[發明專利]miR-339-增強子-靶基因網絡激活模型及其應用

在審

• 申請號: 202110776690.X
• 申請日: 2021-07-09
• 公開（公告）號: CN113528522A
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 于文強;梁英
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: C12N15/113
• 分類號: C12N15/113;C12N15/867;A61K31/7105;A61P35/00;A61P15/14;C12Q1/6886;G16B15/30;G16B20/00;G16B40/00
• 代理公司: 上海領譽知識產權代理有限公司 31383
• 代理人: 車超平

本發明涉及生物技術領域，具體涉及miR?339?增強子?靶基因網絡激活模型及其應用。首先公開了一種可激活乳腺癌相關基因的miRNA，所述miRNA的基因座位置與增強子的組蛋白修飾標志H3K4me1或H3K27ac重合。本發明提供了可激活疾病相關基因的miR?339與乳腺癌相關，為乳腺癌等疾病的診斷、治療提供新的策略和潛在的藥物靶點。并且，本發明首次將“miRNA?增強子?靶基因網絡激活模型”理論應用于解釋乳腺癌的發生發展現象，克服了現有技術的偏見。

技術領域

本發明涉及生物技術領域，具體涉及miR-339-增強子-靶基因網絡激活模型及其應用。

背景技術

非編碼RNA的研究是近年來逐漸被科學家認識并迅速投入其中的基礎科學研究，旨在從本質上認識生命的奧秘。非編碼RNA種類繁多，目前研究較多的是microRNA(miRNA)和長非編碼RNA(LncRNA)。miRNA是一些長度為21-25個核苷酸，在轉錄后水平調控基因表達的非編碼小RNA。第一個miRNA lin-4是30多年前在研究線蟲的發育調控時被意外發現的，并被證明通過結合細胞漿中lin-14mRNA的3’UTR發揮抑制蛋白翻譯或降解mRNA的作用。此后，miRNA的負向調控作用機制幾乎成為miRNA研究領域“金科玉律”。盡管后來也發現部分miRNA在特殊情況下能夠促進基因表達或翻譯，但基本都是個例研究，僅限于現象描述和簡單的機制研究，致使后續研究者不得要領，缺乏推而廣之的意義。另一方面，雖然miRNA參與大多數生命現象和過程，但是miRNA在體內的調控通常被認為是微調控(fine-tune)，并沒有起到決定性的“開關”作用。

增強子(Enhancer)一直被認為是重要的DNA序列順式調控元件，它可以近距離或遠距離調控基因的表達。H3K4me1以及H3K27ac是增強子重要的表觀遺傳學標記，其中H3K27ac與增強子的活性密切相關。當多個具有轉錄活性的增強子高密度富集轉錄因子后，可以形成超級增強子。增強子尤其是超級增強子通常可以驅動控制細胞身份和細胞命運的基因表達，在細胞分化、組織發育、個體生長和疾病致病過程中發揮很重要的作用。

惡性腫瘤是危害人類健康的全球公共衛生問題，我國作為一個發展中大國，工業化、城鎮化和人口老齡化問題日益突出，不良生活方式及環境污染等直接導致國民身體健康指數下降，惡性腫瘤急需等待攻克。

miRNA研究已經被證明在乳腺癌發生發展與遷移中發揮重要的調控作用。相關研究通常是基于傳統的miRNA負向調控機制，到目前為止，如何利用miRNA攻克乳腺癌尚未有實質性的突破，尚缺乏有效的治療藥物和治療方案。miRNA是經典的核酸分子，核酸藥物被認為是繼抗體藥物及細胞免疫療法之后的下一代藥物，其可以達到傳統藥物無法替代的效果，比如抗體多在細胞表面發揮作用，而核酸藥物可以進入細胞內部發揮治療作用；有的核酸藥物甚至可以進入到細胞核發揮精確的靶向治療作用。比如，2018年美國FDA批準上市的RNAi新藥Onpattro(patisiran)是一款核酸藥物。主要的治療方法是把siRNA包裹在脂質納米顆粒中并將藥物直接遞送至肝臟，通過靶向和沉默TTR mRNA，阻礙靶向TTR蛋白生成，從而降低周圍神經中淀粉樣沉積物的積累，最終達到治療hATTR(遺傳性轉甲狀腺素蛋白)淀粉樣變性疾病的目的。目前核酸藥物開發日益成熟，在癌癥和遺傳性疾病以及流感和病毒感染方面取得一些重要成果，但是有待開發的潛力巨大。

發明內容

本發明首次將創造性的“miRNA-增強子-靶基因網絡激活模型”理論應用于解釋乳腺癌的發生發展現象，即核內miR-339與增強子互作進而正向激活靶基因從而影響腫瘤的增殖生長，這一理論與現有技術“miRNA的負向調控機制”完全不同。

本申請篩選了位于增強子區域的多個miRNA，分別將這些miRNA在不同種類的細胞中過表達，發現在基因組上與這些miRNA鄰近的多個基因被轉錄激活，這些miRNA對基因的轉錄激活調控依賴于miRNA及其靶向增強子序列的完整性。基于此，本申請將篩選出來的miRNA用于揭示細胞核內miRNA功能，為解析miRNA參與腫瘤等疾病發生發展提供新的視角。