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治疗再狭窄的DNAzyme和方法

阅读:1005发布:2020-05-11

专利汇可以提供治疗再狭窄的DNAzyme和方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 申请 提供了特异性切割c-mycmRNA的DNAzyme,它包含一个15个核苷酸的催化域和两个结合域,其中一个结合域邻接催化域的5’末端,另一个结合域邻接催化域的3’末端。本 发明 也提供用于抑制 再狭窄 起病的药用组合物,它包含所述的DNAzyme和适用于局部 给药 的药用可接受载体。本发明还提供了用于抑制再狭窄起病的 血管成形术 斯滕特固定模,它包括可操作涂上有效 预防 量的所述药用组合物的血管成形术斯滕特固定模。最后。本发明提供了用于抑制经受血管成形术的受 治疗 者再狭窄起病的方法,它包括局部给予受治疗者所述的药用组合物或血管成形术斯滕特固定模。,下面是治疗再狭窄的DNAzyme和方法专利的具体信息内容。

1.特异性切割c-myc mRNA的DNAzyme,其包含
(a)一个催化域,它具有核苷酸序列GGCTAGCTACAACGA,
   并在朝着它的任何嘌呤:嘧啶切割位点切割,
(b)邻接所述催化域5’末端的一个结合域,和
(c)邻接所述催化域3’末端的另一个结合域; 其中所述结合域分别地互补于侧翼紧接c-myc mRNA中需要DNAzyme 催化切割的切割位点的嘌呤残基的两个区域,并因此与之杂交,且其 中每个结合域长度至少为6个核苷酸,两个结合域结合的总长至少为 14个核苷酸。
2.权利要求1的所述DNAzyme,其中每个结合域的长度为9个 核苷酸。
3.权利要求1的所述DNAzyme,其中邻接所述催化域3’末端的 所述结合域中的3’-末端核苷酸残基是倒置的。
4.权利要求1的所述DNAzyme,其具有 TGAGGGGCAGGCTAGCTACAACGACGTCGTGAC序列。
5.权利要求1的所述DNAzyme,其中在c-myc mRNA中的切割 位点是嘌呤:尿嘧啶。
6.权利要求1的所述DNAzyme,其中c-myc mRNA中的切割位 点位于选择以下的区域:翻译起始位点、剪接识别位点、5’非翻译区 和3’非翻译区。
7.用于抑制再狭窄起病的药用组合物,它包含权利要求1的所述 DNAzyme和适用于局部给药的药学上可接受的载体。
8.权利要求7的所述的药用组合物,其中所述药学上可接受的载 体选自:脂质体和生物可降解的聚合物
9.用于抑制再狭窄起病的血管成形术斯滕特固定模,它包括可 操作地涂上有效预防量的权利要求7的药用组合物的血管成形术斯滕 特固定模。
10.用于抑制经受血管成形术的受治疗者中再狭窄起病的方法, 所述方法包括在所述血管成形术的前后局部给予所述受治疗者有效预 防量的权利要求7的药用组合物。
11.用于抑制经受血管成形术的受治疗者中再狭窄起病的方法, 所述方法包括在所述血管成形术的前后局部给予所述受治疗者权利要 求9的血管成形术斯滕特固定模。

说明书全文

发明领域

本发明涉及采用DNAzyme抑制再狭窄的起病。所述DNAzyme 通过切割编码c-myc的mRNA达到这一目的,而在血管平滑肌细胞 中c-mcy的表达是再狭窄的发生所需要的。

发明背景 再狭窄

再狭窄是一种严重的内科疾病,它经常在血管成形术之后发生。 这种疾病折磨了所有血管成形术患者的30%-60%。

人们认为再狭窄是由(至少部分是由)在血管形成术过程中发生的 血管损伤之后平滑肌细胞(“SMC’s”)过分增殖而引起的。认为几种生 物调节剂有助于这种SMC的增殖。这些调节剂包括血小板衍生生长 因子(“PDGF”)、纤维细胞生长因子(“FGF”)和胰岛素样生长因子 (“IGF”)(Ross;Banscota;Libby;Gay)。这些调节剂对SMC增殖的诱导 作用经由许多重要基因的胞内反式激活作用而发生(Kindy;Gadeau)。 这些基因包括c-myc、c-myb、c-fos和PCNA(增殖细胞核抗原),且 一般是细胞周期特异性的。

具体地说,在血管损伤30分钟至2小时内,c-myc在SMC’s中 过量表达,且表达在此后12小时内降低至正常平。也就是说,血 管成形术引起血管SMC损伤,后者引起c-myc在损伤后30分钟至2 小时开始过量表达,而在损伤后12小时结束。

目前采用放射疗法和药理学疗法治疗再狭窄。放射疗法包括放 射性植入物或将放射性组合物传递到正在治疗的位点上。尽管放射 治疗已经显示出一些有希望的成果,却产生了内冠状放射的长期副 作用。关于药理学疗法,到此为止使用的抗-thrombotin和抗增殖的 方法一般都没有效果(Bennet)。

DNAzvme

在人类基因治疗中,反义核酸技术已经是选择用于使那些表达 引起疾病并因此不希望有的基因失活的主要方法之一。所述反义的 方法使用一种核酸分子,它互补于编码不希望有的基因的mRNA分 子,并因此与之杂交。这种杂交导致了基因表达的抑制。

反义技术有某些缺点。反义杂交的结果是DNA/目标mRNA异 源双链体的形成。该异源双链体作为RNA酶H介导的降解目标mRNA 成分的底物。在此,所述DNA反义分子以被动方式作用,因为它仅 仅有助于内源RNA酶H的所需切割。这种对RNAse H的依赖在反 义分子的化学性质和与其目标mRNA形成稳定异源双链体的能方 面,限制了反义分子的设计。反义DNA分子也有与非特异性活性的 相关问题,在较高浓度下甚至有与毒性相关问题。

作为反义分子的替代物,催化核酸分子已表明有希望作为用于 抑制基因表达的治疗剂,且在文献中广泛讨论(Haseloff;Breaker(1994); Koizumi;Otsuka;Kashani-Sabet;Raillard;和Carmi)。这样,不同于常 规的反义分子,催化核酸分子通过真正切割它的目标mRNA分子而 不是仅仅与之结合而起作用。如果目标序列满足某些最低需要,则 催化核酸可以只切割目标核酸序列。所述目标序列必须互补于催化 核酸的杂交区域,并且该目标必须在切割位点包含特异序列。

有许多资料记载了催化RNA分子(“核酶”)(Haseloff;Symonds; 和Sun),并且已经表明它们既能够切割RNA分子(Haseloff)又能够切 割DNA分子(Raillard)。事实上,在体外选择和进化技术的发展已经 使采用已知核酶的随机变体或随机序列RNA作为起始点而获得针对 已知底物的新核酶成为可能(Pan;Tsang;和Breaker(1994))。

然而,核酶在它们进行作用的细胞中对酶水解作用是高度敏感 的。这本身又限制了它们的药学应用。

近来,创造了一类新的名为“DNAzyme”的催化分子(Breaker (1995);Santoro)。DNAzyme是单链的,切割RNA(Breaker(1994); Santoro),也切割DNA(Carmi)。已经提出了DNAzyme的一般模型, 称为“10-23”模型。按照“10-23”模型的DNAzyme,也简称为“10-23 DNAzyme”,它包含一个15个脱核糖核苷酸的催化域,侧翼为两 个分别含7-9个脱氧核糖核苷酸的底物识别域。体外分析表明,这种 类型的DNAzyme能在生理条件下在嘌呤:嘧啶连接处有效地切割它 的底物RNA(Santoro)。

DNAzyme表明有希望成为治疗药物。然而,DNAzyme成功对 抗由于已知mRNA的存在而导致的疾病是不可预料的。这种不可预 料性部分归因于两个因素。首先,某些mRNA二级结构可能阻碍 DNAzyme结合并切割其目标mRNA的能力。其次,表达目标mRNA 的细胞对DNAzyme的吸入可能不够有效地提供有治疗意义的结果。 由于这些原因,仅仅知道疾病和它的成因目标mRNA序列不能单独 允许人们合理地预料针对目标mRNA的DNAzyme的治疗成功,因 为缺少一个发明性步骤。

发明概述

申请提供特异性切割c-myc mRNA的DNAzyme,其包含(a)一 个催化域,它具有核苷酸序列GGCTAGCTACAACGA,并在朝着它 的任何嘌呤:嘧啶切割位点切割,(b)邻接催化域5’末端的一个结合域, 和(c)邻接催化域3’末端的另一个结合域;其中所述结合域分别地互 补于侧翼紧接c-myc mRNA中需要DNAzyme催化切割的切割位点的 嘌呤残基的两个区域,并因此与之杂交,且其中每个结合域长度至 少为6个核苷酸,两个结合域结合的总长至少为14个核苷酸。

本发明也提供了用于抑制再狭窄起病的药用组合物,它包含所 述DNAzyme和适用于局部给药的药用可接受的载体。

本发明还提供用于抑制再狭窄起病的血管成形术斯滕特固定 模,它包括可操作地涂上预防有效剂量的所述药用组合物的血管成 形术斯滕特固定模。

本发明还提供了用于抑制经受血管成形术的受治疗者中再狭窄 起病的方法,它包括在血管成形术时前后一般给予所述受治疗者预 防有效剂量的所述药用组合物。

最后,本发明提供用于抑制经受血管成形术的受治疗者中再狭 窄起病的方法,它包括在血管成形术时前后局部给予所述受治疗者 所述的血管成形术斯滕特固定模。

附图简述

图1显示Santoro中描述的“10-23”DNAzyme的结构。由X和 Y之间的星号表示切割位点。由N’s表示底物-结合域。

图2显示c-myc RNA-切割DNAzyme的设计。c-myc DNAzyme 的切割位点选在人类c-myc mRNA(第二个外显子)的AUG起始子密 码子。如图所示,切割发生在A和U之间。

图3显示最佳化的DNAzyme臂长和化学修饰。基于“10-23” 型设计了具有不同臂长的c-myc-切割DNAzyme。由阴影C或G(3’ INV)表示在3’端的3’-3’末端基倒置。

图4显示多转换(multiple turnover)动力学。图A显示16%聚丙 烯酰胺凝胶的光密度测量图象,它是采用磷光成像器(PhosphorImager) (Molecular Dynamics)而获得的,显示在多转换条件下对合成的c-myc mRNA的切割。所有的反应均用200pM DNAzyme和2nM、4nM、 8nM、16nM和32nM的底物mRNA(如所示)进行。每个反应的温育 时间在0-60分钟之间,在每道的顶端注明。图B显示每个底物浓度 的DNAzyme切割进程(nM)曲线。这些数据是从图A所示的切割条 带的光密度测定中得到的。

图5显示体外c-myc mRNA的切割。在有32P-UTP的情况下从 PGEM载体中转录1.5kb c-myc mRNA底物。切割反应于10mM MgCl2、50mM Tris.HCl pH7.5、37℃下进行60分钟。

图6显示人类血清中3’-倒置DNAzyme的稳定性分析。DNAzyme 与AB型人类血清(Sigma)一起温育。在所示的不同时间点收集样品, 并用32P标记。该标记的DNAzyme在16%聚丙烯酰胺凝胶中分析。 这里显示了未修饰的DNAzyme的典型凝胶带型(上右)和3’-倒置的 DNAzyme的典型凝胶带型(下右角)。

图7显示在SV-LT-SMC’s中对c-myc mRNA切割DNAzyme的 测试。生长停滞的SMC’s用10%FBS-DME(包含0.5%胎血清的 Dulbecco改进的Eagle培养基)在有以下物质的情况下刺激:10mM 称为Rs-6的抗-c-myc mRNA DNAzyme(下述)、10mM对照寡核苷酸 (与Rs-6相同的臂序列,含倒置催化核心序列)或单独的脂质体 (DOTAP;即N-[1-(2,3-二油酰氧基)]-N,N,N-三甲铵-甲基硫酸盐)。数 据以均值±SD表示。

图8显示SMC’s中Rs-6 DNAzyme的剂量-反应实验。该实验详 述按照图7。数据以对照的百分数表示。

图9显示在DNAzyme处理的SMC’s中c-myc的表达。如实施 例7所述用35S-甲硫酸标记细胞,并进行免疫沉淀法以确定 DNAzyme处理的SMC’s中c-myc蛋白的表达水平。

图10显示人类c-myc基因的基因组DNA序列(外显子1和2)。

发明详述

本发明目的在于采用DNAzyme技术抑制再狭窄起病。所述疾 病的起病,是在血管成形术过程中由动脉平滑肌的物理性损伤而触 发的,其特征是在此后不久c-myc过量表达几个小时。这种c-myc过 量表达导致SMC过度增殖,而抑制这种过量表达本身又抑制再狭窄 起病。本发明通过在血管成形术时的前后应用c-myc mRNA特异性 DNAmye于损伤区而利用这个c-myc过量表达的“时机窗口”,因 此而切割mRNA并抑制再狭窄起病。

更具体的说,本申请提供了特异性切割c-myc mRNA的 DNAzyme,其包含(a)一个催化域,它具有核苷酸序列 GGCTAGCTACAACGA,并在朝着它的任何嘌呤:嘧啶切割位点切 割,(b)邻接催化域5’末端的一个结合域,和(c)邻接催化域3’末端的 另一个结合域;其中所述结合域分别地互补于侧翼紧接c-myc mRNA 中需要DNAzyme催化切割的切割位点的嘌呤残基的两个区域,并因 此与之杂交,且其中每个结合域长度至少为6个核苷酸,两个结合 域结合的总长至少为14个核苷酸。

这里所用的“DNAzyme”是指特异性识别并切割特殊的目标核 酸序列的DNA分子,它可以是DNA或RNA。所述DNAzyme切割 RNA分子,如图1所示它是“10-23”型的,如此命名是由于历史原 因。在Santoro中描述了这种类型的DNAzyme。10-23 DNAzyme需 要的RNA目标序列是由NNNNNNNR*YNNNNNN、 NNNNNNNNR*YNNNNN或NNNNNNR*YNNNNNNN构成的任何 RNA序列,其中R*Y是切割位点,R是A或G,Y是U或C,N是 任意的G、U、C或A。

在本发明的参量中,结合域的长度(这里也称为“臂长”)可以任 意变更,可以相同或不同。预想了各种变更如7+7、8+8和9+9,且 在后面的实施例中更全面地列举。已经很好地证实了结合域的长度 更长,那么它与互补的mRNA序列就结合得更紧。因此,在优选的 实施方案中,每个结合域的长度为9个核苷酸。在一个实施方案中, 所述DNAzyme具有 TGAGGGGCAGGCTAGCTACAACGACGTCGTGAC序列(在此也称 为“Rs-6”)。

在应用基于DNAzyme的治疗中,DNAzyme在胞内环境下抗降 解而尽可能地稳定是重要的。达到这一目的的一个方法是通过在所 示DNAzyme的一个或更多个末端加入一个3’-3’-倒置。更具体地说, 3’-3’-倒置(在此也简称为“倒置”)是指末端核苷酸及与其相邻的核 苷酸的3’原子间的共价磷酸键合。这种类型的键合与相邻核苷酸 的3’和5’碳原子间的一般磷酸键合反向,从而有“倒置”一词。因 此,在优选的实施方案中,3’末端核苷酸残基在邻接催化域3’末端的 结合域中倒置。除倒置外,所述DNAzyme还可以包含修饰的核苷酸。 修饰的核苷酸包括如N3’-P5’磷酰胺(phosphoramidate)键和肽-核酸 键。这些在本领域是众所周知的(Wagner)。

在本发明中,在c-myc mRNA中的任何邻接的嘌呤:嘧啶核苷酸 对都可以作为切割位点。在优选的实施方案中,嘌呤:尿嘧啶是希望 的嘌呤:嘧啶切割位点。

包含所述切割位点的c-myc mRNA区域可以是任何区域。例如, c-myc mRNA中需要DNAzyme-催化切割的位置可以是翻译起始位 点、剪接识别位点、5’非翻译区和3’非翻译区。在一个实施方案中, 切割位点位于翻译起始位点。

人类c-myc mRNA序列和/或编码所述序列的DNA是众所周知 的(Bernard)。如这里所用的“c-myc mRNA”是指由图10所示的人类 c-myc DNA序列或由其任何自然存在的多态形式编码的任何mRNA 序列。c-myc mRNA包括成熟mRNA和不成熟mRNA。在本发明的 参量中,确定c-myc mRNA切割位点、每个结合域的所需序列和因 此确定完整DNAzyme序列可以按照众所周知的方法进行。

本发明也提供了用于抑制再狭窄起病的药用组合物,它包含所 述DNAzyme和适用于局部给药的药用可接受载体。

在本发明中,局部给予所述药用组合物可以采用本领域技术人 员已知的任何不同方法和传递系统实现或完成。例如,局部给予可 以经由导管和局部注射和经由如下讨论的涂层斯滕特固定模完成。

用于局部给予的药用载体在本领域中广为人知,将所述载体与 待传递的活性剂混合的方法也是广为人知。以下使用许多常规使用 的载体的传递系统,只是许多预想用于给予所述组合物的实施方案 的代表。

局部传递系统包括如凝胶和溶液,并可以包含赋形剂如增溶剂、 渗透增强剂(如脂肪酸、脂肪酸酯、脂肪族醇和氨基酸),和亲水聚合 物(如polycarbophil和聚乙烯吡咯烷)。在优选实施方案中,所述药 学上可接受的载体是脂质体或生物可降解的聚合物。可以用于本发 明的脂质体的例子包括如下:(1)CellFectm,阳离子类脂N,NⅠ,NⅡ,NⅢ- 四甲基-N,NⅠ,NⅡ,NⅢ-四棕榈基(palmityl)精胺和二油酰基磷脂酰乙醇胺 (DOPE)(GIBCO BRL)的1∶1.5(M/M)脂质体制剂;(2)Cytofectin GSV,一种阳离子类脂和DOPE的2∶1(M/M)脂质体制剂(Glen Research);(3)DOTAP(N-[1-(2,3-二油酰氧基)-N,N,N-三甲基铵-甲基 硫酸盐](Boehringer Manheim);(4)Lipofectamine,聚阳离子类脂 DOSPA和中性类脂DOPE的3∶1(M/M)脂质体制剂(GIBCO BRL)。

本发明还提供用于抑制再狭窄起病的血管成形术斯滕特固定 模,它包括可操作涂上预防有效剂量的所述药用组合物的血管成形 术斯滕特固定模。

血管成形术斯滕特固定模,也叫其它名称如“血管内斯滕特固 定模”或简单的“斯滕特固定模”,它们是本领域中众所周知的。 它们经常用于阻止由物理性异常引起的血管闭合,如外科损伤引起 的不希望有的血管组织向内生长的。它们经常含有一个与它们的功 能相称的管状的、膨胀的格栅型结构,并且可选择地可被生物降解

在本发明中,所述斯滕特固定模可以采用任何适合的本领域所 知的方法可操作地涂上所述药用组合物。在此,“可操作地涂上” 斯滕特固定模是指以这样的方式涂布:一旦给予所述涂布的斯滕特 固定模,则允许适时释放所述药用组合物于待治疗的周围组织。这 种涂布方法,例如,可以采用聚合物聚吡咯(polypyrrole)。斯滕特固 定模、用于涂上上述物质的方法和组合物在美国序列号60/091,217 中详细讨论。

确定所述药用组合物的预防有效剂量可以采用常规计算方法基 于动物数据完成。在一个实施方案中,所述预防有效剂量包含在约 0.1mg和约1g之间的所述DNAzyme。在另一个实施方案中,预防有 效剂量包含在约1mg和100mg之间的所述DNAzyme。在再一实施 方案中,所述预防有效剂量包含在约10mg和50mg之间的所述 DNAzyme。在又一实施方案中,所述预防有效剂量包含约25mg的 所述DNAzyme。

本发明还提供了抑制经受血管成形术的受治疗者中再狭窄起病 的方法,所述方法包括在血管成形术时的前后局部给予受治疗者有 效剂量的所述药用组合物。如这里所用的,在血管成形术时的“前 后”给予所述药用组合物,可以在该手术期间或紧随之前或之后进 行。给予可以按照已知的方法进行,如导管传递。“抑制”再狭窄 起病是指减弱发生于血管成形术之后的再狭窄的严重性,或完全阻 止再狭窄起病。在优选的实施方案中,抑制再狭窄起病是指完全阻 止再狭窄起病。

最后,本发明提供了抑制经受血管成形术的受治疗者中再狭窄 起病的方法,所述方法包括在血管成形术时局部给予受治疗者所述 血管成形术斯滕特固定模。

通过参考以下的实施例将更好地理解本发明,但是本领域技术 人员将易于理解,它们只是说明如后面的权利要求书中更全面描述 的本发明。另外,本申请中列举了不同的文献。这些文献的内容通 过引用结合到本申请中,以更全面地描述本发明所属领域的技术状 况。 实施例

实施例1 抗-c-myc DNAzyme的体外特性鉴定

DNAzyme的体外效力是通过在测量多转换条件下RNA切割的 速率而确定的。关于这些实验,采用底物的浓度范围以使[S]≥10 倍[E],[E]固定在200pM。所述DNAzyme和32P-标记的合成RNA 底物分别于37℃在50mM Tris.HCl pH 7.5、10mM MgCl2和0.01%SDS 中预平衡10分钟。在时间零时,将DNAzyme和底物混合在一起开 始反应。然后在反应过程后分析在不同时间点按顺序所取并在90% 甲酰胺、20mM EDTA和加样染料中猝灭的等分试样。在这些样品 中的产物碎片和没有反应的底物通过在16%的变性聚丙烯酰胺凝胶 中电泳分离。每个时间点的反应程度通过由磷光成像器(Molecular Dynamics)产生的凝胶图象的光密度测定确定。采用kobs的值(由这些 时程实验的斜率而来的)以产生在改进的Eadie-Hofstee曲线中最佳拟 合的的线(kobs对kobs/[S])。以这种方法,Km和kcat的值分别的以回归 线的负斜率和y截距给出。

采用多转换动力学检测合成的短c-myc RNA序列的体外 DNAzyme催化切割的效力(图4)。含对称的7、8和9个碱基对底物 结合臂的三种修饰的DNAzyme和它们未修饰对照与过量的32P-标记 的合成c-myc RNA一起温育。根据kobs值确定动力学参量Km和kcat(表 1)。

通过kat/Km的比率测定的每个DNAzyme的总催化效率在修饰的 种类和未修饰的种类之间明显不同。在短臂DNAzyme(7+7bp)中, 包含一个倒置碱基的修饰产生kcat/Km的3倍减小。与这种切割活性 的负相应相反,长臂种类(9+9bp)由于有倒置碱基修饰,相对效率增 强了10倍。中间长度(8+8bp)的结合臂DNAzyme受修饰作用的影响 最小,显示kcat/Km值增加2倍。因此,3’-倒置末端碱基的影响根据 底物结合臂的长度而不同。在短臂(7+7bp)DNAzyme中,发现修饰 作用对催化效率有害。然而,在长臂(9+9bp)分子中,它的确改善催 化活性。未修饰的DNAzyme的活性以8bp底物结合臂最佳。在短 臂(7bp)DNAzyme中,其总效率主要由于较高的Km(3.4-23nM)而较 低。在臂长超过8bp(如9bp)的DNAzyme中,由于Km的相对升高 (3.4-7nM)和kcat的减小(0.11-0.06min-1),总活性减小。

这样,对于c-myc mRNA切割DNAzyme而言,发现未修饰型式 的最佳切割效率是含8bp臂的型式。根据各自的kcat/Km值,未修饰 的c-myc DNAzyme的7bp和9bp的型式总效率较低。

这三种不同大小的c-myc切割分子的动力学型式由于包含3’-末 端核苷酸倒置而明显地改变。这种DNA修饰作用对c-myc RNA切割 动力学的影响在短的7bp臂DNAzyme中特别明显。与未修饰型对 比,这种分子按照它的kcat/Km值基本上没有效率。然而这种催化效 率的减弱通过在8bp修饰型中添加另外两个核苷酸而恢复甚至增 强。这表明短DNAzyme活性的减弱是由于DNA/RNA相互作用的一 些干扰(由核苷酸倒置而引起的)引起的,它可以通过增加臂长度至8 bp而得到恢复。通过进一步增加修饰型DNAzyme的长度至9bp, 发现催化效率的另一个轻微改进。这与未修饰型DNAzyme的情况形 成对照,未修饰型DNAzyme的情况证明当从8bp增加臂的长度至9bp 时发现活性急剧下降。

这些结果证明8bp是未修饰型DNAzyme对c-myc RNA切割的 最佳长度。在3’-倒置型DNAzyme中9bp的臂长度好象提供了最佳 催化切割活性。含9bp臂的未修饰型DNAzyme中所见的催化效率 的下降部分反映酶转换率的减弱,表现为较低的kcat值。这种较低的 转换率可能是由于所述DNAzyme对反应物亲和力增强的结果,亲和 力本身又减慢产物的解离。在通过末端碱基倒置修饰的DNA中避免 了这种活性的减弱,这可能是对酶-产物相互作用的去稳定作用的结 果。

                                 表1

                      c-myc-切割DNAzyme的动力学   DNAzyme   臂长      修饰 kcat(min-1)  Km(nM)     kcat/Km  (pM-1·min-1)    Rs-1   7+7      无     0.25    23     10.8    Rs-2   7+7    3’-倒置     0.16    50      3.2    Rs-3   8+8      无     0.11    3.4       32    Rs-4   8+8    3’-倒置     0.24     4       60    Rs-5   9+9      无     0.06     7      8.6    Rs-6   9+9    3’-倒置     0.26     4       65

分析三种不同长度、都针对起始子的DNAzyme(修饰的和未修 饰的)的c-myc RNA切割的动力学。反应在有10mM MgCl2和50mM Tris·HCl pH7.5的情况下,在含至少10倍过量的底物的多转换条件 下进行。

实施例2 全长c-myc mRNA的体外切割

全长c-myc mRNA用于进一步测试DNAzyme在刺激的生理条件 下(10mM MgCl2,pH7.5,37℃)切割不同型式的c-myc mRNA的能 力。切割反应在单转换条件下进行,采用10nM长底物(c-myc mRNA) 和50nMDNAzyme。

图5显示了所有的DNAzyme以20-50%的切割速率有效地切割 c-myc mRNA。如所预料的,较长臂的DNAzyme更有效地切割底物。 3’-倒置碱基的修饰作用减小了7+7臂DNAzyme的切割效率,但增 强了9+9臂DNAzyme的切割效率。有趣的是,预热和不预热的 DNAzyme之间的DNAzyme切割效率没有不同。这种结果表明c-myc mRNA中的切割位点的可及性不受mRNA二级结构的影响。 实施例3 DNAzyme的化学修饰和稳定性

以下方法分析在100%人类AB血清中DNAzyme的稳定性。简 要的说,将150μM未标记的DNAzyme在37℃培养于100μl 100%的 人类血清中温育,在时间点0、2、4、8、24、48和72小时取出重 复样品5μl。取样时,立即将295μl TE(10mM Tris·HCl,pH7.5,1ml EDTA)加入到5μl的等分样品中,且进行酚/氯仿提取。每个时间点 的所有样品用γ-32P-ATP末端标记,并且没有进一步纯化或沉淀就直 接在16%PAGE凝胶中跑电泳,这样显示了所有完整的DNAzyme 和降解产物。结果表明在3’-末端的3’-3’倒置大大地改善了DNAzyme 在人类血清中的稳定性(t1/2=20小时),而未修饰的DNAzyme显示半 衰期<2小时(图6)。

实施例4 DNAzyme介导的抑制SMC的增殖

在血管SV40LT(猿猴病毒40大T抗原)平滑肌细胞(Simons)中测 试抗-c-myc DNAzyme的活性。在0.5%FBS-DMEM中生长停滞后, 通过加入10%的FBS-DMEM将SMC’s从G0中释放。同时将细胞暴 露于由DOTAO传递的DNAzyme或对照寡核苷酸(即含倒置催化核 心序列的9/9臂DNAzyme)中。在传递之后72小时检测DNAzyme 的生长-抑制能力。图7所示的不同DNAzyme的数据显示SMC数量 减少的范围在30%-80%之间,而采用对照的没有发现减少。基于这 些分析结果,最有效的分子Rs-6(含3’-倒置碱基的9/9臂)的活性在 剂量-反应分析(图8)中进一步检测。与对照相比,Rs-6在低至50nM 的浓度下明显抑制SMC的生长。 实施例5 抗-c-myc DNAzyme对SMC细胞周期的影响

DNAzyme对SMC增生的影响也采用两个独立的技术评定,即 DNA细胞周期分析和有丝分裂指数的确定。DNA直方图在血清刺激 后72小时产生。在这72小时的间隔后,与只有65%的刺激细胞保 持在G0/G1相比,74%的未刺激细胞保持在G0/G1。然而,由于加入 DNAzyme Rs-6,保持在G0/G1期的刺激细胞的比例增加至71%。对 比之下,未激活的DNAzyme对照(Rs-8)对SMC周期没有影响。通 过确定刺激后72小时SMC群体的有丝分裂指数(即每1000个细胞中 有丝分裂的数值,用显微镜确定)证明这些结果。

                                  表2

         抗-c-myc DNAzyme对血清-刺激的平滑肌细胞增殖的影响    G0/G1(%)    S(%)    G2/M(%)  有丝分裂指数     (%)    未刺激     DOTAP     Rs-6  Rs-8(对照)     73.66     65.24     70.81     67.81     8.56    12.59     9.93    12.33     13.39     16.62     14.12     15.19      0.5      1.9      0.3      2.2 实施例6 DNAzyme转染的SMC’s中c-myc蛋白的表达

为了在分子水平上说明抗-c-myc DNAzyme的效力,采用免疫沉 淀法分析DNAzyme处理的SMC’s中c-myc蛋白的表达。简单地说, SMC’s在没有血清的培养基中停滞72小时,然后在无met-free培养 基(包含5%的透析胎牛血清)中于37℃培养1小时。除去培养基后, 为细胞更换含5%的透析胎牛血清、100mCi/ml 35S-Met和5mM DNAzyme的met-free培养基,并另外培养2小时。采用如所描述的 方法制备细胞溶胞产物,并采用琼脂糖结合的抗-c-myc抗体检测c-myc 蛋白。如图9所示,如通过代谢标记材料的免疫沉淀法确定,用抗- c-myc DNAzyme处理SMC’s明显地抑制c-myc蛋白的合成。SMC与 对照寡核苷酸(Rs-8)一起温育对c-myc的表达没有影响。

参考文献 Ausubel,F.M.等人.,Analysis of proteins.Cuttent Protocols in Molecular Biology(1995)第2卷,10.18.3,John Wiley&Sons,Inc. Banscota,N等人.,(1989)Mol.Endocrinol.(3):1183-1190. Bennet,M.R.和Schwartz,S.M.(1995)Circulation 92:1981-1993. Bernard,O.,等人.,(1983)EMBO J 2:2375-2383. Breaker,R.R.和Joyce,G.(1994)Chemistry and Biology 1:223-229. Breaker,R.R.,Joyce,G.F(1995)Chem.&Biol.(2):655-600. Carmi,N等人,(1996)Chemistry and Biology 3:1039-1046. Gadeau,A.等人.,(1991)J.Cell Physiol.(146):356-361. Gay,G.,Winkles,J.(1991)Proc.Natl.Acad.Sci.USA(88):296-300. Haseloff,J.,Genach,W.L.(1988)Nature(334):585-591. Kashani-Sabet,M.等人,(1992)Antisense Research and Development 2: 3-15. Kindy,M,Sonenshein,G.(1986)J Biol.Chem.261:12865-12868 Koizumi,M.等人.,(1989)Nucleic Acids Research 17:7059-7069. Libby,P(1992)J.Vasc.Surg.(15):916-917. Otsuka,E.和Koizumi,M.,日本专利第4,235,919号。 Pan,T.和Uhlenbeck,O.C.(1992)Biochemistry 31:3887-3895. Raillard,S.A.和Joyce,G.F.(1996)Biochemistry 35:11693-11701. Ross,R.等人.,(1986)Cell 46:155-169. Santoro,S.W.,Joyce,G.F.(1997)Proc.Natl.Acad Sci USA 94:4262- 4266. Simons,M.等人.(1994)J.Clin.Invest.93:2351-2356 Sun,L.Q.等人.(1997)Mol.Biotechnology 7:241-251 Symonds,R.H.(1992)Annu.Rev.Biochem.61:641-671. Tsang,J.和Joyce,G.F.(1994)Biochemistry 33:5966-5973. 美国序号60/091,217,1998年6月30日申请。 Wagner,R.W.(1995)Nature Medicine 1:1116-1118.

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