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MiR-125b在急性髓细胞白血病诊断或治疗中的应用

阅读:1032发布:2020-07-07

专利汇可以提供MiR-125b在急性髓细胞白血病诊断或治疗中的应用专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了miR-125b在急性髓细胞白血病诊断或 治疗 中的应用。本发明根据miR-125b在急性髓细胞白血病初发患者的骨髓中表达 水 平远远高于其在正常骨髓中的表达水平这一性质,将miR-125b应用于对急性髓细胞白血病(AML)的早期诊断。本发明所揭示的miR-125b在AML初发及复发患者尤其是M3型中的高表达,但在 完全缓解 患者中却降低到正常水平,为miR-125b开拓了新的应用方向,即miR-125b不仅能准确预测急性髓细胞白血病(AML)的 预后 ,也可以作为治疗AML的药物靶标。,下面是MiR-125b在急性髓细胞白血病诊断或治疗中的应用专利的具体信息内容。

1、miR-125b在急性髓细胞白血病诊断或治疗中的应用。
2、根据权利要求1所述的应用,其特征在于该治疗应用是用 miR-125b的反义寡核苷酸作为治疗急性髓细胞白血病的药物靶标。

说明书全文

技术领域

发明涉及生物医学诊断领域,具体涉及miR-125b在急性髓细 胞白血病诊断或治疗中的应用。

背景技术

自从1993年Lee等(Lee,R.C.,Feinbaum,R.L.,Ambros,V,The C.elegans heterochronic gene lin-4 encodes small RNAs with antise nse complementarity to lin-14.Cell.1993.75,843-854.)在线虫中发 现第一个microRNA(miRNA)lin-4之后,许多实验室又在线虫和其 他动物以及人类中发现了大量的miRNAs。
miRNA是一类长约22个核苷酸的小分子非编码RNA,广泛存在 于动物和植物等多细胞生物中,它可以通过与靶基因mRNA的特定位 点结合,诱导该mRNA的降解或抑制该蛋白质的合成,在转录平或 转录后水平导致基因沉默,从而参与基因的表达调控。miRNAs在细 胞分化、个体生长、发育以及疾病发生过程中发挥着重要作用。计算 机分析表明,miRNAs的数目超过编码蛋白基因的1%(Lai,E.C.,Tom ancak,P.,Williams,R.W.,et al.Computational identification of Droso phila microRNA genes.Genome Biol.2003.4,R42.);30%以上的编码 蛋白基因可能受miRNAs的调节(Berezikov,E.,Guryev,V.,van de B elt,J.,et al.Phylogenetic shadowing and computational identificatio n of human microRNA genes.Cell.2005.120,21-24.)。小RNA分子 具有组织或时空特异性,而且小RNA与靶基因的作用存在多效性,即 同一miRNA与不同靶基因的相互作用,从而可以影响很多性状。
最近的研究表明,超过50%的miRNA基因位于与癌症相关的基 因区或者脆性位点(fragile  site)(Calin,G.A.,Sevignani,C.,Dan Dumitru,C.,et al,2005.Human microRNA genes are frequently loc ated at fragile sites and genomic regions involved in cancers.Proc. Natl.Acad.Sci.2004.101,2999-3004),这说明miRNAs可能在肿 瘤发生过程中起着至关重要的作用。同时,大量的研究表明,miRN As作为原癌基因及抑癌基因在癌症的发生和发展过程中发挥着重要 作用(He L,Thomson J M,Hemann M T,et al.A microRNA poly cistron as a potential human oncogene.Nature.2005.435:828-33; O’Donnell KA,Wentzel EA,Zeller KI,Dang CV,et al.c-Myc-reg ulated microRNAs modulate E2F1 expression.Nature.2005.435:839- 43.)。
白血病是由于髓源和淋巴源的血前体细胞分化和增殖功能失调 导致的一种血液性疾病。目前,白血病的发病率在成人中为3~4人/ 10万人到17~18人/10万人(Estey E,H.Acute myeloid leuk aemia.Lancet.2006.25;368(9550):1894-907)。同时,有研究表明, 白血病在小儿恶性肿瘤中的发病率最高,达35%左右,被认为是14 岁以下小儿癌症中的“头号杀手”(Tracy Lightfoot.Aetiology of Ch ildhood Leukemia.Bioelectromagnetics.2005.Supplement 7:S5-S1 1.)。全世界15岁以下儿童白血病的发病率为3~4/10万人,在我国每 年约有5000左右的儿童发生白血病。它不仅给患者家庭带来巨大的痛 苦和经济负担,而且给社会带来沉重的负担。白血病最常见的类型为 急性淋巴细胞白血病(acute lymphocytic leukaemia,ALL)和急性髓 细胞白血病(acute myeloid leukaemia,AML)。根据FAB分型标准, AML共分M1-M7等7个型,即M1:未分化的原粒细胞白血病;M2: 部分分化的原粒细胞白血病;M3:急性早幼粒细胞白血病;M4:急 性粒、单核细胞白血病;M5:急性单核细胞白血病;M6:急性红血 病或红白血病;M7:急性巨核细胞白血病。AML的发病机理大多与 癌基因的融合蛋白有关,是染色体移位或倒置引起的。有关AML中 染色体的移位与倒置已经有了较多研究,常见的有t(9;11),t(15;17),t (8;21)以及inv(16),在AML患者中大约占20~30%(Lee S,Chen J, Zhou G,et al.Gene expression profiles in acute myeloid leukemia with common translocations using SAGE.Proc Natl Acad Sci U S A.2006 Jan 24;103(4):1030-5)。随着联合化疗和造血干细胞移植技 术的应用,目前白血病的存活率大为改观,但治疗相关的死亡率仍然 高达20%(Cassileth,P.A.,Harrington,D.P.,Appelbaum,F.R.,et al. Chemotherapy compared with autologous or allogeneic bone marrow transplantation in the management of acute myeloid leukemia in fir- st remission.N.Engl.J.Med.1998.339,1649-1656)。尽管大多数A ML患者能够获得完全缓解,但是能够最终治愈的患者不到50%(Ar ceci,R.J.Progress and controversies in the treatment of pediatric acute myelogenous leukemia.Current Opinion in Hematology.2002. 9:353-360)。
AML是一个具有高度复发危险的白血病亚型,而且AML的预后 差。因此阐明AML发病的分子机制及寻找新的治疗靶点对提高其存 活率具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于针对AML高发病率但是现有技术对AML的 预后差等问题,提供miR-125b在AML早期诊断或治疗中的应用。
目前小儿白血病的发病率极高,其中急性髓细胞白血病AML更 是一个具有高度复发危险的白血病亚型,而现有技术依然无法做到很 好地对AML进行早期诊断,导致AML患者预后差,而大量的研究表 明,miRNAs作为原癌基因及抑癌基因在癌症的发生和发展过程中发 挥着重要作用,因此针对白血病,特别是与AML相关的小RNA进行 研究,不但可以丰富白血病的致病机理,而且也能为白血病,尤其是 AML的早期诊断以及临床治疗提供新的、有效的手段。
为了实现上述发明目的,本发明采用microRNA微阵列芯片 (microRNA microarray chip)技术对36例白血病患者骨髓中的白血病 细胞(其中AML18例,ALL18例)及7例正常对照的骨髓中的单个 核细胞的microRNA表达情况进行了分析,结果表明miR-125b在 AML中特异高表达,上调达12倍;对芯片数据的进一步分析发现 miR-125b在M3亚型中表达的上调倍数较其他亚型高。
进一步采用定量RT-PCR(real-time RT-PCR)对32例AML患者 白血病细胞中的miR-125b的表达进行检测,发现miR-125b在M1、 M2、M3、M4、M5中高表达,其中在M3中表达量最高,跟芯片结 果一致。
同时,采用real-time RT-PCR对3例M3初发患者、2例M3复 发患者以及4例完全缓解(CR)患者的miR-125b的表达水平进行检 测,结果发现miR-125b在初发以及复发患者中高表达,而在CR患 者骨髓中表达恢复至正常水平,这表明,miR-125b可以作为AML尤 其是M3的预后分子,而且miR-125b在AML中尤其是M3中可能作 为癌基因发挥作用。
综上所述,本发明可根据miRNA的表达水平对急性髓细胞白 血病(AML)进行早期诊断及预后预测。先对患者骨髓样品中的 miRNA的表达水平进行检测,然后根据检测结果与正常骨髓样品中 的miRNA表达水平进行对比,从而对患者的急性髓细胞白血病进行 早期诊断及预后预测,这里的miRNA的表达水平检测主要是针对 miR-125b表达水平的检测,其检测的判断依据是:AML患者其骨髓 样品中的miR-125b的表达水平相较于正常骨髓中miR-125b的表达水 平来说是上调的,且上调2倍以上,其中,AML中的M3型患者, 其骨髓样品中miR-125b的表达水平的上调倍数远高于其他亚型。
此外,miR-125b在AML患者尤其是M3型中的高表达,说明 miR-125b在AML中尤其是M3中可能作为癌基因发挥作用,因此可 以采用将miR-125b的反义寡核苷酸作为治疗AML的小分子药物。
与现有技术对比,本发明具有如下优点:1.本发明根据miR-125b 在急性髓细胞白血病患者的骨髓中表达水平远远高于其在正常骨髓 中的表达水平这一性质,将miR-125b应用于对急性髓细胞白血病 (AML)的早期诊断;2.本发明所揭示的miR-125b在AML初发及 复发患者尤其是M3型中的高表达,但在完全缓解患者中却降低到正 常水平,也为miR-125b开拓了新的应用方向,即miR-125b不仅能准 确预测急性髓细胞白血病(AML)的预后,而且其反义寡核苷酸还 可以作为治疗AML的药物靶标。
附图说明
图1为microRNA芯片图;
其中:A为18例ALL microRNA芯片聚类图,B为18例AML microRNA芯片聚类图。
图2为定量RT-PCR验证miR-125b在AML各亚型患者中的表达 量对比柱形图;
其中:1为M1亚型,2为M2亚型,3为M3亚型,4为M4亚 型,5为M5亚型,*为p<0.05,**为p<0.01;
图3为定量RT-PCR检测miR-125b在3例M3初发,2例M3复 发及4例M3完全缓解患者中的表达量对比柱形图;
其中:1为对照组(健康人),2、3和4为M3初发患者、5和6 为M3复发患者,7、8、9和10为完全缓解患者。

具体实施方式

实施例1 RNA提取
用淋巴细胞分离液分离的单个核细胞按照比例(1×107细胞加入 1ml的Trizol)加入Trizol后,用移液器反复吹打细胞,室温放置5分钟, 使细胞充分裂解。加入0.2ml氯仿,剧烈摇动15秒,室温放置3分钟。 4℃,12000rpm,离心15分钟。转移上清至一新的1.5ml离心管中,加 入0.5ml异丙醇,轻轻颠倒混匀,室温放置10分钟。4℃,12000rpm, 离心10分钟。弃上清,向沉淀中加入1ml的75%乙醇,4℃,7500×g, 离心5分钟.真空抽干后加入适量无RNA酶的水溶解。RNA甲变性胶 电泳,28S亮度约是18S的2倍。
实施例2 制备MicroRNA芯片
采用博奥生物有限公司的哺乳动物microRNA芯片V2.0。其中 包括针对人576(包含Nature杂志预测的有122个。Nature 2005,434, 338-345.)、大鼠238、小鼠358个成熟micro RNA,由于人、大鼠 和小鼠的miRNA三者具有共同的序列,取三者的并集,一共设计了 743条探针(数据来自Sanger miRNA数据库:miRBase8.2,2006年7 月)。把这些探针用芯片点样仪SmartArrayTM(CapitalBio Corp.,Beijing, China)点制在一张75×25mm、经过化学修饰的载玻片上。点制在芯 片上的样品还包括人的U6,tRNA作为内标;8个人工制备的30个 基长度RNA对应的探针作为芯片的外标(Zip5、Zip13、Zip15、 Zip21、Zip23、Zip25、Y2、Y3),Hex作为点样阳性对照,50%DMSO 作为杂交阴性对照。
实施例3 MicroRNA芯片的检测
本实施例采用实施例2所制备的miRNA芯片进行检测。
利用实施例1所述RNA提取方法,对36例白血病患者骨髓中的 白血病细胞(其中AML18例,ALL18例)及7例正常对照的骨髓中 的单个核细胞进行总RNA的提取,然后再分别取50~100.0g总RNA 用PEG方法(Thomson,J.M.,Parker,J.,Perou,C.M.,Hammond,S.M.A custom microarray platform for analysis of microRNA gene expression. Nat.Methods.2004.1,47-53.)分离miRNA。
利用T4RNA连接酶标记方法进行荧光标记,然后再用无水乙醇 沉淀,吹干后用于芯片杂交。芯片杂交所采用的方法为本领域通用技 术:将RNA溶于16μL杂交液中(杂交液的配方为通用配方:15% 甲酰胺;0.2%SDS;3×SSC;50×Denhardt′s),于42℃杂交过夜;杂交结 束后,先在42℃左右含0.2%SDS,2×SSC的液体中洗4min,而后 在0.2×SSC液体中室温洗4min;玻片甩干后即可用于扫描。
芯片用LuxScan 10K/A双通道激光扫描仪(CapitalBio公司)进 行扫描。
实施例4 数据分析
采用LuxScan3.0图像分析软件(CapitalBio公司)对芯片图像进 行分析。将负值信号校正到10;删除弱点和坏点:如果基因在所有 样品中的信号值都小于300,则判断为弱点;如果重复点的信号变异 系数(CV)大于0.3,则寻找离散点并用剩余点的均值替代。
数据预处理以后,再根据各张芯片的全局均值(global mean)进 行片间校正,使得各张芯片的global mean相同;最后用微阵列显著 性分析软件Significance Analysis of Microarrays(SAM,version 2.1)挑 选差异表达基因(Huiling He,Krystian Jazdzewski,Wei Li,et al.The role of microRNA genes in papillary thyroid carcinoma.PNAS.2005. 102,19075-19080)。筛选条件为:错误发现率FDR控制在5%以内, 倍数变化不低于2倍。
分析结果表明:miR-125b在AML中特异高表达,上调达12倍; miR-125b在M3亚型中表达的上调倍数较其他亚型高。
图1为microRNA芯片图。
实施例5 定量RT-PCR检测
本实施例采用试剂盒Hairpin-itTM miRNAs Real-Time PCR Quantitation Kit(GenePharma,Shanghai)进行microRNA的检测。
利用实施例1所述RNA提取方法,分别对32例AML患者骨髓 中的白血病细胞进行总RNA的提取,32例AML中:5例为M1亚 型;15例为M2亚型;6例为M3亚型;3例为M4亚型;3例为M5 亚型。
定量PCR的方法采用上述试剂盒的方法:分别取上述总RNA各 0.2~200ng作为模板,使用特定miRNA的逆转录引物(这里的引物是 上述试剂盒自带的)合成cDNA,以cDNA为模板,使用特异性引物 及Molecular Beacon探针(这里的特异性引物和Molecular Beacon探针 都是上述试剂盒自带的)在stratagen MX3000P定量PCR仪上进行扩 增,并测得样品的Ct(荧光值达到设定的阈值时的循环数)值。同时 以U6snRNA作为内参,采用2-ΔΔC T的方法计算miRNA的相对表达量。
根据最后的相对表达量作图,如图2所示,发现miR-125b在 M1、M2、M3、M4、M5中均为高表达,且在M3中表达量最高,这 一结论跟实施例4的芯片检测结果一致。
实施例6 定量RT-PCR检测
本实施例采用试剂盒Hairpin-itTM miRNAs Real-Time PCR Quantitation Kit(GenePharma,Shanghai)进行microRNA的检测。
利用实施例1所述RNA提取方法,分别对3例M3初发患者、2 例M3复发患者和4例完全缓解(CR)患者的骨髓中白血病细胞进 行总RNA的提取。
定量PCR的方法采用上述试剂盒的方法:分别取上述总RNA各 0.2~200ng作为模板,使用特定miRNA的逆转录引物(这里的引物是 上述试剂盒自带的)合成cDNA,以cDNA为模板,使用特异性引物 及Molecular Beacon探针(这里的特异性引物和Molecular Beacon探针 都是上述试剂盒自带的)在stratagen MX3000P定量PCR仪上进行扩 增,并测得样品的Ct值。同时以U6snRNA作为内参,采用2-ΔΔC T的方 法计算miRNA的相对表达量。
根据最后的相对表达量进行作图,如图3所示,miR-125b在初 发以及复发患者中高表达,而在CR患者骨髓中表达恢复至正常水平, 这表明,miR-125b可以作为AML尤其是M3的预后分子,而且 miR-125b在AML中尤其是M3中可能作为癌基因发挥作用,因此, 可以开发针对miR-125b的反义寡核苷酸作为治疗AML的小分子药 物。
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