專利名稱:Cea正調(diào)控il-15腫瘤免疫基因治療質(zhì)粒載體及應用的制作方法
CEA正調(diào)控IL-15腫瘤免疫基因治療質(zhì)粒載體鵬用
fe^領域本發(fā)明屬于基因工程領域,具微及癌鵬原(CEA)陽'啦中瘤的免疫基因治療載 體的構建和應用。
背景fe^:基因治療^十幾年來隨著現(xiàn)代M生物學技術的發(fā)展而誕生的新的生物醫(yī)學治療
技術?;蛑委焇lil特定載術每具有治療作用的基因?qū)爰毎闹委煼椒ā;蛑委熭d體包括 病毒載體和非病毒載體。質(zhì)粒載體是非病毒載體的一種,具有制備簡單,易儲存,安全的特點, fM粒載體的體內(nèi)基因,效,染效率低,靶向性差,為其缺點。
細胞因子免疫基因治療是基因治療的重要策略之一,在腫瘤治療的研究中受到廣泛重視。細 胞因子基因轉導可對腫瘤微環(huán)境產(chǎn)生影響,比單純給予夕卜源性細胞因子治療的不良反應小,并可 以在細胞局部#^賣性敏高濃度的細胞因子,刺 增強機體的特異性拋中瘤免疫反應,{數(shù)中瘤
生長受到抑制,達至鵬瘤治療的目的。多種細胞因子,包括IL-1, IL-2, IL-3, IL4, IL-6, IL-7, IL-IO, IL-12, IL-15, IL-18, IL-21, IL-24, IL-27, IFN, TOFa等都已lS用于月中瘤治療 的臨床前實驗研究,其中IL-2, IL-12, IL-21, IFN, TOFa等己進行了臨^i式驗研究。動物 實驗結果表明多種細胞因子可以增強抗腫瘤免疫鵬而抑制腫瘤生長,但瞎床試驗中的效果還不 理想。質(zhì)粒載體體內(nèi)基因^i效率f舒瞎巴向t接的缺點是影響其臨床效果的因素之一。大多數(shù)細 胞因T^ii載術頓CMV啟動子調(diào)控目的基因的,,CMV啟動子也被認為是目fmii效率最 高的啟動子之一,但CMV啟動子在體內(nèi)易被滅活,使其效率斷氏,同時其調(diào)控的基因表達無組 織特異性,限制了應用。
癌胚抗原(carcinoembiyonicantigen^CEA)是最^l皮發(fā)現(xiàn)和鑒定的腫瘤相關抗原之一,90%左 右的消雌惡幽中瘤表現(xiàn)為CEA陽性。CEA翻中瘤細胞的敏^tf異性調(diào)辦列-CEA啟動子的 調(diào)控。CEA啟動子在某翻中瘤細胞,尤其是結飾癌細胞中具有良好的特異性,因此,艦CEA 啟動子調(diào)控目的基因在消4WII中瘤中靶向性表達成為可能,但CEA啟動子的活性較弱,其直接調(diào) 控治療基因^t以f鈔卜源性治療基因、尤其是細胞因子的^iiii到治療水平。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的是劃艮現(xiàn)有技術存在的戰(zhàn)不足,掛共一種CEA正調(diào)控IL-15腫瘤免疫 基因治療質(zhì)粒載體、構建方法^i^用。實現(xiàn)細胞因子基因在CEA陽性細胞中的高效泰ii,以達到 對CEA陽'魁中瘤耙向免疫基因治療的目標。
本發(fā)明構建了一種以白細胞介素-15 (Interleukin-15, IL-15)為治療基因、CEA啟動子正調(diào)控 IL-15基因高效敏、對CEA陽倒中瘤耙向免疫基因治療的質(zhì)粒載體。
本發(fā)明Jif共的CEA正調(diào)控IL-15腫瘤免疫基因治療質(zhì)粒載體,具有序列表中序列1戶標的基
因序列??蓱迷谌四[瘤免疫基因的治療中。用于人腫瘤免疫基因的治摘物的開發(fā)。本發(fā)明的質(zhì)粒載體為pHi2-sIL15-CEA-TAT (圖1),在OT粒中,HIV2啟動子控制IL-15基 因表逸,CEA啟動子控制HIV反式,因子TAT,, TAT皿作用于HIV啟動子,增加其效 率,從而實5艦IL-15敏的正調(diào)控。同時,顏粒中IL-15基因的信號肽被IL-2信號肽替代, 更進一步以增加IL-15皿效率。
本發(fā)明以細胞因子IL-15作為治療基因。IL-15是一個多功能的細胞因子,對天然免疫和獲得 性免疫反應i t觀的調(diào)節(jié)作用。IL-15可以艦中性禾斕胞、巨噬細胞的活性,,突狀細胞 的功f跑關鍵作用。另外,IL-15艦淋巴 鵬細胞,尤其是NK細胞、NKT細胞和CD8+T細胞 的產(chǎn)生、激活、歸巢和存活。IL-15可以抑制IL-2誘導'撒活弓胞的細胞死亡。IL-15對記憶性T細 胞的存活和增飽關鍵作用,其可以調(diào)節(jié)記憶性T細胞的穩(wěn)態(tài)增值,維持其數(shù)量。因此,IL-15被 認為是非常有潛力的可用于免疫治療的細胞因子。實驗證明應用IL-15可以^EiSM性轉移的腫瘤 特異性T細胞的存活并增弓S^腫瘤的排斥,ffiii基因工程方法敏IL-15的月中瘤細胞在體內(nèi)生長 緩廈、轉移能力下降。1新資料證明IL-15可以使處于免疫耐受狀態(tài)的CD8+T細rai 增值并恢 復免疫功能。本發(fā)明中所用正-15基因購自hvitrogen。
本發(fā)明以CEA啟動子驅(qū)動反式,因子TAT的表達,再ffil TAT增強HIV啟動子活力,從 而間接實現(xiàn)CEA啟動子對HIV啟動子所驅(qū)動的目的基因的正調(diào)控。
大多數(shù)消4ttil中瘤細胞駄CEA抗原,意據(jù)大多數(shù)消4tit腫瘤細胞中存在激活CEA啟動 子的録控制信號,所以當含有CEA啟動子的表達載體aA CEA陽'啦中瘤細胞后,腫瘤細胞內(nèi) 的ff^制信號將激活CEA啟動子,CEA啟動子所驅(qū)動的基因?qū)⒚?,因此,CEA啟動子是一 個腫瘤特異'鵬動子,il3iCEA啟動子可以將目的基因靶向駄于CEA陽'鵬中瘤,實現(xiàn)耙向治 療。但是,CEA啟動子是一個弱啟動子,其弓l導的目的基因^ii效^S低,影響了其治療效果。
在本發(fā)明中,我們jlil CEA啟動子驅(qū)動HIV反式^T錄子TAT的皿,Mil TAT正調(diào)控 HIV啟動子,從而既具有了CEA啟動子的靶向特性,又克服了其活力弱的缺點,實現(xiàn)了目的基因 的高皿。發(fā)明中所用CEA啟動子購自Invitrogen。
本發(fā)明中將IL-15基因的信號序列以IL-2的信號序列所替代,進一步增加了IL-15的就效率。 以陽離子脂質(zhì)體介導法體外轉染CEA陽性結腸癌SW480細胞和CEA陰性 L月7號MCF-7細胞,檢測轉染后48h細胞培養(yǎng)上清液中IL-15敏。結果表明IL-2SP置換IL-15SP可明顯提高IL-15 在轉染細胞的毅,CEA啟動子正調(diào)控IL-15敏質(zhì)粒pHi2-巡75-CEA-TAT在CEA陽性細胞中 高親IL-15, CEA陰性細胞中《K^iilL-15,實現(xiàn)了IL-15基因高效、靶向性鋭。
圖1是本發(fā)明所構建的質(zhì)粒載體pHi-sIL15-CEA-TAT的結構示意圖。 圖2是本發(fā)明構5lM粒載體pHI-sIL15-CEA-TAT的流程圖。
具體實M^:
下面結合實施例,對本發(fā)明的帝恪方法和性能作進一^i兌明。 實施例l 、質(zhì)粒載體p扭-sIL15"CEA-TAT的構建與鑒定。
1) 材料質(zhì)粒pORF-IL15禾口pDRIVE-hCEA購自美國Invivogen公司;pHi2-IL-2-CMV-TAT為美
國亞利桑那大學Harris^S惠贈。細li^SW480禾nMCF-7為天津醫(yī)科大學附屬腫瘤醫(yī)院中心實驗室 惠贈。
2) CMV啟動子正調(diào),粒載體的構建質(zhì)粒提取、酶切、純化、DNA片段連接、轉化均 按常鵬作。
pHi2-7L/5-CMV-TAT:參照質(zhì)粒pORF-IL15之IL-15 cDNA序列設計引物,上游 5'-CCGGCCGA47TCCGAAGGAGGGCCACCATG-3'(含I酶切位點),下游 5'-CCGGCC4CGCGr TCAATTGCAATCAAGAAGT-3'(含Mm I酶切位點),PCR擴增片段為 538bp。將EL-15編5^因亞克Pt^質(zhì)粒pHi2-IL2-CMV-TAT之HIV2啟動子后的相應克隆位點, 取代IL-2基因。
pHi2-:siL25"CMV-TAT: ig用定點突變十規(guī)置換(美國Stmtagen公司QuikChange Site-Directed Mutagenesis Kit)技術,以IL-2SP基因序列(72bp)置換IL-15SP基因序列(144bp),構,粒 pHi2陽/丄H75-CMV-TAT。參照腐立pHi2-/"5-CMV-TAT之骨架結構和pHi2-IL-2-CMV-TAT 之 IL-2 信號肽序列,設計置換之引物上游 5,-GCCTCGAGAATTCCGAAGGAGGGCCACC47UGCCC7UrGG47UG4C-3, ;下 游
55,-CAATnTnTCAAATCACrrAnACATTCACCCAGrL4C7UmU7U4CA4GrC^4G國3,。
3) CEA啟動子正調(diào)控基因^iM粒載體pHi2-s/I/5"CEA-TAT的構建
參照質(zhì)粒pDRIVE-hCEA之CEA啟動子序列設計引物,上游5'-GGCCGGL4CZ4G7GCCCTGGAGAGC-3'(含I 酶切位點),下游 5'-CCGGCC04GC7UGGTCTCTGCTGTCTGCTC-3'(含&cl酶切位點),PCR擴增片段452 bp。 將CEA啟動子基因克H^質(zhì)粒pHi2-IL2-CMV-TAr的相應克隆位點,取代CMV啟動子,獲得質(zhì) 粒pHi2U5《EA-TAT.
4) 所有重會頓粒均經(jīng)限制性雙酶切、PCRT增目的片ga行鑒定,并將重會服f雄至TaKaRa 公司進t于測J^鑒定。
實施例2:質(zhì)粒載體pHi-sIL15"CEA-TAT體外轉染CEA陽'I4AM腸癌細胞SW480和CEA 陰'I4A乳I^S細胞MCF-7后IL"15的,。
1) 體外細胞轉染分組包括未轉染組、S^粒組(pHi2-MCS國CMV-TAT,pHi2-MCS-CEA-TAT)、
對照質(zhì)粒組(pHi2-iZJ5-CMV-TAr,pHi2-WL75-CMV-TAT)、實驗組(pHi2-s/丄"-CEA-TAT)。運用 陽離子脂質(zhì)體Lipofectamine2000 (美國Invitrogen公司)介導,體外轉染SW480細胞禾隨CF-7細胞, 收獲轉染后48h的細胞培養(yǎng)上清液,-S(TC凍存,備ELISA檢測。細胞轉染分別進行三次,每次實驗
針質(zhì)粒分別轉魁孑liffl胞。
2) ELISA檢測IL-15:采用美國R&D公司Human IL-15 DuoSet ELISA Development kit檢測細胞 培養(yǎng)上清液中IL-15韃。
3) 質(zhì)粒轉染CEA陽性結腸癌SW480細胞48h后IL-15皿之比較:質(zhì)粒pHi2-iL75-CMV-TAT、 pHi2"正"-CMV-TAT和pHi2-siL"-CEA-TAT轉染SW480細胞48h后IL-15皿具有統(tǒng)計^義
(F=39.808, ZM).OOO )。 經(jīng)比較,pHi2-iL"-CMV-TAT與pHi2-siL"-CMV-TAT和 pHi2"iL"-CEA-TAT之間IL-15 ^izK平差異有統(tǒng)計學意義(iM).002和0.000)后者的IL-15表 達量分別是前者的5倍,表明以IL-2SP置換IL-15SP后,可明顯提高IL-15蛋白的敏。質(zhì)粒
動子置換CMV啟動子后,IL-15的表達,別,證實CEA啟動子敘匕質(zhì)粒架構中,能實現(xiàn)在CEA陽t4l中瘤細胞中高效目的基因,。
4)質(zhì)粒轉染CEA陰性孚U7鶴MCF-7細胞48hr后IL-15^t比較:質(zhì)粒pHi2-巡"-CMV-TAr 和pHi2-^L/5-CEA-TAT轉染MCF-7細胞48h后IL-15的^i^ pHi2-^L"《EA-TAT的IL-15表達 水平顯著低于pHi2-s/L"-CMV-TAT,表明在CEA陰'啦中瘤細胞中,CEA啟動子正調(diào)頓粒的 IL-15是低魏的。
序列表
<110>天津醫(yī)科大學總醫(yī)院
<120> CEA正調(diào)控IL-15月中瘤免疫基因治療質(zhì)粒載體鵬用 <勝1
<170> Patentln Version 3. 3
<210〉 1
<211> 7442
<212> DNA
<213〉 xr序列
<220〉
<221〉 misc—feature <222>
<223〉 n -a或g或c或t <220〉
<221> Promoter <222〉 (1)…(945) <223> HIV2 promoter 〈220〉
<221〉 sig_peptide <222〉 (1307)... (1378) <223〉 IL—2 signal sequence<220〉 <221〉 CDS
<222> (1379)…(1723)
<223> hIL—15 mature sequence
<220〉
<221〉 Promoter
<222> (4292)…(4719)
<223〉 CEA promoter
<220>
<221〉 CDS
<222> (4815)... (5077)
<223〉 TAT sequence <柳〉1
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528G
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744權利要求
1、一種CEA正調(diào)控IL-15腫瘤免疫基因治療質(zhì)粒載體,具有序列表中序列1所示的基因序列。
2、 如權利要求l戶脫的質(zhì)粒載體,^^寺征在于其結構是在^t亥敏載體上有HIV2啟動子, 白細胞介素-2信號肽片段,白細胞介素-15編碼序列,CEA啟動子,TAT基因。
3、 如權利要求1或2戶腐的質(zhì)粒載體,在AI中瘤免疫基因治,物開發(fā)中的自。
全文摘要
一種CEA正調(diào)控IL-15腫瘤免疫基因治療質(zhì)粒載體,具有序列表中序列1所示的基因序列。可應用在人腫瘤免疫基因的治療中。構建過程是利用基因克隆技術構建巨細胞病毒(CMV)啟動子正調(diào)控質(zhì)粒pHi2-IL15-CMV-TAT,再以IL-2信號肽(SP)置換IL-15SP構建質(zhì)粒pHi2-sIL15-CMV-TAT,然后以CEA啟動子替代CMV啟動子引導TAT表達,獲得pHi2-sIL15-CEA-TAT。本發(fā)明以細胞因子IL-15作為治療基因,以CEA啟動子驅(qū)動反式轉錄因子TAT的表達,再通過TAT增強HIV啟動子活力,從而間接實現(xiàn)CEA啟動子對HIV啟動子所驅(qū)動的目的基因的正調(diào)控。既具有了CEA啟動子的靶向特性,又克服了其活力弱的缺點,實現(xiàn)了目的基因的高效、靶向性表達。
文檔編號C12N15/79GK101586114SQ200810053549
公開日2009年11月25日 申請日期2008年6月18日 優(yōu)先權日2008年6月18日
發(fā)明者何向輝, 朱理瑋, 李衛(wèi)東 申請人:天津醫(yī)科大學總醫(yī)院