一種放射性核素標(biāo)記的microRNA-155靶向探針及其在腫瘤顯像的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及生物技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種放射性核素標(biāo)記的microRNA-155祀向 探針及其在腫瘤顯像的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 惡性腫瘤是一類嚴(yán)重危害人類身體健康的疾病。據(jù)統(tǒng)計，我國每年新增腫瘤患者 約160萬人，每年因腫瘤死亡的人數(shù)約130萬人。腫瘤的早期診斷，可W使患者得到及時治 療，提高治愈率、改善預(yù)后、降低死亡率，因而早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療的早"原則在腫瘤 診治中受到廣泛重視，一直是腫瘤研究的熱點課題。在眾多診斷手段中，核醫(yī)學(xué)的放射性核 素示蹤技術(shù)W其高靈敏性、無創(chuàng)性、活體動態(tài)監(jiān)測等優(yōu)勢獨樹一峽。特別是近年來分子核醫(yī) 學(xué)的不斷發(fā)展，在細胞水平、甚至基因水平利用放射性核素示蹤技術(shù)對特定分子進行探測， 具有無創(chuàng)、早期、動態(tài)、定性/定量診斷等優(yōu)勢。研發(fā)具有高特異性、高靈敏度、強應(yīng)用性的 分子探針，實現(xiàn)疾病的早期診斷是分子核醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的前沿?zé)狳c課題。
[0003] microRNA(miRNA)是一類小分子量的非編碼RNA，一般為20~24個核巧酸，通過 與祀基因的3'端非編碼區(qū)域互補配對，使翻譯受到抑制或引起特異性降解，從而在轉(zhuǎn)錄后 水平進行調(diào)控。當(dāng)某些miRNA由于基因擴增、缺失、變異等原因發(fā)生表達失調(diào)（增多或減少） 時，可W導(dǎo)致惡性腫瘤的發(fā)生。該類miRNA已被證實扮演著原癌基因和抑癌基因的角色。原 癌miRNA在大量的實體和血液惡性腫瘤中高表達，可W引起正常細胞發(fā)生惡變或增加腫瘤 細胞的侵襲性和轉(zhuǎn)移性。眾多研究表明，miRNA可作為一種新的腫瘤標(biāo)志物，在腫瘤組織的 特異性變化可W幫助惡性腫瘤的早期診斷、進展評價、預(yù)后判斷、W及治療評估，甚至miRNA 本身亦可作為治療藥物。
[0004] microRNA-155 (miR-155)是第一個被發(fā)現(xiàn)具有癌基因功能的miRNA,定位于染色 體21q23中的B細胞整合簇炬cell integration cluster，BIC)的非編碼區(qū)，參與分化、造 血、炎癥、調(diào)亡和免疫過程，特別是與多種惡性腫瘤、屯、血管疾病和病毒感染有關(guān)。miR-155 的祀基因預(yù)計約991種，編碼轉(zhuǎn)錄調(diào)控蛋白、蛋白受體、激酶、核和DM結(jié)合蛋白，如C/ EBP 0、E2F2、切clinD、PIK3R1、S0SC1、K-ras 及 TGF，通過 MAPK，ErbB，mTOR 和 VEGF 等影響 細胞增殖、分化和調(diào)亡的細胞信號通路。眾多研究證實，miR-155顯著高表達于乳腺癌、肺 癌、結(jié)腸癌、膜腺導(dǎo)管癌、甲狀腺癌、淋己瘤等多種惡性腫瘤，在腫瘤發(fā)生、發(fā)展、侵襲及轉(zhuǎn)移 中發(fā)揮重要的作用，且與患者預(yù)后息息相關(guān)。惡性腫瘤組織中的miR-155可達正常組織的 10-14倍。體外細胞實驗表明，miR-155在MDA-MB-453乳腺癌細胞中可W抑制caspase-3 活性，阻止調(diào)亡。高表達的 miR-155 常伴隨 tumor protein 53-induced nuclear protein UTP53INP1)降低，該因子可W阻滯細胞周期并激活caspase-3誘發(fā)調(diào)亡。在胃癌研究中， 過表達的miR-155祀向作用于信號傳導(dǎo)蛋白SMAD2抑制細胞的遷移、侵襲和粘附。在肝癌研 究中，能通過活化Wnt信號顯著抑制調(diào)亡，促進肝癌細胞增殖，還可直接祀向作用于S0X6， 下調(diào)p21wafl/cipl通路，或祀向作用于C/EBP0，增加細胞增殖和腫瘤形成。高表達的 miR-155通過祀向下調(diào)調(diào)亡誘導(dǎo)基因TP53INP1的表達促進PDAC的發(fā)生。miR-155在結(jié)腸 癌細胞中的表達，繼而下調(diào)祀點S0SC1的表達，促進小鼠腫瘤的生長。miR-155在TGF-0 / Smad2信號通路中受到調(diào)控，與化oA祀向作用后，在乳腺癌的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮作用。高度表 達的miR-155,通過抑制化oA的活性，干擾細胞的緊密結(jié)合的形成，進而促使細胞遷移和侵 襲。由此可見，miR-155作為一種多種惡性腫瘤顯著高表達的腫瘤相關(guān)生物標(biāo)志物，可W作 為腫瘤相關(guān)的作用祀點。檢測惡性腫瘤中miR-155的表達水平對腫瘤的特異診斷、早期預(yù) 警、預(yù)后評價、療效評估與治療指導(dǎo)等方面具有重要的臨床應(yīng)用價值。
[0005] 然而，目前針對miR-155在體內(nèi)水平的檢測方法均為腫瘤活檢組織的離體測定， 如miRNA基因巧片技術(shù)、nodhern blotting檢測、實時定量PCR(RT-PCR)分析、免疫組織 化學(xué)方法等等。該些檢測方法存在W下問題；有創(chuàng)性，需要穿刺活檢組織或手術(shù)切除病變， 且操作過程較為繁瑣，結(jié)果有賴于病理組織的有效選取，存在一定的假陰性率。因此，miRNA 的組織檢測不能滿足早期診斷的需要，不適于廣泛的篩查和預(yù)防。有必要發(fā)展一種能活體 檢測miRNA表達的方法。
[0006] 反義核巧酸能夠與序列互補的miRNA發(fā)生特異性的結(jié)合，利用該一特點，設(shè)計和 合成互補的反義寡核巧酸，進行適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)修飾，使之能在血清中保持良好的穩(wěn)定性，進而 在體內(nèi)與互補的miRNA進行特異性的結(jié)合。將放射性標(biāo)記方法與反義理論相結(jié)合，得到放 射性核素反義示蹤技術(shù)。腫瘤反義基因顯像選擇腫瘤特異的miRNA分子為祀向，對其特異 性結(jié)合的探針進行放射性標(biāo)記，利用單光子發(fā)射顯像設(shè)備（SPECT)或正電子發(fā)射斷層顯像 (PET)等多種檢測手段，顯示反義探針的體內(nèi)分布，定性或定量地評價在腫瘤的濃聚水平。 反義顯像方法相比體外活檢方法，最大優(yōu)勢就是避免了檢查的創(chuàng)傷性，實現(xiàn)了無創(chuàng)、活體、 實時的腫瘤分子顯像，不受活檢標(biāo)本取材的限制，對生物體進行整體全面的評價，避免了假 陰性結(jié)果。
[0007] 隨著對miRNA在惡性血液病中的作用的深入研究，針對miRNA合成的反義寡核巧 酸，有望成為腫瘤治療的祀點。miR-155作為癌基因促進多種惡性疾病的發(fā)生、發(fā)展的潛在 祀標(biāo)，已被報道在體外細胞和組織中用于腫瘤祀向治療研究。miR-155的反義寡核巧酸在治 療神經(jīng)膠質(zhì)瘤中，增加GABRA1蛋白的表達，抑制惡性細胞的增殖。在乳腺癌者中恢復(fù)S0CS1 蛋白的表達，抑制腫瘤生長。在小鼠或猴子模型體內(nèi)實驗中，反義寡核巧酸祀向結(jié)合特異性 miRNA可通過抑制miRNA發(fā)揮作用，證實反義探針具有結(jié)合的特異性和可靠性。
[000引祀向核酸分子能否與祀基因特異性結(jié)合，是祀向顯像技術(shù)成功與否的關(guān)鍵。反義 核酸與祀點的結(jié)合，根本上取決于有效反義寡核巧酸序列的確定。未修飾的核酸分子在體 內(nèi)或血清環(huán)境下容易發(fā)生降解進而導(dǎo)致活性喪失，必須要使用一定的化學(xué)修飾方法來保證 寡核巧酸的生物穩(wěn)定性。目前關(guān)于核酸分子的化學(xué)修飾方式主要包括2'糖基修飾（包括 2' -0-methyl，2，-0Me ;2' -0-methox;yethyl，2，-M犯；2' -flouro,2，-巧、鎖核酸（locked nucleic acid, LNA)和磯酸骨架修飾（phosphorothioate baclcbone modification, P巧。 合適的化學(xué)修飾不但能夠提高核酸探針與祀向RNA的雜交親和力，提高其抵抗核酸酶降解 的能力，而且還可W減緩核酸探針的血漿清除速度并提高進入組織的能力。LNA修飾或膚核 酸修飾的核酸探針通過抑制miR-155,用于治療實體和血液系統(tǒng)惡性腫瘤，均取得了良好效 果。W上研究為核酸標(biāo)記探針的祀向顯像研究提供了理論依據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的一個目的是提供一種microRNA-155祀向探針A。
[0010] 本發(fā)明提供的microRNA-155祀向探針A，為單鏈DM分子，其核巧酸序列為序列 2,且序列2的第一位核巧酸通過己基連接伯胺，序列2第1-6位核巧酸和第18-23位核巧 酸均經(jīng)硫代修飾，第1-3位核巧酸和第21-23位核巧酸均經(jīng)2' -甲氧基修飾。
[0011] 本發(fā)明的另一個目的是提供一種microRNA-155祀向探針B。
[0012] 本發(fā)明提供的microRNA-155祀向探針B，為用放射性核素標(biāo)記所述祀向探針A，得 至Ij microRNA-155 勒1 向探針 B。
[0013] 上述microRNA-155祀向探針B中，所述放射性核素為99-Tc。
[0014] 上述microRNA-155祀向探針B中，所述放射性核素是通過聲合劑NHS-MAG3標(biāo)記 到所述標(biāo)記所述祀向探針A。
[0015] 本發(fā)明的第S個目的是提供一種顯像劑。
[0016] 本發(fā)明提供的顯像劑，其活性成分為上述的祀向探針A或上述的祀向探針B。
[0017] 或本發(fā)明提供了 microRNA-155作為腫瘤顯像劑祀點中的應(yīng)用。
[001引上述的祀向探針B在制備顯像劑中的應(yīng)用也是本發(fā)明保護的范圍。
[0019] 上述顯像劑為腫瘤影像顯像劑。
[0020] 本發(fā)明的第四個目的是提供一種制備祀向探針B的方法。
[0021] 本發(fā)明提供的方法，包括如下步驟：
[002引 1)將上述的祀向探針A和NHS-MAG3溶液混勻，馨合反應(yīng)，收集反應(yīng)產(chǎn)物，即得到馨 合后祀向探針A ;
[0023] 2)將所述馨合后祀向探針A和放射性核素在含有氯化亞錫和酒石酸鋼的反應(yīng)體 系中反應(yīng)，得到祀向探針B。
[0024] 上述馨合反應(yīng)在常溫靜置化的條件下進行；
[002引 NHS-MAG3中的MAG3和祀向探針A(AAM-155)的摩爾比為15:l-20:l，具體為20:l。
[0026] 上述含有氯化亞錫和酒石酸鋼的反應(yīng)體系按照包括如下步驟的方法制備：
[0027] 將SnCl2溶液、濃度為50mg/ml、抑值為9. 2的酒石酸鋼緩沖液混勻得到含有氯化 亞錫和酒石酸鋼的反應(yīng)體系，其中，SnCl2溶液與酒石酸鋼緩沖液的體積比為1:5。
[00測上述SnCl2溶液為將維生素C溶于lOmM的肥1中，配制濃度為1. Omg/ml維生素 C肥1溶液，將SnC12與新鮮配制的維生素鹽酸溶液混勻，得到SnCl2溶液，且SnCl班SnCl 2 溶液中的終濃度為4mg/ml ;