一种PTEN基因的上游开放阅读框45aa-uORF核苷酸序列及其编码的多肽的应用制造技术

本发明专利技术属于生物医药领域，具体涉及PTEN(phosphatase and tensin homolog)基因的上游开放读码框(uORF,up–stream open reading frame)及其编码蛋白的应用。发明专利技术人发现了PTEN的5`UTR存在一个潜在的138个碱基的开放读码框(45aa‑uORF)，可以编码45个氨基酸的短肽(命名为PTEN‑45aa)，其在肿瘤的发生、发展过程中具有重要作用。本发明专利技术为与PTEN表达调控相关的疾病，尤其是神经胶质瘤提供了新的诊断、治疗方法和药物筛选平台。本发明专利技术还提供了一种多肽，用于PTEN表达调控相关的疾病治疗。

【技术实现步骤摘要】
一种PTEN基因的上游开放阅读框45aa-uORF核苷酸序列及其编码的多肽的应用
本专利技术属于生物医药领域，具体涉及PTEN(phosphataseandtensinhomolog)基因的上游开放读码框(uORF,up–streamopenreadingframe)及其编码蛋白的应用。
技术介绍
中枢神经系统(CentralNervousSystem,CNS)的恶性肿瘤是人类所有肿瘤中预后最差的类型之一，造成了肿瘤中最高的潜在寿命损失(高达约20年)(Rouseetal.,2016)。其中以恶性胶质瘤(MalignantGlioma,MG)最为常见，每年发病率约为7.2/10万人(Sturmetal.,2014)。胶质瘤根据组织学形态分为WHOI-IV级，其中第IV级又被称为多形性胶质母细胞瘤(GBM)(Louisetal.,2016a)，占恶性胶质瘤的半数以上，预后极差，即使经过最及时有效的手术及放化疗之后病人生存期中位数仅为12.1-14.6个月，而仅仅3-5％的病人能存活超过3年(Krexetal.,2007)。由于目前的治疗手段仍然不能显著改善病人生存期，因而发现并阐明胶质瘤的发生发展机制成为了目前胶质瘤研究领域的重点内容。我们期待通过揭示胶质瘤的发生发展过程来为临床治疗提供新的思路，为有效治疗方案的开发奠定基础。神经胶质瘤的具体发病机制目前虽仍然未知，但过去十年间有关胶质瘤的遗传学与表观遗传学研究方面取得了重大进展，为其病因学研究指明了方向。多项大型多平台研究发现数个突变基因和细胞信号传导通路的异常与恶性胶质瘤的发生发展有关(CancerGenomeAtlasResearch,2008；Ceccarellietal.,2016；Parsonsetal.,2008；Polivkaetal.,2016)。其中最为重要的遗传学与表观遗传学异常发生在以下信号传导通路中：1)Kirstenratsarcomaviraloncogenehomolog(KRAS)和Phosphoinositide3-kinase(PI3K)致癌通路(占GBM的88％)；2)p53通路(占GBM的87％)；3)细胞周期调控通路(占GBM的78％)；以及4)新发现的若干代谢通路的改变，包括异柠檬酸脱氢酶1和2(IsocitrateDehydrogenase1/2，IDH1/2)突变(占GBM的10％)。IDH1/2突变更成为一个GBM中重要的独立预后因子，在最新的CNS肿瘤WHO分型中被强烈推荐为胶质瘤临床治疗中的重要参考指标(Louisetal.,2016b；Polivkaetal.,2014；Xiaetal.,2015)。同源性磷酸酶-张力蛋白(PhosphataseandTensinhomolog，PTEN)的编码基因PTEN位于染色体10q23.3，是人类多种肿瘤(如脑癌、乳腺癌、前列腺癌)中最常见的因为缺失或突变而下调的基因之一(Lietal.,1997)。作为一个抑癌基因，PTEN在调控细胞生长、侵袭、凋亡、DNA损伤修复以及肿瘤细胞放化疗抵抗力等方面发挥着重要的作用(Deanetal.,2005；Koul,2008；Mellinghoffetal.,2005；MingandHe,2012；Ortega-MolinaandSerrano,2013)。PTEN表达的缺失被认为是胶质瘤发展中的早期事件，而PTEN突变发生在60％的GBM中，是其最常见的基因改变(Biancoetal.,2003；Srividyaetal.,2011)。PTEN的主要功能是PI3K/Akt通路的负调控因子。与PI3K作用相反，PTEN通过去磷酸化将PIP3转变为PI-4,5-P2，通过降低Akt的活化而抑制下游所有由Akt调控的信号通路(Trotmanetal.,2006)。过往研究显示，在胶质瘤中，PI3K/Akt通路的活化直接影响胶质瘤的恶性程度，并在GBM的发展恶化过程中起关键作用(Rodriguezetal.,2011；Sonodaetal.,2001)。尽管过往研究显示抑癌基因PTEN在胶质瘤中具备重要的调控作用，但具体机制依然不明确，因此发现PTEN在胶质瘤中的所有活性变异体并探索其抑癌机制对于揭示胶质瘤的发生发展过程具有重要的意义。在传统概念中，“翻译”被限制于仅在编码蛋白的开放读码框(openreadingframe,ORF)中，而随着高通量深度测序以及蛋白质谱分析技术的发展和进步，这一观念正在被新的研究成果改变。研究人员发现，在哺乳动物细胞中一些以往认为不能编码蛋白的区域存在很多小开放读码框(smallopenreadingframe,smORF),可以编码100个氨基酸以下的多肽，并具备重要的生物学功能(AndrewsandRothnagel,2014；Chuetal.,2015；Slavoffetal.,2014)。这些区域包括编码基因mRNA的5’UTR非编码区uORF(upstreamORF)、3’UTR非编码区dORF(downstreamORF)，以及一些以往认为不能编码的ncRNA(non-codingRNA)。尽管smORF在其他物种的研究中已经取得了一定进展(Zanetetal.,2016)，目前smORF在人类癌症中的研究尚属空白。2013年Science杂志报导了抑癌基因PTEN上游5’UTR非编码区存在一个以CTG为起始密码子进行翻译的加长PTEN蛋白PTEN-long，其比PTEN本体多出了173个氨基酸。和PTEN相同，PTEN-long也具有磷酸酶活性，且PTEN-long能由细胞分泌，再进入到其他细胞中发挥抑癌作用(Hopkinsetal.,2013)。2014年，研究人员又发现PTEN-long在线粒体新陈代谢的过程中能诱导细胞色素C氧化酶的活性，从而诱导线粒体中ATP的产生(Liangetal.,2014)。早在2003年就有研究发现，单独将PTEN基因的5’UTR区转入肿瘤细胞后，细胞的增殖和周期均受到了显著的抑制和阻滞(Hanetal.,2003)。由于当时的技术条件所限，研究人员认为这是由于PTEN5’UTR区启动子的长度不同所造成的活性差异。
技术实现思路
本专利技术在人PTEN基因(NCBI号：NM_000314)的5`UTR区域发现一段开放138个碱基的开放读码框，命名为45aa-uORF，可以编码成45个氨基酸的短肽，我们命名为：PTEN-45aa(图1)。该微肽的分子量大约为5KD。所述的45aa-uORF具有SEQIDNO：1所述的核苷酸序列；所述的PTEN-45aa具有SEQIDNO：2所述的氨基酸序列。一方面，本专利技术提供了一种核酸片段45aa-uORF或其编码的多肽PTEN-45aa。另一方面，本专利技术提供了PTEN基因的上游开放阅读框45aa-uORF核苷酸序列、或与其编码同等氨基酸序列的核苷酸序列、或其编码的多肽PTEN-45aa在制备治疗或预防肿瘤的药物中的应用。另一方面，本专利技术还提供45aa-uORF或其编码的多肽PETN-45aa的检测试剂在制备用于肿瘤诊断和/或预后判断的试剂中的应用；优选地，所述的肿瘤诊断和/或预后判断的试剂包括：用于检测45aa本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种核酸片段45aa‑uORF或其编码的多肽PTEN‑45aa；优选地，所述的45aa‑uORF具有SEQ ID NO：1所述的核苷酸序列；所述的PTEN‑45aa含有SEQ ID NO：2所述的氨基酸序列。

【技术特征摘要】
1.一种核酸片段45aa-uORF或其编码的多肽PTEN-45aa；优选地，所述的45aa-uORF具有SEQIDNO：1所述的核苷酸序列；所述的PTEN-45aa含有SEQIDNO：2所述的氨基酸序列。2.PTEN基因的上游开放阅读框45aa-uORF核苷酸序列、或与其编码同等氨基酸序列的核苷酸序列、或其编码的多肽PTEN-45aa在制备治疗/预防肿瘤的药物中的应用。3.如权利要求2所述的应用，其特征在于所述的45aa-uORF核苷酸序列如SEQIDNO：1；所述的PTEN-45aa具有SEQIDNO：2所述的氨基酸序列。4.45aa-uORF或其编码的多肽PETN-45aa的检测试剂在制备用于肿瘤诊断和/或预后判断的试剂中的应用；优选地，所述的45aa-uORF具有SEQIDNO：1所述的核酸序列；所述的PTEN-45aa具有SEQIDNO：2所述的氨基酸序列；优选地，所述的肿瘤诊断和/或预后判断的试剂包括：用于检测45aa-uORF的探针，或扩增45aa-uORF的引物，或者抗PTTN-45aa蛋白的抗体。5.一种用于治疗/预防肿瘤的药物组合物，该药物组合物含有：45aa-uORF核苷酸序列、或与其编码同等氨基酸序列的核苷酸序列、或其编码的多肽PETN-45aa；优选地，所述的45aa-uORF核苷酸序列如SEQIDNO：1；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张弩，
申请(专利权)人：中山大学附属第一医院，
类型：发明
国别省市：广东,44