用于治疗粘多糖贮积症IIIA型的转基因表达盒制造技术

本公开涉及可用于治疗粘多糖贮积症IIIA型的转基因表达盒及其应用、优化的编码氨基葡萄糖磺基水解酶(SGSH)的核酸分子、设计优化的新型组合型启动子、包含该转基因表达盒的基因递送系统和药物。本公开的转基因表达盒、基因递送系统和药物可以有效地恢复粘多糖贮积症患者体内的SGSH活性，同时降低糖胺聚糖的积累，对粘多糖贮积症IIIA型的外周躯体病症和中枢神经系统病症有良好的治疗效果。枢神经系统病症有良好的治疗效果。枢神经系统病症有良好的治疗效果。

【技术实现步骤摘要】
用于治疗粘多糖贮积症IIIA型的转基因表达盒


[0001]本公开属于生物医学
本公开涉及可用于治疗粘多糖贮积症IIIA型的转基因 表达盒及其应用、设计优化的编码氨基葡萄糖磺基水解酶(SGSH)的核酸分子、设计优 化的新型组合型启动子、包含该转基因表达盒的基因递送系统和药物。

技术介绍

[0002]粘多糖贮积症(mucopolysaccharidosis，MPS)是溶酶体贮积症中罕见的一种。根据致 病基因与临床表现，临床上根据尿液中排出的糖胺聚糖(GAG)的种类不同，可将发现的 粘多糖贮积症分为7大型，包括I、II、III、IV、VI、VII和IX型。MPS III是最常见的 MPS亚型之一，患者均有硫酸乙酰肝素(HS)的先天代谢障碍。有四种不同的水解酶参 与HS的代谢。依据缺乏的水解酶不同，可将粘多糖贮积症III型进一步分为A、B、C、D 四种亚型。
[0003]MPS IIIA，也称为桑菲利波(Sanfilippo)综合征，是粘多糖贮积症中的一种，是由氨 基葡萄糖磺基水解酶(SGSH)，一种硫酸酯酶的基因突变引起的常染色体隐性遗传病。目 前，MPS IIIA型是粘多糖贮积症中相较而言略为常见的一种，约占MPS总例数的30％。
[0004]SGSH基因位于17q25.3，编码502个氨基酸。其突变造成SGSH酶活性的降低或缺失， 进而引发HS的不正常累积，影响细胞与组织正常功能，过量的HS由尿排出，从而引发 多种病症。
[0005]MPS IIIA一般在婴儿期发病，表现为智力退化、行为和睡眠障碍、行走能力丧失和早 期死亡。中枢神经系统(CNS)退行性病变是MPS IIIA的主要特征，但其也有躯体疾病表 现，症状包括面容粗糙、呼吸损害、肝脾肿大、骨骼发育不良等。如果不进行治疗，患者 通常会在生命第二或第三个十年内，甚至青春期前死亡。
[0006]在临床应用中，酶替代疗法(ERT)和造血干细胞移植(HSCT)等治疗手段目前都可 用于MPS IIIA患者。然而，ERT使用过程中大分子的酶不能穿过血脑屏障(Blood brain barrier，BBB)；而HSCT由于供体的局限性，无法适用于所有患者。因此，近年来，对 MPS IIIA患者来说，更有效和可行的方法应当是基因治疗。
[0007]基因治疗修复酶缺陷是一次性且永久的治疗方案，尤其是应用AAV载体介导的基因 治疗。AAV安全性较高，宿主广泛，具有低致病性以及在各种器官组织中长期稳定表达蛋 白的优点。目前，虽然已有一些基于AAV载体的基因治疗药物被应用于MPS IIIA的治疗， 但仍存在诸多不足，如目的基因的表达水平低，启动子调控基因表达水平弱，目的基因递 送至中枢神经系统的效率不高等，无法同时有效地兼顾MPS IIIA的外周躯体病症和中枢神 经系统病症。

技术实现思路

[0008]为了解决上述技术问题，本专利技术人构建了一种新的转基因表达盒。
[0009]因此，在第一方面，本公开提供一种转基因表达盒，其包含：选自SEQ ID NO:3、SEQ ID NO:4、SEQ ID NO:5、SEQ ID NO:6、SEQ ID NO:7、SEQ ID NO:8和SEQ ID NO:9的 启动
子；和编码氨基葡萄糖磺基水解酶(SGSH)的核酸分子，其核苷酸序列与SEQ ID NO:1 所示的核苷酸序列具有至少80％的同一性，优选具有至少85％、90％、95％、99％或100％ 的同一性。
[0010]在一个优选实施方式中，启动子选自SEQ ID NO:3、SEQ ID NO:6、SEQ ID NO:7和 SEQ ID NO:9。通过使用SEQ ID NO:3、SEQ ID NO:6、SEQ ID NO:7或SEQ ID NO:9的启 动子，可以调控SGSH更高效地表达，从而实现对MPS IIIA更好的治疗效果。
[0011]在一个更优选实施方式中，启动子为SEQ ID NO:3或SEQ ID NO:7。通过使用SEQ ID NO:3或SEQ ID NO:7的启动子，可以将MPS IIIA患者的血浆SGSH酶活性较长时间维持 在生理水平甚至超生理水平，从而实现更有效且更稳定的治疗效果。
[0012]在一个最优选实施方式中，启动子为SEQ ID NO:7。通过使用SEQ ID NO:7的启动子， 可以在MPS IIIA患者脑内实现更好的SGSH表达。
[0013]在一个优选实施方式中，编码氨基葡萄糖磺基水解酶(SGSH)的核酸分子包含SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列。
[0014]在一个更优选实施方式中，编码氨基葡萄糖磺基水解酶(SGSH)的核酸分子的核苷 酸序列如SEQ ID NO:1所示。
[0015]在一个实施方式中，转基因表达盒还包括调控元件，例如位于两端的两个ITR；和/ 或复制起点；和/或猿猴病毒40内含子；和/或聚腺苷酸化信号。
[0016]在一个实施方式中，转基因表达盒的核苷酸序列如SEQ ID NO：15、SEQ ID NO：16、 SEQ ID NO：17、SEQ ID NO：18、SEQ ID NO：19、SEQ ID NO：20或SEQ ID NO：21 所示；优选地，转基因表达盒的核苷酸序列如SEQ ID NO：15、SEQ ID NO：18、SEQ ID NO：19或SEQ ID NO：21所示；更优选地，转基因表达盒的核苷酸序列如SEQ ID NO：15或SEQ ID NO：19所示；最优选地，转基因表达盒的核苷酸序列如SEQ ID NO：19所 示。
[0017]本公开的转基因表达盒包含具有改善的SGSH表达水平的优化的核酸序列，以及人工 设计构造的6种新型组合型启动子和CB启动子中的一种。本公开的转基因表达盒可以有 效地恢复粘多糖贮积症IIIA型患者体内的SGSH活性，同时降低GAG的积累，对MPS IIIA 的外周躯体病症和中枢神经系统病症有良好的治疗效果。
[0018]在第二方面，本公开提供一种编码氨基葡萄糖磺基水解酶(SGSH)的核酸分子，其 核苷酸序列与SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列具有至少80％的同一性，优选具有至少85％、 90％、95％、99％或100％的同一性。
[0019]在一个优选实施方式中，编码氨基葡萄糖磺基水解酶(SGSH)的核酸分子包含SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列。
[0020]在一个更优选实施方式中，编码氨基葡萄糖磺基水解酶(SGSH)的核酸分子的核苷 酸序列如SEQ ID NO:1所示。
[0021]本公开的优化的核酸分子具有更好的SGSH表达水平，由此可实现对粘多糖贮积症更 好的治疗效果。
[0022]在第三方面，本公开提供一种组合型启动子，其选自：由CMV增强子、SYN1增强 子和鸡β
‑
肌动蛋白启动子组成的MF2启动子；由SYN1增强子、CMV增强子和鸡β
‑
肌动 蛋白启动子组成的MF3启动子；以及由LXP本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.转基因表达盒，其包含：启动子，其选自SEQ ID NO:3、SEQ ID NO:4、SEQ ID NO:5、SEQ ID NO:6、SEQ ID NO:7、SEQ ID NO:8和SEQ ID NO:9，优选选自SEQ ID NO:3、SEQ ID NO:6、SEQ ID NO:7和SEQ ID NO:9，更优选为SEQ ID NO:3或SEQ ID NO:7，最优选为SEQ ID NO:7；和编码氨基葡萄糖磺基水解酶(SGSH)的核酸分子，其核苷酸序列与SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列具有至少80％的同一性，优选具有至少85％、90％、95％、99％或100％的同一性。2.根据权利要求1所述的转基因表达盒，其中，所述核酸分子包含SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列；优选地，所述核酸分子的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示。3.根据权利要求1或2所述的转基因表达盒，其中，所述转基因表达盒还包括调控元件，例如位于两端的两个ITR；和/或复制起点；和/或猿猴病毒40内含子；和/或聚腺苷酸化信号。4.根据权利要求1至3中任一项所述的转基因表达盒，其中，所述转基因表达盒的核苷酸序列如SEQ ID NO：15、SEQ ID NO：16、SEQ ID NO：17、SEQ ID NO：18、SEQ ID NO：19、SEQ ID NO：20或SEQ ID NO：21所示；优选地，所述转基因表达盒的核苷酸序列如SEQ ID NO：15、SEQ ID NO：18、SEQ ID NO：19或SEQ ID NO：21所示；更优选地，所述转基因表达盒的核苷酸序列如SEQ ID NO：15或SEQ ID NO：19所示；最优选地，所述转基因表达盒的核苷酸序列如SEQ ID NO：19所示。5.编码氨基葡萄糖磺基水解酶(SGSH)的核酸分子，其中，所述核酸分子的核苷酸序列与SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列具有至少80％的同一性，优选具有至少85％、90％、95％、99％或100％的同一性。6.根据权利要求5所述的核酸分子，其中，所述核酸分子包含SEQ ID NO:1所示的核苷酸序列；优...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫梦迪，郑静，蒋威，杜增民，陈慧，陈晨，袁龙辉，刘强，侯文秀，陈新武，王慧，赵阳，
申请(专利权)人：上海勉亦生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：