特异性促进腺嘌呤碱基编辑器活性的化合物、化学调控方法及其应用技术

本发明专利技术提供了特异性促进腺嘌呤碱基编辑器活性的化合物、化学调控方法及其应用。具体地，本发明专利技术提供了一种以SB505124为代表的ALK5/SMAD2/3通路抑制剂的用途，它被用于制备一组合物或制剂，所述组合物或制剂用于促进腺嘌呤碱基编辑器(ABE)的基因编辑。本发明专利技术化合物可选择性地显著提高ABE的基因编辑效率并扩大ABE基因编辑的窗口，从而为高效、精准的基因编辑提供了一种简单而又高效的策略。编辑提供了一种简单而又高效的策略。

【技术实现步骤摘要】
特异性促进腺嘌呤碱基编辑器活性的化合物、化学调控方法及其应用


[0001]本专利技术涉及生物学和医学领域，具体地涉及特异性促进腺嘌呤碱基编辑器活性的化合物、化学调控方法及其应用更具体地涉及ALK5/SMAD2/3抑制剂特异性促进腺嘌呤碱基编辑器活性的化学调控方法、化合物及其应用。

技术介绍

[0002]G
·
C到A
·
T点突变是人类致病性SNP中比例最大的一类。为了治疗这种突变，腺嘌呤碱基编辑器(Adenine base editor，ABE)通过将定向进化的来源于细菌的腺苷脱氨酶融合到活性缺陷的CRISPR
‑
Cas9系统中，实现基因组上有针对性的A
→
G转换，因此具有很大的治疗潜力。
[0003]然而，以可控的方式实现对不同基因组位点的高效和精确编辑仍然具有挑战性。首先，ABE编辑效率有待提高，因为其对疾病相关突变的修复效率仍低下。如果突变存在于难编辑的基因组区域内或被难编辑的基因组区域所包围，例如表观遗传抑制染色质位点，则表观遗传抑制染色质位点会强烈抑制碱基编辑器的活性。
[0004]虽然一些ABE变体通过蛋白质工程获得了更高的催化活性，但同时在基因组和转录组上也存在更多的脱靶编辑，导致不利于临床应用。因此，需要为ABE开发更有效的工具，以大幅提高其对目标的编辑水平，并减少脱靶影响。
[0005]综上，目前尚缺乏令人满意的特异性促进腺嘌呤碱基编辑器活性的调控方法。
[0006]因此，本领域迫切需要开发新的特异性促进腺嘌呤碱基编辑器活性的调控方法。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种特异性促进腺嘌呤碱基编辑器活性的调控方法、化合物及其应用。
[0008]在本专利技术的第一方面，提供了一种ALK5/SMAD2/3通路抑制剂的用途，用于制备一组合物或制剂，所述组合物或制剂用于促进腺嘌呤碱基编辑器(ABE)的基因编辑。
[0009]在另一优选例中，所述的组合物包括药物组合物。
[0010]在另一优选例中，所述的制剂包括实验用试剂。
[0011]如本文所用，术语“ALK5/Smad2/3通路抑制剂”包括直接或间接地抑制ALK5和/或Smad2/3活性、抑制ALK5和/或Smad2/3的表达、促进ALK5和/或Smad2/3降解的化合物(包括小分子化合物、抗体、核酸)。
[0012]在另一优选例中，“Smad2/3”包括蛋白家族“Smad”中的2型和/或3型，它们是TGF
‑
beta超家族受体ALK5下游的主要信号转导因子。
[0013]在另一优选例中，所述的“ALK5/Smad2/3通路抑制剂”包括基因编辑试剂。
[0014]在另一优选例中，所述的促进腺嘌呤碱基编辑器(ABE)的基因编辑选自下组：
[0015](P1)提高ABE的基因编辑效率；
[0016](P2)降低ABE的脱靶率；
[0017](P3)扩大ABE的碱基编辑窗口；
[0018](P4)促进ABE对难编辑基因组位点的碱基编辑；
[0019](P5)上述P1～P4的任意组合。
[0020]在另一优选例中，所述的难编辑的基因组位点选自下组：异染色质中的待编辑的位点、常染色质中的待编辑的位点、高DNA甲基化区域中的待编辑的位点、或其组合。
[0021]在另一优选例中，所述“降低ABE的脱靶率”指降低T
off
/(T
on
+T
off
)比值，其中，T
on
为靶定位点的编辑率(即在gRNA引导下在预定靶点位置发生的编辑率)，T
off
为非靶定位点的编辑率(即碱基编辑器在非靶向位置的脱靶编辑效率)。
[0022]在另一优选例中，所述“促进腺嘌呤碱基编辑器(ABE)的基因编辑”包括：在提高ABE在靶编辑效率的同时，不导致或基本不导致脱靶编辑率升高。
[0023]在另一优选例中，所述的“促进腺嘌呤碱基编辑器(ABE)的基因编辑”包括：提高基因编辑效率和扩大基因编辑窗口。
[0024]在另一优选例中，所述的扩大基因编辑窗口指：对经典编辑窗口之外的A进行基因编辑(如：位点8、9、10、12、13)。
[0025]在另一优选例中，所述的“经典编辑窗口”为PAM(Cas9蛋白识别靶向DNA序列的保守序列，Protospacer Adjacent Motif,PAM)上游的20个碱基中，从远端第20位向PAM端计数的第4
‑
7位碱基(适用于ABE7.10)，或第4
‑
8位碱基(适用于ABE8.20和ABE8e)。
[0026]在另一优选例中，所述的ALK5/SMAD2/3通路抑制剂选自下组：ALK5抑制剂、SMAD2/3蛋白磷酸化抑制剂、或其组合。
[0027]在另一优选例中，所述的ALK5/SMAD2/3通路抑制剂包括：小分子化合物、siRNA、或其组合。
[0028]在另一优选例中，所述的ALK5/SMAD2/3通路抑制剂选自下组：SB505124、SB431542、RepSox、ITD1、SD208、LY3200822、抑制ALK5的siRNA、或其组合。
[0029]在另一优选例中，所述的抑制ALK5的siRNA的序列选自下组：CGAGAUAGGCCGUUUGUAU(SEQ ID No:1)、GAGAAGAACGUUCGUGGUU(SEQ ID No:2)、UGCGAGAACUAUUGUGUUA(SEQ ID No:3)、或GACCACAGACAAAGUUAUA(SEQ ID No:4)。
[0030]在另一优选例中，所述ALK5/SMAD2/3通路抑制剂为式A结构的化合物、或其药学上可接受的盐：
[0031][0032]式中，
[0033]环C是取代或未取代的5元含N杂原子的芳杂环；
[0034]环B为取代或未取代的苯基、取代或未取代的6元杂芳基，其中，所述的取代指被一个或多个选自下组的取代基取代：卤素、羟基、C1
‑
C6烷基、C1
‑
C6烷氧基、C3
‑
C8环烷基、C2
‑
C6杂环、苯基、苄基、吡啶基；
[0035]环A为取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂芳基，其中，所述的取代指被一个或多个选自下组的取代基取代：卤素、羟基、C1
‑
C6烷基、C1
‑
C6烷氧基、C3
‑
C8环烷基、C2
‑
C6杂环、苯基、苄基、吡啶基；或者环A的两个取代基构成
‑
O
‑
CH2‑
O
‑
、
‑
O
‑
(CH2)2‑
O
‑
并且与相连接的环A的环碳原子构成5元或6元杂环；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种ALK5/SMAD2/3通路抑制剂的用途，其特征在于，用于制备一组合物或制剂，所述组合物或制剂用于促进腺嘌呤碱基编辑器(ABE)的基因编辑。2.如权利要求1所述的用途，其特征在于，所述的促进腺嘌呤碱基编辑器(ABE)的基因编辑选自下组：(P1)提高ABE的基因编辑效率；(P2)降低ABE的脱靶率；(P3)扩大ABE的碱基编辑窗口；(P4)促进ABE对难编辑基因组位点的碱基编辑；(P5)上述P1～P4的任意组合。3.如权利要求1所述的用途，其特征在于，ALK5/SMAD2/3通路抑制剂选自下组：SB505124、SB431542、RepSox、ITD1、SD208、LY3200822、抑制ALK5的siRNA、或其组合。4.如权利要求1所述的用途，其特征在于，所述ALK5/SMAD2/3通路抑制剂为式A结构的化合物、或其药学上可接受的盐：式中，环C是取代或未取代的5元含N杂原子的芳杂环；环B为取代或未取代的苯基、取代或未取代的6元杂芳基，其中，所述的取代指被一个或多个选自下组的取代基取代：卤素、羟基、C1
‑
C6烷基、C1
‑
C6烷氧基、C3
‑
C8环烷基、C2
‑
C6杂环、苯基、苄基、吡啶基；环A为取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂芳基，其中，所述的取代指被一个或多个选自下组的取代基取代：卤素、羟基、C1
‑
C6烷基、C1
‑
C6烷氧基、C3
‑
C8环烷基、C2
‑
C6杂环、苯基、苄基、吡啶基；或者环A的两个取代基构成
‑
O
‑
CH2‑
O
‑
、
‑
O
‑
(CH2)2‑
O
‑
并且与相连接的环A的环碳原子构成5元或6元杂环；R1选自下组：(i)无、或H；(ii)取代或未取代的以下基团：C1
‑
C8烷基、C2
‑
C8烯基、C2
‑
C8炔基、C3
‑
C8环烷基、C3
‑
C6的杂环、C1
‑
C6烷氧基、C1
‑
C6烷氨基、(iii)取代或未取代的苯基、取代或未取代的6元杂芳基、取代或未取代的6
‑
8元环烷基、取代或未取代的6
‑
8元杂环烷基；其中，所述的取代指被一个或多个选自下组的取代基取代：卤素、羟基、C1
‑
C6烷基、C1
‑
C6烷氧基、C3
‑
C8环烷基、C2
‑
C6杂环、苯基、苄基、吡啶基、酰胺基、C2
‑
C6酯基、C1
‑
C6...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明亮，杨玉东，
申请(专利权)人：上海交通大学医学院，
类型：发明
国别省市：