一种来源于细胞色素C氧化酶家族基因的3`UTR及应用制造技术

本发明专利技术公开了一种促进mRNA表达的DNA分子，以及根据所述DNA分子转录获得的mRNA分子中的3'UTR，所述DNA分子来源于人来源于细胞色素C氧化酶家族的COX5A、COX17或COX7B。本发明专利技术还公开了含有所述3'UTR的组合物制备RNA治疗药物或者mRNA疫苗中的应用。与对照组α

【技术实现步骤摘要】
一种来源于细胞色素C氧化酶家族基因的3' UTR及应用


[0001]本专利技术公开了一种3' UTR分子，属于核酸


技术介绍

[0002]人类基因组所携带的遗传信息需要先从DNA转录成RNA，进而翻译成蛋白质，以发挥生物学调控功能。传统的小分子药物和抗体药物的靶点是蛋白质分子，主要通过调控蛋白质功能来发挥疾病治疗的作用。近年来，以DNA和RNA为代表的核酸药物已逐渐成为精准医学和疾病治疗的热点。与传统药物相比，核酸药物具有候选靶点丰富、设计简便、研发周期短、靶向特异性强、表达效率高、作用时效长等优点。核酸药物可大致分为DNA药物及RNA药物两大类。相比于DNA药物，RNA药物的基因组整合以及诱发突变的风险更低，其表达效率更高，而且没有持续累积毒性的风险，在疾病预防和治疗上具有更为广阔的应用前景。
[0003]RNA药物，如mRNA（messenger RNA, 信使RNA）和siRNA（Small interfering RNA，小干扰RNA），一般以RNA分子作为基础药物或疫苗，用于疾病的治疗和预防。作为RNA药物的一种，mRNA药物具有广阔的应用前景，在重大传染病和疾病如新型冠状病毒的预防方面发挥了巨大的作用，展现了非凡的潜力。mRNA是由DNA的反义链作为模板转录而来的一类单链RNA，可在细胞质中指导核糖体翻译生成特定的蛋白质。mRNA疫苗的基本原理是通过特定的递送系统将编码疾病特异性抗原的mRNA分子导入人体细胞，并借助细胞内的核糖体表达出蛋白质抗原，进而刺激机体产生特异性免疫应答，产生抗原特异性抗体，使机体获得免疫保护。
[0004]目前，mRNA药物主要应用于：蛋白质替换治疗、再生医学治疗和传染病及个性化肿瘤疫苗等方面。该药物具有以下优势：1）mRNA可在细胞质内直接、快速、高效的翻译成功能性蛋白质分子，因其无需进入细胞核，因此无整合进基因组的风险；2）mRNA的免疫源性低，可通过碱基修饰等手段来进一步降低；3）mRNA会被正常的细胞代谢过程降解，其代谢产物纯天然，没有持续累积毒性的风险；4）mRNA候选靶点更加丰富，它可以编码表达很多难以成药的蛋白质或胞内蛋白分子，并将其分泌至细胞外，从而进入循环系统靶向特定受体。由莫德纳（mRNA
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1273）和辉瑞（BNT162b2）公司生产并销售的mRNA疫苗已成为目前抵御新冠病毒最有效的疫苗之一，推动了以mRNA为代表的核酸药物的快速发展。
[0005]然而，mRNA药物在体内的稳定性、给药剂量与递送效率一直是制约其发展及应用的关键因素。提高mRNA稳定性、递送效率及翻译效率是mRNA疗法走向临床应用必须要跨越的障碍。成熟的mRNA分子含有5' 帽子结构， 5' UTR（five prime untranslated region，5
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末端非翻译区），编码区域，3' UTR（three prime untranslated region，3
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末端非翻译区）和Poly A尾巴（多聚腺苷酸尾巴）。已知5' UTR与翻译起始密切相关，而3' UTR则往往直接影响mRNA的稳定性和翻译效率。对人类转录组进行分析发现，3' UTR的长度跨度很大，平均长度为1278 nt，约占mRNA总长度的36%。另外，3' UTR在不同物种中具有一定的保守性，在人类、小鼠、大鼠和鸡等物种中有大约15%至20%的3' UTR序列是保守的，提示了这部分保守序列可能具有重要的调控功能。mRNA的3' UTR区域通常含有保守的顺式作用元件，如AU
富集元件（AU
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rich element, ARE）能够加快mRNA的降解，而CU或GA富集的元件则可增加mRNA的稳定性。研究表明，RNA结合蛋白可与3' UTR区域的顺式作用元件相互作用以调控mRNA的稳定性和翻译。此外，mRNA的3' UTR区域往往含有多个miRNA的靶位点。研究表明，miRNA可调控绝大多数mRNA的翻译和稳定性，这种调控对于控制基因表达的量至关重要，参与调节了细胞发育、分化、增殖和癌变等各个过程。
[0006]由于mRNA在细胞内的稳定性在很大程度上取决于3' UTR，因此，筛选可增强mRNA稳定性的3' UTR序列是提高抗原蛋白的产量和最终抗体滴度的重要手段，已成为mRNA药物平台研发的先决条件之一。因此筛选稳定表达mRNA的3' UTR序列对于mRNA治疗的应用具有重要意义。
[0007]本专利技术的目的就是筛选出可增强mRNA稳定性，进而促进mRNA表达的3' UTR序列。

技术实现思路

[0008]基于上述专利技术目的，本专利技术首先提供了一种促进mRNA表达的DNA分子，所述DNA分子为来源于细胞色素C氧化酶家族（COX）的COX5A基因，序列如SEQ ID NO.1所示，来源于细胞色素C氧化酶家族（COX）的COX17基因，序列如SEQ ID NO.2所示，或者来源于细胞色素C氧化酶家族（COX）的COX7B基因，序列如SEQ ID NO.3所示。
[0009]其次，本专利技术提供了一种可以转录为mRNA的DNA分子，所述DNA分子包括：（1） 多肽编码区，位于多肽编码区上、下游的如上述的一种或多种的促进mRNA表达的DNA分子。所述DNA分子还可以包括用于转录和翻译的功能元件，例如启动子，增强子，聚腺苷酸尾等。对于启动子，在本专利技术的一个具体实施方案中选用了T7启动子或者HSV
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TK启动子，应用于真核表达系统的其它启动子也可以应用于本专利技术。对于聚腺苷酸尾可以使用SV40聚腺苷酸尾。
[0010]（2）位于多肽编码区下游的如上所述的促进mRNA表达的DNA分子。
[0011]第三，本专利技术提供了一种含有上述DNA分子的载体。
[0012]第四，本专利技术提供了一种含有上述载体的宿主细胞。
[0013]第五，本专利技术提供了一种药物组合物，所述组合物含有如上述的促进mRNA表达的DNA分子、上述的载体、或上述的宿主细胞。
[0014]第六，本专利技术提供了一种mRNA分子，所述mRNA分子包括：（1）多肽编码区，位于多肽编码区上、下游的如上述的一种或多种的促进mRNA表达的功能元件。所述功能元件包括用于转录和翻译的功能元件，例如启动子，增强子，聚腺苷酸尾等。对于启动子，在本专利技术的一个具体实施方案中选用了T7启动子或者HSV
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TK启动子，应用于真核表达系统的其它启动子也可以应用于本专利技术。对于聚腺苷酸尾可以使用SV40聚腺苷酸尾。
[0015]（2）位于编码区下游的如上所述的促进mRNA表达的DNA分子转录获得的3' UTR。
[0016]第七，本专利技术提供了一种含有上述mRNA分子的载体。
[0017]第八，本专利技术提供了一种含有上述载体的宿主细胞。
[0018]第九，本专利技术提供了一种药物组合物，所述组合物含有如上述的mRNA分子、上述的载体、或上述的宿主细胞。
[0019]最后，本专利技术提供了上述的mRNA分子本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种促进mRNA表达的来源于细胞色素C氧化酶家族基因的DNA分子，其特征在于，所述DNA分子的序列如SEQ ID NO.1、SEQ ID NO.2或SEQ ID NO.3所示。2.一种可以转录为mRNA的DNA分子，其特征在于，所述DNA分子包括：（1）多肽编码区；（2）位于多肽编码区下游的如权利要求1所述的促进mRNA表达的DNA分子。3.一种含有权利要求2所述DNA分子的载体。4.一种含有权利要求3所述载体的宿主细胞。5.一种药物组合物，其特征在于，所述组合物含有如权利要求1所述的促进mRNA表达的DNA分子、权...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵兴卉，薛愿超，翟俊辉，王轲珑，周洁，赵海莲，
申请(专利权)人：北京华芢生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：