[发明专利]基因表达的开关分子药物

说明书

本发明涉及一类能够开关基因表达的药物，该药物是能够和特异基因DNA调控序列结合的蛋白质或者和特异基因调控蛋白结合的双链DNA调控序列，它们能够用来关闭人类有害致病基因表达和启动有益抑病基因表达，永久性改变细胞的疾病表型为健康表型，从而预防和根治动脉硬化，癌症等各种常见致命性衰老性疾病。

自从应用抗生素和疫苗控制了大多数外源性传染性疾病之后，人类的平均预期寿命已经达到70岁，而内源性基因病和体细胞病成为人类死亡的主要原因。当前有大约80％的人死于包括动脉硬化，心脏病，脑血管病，恶性肿瘤，II型糖尿病，早老痴呆症，骨质疏松症，高血压，高血脂，老年免疫力低下，肥胖症等十多种常见衰老性疾病。近年来，大量的研究表明，人类衰老性疾病的原发性病因都是体细胞增殖障碍：人们早在60年代就已经知道，和生殖细胞和胚胎干细胞不同，成熟体细胞只能分裂有限的次数，50-60次。只是近年来才了解其中的分子机制：即端粒酶等细胞永生化相关基因在成熟体细胞中不表达，因而端粒酶浓度随细胞分裂而稀释，染色体端粒随细胞分裂而缩短，达到一定程度就会使多数细胞停止分裂而凋亡(细胞增殖障碍)，进而引发了动脉硬化等细胞衰老性疾病。少数分裂的细胞继续分裂就会引发染色体紊乱和多种肿瘤抑制基因重排和缺失，进而加速了细胞向幼稚化表型(细胞增殖紊乱)转化而引发癌症。总之，动脉硬化，恶性肿瘤等常见衰老性致命性疾病都是一些基因病理性突变或者生理性转变造成的体细胞病变(衰老或者幼稚化)，能够通过基因治疗的方法加以预防和根治。基因治疗技术也有很大的发展，现在已经分离出许多衰老性疾病相关基因，也能够克隆，(向细胞内)导入一个完整的基因并使之长期表达；基因治疗的细胞和动物实验表明它们确实有明显的疗效，是一种最有前途的疗法。但是它们的临床效果往往不如其细胞或者动物实验那么明显；至今为止，多数基因治疗药物仍然停留在设想和实验的阶段。基因治疗面临的障碍是，常见衰老性疾病作为一些和多个基因群相关的疾病，现有技术难以找到精确适宜的靶基因和基因靶位来实施有效的治疗，把细胞疾病表型改变为健康表型而实现根治。至今为止，还没有一个衰老性疾病相关的完整基因群被分离和确认出来，现有的基因治疗药物都是针对某个单个基因的，不能调控整个基因群乃至相关细胞疾病表型而发挥疗效；大多数的基因治疗药物都是针对基因下游靶位-基因表达物(mRNA或者蛋白质)或者中游靶位-基因本身(DNA表达序列)的，前者只能临时改变细胞表型，不能永久地改变细胞表型而实现根治；后者(敲除或者原位整合一个基因)的效率极低(原位整合率为1/1000000)，也不能实现根治。总之，基因治疗的困难在于：修复基因(表达区)，难以做到；作用基因(表达物)，难以奏效。为了克服这些困难，尽快把基因治疗从设想和实验阶段推进到临床阶段，本专利提出了一个基因治疗的新策略，调控基因(调控区)的策略，也可以称为针对基因上游靶位的策略：以疾病相关基因群共同的上游调控区和调控分子为靶位，用与它们相亲和的核酸或者蛋白封闭它们的激活区或者沉默区，从而关闭有害的基因或者启动有益的基因，把细胞恶性表型改变为良性表型而实现根治。这个策略的依据是，人体中各种细胞都包含有相同基因组，疾病表型和健康表型的差异不是由于基因型的差异，而是由于基因表达状态的差异，而这种表达状态的差异依赖于它们的表型相关基因结合有不同的基因开关分子：细胞衰老(增殖障碍)是由于某些端粒酶基因等细胞永生化基因结合有转录抑制因子所致，细胞幼稚化(增殖紊乱)是由于某些原癌基因等细胞恶性化基因结合的转录抑制因子突变而脱落所致。病变细胞不过是健康细胞的某些变种，它们有正常的细胞增殖功能基因群，它们的病变只是由于这些基因群的开关分子生理或者病理改变导致该基因群表达状态的改变。依据这些研究和实验，我们开发了一种表型标志克隆技术和设计了基因开关分子药物。我们的实验已经证实，该技术能够用来快速，准确和有效地分离任何衰老性疾病相关的完整基因群及其开关分子；我们的实验还初步证实，用这些基因开关分子(癌基因封闭剂)处理肿瘤细胞，用比通常基因治疗药物低得多的剂量就能抑制肿瘤的增殖，扩散和转移。我们相信，基因开关药物能够用来预防和根治动脉硬化，恶性肿瘤等常见衰老性疾病，延缓人类的平均预期寿命。

细胞治疗的策略：人类衰老性疾病都是体细胞发育表型病变，衰老化或者幼稚化。对体细胞病变的治疗可以采取下面的策略：

1.细胞外用药不如细胞内用药：常规的体细胞非基因疗法是细胞外用药，不能改变疾病细胞的表型，只能瞬间暂时改变基因的营养和表达状态，治标不治本；基因疗法是细胞内用药，能够改变疾病细胞的表型，永久地改变基因的营养和表达状态，治标也治本。