[发明专利]与糖尿病中的MIRNA相关的组合物和方法

说明书

技术领域

本发明涉及葡萄糖介导的细胞损伤相关疾病中的微小RNA分子和微小RNA表达谱，包括糖尿病慢性病。

背景技术

在本发明全文中，在方括号内引用了多篇参考文献以便更加完整的描述与本发明相关的背景技术。

糖尿病视网膜病变

几乎所有的I型糖尿病患者和60％的II型糖尿病患者都会发展成视网膜病变。到2030年，预计全球糖尿病患者将会达到3.66亿。在加拿大，糖尿病患者数超过200万人，其中，约10％为I型糖尿病，约90％为II型糖尿病。在北美洲，糖尿病视网膜病变(DR)是导致失明的最重要的系统性原因。已有研究证实糖尿病视网膜病变中有几种蛋白质分子发生改变。针对治疗糖尿病视网膜病变的个别蛋白质的实验研究已开展了很长时间，但迄今为止所有的努力都没有在临床上取得成功。在所有的糖尿病慢性并发症中，包括糖尿病视网膜病变，血管内皮损伤是一个重要特征。内皮细胞排列在血管壁上，它对葡萄糖的摄取不依赖于胰岛素。当糖尿病患者体内血糖水平升高时，葡萄糖流入到内皮细胞中，导致内皮细胞损伤。

视网膜病变分为两种类型，或者说两个阶段：非增生性视网膜病变和增生性视网膜病变。在非增生性糖尿病视网膜病变阶段，眼睛中有些地方(微血管瘤)血管扩张。也可能出现血管堵塞。可能有少量出血(视网膜出血)，和液体渗漏到视网膜内。增生性视网膜病变阶段是更晚期和更严重的疾病状态。眼睛内开始生长出新的血管(血管生成)。这些新的血管非常脆弱并可能流血(出血)。随后视网膜和眼睛的其他部分(玻璃体)出现小块疤痕。最终的结果是视力丧失，以及其他问题。

微小RNA

微小RNA(“miRNA”)是近年来发现的自然界中存在的分子。miRNA是小的RNA分子(约由20-25个核苷酸组成)，其在调节基因表达中起到重要作用【1】。miRNA通过RNA聚合酶II转录，形成带有5’帽子结构和多聚腺苷酸尾巴结构的初级miRNA。初级miRNA在细胞核中加工成前体miRNA(由70-100个核苷酸组成的发夹结构)，是通过三种酶RNA酶II，Drosha和DGCR8调节的。前体miRNA形成后就通过核输出蛋白-5输出到细胞质中。在细胞质中，RNA酶III核糖核酸酶家族成员Dicer将前体miRNA进一步加工成成熟miRNA，即功能活性形式【1，2】。成熟的miRNA与RNA诱导的沉默复合物(RISC)一起结合到特定的mRNA靶上，引起特定的mRNA降解或者转录遏制【1，2】。一些研究者采用超表达实验证明了miRNA在多种细胞过程中的重要性。也有研究认为miRNAs在控制组蛋白修饰方面也起到重要作用【3】。大量的miRNA编码区位于蛋白编码基因的内含子区，并被认为与它们的宿主基因被共同调控。不过，它们也有可能是被自己的启动子调控的。已从恶性肿瘤中识别出几种miRNAs。研究表明它们可以调控多种因子，包括致癌基因(c-MYC)，转录因子(NFκB)和甲基化因子【1，2】。

有关miRNA在多种疾病中的潜在治疗应用在科学界引起了相当大的兴趣。从机理的角度看，一种miRNA可以调控多种基因，因此，靶向于一种或少数几种miRNAs提供了阻止多种基因表达的潜在的独特机会。由于靶miRNAs作用的特异性，这种以RNA为基础的疗法是非常有吸引力的。

miRNA表达的脱调节可能引起疾病，因此，检查miRNA的表达可能成为一种有用的诊断手段。

糖尿病中的miRNA

没有研究文献表明糖尿病个体视网膜中的特定miRNAs发生了显著改变。然而，对其他糖尿病并发症的研究表明miRNA已发生改变。比如，已有研究发现，在糖尿病中miR375的改变参与葡萄糖诱导的胰岛素基因表达过程【4】。研究发现，在2型糖尿病大鼠心脏微血管内皮细胞内miR320表达上调【5】。研究表明，MiR377通过调节P21-活化激酶和超氧化物歧化酶使得糖尿病肾病中纤维连接蛋白生成增加【6】。研究已发现，在糖尿病肾病中mi192通过影响TGFβ诱导的胶原蛋白表达而发生改变【7】。在糖尿病兔子心脏中发现miR133减少，从而调节HERG钾离子通道引起QT波延长【8】。此外，miR1参与葡萄糖诱导的心肌细胞凋亡过程。申请人最近的研究发现，在糖尿病大鼠的心脏和暴露于葡萄糖的心肌细胞中都出现了miR133a的下调，这直接关系到心肌细胞肥大【9】。在非糖尿病性心肌肥厚的其他研究中，也发现了miR1和miR133的下调【10，11】。