[发明专利]用于影响肿瘤细胞生长、迁移和侵袭的材料和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年11月23日提交的美国临时申请No.61/263,655的权益，其公开内容通过引用并入本文。

关于联邦政府资助的研究的声明

本发明是在无任何政府资助下进行的，政府在本发明中不具有权利。

发明领域

本发明总体涉及分子生物学领域。更具体地，其涉及癌症相关技术。本发明的某些方面包括与miR221和miR222相关的诊断、治疗和预后的应用。特别地在本文中论述了肝癌和肺癌的诊断、治疗和预后。

本发明部分基于如下发现：

●肝细胞生长因子对肝细胞生长因子受体(MET)的结合上调

●细胞外信号调节的激酶(ERK1/2)和Jun N-末端激酶(JNK)的磷酸化，这继而上调

●Jun的转录激活，这继而上调

●非编码microRNA(miR-221和miR-222)的表达,这继而调节

●磷酸酶和张力蛋白同源物(PTEN)以及金属蛋白酶3的组织抑制剂(TIMP3)的表达，这继而

●赋予对肿瘤坏死因子相关细胞凋亡诱导配体(TRAIL)-诱导的细胞死亡的抗性，并增强肺癌和肝癌细胞的致肿瘤性。

本发明提供了使用从本发现产生的知识的研究工具、诊断方法以及治疗方法和组合物。本发明在产业上适用于使肿瘤细胞对药物诱导的诱导致敏以及还有抑制肿瘤细胞存活、增殖和侵袭能力的目的。

发明背景

尽管在早期检测和标准治疗上取得进展，但非小细胞肺癌(NSCLC)和肝细胞癌(HCC)通常在晚期才得以诊断并且具有不良预后。促进细胞凋亡是药物开发的可能目标。TNF相关细胞凋亡诱导配体(TRAIL)目前正在临床试验中进行测试；然而许多肿瘤包括NSCLC和HCC对TRAIL的抗性代表了对其临床应用的障碍。

miRNA是可阻断mRNA翻译和/或负面调节其稳定性的19–25nt的小非编码RNA。目前，已在人细胞中鉴定了500多种不同的miRNA，并且证据表明miRNA水平的调节与许多细胞类型和组织的生长和分化相关。失调的miRNA表达与实体和造血系统恶性肿瘤(hematopoietic malignancy)相关，并且有证据表明一些miRNA可用作癌基因或肿瘤抑制基因。miR-221和miR-222是其中脱调控程度最高的牵涉癌症的miRNA。它们的表达在多种实体瘤中被高度上调，包括甲状腺癌、肝细胞癌和黑色素瘤细胞。升高的miR-221和miR-222的表达与几种癌细胞系的增殖、细胞凋亡和迁移具有因果联系。然而，在一般的癌细胞，特别是在NSCLC和HCC中介导miR-221和miR-222的功能的分子机制在本发明之前在很大程度上是未知的。

PTEN是人癌症的肿瘤阻抑子和细胞生长及细胞凋亡的调节剂。在功能上，PTEN将细胞质中的磷脂酰肌醇-3,4,5-三磷酸(PIP3)转化成磷脂酰肌醇-4,5-二磷酸(PIP2)，从而直接拮抗PI3激酶(PI3K)的活性。PTEN失活导致PI3K/AKT途径的组成型激活，以及随后蛋白质合成、细胞周期进程、迁移和存活的增加。此外，许多研究已证明PTEN的蛋白磷酸酶活性通过几个途径抑制丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)的激活。PTEN与多个药物抗性包括针对TRAIL的抗性的发生相关。AKT的组成型激活促成不同类型肿瘤包括肺和肝癌中细胞的迁移和侵袭。

TIMP3是一组称为基质金属蛋白酶(MMP)的蛋白质的成员。MMP是参与正常生理过程例如胚胎发育、组织和骨重塑、伤口愈合以及血管生成中细胞外基质(ECM)的分解的锌蛋白酶的家族。在细胞外基质内，金属蛋白酶的组织抑制剂(TIMP)(其中存在4个家族成员(TIMP1至4))通过以1:1的化学计量与活性位点结合而抑制MMP的活性。TIMP3在血管平滑肌细胞和黑色素瘤细胞系中的过表达抑制侵袭和促进凋亡细胞死亡。已报导TIMP3诱导引发者(initiator)胱天蛋白酶-8和-9的激活。TIMP3与血管生成和肿瘤形成相关。

MET，也称为c-Met，是肝细胞生长因子(HGF)/散射因子(scatter factor)(SF)的膜受体。MET通常由上皮来源的细胞表达，然而HGF的表达限制于间质来源的细胞。当HGF刺激时，MET刺激癌细胞的侵袭性生长并且增强它们的转移潜能，主要通过ERK1/2和JNK的增加的磷酸化。