[发明专利]一链多靶干扰核酸分子及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种核酸分子及其应用，尤其是一链多靶干扰核酸分子及其应用。

背景技术

RNA干扰（RNA interference，RNAi）是由双链RNA（double-strand RNA，dsRNA）引发其同源信使RNA（messenger RNA，mRNA）酶解的一种转录后基因沉默形式（Nature. 1998, 391: 806-811）。长双链RNA进入细胞后，被Dicer酶结合并切割。Dicer酶的切割产物长度通常为20～25bp（base pair，碱基对），且在每条链的3’末端有2个核苷酸悬垂的小干扰RNA（small interference RNA，siRNA）。siRNA的一条链掺入到RNA-诱导的沉默复合物中（RNA-induced silencing complex，RISC），与互补RNA的序列配对。RISC首先介导siRNA双链解旋，与RISC耦合的单链的siRNA以序列特异的方式与靶mRNA结合，之后由RISC的催化组分切割靶mRNA。切割靶mRNA可以抑制其翻译，最终抑制该基因的表达。现已被证实在多种病毒感染性疾病和肿瘤的治疗中具有极大的潜力，是理想的阻断基因表达的治疗手段。

RNAi在医药领域有广阔的应用前景，如抗病毒、抗肿瘤和抗炎症等。双链干扰核酸可设计成能被Dicer酶剪切的称做Dicer底物的长双链形式，或者是短的、不需Dicer酶剪切直接作为RISC底物的形式。合成的双链RNA与目的基因序列互补，导入细胞或生物体后，被内源的遗传物质识别，激活RNAi途径。利用这种机制，RNAi使靶基因的表达水平急剧下降。

RNAi技术开辟了一个全新的治疗领域，目前国际上已有十余种siRNA药物进入临床阶段。其中有应用siRNA治疗老年性黄斑变性、糖尿病黄斑水肿、呼吸道合胞病毒病、实体肿瘤、肝癌、以及急性肾损伤等疾病。

RNAi效应的dsRNA可设计成能被Dicer剪切的称做Dicer底物的长双链形式，或者是不需Dicer剪切可直接作为RISC底物的短siRNA形式。在哺乳动物细胞中，由于长dsRNA容易引发非特异性的干扰素效应。因此，普遍认为应用于哺乳动物时，干扰RNA双链必须短于30 bp。但是，设计长双链干扰RNA用于RNAi仍有实用价值，长干扰RNA双链可带有多个治疗靶标，靶向多个不同靶基因的mRNA或同一靶基因的mRNA的不同位点，增加基因沉默效果，扩大应用范围。疾病的发生、发展往往是多种基因共同参与的复杂生物学过程，受到多种因素的影响，在疾病的治疗中，单一基因的抑制不可能完全抑制或逆转疾病的发生和发展，单靶标治疗有其局限性。那么，研发多靶标、无干扰素反应的长干扰核酸双链，同时抑制多个疾病基因的表达，多层次、多途径治疗疾病，能有效提高治疗效果，可以作为治疗疾病的新途径。

发明内容

本发明的目的在于提供一种核酸分子及其应用，尤其是一链多靶干扰核酸分子及其应用。该干扰核酸分子的反义链靶向不同靶基因的RNA或同一个靶基因RNA的不同位点，该RNA可以是mRNA、微小RNA（microRNA，miRNA）或是mRNA或miRNA的子序列，并且该干扰核酸分子不引起体内的干扰素反应。

为了达到上述目的，本发明公开了一种由正义链和反义链退火形成双链，每条链的长度至少为30个核苷酸，其正义链或反义链的至少两个部分分别靶向不同基因的RNA或同一基因的RNA的不同位点，所述的双链中存在至少一个自身互补的环状核苷酸结构，该核酸分子进入细胞后不会引起干扰素效应。

优选地，所述的自身互补的环状核苷酸结构至少包含7个核苷酸。

优选地，所述的双链中含有至少一个糖环修饰或骨架修饰的核糖核苷酸。

通常，干扰核酸分子由一条反义链和一条正义链组成，分子的总长度至少为30个核苷酸，且该核酸分子的双链上存在至少一个自身互补的发卡环状核苷酸结构，应用这种具有二级结构的、由正义链和反义链构成的长干扰核酸没有激发哺乳动物细胞的干扰素反应。

本发明还提供了上述一链多靶干扰核酸分子在制备调节细胞中至少一种基因功能的药物中的应用。所述的基因是一种疾病相关基因，包括病原体相关基因如病毒基因以及非传染性疾病相关基因如肿瘤相关基因，所述的肿瘤为肝癌、肺癌、胃癌、宫颈癌、多发性骨髓瘤、皮肤鳞癌、结肠癌、黑色素瘤、膀胱癌、骨肉瘤、鼻咽癌和口腔癌中的至少一种。本发明有望在抑制、缓解或减轻病情或防止某些疾病症状的复发方面取得更显著的效果。