[发明专利]密码子优化的天花粉蛋白基因在基因治疗中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及基因治疗领域，具体地说，是密码子优化的天花粉蛋白基因及其在基因治疗中的应用。

背景技术

天花粉蛋白(Trichosanthin，TCS)来源于传统中药天花粉(Radices trichosanthis)。天花粉为葫芦科栝楼属多年生攀援草本植物栝楼(Trichosanthes kirilowii Maxim)或双边栝楼(Trichosanthes rosthornii Herms)的根。天花粉的功效为：清热泻火、生津止渴、消肿排脓，主治：消渴、黄疸、热病口渴、肺燥咳血等。TCS由247个氨基酸残基组成，属于I型核糖体失活蛋白(Ribosome-inactivating proteins，RIP)，分子量约为27kDa，具有抑制多种肿瘤细胞生长、抗病毒、免疫调节、抗艾滋病病毒等多种药理活性。临床将TCS用于引产及异位妊娠已有多年经验。最近的一些药理研究发现其还有多种其他生物活性，主要包括：具有RNA N-糖苷酶活性、DNA酶活性、诱导细胞凋亡、增强趋化因子作用等。其抑制肿瘤的药理活性更被人们重视。其中对肝细胞癌的杀伤作用也有多次报道。TCS在美国已经进入II期临床试验，只有在静脉注射最高剂量(1.2mg/次/周)时观察到了轻度的副作用。然而，目前对TCS抗癌的研究多为直接应用其蛋白质，还没有将TCS基因转导进肿瘤细胞在体内进行抗癌的报道。

在不同的生物体之间，遗传密码子使用频率区别显著，密码子偏好性是影响原核与真核生物以及不同真核生物间基因表达的重要因素。因此，基因序列的密码子优化是异源蛋白质的基因在哺乳动物细胞中表达常用的优化方法，以增加在哺乳动物宿主细胞内的转基因表达。已经有多个关于外源基因密码子优化的研究，都获得了相关蛋白质表达量的显著提高。但是关于一种密码子优化的天花粉蛋白基因(codon-optimized Trichosanthin，coTCS)在基因治疗中的应用目前还未见报道。

腺相关病毒(Adeno-Associated Virus，AAV)是一种直径23纳米的细小病毒，蛋白质外壳为二十面体，包装有长度约为4.7kb的单链DNA基因组。由于其非致病性等优势，重组腺相关病毒(Recombinant Adeno-Associated Virus，rAAV)现在已成为基因治疗的重要载体之一。接下来我们面临的问题就是：使用密码子优化的天花粉蛋白基因，通过rAAV载体转导入肿瘤细胞，是否可以达到肿瘤基因治疗的目的？

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供密码子优化的天花粉蛋白基因在制备基因治疗药物中的应用。

本发明的第二个目的是，提供一种密码子优化的天花粉蛋白基因，和携带所述的密码子优化的天花粉蛋白基因的腺相关病毒或质粒。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：密码子优化的天花粉蛋白基因在制备基因治疗药物中的应用。

优选的，所述的基因治疗是对肿瘤的基因治疗。

优选的，所述的肿瘤是肝癌或宫颈癌。

优选的，所述的密码子优化的天花粉蛋白基因是包括密码子人源化、狗源化、猫源化等哺乳动物源化的天花粉蛋白基因。

优选的，所述的基因治疗是以携带密码子优化的天花粉蛋白基因的腺相关病毒为载体对肿瘤的基因治疗。

优选的，所述的基因治疗是以携带密码子优化的天花粉蛋白基因的质粒为载体对肿瘤的基因治疗。

优选的，所述的密码子优化的天花粉蛋白基因具有SEQ ID NO.1-SEQ ID NO.21任一所述的核苷酸序列。

为实现上述第二个目的，本发明采取的技术方案是：一种密码子优化的天花粉蛋白基因，所述的密码子优化的天花粉蛋白基因具有SEQ ID NO.1-SEQ ID NO.21任一所述的核苷酸序列。

携带所述的密码子优化的天花粉蛋白基因的病毒或非病毒载体。

优选的，所述的病毒为腺相关病毒，所述的非病毒载体为质粒。

本发明优点在于：

1、本发明的天花粉蛋白基因经过密码子优化后，再通过病毒或非病毒载体给药，可以在哺乳动物细胞中更高水平表达蛋白质，以发挥更大的生物学作用；

2、本发明将给药载体最优化，提高其在哺乳动物细胞内的转基因表达水平，对肿瘤基因治疗的研究和推广有重要意义。

附图说明