[发明专利]用于调节潜伏的病毒转录的组合物和方法

说明书

本申请提供了可以用于调节病毒转录的组合物和方法。使用催化失活的核酸酶，例如去活化的Cas9或dCas9，可以将向导RNA设计为在病毒核酸中识别调节元件。所述dCas9可作为RNA依赖的DNA结合蛋白结合至病毒启动子，并上调或下调转录。例如，所述dCas9和病毒启动子特异性的gRNA可以杂交至宿主细胞中的病毒基因组内的启动子，并通过例如空间阻断转录机制的募集来抑制转录。

相关申请

本申请要求2015年9月29日提交的美国临时专利申请62/234,345的优先权，其全部内容通过引用并入。

发明领域

本发明涉及使用组合物治疗病毒感染，所述组合物包括核酸酶的非切割变体。

背景技术

病毒感染是一个重大的医学问题。例如，疱疹是一种普遍的人类病原体，超过90％的成人都有过被感染的经历。由于感染具有一定的潜伏期，因此宿主一旦被感染，就算不表现症状，也会永久地携带疱疹病毒。同样地，人类乳头瘤病毒(或HPV)是人群中常见的病毒，超过75％的人会被感染。一个特别的问题是病毒感染可能会导致癌症。例如，已知HPV与宿主DNA的整合会导致癌症，特别是宫颈癌。Epstein-Barr病毒(EBV)不仅会引起传染性单核细胞增多症(腺热)，还与霍奇金淋巴瘤和伯基特淋巴瘤等癌症相关。

虽然正在努力开发能靶向病毒蛋白的药物，但是这些努力并未完全成功。例如，当病毒处于潜伏状态，没有活跃表达其蛋白质时，就没有任何可以靶向的目标。另外，不管怎样努力消除病毒感染，如果其会干扰宿主细胞的功能，那么都不是最佳的。例如，对于能够阻止病毒复制的酶，如果其会干扰整个宿主细胞中的基因组复制，那么其也没有任何帮助。

发明概述

本发明提供了用于治疗病毒感染的组合物和方法。本发明提供了一种非切割内切核酸酶，其与病毒的核酸结合并干扰病毒的调节功能。本发明优选的组合物包括可编程核酸酶的非切割变体例如Cas9。Cas9有时也被称为催化失活的Cas9或dCas9，用于特异性靶向病毒启动子或者涉及转录或翻译的其他调控元件。通过使用靶向性的寡核苷酸例如向导RNA(gRNA)来完成靶向过程。可以将靶向性的寡核苷酸设计成识别病毒核酸内的调节元件并将dCas9引导到被靶向的病毒元件上。

在存在gRNA的条件下，可编程核酸酶以序列特异性的方式与靶标结合并上调或下调转录。例如，dCas9和病毒启动子特异性的gRNA可以与宿主细胞病毒基因组内的启动子杂交，并通过例如空间阻断转录机器的募集来抑制转录。另外，或者可选地，dCas9可以与另一转录抑制性蛋白或结构域连接。在病毒基因组中，多个靶标可以各自独立地被靶向，以用于转录抑制。

本发明所述组合物的优选用途是抑制转录，从而阻止病毒蛋白的表达。这可以防止感染的传播或者减慢传播，而其他病毒疗法则是消灭病毒。本发明所述组合物包括可编程核酸酶，其被催化灭活并且特异性靶向病毒靶标。所述可编程核酸酶可以是RNA引导的核酸酶(例如，CRISPR相关核酸酶，例如Cas9或者经修饰的Cas9或Cpfl或者经修饰的Cpfl，Cas9同源物或hi-fi Cas9)。所述可编程核酸酶可以是TALEN或者经修饰的TALEN。在某些实施方案中，所述可编程核酸酶可以是DNA引导的核酸酶(例如，强烈炽热球菌的Argonaute(PfAgo)或格氏黄杆菌的Argonaute(NgAgo)。

可以通过提供特定的gRNA，使用dCas9独立地或同时抑制各种靶标的转录。因此，本发明所述组合物可以包括dCas9(或者编码dCas9的核酸)以及一个或多个gRNA，所述一个或多个gRNA各自靶向病毒基因组内特定的启动子。