[发明专利]激活目的基因的组合物和方法

说明书

                        相关申请

本申请要求1997年6月25日提交的美国临时申请号60/050,772的优先权。

                      本发明的领域

本发明涉及特别是在靶基因存在下激活目的基因的方法和组合物。

                      本发明的背景

癌症治疗的本质和基本方法一直是变化的。目前，局部癌症治疗后常规是辅助性化疗。现在的临床方案中正在探索基因疗法，免疫系统操纵，正常造血因子的激活，在肿瘤组织中诱导分化，以及血管形成的抑制。这些新领域的研究已经用于非恶性疾病。

同时，新的临床方案有狭窄的治疗指数并且有很大可能导致有害的副作用。完整的理解药理学，药物相互作用，及临床药物动力学对于安全和有效的用于人体是必需的。

病毒感染的治疗正处于萌芽阶段。典型的使用药物诸如利用了感染的生物体与其宿主代谢的差别的抗生素来治疗细菌感染。然而，病毒大部分使用宿主自身的酶完成复制，从而很少有机会进行药物干涉。通过使用强调节元件，病毒利用宿主基因实现其自身基因的转录和翻译。

在哺乳动物中，天然的由细胞毒性T-淋巴细胞对抗病毒感染，它在宿主细胞表面表达时识别病毒蛋白质，并裂解感染的细胞。破坏感染的细胞阻止了病毒的进一步复制。其它的防御包括表达抑制蛋白质合成和病毒芽殖的干扰素，以及表达从体液中清除游离病毒颗粒的抗体。但是，这些天然机制的诱导需要将病毒蛋白质暴露于免疫系统。许多病毒显示休眠或潜伏期，在此时期很少或不进行蛋白质合成。在这种时期对免疫系统而言病毒感染实际上是不可见的。

逆转录病毒具有RNA链的基因组感染形式。感染时，RNA基因组反转成DNA，典型地随后在随机位点整合到宿主染色体DNA。当整合发生在截短的编码关键的细胞受体或生长因子的位点，或将这类基因置于强病毒顺式作用调节元件的控制下，将导致细胞转化成恶性状态。

由于它们的反式作用调节元件对宿主调节序列的作用，病毒可能是致癌的。事实上，致癌性是导致发现第一个已知感染人体的逆转录病毒的特征。在感染成人T-细胞白血病(ATL)病人的血细胞中鉴定了HTLV-I和HTLV-II(人嗜T-淋巴细胞病毒I和II)，相信通过它们的反式激活因子对淋巴细胞启动子区域的作用诱导致瘤性转化。亦发现另外两种逆转录病毒感染人体。这些病毒，HIV-I和HIV-II，是爱滋病的病原体。

现在对HIV感染的治疗方法包括叫作蛋白酶抑制剂的新药物。当与其它抗病毒复合物诸如AZT一起使用时，这些药物能显著降低血液中HIV水平。同时，在免疫系统防御多肽分子中叫作趋化因子的天然武器显示出是HIV的颈敌。

反义寡聚脱氧核苷酸已经推荐为重要的一类新药物。简言之，反义是指使用类似单链DNA的小的合成的寡核苷酸抑制基因表达。基因表达是依据Watson-Crick碱基配对即腺嘌呤和胸腺嘧啶或者鸟嘌呤与胞嘧啶通过氢键相互作用通过与特定靶信使RNA(mRNA)中编码(有义)序列的杂交实现抑制的。

依据控制反义寡聚脱氧核苷酸和细胞RNA相互作用的简单碱基配对法则，可以设计靶向任何已知序列基因的分子。这种策略的主要优势在于作用的潜在特异性。理论上，可以设计靶向整个人类基因组中任何单个基因的反义分子，可能制造出已知致病基因的任何疾病的专一性药物。结果是，存在多种反义寡聚脱氧核苷酸(ODN)活性的应用物用于可能的抗病毒和抗癌应用。

反义ODN提供了阻碍细胞中特定基因表达的可能性。虽然有许多在培养细胞中明显反义抑制基因表达的报道，但只在很少的情况下严格证明了专一性抑制。在许多研究中，专一性是从反义的生物学作用与对照ODN的比较推导的，没有测定靶RNA或蛋白质的水平来评价专一性。反义技术不想要的副反应可能通过多种机制发生。

目前正在认真研究寡聚核苷酸作为基因表达调节子的可能性。多数的努力集中于抑制诸如癌基因或病毒基因等靶基因的表达。寡聚核苷酸靶向RNA(反义寡核苷酸)或DNA，形成三链结构抑制RNA聚合酶II的转录。为了达到所需的作用，寡核苷酸必须通过有效防止其从头合成来促进先存的不需要的蛋白质的衰变。

因而需要开发比以前研究所用方法更有效，可靠和特异的新反义方法。

                        本发明的总结