[发明专利]一种端粒酶启动基因表达方法及其应用

说明书

本发明公开了一种端粒酶启动基因表达方法(Telomerase‑Activating gene Expression，Tage)及其应用，该表达方法基于端粒酶可结合并延长DNA分子末端的端粒酶识别序列，合成新的端粒重复序列的特性，将端粒酶特有的生物学功能与人工转录因子调控细胞基因表达技术相结合，发展了Tage新方法。Tage技术在细胞中可以有效发生，人工转录因子可激活效应基因在端粒酶阳性细胞中的表达，效应基因的表达产物可有效杀灭肿瘤细胞，本发明证明Tage技术可用于杀灭肿瘤细胞，而对无端粒酶活性的细胞不产生影响。因此，Tage技术应用在制备杀灭肿瘤细胞药物中，可用于癌症治疗。

技术领域

本发明涉及属于医学基因治疗技术领域，具体涉及一种端粒酶启动基因表达方法及其应用。

背景技术

癌症治疗技术现状：人类对于癌症治疗有最迫切的期望，科学界和医学界为此坚持不懈地付出探索。癌症是目前困扰人类健康威胁人类生命的重大疾病。虽经发病机理的大量基础研究和各种治疗方法的广泛临床实践，但截至目前，科学界和医学界还没有找到一种可治愈癌症的技术。虽然传统的手术切除加放化疗技术已被普遍用癌症治疗，以及最新的肿瘤免疫疗法也已被探索用于癌症治疗，但治疗的效果还与病人对于健康和生命的期望相差甚远。例如,目前应用最广泛且最有效的肿瘤免疫疗法是PD-1/PD-L1抑制剂(如PD-1抗体)，但其目前的总体应答率却只有20-30％；而在血液恶性肿瘤治疗上有效的CAR-T、TCR-T等细胞治疗，在实体瘤治疗方面还没有实质进展。因此，探索新的癌症治疗技术，在人类可真正治愈癌症前，将始终是科学界和医学界努力的方向。

肿瘤治疗最关键和重要的找到在癌细胞表面表达的特定抗原。目前免疫治疗中不管是抗体治疗还是细胞治疗，都无法避免的依赖于该类肿瘤抗原(如目前CAR-T治疗中运用的最成功的CD16)，即肿瘤免疫治疗的靶点。但目前发现的可资利用的这类抗原极其有限，且大多数在正常细胞上也低量表达，在应用时往往引起CAR-T细胞对正常细胞/器官的攻击，导致自身免疫症状。因此，目前该领域正在着力运用二代测序技术寻找更多的新抗原。此外，即使找到这类新抗原，CAR-T治疗的个体化细胞生产也因高昂的成本和潜在的新癌化风险严重阻碍其应用，因此不得不诉诸通用型T细胞的创制。但通用型T细胞也并非完全通用，而仅仅是一种可用于罹患某种同一类型抗原型肿瘤患者的T细胞，对于不同抗原型的肿瘤，仍需制备其特异的T细胞。尽管如此，该类通用型CAR-T的研制，仍代表了肿瘤免疫疗法最新的实用化探索。因此，医学界正努力实现通用型T细胞的研制和临床应用，并已取得显著进展。例如，最近(2017年3月)美国FDA已经批准针对肿瘤抗原CD123的通用型CAR-TUCART123(Cellectis)进入临床试验。CD123抗原在急性骨髓性白血病(AML)细胞与母细胞性浆细胞样树突状细胞瘤(BPDCN)细胞上高度表达。这两种疾病都往往在骨髓中发病，且能在短期内威胁到患者的生命。通用型CAR-T UCART123可用于治疗这两种癌症的免疫治疗。

必须指出，任何将病人细胞分离出来，进行体外培养、遗传操作等之后，再回输到病人体内的治疗方案，都存在体外操作带来的风险，尤其是遗传操作。

因此，癌症治疗技术的探索需要另辟蹊径的原创性设想。

基因编辑技术用于癌症治疗：近几十年来，随着全基因组测序技术的不断成熟，科学家们在各种细菌和古细菌(archaea)中陆续发现了很多成簇的、规律间隔的短回文重复序列(CRISPR序列)以及和CRISPR序列相关基因(Cas)。研究发现，这些CRISPR序列与很多病毒或者质粒的DNA序列互补，很多CRISPR-Cas系统需要多种蛋白的参与，但只要一种细菌编码的内切酶Cas9可以利用向导RNA(核糖核酸)分子对特定的DNA片段进行定向切割，这种基因组编辑技术就被称为CRISPR-Cas9。CRISPR-Cas9能够对基因组进行特异性定点改造，对细胞乃至整个生物体进行基因组改造。目前科学家已经利用这种技术对细菌、植物(农作物)、人体细胞以及斑马鱼进行过成功的遗传学改造工作。基因编辑无疑将成为下一代生物技术的核心。