[发明专利]miR-339-增强子-靶基因网络激活模型及其应用

说明书

本发明涉及生物技术领域，具体涉及miR‑339‑增强子‑靶基因网络激活模型及其应用。首先公开了一种可激活乳腺癌相关基因的miRNA，所述miRNA的基因座位置与增强子的组蛋白修饰标志H3K4me1或H3K27ac重合。本发明提供了可激活疾病相关基因的miR‑339与乳腺癌相关，为乳腺癌等疾病的诊断、治疗提供新的策略和潜在的药物靶点。并且，本发明首次将“miRNA‑增强子‑靶基因网络激活模型”理论应用于解释乳腺癌的发生发展现象，克服了现有技术的偏见。

技术领域

本发明涉及生物技术领域，具体涉及miR-339-增强子-靶基因网络激活模型及其应用。

背景技术

非编码RNA的研究是近年来逐渐被科学家认识并迅速投入其中的基础科学研究，旨在从本质上认识生命的奥秘。非编码RNA种类繁多，目前研究较多的是microRNA(miRNA)和长非编码RNA(LncRNA)。miRNA是一些长度为21-25个核苷酸，在转录后水平调控基因表达的非编码小RNA。第一个miRNA lin-4是30多年前在研究线虫的发育调控时被意外发现的，并被证明通过结合细胞浆中lin-14mRNA的3’UTR发挥抑制蛋白翻译或降解mRNA的作用。此后，miRNA的负向调控作用机制几乎成为miRNA研究领域“金科玉律”。尽管后来也发现部分miRNA在特殊情况下能够促进基因表达或翻译，但基本都是个例研究，仅限于现象描述和简单的机制研究，致使后续研究者不得要领，缺乏推而广之的意义。另一方面，虽然miRNA参与大多数生命现象和过程，但是miRNA在体内的调控通常被认为是微调控(fine-tune)，并没有起到决定性的“开关”作用。

增强子(Enhancer)一直被认为是重要的DNA序列顺式调控元件，它可以近距离或远距离调控基因的表达。H3K4me1以及H3K27ac是增强子重要的表观遗传学标记，其中H3K27ac与增强子的活性密切相关。当多个具有转录活性的增强子高密度富集转录因子后，可以形成超级增强子。增强子尤其是超级增强子通常可以驱动控制细胞身份和细胞命运的基因表达，在细胞分化、组织发育、个体生长和疾病致病过程中发挥很重要的作用。

恶性肿瘤是危害人类健康的全球公共卫生问题，我国作为一个发展中大国，工业化、城镇化和人口老龄化问题日益突出，不良生活方式及环境污染等直接导致国民身体健康指数下降，恶性肿瘤急需等待攻克。

miRNA研究已经被证明在乳腺癌发生发展与迁移中发挥重要的调控作用。相关研究通常是基于传统的miRNA负向调控机制，到目前为止，如何利用miRNA攻克乳腺癌尚未有实质性的突破，尚缺乏有效的治疗药物和治疗方案。miRNA是经典的核酸分子，核酸药物被认为是继抗体药物及细胞免疫疗法之后的下一代药物，其可以达到传统药物无法替代的效果，比如抗体多在细胞表面发挥作用，而核酸药物可以进入细胞内部发挥治疗作用；有的核酸药物甚至可以进入到细胞核发挥精确的靶向治疗作用。比如，2018年美国FDA批准上市的RNAi新药Onpattro(patisiran)是一款核酸药物。主要的治疗方法是把siRNA包裹在脂质纳米颗粒中并将药物直接递送至肝脏，通过靶向和沉默TTR mRNA，阻碍靶向TTR蛋白生成，从而降低周围神经中淀粉样沉积物的积累，最终达到治疗hATTR(遗传性转甲状腺素蛋白)淀粉样变性疾病的目的。目前核酸药物开发日益成熟，在癌症和遗传性疾病以及流感和病毒感染方面取得一些重要成果，但是有待开发的潜力巨大。

发明内容

本发明首次将创造性的“miRNA-增强子-靶基因网络激活模型”理论应用于解释乳腺癌的发生发展现象，即核内miR-339与增强子互作进而正向激活靶基因从而影响肿瘤的增殖生长，这一理论与现有技术“miRNA的负向调控机制”完全不同。

本申请筛选了位于增强子区域的多个miRNA，分别将这些miRNA在不同种类的细胞中过表达，发现在基因组上与这些miRNA邻近的多个基因被转录激活，这些miRNA对基因的转录激活调控依赖于miRNA及其靶向增强子序列的完整性。基于此，本申请将筛选出来的miRNA用于揭示细胞核内miRNA功能，为解析miRNA参与肿瘤等疾病发生发展提供新的视角。