Amo-134在制备治疗心律失常药物中的应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及AM0-134在制备治疗心律失常药物中的应用，更具体地说，本发明涉 及AM0-134在制备治疗心律失常中促进hERG表达的药物中的应用。
【背景技术】
[0002] 长QT综合征是以动作电位复极延长、心电图QT间期延长为特征，其可导致尖端扭 转型室性心动过速增加进而易致心源性猝死。虽然Na +和Ca 2+通道基因突变可导致遗传性 长QT综合征，但hERG基因突变致钾通道功能缺陷所导致的遗传性长QT综合征更常见。此 外，获得性长QT综合征可以被诸多药物如III类抗心律失常药所诱发，临床上也更常见。截 止目前已发现有13个基因与遗传性长QT综合征有关，其中hERG突变导致遗传性长QT占 总突变的45%，为第二常见突变基因。hERG基因突变参与遗传性2型长QT发病的病理生 理过程。hERG基因位于7号染色体上，在心脏中表达编码快速激活延迟整流钾通道的α亚 单位，在动作电位3期复极化过程中起重要作用。目前已经发现300多个hERG突变位点可 致遗传性长QT综合征。研究表明hERG基因突变可以通过通道合成障碍、转运障碍、门控及 通透性改变最终导致遗传性长QT综合征的发生。
[0003] 人类心脏中功能下调可以导致2型长QT综合征。具体机制为复极化外相电流 减少导致动作电位延长，这就增加了尖端扭转性室速及室颤等威胁生命的恶性心率的发生 率。hERG蛋白曾是抗心律失常药物的重要作用靶点。因此，更好的理解hERG相关LQTS的 发病机制将有助于针对LQTS病人寻找新的治疗手段。
[0004] MicroRNAs是由21-25个碱基构成的非编码RNA，其在真核生物的很多基因的转录 后调控过程中发挥重要作用。miRNA通过结合目的基因的3' -UTR区可以抑制其mRNA表 达或介导其降解。其靶基因参与体内众多生物过程，如细胞增生、分化、发育、凋亡等。近些 年研究表明miRNAs在很多心脏疾病发病过程中表达改变，这其中包括心律失常。miRNAs水 平的改变可导致相应离子通道功能紊乱从而引起离子通道疾病。例如，已有研究证明miR-1 可作用于缝隙连接通道蛋白43及内向整流钾通道的α亚单位从而降低心脏功能及引起缺 血性心律失常。而过表达miR-17-5p可抑制很多内质网应激相关分子伴侣的表达从而引起 hERG转运障碍。因此临床上可将miRNA用作诊断标记物及治疗靶标。运用与相应miRNA互 补的寡核苷酸序列AMOs可抑制相应miRNA的功能。研究发现在数种病理条件下心律失常 的发生与miRNA-1表达上调有关26-29,而目前研究发现AM0-1可逆转miRNA-1对心脏的毒 害作用，证明其可作为缺血性心律失常潜在的治疗手段。
【发明内容】
[0005] 现有技术中，还没有药物用于在治疗心律失常中促进hERG表达，此处hERG基因 是位于7号染色体上，在心脏中表达编码快速激活延迟整流钾通道的α亚单位，在动作电 位3期复极化过程中起重要作用。本发明人利用生物信息学网站-RegRNA网站(http ：// regrna. mbc. nctu. edu. tw),输入已确定的革F1基因 hERG，根据相应的比分值，并经blast比 对，预测出6个与hERG相关的miRNA :首先选定miR-134,并依据其核苷酸序列制成反义核 苷酸AM0-134。在进行干预实验时，惊喜地发现AM0-134能够在阻止心律失常时促进hERG 的表达，从而完成了本发明。
[0006] 在发达国家心血管疾病仍然是病人死亡的主要原因。与心律失常相关的基因表达 谱的改变会影响心脏病理和生理，直接或间接影响的功能。miRNAs已被报道作用于心脏离 子通道进而影响心律失常的发生。截止目前，已报道30%基因受miRNA调控。目前的研究 表明miRNA表达异常可以通过影响离子通道的表达，近而导致离子通道病的发生。miRNA介 导的基因调控是转录后一个基本的调控过程。然而，明确miRNA的靶基因以及它们的功能 一直是miRNA研究领域的主要挑战。miRNA可以直接抑制mRNA的翻译，或直接使其降解， 具体将由碱基序列的结合程度来决定。在之前的研究中，有报道miR-212可以下调Kir2. 1 表达，明显改变Ikl的密度。研究已证明hERG基因编码快速激活延迟整流钾通道，在动作 电位3期复极化过程中起着重要作用，hERG基因功能的改变可以导致LQT2的发生。然而， miRNAs是否在LQT2的发病过程中起作用尚不清楚。这篇文章从miRNA水平探讨LQT2发病 的病理生理机制，为LQT2研究提供了新的视角。
[0007] 我们的研究表明hERG基因受miR-134的负性调控。首先生物信息学预测好hERG 受6个miRNAs调控。其次，双萤光素酶报告基因显示miR-134与hERG3^ -UTR或者编码区 有结合位点，而miR-147和miR-185无结合位点。已有很多文献证明miRNA可以与目的基因 3' -UTR结合。最近又有文章报道有少量功能的miRNA可以结合于目的基因 Y -UTR区， 然而更多的结合位点则是在基因编码区。在本实验中，过表达miR-134降低了 hERG的蛋白 及mRNA水平。蛋白降解可能是因为mRNA降解或者抑制其翻译所致，其又由miRNA与目的 基因的结合程度而定。很多动物的miRNA与其目的mRNA不能完全结合导致，通常抑制目的 蛋白的合成，然而却并不降解其mRNA。我们的试验中miRNA抑制hERG蛋白降解和mRNA水 平一致，可能与其匹配高度重合，以降解hERGmRNA为主有关。运用miR-134的特异性抑制 剂纠正了其对hERG的抑制作用。最终我们激光共聚焦实验与qRT-PCR及Western blot实 验相一致。因此，我们实验说明了 miR-134是hERG新的靶点。此外，通过相应的AMOs可以 逆转miRNAs对hERG的抑制作用表明我们可以通过干扰miRNA水平来治疗相应心律失常， 相应miRNAs可作为潜在的治疗靶点。
[0008] hERG钾通道首先在内质网内合成，初步折叠加工后转运致高尔基体进一步加工， 成熟后转致细胞膜发挥作用。hERG蛋白在内质网和高尔基体内要进行两步糖基化过程，合 成过程中任何损伤都会导致最终膜蛋白合成受抑制。我们证明了 miRNA可以抑制hERG通 道蛋白表达，导致临床上QT间期延长，这些发现证明了 miR-134,可以影响hERG蛋白的合 成。
[0009] 已经报道有很多分子可以上调hERG通道蛋白功能，包括磷脂酰肌醇、蛋白激酶 C、及环腺苷酸等，然而蛋白激酶A及蛋白激酶B介导的磷酸化则可减低hERG电流幅度。 HEK293T细胞系里激活蛋白激酶C途径直接抑制了 hERG电流。研究已证明抑制表皮生长因 子受体激酶后，hERG电流幅度也会减小。然而，这些调控机制仍然缺乏特异性，其同时可改 变其它离子通道的门控或者动力学特征。最近有研究证明KCNH2基因转录本上游一个TG 重复的多态性位点负性调控hERG的转录，并且导致QT间期延长。鉴于hERG在心脏离子通 道活动过程中起着非常重要的作用，对KCNH2基因有关电生理层面更深入的研究仍然十分 必要。
[0010] LQT2综合征的发病可能受多种miRNA调控，我们证明了 hERG基因受miR-134调 控，且这些miRNA尚可影响hERG蛋白的表达。然而，有关miRNA调控室性心律失常的具体 机制尚不清楚，且与KCNH2基因及其电生理特性之间的关系尚需进一步研究。鉴于LQT2尚 不能被传统的治疗手段治愈，现迫切需要寻找新的治疗方法。之前的研究表明siRNA可以 纠正E637K电流及恢复其动力学特征。因此，这些新的AMOs (AM0-134)可以作为遗传性或 者获得性长QT的新的特异性治疗方案。我们需要在动物或人心肌细胞中验证这些miRNA 对hERG的调控作用。
【附图说明】
[0011] 图1 :本发明实施例中miRNA-134和AM0-134对hERG基因表达在mRNA水平的影 响，图中Ctl为空白对照组。
[0012] 图2 :本发明实施例中miRNA-134和AM0-134对hERG基因表达在蛋白质水平的影 响，图中Ctl为空白对照组。
【具体实施方式】
[0013] 材料与方法
[0014] 1. 1实验仪器与试剂
[0015] 1.1.1主要实验仪器
[0016] 表1实验仪器名称和生产厂家
[0023] 实验方法
[0024] I. 1. 3
[0025] 实时荧光定量PCR
[0026] 用Trizol试剂从已转染的U20S细胞中提取总RNA。将RNA随后用无菌的 Rnase-free处理，hERG基因 mRNA的水平使用Taqman探针评估与qRT-PCR检测。引物和探 针是来自ABI公司cat. #4331182(编号：Hs04234270-gl)。反转录条件设定为初始步骤在 95°C 10分钟，随后在95°C 15秒40个循环，并在60°C下维持1分钟。实时PCR反应独立重 复进行三次。结果用2-△△ CT相对定量方法分析30。
[0027] Western blot
[0028] 提取hERG蛋白的步骤免疫印迹分析按先前描述的Μ。简而言之，首先转染 pcDNA-hERG到U20S细胞中。所表达的hERG细胞进一步转染各自的miRNA或miRNA加上 相应的AMOs。转染48小时后收获细胞。将等量的蛋白灌注在已制备好的7. 5% SDS聚丙 烯酰胺凝胶上，然后转移到硝酸纤维素膜上。膜封闭用5%的脱脂奶粉，接着用兔多克隆抗 hERG的抗体在4°C下孵育过夜。在TBST中将膜洗涤三次，然后在室温下用山羊抗兔IgG孵 育1小时。印迹处理用SuperSignal West Pico化学发光底物（Pierce Biotechnology公 司，美国），并使用Syngene公司的成像系统。
[0029] 实验表明，我们采用生物信息学预测反向筛选联合双荧光素酶报告基因、 qRT-PCR、Western blot、激光共聚焦及膜片钳技术筛选出了 miR-134可以负性调控hERG表 达，相应的AMOs可以沉默这些miRNA对hERG的抑制作用。我们的实验为进一步理解hERG 蛋白的调控机制及从基因角度对长QT综合征进行治疗提供了新的视角。然而，这些研究结 果需要在动物模型、前期临床及临床中进一步验证。
【主权项】
1. AMO-134在制备防止心律失常中促进hERG表达的药物组合物中的应用。2. 如权利要求1所述的应用，其中，所述AM0-134为miR-134的反义寡核苷酸序列。3. 如权利要求1或2所述的应用，其中，所述心律失常选自窦性心律失常，异位心律，心 脏传导阻滞，房室间传导异常，LQT2中的一种或多种。4. 如权利要求1或2所述的应用，其中，所述心律失常可引起心源性猝死。5. -种治疗心律失常的药物组合物，其特征在于，含有AM0-134。6. 如权利要求5所述的药物组合物，其中，所述AM0-134是miR-134的反义寡核苷酸序 列。7. 如权利要求5或6所述的要去组合物，其中，所述心律失常选自窦性心律失常，异位 心律，心脏传导阻滞，房室间传导异常，LQT2中的一种或多种。8. 如权利要求5或6所述的要去组合物，其中，所述心律失常可引起心源性猝死。
【专利摘要】本发明公开了AMO-134在制备治疗心律失常中促进hERG表达的药物组合物中的应用；以及一种治疗心律失常的药物组合物，其特征在于含有AMO-134。
【IPC分类】A61K48/00, A61K31/713, A61P9/06
【公开号】CN105267986
【申请号】CN201510526703
【发明人】廉姜芳, 周建庆, 毛海燕, 巴艳娜, 庄凯丽
【申请人】宁波市医疗中心李惠利医院
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年8月13日