【CN110079600A】抗肿瘤药物的作用靶点及用途【专利】

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 110079600 A(43)申请公布日 2019.08.02

(21)申请号 201910340198.0(22)申请日 2019.04.25

(71)申请人 中国科学院化学研究所

地址 100190 北京市海淀区中关村北一街2

号(72)发明人 方晓红　周卫　赵立波　徐丽　(74)专利代理机构 北京辰权知识产权代理有限

公司 11619

代理人 佟林松(51)Int.Cl.

C12Q 1/6886(2018.01)G01N 33/574(2006.01)A61K 31/05(2006.01)A61P 35/00(2006.01)

权利要求书1页 说明书5页 附图4页

()发明名称

抗肿瘤药物的作用靶点及用途(57)摘要

本发明实施例公开了一种新型的抗肿瘤药物作用靶点及其用途，与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：1、LRPPRC在多种肿瘤中高表达，其特异性的小分子抑制剂可以适用于更广泛的肿瘤人群；2、以LRPPRC作为抗肿瘤药物

与LRPPRC特异性结合的小分子抑制的作用靶点，

剂醋酸棉子酚(GAA)是已经在临床适用的化合物，安全性高，给药方式简单，同时原料来源广泛，价格低廉。

CN 110079600 ACN 110079600 A

权　利　要　求　书

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1.LRPPRC蛋白或其基因在制备抗肿瘤药物中的用途，其中LRPPRC蛋白或其基因作为抗肿瘤药物的作用靶点。

2.LRPPRC蛋白或其基因的负剂在制备抗肿瘤药物中的用途。3.如权利要求2所述的用途，其中所述抗肿瘤药物是抑制肿瘤细胞生长、和/或抑制肿瘤细胞转移的药物。

4.如权利要求2所述的用途，其中所述抗肿瘤药物是抑制肿瘤克隆形成、和/或抑制体内成瘤的药物。

5.如权利要求2-4任一项所述的用途，其中所述的LRPPRC蛋白或其基因的负剂包括靶向LRPPRC的干扰RNA、核酸适配体、小分子抑制剂。

6.如权利要求5所述的用途，其中靶向LRPPRC的核酸适配体优选R14；靶向LRPPRC的小分子抑制剂优选醋酸棉子酚。

7.如权利要求1-4任一项所述的用途，其特征在于，所述肿瘤选自选自肺癌、乳腺癌、乳腺导管癌。

8.如权利要求7所述的用途，其特征在于，所述肿瘤还选自结肠癌、直肠癌、食管癌、肺鳞癌、胰腺癌、胃癌。

9.醋酸棉子酚在制备LRPPRC负剂中的用途。

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说　明　书

抗肿瘤药物的作用靶点及用途

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技术领域

[0001]本发明实施例涉及生物医药技术领域，特别涉及抗肿瘤药物的作用靶点及用途。背景技术

[0002]癌症是一类引起人类死亡的主要疾病，每年全球因癌症死亡人数大约为700万。现阶段由于癌症早期诊断和筛查技术的不足，很大一部分癌症病人在初次就诊时就已经是处于肿瘤晚期，丧失了手术切除治愈的机会。化疗以及放疗仍然是现阶段晚期肿瘤的主要治疗手段。然而，这种治疗方法疗效有限，绝大部分病人最终都会复发，此外该种方法具有非常大的副作用，极大的降低了患者的生存质量。[0003]肿瘤靶向治疗是针对肿瘤特异性表达的功能分子，设计开发靶向性的抑制剂包括抗体、小分子、生物载体等。该类靶向性分子可以特异性抑制肿瘤细胞的生长、运动及化疗抵抗等功能，而对正常的组织细胞不具有破坏作用。因此，靶向治疗可以极大的延长患者的生存时间及生存质量。然而，现阶段可用的靶向治疗靶点有限，可用的靶向药匮乏，只有极少部分患者可以从靶向治疗中受益，因此提供一种新型的肿瘤治疗靶点是目前亟需解决的问题。

发明内容

[0004]本发明实施方式的目的在于提供一种抗肿瘤药物的作用靶点及其用途，提供了一种新型肿瘤治疗靶点及其新用途。[0005]为解决上述技术问题，一方面，本发明提供LRPPRC蛋白或其基因在制备抗肿瘤药物中的用途，其中LRPPRC蛋白或其基因作为抗肿瘤药物的作用靶点。[0006]其中所述肿瘤选自结肠癌、直肠癌、食管癌、肺癌、肺腺癌、肺鳞癌、胰腺癌、胃癌、乳腺癌、乳腺导管癌中的一种。[0007]优选的，所述肿瘤选自肺癌、乳腺癌、乳腺导管癌。[0008]第二方面，本发明还提供LRPPRC蛋白或其基因的负剂在制备抗肿瘤药物中的用途。

[0009]其中，所述抗肿瘤药物是抑制肿瘤细胞生长、和/或抑制肿瘤细胞转移的药物。[0010]其中，所述抗肿瘤药物是抑制肿瘤克隆形成、和/或抑制体内成瘤的药物。[0011]进一步，所述的LRPPRC蛋白或其基因的负剂包括靶向LRPPRC的干扰RNA、核酸适配体、小分子抑制剂。[0012]其中，所述靶向LRPPRC的核酸适配体优选R14；靶向LRPPRC的小分子抑制剂优选醋酸棉子酚。[0013]其中，所述肿瘤选自结肠癌、直肠癌、食管癌、肺鳞癌、胰腺癌、胃癌中的一种。[0014]优选的，所述肿瘤选自肺癌、乳腺癌、乳腺导管癌。[0015]第三方面，本发明还提供小分子抑制剂醋酸棉子酚在制备LRPPRC负剂中的用途。

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与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

[0017]1、本申请研究发现LRPPRC在多种肿瘤中高表达，以LRPPRC蛋白或其基因作为靶点研究其负剂提供了新的肿瘤药物研发思路。[0018]2、小分子抑制剂醋酸棉子酚(GAA)是已经在临床适用的化合物，将其作为LRPPRC抑制剂安全性高，给药方式简单，同时原料来源广泛，价格低廉，具有较好的市场应用前景。附图说明

[0019]一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例。

[0020]图1是本发明实施例1公共数据库分析得到的LRPPRC在多种肿瘤中的高表达示意图；

[0021]图2是本发明实施例2癌细胞的生长速率曲线；[0022]图3是本发明实施例2癌细胞的侵袭迁移能力对比；[0023]图4是本发明实施例2小鼠不同部位肿瘤的变化；[0024]图5是本发明实施例3癌细胞的生长速率曲线；

[0025]图6是本发明实施例3癌细胞的克隆形成能力对比；

[0026]图7是本发明实施例4不同浓度GAA处理后的癌细胞生长速率曲线；

[0027]图8是本发明实施例4不同浓度GAA处理后的癌细胞的克隆形成能力对比；[0028]图9是本发明实施例4不同浓度GAA处理后的癌细胞的侵袭迁移能力对比。具体实施方式

[0029]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施例中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。[0030]实施例1

[0031]LRPPRC在多种肿瘤中的表达情况

[0032]在公共数据库TCGA上分析了LRPPRC的RNA在各种肿瘤组织及正常组织中的表达程度。从图1中可以看出，在诸如包括肺腺癌、肺癌、肺鳞癌、乳腺癌、肝癌、食管癌、结直肠癌、前列腺癌等多种肿瘤中都显著高表达。[0033]需要说明的是，LRPPRC(富含亮氨酸的三角状五肽重复基序蛋白)是一种线粒体蛋白，它的突变与细胞色素c氧化酶缺陷(cytochrome c oxidase deficiency)及Leigh综合征(Leigh Syndrome)的发生密切相关。前期大量的研究结果提示LRPPRC在肺癌患者的癌变组织中高表达，并且与患者的预后密切相关。然而，关于LRPPRC在肿瘤中的可靶向性仍未见报道。本发明提供了一种抗肿瘤药物的作用靶点，该作用靶点为LRPPRC基因或其表达产物LRPPRC蛋白。

[0034]为了验证LRPPRC在肿瘤中的可靶向性，并且LRPPRC被靶向后有抑制细胞活性的功能。本发明主要从以下三个层次逐级递进对LRPPRC在肿瘤中的可靶向性进行验证，具体如

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下：

1)SiRNA序列特异性敲降LRPPRC，证明抑制LRPPRC可以抑制肿瘤，但是Si序列以及

转染并不是一个很好的，通用性的肿瘤干预手段；[0036]2)LRPPRC特异性的核酸适配体R14，证明这种可大规模合成的能与LRPPRC特异性结合的DNA序列可抑制肿瘤，但是DNA序列的合成费用高、组织渗透性欠佳，也不是最理想的干预手段；

[0037]3)LRPPRC特异性的小分子抑制剂GAA，证明LRPPRC可以用小分子抑制剂干预达到肿瘤治疗效果，小分子抑制剂易合成、易吸收，是比较理想的干预方式。[0038]具体地，针对上述三点，本发明以下述三个实施例进行详细阐述。[0039]实施例2

[0040]敲降LRPPRC后抑制细胞的恶性表型

[0041]设计合成2条LRPPRC特异性的siRNA序列，将其转入肺腺癌细胞中敲降LRPPRC蛋白，如图2所示，siRNA显著抑制细胞的生长速度，如图3所示，siRNA显著抑制细胞的侵袭迁移能力，如图4所示，稳定敲降LRPPRC的细胞，具有更弱的体内成瘤能力。具体验证过程如下：

[0042]A)敲降LRPPRC后抑制细胞的生长速率的验证[0043]对数生长期的肺腺癌细胞系A9、乳腺癌细胞系MCF7、肺癌细胞系H1299、乳腺癌细胞系BT474、乳腺癌细胞系MCF7、肺癌细胞系H460，分别转染对照干扰RNA序列或者LRPPRC特异性的干扰序列(si-1和si-2),24小时后，胰酶消化细胞计数，2000个每孔的密度，接种在xCELLigence RTCA-MP系统的96孔板中，每30min采集一次每孔的细胞数量数据信息，持续检测72h。根据采集到的细胞数量信息，绘制如图2所示的siRNA显著抑制细胞的生长速度曲线。

[0044]B)敲降LRPPRC后抑制细胞的转移能力的验证[0045]1)对数生长期的肺腺癌细胞系A9、乳腺癌细胞系MCF7、肺癌细胞系H1299、乳腺癌细胞系BT474、乳腺癌细胞系MCF7、肺癌细胞系H460，分别转染对照干扰RNA序列或者LRPPRC特异性的干扰序列(si-1和si-2),24小时后，胰酶消化细胞计数，用无血清培养基对细胞进行稀释，5万个每孔的密度接种在transwell小室的上层孔，小室的下层孔添加20％胎牛血清的培养基。Invasion实验需要预先6小时之前在transwell小室的膜上添加50ul的基质胶。

[0046]2)12小时后，甲醇固定transwell小室，结晶紫染色五分钟，对小室进行擦拭清洗后，显微镜下计算发生迁移以及侵袭的细胞数量，具体如图3所示的siRNA显著抑制细胞的侵袭迁移能力。

[0047]C)敲降LRPPRC后抑制细胞的体内成瘤能力的验证[0048]1)对数生长期的肺腺癌细胞系A9、乳腺癌细胞系MCF7、肺癌细胞系H1299、乳腺癌细胞系BT474、乳腺癌细胞系MCF7、肺癌细胞系H460，感染携带LRPPRC特异性的shRNA的慢病毒颗粒，筛选构建LRPPRC稳定敲降的细胞(sh-LRPPRC)及对照细胞(sh-NC)；[0049]2)两百万细胞溶解在200ul的PBS缓冲液，皮下注射到免疫缺陷裸小鼠的皮下；[0050]3)一个月后处死小鼠，分离皮下瘤组织，比较敲降LRPPRC前后，肿瘤的大小以及成瘤比例的变化，具体如图4所示，稳定敲降LRPPRC的细胞，具有更弱的体内成瘤能力。

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[0035]

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实施例3

[0052]LRPPRC特异性的核酸适配体抑制细胞的恶性表型

[0053]采用筛选的LRPPRC特异性的核酸适配体R14序列进行试验，R14是一条ssDNA核酸适配体，结合在LRPPRC的核酸结合域，可以干扰LRPPRC与RNA的结合功能。用核酸适配体R14和对照序列RTT分别处理肺腺癌细胞系A9、乳腺癌细胞系MCF7、肺癌细胞系H1299、乳腺癌细胞系BT474、乳腺癌细胞系MCF7、肺癌细胞系H460。如图5所示，R14可以显著抑制癌细胞的生长速率，如图6所示，R14显著抑制癌细胞的克隆形成能力。具体验证过程如下：[00]A)LRPPRC特异性核酸适配体抑制肿瘤生长的验证[0055]1)对数生长期的肺腺癌细胞系A9、乳腺癌细胞系MCF7、肺癌细胞系H1299、乳腺癌细胞系BT474、乳腺癌细胞系MCF7、肺癌细胞系H460，胰酶消化细胞计数，2000个每孔的密度，接种在xCELLigence RTCA-MP系统的96孔板中，培养基中添加终浓度为5、10、20、40uM的能够与LRPPRC特异性结合的R14核酸序列(GGTGGGTGGGTTGGGTGG)，每30min采集一次每孔的细胞数量数据信息，持续检测72h。以40uM对照无关序列RTT(AATTTTTTAATTATTTATATTA)或者PBS处理组作为实验对照组。根据采集到的细胞数量信息，绘制如图5所示的生长曲线。[0056]B)LRPPRC特异性核酸适配体抑制肿瘤克隆形成能力[0057]1)对数生长期的肺腺癌细胞系A9、乳腺癌细胞系MCF7、肺癌细胞系H1299、乳腺癌细胞系BT474、乳腺癌细胞系MCF7、肺癌细胞系H460，胰酶消化细胞计数，5000个每孔的密度，接种在24孔板中，培养基中添加终浓度为1、5、10、20uM的能够与LRPPRC特异性结合的R14核酸序列(GGTGGGTGGGTTGGGTGG)，持续培养一周后，甲醇固定，结晶紫染色细胞。以对照无关序列RTT(AATTTTTTAATTATTTATATTA)或者PBS处理组作为实验对照组，实验结果如图6所示。

[0058]实施例4

[0059]LRPPRC特异性的小分子抑制剂GAA抑制癌细胞恶性表型[0060]醋酸棉子酚(GAA)是筛选到的能够特异性结合LRPPRC，并且诱导LRPPRC降解的小分子化合物。在癌细胞中，用不同浓度的GAA进行处理，检测肿瘤细胞恶性表型的变化，如图7所示，GAA显著抑制癌细胞的生长速度，如图8所示，GAA显著抑制癌细胞克隆形成，如图9所示，GAA抑制癌细胞的迁移能力。

[0061]A)LRPPRC特异性小分子抑制剂GAA抑制细胞生长[0062]1)对数生长期的肺腺癌细胞系A9、乳腺癌细胞系MCF7、肺癌细胞系H1299、乳腺癌细胞系BT474、乳腺癌细胞系MCF7、肺癌细胞系H460，胰酶消化细胞计数，2000个每孔的密度，接种在xCELLigence RTCA-MP系统的96孔板中，培养基中添加终浓度为1、5、10uM的能够与LRPPRC特异性结合的小分子醋酸棉酚GAA，每30min采集一次每孔的细胞数量数据信息，持续检测48h。以DMSO处理组作为实验对照组。根据采集到的细胞数量信息，绘制如图7所示的生长曲线。

[0063]B)LRPPRC特异性小分子抑制剂GAA抑制肿瘤克隆形成能力[00]1)对数生长期的肺腺癌细胞系A9、乳腺癌细胞系MCF7、肺癌细胞系H1299、乳腺癌细胞系BT474、乳腺癌细胞系MCF7、肺癌细胞系H460，胰酶消化细胞计数，5000个每孔的密度，接种在24孔板中，培养基中添加终浓度为1、5、10uM的能够与LRPPRC特异性结合的小分子醋酸棉酚GAA，持续培养一周后，甲醇固定，结晶紫染色细胞。以DMSO处理组作为实验对照

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组。实验结果如图8所示。

[0065]C)LRPPRC特异性小分子抑制剂GAA抑制细胞的转移能力[0066]1)对数生长期的肺腺癌细胞系A9、乳腺癌细胞系MCF7、肺癌细胞系H1299、乳腺癌细胞系BT474、乳腺癌细胞系MCF7、肺癌细胞系H460，分别用1、5uM的LRPPRC特异性结合的小分子醋酸棉酚GAA，胰酶消化细胞计数，用无血清培养基对细胞进行稀释，5万个每孔的密度接种在transwell小室的上层孔，小室的下层孔添加20％胎牛血清的培养基。Invasion实验需要预先6小时之前在transwell小室的膜上添加50ul的基质胶；[0067]2)12小时后，甲醇固定transwell小室，结晶紫染色五分钟，对小室进行擦拭清洗后，显微镜下计算发生迁移以及侵袭的细胞数量，具体如图9所示。[0068]实施例2～4的体外实验表明：采用短链Si序列敲降LRPPRC；采用LRPPRC特异性的核酸适配体R14阻断LRPPRC与RNA结合的功能；或者采用LRPPRC特异性结合的小分子抑制剂醋酸棉子酚(GAA)都能显著的抑制肿瘤细胞的增殖能力、细胞运动能力。在小鼠水平，敲降采用短链Si序列敲降LRPPRC；采用LRPPRC特异性的核酸适配体R14或者LRPPRC特异性结合的小分子抑制剂GAA能抑制肿瘤细胞的体内成瘤能力，无论体内还是体外实验，都证明靶向LRPPRC是肿瘤的一种有效治疗策略，即LRPPRC基因或其表达产物LRPPRC蛋白可以作为抗肿瘤药物的作用靶点。

[0069]需要说明的是，实施例2～4以肺腺癌细胞系A9、乳腺癌细胞系MCF7、肺癌细胞系H1299、乳腺癌细胞系BT474、乳腺癌细胞系MCF7、肺癌细胞系H460为例进行验证，当然，也可以取结肠癌、直肠癌、食管癌、胰腺癌、胃癌等细胞，本实施例在此不做限定。[0070]另外，LRPPRC基因或其表达产物LRPPRC蛋白作为靶点在制备抗肿瘤药物中的用途也在本发明的保护范围之内。

[0071]本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

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