一种高效组织特异性表达RS1蛋白的重组腺相关病毒及应用制造技术

本发明专利技术公开了一种高效组织特异性表达RS1蛋白的重组腺相关病毒及应用。一种RS1蛋白表达框，由启动子‑目的基因序列‑polyA组成，其中，所述的启动子选自RK启动子，目的基因选自野生型RS1基因或所述的密码子优化的RS1基因，polyA选自rBG或bGH中的任意一种载体，含有本发明专利技术所述的RS1蛋白表达框。本发明专利技术对基因表达框的优化，利用重组腺相关病毒作为基因递送载体，在视网膜或神经节细胞中，实现RS1蛋白的组织特异性高效且持续的表达，达到治疗X连锁的青少年视网膜劈裂症的目的。通过目的基因组织特异性表达，可以减少病毒载体用量，进而降低免疫的风险,并达到长效治疗的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种高效组织特异性表达RS1蛋白的重组腺相关病毒及应用
本专利技术属于生物
，涉及一种高效组织特异性表达RS1蛋白的重组腺相关病毒及应用。
技术介绍
X连锁的青少年视网膜劈裂症(X-LinkedjuvenileRetinoschisis，XLRS)是一种X染色体连锁的罕见的遗传性致盲眼病，通常是从男性幼年时期开始出现视力低下以及出现严重的并发症，一直发展到老年时期，且病情逐步恶化。在全球范围内，XLRS发病率约为1:5000～1:25000。XLRS主要累及双侧视网膜，在视网膜神经纤维层和神经节细胞层之间出现劈裂腔。XLRS患者初期的视网膜电图(electroretinogram，ERG)反应中暗适应的b波振幅下降，而a波振幅通常保持正常。由于a波来源于光感受器，这表明初期光感受器的活性相对正常，而b波来源于靠近光感受器的双极细胞，其中的Müller细胞是构成视网膜的重要部分，胞体在内核层，轴突贯穿于视网膜各层，b波就是来源于Müller细胞的去极化过程，XLRS会导致Müller细胞变性，导致负性b波说明突触传递过程存在缺陷。在有视网膜病变家族史的男性中发现这种ERG表型是XLRS的临床诊断的关键。随着XLRS疾病恶化，劈裂程度加深，范围扩大，a波振幅也会出现降低，但是由于b波振幅严重降低，b/a比值仍略小于正常，此时ERG仍可作为诊断的方式，但XLRS晚期a波和b波均出现重度异常，b/a比值稍显正常。XLRS诊断的特征性指标为典型的黄斑区车轮状劈裂和ERGb/a比值下降。目前针对XLRS的临床治疗仍以观察及并发症治疗为主，尚无有效的治疗方法，患者的最终结局多为视力丧失(PubMed：30578483)。X连锁的青少年性视网膜劈裂症的致病基因为Retinoschisin1(RSl)基因。该基因定位于Xp22.1-p22.2，由6个外显子构成，编码224个氨基酸，有16000余个碱基对。根据人类基因突变数据库(www.hgmd.org)记载目前己报道的突变位点有235个，涵盖了整个基因的所有6个外显子区，包括碱基插入、替代、缺失、重复等。RS1蛋白是一种胞外蛋白，结合带负电荷的膜脂质，例如磷脂酰丝氨酸和磷酸肌醇。可能通过两个相邻细胞表面上存在的八聚体之间的同源相互作用在视网膜的细胞-细胞粘附过程中发挥作用(PubMed：27114531)，是视网膜的正常结构和功能所需的蛋白(PubMed：19093009)。根据在XLRS患者中所描述的视网膜病理进程，表明RS1在视网膜结构的正常发育和维持中是起着重要的作用，这种蛋白对维持功能突触完整性至关重要，这使得基因替代成为一种有潜力的XLRS治疗方法。腺相关病毒(Adeno-associatedvirus,AAV)载体介导的基因治疗技术已日趋成熟：2012年，欧洲批准了第一个基于AAV的基因治疗产品Glybera，其为治疗脂蛋白脂酶缺乏症的AAV1-LDL载体；2017年，美国FDA批准了首个针对遗传性视力丧失的AAV基因治疗药物Luxturna，用于治疗RPE65基因突变引起的视网膜营养不良症；2019年，美国FDA又批准了另外一款用于脊髓性肌萎缩症的AAV基因治疗药物Zolgensma；目前，包括眼科等各个方面有多个AAV基因治疗产品正在进行不同阶段的临床试验(PubMed：33309881)。由于AAV为单链DNA病毒，所以单链AAV(Single-strandAAV,ssAAV)必须首先完成单链基因组向有转录活性的双链形式的转变，然后才能开始表达，这一过程会限制AAV载体介导的外源基因的转导，并且会影响外源基因的表达效率。自身互补的双链DNA的AAV(Self-complementaryAAV,scAAV)可以克服这一限制，由于不需要经历由单链变为双链的过程，因此scAAV进入细胞后可以直接表达，并且表达时间更快且表达水平更高(PubMed：18682697)。针对XLRS基因治疗的现有技术大多使用广谱启动子如CMV启动子，不能实现目的蛋白的组织特异性表达，对治疗效果存在一定的限制。另外非组织特异性表达会增加AAV载体的用量，会增加免疫的风险。而且有研究发现，广谱的启动子(如CMV启动子)对眼部的光感受器和视网膜色素上皮细胞存在毒性，而光感受器细胞特异性启动子RhodopsinKinase(RK)启动子对眼部细胞没有毒性(PubMed：30833387)。对于XLRS基因治疗来说，不仅要考虑治疗的有效性，由于患者多自幼年发病，所以在考虑有效性的同时，如何实现药物治疗的长效性，是提高患者依从性的关键，也是目前急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的上述不足，提供一种优化后的RS1基因、包含该基因的表达盒和载体及其应用。本专利技术的另一目的是提供一种高效组织特异性表达RS1蛋白的重组腺相关病毒及应用。本专利技术的目的可通过以下技术方案实现：一种RS1蛋白表达框，由启动子-目的基因序列-聚腺苷酸化(polyadenylation，polyA)信号组成，其中，所述的启动子选自RK启动子，目的基因选自野生型RS1基因或密码子优化的RS1基因，polyA信号序列选自rBG(rabbitbeta-globin)或bGH(bovinegrowthhormone)中的任意一种。作为本专利技术的一种优选，所述的经密码子优化的RS1基因核苷酸序列如SEQIDNO.4中645-1319bp所示。作为本专利技术的一种优选，所述的启动子选自RK启动子，polyA选自bGH。作为本专利技术的一种优选，启动子、目的基因序列和polyA之间通过键或核苷酸连接序列连接。核苷酸连接序列可选自内含子(intron)序列等连接序列。作为本专利技术的一种优选，所述的RS1蛋白表达框的核苷酸序列如SEQIDNO.5所示。一种载体，含有本专利技术所述的RS1蛋白表达框。作为本专利技术的一种优选，所述载体为重组腺相关病毒载体,优选为scAAV。作为本专利技术的进一步优选，所述载体选自以下任意一种重组腺相关病毒载体血清型：重组腺相关病毒载体血清型包括AAV1、AAV2、AAV3B、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、AAVrh10，优选AAV2、AAV5、AAV8或AAV9。作为本专利技术的更进一步优选，所述的载体全序列如SEQIDNO.4所示。一种宿主细胞，所述宿主细胞含有本专利技术所述的载体，或其染色体中整合有外源的如本专利技术所述的RS1基因或本专利技术所述的RS1蛋白表达框。作为本专利技术的一种优选，所述宿主细胞为哺乳动物细胞,所述哺乳动物包括人或非人哺乳动物。作为本专利技术的进一步优选，所述宿主细胞为视网膜细胞和/或视神经细胞。在一些优选例中,所述宿主细胞选自下组:HEK293细胞、感光细胞(包括锥状细胞和/或杆状细胞)、其他视觉细胞(如双节细胞)、(视)神经细胞、或其组合。在另一优选例中,所述宿主细胞选自下组:视杆细胞、视锥细胞、给光双极细胞、撤光双极细胞、水平细胞、神经节细本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种RS1蛋白表达框，其特征在于，由启动子-目的基因序列-polyA组成，其中，所述的启动子选自RK启动子，目的基因选自野生型RS1基因或经密码子优化的RS1基因中的任意一种，polyA选自rBG或bGH中的任意一种。/n

【技术特征摘要】
1.一种RS1蛋白表达框，其特征在于，由启动子-目的基因序列-polyA组成，其中，所述的启动子选自RK启动子，目的基因选自野生型RS1基因或经密码子优化的RS1基因中的任意一种，polyA选自rBG或bGH中的任意一种。


2.根据权利要求1所述的RS1蛋白表达框，其特征在于，所述的经密码子优化的RS1基因核苷酸序列如SEQIDNO.4中第645-1319bp所示。


3.根据权利要求1所述的RS1蛋白表达框，其特征在于，所述的启动子选自RK启动子，polyA选自bGH。


4.根据权利要求1所述的RS1蛋白表达框，其特征在于，启动子、目的基因序列和polyA之间通过键或核苷酸连接序列连接。


5.根据权利要求1所述的RS1蛋白表达框，其特征在于，所述的RS1蛋白表达框的核苷酸序列如SEQIDNO.5所示。


6.一种载体，其特征在于，所述载体含有权利要求1-5中任一项所述的RS1蛋白表达框。


7.根据权利要求6所述的载体，其特征在于，所述载体为腺相关病毒载体。


8.根据权利要求7所述的载体，其特征在于，所述载体选自以下任意一种的腺...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨阳，魏于全，
申请(专利权)人：成都金唯科生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51