CN108025017A - MiR-19调节剂及其用途 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了miR‑19调节剂及其用途,诸如用miR‑19抑制剂单独或与其他试剂组合促进血管生成和/或伤口愈合。本发明还提供了用miR‑19抑制剂治疗或预防动脉和心脏状况的方法。还提供了具有作为miR‑19抑制剂的化学基序的寡核苷酸,以及使用所述寡核苷酸在有此需要的受试者中抑制miR‑19的功能或活性的方法。
Description
对相关申请的交叉引用
本申请要求于2015年9月22日提交的美国临时申请No.62/222,079的优先权,其内容通过引用整体并入本文。
关于联邦资助研究的声明
本发明是在国家卫生研究院授予的资助号HL096670下在美国政府支持下完成的。美国政府可对本发明享有某些权利。
关于序列表的声明
与本申请相关的序列表以文本格式提供以代替纸质副本,并且通过引用并入本显示书中。包含序列表的文本文件的名称是MIRG_048_02WO_SeqList_ST25.txt。文本文件为174KB,于2016年9月22日创建,并通过EFS-Web以电子方式提交。
发明领域
本发明一般涉及miR-19功能和/或活性的调节剂,例如具有作为miR-19抑制剂的化学基序的寡核苷酸及其用途。
发明背景
微小RNA(miRNA)是一类小的,内源的且非编码的RNA,其能够通过靶向特定的信使RNA(mRNA)并诱导其降解或翻译阻止来负调节基因表达(Ambros,Nature 431:350-355(2004);Bartel,Cell 136:215-233(2009))。新近的研究已经将mRNA降解定义为miRNA:mRNA靶物的主要机械论效应(Guo et al.,Nature 2010;466:835-840)。
MicroRNA已经涉及许多生物学过程,包括调节和维持心脏功能、血管炎症和血管病理学的形成(参见Eva Van Rooij and Eric Olson,J.Clin.Invest.117(9):2369-2376(2007);Chien,Nature 447:389-390(2007);Kartha and Subramanian,J.Cardiovasc.Transl.Res.3:256-270(2010);Urbich et al.,Cardiovasc.Res.79:581-588(2008))。报告了MiRNA牵涉生物体的发育(Ambros,Cell 113:673-676(2003)),并且在许多组织中(Xu et al.,Curr.Biol.13:790-795(2003);Landgraf et al.,Cell 129:1401-14(2007)),在病毒感染过程中(Pfeffer et al.,Science 304:734-736(2004))差异表达,并且与肿瘤发生有关(Calin et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 101:2999-3004(2004));Calin et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 99(24):15524-15529(2002))。
因此,调节治疗性靶物中存在的微小RNA的功能/活性以开发针对多种状况的有效治疗。然而,靶向miRNA的基于反义的治疗剂的递送可以提出几种挑战。对miRNA的结合亲和力和特异性、细胞摄取的效率、和核酸酶抗性是基于寡核苷酸的治疗剂的递送和活性中的所有因素。例如,在将寡核苷酸导入完整细胞中时,它们通常受到核酸酶攻击和降解,导致活性的丧失。如此,有用的反义治疗剂应当对胞外和胞内核酸酶具有良好的抗性,以及能够穿过细胞膜。
因此,需要鉴定与疾病相关的miRNA和通过调节与疾病相关的miRNA的活性来治疗疾病、损伤和/或状况的方法。本发明也满足这些需求并提供了相关的优点。
当对受试者施用时,本文提供的寡核苷酸在效力、递送效率、靶物特异性、稳定性和/或毒性方面可具有优势。
发明概述
在一个方面,本文提供了促进有此需要的受试者中的伤口愈合的方法,其包括施用包含与miR-19互补的序列的miR-19寡核苷酸抑制剂。在一个实施方案中,施用miR-19寡核苷酸抑制剂降低miR-19的功能或活性。在一个实施方案中,miR-19寡核苷酸抑制剂选自表1。在一个实施方案中,所述方法进一步包括施用用于促进伤口愈合的另外的试剂。在一个实施方案中,另外的试剂是miR-92寡核苷酸抑制剂,其包含与miR-92互补的序列。在一个实施方案中,miR-92寡核苷酸抑制剂的施用降低了miR-92的功能或活性。在一个实施方案中,miR-92寡核苷酸抑制剂选自表2。在一个实施方案中,序贯施用miR-19寡核苷酸抑制剂和另外的试剂。在一个实施方案中,同时施用miR-19寡核苷酸抑制剂和另外的试剂。在一个实施方案中,该方法还包括添加生长因子。在一个实施方案中,生长因子是血小板衍生生长因子(PDGF)和/或血管内皮生长因子(VEGF)。在一个实施例中,受试者是人。在一个实施方案中,受试者患有糖尿病。在一个实施方案中,伤口愈合是针对慢性伤口,糖尿病性足溃疡,静脉淤滞腿溃疡或受压溃疡(pressure sore)。在一个实施方案中,与无治疗相比,miR-19寡核苷酸抑制剂的施用在伤口愈合期间产生增加的再上皮化,肉芽形成和/或新生血管发生的速率。在一个实施方案中,与无治疗或仅用miR-19寡核苷酸抑制剂或miR-92寡核苷酸抑制剂治疗相比,miR-19寡核苷酸抑制剂和miR-92寡核苷酸抑制剂的施用在伤口愈合期间导致增加的再上皮化,肉芽形成和/或新生血管发生的速率。
另一方面,本文提供了包含与miR-19互补的序列的寡核苷酸抑制剂,其中所述序列还包含一个或多个锁定核酸(LNA)核苷酸和一个或多个非锁定核苷酸,其中至少一个非锁定核苷酸包含化学修饰。在一个实施方案中,寡核苷酸抑制剂与miR-19a互补。在一个实施方案中,寡核苷酸抑制剂与miR-19b互补。在一个实施方案中,锁定核酸(LNA)核苷酸具有2′至4′亚甲基桥。在一个实施方案中,化学修饰是2′O-烷基或2′卤代修饰。在一个实施方案中,寡核苷酸抑制剂具有5′帽结构,3′帽结构或5′和3′帽结构。在一个实施方案中,所述寡核苷酸抑制剂还包含悬垂的亲脂性基团。在一个实施方案中,所述序列选自表1。
另一方面,本文提供了药物组合物,其包含含有与miR-19互补的序列的寡核苷酸抑制剂,其中所述序列还包含一个或多个锁定核酸(LNA)核苷酸和一个或多个非锁定核苷酸,其中至少一个非锁定核苷酸包含化学修饰,或其药学可接受盐,以及药学可接受载体或稀释剂。在一个实施方案中,寡核苷酸抑制剂与miR-19a互补。在一个实施方案中,寡核苷酸抑制剂与miR-19b互补。在一个实施方案中,锁定核酸(LNA)核苷酸具有2′至4′亚甲基桥。在一个实施方案中,化学修饰是2′O-烷基或2′卤素修饰。在一个实施方案中,寡核苷酸抑制剂具有5′帽结构,3′帽结构或5′和3′帽结构。在一个实施方案中,寡核苷酸抑制剂进一步包含悬垂的亲脂性基团。在一个实施方案中,所述序列选自表1。在一个实施方案中,所述药物组合物还包含miR-92寡核苷酸抑制剂,其包含与miR-92互补的序列。在一个实施方案中,所述序列选自表2。在一个实施方案中,组合物中miR-19寡核苷酸抑制剂的量与miR-92寡核苷酸抑制剂的量的摩尔比为约1:99至约99:1。在一个实施方案中,miR-19寡核苷酸抑制剂与miR-92寡核苷酸抑制剂的摩尔比率为约1:1。在一个实施方案中,药物组合物用于治疗有此需要的受试者的伤口的方法,所述方法包括将药物组合物施用至受试者。在一个实施方案中,伤口是慢性伤口,糖尿病性足溃疡,静脉淤滞腿溃疡或受压溃疡。
在又一个方面,本文提供了在接受用于调节伤口愈合的治疗剂的受试者中评估或监测治疗剂的效力的方法,其包括:a.)测量来自受试者的样品的一种或多种作为miR-19靶物的基因的表达;和b)将一种或多种作为miR-19靶物的基因的表达与预定参考水平或对照样品中一种或多种作为miR-19靶物的基因的水平进行比较,其中比较指示治疗剂的效力,其中治疗剂是包含选自表1的序列的寡核苷酸。在一个实施方案中,一种或多种作为miR-19靶物的基因是卷曲蛋白-4(frizzled-4,FZD4)或低密度脂蛋白受体相关蛋白6(LRP6)。在一个实施方案中,治疗剂调节miR-19功能和/或活性。在一个实施方案中,受试者患有缺血,心肌梗死,慢性缺血性心脏病,外周或冠状动脉闭塞,缺血性梗死,中风,动脉粥样硬化,急性冠状动脉综合征,冠状动脉疾病,颈动脉疾病,糖尿病,慢性伤口,外周血管疾病或外周动脉疾病。在一个实施方案中,受试者是人。在另一个方面,本文提供了用于评估试剂促进血管生成或伤口愈合的能力的方法,其包括:a)使细胞与试剂接触,其中所述试剂是包含选自表1的序列的寡核苷酸抑制剂;b)测量与所述试剂接触的细胞中一种或多种作为miR-19靶物的基因的表达;和c)将一种或多种作为miR-19靶物的基因的表达与预定参考水平或对照样品中一种或多种作为miR-19的靶物的基因的水平进行比较,其中比较指示试剂促进血管生成或伤口愈合的能力。在一个实施方案中,一种或多种作为miR-19靶物的基因是FZD4或LRP6。在一个实施方案中,该方法还包括确定与试剂接触的细胞中的miR-19功能和/或活性。在一个实施方案中,细胞是哺乳动物细胞。在一个实施方案中,细胞是心脏细胞,肌肉细胞,纤维细胞,成纤维细胞,角质形成细胞或内皮细胞。在一个实施方案中,细胞在体外,体内或离体。
附图简述
图lA显示在手术前每天皮下注射12.5mg/kg剂量的对照或反义miR-19(antimiR-19)达3天,此后每周注射的小鼠中量化的灌注,其通过测量手术前和手术后的腓肠肌(gastrochnemius)流动,随后每周使用深穿透激光多普勒探头(deep penetrating laserdoppler probe)测量得到。在图1A中的数据是每组n=9只小鼠,*p<0.05,双因素ANOVA。图1B显示在BAT gal小鼠中使用LNA-antimiR方法和HLI,反义miR-19而非对照增加缺血组织中再生肌纤维周围的毛细血管EC中的报告基因表达。
图2A显示用反义miR-19处理降低miR-19水平(图2A)并且上调如实施例1中所述施用反义miR-19的小鼠组织中miR-19,FRZD4(图2B)和LRP6(图2C)的直接靶物的mRNA水平。数据来自每组n=4只小鼠;*p<0.05,双因素ANOVA。所有数据是均值+/-SEM。
图3A显示FZD4(SEQ ID NO:188和189)和LRP6(SEQ ID NO:190)的3′UTR中miR-19(SEQ ID NO:1)预测的结合位点的序列的示意图。突变位点用星号(*)标记。miR19a和miR19b之间的序列差异用_标记。图3B显示在萤光素酶测定中,预测的miR-19靶位点的突变(图3A中的*)减少miR-19介导的对FZD4和LRP6的3′UTR LUC活性的抑制。数据是来自3个独立实验的均值+/-SEM。
图4A显示了来自用miR-19模拟物或模拟对照转染的小鼠肺内皮细胞(MLEC)的结果。48小时后,用Wnt家族成员3A(WNT3a)处理细胞。经miR-19转染的细胞导致响应WNT3a处理的几种β-连环蛋白依赖性基因(包括Axin2,Sox17和细胞周期蛋白D1)的表达降低。图4B显示来自在WNT3a刺激之前用对照或反义miR-19(各60nM)转染48小时的MLEC的结果。将细胞饥饿4小时,然后用WNT3a条件化培养基处理上述时间点。收集溶胞物并在SDS-PAGE凝胶上电泳并对p-JNK,总JNK和Hsp90进行免疫印迹。
图5A-D显示了在皮肤伤口的部位处用对照,反义miR-92(30nmol和60nmol剂量),反义miR-19(30nmol和60nmol剂量)或反义miR-92和反义miR-19的组合(各30nmol)皮内注射的糖尿病小鼠中的皮肤伤口愈合参数。图5A显示了再上皮化百分比({1-[上皮间隙除以伤口宽度]}x100)。图5B显示了充满肉芽组织的每个填充伤口的百分比({1-[肉芽组织间隙除以伤口宽度]}x100),图5C显示了伤口内的肉芽组织区域,图5D显示伤口内肉芽组织的平均厚度。数据来自每组n=10只小鼠,每只小鼠2个伤口;*p>0.05,**p<0.01,***p<0.001,****p<0.0001,Kruskal-Wallis检验和Dunn多重比较检验。所有数据为均值+/-SEM。
发明详述
MiR-19位于miR-17-92簇中,其由miR-17-5p,miR-17-3p,miR-18a,miR-19a,miR-20a,miR-19b,和miR-92-1组成(Venturini et al.,Blood 10910:4399-4405(2007))。将miR-19的pre-miRNA序列加工成成熟序列(3p)和星(即次要或5p)序列。从茎环结构的另一个臂处理星序列。提供了人和小鼠miR-19的成熟和星miRNA序列:
人成熟miR-19a(即hsa-miR-19a-3p)(SEQ ID NO:1)
5’-ugugcaaaucuaugcaaaacuga-3’
人miR-19a*(即hsa-miR-19a-5p)(SEQ ID NO:2)
5’-aguuuugcauaguugcacuaca-3’
人成熟miR-19b(即hsa-miR-19b-3p)(SEQ ID NO:3)
5’-ugugcaaauccaugcaaaacuga-3’
人miR-19b-1*(即hsa-miR-19b-1-5p)(SEQ ID NO:4)
5’-aguuuugcagguuugcauccagc-3’
人miR-19b-2*(即hsa-miR-19b-2-5p)(SEQ ID NO:5)
5’-aguuuugcagguuugcauuuca-3’
小鼠成熟miR-19a(即mmu-miR-19a-3p)(SEQ ID NO:6)
5’-ugugcaaaucuaugcaaaacuga-3’
小鼠miR-19a*(即mmu-miR-19a-5p)(SEQ ID NO:7)
5’-uaguuuugcauaguugcacuac-3’
小鼠成熟miR-19b(即mmu-miR-19b-3p)(SEQ ID NO:8)
5’-ugugcaaauccaugcaaaacuga-3’
小鼠miR-19b-1*(即mmu-miR-19b-1-5p)(SEQ ID NO:9)
5’-aguuuugcagguuugcauccagc-3’
小鼠miR-19b-2*(即mmu-miR-19b-2-5p)(SEQ ID NO:10)
5’-aguuuugcagauuugcaguucagc-3’
本发明提供减少或抑制miR-19(例如,人miR-19)的活性或功能的寡核苷酸抑制剂及其组合物和用途。本文还提供了miR-19激动剂,如miR-19模拟物。
如本文使用,术语“miR-19”包括pti-miR-19,pre-miR-19,miR-19,miR-19a,miR-19b,miR-19a-3p,miR-19b-3p,hsa-miR-19a-3p和hsa-miR-19b-3p。
在一个实施方案中,miR-19寡核苷酸抑制剂是如本文所述的miR-19(例如miR-19a,miR-19b,miR-19a*,miR-19b-1*,miR-19b-2*)的抑制剂。在另一个实施方案中,miR-19寡核苷酸抑制剂是miR-19a,miR-19b或miR-19a和miR-19b二者的抑制剂。在又一个实施方案中,miR-19抑制剂是miR-19b抑制剂。在另一个实施方案中,miR-19抑制剂是miR-19a抑制剂。
根据本发明的miR-19寡核苷酸抑制剂的序列与miR-19的序列充分互补,从而在生理条件下与miR-19杂交并抑制受试者的一个或多个细胞中miR-19的活性或功能。例如,在一些实施方案中,寡核苷酸抑制剂可以由序列组成,基本上由序列组成或包含序列,所述序列与成熟miR-19(例如,miR-19a或miR-19b)序列至少部分互补,例如与miR-19的成熟序列(例如,miR-19a或miR-19b)至少约75%,76%,77%,78%,79%,80%,81%,82%,83%,84%,85%,86%,87%,88%,89%,90%,91%,92%,93%,94%,95%,96%,97%,98%,或99%互补。在一个实施方案中,寡核苷酸抑制剂(也称为反义寡核苷酸)由序列组成,基本上由序列组成或包含序列,所述序列与成熟miR-19(例如,miR-19a或miR-19b)序列是100%互补的。在本上下文中,“基本上由...组成”包括在5′和3′末端任一或两者上任选添加核苷酸(例如一个或两个),只要额外的核苷酸基本上不影响(如通过IC50增加不超过20%限定)寡核苷酸对在受试者中或如本文中提供的测定法中的细胞中miR-19活性的抑制。应该理解,即使寡核苷酸抑制剂序列包含修饰的核苷酸而不是天然存在的核苷酸,寡核苷酸抑制剂的序列也被认为与miR-19互补。例如,如果miR-19的成熟序列在特定位置包含鸟苷核苷酸,则寡核苷酸抑制剂可在相应位置包含修饰的胞苷核苷酸,例如锁定胞苷核苷酸或2′-氟胞苷。在某些实施方案中,寡核苷酸抑制剂可被设计成具有相对于完全互补(成熟)miR-19(例如,miR-19a或miR-19)序列含有1至5(例如1,2,3或4)错配的序列。在某些实施方案中,例如,可以将此类反义序列并入包含茎和环部分的shRNA或其他RNA结构中。
在一些实施方案中,miR-19寡核苷酸抑制剂的完整序列与人miR-19b-3p的成熟序列完全互补。在各种实施方案中,与本发明的寡核苷酸抑制剂的序列部分,基本上或完全互补的人miR-19b-3p的成熟序列包括SEQ ID NO:3的5′端的核苷酸1-23或核苷酸2-15。在一个实施方案中,与本发明的寡核苷酸抑制剂的序列部分,基本上或完全互补的人miR-19b-3p的成熟序列包括来自SEQ ID NO:3的5′端的核苷酸2-15。
在一个实施方案中,如本文提供的miR-19寡核苷酸抑制剂与另一种miRNA的抑制剂一起施用。两种抑制剂可以以单一组合物(例如,如本文提供的药物组合物)或以分开的组合物(例如,如本文提供的药物组合物)存在。在一个实施方案中,将miR-19抑制剂与位于miR-17-92簇中的miRNA抑制剂一起施用。在一个实施方案中,将miR-19抑制剂与miR-92寡核苷酸抑制剂,例如US20160208258(出于所有目的通过引用将其内容完整并入本文)中公开的miR-92抑制剂一起施用。
因此,本发明还提供减少或抑制miR-92的活性或功能的寡核苷酸抑制剂。
如本文所用,术语“miR-92”包括pri-miR-92,pre-miR-92,miR-92,miR-92a,miR-92b,miR-92a-3p,和hsa-miR-92a-3p。
提供了人,小鼠和大鼠miR-92的成熟和星miRNA序列:
人成熟miR-92(即hsa-miR-92a-3p)(SEQ ID NO:13)
5’-UAUUGCACUUGUCCCGGCCUGU-3’
人miR-92a-1*(即hsa-miR-92a-1-5p)(SEQ ID NO:14)
5’-agguugggaucgguugcaaugcu-3’
人miR-92a-2*(即hsa-miR-92a-2-5p)(SEQ ID NO:15)
5’-ggguggggauuuguugcauuac-3’
小鼠成熟miR-92(即mmu-miR-92a-3p)(SEQ ID NO:16)
5’-uauugcacuugucccggccug-3’
小鼠miR-92a-1*(即mmu-miR-92a-1-5p)(SEQ ID NO:17)
5’-agguugggauuugucgcaaugcu-3’
小鼠miR-92a-2*(即mmu-miR-92a-2-5p)(SEQ ID NO:18)
5’-agguggggauugguggcauuac-3’
大鼠成熟miR-92(即rno-miR-92a-3p)(SEQ ID NO:19)
5’-uauugcacuugucccggccug-3’
大鼠miR-92a-1*(即rno-miR-92a-1-5p)(SEQ ID NO:20)
5’-agguugggauuugucgcaaugcu-3’
大鼠miR-92a-2*(即rno-miR-92a-2-5p)(SEQ ID NO:21)
5’-agguggggauuagugccauuac-3’
在一些实施方案中,miR-92寡核苷酸抑制剂是miR-92(例如,miR-92a-3p,miR-92a-1-5p,miR-92a-2-5p)的抑制剂。在一个实施方案中,miR-92寡核苷酸抑制剂是成熟miR-92的抑制剂(例如,hsa-miR-92a-3p)。
根据本发明的miR-92寡核苷酸抑制剂的序列与miR-92的序列充分互补以在生理条件下与miR-92杂交并抑制受试者的一个或多个细胞中miR-92的活性或功能。例如,在一些实施方案中,寡核苷酸抑制剂可以由序列组成,基本由序列组成或包含序列,所述序列与成熟miR-92序列至少部分互补,例如与miR-92成熟序列至少约75%,76%,77%,78%,79%,80%,81%,82%,83%,84%,85%,86%,87%,88%,89%,90%,91%,92%,93%,94%,95%,96%,97%,98%,或99%互补。在一个实施方案中,寡核苷酸抑制剂(也称为反义寡核苷酸)由序列组成,基本由序列组成或包含序列,所述序列与成熟miR-92序列是100%互补的。在本文中,“基本上由......组成”包括在5′和3′末端任一或两者上任选添加核苷酸(例如一个或两个),只要额外的核苷酸基本上不影响(如通过IC50的增加不超过20%定义)寡核苷酸对受试者或本文提供的测定法中的细胞中miR-92活性的抑制。应该理解,即使寡核苷酸抑制剂序列包含修饰的核苷酸而不是天然存在的核苷酸,寡核苷酸抑制剂的序列也被认为与miR-92互补。例如,如果miR-92的成熟序列在特定位置包含鸟苷核苷酸,则寡核苷酸抑制剂可以在相应位置包含修饰的胞苷核苷酸,例如锁定胞苷核苷酸或2′-氟胞苷。在某些实施方案中,寡核苷酸抑制剂可被设计成具有相对于完全互补(成熟)miR-92序列含有1至5(例如1,2,3或4)错配的序列。在某些实施方案中,例如,可以将此类反义序列掺入包含茎和环部分的shRNA或其他RNA结构中。
在一些实施方案中,miR-19寡核苷酸抑制剂的完整序列与人miR-92a-3p的成熟序列完全互补。在各种实施方案中,与本发明的寡核苷酸抑制剂的序列部分,基本上或完全互补的人miR-92a-3p的成熟序列包括来自SEQ ID NO:13的5′端的核苷酸1-22或核苷酸2-17。在一个实施方案中,与本发明的寡核苷酸抑制剂的序列部分,基本上或完全互补的人miR-92a-3p的成熟序列包括SEQ ID NO:13的5′端的核苷酸2-17。
在本发明的上下文中,术语“寡核苷酸抑制剂”,“反义miR”,“拮抗剂”,“反义寡核苷酸或ASO”,“寡聚物”,“反义微小RNA寡核苷酸或AMO”或“混合聚体(mixmer)”广义使用,并涵盖包含核糖核苷酸,脱氧核糖核苷酸,修饰的核糖核苷酸,修饰的脱氧核糖核苷酸或其组合的寡聚物,其通过与miRNA完全或部分杂交从而抑制靶miRNA的功能或活性来抑制靶微小RNA(miRNA)的活性或功能。
如本文所用,术语“约”意味着包括+/-10%,更优选+/-5%的变化,因为此类变化适用于实施本发明。
通常,本发明的寡核苷酸抑制剂(例如,miR-19或miR-92寡核苷酸抑制剂)的长度可以使得寡核苷酸降低靶miRNA(例如,miR-19或miR-92)的活性或功能。如本文所提供的miR-19和/或miR-92寡核苷酸抑制剂可以是长度为8至20个核苷酸,长度为15至50个核苷酸,长度为18至50个核苷酸,长度为10至18个核苷酸,或长度为11至16个核苷酸。在一些实施方案中,miR-19或miR-92寡核苷酸抑制剂的长度可以是约8,约9,约10,约11,约12,约13,约14,约15,约16,约17或约18个核苷酸。在一个实施方案中,本发明提供了长度为11至16个核苷酸的miR-19或miR-92寡核苷酸抑制剂。在各种实施方案中,靶向miR-19或miR-92寡核苷酸抑制剂的长度为11,12,13,14,15或16个核苷酸。在一个实施方案中,miR-19或miR-92寡核苷酸抑制剂具有12个核苷酸的长度。在一些实施方案中,miR-19或miR-92寡核苷酸抑制剂的长度为至少16个核苷酸。
本发明的寡核苷酸抑制剂(例如,miR-19和/或miR-92寡核苷酸抑制剂)可以包含一个或多个锁定核酸(LNA)残基或“锁定核苷酸”。本发明的寡核苷酸抑制剂可以含有一个或多个锁定核酸(LNA)残基或“锁定核苷酸”。LNA例如描述于美国专利号6,268,490,6,316,198,6,403,566,6,770,748,6,998,484,6,670,461,和7,034,133中,它们均在此通过引用并入本文。LNA是修饰的核苷酸或核糖核苷酸,其在核糖部分的2′和4′碳之间含有额外的桥,导致“锁定”构象和/或双环结构。在一个实施方案中,寡核苷酸包含或含有一个或多个具有以下结构A所示结构的LNA。备选地或另外地,寡核苷酸可包含或含有一个或多个具有以下结构B所示结构的LNA。备选地或另外地,寡核苷酸可以包含或含有一个或多个具有以下结构C所示结构的LNA。
当在本发明的上下文中提及DNA或RNA核苷酸由其相应的锁定核苷酸取代时,术语“相应的锁定核苷酸”旨在表示DNA/RNA核苷酸已经被锁定核苷酸替换,所述锁定核苷酸含有与其已经替换的DNA/RNA核苷酸相同的天然存在的含氮碱基或化学修饰的相同的含氮碱基。例如,含有含氮碱基C的DNA核苷酸的相应锁定核苷酸可含有相同的含氮碱基C或经化学修饰的相同的含氮碱基C,例如5-甲基胞嘧啶。
术语“非锁定核苷酸”是指与锁定核苷酸不同的核苷酸,即术语“非锁定核苷酸”包括DNA核苷酸,RNA核苷酸以及修饰了碱基和/或糖的经修饰的核苷酸,只要修饰不是锁定修饰。
可掺入本发明的寡核苷酸中的其他合适的锁定核苷酸包括在美国专利号6,403,566和6,833,361中描述的那些,这两个专利通过引用整体并入本文。
例如,在示例性实施方案中,锁定的核苷酸具有2′至4′亚甲基桥,如结构A所示。在其它实施方案中,桥包含亚甲基或亚乙基,其可以被取代,并且在2′位可以具有或不具有醚连接。
如本文提供的本发明的寡核苷酸抑制剂(例如,miR-19和/或miR-92寡核苷酸抑制剂)通常可以包含至少约1,至少约2,至少约3,至少约4,至少约5个,至少约7个或至少约9个LNA。在一些实施方案中,本发明的寡核苷酸抑制剂(例如miR-19和/或miR-92寡核苷酸抑制剂)包含LNA和非锁定核苷酸的混合物。例如,本发明的寡核苷酸抑制剂(例如,miR-19和/或miR-92寡核苷酸抑制剂)可以含有至少五个或至少七个或至少九个锁定核苷酸,以及至少一个非锁定核苷酸。通常,LNA的数目和位置使得本发明的寡核苷酸抑制剂(例如,miR-19和/或miR-92寡核苷酸抑制剂)降低mRNA或miRNA功能或活性。在某些实施方案中,寡核苷酸不含有具有多于三个连续LNA的核苷酸区段。例如,寡核苷酸包含不超过三个连续的LNA。在这些或其他实施方案中,本发明的寡核苷酸抑制剂(例如miR-19和/或miR-92寡核苷酸抑制剂)可以包含基本上或完全互补于miRNA种子区(即,miR-19种子区或miR-92种子区)的区域或序列,其中所述区或序列包含至少两个,至少三个,至少四个或至少五个锁定核苷酸。在又一个实施方案中,本发明的寡核苷酸抑制剂(例如,miR-19和/或miR-92寡核苷酸抑制剂)可以包含序列5′端的LNA,序列3′端的LNA或5′端和3′端的LNA。例如,本发明的寡核苷酸抑制剂(例如,miR-19或miR-92)可以包含核苷酸序列,其中该序列包含至少5个LNA,在该序列的5′端的LNA,在序列的3′端的LNA,或其任何组合。在一个实施方案中,所述寡核苷酸抑制剂包含核苷酸序列,其中所述序列包含至少5个LNA,在所述序列的5′端的LNA,在所述序列的3′端的LNA或其任何组合,其中三个或更少的核苷酸是连续的LNA。
在某些实施方案中,本发明的寡核苷酸抑制剂(例如,miR-19和/或miR-92寡核苷酸抑制剂)含有至少1个,至少2个,至少3个,至少4个或至少5个DNA核苷酸。在一个实施方案中,寡核苷酸抑制剂包含至少一个LNA,其中寡核苷酸抑制剂中的每个非锁定核苷酸是DNA核苷酸。在一个实施方案中,寡核苷酸抑制剂包含至少两个LNA,其中寡核苷酸抑制剂中的每个非锁定核苷酸是DNA核苷酸。在一个实施方案中,寡核苷酸抑制剂的至少5′末端的第二个核苷酸是DNA核苷酸。在一个实施方案中,本文提供的寡核苷酸中的至少1个,至少2个,至少3个,至少4个或至少5个DNA核苷酸包含经化学修饰的含氮碱基。在一个实施方案中,自本文提供的寡核苷酸抑制剂的5′端起的第二个核苷酸含有化学修饰的含氮碱基。化学修饰的含氮碱基可以是5-甲基胞嘧啶。在一个实施方案中,自5′端起的第二个核苷酸是5-甲基胞嘧啶。在一个实施方案中,如本文提供的寡核苷酸抑制剂在作为胞嘧啶的每个LNA处包含5-甲基胞嘧啶。
在一些实施方案中,对于本发明的寡核苷酸抑制剂中的非锁定核苷酸,就2’羟基而言,核苷酸可以含有2’修饰。例如,2’修饰可以是2’脱氧基。在本发明的反义寡核苷酸中掺入2’-修饰的核苷酸可以提高寡核苷酸对核酸酶的抗性。在本发明的反义寡核苷酸中掺入2’-修饰的核苷酸可以提高其与互补RNA的热稳定性。在反义寡核苷酸中掺入2’-修饰的核苷酸可以提高寡核苷酸对核酸酶的抗性及其与互补RNA的热稳定性两者。在2’位的各种修饰可以独立选自如下那些修饰,该修饰提供升高的核酸酶敏感性,而不损害与RNA靶物或细胞机器的分子相互作用。此类修饰可以基于其在升高的体外、离体或体内效力选择。本文中描述了用于测定升高的miR-19和/或miR-92抑制的效力(例如IC50)的例示性方法,包括但不限于双重萤光素酶测定法和体内miR表达或靶物去阻抑。
在一些实施方案中,2’修饰可以独立选自O-烷基(其可以是取代的)、卤素、和脱氧基(H)。在某些实施方案中,非锁定核苷酸的基本上所有或所有核苷酸2’位可以是修饰的,例如如独立选自O-烷基(例如O-甲基)、卤素(例如氟)、脱氧基(H)、和氨基。例如,2’修饰可以各自独立选自O-甲基(OMe)和氟(F)。在例示性的实施方案中,嘌呤核苷酸各自具有2’OMe,而嘧啶核苷酸各自具有2’-F。在某些实施方案中,1至约5个2’位,或约1至约3个2’位保持未修饰(例如作为2’羟基)。
根据本发明的2′修饰还可以包括小烃取代基。烃取代基包括烷基,烯基,炔基和烷氧基烷基,其中烷基(包括烷氧基的烷基部分),烯基和炔基可以被取代或未被取代。烷基,烯基和炔基可以是C1至C10烷基,烯基或炔基,如C1,C2或C3。烃取代基可以包括一个或两个或三个可以独立地选自氮(N),氧(O)和/或硫(S)的非碳原子。2′修饰可以进一步包括作为O-烷基,O-烯基和O-炔基的烷基,烯基和炔基。
根据本发明的例示性2’修饰可以包括2’-O-烷基(C1-3烷基,诸如2’OMe或2’OEt)、2’-O-甲氧基乙基(2’-O-MOE)、2’-O-氨基丙基(2’-O-AP)、2’-O-二甲基氨基乙基(2’-O-DMAOE)、2’-O-二甲基氨基丙基(2’-O-DMAP)、2’-O-二甲基氨基乙基氧基乙基(2’-O-DMAEOE)、或2’-O-N-甲基乙酰氨基(2’-O-NMA)取代。
在某些实施方案中,本文中提供的寡核苷酸抑制剂含有至少一个2’-卤素修饰(例如替换2’羟基),诸如2’-氟、2’-氯、2’-溴、和2’-碘。在一些实施方案中,2’卤素修饰是氟。寡核苷酸抑制剂可以含有1至约5个2’-卤素修饰(例如氟),或1至约3个2’-卤素修饰(例如氟)。在一些实施方案中,寡核苷酸抑制剂含有非锁定位置处的所有2’-氟核苷酸,或在所有非锁定嘧啶核苷酸上的2’-氟。
在某些实施方案中,2’-氟基团独立是二甲基化、三甲基化、或未甲基化的。
如本文中提供的寡核苷酸抑制剂可以具有一个或多个2’-脱氧基修饰(例如对于2’羟基为H),并且在一些实施方案中,含有非锁定位置处的2至约10个2’-脱氧基修饰,或者含有所有非锁定位置处的2’脱氧基。
在一些实施方案中,本文中提供的寡核苷酸抑制剂含有在非锁定位置处修饰为2’OMe的2’位。或者,非锁定嘌呤核苷酸可以在2’位修饰为2’OMe,非锁定嘧啶核苷酸在2’位修饰为2’-氟。
在示例性实施方案中,本文提供的寡核苷酸抑制剂含有在非锁定位置修饰为2′OMe的2′位置。或者,非锁定的嘌呤核苷酸可以在2′位被修饰为2′OMe,非锁定的嘧啶核苷酸在2′位被修饰为2′-氟。
某些实施方案中,本文中提供的寡核苷酸抑制剂进一步包含至少一个末端修饰或“帽”。帽可以是5’和/或3’帽结构。术语“帽”或“帽端”包括在寡核苷酸任一末端(就末端核糖核苷酸而言)的化学修饰,并且包括在5’端上最后两个核苷酸与3’端上最后两个核苷酸之间连接处的修饰。如本文中描述的帽结构可以增加寡核苷酸对外切核酸酶的抗性,而不损害与miRNA靶物(即miR-19)或细胞机器的分子相互作用。这类修饰可以基于其升高的体外或体内效力来选择。帽可以存在于5’端(5’帽)或3’端(3’帽),或者可以存在于这两端上。在某些实施方案中,5’和/或3’帽独立选自单磷酸硫代磷酸酯、无碱基残基(模块)、硫代磷酸酯连接、4’-硫基核苷酸、碳环核苷酸、二硫代磷酸酯连接、反向核苷酸或反向无碱基模块(2’-3’或3’-3’)、单磷酸二硫代磷酸酯及膦酸甲酯模块。当硫代磷酸酯或二硫代磷酸酯连接为帽结构的一部分时,其通常定位于5’端上的两个末端核苷酸与3’端上两个末端核苷酸之间。
在某些实施方案中,本文中提供的寡核苷酸抑制剂具有至少一个末端单磷酸硫代磷酸酯。单磷酸硫代磷酸酯可以通过抑制外切核酸酶的作用来支持较高的效力。单磷酸硫代磷酸酯可以在寡核苷酸的5’和/或3’端处。单磷酸硫代磷酸酯通过以下结构定义,其中B为碱基,并且R为如上文所描述的2’修饰:
在帽结构可以支持锁定核苷酸化学的情况中,帽结构可以掺入LNA中,如本文中描述的。
在本文中提供的寡核苷酸抑制剂的一些实施方案中,硫代磷酸酯连接可以在诸如5’和3’端上的最后两个核苷酸之间(例如,作为帽子结构的一部分),或作为与磷酸二酯键交替存在。在这些或其它实施方案中,寡核苷酸抑制剂可以在5’和3’端的任一或两者处含有至少一个末端无碱基残基。无碱基模块不含公认的嘌呤或嘧啶核苷酸碱基,诸如腺苷、鸟嘌呤、胞嘧啶、尿嘧啶或胸腺嘧啶。如此,这类无碱基部分在1’位处缺乏核苷酸碱基或具有其它非核苷酸碱基化学基团。例如,无碱基核苷酸可以是反向无碱基核苷酸,例如,其中反向无碱基亚磷酰胺是经由5’亚酰胺(amidite)(替代3’亚酰胺)偶联,产生5’-5’磷酸酯键。以下显示了多核苷酸的5’和3’端的反向无碱基核苷的结构。
本文中提供的寡核苷酸抑制剂可以含有一个或多个硫代磷酸酯连接。硫代磷酸酯连接可以用于使寡核苷酸对核酸酶切割更有抗性。例如,多核苷酸可以是部分硫代磷酸酯连接的,例如,硫代磷酸酯连接可以与磷酸二酯连接交替。然而,在某些实施方案中,寡核苷酸是完全硫代磷酸酯连接的。在其它实施方案中,寡核苷酸具有约1个至5个或约1个至约3个磷酸酯连接。
在一些实施方案中,核苷酸具有一个或多个经羧酰氨基(carboxamido)修饰的碱基,如PCT/US11/59588(其通过提及在此收录)中描述,包含关于用杂环取代基进行的其中所公开的所有例示性嘧啶羧酰氨基修饰。
通过固相合成的寡核苷酸(包括经修饰的多核苷酸)合成是公知的,并且综述于Caruthers et al.,Nucleic Acids Symp.Ser.7:215-23(1980)。
本发明的寡核苷酸抑制剂可以包括具有碱基修饰或取代的修饰的核苷酸。RNA中的天然或未修饰的碱基是嘌呤碱基腺嘌呤(A)和鸟嘌呤(G),嘧啶碱基胞嘧啶(C)和尿嘧啶(U)(DNA具有胸腺嘧啶(T))。也称为杂环碱基部分的修饰碱基包括其他合成和天然核碱基,如5-甲基胞嘧啶(5-me-C),5-羟甲基胞嘧啶,黄嘌呤,次黄嘌呤,2-氨基腺嘌呤,腺嘌呤和鸟嘌呤的6-甲基和其他烷基衍生物,腺嘌呤和鸟嘌呤的2-丙基和其他烷基衍生物,2-硫尿嘧啶,2-硫胸腺嘧啶和2-硫胞嘧啶,5-卤代尿嘧啶和胞嘧啶,5-丙炔基尿嘧啶和胞嘧啶和嘧啶碱基的其他炔基衍生物,6-偶氮尿嘧啶,胞嘧啶和胸腺嘧啶,5-尿嘧啶(假尿嘧啶),4-硫尿嘧啶,8-卤代,8-氨基,8-硫醇,8-硫代烷基,8-羟基和其他8-取代的腺嘌呤和鸟嘌呤,5-卤代(包括5-溴,5-三氟甲基和其他5-取代尿嘧啶和胞嘧啶),7-甲基鸟嘌呤和7-甲基腺嘌呤,2-F-腺嘌呤,2-氨基腺嘌呤,8-氮杂鸟嘌呤和8-氮杂腺嘌呤,7-脱氮鸟嘌呤和7-脱氮腺嘌呤和3-脱氮鸟嘌呤和3-脱氮腺嘌呤。在某些实施方案中,靶向miR-19或miR-92的寡核苷酸抑制剂包含一个或多个BSN修饰(即,LNA)与碱基修饰(例如5-甲基胞苷)的组合。
本发明的寡核苷酸抑制剂可以包括具有修饰的糖部分的核苷酸。代表性的经修饰的糖包括碳环或无环糖,在其2′,3′或4′位的一个或多个处具有取代基的糖和具有替换糖的一个或多个氢原子的取代基的糖。在某些实施方案中,通过在2′位置具有取代基来修饰糖。在另外的实施方案中,通过在3′位置具有取代基来修饰糖。在其他实施方案中,通过在4′位具有取代基来修饰糖。还可以设想,糖可以在那些位置的多于一处具有修饰,或者寡核苷酸抑制剂可以具有一个或多个在一个位置具有糖修饰的核苷酸,还可以具有一个或多个在不同位置具有糖修饰的核苷酸。
增强稳定性和改善效力的寡核苷酸抑制剂的其他修饰,如美国专利号6,838,283(其全部内容通过引用并入本文)中所述的那些,是本领域已知的并且适用于本发明的方法。例如,为了促进体内递送和稳定性,寡核苷酸抑制剂可以在其3′末端与类固醇如胆固醇部分,维生素,脂肪酸,碳水化合物或糖苷,肽或其他小分子配体连接。
在一个实施方案中,本发明的miR-19抑制剂包含选自表1的序列或与如本文所提供的miR-19(例如,miR-19a和/或miR-19b)至少部分或完全互补的序列。miR-19抑制剂可以包含至少一个经2′-脱氧,2′O-烷基或2′卤素修饰的非锁定核苷酸。在一些实施方案中,寡核苷酸包含至少一个具有2′至4′亚甲基桥的LNA。在一些实施方案中,寡核苷酸具有5′帽结构,3′帽结构或5′和3′帽结构。在其他实施方案中,寡核苷酸包含悬垂的亲脂基团。在一些实施方案中,miR-19抑制剂是包含16个核苷酸的序列的寡核苷酸,其中所述序列与miR-19互补,并且包含不超过三个连续的LNA,其中从5′末端到3′末端,序列中的1,5,6,8,10,11,13,15和16位是LNA。在一个实施方案中,从5′末端到3′末端,序列还在第二核苷酸位置包含脱氧核糖核酸(DNA)核苷酸。在又一个实施方案中,寡核苷酸包含一个或多个硫代磷酸酯连接。在另一个实施方案中,寡核苷酸是完全硫代磷酸酯连接的。
在另一个实施方案中,本发明的miR-92抑制剂包含选自表2的序列或与如本文提供的miR-92至少部分或完全互补的序列。miR-92抑制剂可以包含至少一种经2′-脱氧,2′O-烷基或2′-卤代修饰的非锁定核苷酸。在一些实施方案中,miR-92抑制剂包含至少一个具有2′至4′亚甲基桥的LNA。在一些实施方案中,miR-92抑制剂具有5′帽结构,3′帽结构或5′和3′帽结构。在其他实施方案中,miR-92抑制剂包含悬垂的亲脂基团。在一些实施方案中,miR-92抑制剂是包含16个核苷酸的序列的寡核苷酸,其中所述序列与miR-92互补并且包含不超过3个连续的LNA,其中从5′末端到3′末端,序列中的1,6,10,11,13和16位是LNA。在一些实施方案中,自包含16个核苷酸的序列的寡核苷酸的5′末端起的位置2是作为5-甲基胞嘧啶的脱氧核糖核酸(DNA)核苷酸。在一些实施方案中,miR-92抑制剂是包含16个核苷酸的序列的寡核苷酸,其中序列与miR-92互补并且包含不超过三个连续的LNA,其中从5′末端到3′末端,该序列的1,3,6,8,10,11,13,14和16位是LNA。在一些实施方案中,miR-92抑制剂是包含16个核苷酸的序列的寡核苷酸,其中所述序列与miR-92互补并且包含不超过3个连续的LNA,其中从5′末端到3′末端,序列中的1,5,6,8,10,11,13,15和16位是LNA。在一些实施方案中,miR-92抑制剂是包含16个核苷酸的序列的寡核苷酸,其中所述序列与miR-92互补并且包含不超过3个连续的LNA,其中从5′末端到3′末端,该序列的1,3,6,9,10,11,13,14和16位是LNA。在一些实施方案中,寡核苷酸包含一个或多个硫代磷酸酯连接。在一些实施方案中,寡核苷酸是完全硫代磷酸酯连接的。
如本文所提供的,本发明的miR-19寡核苷酸抑制剂可以单独使用或与miR-92寡核苷酸抑制剂组合使用。在一个实施方案中,miR-19抑制剂选自表1,而miR-92抑制剂选自表2。在表1和2中,“+”或“l”表示核苷酸是LNA;“d”表示核苷酸是DNA;“s”表示两个核苷酸之间的硫代磷酸酯连接;“mdC”表示核苷酸是5-甲基胞嘧啶DNA:
表1:MiR-19抑制剂
表2:MiR-92抑制剂
如本文所述,向受试者施用本发明的靶miRNA(例如,miR-19或miR-92)的寡核苷酸抑制剂降低或抑制受试者的细胞中靶miRNA(例如miR-19或miR)的活性或功能-92)。在一些实施方案中,细胞是心脏或肌肉细胞。在一些实施方案中,细胞是纤维细胞,成纤维细胞,角质形成细胞或内皮细胞。在其他实施方案中,细胞在体内或离体。在一些实施方案中,与靶miRNA(例如,miR-19或miR-92)的其他miRNA抑制剂相比,本发明的靶miRNA(例如miR-19或miR-92)的某些寡核苷酸抑制剂可以显示对细胞中靶miRNA(例如,miR-19或miR-92)的活性或功能的更大抑制。术语“其他miRNA抑制剂”可以包括核酸抑制剂,例如反义寡核苷酸,翻译miR,antagomiR,混合聚体,gapmer,适体,核酶,小干扰RNA或小发夹RNA;抗体或其抗原结合片段;和/或药物,其抑制靶miRNA(例如,miR-19或miR-92)的功能或活性。与本发明靶miRNA(例如,miR-19或miR-92)的其他寡核苷酸抑制剂相比,本发明的靶miRNA的特定寡核苷酸抑制剂可以显示对细胞(例如肌细胞,心脏细胞,内皮细胞,纤维细胞,成纤维细胞或角质形成细胞)中的靶miRNA(例如,miR-19或miR-92)的更大抑制。如本文所用,术语“更大”是指在数量上更多或统计上显著更多。例如,本发明的一种miR-19寡核苷酸抑制剂与另一种miR-19寡核苷酸抑制剂相比可显示更高的效力,如通过miR-19靶物,如卷曲蛋白-4(FZD4)或低密度脂蛋白受体相关蛋白6(LRP6)的去阻遏量测量。
本发明的靶miRNA的寡核苷酸抑制剂在降低靶miRNA(例如miR-19或miR-92)的功能或活性中的活性可以在体外和/或体内测定。例如,当在体外测定对miRNA(例如,miR-19或miR92)活性的抑制时,可以使用双重萤光素酶测定来测定活性。双萤光素酶测定可以是本领域已知的任何双重萤光素酶测定。双重萤光素酶测定可以是商业上可获得的双萤光素酶测定。如市售产品PsiCHECKTM(Promega)所例示的双重萤光素酶测定可涉及将miR识别位点置于可检测蛋白(例如花虫萤光素酶)的基因的3′UTR中。例如,为了评估miR-19抑制剂活性,可以将构建体与miR-19共表达,从而可以通过信号改变来确定抑制剂活性。编码可检测蛋白质(例如,萤火虫萤光素酶)的第二基因可包括在相同质粒上,并且可将信号比率确定为候选寡核苷酸的反义miR(例如,反义miR-19)活性的指示。在一些实施方案中,本发明的寡核苷酸抑制剂以约50nM或更低,或在其他实施方案中,40nM或更低,20nM或更低,或10nM或更低的浓度显著抑制此类活性,如双重萤光素酶活性所测定的。例如,对于miR-19,miR-19寡核苷酸抑制剂可以具有约50nM或更小,40nM或更小,30nM或更小,或20nM或更小的抑制miR-19活性的IC50,如在双重萤光素酶测定中确定。
或者或另外,可以在合适的动物模型中测定本发明的靶miRNA的寡核苷酸抑制剂在降低靶miRNA(例如,miR-19或miR-92)的功能或活性中的活性。在本文,在寡核苷酸抑制剂剂量下,例如50mg/kg或更少,25mg/kg或更少,10mg/kg或更少或5mg/kg或更少的剂量,可以观察到靶miRNA功能的抑制(例如至少50%)。动物模型可以是啮齿动物模型(例如,小鼠或大鼠模型)。在一些实施方案中,在动物模型中测定寡核苷酸的活性,如在WO 2008/016924中所述,其描述通过引用并入本文。例如,寡核苷酸抑制剂可表现出对靶miRNA的至少50%抑制,例如50mg/kg或更少,25mg/kg或更少,例如10mg/kg或更少或5mg/kg或更少的剂量。在此类实施方案中,寡核苷酸抑制剂可以静脉内或皮下给药,递送或施用给小鼠或局部递送,例如局部注射到肌肉中,寡核苷酸可以配制在盐水中。在一些实施方案中,寡核苷酸抑制剂可以是局部或皮内(即皮内注射)给药到小鼠,例如到伤口(例如伤口边缘或伤口床)。
在一个实施方案中,动物模型是用于糖尿病的合适小鼠或大鼠模型。在一个实施方案中,小鼠模型是遗传II型糖尿病小鼠,例如db/db小鼠(Jackson Cat#000642 BKS.CgDock(Hom)7m+/+Leprdb/j)。在一个实施方案中,模型使用全厚度皮肤切除穿孔生检。在其他实施方案中,该模型利用切口,烫伤或烧伤。在此类实施方案中,可以将寡核苷酸抑制剂静脉内或皮下给药至小鼠,或局部给药,例如局部注射或局部应用至伤口(例如伤口边缘或伤口床)。
在这些或其他实施方案中,本发明的寡核苷酸抑制剂在给药后可以是稳定的,在施用后在循环和/或靶器官中可检测至少三周,至少四周,至少五周或至少六周,或更多。因此,与如本文中所述的靶miRNA(例如,miR-19或miR-92)的其他miRNA抑制剂相比,本文提供的寡核苷酸抑制剂(例如,miR-19或miR-92)可以提供较不频繁的施用,较低的剂量和/或较长的治疗效果持续时间。
本发明的寡核苷酸抑制剂可单独或组合地掺入各种大分子组装体或组合物中。用于递送的这种复合物可以包括配制用于递送给患者的各种脂质体,纳米颗粒和胶束。复合物可以包括一种或多种致融合或亲脂分子以启动细胞膜渗透。例如在美国专利号7,404,969和美国专利号7,202,227中描述了此类分子,所述专利通过引用整体并入本文。或者,本发明的寡核苷酸抑制剂可以进一步包含悬垂的亲脂基团以帮助细胞递送,例如在WO2010/129672中描述的那些,其通过引用并入本文。
如本文中先前所述,本发明的组合物可以使用或包含多种治疗性寡核苷酸,包括本文所述的至少一种。例如,组合物或配制剂可以使用或包含本文所述的一种或全部miR-19抑制剂与本文所述的一种或多种miR-92抑制剂组合。在本发明的另一个实施方案中,本发明的组合物可以包含与一种或多种其他治疗形式组合的多种治疗性寡核苷酸。进一步对于该实施方案,多种治疗性寡核苷酸可以是如本文提供的miR-19寡核苷酸与如本文提供的miR-92寡核苷酸抑制剂的组合。其他治疗模式可以是促血管生成因子或生长因子。生长因子可以是血小板衍生生长因子(PDGF)和/或血管内皮生长因子(VEGF)。联合治疗的实例可以包括任何上述内容。
本文提供的寡核苷酸抑制剂和/或其他治疗形式的组合可以用包含每种试剂的单一组合物或药理学配制剂或用各自含有至少一种试剂的不同组合物或配制剂来实现。可以同时施用不同的组合物或配制剂。或者,不同的组合物或配制剂可以序贯施用,其可以间隔分开。例如,使用miR-19抑制剂的组合物可以在施用一种或多种其他试剂之前或之后有时间间隔。时间间隔可以在几秒,几分钟,几小时,几天,几周到几个月的范围。在一些实施方案中,在配置为允许其他试剂(例如,miR-92抑制剂和/或生长因子如VEGF或PDGF)和miR-19抑制剂对细胞发挥组合效果的时间范围或间隔中将如本文提供的miR-19抑制剂和另一种试剂(例如,miR-92抑制剂和/或生长因子如VEGF或PDGF)对细胞分开应用。组合效果可以是有利的。与由单独的其他试剂(例如,miR-92和/或生长因子如VEGF或PDGF)或miR-19抑制剂引起的效应相比,组合效果可以是有利的。miR-19抑制剂可以是如本文提供的寡核苷酸。在这种情况下,涵盖通常在彼此的约12-24小时内,彼此的约6-12小时内或者以仅约12小时的延迟时间使细胞与试剂接触。在某些情况下,可以期望显著延长治疗时间,但是在相应施用之间经过几天(2,3,4,5,6或7)至几周(1,2,3,4,5,6,7或8)。
在一个实施方案中,可以期望多于一次施用miR-19抑制剂或其他试剂(例如如本文提供的miR-92抑制剂,如VEGF或PDGF)。在这方面,可以采用各种组合。举例来说,在miR-19抑制剂是“A”而另一种试剂是“B”的情况下,提供基于3和4次总施用的以下排列作为实例:A/B/A,B/A/B,B/B/A,A/A/B,B/A/A,A/B/B,B/B/B/A,B/B/A/B,A/A/B/B,A/B/A/B,A/B/B/A,B/B/A/A,B/A/B/A,B/A/A/B,B/B/B/A,A/A/A/B,B/A/A/A,A/B/A/A,A/A/B/A,A/B/B/B,B/A/B/B,B/B/A/B。同样可以涵盖其他组合。本文提供了其他试剂和疗法的具体实例。在一些实施方案中,其他试剂是如本文提供的miR-92抑制剂(例如,表2中列出的miR-92抑制剂)。
在一个实施方案中,组合物中或在本文提供的方法中组合施用的如本文提供的miR-19抑制剂的量与另一种试剂(例如,如本文提供的miR-92抑制剂)的量的比率为约99∶1,90∶1,80∶1,70∶1,60∶1,50∶1,40∶1,30∶1,20∶110∶1,5∶1,3∶1,2∶1,1∶1,1∶2,1∶3,1∶5,1∶10,1∶20,1∶30,1∶40,1∶50,1∶60,1∶70,1∶80,1∶90或1∶99。在一个实施方案中,组合物中或在本文提供的方法中组合施用的如本文提供的miR-19抑制剂的量与另一种试剂(例如,如本文提供的miR-92抑制剂)的量的比率为1∶1。该比率可以是摩尔比或摩尔比率。
在一个实施方案中,组合物中或在本文提供的方法中施用的如本文提供的miR-19抑制剂量比所述组合物中或在所述方法中组合施用的另一种试剂(例如,如本文提供的miR-92抑制剂)量多或少100倍,75倍,50倍,25倍,10倍,5倍,3倍或2倍。在一个实施方案中,如本文提供的miR-19抑制剂以与其他试剂(例如,如本文提供的miR-92抑制剂)相等的量施用。
本文还提供了miR-19(例如,miR-19a或miR-19b)的激动剂。在一个实施方案中,miR-19的激动剂可以是与miR-19不同的试剂,其作用是增加,补充或替换miR-19的功能。miR-19的激动剂可以是包含成熟miR-19序列的寡核苷酸。在一些实施方案中,寡核苷酸包含miR-19的pri-miRNA或pre-miRNA序列的序列。包含成熟miR-19,pre-miR-19或pri-miR-19序列的寡核苷酸可以是单链或双链的。在一个实施方案中,miR-19激动剂可以是约15至约50个核苷酸的长度,约18至约30个核苷酸的长度,约20至约25个核苷酸的长度或约10至约14个核苷酸的长度。miR-19激动剂可以与miR-19的成熟序列,pri-miRNA或pre-miRNA序列是至少约75%,76%,77%,78%,79%,80%,81%,82%,83%,84%,85%,86%,87%,88%,89%,90%,91%,92%,93%,94%,95%,96%,97%,98%,99%,或100%相同的。作为寡核苷酸的miR-19激动剂可以含有一种或多种化学修饰,例如锁定核酸,肽核酸,糖修饰,如2′-O-烷基(例如2′-O-甲基,2′-O-甲氧基乙基),2′-氟和4′-硫代修饰,以及主链修饰,例如一个或多个硫代磷酸酯,吗啉代或膦酰基羧酸酯(phosphonocarboxylate)连接。在一个实施方案中,作为miR-19激动剂的寡核苷酸包含与胆固醇缀合的miR-19序列。作为miR-19激动剂的寡核苷酸可以是miR-19a,miR-19b或miR-19a/b模拟物。在一个实施方案中,miR-19激动剂是miR-19b模拟物。在一个实施方案中,miR-19b模拟物包含序列:
第二/有义/过客链5′
mUmCrArGmUmUmUrArGmCmUmUrGrGrAmUmUmUrGrGrAmCrAChol6-3’(SEQ ID NO:180)和
第一/反义/引导链5′
rUrGfUrGfCrArArAfUfCfCrAfUrGfCrArArArAfCfUrGrAsrUsrU-3’(SEQ ID NO:181),其中缩写在表3中定义。
表3:缩写的定义
根据本发明的微小RNA模拟物或模拟化合物包含第一链和第二链,其中第一链包含成熟微小RNA序列,并且第二链包含与第一链基本互补并且具有至少一个修饰的核苷酸的序列。在整个公开中,术语“微小RNA模拟化合物”可以与术语“promiR-19”,“miR-19激动剂”,“miR-19”,“微RNA激动剂”,“微RNA模拟物”,“miRNA模拟物,或“miR-19模拟物”互换使用;术语“第一链”可以与术语“反义链”或“引导链”互换使用;术语“第二链”可与术语“有义链”或“过客链”互换使用。模拟物和/或抑制剂的序列可以是核糖核酸序列或脱氧核糖核酸序列或两者的组合(即包含核糖核苷酸和脱氧核糖核苷酸的核酸)。可以理解的是,包含本文所述的任何一种序列的核酸对于DNA序列将具有替换尿苷碱基的胸苷碱基,且对于RNA序列具有替换胸苷碱基的尿嘧啶碱基。
本发明进一步提供了包含本文公开的一种或多种寡核苷酸(例如,miR-19和/或miR-92寡核苷酸抑制剂)的药物组合物。在考虑临床应用的情况下,药物组合物可以以适合于预期应用的形式制备。通常,这可以需要制备基本上不含热原,以及可能对人或动物有害的其他杂质的组合物。
在一个实施方案中,药物组合物包含有效剂量的miR-19抑制剂或有效剂量的miR-19抑制剂和有效剂量的miR-92抑制剂和药学可接受的载体。miR-19抑制剂可以是可以具有选自表1的序列的寡核苷酸。miR-92抑制剂可以是可以具有选自表2的序列的寡核苷酸。
在一些实施方案中,“有效剂量”是足以实现有益或期望的临床结果的量。“有效剂量”可以是对于实质性减少,消除或改善疾病和/或状况的症状或症状足够或需要的量。这可以是相对于未治疗的受试者。“有效剂量”可以是对于减缓,稳定,预防或减轻受试者中病理学严重程度足够或需要的量。这可以是相对于未治疗的受试者。本文公开的寡核苷酸的有效剂量可以为约0.001mg/kg至约100mg/kg,约0.01mg/kg至约10mg/kg,约0.1mg/kg至约10mg/kg,约1mg kg至约10mg/kg,约2.5mg/kg至约50mg/kg或约5mg/kg至约25mg/kg。在一些实施方案中,有效剂量是施用于伤口区域的寡核苷酸的量。在一些实施方案中,有效剂量为约0.01mg/cm2伤口面积至约50mg/cm2伤口面积,约0.02mg/cm2伤口面积至约20mg/cm2伤口面积,约0.1mg/cm2伤口面积至约10mg/cm2伤口面积,约1mg/cm2伤口面积至约10mg/cm2伤口面积,约2.5mg/cm2伤口面积至约50mg/cm2伤口面积或约5mg/cm2伤口面积至约25mg/cm2伤口面积或约0.05至约25mg/cm2伤口面积。会视为有效剂量的精确确定可以基于每个患者个体的因素,包括其体格、年龄和寡核苷酸的性质(例如解链温度,LNA含量等)。因此,本领域普通技术人员根据本公开和本领域的知识可以容易地确定剂量。
在一些实施方案中,方法包括每天1,2,3,4,5或6次施用有效剂量的药物组合物。在一些实施方案中,一周施用1,2,3,4或5次。在其它实施方案中,施用是每两周或每月一次。在考虑临床应用的情况下,药物组合物将以适合于预期应用的形式制备。通常,这将需要制备基本上不含热原以及可能对人或动物有害的其他杂质的组合物。
在一些实施方案中,包含本文提供的寡核苷酸抑制剂(例如,miR-19抑制剂或与miR-92抑制剂组合)的组合物适用于局部应用,例如在伤口边缘或伤口床处施用。在一些实施方案中,组合物包含水,盐水,PBS或其他水溶液。在一些实施方案中,组合物是洗剂,乳膏,软膏,凝胶或水凝胶的形式。在一些实施方案中,适合于局部应用的组合物包含作为递送载体的大分子复合物,纳米胶囊,微球体,珠或基于脂质的体系(例如,水包油乳液,胶束,混合胶束和脂质体)。在又一个实施方案中,miR-19抑制剂(单独或与例如miR-92抑制剂组合)呈干粉形式或掺入伤口敷料中。
胶体分散体系诸如大分子复合物,纳米胶囊,微球体,珠和基于脂质的体系(包括水包油乳液,胶束,混合胶束和脂质体)可以用作本发明的寡核苷酸抑制剂的递送载体。适用于将本发明的核酸递送至心脏和骨骼肌组织的市售脂肪乳剂包括IntralipidTM,LiposynTM,LiposynTM II,LiposynTM III,Nutrilipid和其他类似的脂质乳剂。用作体内递送载体的优选胶体***是脂质体(即人造膜囊泡)。这种***的制备和使用在本领域中是公知的。示例性的配制剂也公开于美国专利号5,981,505;6,217,900 6,383,512;5,783,565;7,202,227;6,379,965;6,127,170;5,837,533;6,747,014;和WO03/093449,其全部通过引用整体并入本文。
在某些实施方案中,用于递送的脂质体是两性脂质体,如美国授权前公开号20110076322中详细描述的(Marina Biotech,Inc.)。上的表面电荷是完全可逆的,这使得它们特别适合于递送核酸。可以通过注射递送,保持稳定,聚集游离和穿过细胞膜以递送核酸。
本文提供的寡核苷酸(例如,miR-19寡核苷酸抑制剂,miR-19激动剂或miR-92寡核苷酸抑制剂)可以从载体在体内表达和/或可操作地连接至本领域已知和/或在此描述的启动子。例如,可以通过向细胞递送编码如本文提供的寡核苷酸抑制剂(例如,miR-19抑制剂和/或miR-92抑制剂)的表达载体来对靶细胞递送如本文提供的任何寡核苷酸抑制剂(例如miR-19抑制剂和/或miR-92抑制剂)。“载体”是可用于将感兴趣的核酸递送至细胞内部的物质组合物。载体可以是本领域已知的和/或本文描述的任何载体。本领域已知许多载体,包括但不限于线性多核苷酸,与离子或两亲化合物结合的多核苷酸,质粒和病毒。因此,术语“载体”包括自主复制质粒或病毒。病毒载体的例子包括但不限于腺病毒载体,腺伴随病毒载体,逆转录病毒载体等。在一个具体的实施方案中,病毒载体是慢病毒载体或腺病毒载体。表达构建体可以在活细胞中复制,或者它可以合成制备。为了本申请的目的,术语“表达构建体”,“表达载体”和“载体”可互换使用以一般性示例性意义表明本发明的应用,并且不旨在限制本发明。
在一个实施方案中,用于表达如本文提供的寡核苷酸抑制剂(例如,miR-19抑制剂和/或miR-92抑制剂)的表达载体包含与编码寡核苷酸抑制剂的多核苷酸序列可操作连接的启动子。如本文所用,短语“可操作地连接”或“在转录控制下”是指启动子相对于多核苷酸处于正确的位置和方向,以控制RNA聚合酶的转录起始和多核苷酸的表达。
如本文所用,“启动子”是指由启动基因特异性转录所需的细胞合成机器或引入的合成机器识别的DNA序列。合适的启动子包括但不限于RNA pol I,pol II,pol III和病毒启动子(例如人巨细胞病毒(CMV)立即早期基因启动子,SV40早期启动子和劳斯肉瘤病毒长末端重复序列)。在一些情况下,启动子可以是诱导型启动子。诱导型启动子是本领域已知的,包括但不限于四环素启动子,金属硫蛋白IIA启动子,热休克启动子,类固醇/甲状腺激素/视黄酸响应元件,腺病毒晚期启动子和诱导型小鼠乳腺肿瘤病毒LTR。
在一个实施方案中,单一表达载体可编码miR-19抑制剂和miR-92抑制剂。在此,miR-19抑制剂可以由第一启动子驱动,并且miR-92抑制剂可以由第二启动子驱动,或者表达载体可以包含单一启动子以控制两种miRNA抑制剂。在另一个实施方案中,第一表达载体可以编码miR-19抑制剂,其中miR-19抑制剂可操作地连接至第一启动子并且第二表达载体可以编码miR-92抑制剂,其中miR-92抑制剂可操作地链接到第二个启动子。在任何上述实施方案中,启动子可以是如本文提供的诱导型启动子。也考虑了用于控制miR-19和miR-92抑制剂的表达的诱导型和组成型启动子的其他组合。例如,miR-19抑制剂可以使用组成型启动子从载体表达,而miR-92抑制剂可以使用诱导型启动子从载体表达。
在本发明的另一个实施方案中,单一核酸分子可以用于同时抑制miR-19和miR-92两者。例如,单一核酸可含有与成熟miR-19(例如,miR-19a或miR-19b)序列(例如SEQ IDNO:3)基本上,部分或完全互补的序列和基本上,部分或完全与成熟的miR-92序列(例如SEQID NO:13)互补的序列。单一核酸分子可以进一步包含miR-19(例如,miR-19a或miR-19b)和miR-92靶向序列之间的接头。例如,单一核酸分子可含有在miR-19(例如,miR-19a或miR-19b)和miR-92靶向序列之间的接头,所述接头包含约1至约200个核苷酸,更优选约5至约100个核苷酸,最优选约10至约50个核苷酸。在一些实施方案中,miR-19和miR-92序列之间的接头可以是可切割的接头。可切割接头可以是WO2013040429中公开的可切割接头,其内容在此通过引用整体并入。
在该实施方案中,可切割接头是核酸酶可切割寡核苷酸接头。在一些实施方案中,核酸酶可切割接头在寡核苷酸主链中含有一个或多个磷酸二酯键。例如,接头可含有单个磷酸二酯桥或2,3,4,5,6,7或更多个磷酸二酯连接,例如作为1-10个脱氧核苷酸(例如dT)或核糖核苷酸(例如rU)(在RNA接头的情况下)的串。在接头中dT或其他DNA核苷酸dN的情况下,在某些实施方案中,可切割接头包含一个或多个磷酸二酯连接。在其他实施方案中,在rU或其他RNA核苷酸rN的情况下,可切割接头仅可由硫代磷酸酯连接组成。与仅被核酸酶缓慢切割(因此称为“不可切割”)的硫代磷酸酯连接的脱氧核苷酸相反,硫代磷酸酯连接的rU经历核糖核酸酶的相对快速的切割,因此在本文中被认为是可切割的。也可以将dN和rN组合到接头区中,它们通过磷酸二酯或硫代磷酸酯连接相连接。在其他实施方案中,接头还可含有化学修饰的核苷酸,其仍然可被核酸酶切割,例如2′-O-修饰的类似物。具体而言,2′-O-甲基或2′-氟核苷酸可以彼此组合或与dN或rN核苷酸组合。通常,在核苷酸接头的情况下,接头是多聚体的一部分,其通常不与靶物互补,尽管它可以如此。这是因为接头在靶向寡核苷酸对靶物的作用前通常被切割,因此接头相对于靶物的同一性是无关紧要的。因此,在一些实施方案中,接头是不与设计的靶向寡核苷酸(例如,miR-19和miR-92靶向序列)所针对的任何靶物互补的(寡)核苷酸接头。可切割接头可被设计成经历化学或酶切割反应。化学反应涉及例如在酸性环境(例如内体)中的切割,还原切割(例如胞质溶胶切割)或氧化切割(例如在肝微粒体中)。切割反应也可以由重排反应引发。酶促反应可以包括由核酸酶,肽酶,蛋白酶,磷酸酶,氧化酶,还原酶等介导的反应。例如,接头可以是pH敏感的,组织蛋白酶敏感的或主要在内体和/或胞质溶胶中被切割。在一些实施方案中,可切割接头是器官或组织特异性的,例如肝特异性的,肾特异性的,肠特异性的等。
将表达构建体和核酸递送至细胞的方法是本领域已知的,并且可以包括例如磷酸钙共沉淀,电穿孔,显微注射,DEAE-葡聚糖,脂转染,使用多胺转染试剂的转染,细胞超声处理,使用高速微粒的基因轰击,以及受体介导的转染。
一般会期望采用合适的盐和缓冲液以使递送媒介物变得稳定并容许靶细胞吸收。本发明的药物组合物可以包含溶解或分散于药学可接受载体或水性介质中的有效量的包含抑制剂多核苷酸的递送媒介物(例如脂质体或其它复合物或表达载体)。短语“药学可接受”或“药理学可接受”是指当向动物或人施用时不产生不利的、过敏的或其它不想要的反应的分子实体及组合物。如本文所用,“药学可接受载体”包括对于在配制药物,诸如适合于向人施用的药物中使用可接受的溶剂、缓冲液、溶液、分散介质、涂层材料、抗细菌剂和抗真菌剂、等张剂和吸收延迟剂等。这类介质和试剂用于药学活性物质的用途是本领域中公知的。除非任何常规介质或试剂与本发明的活性成分不相容,涵盖其在治疗性组合物中的使用。补充性活性成分也可以掺入组合物中,只要它们不使组合物的寡核苷酸失活。
包含本发明的活性化合物的组合物可以包含本领域已知的典型的药物制剂。可以经由任何常见的路径施用根据本发明的这些组合物,只要经由所述路径可达到靶组织。这包括口服、鼻、或含服。或者,施用可以是表面的或者通过皮内、皮下、肌肉内、腹膜内、动脉内或静脉内注射。在一些实施方案中,将药物组合物直接注入肺或心脏组织中。在另一个实施方案中,包含如本文中描述的寡核苷酸抑制剂的组合物(例如miR-19和/或miR-92寡核苷酸抑制剂)可以配制成适合于表面应用的形式,诸如乳膏、软膏剂、糊剂、洗剂或凝胶。在一些实施方案中,将药物组合物直接注射到伤口区域中。在一些实施方案中,将药物组合物表面应用于伤口区域。
也可以通过导管***或分离冠状(coronary)/肺循环的***施用包含如本文中描述的寡核苷酸抑制剂的药物组合物以将治疗剂递送至心脏和肺。用于将治疗剂递送至心脏和冠状血管***的各种导管***是本领域中已知的。适合于在本发明中使用的基于导管的递送方法或冠状分离方法的一些非限制性例子披露于美国专利No.6,416,510;美国专利No.6,716,196;美国专利No.6,953,466,WO 2005/082440,WO 2006/089340,美国专利公开文本No.2007/0203445,美国专利公开文本No.2006/0148742及美国专利公开文本No.2007/0060907,它们通过提及全部完整收入本文。此类组合物可以以药学可接受组合物施用,如本文中描述的。
也可以胃肠外或腹膜内施用活性化合物。举例而言,可以在适当地混合有表面活性剂(诸如羟丙基纤维素)的水中制备呈游离碱或药理学可接受盐的活性化合物的溶液。也可以在甘油、液态聚乙二醇和其混合物中以及在油中制备分散体。在贮存和使用的普通条件下,这些制剂通常含有防腐剂以防止微生物生长。
适合于注射使用、导管递送或吸入递送的药学形式可以包括例如无菌水性溶液或分散体以及用于临时制备无菌可注射溶液或分散体(例如气溶胶、喷雾器溶液)的无菌粉末。一般地,这些制剂可以是无菌的并且在存在容易的注射能力或烟雾化/雾化的程度上流动。制剂在制造和贮存条件下应当是稳定的,并且应当针对微生物(如细菌和真菌)的污染作用提供防腐。适当的溶剂或分散介质可以含有例如水、乙醇、多元醇(例如,甘油、丙二醇和液态聚乙二醇等)、其合适的混合物,和植物油。可以例如通过使用涂层材料(如卵磷脂),在分散体的情况下通过维持需要的粒度及通过使用表面活性剂来维持适当流动性。可以通过各种抗细菌剂和抗真菌剂(例如,对羟基苯甲酸酯(parabens)、氯丁醇、酚、山梨酸、硫柳汞等)来防止微生物的作用。在许多情况下,会优选包括例如糖或氯化钠的等张剂。可以通过在组合物中使用吸收延迟剂(例如,单硬脂酸铝和明胶)来延长可注射组合物的吸收。
在一些实施方案中,包含miR-19抑制剂或miR-19抑制剂和miR-92抑制剂的组合物适合于表面应用,诸如在伤口边缘或伤口创处施用。在一些实施方案中,组合物包含水,盐水,PBS或其他水溶液。在一些实施方案中,miR-19抑制剂或miR-19抑制剂和miR-92抑制剂处于洗剂,乳膏,软膏,凝胶或水凝胶中。在一些实施方案中,适合于局部应用的组合物包含作为递送载体的大分子复合物,纳米胶囊,微球体,珠或基于脂质的体系(例如,水包油乳液,胶束,混合胶束和脂质体)。在又一个实施方案中,miR-19抑制剂或miR-19抑制剂和miR-92抑制剂为干粉形式或掺入伤口敷料中。
可以通过在想要时与任何其它成分(例如如上文列举)一起将合适量的活性化合物掺入溶剂中,接着过滤灭菌制备无菌可注射溶液。合适的量可以是高于最终制剂中期望的量以解决制备期间活性化合物的损失或降解。剂量可以是有效剂量或其级份。一般地,可以通过将各种经灭菌的活性成份掺入含有基础分散介质及期望的其它成分(例如如上文列举)的无菌媒介物中制备分散体。在用于制备无菌可注射溶液的无菌粉末的情况下,优选的制备方法包括真空干燥和冷冻干燥技术,其产生活性成分及来自其先前无菌过滤溶液的任何别的期望成分的粉末。在一些实施方案中,可以例如经由吹入器或吸入装置对受试者直接施用无菌粉末(即不在稀释剂中重建)。
在一些实施方案中,单独或与miR-92抑制剂组合施用miR-19抑制剂是通过皮下或皮内注射,诸如对伤口(例如,慢性伤口,糖尿病足溃疡,静脉淤滞腿溃疡或受压溃疡)。施用可以位于伤口部位,诸如对伤口边缘或伤口床。
本发明的组合物一般可以以中性或盐形式配制。药学可接受盐包括例如源自无机酸(例如盐酸或磷酸)或有机酸(例如乙酸、草酸、酒石酸、扁桃酸等)的酸加成盐(与蛋白质的游离氨基基团形成)。与蛋白质的游离羧酸基团形成的盐也可以源自无机碱(例如氢氧化钠、钾、铵、钙或铁)或有机碱(例如异丙胺、三甲胺、组氨酸、普鲁卡因(procaine)等)。
在配制后,溶液可以优选以与剂量配制剂相容的方式并且以治疗有效的此类量施用。可以以多种剂量形式(诸如可注射溶液、药物释放胶囊、单位剂量吸入器等)容易地施用配制剂。例如,对于在水性溶液中的胃肠外施用,溶液一般经适当地缓冲并且首先使流体稀释剂例如用足够的盐水或葡萄糖变成等张的。例如,可以使用这类水性溶液以静脉内、肌肉内、皮下、动脉内和腹膜内施用。优化地,可以采用本领域技术人员已知的无菌水性介质,尤其根据本公开内容。举例而言,可将单剂溶解于1ml等张NaCl溶液中,并且添加到1000ml皮下灌注术流体中或注射于提出的输注部位(参见例如“Remington’s PharmaceuticalSciences”第15版,第1035-1038和1570-1580页)。根据治疗受试者的状况,必然会发生一些剂量变化。在任何情况下,负责施用的人员可以决定适合于个体受试者的剂量。此外,对于人施用,制剂应当满足FDA生物制剂标准局(FDA Office of Biologics standards)要求的无菌性、致热原性、总体安全性和纯度标准。
本文还提供治疗状况,改善状况或预防受试者中状况进展的方法,其包括施用包含如本文公开的抑制剂或抑制剂组合的药物组合物。该方法通常包括将抑制剂或包含抑制剂的组合物施用于受试者。术语“受试者”或“患者”是指任何脊椎动物,包括但不限于人和其他灵长类(例如黑猩猩和其他猿和猴物种),农场动物(例如牛,绵羊,猪,山羊和马),家养哺乳动物(例如狗和猫),实验室动物(例如,啮齿类如小鼠,大鼠和豚鼠)和禽类(例如家养,野生和游戏禽类如鸡,火鸡和鹑鸡类禽,鸭,鹅等)。在一些实施方案中,受试者是哺乳动物。在其他实施方案中,受试者是人。受试者可以具有与miR-19(例如miR-19a和/或miR-19b)或miR-19(例如miR-19a和/或miR-19b)和miR-92的表达相关,由miR-19(例如miR-19a和/或miR-19b)或miR-19(例如miR-19a和/或miR-19b)和miR-92的表达介导或产生的状况。
在一个实施方案中,促进受试者中血管生成的方法包括向受试者施用单独或与miR-92抑制剂组合的miR-19抑制剂。在一个实施方案中,miR-19抑制剂是诸如选自表1的寡核苷酸。在一个实施方案中,miR-92抑制剂是诸如选自表2的寡核苷酸。在一些实施方案中,受试者患有缺血、心肌梗死,慢性缺血性心脏病,外周或冠状动脉闭塞,缺血性梗死,中风,动脉粥样硬化,急性冠状动脉综合征,冠状动脉疾病,颈动脉疾病,糖尿病,慢性伤口或外周动脉疾病。
在另一个实施方案中,治疗或预防受试者中缺血,心肌梗死,慢性缺血性心脏病,外周或冠状动脉闭塞,缺血性梗死,中风,动脉粥样硬化,急性冠状动脉综合征,冠状动脉疾病,颈动脉疾病或外周动脉疾病的方法包括向受试者施用单独或与miR-92抑制剂组合的miR-19抑制剂。在一个实施方案中,miR-19抑制剂是诸如选自表1的寡核苷酸。在一个实施方案中,miR-92抑制剂是诸如选自表2的寡核苷酸。
在本发明的一个实施方案中,在有此需要的受试者中促进血管生成的方法包括向受试者施用miR-19抑制剂,诸如如本文所述的miR-19抑制剂和另一种促进血管生成的试剂。在本发明的一个实施方案中,治疗或预防有此需要的受试者中的外周动脉疾病的方法包括向受试者施用miR-19抑制剂,诸如如本文所述的miR-19抑制剂。在一些实施方案中,该方法进一步包括与miR-19抑制剂一起施用另一种试剂。另一种试剂可以是miR-92的抑制剂(例如,表2中列出的miR-92抑制剂)。在一些实施方案中,另一种试剂可以促进血管生成或者是可用于治疗动脉粥样硬化或外周动脉疾病的试剂。另一种试剂可以是3型磷酸二酯酶抑制剂(例如西洛他唑(cilostazol)),他汀类(statin),抗血小板药,L-肉碱,丙酰-L-肉碱,己酮可可碱或萘呋胺(naftidrofuryl)。在有此需要的受试者中治疗或预防外周动脉疾病的方法还可以包括向受试者施用反义miR-19,其中受试者也接受或将接受基因疗法(例如用促血管生成因子如VEGF,FGF,HIF-1α,HGF或Del-1),细胞疗法和/或抗血小板疗法。在一些实施方案中,该方法包括向受试者施用miR-19抑制剂和抗微生物剂。
在一个实施方案中,在有此需要的受试者中促进伤口愈合的方法包括向受试者施用miR-19抑制剂,诸如如本文所述的反义miR-19(例如,表1中列出的miR-19抑制剂)。在一个实施方案中,受试者患有糖尿病。在一些实施方案中,受试者具有慢性伤口,糖尿病性足溃疡,静脉淤滞腿溃疡或受压溃疡。在一些实施方案中,通过施用miR-19抑制剂促进慢性伤口,糖尿病性足溃疡,静脉淤滞腿溃疡或受压溃疡的愈合。在另一个实施方案中,受试者患有外周血管疾病(例如外周动脉疾病)。在一些实施方案中,该方法进一步包括与反义miR-19一起施用另一种试剂。另一种试剂可以是可用于治疗外周血管疾病(例如,外周动脉疾病)的试剂,如上所述。在一些实施方案中,另一种试剂促进伤口愈合或用于治疗糖尿病。另一种试剂可以是促血管生成因子。在一些实施方案中,另一种试剂是生长因子,诸如VEGF或PDGF。在一些实施方案中,另一种试剂促进VEGF表达或活性或PDGF表达或活性。在一些实施方案中,另一种试剂是同种异体皮肤替代物或生物敷料(例如或可购自Organogenesis,Canton,MA)或血小板衍生生长因子(PDGF)凝胶,例如贝卡普勒明(becaplermin)(Buchberger et al.Experimental and Clinical Endocrinology andDiabetes 119:472-479(2011))。在一些实施方案中,另一种试剂是清创剂或抗微生物剂。在一些实施方案中,另一种试剂包含位于miR-17-92簇中的miRNA抑制剂。在一个实施方案中,另一种试剂是miR-92的抑制剂(例如,表2中列出的miR-92抑制剂)。
在一个实施方案中,与未施用miR-19抑制剂或任何治疗的伤口相比,miR-19抑制剂的施用提供伤口再上皮化或伤口闭合的至少5%,10%,20%,30%,40%,50%,60%,70%,80%,或90%改善。在一些实施方案中,与未施用miR-19抑制剂或任何治疗的伤口相比,miR-19抑制剂的施用提供多至少约5%,10%,20%,30%,40%,50%,60%,70%,80%,或90%的肉芽组织形成或新血管形成。在一个实施方案中,与未施用miR-19抑制剂与miR-92抑制剂或任何治疗组合的伤口相比,与miR-92抑制剂组合施用miR-19抑制剂提供伤口再上皮化或伤口闭合的至少约5%,10%,20%,30%,40%,50%,60%,70%,80%,或90%改善。在一些实施方案中,与未施用miR-19抑制剂与miR-92抑制剂或任何治疗组合的伤口相比,与miR-92抑制剂组合施用miR-19抑制剂提供多至少约5%,10%,20%,30%,40%,50%,60%,70%,80%,或90%的肉芽组织形成或新血管形成。
在一个实施方案中,与施用本领域已知用于治疗伤口的试剂的伤口相比,miR-19抑制剂的施用提供伤口再上皮化或伤口闭合的至少约5%,10%,20%,30%,40%,50%,60%,70%,80%或90%改善。在一些实施方案中,与施用本领域已知用于治疗伤口的试剂的伤口相比,miR-19抑制剂的施用提供多至少约5%,10%,20%,30%,40%,50%,60%,70%,80%,或90%的肉芽组织形成或新血管形成。在一个实施方案中,与施用本领域已知用于治疗伤口的试剂的伤口相比,与miR-92抑制剂组合施用miR-19抑制剂提供伤口再上皮化或伤口闭合的至少约5%,10%,20%,30%,40%,50%,60%,70%,80%,或90%的改善。在一些实施方案中,与施用本领域已知用于治疗伤口的试剂的伤口相比,与miR-92抑制剂组合施用miR-19抑制剂提供多至少约5%,10%,20%,30%,40%,50%,60%,70%,80%或90%的肉芽组织形成或新血管形成。试剂可以是生长因子,诸如例如血小板衍生生长因子(PDGF)和/或血管内皮生长因子(VEGF)。
在一个实施方案中,与单独施用任一抑制剂的伤口相比,与本文提供的miR-92抑制剂组合施用本文提供的miR-19抑制剂提供伤口再上皮化或伤口闭合的至少约5%,10%,20%,30%,40%,50%,60%,70%,80%或90%改善。在一些实施方案中,与单独施用任一抑制剂的伤口相比,与miR-92抑制剂组合施用miR-19抑制剂提供多至少约5%,10%,20%,30%,40%,50%,60%,70%,80%或90%的肉芽组织形成或新血管形成。
本发明还部分基于由miR-19显著调节的基因的发现。因此,本发明的另一个方面是在接受调节血管生成或伤口愈合的治疗剂的受试者中用于评估或监测治疗剂的效力的方法,其包括:从受试者获得样品;测量样品中一种或多种作为miR-19(例如,miR-19a或miR-19b)靶物的基因的表达;并且比较一种或多种作为miR-19(例如,miR-19a或miR-19b)靶物的基因的表达与预定参考水平或对照样品中一种或多种作为miR-19(例如,miR-19a或miR-19b)靶物的基因的水平,其中所述比较指示所述治疗剂的效力。一种或多种作为miR-19(例如,miR-19a或miR-19b)靶物的基因可以包含预测的miR-19结合位点。在一些实施方案中,一种或多种作为miR-19(例如,miR-19a或miR-19b)靶物的基因是FZD4或LRP6。在一些实施方案中,治疗剂调节miR-19功能和/或活性。治疗剂可以是miR-19拮抗剂,诸如选自表1的miR-19抑制剂。在其他实施方案中,治疗剂是miR-19激动剂,诸如miR-19模拟物。在一些实施方案中,治疗剂进一步调节位于miR-17-2簇中的另一种miRNA的功能和/或活性。在一些实施方案中,治疗剂进一步调节miR-92的功能和/或活性。在该实施方案中,治疗剂可以进一步包含miR-92拮抗剂,诸如选自表2的miR-92抑制剂。在一些实施方案中,受试者患有缺血,心肌梗死,慢性缺血性心脏病,外周或冠状动脉闭塞,缺血性梗死,中风,动脉粥样硬化,急性冠状动脉综合征,冠状动脉疾病,颈动脉疾病或外周血管疾病(例如外周动脉疾病),并且治疗剂是单独或与另一种试剂(例如,如本文提供的miR-92拮抗剂)组合使用的如本文提供的miR-19拮抗剂。在一些实施方案中,所述受试者患有糖尿病,慢性伤口,糖尿病性足溃疡,静脉淤滞腿溃疡或受压溃疡,并且所述治疗剂是单独或与另一种试剂(例如,如本文提供的miR-92拮抗剂)组合使用的如本文提供的miR-19拮抗剂。在利用miR-92拮抗剂的实施方案中,该方法可以进一步包括测量miR-92的一个或多个靶物的表达并将一种或多种作为miR-92靶物的基因的表达或活性与预定的参照水平或对照样品中一种或多种作为miR-92靶物的基因的水平比较,其中比较指示治疗剂的效力。miR-92的一种或多种靶物可以是US20160208258中公开的一种或多种靶物,其内容通过引用整体并入本文。
在一些实施方案中,在接受用于调节血管生成或伤口愈合的治疗剂的受试者中评估或监测治疗剂的效力的方法进一步包括进行评估受试者中血管生成的另一种诊断、测定或测试。在一些实施方案中,用于评估或监测用于调节血管生成的治疗剂的效力的另外的诊断测定或测试是步行时间测试,踝-支气管指数(ABI),对受试者的动脉造影术或血管造影术,或SPECT分析。
本发明的另一个方面是用于选择用调节miR-19功能和/或活性的治疗剂治疗的受试者的方法,包括:从受试者获得样品;测量样品中一种或多种作为miR-19(例如,miR-19a或miR-19b)靶物的基因的表达;并将一种或多种作为miR-19(例如,miR-19a或miR-19b)靶物的基因的表达或活性与预定参考水平或对照样品中一种或多种作为miR-19(例如,miR-19a或miR-19b)靶物的基因水平进行比较,其中比较指示是否应选择受试者用于用治疗剂治疗。一种或多种作为miR-19(例如,miR-19a或miR-19b)靶物的基因可以包含预测的miR-19结合位点。在一些实施方案中,一种或多种作为miR-19(例如,miR-19a或miR-19b)靶物的基因是FZD4或LRP6。治疗剂可以是miR-19拮抗剂,诸如选自表1的miR-19抑制剂。在其他实施方案中,治疗剂是miR-19激动剂,诸如miR-19模拟物。在一些实施方案中,治疗剂进一步调节位于miR-17-2簇中的另一种miRNA的功能和/或活性。在一些实施方案中,治疗剂进一步调节miR-92的功能和/或活性。在该实施方案中,治疗剂可以进一步包含miR-92拮抗剂,诸如选自表2的miR-92抑制剂。在一些实施方案中,受试者患有缺血,心肌梗死,慢性缺血性心脏病,外周或冠状动脉闭塞,缺血性梗死,中风,动脉粥样硬化,急性冠状动脉综合征,冠状动脉疾病,颈动脉疾病或外周血管疾病(例如外周动脉疾病),并且治疗剂是单独或与另一种试剂(例如,如本文所提供的miR-92拮抗剂)组合使用的如本文提供的miR-19拮抗剂。在一些实施方案中,受试者患有糖尿病,慢性伤口,糖尿病性足溃疡,静脉淤滞腿溃疡或受压溃疡,并且治疗剂是单独或与另一种试剂(例如如本文中提供的miR-92拮抗剂)组合使用的如本文提供的miR-19拮抗剂。在利用miR-92拮抗剂的实施方案中,该方法可以进一步包括测量miR-92的一种或多种靶物的表达并将一种或多种作为miR-92靶物的基因的表达或活性与预定的参考水平或对照样品中一种或多种作为miR-92靶物的基因的水平比较,其中比较指示是否应该选择受试者用于治疗剂的治疗。miR-92的一种或多种靶物可以是US20160208258中公开的一种或多种靶物,其内容通过引用整体并入本文。
在一些实施方案中,选择用调节miR-19功能和/或活性的治疗剂治疗的受试者的方法包括从用该治疗剂治疗的受试者获得样品。在一些实施方案中,不用治疗剂治疗受试者,并用治疗剂治疗样品。在一些实施方案中,用治疗剂治疗受试者,并用治疗剂治疗样品。在一些实施方案中,该方法进一步包括进行评估受试者的血管生成或伤口愈合的另一诊断,测定或测试。在一些实施方案中,用于评估血管生成的附加诊断测定或测试是步行时间测试,踝-支气管指数(ABI),对受试者的动脉造影术或血管造影术,或SPECT分析。
步行测试可以是非侵入性踏车测试,以测量响应于疗法的最大或无痛步行时间的变化。踝-支气管指数(ABI)可以是在臂和踝处进行的压力测量,如通过超声测量。然后,指数可以表示为踝部血压与臂压力的比率。动脉造影术可以是造影染料方法来测量通过动脉或静脉的血流量。可以使用辐射用3-D成像***进行SPECT(单光子发射计算机断层扫描术)分析来测量流过毛细血管的血液。
本文还提供了评估试剂促进血管生成或伤口愈合的能力的方法,其包括:使细胞与试剂接触;测量与试剂接触的细胞中一种或多种作为miR-19(例如,miR-19a或miR-19b)靶物的基因的表达或活性;以及将一种或多种基因的表达或活性与预定参考水平或与对照样品中一种或多种基因的水平进行比较,其中比较指示试剂促进血管生成的能力。在一些实施方案中,该方法进一步包括测定与该试剂接触的细胞中的miR-19功能和/或活性。在一些实施方案中,细胞是哺乳动物细胞。在一些实施方案中,细胞是心脏或肌肉细胞。在一些实施方案中,细胞参与伤口愈合。在一些实施方案中,细胞是纤维细胞,成纤维细胞,角质形成细胞或内皮细胞。在其他实施方案中,细胞在体内或离体。该试剂可以包含位于miR-17-2簇中的miRNA的抑制剂。在一些实施方案中,位于miR-17-2簇中的miRNA是miR-19。在一些实施方案中,位于miR-17-2簇中的miRNA是miR-19和miR-92两者。在一些实施方案中,所述试剂包含单独或与miR-92抑制剂(例如选自表2的miR-92抑制剂)组合的miR-19抑制剂(例如选自表1的miR-19抑制剂)。在利用miR-92抑制剂的实施方案,方法可以进一步包括测量miR-92的一种或多种靶物的表达,并将一种或多种作为miR-92靶物的基因的表达或活性与预定的参考水平或对照样品中一种或多种作为miR-92靶物的基因的水平比较,其中比较指示试剂促进血管生成的能力。miR-92的一种或多种靶物可以是US20160208258中公开的一种或多种靶物,其内容通过引用整体并入本文。
测量或检测基因的表达可以以本领域技术人员已知的任何方式进行,并且用于测量或检测基因水平的此类技术是公知的并且可以容易地使用。可以测量基因的mRNA水平或该基因编码的蛋白质的蛋白质水平来测定基因的表达水平。已经描述了多种用于检测基因表达的方法,包括Western印迹法,酶联免疫测定法(ELISA),免疫细胞化学,免疫组织化学,Northern印迹法,微阵列,电化学方法,生物发光,生物发光蛋白质组装,基于BRET(BRET:生物发光共振能量转移),RT-PCR,荧光相关光谱法和表面增强拉曼光谱法。也可以使用商品化试剂盒。用于检测基因表达的方法可以包括基于杂交的技术平台和大规模平行的下一代测序,其允许同时检测多个基因。
在一些实施方案中,用于在受试者中测定用于治疗状况(例如外周动脉疾病或伤口)的治疗剂的治疗效力的方法包括选择用治疗剂(例如单独或与miR-92抑制剂组合的miR-19抑制剂)治疗的受试者,选择用治疗剂(例如单独或与miR-92抑制剂组合的miR-19抑制剂)治疗的受试者,或评估试剂促进血管生成或伤口愈合的能力;测定一种或多种作为miR-19(例如,miR-19a或miR-19b)靶物的基因如FZD4或LRP6的表达水平和/或活性。
可以将样品(例如来自施用治疗剂的受试者的样品或来自受试者或细胞培养物的样品,其中样品用治疗剂处理)中的基因表达或活性与来自具有状况的受试者或健康群体中的样品中存在的基因的标准量或活性(它们各自可以称为参考水平)比较。在其他实施方案中,将基因表达或活性水平与对照样品(非来自具有状况的受试者的样品)中的水平进行比较或者与未处理的样品(例如,在用治疗剂处理前从受试者采集或从未治疗的受试者采集的样品,或者尚未用治疗剂处理的细胞培养样品)中的基因表达水平或活性进行比较。可以如下测定基因的标准水平,即通过测定从正常健康对照受试者获得的足够大量的样品中的基因表达水平,以获得预定的参考值或阈值。如本文所用,“参考值”是指从已知样品确定的基因表达水平或活性的预定值。
还可以通过在用治疗剂治疗前测定样品中的基因表达水平或活性来测定表达或活性的标准水平。此外,可以从公开可用的数据库以及其他来源获得用于确定标准水平的标准水平信息和方法。在一些实施方案中,将样品中通常不存在的已知量的另一种基因添加到样品中(即样品掺入已知量的外源mRNA或蛋白质)并且一种或多种感兴趣的基因的水平根据已知量的掺入的mRNA或蛋白质计算。可以通过熟练技术人员已知的任何方法将所测量的一种或多种基因的水平与参考量或对照样品中的一种或多种基因的水平进行比较。
根据本发明,在一些实施方案中,相对于对照样品(例如在治疗前的患者或未治疗的患者中的样品)中基因水平或预定的参考值,基因的表达或活性的测量水平的差异(增加或减少)指示治疗剂的治疗效力,针对用治疗剂治疗的受试者选择,或试剂促进或抑制血管生成的能力。
取样方法为本领域技术人员所熟知,并且用于获得任何类型的生物样品的任何适用技术都是涵盖的并且可以与本发明的方法一起使用。(参见例如ClinicalProteolytics:Methods and Protocols,第428卷于Methods in Molecular Biology,Antonia Vlahou编(2008))。样品可以包括可以分离mRNA或蛋白质的任何生物样品。此类样品可以包括血清,血液,血浆,全血及其衍生物,心脏组织,肌肉,皮肤,毛发,毛囊,唾液,口腔粘液,***粘液,汗液,泪液,上皮组织,尿液,***,***流体,***,***液,***前液(考珀氏(Cowper)液),***物,活组织检查,腹水,脑脊髓液,淋巴,心脏组织以及其他组织提取物样品或活组织检查,在一些实施方案中,生物样品是血浆或血清。
用于所公开方法的生物样品可以在开始施用治疗剂之后的任何点时从受试者获得。在一些实施方案中,在治疗性干预开始后至少1、2、3或6个月获得样品。在一些实施方案中,在治疗性干预开始后至少1、2、3、4、6或8周获得样品。在一些实施方案中,在治疗性干预开始后至少1、2、3、4、5、6或7天获得样品。在一些实施方案中,在治疗性干预开始后至少1小时、6小时、12小时、18小时或24小时获得样品。在其他实施方案中,在治疗性干预开始后至少一周获得样品。
本发明的方法还可以包括改变治疗剂的治疗方案的方法。改变治疗方案可以包括但不限于改变和/或修改治疗性干预的类型,施用治疗性干预的剂量,治疗性干预的施用频率,治疗性干预的施用途径,以及内科医生公知的改变和/或修改的任何其他参数。
在一些实施方案中,治疗效力可以用于测定是否继续治疗性干预。在一些实施方案中,治疗效力可以用于测定是否中断治疗性干预。在一些实施方案中,治疗效力可以用于测定是否修改治疗性干预。在一些实施方案中,治疗效力可以用于测定增加还是减少治疗性干预的剂量。在一些实施方案中,治疗效力可以用于测定是否改变治疗性干预的给药频率。在一些实施方案中,治疗效果可以用于测定是否改变治疗性干预的施用数目或频率。在一些实施方案中,治疗效力可用于测定是否改变每天,每周的剂量数目,每天的次数。在一些实施方案中,治疗效力可用于测定是否改变剂量的量。
通过下述附加的实施例进一步例示本发明,该实施例不应理解为限制性的。本领域技术人员根据本公开内容应当理解,在不偏离本发明精神和范围的情况下,可以对公开的具体实施方案进行多种变化而仍能获得相似或类似的结果。
贯穿本公开引用的所有专利和非专利文件通过引用完整并入本文用于所有目的。
实施例
实施例1:MiR-19拮抗促进侧支依赖性血流和缺血性恢复
miR 17-92簇对于动脉生成和血管生成是重要的,并且miR-19是关键调节物。在手术前以12.5mg/kg剂量给C57/B16J小鼠(6个月龄)皮下注射LNA-修饰的反义miR-19或对照反义miR达3天,然后此后每周注射。反义miR-19属于一类具有含LNA的寡核苷酸的经典药动学谱的寡核苷酸,如Elmen J.et al.(2008)“Antagonism of microRNA-122 in mice bysystemically administered LNA-antimiR leads to up-regulation of a large setof predicted target mRNAs in liver”Nucleic acids research 36(4):1153-1162和Montgomery et al.,(2011)“Therapeutic inhibition of miR-208a improves cardiacfunction and survival during heart failure”Circulation 124(14):1537-1547中描述,两者通过引用完整并入本文。将小鼠连续注射3天,并且然后进行后肢缺血,随后在整个实验中每周一次维持注射。简言之,皮下施用后,这些反义miR的血浆浓度通常在施用后30分钟至1小时之间达到峰浓度。血浆清除是双相的,具有短的初始分布阶段,随后是较长的消除阶段。在肾脏和肝脏中寡核苷酸积累最高,在脾脏,骨髓和远端皮肤(远离注射部位)中也观察到显著的积累。终末消除半衰期为几周,在约三周到六周的范围内。
使用6个月龄的雄性小鼠进行所有实验,因为它们具有较小的HLI后完全恢复的能力。进行HLI,如Yu,J,et al.,(2005)“Endothelial nitric oxide synthase is criticalfor ischemic remodeling,mural cell recruitment,and blood flow reserve”PNAS102(31):10999-11004和Ackah E,et al.,(2005)“Aktl/protein kinase Balpha iscritical for ischemic and VEGF-mediated angiogenesis”J Clin Invest 115(8):2119-2127中所述,两者均通过引用整体并入本文。
如Yu,J,et al.,(2005)“Endothelial nitric oxide synthase is criticalfor ischemic remodeling,mural cell recruitment,and blood flow reserve”PNAS102(31):10999-11004中所述,通过测量手术前和手术后的腓肠肌流动,然后使用深穿透激光多普勒探针进行每周测量来量化灌注。
对于图1A和图2A-C中所示的靶mRNA(例如FZD4和LRP6)的miRNA检测和分析,使用商品化的RNA提取试剂盒(例如,miRNeasy微型试剂盒(Qiagen))从用如本文所述的反义miR-19或对照注射的小鼠中提取来自大腿肌肉组织的总RNA。
对于miRNA检测(如图1A所示),使用RT2miRNA第一链试剂盒(Qiagen)对提取的RNA进行逆转录,并使用SYBR Green Fluor qPCR Mastermix(Qiagen)进行qPCR。使用Snord66作为内部标准化对照。为了检测Pri miRNA,使用高容量RNA至cDNA试剂盒(AB AppliedBiosystems)将RNA逆转录,并使用Taqman Expression Master Mix(Applied Biosystems)进行实时PCR。使用GAPDH作为内部标准化对照。从3-5个生物学重复中提取RNA。在iQ5BioRad上进行实时PCR扩增反应,使用比较性CT方法(Delta Delta Method)分析数据。
为了分析图2A-C中的靶mRNA(例如FZD4和LRP6),使用iScript Synthesis(BioRad)合成cDNA,随后使用iQ SYBR Green Supermix(BioRad)进行定量分析。引物序列包括:mGAPDH F’5’-AATGTGTCCGTCGTGGATCTGA(SEQ ID NO:182),mGAPDH R’5-AGTGTAGCCCAAGATGCCCTTC(SEQ ID NO:183),mFZD4F’5’-AGAGAGAAGAGGGGGAATGG(SEQ IDNO:184)mFZD4R’5’-TGTGTGTGGGCTGAAGTGTT(SEQ ID NO:185).mLrp6F’5’-TGTGGTAAACCCCGAGAAAG(SEQ ID NO:186)R’5-ATCCTGTTGGCACCTGAGA(SEQ ID NO:187)。使用GAPDH作为内部标准化对照。
此外,在BAT gal小鼠中使用LNA-反义miR方法和HLI评估了体内miR-19的生理学作用。最初,如上所述对年老的BATgal小鼠进行HLI并用LNA-反义miR-19的皮下注射(手术前3天和手术后2天)处理。随后,在组织中检查了b-半乳糖苷酶的表达。如图1B所示,反义miR-19(但不是对照)增加缺血组织中再生肌纤维周围的毛细血管EC中的报告基因表达。
与对照反义miR相比,反义miR-19的施用改善后肢缺血小鼠模型中的血流恢复,所述后肢缺血小鼠模型是外周动脉疾病、血管重塑和缺血的模型(图1A)。用反义miR-19处理降低小鼠组织中的miR-19水平(图2A)并上调FRZD4和LRP6,指导鉴定的miR-19的靶物(图2B和2C)。更具体地说,大腿肌肉组织的定量逆转录酶聚合酶链式反应(qRT-PCR)分析证实在用LNA修饰的反义miR-19处理的动物中的miR-19阻遏(图1)。样品分析描绘了与对照LNA-miR处理的小鼠相比,用LNA miR-19表达处理的小鼠中FZD4和LRP6mRNA水平的总体显著增加(图2B-C)。因此,反义miR-19可以是外周动脉疾病或心肌缺血的有用疗法,其中侧支血液供应可以是肌肉功能的关键决定因素。
实施例2:MiR-19直接靶向FZD4和LRP6
在该实施例中,基于FZD4和LRP6的3′UTR中推定的miR-19预测的结合位点的存在(图3A),检查了miR-19是否直接靶向FZD4和LRP6的问题。将克隆到双顺反子花虫/萤火虫萤光素酶报告基因载体中并与miR-19模拟物或阴性对照模拟物共转染的FZD4或LRP6的全长3′UTR转染HEK293T细胞,并进行萤光素酶报告物测定。简言之,通过PCR产生小鼠FZD43′UTR的1kb片段或小鼠LRP63′UTR的400bp片段,并将其克隆入psi-CHECK-2载体(Promega)中。转染前24小时,将HEK293细胞以9x104个细胞/孔分配到24孔板中。在一式三份孔中分别使用lipofectamine 2000(Invitrogen)和oligofectamine(Invitrogen)共转染50ng含有克隆的3′UTR或其突变体的psi-CHECK-2报告质粒和60nM miRNA模拟物(miR-19;ThermoScientific Dharmacon)。使用双重萤光素酶报告物检测***(Promega)在转染后48小时进行萤光素酶测定。
如图3B所示,miR-19模拟物降低FZD4和LRP63′UTR报告物的水平,表明这两种受体都是miR-19的靶物。如图3A所示的预测的miR-19结合位点的种子序列的诱变恢复萤光素酶表达,从而证实了miR-19与FZD4和LRP63′UTR之间相互作用的特异性。由于miR-19以序列特异性方式降低3′UTR构建体的萤光素酶活性,但不直接降低LRP6mRNA水平,因此miR-19可能调节LRP6的翻译效率。
实施例3:MiR-19在内皮细胞(EC)中实现WNT/连环蛋白介导的基因表达
从小鼠中分离小鼠肺内皮细胞(MLEC),如Lanahan AA,et al.(2010)“VEGFreporter 2 endocytic trafficking regulates arterial morphogenesis”Dev Cell 18(5):713-724中描述,其通过引用完整并入本文。简言之,从实施安乐死的小鼠中摘出肺,从5只小鼠中取出肺,切碎并在4℃下在新制备的2mg/ml胶原酶的PBS中消化45分钟。匀浆的消化物多次通过14号针头并通过70μm细胞过滤器过滤。将细胞匀浆与偶联有抗小鼠PECAM-1抗体(Pharmingen)的Dynabeads(Dynal USA)一起温育,随后使用磁性细胞分离器进行细胞分选。将细胞在0.1%明胶包被的皿上铺板。当细胞达到70%汇合时,进行第二次免疫选择并且将细胞铺板并称为第0代。将细胞在20%FBS中的DMEM(Lonza12-709F)中增殖,所述DMEM补充有MEM非必需氨基酸(Gibco),庆大霉素和两性霉素B,青霉素链霉素,L-谷氨酰胺,内皮促细胞***剂(Biomed Tech Inc.)和肝素100μg/ml(Sigma)。使用第0-3代之间的细胞的原代EC培养物进行涉及内皮细胞(EC)的后续体外实验(即,图4A和4B)。
在图4A中,通过qRT-PCR分析WNT3a转录调节基因的mRNA表达。用miR-19模拟物(30nM;Thermo Scientific Dharmacon)或模拟对照(30nM)转染MLEC。转染后48小时,将MLEC在0.5%胎牛血清(FBS)中血清饥饿3小时并用对照条件化培养基(CM)或10%WNT3a CM刺激2-6小时。使用L WNT3a细胞(ATCC CRL-2647)和对照L细胞(ATCC CRL-2648)制备并测试WNT3a条件化培养基和对照条件化培养基,如先前在Wilbert J,et al.,(2002)“Atranscriptional response to Wnt protein in human embryonic carcinoma cells”中描述,其通过引用整体并入本文。
从图4A中可以看出,经miR-19转染的细胞响应WNT3a处理导致几种β-连环蛋白依赖性基因(包括Axin2,Sox17和细胞周期蛋白D1)的表达降低。
此外,由于FZD4是经典(β-连环蛋白)和非经典(平面细胞极性,PCP)途径两者的组分,检查了与c-Jun NH2-末端激酶(JNK)偶联的FZD4。如上所述将MLEC铺板,随后如上所述在WNT3a刺激之前用对照或反义miR-19(各60nM)转染48小时。将MLEC饥饿4小时,然后用WNT3a条件化培养基处理0、15或45分钟。如上所述制备条件化培养基。如本领域先前所述制备溶胞物,收集并在SDS-PAGE凝胶上电泳,并针对p-JNK,总JNK和HSP90免疫印迹。使用的抗体包括HSP90(BD 610419)。
如图4B所示,用反义miR-19处理MLEC增强p-JNK的WNT3a刺激,这意味着miR-19也可负调节PCP信号传导。
这些数据共同显示miR-19负调节WNT信号传导,并且继而调节动脉发育的各方面。
实施例4:miR-92拮抗促进糖尿病性伤口模型中的伤口愈合并且miR-92和miR-19
拮抗的组合好于单独的miR-92拮抗
在体内慢性伤口模型中测试miR-92(SEQ ID NO.22)和miR-19(SEQ ID NO:11)拮抗剂对伤口愈合的加速。Db/db(BKS.Cg Dock(Hom)7m+/+Leprdb/j)小鼠到6周龄形成II型糖尿病和伤口愈合损伤。将龄期和性别匹配的成年小鼠麻醉,并且将背部脱毛。在脊柱的任一侧上在肩和臀之间等距的背部做两个6mm直径的切口冲压伤口,并且用半闭合敷料覆盖这两个伤口。
在手术时以及手术后第2、4和8天,通过在伤口边缘周围的多个部位的皮内注射应用化合物。将施用媒介物对照的小鼠用作阴性对照。
在手术后第10天处死动物。进行组织学分析以评估再上皮化的百分比,肉芽组织向内生长的百分比以及新上皮和肉芽组织的厚度和横截面积。通过在10%中性缓冲***中将每个皮肤伤口的一半固定24小时,并根据标准方案包埋在石蜡中来进行组织学分析。将4um组织切片脱石蜡并用苏木精和伊红染色。使用Aperio AT2扫描仪在20X放大率下进行载玻片扫描,并使用Aperio ImageScope分析图像的%再上皮化,%肉芽组织向内生长以及新上皮和肉芽组织的厚度和横截面面积。
来自该研究的数据呈现在图5A-D中。在图5A中的数据显示与对照伤口相比,反义miR-92以及反义miR-92加反义miR-19增加伤口再上皮化。反义miR-92和反义miR-19组合处理的变化幅度等同于单独的高剂量(60nmol)反义miR-92。图5B中的数据显示反义miR-92和反义miR-19两者都增加肉芽组织向皮肤创伤的向内生长。图5C和图5D中的数据显示反义miR-92以剂量依赖性方式分别增加肉芽组织面积和厚度,单独的反义miR-19对肉芽组织区域和厚度具有影响,并且反义miR-92组合和反义miR-19组合处理比高剂量(60nmol)反义miR-92具有更大的作用。
该研究表明,miR-92拮抗剂以剂量依赖性方式增加伤口愈合,如通过再上皮化,肉芽组织向内生长,肉芽组织区域和肉芽组织厚度的增加所测量的。这些结果与US20160208258中呈现的结果一致,其内容通过引用整体并入本文。与对照伤口相比,用miR-19拮抗剂的处理显示所有参数的改善,包括在30nmol剂量时的肉芽组织向内生长。与单独的任一寡核苷酸相比,30nmol miR-92抑制剂和30nmol miR-19抑制剂的组合显示伤口愈合的实质性改善。这些结果显示了miR-92和miR-19拮抗对改善伤口愈合的组合效应。
在所有实施例中,在适用的情况下,用Prism 5软件进行统计分析。通过双尾不成对Student t-检验或双因素ANOVA以及当适当时用于多重比较的Bonferroni校正检验显著性。所有值均以平均值±SEM表示。
本文中讨论和引用的所有出版物、专利和专利申请通过提及完整收入本文。应当理解,公开的发明不限于描述的特定方法、方案和材料,因为这些可以变化。还应当理解,本文中使用的术语是仅为了描述具体的实施方案,而不意图限制本发明的范围,其仅会限于所附的权利要求书。
本领域技术人员会认可或仅仅使用常规方法能够确认本文中描述的发明的具体实施方案的许多等同方案。所附权利要求书意图涵盖此类等同方案。
序列表
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<220>
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<220>
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<223> 可以通过硫代磷酸酯键连接
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<223> 可以是锁定核酸胸苷
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ccgggacaag tgcaat 16
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<212> DNA
<213> 人工序列
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<223> miR-92抑制剂
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<220>
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<223> 可以是锁定核酸胸苷
<400> 176
ccgggacaag tgcaat 16
<210> 177
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<212> DNA
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<220>
<223> miR-92抑制剂
<220>
<221> misc_feature
<222> (1)..(16)
<223> 可以通过硫代磷酸酯键连接
<220>
<221> modified_base
<222> (1)..(1)
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<220>
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<220>
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ccgggacaag tgcaat 16
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<220>
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<220>
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<220>
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<220>
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<223> 可以是锁定核酸胸苷
<400> 178
ccgggacaag tgcaat 16
<210> 179
<211> 16
<212> DNA
<213> 人工序列
<220>
<223> miR-92抑制剂
<220>
<221> misc_feature
<222> (1)..(16)
<223> 可以通过硫代磷酸酯键连接
<220>
<221> modified_base
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<223> 可以是锁定核酸胞苷
<220>
<221> modified_base
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<220>
<221> modified_base
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<220>
<221> modified_base
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<220>
<221> modified_base
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<220>
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<220>
<221> modified_base
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<223> 可以是锁定核酸腺苷
<220>
<221> modified_base
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<223> 可以是锁定核酸胸苷
<400> 179
ccgggacaag tgcaat 16
<210> 180
<211> 23
<212> RNA
<213> 人工序列
<220>
<223> miR-19b模拟物
<220>
<221> modified_base
<222> (1)..(1)
<223> 可以是O甲基尿苷
<220>
<221> modified_base
<222> (2)..(2)
<223> 可以是O甲基胞苷
<220>
<221> modified_base
<222> (5)..(7)
<223> 可以是O甲基尿苷
<220>
<221> modified_base
<222> (10)..(10)
<223> 可以是O甲基胞苷
<220>
<221> modified_base
<222> (11)..(12)
<223> 可以是O甲基尿苷
<220>
<221> modified_base
<222> (16)..(18)
<223> 可以是O甲基尿苷
<220>
<221> modified_base
<222> (22)..(22)
<223> 可以是O甲基胞苷
<220>
<221> misc_feature
<222> (23)..(23)
<223> 可以具有含有连接的6碳接头的胆固醇缀合物
<400> 180
ucaguuuagc uuggauuugg aca 23
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<211> 25
<212> RNA
<213> 人工序列
<220>
<223> miR-19b模拟物
<220>
<221> modified_base
<222> (3)..(3)
<223> 可以是氟尿苷
<220>
<221> modified_base
<222> (5)..(5)
<223> 可以是氟胞苷
<220>
<221> modified_base
<222> (9)..(9)
<223> 可以是氟尿苷
<220>
<221> modified_base
<222> (10)..(11)
<223> 可以是氟胞苷
<220>
<221> modified_base
<222> (13)..(13)
<223> 可以是氟尿苷
<220>
<221> modified_base
<222> (15)..(15)
<223> 可以是氟胞苷
<220>
<221> modified_base
<222> (20)..(20)
<223> 可以是氟胞苷
<220>
<221> modified_base
<222> (21)..(21)
<223> 可以是氟尿苷
<220>
<221> misc_feature
<222> (23)..(25)
<223> 可以通过硫代磷酸酯键连接
<400> 181
ugugcaaauc caugcaaaac ugauu 25
<210> 182
<211> 22
<212> DNA
<213> 人工序列
<220>
<223> mGAPDH引物
<400> 182
aatgtgtccg tcgtggatct ga 22
<210> 183
<211> 22
<212> DNA
<213> 人工序列
<220>
<223> mGAPDH引物
<400> 183
agtgtagccc aagatgccct tc 22
<210> 184
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列
<220>
<223> mFZD4引物
<400> 184
agagagaaga gggggaatgg 20
<210> 185
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列
<220>
<223> mFZD4引物
<400> 185
tgtgtgtggg ctgaagtgtt 20
<210> 186
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列
<220>
<223> mLrp6引物
<400> 186
tgtggtaaac cccgagaaag 20
<210> 187
<211> 19
<212> DNA
<213> 人工序列
<220>
<223> mLrp6引物
<400> 187
atcctgttgg cacctgaga 19
<210> 188
<211> 30
<212> DNA
<213> 人
<400> 188
ataggauuuu uuuuuuuugc acugcctgca 30
<210> 189
<211> 30
<212> DNA
<213> 人
<400> 189
aaauuucuug gcaacuuugc auucacacag 30
<210> 190
<211> 30
<212> DNA
<213> 人
<400> 190
acuaaaaguu uuauuuuugc aaacuaaaua 30
Claims (42)
1.促进有此需要的受试者中的伤口愈合的方法,其包括施用包含与miR-19互补的序列的miR-19寡核苷酸抑制剂。
2.权利要求1的方法,其中所述miR-19寡核苷酸抑制剂降低miR-19的功能或活性。
3.权利要求1的方法,其中所述miR-19寡核苷酸抑制剂选自表1。
4.权利要求1-3中任一项的方法,其还包括施用用于促进伤口愈合的另外的试剂。
5.权利要求4的方法,其中所述另外的试剂是包含与miR-92互补的序列的miR-92寡核苷酸抑制剂。
6.权利要求5的方法,其中所述miR-92寡核苷酸抑制剂的施用降低miR-92的功能或活性。
7.权利要求5或6的方法,其中所述miR-92寡核苷酸抑制剂选自表2。
8.权利要求4-7中任一项的方法,其中序贯施用所述miR-19寡核苷酸抑制剂和所述另外的试剂。
9.权利要求4-7中任一项的方法,其中同时施用所述miR-19寡核苷酸抑制剂和所述另外的试剂。
10.权利要求1-9的方法,其还包括添加生长因子。
11.权利要求10的方法,其中所述生长因子是血小板衍生生长因子(PDGF)和/或血管内皮生长因子(VEGF)。
12.权利要求1-11中任一项的方法,其中所述受试者是人。
13.权利要求1-12中任一项的方法,其中所述受试者患有糖尿病。
14.权利要求1-13中任一项的方法,其中所述伤口愈合是针对慢性伤口、糖尿病性足溃疡、静脉淤滞腿溃疡或受压溃疡。
15.权利要求1-3中任一项的方法,其中与无治疗相比,所述miR-19寡核苷酸抑制剂的施用在伤口愈合期间产生增加的再上皮化、肉芽形成和/或新生血管发生的速率。
16.权利要求5-9中任一项的方法,其中与无治疗或仅用miR-19寡核苷酸抑制剂或miR-92寡核苷酸抑制剂治疗相比,miR-19寡核苷酸抑制剂和miR-92寡核苷酸抑制剂的施用在伤口愈合期间产生增加的再上皮化、肉芽形成和/或新生血管发生的速率。
17.寡核苷酸抑制剂,其包含与miR-19互补的序列,其中所述序列还包含一个或多个锁定核酸(LNA)核苷酸和一个或多个非锁定核苷酸,其中至少一个非锁定核苷酸包含化学修饰。
18.权利要求17的寡核苷酸抑制剂,其中所述寡核苷酸抑制剂与miR-19a互补。
19.权利要求17的寡核苷酸抑制剂,其中所述寡核苷酸抑制剂与miR-19b互补。
20.权利要求17-19中任一项的寡核苷酸抑制剂,其中所述锁定核酸(LNA)核苷酸具有2’至4’亚甲基桥。
21.权利要求17-20中任一项的寡核苷酸抑制剂,其中所述化学修饰是2’O-烷基或2’-卤代修饰。
22.权利要求17-21中任一项的寡核苷酸抑制剂,其中所述寡核苷酸抑制剂具有5’帽结构、3’帽结构或5’和3’帽结构。
23.权利要求17-22中任一项的寡核苷酸抑制剂,其进一步包含悬垂的亲脂性基团。
24.权利要求17的寡核苷酸抑制剂,其中所述序列选自表1。
25.药物组合物,其包含权利要求17-24中任一项的寡核苷酸抑制剂或其药学可接受盐和药学可接受载体或稀释剂。
26.权利要求25的药物组合物,其进一步包含miR-92寡核苷酸抑制剂,所述miR-92寡核苷酸抑制剂包含与miR-92互补的序列。
27.权利要求26的药物组合物,其中所述序列选自表2。
28.权利要求26或27的药物组合物,其中所述组合物中miR-19寡核苷酸抑制剂的量与miR-92寡核苷酸抑制剂的量的摩尔比为约1:99至约99:1。
29.权利要求28的药物组合物,其中所述miR-19寡核苷酸抑制剂与所述miR-92寡核苷酸抑制剂的摩尔比为约1:1。
30.治疗有此需要的受试者中的伤口的方法,其包括向所述受试者施用权利要求25-29中任一项的药物组合物。
31.权利要求30的方法,其中所述伤口是慢性伤口、糖尿病性足溃疡、静脉淤滞腿溃疡或受压溃疡。
32.用于在接受用于调节伤口愈合的治疗剂的受试者中评估或监测所述治疗剂的效力的方法,其包括:
a)测量来自受试者样品的一种或多种作为miR-19靶物的基因的表达;并且
b)将所述一种或多种作为miR-19靶物的基因的表达与预定参考水平或对照样品中一种或多种作为miR-19靶物的基因的水平比较,其中所述比较指示所述治疗剂的效力,其中所述治疗剂是包含选自表1的序列的寡核苷酸。
33.权利要求32的方法,其中所述一种或多种作为miR-19靶物的基因是卷曲蛋白-4(frizzled-4,FZD4)或低密度脂蛋白受体相关蛋白6(LRP6)。
34.权利要求32或33的方法,其中所述治疗剂调节miR-19功能和/或活性。
35.权利要求32-34中任一项的方法,其中所述受试者患有缺血、心肌梗死、慢性缺血性心脏病、外周或冠状动脉闭塞、缺血性梗死、中风、动脉粥样硬化、急性冠状动脉综合征、冠状动脉疾病、颈动脉疾病、糖尿病、慢性伤口、外周血管疾病或外周动脉疾病。
36.权利要求32-35中任一项的方法,其中所述受试者是人。
37.评估试剂促进血管生成或伤口愈合的能力的方法,其包括:
a)使细胞与所述试剂接触,其中所述试剂是包含选自表1的序列的寡核苷酸抑制剂;
b)测量在与所述试剂接触的细胞中一种或多种作为miR-19靶物的基因的表达;并且
c)将所述一种或多种作为miR-19靶物的基因的表达与预定参考水平或对照样品中一种或多种作为miR-19靶物的基因的水平比较,其中所述比较指示所述试剂促进血管生成或伤口愈合的能力。
38.权利要求37的方法,其中所述一种或多种作为miR-19靶物的基因是FZD4或LRP6。
39.权利要求37或38的方法,其还包括测定与所述试剂接触的细胞中的miR-19功能和/或活性。
40.权利要求37-39中任一项的方法,其中所述细胞是哺乳动物细胞。
41.权利要求40的方法,其中所述细胞是心肌细胞、肌肉细胞、纤维细胞、成纤维细胞、角质形成细胞或内皮细胞。
42.权利要求37-41中任一项的方法,其中所述细胞在体外、体内或离体。
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