CN1799624A - 一类封闭人类HIF－1α基因和调控网络中下游相关基因的染色质肽 - Google Patents

一类封闭人类HIF－1α基因和调控网络中下游相关基因的染色质肽 Download PDF

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Abstract

一类能够封闭人类细胞缺氧反应途径的染色质肽药物分子，该类分子是相关转录因子的DNA亲和结构域序列或它们的仿生分子或衍生物，包含5－100个氨基酸残基，它们能够特异性牢固地结合到HIF－1α基因自身启动子或其表达的转录因子驱动的超过40个下游基因启动子上，所述分子可长久地关闭包括细胞糖酵解反应和/或免疫发炎反应和/或血管发生反应的细胞缺氧反应的分子途径，从而长期关闭晚期癌症细胞或者慢性炎症细胞在缺氧条件下无控制增殖。

Description

一类封闭人类HIF-1α基因和调控网络中下游相关基因的染色质肽
技术领域
本发明属于人类基因组学和恶性肿瘤生物自身治疗途径/技术领域。更具体地说，本发明涉及一类封闭人类HIF-1α基因和调控网络中下游相关基因的染色质肽药物分子，以及它们用于在制备***的药物中的用途。染色质肽是一种寡聚肽，是生物体内一些转录因子的降解产物，一般含有5-100aa。它们是某种转录因子和DNA结合的结构域/DNA-binding Domain(DNA结合域)片段。
本技术所指的染色质肽，是转录因子HIF-1α和在调控网络中与HIF-1α相关的转录因子及辅助蛋白的降解产物及其仿生分子，这些染色质肽有同源氨基酸序列，它们实际上是这些转录因子及辅助蛋白与HIF-1α编码基因和相关基因结合的DNA-Binding Dormain。这些染色质肽可以牢固地结合到HIF-1α编码基因和相关基因的增强子/启动子/沉默子上，重构这些基因的染色质运行轨道，长久地关闭这些基因的表达，从而长久地关闭包括细胞累进增殖/细胞糖酵解反应，免疫发炎反应和血管发生反应的细胞缺氧反应(hypoxiaresponse)的多米诺骨牌/Domino式基因转录调控瀑布/Transcriptionalregulatory cascades，从而长期关闭中晚期癌症细胞或者慢性炎症细胞在缺氧条件下无控制增殖，终止导致癌细胞近端侵润的发炎反应和急剧恶化及远端转移的血管发生反应。这些分子是可以用于预防和治疗癌细胞恶性无控制增殖，侵润和转移的治本药物。
背景技术
在生物体内每一种反应都受到顺(cis)和反(trans)两个方向的调节。这种正反方向的调节，维持了生物生命活动的平衡有序。这种调节必然涉及到两个相互关联的调节分子。基于生物进化节俭的原理，一种分子在完成了一个方向的调节后，变构或者一级结构发生改变，减弱或抑制它所促进的反应，而成为另外一个方向的调节分子。染色质肽和它的前体转录因子在功能上是互相诘抗的，通过这种方式，共同来源的分子完成cis和trans两个方向的调节。
每天都有成千上万人被恶性肿瘤折磨致死，另外却有更多的人得以死里逃生，带瘤生存好多年，甚至完全痊愈；有证据表明，人体每天产生30-100个癌细胞，每天都有癌细胞在身体里不断地发生和消灭，但是大部分情况下，人却没有因为癌细胞的不断产生而生病。人类的身体本身表现出对癌的顽强的抑制能力，甚至治愈能力。那么身体究竟是通过什么方式治愈了许多患者的癌症，癌细胞又是通过什么机制，逃逸了身体的控制，致许多患者于死地？我们发现在人体内存在一些具有生物活性的染色质肽，它们是某种转录因子和DNA结合的结构域/DNA-binding Domain片段：在基因转录过程中，转录因子特异性识别和结合在特征的调控元件/基因启动子上，激活基因的转录；然后变构和脱离调控元件；当转录因子驱动的下游基因多米诺骨牌式连动受到被某些外界条件限制，比如缺乏氧气供应而被堵塞时，表达的转录因子蛋白过量积累起来，就会激发蛋白酶复合体/proteasome反应而被降解成这些染色质肽，它们保留有原来转录因子对其DNA-底物的特异性亲和力，能够结合到被调控的下游基因的结合位点而负反馈地封闭这些基因表达。许多导致肿瘤发生/恶化的原癌基因的过度转录都是通过这种生命体固有的“断匙关闭效应”封闭了自己或者下游被调控基因的过度表达，从而牢固地关闭所在细胞的恶性增殖；这可能是许多癌症患者得以痊愈或者长期带瘤生存的根本原因；更多的患者死于恶性基因的持续过度表达导致的细胞过度增殖，可能是其身体没有能够引发出足够的“断匙关闭效应”的染色质肽，来关闭恶性基因的过度表达。因此，合成和补充这些染色质肽或者它们的仿生分子来关闭恶性基因的过度表达，进而关闭其所在肿瘤细胞的恶性化增殖，就有希望成为治愈癌症的最佳途径。我们发现了一些能够关闭某些关键恶性基因表达的染色质肽。
和生命自身制备的另一种治本药物-抗体相比，染色质肽与其有许多相似之处，它们各自也拥有各自特异的功能，从不同的方面，服务于身体的健康维护和生命的延续：抗体是一类蛋白质，识别和结合于某些外源性病原体的特异抗原，由此引发补体反应，降解和清除掉这些有害身体的病原体；身体能够通过基因重组编码出6万种以上针对不同抗原的抗体，其中只有很少部分被大量克隆而使用：当身体里侵入某种病原体时，抗体对抗原就像一个印模对一把钥匙一样地加以适形地识别和结合，然后把分泌和抗原相互形成锁-匙镶嵌结构的适形抗体的细胞加以克隆和使用；因此，免疫反应和抗体是一种生命进化出来的专业防卫外源性病原体侵入的生理功能。染色质肽是一类从转录因子降解出来的寡聚肽，识别和结合于被该转录因子本身和它驱动的下游基因启动子上特异DNA结构域序列，封闭这些启动子和关闭了这些基因的失控表达；细胞的自主性生长和增殖实质上是一种被其染色质模版规范下的基因转录的多米诺骨牌式连动，当这个连动网络被某些细胞内外因素干扰而阻挡时(比如缺氧而没有足够的ATP供应启动细胞***基因活动链时)，这个基因表达瀑布的上游就会淤积过多的转录因子蛋白质，进而激发蛋白酶复合体/proteasome/水解反应，降解掉这些垃圾废物，其中那些转录因子和其作用底物DNA之间识别和亲和的结构域/DNA-binding Domain/片段被保留下来，结合在底物DNA上，封闭和关闭了这个失控的基因表达瀑布和细胞生长/增殖活动，就像一把断柄的钥匙，封闭了锁孔，阻断了其它钥匙再来开门一样；因此，基因钥匙/转录因子的断匙反应和染色质肽是一种生命进化出来的防卫内源性基因突变导致的基因表达失控的生理功能。总之，抗体和染色质肽都承担着保卫身体，维持生命延续的生理功能：抗体主外，负责抵抗外来入侵之敌，把外源性病原体消灭至身体可以容忍的水平之下；染色质肽主内，负责镇压内部叛乱之敌，把恶性基因的过度表达抑制到身体可以容忍的水平之下；由于这两种护卫机制都是按照“后发制人”方式进行的，当病原体过度增殖到一定数量时，才能激发出免疫反应，选择性克隆足够量的对应抗体，在恶性转录因子过度淤积后，才能激发出断匙反应，降解出足够量的染色质肽。但是有时候，这些生命自身的防卫能力不足以击败所有的敌人，维护生命永久的生存；通过注射疫苗和补充染色质肽方式，补充和增强生命自身的防卫能力，就能够维护生命更长久的延续。我们知道，100年前，人类用疫苗成功地控制了许多致命的外源性病原体-细菌和病毒性疾病。现在，我们用补充相关的染色质肽的方法，就可以控制内源性病原体-恶性细胞疾病。
近年来，大量的研究已经积累了多方面的证据，表明生物体确实进化出上述蛋白质的“断匙关闭效应”和染色质肽护卫机制，生物体内确实存在活性染色质肽，关闭恶性细胞和病毒累进性增殖以及细胞的缺氧生理反应。
转录因子和其衍生的染色质肽之间的关系是功能拮抗。这种蛋白质/衍生肽之间功能拮抗现象有，HIF-1α/C-FOS/C-Myc这三个细胞增殖启动基因的启动子上都包含有组织发生的Cis-转录调控元件(即组织分化的Trans-转录调控元件)，HIF-1α上的红细胞发生的Cis-NFE2元件，C-FOS上的B-细胞发生的Cis-MITF元件和C-Myc上的T-细胞发生的Cis-NFAT元件，它们分明是在细胞发育成熟时，启动组织分化功能基因群的同时，在HIF-1α/C-FOS/C-Myc基因转录运动的染色质轨道上，封闭了胚胎干细胞转录因子的结合位点，从而重构了细胞的染色质表型，把胚胎期干细胞累进性增殖表型重构为成熟期分化细胞的动态平衡性增殖表型。
许多恶性肿瘤细胞都会在快速增殖到一定数量时，由于缺氧而停止下来。从分子机制分析，启动细胞增殖需要充足氧气和营养，而驱动上游恶性基因的持续过度转录并不需要大量能量，因此，氧气缺乏时只能直接导致下游增殖基因活动的停止，不会直接导致上游恶性基因的持续过度转录的停止；因此，能量缺乏直接导致下游细胞增殖基因活动停止，下游基因发出的终止信号才间接导致上游恶性基因转录的停止；这个终止信号是是通过恶性转录因子过度淤积引发的蛋白酶复合体效应产生的染色质肽来传递并完成信号目标。
蛋白质/蛋白质或者蛋白质/DNA之间的特异性识别和结合是生命分子通讯活动的基本方式，二者之间的结合一般是硬性结构之间的镶嵌/钥匙-锁方式的结合，这些结构域序列多是由疏水的氨基酸组成，当它们处于游离态时，因为有低的水溶性而较难被蛋白水解酶所降解；当二者之间处于结合态时，这个结构域部分也会因为蛋白酶分子难以接近而不能被降解；由于结构域的这些化学特征，导致这些结构在蛋白酶复合体反应中经常幸免于难，疏水衍生肽也比全序列蛋白半衰期长，有效功能剂量要低得多。另外，我们选择用于药物治疗的染色质肽，含有较多的碱性氨基酸，有利于药物向微酸环境的癌块部位集中。
二种全序列分子的调节亚基/结构域之间结合，会引发功能亚基的变构和功能的行使，然后二种分子则相互分离，实现动态的功能或者信息传递的反式调节/Trans-regulating功能作用；当一种降解分子的结构域和另一种全序列分子的结构域之间结合时，就会形成某种静态和长久的顺式调节/Cis-regulating表型结合。因此，染色质肽/转录因子是一种生命分子网络稳定效应，而基因表达网络的断匙关闭效应则是一种细胞染色质模版和生长表型的稳定效应，关闭细胞于稳定的表型。从动态波动到静态稳定，这就是细胞/系增殖的动态平衡原理。综上所述，细胞的自主性增殖活动，被限制在细胞内一个有限的空间里；基因表达和表达物蛋白质作用这两个多米诺骨牌式连动交织在一起的定向运动，实际上是一种多个基因群开关连动，一个基因群启动，活动后即关闭，接着启动下游基因群的活动；每个蛋白质正向活动完成后，需要将自己降解掉，为后面的活动让出活动空间；有时还要关闭这个蛋白质的表达或者作用，以便进入下一个蛋白质的连动；于是生命体在长期的进化中，修炼出这种一个蛋白质分子，完成一个功能活动的启动和关闭两个开关动作的省力协调效应。
传统的杀伤治疗是针对处于增殖状态的细胞的，实际上，许多重要的健康细胞，如骨髓，上皮细胞等等都增殖得比肿瘤细胞还快。这些治疗都是以牺牲更多健康细胞为代价；这就是传统化疗，放疗和中医疗法的共同弊病。免疫治疗和基因治疗，是可以做到对恶性细胞有选择性的，特别是抗血管治疗甚至不伤及正常细胞。免疫治疗不能奏效是因为，在大部分情况下，没有肿瘤细胞特异性的免疫原，现有的研究表明，自然发生的恶性肿瘤细胞的抗原与正常细胞比较，只有量的差异，而没有性质的区别；上述的基因治疗不能奏效是因为选错了药物的作用靶位：即把药物靶位定位在基因产品，瞬间表达后就瞬间消失的动态mRNA或者蛋白质上面，只能暂时地改变和干扰细胞的恶性动能，而不能永久地改变和封闭其恶性表型。只有把药物靶位定位在稳定静态的规范基因多米诺骨牌式连动的DNA轨道和基因表达的调控元件上，才能永久地改变和封闭细胞的恶性表型而实现根治。
自然杂志2003年5月号连续3个评论集中到HIF-1α转录因子，描述这个缺氧诱导因子/hypoxia inducible factor-1α启动一群基因，行使着某些急救功能(Kirsty Minton THERAPEUTICS：It’s suffocating in here！NatureReviews May 2003Vol 3 No 5)：在身体某个部位损伤而缺血时，它就好像是身体的一个救护车，首先启动该组织糖酵解途径，在不需要氧气的情形下产生ATP能量，提供给将被窒息的细胞以救急；同时通过生物110信号调动巨噬细胞和中性粒细胞等免疫细胞来清理死亡的细胞和细胞间质，以提供存活细胞的生存空间；还要通过生物120信号调动周围组织的毛细血管向这里生长，输送血液给这里缺氧的组织。恰恰是这个身体里的救护车，在肿瘤细胞恶性生长和慢性炎症细胞发炎时，变成了一个纵火犯：它启动了肿瘤细胞内糖酵解途径，产生ATP急救即将因为缺氧而濒于窒息的癌细胞；它也呼叫免疫炎症反应清除坏死的组织，提供存活癌细胞以生存空间和侵润的机会；此外它还诱导血管向癌细胞这里生长，以提供给癌细胞新的氧气供应和转移的机会。总之，我们的身体还没有进化出明辨是非的智慧，HIF-1α转录因子启动的这个救护车既救助了良性组织的损伤，也会毫不迟疑地救助肿瘤细胞从上述染色质肽断匙关闭效应封闭的窒息状态中逃逸出来，导致部分癌症患者病情恶化而死亡。
肿瘤细胞的恶性增殖在什么情形下会激发这种染色质肽的关闭效应，实现了身体的自我治愈，什么情形下没有能够启动这种关闭效应，逃脱了身体的控制？细胞增殖的第一个限制因子是氧气，细胞增殖随着细胞数目的增加，在有限空间里，细胞密度也随之而增加，氧气和葡萄糖的供应则随之而减少，细胞增殖速度放慢，最后直至停止。总之，细胞增殖能力和细胞增殖数目之间成反比例关系，最后增殖和封闭出一个确定细胞数目和大小的组织团块。典型的生理例证有皮肤远氧性封闭，皮肤最里层的基底细胞接近血管，得到充足的氧气一层层向外侧增殖，氧气减少而增殖速度放慢，直到表皮终末细胞/End cell，因为缺氧而停止***，进入细胞核固缩的凋亡状态。
典型的病理例证有肿瘤缺氧性封闭：某些信号基因突变导致细胞脱离外界信号控制，比如接触抑制的失控，细胞就会不断地增殖，一直增殖到氧气降低到一个临界点，细胞停止***：或者进入凋亡状态，或者处于休眠状态。上述氧气最低临界值启动的细胞增殖封闭，其分子机制可能是，MYC类转录因子启动下游细胞增殖基因群，推动下游细胞增殖基因的多米诺骨牌式表达连动和进入细胞***途径，当氧气低于临界值时，这个连动则停止，MYC类转录因子积累到一个最高临界值，则诱导/激活蛋白酶复合体/proteasome反应，把这些细胞增殖启动分子和细胞凋亡关闭分子降解成染色质肽，封闭这些促进细胞增殖的转录因子基因的表达；如果MYC类断匙肽关闭效应失控，HIF-1α类的断匙肽关闭效应限制了肿瘤细胞的营养和能量供应。人类长期进化的结果，身体具有了多层次，多途径的抵抗恶性细胞脱控制增殖的能力，这就是身体自我治愈的机制。当某些组织细胞染色体突变或者基因变异，会引发HIF-1α低氧诱导途径失控，细胞恶性增殖，侵润和转移就会通过下列三个HIF-1α失控步骤逃逸窒息性染色质肽关闭的：HIF-1α首先启动了肿瘤细胞内的糖酵解途径，提高细胞对低氧环境的耐受性而进入肿瘤原位累进性增殖步骤；接着它诱导免疫炎症反应清除坏死的组织，提供存活癌细胞以生存空间和侵润的机会，进入肿瘤原位侵润阶段；最后它还诱导血管向癌细胞块这里生长，以提供给癌细胞新的氧气供应和转移的机会，进入肿瘤异位转移阶段。这些细胞恶性增殖的启动和阻断都是分别通过促细胞增殖的转录因子和它在断匙关闭效应中降解的染色质肽来实现的：从MYC类转录因子降解的染色质肽和从HIF-1α类转录因子降解的染色质肽关闭了细胞的恶性发炎和转移，缓和了细胞恶性增殖，侵润和转移。
这里特别指出，恶性肿瘤细胞和正常细胞在营养和能量的供应及需求方面，存在巨大差异。有数据表明，细胞生长需要的能量和营养比维持细胞活性所需要的能量和营养要高得多。而恶性肿瘤细胞由于其比正常细胞快得多的脱控制生长速率，又消耗比正常的生长细胞高得多的营养和能量。著名外科医生Moses Judah Folkman发现，恶性肿瘤的产生伴随着大量血管的新生，这是肿瘤细胞加大给自身的氧气供给进而加大能量供给和营养供给的手段之一；不仅如此，另外一方面，恶性肿瘤细胞还通过促进血红素生成，启动无氧代谢—即糖酵解途径和提高氧气和葡萄糖透过细胞膜及血管的速度来弥补供氧和能量方面的不足。Folkman提出了抗血管治疗的概念，是着眼于限制恶性肿瘤细胞的氧气和能量供应。但是，这种抗血管治疗药物的靶位是促进血管生成的血管生成素—基因表达的产物，它没有切断血管生成素的来源—血管生成素编码基因，在治疗过程中需要不断地补充抗血管生成素物质或者抗血管生成素。
当肿瘤细胞增殖和迁移失控时，患者病情恶化，直至死亡。从这个角度看，不管患者病情恶化到什么程度，只要你用从HIF-1α因子降解的染色质肽关闭细胞的恶性化途径，就能够稳定病情，挽救生命。另外一方面，细胞恶性增殖有HIF-1α途径以外的发动机制。但是，任何实体肿瘤的恶性生长，都必须突破能量和营养限制。因此HIF-1α转录因子和它调控的转录因子的表达，对于所有实体肿瘤的恶性生长都是必须的。对于通过突破HIF-1α主导的氧气限制和MYC类调控的锚地依赖及接触抑制途径而导致的肿瘤恶性生长，我们设计的封闭剂，一方面可以实现细胞表型直接从恶性表型向正常细胞表型的转变，另外一方面可以使肿块因为缺乏氧气和能量而死亡。对于其它机制导致的恶性肿瘤，则主要是通过营养，氧气和能量的限制而导致癌细胞死亡。
综上所述，我们分析了HIF-1α这个缺氧限制因子在人体内的作用和它在恶性肿瘤发生过程中的作用；分析了由相关转录因子降解而生成的染色质肽与衍生前体的功能诘抗作用以及染色质肽结合到基因的染色质模板沉默子/增强子/启动子上所产生的断匙肽效应。在这些基础上，我们发明染色质肽作为恶性肿瘤的额治标治本药物。
发明内容
本发明涉及的染色质肽，实质上是从人类身体本身驱动细胞糖酵解反应，免疫发炎反应和血管发生反应的多米诺骨牌式基因表达活动瀑布的转录因子衍生/降解而成的寡聚肽和它们的仿生分子；这些转录因子启动了肿瘤细胞恶性增殖，发炎和血管发生，进而导致癌细胞恶性生长，侵润和转移；而从它们衍生/降解而成的染色质肽关闭了这些肿瘤细胞的恶性生长，侵润和转移，从而不断地实现了许多癌症患者的“不治而愈”；本技术包括，从人类基因组数据库中筛选出的几种染色质肽和这些染色质肽的衍生物，它们可以封闭原癌基因，切断癌细胞能量供应，使其死亡或凋亡；或者转化恶性肿瘤细胞表型。这些染色质肽可以用于人类各种恶性肿瘤(包括髓性来源的流体肿瘤)的预防和治疗。这些染色质肽是具有治本疗效和预防作用的生物活性药物和仿生药物。
因此，本发明的目的是提供：
1、一类能够封闭人类癌细胞细胞缺氧反应途径的染色质肽药物分子，该类分子是相关转录因子的DNA亲和结构域序列或它们的仿生分子或衍生物，包含5-100个氨基酸残基，它们能够特异性牢固地结合到HIF-1α基因自身启动子或其表达的转录因子驱动的超过40个下游基因启动子上。所述分子可长久地关闭包括细胞糖酵解反应和/或免疫发炎反应和/或血管发生反应的细胞缺氧反应的分子途径，从而长期关闭晚期癌症细胞或者慢性炎症细胞在缺氧条件下无控制增殖，导致癌细胞近端侵润的发炎反应和远端转移的血管发生反应，从而达到预防和/或治疗癌细胞恶性无控制增殖，侵润和转移的目的。
2、根据以上第1项的染色质肽药物分子，其选自序列表中序列1-21中的任何一种或多种。
3、根据第2项的染色质肽药物分子，与第2项所指的21个染色质肽的任何一种有最小3个氨基酸同源系列的、能够封闭HIF-1α基因或其中/下游相关基因DNA-亲和结构域的5-100个氨基酸的肽或肽衍生物。
4、根据以上第1-3项的任何一项的染色质肽，其为结合并封闭HIF-1αHRE调控元件的任何氨基酸系列的Trans-染色质肽，由5-100个氨基酸组成。
5、根据以上第1-3项的任何一项的染色质肽，其为结合并封闭HIF-1αXRE元件的任何氨基酸序列的Cis-染色质肽，由5-100个氨基酸组成。
6、根据以上第1-3项的任何一项的染色质肽，其为结合并封闭HIF-1α转录因子调控网络相关基因的任何氨基酸序列的染色质肽，由5-100个氨基酸组成。
7、通过对以上第2项所述的21个氨基酸序列的染色质肽或所有具有最小3个氨基酸同源结构的染色质肽进行氨基酸删除或添加所得到的封闭细胞缺氧反应途径的所有染色质肽衍生物，或通过对这些染色质肽末端或者侧链基团进行修饰所得到的所有封闭细胞缺氧反应途径的染色质肽衍生物。这些衍生物可改善细胞膜通透性和核膜通透性，改变药物半衰期和稳定性，改善染色质肽封闭细胞缺氧反应途径能力。
8、包含药学有效量的以上第1-7项的任一项的一种或多种染色质肽或衍生物和任选的药学可接受的载体的药物组合物。
9、以上第1-7项的任一项的染色质肽或衍生物或含有其的组合物在制备治疗人类恶性肿瘤或动物恶性肿瘤的药物中的用途。
10、根据第8项的药物组合物，其为注射制剂或口服胶囊及缓释药物。
11、根据以上第1-7项的任一项的染色质肽或衍生物，特征在于其能够结合到6个Trans-转录因子HIFA/PAS/NPA1/SIM1/SIM2/NPA3中的任何一个或多个的缺氧反应元件HRE(hypoxia response element)5’-[AG]CGTG-3’上；或者结合在5个Cis-转录因子ARNT/ARN2/BMAL/CLOC/NPA2中的任何一个或多个XRE(XENOBIOTIC RESPONSE ELEMENT)5’-caCGTGct-3’元件上的。
HIF-1α基因的中游/下游调控元件封闭剂可通过对HIF-1α蛋白转录因子调控元件的顺反子分析得到，仿生分子可通过随机肽技术和对这些天然封闭剂结构特征分析得到。
HIF-1α基因的中游/下游调控元件封闭剂—染色质肽药物分子能够封闭细胞缺氧反应途径的DNA-亲和结构域。
HIF-1α基因的中游/下游调控元件封闭剂—染色质肽药物分子封闭HIF-1α编码基因及其中/下游相关基因，具有高度特异性，除了封闭HIF-1α基因及其中/下游相关基因外，对其它基因的活性没有影响，另外它们对肿瘤细胞的HIF-1α基因及其中/下游相关基因DNA-亲和结构域有比正常细胞等位基因DNA-亲和结构域高得多的亲和力。
这些药物分子能够透过细胞膜，核膜，到达靶部位，因此，可以通过肌肉注射，静脉注射，皮肤渗透，静脉输液途径及肿快部位原位注射和口服胶囊的方法给药。给药量根据病人的具体情况，例如体重，年龄，具体的疾病和病情，以及医生的临床经验来决定，但通常可以是0.05-30mg/天，可以分一次或多次给药。
这些药物分子不能抵抗胃酸和胃蛋白酶的消化水解作用，因此，不能直接口服用药。
这些药物分子通过关闭缺氧反应途径的基因表达，切断肿瘤细胞的无氧酵解途径的能量供应，使恶性细胞由于缺乏能量而死亡/凋亡。
这些药物分子通过封闭HIF-1α基因及其中/下游相关基因，限制或者完全阻止肿瘤细胞诱发的癌块周围的炎症反应，阻止由此导致的癌细胞对周围组织的浸润。
这些药物分子，能够通过封闭HIF-1α基因及其中/下游相关基因，终止恶性肿瘤细胞刺激的血管生成反应，减缓或者终止恶性细胞的快速繁殖导致的急剧恶化和血液介导的转移。
这些药物分子对人体安全，不影响器官和组织的正常代谢，不影响组织和细胞更新，不影响人的生长发育。
这些药物分子可以用于治疗和预防所有不同机制引发的实体来源的恶性肿瘤，包括骨髓瘤和实体来源的流体恶性肿瘤，如T细胞白血病，B细胞白血病。
这些药物分子可以通过多肽化学合成法，基因工程菌发酵法，动物基因工程法，转录因子酶切法来获得。所有这些方法均是本领域的普通技术人员所已知的。
本发明的内容包括，一类用于封闭HIF-1α基因及其调控网络的相关基因的药物分子。这些药物分子可以制备成各种剂型的药物，通过原位注射或者静脉注射，皮肤渗透，肌肉注射和口服胶囊等方法，用于预防和治疗各类各期实体来源的癌变疾病。向人体补充这些人体本身具有的天然分子或仿生分子，提高人体对癌变细胞的清除能力，可以达到不伤害人体正常细胞、组织和器官，减缓癌变或者彻底根治癌症的目的。
本专利涉及到药物分子的设计，包括首先通过结合在缺氧反应/hypoxiaresponse的三个功能(细胞糖酵解反应，免疫发炎反应和血管发生反应)基因群(超过40个基因)调控元件上转录因子的聚类分析检索到该基因群共用的上游转录因子，HIF-1α，这个转录因子就是缺氧反应的蛋白分支素，它接受氧气和温度的调控，转变细胞从有氧反应表型到缺氧反应表型，而引发癌细胞的恶性增殖，侵润和转移。
本发明的内容包括从基因数据库中检索到HIF-1α相关转录因子两类共11个，一类是结合在缺氧反应元件HRE(hypoxia response element)5’-[AG]CGTG-3’上的6个Trans-转录因子HIFA/PAS/NPA1/SIM1/SIM2/NPA3；另一类是结合在XRE(XENOBIOTIC RESPONSE ELEMENT)5’-caCGTGct-3’元件上的5个Cis-转录因子ARNT/ARN2/BMAL/CLOC/NPA2；HRE类和XRE类转录因子协同作用，二者之间一般形成异源或者同源二聚体复合元件，分别负责基因转录的正负调控，HRE-元件上的Trans-转录因子启动基因转录，而XRE-元件上的Cis-转录因子则关闭基因转录。
本发明的内容也包括从基因数据库中检索出来的上述11个HIF-1α相关转录因子降解的衍生染色质肽和13个仿生分子，由此共计24个药物分子，其中有两对分子有完全相同的氨基酸序列，因此实际是21个药物分子(见序列表和表1，2)；它们无论是从正向Trans-Regulation还是负向调控Ci-Regulation的转录因子衍生，无论是天然的还是这些天然分子的仿生分子，都能够用来关闭缺氧反应hypoxia response的功能途径。我们把HRE元件和XRE元件类染色质肽分别命名为CPHTrans-n(Chromatin Peptide ofHIF-1αTrans-Regulation)和CPHCis-n(Chromatin Peptide of HIF-1αCi-Regulation)。我们设计的染色质肽药物分子的根据，染色质肽药物靶位和染色质肽衍生前体分类命名见表1。
表1HIF-1α相关转录因子和蛋白降解的染色质肽色质肽及其衍生药物分子
  染色质肽   转录因子前体   生物功能和适应症
  CPHTrans-1   HIF-1α   对缺氧适应反应的主要转录调节因子，在缺氧条件下HIF-1α启动包括***，葡萄糖运输，糖酵解酶，血管内皮生长因子和其它增加氧气供给或者激活对缺氧代谢适应有关的超过40个基因的表达。HIF-1α在胚胎血管生成，肿瘤血管生成和及炎症反应性疾病的病理学方面，起主要作用。
  药物序列   14aa Arg Arg Lys Glu Lys Ser Arg Asp Ala Ala Arg Ser Arg Arg10aa HRE Domain Arg Lys Glu Lys Ser Arg Asp Ala Ala Arg
  CPHTrans-2   PAS1   PAS1的活化需要CREBPB和EP300这些转录辅助因子的参与。和氧化调节蛋白APEX的相互作用能够激活CTAD。
  药物序列   13aa Arg Lys Glu Lys Ser Arg Asp Ala Ala Arg Cys Arg Arg10aa HRE Domain Arg Lys Glu Lys  Ser Arg Asp Ala Ala Arg
  CPHTrans-3   SIM1   一种转录因子，可能在胚胎发育和成年个体中有多种作用。与DNA的结合需要其它bHLH蛋白形成同源二聚体或者SIM1与ARNT形成异源二聚体。
  药物序列  SIM1 13aa Met Lys Glu Lys Ser Lys Asn Ala Ala Arg Thr Arg Arg9aa HRE Domain Lys Glu Lys Ser Lys Asn Ala Ala Arg
  CPHTrans-4   SIM2   可在发育过程中对组织形成有多种作用。与DNA的结合需要其它bHLH蛋白形成同源二聚体或者SIM1与ARNT形成异源二聚体。和Arnt协调作用调节CNS发育的主要转录因子。
  药物序列  SIM1 13aa Met Lys Glu Lys Ser Lys Asn Ala Ala Arg Thr Arg Arg9aa HRE Domain Lys Glu Lys Ser Lys Asn Ala Ala Arg
  CPHTrans-5   NPA3   在神经发育中可能有广泛作用。需要形成同源二聚体才能与DNA结合。
  药物序列  NPA3 17aa Arg Lys Glu Lys Ser Arg Asp Ala Ala Arg Ser Arg Arg Gly Lys GluAsn10aa HRE Domain Arg Lys Glu Lys Ser Arg Asp Ala Ala Arg
  CPHTrans-6   NPA1   神经元过氧化物酶结构域蛋白1
  药物序列  NPA1 13aa Arg Lys Glu Lys Ser Arg Asn Ala Ala Arg Ser Arg Arg10aa HRE Domain Arg Lys Glu Lys Ser Arg Asn Ala Ala Arg
  CPHCis-7   ARNT   转录因子，与HIF1A或者EPAS1/HIF2A形成异源二聚体通过Ah受体活性调控对缺氧的反应。
  药物序列  13aa Ala Arg Glu Asn His Ser Glu Ile Glu Arg Arg Arg Arg9aa XBE Domain His Ser Glu Ile Glu Arg Arg Arg Arg
  CPHCis-8   ARN2  与DNA的结合需要形成同源二聚体或者与ARYL或者炭氢化合物受体(AHR)及SIM1蛋白形成异源二聚体。对识别调节元件XRE特别重要
  药物序列   13aa Ser Arg Glu Asn His Ser Glu Ile Glu Arg Arg Arg Arg9aa XBE Domain His Ser Glu Ile Glu Arg Arg Arg Arg
  CPHCis-9   BMAL   CLOCK-BMAL1二聚体结合到E-box element(3’-cacgtg-5’)，激活PER1的转录，可能还激活有关生理周期蛋白。也可以形成同源二聚体与DNA结合
  药物序列   13aa Ala Arg G1u Ala His Ser Gln Ile Glu Lys Arg Arg Arg9aa XBE Domain His Ser Glu Ile Glu Lys Arg Arg Arg
  CPHCis-10   CLOC   生理节奏调节因子。CLOCK-BMAL1二聚体结合到E-boxelement(3’-cacgtg-5’)，激活PER1的转录，可能还激活有关生理周期蛋白。
  药物序列   13aa Lys Arg Val Ser Arg Asn Lys Ser Glu Lys Lys Arg Arg9aa XBE Domain His Ser Glu Ile Glu Lys Lys Arg Arg
  CPHCis-11   NPA2   神经元PAS结构域蛋白2，形成同源二聚体或者异元二聚体与DNA结合
  药物序列   NPA2 13aa Lys Arg Ala Ser Arg Asn Lys Ser Glu Lys Lys Arg Arg9aa XBE Domain Arg Asn Lys Ser Glu Lys Lys Arg Arg
  CPHCis-12   AHR   与细胞周期调节有关的转录因子，可能与组织发生及分化有关。AHR和ARNT形成异元二聚体，与其它激活辅助蛋白或抑制因子相互作用
  药物序列   28aa Arg Lys Arg Arg Lys Pro Val Gln Lys Thr Val Lys Pro Ile Pro Ala Glu Gly Ile Lys SerAsn Pro Ser Lys Arg His Arg
我们分析发现，结合HRE元件上HIFA/PAS/NPA1/SIM1/SIM2五个Trans-转录因子有10肽同源结构域：NH2-Arg Lys Glu Lys Ser Arg Asp Ala AlaArg-COOH。另外有共同的12肽同长结构域：NH2-Lys Glu Lys Ser Lys Asn AlaAla Arg Thr Arg Arg-COOH，这些同源结构域系列和同长结构域系列及它们的衍生多肽序列就是我们设计的药物分子序列(序列表)。
我们分析发现XRE元件上ARNT/ARN2/BMAL/CLOC/NPA2/AHR六个Cis-转录因子有9肽同源结构域NH2-His Ser Glu Ile Glu Arg Arg Arg Arg-COOH和12肽同长结构域：NH2-Arg Glu Ala His Ser Gln Ile Glu Lys Arg Arg Arg-COOH，这些同源结构域系列和同长结构域系列及它们的衍生多肽序列也是我们设计的药物分子序列(序列表)。
本发明设计的药物分子有明确的靶序列。除了与HIF-1α基因的调节区域沉默子/启动子/增强子结合外，调控网络中与转录因子HIF-1α相关的中游和下游的相关基因上，也有这些药物分子的结合位点。
封闭HIF-1α基因及其调控网络的相关基因的活性染色质肽的发明开始于一个支持某种生物功能反应的基因转录调控瀑布/Transcriptionalregulatory cascades的分析；这个基因转录调控瀑布理论认为，任何生物功能反应都是由多米诺骨牌式基因转录调控瀑布来实现的。这个瀑布由相关转录因子组成，上游因子结合下游因子的调控元件，启动下游蛋白转录因子的表达；同时每个转录因子也可以和编码本身的基因的启动子/沉默子/增强子结合，这样经过几个层次转录因子的联动，最后启动功能基因群的协同表达和功能的实现。
恶性肿瘤细胞的分子基础十分复杂，但是有一个简单和标准的定义还是适合于所有类型的恶性细胞，这就是细胞的脱控制增殖/RunawayProliferation；而良性细胞的增殖和更新都是被身体的微环境所调控的，正常细胞通常通过三种蛋白质作用途径被身体或者其它细胞所控制，它们分别被细胞之间直接接触通讯，间接分子通讯和氧气/营养供应所控制。这三个分子途径分别通过各自的细胞表型转换开关分子，蛋白分支素C-Myc/C-FOS/HIF-1α加以调控，这三个不同的细胞增殖蛋白质网络的下游都连接着细胞增殖/分化/凋亡功能基因群，它们的上游则被各种各样不同的组织/器官发生的Trans-转录调控因子和组织分化的Cis-转录调控因子所启动和关闭。
HIF-1α途径-氧气和营养物质的控制和恶性肿瘤的关系：细胞的更新和增殖需要比一般代谢更多的氧气和营养，有充足的血液供应，组织细胞才能够发育饱满充实；皮肤表皮细胞和和癌细胞团块中心细胞都是因为缺乏血液和氧气供应而停止增殖和凋亡的；许多早期癌症患者不治而愈，往往是受这种身体控制所致。近年来大量的研究发现，许多晚期癌症患者体内，肿瘤细胞的原位恶性增殖，侵润和异位转移都是因为逃逸了这种控制所致。逃逸这种细胞增殖的身体氧气控制出口是被称为低氧诱导因子/Hypoxia-inducible factor的转录因子HIF-1α，在含氧量正常的条件下，HIF-1α被羟基化，而与泛肽链接酶复合物的成分V蛋白相结合。最终导致HIF-1α的泛肽化而降解。在缺氧条件下，HIF-1α的羟基化被抑制。HIF-1α的作用是启动超过40个基因的转录，其中包括红细胞生成素/葡萄糖转运子/糖酵解酶/血管内皮生长因子等引导细胞低氧条件下生存的三种功能反应途径，其一是诱导不需要氧气获取ATP能量分子的葡萄糖酵解反应，该反应导致肿瘤细胞对缺氧环境的耐受性，能够在缺氧条件下恶性增殖；其二是诱导免疫炎症反应，处于糖酵解反应的肿瘤细胞发出指引炎症细胞向自己区域迁移的信号，这些信号诱导炎症细胞，包括巨噬细胞和中性粒细胞，从循环***出来向缺氧的癌组织周围迁移；该反应导致炎症细胞清除肿瘤区域的坏死细胞，进而导致存活的癌细胞向周边浸润；其三是诱导血管生成反应，缺氧的肿瘤细胞向周边毛细血管组织发出信号，引导它们向肿块区域生长，提供血液给癌细胞，该反应导致癌细胞获得氧气和营养，进而通过血管向异位转移。
细胞间氧气供应调控网络中断导致HIF-1α的无序脱控制表达，使癌细胞逃逸身体控制的途径，从表面上看，是蛋白质作用网络/瀑布中断引发的，实际上，如果这种蛋白质网络通讯的中断只是由于蛋白质/氧气的暂时缺损，而不是表达它们的基因DNA缺损，那么，这种中断只能导致细胞暂时进入增殖状态，在细胞完成增殖***之后，基因转录调控瀑布又会被规范和恢复到原来个体发育中形成的正常染色质轨道，驱动细胞分别回到非增殖状态；肿瘤细胞的恶性/累进性增殖能够发生和连续地维持是由于上述染色质轨道发生缺损，导致细胞增殖之后，上游转录因子不是驱动细胞功能代谢基因群转录瀑布，而是驱动上述细胞增殖控制基因群的转录瀑布，进而导致细胞进入增殖途径。
事实上，大多数癌细胞恶性发生都和某些包装表型细胞正常基因转录活动轨道的蛋白质/基因(通常称为肿瘤抑制基因)的缺损，导致基因转录活动脱离轨道有关。和表面现象相反，癌细胞逃逸身体控制开始于上述细胞增殖控制网络的蛋白质反常时间和过度剂量的表达，进而在细胞恶性优势选择规律和下面叙述的分支素因子转录反馈飞轮机制的驱动下，维持和加速了恶性化进程。结论，肿瘤的恶性增殖不是从蛋白质作用轨道逃逸的，而是从包装了Cis-蛋白质的DNA/染色质轨道上逃逸的，只有用Cis-蛋白质/DNA-binding Protein对这个轨道加以堵漏和修复，才能有效地抑制恶性蛋白的过度表达和癌细胞的无控制/Runaway增殖，实现恶性肿瘤的治本疗效，因此，微观基因转录调控瀑布驱动和维持了蛋白质作用调控瀑布，进而展示宏观的细胞增殖表象；细胞增殖的分子途径包括DNA/染色质Cis-调控轨道规范的上游的基因转录调控途径和基因途径驱动的蛋白质作用调控途径。
人类癌症发生机制复杂，与癌症发生相关的基因很多。现在我们综合分析，细胞无序繁殖的机制有逃脱C-Myc/C-FOS/HIF-1α调控网络三种途径。可能还有别的机制使细胞的繁殖无序化。封闭HIF-1α及其调控网络的下游基因，对所有来源和不同机制的脱控制的实体细胞繁殖，都有控制作用。首先，直接封闭了通过HIF-1α途径逃脱调控的细胞无序繁殖；其次，所有来源的实体肿瘤的恶性繁殖和转移，都通过激活HIF-1α过度表达，进而激活无氧酵解而给癌细胞提供能量，激活炎症反应而给予恶性细胞提供锚地和空间及刺激血管增殖而导致急剧恶化和转移，用染色质肽药物分子重构HIF-1α基因轨道，可以切断无氧酵解途径，控制癌块周围的过度炎症反应，抑制血管向癌块生长，也就减缓或者彻底抑制癌组织的繁殖，浸润和转移。因此，封闭HIF-1α基因的染色质肽基因封闭剂，对所有实体性肿瘤，有广泛疗效。
我们设计的染色质肽药物分子有相对于一般多肽长得多的半衰期。动物试验表明，用人工制备的乳腺癌鼠进行药物试验，每5天肿块部位直接注射用药一次，第一次用药5天后肿块开始明显衰退萎缩，1#，4#，11#，13#，14#，18#，20#染色质肽药物处理组用药后第20天后肿块完全消失(见实施例)。理论上，染色质肽药物分子并不能永久封闭相关的癌症发生基因。我们分析，由于人类自身的身体智慧，人体在大部分情况下，可以自己清除癌变细胞。癌症病人之所以因为癌而患病，是自身的体内防护机制发生了缺损。但是，这种缺损是可以恢复的。利用我们设计的染色质肽药物分子，一方面可以使大部分癌变细胞死亡，另外一方面，可以实现癌变细胞的表型转变。持续使用这些药物分子，可以大大降低体内癌细胞数量。这样，第一，体内癌细胞数量降到人体自身可以清除的限度；第二，由于恶性细胞增殖得到控制，人体的免疫及代谢和器官，组织功能得以恢复加强，也提高了人体对恶性细胞的监视和清除能力；最重要的是，为人体争取恢复自体对付恶性增殖能力的时间和机会。
我们通过对人类基因库检索和分析，设计并验证能够封闭转转录因子HIF-1α编码基因和相关中下游转录因子编码基因的的染色质肽封闭剂，并检测出其中一些封闭剂封闭的碱基序列位置。见表1，表2和序列表。
                              表2
封闭HIF-1α和相关转录因子基因的染色质肽药物氨基酸序列和靶位
  染色质肽编号   染色质肽氨基酸序列   靶位
  1   10aaArg Lys Glu Lys Ser Arg Asp AlaAla Arg   HIF-1α调控元件HRE(hypoxia response element)5’-[AG]CGTG-3’//ACGCTCACGTGCT(-307-295)转录因子HIF-1α在所有相关基因上的结合位点
  2   12aaLys Glu Lys Ser Lys Asn Ala AlaArg Thr Arg Arg   HIF-1α调控元件HRE(hypoxia response element)5’-[AG]CGTG-3’//ACGCTCACGTGCT(-307-295)转录因子HIF-1α在下游所有相关基因上的结合位点
  3   14aaArg Arg Lys Glu Lys Ser Arg AspAla Ala Arg Ser Arg Arg   HIF-1α调控元件HRE(hypoxia response element)5’-[AG]CGTG-3’//ACGCTCACGTGCT(-307-295)转录因子HIF-1α在下游所有相关基因上的结合位点
  4   13aaArg Lys Glu Lys Ser Arg Asp AlaAla Arg Cys Arg Arg   HIF-1α调控元件HRE(hypoxia response element)5’-[AG]CGTG-3’//ACGCTCACGTGCT(-307-295)HIF-1α在PAS1基因上的结合位点
  5   10aaArg Lys Glu Lys Ser Arg Asp AlaAla Arg   HIF-1α调控元件HRE(hypoxia response element)5’-[AG]CGTG-3’//ACGCTCACGTGCT(-307-295)HIF-1α在PAS1基因上的结合位点
  6   13aaArg Lys Glu Lys Ser Arg Asn AlaAla Arg Ser Arg Arg   HIF-1α调控元件HRE(hypoxia response element)5’-[AG]CGTG-3’//ACGCTCACGTGCT(-307-295)HIF-1α在转录因子NPA1基因上的结合位点
  7   17aaArg Lys Glu Lys Ser Arg Asp AlaAla Arg Ser Arg Arg Gly Lys GluAsn   HIF-1α调控元件HRE(hypoxia response element)5’-[AG]CGTG-3’//ACGCTCACGTGCT(-307-295)HIF-1α在转录因子NPA3基因上的结合位点
  8   13aaMet Lys Glu Lys Ser Lys AsnAlaAla Lys Thr Arg Arg   HIF-1α调控元件HRE(hypoxia response element)5’-[AG]CGTG-3’//ACGCTCACGTGCT(-307-295)HIF-1a在转录因子SIM2基因上的结合位点
  9   9aaLys Glu Lys Ser Lys Asn Ala AlaArg   HIF-1α调控元件HRE(hypoxia response element)5’-[AG]CGTG-3’//acgctcaCGTGct(-307-295)HIF-1α在转录因子SIM2基因上的结合位点
  10   13aaMet Lys Glu Lys Ser Lys Asn AlaAla Arg Thr Arg Arg   HIF-1α调控元件HRE(hypoxia response element)5’-[AG]CGTG-3’//ACGCTCACGTGCT(-307-295)HIF-1α在转录因子在SIM1和NPA3基因上的结合位点
  11   9aaLys Glu Lys Ser Lys Asn Ala AlaArg   HIF-1A调控元件HRE(HYPOXIA RESPONSE ELEMENT)5’-[AG]CGTG-3’//ACGCTCACGTGCT(-307-295)HIF-1A在转录因子在SIM1基因上的结合位点
  12   9aaHis Ser Glu Ile Glu Arg Arg ArgArg   HIF-1α调控元件XRE(XENOBIOTIC RESPONSE ELEMENT)5’-acgctcaCGTGct-3’(-310--298)转录因子HIF-1α在下游所有相关基因上的结合位点
  13   5aaGlu Arg Arg Arg Arg   HIF-1α调控元件XRE(XENOBIOTIC RESPONSE ELEMENT)5’-acgctcaCGTGct-3’(-310--298)转录因子HIF-1α在下游所有相关基因上的结合位点
  14   13aaAla Arg Glu Asn His Ser Glu IleGlu Arg Arg Arg Arg   HIF-1α调控元件XRE(XENOBIOTIC RESPONSE ELEMENT)5’-acgctcaCGTGct-3’(-310--298)转录因子HIF-1α在转录因子ARNT的基因上的结合位点
  15   9aaLys Glu Lys Ser Lys Asn Ala AlaArg   HIF-1α调控元件XRE(XENOBIOTIC RESPONSE ELEMENT)5’-acgc tcaCGTGct-3’(-310--298)转录因子HIF-1α在转录因子ARNT的基因上的结合位点
  16   13aaSer Arg Glu Asn His Ser Glu IleGlu Arg Arg Arg Arg   HIF-1α调控元件XRE(XENOBIOTIC RESPONSE ELEMENT)5’-acgctcaCGTGct-3’(-310--298)转录因子HIF-1α在转录因子ARN2的基因上的结合位点
  17   13aaAla Arg Glu Ala His Ser Gln IleGlu Lys Arg Arg Arg   HIF-1α调控元件XRE(XENOBIOTIC RESPONSE ELEMENT)5’-acgctcaCGTGct-3’(-310--298)转录因子HIF-1α在转录因子BMAL的基因上的结合位点
  18   9aaHis Ser Glu Ile Glu Lys Arg ArgArg   HIF-1α调控元件XRE(XENOBIOTIC RESPONSE ELEMENT)5’-acgctcaCGTGct-3’(-310--298)转录因子HIF-1α在转录因子BMAL的基因上的结合位点
  19   13aaLys Arg Val Ser Arg Asn Lys SerGlu Lys Lys Arg Arg   HIF-1α调控元件XRE(XENOBIOTIC RESPONSE ELEMENT)5’-acgctcaCGTGct-3’(-310--298)转录因子HIF-1α在转录因子CLOC的基因上的结合位点
  20   13aaLys Arg Ala Ser Arg Asn Lys SerGlu Lys Lys Arg Arg   HIF-1α调控元件XRE(XENOBIOTIC RESPONSE ELEMENT)5’-acgctcaCGTGct-3’(-310--298)转录因子HIF-1α在转录因子NPA2的基因上的结合位点
  21   9aaHis Ser Glu Ile Glu Lys Lys ArgArg   HIF-1α调控元件XRE(XENOBIOTIC RESPONSE ELEMENT)5’-acgctcaCGTGct-3’(-310--298)转录因子HIF-1α在转录因子NPA2的基因上的结合位点和转录因子的CLOC基因上的结合位点
从目前的研究结果和资料看，这些染色质肽也封闭了一些与糖酵解，炎症反应和刺激血管生长无关的一些转录因子或者阻断一些对正常细胞繁殖和代谢所必需的调控路线。例如对上游启动子包含的基因调控元件分析表明，HIF-1α的启动子上包含有骨髓发生的基因分支素MZF1 Trans-元件，神经发生的HEN Cis-元件，上皮组织发生的TAP4 1Cis-元件和红细胞发生的NFE2 Cis-元件，封闭HIF-1α编码基因，可能影响骨髓和上皮组织的更新代谢。另外对调控网络HIF-1α的下游相关基因进行分析，也有很多类似的现象。但是大量动物学安全试验表明，用我们设计的染色质肽封闭癌细胞的HIF-1α基因，动物安全试验的剂量达到0.5mg/kg体重(相当于设计的人体用药量6.25倍，)，试验动物的健康没有受到任何影响，幼年小白鼠及大白兔的生长发育没有受到影响(见实施例)。我们分析，第一，HIF-1α在成年人大部分组织，表达量较低甚至不表达，只有在那些损伤的组织里表达量较高，在成年个体，HIF-1α可能主要与缺氧急救有关；第二，转录因子组成的是调控网络，而不是直通路线，和HIF-1α相关的细胞增殖和组织发生及代谢，除了涉及HIF-1α的调控通路外，还有别的通路；第三，我们把细胞增殖的缺氧控制途径分支素-HIF-1α的调控元件HRE/XRE和空间控制途径分支素-C-MYC的调控元件RE(5’-CAC[GA]TG-3’)和需求控制途径的分支素-C-FOS的染色质肽同源结构域互相比较，发现HRE的天然Trans-染色质肽和C-MYC/C-FOS的染色质肽之间没有足够长的同源结构；因此，我们设计的封闭HIF-1α途径的Trans-染色质肽不会干扰C-MYC/C-FOS途径的生物功能，也就不会干扰涉及到直接通信和间接通信所调控的生物体细胞更新和分化的正常功能。
分析表明，这些染色质肽药物分子对癌细胞的HIF-1α基因的封闭具有高度专一性。第一是很少正常细胞的HIF-1α基因被封闭，而癌细胞的等位基因能与这些染色质肽特异结合，这可能是正常细胞的HIF-1α编码基因区域的DNA处于高度凝缩状态，不易与这些染色质肽结合；而在恶性细胞，HIF-1α编码基因被激活，处于舒展状态，易于和染色质肽药物分子结合。第二，在正常细胞和癌细胞的与转录调控因子HIF-1α网络调控无关的DNA区域，没有这些封闭剂的结合位点。
这些染色质肽能够被用来同时封闭HIF-1α基因本身的转录和HIF-1α转录因子所驱动的导致细胞缺氧反应(糖酵解反应，免疫炎症反应和血管新生反应)的超过40个功能基因的转录；从而关闭了癌细胞原位缺氧条件下的恶性增殖，通过炎症反应向邻近组织侵润和通过新生血管向全身转移的HIF-1α途径。
重要地是，这些染色质肽没有直接封闭对身体许多组织更新增殖必需的至关重要的细胞增殖/Cycle蛋白质活动瀑布，也没有封闭启动Cycle基因群转录的共同转录因子E2元件/E2F1转录因子；它只是关闭了癌细胞所单独居住的低氧环境下细胞继续增殖/侵润/转移途径，因此，它对身体正常细胞无害而能够特异选择性地关闭肿瘤细胞恶性增殖/侵润/转移，能够被开发成为对大多数组织类型癌症的治本药物。
人类基因调控网络非常复杂，很多部分可能需要比较常的时间才能彻底揭开全部调控网络的机密。考虑到这种情况，我们主要通过染色质肽药物分子靶位的特异性测定和动物学试验来确定所设计的药物的安全性。
这些染色质肽药物分子只是封闭了癌细胞的恶性增殖/侵润/转移途径，一方面大部分癌细胞因为缺少能量和营养而死亡；另外一方面，存活的因为HIF-1α调控紊乱的来自于分化细胞的恶性肿瘤细胞克隆，仍然保留有通畅的细胞功能活动或者细胞凋亡的基因转录调控瀑布运行的染色质轨道，细胞就会进入服务于身体的功能活动，而病物利用；因为分化细胞的寿命有限而最后全部自然凋亡。干细胞起源的肿瘤细胞克隆，在封闭HIF-1α后少量存活的转化细胞仍然有***和分化的能力，这些少量存活的转化的癌细胞处于潜伏状态，如果染色质肽从封闭靶位脱离，或者细胞***，有可能导致复发，在这种情况下可以考虑补充HIF-1α染色质肽而维持其长期的封闭状态。消化道和生殖***及外表皮癌块在用药后死亡，可以脱落排出。但是在其它部位，尽管用药后肿块死亡，如果肿瘤团块过大，影响细胞和组织的正常功能，都需要手术或者其它方法加以清除；对于较大的癌块组织，可以用手术配合持续用这些染色质肽封闭残留肿瘤细胞的恶性化途径，从而实现对所有组织类型癌症的无毒治本疗效。
实施例
以下用实施例来举例说明本发明。
实施例1
通过固相肽合成技术(SPPS)合成序列表中序列1-21的多肽，包括将用保护基保护的氨基酸分步添加到增长的寡肽链上，该寡肽链锚固于化学稳定的颗粒上，以便能通过简单过滤将合成的肽与试剂和溶剂分离，合成结束后，将链从载体上裂解下来，再进行提纯。
实施例2
封闭HIF-1α基因自身启动子HRE/XRE元件和HIF-1α转录因子下游基因的染色质9/10肽：即封闭HRE元件的Trans-染色质10肽NH2-Lys Arg Lys GluLys Ser Arg Asp Ala Ala Arg-COOH和封闭XRE元件的Cis-染色质9肽：NH2-His Ser Glu Ile Glu Arg Arg Arg Arg-COOH：这两个染色质肽能够选择性地关闭癌细胞恶性增殖/侵润/转移所必须经过的细胞缺氧反应途径，而正常细胞则不需要经过这个途径。所以，它们适合用于抑制和预防晚期癌症患者和手术患者常见的病情复发，实现无毒的治本疗效。
实施例3
患者肺癌转移至骨髓。肺部放疗。其它部位因为范围广泛。用封闭HIF-1α基因启动子HRE元件和HIF-1α转录因子下游基因的染色质14肽Arg Arg LysGlu Lys Ser Arg Asp Ala Ala Arg Ser Arg Arg，从第五天开始，每5天静脉给药一次，每次2mg，一个月为一个疗程。并用抗生素控制并发感染，5天后骨骼疼痛症状减轻，20天后骨痛症状消失，3个月后全部肿瘤消失。
实施例4
小细胞肺癌，中晚期，肝部轻微转移。用封闭剂Arg Lys Glu Lys Ser ArgAsp Ala Ala Arg Cys Arg Arg封闭肿瘤HIF-1α基因启动子HRE元件和HIF-1α转录因子下游基因的染色质。10天静脉给药1次，每次5mg。15天呼吸困难和牵扯痛症状全部消失。第90天痰液重复镜检，无脱落癌细胞，100天活检，无恶性细胞。
实施例5
狗乳腺癌。肿块约45mm×50mm。肿块部位直接注射给药(Lys Arg Ala SerArg Asn Lys Ser Glu Lys Lys Arg Arg)每次0.5mg，每15天给药一次。第20天肿快完全消失。
动物安全性试验
安全试验1 HIF-1α途径封闭剂对大白兔的急性毒性试验
取健康1.5kg-1.7kg健康大白兔，分组，每组五只。腹腔注射浓度为0.5mg/ml的封闭剂生理盐水溶液。注射剂量为0.5g/kg体重。对照组注射生理盐水。在注射后48小时，每小时测量肛温一次。对照组注射生理盐水。结果，48小时内，体温全部正常。
安全试验2HIF-1α途径封闭剂对小白鼠的毒性试验
取健康20-25g的健康小白鼠，分组，每组24只，雌雄各12只。各组分别用1-21号染色质肽腹腔注射，浓度为2mg/ml的封闭剂生理盐水溶液0.25ml，即0.5mg，相当于20-25g/kg。对照组注射生理盐水。在注射后7天内，观察中枢神经***、心血管***、皮肤、毛、自主神经***、胃肠***、黏膜、眼睛、呼吸***和生殖***的变化。并在48小时内每小时测量肛温一次。对照组注射生理盐水。结果，48小时内，体温全部正常。用药组和对照组各相观察指标都没有异常变化。
安全试验3HIF-1α途径封闭剂对大白兔的慢性毒性试验
取1.3kg-1.5kg健康大白兔，分组，每组五只。腹腔注射浓度为0.5mg/ml的封闭剂生理盐水溶液。注射剂量为0.5g/kg体重。对照组注射生理盐水。180天内每天一次，观察中枢神经***、心血管***、皮肤、毛、自主神经***、胃肠***、黏膜、眼睛、呼吸***和生殖***的变化。并在48小时内每小时测量肛温一次。对照组注射生理盐水。用药组和对照组各相观察指标都没有异常变化。
SEQUENCE LISTING
<110>王成球  卞小庄  何谧
<120>一类封闭人类HIF-1α基因和调控网络中下游相关基因的染色质肽
<130>
<160>21
<170>PatentIn version 3.1
<210>1
<211>10
<212>PRT
<213>人工设计
<220>
<223>根据结合在HRE 5’-[AG]CGTG-3’上的Trans-转录因子设计
<400>1
Arg Lys Glu Lys Ser Arg Asp Ala Ala Arg
1               5                   10
<210>2
<211>12
<212>PRT
<213>人工设计
<220>
<223>根据结合在HRE 5’-[AG]CGTG-3’上的Trans-转录因子设计
<400>2
Lys Glu Lys Ser Lys Asn Ala Ala Arg Thr Arg Arg
1               5                   10
<210>3
<211>14
<212>PRT
<213>人工设计
<220>
<223>根据结合在HRE 5’-[AG]CGTG-3’上的Trans-转录因子设计
<400>3
Arg Arg Lys Glu Lys Ser Arg Asp Ala Ala Arg Ser Arg Arg
1               5               10
<210>4
<211>13
<212>PRT
<213>人工设计
<220>
<223>根据结合在HRE 5’-[AG]CGTG-3’上的Trans-转录因子设计
<400>4
Arg Lys Glu Lys Ser Arg Asp Ala Ala Arg Cys Arg Arg
1               5                   10
<210>5
<211>10
<212>PRT
<213>人工设计
<220>
<223>根据结合在HRE 5’-[AG]CGTG-3’上的Trans-转录因子设计
<400>5
Arg Lys Glu Lys Ser Arg Asp Ala Ala Arg
1               5                   10
<210>6
<211>13
<212>PRT
<213>人工设计
<220>
<223>根据结合在HRE 5’-[AG]CGTG-3’上的Trans-转录因子设计
<400>6
Arg Lys Glu Lys Ser Arg Asn Ala Ala Arg Ser Arg Arg
1               5                   10
<210>7
<211>17
<212>PRT
<213>人工设计
<220>
<223>根据结合在HRE 5’-[AG]CGTG-3’上的Trans-转录因子设计
<400>7
Arg Lys Glu Lys Ser Arg Asp Ala Ala Arg Ser Arg Arg Gly Lys Glu
1               5                   10                  15
Asn
<210>8
<211>13
<212>PRT
<213>人工设计
<220>
<223>根据结合在HRE 5’-[AG]CGTG-3’上的Trans-转录因子设计
<400>8
Met Lys Glu Lys Ser Lys Asn Ala Ala Lys Thr Arg Arg
1               5                   10
<210>9
<211>9
<212>PRT
<213>人工设计
<220>
<223>根据结合在HRE 5’-[AG]CGTG-3’上的Trans-转录因子设计
<400>9
Lys Glu Lys Ser Lys Asn Ala Ala Arg
1               5
<210>10
<211>13
<212>PRT
<213>人工设计
<220>
<223>根据结合在HRE 5’-[AG]CGTG-3’上的Trans-转录因子设计
<400>10
Met Lys Glu Lys Ser Lys Asn Ala Ala Arg Thr Arg Arg
1               5                   10
<210>11
<211>9
<212>PRT
<213>人工设计
<220>
<223>根据结合在HRE 5’-[AG]CGTG-3’上的Trans-转录因子设计
<400>11
Lys Glu Lys Ser Lys Asn Ala Ala Arg
1               5
<210>12
<211>9
<212>PRT
<213>人工设计
<220>
<223>根据结合在XRE 5’-caCGTGct-3’元件上的Cis-转录因子设计
<400>12
His Ser Glu Ile Glu Arg Arg Arg Arg
1               5
<210>13
<211>5
<212>PRT
<213>人工设计
<220>
<223>根据结合在XRE 5’-caCGTGct-3’元件上的Cis-转录因子设计
<400>13
Glu Arg Arg Arg Arg
1               5
<210>14
<211>13
<212>PRT
<213>人工设计
<220>
<223>根据结合在XRE 5’-caCGTGct-3’元件上的Cis-转录因子设计
<400>14
Ala Arg Glu Asn His Ser Glu Ile Glu Arg Arg Arg Arg
1               5                   10
<210>15
<211>9
<212>PRT
<213>人工设计
<220>
<223>根据结合在XRE 5’-caCGTGct-3’元件上的Cis-转录因子设计
<400>15
Lys Glu Lys Ser Lys Asn Ala Ala Arg
1               5
<210>16
<211>13
<212>PRT
<213>人工设计
<220>
<223>根据结合在XRE 5’-caCGTGct-3’元件上的Cis-转录因子设计
<400>16
Ser Arg Glu Asn His Ser Glu Ile Glu Arg Arg Arg Arg
1               5                   10
<210>17
<211>13
<212>PRT
<213>人工设计
<220>
<223>根据结合在XRE 5’-caCGTGct-3’元件上的Cis-转录因子设计
<400>17
Ala Arg Glu Ala His Ser Gln Ile Glu Lys Arg Arg Arg
1               5                   10
<210>18
<211>9
<212>PRT
<213>人工设计
<220>
<223>根据结合在XRE 5’-caCGTGct-3’元件上的Cis-转录因子设计
<400>18
His Ser Glu Ile Glu Lys Arg Arg Arg
1               5
<210>19
<211>13
<212>PRT
<213>人工设计
<220>
<223>根据结合在XRE 5’-caCGTGct-3’元件上的Cis-转录因子设计
<400>19
Lys Arg Val Ser Arg Asn Lys Ser Glu Lys Lys Arg Arg
1               5                   10
<210>20
<211>13
<212>PRT
<213>人工设计
<220>
<223>根据结合在XRE 5’-caCGTGct-3’元件上的Cis-转录因子设计
<400>20
Lys Arg Ala Ser Arg Asn Lys Ser Glu Lys Lys Arg Arg
1               5                   10
<210>21
<211>9
<212>PRT
<213>人工设计
<220>
<223>根据结合在XRE 5’-caCGTGct-3’元件上的Cis-转录因子设计
<400>21
His Ser Glu Ile Glu Lys Lys Arg Arg
1               5

Claims (11)

1、一类能够封闭人类细胞缺氧反应途径的染色质肽药物分子，该类分子是相关转录因子的DNA亲和结构域序列或它们的仿生分子或衍生物，包含5-100个氨基酸残基，它们能够特异性牢固地结合到HIF-1α基因自身启动子或其表达的转录因子驱动的超过40个下游基因启动子上，所述分子可长久地关闭包括细胞糖酵解反应和/或免疫发炎反应和/或血管发生反应的细胞缺氧反应的分子途径，从而长期关闭晚期癌症细胞或者慢性炎症细胞在缺氧条件下无控制增殖。
2、根据权利要求1的染色质肽药物分子，其选自序列表中序列1-21中的任何一种或多种。
3、根据权利要求2的染色质肽药物分子，与权利要求2所指的21个染色质肽的任何一种有最小3个氨基酸同源系列的、能够封闭HIF-1α基因或其中/下游相关基因DNA-亲和结构域的5-100个氨基酸的肽或肽衍生物。
4、根据权利要求1-3的任何一项的染色质肽，其为结合并封闭HIF-1αHRE调控元件的任何氨基酸系列的Trans-染色质肽，由5-100个氨基酸组成。
5、根据权利要求1-3的任何一项的染色质肽，其为结合并封闭HIF-1αXRE元件的任何氨基酸序列的Cis-染色质肽，由5-100个氨基酸组成。
6、根据权利要求1-3的任何一项的染色质肽，其为结合并封闭HIF-1α转录因子调控网络相关基因的任何氨基酸序列的染色质肽，由5-100个氨基酸组成。
7、通过对权利要求2所述的21个氨基酸序列的染色质肽或所有具有最小3个氨基酸同源结构的染色质肽进行氨基酸删除或添加所得到的封闭细胞缺氧反应途径的所有染色质肽衍生物，或通过对这些染色质肽末端或者侧链基团进行修饰所得到的所有封闭细胞缺氧反应途径的染色质肽衍生物。
8、包含药学有效量的权利要求1-7的任一项的一种或多种染色质肽或衍生物和任选的药学可接受的载体的药物组合物。
9、权利要求1-7的任一项的染色质肽或衍生物或含有其的组合物在制备治疗人类恶性肿瘤或动物恶性肿瘤的药物中的用途。
10、根据权利要求8的药物组合物，其为注射制剂或口服胶囊及缓释剂。
11、根据权利要求1-7的任一项的染色质肽或衍生物，特征在于其结合在6个Trans-转录因子HIFA/PAS/NPA1/SIM1/SIM2/NPA3的任何一个或多个的缺氧反应元件HRE(hypoxia response element)5’-[AG]CGTG-3’上的；或者结合在5个Cis-转录因子ARNT/ARN2/BMAL/CLOC/NPA2的任何一个或多个的XRE(XENOBIOTIC RESPONSE ELEMENT)5’-caCGTGct-3’元件上的。
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