Способ генетической регистрации и коррекции нейрогенеза на основе генетических конструкций для трансфекции нейронов

Изобретение относится к области биотехнологии. Предложен способ генетической регистрации и коррекции нейрогенеза на основе генетических конструкций для трансфекции нейронов, при котором осуществляют трансфекцию катехоламинергических нейронов генетической конструкцией SEQ ID NO: 4, обладающей способностью к стимуляции нейрогенеза и (или) ингибированию нейрональной дегенерации. Изобретение позволяет осуществлять клеточно- и фентип-специфическую трансфекцию катехоламинергических нейронов с целью таргетного контроля внутриклеточных каскадов, а также осуществлять визуализацию in vitro трансфецированных клеток за счет встраивания в разрабатываемую генетическую конструкцию генетически кодируемого кальциевого индикатора. Изобретение может быть использовано в области медицины для терапии нейродегенеративных заболеваний. 2 ил.

.

 

Изобретение относится к области молекулярной биологии для регистрации и коррекции нейрогенеза посредством специфической трансфекции нейронов с целью таргентного контроля внутриклеточных каскадов, в частности, для исследования нейродегенеративных заболеваний, а также может быть использовано в области медицины для терапии нейродегенеративных заболеваний.

Известно изобретение «Способ и композиция для стимуляции нейрогенеза и ингибирования дегенерации нейронов» (патент РФ №2440346), содержащее сходное с используемым в заявленном способе химическое соединение, обладающее способностью к стимуляции нейрогенеза и (или) ингибированию нейрональной дегенерации.

Недостатком этого способа является то, что с помощью описанного в нем химического соединения не представляется возможным стимулировать или ингибировать экспрессию таргетных генов в популяциях нейронов мозга, а также экспрессировать в нейронах флуоресцентный маркер.

Наиболее близким по технической сущности заявляемому способу, выбранному в качестве прототипа, является «Способ и композиция для стимуляции нейрогенеза и ингибирования дегенерации нейронов» (патент РФ №2440346, 20.01.2012), при котором используется химическое соединение, обладающее активностью стимуляции образования нервной ткани и (или) ингибирования дегенерации нейронов.

Недостатком этого способа является отсутствие возможности стимуляции или ингибирования экспрессии таргетных генов в популяциях нейронов мозга, а также экспрессии в нейронах флуоресцентного маркера.

Задачей заявляемого изобретения является реализация механизма таргентного контроля внутриклеточных каскадов в нейронах с целью стимулирования нейрогенеза и (или) ингибирования нейрональной дегенерации, в частности, для исследования нейродегенеративных заболеваний путем специфической трансфекции нейронов генетическими конструкциями, позволяющими визуализировать отдельные типы клеток головного мозга с помощью флуоресцентных маркеров.

Поставленная задача решается тем, что в способе генетической регистрации и коррекции нейрогенеза на основе генетических конструкций для трансфекции нейронов, для создания нового типа терапии нейродегенеративных заболеваний, согласно изобретению разрабатывают генетическую конструкцию SEQ ID N4 на основе лентивирусного вектора для специфической трансфекции нейронов, обладающую способностью осуществлять таргетный контроль внутриклеточных каскадов, в частности, для исследования нейродегенеративных заболеваний, а также экспрессировать в них генетически кодируемый кальциевый индикатор.

В разработанной для осуществления способа генетической регистрации и коррекции нейрогенеза генетической конструкции SEQ ID N4 в качестве вектора используют лентивирусный вектор на основе ВИЧ-1, модифицированный последовательностями SEQ ID N1, кодирующей посттранскрипционный регуляторный элемент вируса гепатита сурка (WPRE), SEQ ID N2, кодирующей генетически кодируемый кальциевый индикатор (TN-XXL), SEQ ID N3, кодирующей искусственный фенотип-специфический нейрональный промотор (PRSx8), экспрессия которых приводит клеточно-специфической экспрессии генетически кодируемого кальциевого индикатора в катехоламинергических нейронах головного мозга.

Для эффективного ингибирования экспрессии таргетных генов предусмотрено встраивание в последовательность генетической конструкции клеточно-специфических промоторов, обеспечивающих синтез интересующих генов только в определенном типе клеток.

Для управляемого стимулирования нейрогенеза и(или) ингибирования таргетных генов предусмотрено встраивание в последовательность генетической конструкции генов, экспрессия которых активируется под воздействием химических стимулов, что, в свою очередь, приводит к повышению концентрации определенных веществ, оказывающих влияние на выделение глиотрансмиттеров, которые, в свою очередь, оказывают влияние на жизнедеятельность нейронов и нейрогенез, в частности, а также обеспечивающих возможность визуализировать отдельные клетки головного мозга за счет флуоресцирования.

Причем, в наиболее близком по технической сущности заявляемому способе используется химическое соединение, отличное по своему строению от вирусного вектора и не способное встраивается в геном клеток мозга.

На фиг. 1 представлено схематическое изображение генетической конструкции на основе лентивирусного вектора, специфически трансфецирующего нейроны. Генетическая конструкция содержит:

LTR - длинный терминальный повтор лентивируса;

PRSx8 - искусственный фенотип-специфический нейрональный промотор;

TN-XXL - последовательность, кодирующая генетически кодируемый кальциевый индикатор TN-XXL;

WPRE - посттранскрипционный регуляторный элемент вируса гепатита сурка;

bGH poly(A) сигнал - сигнал полиаденилирования;

RRE - rev-отвечающий элемент ВИЧ-1, который обеспечивает Rev-зависимый экспорт мРНК из ядра в цитоплазму.

На фиг. 2 представлена карта плазмиды LVV-PRSx8-TN-XXL, характеризующейся:

5'LTR (1-25) - длинный терминальный повтор лентивируса;

PRSx8 (26-262) - искусственный фенотип-специфический нейрональный промотор;

TN-XXL (288-2147) - последовательность, кодирующая генетически кодируемый кальциевый индикатор TN-XXL;

ECFP variant (291-1604) - усиленный синий флуоресцентный белок;

EYFP (1626-2141) - усиленный желтый флуоресцентный белок;

WPRE (2154-2771) - посттранскрипционный регуляторный элемент вируса гепатита сурка;

bGH роду(А) сигнал (2972 - 3196) - сигнал полиаденилирования;

ori (4540 - 5128) - высоко-копийная точка начала репликации плазмид ColE1/pMB1/pBR322/pUC;

AmpR (5299-6159) - последовательность, обеспечивающая устойчивость к ампициллину, карбенциллину и др. связанным антибиотикам;

AmpR промотор (6160-6264) - промотор, обеспечивающий резистентность к ампициллину;

bom (6509-6647) - базовый мобильный регион плазмиды pBR322;

RRE (9492-9725) - rev-отвечающий элемент ВИЧ-1, который обеспечивает Rev-зависимый экспорт мРНК из ядра в цитоплазму;

3'TR (9726 - 10144) - длинный терминальный повтор лентивируса;

10144 bp - длина последовательности плазмиды, равная 10144 нуклеотидам.

Способ осуществляется следующим образом.

Заявляемый способ основан на использовании клеточно-специфического промотора для управления одновременной экспрессией нужного трансгена и сильного искусственного активатора транскрипции для усиления транскрипции посредством связывания специфических сайтов связывания, введенных в последовательность промотора. Таким образом, задействуют два клеточно-специфических промотора: один для транскрипции интересующего трансгена, другой для экспрессии трансактиватора.

Используемые генетические конструкции представляют собой разнонаправленную лентивирусную векторную систему (Фиг. 1), содержащую усиленные в части транскрипционной активности искусственный фенотип-специфический нейрональный промотор (PRSx8, клеточно-специфический промотор катехоламинергических нейронов). Искусственный активатор транскрипции транскрибирует 5'-конец кассеты. Последовательность кассеты, расположенная по ходу транскрипции, управляет синтезом интересующего гена.

Генетическая конструкция для специфической трансфекции нейронов (Фиг. 2) построена с использованием лентивирусного вектора на основе само-инактивированного ВИЧ и включает, по меньшей мере,

rev-отвечающий элемент (RRE),

искусственный фенотип-специфический нейрональный промотор (PRSx8) для трансфекции катехоламинергических нейронов,

генетически кодируемый кальциевый индикатор (ГККИ) (TN-XXL) в качестве маркерного гена,

посттранскрипционный регуляторный элемент вируса гепатита сурка (WPRE) для повышения титра вектора и улучшения экспрессии трансгена.

Лентивирусный вектор LVV-PRSx8-TN-XXL был сконструирован на основе усовершенствованного лентивирусного шаттл-вектора pTYF-SW-Linker.

Для повышения титра вектора и улучшения экспрессии трансгена в структуру шаттл-вектора pTYF-SW-Linker, предварительно гидролизованного по сайтам NotI и ClaI, был клонирован амплифицированный фрагмент пост-транскрипционного регуляторного элемента вируса гепатита сурка (WPRE) - последовательность SEQ ID N1.

Для чего нами была проведена полимеразная цепная реакция со специфически подобранными праймерами WPRE_Forw (CCGCTCCCGTTATTT) WPRE_Rev (TTTATTGCCCTCGCC). Полученную плазмиду нарабатывали в препаративных количествах для последующего клонирования в нее ГККИ.

С помощью пары праймеров TN-XXL_Forw (CTTTTGCTGGCCTTT) и TN-XXL_Rev (CTTTCGGGCTTTGTT), используя в качестве матрицы плазмиду pRsetB-TN-XXL (Clontech), был амплифицирован ПЦР-продукт длиной 1860 п.о. - последовательность SEQ ID N2, которую клонировали pTYF-SW-Linker-WPRE, предварительно гидролизованный по сайтам BamHI и EcoRI Полученную плазмиду нарабатывали в препаративных количествах для последующего клонирования в нее клеточно-специфичного промотора.

Для специфической трансфекции катехоламинергических нейронов головного мозга в последовательность генетической конструкции был клонирован искусственный фенотип-специфический нейрональный промотор (PRSx8). ПЦР-продукт длиной 237 п.о. - последовательность SEQ ID N3 была получена посредством амплификации с помощью пары праймеров PRSx8_Forw (GCACCTTCCAGATCT) и PRSx8_Rev (GGACACGCTGAACTT), используя в качестве матрицы плазмиду рХсХ-PRS-EGFP. Полученный таким образом фрагмент нуклеотидной последовательности был клонирован в pTYF-SW-Linker-WPRE-GCaMP3, предварительно гидролизованный по сайтам BamHI и I-SceI.

Таким образом, нами был получен SEQ ID N4 лентивирусный вектор -LVV-PRSx8-TN-XXL для трансдукции в катехоламинергических нейронах и экспрессирования в них ГККИ TN-XXL.

Продуцирование генетической конструкции осуществляется в культуре клеток HEK293FT посредством транзиентной ко-трансфекции сконструированной генетической конструкции, упаковочного вектора pNHP и плазмиды pHEF-VSVG, кодирующей оболочку.

Трансфецирование культур первичных нейронов, полученных из трехдневных крысят и выращиваемых на модифицированной Дульбекко среде Игла (DMEM) (с 4,5 г/л глюкозы, глутамином, и пируватом) с добавлением 10% фетальной бычьей сыворотки, осуществляют следующим образом: за день до трансфекции клетки высеивали в 24-луночные культуральные планшеты с плотностью клеток 5×104 на лунку и инкубировали в течение 8-14 часов, после чего клетки астроглии трансфецировали разработанной генетической конструкцией (каждая культура соответствующей конструкцией) в присутствии полибрена (8 мкг/мл), промывали фосфатным буфером и культивировали в течение 40-52 часов в среде DMEM.

Использование заявленного изобретения позволяет осуществлять клеточно- и фенотип-специфическую трансфекцию катехоламинергических нейронов с целью таргетного контроля внутриклеточных каскадов, а также осуществлять визуализацию in vitro трансфецированных клеток за счет встраивания в разрабатываемую генетическую конструкцию генетически кодируемого кальциевого индикатора.

Способ генетической регистрации и коррекции нейрогенеза на основе генетических конструкций для трансфекции нейронов, при котором осуществляют трансфекцию катехоламинергических нейронов химическим соединением, обладающим способностью к стимуляции нейрогенеза и(или) ингибированию нейрональной дегенерации, для создания нового типа терапии нейродегенеративных заболеваний, отличающийся тем, что указанное химическое соединение представляет собой генетическую конструкцию SEQ ID NO: 4, обладающую способностью осуществлять таргетный контроль внутриклеточных каскадов, в которой в качестве вектора используют лентивирусный вектор на основе ВИЧ-1, модифицированный последовательностями SEQ ID NO: 1, кодирующей пост-транскрипционный регуляторный элемент вируса гепатита сурка (WPRE), SEQ ID NO: 2, кодирующей генетически кодируемый кальциевый индикатор (TN-XXL), SEQ ID NO: 3, кодирующей искусственный фенотип-специфический нейрональный промотор (PRSx8), экспрессия которых приводит к клеточно-специфической экспрессии генетически кодируемого кальциевого индикатора в катехоламинергических нейронах головного мозга.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к биотехнологии, а именно к генетическим конструкциям, содержащим микроРНК, которые направлены на ингибирование гена рецептора CCR5, и обладающим антивирусной активностью в отношении вируса иммунодефицита человека.

Изобретение относится к области биотехнологии. Предложен экспрессионный плазмидный лентивирусный вектор для гетерологичной экспрессии рекомбинантного человеческого белка CD44 в клетках млекопитающих.

Изобретение относится к области биотехнологии и биохимии, конкретно к векторной конструкции. Описанная репортерная система на основе лентивирусных репортерных конструкций позволяет с высокой точностью зарегистрировать взаимодействия исследуемых белков в клетке животного, растения, гриба и бактерии, а также зарегистрировать явление транспортировки белка из одной клетки в другую.

Изобретение относится к области биотехнологии, конкретно к плазмидному лентивирусному вектору для гетерологичной экспрессии рекомбинантного человеческого белка CD47 в клетках млекопитающих.

Настоящая группа изобретений относится к биотехнологии. Предложены псевдотипированная вирусная векторная частица для переноса биологического материала в гемопоэтические клетки, способ ее получения и ее применение, медикамент для лечения гемопоэтических нарушений или аутоиммунных заболеваний, содержащий указанную частицу, способ трансдукции гемопоэтический клетки и стабильная пакующая вирус клеточная линия.

Изобретения касаются способа приготовления экспрессионного вектора, кодирующего адаптированную рекомбиназу, которая способна к рекомбинации асимметричных последовательностей-мишеней в пределах длинного концевого повтора (LTR) провирусной ДНК множества штаммов ВИЧ-1, встроенных в геном клетки-хозяина, а также к полученному экспрессионному вектору, клетке, трансфецированной этим вектором, экспрессированной рекомбиназе и фармацевтической композиции, включающей экспрессионный вектор, клетку и/или рекомбиназу.

Изобретения касаются системы стабильной экспрессии лентивирусных структурных и регуляторных белков, полустабильной линии пакующих клеток и способа получения лентивирусных векторов (LV) с использованием такой линии пакующих клеток.

Изобретения касаются способов получения стабильной линии пакующих лентивирусы клеток (варианты), стабильной линии пакующих лентивирусы клеток, способа получения лентивирусных векторов, линии клеток-продуцентов и способа производства лентивирусных векторов.

Изобретение относится к области биотехнологии, генной инженерии и вирусологии. Описан вирусный самоинактивирующийся (SIN) вектор на основе вируса саркомы и лейкоза птиц (ASLV) и расщепляющая-пакующая система.

Изобретение относится к области биотехнологии и генной инженерии. Предложен способ получения вектора экспрессии, кодирующего адаптированную рекомбиназу.

Изобретение относится к области органической химии, а именно к гетероциклическому соединению формулы I или к его фармацевтически приемлемой соли присоединения кислоты, где R1 представляет собой фенил, замещенный одним, двумя или тремя заместителями, выбранными из галогена, низшего алкила, замещенного галогеном, низшего алкокси, низшего алкокси, замещенного галогеном, циано или S(O)2-низшего алкила, или представляет собой морфолинил, дигидропиранил, пиридинил или пиперидинил, где пиридинил и пиперидинил замещены галогеном, или представляет собой С(O)O-низший алкил, R2 представляет собой водород; R3 представляет собой водород, низший алкил, замещенный галогеном, -(СН2)n-S(O)2-низший алкил, -(СН2)n-циклоалкил, -(СН2)n-низший алкокси или -бензил-S(O)2-низший алкил; R4 представляет собой водород или низший алкил, n равно 1 или 2.

Изобретение относится к медицине, а именно к нейрохирургии, и может быть использовано для регулирования положения капсулы опухоли в эндоскопической транссфеноидальной хирургии аденомы гипофиза.

Изобретение относится к медицине и касается средства для терапии токсической энцефалопатии, вызванной монооксидом углерода, содержащего синергетически действующие компоненты: дельта-сон индуцирующий пептид с последовательностью Trp-Ala-Gly-Gly-Asp-Ala-Ser-Gly-Glu, нуклеоспермат натрия, дипептид карнозин и аминокислоту глицин, при массовом соотношении 1:(1-100):(1-100):(1-100) соответственно.

Изобретение относится к медицине, а именно к фармацевтике, и может быть использовано для получения комплекса биологически активных пептидов, проявляющих нейротропную активность.

Изобретение относится к области биохимии. Описана группа изобретений, включающая гликозилированный полипептид, обладающий активностью интерферона β и имеющий лучшее удерживание в крови по сравнению с природным человеческим интерфероном β (варианты), и фармацевтическая композиция, содержащая вышеуказанный гликозилированный полипептид.

Предложенная группа изобретений относится к области медицины. Предложены фармацевтические композиции, рецептированные для введения в спинномозговую жидкость и полезные для лечения боли или модуляции ноцицептивного сигнала, включающие олигонуклеотидную ловушку, имеющую один или более сайтов связывания факторов транскрипции EGR1 и in vivo стабилизирующее количество иона кальция.

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, а именно к композиции для лечения или предотвращения дегенеративных неврологических нарушений. Фармацевтическая композиция для лечения или предотвращения дегенеративных неврологических нарушений содержит экстракт смеси коры корня пиона полукустарникового (Moutan Radicis Cortex), корня дудника даурского (Angelicae Dahuricae Radix) и корня володушки (Bupleuri Radix) в качестве активного ингредиента в массовом соотношении 1:0,2-5:0,2-5 (масс.:масс.:масс.), где экстракт экстрагирован с использованием воды, C1-C4 низшего спирта или их смеси в качестве растворителя.

Изобретение относится к области органической химии, а именно к гетероциклическому соединению формулы (I), где Z - СН или N; i) где если Z - СН, то R1 выбран из -Н и -C1-3алкила; Y представляет собой -C(Ra)2-, где каждый Ra независимо выбран из -Н, -F, -СН3, -ОН и -N(Rb)2; R2 выбран из A) фенила, незамещенного или замещенного одним заместителем Rc, где Rc выбран из галогена, -CN, -CO2Rb, -CONH2, -SO2CH3, -C(Rb)2OH, -CH2NH2, -CH2CONH2, -CH2CO2C1-3алкила, -NHCONH2, -NHCONH-оксетана, -CONH-оксетана, и ; B) шестичленного моноциклического гетероароматического кольца, содержащего один или два атома азота, незамещенного или замещенного одним или двумя заместителями, каждый из которых независимо выбран из галогена, -C1-3алкила, -C1-3галогеналкила, -CN, -ОН, -C(Rb)2OH, -CH2NH2, -C(Rb)2CN, -C(Rb)2CONH2, -OCH2CONH2, -OC1-3алкила, -OCH2C(Rb)2OH, -ОСН2циклопропила, -OC1-3галогеналкила, -СО2Н, -CON(Rb)2, -N(Rb)2, -NHCH2CF3, -NHCH(CH3)2, -NHCH2CH2N(CH3)2, -NHCH2CH2OH, -NHциклопропила, -NHCOCH3, морфолинила, пирролидин-3-ола и азетидин-3-ола; C) пятичленного моноциклического гетероароматического кольца, содержащего два, три или четыре атома азота, незамещенного или замещенного одним или двумя заместителями, каждый из которых независимо выбран из галогена, -C1-3алкила, -C1-3галогеналкила, -C(Rb)2OH, -N(Rb)2, -NO2, -CN, -CH2CN, -OC1-3алкила, -CH2OCH3, -CH2CH2OH, -CH2NH2, -CH2CONH2, -CO2C1-3алкила, -CO2H, -CONH2, -NHCOCH3 и циклопропила; и D) пяти- или шестичленного кольца, выбранного из: 1,2-дигидропиридин-2-она, тиазола или 1,2-оксазола, незамещенного или замещенного одним или двумя заместителями, каждый из которых независимо выбран из -СН3 и -NH2; R3 представляет собой фенил или пиридин, каждый из которых замещен одним или двумя заместителями, каждый из которых независимо выбран из -галогена, -C1-3алкила, -OC1-3алкила, -Оциклопропила, -О-оксетана, -C1-3галогеналкила, -C1-3Огалогеналкила, -CN, -СН2ОН, -SO2CH3 и -N(CH3)2; R4 выбран из -C1-3алкила и -C1-3галогеналкила; и каждый Rb представляет собой -Н или -СН3; ii) где если Z - N, то R1 представляет собой Н; Y представляет собой -СН2-; R2 выбран из A) фенила, замещенного одним заместителем Rd, где Rd выбран из -CN, -CONH2 и -СО2С1-3алкила; B) шестичленного моноциклического гетероароматического кольца, содержащего один или два атома азота, незамещенного или замещенного заместителем, выбранным из -CN, -OC1-3алкила, -CONH2, -NHCH2CH2OH, -N(Rb)2 и -NH-циклопропила; C) пятичленного моноциклического гетероароматического кольца, содержащего два или три атома азота, незамещенного или замещенного одним или двумя заместителями, каждый из которых выбран из -C1-3алкила, -C1-3галогеналкила, -CH2ORb, -N(Rb)2, -NO2, -CO2CH3, -CO2N(Rb)2 и циклопропила; и D) 1,2-оксазола, необязательно замещенного одним или двумя Rb; R3 представляет собой фенил, замещенный одним заместителем, выбранным из -Cl, -OC1-3алкила и -OC1-3галогеналкила; R4 представляет собой -C1-3алкил; и каждый Rb независимо выбран из -Н и -СН3.

Изобретение относится к новому производному сульфонамида общей формулы (1) и его фармацевтически приемлемой соли. Соединения обладают ингибирующим действием в отношении α4-интегрина с высокой селективностью при слабом воздействии на α4β1 и сильном воздействии на α4β7.

Изобретение относится к соединениям формулы (I) или их фармацевтически приемлемым солям: в которой А означает С, В и D каждый независимо означают С или N; представляет собой одинарную или двойную связь; R1 означает водород или 1-4 заместителя, каждый из которых независимо выбран из группы, включающей галоген, гидрокси, оксо (=O), С1~С6 алкокси, С1~С6 алкилтио, С1~С6 алкил, циано, карбамоил (-CONH2), С1~С6 алкилом замещенную карбамоил; R2 отсутствует или означает 1-3 заместителя, каждый из которых независимо выбран из группы, включающей галоген, гидрокси, С1~С6 алкокси, С1~С6 алкилтио, С1~С6 алкил, карбамоил (-CONH2), С1~С6 алкилом замещенную карбамоил; R3 означает водород или 1-4 заместителя, каждый из которых независимо выбран из группы, включающей гидроксил и С1~С6 алкил группы; L отсутствует или означает С1~С5 алкилен, и когда L представляет собой С1~С5 алкилен, алкилен произвольно замещен одним или несколькими заместителями, выбранными из группы, включающей гидрокси, С1~С6 алкокси и оксо (=O) группы; кольцо G представляет собой гетеробициклическую группу, при этом указанная гетеробициклическая группа является соединенной с фенилом гетеромоноциклической группой или соединенной с гетеромоноциклом гетеромоноциклической группой, и указанная гетеромоноциклическая группа содержит по крайней мере один гетероатом, выбранный из группы, включающей N, S и О; кольцо G является соединенным с L через атом углерода на кольце G; и кольцо G является произвольно замещенным одним или несколькими заместителями, которые применяют для профилактики и/или лечения заболеваний центральной нервной системы.

Предложенная группа изобретений относится к области медицины. Предложены фармацевтические композиции, рецептированные для введения в спинномозговую жидкость и полезные для лечения боли или модуляции ноцицептивного сигнала, включающие олигонуклеотидную ловушку, имеющую один или более сайтов связывания факторов транскрипции EGR1 и in vivo стабилизирующее количество иона кальция.
Наверх