Novel bioengineered microRNA therapeutics for lung cancer
新型生物工程 microRNA 疗法治疗肺癌
基本信息
- 批准号:10530617
- 负责人:
- 金额:$ 33.91万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2018
- 资助国家:美国
- 起止时间:2018-12-01 至 2024-11-30
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:AccountingAdverse effectsBiologic DevelopmentBiologicalBiomedical EngineeringBloodBlood Chemical AnalysisCancer EtiologyCancer cell lineCancerousCell ProliferationCell physiologyCellsCessation of lifeChemical EngineeringDevelopmentDiseaseDrug KineticsEffectivenessEncapsulatedEndotoxinsEngineeringEscherichia coliExcretory functionExhibitsFoundationsGene ExpressionGenetic TranscriptionGenomicsGoalsHumanHybridsImmune responseImmunocompetentInvadedKidneyLiposomesMalignant NeoplasmsMalignant neoplasm of lungMetabolicMethodsMicroRNAsModelingModificationMolecularMusNon-Small-Cell Lung CarcinomaOligoribonucleotidesOncogenicPeripheral Blood Mononuclear CellPharmacologic ActionsPhase I Clinical TrialsPolynucleotidesProdrugsProductionProliferatingPropertyProteinsProteomeRNARegulationReplacement TherapyResearchRibonucleasesSTAT3 geneSafetySerious Adverse EventSerumSolidStructure of parenchyma of lungTechniquesTechnologyTestingTherapeuticTransfer RNAUnited StatesUntranslated RNAWomanXenograft procedureantagonistbody systemchemical synthesiscombatcost effectivecytokinecytokine release syndromehigh riskimmunogenicityimprovedin vivoinnovationinsightinterestlarge scale productionlung cancer cellmenmilligrammouse modelnanocomplexesnanotherapeuticnew technologynovelnovel strategiesnovel therapeutic interventionnovel therapeuticsoverexpressionpatient derived xenograft modelpolypeptideposttranscriptionalresearch and developmentrestorationstemnesssuccesstherapeutic RNAtherapeutic miRNAtherapeutically effectivetherapy outcometranscriptometranslational potentialtumortumor growthtumor progressiontumor xenograft
项目摘要
Lung cancer remains a leading cause of cancer death in both women and men in the United States. There is
a clear need for developing new and more effective therapeutics for the treatment of lung cancer, especially
the most common subtype non-small cell lung cancer (NSCLC). As master regulators of transcriptome and
proteome dynamics, microRNAs (miRNAs or miRs) govern many critical cancer cellular processes including
proliferation, invasion and stemness. Therefore, restoration of tumor suppressive miRNAs (e.g., miR-34a
and miR-124) lost in NSCLC cells represents a new therapeutic strategy. However, current miRNA mimics
for research and development are made by chemical synthesis and decorated with various and extensive
artificial modifications. This is in sharp contrast to miRNA molecules produced in living cells that do not
carry any modifications or just a few necessary posttranscriptional modifications. Indeed it has been well
documented that chemically-engineered/synthesized oligoribonucleotides (e.g., miRNA mimics) are readily
recognized as foreign RNA molecules and thus cause immunogenicity. To break this barrier, we have
made large efforts to develop novel approach for large-scale production of biologic miRNA agents
(BERAs) in living cells. Our identification of hybrid tRNA/pre-miRNA molecules stably expressed in E. coli
opens up a new avenue for RNA bioengineering. Furthermore, we have demonstrated that target miRNAs
(e.g., miR-34a) are selectively released from BERA “prodrugs” in human cells, and consequently regulate
target gene expression, inhibit NSCLC cell proliferation, and suppress xenograft tumor growth while they do
not induce severe immune responses. In addition, our studies have found that liposome-polyethylenimine
(LPP) nanocomplex increases BERA stability in serum and improves delivery efficiency to lung tissues.
Given these exciting preliminary findings, we hypothesize that BERAs can be engineered at higher levels
and on large scale; and fully-humanized BERA/miR-34a and BERA/miR-124 may be delivered by LPP as
novel therapeutics for the treatment of NSCLC. To test the hypothesis, we proposed to establish more stable
ncRNA carriers and produce a set of full-humanized ready-to-use BERAs (Aim 1), delineate the molecular
pharmacological actions of BERAs in the control of human NSCLC cellular processes critical for therapeutic
outcomes (Aim 2), and define the effectiveness and safety profiles of LPP-loaded BERA/miR-34a and
miR-124 in metastatic NSCLC xenograft and patient-derived xenograft (PDX) mouse models (Aim 3). The
proposed research will establish a novel technology for the production of fully-humanized biologic miRNA
agents and open up new directions for the development of biologic RNA therapeutics.
肺癌仍然是美国女性和男性癌症死亡的主要原因。
显然需要开发新的、更有效的疗法来治疗肺癌,特别是
最常见的非小细胞肺癌(NSCLC)亚型作为转录组的主要调节因子。
蛋白质组动力学、microRNA(miRNA 或 miR)控制许多关键的癌细胞过程,包括
因此,肿瘤抑制性 miRNA(例如 miR-34a)的恢复。
和 miR-124)在 NSCLC 细胞中丢失代表了一种新的治疗策略,然而,目前的 miRNA 模仿。
用于研究和开发的产品通过化学合成制成,并装饰有各种广泛的
这与活细胞中产生的 miRNA 分子形成鲜明对比。
携带任何修饰或仅进行一些必要的转录后修饰。
据记载,化学工程/合成的寡核糖核苷酸(例如 miRNA 模拟物)很容易
被识别为外来 RNA 分子,从而产生免疫原性。为了打破这一障碍,我们有
努力开发大规模生产生物miRNA制剂的新方法
(BERA) 在活细胞中的鉴定,在大肠杆菌中稳定表达的杂合 tRNA/pre-miRNA 分子。
为 RNA 生物工程开辟了一条新途径,此外,我们还证明了靶向 miRNA。
(例如,miR-34a)从人类细胞中的 BERA“前药”选择性释放,从而调节
靶向基因表达,抑制 NSCLC 细胞增殖,并抑制异种移植肿瘤生长
此外,我们的研究发现,脂质体-聚乙烯亚胺不会引起严重的免疫反应。
(LPP) 纳米复合物可提高血清中 BERA 的稳定性并提高肺组织的输送效率。
鉴于这些令人兴奋的初步发现,我们追求 BERA 可以在更高水平上进行设计
并且大规模地;并且完全人源化的 BERA/miR-34a 和 BERA/miR-124 可以通过 LPP 递送
为了检验这一假设,我们建议建立更稳定的治疗非小细胞肺癌的新疗法。
ncRNA 载体并产生一套全人源化即用型 BERA(目标 1),描绘分子
BERA 在控制对治疗至关重要的人类 NSCLC 细胞过程中的药理作用
结果(目标 2),并定义加载 LPP 的 BERA/miR-34a 和的有效性和安全性概况
转移性 NSCLC 异种移植和患者来源的异种移植 (PDX) 小鼠模型中的 miR-124(目标 3)。
拟议的研究将建立一种生产全人源化生物 miRNA 的新技术
并为生物RNA疗法的发展开辟新方向。
项目成果
期刊论文数量(31)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Deliver the promise: RNAs as a new class of molecular entities for therapy and vaccination.
兑现承诺:RNA 作为一类用于治疗和疫苗接种的新型分子实体。
- DOI:
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:13.5
- 作者:Yu, Ai;Tu, Mei
- 通讯作者:Tu, Mei
Bioengineered miR-34a modulates mitochondrial inner membrane protein 17 like 2 (MPV17L2) expression toward the control of cancer cell mitochondrial functions.
生物工程改造的 miR-34a 可调节线粒体内膜蛋白 17 like 2 (MPV17L2) 的表达,从而控制癌细胞线粒体功能。
- DOI:
- 发表时间:2022-05
- 期刊:
- 影响因子:4.9
- 作者:Yi, Wan;Tu, Mei;Yu, Ai;Lin, Jun;Yu, Ai
- 通讯作者:Yu, Ai
MicroRNAs in the Regulation of Solute Carrier Proteins Behind Xenobiotic and Nutrient Transport in Cells.
MicroRNA 在细胞内异生素和营养物运输背后调节溶质载体蛋白中的作用。
- DOI:
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Yi, Colleen;Yu, Ai
- 通讯作者:Yu, Ai
MicroRNA-1291-5p Sensitizes Pancreatic Carcinoma Cells to Arginine Deprivation and Chemotherapy through the Regulation of Arginolysis and Glycolysis.
MicroRNA-1291-5p 通过调节精氨酸分解和糖酵解使胰腺癌细胞对精氨酸剥夺和化疗敏感。
- DOI:
- 发表时间:2020-12
- 期刊:
- 影响因子:3.6
- 作者:Tu, Mei;Duan, Zhijian;Liu, Zhenzhen;Zhang, Chao;Bold, Richard J;Gonzalez, Frank J;Kim, Edward J;Yu, Ai
- 通讯作者:Yu, Ai
RNAi-Based Therapeutics and Novel RNA Bioengineering Technologies.
基于 RNAi 的治疗和新型 RNA 生物工程技术。
- DOI:
- 发表时间:2023-01
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Traber, Gavin M;Yu, Ai
- 通讯作者:Yu, Ai
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