JP2009502138A - RhoA遺伝子のRNAi調節及びその使用法 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2005年7月21日に申請された米国仮出願第60/701,470号明細書、2005年10月14日に申請された米国仮出願第60/726,838号明細書及び2005年12月7日に申請された米国仮出願第60/748,316号明細書の利益を主張するものである。これらの優先出願の各々の内容は参照してその全体が本明細書に組み込まれる。
本発明に係る2’−修飾ヌクレオチドは、ウリジンが2’−修飾ヌクレオチドである、少なくとも1つの5’−ウリジン−アデニン−3’(5’−ua−3’)ジヌクレオチド;5’−ウリジンが2’−修飾ヌクレオチドである、少なくとも1つの5’−ウリジン−グアニン−3’(5’−ug−3’)ジヌクレオチド;5’−シチジンが2’−修飾ヌクレオチドである、少なくとも1つの5’−シチジン−アデニン−3’(5’−ca−3’)ジヌクレオチド;又は5’−ウリジンが2’−修飾ヌクレオチドである、少なくとも1つの5’−ウリジン−ウリジン−3’(5’−uu−3’)ジヌクレオチドを含みうる。
5’−ua−3’,5’−uu−3’,5’−ca−3’及び5’−ug−3’モチーフにおけるすべての5’−ヌクレオチドがセンス鎖において2’−修飾され、5’−ua−3’及び5’−ca−3’モチーフにおけるすべての5’−ヌクレオチドがアンチセンス鎖において2’−修飾され、或いは、
5’−ua−3’,5’−uu−3’,5’−ca−3’及び5’−ug−3’モチーフにおけるすべての5’−ヌクレオチドが、センス及びアンチセンス鎖において2’−修飾され、或いは、
すべてのピリミジンヌクレオチドがセンス鎖において2’−修飾され、5’−ua−3’及び5’−ca−3’モチーフにおけるすべての5’−ヌクレオチドがアンチセンス鎖において2’−修飾され、或いは、
すべてのピリミジンヌクレオチドがセンス鎖において2’−修飾され、5’−ua−3’,5’−uu−3’,5’−ca−3’及び5’−ug−3’モチーフにおけるすべての5’−ヌクレオチドがアンチセンス鎖において2’−修飾され、或いは、
センス鎖におけるすべてのピリミジンヌクレオチドが2’−修飾され、アンチセンス鎖ではヌクレオチドが2’−修飾されない。
a)本発明のiRNA剤と、
b)医薬的に許容可能な担体とを含む医薬組成物を提供する。
別の実施形態において、本発明は細胞内のRhoA遺伝子の発現を阻害するための方法を提供し、当該方法は、
(a)本発明のiRNA剤を細胞に導入するステップと、
(b)RhoA遺伝子のmRNA転写の低下を得るのに十分な時間、ステップ(a)にて作製された細胞を維持し、これにより細胞内のRhoA遺伝子の発現を阻害するステップとを含む。
本発明の方法及び組成物、例えば方法及びiRNA組成物は、本願で述べる任意の用量/製剤及び本願で述べる任意の投与経路で使用されることができる。
本願で用いられるように、「RhoA発現と関連する障害」は、(1)RhoA mRNAおよび/または蛋白質の存在に部分的に媒介され、(2)そのアウトカムが、存在するRhoA mRNAおよび/または蛋白質のレベルを低下させることによって影響を及ぼされうる、任意の生体又は病理状態を指す。RhoA発現と関連する特異的障害は下記に示され、主に軸索の伸長及び再生の阻害におけるRhoAの作用の原因に基づく。
候補iRNA剤は、標的遺伝子の発現を抑制する能力について評価されることができる。例えば、候補iRNA剤を供し、内因的に、或いはRhoA蛋白質が発現可能な構造体でトランスフェクションされたために、標的遺伝子、例えばRhoA遺伝子を発現する細胞と接触させることができる。候補iRNA剤との接触前後の標的遺伝子の発現レベルを、例えば、mRNA又は蛋白質レベルで比較することができる。標的遺伝子から発現されたRNA又は蛋白質の量がiRNA剤との接触後に減少していると判定された場合、iRNA剤は標的遺伝子の発現を抑制すると結論づけることができる。細胞内の標的RhoA RNA又はRhoA蛋白質のレベルは、所望の任意の方法により求めることができる。例えば、標的RNAのレベルはノーザンブロット分析、ポリメラーゼ連鎖反応(RT−PCR)を加えた逆転写又はRNアーゼ保護アッセイにより求めることができる。蛋白質のレベルは、例えば、ウェスタンブロット分析又は免疫蛍光法により求められることができる。好ましくは、アッセイでは、例えば、iRNA剤の神経細胞成長を促進する能力を評価することにより、機能レベルでRhoA発現を阻害するiRNA剤の能力、例えば、本来であれば阻害性の基質、例えば、ミエリンを含む基質上での軸索成長の回復も試験する。
候補iRNA剤は、安定性、例えばiRNA剤が対象の体内に導入された時のように、エンドヌクレアーゼ又はエキソヌクレアーゼによる切断に対する感受性に関して評価されることができる。修飾、特に切断、例えば、対象の体内に見出される成分による切断を受けやすい部位を同定するための方法を用いることができる。
RhoA遺伝子発現を阻害することが可能であると同定されたiRNA剤は、動物モデルにおいて(例えば、マウス又はラットのような哺乳動物において)インビボにて機能性について試験されることができる。例えば、iRNA剤を動物に投与し、その生体内分布、安定性並びにRhoA遺伝子発現を阻害し、或いは少なくとも部分的にRhoAに媒介される生体又は病理過程を低減する能力に関し、iRNA剤を評価することができる。
本願で述べられるのは単離iRNA剤、例えば、RhoA遺伝子の発現を阻害するためにRNAiを媒介するdsRNA剤である。
iRNAへの修飾の導入の2つの主たる目的は、生体内環境における分解に対する安定性と、薬理特性、例えば薬力学特性の向上であり、これについては更に下記に述べる。iRNA剤の糖、塩基又は骨格に対する他の好適な修飾が、2004年1月16日に申請された共同所有PCT出願第PCT/US2004/01193号に述べられている。iRNA剤は非天然型塩基、例えば、2004年4月16日に申請された共同所有PCT出願第PCT/US2004/011822号に述べられているような塩基を含むことができる。iRNA剤は非炭水化物環状担体分子のような非天然型糖を含むことができる。iRNA剤において用いられる非天然型糖の例示的な特徴が、2003年4月16日に申請された共同所有PCT出願第PCT/US2004/11829号に述べられている。
iRNA剤は、両親媒性部分と複合体を形成することができる。iRNA剤と共に用いられる例示的な両親媒性部分が、2004年3月8日に申請された共同所有PCT出願第PCT/US2004/07070号に述べられている。
iRNA剤、例えば、RhoAを標的とするiRNA剤は亢進したヌクレアーゼ耐性を有することができる。裸のRNAは、細胞質、血液又は脳脊髄液(CSF)のような生体媒質に遍在するエキソヌクレアーゼ及びエンドヌクレアーゼのような核酸分解酵素の好餌となることが多い。速やかな分解はsiRNAの標的遺伝子の発現を阻害する能力を大幅に妨げることができる。核酸分解に対する脆弱性は、siRNAのある種のヌクレオチドを化学的に修飾することにより大幅に低減することができる。しかし、siRNAを安定化させるために修飾を加えることは、その活性とのトレードオフを表すこともあり、安定化させる修飾は毒性作用さえももたらすことができる。従って、なおも所望レベルの安定性を付与する最少の修飾を導入することが望ましい。通常、センス鎖における修飾はsiRNAの活性に対する影響が少ない。
オリゴヌクレオチド骨格にフラノース糖を含めることも、エンドヌクレアーゼ的切断を低減することができる。iRNA剤は、3’カチオン基を含むことにより、或いは3’−3’結合により3’−末端においてヌクレオチドを転置することにより、更に修飾することができる。別の代替例では、3’−末端はアミノアルキル基で遮断することができ、例えば、3’C5−アミノアルキルdTとなる。他の3’接合体は3’−5’エキソヌクレアーゼ的切断を阻害することができる。理論によって限定されることはないが、ナプロキセン又はイブプロフェンのような3’接合体は、エキソヌクレアーゼがオリゴヌクレオチドの3’−末端に結合するのを立体的に遮断することにより、エキソヌクレアーゼ的切断を阻害することができる。小アルキル鎖、アリール基又は複素環接合体又は修飾糖(D−リボース、デオキシリボース、グルコース等)でも3’−5’−エキソヌクレアーゼを遮断することができる。
NRM修飾は末端のみに配置可能なものと任意の位置でよいものとを含む。一部のNRM修飾はハイブリダイゼーションを阻害しうるため、末端領域でのみ用いることが好ましく、特にアンチセンス鎖における対象配列又は遺伝子を標的とする配列の切断部位又は切断領域において用いないことが好ましい。NRM修飾はセンス鎖においては任意の位置で用いることができるが、但し、dsiRNA剤の二本鎖間の十分なハイブリダイゼーションが維持されるものとする。一部の実施形態において、標的外れのサイレンシングを最小化できるため、NRMをセンス鎖の切断部位又は切断領域に配置することが望ましい。
連結リガンド
薬理特性を含むiRNA剤の特性は、例えば、リガンド、例えば連結リガンドの導入により影響を受け、調整されうる。
好ましい実施形態において、iRNA剤は5’リン酸化され、或いは5’第一末端においてホスホリル類似体を含む。アンチセンス鎖の5’リン酸修飾には、RISC媒介性遺伝子サイレンシングに適合する修飾が含まれる。好適な修飾には、5’−一リン酸((HO)2(O)P−O−5’);5’−二リン酸((HO)2(O)P−O−P(HO)(O)−O−5’);5’−三リン酸((HO)2(O)P−O−(HO)(O)P−O−P(HO)(O)−O−5’);5’−グアノシンキャップ(7−メチル化又は非メチル化)(7m−G−O−5’−(HO)(O)P−O−(HO)(O)P−O−P(HO)(O)−O−5’);5’−アデノシンキャップ(Appp)及び任意の修飾又は非修飾ヌクレオチドキャップ構造(N−O−5’−(HO)(O)P−O−(HO)(O)P−O−P(HO)(O)−O−5’);5’−モノチオリン酸(ホスホロチオアート;(HO)2(S)P−O−5’);5’−モノジチオリン酸(ホスホロジチオアート;(HO)(HS)(S)P−O−5’),5’−ホスホロチオアート((HO)2(O)P−S−5’);並びに酸素/硫黄置換一リン酸、二リン酸及び三リン酸の任意の付加的組合せ(例えば、5’−α−チオ三リン酸、5’−γ−チオ三リン酸など)、5’−ホスホルアミダート((HO)2(O)P−NH−5’,(HO)(NH2)(O)P−O−5’),5’−アルキルホスホナート(R=アルキル=メチル、エチル、イソプロピル、プロピルなど、例えば、RP(OH)(O)−O−5’−,(OH)2(O)P−5’−CH2−),5’−アルキルエーテルホスホナート(R=アルキルエーテル=メトキシメチル(MeOCH2−),エトキシメチルなど、例えば、RP(OH)(O)−O−5’−)が含まれる。
理論によって限定されることを望まないが、コレステロール接合iRNA剤とリポ蛋白質のある種の構成成分(例えば、コレステロール、コレステリルエステル、リン脂質)との化学的類似性は、血中におけるiRNA剤のリポ蛋白質(例えば、LDL,HDL)との結合および/またはコレステロールに対する親和性を有する細胞成分、例えばコレステロール輸送経路の成分とのiRNA剤の相互作用をもたらしうる。リポ蛋白質及びその成分は、種々の能動的及び受動的輸送メカニズム、例えば、限定されずに、LDL−受容体結合LDLのエンドサイトーシス、スカベンジャー受容体Aとの相互作用を通じた酸化又は修飾LDLのエンドサイトーシス、肝臓におけるスカベンジャー受容体B1媒介性のHDLコレステロールの取込み、ピノサイトーシス又はABC(ATP結合カセット)輸送蛋白質、例えば、ABC−A1,ABC−G1又はABC−G4によるコレステロールの膜横断輸送によって、細胞により取り込まれ、処理される。従って、コレステロール接合iRNA剤は、このような輸送メカニズムを有する細胞、例えば肝細胞による取込みを促進しうる。このようにして、本発明は、このような成分(例えば、コレステロール)に対する天然リガンドをiRNA剤に接合することにより、或いは成分(例えば、LDL,HDL)に対する天然リガンドに結合するiRNA剤に化学的成分(例えば、コレステロール)を接合することにより、ある種の細胞表面部分、例えば受容体を発現している細胞に対してiRNA剤を標的とするための根拠及び一般的方法を提供する。
RNA、例えばiRNA剤は、例えば細胞内に送達される外因性DNAテンプレートから、インビボにて細胞内に生成されうる。例えば、DNAテンプレートはベクターに挿入され、遺伝子治療ベクターとして用いられることができる。遺伝子治療ベクターは、例えば静注、局所投与(米国特許第5,328,470号明細書)により、或いは定位的注射(例えば、チェンら(Chen et al.)Proc.Natl.Acad.Sci USA第91巻:3054−3057ページ(1994年)を参照)により、対象に送達することができる。遺伝子治療ベクターの医薬調製物は、許容可能な希釈剤中の遺伝子治療ベクターを含むことができ、或いは遺伝子送達ビヒクルが埋め込まれた徐放マトリックスを含むことができる。DNAテンプレートは、例えば2つの転写ユニットを含むことができ、その1つはiRNA剤の上部鎖を含む転写物を生成し、もう1つはiRNA剤の下部鎖を含む転写物を生成する。テンプレートが転写されると、iRNA剤が生成され、遺伝子サイレンシングを媒介するsiRNA剤断片に処理される。
本願で述べられるiRNA剤は、対象への投与のために製剤化されることができる。
説明を容易にするため、このセクションにおける製剤、組成物及び方法は、主に非修飾iRNA剤に関して考察される。しかし、これらの製剤、組成物及び方法は他のiRNA剤、例えば修飾iRNA剤について実施することができ、このような実施は本発明の範囲内にあることを理解する必要がある。
RhoAを標的とするiRNA剤、例えば本願で述べられるiRNA剤は、対象、例えばRhoA遺伝子発現に関連する疾患若しくは障害を有し、又は発症するリスクを有するヒトを処置し、或いはRhoAに媒介される生体プロセスが不要な場合の対象を処置するために用いられることができる。Nogo−L,RhoA及びNogo−Rが軸索の成長及び伸長の阻害に加わるため、本発明のiRNA剤は、この阻害を転換し、神経/軸索の成長及び伸長をもたらすために用いられる。このような処置は、脊髄損傷又は末梢神経死(例えば、CNSの転移癌、例えば膠芽細胞腫、星状細胞腫、乏突起膠腫、上衣腫のような神経膠腫を原因とする)のような神経系に対する損傷を処置するのに有用であり、髄膜腫、髄芽腫、神経芽細胞腫、脈絡叢乳頭腫、肉腫も本明細書で述べるiRNA剤により処置することができる。他の適応には中枢神経系の疾患が含まれ、これには、脳脊髄炎、虚血性脳卒中、アルツハイマー病、海綿状脳症、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、脊髄性筋萎縮症(SMA)、多発性硬化症、横断性脊髄炎、運動ニューロン疾患、ギラン・バレー症候群、前脊髄動脈症候群及び統合失調症が含まれるが、これらに限定されない。
iRNA剤、例えばRhoAを標的とするiRNA剤を含む組成物は、作用部位への局所送達又は対象への全身送達を成すため、様々な経路により対象に送達されうる。例示的な経路には、処置部位への直接注射、髄腔内、実質、静脈内、経鼻、経口及び点眼送達が含まれる。本発明のiRNA剤を投与する好ましい手段は処置部位への直接注射又は注入による。
投与は対象又は別の者、例えば介護者により提供することができる。介護者はヒトにケアを提供することに関与する任意の実在でよく、例えば、病院、ホスピス、診療所、外来診療所;医師、看護師又は他の施術者のような医療従事者;或いは配偶者又は親のような保護者である。薬剤は測定量又は計量を送達するディスペンサーにて供することができる。
「生理学的有効量」という用語は、所望の緩和又は治療効果を与えるために対象に送達される量である。
「共投与」という用語は、2以上の薬剤、特に2以上のiRNA剤を対象に投与することを指す。薬剤は単一の医薬組成物に含有され、同時に投与することが可能であり、或いは薬剤は別々の製剤に含有され、連続的に対象に投与することが可能である。2剤を対象において同時に検出することが可能であるなら、2剤は共投与されるといわれる。一実施形態において、Nogo−L,RhoA及びNogo−R iRNA剤が共投与される。
一実施形態において、単位用量は1日1回より低頻度で、例えば、2,4,8又は30日毎より少なく投与される。別の実施形態において、単位用量は頻度をもって投与されない(例えば、規則的な頻度でない)。例えば、単位用量は単回で投与されうる。iRNA剤組成物の投与後、iRNA剤媒介性サイレンシングが数日間持続するため、多くの場合、1日1回未満の頻度又は場合により、全治療レジメンで1回のみで組成物を投与することが可能である。
マウス及びラットRhoA mRNAにおけるそれぞれの配列に対する完全な相同性を有するヒトRhoA mRNAの配列内の領域を同定するため、配列アラインメントを行った(ヒトRhoA mRNA:Genbankアクセッション番号NM_001664;マウスRhoA mRNA:Genbankアクセッション番号NM_016802;ラットRhoA mRNA:Genbankアクセッション番号NM_057132)。このようにして同定した相同領域内で、ヒトに存在する他のmRNA配列に対する、このような配列を含むsiRNAの交差反応の可能性のBLASTによる更なる比較により、19ヌクレオチドの可能性のあるすべての隣接配列を検討した。任意の他のヒトmRNA又はゲノム配列に対する3以上のミスマッチを有する配列のみを選択した。得られた19nt配列のセットを、表1に示す二重オーバーハングiRNA剤のセンス鎖リボヌクレオチド配列に表す。
Expedite 8909合成機(アプライドバイオシステムズ社(Applied Biosystems),アプレラードイッチュラント社(Applera Deutschland GmbH)[ドイツ、ダルムシュタット(Darmstadt)]と、固相担体として制御多孔性ガラス(CPG,500A,グレンリサーチ社(Glen Research)[米国バージニア州スターリング(Sterling)])を用いて、1μモルの尺度で固相合成により一本鎖RNAを生成した。それぞれ対応するホスホルアミダイト及び2’−O−メチルホスホルアミダイトを用いて(プロリゴビオヒェミー社(Proligo Biochemie GmbH))[ドイツ、ハンブルク(Hamburug)]、固相合成によりRNA及び2’−O−メチルヌクレオチドを含むRNAを生成した。ビューケージ、エス.エル.ら(Beaucage,S.L.et al.)(Edrs.),ジョンワイリーアンドサンズ社(John Wiley&Sons,Inc.)[米国ニューヨーク州ニューヨーク(New York)]における核酸化学の現行プロトコルに記載されているような標準ヌクレオチドホスホルアミダイト化学を用いて、これらの構成単位をオリゴリボヌクレオチド鎖の配列内の選択部位に組み込んだ。ヨード酸化溶剤をアセトニトリル(1%)中のBeaucage試薬(クルアケム社(Chruachem Ltd)[英国グラスゴー(Glasgow)])に置き換えることにより、オスホロチオアート結合を導入した。更なる補助試薬をマリンクロットベーカー社(Mallinckrodt Baker)[ドイツ、グリースハイム(Griesheim)]から入手した。
図1に示すように、コレステロールをsiRNAに3’接合した。これらの3’−コレステロール−コンジュゲートされたsiRNAの合成のために、適切に修飾された固相担体をRNA合成のために用いた。固相担体は次のように調製した。
ジエチル−2−アザブタン−1,4−ジカルボキシレートAA
3−{エトキシカルボニルメチル−[6−(9H−フルオレン(fluoren)−9−イルメトキシカルボニル−アミノ)−ヘキサノイル]−アミノ}−プロピオン酸エチルエステルAB
3−[(6−アミノ−ヘキサノイル)−エトキシカルボニルメチル−アミノ]−プロピオン酸エチルエステルAC
3−({6−[17−(1,5−ジメチル−ヘキシル)−10,13−ジメチル−2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17−テトラデカヒドロ−1H−シクロペンタ[a]フェナントレン(phenanthren)−3−イルオキシカルボニルアミノ]−ヘキサノイル}エトキシカルボニルメチル−アミノ)−プロピオン酸エチルエステルAD
1−{6−[17−(1,5−ジメチル−ヘキシル)−10,13−ジメチル−2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17−テトラデカヒドロ−1H−シクロペンタ[a]フェナントレン(phenanthren)−3−イルオキシカルボニルアミノ]−ヘキサノイル}−4−オキソ−ピロリジン−3−カルボン酸エチルエステルAE
[6−(3−ヒドロキシ−4−ヒドロキシメチル−ピロリジン−1−イル)−6−オキソ−ヘキシル]−カルバミン酸17−(1,5−ジメチル−ヘキシル)−10,13−ジメチル−2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17−テトラデカヒドロ−1H−シクロペンタ[a]フェナントレン−3−イルエステルAF
[6−{3−ビスー(4−ヒドロキシ−フェニル)−フェニル−メトキシメチル]−4−ヒドロキシ−ピロリジン−1−イル}−6−オキソ−ヘキシル)−カルバミン酸17−(1,5−ジメチル−ヘキシル)−10,13−ジメチル−2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17−テトラデカヒドロ−1H−シクロペンタ[a]フェナントレン−3−イルエステルAG
スクシン酸モノ−(4−[ビス−(4−メトキシ−フェニル)−フェニル−メトキシメチル]−1−{6−[17−(1,5−ジメチル−ヘキシル)−10,13−ジメチル−2,3,4,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17−テトラデカヒドロ−1H−シクロペンタ[a]フェナントレン−3−イルオキシカルボニルアミノ]ヘキサノイル}−ピロリジン−3−イル)エステルAH
コレステロール誘導化CPG AI
コレステロール接合RNA鎖の合成および構造を図1に示す。
表3に示したiRNA剤のヒトRhoAの発現を阻害する能力を、発現構築物から各遺伝子産物が発現されているヒト細胞株、または各遺伝子産物を構成的に発現している細胞株で試験した。iRNA剤は、例えばトランスフェクションまたはエレクトロポレーションによって細胞内にトランスフェクションされ、細胞に一定時間、例えば24時間作用させることができ、RhoAの発現レベルは細胞溶解物中のRhoAのmRNA濃度を測定することによって決定した。次にこれらの発現レベルを、同等であるがiRNA剤を加えることなしに処理した細胞のRhoA発現レベルと、またはハウスキーピング遺伝子(例えばGAPDH)の発現レベルと比較し、それによって表3に示されたiRNA剤のヒトRhoAの発現を阻害する能力を評価した。
トランスフェクションの1日前に、Neuroscreen−1細胞(セロミクス社(Cellomics Inc.)[米国ペンシルベニア州ピッツバーグ(Pittsburgh)]を、96ウエルコラーゲンコーティングプレート(グライナーバイオワン社(Greiner Bio−One GmbH)[ドイツ、フリッケンハオゼ(Frickenhausen)]に、100μlの増殖培地(RPMI 1640,10%ウマ血清、5%ウシ胎児血清、100uペニシリン/100μg/mlストレプトマイシン、2mMのL−グルタミン、バイオクロム社(Biochrom AG)[ドイツ、ベルリン(Berlin)]に1.5×104細胞/ウエルの割合で接種した。トランスフェクションは三重でおこなった。各ウエルについて、0.5μlのリポフェクタミン2000(インビトロジェン社(Invitrogen GmbH)[ドイツ、カールスルーエ(Karlsruhe)]を12μlのOpti−MEM(インビトロジェン社)と混合し、室温で15分間インキュベーションした。ウエル当たり5μMのsiRNAのアニーリング緩衝液(20mMのリン酸ナトリウム、pH6.8;100mM塩化ナトリウム)の溶液2μlを10.5μlのOpti−MEMと混合し、これとリポフェクタミン2000−Opti−MEM混合液とを合わせて再度15分間室温でインキュベーションした。このインキュベーションの間に細胞から増殖培地を取り除き、75μl/ウエルの新鮮な培地と交換した。25μlのsiRNA−リポフェクタミン2000複合物を加え、100μlのインキュベーション体積での全体濃度を100nMにし、加湿インキュベータ(ヘレウス社(Heraeus GmbH)[ドイツ、ハーナウ(Hanau)]内で細胞を37℃、5%CO2で24時間インキュベーションした。
それらが意図する生理学的な応用に最も関係する生物学的マトリックス、即ち脳脊髄液(CSF)中でのsiRNAの安定性を検証するために、我々はこの媒体中でのsiRNAの分解半減期を決定する方法を確立した。この方法は、siRNAをCSFとインキュベーションし、続いてCSFサンプルをプロテイナーゼK処理し、CSFサンプル成分をHPLCで分離することを含む。
50μMの各siRNAのリン酸緩衝化食塩水(PBS、シグマ アルドリッチヒェミー社(Sigma−Aldrich Chemie GmbH)[ドイツ、タウフキルヘン(Taufkirchen)])溶液6μlを54μlのCSFと37℃で30分間、1、2、4、8、16、24、または48時間インキュベーションした。siRNA−分解を終了させるために、それぞれのインキュベーション時間が終了した直後にプロテイナーゼK緩衝液25μlをインキュベーションサンプルに加え、混合液を5秒間高速で攪拌し(Vortex Genie 2,カタログ番号SI0256,サイエンティフィックインダストリーズ社(Scientific Industries,Inc.)[米国ニューヨーク州ボヘミア(Bohemia)])、プロテイナーゼK(10mg/ml)を8μl添加してから5秒間攪拌し、最後に混合液をサーモミキサーの中、42℃、1050rpmで20分間インキュベーションした。
インライン脱気装置、自動サンプリング装置、カラム・オーブン、および固定波長UV検出器(ダイオネクス社(Dionex GmbH)[ドイツ、イドシュタイン(Idstein)])を備えたダイオネックス・バイオLC(Dionex BioLC)HPLCシステムを、変性条件下で用いた。標準実行パラメータは以下の通りである。
温度:75℃
溶離液A:10mM NaClO4、20mM TRIS−HCl、1mM EDTA;10%アセトニトリル、pH=8.0
溶離液B:800mM NaClO4、20mM TRIS−HCl、1mM EDTA;10%アセトニトリル、pH=8.0
検出:@260nm
勾配:0〜1分:10%B
1〜11分:10% −> 35%B
11〜12分:35%B −> 100%B
12〜14分:100%B −> 10%B
14〜16分:カラム再平衡化のための10%B
注入量:20μl
siRNAの2本の鎖を分離することが期待通りに行われなかった場合または1本の鎖とともに分解フラグメントが一緒に溶離された場合には、クロマトグラフィーのパラメータの調整を、温度、pH、NaBrによるNaClO4の置換、アセトニトリルの濃度の変更によって、および/またはセンスもしくはアンチセンス鎖由来のピークの分離定量を可能にする分離が達成されるまでの溶離液勾配の勾配を調整することによって行う。
積分されたセンス鎖、アンチセンス鎖、及び内部ピーク面積を全ての試料及び正規化対照について得た。
この処置は、異なる試料のピーク面積を比較することができるように、フィルターを2回洗浄することで、実質的に完全な回収が混合濾過液状態で達成され、フィルターに保持された洗浄水の可変的な量が補正されると仮定する。
時間tでのセンスおよびアンチセンス鎖についての残留完全長産物の相対量(%FLP)を得るために、時間t=0分(NPAsense,t=0、NPAantisense,t=0)での各鎖の正規化ピーク面積を100%として設定し、他の時点のNPAをこれらの値によって割る。
siRNAをアニーリング緩衝液のみでインキュベートした対照試料から得られた値を、本方法の精度の対照として用いることが可能である。両鎖の%FLPは、インキュベーション時間に関係なく許容誤差範囲内で、100%近傍に位置しなければならない。
t1/2=ln(0,5)/勾配
ラット、ウシ、およびブタCSFでのNogoLおよびRhoAに特異的なsiRNAの安定性
表7は、各々の培地で48時間インキュベートした後のブタ、ラット、およびウシCSFならびにPBSに存在する完全長二本鎖RNAの相対量の選択siRNAに関する測定結果を示す。また、いくつかのsiRNAについてセンスおよびアンチセンス鎖の分解半減期を別々に測定した。
RhoA発現の阻害を、上記したようにNeuroscreen1細胞を用いて得られる結果を確認するために、ラット後根神経節(DRG)初代培養細胞で評価した。
Claims (25)
- 物質番号6477〜6836から成る群から選択される任意の1つの物質のセンス鎖配列と僅かに1,2又は3個のヌクレオチドだけ異なる、少なくとも15個の隣接ヌクレオチドを含むセンス鎖と、物質番号6477〜6836から成る群から選択される任意の1つの物質のアンチセンス配列と僅かに1,2又は3個のヌクレオチドだけ異なる、少なくとも15個の隣接ヌクレオチドを含むアンチセンス鎖とを含む、細胞内のRhoA遺伝子の発現を阻害するためのiRNA剤。
- 物質番号6477〜6836から成る群から選択される任意の1つの物質のセンス鎖配列と僅かに1,2又は3個のヌクレオチドだけ異なる、少なくとも15個の隣接ヌクレオチドを含むセンス鎖と、物質番号6477〜6836から成る群から選択される任意の1つの物質のアンチセンス配列の少なくとも15個の隣接ヌクレオチドを含むアンチセンス鎖とを含む、細胞内のRhoA遺伝子の発現を阻害するためのiRNA剤であって、これらの物質とのインキュベーション後に培養ヒト細胞に存在するRhoA mRNAの量を、前記物質とインキュベートされなかった細胞に対して40%以上減少させるiRNA剤。
- 物質番号6477〜6836から成る群から選択される任意の1つの物質の配列の1つと本質的に同一の少なくとも16,17又は18個のヌクレオチドの配列、但し、それぞれ1鎖につき1,2又は3個以下のヌクレオチドが他のヌクレオチドに置換されているが(例えば、アデノシンがウラシルに置換)、RhoA発現を阻害する能力を本質的に保持している配列を各々が含むセンス鎖とアンチセンス鎖とを含む、細胞内のRhoA遺伝子の発現を阻害するためのiRNA剤。
- 前記センスおよびアンチセンス鎖配列の少なくとも一方が、物質番号6523,6524,6530,6614,6650,6656,6657,6661,6662,6703,6712,6713,6732,6751,6756,6767,6769,6787,6789,6790,6832のセンス及びアンチセンス鎖配列から成る群から選択される、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のiRNA剤。
- 前記センスおよびアンチセンス鎖配列の少なくとも一方が、物質番号AL−DP−5972,AL−DP−5973,AL−DP−5974,AL−DP−5975,AL−DP−5976,AL−DP−5978,AL−DP−5979,AL−DP−5981,AL−DP−5982,AL−DP−5983,AL−DP−5984,AL−DP−5986,AL−DP−5987,AL−DP−5988,AL−DP−5989,AL−DP−5990,AL−DP−5991,AL−DP−5992,AL−DP−5993,AL−DP−5994,AL−DP−5995,AL−DP−6176,AL−DP−6177のセンス及びアンチセンス鎖配列から成る群から選択される、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のiRNA剤。
- 前記アンチセンスRNA鎖が30以下のヌクレオチド長であり、前記iRNA剤の二重鎖領域が15〜30ヌクレオチド対長である、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載のiRNA剤。
- iRNA剤が生体試料において上昇した安定性を有するように修飾される、請求項1から請求項6のいずれか一項に記載のiRNA剤。
- 前記修飾が、ホスホロチオアート、2’−修飾ヌクレオチド、固定ヌクレオチド、非塩基性ヌクレオチド、モルホリノヌクレオチド、ホスホロアミダート又はヌクレオチドを構成する非天然型塩基である、請求項7に記載のiRNA剤。
- ウリジンが2’−修飾ヌクレオチドである、少なくとも1つの5’−ウリジン−アデニン−3’(5’−ua−3’)ジヌクレオチド;5’−ウリジンが2’−修飾ヌクレオチドである、少なくとも1つの5’−ウリジン−グアニン−3’(5’−ug−3’)ジヌクレオチド;5’−シチジンが2’−修飾ヌクレオチドである、少なくとも1つの5’−シチジン−アデニン−3’(5’−ca−3’)ジヌクレオチド;又は5’−ウリジンが2’−修飾ヌクレオチドである、少なくとも1つの5’−ウリジン−ウリジン−3’(5’−uu−3’)ジヌクレオチドを含む、請求項1から請求項8のいずれか一項に記載のiRNA剤。
- 5’−ua−3’,5’−uu−3’,5’−ca−3’及び5’−ug−3’モチーフにおけるすべての5’−ヌクレオチドが前記センス鎖において2’−修飾され、5’−ua−3’及び5’−ca−3’モチーフにおけるすべての5’−ヌクレオチドが前記アンチセンス鎖において2’−修飾され、或いは、
5’−ua−3’,5’−uu−3’,5’−ca−3’及び5’−ug−3’モチーフにおけるすべての5’−ヌクレオチドが前記センス及びアンチセンス鎖において2’−修飾され、或いは、
すべてのピリミジンヌクレオチドが前記センス鎖において2’−修飾され、5’−ua−3’及び5’−ca−3’モチーフにおけるすべての5’−ヌクレオチドが前記アンチセンス鎖において2’−修飾され、或いは、
すべてのピリミジンヌクレオチドが前記センス鎖において2’−修飾され、5’−ua−3’,5’−uu−3’,5’−ca−3’及び5’−ug−3’モチーフにおけるすべての5’−ヌクレオチドが前記アンチセンス鎖において2’−修飾され、或いは、
前記センス鎖におけるすべてのピリミジンヌクレオチドが2’−修飾され、前記アンチセンス鎖ではヌクレオチドが2’−修飾されない、請求項1から請求項9のいずれか一項に記載のiRNA剤。 - 前記2’−修飾が、2’−デオキシ、2’−デオキシ−2’−フルオロ、2’−O−メチル、2’−O−メトキシエチル(2’−O−MOE)、2’−O−アミノプロピル(2’−O−AP)、2’−O−ジメチルアミノエチル(2’−O−DMAOE)、2’−O−ジメチルアミノプロピル(2’−O−DMAP)、2’−O−ジメチルアミノエチルオキシエチル(2’−O−DMAEOE)及び2’−O−N−メチルアセトアミド(2’−O−NMA)から成る群から選択される、請求項8から請求項10のいずれか一項に記載のiRNA剤。
- 1〜4個の不対合ヌクレオチドを有するヌクレオチドオーバーハングを含む、請求項1から請求項11のいずれか一項に記載のiRNA剤。
- コレステロール部分を含む、請求項1から請求項12のいずれか一項に記載のiRNA剤。
- 前記コレステロール部分が前記iRNA剤のセンス鎖の3’末端に接合している、請求項13に記載のiRNA剤。
- 前記iRNA剤が神経細胞又は神経鞘細胞による取込みの標的となる、請求項1から請求項14のいずれか一項に記載のiRNA剤。
- 請求項1から請求項15のいずれか一項に記載のiRNA剤を対象に投与するステップを含む、部分的にRhoAに媒介される病理過程を有する対象を処置する方法。
- 前記病理過程が神経の成長又は伸長の阻害である、請求項16に記載の方法。
- 前記病理過程が、神経の障害又は損傷の結果としての神経の成長又は伸長の阻害である、請求項17に記載の方法。
- 前記iRNA剤が、前記対象の細胞又は組織内のRhoAの発現を低減するのに十分な量にて投与される、請求項16から請求項18のいずれか一項に記載の方法。
- 前記対象がヒトである、請求項16から請求項19のいずれか一項に記載の方法。
- a)請求項1から請求項15のいずれか一項に記載のiRNA剤と、
b)医薬的に許容可能な担体とを含む医薬組成物。 - 請求項1から請求項15のいずれか一項に記載のiRNA剤を含む細胞。
- 細胞内のRhoA遺伝子の発現を阻害するための方法であって、
(a)請求項1から請求項15のいずれか一項に記載のiRNA剤を細胞に導入するステップと、
(b)RhoA遺伝子のmRNA転写の低下を得るのに十分な時間、ステップ(a)にて作製された細胞を維持し、これにより細胞内のRhoA遺伝子の発現を阻害するステップとを含む方法。 - 細胞内のRhoA遺伝子の発現を阻害するためのベクターであって、請求項1から請求項15のいずれか一項に記載のiRNA剤の少なくとも1つの鎖をコードするヌクレオチド配列に機能的に結合した調節配列を含むベクター。
- 請求項24に記載のベクターを含む細胞。
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