JP2023537943A - MARC1発現を阻害するためのRNAiコンストラクト及び方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、MARC1遺伝子の発現を低減するためのRNAiコンストラクトに関する。肝線維症及び脂肪肝疾患、例えば非アルコール性脂肪肝疾患及び非アルコール性脂肪性肝炎を治療又は予防するために、こうしたRNAiコンストラクトを使用する方法も記載される。本発明は、MARC1遺伝子を標的化し、且つ肝細胞におけるその発現を低減するRNAiコンストラクトの設計及び生成に部分的に基づく。MARC1遺伝子発現を配列特異的に阻害することは、心血管疾患及び脂肪肝疾患などの高い脂質レベル及び肝臓脂肪と関連する病態を治療又は予防するのに有用である。
Description
関連出願の相互参照
本出願は、2020年8月13日出願の米国仮特許出願第63/065,190号明細書及び2021年6月23日出願の米国仮特許出願第63/214,016号明細書の利益を主張し、これらの両方は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本出願は、2020年8月13日出願の米国仮特許出願第63/065,190号明細書及び2021年6月23日出願の米国仮特許出願第63/214,016号明細書の利益を主張し、これらの両方は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
電子的に提出されたテキストファイルの説明
本出願は、ASCIIフォーマットで電子提出され、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる配列表を含む。2021年8月3日作成のコンピュータ読み取り可能フォーマットの配列表のコピーは、名称がA-2664-WO-PCT_ST25であり、サイズが1,064キロバイトである。
本出願は、ASCIIフォーマットで電子提出され、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる配列表を含む。2021年8月3日作成のコンピュータ読み取り可能フォーマットの配列表のコピーは、名称がA-2664-WO-PCT_ST25であり、サイズが1,064キロバイトである。
本発明は、ミトコンドリアアミドキシム還元構成要素1(mARC1)タンパク質の肝臓での発現を調節するための組成物及び方法に関する。具体的には、本発明は、RNA干渉を介してMARC1遺伝子発現を低減するための核酸ベースの治療薬並びに循環脂質レベルを低下させ、且つ脂肪肝疾患及び肝線維症を治療又は予防するためにこうした核酸ベースの治療薬を使用する方法に関する。
非アルコール性脂肪肝疾患(NAFLD)は、様々な肝臓病理を含む、世界で最も一般的な慢性肝疾患であり、その有病率は、過去20年間で倍増し、現在では世界人口の約20~30%が罹患していると推定される。一部の個体では、脂肪症と呼ばれる肝臓への異所性脂肪の蓄積により、炎症及び肝細胞損傷が誘発され、非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)と呼ばれるより進行した段階の疾患が引き起こされる。NASHは、細胞損傷、炎症及び様々な程度の瘢痕化又は線維化の証拠を伴う脂質蓄積として定義される。2015年の時点で7500万~1億人のアメリカ人がNAFLDを有すると推定される一方、NASHは、NAFLD診断の約10~30%を占める。
mARC1タンパク質は、N-酸化分子の還元を触媒するミトコンドリア外膜中のモリブデン含有タンパク質である(Klein et al.,J Biol Chem,Vol.287(51):42795-42803,2012;Ott et al.,J Biol Inorg Chem,Vol.20(2):265-275,2015)。これは、最も優れた生体内変換酵素の1つであるCYP450に対する非常に有効な対応物であり、アミドキシムプロドラッグの活性化及びN-水酸化官能基を含有する他の薬物の非活性化に関与する(Neve et al.,PLoS One,Vol.10(9):e0138487,2015;Ott et al.,2015(上述))。近年、MARC1遺伝子中の予測される機能喪失バリアントは、コレステロール及び肝臓酵素の血中レベルの低下、肝臓脂肪の低減並びに肝硬変の予防に関連することが報告された。Emdin et al.,bioRxiv 594523;//doi.org/10.1101/594523,2019;及びEmdin et al.,PLoS Genet,Vol.16(4):e1008629,2020を参照されたい。特に、mARC1コード領域中のA165Tミスセンス変異体は、12,361件のあらゆる原因の肝硬変事例及び8つのコホートからの790,095件の対照の分析において、あらゆる原因の肝硬変の予防、コンピュータ断層撮影上での肝脂肪レベルの低下及び医師の診断による脂肪肝の確率の低下並びにアラニントランスアミナーゼ、アルカリホスファターゼ、総コレステロール及びLDLコレステロールレベルの血中レベルの低下に関連していた(Emdin et al.,2020(上述))。コレステロール濃度、肝臓酵素濃度の低下及び肝硬変リスクの低減に関連する追加のMARC1対立遺伝子(M187Kミスセンス変異及びR200Terトランケーション変異)も同定された(Emdin et al.,2020(上述))。これらのデータは、mARC1酵素の欠如により、慢性の肝疾患及び肝硬変が予防されることを示唆する。したがって、mARC1機能を標的化する治療薬は、コレステロール濃度(例えば、非HDLコレステロール又はLDLコレステロール濃度)及び肝線維症の低減並びに肝疾患、特にNAFLD及びNASHの治療又は予防に対する新規なアプローチを示す。
mARC1タンパク質は、N-酸化分子の還元を触媒するミトコンドリア外膜中のモリブデン含有タンパク質である(Klein et al.,J Biol Chem,Vol.287(51):42795-42803,2012;Ott et al.,J Biol Inorg Chem,Vol.20(2):265-275,2015)。これは、最も優れた生体内変換酵素の1つであるCYP450に対する非常に有効な対応物であり、アミドキシムプロドラッグの活性化及びN-水酸化官能基を含有する他の薬物の非活性化に関与する(Neve et al.,PLoS One,Vol.10(9):e0138487,2015;Ott et al.,2015(上述))。近年、MARC1遺伝子中の予測される機能喪失バリアントは、コレステロール及び肝臓酵素の血中レベルの低下、肝臓脂肪の低減並びに肝硬変の予防に関連することが報告された。Emdin et al.,bioRxiv 594523;//doi.org/10.1101/594523,2019;及びEmdin et al.,PLoS Genet,Vol.16(4):e1008629,2020を参照されたい。特に、mARC1コード領域中のA165Tミスセンス変異体は、12,361件のあらゆる原因の肝硬変事例及び8つのコホートからの790,095件の対照の分析において、あらゆる原因の肝硬変の予防、コンピュータ断層撮影上での肝脂肪レベルの低下及び医師の診断による脂肪肝の確率の低下並びにアラニントランスアミナーゼ、アルカリホスファターゼ、総コレステロール及びLDLコレステロールレベルの血中レベルの低下に関連していた(Emdin et al.,2020(上述))。コレステロール濃度、肝臓酵素濃度の低下及び肝硬変リスクの低減に関連する追加のMARC1対立遺伝子(M187Kミスセンス変異及びR200Terトランケーション変異)も同定された(Emdin et al.,2020(上述))。これらのデータは、mARC1酵素の欠如により、慢性の肝疾患及び肝硬変が予防されることを示唆する。したがって、mARC1機能を標的化する治療薬は、コレステロール濃度(例えば、非HDLコレステロール又はLDLコレステロール濃度)及び肝線維症の低減並びに肝疾患、特にNAFLD及びNASHの治療又は予防に対する新規なアプローチを示す。
Klein et al.,J Biol Chem,Vol.287(51):42795-42803,2012
Ott et al.,J Biol Inorg Chem,Vol.20(2):265-275,2015
Neve et al.,PLoS One,Vol.10(9):e0138487,2015
Emdin et al.,bioRxiv 594523;//doi.org/10.1101/594523,2019
Emdin et al.,PLoS Genet,Vol.16(4):e1008629,2020
本発明は、MARC1遺伝子を標的化し、且つ肝細胞におけるその発現を低減するRNAiコンストラクトの設計及び生成に部分的に基づく。MARC1遺伝子発現を配列特異的に阻害することは、心血管疾患及び脂肪肝疾患などの高い脂質レベル及び肝臓脂肪と関連する病態を治療又は予防するのに有用である。したがって、一実施形態では、本発明は、センス鎖及びアンチセンス鎖を含むRNAiコンストラクトであって、アンチセンス鎖は、mARC1のmRNA配列と実質的に相補的な配列を有する領域を含む、RNAiコンストラクトを提供する。例えば、いくつかの実施形態では、アンチセンス鎖は、ヒトmARC1のmRNA配列(配列番号1)の領域の少なくとも15個の連続したヌクレオチドの配列と実質的に相補的な配列を含み、ミスマッチは、1、2又は3つ以下である。特定の実施形態では、アンチセンス鎖は、表1又は表2に列記されるアンチセンス配列からの少なくとも15個の連続したヌクレオチドを有する領域を含む。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のRNAiコンストラクトのセンス鎖は、約15~約30塩基対長の二重鎖領域を形成するために、アンチセンス鎖の配列と十分に相補的な配列を含む。これらの及び他の実施形態では、センス鎖及びアンチセンス鎖は、それぞれ独立して、約19~約30ヌクレオチド長である。いくつかの実施形態では、RNAiコンストラクトは、1つ又は2つの平滑末端を含む。他の実施形態では、RNAiコンストラクトは、1つ又は2つのヌクレオチドオーバーハングを含む。このようなヌクレオチドオーバーハングは、1~6つの不対ヌクレオチドを含み得、且つセンス鎖の3’末端、アンチセンス鎖の3’末端又はセンス鎖及びアンチセンス鎖の両方の3’末端に位置し得る。特定の実施形態では、RNAiコンストラクトは、センス鎖の3’末端及びアンチセンス鎖の3’末端に2つの不対ヌクレオチドのオーバーハングを含む。他の実施形態では、RNAiコンストラクトは、アンチセンス鎖の3’末端に2つの不対ヌクレオチドのオーバーハングを含み、且つセンス鎖の3’末端/アンチセンス鎖の5’末端に平滑末端を含む。
本発明のRNAiコンストラクトは、リボース環、核酸塩基又はホスホジエステル骨格に対する修飾を有するヌクレオチドを含む、1つ以上の修飾ヌクレオチドを含み得る。いくつかの実施形態では、RNAiコンストラクトは、1つ以上の2’-修飾ヌクレオチドを含む。このような2’-修飾ヌクレオチドは、2’-フルオロ修飾ヌクレオチド、2’-O-メチル修飾ヌクレオチド、2’-O-メトキシエチル修飾ヌクレオチド、2’-O-アルキル修飾ヌクレオチド、2’-O-アリル修飾ヌクレオチド、二環式核酸(BNA)、デオキシリボヌクレオチド又はこれらの組み合わせを含み得る。特定の一実施形態では、RNAiコンストラクトは、1つ以上の2’-フルオロ修飾ヌクレオチド、2’-O-メチル修飾ヌクレオチド又はこれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、RNAiコンストラクトのセンス鎖及びアンチセンス鎖の全てのヌクレオチドは、修飾ヌクレオチドである。本発明のRNAiコンストラクトには、例えばセンス鎖の3’末端、5’末端又は3’末端及び5’末端の両方において、末端ヌクレオチドとして脱塩基ヌクレオチドを組み込み得る。このような実施形態では、脱塩基ヌクレオチドは、逆位であり得、例えば3’-3’ヌクレオチド間結合又は5’-5’ヌクレオチド間結合を介して、隣接するヌクレオチドに結合され得る。
いくつかの実施形態では、RNAiコンストラクトは、修飾ヌクレオチド間結合又はヌクレオシド間結合などの少なくとも1つの骨格修飾を含む。特定の実施形態では、本明細書に記載のRNAiコンストラクトは、少なくとも1つのホスホロチオエートヌクレオチド間結合を含む。特定の実施形態では、ホスホロチオエートヌクレオチド間結合は、センス鎖及び/又はアンチセンス鎖の3’末端又は5’末端に配置され得る。例えば、いくつかの実施形態では、アンチセンス鎖は、3’末端及び5’末端の両方の末端ヌクレオチド間に2つの連続したホスホロチオエートヌクレオチド間結合を含む。いくつかのこうした実施形態では、センス鎖は、その3’末端の末端ヌクレオチド間に1つ又は2つのホスホロチオエートヌクレオチド間結合を含む。
特定の実施形態では、本発明のRNAiコンストラクトのアンチセンス鎖及び/又はセンス鎖は、表1又は表2に列記されるアンチセンス配列及びセンス配列由来の配列を含むか又はそれからなり得る。特定のこうした実施形態では、RNAiコンストラクトは、表1~24のいずれか1つに列記される二重鎖化合物のいずれか1つであり得る。いくつかの実施形態では、RNAiコンストラクトは、D-1044、D-1061、D-1062、D-1067、D-1083、D-1090、D-1092、D-1093、D-1095、D-1138、D-1139、D-1143、D-1170、D-1177、D-1180、D-1191、D-1245、D-2000、D-2002、D-2003、D-2004、D-2011、D-2026、D-2028、D-2032、D-2033、D-2034、D-2035、D-2036、D-2042、D-2044、D-2045、D-2046、D-2050、D-2078、D-2079、D-2081、D-2182、D-2196、D-2238、D-2241、D-2243、D-2246、D-2255、D-2356、D-2258、D-2301、D-2316、D-2317、D-2329、D-2332、D-2341、D-2344、D-2357、D-2399又はD-2510である。特定の実施形態では、RNAiコンストラクトは、D-2079、D-2081、D-2196、D-2238、D-2241、D-2255、D-2258、D-2317、D-2332、D-2357又はD-2399である。
いくつかの実施形態では、本発明のRNAiコンストラクトは、ヒトmARC1のmRNA転写産物の特定の領域(例えば、配列番号1に記載されるヒトmARC1のmRNA転写産物配列)を標的化し得る。例えば、特定の実施形態では、RNAiコンストラクトは、センス鎖及びアンチセンス鎖を含み、アンチセンス鎖は、配列番号1のヌクレオチド1205~1250の少なくとも15個の連続したヌクレオチドの配列と実質的に相補的な配列を有する領域を含む。他の実施形態では、アンチセンス鎖は、配列番号1のヌクレオチド1209~1239の少なくとも15個の連続したヌクレオチドの配列と実質的に相補的な配列を有する領域を含む。更に他の実施形態では、アンチセンス鎖は、配列番号1のヌクレオチド1345~1375の少なくとも15個の連続したヌクレオチドの配列と実質的に相補的な配列を有する領域を含む。また他の実施形態では、アンチセンス鎖は、配列番号1のヌクレオチド2039~2078の少なくとも15個の連続したヌクレオチドの配列と実質的に相補的な配列を有する領域を含む。特定の他の実施形態では、アンチセンス鎖は、配列番号1のヌクレオチド2048~2074の少なくとも15個の連続したヌクレオチドの配列と実質的に相補的な配列を有する領域を含む。上記の実施形態のいずれにおいても、アンチセンス鎖の配列は、ヒトmARC1転写産物(配列番号1)の特定の領域の少なくとも15個の連続したヌクレオチドの配列と実質的に相補的であり得、アンチセンス鎖の配列とヒトmARC1転写産物の特定の領域の配列との間のミスマッチは、1、2又は3つ以下である。アンチセンス鎖の配列と標的mARC1のmRNA配列の配列との間にミスマッチが生じるいくつかのこうした実施形態では、ミスマッチは、標的mARC1のmRNA配列と、アンチセンス鎖の5’末端から6位及び/又は8位のヌクレオチドとの間に位置し得る。他の実施形態では、アンチセンス鎖の配列は、ヒトmARC1転写産物(配列番号1)の特定の領域の少なくとも15個の連続したヌクレオチドの配列と完全に相補的であり得る。
本発明のRNAiコンストラクトは、肝細胞などの特定の組織又は細胞へのRNAiコンストラクトの送達又は取り込みを促進するリガンドを更に含み得る。特定の実施形態では、リガンドは、RNAiコンストラクトの肝細胞への送達を標的化する。これら及び他の実施形態では、リガンドは、ガラクトース、ガラクトサミン又はN-アセチル-ガラクトサミン(GalNAc)を含み得る。特定の実施形態では、リガンドは、三価又は四価のガラクトース又はGalNAc部分などの多価ガラクトース又は多価GalNAc部分を含む。リガンドは、任意選択によりリンカーを介してRNAiコンストラクトのセンス鎖の5’末端又は3’末端に共有結合され得る。いくつかの実施形態では、RNAiコンストラクトは、本明細書に記載の式I~IXのいずれか1つの構造を有するリガンド及びリンカーを含む。特定の実施形態では、RNAiコンストラクトは、式VIIの構造を有するリガンド及びリンカーを含む。他の実施形態では、RNAiコンストラクトは、式IVの構造を有するリガンド及びリンカーを含む。
本発明は、本明細書に記載のRNAiコンストラクトと、薬学的に許容される担体、賦形剤又は希釈剤のいずれかとを含む医薬組成物も提供する。このような医薬組成物は、MARC1遺伝子の発現の低減を、それを必要とする患者の細胞(例えば、肝細胞)において行うために特に有用である。本発明の医薬組成物を投与され得る患者としては、心血管疾患、脂肪肝疾患、肝線維症若しくは肝硬変と診断されたか又はそのリスクがある患者及びコレステロール(例えば、総コレステロール、非HDLコレステロール又はLDLコレステロール)血中レベルが高い患者を挙げることができる。したがって、本発明は、脂肪肝疾患(例えば、NAFLD、NASH、アルコール性脂肪肝疾患又はアルコール性脂肪性肝炎)、肝線維症又は心血管疾患の治療、予防又はその発症のリスクの低減を、それを必要とする患者において行う方法であって、本明細書に記載されるRNAiコンストラクト又は医薬組成物を投与することを含む方法を含む。特定の実施形態では、本発明は、コレステロール(例えば、総コレステロール、非HDLコレステロール又はLDLコレステロール)の血中レベル(血清又は血漿)の低減を、それを必要とする患者において行う方法であって、本明細書に記載されるRNAiコンストラクト又は医薬組成物を投与することを含む方法を提供する。
本明細書に記載の方法のいずれかにおける又は本明細書に記載の方法による投与のための医薬を調製するための、mARC1標的化RNAiコンストラクトの使用が具体的に検討される。例えば、本発明は、脂肪肝疾患(例えば、NAFLD、NASH、アルコール性脂肪肝疾患又はアルコール性脂肪性肝炎)、肝線維症又は心血管疾患の治療、予防又はその発症のリスクの低減を、それを必要とする患者において行う方法で使用するためのmARC1標的化RNAiコンストラクトを含む。本発明は、コレステロール(例えば、総コレステロール、非HDLコレステロール又はLDLコレステロール)の血中レベル(血清又は血漿)の低減を、それを必要とする患者において行う方法で使用するためのmARC1標的化RNAiコンストラクトも含む。
本発明は、脂肪肝疾患(例えば、NAFLD、NASH、アルコール性脂肪肝疾患又はアルコール性脂肪性肝炎)、肝線維症又は心血管疾患の治療、予防又はその発症のリスクの低減を、それを必要とする患者において行うための医薬の調製における、mARC1標的化RNAiコンストラクトの使用も包含する。特定の実施形態では、本発明は、コレステロール(例えば、総コレステロール、非HDLコレステロール又はLDLコレステロール)の血中レベル(血清又は血漿)の低減を、それを必要とする患者において行うための医薬の調製における、mARC1標的化RNAiコンストラクトの使用を提供する。
本発明は、細胞又は哺乳動物においてMARC1遺伝子の発現を調節するための組成物及び方法に関する。いくつかの実施形態では、本発明の組成物は、MARC1遺伝子、特にヒトMARC1遺伝子から転写されるmRNAを標的化し、且つ細胞又は哺乳動物においてmARC1タンパク質の発現を低減させるRNAiコンストラクトを含む。こうしたRNAiコンストラクトは、血清脂質レベル(例えば、総コレステロール及びLDLコレステロールレベル)を低減させ、様々な形態の心血管疾患並びにNAFLD及びNASHなどの脂肪肝疾患を治療又は予防し、且つ肝線維症及び肝硬変へと進行するリスクを低減するのに有用である。
本明細書で使用する場合、「RNAiコンストラクト」という用語は、細胞に導入されるとRNA干渉機構を介して標的遺伝子(例えば、MARC1遺伝子)の発現を下方制御することができるRNA分子を含む薬剤を指す。RNA干渉は、核酸分子が、例えば、RNA誘導サイレンシング複合体(RISC)経路を介して、配列特異的な様式で標的RNA分子(例えば、メッセンジャーRNA又はmRNA分子)の切断及び分解を誘導するプロセスである。いくつかの実施形態では、RNAiコンストラクトは、ハイブリダイズして二重鎖領域を形成するのに十分に互いに十分に相補的な、連続したヌクレオチドの2本の逆平行鎖を含む二本鎖RNA分子を含む。「ハイブリダイズする」又は「ハイブリダイゼーション」は、典型的には、2つのポリヌクレオチドにおける相補的な塩基間の水素結合(例えば、ワトソン-クリック、フーグスティーン又は逆フーグスティーン水素結合)を介した相補的なポリヌクレオチドの対合を指す。標的配列(例えば、標的mRNA)と実質的に相補的な配列を有する領域を含む鎖は、「アンチセンス鎖」又は「ガイド鎖」と称される。「センス鎖」又は「パッセンジャー鎖」は、アンチセンス鎖の領域と実質的に相補的な領域を含む鎖を指す。いくつかの実施形態では、センス鎖は、標的配列と実質的に同一の配列を有する領域を含み得る。
二本鎖RNA分子は、本明細書に記載のもの又は当技術分野で知られるものなど、リボース糖、塩基又はリボヌクレオチドの骨格構成要素に対する修飾を含む、リボヌクレオチドに対する化学修飾を含み得る。二本鎖RNA分子(例えば、siRNA、shRNAなど)で使用されるような任意のそのような修飾は、本開示の目的のための用語「二本鎖RNA」によって包含される。
本明細書で使用する場合、生理的条件などのある種の条件下において、第1の配列を含むポリヌクレオチドが、第2の配列を含むポリヌクレオチドにハイブリダイズして二重鎖領域を形成することができる場合、第1の配列は、第2の配列に「相補的」である。他のそのような条件は、当業者に知られる中程度の又はストリンジェントなハイブリダイゼーション条件を含むことができる。第1の配列を含むポリヌクレオチドが、第2の配列を含むポリヌクレオチドと、一方又は両方のヌクレオチド配列の全長にわたっていかなるミスマッチもなく塩基対形成する場合、第1の配列は、第2の配列と完全に相補的(100%相補的)であるとみなされる。配列が少なくとも約80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%又は99%標的配列と相補的である場合、配列は、標的配列と「実質的に相補的」である。相補性パーセントは、第2の配列又は標的配列の対応する位置の塩基と相補的な第1の配列の塩基の数を第1の配列の全体長で割ることによって計算することができる。2つの配列がハイブリダイズするとき、30塩基対の二重鎖領域にわたって5、4、3又は2つ以下のミスマッチが存在する場合、配列は他方の配列に対して実質的に相補的であると言うこともできる。一般に、本明細書に定義される任意のヌクレオチドオーバーハングが存在する場合、このようなオーバーハングの配列は、2つの配列間の相補性の程度の決定において考慮されない。例として、ハイブリダイズして各鎖の3’末端に2ヌクレオチドのオーバーハングを有する19塩基対の二重鎖領域を形成する、21ヌクレオチド長のセンス鎖及び21ヌクレオチド長のアンチセンス鎖は、この用語が本明細書に使用される場合、完全に相補的であるとみなされることになる。
いくつかの実施形態では、アンチセンス鎖の領域は、標的RNA配列(例えば、mARC1のmRNA配列)の領域と実質的に又は完全に相補的な配列を含む。このような実施形態では、センス鎖は、アンチセンス鎖の配列と完全に相補的な配列を含み得る。他のこのような実施形態では、センス鎖は、アンチセンス鎖の配列と実質的に相補的な配列、例えばセンス鎖及びアンチセンス鎖によって形成される二重鎖領域に1、2、3、4又は5つのミスマッチを有する配列を含み得る。ある特定の実施形態では、任意のミスマッチが末端領域内(例えば、鎖の5’末端及び/又は3’末端の6、5、4、3又は2つのヌクレオチド以内)に生じることが好ましい。一実施形態では、センス鎖及びアンチセンス鎖から形成される二重鎖領域中の任意のミスマッチは、アンチセンス鎖の5’末端の6、5、4、3又は2つのヌクレオチド以内に生じる。
特定の実施形態では、二本鎖RNAのセンス鎖及びアンチセンス鎖は、ハイブリダイズして二重鎖領域を形成するが、そうでなければ分離している別々の2つの分子であり得る。2つの別々の鎖から形成されるこうした二本鎖RNA分子は、「低分子干渉RNA」又は「短干渉RNA」(siRNA)と称される。したがって、いくつかの実施形態では、本発明のRNAiコンストラクトはsiRNAを含む。
他の実施形態では、ハイブリダイズして二重鎖領域を形成するセンス鎖及びアンチセンス鎖は、単一RNA分子の一部であり得、すなわち、センス鎖及びアンチセンス鎖は、単一RNA分子の自己相補的領域の一部である。そのような場合、単一RNA分子は、二重鎖領域(ステム領域とも称される)及びループ領域を含む。センス鎖の3’末端は、不対ヌクレオチドの隣接配列によりアンチセンス鎖の5’末端に接続されており、これによりループ領域が形成されることになる。ループ領域は、典型的には、アンチセンス鎖がセンス鎖と塩基対を形成して二重鎖又はステム領域を形成し得るように、RNA分子それ自体が再度折り畳まれることが可能なほど十分に長い。ループ領域は、約3~約25、約5~約15又は約8~約12個の不対ヌクレオチドを含むことができる。少なくとも部分的に自己相補的な領域を有するこのようなRNA分子は、「低分子ヘアピン型RNA」(shRNA)と称される。特定の実施形態では、本発明のRNAiコンストラクトは、shRNAを含む。単一の少なくとも部分的に自己相補的なRNA分子の長さは、約40ヌクレオチド~約100ヌクレオチド、約45ヌクレオチド~約85ヌクレオチド又は約50ヌクレオチド~約60ヌクレオチドであり得、本明細書に列記される長さをそれぞれ有する二重鎖領域及びループ領域を含み得る。
いくつかの実施形態では、本発明のRNAiコンストラクトは、センス鎖及びアンチセンス鎖を含み、アンチセンス鎖は、mARC1のメッセンジャーRNA(mRNA)配列と実質的に又は完全に相補的な配列を有する領域を含む。本明細書で使用する場合、「mARC1のmRNA配列」は、任意の種(例えば、非ヒト霊長類、ヒト)由来のmARC1タンパク質のバリアント又はアイソフォームを含む、mARC1タンパク質をコードする対立遺伝子バリアント及びスプライスバリアントを含む任意のメッセンジャーRNA配列を指す。MARC1遺伝子(別名:MTARC1又はMOSC1)は、ミトコンドリアアミドキシム還元構成要素1酵素(別名:MOCOスルファラーゼC末端ドメイン含有1酵素)をコードする。ヒトの場合、MARC1遺伝子は、遺伝子座1q41の1番染色体に見られる。
mARC1のmRNA配列は、その相補的DNA(cDNA)配列として発現される転写産物配列も含む。cDNA配列は、RNA塩基(例えば、グアニン、アデニン、ウラシル及びシトシン)ではなく、DNA塩基(例えば、グアニン、アデニン、チミン及びシトシン)として表されるmRNA転写産物の配列を指す。したがって本発明のRNAiコンストラクトのアンチセンス鎖は、標的のmARC1のmRNA配列又はmARC1のcDNA配列と実質的に又は完全に相補的な配列を有する領域を含み得る。mARC1のmRNA又はcDNA配列としては、Ensemblゲノムデータベース又は全米バイオテクノロジー情報センター(NCBI)データベース中の任意のmARC1のmRNA又はcDNA配列、例えばヒト配列:Ensembl転写産物番号ENST00000366910.9(図1、配列番号1)及びNCBI参照配列NM_022746.4;カニクイザル配列:NCBI参照配列XR_001490722.1、XR_001490722.1、XR_001490723.1、XR_001490726.1、XR_273285.2、XM_005540901.2、XR_273286.2、XM_005540898.2及びXM_005540899.2;アカゲザル配列:NCBI参照配列XM_015115809.2、XM_015115815.2、XM_001102192.4及びXM_001102284.3;チンパンジー配列:NCBI参照配列XM_009441519.3、XM_001172926.4及びXM_009441521.3;ラット配列:NCBI参照配列XM_017598938.1;並びにマウス配列:NCBI参照配列XM_006497192.4が挙げられ得るが、これらに限定されない。特定の実施形態では、mARC1のmRNA配列は、図1に示すヒト転写産物である(配列番号1)。
アンチセンス鎖の領域は、mARC1のmRNA配列の少なくとも15個の連続したヌクレオチドと実質的に相補的又は完全に相補的であり得る。特定の実施形態では、アンチセンス鎖の領域は、mARC1のmRNA配列(例えば、ヒトmARC1のmRNA配列(配列番号1))の一領域の少なくとも15個、少なくとも16個、少なくとも17個、少なくとも18個又は少なくとも19個の連続したヌクレオチドの配列と実質的に相補的な配列を含み、ミスマッチは、1、2又は3つ以下である。関連する実施形態では、アンチセンス鎖は、mARC1のmRNA配列の領域の少なくとも15個、少なくとも16個、少なくとも17個、少なくとも18個又は少なくとも19個の連続したヌクレオチドの配列と実質的に相補的な配列を有する領域を含み、ミスマッチは、1以下である。アンチセンス鎖の配列が、標的のmARC1のmRNA配列と完全に相補的ではなく、ミスマッチを含む実施形態では、ミスマッチは、標的mARC1のmRNA配列と、アンチセンス鎖の5’末端から6位及び/又は8位のヌクレオチドとの間に生じ得る。いくつかの実施形態では、アンチセンス鎖が相補性領域を含むmARC1のmRNA配列の標的領域は、約15~約30個の連続したヌクレオチド、約16~約28個の連続したヌクレオチド、約18~約26個の連続したヌクレオチド、約17~約24個の連続したヌクレオチド、約19~約30個の連続したヌクレオチド、約19~約25個の連続したヌクレオチド、約19~約23個の連続したヌクレオチド又は約19~約21個の連続したヌクレオチドの範囲であり得る。特定の実施形態では、mARC1のmRNA配列と実質的に又は完全に相補的な配列を含むアンチセンス鎖の領域は、表1又は表2に列記されるアンチセンス配列からの少なくとも15個の連続したヌクレオチドを含み得る。他の実施形態では、アンチセンス鎖の配列は、表1又は表2に列記されるアンチセンス配列からの少なくとも16個、少なくとも17個、少なくとも18個又は少なくとも19個の連続したヌクレオチドを含む。
RNAiコンストラクトのセンス鎖は、通常、2本の鎖が生理的条件下でハイブリダイズして二重鎖領域を形成するようにアンチセンス鎖の配列と十分に相補的な配列を含む。「二重鎖領域」は、ワトソン-クリック塩基対合又は他の水素結合相互作用のいずれかによって互いに塩基対形成して、2つのポリヌクレオチド間で二重鎖を生成する2つの相補的又は実質的に相補的なポリヌクレオチドの領域を指す。RNAiコンストラクトの二重鎖領域は、例えば、ダイサー酵素及び/又はRISC複合体が結合することにより、RNAiコンストラクトがRNA干渉経路に入ることを可能にする十分な長さのものであるべきである。例えば、いくつかの実施形態では、二重鎖領域は、約15~約30塩基対長である。この範囲内の二重鎖領域の他の長さ、例えば約15~約28塩基対、約15~約26塩基対、約15~約24塩基対、約15~約22塩基対、約17~約28塩基対、約17~約26塩基対、約17~約24塩基対、約17~約23塩基対、約17~約21塩基対、約19~約25塩基対、約19~約23塩基対又は約19~約21塩基対も好適である。特定の実施形態では、二重鎖領域は、約17~約24塩基対長である。他の実施形態では、二重鎖領域は、約19~約21塩基対長である。一実施形態では、二重鎖領域は、約19塩基対長である。別の実施形態では、二重鎖領域は、約21塩基対長である。
センス鎖及びアンチセンス鎖が2つの別々の分子である(例えば、RNAiコンストラクトがsiRNAを含む)実施形態では、センス鎖及びアンチセンス鎖は、二重鎖領域の長さと同じ長さである必要はない。例えば、一方又は両方の鎖は、二重鎖領域よりも長く、二重鎖領域に隣接する1つ以上の不対ヌクレオチド又はミスマッチを有し得る。したがって、いくつかの実施形態では、RNAiコンストラクトは、少なくとも1つのヌクレオチドオーバーハングを含む。本明細書で使用する場合、「ヌクレオチドオーバーハング」は、鎖の末端における不対ヌクレオチド又は二重鎖領域を越えて延在するヌクレオチドを指す。ヌクレオチドオーバーハングは、典型的には、一方の鎖の3’末端が他方の鎖の5’末端を越えて延在するか、又は一方の鎖の5’末端が他方の鎖の3’末端を越えて延在する場合に生成される。ヌクレオチドオーバーハングの長さは、一般に、1~6つのヌクレオチド、1~5つのヌクレオチド、1~4つのヌクレオチド、1~3つのヌクレオチド、2~6つのヌクレオチド、2~5つのヌクレオチド又は2~4つのヌクレオチドである。いくつかの実施形態では、ヌクレオチドオーバーハングは、1、2、3、4、5又は6つのヌクレオチドを含む。特定の一実施形態では、ヌクレオチドオーバーハングは、1~4つのヌクレオチドを含む。特定の実施形態では、ヌクレオチドオーバーハングは、2つのヌクレオチドを含む。特定の他の実施形態では、ヌクレオチドオーバーハングは、単一のヌクレオチドを含む。
オーバーハング中のヌクレオチドは、本明細書に記載されるリボヌクレオチド又は修飾ヌクレオチドであり得る。いくつかの実施形態では、オーバーハング内のヌクレオチドは、2’-修飾ヌクレオチド(例えば、2’-フルオロ修飾ヌクレオチド、2’-O-メチル修飾ヌクレオチド)、デオキシリボヌクレオチド、脱塩基ヌクレオチド、逆位ヌクレオチド(例えば、逆位脱塩基ヌクレオチド、逆位デオキシリボヌクレオチド)又はこれらの組み合わせである。例えば、一実施形態では、オーバーハング内のヌクレオチドは、デオキシリボヌクレオチド、例えばデオキシチミジンである。別の実施形態では、オーバーハング内のヌクレオチドは、2’-O-メチル修飾ヌクレオチド、2’-フルオロ修飾ヌクレオチド、2’-メトキシエチル修飾ヌクレオチド又はこれらの組み合わせである。他の実施形態では、オーバーハングは、5’-ウリジン-ウリジン-3’(5’-UU-3’)ジヌクレオチドを含む。このような実施形態では、UUジヌクレオチドは、リボヌクレオチド又は修飾ヌクレオチド、例えば2’-修飾ヌクレオチドを含み得る。他の実施形態では、オーバーハングは、5’-デオキシチミジン-デオキシチミジン-3’(5’-dTdT-3’)ジヌクレオチドを含む。ヌクレオチドオーバーハングがアンチセンス鎖に存在する場合、オーバーハング内のヌクレオチドは、標的遺伝子配列に相補的である場合もあり、標的遺伝子配列とミスマッチを形成するか、又は何らかの他の配列を含み得る(例えば、ポリピリミジン又はポリプリン配列、例えばUU、TT、AA、GGなど)。
ヌクレオチドオーバーハングは、一方又は両方の鎖の5’末端又は3’末端に存在し得る。例えば、一実施形態では、RNAiコンストラクトは、アンチセンス鎖の5’末端及び3’末端でヌクレオチドオーバーハングを含む。別の実施形態では、RNAiコンストラクトは、センス鎖の5’末端及び3’末端でヌクレオチドオーバーハングを含む。いくつかの実施形態では、RNAiコンストラクトは、センス鎖の5’末端及びアンチセンス鎖の5’末端でヌクレオチドオーバーハングを含む。他の実施形態では、RNAiコンストラクトは、センス鎖の3’末端及びアンチセンス鎖の3’末端でヌクレオチドオーバーハングを含む。
RNAiコンストラクトは、二本鎖RNA分子の一方の末端に単一のヌクレオチドオーバーハングを含み、且つ他の末端に平滑末端を含み得る。「平滑末端」は、センス鎖及びアンチセンス鎖が分子の末端で完全に塩基対を形成しており、二重鎖領域を越えて延在する不対ヌクレオチドがないことを意味する。いくつかの実施形態では、RNAiコンストラクトは、センス鎖の3’末端でヌクレオチドオーバーハングを含み、且つセンス鎖の5’末端及びアンチセンス鎖の3’末端で平滑末端を含む。他の実施形態では、RNAiコンストラクトは、アンチセンス鎖の3’末端でヌクレオチドオーバーハングを含み、且つアンチセンス鎖の5’末端及びセンス鎖の3’末端で平滑末端を含む。特定の実施形態では、RNAiコンストラクトは、二本鎖RNA分子の両末端で平滑末端を含む。こうした実施形態では、センス鎖及びアンチセンス鎖は同じ長さを有し、二重鎖領域はセンス鎖及びアンチセンス鎖と同じ長さである(すなわち、分子は、その全長にわたって二本鎖である)。
本発明のRNAiコンストラクト中のセンス鎖及びアンチセンス鎖は、それぞれ独立して、約15~約30ヌクレオチド長、約19~約30ヌクレオチド長、約18~約28ヌクレオチド長、約19~約27ヌクレオチド長、約19~約25ヌクレオチド長、約19~約23ヌクレオチド長、約19~約21ヌクレオチド長、約21~約25ヌクレオチド長又は約21~約23ヌクレオチド長であり得る。特定の実施形態では、センス鎖及びアンチセンス鎖は、それぞれ独立して、約18、約19、約20、約21、約22、約23、約24又は約25ヌクレオチド長である。いくつかの実施形態では、RNAiコンストラクトが2つのヌクレオチドオーバーハングを有するように、センス鎖及びアンチセンス鎖は、同じ長さを有するが、これらの鎖よりも短い二重鎖領域を形成する。例えば、一実施形態では、RNAiコンストラクトは、(i)それぞれ21ヌクレオチド長のセンス鎖及びアンチセンス鎖、(ii)19塩基対長の二重鎖領域、及び(iii)センス鎖の3’末端及びアンチセンス鎖の3’末端の両方における2つの不対ヌクレオチドのヌクレオチドオーバーハングを含む。別の実施形態では、RNAiコンストラクトは、(i)それぞれ23ヌクレオチド長のセンス鎖及びアンチセンス鎖、(ii)21塩基対長の二重鎖領域、及び(iii)センス鎖の3’末端及びアンチセンス鎖の3’末端の両方における2つの不対ヌクレオチドのヌクレオチドオーバーハングを含む。他の実施形態では、センス鎖及びアンチセンス鎖は、同じ長さを有し、二本鎖分子のいずれの末端にもヌクレオチドオーバーハングが存在しないように、その全長にわたって二重鎖領域を形成する。こうした一実施形態では、RNAiコンストラクトは、平滑末端であり(例えば、2つの平滑末端を有し)、且つ(i)それぞれ21ヌクレオチド長のセンス鎖及びアンチセンス鎖、及び(ii)21塩基対長の二重鎖領域を含む。別のこうした実施形態では、RNAiコンストラクトは、平滑末端であり(例えば、2つの平滑末端を有し)、且つ(i)それぞれ23ヌクレオチド長のセンス鎖及びアンチセンス鎖、及び(ii)23塩基対長の二重鎖領域を含む。更に別のこうした実施形態では、RNAiコンストラクトは、平滑末端であり(例えば、2つの平滑末端を有し)、且つ(i)それぞれ19ヌクレオチド長のセンス鎖及びアンチセンス鎖、及び(ii)19塩基対長の二重鎖領域を含む。
他の実施形態では、RNAiコンストラクトが少なくとも1つのヌクレオチドオーバーハングを含むように、センス鎖又はアンチセンス鎖がもう一方の鎖よりも長く、この2本の鎖は、短い方の鎖の長さに等しい長さを有する二重鎖領域を形成する。例えば、一実施形態では、RNAiコンストラクトは、(i)19ヌクレオチド長のセンス鎖、(ii)21ヌクレオチド長のアンチセンス鎖、(iii)19塩基対長の二重鎖領域、及び(iv)アンチセンス鎖の3’末端における2つの不対ヌクレオチドのヌクレオチドオーバーハングを含む。別の実施形態では、RNAiコンストラクトは、(i)21ヌクレオチド長のセンス鎖、(ii)23ヌクレオチド長のアンチセンス鎖、(iii)21塩基対長の二重鎖領域、及び(iv)アンチセンス鎖の3’末端における2つの不対ヌクレオチドのヌクレオチドオーバーハングを含む。
本発明のRNAiコンストラクトのアンチセンス鎖は、表1若しくは表2に列記されるアンチセンス配列のいずれか1つの配列、これらのアンチセンス配列のいずれかのヌクレオチド1~19の配列又はこれらのアンチセンス配列のいずれかのヌクレオチド2~19の配列を含むか又はそれからなり得る。したがって、いくつかの実施形態では、アンチセンス鎖は、配列番号671~1339、2072~2803、2906~3061又は3321~3655から選択される配列を含むか又はそれからなる。他の実施形態では、アンチセンス鎖は、配列番号671~1339、2072~2803、2906~3061又は3321~3655のいずれか1つのヌクレオチド1~19の配列を含むか又はそれからなる。更に他の実施形態では、アンチセンス鎖は、配列番号671~1339、2072~2803、2906~3061又は3321~3655のいずれか1つのヌクレオチド2~19の配列を含むか又はそれからなる。特定の実施形態では、アンチセンス鎖は、配列番号715、配列番号725、配列番号732、配列番号733、配列番号737、配列番号738、配列番号739、配列番号745、配列番号754、配列番号757、配列番号758、配列番号761、配列番号762、配列番号763、配列番号764、配列番号766、配列番号767、配列番号768、配列番号770、配列番号782、配列番号784、配列番号801、配列番号809、配列番号810、配列番号811、配列番号814、配列番号818、配列番号821、配列番号837、配列番号841、配列番号842、配列番号845、配列番号847、配列番号848、配列番号850、配列番号851、配列番号855、配列番号856、配列番号860、配列番号861、配列番号862、配列番号865、配列番号875、配列番号884、配列番号886、配列番号891、配列番号899、配列番号901、配列番号907、配列番号914、配列番号916、配列番号920、配列番号927、配列番号937、配列番号1056、配列番号1057、配列番号1058、配列番号1059、配列番号1078、配列番号2917、配列番号2919、配列番号2926、配列番号2946、配列番号2949、配列番号2951、配列番号2953及び配列番号2956から選択される配列を含むか又はそれからなる。いくつかの実施形態では、アンチセンス鎖は、配列番号715、配列番号732、配列番号733、配列番号737、配列番号738、配列番号739、配列番号745、配列番号754、配列番号757、配列番号761、配列番号762、配列番号763、配列番号764、配列番号766、配列番号767、配列番号784、配列番号801、配列番号809、配列番号810、配列番号811、配列番号814、配列番号841、配列番号842、配列番号845、配列番号848、配列番号851、配列番号856、配列番号860、配列番号862、配列番号914、配列番号916、配列番号927、配列番号937、配列番号1056、配列番号1057、配列番号1058、配列番号1059、配列番号1078、配列番号2917、配列番号2919、配列番号2926、配列番号2946、配列番号2949、配列番号2951、配列番号2953及び配列番号2956から選択される配列を含むか又はそれからなる。他の実施形態では、アンチセンス鎖は、配列番号715、配列番号732、配列番号733、配列番号738、配列番号754、配列番号761、配列番号763、配列番号764、配列番号766、配列番号809、配列番号810、配列番号814、配列番号841、配列番号848、配列番号851、配列番号862、配列番号916、配列番号1057、配列番号1078、配列番号2919、配列番号2926、配列番号2946、配列番号2949、配列番号2953及び配列番号2956から選択される配列を含むか又はそれからなる。
これら及び他の実施形態では、本発明のRNAiコンストラクトのセンス鎖は、表1若しくは表2に列記されるセンス配列のいずれか1つの配列、これらのセンス配列のいずれかのヌクレオチド1~19の配列又はこれらのセンス配列のいずれかのヌクレオチド2~19の配列を含むか又はそれからなり得る。したがって、いくつかの実施形態では、センス鎖は、配列番号2~670、1340~2071、2804~2905又は3062~3320から選択される配列を含むか又はそれからなる。他の実施形態では、センス鎖は、配列番号2~670、1340~2071、2804~2905又は3062~3320のいずれか1つのヌクレオチド1~19の配列を含むか又はそれからなる。更に他の実施形態では、センス鎖は、配列番号2~670、1340~2071、2804~2905又は3062~3320のいずれか1つのヌクレオチド2~19の配列を含むか又はそれからなる。特定の実施形態では、センス鎖は、配列番号46、配列番号56、配列番号63、配列番号64、配列番号68、配列番号69、配列番号70、配列番号76、配列番号85、配列番号88、配列番号89、配列番号92、配列番号93、配列番号94、配列番号95、配列番号97、配列番号98、配列番号99、配列番号101、配列番号113、配列番号115、配列番号132、配列番号140、配列番号141、配列番号142、配列番号145、配列番号149、配列番号152、配列番号168、配列番号172、配列番号173、配列番号176、配列番号178、配列番号179、配列番号181、配列番号182、配列番号186、配列番号187、配列番号191、配列番号192、配列番号193、配列番号196、配列番号206、配列番号215、配列番号217、配列番号222、配列番号230、配列番号232、配列番号238、配列番号245、配列番号247、配列番号251、配列番号258、配列番号268、配列番号387、配列番号388、配列番号389、配列番号390、配列番号391、配列番号392、配列番号409、配列番号2808及び配列番号2820から選択される配列を含むか又はそれからなる。特定の他の実施形態では、センス鎖は、配列番号46、配列番号63、配列番号64、配列番号68、配列番号69、配列番号70、配列番号76、配列番号85、配列番号88、配列番号92、配列番号93、配列番号94、配列番号95、配列番号97、配列番号98、配列番号115、配列番号132、配列番号140、配列番号141、配列番号142、配列番号145、配列番号172、配列番号173、配列番号176、配列番号179、配列番号182、配列番号187、配列番号191、配列番号193、配列番号245、配列番号247、配列番号258、配列番号268、配列番号387、配列番号388、配列番号389、配列番号390、配列番号391、配列番号392、配列番号409、配列番号2808及び配列番号2820から選択される配列を含むか又はそれからなる。更に他の実施形態では、センス鎖は、配列番号46、配列番号63、配列番号64、配列番号69、配列番号85、配列番号92、配列番号94、配列番号95、配列番号97、配列番号140、配列番号141、配列番号145、配列番号172、配列番号179、配列番号182、配列番号193、配列番号247、配列番号388、配列番号390、配列番号391、配列番号409、配列番号2808及び配列番号2820から選択される配列を含むか又はそれからなる。
本発明の特定の実施形態では、RNAiコンストラクトは、(i)2~670、1340~2071、2804~2905又は3062~3320から選択される配列を含むか又はそれからなるセンス鎖、及び(ii)配列番号671~1339、2072~2803、2906~3061又は3321~3655から選択される配列を含むか又はそれからなるアンチセンス鎖を含む。いくつかの実施形態では、RNAiコンストラクトは、(i)配列番号46、配列番号56、配列番号63、配列番号64、配列番号68、配列番号69、配列番号70、配列番号76、配列番号85、配列番号88、配列番号89、配列番号92、配列番号93、配列番号94、配列番号95、配列番号97、配列番号98、配列番号99、配列番号101、配列番号113、配列番号115、配列番号132、配列番号140、配列番号141、配列番号142、配列番号145、配列番号149、配列番号152、配列番号168、配列番号172、配列番号173、配列番号176、配列番号178、配列番号179、配列番号181、配列番号182、配列番号186、配列番号187、配列番号191、配列番号192、配列番号193、配列番号196、配列番号206、配列番号215、配列番号217、配列番号222、配列番号230、配列番号232、配列番号238、配列番号245、配列番号247、配列番号251、配列番号258、配列番号268、配列番号387、配列番号388、配列番号389、配列番号390、配列番号391、配列番号392、配列番号409、配列番号2808及び配列番号2820から選択される配列を含むか又はそれからなるセンス鎖、並びに(ii)配列番号715、配列番号725、配列番号732、配列番号733、配列番号737、配列番号738、配列番号739、配列番号745、配列番号754、配列番号757、配列番号758、配列番号761、配列番号762、配列番号763、配列番号764、配列番号766、配列番号767、配列番号768、配列番号770、配列番号782、配列番号784、配列番号801、配列番号809、配列番号810、配列番号811、配列番号814、配列番号818、配列番号821、配列番号837、配列番号841、配列番号842、配列番号845、配列番号847、配列番号848、配列番号850、配列番号851、配列番号855、配列番号856、配列番号860、配列番号861、配列番号862、配列番号865、配列番号875、配列番号884、配列番号886、配列番号891、配列番号899、配列番号901、配列番号907、配列番号914、配列番号916、配列番号920、配列番号927、配列番号937、配列番号1056、配列番号1057、配列番号1058、配列番号1059、配列番号1078、配列番号2917、配列番号2919、配列番号2926、配列番号2946、配列番号2949、配列番号2951、配列番号2953及び配列番号2956から選択される配列を含むか又はそれからなるアンチセンス鎖、を含む。他の実施形態では、RNAiコンストラクトは、(i)配列番号46、配列番号63、配列番号64、配列番号68、配列番号69、配列番号70、配列番号76、配列番号85、配列番号88、配列番号92、配列番号93、配列番号94、配列番号95、配列番号97、配列番号98、配列番号115、配列番号132、配列番号140、配列番号141、配列番号142、配列番号145、配列番号172、配列番号173、配列番号176、配列番号179、配列番号182、配列番号187、配列番号191、配列番号193、配列番号245、配列番号247、配列番号258、配列番号268、配列番号387、配列番号388、配列番号389、配列番号390、配列番号391、配列番号392、配列番号409、配列番号2808及び配列番号2820から選択される配列を含むか又はそれからなるセンス鎖、並びに(ii)配列番号715、配列番号732、配列番号733、配列番号737、配列番号738、配列番号739、配列番号745、配列番号754、配列番号757、配列番号761、配列番号762、配列番号763、配列番号764、配列番号766、配列番号767、配列番号784、配列番号801、配列番号809、配列番号810、配列番号811、配列番号814、配列番号841、配列番号842、配列番号845、配列番号848、配列番号851、配列番号856、配列番号860、配列番号862、配列番号914、配列番号916、配列番号927、配列番号937、配列番号1056、配列番号1057、配列番号1058、配列番号1059、配列番号1078、配列番号2917、配列番号2919、配列番号2926、配列番号2946、配列番号2949、配列番号2951、配列番号2953及び配列番号2956から選択される配列を含むか又はそれからなるアンチセンス鎖、を含む。更に他の実施形態では、RNAiコンストラクトは、(i)配列番号46、配列番号63、配列番号64、配列番号69、配列番号85、配列番号92、配列番号94、配列番号95、配列番号97、配列番号140、配列番号141、配列番号145、配列番号172、配列番号179、配列番号182、配列番号193、配列番号247、配列番号388、配列番号390、配列番号391、配列番号409、配列番号2808及び配列番号2820から選択される配列を含むか又はそれからなるセンス鎖、並びに(ii)配列番号715、配列番号732、配列番号733、配列番号738、配列番号754、配列番号761、配列番号763、配列番号764、配列番号766、配列番号809、配列番号810、配列番号814、配列番号841、配列番号848、配列番号851、配列番号862、配列番号916、配列番号1057、配列番号1078、配列番号2919、配列番号2926、配列番号2946、配列番号2949、配列番号2953及び配列番号2956から選択される配列を含むか又はそれからなるアンチセンス鎖、を含む。
特定の実施形態では、本発明のRNAiコンストラクトは、(i)配列番号46の配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号715の配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、(ii)配列番号63の配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号732の配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、(iii)配列番号64の配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号733の配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、(iv)配列番号69の配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号738の配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、(v)配列番号85の配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号754の配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、(vi)配列番号92の配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号761の配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、(vii)配列番号94の配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号763の配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、(viii)配列番号95の配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号764の配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、(ix)配列番号97の配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号766の配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、(x)配列番号140の配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号809の配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、(xi)配列番号141の配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号810の配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、(xii)配列番号145の配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号814の配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、(xiii)配列番号172の配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号841の配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、(xiv)配列番号179の配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号848の配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、(xv)配列番号182の配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号851の配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、(xvi)配列番号193の配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号862の配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、又は(xvii)配列番号247の配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号916の配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖を含む。
特定の他の実施形態では、本発明のRNAiコンストラクトは、(i)配列番号409の配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号1078の配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、(ii)配列番号388の配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号1057の配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、(iii)配列番号2808の配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号2926の配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、(iv)配列番号2820の配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号2946の配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、(v)配列番号391の配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号2949の配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、(vi)配列番号390の配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号2956の配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、(vii)配列番号179の配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号2919の配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、(viii)配列番号388の配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号2953の配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、又は(ix)配列番号388の配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号1057の配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖を含む。
いくつかの実施形態では、本発明のRNAiコンストラクトは、(i)配列番号2009による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号2741による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、(ii)配列番号2011による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号2743による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、(iii)配列番号2012による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号2744による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、(iv)配列番号2013による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号2745による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、(v)配列番号2020による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号2752による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、(vi)配列番号2035による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号2767による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、(vii)配列番号2037による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号2769による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、(viii)配列番号2041による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号2773による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、(ix)配列番号2042による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号2774による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、(x)配列番号2043による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号2775による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、(xi)配列番号2044による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号2776による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、(xii)配列番号2045による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号2777による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、(xiii)配列番号2051による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号2783による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、(xiv)配列番号2053による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号2785による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、(xv)配列番号2054による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号2786による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、(xvi)配列番号2055による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号2787による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、又は(xvii)配列番号2059による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号2791による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖を含む。
他の実施形態では、本発明のRNAiコンストラクトは、(i)配列番号3078による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号3337による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、(ii)配列番号3080による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号3339による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、(iii)配列番号3163による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号3441による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、(iv)配列番号3183による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号3469による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、(v)配列番号3076による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号3472による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、(vi)配列番号3077による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号3484による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、(vii)配列番号2051による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号3545による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、(viii)配列番号3080による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号3481による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、(ix)配列番号3188による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号3339による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、(x)配列番号3080による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号3476による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖、又は(xi)配列番号3223による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるセンス鎖及び配列番号3517による修飾ヌクレオチドの配列を含むか若しくはそれからなるアンチセンス鎖を含む。
本発明のRNAiコンストラクトは、表1~24に列記される二重鎖化合物(化合物の未修飾ヌクレオチド配列及び/又は修飾ヌクレオチド配列を含む)のいずれかであり得る。いくつかの実施形態では、RNAiコンストラクトは、表1に列記される二重鎖化合物のいずれかである。他の実施形態では、RNAiコンストラクトは、表2に列記される二重鎖化合物(化合物の未修飾ヌクレオチド配列及び/又は修飾ヌクレオチド配列を含む)のいずれかである。特定の実施形態では、RNAiコンストラクトは、D-1044、D-1061、D-1062、D-1067、D-1083、D-1090、D-1092、D-1093、D-1095、D-1138、D-1139、D-1143、D-1170、D-1177、D-1180、D-1191、D-1245、D-2000、D-2002、D-2003、D-2004、D-2011、D-2026、D-2028、D-2032、D-2033、D-2034、D-2035、D-2036、D-2042、D-2044、D-2045、D-2046、D-2050、D-2078、D-2079、D-2081、D-2182、D-2196、D-2238、D-2241、D-2243、D-2246、D-2255、D-2258、D-2301、D-2316、D-2317、D-2329、D-2332、D-2341、D-2344、D-2356、D-2357、D-2399又はD-2510である。特定の他の実施形態では、RNAiコンストラクトは、D-2079、D-2081、D-2196、D-2238、D-2241、D-2255、D-2258、D-2317、D-2332、D-2357又はD-2399である。
特定の実施形態では、本発明のRNAiコンストラクトは、ヒトmARC1転写産物配列の特定の領域を標的化し得る。実施例4で説明し、表23で要約したように、ヒトmARC1転写産物の特定の領域に相補的な配列(配列番号1)を有するように設計されたアンチセンス鎖を備える特定のRNAiコンストラクトは、転写産物の他の領域に相補的なアンチセンス鎖を備えるRNAiコンストラクトと比較して、インビボでより優れたヒトmARC1のmRNAのノックダウン活性を示した。したがって、本発明のいくつかの実施形態では、細胞中でヒトMARC1遺伝子の発現を阻害するのに特に好適なRNAiコンストラクトは、ハイブリダイズして約15~約30塩基対長の二重鎖領域を形成するセンス鎖及びアンチセンス鎖を含み、ここでアンチセンス鎖は、配列番号1のヌクレオチド1205~1250の少なくとも15個の連続したヌクレオチドの配列と実質的に相補的な配列を有する領域を含む。一実施形態では、アンチセンス鎖は、配列番号1のヌクレオチド1209~1239の少なくとも15個の連続したヌクレオチドの配列と実質的に相補的な配列を有する領域を含む。別の実施形態では、アンチセンス鎖は、配列番号1のヌクレオチド1211~1236の少なくとも15個の連続したヌクレオチドの配列と実質的に相補的な配列を有する領域を含む。いくつかのこうした実施形態では、アンチセンス鎖は、配列番号1のヌクレオチド1205~1250、ヌクレオチド1209~1239又はヌクレオチド1211~1236の少なくとも15個の連続したヌクレオチドの配列と、ミスマッチが1、2又は3つ以下の実質的に相補的な配列を有する。他の実施形態では、アンチセンス鎖は、配列番号1のヌクレオチド1205~1250、ヌクレオチド1209~1239又はヌクレオチド1211~1236の少なくとも15個の連続したヌクレオチドの配列と完全に相補的な配列を有する。ヒトmARC1転写産物のヌクレオチド1205~1250を標的化するRNAiコンストラクトとしては、D-2063、D-2066、D-2076、D-2077、D-2078、D-2080、D-2081、D-2108、D-2113、D-2142、D-2240、D-2241、D-2243、D-2245、D-2246、D-2248、D-2250、D-2251、D-2253、D-2255、D-2256、D-2258、D-2259、D-2261、D-2264、D-2265、D-2268、D-2269、D-2270、D-2271、D-2301、D-2309、D-2311、D-2312、D-2314、D-2316、D-2317、D-2319、D-2321、D-2322、D-2324、D-2326、D-2327、D-2329、D-2331、D-2332、D-2334、D-2336、D-2337、D-2339、D-2341、D-2342、D-2344、D-2346、D-2347、D-2349、D-2351、D-2352、D-2354、D-2356、D-2357、D-2376、D-2380、D-2393、D-2395、D-2396、D-2431、D-2436、D-2437、D-2440、D-2441、D-2444、D-2445、D-2447、D-2453、D-2518、D-2519、D-2520、D-2521、D-2522、D-2523、D-2524、D-2525、D-2526、D-2527、D-2528、D-2529、D-2530、D-2531、D-2532、D-2533、D-2534及びD-2535が挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、ヒトmARC1転写産物のヌクレオチド1205~1250を標的化するRNAiコンストラクトは、D-2063、D-2066、D-2076、D-2077、D-2078、D-2080、D-2081、D-2108、D-2113、D-2142又はD-2301である。特定の実施形態では、配列番号1のヌクレオチド1205~1250、特にヌクレオチド1211~1236を標的化するRNAiコンストラクトは、5-CAUCUAAUAUUCCAG-3’の配列(配列番号3656)を含むアンチセンス鎖を含む。
他の実施形態では、本発明のRNAiコンストラクトは、ハイブリダイズして約15~約30塩基対長の二重鎖領域を形成するセンス鎖及びアンチセンス鎖を含み、ここでアンチセンス鎖は、配列番号1のヌクレオチド1345~1375の少なくとも15個の連続したヌクレオチドの配列と実質的に相補的な配列を有する領域を含む。一実施形態では、アンチセンス鎖は、配列番号1のヌクレオチド1345~1375の少なくとも15個の連続したヌクレオチドの配列と、ミスマッチが1、2又は3つ以下の実質的に相補的な配列を含む。別の実施形態では、アンチセンス鎖は、配列番号1のヌクレオチド1345~1375の少なくとも15個の連続したヌクレオチドの配列と完全に相補的な配列を含む。ヒトmARC1転写産物のヌクレオチド1345~1375を標的化する例示的なRNAiコンストラクトとしては、D-2042、D-2043、D-2047、D-2052、D-2158、D-2162、D-2169、D-2182、D-2183、D-2184、D-2185、D-2186、D-2187、D-2189、D-2211、D-2213、D-2304、D-2305、D-2306、D-2307、D-2308、D-2384、D-2385、D-2386、D-2387、D-2388、D-2389、D-2390、D-2391、D-2392、D-2399、D-2400、D-2401、D-2402、D-2403、D-2488、D-2494、D-2500、D-2506、D-2512、D-2538、D-2539、D-2540及びD-2541が挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、ヒトmARC1転写産物のヌクレオチド1345~1375を標的化するRNAiコンストラクトは、D-2042、D-2043、D-2047、D-2052、D-2304、D-2305、D-2306、D-2307又はD-2308である。特定の実施形態では、配列番号1のヌクレオチド1345~1375、特にヌクレオチド1350~1375を標的化するRNAiコンストラクトは、5-UGGGACAUUGAAGCA-3’の配列(配列番号3657)を含むアンチセンス鎖を含む。
更に他の実施形態では、本発明のRNAiコンストラクトは、ハイブリダイズして約15~約30塩基対長の二重鎖領域を形成するセンス鎖及びアンチセンス鎖を含み、ここでアンチセンス鎖は、配列番号1のヌクレオチド2039~2078の少なくとも15個の連続したヌクレオチドの配列と実質的に相補的な配列を有する領域を含む。一実施形態では、アンチセンス鎖は、配列番号1のヌクレオチド2048~2074の少なくとも15個の連続したヌクレオチドの配列と実質的に相補的な配列を有する領域を含む。いくつかのこうした実施形態では、アンチセンス鎖は、配列番号1のヌクレオチド2039~2078又はヌクレオチド2048~2074の少なくとも15個の連続したヌクレオチドの配列と、ミスマッチが1、2又は3つ以下の実質的に相補的な配列を有する。他の実施形態では、アンチセンス鎖は、配列番号1のヌクレオチド2039~2078又はヌクレオチド2048~2074の少なくとも15個の連続したヌクレオチドの配列と完全に相補的な配列を有する。ヒトmARC1転写産物のヌクレオチド2039~2078を標的化するRNAiコンストラクトとしてはD-2045、D-2065、D-2079、D-2082、D-2105、D-2106、D-2137、D-2143、D-2166、D-2173、D-2193、D-2242、D-2247、D-2252、D-2257、D-2260、D-2262、D-2266、D-2272、D-2273、D-2302、D-2303、D-2310、D-2313、D-2315、D-2318、D-2320、D-2323、D-2325、D-2328、D-2330、D-2333、D-2335、D-2338、D-2340、D-2343、D-2345、D-2348、D-2350、D-2353、D-2355、D-2358、D-2394、D-2397、D-2454、D-2455、D-2456、D-2457、D-2458、D-2459、D-2460、D-2463、D-2465、D-2468、D-2470、D-2472、D-2473、D-2477、D-2487、D-2493、D-2499、D-2505、D-2511、D-2552、D-2553、D-2554、D-2555、D-2556及びD-2557が挙げられるが、これらに限定されない。特定の実施形態では、ヒトmARC1転写産物のヌクレオチド2039~2078を標的化するRNAiコンストラクトは、D-2045、D-2065、D-2079、D-2082、D-2105、D-2106、D-2137、D-2143、D-2302又はD-2303である。特定の他の実施形態では、配列番号1のヌクレオチド2039~2078、特にヌクレオチド2048~2074を標的化するRNAiコンストラクトは、5-AUCAGAUCUUAGAGU-3’の配列(配列番号3658)を含むアンチセンス鎖を含む。
本発明のRNAiコンストラクトは、1つ以上の修飾ヌクレオチドを含み得る。「修飾ヌクレオチド」は、ヌクレオシド、核酸塩基、ペントース環又はリン酸基に対する1つ以上の化学修飾を有するヌクレオチドを指す。本明細書で使用するとき、修飾ヌクレオチドは、アデノシンモノホスフェート、グアノシンモノホスフェート、ウリジンモノホスフェート及びシチジンモノホスフェートを含有するリボヌクレオチドを包含しない。しかしながら、RNAiコンストラクトは、修飾ヌクレオチド及びリボヌクレオチドの組み合わせを含み得る。二本鎖RNA分子の一方又は両方の鎖への修飾ヌクレオチドの組み込みは、例えば、ヌクレアーゼ及び他の分解プロセスに対する分子の感受性を低下させることにより、RNA分子のインビボ安定性を向上させることができる。修飾ヌクレオチドの組み込みにより、標的遺伝子の発現を低減させるためのRNAiコンストラクトの効力を増強させることもできる。
特定の実施形態では、修飾ヌクレオチドは、リボース糖の修飾を有する。これらの糖修飾として、ペントース環の2’位及び/又は5’位での修飾並びに二環式糖修飾が挙げられ得る。2’-修飾ヌクレオチドは、OH以外の置換基を2’位に有するペントース環を有するヌクレオチドを指す。こうした2’修飾としては、2’-H(例えば、デオキシリボヌクレオチド)、2’-O-アルキル(例えば、-O-C1~C10又は-O-C1~C10置換アルキル)、2’-O-アリル(-O-CH2CH=CH2)、2’-C-アリル、2’-デオキシ-2’-フルオロ(2’-F又は2’-フルオロとも称される)、2’-O-メチル(-OCH3)、2’-O-メトキシエチル(-O-(CH2)2OCH3)、2’-OCF3、2’-O(CH2)2SCH3、2’-O-アミノアルキル、2’-アミノ(例えば、NH2)、2’-O-エチルアミン及び2’-アジドが挙げられるが、これらに限定されない。ペントース環の5’位における修飾としては、5’-メチル(R又はS配置)、5’-ビニル及び5’-メトキシが挙げられるが、これらに限定されない。
「二環式糖修飾」は、ペントース環の修飾を指し、この場合、架橋が環の2つの原子を接続して、二環式糖構造をもたらす第2の環を形成する。いくつかの実施形態では、二環式糖修飾は、ペントース環の4’炭素と2’炭素との間の架橋を含む。二環式糖修飾を備える糖部分を含むヌクレオチドは、本明細書中で二環式核酸又はBNAと称される。例示的な二環式糖修飾としては、α-L-メチレンオキシ(4’-CH2-O-2’)二環式核酸(BNA)、β-D-メチレンオキシ(4’-CH2-O-2’)BNA(ロック核酸又はLNAとも称される)、エチレンオキシ(4’-(CH2)2-O-2’)BNA、アミノオキシ(4’-CH2-O-N(R)-2’(式中、RはH、C1~C12アルキル又は保護基である))BNA、オキシアミノ(4’-CH2-N(R)-O-2’(式中、RはH、C1~C12アルキル又は保護基である))BNA、メチル(メチレンオキシ)(4’-CH(CH3)-O-2’)BNA(拘束エチル又はcEtとも称される)、メチレン-チオ(4’-CH2-S-2’)BNA、メチレン-アミノ(4’-CH2-N(R)-2’(式中、RはH、C1~C12アルキル又は保護基である))BNA、メチル炭素環4’-CH2-CH(CH3)-2’)BNA、プロピレン炭素環(4’-(CH2)3-2’)BNA及びメトキシ(エチレンオキシ)(4’-CH(CH2OMe)-O-2’)BNA(拘束MOE又はcMOEとも称される)が挙げられるが、これらに限定されない。本発明のRNAiコンストラクトに組み込むことができるこれら及び他の糖修飾ヌクレオチドは、米国特許第9,181,551号明細書、米国特許出願公開第2016/0122761号明細書及びDeleavey and Damha,Chemistry and Biology,Vol.19:937-954,2012に記載され、これらの全ては参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
いくつかの実施形態では、RNAiコンストラクトは、1つ以上の2’-フルオロ修飾ヌクレオチド、2’-O-メチル修飾ヌクレオチド、2’-O-メトキシエチル修飾ヌクレオチド、2’-O-アルキル修飾ヌクレオチド、2’-O-アリル修飾ヌクレオチド、二環式核酸(BNA)、デオキシリボヌクレオチド又はこれらの組み合わせを含む。特定の実施形態では、RNAiコンストラクトは、1つ以上の2’-フルオロ修飾ヌクレオチド、2’-O-メチル修飾ヌクレオチド、2’-O-メトキシエチル修飾ヌクレオチド又はこれらの組み合わせを含む。特定の一実施形態では、RNAiコンストラクトは、1つ以上の2’-フルオロ修飾ヌクレオチド、2’-O-メチル修飾ヌクレオチド又はこれらの組み合わせを含む。
RNAiコンストラクトのセンス鎖及びアンチセンス鎖の両方は、1つ又は複数の修飾ヌクレオチドを含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、センス鎖は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10個以上の修飾ヌクレオチドを含む。特定の実施形態では、センス鎖内の全てのヌクレオチドが修飾ヌクレオチドである。いくつかの実施形態では、アンチセンス鎖は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10個以上の修飾ヌクレオチドを含む。他の実施形態では、アンチセンス鎖の全てのヌクレオチドが修飾ヌクレオチドである。特定の他の実施形態では、センス鎖内の全てのヌクレオチド及びアンチセンス鎖内の全てのヌクレオチドが修飾ヌクレオチドである。これら及び他の実施形態では、修飾ヌクレオチドは、2’-フルオロ修飾ヌクレオチド、2’-O-メチル修飾ヌクレオチド又はこれらの組み合わせであり得る。
特定の実施形態では、本発明のRNAiコンストラクトの鎖の一方又は両方に組み込まれる修飾ヌクレオチドは、核酸塩基(本明細書では「塩基」とも称される)の修飾を有する。「修飾核酸塩基」又は「修飾塩基」は、天然に存在するプリン塩基であるアデニン(A)及びグアニン(G)並びにピリミジン塩基であるチミン(T)、シトシン(C)及びウラシル(U)以外の塩基を指す。修飾核酸塩基は、合成又は天然の修飾であり得、これとしては、ユニバーサル塩基、5ーメチルシトシン(5-me-C)、5-ヒドロキシメチルシトシン、キサンチン(X)、ヒポキサンチン(I)、2-アミノアデニン、6-メチルアデニン、6-メチルグアニン並びにアデニン及びグアニンの他のアルキル誘導体、アデニン及びグアニンの2-プロピル及び他のアルキル誘導体、2-チオウラシル、2-チオチミン及び2-チオシトシン、5-ハロウラシル及びシトシン、5-プロピニルウラシル及びシトシン、6-アゾウラシル、シトシン及びチミン、5-ウラシル(プソイドウラシル)、4-チオウラシル、8-ハロ、8-アミノ、8-チオール、8-チオアルキル、8-ヒドロキシル及び他の8-置換アデニン及びグアニン、5-ハロ、特に5-ブロモ、5-トリフルオロメチル及び他の5-置換ウラシル及びシトシン、7-メチルグアニン及び7-メチルアデニン、8-アザグアニン及び8-アザアデニン、7-デアザグアニン及び7-デアザアデニン並びに3-デアザグアニン及び3-デアザアデニンが挙げられるが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態では、修飾塩基は、ユニバーサル塩基である。「ユニバーサル塩基」は、結果として生じる二重鎖領域の二重らせん構造を変えることなく、RNA及びDNAの天然の塩基の全てと無差別に塩基対を形成する塩基類似体を指す。ユニバーサル塩基は、当業者に知られており、イノシン、C-フェニル、C-ナフチル及び他の芳香族誘導体、アゾールカルボキサミド並びに3-ニトロピロール、4-ニトロインドール、5-ニトロインドール及び6-ニトロインドールなどのニトロアゾール誘導体を含むが、これらに限定されない。
本発明のRNAiコンストラクトに組み込むことができる他の好適な修飾塩基としては、Herdewijn,Antisense Nucleic Acid Drug Dev.,Vol.10:297-310,2000及びPeacock et al.,J.Org.Chem.,Vol.76:7295-7300,2011に記載されているものが挙げられ、これらの両方は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。グアニン、シトシン、アデニン、チミン及びウラシルは、上述の修飾核酸塩基などの他の核酸塩基により、こうした置換核酸塩基を有するヌクレオチドを含むポリヌクレオチドの塩基対特性を実質的に変えることなく置換され得ることを当業者は十分に認識している。
いくつかの実施形態では、RNAiコンストラクトのセンス鎖及びアンチセンス鎖は、1つ以上の脱塩基ヌクレオチドを含み得る。「脱塩基ヌクレオチド」又は「脱塩基ヌクレオシド」は、リボース糖の1’位に核酸塩基がないヌクレオチド又はヌクレオシドである。特定の実施形態では、脱塩基ヌクレオチドは、RNAiコンストラクトのセンス鎖及び/又はアンチセンス鎖の末端に組み込まれる。一実施形態では、センス鎖は、その3’末端、その5’末端又はその3’末端及び5’末端の両方で、末端ヌクレオチドとして脱塩基ヌクレオチドを含む。別の実施形態では、アンチセンス鎖は、その3’末端、その5’末端又はその3’末端及び5’末端の両方で、末端ヌクレオチドとして脱塩基ヌクレオチドを含む。脱塩基ヌクレオチドが末端ヌクレオチドであるそのような実施形態では、末端ヌクレオチドは、逆位ヌクレオチドであり得、すなわち天然の3’-5’ヌクレオチド間結合ではなく、3’-3’ヌクレオチド間結合(鎖の3’末端上にある場合)を介して又は5’-5’ヌクレオチド間結合(鎖の5’末端上にある場合)を介して、隣接するヌクレオチドに連結され得る。脱塩基ヌクレオチドは、上記で説明されている糖修飾のいずれか等の糖修飾も含み得る。ある特定の実施形態では、脱塩基ヌクレオチドは、2’-修飾を含み、例えば、2’-フルオロ修飾、2’-O-メチル修飾又は2’-H(デオキシ)修飾を含む。一実施形態では、脱塩基ヌクレオチドは、2’-O-メチル修飾を含む。別の実施形態では、脱塩基ヌクレオチドは、2’-H修飾を含む(すなわちデオキシ脱塩基ヌクレオチド)。
特定の実施形態では、本発明のRNAiコンストラクトは、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる国際公開第2020/123410号パンフレットに記載されるパターンなどの特定のパターンでセンス及びアンチセンス鎖に組み込まれた、修飾ヌクレオチドを含み得る。こうした化学修飾パターンを有するRNAiコンストラクトは、インビボで改善した遺伝子サイレンシング活性を有することが示されている。一実施形態では、本発明のRNAiコンストラクトは、少なくとも15塩基対の二重鎖領域を形成するのに十分に互いに相補的な配列を含むセンス鎖及びアンチセンス鎖を含み、ここで、
・アンチセンス鎖中の2、7及び14位(5’末端から数えて)のヌクレオチドは、2’-フルオロ修飾ヌクレオチドであり、
・アンチセンス鎖中の8~11及び13位(5’末端から数えて)と対をなす位置のセンス鎖中のヌクレオチドは、2’-フルオロ修飾ヌクレオチドであり、
・センス鎖又はアンチセンス鎖のいずれも、それぞれ7を超える合計2’-フルオロ修飾ヌクレオチドを有しない。
・アンチセンス鎖中の2、7及び14位(5’末端から数えて)のヌクレオチドは、2’-フルオロ修飾ヌクレオチドであり、
・アンチセンス鎖中の8~11及び13位(5’末端から数えて)と対をなす位置のセンス鎖中のヌクレオチドは、2’-フルオロ修飾ヌクレオチドであり、
・センス鎖又はアンチセンス鎖のいずれも、それぞれ7を超える合計2’-フルオロ修飾ヌクレオチドを有しない。
他の実施形態では、本発明のRNAiコンストラクトは、少なくとも19塩基対の二重鎖領域を形成するのに十分に互いに相補的な配列を含むセンス鎖及びアンチセンス鎖を含み、ここで、
・アンチセンス鎖中の2、7及び14位(5’末端から数えて)のヌクレオチドは、2’-フルオロ修飾ヌクレオチドであり、4、6、10及び12位(5’末端から数えて)のヌクレオチドは、任意選択により、2’-フルオロ修飾ヌクレオチドであり、アンチセンス鎖中の他の全てのヌクレオチドは、2’-フルオロ修飾ヌクレオチド以外の修飾ヌクレオチドであり、
・アンチセンス鎖中の8~11及び13位(5’末端から数えて)と対をなす位置のセンス鎖中のヌクレオチドは、2’-フルオロ修飾ヌクレオチドであり、アンチセンス鎖中の3及び5位(5’末端から数えて)と対をなす位置のセンス鎖中のヌクレオチドは、任意選択により、2’-フルオロ修飾ヌクレオチドであり、センス鎖中の他の全てのヌクレオチドは、2’-フルオロ修飾ヌクレオチド以外の修飾ヌクレオチドである。
・アンチセンス鎖中の2、7及び14位(5’末端から数えて)のヌクレオチドは、2’-フルオロ修飾ヌクレオチドであり、4、6、10及び12位(5’末端から数えて)のヌクレオチドは、任意選択により、2’-フルオロ修飾ヌクレオチドであり、アンチセンス鎖中の他の全てのヌクレオチドは、2’-フルオロ修飾ヌクレオチド以外の修飾ヌクレオチドであり、
・アンチセンス鎖中の8~11及び13位(5’末端から数えて)と対をなす位置のセンス鎖中のヌクレオチドは、2’-フルオロ修飾ヌクレオチドであり、アンチセンス鎖中の3及び5位(5’末端から数えて)と対をなす位置のセンス鎖中のヌクレオチドは、任意選択により、2’-フルオロ修飾ヌクレオチドであり、センス鎖中の他の全てのヌクレオチドは、2’-フルオロ修飾ヌクレオチド以外の修飾ヌクレオチドである。
こうした実施形態では、2’-フルオロ修飾ヌクレオチド以外の修飾ヌクレオチドは、2’-O-メチル修飾ヌクレオチド、2’-O-メトキシエチル修飾ヌクレオチド、2’-O-アルキル修飾ヌクレオチド、2’-O-アリル修飾ヌクレオチド、BNA及びデオキシリボヌクレオチドから選択され得る。これら及び他の実施形態では、センス鎖の3’末端、5’末端又は3’末端及び5’末端の両方における末端ヌクレオチドは、脱塩基ヌクレオチド又はデオキシリボヌクレオチドであり得る。こうした実施形態では、脱塩基ヌクレオチド又はデオキシリボヌクレオチドは逆位(すなわち天然の3’-5’ヌクレオチド間結合ではなく、3’-3’ヌクレオチド間結合(鎖の3’末端上にある場合)を介して又は5’-5’ヌクレオチド間結合(鎖の5’末端上にある場合)を介して、隣接するヌクレオチドに結合される)であり得る。
上記の実施形態のいずれにおいても、アンチセンス鎖中の2、7、12及び14位(5’末端から数えて)のヌクレオチドは、2’-フルオロ修飾ヌクレオチドである。他の実施形態では、アンチセンス鎖中の2、4、7、12及び14位(5’末端から数えて)のヌクレオチドは、2’-フルオロ修飾ヌクレオチドである。更に他の実施形態では、アンチセンス鎖中の2、4、6、7、12及び14位(5’末端から数えて)のヌクレオチドは、2’-フルオロ修飾ヌクレオチドである。更に他の実施形態では、アンチセンス鎖中の2、4、6、7、10、12及び14位(5’末端から数えて)のヌクレオチドは、2’-フルオロ修飾ヌクレオチドである。代替的な実施形態では、アンチセンス鎖中の2、7、10、12及び14位(5’末端から数えて)のヌクレオチドは、2’-フルオロ修飾ヌクレオチドである。ある種の他の実施形態では、アンチセンス鎖中の2、4、7、10、12及び14位(5’末端から数えて)のヌクレオチドは、2’-フルオロ修飾ヌクレオチドである。
上記の実施形態のいずれにおいても、アンチセンス鎖中の3、8~11及び13位(5’末端から数えて)と対をなす位置のセンス鎖中のヌクレオチドは、2’-フルオロ修飾ヌクレオチドである。いくつかの実施形態では、アンチセンス鎖中の5、8~11及び13位(5’末端から数えて)と対をなす位置のセンス鎖中のヌクレオチドは、2’-フルオロ修飾ヌクレオチドである。他の実施形態では、アンチセンス鎖中の3、5、8~11及び13位(5’末端から数えて)と対をなす位置のセンス鎖中のヌクレオチドは、2’-フルオロ修飾ヌクレオチドである。
いくつかの実施形態では、本発明のRNAiコンストラクトは、式(A)によって表される構造を含む。
式(A)では、5’から3’への方向で列記される上鎖はセンス鎖であり、3’から5’への方向で列記される下鎖はアンチセンス鎖であり、各NFは2’-フルオロ修飾ヌクレオチドを表し、各NMは、独立して、2’-フルオロ修飾ヌクレオチド、2’-O-メチル修飾ヌクレオチド、2’-O-メトキシエチル修飾ヌクレオチド、2’-O-アルキル修飾ヌクレオチド、2’-O-アリル修飾ヌクレオチド、BNA及びデオキシリボヌクレオチドから選択される修飾ヌクレオチドを表し、各NLは、独立して、2’-O-メチル修飾ヌクレオチド、2’-O-メトキシエチル修飾ヌクレオチド、2’-O-アルキル修飾ヌクレオチド、2’-O-アリル修飾ヌクレオチド、BNA及びデオキシリボヌクレオチドから選択される修飾ヌクレオチドを表し、NTは、脱塩基ヌクレオチド、逆位脱塩基ヌクレオチド、逆位デオキシリボヌクレオチド、2’-O-メチル修飾ヌクレオチド、2’-O-メトキシエチル修飾ヌクレオチド、2’-O-アルキル修飾ヌクレオチド、2’-O-アリル修飾ヌクレオチド、BNA及びデオキシリボヌクレオチドから選択される修飾ヌクレオチドを表す。xが1、2、3又は4であるとき、NAヌクレオチドの1つ以上が、独立して、脱塩基ヌクレオチド、逆位脱塩基ヌクレオチド、逆位デオキシリボヌクレオチド、2’-O-メチル修飾ヌクレオチド、2’-O-メトキシエチル修飾ヌクレオチド、2’-O-アルキル修飾ヌクレオチド、2’-O-アリル修飾ヌクレオチド、BNA及びデオキシリボヌクレオチドから選択される修飾ヌクレオチドであることを条件として、xは、0~4の整数であり得る。NAヌクレオチドの1つ以上は、アンチセンス鎖中のヌクレオチドに相補的であり得る。yが1、2、3又は4であるとき、1つ以上のnヌクレオチドが、アンチセンス鎖中のヌクレオチドと塩基対しない修飾又は未修飾のオーバーハングヌクレオチドであることを条件として、yは、0~4の整数であり得る。zが1、2、3又は4であるとき、NBヌクレオチドの1つ以上が、独立して、2’-O-メチル修飾ヌクレオチド、2’-O-メトキシエチル修飾ヌクレオチド、2’-O-アルキル修飾ヌクレオチド、2’-O-アリル修飾ヌクレオチド、BNA及びデオキシリボヌクレオチドから選択される修飾ヌクレオチドであることを条件として、zは、0~4の整数であり得る。NBヌクレオチドの1つ以上は、センス鎖中に存在するときNAヌクレオチドに相補的であり得るか、又はセンス鎖中のヌクレオチドと塩基対しないオーバーハングヌクレオチドであり得る。
RNAiコンストラクトが、式(A)によって表される構造を含むいくつかの実施形態では、センス鎖の3’末端にヌクレオチドオーバーハングが存在する(すなわち、yは、1、2、3又は4である)。1つのこうした実施形態において、yは2である。センス鎖の3’末端に2ヌクレオチドのオーバーハングが存在する(すなわちyが2である)実施形態では、xは、0であり、及びzは、2であるか、又はxは、1であり、及びzは、2である。RNAiコンストラクトが、式(A)によって表される構造を含む他の実施形態では、RNAiコンストラクトは、センス鎖の3’末端及びアンチセンス鎖の5’末端に平滑末端を含む(すなわちyが0である)。センス鎖の3’末端にヌクレオチドのオーバーハングが存在しない(すなわちyが0である)こうした実施形態では、(i)xは2であり、且つzは4であるか、(ii)xは、3であり、及びzは、4であるか、(iii)xは、0であり、及びzは、2であるか、(iv)xは、1であり、及びzは、2であるか、又は(v)xは、2であり、及びzは、2である。xが0超である実施形態のいずれにおいても、センス鎖の5’末端の末端ヌクレオチドであるNAヌクレオチドは、逆位脱塩基ヌクレオチド又は逆位デオキシリボヌクレオチドなどの逆位ヌクレオチドであり得る。
RNAiコンストラクトが、式(A)によって表される構造を含む特定の実施形態では、アンチセンス鎖中の5’末端から数えて4及び12位のNMは、それぞれ2’-フルオロ修飾ヌクレオチドである。他の実施形態では、アンチセンス鎖中の5’末端から数えて4、6及び12位のNMは、それぞれ2’-フルオロ修飾ヌクレオチドである。更に他の実施形態では、アンチセンス鎖中の5’末端から数えて4、6、10及び12位のNMは、それぞれ2’-フルオロ修飾ヌクレオチドである。RNAiコンストラクトが、式(A)によって表される構造を含む代替的な実施形態では、アンチセンス鎖中の5’末端から数えて10及び12位のNMは、それぞれ2’-フルオロ修飾ヌクレオチドである。関連する実施形態では、アンチセンス鎖中の5’末端から数えて4、10及び12位のNMは、それぞれ2’-フルオロ修飾ヌクレオチドである。RNAiコンストラクトが、式(A)によって表される構造を含む他の代替的な実施形態では、アンチセンス鎖中の5’末端から数えて4、6及び10位のNMは、それぞれ2’-O-メチル修飾ヌクレオチドであり、アンチセンス鎖中の5’末端から数えて12位のNMは、2’-フルオロ修飾ヌクレオチドである。RNAiコンストラクトが、式(A)によって表される構造を含むいくつかの実施形態では、センス鎖中の各NMは2’-O-メチル修飾ヌクレオチドである。他の実施形態では、センス鎖中の各NMは2’-フルオロ修飾ヌクレオチドである。RNAiコンストラクトが、式(A)によって表される構造を含む更に他の実施形態では、センス鎖及びアンチセンス鎖の両方における各NMは、2’-O-メチル修飾ヌクレオチドである。
RNAiコンストラクトが、式(A)によって表される構造を含む上記の実施形態のいずれにおいても、センス鎖及びアンチセンス鎖の両方中の各NLは、2’-O-メチル修飾ヌクレオチドであり得る。これらの実施形態及び上記の実施形態のいずれにおいても、式(A)中のNTは、逆位脱塩基ヌクレオチド、逆位デオキシリボヌクレオチド又は2’-O-メチル修飾ヌクレオチドであり得る。
本発明の他の実施形態では、本発明のRNAiコンストラクトは、式(B)によって表される構造を含む。
式(B)では、5’から3’への方向で列記される上鎖はセンス鎖であり、3’から5’への方向で列記される下鎖はアンチセンス鎖であり、各NFは2’-フルオロ修飾ヌクレオチドを表し、各NMは、独立して、2’-フルオロ修飾ヌクレオチド、2’-O-メチル修飾ヌクレオチド、2’-O-メトキシエチル修飾ヌクレオチド、2’-O-アルキル修飾ヌクレオチド、2’-O-アリル修飾ヌクレオチド、BNA及びデオキシリボヌクレオチドから選択される修飾ヌクレオチドを表し、各NLは、独立して、2’-O-メチル修飾ヌクレオチド、2’-O-メトキシエチル修飾ヌクレオチド、2’-O-アルキル修飾ヌクレオチド、2’-O-アリル修飾ヌクレオチド、BNA及びデオキシリボヌクレオチドから選択される修飾ヌクレオチドを表し、NTは、脱塩基ヌクレオチド、逆位脱塩基ヌクレオチド、逆位デオキシリボヌクレオチド、2’-O-メチル修飾ヌクレオチド、2’-O-メトキシエチル修飾ヌクレオチド、2’-O-アルキル修飾ヌクレオチド、2’-O-アリル修飾ヌクレオチド、BNA及びデオキシリボヌクレオチドから選択される修飾ヌクレオチドを表す。xが1、2、3又は4であるとき、NAヌクレオチドの1つ以上が、独立して、脱塩基ヌクレオチド、逆位脱塩基ヌクレオチド、逆位デオキシリボヌクレオチド、2’-O-メチル修飾ヌクレオチド、2’-O-メトキシエチル修飾ヌクレオチド、2’-O-アルキル修飾ヌクレオチド、2’-O-アリル修飾ヌクレオチド、BNA及びデオキシリボヌクレオチドから選択される修飾ヌクレオチドであることを条件として、xは、0~4の整数であり得る。NAヌクレオチドの1つ以上は、アンチセンス鎖中のヌクレオチドに相補的であり得る。yが1、2、3又は4であるとき、1つ以上のnヌクレオチドが、アンチセンス鎖中のヌクレオチドと塩基対しない修飾又は未修飾のオーバーハングヌクレオチドであることを条件として、yは、0~4の整数であり得る。zが1、2、3又は4であるとき、NBヌクレオチドの1つ以上が、独立して、2’-O-メチル修飾ヌクレオチド、2’-O-メトキシエチル修飾ヌクレオチド、2’-O-アルキル修飾ヌクレオチド、2’-O-アリル修飾ヌクレオチド、BNA及びデオキシリボヌクレオチドから選択される修飾ヌクレオチドであることを条件として、zは、0~4の整数であり得る。NBヌクレオチドの1つ以上は、センス鎖中に存在するときNAヌクレオチドに相補的であり得るか、又はセンス鎖中のヌクレオチドと塩基対しないオーバーハングヌクレオチドであり得る。
RNAiコンストラクトが、式(B)によって表される構造を含むいくつかの実施形態では、センス鎖の3’末端にヌクレオチドオーバーハングが存在する(すなわちyが1、2、3又は4である)。1つのこうした実施形態において、yは2である。センス鎖の3’末端に2ヌクレオチドのオーバーハングが存在する(すなわちyが2である)実施形態では、xは、0であり、及びzは、2であるか、又はxは、1であり、及びzは、2である。RNAiコンストラクトが、式(B)によって表される構造を含む他の実施形態では、RNAiコンストラクトは、センス鎖の3’末端及びアンチセンス鎖の5’末端に平滑末端を含む(すなわちyが0である)。センス鎖の3’末端にヌクレオチドのオーバーハングが存在しない(すなわちyが0である)こうした実施形態では、(i)xは、2であり、及びzは、4であるか、(ii)xは、3であり、及びzは、4であるか、(iii)xは、0であり、及びzは、2であるか、(iv)xは、1であり、及びzは、2であるか、又は(v)xは、2であり、及びzは、2である。xが0超である実施形態のいずれにおいても、センス鎖の5’末端の末端ヌクレオチドであるNAヌクレオチドは、逆位脱塩基ヌクレオチド又は逆位デオキシリボヌクレオチドなどの逆位ヌクレオチドであり得る。
RNAiコンストラクトが、式(B)によって表される構造を含む特定の実施形態では、アンチセンス鎖の5’末端から数えて4、6、8、9及び16位のNMは、それぞれ2’-フルオロ修飾ヌクレオチドであり、アンチセンス鎖の5’末端から数えて7及び12位のNMは、それぞれ2’-O-メチル修飾ヌクレオチドである。他の実施形態では、アンチセンス鎖の5’末端から数えて4及び6位のNMは、それぞれ2’-フルオロ修飾ヌクレオチドであり、アンチセンス鎖の5’末端から数えて7~9位のNMは、それぞれ2’-O-メチル修飾ヌクレオチドである。更に他の実施形態では、アンチセンス鎖の5’末端から数えて4、6、8、9及び16位のNMは、それぞれ2’-O-メチル修飾ヌクレオチドであり、アンチセンス鎖の5’末端から数えて7及び12位のNMは、それぞれ2’-フルオロ修飾ヌクレオチドである。RNAiコンストラクトが、式(B)によって表される構造を含む代替的な実施形態では、アンチセンス鎖中の5’末端から数えて4、6、8、9及び12位のNMは、それぞれ2’-O-メチル修飾ヌクレオチドであり、アンチセンス鎖中の5’末端から数えて7及び16位のNMは、それぞれ2’-フルオロ修飾ヌクレオチドである。RNAiコンストラクトが、式(B)によって表される構造を含む特定の他の実施形態では、アンチセンス鎖中の5’末端から数えて7、8、9及び12位のNMは、それぞれ2’-O-メチル修飾ヌクレオチドであり、アンチセンス鎖中の5’末端から数えて4、6及び16位のNMは、それぞれ2’-フルオロ修飾ヌクレオチドである。RNAiコンストラクトが、式(B)によって表される構造を含むこれら及び他の実施形態では、センス鎖中のNMは、2’-フルオロ修飾ヌクレオチドである。代替的な実施形態では、センス鎖中のNMは、2’-O-メチル修飾ヌクレオチドである。
RNAiコンストラクトが、式(B)によって表される構造を含む上記の実施形態のいずれにおいても、センス鎖及びアンチセンス鎖の両方中の各NLは、2’-O-メチル修飾ヌクレオチドであり得る。これらの実施形態及び上記の実施形態のいずれにおいても、式(B)中のNTは、逆位脱塩基ヌクレオチド、逆位デオキシリボヌクレオチド又は2’-O-メチル修飾ヌクレオチドであり得る。
本発明のRNAiコンストラクトは、1つ以上の修飾ヌクレオチド間結合も含み得る。本明細書中で使用する場合、「修飾されたヌクレオチド間結合」という用語は、天然の3’から5’ホスホジエステル結合以外のヌクレオチド間結合を指す。いくつかの実施形態では、修飾されたヌクレオチド間結合は、ホスホトリエステル、アミノアルキルホスホトリエステル、アルキルホスホネート(例えば、メチルホスホネート、3’-アルキレンホスホネート)、ホスフィナート、ホスホロアミダート(例えば、3’-アミノホスホロアミダート及びアミノアルキルホスホロアミダート)、ホスホロチオエート、キラルホスホロチオエート、ホスホロジチオエート、チオノホスホロアミダート、チオノアルキルホスホネート、チオノアルキルホスホトリエステル及びボラノホスフェートなどのリン含有ヌクレオチド間結合である。一実施形態では、修飾されたヌクレオチド間結合は、2’~5’ホスホジエステル結合である。他の実施形態では、修飾されたヌクレオチド間結合は、リン非含有ヌクレオチド間結合であり、したがって、修飾されたヌクレオシド間結合と呼ばれ得る。このようなリン非含有結合としては、モルホリノ結合(一部はヌクレオシドの糖部分から形成される);シロキサン結合(-O-Si(H)2-O-);スルフィド、スルホキシド及びスルホン結合;ホルムアセチル及びチオホルムアセチル結合;アルケン含有骨格;スルファミン酸骨格;メチレンメチルイミノ(-CH2-N(CH3)-O-CH2-)及びメチレンヒドラジノ結合;スルホン酸及びスルホンアミド結合;アミド結合;並びに混合されたN、O、S及びCH2構成要素部分を有する他のものが挙げられるが、これらに限定されない。一実施形態では、修飾されたヌクレオシド間結合は、米国特許第5,539,082号明細書、同第5,714,331号明細書及び同第5,719,262号明細書に記載されているものなど、ペプチド核酸又はPNAを生成させるためのペプチドに基づく結合(例えば、アミノエチルグリシン)である。本発明のRNAiコンストラクト中に採用され得る他の好適な修飾されたヌクレオチド間及びヌクレオシド間結合は、全て全体が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第6,693,187号明細書、米国特許第9,181,551号明細書、米国特許出願公開第2016/0122761号明細書及びDeleavey and Damha,Chemistry and Biology,Vol.19:937-954,2012に記載されている。
特定の実施形態では、本発明のRNAiコンストラクトは、1つ以上のホスホロチオエートヌクレオチド間結合を含む。ホスホロチオエートヌクレオチド間結合は、RNAiコンストラクトのセンス鎖、アンチセンス鎖又は両方の鎖に存在し得る。例えば、いくつかの実施形態では、センス鎖は、1、2、3、4、5、6、7、8つ以上のホスホロチオエートヌクレオチド間結合を含む。他の実施形態では、アンチセンス鎖は、1、2、3、4、5、6、7、8つ以上のホスホロチオエートヌクレオチド間結合を含む。更に他の実施形態では、両方の鎖は、1、2、3、4、5、6、7、8つ以上のホスホロチオエートヌクレオチド間結合を含む。RNAiコンストラクトは、センス鎖、アンチセンス鎖又は両方の鎖の3’末端、5’末端又は3’末端及び5’末端の両方に1つ以上のホスホロチオエートヌクレオチド間結合を含み得る。例えば、特定の実施形態では、RNAiコンストラクトは、センス鎖、アンチセンス鎖又は両方の鎖の3’末端に、約1つ~約6つ以上(例えば、約1、2、3、4、5、6つ以上)の連続したホスホロチオエートヌクレオチド間結合を含む。他の実施形態では、RNAiコンストラクトは、センス鎖、アンチセンス鎖又は両方の鎖の5’末端に約1つ~約6つ以上(例えば、約1、2、3、4、5、6つ以上)の連続したホスホロチオエートヌクレオチド間結合を含む。特定の一実施形態では、アンチセンス鎖は、少なくとも1つであるが6つ以下のホスホロチオエートヌクレオチド間結合を含み、センス鎖は、少なくとも1つであるが4つ以下のホスホロチオエートヌクレオチド間結合を含む。別の特定の実施形態では、アンチセンス鎖は、少なくとも1つであるが4つ以下のホスホロチオエートヌクレオチド間結合を含み、センス鎖は、少なくとも1つであるが2つ以下のホスホロチオエートヌクレオチド間結合を含む。
いくつかの実施形態では、RNAiコンストラクトは、センス鎖の3’末端の末端ヌクレオチド間に単一のホスホロチオエートヌクレオチド間結合を含む。他の実施形態では、RNAiコンストラクトは、センス鎖の3’末端の末端ヌクレオチド間に2つの連続したホスホロチオエートヌクレオチド間結合を含む。一実施形態では、RNAiコンストラクトは、センス鎖の3’末端の末端ヌクレオチド間に単一のホスホロチオエートヌクレオチド間結合を含み、アンチセンス鎖の3’末端の末端ヌクレオチド間に単一のホスホロチオエートヌクレオチド間結合を含む。別の実施形態では、RNAiコンストラクトは、アンチセンス鎖の3’末端の末端ヌクレオチド間に2つの連続したホスホロチオエートヌクレオチド間結合(すなわちアンチセンス鎖の3’末端の第1及び第2のヌクレオチド間結合にホスホロチオエートヌクレオチド間結合)を含む。別の実施形態では、RNAiコンストラクトは、アンチセンス鎖の3’末端及び5’末端の両方の末端ヌクレオチド間に2つの連続したホスホロチオエートヌクレオチド間結合を含む。なお別の実施形態では、RNAiコンストラクトは、アンチセンス鎖の3’末端及び5’末端の両方の末端ヌクレオチド間に2つの連続したホスホロチオエートヌクレオチド間結合を含み、センス鎖の5’末端に2つの連続したホスホロチオエートヌクレオチド間結合を含む。更に別の実施形態では、RNAiコンストラクトは、アンチセンス鎖の3’末端及び5’末端の両方の末端ヌクレオチド間に2つの連続したホスホロチオエートヌクレオチド間結合を含み、センス鎖の3’末端の末端ヌクレオチド間に2つの連続したホスホロチオエートヌクレオチド間結合を含む。別の実施形態では、RNAiコンストラクトは、アンチセンス鎖の3’末端及び5’末端の両方の末端ヌクレオチド間に2つの連続したホスホロチオエートヌクレオチド間結合を含み、センス鎖の3’末端及び5’末端の両方の末端ヌクレオチド間に2つの連続したホスホロチオエートヌクレオチド間結合(すなわちアンチセンス鎖の5’末端及び3’末端の両方の第1及び第2のヌクレオチド間結合にホスホロチオエートヌクレオチド間結合並びにセンス鎖の5’末端及び3’末端の両方の第1及び第2のヌクレオチド間結合にホスホロチオエートヌクレオチド間結合)を含む。なお別の実施形態では、RNAiコンストラクトは、アンチセンス鎖の3’末端及び5’末端の両方の末端ヌクレオチド間に2つの連続したホスホロチオエートヌクレオチド間結合を含み、センス鎖の3’末端の末端ヌクレオチド間に単一のホスホロチオエートヌクレオチド間結合を含む。一方又は両方の鎖が1つ以上のホスホロチオエートヌクレオチド間結合を含む実施形態のいずれかでは、鎖内の残りのヌクレオチド間結合は、天然の3’-5’ホスホジエステル結合であり得る。例えば、いくつかの実施形態では、センス鎖及びアンチセンス鎖の各ヌクレオチド間結合は、ホスホジエステル及びホスホロチオエートから選択され、少なくとも1つのヌクレオチド間結合は、ホスホロチオエートである。
RNAiコンストラクトがヌクレオチドオーバーハングを含む実施形態では、オーバーハング内の不対ヌクレオチドの2つ以上がホスホロチオエートヌクレオチド間結合によって連結され得る。特定の実施形態では、アンチセンス鎖及び/又はセンス鎖の3’末端のヌクレオチドオーバーハング内の全ての不対ヌクレオチドが、ホスホロチオエートヌクレオチド間結合によって連結されている。他の実施形態では、アンチセンス鎖及び/又はセンス鎖の5’末端のヌクレオチドオーバーハング内の全ての不対ヌクレオチドが、ホスホロチオエートヌクレオチド間結合によって連結されている。更に他の実施形態では、あらゆるヌクレオチドオーバーハング内の全ての不対ヌクレオチドが、ホスホロチオエートヌクレオチド間結合によって連結されている。
ホスホロチオエートヌクレオチド間結合の組み込みは、オリゴヌクレオチドのリン原子において更なるキラル中心を導入し、したがって各ホスホロチオエートヌクレオチド間結合でジアステレオマー対(Rp及びSp)を生じさせる。ジアステレオマー又はジアステレオ異性体は、結合される原子の同じ分子式及び配列を有するが、空間でのそれらの原子の3次元配向が異なる化合物の異なる立体配置である。エナンチオマーとは異なり、ジアステレオマーは、互いに鏡像ではない。各キラルリン酸の原子は、「R」配置(Rp)又は「S」配置(Sp)であり得る。特定の実施形態では、本発明のRNAiコンストラクトは、キラルリン酸が、主にRp又はSp配置のいずれかであるように選択された、1つ以上のホスホロチオエートヌクレオチド間結合を含み得る。例えば、RNAiコンストラクトが1つ以上のホスホロチオエートヌクレオチド間結合を有するいくつかの実施形態では、キラルリン酸の少なくとも約70%、少なくとも約75%、少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%又は少なくとも約95%がSp配置である。RNAiコンストラクトが1つ以上のホスホロチオエートヌクレオチド間結合を有する他の実施形態では、キラルリン酸の少なくとも約70%、少なくとも約75%、少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%又は少なくとも約95%がRp配置である。RNAiコンストラクト中の全てのキラルリン酸は、Sp配置又はRp配置のいずれかであり得る(すなわち、RNAiコンストラクトは、立体純粋である)。特定の一実施形態では、RNAiコンストラクト中の全てのキラルリン酸はSp配置である。別の特定の実施形態では、RNAiコンストラクト中の全てのキラルリン酸はRp配置である。
特定の実施形態では、RNAiコンストラクト中のキラルリン酸は、センス鎖又はアンチセンス鎖中の異なる位置で異なる配置を有し得る。RNAiコンストラクトがアンチセンス鎖の5’末端に1つ又は2つのホスホロチオエートヌクレオチド間結合を含む1つのこうした実施形態では、アンチセンス鎖の5’末端におけるキラルリン酸はRp配置であり得る。RNAiコンストラクトがアンチセンス鎖の3’末端に1つ又は2つのホスホロチオエートヌクレオチド間結合を含む別のこうした実施形態では、アンチセンス鎖の3’末端におけるキラルリン酸はSp配置であり得る。特定の実施形態では、RNAiコンストラクトは、アンチセンス鎖の3’末端及び5’末端の両方の末端ヌクレオチド間に2つの連続したホスホロチオエートヌクレオチド間結合と、センス鎖の3’末端の末端ヌクレオチド間に2つの連続したホスホロチオエートヌクレオチド間結合とを含み、アンチセンス鎖の5’末端におけるキラルリン酸はRp配置であり、アンチセンス鎖の3’末端におけるキラルリン酸はSp配置であり、センス鎖の3’末端におけるキラルリン酸はRp配置又はSp配置のいずれかであり得る。特定の他の実施形態では、RNAiコンストラクトは、アンチセンス鎖の3’末端及び5’末端の両方の末端ヌクレオチド間に2つの連続したホスホロチオエートヌクレオチド間結合と、センス鎖の3’末端の末端ヌクレオチド間に単一のホスホロチオエートヌクレオチド間結合とを含み、アンチセンス鎖の5’末端におけるキラルリン酸はRp配置であり、アンチセンス鎖の3’末端におけるキラルリン酸はSp配置であり、センス鎖の3’末端におけるキラルリン酸はRp配置又はSp配置のいずれかであり得る。オリゴヌクレオチド合成中にホスホロチオエート結合の立体化学を制御する方法は、当業者に既知であり、これとしては、Nawrot and Rebowska,Curr Protoc Nucleic Acid Chem.2009,Chapter 4:.doi:10.1002/0471142700.nc0434s362009;Jahns et al.,Nat.Commun,Vol.6:6317,2015;Knouse et al.,Science,Vol.361:1234-1238,2018;及びSakamuri et al.,Chembiochem,Vol.21(9):1304-1308,2020に記載される方法が挙げられ得る。
本発明のRNAiコンストラクトのいくつかの実施形態では、センス鎖、アンチセンス鎖又はアンチセンス鎖及びセンス鎖の両方の5’末端は、ホスフェート部分を含む。本明細書で使用する場合、「ホスフェート部分」という用語は、未修飾ホスフェート(-O-P=O)(OH)OH)及び修飾ホスフェートを含む末端ホスフェート基を指す。修飾ホスフェートは、O及びOH基の1つ以上がH、O、S、N(R)又はアルキル(例えば、C1~C12)で置換されており、RがH、アミノ保護基又は非置換若しくは置換アルキル(例えば、C1~C12)であるホスフェートを含む。例示的なホスフェート部分としては、5’-モノホスフェート;5’-ジホスフェート;5’-トリホスフェート;5’-グアノシンキャップ(7-メチル化若しくは非メチル化);5’-アデノシンキャップ又は任意の他の修飾若しくは未修飾ヌクレオチドキャップ構造;5’-モノチオホスフェート(ホスホロチオエート);5’-モノジチオホスフェート(ホスホロジチオエート);5’-α-チオトリホスフェート;5’-γ-チオトリホスフェート;5’-ホスホロアミダート;5’-ビニルホスフェート;5’-アルキルホスホネート(例えば、アルキル=メチル、エチル、イソプロピル、プロピルなど);及び5’-アルキルエーテルホスホネート(例えば、アルキルエーテル=メトキシメチル、エトキシメチルなど)を含むが、これらに限定されない。
本発明のRNAiコンストラクトに組み込むことができる修飾ヌクレオチドは、本明細書に記載される2つ以上の化学修飾を有し得る。例えば、修飾ヌクレオチドは、リボース糖への修飾及び核酸塩基への修飾を有し得る。例として、修飾ヌクレオチドは、2’糖修飾(例えば、2’-フルオロ又は2’-O-メチル)を含み得、且つ修飾塩基(例えば、5-メチルシトシン又はプソイドウラシル)を含み得る。他の実施形態では、修飾ヌクレオチドは、修飾ヌクレオチドがポリヌクレオチドに組み込まれたときに、修飾ヌクレオチド間結合又はヌクレオシド間結合を生成することになる、5’ホスフェートに対する修飾と組み合わされた糖修飾を含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、修飾ヌクレオチドは、2’-フルオロ修飾、2’-O-メチル修飾又は二環式糖修飾及び5’ホスホロチオエート基などの糖修飾を含み得る。したがっていくつかの実施形態では、本発明のRNAiコンストラクトの一方又は両方の鎖は、2’修飾ヌクレオチド又はBNA及びホスホロチオエートヌクレオチド間結合の組み合わせを含む。特定の実施形態では、本発明のRNAiコンストラクトのセンス鎖及びアンチセンス鎖の両方の鎖は、2’-フルオロ修飾ヌクレオチド、2’-O-メチル修飾ヌクレオチド及びホスホロチオエートヌクレオチド間結合の組み合わせを含む。修飾ヌクレオチド及び修飾ヌクレオチド間結合を含む例示的なRNAiコンストラクトを表2に示す。
本発明のRNAiコンストラクトは、当技術分野において公知の技術を用いて、例えば従来の核酸固相合成法を用いて容易に作製することができる。RNAiコンストラクトのポリヌクレオチドは、標準的なヌクレオチド又はヌクレオシド前駆体(例えば、ホスホラミダイト)を使用して、好適な核酸合成装置で構築することができる。自動核酸合成装置が、いくつかのベンダーによって市販されており、Applied Biosystems(Foster City,CA)のDNA/RNA合成装置、BioAutomation(Irving,TX)のMerMade合成装置及びGE Healthcare Life Sciences(Pittsburgh,PA)のOligoPilot合成装置が挙げられる。本発明のRNAiコンストラクトを合成するための例示的な方法を実施例2で説明する。
2’シリル保護基を、リボヌクレオシドの5’位で酸に不安定なジメトキシトリチル(DMT)と共に使用して、ホスホラミダイト化学によりオリゴヌクレオチドを合成し得る。最終脱保護条件は、RNA産物を著しく分解しないことが知られている。全ての合成は、大規模、中規模又は小規模で任意の自動又は手動合成装置において行うことができる。合成は、複数のウェルプレート、カラム又はスライドガラスにおいて実行することもできる。
2’-O-シリル基は、フッ素イオンへの曝露を介して除去され得、フッ素イオンは、フッ素イオンの何らかの供給源、例えば無機対イオンと対になるフッ素イオンを含有する塩、例えばフッ化セシウム及びフッ化カリウム又は有機対イオンと対になるフッ素イオンを含有する塩、例えばフッ化テトラアルキルアンモニウム、を含み得る。クラウンエーテル触媒は、脱保護反応において無機フッ化物と組み合わせて利用され得る。例示的なフッ化物イオン供給源は、フッ化テトラブチルアンモニウム又はアミンヒドロフルオライド(例えば、双極性非プロトン溶媒、例えばジメチルホルムアミド中でトリエチルアミンと水性HFとを組み合わせる)である。
亜リン酸トリエステル及びホスホトリエステルに対して使用するための保護基の選択により、フッ化物に対するトリエステルの安定性を変えることができる。ホスホトリエステル又は亜リン酸トリエステルのメチル保護は、フッ化物イオンに対する結合を安定化し、プロセス収率を向上させることができる。
リボヌクレオシドは、反応性の2’ヒドロキシル置換基を有することから、RNA中の反応性の2’位を、5’-O-ジメトキシトリチル保護基に対して直交性である保護基(例えば、酸処理に対して安定な保護基)で保護することが望ましい可能性がある。シリル保護基は、この条件を満たしており、最終的なフッ化物脱保護工程において容易に除去され得、これにより、RNA分解を最小減に抑えることが可能となる。
テトラゾール触媒は、標準的なホスホラミダイトカップリング反応において使用することができる。例示的な触媒は、例えば、テトラゾール、S-エチル-テトラゾール、ベンジルチオテトラゾール、p-ニトロフェニルテトラゾールを含む。
当業者によって理解され得るように、本明細書に記載のRNAiコンストラクトを合成する更なる方法が当業者に明らかであろう。加えて、様々な合成工程を代替の順番又は順序で実施して、所望の化合物を得ることができる。本明細書に記載のRNAiコンストラクトの合成において有用な他の合成化学転換、保護基(例えば、塩基に存在するヒドロキシル、アミノなどのための)及び保護基の手法(保護及び脱保護)は、当技術分野で知られており、例えばR.Larock,Comprehensive Organic Transformations,VCH Publishers(1989);T.W.Greene and P.G.M.Wuts,Protective Groups in Organic Synthesis,2d.Ed.,John Wiley and Sons(1991);L.Fieser and M.Fieser,Fieser and Fieser’s Reagents for Organic Synthesis,John Wiley and Sons(1994);及びL.Paquette,ed.,Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis,John Wiley and Sons(1995)並びにそれらの後続版に記載のものなどを含む。RNAiコンストラクトのカスタム合成も、Dharmacon,Inc.(Lafayette、CO)、AxoLabs GmbH(Kulmbach、Germany)及びAmbion,Inc.(Foster City、CA)を含むいくつかの商業的ベンダーから入手可能である。
本発明のRNAiコンストラクトは、リガンドを含み得る。本明細書で使用する場合、「リガンド」は、別の化合物又は分子と直接的又は間接的に相互作用することができる任意の化合物又は分子を指す。別の化合物又は分子とリガンドとの相互作用は、生物学的応答を誘発し得るか(例えば、シグナル伝達カスケードを惹起する、受容体媒介性のエンドサイトーシスを誘導する)、又はまさに物理的会合であり得る。リガンドは、結合する二本鎖RNA分子の1つ以上の特性、例えばRNA分子の薬力学、薬物動態、結合、吸収、細胞分布、細胞内取り込み、電荷及び/又はクリアランス特性を修飾することができる。
リガンドは、血清タンパク質(例えば、ヒト血清アルブミン、低密度リポタンパク質、グロブリン)、コレステロール部分、ビタミン(ビオチン、ビタミンE、ビタミンB12)、葉酸部分、ステロイド、胆汁酸(例えば、コール酸)、脂肪酸(例えば、パルミチン酸、ミリスチン酸)、炭水化物(例えば、デキストラン、プルラン、キチン、キトサン、イヌリン、シクロデキストリン若しくはヒアルロン酸)、グリコシド、リン脂質又は抗体若しくはその結合断片(例えば、肝臓などの特定の細胞型に対するRNAiコンストラクトを標的化する抗体若しくは結合断片)を含み得る。リガンドの他の例は、色素、挿入剤(例えば、アクリジン)、架橋剤(例えば、プソラレン、マイトマイシンC)、ポルフィリン(TPPC4、テキサフィリン、サフィリン)、多環芳香族炭化水素(例えば、フェナジン、ジヒドロフェナジン)、人工エンドヌクレアーゼ(例えば、EDTA)、親油性分子、例えばアダマンタン酢酸、1-ピレン酪酸、ジヒドロテストステロン、1,3-ビス-O(ヘキサデシル)グリセロール、ゲラニルオキシヘキシル基、ヘキサデシルグリセロール、ボルネオール、メントール、1,3-プロパンジオール、ヘプタデシル基、O3-(オレオイル)リトコール酸、O3-(オレオイル)コレン酸、ジメトキシトリチル又はフェノキサジン)、ペプチド(例えば、アンテナペディアペプチド、Tatペプチド、RGDペプチド)、アルキル化剤、ポリマー、例えばポリエチレングリコール(PEG)(例えば、PEG-40K)、ポリアミノ酸及びポリアミン(例えば、スペルミン、スペルミジン)を含む。
特定の実施形態では、リガンドは、エンドソーム不安定化特性を有する。エンドソーム不安定化リガンドは、エンドソームの溶解及び/又は本発明のRNAiコンストラクト若しくはその構成要素のエンドソームから細胞の細胞質への輸送を促進する。エンドソーム不安定化リガンドは、pH依存性膜活性及び膜融合性を示すポリカチオンペプチド又はペプチド模倣体であり得る。一実施形態では、エンドソーム不安定化リガンドは、エンドソームのpHでその活性型コンフォメーションを取る。「活性型」コンフォメーションは、エンドソーム不安定化リガンドが、エンドソームの溶解及び/又は本発明のRNAiコンストラクト若しくはその構成要素のエンドソームから細胞の細胞質への輸送を促進するコンフォメーションである。例示的なエンドソーム不安定化リガンドとしては、GALAペプチド(Subbarao et al.,Biochemistry,Vol.26:2964-2972,1987)、EALAペプチド(Vogel et al.,J.Am.Chem.Soc.,Vol.118:1581-1586,1996)及びこれらの誘導体(Turk et al.,Biochem.Biophys.Acta,Vol.1559:56-68,2002)が挙げられる。一実施形態では、エンドソーム不安定化構成要素は、pHの変化に応答して電荷又はプロトン化に変化を起こすことになる化学基(例えば、アミノ酸)を含有し得る。エンドソーム不安定化構成要素は、直鎖状又は分枝状であり得る。
いくつかの実施形態では、リガンドは、脂質又は他の疎水性分子を含む。一実施形態では、リガンドは、コレステロール部分又は他のステロイドを含む。コレステロールコンジュゲート型オリゴヌクレオチドは、それらの非コンジュゲート型の対応物よりも活性であると報告されている(Manoharan,Antisense Nucleic Acid Drug Development,Vol.12:103-228,2002)。核酸分子へのコンジュゲーションのためのコレステロール部分及び他の脂質を含むリガンドは、米国特許第7,851,615号明細書;米国特許第7,745,608号明細書;及び米国特許第7,833,992号明細書にも記載されており、これらの特許は全て、それらの全体が参照によって本明細書に組み込まれる。別の実施形態において、リガンドは、フォラート部分を含む。葉酸部分にコンジュゲートしているポリヌクレオチドは、受容体依存性エンドサイトーシス経路を介して細胞に取り込まれ得る。このような葉酸-ポリヌクレオチドコンジュゲートは、米国特許第8,188,247号明細書に記載されており、これは、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
特定の実施形態では、本発明のRNAiコンストラクトを肝細胞に特異的に送達して、肝臓中のmARC1タンパク質の発現を特異的に減少させることが望ましい。したがって特定の実施形態では、リガンドは、以下でより詳細に記載するように、様々な手段を用いてRNAiコンストラクトの肝細胞(例えば、肝細胞)への特異的な送達を標的化する。特定の実施形態では、RNAiコンストラクトは、表面に発現したアシアロ糖タンパク質受容体(ASGR)又はその構成成分(例えば、ASGR1、ASGR2)に結合するリガンドにより、肝細胞に標的化される。
いくつかの実施形態では、RNAiコンストラクトは、肝細胞の表面に発現されるタンパク質と結合又は相互作用するリガンドを採用することにより、肝臓に特異的に標的化され得る。例えば、特定の実施形態では、リガンドは、アシアロ糖タンパク質受容体及びLDL受容体などの肝細胞で発現される受容体に特異的に結合する抗原結合タンパク質(例えば、抗体又はその結合断片(例えば、Fab、scFv))含み得る。特定の一実施形態では、リガンドは、ASGR1及び/又はASGR2に特異的に結合する抗体又はその結合断片を含む。別の実施形態では、リガンドは、ASGR1及び/又はASGR2に特異的に結合する抗体のFab断片を含む。「Fab断片」は、1つの免疫グロブリン軽鎖(すなわち軽鎖可変領域(VL)及び定常領域(CL))並びに1つの免疫グロブリン重鎖のCH1領域及び可変領域(VH)から構成される。別の実施形態では、リガンドは、ASGR1及び/又はASGR2に特異的に結合する抗体の単鎖可変抗体断片(scFv断片)を含む。「scFv断片」は、抗体のVH領域及びVL領域を含み、これらの領域は、単一のポリペプチド鎖に存在し、任意選択により、Fvが抗原結合のための所望の構造を形成することを可能にするVH領域とVL領域との間のペプチドリンカーを含む。本発明のRNAiコンストラクトを肝臓に標的化するためのリガンドとして使用することができる、ASGR1に特異的に結合する例示的な抗体及びその結合断片は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる国際公開第2017/058944号パンフレットに記載される。本発明のRNAiコンストラクトにおけるリガンドとしての使用に好適である、ASGR1、LDL受容体又は他の肝臓の表面に発現されるタンパク質に特異的に結合する他の抗体又はその結合断片は、市販されている。
特定の実施形態では、リガンドは、炭水化物を含む。「炭水化物」は、各炭素原子に結合される酸素、窒素又は硫黄原子を伴う少なくとも6つの炭素原子(直鎖状、分岐鎖状又は環状であり得る)を有する1つ以上の単糖単位で構成される化合物を指す。炭水化物は、糖(例えば、単糖、二糖、三糖、四糖及び約4、5、6、7、8又は9つの単糖単位を含有するオリゴ糖)並びにデンプン、グリコーゲン、セルロース及び多糖類ガムなどの多糖を含むが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、リガンドに組み込まれる炭水化物は、ペントース、ヘキソース又はヘプトースから選択される単糖並びにこのような単糖単位を含む二糖及び三糖である。他の実施形態では、リガンドに組み込まれている炭水化物は、アミノ糖であり、例えば、ガラクトサミン、グルコサミン、N-アセチルガラクトサミン及びN-アセチルグルコサミンである。
いくつかの実施形態では、リガンドは、ヘキソース又はヘキソサミンを含む。ヘキソースは、グルコース、ガラクトース、マンノース、フコース又はフルクトースから選択され得る。ヘキソサミンは、フルクトサミン、ガラクトサミン、グルコサミン又はマンノサミンから選択され得る。特定の実施形態では、リガンドは、グルコース、ガラクトース、ガラクトサミン又はグルコサミンを含む。一実施形態では、リガンドは、グルコース、グルコサミン又はN-アセチルグルコサミンを含む。別の実施形態では、リガンドは、ガラクトース、ガラクトサミン又はN-アセチル-ガラクトサミンを含む。特定の実施形態では、リガンドは、N-アセチル-ガラクトサミンを含む。グルコース、ガラクトース及びN-アセチル-ガラクトサミン(GalNAc)を含むリガンドは、このようなリガンドが肝細胞の表面に発現されるASGRに結合するため、化合物を肝細胞に標的化するのに特に有効である。例えば、D’Souza and Devarajan,J.Control Release,Vol.203:126-139,2015を参照されたい。本発明のRNAiコンストラクトに組み込むことができるGalNAc又はガラクトース含有リガンドの例は、米国特許第7,491,805号明細書;同第8,106,022号明細書;及び同第8,877,917号明細書;米国特許出願公開第20030130186号明細書;並びに国際公開第2013166155号パンフレットに記載されており、これらの文献は、全て参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
特定の実施形態では、リガンドは、多価炭水化物部分を含む。本明細書で使用する場合、「多価炭水化物部分」は、独立して他の分子と結合又は相互作用することができる2つ以上の炭水化物単位を含む部分を指す。例えば、多価炭水化物部分は、2つ以上の異なる分子又は同じ分子の2つ以上の異なる部位に結合することができる炭水化物で構成される2つ以上の結合ドメインを含む。炭水化物部分の価数は、炭水化物部分内の個々の結合ドメインの数を示す。例えば、炭水化物部分に関する用語「一価」、「二価」、「三価」及び「四価」は、それぞれ1、2、3及び4つの結合ドメインを有する炭水化物部分を指す。多価炭水化物部分は、多価ラクトース部分、多価ガラクトース部分、多価グルコース部分、多価N-アセチル-ガラクトサミン部分、多価N-アセチル-グルコサミン部分、多価マンノース部分又は多価フコース部分を含み得る。いくつかの実施形態では、リガンドは、多価ガラクトース部分を含む。他の実施形態では、リガンドは、多価N-アセチル-ガラクトサミン部分を含む。これら及び他の実施形態では、多価炭水化物部分は、二価、三価又は四価であり得る。このような実施形態では、多価炭水化物部分は、二分岐又は三分岐であり得る。特定の一実施形態では、多価N-アセチル-ガラクトサミン部分は、三価又は四価である。別の特定の実施形態では、多価ガラクトース部分は、三価又は四価である。本発明のRNAiコンストラクトに組み込むための例示的な三価又は四価GalNAc含有リガンドを以下に詳述する。
リガンドは、RNAiコンストラクトのRNA分子に直接的又は間接的に結合又はコンジュゲートされ得る。例えば、いくつかの実施形態では、リガンドは、RNAiコンストラクトのセンス鎖又はアンチセンス鎖に共有結合的に直接結合される。他の実施形態では、リガンドは、RNAiコンストラクトのセンス鎖又はアンチセンス鎖にリンカーを介して共有結合的に結合される。リガンドは、本発明のRNAiコンストラクトのポリヌクレオチド(例えば、センス鎖又はアンチセンス鎖)の核酸塩基、糖部分又はヌクレオチド間結合に結合され得る。プリン核酸塩基又はその誘導体へのコンジュゲーション又は結合は、環内及び環外の原子を含む任意の位置で起こり得る。特定の実施形態では、プリン核酸塩基の2位、6位、7位又は8位がリガンドに結合される。ピリミジン核酸塩基又はその誘導体へのコンジュゲーション又は結合も任意の位置で起こり得る。いくつかの実施形態では、ピリミジン核酸塩基の2位、5位及び6位がリガンドに結合され得る。ヌクレオチドの糖部分へのコンジュゲーション又は結合は、任意の炭素原子で起こり得る。リガンドに結合され得る糖部分の例示的な炭素原子としては、2’、3’及び5’炭素原子が挙げられる。例えば、脱塩基ヌクレオチドでは、1’位もリガンドに結合することができる。ヌクレオチド間結合もリガンドの結合を支援することができる。リン含有結合(例えば、ホスホジエステル、ホスホロチオエート、ホスホロジチオエート、ホスホロアミダートなど)の場合、リガンドは、リン原子に直接結合することができるか、又はリン原子に結合しているO原子、N原子若しくはS原子に結合することができる。アミン含有ヌクレオシド間結合又はアミド含有ヌクレオシド間結合(例えば、PNA)では、リガンドは、アミン若しくはアミドの窒素原子又は隣接する炭素原子に結合することができる。
いくつかの実施形態では、リガンドは、センス鎖又はアンチセンス鎖のいずれかの3’末端又は5’末端に結合され得る。特定の実施形態では、リガンドは、センス鎖の5’末端に共有結合されている。そのような実施形態では、リガンドは、センス鎖の5’末端ヌクレオチドに付着している。これらの実施形態及び他の実施形態では、リガンドは、センス鎖の5’-末端ヌクレオチドの5’位で付着している。逆位脱塩基ヌクレオチドがセンス鎖の5’末端ヌクレオチドであり、5’-5’ヌクレオチド間結合を介して、隣接するヌクレオチドに結合される実施形態では、リガンドは、逆位脱塩基ヌクレオチドの3’位に結合され得る。他の実施形態では、リガンドは、センス鎖の3’末端に共有結合的に付着している。例えば、いくつかの実施形態では、リガンドは、センス鎖の3’-末端ヌクレオチドに付着している。ある特定のそのような実施形態では、リガンドは、センス鎖の3’末端ヌクレオチドの3’位で付着している。逆位脱塩基ヌクレオチドがセンス鎖の3’末端ヌクレオチドであり、3’-3’ヌクレオチド間結合を介して、隣接するヌクレオチドに結合される実施形態では、リガンドは、逆位脱塩基ヌクレオチドの5’位に結合され得る。代替実施形態では、リガンドは、センス鎖の3’末端近傍であるが1つ又は複数の末端ヌクレオチドの前(すなわち1、2、3又は4つの末端ヌクレオチドの前)で付着している。いくつかの実施形態では、リガンドは、センス鎖の3’末端ヌクレオチドの糖の2’位で付着している。他の実施形態では、リガンドは、センス鎖の5’末端ヌクレオチドの糖の2’位で付着している。
特定の実施形態では、リガンドは、リンカーを介してセンス鎖又はアンチセンス鎖に結合される。「リンカー」は、リガンドをRNAiコンストラクトのポリヌクレオチド構成要素に共有結合的に結合する原子又は原子の基である。リンカーは、約1~約30の原子長、約2~約28の原子長、約3~約26の原子長、約4~約24の原子長、約6~約20の原子長、約7~約20の原子長、約8~約20の原子長、約8~約18の原子長、約10~約18の原子長及び約12~約18の原子長であり得る。いくつかの実施形態では、リンカーは、一般に、2つの官能基を有するアルキル部分を含む二官能性結合部分を含み得る。官能基の一方は、目的の化合物(例えば、RNAiコンストラクトのセンス鎖又はアンチセンス鎖)に結合するように選択され、他方は、本明細書に記載されるようなリガンドなどの任意の選択された基に実質的に結合するように選択される。特定の実施形態では、リンカーは、エチレングリコール単位又はアミノ酸単位などの繰返し単位からなる鎖構造又はオリゴマーを含む。二官能性結合部分に通常用いられる官能基の例としては、求核性基と反応させるための求電子剤及び求電子性基と反応させるための求核剤が挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、二官能性結合部分としては、アミノ、ヒドロキシル、カルボン酸、チオール及び不飽和(例えば、二重結合又は三重結合)などが挙げられる。
リガンドを本発明のRNAiコンストラクトにおけるセンス鎖又はアンチセンス鎖に結合するために使用され得るリンカーは、ピロリジン、8-アミノ-3,6-ジオキサオクタン酸、スクシンイミジル4-(N-マレイミドメチル)シクロヘキサン-1-カルボキシラート、6-アミノヘキサン酸、置換C1~C10アルキル、置換若しくは非置換C2~C10アルケニル又は置換若しくは非置換C2~C10アルキニルを含むが、これらに限定されない。こうしたリンカーに好適な置換基としては、ヒドロキシル、アミノ、アルコキシ、カルボキシ、ベンジル、フェニル、ニトロ、チオール、チオアルコキシ、ハロゲン、アルキル、アリール、アルケニル及びアルキニルが挙げられるが、これらに限定されない。
特定の実施形態では、リンカーは、切断可能である。切断可能リンカーは、細胞外部で十分に安定であるが、標的細胞内への進入後に切断されて、リンカーが一体に保持している2つの部分を放出するものである。いくつかの実施形態では、切断可能なリンカーは、標的細胞中又は第1の参照条件(例えば、細胞内条件を模倣するか、又はそれに相当するように選択され得る)下において、対象の血液中又は第2の参照条件(例えば、血液若しくは血清に見出される条件を模倣するか、又はそれに相当するように選択され得る)下よりも少なくとも10倍、20倍、30倍、40倍、50倍、60倍、70倍、80倍若しくは90倍以上又は少なくとも100倍速く切断される。
切断可能なリンカーは、切断剤、例えばpH、酸化還元電位又は分解性分子の存在に対して感受性である。一般に、切断剤は、血清又は血液中よりも細胞内部で優勢であるか、又は高いレベル若しくは活性で見出される。このような分解性薬剤の例としては、例えば、細胞内に存在し、還元によって酸化還元切断可能リンカーを分解することができるメルカプタンなどの酸化酵素若しくは還元酵素又は還元剤を含む、特定の基質のために選択されるか、又は基質特異性のない酸化還元剤;エステラーゼ;エンドソーム又は酸性環境を生成することができる薬剤、例えば、5以下のpHをもたらすもの;一般的な酸として作用することによって酸切断可能リンカーを加水分解又は分解することができる酵素、ペプチダーゼ(基質特異的であり得る)及びホスファターゼが挙げられる。
切断可能リンカーは、pHに感受性のある部分を含み得る。ヒト血清のpHは7.4であるが、平均的な細胞内pHは、わずかにより低く、約7.1~7.3の範囲である。エンドソームは、5.5~6.0の範囲のより酸性のpHを有し、リソソームは、およそ5.0の更により酸性のpHを有する。いくつかのリンカーは、好ましいpHで切断され、それによってリガンドから細胞内部又は細胞の所望の区画にRNA分子を放出する切断可能な基を有する。
リンカーは、特定の酵素によって切断可能となる切断可能な基を含み得る。リンカーに組み込まれる切断可能な基の種類は、標的化される細胞に依存し得る。例えば、肝臓標的化リガンドは、エステル基を含むリンカーを介してRNA分子に結合され得る。肝細胞はエステラーゼに富んでおり、したがって、リンカーは、エステラーゼに富んでいない細胞型よりも肝細胞において効率的に切断されることとなる。エステラーゼに富む他の種類の細胞としては、肺、腎皮質及び精巣の細胞が挙げられる。肝細胞及び滑膜細胞などのペプチダーゼに富む細胞を標的化する場合、ペプチド結合を含有するリンカーを用いることができる。
一般に、切断可能リンカー候補の適合性は、リンカー候補を切断する分解性薬剤の能力(又は条件)を試験することによって評価することができる。また、血液中又は他の非標的組織と接触する場合の切断に抵抗する能力について、切断可能なリンカー候補を試験することが望ましい。したがって標的細胞内で切断を示すように選択される第1の条件と、他の組織又は体液、例えば血液又は血清内で切断を示すように選択される第2の条件との間で切断に対する相対的感受性を判断することができる。評価は、無細胞系、細胞、細胞培養物、臓器若しくは組織培養物中において又は動物全体で実行することができる。無細胞又は培養条件で初期評価を行い、更に動物全体で評価することによって確認することが有用であり得る。いくつかの実施形態では、有用なリンカー候補は、細胞において(又は細胞内条件を模倣するように選択されたインビトロ条件下で)、血液又は血清(又は細胞外条件を模倣するように選択されたインビトロ条件下)と比較して少なくとも2倍、4倍、10倍、20倍、50倍、70倍又は100倍速く切断される。
他の実施形態では、酸化還元切断可能なリンカーが利用される。酸化還元切断可能リンカーは、還元又は酸化されると切断される。還元的に切断可能な基の一例は、ジスルフィド連結基(-S-S-)である。切断可能なリンカー候補が、好適な「還元的に切断可能なリンカー」であるかどうか、又は例えば特定のRNAiコンストラクト及び特定のリガンドと共に使用するのに好適であるかどうかを判定するために、本明細書に記載の1つ以上の方法を使用することができる。例えば、ジチオスレイトール(DTT)又は例えば標的細胞などの細胞中で観察されるであろう切断速度を模倣する当技術分野で知られる他の還元剤と共にインキュベーションすることにより、リンカー候補を評価することができる。リンカー候補は、血液条件又は血清条件を模倣するように選択された条件下で評価することもできる。特定の実施形態では、リンカー候補は、血液中で最大10%切断される。他の実施形態では、有用なリンカー候補は、血液(又は細胞外条件を模倣するように選択されるインビトロ条件下)と比較して細胞(又は細胞内条件を模倣するように選択されるインビトロ条件下)において少なくとも2倍、4倍、10倍、20倍、50倍、70倍又は100倍速く分解される。
更に他の実施形態では、ホスフェート基を分解又は加水分解する剤によって切断されるホスフェート系切断可能リンカーを用いて、RNAiコンストラクトのセンス鎖又はアンチセンス鎖にリガンドを共有結合する。細胞内でホスフェート基を加水分解する薬剤の一例は、細胞内におけるホスファターゼなどの酵素である。ホスフェート系切断可能基の例は、-O-P(O)(ORk)-O-、-O-P(S)(ORk)-O-、-O-P(S)(SRk)-O-、-S-P(O)(ORk)-O-、-O-P(O)(ORk)-S-、-S-P(O)(ORk)-S-、-O-P(S)(ORk)-S-、-S-P(S)(ORk)-O-、-O-P(O)(Rk)-O-、-O-P(S)(Rk)-O-、-S-P(O)(Rk)-O-、-S-P(S)(Rk)-O-、-S-P(O)(Rk)-S-及び-O-P(S)(Rk)-S-であり、ここで、Rkは、水素又はC1~C10アルキルであり得る。特定の実施形態は、-O-P(O)(OH)-O-、-O-P(S)(OH)-O-、-O-P(S)(SH)-O-、-S-P(O)(OH)-O-、-O-P(O)(OH)-S-、-S-P(O)(OH)-S-、-O-P(S)(OH)-S-、-S-P(S)(OH)-O-、-O-P(O)(H)-O-、-O-P(S)(H)-O-、-S-P(O)(H)-O-、-S-P(S)(H)-O-、-S-P(O)(H)-S-及び-O-P(S)(H)-S-を含む。別の特定の実施形態は、-O-P(O)(OH)-O-である。これらのリンカー候補は、上に記載されているものに類似した方法を用いて評価することができる。
他の実施形態では、リンカーは、酸性条件下で切断される基である、酸切断可能な基を含み得る。いくつかの実施形態では、酸切断可能な基は、pH約6.5以下(例えば、約6.0、5.5、5.0又はそれを下回る)の酸性環境において又は一般酸として作用し得る酵素などの薬剤によって切断される。細胞内では、エンドソーム及びリソソームなどの特定の低pHオルガネラが、酸切断可能な基に切断環境を提供することができる。酸切断可能な結合基の例としては、ヒドラゾン、エステル及びアミノ酸のエステルが挙げられるが、これらに限定されない。酸切断可能な基は、一般式-C=NN-、C(O)O又は-OC(O)を有し得る。特定の実施形態は、エステルの酸素(アルコキシ基)に結合した炭素がアリール基、置換アルキル基又はジメチル、ペンチル若しくはt-ブチルなどの三級アルキル基である場合である。これらの候補は、上に記載されているものに類似した方法を用いて評価することができる。
他の実施形態では、リンカーは、細胞中のエステラーゼ及びアミダーゼなどの酵素によって切断されるエステル系の切断可能な基を含み得る。エステル系の切断可能な基の例としては、アルキレン、アルケニレン及びアルキニレン基のエステルが挙げられるが、これらに限定されない。エステル切断可能な基は、一般式-C(O)O-又は-OC(O)-を有する。これらのリンカー候補は、上に記載されているものに類似した方法を用いて評価することができる。
更なる実施形態では、リンカーは、細胞中のペプチダーゼ及びプロテアーゼなどの酵素によって切断されるペプチド系の切断可能な基を含み得る。ペプチド系の切断可能な基は、オリゴペプチド(例えば、ジペプチド、トリペプチドなど)及びポリペプチドを生じるような、アミノ酸間で形成されたペプチド結合である。ペプチド系の切断可能な基は、アミド基(-C(O)NH-)を含む。アミド基は、任意のアルキレン、アルケニレン又はアルキニレン間で形成され得る。ペプチド結合は、アミノ酸間で形成されてペプチド及びタンパク質を生じる特殊なタイプのアミド結合である。ペプチド系の切断可能な基は、一般に、ペプチド及びタンパク質を産生するアミノ酸間に形成されるペプチド結合(すなわちアミド結合)に限定される。ペプチド系の切断可能な連結基は、一般式-NHCHRAC(O)NHCHRBC(O)-を有し、式中、RA及びRBは、2つの隣接するアミノ酸の側鎖である。これらの候補は、上に記載されているものに類似した方法を用いて評価することができる。
リガンドを本発明のRNAiコンストラクトにおけるセンス鎖又はアンチセンス鎖に結合するのに好適な他の種類のリンカーが当技術分野で知られており、米国特許第7,723,509号明細書;同第8,017,762号明細書;同第8,828,956号明細書;同第8,877,917号明細書;及び同第9,181,551号明細書に記載されるリンカーを含むことができ、これらの文献は、全て参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
特定の実施形態では、本発明のRNAiコンストラクトのセンス鎖又はアンチセンス鎖に共有結合的に結合されるリガンドは、GalNAc部分、例えば多価のGalNAc部分を含む。いくつかの実施形態では、多価GalNAc部分は三価GalNAc部分であり、センス鎖の3’末端に結合される。他の実施形態では、多価GalNAc部分は三価GalNAc部分であり、センス鎖の5’末端に結合される。更に他の実施形態では、多価GalNAc部分は四価GalNAc部分であり、センス鎖の3’末端に結合される。更に他の実施形態では、多価GalNAc部分は四価GalNAc部分であり、センス鎖の5’末端に結合される。
特定の実施形態では、本発明のRNAiコンストラクトは以下の構造([構造1])を有するリガンドを含む。
好ましい実施形態では、この構造を有するリガンドは、本明細書に記載されるリンカーなどのリンカーを介してセンス鎖の5’末端に(例えば、センス鎖の5’末端ヌクレオチドに)共有結合される。一実施形態では、リンカーはアミノヘキシルリンカーである。
本発明のRNAiコンストラクトにおける二本鎖RNA分子に結合することができる三価及び四価のGalNAc部分並びにリンカーの例が以下の構造式I~IXにおいて提供される。本明細書に列記される式中の「Ac」はアセチル基を表す。
一実施形態では、RNAiコンストラクトは、以下の式Iの構造を有するリガンド及びリンカーを含み、式中、各nは独立して1~3であり、kは1~3であり、mは1又は2であり、jは1又は2であり、リガンドは、二本鎖RNA分子(実線の波線で表される)のセンス鎖の3’末端に結合される。
別の実施形態では、RNAiコンストラクトは、以下の式IIの構造を有するリガンド及びリンカーを含み、式中、各nは独立して1~3であり、kは1~3であり、mは1又は2であり、jは1又は2であり、リガンドは、二本鎖RNA分子(実線の波線で表される)のセンス鎖の3’末端に結合される。
なお別の実施形態では、RNAiコンストラクトは、以下の式IIIの構造を有するリガンド及びリンカーを含み、式中、リガンドは、二本鎖RNA分子(実線の波線で表される)のセンス鎖の3’末端に結合される。
更に別の実施形態では、RNAiコンストラクトは、以下の式IVの構造を有するリガンド及びリンカーを含み、式中、リガンドは、二本鎖RNA分子(実線の波線で表される)のセンス鎖の3’末端に結合される。
特定の実施形態では、RNAiコンストラクトは、以下の式Vの構造を有するリガンド及びリンカーを含み、式中、各nは独立して1~3であり、kは1~3であり、リガンドは、二本鎖RNA分子(実線の波線で表される)のセンス鎖の5’末端に結合される。
他の実施形態では、RNAiコンストラクトは、以下の式VIの構造を有するリガンド及びリンカーを含み、式中、各nは独立して1~3であり、kは1~3であり、リガンドは、二本鎖RNA分子(実線の波線で表される)のセンス鎖の5’末端に結合される。
特定の一実施形態では、RNAiコンストラクトは、以下の式VIIの構造を有するリガンド及びリンカーを含み、式中、X=O又はSであり、リガンドは、二本鎖RNA分子(波線で表される)のセンス鎖の5’末端に結合される。
いくつかの実施形態では、RNAiコンストラクトは、以下の式VIIIの構造を有するリガンド及びリンカーを含み、式中、各nは独立して1~3であり、リガンドは、二本鎖RNA分子(実線の波線で表される)のセンス鎖の5’末端に結合される。
特定の実施形態では、RNAiコンストラクトは、以下の式IXの構造を有するリガンド及びリンカーを含み、式中、リガンドは、二本鎖RNA分子(実線の波線で表される)のセンス鎖の5’末端に結合される。
ホスホロチオエート結合は、リガンド及びリンカーを核酸鎖と共有結合させるために、式I~IXのいずれか1つに示すホスホジエステル結合と置き換えることができる。
本発明は、本明細書に記載されるRNAiコンストラクト及び薬学的に許容される担体、賦形剤又は希釈剤を含む医薬組成物及び製剤も含む。こうした組成物及び製剤は、MARC1遺伝子の発現の低減を、それを必要とする患者において行うために有用である。臨床上の用途が想定される場合、医薬組成物及び製剤は、目的の用途に適切な形態で調製される。一般に、このことは、パイロジェンだけでなく、ヒト又は動物に有害となる可能性のある他の不純物も実質的に含まない組成物の調製を伴う。
語句「薬学的に許容される」又は「薬理学的に許容される」は、動物又はヒトに投与される場合の有害なアレルギー性の又は他の不都合な反応をもたらさない分子実体及び組成物を指す。本明細書で使用する場合、「薬学的に許容される担体、賦形剤又は希釈剤」は、ヒトへの投与に好適な薬剤などの薬剤の製剤化における使用に許容される溶媒、緩衝液、溶液、分散媒体、コーティング、抗菌剤及び抗真菌剤、等張化剤及び吸収遅延剤などを含む。薬学的に活性な物質に対するこのような媒体及び薬剤の使用は、当技術分野で知られている。従来のあらゆる媒体又は薬剤が、本発明のRNAiコンストラクトと適合しない場合を除いて、治療組成物に使用されることが意図される。補助的な活性成分は、それらが組成物のRNAiコンストラクトを不活性化しないという条件で組成物に組み込むこともできる。
医薬組成物の製剤の組成及び方法は、投与経路、治療される疾患若しくは障害の種類及び程度又は投与される用量を含むがこれらに限定されない、いくつかの条件に依存する。いくつかの実施形態では、医薬組成物は、意図する送達経路に基づいて製剤化される。例えば、特定の実施形態では、医薬組成物は、非経口送達用に製剤化される。非経口の送達形態としては、静脈内、動脈内、皮下、髄腔内、腹腔内又は筋肉内の注射又は注入が挙げられる。一実施形態では、医薬組成物は、静脈内送達用に製剤化される。このような実施形態では、医薬組成物は、脂質ベースの送達ビヒクルを含み得る。別の実施形態では、医薬組成物は、皮下送達用に製剤化される。このような実施形態では、医薬組成物は、標的化リガンド(例えば、本明細書に記載のGalNAc含有又は抗体含有リガンド)を含み得る。
いくつかの実施形態では、医薬組成物は、有効量の本明細書に記載されるRNAiコンストラクトを含む。「有効量」は、有利な又は所望の臨床結果をもたらすのに十分な量である。いくつかの実施形態では、有効量は、患者の特定の組織又は細胞型(例えば、肝臓又は肝細胞)においてMARC1遺伝子の発現を低減させるのに十分な量である。有効量の本発明のRNAiコンストラクトは、約0.01mg/kg体重~約100mg/kg体重であり得、毎日、毎週、毎月又はそれよりも長い間隔で投与され得る。有効な投与量及び投与頻度と考えられるものを正確に決定することは、患者の身長、年齢及び全身状態、治療対象の障害の種類(例えば、脂肪肝疾患、肝線維症又は心血管疾患)、使用される特定のRNAiコンストラクト並びに投与経路を含むいくつかの要因に基づき得る。
本発明の医薬組成物の投与は、標的組織がその経路を介して利用できる限り、任意の一般的な経路を介するものであり得る。このような経路としては、非経口(例えば、皮下、筋肉内、腹腔内又は静脈内)、経口、経鼻、頬側、皮内、経皮及び舌下経路又は肝臓組織への直接注射若しくは肝門脈を介する送達が挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、医薬組成物は、非経口投与される。例えば、特定の実施形態では、医薬組成物は、静脈内投与される。他の実施形態では、医薬組成物は、皮下投与される。
水中油型エマルション、ミセル、混合ミセル及びリポソームを含む高分子複合体、ナノカプセル、マイクロスフェア、ビーズ及び脂質ベースの系などのコロイド分散系は、本発明のRNAiコンストラクトのための送達ビヒクルとして使用され得る。本発明の核酸を送達するのに好適な市販の脂肪エマルションは、Intralipid(登録商標)(Baxter International Inc.)、Liposyn(登録商標)(Abbott Pharmaceuticals)、Liposyn(登録商標)II(Hospira)、Liposyn(登録商標)III(Hospira)、Nutrilipid(B.Braun Medical Inc.)及び他の類似の脂質エマルションを含む。送達ビヒクルとしてインビボで用いるための例示的なコロイド系は、リポソーム(すなわち人工膜小胞)である。本発明のRNAiコンストラクトは、リポソーム内に封入され得るか、又はリポソーム、特にカチオン性リポソームに対して複合体を形成し得る。これ以外にも、本発明のRNAiコンストラクトは、脂質、特にカチオン性脂質に対して複合体形成され得る。好適な脂質及びリポソームとしては、中性(例えば、ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン(DOPE)、ジミリストイルホスファチジルコリン(DMPC)及びジパルミトイルホスファチジルコリン(DPPC)、ジステアロイルホスファチジルコリン)、陰性(例えば、ジミリストイルホスファチジルグリセロール(DMPG))並びにカチオン性(例えば、ジオレオイルテトラメチルアミノプロピル(DOTAP)及びジオレオイルホスファチジルエタノールアミン(DOTMA))が挙げられる。このようなコロイド分散系の調製及び使用は、当技術分野でよく知られている。例示的な製剤は、米国特許第5,981,505号明細書、米国特許第6,217,900号明細書;米国特許第6,383,512号明細書;米国特許第5,783,565号明細書;米国特許第7,202,227号明細書;米国特許第6,379,965号明細書;米国特許第6,127,170号明細書;米国特許第5,837,533号明細書;米国特許第6,747,014号明細書;及び国際公開第03/093449号パンフレットにも開示されている。
いくつかの実施形態では、本発明のRNAiコンストラクトは、例えば脂質製剤に完全に封入されて、SNALP又は他の核酸-脂質粒子を形成する。本明細書で使用する場合、用語「SNALP」は安定な核酸-脂質粒子を指す。SNALPは、通常、カチオン性脂質、非カチオン性脂質及び粒子の凝集を防ぐ脂質(例えば、PEG-脂質コンジュゲート)を含有する。SNALPは、静脈内注射後に長期間の循環寿命を示し、且つ遠位部位(例えば、投与部位から物理的に離れた部位)に蓄積するため、全身投与のために極めて有用である。核酸-脂質粒子は、通常、約50nm~約150nm、約60nm~約130nm、約70nm~約110nm又は約70nm~約90nmの平均直径を有し、実質的に非毒性である。加えて、核酸-脂質粒子中に存在する場合の核酸は、水溶液中でヌクレアーゼによる分解に対して耐性がある。核酸-脂質粒子及びそれらの調製方法は、例えば、米国特許第5,976,567号明細書、同第5,981,501号明細書、同第6,534,484号明細書、同第6,586,410号明細書、同第6,815,432号明細書及び国際公開第96/40964号パンフレットで開示される。
注射用途に好適な医薬組成物は、例えば、滅菌水溶液又は分散体及び注射用滅菌溶液又は分散体の即時調製のための滅菌粉末を含む。一般に、これらの調製物は、滅菌済みであり、容易に注射可能である程度の流体である。調製物は、製造及び保存条件下で安定でなければならず、細菌及び真菌などの微生物の汚染作用に対して保護されていなければならない。適切な溶媒又は分散媒は、例えば、水、エタノール、ポリオール(例えば、グリセロール、プロピレングリコール及び液体ポリエチレングリコールなど)、これらの好適な混合液及び植物油を含有し得る。例えば、レシチンなどのコーティングを使用することにより、分散体の場合に必要とされる粒径を維持し、且つ界面活性剤を使用することにより、適切な流動性を維持することができる。微生物の作用の予防は、様々な抗菌剤及び抗真菌剤、例えばパラベン、クロロブタノール、フェノール、ソルビン酸及びチメロサールなどによってもたらすことができる。多くの場合、等張化剤、例えば糖又は塩化ナトリウムを含むことが好ましい。注射用組成物の持続的吸収は、吸収を遅延する剤、例えばモノステアリン酸アルミニウム及びゼラチンを組成物中で使用することによってもたらすことができる。
滅菌注射溶液は、活性化合物を適切な量において、必要に応じて(例えば、上記に列挙したような)他の任意の成分と共に溶媒に組み込んだ後、濾過滅菌することによって調製され得る。一般的に、分散体は、塩基性分散媒体及び所望の他の成分、例えば上記で列挙された成分を含有する滅菌ビヒクル中に、滅菌された様々な活性成分を組み込むことによって調製される。滅菌注射溶液を調製するための滅菌粉末の場合、好ましい調製方法としては、それらの予め滅菌濾過した溶液から、活性成分に加えて任意の追加の所望の成分の粉末が得られる、真空乾燥及び凍結乾燥技術が挙げられる。
本発明の組成物は、一般に、中性又は塩形態で製剤化され得る。薬学的に許容される塩は、例えば、無機酸(例えば、塩酸又はリン酸)又は有機酸(例えば、酢酸、シュウ酸、酒石酸及びマンデル酸など)から誘導される酸付加塩(遊離アミノ基と共に形成される)を含む。遊離カルボキシル基と共に形成される塩は、無機塩基(例えば、ナトリウム、カリウム、アンモニウム、カルシウム又は水酸化第二鉄)又は有機塩基(例えば、イソプロピルアミン、トリメチルアミン、ヒスチジン及びプロカインなど)から誘導されることも可能である。薬学的に許容される塩は、Berge et al.,J.Pharmaceutical Sciences,Vol.66:1-19,1977で詳細に説明されている。
水溶液における非経口投与のために、例えば、溶液は、通常、適切に緩衝化され、液体希釈剤は、例えば、十分な生理食塩水又はグルコースにより最初に等張にされる。このような水溶液を例えば静脈内、筋肉内、皮下及び腹腔内投与に使用し得る。特に本開示を考慮して、当業者に知られているような滅菌水性媒体を使用することが好ましい。実例として、単回用量を等張NaCl溶液1ml中に溶解し、皮下注入液1000mlに添加し得るか、又は提示された注入部位に注射し得る(例えば、“Remington’s Pharmaceutical Sciences”15th Edition,pages 1035-1038 and 1570-1580を参照されたい)。ヒトに投与する場合、調製物は、FDA基準に要求される無菌性、発熱性、一般的安全性及び純度の基準を満たさなければならない。特定の実施形態では、本発明の医薬組成物は、滅菌生理食塩水及び本明細書に記載のRNAiコンストラクトを含むか又はそれらからなる。他の実施形態では、本発明の医薬組成物は、本明細書に記載のRNAiコンストラクト及び滅菌水(例えば、注射用水、WFI)を含むか又はそれらからなる。更に他の実施形態では、本発明の医薬組成物は、本明細書に記載のRNAiコンストラクト及びリン酸緩衝生理食塩水(PBS)を含むか又はそれらからなる。
いくつかの実施形態では、本発明の医薬組成物は、投与用デバイスでパッケージ化されるか又はその中に保存される。注射用製剤のためのデバイスは、注射ポート、プレフィルドシリンジ、自動注入装置、注射ポンプ、装着型注射器及び注射ペンを含むが、これらに限定されない。エアロゾル化又は粉末製剤のためのデバイスは、インヘラー、吸入器、吸引器などを含むが、これらに限定されない。したがって本発明は、本明細書に記載される障害又は疾患の1つ以上を治療又は予防するための本発明の医薬組成物を含む投与デバイスを含む。
本発明は、細胞を本明細書に記載のRNAiコンストラクトのいずれか1つと接触させることにより、細胞(例えば、肝細胞)におけるMARC1遺伝子の発現、したがってmARC1タンパク質の生成を低減又は阻害する方法を提供する。細胞は、インビトロ又はインビボであり得る。mARC1発現は、mARC1のmRNA、mARC1のタンパク質又はコレステロール、LDLコレステロール若しくは肝臓酵素、例えばアラニンアミノトランスフェラーゼ(ALT)の血清中レベルなど、mARC1発現に関連する別のバイオマーカーの量又はレベルを測定することによって評価することができる。本発明のRNAiコンストラクトで処置された細胞又は動物におけるmARC1発現の低減は、RNAiコンストラクトで処置されていないか又は対照RNAiコンストラクトで処置された細胞又は動物におけるmARC1発現と比較して決定することができる。例えば、いくつかの実施形態では、mARC1発現の低減は、(a)本発明のRNAiコンストラクトで処置された肝細胞におけるmARC1のmRNAの量又はレベルを測定すること、(b)対照RNAiコンストラクト(例えば、肝細胞中で発現しないRNA分子を対象とするRNAiコンストラクト又はナンセンス配列若しくはスクランブル配列を有するRNAiコンストラクト)又はコンストラクトなしで処置された肝細胞におけるmARC1のmRNAの量又はレベルを測定すること、及び(c)(a)において処置された細胞から測定されたmARC1のmRNAレベルと、(b)において対照細胞から測定されたmARC1のmRNAレベルとを比較することによって評価される。比較前に、処置された細胞及び対照細胞におけるmARC1のmRNAレベルを、対照遺伝子(例えば、18SリボソームRNA又はハウスキーピング遺伝子)のRNAレベルに対して正規化することができる。mARC1のmRNAレベルは、ノーザンブロット分析、ヌクレアーゼプロテクションアッセイ、蛍光インサイチュハイブリダイゼーション(FISH)、逆転写酵素(RT)-PCR、リアルタイムRT-PCR、定量PCR、ドロップレットデジタルPCRなどを含む様々な方法によって測定することができる。
他の実施形態では、mARC1発現の低減は、(a)本発明のRNAiコンストラクトで処置された肝細胞におけるmARC1タンパク質の量又はレベルを測定すること、(b)対照RNAiコンストラクト(例えば、肝細胞中で発現しないRNA分子を対象とするRNAiコンストラクト又はナンセンス配列若しくはスクランブル配列を有するRNAiコンストラクト)又はコンストラクトなしで処置された肝細胞におけるmARC1タンパク質の量又はレベルを測定すること、及び(c)(a)において処置された細胞から測定されたmARC1タンパク質レベルと、(b)において対照細胞から測定されたmARC1タンパク質レベルとを比較することによって評価される。mARC1タンパク質レベルを測定する方法は、当業者に知られており、例えばウエスタンブロット、イムノアッセイ(例えば、ELISA)及びフローサイトメトリーが挙げられる。mARC1のmRNA又はmARC1タンパク質を測定することができる任意の方法を使用して、本発明のRNAiコンストラクトの有効性を評価することができる。
いくつかの実施形態では、mARC1の発現レベルを評価する方法は、mARC1を自然に発現する細胞(例えば、肝細胞)又はmARC1を発現するように操作された細胞においてインビトロで実施される。特定の実施形態では、本方法は、肝細胞においてインビトロで実施される。好適な肝細胞としては、初代肝細胞(例えば、ヒト及び非ヒト霊長類の肝細胞)、HepAD38細胞、HuH-6細胞、HuH-7細胞、HuH-5-2細胞、BNLCL2細胞、Hep3B細胞又はHepG2細胞が挙げられるが、これらに限定されない。一実施形態では、肝細胞は、HuH-7細胞である。別の実施形態では、肝細胞は、ヒト初代肝細胞である。更に別の実施形態では、肝細胞は、Hep3B細胞である。
他の実施形態では、mARC1の発現レベルを評価する方法は、インビボで実施される。RNAiコンストラクト及び任意の対照RNAiコンストラクトを動物に投与し得、処置後の動物から採取した肝臓組織中でmARC1のmRNA又はmARC1タンパク質レベルを評価することができる。代わりに又は加えて、mARC1発現と関連するバイオマーカー又は機能的表現型を、処置された動物で評価することができる。例えば、MARC1の機能喪失バリアントは、血清中の総コレステロール、LDLコレステロール及び肝臓酵素レベルの低下に関連している(Emdin et al.,PLoS Genet,Vol.16(4):e1008629,2020を参照されたい)。したがって、コレステロール、LDLコレステロール又は肝臓酵素(例えば、ALT)の血清又は血漿レベルを本発明のRNAiコンストラクトで処置した動物で測定して、mARC1発現の低減の機能的有効性を評価することができる。血清又は血漿コレステロール又は酵素レベルの例示的な測定方法は、実施例1、4及び5に記載されている。
特定の実施形態では、mARC1のmRNA又はタンパク質の発現は、本発明のRNAiコンストラクトにより、肝細胞中で少なくとも40%、少なくとも45%又は少なくとも50%低減する。いくつかの実施形態では、mARC1のmRNA又はタンパク質の発現は、本発明のRNAiコンストラクトにより、肝細胞中で少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%又は少なくとも85%低減する。他の実施形態では、mARC1のmRNA又はタンパク質の発現は、本発明のRNAiコンストラクトにより、肝細胞中で約90%以上、例えば約91%、約92%、約93%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%以上低減する。mARC1発現の低減率は、本明細書に記載の方法のいずれか及び当技術分野で知られる他の方法によって測定することができる。
本発明は、MARC1遺伝子の発現、したがってmARC1タンパク質の生成の低減又は阻害を、それを必要とする患者において行う方法及びmARC1発現又は活性に関連する病態、疾患又は障害を治療又は予防する方法を提供する。「mARC1発現と関連する病態、疾患又は障害」は、mARC1の発現レベルが変化するか、又はmARC1の上昇した発現レベルがその病態、疾患又は障害の増大した発症リスクと関連する病態、疾患又は障害を指す。mARC1発現と関連する病態、疾患又は障害は、コレステロール、脂質、トリグリセリドなどの異常な若しくは高いレベルをもたらす変化又はこれらの分子のクリアランス障害をもたらす変化など、リポタンパク質代謝の異常な変化に起因する病態、疾患又は障害も含むことができる。最近の遺伝学研究では、MARC1遺伝子中の機能喪失バリアントと、コレステロール及び肝臓酵素の血中レベルの低下、肝臓脂肪の低減並びに肝硬変の予防との間の関連が報告されている(Spracklen et al.,Hum Mol Genet.,Vol.26(9):1770-178,2017;Emdin et al.,bioRxiv 594523;//doi.org/10.1101/594523,2019;及びEmdin et al.,PLoS Genet,Vol.16(4):e1008629,2020))。Emdin et al.,bioRxiv 594523;//doi.org/10.1101/594523,2019;及びEmdin et al.,PLoS Genet,Vol.16(4):e1008629,2020を参照されたい。このため、特定の実施形態では、本発明のRNAiコンストラクトは、脂肪肝疾患(例えば、NAFLD及びNASH)及び心血管疾患(例えば、冠動脈疾患及び心筋梗塞)の治療又は予防並びに肝線維症及び血清コレステロールレベルの低減に特に有用である。
本発明の方法に従って治療又は予防することができる、mARC1発現に関連する病態、疾患及び障害としては、脂肪肝疾患、例えばアルコール性脂肪肝疾患、アルコール性脂肪性肝炎、NAFLD及びNASH;慢性肝臓病;肝硬変;心血管疾患、例えば心筋梗塞、心不全、脳卒中(虚血性及び出血性)、アテローム性動脈硬化、冠動脈疾患、末梢血管疾患(例えば、末梢動脈疾患)、脳血管疾患、脆弱性プラーク及び大動脈弁狭窄症;家族性高コレステロール血症;静脈血栓症;高コレステロール血症;高脂血症;並びに脂質異常症(例えば、総コレステロールの上昇、低密度リポタンパク質(LDL)の上昇、超低密度リポタンパク質(VLDL)の上昇、トリグリセリドの上昇及び/又は低レベルの高密度リポタンパク質(HDL)として顕在化する)が挙げられるが、これらに限定されない。
特定の実施形態では、本発明は、mARC1タンパク質の発現の低減を、それを必要とする患者において行う方法であって、本明細書に記載されるRNAiコンストラクトのいずれかを患者に投与することを含む方法を提供する。本明細書で使用する場合、用語「患者」は、ヒトを含む哺乳動物を指し、用語「対象」と互換的に使用することができる。好ましくは、患者の肝細胞におけるmARC1の発現レベルは、RNAiコンストラクトを受けていない患者のmARC1発現レベル又はRNAiコンストラクトを投与する前の患者のmARC1発現レベルと比較して、RNAiコンストラクトの投与後に低減される。いくつかの実施形態では、本発明のRNAiコンストラクトを投与した後、患者におけるmARC1の発現は、少なくとも30%、少なくとも35%、少なくとも40%、少なくとも45%、少なくとも50%、少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%又は少なくとも90%、例えば91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%又は99%低減する。mARC1発現の低減率は、本明細書に記載の方法のいずれか及び当技術分野で知られる他の方法によって測定することができる。特定の実施形態では、mARC1発現の低減の割合は、本明細書に記載の方法に従って、患者の総コレステロール、LDLコレステロール又は肝臓酵素(例えば、ALT)レベルなど、血清又は血漿バイオマーカーのレベルを評価することによって決定される。
いくつかの実施形態では、mARC1発現の低減を必要とする患者は、心筋梗塞を有するリスクのある患者である。心筋梗塞を有するリスクのある患者は、心筋梗塞の病歴を有する患者であり得る(例えば、以前に心筋梗塞に罹患したことがある)。心筋梗塞を有するリスクのある患者は、心筋梗塞の家族性の病歴を有するか、又は心筋梗塞の1つ以上のリスク因子を有する患者でもあり得る。このようなリスク因子は、高血圧、非HDLコレステロールの上昇したレベル、トリグリセリドの上昇したレベル、糖尿病、肥満症又は自己免疫疾患(例えば、関節リウマチ、狼瘡)の病歴を含むが、これらに限定されない。一実施形態では、心筋梗塞を有するリスクのある患者は、冠動脈疾患を有するか、又は冠動脈疾患と診断される患者である。これら及び他の患者における心筋梗塞のリスクは、本明細書に記載のRNAiコンストラクトのいずれかを患者に投与することによって低減することができる。したがって、本発明は、心筋梗塞のリスクの低減を、それを必要とする患者において行う方法であって、本明細書に記載のRNAiコンストラクトを患者に投与することを含む方法を提供する。いくつかの実施形態では、本発明は、心筋梗塞のリスクの低減を、それを必要とする患者において行うための医薬の調製における、本明細書に記載のRNAiコンストラクトのいずれかの使用を含む。他の実施形態では、本発明は、心筋梗塞のリスクの低減を、それを必要とする患者において行う方法で使用するためのmARC1標的化RNAiコンストラクトを提供する。
特定の実施形態では、mARC1発現の低減を必要とする患者は、心血管疾患と診断されるか、又は心血管疾患のリスクを有する患者である。したがって、本発明は、本発明のRNAiコンストラクトのいずれかを投与することにより、心血管疾患の治療又は予防を、それを必要とする患者において行う方法を含む。いくつかの実施形態では、本発明は、心血管疾患の治療又は予防を、それを必要とする患者において行うための医薬の調製における、本明細書に記載のRNAiコンストラクトのいずれかの使用を含む。他の実施形態では、本発明は、心血管疾患の治療又は予防を、それを必要とする患者において行う方法で使用するためのmARC1標的化RNAiコンストラクトを提供する。心血管疾患としては、心筋梗塞、心不全、脳卒中(虚血性及び出血性)、アテローム性動脈硬化症、冠動脈疾患、末梢血管疾患(例えば、末梢動脈疾患)、脳血管疾患、脆弱性プラーク及び大動脈弁狭窄症が挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、本発明の方法に従って治療又は予防される心血管疾患は、冠動脈疾患である。他の実施形態では、本発明の方法に従って治療又は予防される心血管疾患は、心筋梗塞である。更に他の実施形態では、本発明の方法に従って治療又は予防される心血管疾患は、脳卒中である。更に他の実施形態では、本発明の方法に従って治療又は予防される心血管疾患は、末梢動脈疾患である。特定の実施形態では、本明細書に記載のRNAiコンストラクトの投与は、非致死性の心筋梗塞、致死性及び非致死性の脳卒中、特定の種類の心臓手術(例えば、血管形成、バイパス)、心不全のための入院、心疾患患者における胸痛並びに/又は確定した心疾患患者における心血管事象(例えば、心筋梗塞の既往、心臓手術の既往及び/若しくは動脈閉塞の徴候がある胸痛)のリスクを低減させる。いくつかの実施形態では、本発明の方法に従った本明細書に記載のRNAiコンストラクトの投与は、再発性の心血管イベントのリスクを低減するために使用することができる。
いくつかの実施形態では、本発明の方法に従って治療される患者は、脆弱性プラーク(不安定プラークとも称される)を有する患者である。脆弱性プラークは、動脈壁の内皮裏層の下にあるマクロファージ及び主にコレステロールを含有する脂質の蓄積である。これらの脆弱性プラークは、破裂して、場合により動脈を通る血流を遮断し、心筋梗塞又は卒中を引き起こす可能性がある血塊の形成をもたらす場合がある。脆弱性プラークは、血管内超音波及びコンピュータ断層撮影を含むがこれらに限定されない、当技術分野において公知の方法によって識別することができる(Sahara et al.,European Heart Journal,Vol.25;2026-2033,2004;Budhoff,J.Am.Coll.Cardiol.,Vol.48;319-321,2006;Hausleiter et al.,J.Am.Coll.Cardiol.,Vol.48;312-318,2006を参照されたい)。
他の実施形態では、mARC1発現の低減を必要とする患者は、コレステロール(例えば、総コレステロール、非HDLコレステロール又はLDLコレステロール)の血中レベルが高い患者である。したがって、いくつかの実施形態では、本発明は、コレステロールの血中レベル(例えば、血清又は血漿)の低減を、それを必要とする患者において行う方法であって、本明細書に記載のRNAiコンストラクトのいずれかを患者に投与することを含む方法を提供する。いくつかの実施形態では、本発明は、コレステロールの血中レベル(例えば、血清又は血漿)の低減を、それを必要とする患者において行うための医薬の調製における、本明細書に記載のRNAiコンストラクトのいずれかの使用を含む。他の実施形態では、本発明は、コレステロールの血中レベル(例えば、血清又は血漿)の低減を、それを必要とする患者において行う方法で使用するためのmARC1標的化RNAiコンストラクトを提供する。特定の実施形態では、本発明の方法に従って低減されるコレステロールは、LDLコレステロールである。他の実施形態では、本発明の方法に従って低減されるコレステロールは、非HDLコレステロールである。非HDLコレステロールは、LDLコレステロール、超低密度リポタンパク質、中間密度リポタンパク質、リポタンパク質(a)、カイロミクロン及びカイロミクロンレムナントを含む全てのコレステロール含有のアテローム生成促進的なリポタンパク質の尺度である。非HDLコレステロールは、心血管リスクの優れた予測因子であると報告されている(Rana et al.,Curr.Atheroscler.Rep.,Vol.14:130-134,2012)。非HDLコレステロールレベルは、総コレステロールレベルからHDLコレステロールレベルを減算することによって計算することができる。
いくつかの実施形態では、本発明の方法に従って治療される患者は、非HDLコレステロールの上昇したレベル(例えば、非HDLコレステロールの上昇した血清又は血漿レベル)を有する患者である。理想的には、非HDLコレステロールのレベルは、任意の所与の患者についてのLDLコレステロールの目標値を上回る約30mg/dLであるべきである。特定の実施形態では、患者は、その患者が約130mg/dL以上の非HDLコレステロールレベルを有する場合、本発明のRNAiコンストラクトを投与される。一実施形態では、患者は、その患者が約160mg/dL以上の非HDLコレステロールレベルを有する場合、本発明のRNAiコンストラクトを投与される。別の実施形態では、患者は、その患者が約190mg/dL以上の非HDLコレステロールレベルを有する場合、本発明のRNAiコンストラクトを投与される。更に別の実施形態では、患者は、その患者が約220mg/dL以上の非HDLコレステロールレベルを有する場合、本発明のRNAiコンストラクトを投与される。特定の実施形態では、患者は、その患者が心血管リスクの評価についての2013 ACC/AHAガイドライン(Goff et al.,ACC/AHA guideline on the assessment of cardiovascular risk:a report of the American College of Cardiology/American Heart Association Task Force on Practice Guidelines.J Am Coll Cardiol,Vol.63:2935-2959,2014)に従って高いか又は極めて高い心血管疾患のリスクがあり、且つ約100mg/dL以上の非HDLコレステロールレベルを有する場合、本発明のRNAiコンストラクトを投与される。
本発明の方法の特定の実施形態では、患者は、患者が心血管リスクの評価についての2013 ACC/AHAガイドライン(本明細書では「2013ガイドライン」と称する)に従って中程度以上の心血管疾患のリスクがある場合、本明細書に記載のRNAiコンストラクトを投与される。特定の実施形態では、本発明のRNAiコンストラクトは、患者のLDLコレステロールレベルが約160mg/dLより高い場合、患者に投与される。他の実施形態では、本発明のRNAiコンストラクトは、患者のLDLコレステロールレベルが約130mg/dLより高く、且つ患者が2013ガイドラインに従って中程度の心血管疾患のリスクを有する場合、患者に投与される。更に他の実施形態では、本発明のRNAiコンストラクトは、患者のLDLコレステロールレベルが100mg/dLより高く、且つ患者が2013ガイドラインに従って高い又は極めて高い心血管疾患のリスクを有する場合、患者に投与される。
他の実施形態では、mARC1発現の低減を必要とする患者は、脂肪肝疾患と診断されるか又はそのリスクを有する患者である。したがって、本発明は、脂肪肝疾患の治療、予防又はその発症のリスクの低減を、それを必要とする患者において行う方法であって、本発明のRNAiコンストラクトのいずれかを患者に投与することを含む方法を含む。いくつかの実施形態では、本発明は、脂肪肝疾患の治療、予防又はその発症のリスクの低減を、それを必要とする患者において行うための医薬の調製における、本明細書に記載されるRNAiコンストラクトのいずれかの使用を含む。他の実施形態では、本発明は、脂肪肝疾患の治療、予防又はその発症のリスクの低減を、それを必要とする患者において行う方法で使用するためのmARC1標的化RNAiコンストラクトを提供する。脂肪肝疾患とは、肝臓に脂肪が蓄積する病態である。脂肪肝疾患には、2つの主要なタイプ:多量のアルコール使用に関連する第1のタイプ(アルコール性脂肪性肝炎)及びアルコールの使用に関連しない第2のタイプ(非アルコール性脂肪肝疾患(NAFLD))が存在する。NAFLDは、典型的には、肝臓に脂肪の蓄積が存在するが、炎症又は肝細胞の損傷がほとんど又は全く存在しないことを特徴とする。NAFLDは、非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)に進行する場合があり、NASHは肝臓の炎症及び細胞損傷を特徴とし、これらの両方は、それに続いて肝線維症及び最終的には肝硬変又は肝臓癌をもたらす場合がある。特定の実施形態では、本発明の方法に従って治療するか、予防するか又はそれを発症するリスクを低減させる対象となる脂肪肝疾患は、NAFLDである。他の実施形態では、本発明の方法に従って治療するか、予防するか又はそれを発症するリスクを低減させる対象となる脂肪肝疾患は、NASHである。更に他の実施形態では、本発明の方法に従って治療するか、予防するか又はそれを発症するリスクを低減させる対象となる脂肪肝疾患は、アルコール性脂肪性肝炎である。いくつかの実施形態では、本発明の方法に従って脂肪肝疾患を治療若しくは予防することが必要な患者又は脂肪肝疾患を発症するリスクがある患者は、2型糖尿病と診断されているか、代謝障害と診断されているか又は肥満である(例えば、≧30.0の肥満度指数)。他の実施形態では、本発明の方法に従って脂肪肝疾患を治療若しくは予防することが必要な患者又は脂肪肝疾患を発症するリスクがある患者は、高いレベルの非HDLコレステロール又はトリグリセリドを有する。特定の患者及び患者が有し得る他のリスク因子に応じて、高いレベルの非HDLコレステロールは、約130mg/dL以上、約160mg/dL以上、約190mg/dL以上又は約220mg/dL以上であり得る。高いトリグリセリドレベルは、約150mg/dL以上、約175mg/dL以上、約200mg/dL以上又は約250mg/dL以上であり得る。
特定の実施形態では、mARC1発現を低減させることが必要な患者は、肝線維症若しくは肝硬変と診断されるか又はそれを発症するリスクがある患者である。したがって、本発明は、肝線維症の治療、予防又は低減を、それを必要とする患者において行う方法であって、本発明のRNAiコンストラクトのいずれかを患者に投与することを含む方法を包含する。いくつかの実施形態では、本発明は、肝線維症の治療、予防又は低減を、それを必要とする患者において行うための医薬の調製における、本明細書に記載のRNAiコンストラクトのいずれかの使用を含む。他の実施形態では、本発明は、肝線維症の治療、予防又は低減を、それを必要とする患者において行う方法で使用するためのmARC1標的化RNAiコンストラクトを提供する。いくつかの実施形態では、肝線維症又は肝硬変を発症するリスクがある患者は、NAFLDと診断されている。他の実施形態では、肝線維症又は肝硬変を発症するリスクがある患者は、NASHと診断されている。更に他の実施形態では、肝線維症又は肝硬変を発症するリスクがある患者は、アルコール性脂肪性肝炎と診断されている。また他の実施形態では、肝線維症又は肝硬変を発症するリスクがある患者は、肝炎と診断されている。特定の実施形態では、本発明のRNAiコンストラクトを投与することで、患者における肝硬変の発症が予防又は遅延される。
実施された実験及び達成された結果を含む以下の実施例は、例示の目的のみのために提供されるものであり、添付の特許請求の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
実施例1.Ob/Ob動物におけるmARC1発現の阻害が、脂質レベルを調節する
遺伝学研究では、MARC1遺伝子におけるA165Tミスセンス変異と、血清低密度リポタンパク質(LDL)コレステロール及び総コレステロールレベルの低下との間の関連が報告されている(Spracklen et al.,Hum Mol Genet.,Vol.26(9):1770-178,2017;Emdin et al.,bioRxiv 594523;//doi.org/10.1101/594523,2019;及びEmdin et al.,PLoS Genet,Vol.16(4):e1008629,2020))。この変異及びMARC1遺伝子の他の機能喪失バリアントは、最近になり、低レベルの肝脂肪、肝臓酵素レベルの低減及び肝硬変リスクの低減と関連付けられた(Emdin et al.,2019及びEmdin et al,2020)。MARC1のA165Tバリアント対立遺伝子のヒト保菌者で観察されるように、mARC1発現の阻害が血清コレステロールレベルを低減し得るかどうかを評価するために、老齢肥満マウス(ob/ob)に、マウスMarc1遺伝子を標的化するsiRNA分子又は対照siRNA分子を投与した。ob/obマウスは肥満であり、高い脂質レベルを有するため、これらのマウスは、II型糖尿病及び他の代謝障害のモデルとして使用されることが多い。
遺伝学研究では、MARC1遺伝子におけるA165Tミスセンス変異と、血清低密度リポタンパク質(LDL)コレステロール及び総コレステロールレベルの低下との間の関連が報告されている(Spracklen et al.,Hum Mol Genet.,Vol.26(9):1770-178,2017;Emdin et al.,bioRxiv 594523;//doi.org/10.1101/594523,2019;及びEmdin et al.,PLoS Genet,Vol.16(4):e1008629,2020))。この変異及びMARC1遺伝子の他の機能喪失バリアントは、最近になり、低レベルの肝脂肪、肝臓酵素レベルの低減及び肝硬変リスクの低減と関連付けられた(Emdin et al.,2019及びEmdin et al,2020)。MARC1のA165Tバリアント対立遺伝子のヒト保菌者で観察されるように、mARC1発現の阻害が血清コレステロールレベルを低減し得るかどうかを評価するために、老齢肥満マウス(ob/ob)に、マウスMarc1遺伝子を標的化するsiRNA分子又は対照siRNA分子を投与した。ob/obマウスは肥満であり、高い脂質レベルを有するため、これらのマウスは、II型糖尿病及び他の代謝障害のモデルとして使用されることが多い。
18~20週齢の雄ob/ob動物(The Jackson Laboratory)に、標準固形飼料(Harlan、2020×Teklad global soy protein-free extruded rodent diet)を与えた。マウスに、6週間にわたり2週間に1回、皮下注射で、0.2ml緩衝液中の緩衝液(リン酸緩衝生理食塩水)のみ(n=8)、mARC1標的化siRNA(二重鎖番号D-1000;n=8)又は対照siRNA(二重鎖番号D-1002;n=8)を体重1kgあたり3mgで投与した。下記の実施例2で説明するように、siRNA分子を合成して、三価GalNAc部分(下記の式VIIに示す構造)にコンジュゲートさせた。siRNA分子のそれぞれの構造を、下記の表1及び2に示す。動物を絶食させ、第6週に捕獲して更に分析した。捕獲された動物由来の肝臓の全RNAをqPCR分析のために処理し、血清のパラメータを臨床分析装置(AU400 Chemistry Analyzer,Olympus)によって測定した。mRNAレベルを、最初に各肝臓試料中の18SリボソームRNAレベルに正規化し、続いて緩衝液のみの群の発現レベルと比較した。データは、緩衝液のみの群における発現に対する相対的倍数として示した。肝臓組織を均質化し、イソプロパノールによって抽出して、総コレステロール及び総トリグリセリドを測定した(ThermoFisher,Infinityコレステロール試薬及びInfinityトリグリセリド試薬)。全ての動物の飼育条件及び研究プロトコルが、Amgen Institutional Animal Care and Use Committee(IACUC)の承認を受けた。マウスを、換気マイクロアイソレーター内の無菌AAALAC国際認可施設で飼育した。手順及び飼育部屋は陽圧にし、12:12の暗:明サイクルで調節した。自動給水システムを介して全ての動物に逆浸透精製水を自由に与えた。
mARC1標的化siRNAで処置した動物は、緩衝液のみの注射を投与された動物と比較して、肝臓中のmARC1発現が約80%低減した(図2A)。mARC2のmRNAの肝臓発現は影響を受けなかったため、siRNA分子によるmARC1発現の低減は特異的であった(図2B)。mARC1標的化siRNAでの処置は、血清の高密度リポタンパク質(HDL)、LDL及び総コレステロールレベル並びにアラニンアミノトランスフェラーゼ(ALT)及びC反応性タンパク質(CRP)の血清中レベルを低減させた(図3A~3H)。mARC1標的化siRNAを投与されたob/ob動物では肝臓中のトリグリセリドレベルも低減した(図4A及び4B)。この動物モデルでは、mARC1標的化siRNAを投与された動物の線維症遺伝子の肝臓発現は、緩衝液を注射された動物と比較して有意に変化しなかった(データ示さず)。
この一連の実験の結果は、mARC1標的化siRNA分子で肝臓中のmARC1発現を特異的に阻害すると、血清コレステロール、LDLコレステロール、ALTレベル及び肝臓トリグリセリドが低減することを示し、肝細胞中の脂質調節におけるmARC1の因果的効果を実証する。mARC1標的化siRNAで処置されたob/ob動物における血清コレステロール、LDLコレステロール及びALTレベルの観察される低減は、MARC1のA165Tバリアント対立遺伝子のヒト保菌者で観察されるこれらの分析物のレベルの低減と一致する。かくして、本明細書に記載されるものなどのsiRNA分子でmARC1発現を阻害することは、高コレステロール血症又は高脂質血症を患う患者のコレステロール及びトリグリセリドのレベルを低減させるのに有用となり得、また、非アルコール性脂肪肝疾患、非アルコール性脂肪性肝炎、アルコール性脂肪肝疾患、アルコール性脂肪性肝炎、肝線維症及び肝硬変などの他の肝疾患に対して治療的となり得る。
実施例2.mARC1 siRNA分子の設計及び合成
ヒトMARC1転写産物のバイオインフォマティクス解析を用いて、ヒトMARC1遺伝子を標的化する治療用siRNA分子の設計のための候補配列を同定し、その配列を配列番号1として本明細書に示す(Ensembl転写産物番号ENST00000366910.9;図1を参照されたい)。インハウスのsiRNA設計アルゴリズムを使用して配列を分析し、特定の基準を満たす場合には選択した。バイオインフォマティクス解析は2つの段階で実施した。第1の段階では、カニクイザル(マカカ・ファシキュラリス(Macaca fascicularis);NCBI参照配列XR_001490722.1、XR_001490722.1、XR_001490723.1、XR_001490726.1、XR_273285.2、XM_005540901.2、XR_273286.2、XM_005540898.2及びXM_005540899.2)由来のMARC1転写産物との交差反応性、他のヒト、カニクイザル及び齧歯類遺伝子配列との配列同一性並びに既知のヒト単一ヌクレオチド多型との重複を含む配列の様々な機能を評価した。第2の段階では、ヒトMARC1転写産物のみに特異性がある配列を含め、ヒトマイクロRNA(miRNA)配列に対するシード領域の一致に関して配列を評価してオフターゲット効果を予測するように、選択基準を調節した。バイオインフォマティクス解析の結果に基づいて、最初の合成及びインビトロ検査のために665個の配列を選択した。
ヒトMARC1転写産物のバイオインフォマティクス解析を用いて、ヒトMARC1遺伝子を標的化する治療用siRNA分子の設計のための候補配列を同定し、その配列を配列番号1として本明細書に示す(Ensembl転写産物番号ENST00000366910.9;図1を参照されたい)。インハウスのsiRNA設計アルゴリズムを使用して配列を分析し、特定の基準を満たす場合には選択した。バイオインフォマティクス解析は2つの段階で実施した。第1の段階では、カニクイザル(マカカ・ファシキュラリス(Macaca fascicularis);NCBI参照配列XR_001490722.1、XR_001490722.1、XR_001490723.1、XR_001490726.1、XR_273285.2、XM_005540901.2、XR_273286.2、XM_005540898.2及びXM_005540899.2)由来のMARC1転写産物との交差反応性、他のヒト、カニクイザル及び齧歯類遺伝子配列との配列同一性並びに既知のヒト単一ヌクレオチド多型との重複を含む配列の様々な機能を評価した。第2の段階では、ヒトMARC1転写産物のみに特異性がある配列を含め、ヒトマイクロRNA(miRNA)配列に対するシード領域の一致に関して配列を評価してオフターゲット効果を予測するように、選択基準を調節した。バイオインフォマティクス解析の結果に基づいて、最初の合成及びインビトロ検査のために665個の配列を選択した。
固相ホスホラミダイト化学を用いてRNAiコンストラクトを合成した。合成は、MerMade12又はMerMade192X(Bioautomation)機器で実施した。2’-フルオロ修飾ヌクレオチド、2’-O-メチル修飾ヌクレオチド、逆位脱塩基ヌクレオチド及びホスホロチオエートヌクレオチド間結合を含む種々の化学修飾を分子に組み込んだ。RNAiコンストラクトは、一般に、アンチセンス鎖及び/又はセンス鎖の3’末端にオーバーハングがない状態(二重鎖ブラントマー又は2ヌクレオチドの1つ若しくは2つのオーバーハングを有する状態のいずれかでアニーリングした場合、19~21塩基対の二重鎖に形式化される。インビボ研究のために、RNAiコンストラクトのセンス鎖を、下記でより詳細に説明される三価N-アセチル-ガラクトサミン(GalNAc)部分にコンジュゲートした。
材料
アセトニトリル(DNA合成等級、AXO152-2505、EMD)
キャッピング試薬A(80:10:10(v/v/v)テトラヒドロフラン/ルチジン/無水酢酸、BIO221/4000、EMD)
キャッピング試薬B(16%1-メチルイミダゾール/テトラヒドロフラン、BIO345/4000、EMD)
活性剤溶液(アセトニトリル中0.25Mの5-(エチルチオ)-1H-テトラゾール(ETT)、BIO152/0960、EMD)
脱トリチル化試薬(ジクロロメタン中3%ジクロロ酢酸、BIO830/4000、EMD)
酸化試薬(70:20:10(v/v/v)テトラヒドロフラン/ピリジン/水中0.02Mヨウ素、BIO420/4000、EMD)
ジエチルアミン溶液(アセトニトリル中20%DEA、NC0017-0505、EMD)
チオール化試薬(ピリジン中0.05Mの5-N-[(ジメチルアミノ)メチレン]アミノ-3H-1,2,4-ジチアゾール-3-チオン(BIOSULII/160K))
Molecular Trap Pack(30mLあたり0.5g、Bioautomation)上のアセトニトリル中0.10Mのアデノシン、グアノシン及びシトシンの5’-アミノヘキシルリンカーホスホラミダイト並びに2’-メトキシ及び2’-フルオロホスホラミダイト(Thermo Fisher Scientific)
Molecular Trap Pack(30mLあたり0.5g、Bioautomation)上の90:10(v/v)アセトニトリル/DMF中0.10Mの2’-メトキシ-ウリジンホスホラミダイト(Thermo Fisher Scientific)
Molecular Trap Pack(30mLあたり0.5g、Bioautomation)上のアセトニトリル中0.10Mの2’-デオキシ-逆脱塩基ホスホラミダイト(ChemGenes)
CPG支持体(高負荷ユニバーサル支持体、500A(BH5-3500-G1)、79.6μmol/g、0.126g(10μmol))又は1μmolユニバーサル合成カラム、500A、ピペット型ボディ(MM5-3500-1、Bioautomation)
水酸化アンモニウム(高濃度、J.T.Baker)
アセトニトリル(DNA合成等級、AXO152-2505、EMD)
キャッピング試薬A(80:10:10(v/v/v)テトラヒドロフラン/ルチジン/無水酢酸、BIO221/4000、EMD)
キャッピング試薬B(16%1-メチルイミダゾール/テトラヒドロフラン、BIO345/4000、EMD)
活性剤溶液(アセトニトリル中0.25Mの5-(エチルチオ)-1H-テトラゾール(ETT)、BIO152/0960、EMD)
脱トリチル化試薬(ジクロロメタン中3%ジクロロ酢酸、BIO830/4000、EMD)
酸化試薬(70:20:10(v/v/v)テトラヒドロフラン/ピリジン/水中0.02Mヨウ素、BIO420/4000、EMD)
ジエチルアミン溶液(アセトニトリル中20%DEA、NC0017-0505、EMD)
チオール化試薬(ピリジン中0.05Mの5-N-[(ジメチルアミノ)メチレン]アミノ-3H-1,2,4-ジチアゾール-3-チオン(BIOSULII/160K))
Molecular Trap Pack(30mLあたり0.5g、Bioautomation)上のアセトニトリル中0.10Mのアデノシン、グアノシン及びシトシンの5’-アミノヘキシルリンカーホスホラミダイト並びに2’-メトキシ及び2’-フルオロホスホラミダイト(Thermo Fisher Scientific)
Molecular Trap Pack(30mLあたり0.5g、Bioautomation)上の90:10(v/v)アセトニトリル/DMF中0.10Mの2’-メトキシ-ウリジンホスホラミダイト(Thermo Fisher Scientific)
Molecular Trap Pack(30mLあたり0.5g、Bioautomation)上のアセトニトリル中0.10Mの2’-デオキシ-逆脱塩基ホスホラミダイト(ChemGenes)
CPG支持体(高負荷ユニバーサル支持体、500A(BH5-3500-G1)、79.6μmol/g、0.126g(10μmol))又は1μmolユニバーサル合成カラム、500A、ピペット型ボディ(MM5-3500-1、Bioautomation)
水酸化アンモニウム(高濃度、J.T.Baker)
合成
試薬溶液、ホスホラミダイト溶液及び溶媒をMerMade12又はMerMade192X機器に接続した。各カラム(10μmol用の上下フリットを備える4mLのSPE管)に固体支持体を添加し、カラムを機器に固定した。カラムをアセトニトリルで2回洗浄した。ホスホラミダイト及び試薬溶液ラインをパージした。Poseidonソフトウェアを使用して合成を開始した。合成は、脱保護/カップリング/酸化/キャッピングの合成サイクルの反復によって行われた。具体的には、固体支持体に脱トリチル化試薬を添加し、5’-ジメトキシトリチル(DMT)保護基を除去した。固体支持体をアセトニトリルで洗浄した。支持体にホスホラミダイト及び活性剤溶液を添加し、続いてインキュベートして、入ってくるヌクレオチドを遊離5’-ヒドロキシル基に結合した。支持体をアセトニトリルで洗浄した。支持体に酸化又はチオール化試薬を添加して亜リン酸トリエステルをリン酸トリエステル又はホスホロチオエートに変換した。支持体にキャッピング試薬A及びBを添加して任意の未反応オリゴヌクレオチド鎖を終端させた。支持体をアセトニトリルで洗浄した。最終反応サイクル後、レジンをジエチルアミン溶液で洗浄して2-シアノエチル保護基を除去した。支持体をアセトニトリルで洗浄し、真空下で乾燥させた。
試薬溶液、ホスホラミダイト溶液及び溶媒をMerMade12又はMerMade192X機器に接続した。各カラム(10μmol用の上下フリットを備える4mLのSPE管)に固体支持体を添加し、カラムを機器に固定した。カラムをアセトニトリルで2回洗浄した。ホスホラミダイト及び試薬溶液ラインをパージした。Poseidonソフトウェアを使用して合成を開始した。合成は、脱保護/カップリング/酸化/キャッピングの合成サイクルの反復によって行われた。具体的には、固体支持体に脱トリチル化試薬を添加し、5’-ジメトキシトリチル(DMT)保護基を除去した。固体支持体をアセトニトリルで洗浄した。支持体にホスホラミダイト及び活性剤溶液を添加し、続いてインキュベートして、入ってくるヌクレオチドを遊離5’-ヒドロキシル基に結合した。支持体をアセトニトリルで洗浄した。支持体に酸化又はチオール化試薬を添加して亜リン酸トリエステルをリン酸トリエステル又はホスホロチオエートに変換した。支持体にキャッピング試薬A及びBを添加して任意の未反応オリゴヌクレオチド鎖を終端させた。支持体をアセトニトリルで洗浄した。最終反応サイクル後、レジンをジエチルアミン溶液で洗浄して2-シアノエチル保護基を除去した。支持体をアセトニトリルで洗浄し、真空下で乾燥させた。
GalNAcコンジュゲーション
5’-アミノヘキシルリンカーを用いて、三価GalNAc部分(下記の式VIIに示す構造)にコンジュゲートするためのセンス鎖を調製した。自動合成後、機器からカラムを取り出し、フード内で真空マニホールドに移した。5’-モノメトキシトリチル(MMT)保護基を、真空濾過を用いてジクロロメタン(DCM)中の1%トリフルオロ酢酸(TFA)の2mLアリコートで連続的に処理することにより固体支持体から除去した。溶出液中で橙色/黄色がこれ以上観察されなくなったら、レジンをジクロロメタンで洗浄した。レジンを5mLのN,N-ジメチルホルムアミド(DMF)中10%ジイソプロピルエチルアミンで洗浄した。別のバイアル中で、DMF(0.5mL)中GalNAc3-Lys2-Ahx(67mg、40μmol)の溶液(その構造及び合成は下記で説明する)を、1,1,3,3-テトラメチルウロニウムテトラフルオロボレート(TATU、12.83mg、40μmol)及びジイソプロピルエチルアミン(DIEA、13.9μL、80μmol)を用いて調製した。活性化されたカップリング溶液をレジンに添加し、カラムに蓋をして室温で終夜インキュベートした。レジンをDMF、DCMで洗浄し、真空下で乾燥させた。
5’-アミノヘキシルリンカーを用いて、三価GalNAc部分(下記の式VIIに示す構造)にコンジュゲートするためのセンス鎖を調製した。自動合成後、機器からカラムを取り出し、フード内で真空マニホールドに移した。5’-モノメトキシトリチル(MMT)保護基を、真空濾過を用いてジクロロメタン(DCM)中の1%トリフルオロ酢酸(TFA)の2mLアリコートで連続的に処理することにより固体支持体から除去した。溶出液中で橙色/黄色がこれ以上観察されなくなったら、レジンをジクロロメタンで洗浄した。レジンを5mLのN,N-ジメチルホルムアミド(DMF)中10%ジイソプロピルエチルアミンで洗浄した。別のバイアル中で、DMF(0.5mL)中GalNAc3-Lys2-Ahx(67mg、40μmol)の溶液(その構造及び合成は下記で説明する)を、1,1,3,3-テトラメチルウロニウムテトラフルオロボレート(TATU、12.83mg、40μmol)及びジイソプロピルエチルアミン(DIEA、13.9μL、80μmol)を用いて調製した。活性化されたカップリング溶液をレジンに添加し、カラムに蓋をして室温で終夜インキュベートした。レジンをDMF、DCMで洗浄し、真空下で乾燥させた。
切断
合成カラムを、合成装置又は真空マニホールドから除去して、切断装置に移した。固体支持体に、4×1mL(10μmol用)又は4×250μL(1μmol用)の高濃度水酸化アンモニウムを添加した。溶出液を、重力又は軽減圧濾過によってそれぞれ24又は96ウェルのディープウェルプレートに採取した。プレートを密封し、劈開チャック(Bioautomation)内にボルト止めし、混合物を55℃で4時間加熱した。プレートを冷凍庫に移し、20分間冷却してからフード内で劈開チャックを開けた。
合成カラムを、合成装置又は真空マニホールドから除去して、切断装置に移した。固体支持体に、4×1mL(10μmol用)又は4×250μL(1μmol用)の高濃度水酸化アンモニウムを添加した。溶出液を、重力又は軽減圧濾過によってそれぞれ24又は96ウェルのディープウェルプレートに採取した。プレートを密封し、劈開チャック(Bioautomation)内にボルト止めし、混合物を55℃で4時間加熱した。プレートを冷凍庫に移し、20分間冷却してからフード内で劈開チャックを開けた。
分析及び精製
切断溶液の一部を分析し、アニオン交換クロマトグラフィーによって精製した。プールした分画をサイズ排除クロマトグラフィーによって脱塩し、イオン対逆相高速液体クロマトグラフ質量分析(HPLC-MS)によって分析した。プールした分画を凍結乾燥して白色の非晶質粉末を得た。
切断溶液の一部を分析し、アニオン交換クロマトグラフィーによって精製した。プールした分画をサイズ排除クロマトグラフィーによって脱塩し、イオン対逆相高速液体クロマトグラフ質量分析(HPLC-MS)によって分析した。プールした分画を凍結乾燥して白色の非晶質粉末を得た。
分析的アニオン交換クロマトグラフィー(AEX):
カラム:Thermo DNAPac PA200RS(4.6×50mm、4μm)
機器:Agilent 1100 HPLC
緩衝液A:20mMリン酸ナトリウム、10%アセトニトリル、pH8.5
緩衝液B:20mMリン酸ナトリウム、10%アセトニトリル、pH8.5、1M臭化ナトリウム
流速:40℃で1mL/分
勾配:6.2分で20~65%B
カラム:Thermo DNAPac PA200RS(4.6×50mm、4μm)
機器:Agilent 1100 HPLC
緩衝液A:20mMリン酸ナトリウム、10%アセトニトリル、pH8.5
緩衝液B:20mMリン酸ナトリウム、10%アセトニトリル、pH8.5、1M臭化ナトリウム
流速:40℃で1mL/分
勾配:6.2分で20~65%B
分取アニオン交換クロマトグラフィー(AEX):
カラム:東ソー株式会社 TSK Gel SuperQ-5PW、21×150mm、13μm
機器:Agilent1200 HPLC
緩衝液A:20mMリン酸ナトリウム、10%アセトニトリル、pH8.5
緩衝液B:20mMリン酸ナトリウム、10%アセトニトリル、pH8.5、1M臭化ナトリウム
流速:8mL/分
注入量:5mL
勾配:センス鎖は40分間にわたって35~55%B、アンチセンス鎖は40分間にわたって50~100%B
カラム:東ソー株式会社 TSK Gel SuperQ-5PW、21×150mm、13μm
機器:Agilent1200 HPLC
緩衝液A:20mMリン酸ナトリウム、10%アセトニトリル、pH8.5
緩衝液B:20mMリン酸ナトリウム、10%アセトニトリル、pH8.5、1M臭化ナトリウム
流速:8mL/分
注入量:5mL
勾配:センス鎖は40分間にわたって35~55%B、アンチセンス鎖は40分間にわたって50~100%B
分取サイズ排除クロマトグラフィー(SEC):
カラム:3×GE Hi-Prep 26/10、直列
機器:GE AKTA Pure
緩衝液:20%エタノール水溶液
流速:10mL/分
注入量:試料負荷ポンプを用いて45mL
カラム:3×GE Hi-Prep 26/10、直列
機器:GE AKTA Pure
緩衝液:20%エタノール水溶液
流速:10mL/分
注入量:試料負荷ポンプを用いて45mL
イオン対逆相(IP-RP)HPLC:
カラム:Water Xbridge BEH OST C18、2.5μm、2.1×50mm
機器:Agilent 1100 HPLC
緩衝液A:水中の15.7mMのDIEA、50mMのヘキサフルオロイソプロパノール(HFIP)
緩衝液B:50:50の水/アセトニトリル中の15.7mM DIEA、50mM HFIP
流速:0.5mL/分
勾配:6分にわたって10~30%B
カラム:Water Xbridge BEH OST C18、2.5μm、2.1×50mm
機器:Agilent 1100 HPLC
緩衝液A:水中の15.7mMのDIEA、50mMのヘキサフルオロイソプロパノール(HFIP)
緩衝液B:50:50の水/アセトニトリル中の15.7mM DIEA、50mM HFIP
流速:0.5mL/分
勾配:6分にわたって10~30%B
アニーリング
少量のセンス鎖及びアンチセンス鎖を個々のバイアル内に量り取った。バイアルにリン酸緩衝生理食塩水(PBS,Gibco)を添加し、乾燥重量を基準として約2mMの濃度にした。実際の試料濃度をNanoDrop One(ssDNA、吸光係数=33μg/OD260)上で測定した。次に、2つの鎖を等モル比で混合し、試料を90℃のインキュベーター内で5分間加熱し、室温までゆっくりと冷却した。試料をAEXによって分析した。二重鎖を登録し、下記の実施例3及び4でより詳細に説明するようにインビトロ及びインビボ試験に供した。
少量のセンス鎖及びアンチセンス鎖を個々のバイアル内に量り取った。バイアルにリン酸緩衝生理食塩水(PBS,Gibco)を添加し、乾燥重量を基準として約2mMの濃度にした。実際の試料濃度をNanoDrop One(ssDNA、吸光係数=33μg/OD260)上で測定した。次に、2つの鎖を等モル比で混合し、試料を90℃のインキュベーター内で5分間加熱し、室温までゆっくりと冷却した。試料をAEXによって分析した。二重鎖を登録し、下記の実施例3及び4でより詳細に説明するようにインビトロ及びインビボ試験に供した。
GalNAc3-Lys2-Ahxの調製
式中、X=O又はSである。波線は、RNAiコンストラクトのセンス鎖の5’末端ヌクレオチドに対する結合点を表す。GalNAc部分は、センス鎖の5’末端ヌクレオチドの5’炭素に結合したが、但し、逆位脱塩基(invAb)デオキシヌクレオチドが5’末端ヌクレオチドであり、5’-5’ヌクレオチド間結合を介して、隣接するヌクレオチドに結合していた場合を除き、この場合、GalNAc部分は、逆位脱塩基デオキシヌクレオチドの3’炭素に結合した。
50mLのfalcon管にDCM(30mL)中Fmoc-Ahx-OH(1.13g、3.19mmol)、続いてDIEA(2.23mL、12.78mmol)を添加した。溶液を50mL遠心分離管中の2-Cl塩化トリチルレジン(3.03g、4.79mmol)に添加し、振とう器上に2時間投入した。溶媒を排出し、レジンを17:2:1のDCM/MeOH/DIEA(30ml×2)、DCM(30mL×4)で洗浄してから乾燥させた。290nmのUV分光光度検出で、投入量は、0.76mmol/gであると決定された。
3gの投入された2-Clトリチルレジンを、DMF(20mL)中20%の4-メチルピペリジンに懸濁させ、30分後に溶媒を排出した。このプロセスを更に1回繰り返し、レジンをDMF(30mL×3)及びDCM(30mL×3)で洗浄した。
DMF(20mL)中Fmoc-Lys(ivDde)-OH(3.45g、6mmol)溶液にTATU(1.94g、6mmol)、続いてDIEA(1.83mL、10.5mmol)を添加した。続いて溶液を上記の脱保護されたレジンに添加し、懸濁液を振とう器上に終夜置いた。溶媒を排出し、レジンをDMF(30mL×3)及びDCM(30mL×3)で洗浄した。
レジンをDMF(15mL)の20%4-メチルピペリジンで処理し、10分後に溶媒を排出した。このプロセスを更に1回繰り返し、レジンをDMF(15mL×4)及びDCM(15mL×4)で洗浄した。
DMF(20mL)中Fmoc-Lys(Fmoc)-OH(3.54g、6mmol)溶液にTATU(1.94g、6mmol)、続いてDIEA(1.83mL、10.5mmol)を添加した。続いて溶液を上記の脱保護されたレジンに添加し、懸濁液を振とう器上に終夜置いた。溶媒を排出し、レジンをDMF(30mL×3)及びDCM(30mL×3)で洗浄した。
レジンをDMF(20mL)の5%ヒドラジンで処理し、5分後に溶媒を排出した。このプロセスを更に4回繰り返し、レジンをDMF(30mL×4)及びDCM(30mL×4)で洗浄した。
DMF(40mL)中の5-(((2R,3R,4R,5R,6R)-3-アセトアミド-4,5-ジアセトキシ-6-(アセトキシメチル)テトラヒドロ-2H-ピラン-2-イル)オキシ)ペンタン酸(4.47g、10mmol)溶液にTATU(3.22g、10mmol)を添加し、溶液を5分間攪拌した。DIEA(2.96mL、17mmol)をこの溶液に添加し、続いて混合物を上記のレジンに添加した。懸濁液を室温で終夜保持し、溶媒を排出した。レジンをDMF(3×30mL)及びDCM(3×30mL)で洗浄した。
レジンをDCM(30mL、3%トリイソプロピルシランを含む)中1%TFAで処理し、5分後に溶媒を排出した。このプロセスを更に3回繰り返し、合わせた濾液を減圧下で濃縮した。残滓をジエチルエーテル(50mL)で粉砕し、懸濁液を濾過し、乾燥させて粗生成物を得た。粗生成物を逆相クロマトグラフィーで精製し、水中0~20%のMeCNで溶出した。分画を合わせ、凍結乾燥することによって白色固体として生成物を得た。
下記の表1には、バイオインフォマティクス解析から優先順位を付けられた分子の未修飾のセンス配列及びアンチセンス配列が列記されている。ヒトMARC1転写産物(配列番号1)内の各配列ファミリーのsiRNA分子によって標的化されるヌクレオチドの範囲も表1に示される。二重鎖番号D-1000~D-1003は、Marc1マウス転写産物を標的化するように設計されており、ヒトMARC1転写産物と交差反応しない。表2は、化学修飾を含むセンス鎖及びアンチセンス鎖の配列を提供する。それぞれ実施例3及び4に記載されるインビトロ細胞ベースアッセイ及びインビボマウス試験の活性に基づき、ヒトMARC1転写産物の特定の領域を標的化する配列を構造活性相関(SAR)試験用に選択した。ヌクレオチド配列を以下の表記法に従って列挙する:a、u、g及びc=対応する2’-O-メチルリボヌクレオチド;Af、Uf、Gf及びCf=対応する2’-デオキシ-2’-フルオロ(「2’-フルオロ」)リボヌクレオチド;並びにinvAb=逆位脱塩基デオキシヌクレオチド(すなわち鎖の3’末端上にあるときにはその3’位の置換基を介して隣接するヌクレオチドに結合するか(3’-3’結合)又は鎖の5’末端上にあるときにはその5’位の置換基を介して隣接するヌクレオチドに結合した(5’-5’ヌクレオチド間結合)脱塩基デオキシヌクレオチド)。配列中の「s」の挿入は、2つの隣接するヌクレオチドがホスホロチオジエステル基(例えば、ホスホロチオエートヌクレオチド間結合)によって連結されることを示す。別段の指示がない限り、全ての他のヌクレオチドは、3’-5’ホスホジエステル基によって連結される。[GalNAc3]は、式VIIに示されるGalNAc部分を表し、「s」が[GalNAc3]表記に続く場合、センス鎖の5’末端でホスホジエステル結合又はホスホロチオエート結合を介して5’末端ヌクレオチドに共有結合されている。invAbヌクレオチドがセンス鎖の5’末端の5’末端ヌクレオチドであった場合、これは5’-5’連結を介して隣接するヌクレオチドに連結し、GalNAc部分はinvAbヌクレオチドの3’炭素に共有結合した。一方で、GalNAc部分は、センス鎖の5’末端ヌクレオチドの5’炭素に共有結合した。
実施例3.細胞ベースアッセイにおけるmARC1 siRNA分子のインビトロ評価
実施例2に記載されるバイオインフォマティクス解析から優先順位を付けられた様々な配列を有するmARC1 siRNA分子を、RNA FISH(蛍光インサイチュハイブリダイゼーション)アッセイを用いてヒトmARC1 mRNAを低減させる有効性に関してスクリーニングした。Hep3B細胞(ATCCより購入した)を、10%ウシ胎児血清(FBS,Sigma)及び1%ペニシリン-ストレプトマイシン(P-S,Corning)を補充したイーグル最小必須培地(EMEM)(ATCC 30-2003)中で培養し、Lipofectamine RNAiMAXトランスフェクション試薬(Thermo Fisher Scientific)を用いたリバーストランスフェクションによってsiRNAを細胞内にトランスフェクトした。mARC1 siRNA分子を、10点用量反応フォーマット、3倍希釈、500nM~25pM(実施1)、25nM~1pM(実施2)又は100nM~5pM(実施3)の範囲、最終濃度で試験した。1μLの試験siRNA分子又はリン酸緩衝生理食塩水(PBS)ビヒクル及び4μLのベースEMEM(補充なし)を、Bravo自動液体処理プラットフォーム(Agilent)によってPDLコーティングしたCellCarrier-384 Ultraアッセイプレート(PerkinElmer)に添加した。続いて、補充なしのベースEMEMに前希釈した5μLのLipofectamine RNAiMAX(Thermo Fisher Scientific)(5μLのEMEM中0.035μLのRNAiMAX)を、Multidrop Combi試薬分注器(Thermo Fisher Scientific)によってアッセイプレート中に分注した。室温(RT)でsiRNA/RNAiMAX混合物を20分インキュベートした後、10%FBS及び1%P-Sを補充したEMEM中の30μLのHep3B細胞(1ウェルあたり2000個の細胞)を、Multidrop Combi試薬分注器を使用してトランスフェクション複合体に添加した。アッセイプレートを、インキュベーターに入れる前にRTで20分間インキュベートした。細胞を37℃及び5%CO2で72時間インキュベートした。RNA FISHアッセイを、自社内で組み立てた自動FISHアッセイプラットフォーム上で、製造者のアッセイ試薬及びプロトコル(Thermo Fisher ScientificからのQuantiGene(登録商標)ViewRNA HC Screening Assay)を用いて、siRNAトランスフェクションから72時間後に実施した。簡潔に言えば、細胞を4%ホルムアルデヒド(Thermo Fisher Scientific)中でRTにおいて15分間固定して、界面活性剤によりRTにおいて3分間透過処理してから、プロテアーゼ溶液によりRTで10分間処理した。標的特異的プローブ(Thermo Fisher Scientific)又はビヒクル(陰性対照として標的プローブを含まない標的プローブ希釈剤)を3時間インキュベートし、一方でプリアンプリファイアー、アンプリファイアー及び標識プローブを各1時間インキュベートした。全てのハイブリダイゼーション工程を、Cytomat 2 C-LIN自動インキュベーター(Thermo Fisher Scientific)内で40℃において実施した。ハイブリダイゼーション反応後、細胞をHoechst及びCellMask Blue(Thermo Fisher Scientific)で30分間染色してから、Opera Phenixハイコンテントスクリーニングシステム(PerkinElmer)で画像化した。画像を、Columbus image data storage and analysis system(PerkinElmer)を用いて分析して、1細胞あたりの平均スポット数を得た。高(標的プローブを含むPBS)及び低(標的プローブを含まないPBS)対照ウェルを用いて、1細胞あたりの平均スポット数を正規化した。総siRNA濃度に対して正規化された値をプロットして、データを、Genedata Screenerデータ分析ソフトウェア(Genedata)を用いて4パラメータのシグモイドモデルに当てはめて、IC50及び最大活性値を得た。データをモデルに当てはめることができなかった場合、IC50値は計算されず、最大活性値のみが報告された。
実施例2に記載されるバイオインフォマティクス解析から優先順位を付けられた様々な配列を有するmARC1 siRNA分子を、RNA FISH(蛍光インサイチュハイブリダイゼーション)アッセイを用いてヒトmARC1 mRNAを低減させる有効性に関してスクリーニングした。Hep3B細胞(ATCCより購入した)を、10%ウシ胎児血清(FBS,Sigma)及び1%ペニシリン-ストレプトマイシン(P-S,Corning)を補充したイーグル最小必須培地(EMEM)(ATCC 30-2003)中で培養し、Lipofectamine RNAiMAXトランスフェクション試薬(Thermo Fisher Scientific)を用いたリバーストランスフェクションによってsiRNAを細胞内にトランスフェクトした。mARC1 siRNA分子を、10点用量反応フォーマット、3倍希釈、500nM~25pM(実施1)、25nM~1pM(実施2)又は100nM~5pM(実施3)の範囲、最終濃度で試験した。1μLの試験siRNA分子又はリン酸緩衝生理食塩水(PBS)ビヒクル及び4μLのベースEMEM(補充なし)を、Bravo自動液体処理プラットフォーム(Agilent)によってPDLコーティングしたCellCarrier-384 Ultraアッセイプレート(PerkinElmer)に添加した。続いて、補充なしのベースEMEMに前希釈した5μLのLipofectamine RNAiMAX(Thermo Fisher Scientific)(5μLのEMEM中0.035μLのRNAiMAX)を、Multidrop Combi試薬分注器(Thermo Fisher Scientific)によってアッセイプレート中に分注した。室温(RT)でsiRNA/RNAiMAX混合物を20分インキュベートした後、10%FBS及び1%P-Sを補充したEMEM中の30μLのHep3B細胞(1ウェルあたり2000個の細胞)を、Multidrop Combi試薬分注器を使用してトランスフェクション複合体に添加した。アッセイプレートを、インキュベーターに入れる前にRTで20分間インキュベートした。細胞を37℃及び5%CO2で72時間インキュベートした。RNA FISHアッセイを、自社内で組み立てた自動FISHアッセイプラットフォーム上で、製造者のアッセイ試薬及びプロトコル(Thermo Fisher ScientificからのQuantiGene(登録商標)ViewRNA HC Screening Assay)を用いて、siRNAトランスフェクションから72時間後に実施した。簡潔に言えば、細胞を4%ホルムアルデヒド(Thermo Fisher Scientific)中でRTにおいて15分間固定して、界面活性剤によりRTにおいて3分間透過処理してから、プロテアーゼ溶液によりRTで10分間処理した。標的特異的プローブ(Thermo Fisher Scientific)又はビヒクル(陰性対照として標的プローブを含まない標的プローブ希釈剤)を3時間インキュベートし、一方でプリアンプリファイアー、アンプリファイアー及び標識プローブを各1時間インキュベートした。全てのハイブリダイゼーション工程を、Cytomat 2 C-LIN自動インキュベーター(Thermo Fisher Scientific)内で40℃において実施した。ハイブリダイゼーション反応後、細胞をHoechst及びCellMask Blue(Thermo Fisher Scientific)で30分間染色してから、Opera Phenixハイコンテントスクリーニングシステム(PerkinElmer)で画像化した。画像を、Columbus image data storage and analysis system(PerkinElmer)を用いて分析して、1細胞あたりの平均スポット数を得た。高(標的プローブを含むPBS)及び低(標的プローブを含まないPBS)対照ウェルを用いて、1細胞あたりの平均スポット数を正規化した。総siRNA濃度に対して正規化された値をプロットして、データを、Genedata Screenerデータ分析ソフトウェア(Genedata)を用いて4パラメータのシグモイドモデルに当てはめて、IC50及び最大活性値を得た。データをモデルに当てはめることができなかった場合、IC50値は計算されず、最大活性値のみが報告された。
最初に、mARC1 siRNA分子を、1回目の実施で500nM~25pMにわたる10種類の異なる濃度でスクリーニングした。1回目の実施で有意な活性を示したsiRNA分子を、2回目及び3回目の実施で、より狭い濃度範囲にわたる10種類の異なる濃度(実施2:25nM~1pM;実施3:100nM~5pM)でスクリーニングした。3回の実施の全てのアッセイの結果を下記の表3に示す。
RNA FISHアッセイで評価した最初の257種類のmARC1 siRNA分子のうち、74種類の分子が、アッセイ実施2及び3において平均で80%以上のヒトmARC1 mRNAのノックダウンを示し、少なくとも1桁のナノモル範囲のIC50値を有した。特に32種類の分子(二重鎖番号D-1092;D-1093;D-1139;D-1061;D-1138;D-1095;D-1191;D-1180;D-1090;D-1062;D-1177;D-1083;D-1245;D-1067;D-1143;D-1170;D-1044;D-1096;D-1113;D-1086;D-1256;D-1189;D-1091;D-1174;D-1185;D-1066;D-1171;D-1140;D-1130;D-1068;D-1243;D-1074)は、アッセイ実施2及び3の1つ又は両方でヒトmARC1 mRNAを少なくとも85%減少させた。
第2の一連の実験では、追加のmARC1 siRNA分子をRNA FISHアッセイにおいて100nM~5pMの範囲内の10種類の異なる濃度で評価し、IC50及び最大活性値を上記の通りに計算した。この第2の一連の実験からのアッセイの結果を下記の表4に示す。アッセイを、分子のサブセットに対して繰り返した。こうした分子に関し、両方の実施のIC50及び最大活性値を示す。
ヒトmARC1転写産物の異なる領域を標的化する追加の406種類のmARC1 siRNA分子のうち、128種類の分子が、Hep3B細胞中でヒトmARC1 mRNAを85%以上低減させた。46種類の分子(二重鎖番号D-1061;D-1093;D-1220;D-1276;D-1284;D-1298;D-1310;D-1311;D-1338;D-1363;D-1367;D-1375;D-1381;D-1382;D-1383;D-1386;D-1387;D-1388;D-1389;D-1390;D-1396;D-1400;D-1401;D-1402;D-1405;D-1407;D-1416;D-1420;D-1421;D-1441;D-1451;D-1487;D-1489;D-1491;D-1503;D-1504;D-1515;D-1549;D-1576;D-1581;D-1595;D-1596;D-1606;D-1626;D-1633;及びD-1662)が、ヒトmARC1 mRNAを少なくとも90%減少させ、分子の大半が1nM未満のIC50値を有した。
実施例4.AAVヒトmARC1マウスモデルにおけるsiRNA分子のインビボ有効性
インビボでのmARC1 siRNA分子の有効性を評価するために、実施例2に記載される方法によって各siRNA分子中のセンス鎖を式VIIに示す三価GalNAc部分にコンジュゲートし、ヒトMARC1遺伝子を発現するマウスにmARC1 siRNA分子を投与した。10~12週齢のc57BL/6マウス(The Jackson Laboratory)に、標準固形飼料(Harlan、2020×Teklad global soy protein-free extruded rodent diet)を与えた。マウスに、ヒトMARC1遺伝子をコードするアデノ随伴ウイルス(AAV)(AAV-hmARC1)を1動物あたり1×1011ゲノムコピー(GC)の用量で腹腔内(i.p.)注射した。AAV-hmARC1の注射から1週間後、マウスに、緩衝液又は緩衝液中に体重1kgあたり0.5mg、1mg又は3mgの用量のmARC1 siRNA分子の単回皮下(s.c.)注射を投与した(各群でn=3)。動物を絶食させ、siRNAの投与から4週間後に捕獲して更に分析した。捕獲された動物由来の肝臓の全RNAをqPCR分析のために処理し、血清のパラメータを臨床分析装置(AU400 Chemistry Analyzer,Olympus)によって測定した。各動物の肝臓中のヒトmARC1 mRNAのパーセンテージ変化を、ヒトmARC1 mRNAを発現し、且つ緩衝液のみの注射を投与された対照動物(すなわちAAV-hmARC1のみ動物)中のヒトmARC1 mRNA肝臓レベルと比較して計算した。
インビボでのmARC1 siRNA分子の有効性を評価するために、実施例2に記載される方法によって各siRNA分子中のセンス鎖を式VIIに示す三価GalNAc部分にコンジュゲートし、ヒトMARC1遺伝子を発現するマウスにmARC1 siRNA分子を投与した。10~12週齢のc57BL/6マウス(The Jackson Laboratory)に、標準固形飼料(Harlan、2020×Teklad global soy protein-free extruded rodent diet)を与えた。マウスに、ヒトMARC1遺伝子をコードするアデノ随伴ウイルス(AAV)(AAV-hmARC1)を1動物あたり1×1011ゲノムコピー(GC)の用量で腹腔内(i.p.)注射した。AAV-hmARC1の注射から1週間後、マウスに、緩衝液又は緩衝液中に体重1kgあたり0.5mg、1mg又は3mgの用量のmARC1 siRNA分子の単回皮下(s.c.)注射を投与した(各群でn=3)。動物を絶食させ、siRNAの投与から4週間後に捕獲して更に分析した。捕獲された動物由来の肝臓の全RNAをqPCR分析のために処理し、血清のパラメータを臨床分析装置(AU400 Chemistry Analyzer,Olympus)によって測定した。各動物の肝臓中のヒトmARC1 mRNAのパーセンテージ変化を、ヒトmARC1 mRNAを発現し、且つ緩衝液のみの注射を投与された対照動物(すなわちAAV-hmARC1のみ動物)中のヒトmARC1 mRNA肝臓レベルと比較して計算した。
実施例3に記載されるインビトロ活性アッセイから最も性能の高いmARC1 siRNA分子を、このモデルにおけるインビボ有効性に関して評価した。化学修飾パターンを変えることによりインビボ効力及び耐性を更に改善するために、有意なインビボノックダウン活性を示したmARC1 siRNA分子をSAR研究で更に評価した。異なるmARC1 siRNA分子を有するAAV-hmARC1マウスモデルにおける18種類の個別の研究結果を、下記の表5~22に示す。データは、各処置群の研究の5週目における(siRNA注射から4週間後)対照からの平均パーセント変化として表す(n=3動物/群)。mARC1 siRNA分子が別のmARC1 siRNA分子と同じトリガファミリー指定を有する場合、2つの分子は同じコア配列を有する(すなわちmARC1転写産物の同じ領域を標的化する)が、化学修飾パターンが異なる。
早期のインビボ研究で有意なサイレンシング活性を示した2つのmARC1 siRNA分子(二重鎖番号D-2042及びD-2081)を、後期のインビボ研究でベンチマーク化合物として使用した。70種類のmARC1 siRNA分子は、1mg/kgの用量で単回s.c.注射してから4週間後、AAV-hmARC1マウスにおけるヒトmARC1 mRNAを75%以上低減させた。D-2081、D-2241、D-2255及びD-2258を含む、試験されたmARC1 siRNA分子のいくつかは、特に効力が高く、これは、単なる0.5mg/kgの単回s.c.注射から4週間後、ヒトmARC1 mRNAが85%以上低減したことによって証明される通りである。更に、ヒトmARC1転写産物の特定の領域を標的化するmARC1 siRNA分子は、転写産物の他の領域を標的化するmARC1 siRNA分子と比較して、インビボでヒトmARC1 mRNAを更に大きく低減させることが観察された。例えば、ヌクレオチド1205~1250、ヌクレオチド1345~1375又はヌクレオチド2039~2078にヒトmARC1転写産物の領域に相補的な配列(配列番号1)を有するアンチセンス鎖を含むmARC1 siRNA分子は、1mg/kgの単回s.c.注射から4週間後に有意なノックダウン活性を示した(表23)。表23は、同じ化学修飾パターンを有し、指定されたヌクレオチド範囲においてヒト転写産物を標的化するsiRNA分子に関する上記の研究からのヒトmARC1 mRNA肝臓レベルの平均パーセント変化を要約する。ヌクレオチド1211~1236のヒト転写産物を標的化するmARC1 siRNA分子は、1mg/kgのこうしたsiRNA分子の単回s.c.用量の投与により、投与後少なくとも4週間でヒトmARC1 mRNAレベルが80%超低下したため、特に効果的であった。
実施例5.マウスモデルでのNASHの治療におけるmARC1 siRNAの有効性
mARC1発現の阻害が脂肪肝疾患に対して治療的となり得るかどうかを判断するために、0.2%コレステロール食餌(TD190883食餌)が与えられたマウスに、マウスMarc1遺伝子を標的化するsiRNA分子又は対照siRNA分子を投与した。TD190883食餌は、0.2%のコレステロール、20%のフルクトース、12%のスクロース及び22%の硬化植物油(HVO)を含有する。類似する食餌が、その食餌を数週間にわたり与えられたマウスにおけるNAFLD及びNASHの特徴を誘導することが示されている(例えば、Zhong et al.,Digestion,Vol.101:522-535,2020及びKroh et al.,Gastroenterol Res Pract.Vol.2020:7347068,2020,doi:10.1155/2020/7347068を参照されたい)。
mARC1発現の阻害が脂肪肝疾患に対して治療的となり得るかどうかを判断するために、0.2%コレステロール食餌(TD190883食餌)が与えられたマウスに、マウスMarc1遺伝子を標的化するsiRNA分子又は対照siRNA分子を投与した。TD190883食餌は、0.2%のコレステロール、20%のフルクトース、12%のスクロース及び22%の硬化植物油(HVO)を含有する。類似する食餌が、その食餌を数週間にわたり与えられたマウスにおけるNAFLD及びNASHの特徴を誘導することが示されている(例えば、Zhong et al.,Digestion,Vol.101:522-535,2020及びKroh et al.,Gastroenterol Res Pract.Vol.2020:7347068,2020,doi:10.1155/2020/7347068を参照されたい)。
6週齢の雄c57BL/6マウス(Charles River Laboratories)に、標準固形飼料(Harlan、2020×Teklad global soy protein-free extruded rodent diet)又は0.2%コレステロール食餌(TD190883,Envigo)を与えた。0.2%コレステロール食餌を与えられたマウスに、24週間にわたり2週間に1回、皮下注射で、0.2ml緩衝液中の緩衝液(リン酸緩衝生理食塩水)のみ、mARC1標的化siRNA(二重鎖番号D-1000)又は対照siRNA(二重鎖番号D-1002)を、体重1kgあたり3mgで投与した。実施例2で説明するように、siRNA分子を合成して、三価GalNAc部分(下記の式VIIに示す構造)にコンジュゲートさせた。siRNA分子のそれぞれの構造を表1及び2に示す。動物を絶食させ、第24週に捕獲して更に分析した。捕獲された動物由来の肝臓の全RNAをqPCR分析のために処理し、血清のパラメータを臨床分析装置(AU400 Chemistry Analyzer,Olympus)によって測定した。mRNAレベルを、最初に各肝臓試料中の18SリボソームRNAレベルに正規化し、続いて固形飼料対照群の発現レベルと比較した。データは、固形飼料対照群における発現に対する相対的倍数として示した。肝臓組織を均質化し、イソプロパノールによって抽出して、総コレステロール及び総トリグリセリドを測定した(ThermoFisher,Infinityコレステロール及びInfinityトリグリセリド)。全ての動物の飼育条件及び研究プロトコルが、Amgen Institutional Animal Care and Use Committee(IACUC)の承認を受けた。マウスを、換気マイクロアイソレーター内の無菌AAALAC国際認可施設で飼育した。手順及び飼育部屋は陽圧にし、12:12の暗:明サイクルで調節した。自動給水システムを介して全ての動物に逆浸透精製水を自由に与えた。
0.2%コレステロール食餌を供給されたマウスでは、mARC1及びmARC2の両方の肝臓発現が低減した。mARC1標的化siRNAで処置した動物では、mARC1発現は更に低減したが、mARC2発現は更に低減しなかった(図5A及び5B)。予期された通り、0.2%コレステロール食餌を与えられたマウスは、研究中、肝臓酵素(AST及びALT)、コレステロール、LDLコレステロール(LDL-C)及びHDLコレステロール(HDL-C)の血清中レベルが増加した(図6A~6E)。mARC1標的化siRNAでの処置は、食餌誘発性の血清コレステロール、LDL-C及びHDL-C増加を低減させた(図6C~6E)。mARC1 siRNA処置は、更に、食餌誘発性の肝臓酵素の血清中レベルを減少させる傾向を示した(図6A~6B)。0.2%コレステロール食餌を与えられた動物は、24週間後に体重及び肝重量が増加した(図7A及び7B)。0.2%コレステロール食餌を与えられた動物では、24週間で肝臓中のトリグリセリド及びコレステロールレベルも増加した(図7C及び7D)。mARC1 siRNA処置は、食餌誘導性の体重、肝重量、肝トリグリセリドレベル又は肝コレステロールレベルの増加を有意には低減させなかった(図7A~7D)。
要約すると、この研究の結果は、mARC1標的化siRNA分子でmARC1肝臓発現を阻害することにより、NASHのマウスモデルにおける血清コレステロール、LDL-C、HDL-C及び肝臓酵素が低減することを示し、これは、mARC1 siRNA分子がこの疾患及び他の脂肪肝障害を治療するための新規な治療的アプローチになり得ることを示唆する。
実施例6.mARC1 siRNA分子の効力に対するミスマッチの影響
mARC1 siRNA分子の効力に対する塩基対ミスマッチの影響を評価するために、最も効力の高いsiRNA分子のサブセットの類似体をアンチセンス鎖の5’末端から6又は8位において異なるヌクレオチドを有して、アンチセンス鎖がmARC1 mRNA転写産物のその標的領域にハイブリダイズされると、その位置に塩基対ミスマッチが生成されるように合成した。しかし、各類似体において、センス鎖の配列は、アンチセンス鎖の配列に完全に相補的となるように設計されていたため、siRNA二重鎖中のセンス鎖とアンチセンス鎖との間にミスマッチが生成されなかった。各ミスマッチ類似体(二重鎖番号D-2514~D-2561)及び親siRNA分子(二重鎖番号D-2052、D-2072、D-2076、D-2077、D-2079、D-2081、D-2105、D-2108、D-2111、D-2113、D-2115、D-2118、D-2142、D-2136、D-2189、D-2196、D-2238、D-2241、D-2254、D-2258、D-2301、D-2462、D-2465及びD-2510)の未修飾配列及び修飾配列を、表1及び2にそれぞれ提供する。上記の実施例3に記載されるインビトロRNA FISHアッセイを用いて、ヒトmARC1 mRNAレベルの低減におけるミスマッチ類似体及び親siRNA分子の有効性を、Hep3B細胞中で評価した。siRNA分子のそれぞれの100nM~5pMの範囲にわたる10種類の異なる濃度を試験し、実施例3に記載される用量反応曲線からIC50及び最大活性値を計算した。これらのアッセイの結果を下の表24に示す。
mARC1 siRNA分子の効力に対する塩基対ミスマッチの影響を評価するために、最も効力の高いsiRNA分子のサブセットの類似体をアンチセンス鎖の5’末端から6又は8位において異なるヌクレオチドを有して、アンチセンス鎖がmARC1 mRNA転写産物のその標的領域にハイブリダイズされると、その位置に塩基対ミスマッチが生成されるように合成した。しかし、各類似体において、センス鎖の配列は、アンチセンス鎖の配列に完全に相補的となるように設計されていたため、siRNA二重鎖中のセンス鎖とアンチセンス鎖との間にミスマッチが生成されなかった。各ミスマッチ類似体(二重鎖番号D-2514~D-2561)及び親siRNA分子(二重鎖番号D-2052、D-2072、D-2076、D-2077、D-2079、D-2081、D-2105、D-2108、D-2111、D-2113、D-2115、D-2118、D-2142、D-2136、D-2189、D-2196、D-2238、D-2241、D-2254、D-2258、D-2301、D-2462、D-2465及びD-2510)の未修飾配列及び修飾配列を、表1及び2にそれぞれ提供する。上記の実施例3に記載されるインビトロRNA FISHアッセイを用いて、ヒトmARC1 mRNAレベルの低減におけるミスマッチ類似体及び親siRNA分子の有効性を、Hep3B細胞中で評価した。siRNA分子のそれぞれの100nM~5pMの範囲にわたる10種類の異なる濃度を試験し、実施例3に記載される用量反応曲線からIC50及び最大活性値を計算した。これらのアッセイの結果を下の表24に示す。
大半の分子では、アンチセンス鎖のシード領域内に位置する6位又は8位におけるミスマッチは、アンチセンス鎖が標的のmARC1 mRNA配列に対して完全に相補的であった親分子と比較して、siRNA分子の最大のノックダウン活性又は効力に有意な影響を及ぼさなかった。アンチセンス鎖のシード領域(すなわち5’末端からヌクレオチド2~8)は、オンターゲット有効性に重要であると考えられているため、これらの結果は、いくらか驚くべきものである。
実施例7.非ヒト霊長類におけるmARC1 siRNA分子のインビボ有効性
3つの異なるmARC1 siRNA分子(二重鎖番号D-2241、D-2081又はD-2258)の有効性及び薬物動態プロファイルを、カニクイザルにおいて評価した。3つの異なるmARC1 siRNA分子のそれぞれは、カニクイザル(マカカ・ファシキュラリス(Macaca fascicularis))MARC1遺伝子と交差反応したアンチセンス鎖配列を有した。モーリシャス国生まれの雌の治療未経験カニクイザル、22~48月齢を、Charles River Laboratories,Inc.Research Model Services(Houston,TX)から入手した。動物(n=3/処置群)の肩甲部及び背中中央部に、1×リン酸緩衝生理食塩水中に配合した二重鎖番号D-2241、D-2081又はD-2258のいずれかのGalNAcコンジュゲート型mARC1 siRNA分子の単回3mg/kg皮下(s.c.)注射を投与した。以下の投与後の時点で採取した全血から血清を調製した:0.083、0.25、1、2、4、24、28、96、168、264、336、456、528、576、720、864及び1056時間。処置前(13日前又は7日前のいずれか)並びに投与後14日及び30日に、外科的肝生検(左右の1肝葉あたり約100mgの組織)を麻酔下で採取した。投与後44日目に肝試料を解剖採取した。
3つの異なるmARC1 siRNA分子(二重鎖番号D-2241、D-2081又はD-2258)の有効性及び薬物動態プロファイルを、カニクイザルにおいて評価した。3つの異なるmARC1 siRNA分子のそれぞれは、カニクイザル(マカカ・ファシキュラリス(Macaca fascicularis))MARC1遺伝子と交差反応したアンチセンス鎖配列を有した。モーリシャス国生まれの雌の治療未経験カニクイザル、22~48月齢を、Charles River Laboratories,Inc.Research Model Services(Houston,TX)から入手した。動物(n=3/処置群)の肩甲部及び背中中央部に、1×リン酸緩衝生理食塩水中に配合した二重鎖番号D-2241、D-2081又はD-2258のいずれかのGalNAcコンジュゲート型mARC1 siRNA分子の単回3mg/kg皮下(s.c.)注射を投与した。以下の投与後の時点で採取した全血から血清を調製した:0.083、0.25、1、2、4、24、28、96、168、264、336、456、528、576、720、864及び1056時間。処置前(13日前又は7日前のいずれか)並びに投与後14日及び30日に、外科的肝生検(左右の1肝葉あたり約100mgの組織)を麻酔下で採取した。投与後44日目に肝試料を解剖採取した。
血清及び肝臓の薬物動態
各GalNAcコンジュゲート型mARC1 siRNA分子の血清及び肝臓の薬物動態プロファイルを決定するために、単回の3mg/kgのs.c.用量のmARC1 siRNA分子で処置した後の様々な時点で採取した血清及び肝臓の試料を、Thayer et al.,Sci.Rep.,Vol.10(1):10425,2020に記載されるものと類似したプレートベースのオリゴヌクレオチド電気化学発光(POE)イムノアッセイを用いて、各mARC1 siRNA分子(アンチセンス鎖及びセンス鎖)に関して分析した。オリゴヌクレオチド捕捉(ビオチン)及び検出(ジゴキシゲニン)プローブは、Qiagen Inc.(Hilden,Germany)からカスタム合成した。その配列を下記の表25に列挙する。肝臓試料を、50mMのTris HCl、100nMのNaCl、0.1%のTriton X100及びRocheプロテアーゼ阻害剤カクテル(11836170001)を含有する溶解緩衝液中で、最終濃度が200mg/mLになるまで均質化した。生物分析のために、GalNAc-mARC1 siRNA標準を、0.13~2500ng/mLの濃度範囲にわたって血清又は肝臓ホモジェネート中にスパイクした。続いて、標準及び生体試料を96ウェルのPCRプレート中で1:10に希釈して、最終体積を50μLにした。オリゴヌクレオチド捕捉及び検出プローブを、60mMのNa2PO4(pH7.0、二塩基性)、1MのNaCl、5mMのEDTA及び0.02%のTween 20からなるハイブリダイゼーション緩衝液中で調製した。プローブを合わせ、最終濃度10nMでPCRプレートに添加し、合計試料体積を1ウェルあたり100μLにした。ハイブリダイゼーションを、サーマルサイクラーを用いて以下の条件下で実施した:90℃で5分間、40℃で30分間及び12℃で最終保持。ハイブリダイゼーション後、45μLの試料を、Meso Scale Diagnostics製のLLC MSD Gold 96-well Streptavidin SECTOR plate(L15SA)に移し、振盪させながら室温で30分間インキュベートした。プレートを、SerCare Life Sciences 1X KPLイムノアッセイ洗浄液(5150-0011)で洗浄した。洗浄後、プレートを、ThermoFisher Scientific SuperBlock T20 TBSブロッキング緩衝液(37536)中に希釈した50μLの0.5μg/mLのルテニウム標識化抗ジゴキシゲニン抗体と共に1時間インキュベートした。最終洗浄を実施した後、Meso Scale Diagnostics製LLC 1X MSD Read緩衝液T(R92TC;150μL)を添加し、Meso Scale Diagnostics製LLC Meso Sector S 600計器上で読み取った。Watson LIMS生物学的分析ソフトウェアのバージョン7.5(ThermoFisher Scientific)内で、4パラメータロジスティックモデル及び1/Y2の重み付け係数を用いて、mARC1 siRNA分子の血清及び肝臓濃度を標準曲線から補間した。肝臓濃度は、200mg/mLで割ることによってng/mL単位からng/mg単位に変換した。Phoenix WinNonlinソフトウェアのバージョン8.3.2.116(Pharsight)内でノンコンパートメント解析を用いて、投与から0.083~24時間後の血清薬物動態パラメータを決定した。
各GalNAcコンジュゲート型mARC1 siRNA分子の血清及び肝臓の薬物動態プロファイルを決定するために、単回の3mg/kgのs.c.用量のmARC1 siRNA分子で処置した後の様々な時点で採取した血清及び肝臓の試料を、Thayer et al.,Sci.Rep.,Vol.10(1):10425,2020に記載されるものと類似したプレートベースのオリゴヌクレオチド電気化学発光(POE)イムノアッセイを用いて、各mARC1 siRNA分子(アンチセンス鎖及びセンス鎖)に関して分析した。オリゴヌクレオチド捕捉(ビオチン)及び検出(ジゴキシゲニン)プローブは、Qiagen Inc.(Hilden,Germany)からカスタム合成した。その配列を下記の表25に列挙する。肝臓試料を、50mMのTris HCl、100nMのNaCl、0.1%のTriton X100及びRocheプロテアーゼ阻害剤カクテル(11836170001)を含有する溶解緩衝液中で、最終濃度が200mg/mLになるまで均質化した。生物分析のために、GalNAc-mARC1 siRNA標準を、0.13~2500ng/mLの濃度範囲にわたって血清又は肝臓ホモジェネート中にスパイクした。続いて、標準及び生体試料を96ウェルのPCRプレート中で1:10に希釈して、最終体積を50μLにした。オリゴヌクレオチド捕捉及び検出プローブを、60mMのNa2PO4(pH7.0、二塩基性)、1MのNaCl、5mMのEDTA及び0.02%のTween 20からなるハイブリダイゼーション緩衝液中で調製した。プローブを合わせ、最終濃度10nMでPCRプレートに添加し、合計試料体積を1ウェルあたり100μLにした。ハイブリダイゼーションを、サーマルサイクラーを用いて以下の条件下で実施した:90℃で5分間、40℃で30分間及び12℃で最終保持。ハイブリダイゼーション後、45μLの試料を、Meso Scale Diagnostics製のLLC MSD Gold 96-well Streptavidin SECTOR plate(L15SA)に移し、振盪させながら室温で30分間インキュベートした。プレートを、SerCare Life Sciences 1X KPLイムノアッセイ洗浄液(5150-0011)で洗浄した。洗浄後、プレートを、ThermoFisher Scientific SuperBlock T20 TBSブロッキング緩衝液(37536)中に希釈した50μLの0.5μg/mLのルテニウム標識化抗ジゴキシゲニン抗体と共に1時間インキュベートした。最終洗浄を実施した後、Meso Scale Diagnostics製LLC 1X MSD Read緩衝液T(R92TC;150μL)を添加し、Meso Scale Diagnostics製LLC Meso Sector S 600計器上で読み取った。Watson LIMS生物学的分析ソフトウェアのバージョン7.5(ThermoFisher Scientific)内で、4パラメータロジスティックモデル及び1/Y2の重み付け係数を用いて、mARC1 siRNA分子の血清及び肝臓濃度を標準曲線から補間した。肝臓濃度は、200mg/mLで割ることによってng/mL単位からng/mg単位に変換した。Phoenix WinNonlinソフトウェアのバージョン8.3.2.116(Pharsight)内でノンコンパートメント解析を用いて、投与から0.083~24時間後の血清薬物動態パラメータを決定した。
3つの異なるmARC1 siRNA分子のそれぞれに関するアンチセンス鎖及びセンス鎖濃度の血清濃度-時間プロファイルを図8A~8Fに示す。表26に要約される通り、血清中の平均最大観察アンチセンス鎖濃度(Cmax)は、投与から2.0~4.0時間後にD-2241、D-2258及びD-2081でそれぞれ511、496及び321ng/mLであった。血清アンチセンス鎖の用量投与開始から投与後24時間までの濃度時間曲線下平均面積(AUC0~24時間)は、D-2258、D-2241及びD-2081でそれぞれ6399、5040及び4137h*ng/mLであった。二重鎖番号D-2258のセンス鎖対アンチセンス鎖の血清濃度の比は、注射部位において又は体循環中で生じる可能性のある、鎖分離を有する二重鎖の潜在的な不安定性を示す。投与後14、30及び44日目のアンチセンス鎖及びセンス鎖のsiRNA肝臓濃度を表27で報告する。14日目の肝臓アンチセンス鎖濃度は、二重鎖番号D-2081で最も高く、続いてD-2241、その次がD-2258である。血清薬物動態プロファイルと一致して、二重鎖番号D-2258のセンス鎖及びアンチセンス鎖の肝臓濃度の比は、鎖分離を示す。
肝臓mARC1 mRNAサイレンシング
3つのGalNAcコンジュゲート型mARC1 siRNA分子(二重鎖番号D-2241、D-2081及びD-2258)を、カニクイザルの肝臓中の3mg/kgのs.c.用量後のmARC1 mRNAレベルのノックダウンにおける有効性に関して評価した。RNAを、ThermoFisher Scientific MagMAX-96 Total RNA Isolation Kit(AM1830)を用いて急速冷凍した肝臓から精製し、その試料完全性(260/280比)及びRNA濃度を、ThermoFisher Scientific NanoDrop 2000分光光度計(ND-2000)で決定した。ワンステップ逆転写ポリメラーゼ連鎖反応(RT-PCR)を、ThermoFisher Scientific製TaqMan(商標)RNA-to-CT 1-Step Kit(4392938)を用いて実施した。50ngのRNAテンプレートを、2×TaqMan RT-PCR Mix、40×TaqMan RT Enzyme Mix、20×mARC1プライマー/プローブ(IDT、フォワードプライマー5’-TTCAGGATGCGATGT CTATGC-3’(配列番号3671)、リバースプライマー5’-TGCCCAAAGAGTGGTGATTT-3’(配列番号3672)、プローブ5’-/56-FAM/AGCCGCTGG(配列番号3673)/ZEN/AAACACT GAAGAGTT(配列番号3674)/3IABkFQ/-3’)及び20×グリセルアルデヒド-3-リン酸デヒドロゲナーゼプライマー/プローブ(GAPDH;ThermoFisher Scientific,Mf04392546_g1 VIC-MGB)と混合することにより、反応を96ウェルPCRプレート中で組み合わせた。RT-PCRを、ThermoFisher Scientific QuantStudio 7 Flex Real-Time PCR System(4485701)を用いて、以下の条件下で実施した:48℃で30分間及び90℃で10分間、続いて90℃で15秒間及び60℃で1分間の40サイクル。ハウスキーピング遺伝子(GAPDH)の濃度にわたる目的の遺伝子(mARC1)の濃度の比を取ることによって各試料のmRNA発現を正規化した。続いて、1処置群あたりの各動物複製に関して処置前(-13又は-7日目)の時点と比較したsiRNA投与後(14、30及び44日目)のmARC1 mRNA発現の割合(%)を計算し、これを処置前の残存%として表した。最終的に、mARC1 mRNA転写産物のサイレンシング割合(%)を、100%から処置前の残存%値を減算することによって計算した。mRNAの処置前の残存%値及びサイレンシング%値の両方を下記の表28に要約する。二重鎖番号D-2241が、試験された最も効力の高いGalNAcコンジュゲート型mARC1 siRNA分子であり、これは、単回皮下注射後14、30及び44日目にカニクイザルのmARC1肝臓mRNAを、処置前の<20%残存まで減少させた(>80%サイレンシング)。
3つのGalNAcコンジュゲート型mARC1 siRNA分子(二重鎖番号D-2241、D-2081及びD-2258)を、カニクイザルの肝臓中の3mg/kgのs.c.用量後のmARC1 mRNAレベルのノックダウンにおける有効性に関して評価した。RNAを、ThermoFisher Scientific MagMAX-96 Total RNA Isolation Kit(AM1830)を用いて急速冷凍した肝臓から精製し、その試料完全性(260/280比)及びRNA濃度を、ThermoFisher Scientific NanoDrop 2000分光光度計(ND-2000)で決定した。ワンステップ逆転写ポリメラーゼ連鎖反応(RT-PCR)を、ThermoFisher Scientific製TaqMan(商標)RNA-to-CT 1-Step Kit(4392938)を用いて実施した。50ngのRNAテンプレートを、2×TaqMan RT-PCR Mix、40×TaqMan RT Enzyme Mix、20×mARC1プライマー/プローブ(IDT、フォワードプライマー5’-TTCAGGATGCGATGT CTATGC-3’(配列番号3671)、リバースプライマー5’-TGCCCAAAGAGTGGTGATTT-3’(配列番号3672)、プローブ5’-/56-FAM/AGCCGCTGG(配列番号3673)/ZEN/AAACACT GAAGAGTT(配列番号3674)/3IABkFQ/-3’)及び20×グリセルアルデヒド-3-リン酸デヒドロゲナーゼプライマー/プローブ(GAPDH;ThermoFisher Scientific,Mf04392546_g1 VIC-MGB)と混合することにより、反応を96ウェルPCRプレート中で組み合わせた。RT-PCRを、ThermoFisher Scientific QuantStudio 7 Flex Real-Time PCR System(4485701)を用いて、以下の条件下で実施した:48℃で30分間及び90℃で10分間、続いて90℃で15秒間及び60℃で1分間の40サイクル。ハウスキーピング遺伝子(GAPDH)の濃度にわたる目的の遺伝子(mARC1)の濃度の比を取ることによって各試料のmRNA発現を正規化した。続いて、1処置群あたりの各動物複製に関して処置前(-13又は-7日目)の時点と比較したsiRNA投与後(14、30及び44日目)のmARC1 mRNA発現の割合(%)を計算し、これを処置前の残存%として表した。最終的に、mARC1 mRNA転写産物のサイレンシング割合(%)を、100%から処置前の残存%値を減算することによって計算した。mRNAの処置前の残存%値及びサイレンシング%値の両方を下記の表28に要約する。二重鎖番号D-2241が、試験された最も効力の高いGalNAcコンジュゲート型mARC1 siRNA分子であり、これは、単回皮下注射後14、30及び44日目にカニクイザルのmARC1肝臓mRNAを、処置前の<20%残存まで減少させた(>80%サイレンシング)。
肝臓mARC1タンパク質サイレンシング
3つのGalNAcコンジュゲート型mARC1 siRNA分子(二重鎖番号D-2241、D-2081及びD-2258)の、カニクイザルの肝臓中の3mg/kgのs.c.用量後のmARC1タンパク質レベルのノックダウンにおける有効性も評価した。急速冷凍した肝臓組織を、ThermoFisher Scientificプロテアーゼ阻害剤錠剤(A32963)を含有するBoston Bioproduct製NP-40溶解緩衝液(BP-119)中で、200mg/mLで均質化した。続いて、ホモジェネートを、4℃で10分間、10,000×gでスピンダウンし、上清を、2mLの96ディープウェルプレートに移した。上清を、室温で15分間インキュベートし、1400rpmで振盪しながら、メタノール中1%トリフルオロ酢酸で処理した。沈殿したタンパク質を4,000rpmで15分間かけてペレット化し、ここから上清を吸引し、ペレットをメタノールで2回洗浄した。得られたタンパク質を、10mMのトリス(2-カルボキシエチル)ホスフィン(ThermoFisher Scientific,77720)及び8Mの尿素を含有する溶液中で、37℃で30分間還元して変性させた。続いて、ヨードアセトアミド(20mM;ThermoFisher Scientific,A39271)を、20mMの重炭酸アンモニウム緩衝液中の試料に添加し、室温で30分間インキュベートした。30μgのトリプシン(ThermoFisher Scientific,A90058)及び10pmolの安定な同位体標識(SIL)ペプチド(ThermoFisher Scientific製カスタムペプチド;
)を添加して、トリプシン消化37℃で終夜を実施した。20%のギ酸で消化反応を停止させ、試料を固相抽出(SPE)脱塩用に調製した(Waters Corporation,186008052)。試料を投入する前に、SPEプレートをメタノールでコンディショニングし、1%アセトニトリルで1回洗浄した。コンディショニング化したSPEプレートに試料を添加し、70%アセトニトリルを用いて分析物を溶出した。溶出液を、pH10で10mMギ酸アンモニウム中に再懸濁し、Agilent 1260 Infinity Bio-inert Analytical-scale Fraction Collector(G5664A)に注入した。分画した試料(11回目の分画)を、Orbitrap Lumos質量分析計(MS)に接続したThermoFisher Scientific Ultimate 3000超高速液体クロマトグラフィー(LC)システム上で分析するために、0.1%ギ酸溶液中に再懸濁した。LC法は、以下の通り実施した:45℃のカラム温度で、3%アセトニトリル/水(8μL/分)及び1.0~12.1分間にわたる3.0~36%アセトニトリル/水の分析的勾配(350nL/分)でトラッピングする。Orbitrap Fusion Lumos計器上で並発反応監視実験を実施し、軽標識ペプチド及び重標識ペプチドのSPLFGQYFVLENPGTIK(配列番号3675)(m/z=955.5066で)、及び
(m/z=959.5137で)をそれぞれ監視した。続いて、データをSkyline 21.1ソフトウェアにインポートし(Pino LK et al.The Skyline ecosystem:Informatics for quantitative mass spectrometry proteomics.Mass Spectrom Rev.2020 May;39(3):229-244.doi:10.1002/mas.21540.Epub 2017 Jul 9)、ここで各試料からのSPLFGQYFVLENPGTIK(配列番号3675)ペプチドのピーク面積を、スパイクインしたSILペプチド
のピーク面積に対して正規化した。GAPDHハウスキーピングタンパク質の測定を、同じ開始組織ホモジェネートを用いて実施し、氷冷アセトンで沈殿させ、続いて1250rpmで10分間混合し、3220×gで15分間遠心分離した。上清を吸引して、タンパク質のペレットをメタノールで洗浄し、10μgのトリプシンを含有する50mMの重炭酸アンモニウム緩衝液に溶解し、1000rpmで混合しながら37℃で終夜消化した。20%のギ酸で消化反応を停止させ、588.61及び743.35m/zでGAPDHペプチド:LISWYDNEFGYSNR(配列番号3676)を監視するLC-MS/MS分析のために注入した。GAPDHペプチドのピーク面積を、SCIEX Analystソフトウェアを用いて積分した。ハウスキーピング遺伝子(GAPDH)の濃度にわたる、SILペプチドに対して決定した目的の遺伝子(mARC1)の濃度の比を取ることによって各試料のタンパク質発現を正規化した。続いて、1処置群あたりの各動物複製に関して処置前(-13又は-7日目)の時点と比較したsiRNA投与後(14、30及び44日目)のmARC1タンパク質発現の割合(%)を計算し、これを処置前の残存%として表した。最終的に、mARC1タンパク質発現のサイレンシング割合(%)を、100%から処置前の残存%値を減算することによって計算した。タンパク質の処置前の残存%値及びサイレンシング%値の両方を表29に要約する。二重鎖番号D-2081は、投与後14日目にカニクイザルmARC1肝臓タンパク質発現の低減が最も大きく、単回の皮下注射後にサイレンシングが89±0.71%であった。投与後30日目に、二重鎖番号D-2081及びD-2241は、タンパク質発現を処置前の<20%残存まで低減させ、サイレンシングはそれぞれ82±7.8%及び87±11%であり、これは投与後44日目までに維持されたか又は増加した。
3つのGalNAcコンジュゲート型mARC1 siRNA分子(二重鎖番号D-2241、D-2081及びD-2258)の、カニクイザルの肝臓中の3mg/kgのs.c.用量後のmARC1タンパク質レベルのノックダウンにおける有効性も評価した。急速冷凍した肝臓組織を、ThermoFisher Scientificプロテアーゼ阻害剤錠剤(A32963)を含有するBoston Bioproduct製NP-40溶解緩衝液(BP-119)中で、200mg/mLで均質化した。続いて、ホモジェネートを、4℃で10分間、10,000×gでスピンダウンし、上清を、2mLの96ディープウェルプレートに移した。上清を、室温で15分間インキュベートし、1400rpmで振盪しながら、メタノール中1%トリフルオロ酢酸で処理した。沈殿したタンパク質を4,000rpmで15分間かけてペレット化し、ここから上清を吸引し、ペレットをメタノールで2回洗浄した。得られたタンパク質を、10mMのトリス(2-カルボキシエチル)ホスフィン(ThermoFisher Scientific,77720)及び8Mの尿素を含有する溶液中で、37℃で30分間還元して変性させた。続いて、ヨードアセトアミド(20mM;ThermoFisher Scientific,A39271)を、20mMの重炭酸アンモニウム緩衝液中の試料に添加し、室温で30分間インキュベートした。30μgのトリプシン(ThermoFisher Scientific,A90058)及び10pmolの安定な同位体標識(SIL)ペプチド(ThermoFisher Scientific製カスタムペプチド;
本明細書において論じ、引用してきた全ての刊行物、特許及び特許出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。開示した本発明は、記載された特定の方法論、プロトコル及び材料に限定されず、これらは、変化し得ることが理解される。また、本明細書中で使用される用語は、特定の実施形態を説明するためのものに過ぎず、添付の特許請求の範囲を限定することを意図するものではないことも理解される。
当業者は、本明細書中に記載の本発明の特定の実施形態に対する多くの均等物を、単なる日常的な実験を使用して認識するか又は確認可能であろう。このような均等物は、以下の特許請求の範囲に包含されるものとする。
Claims (97)
- センス鎖及びアンチセンス鎖を含むRNAiコンストラクトであって、前記アンチセンス鎖は、mARC1のmRNA配列と実質的に相補的な配列を有する領域を含み、前記領域は、表1又は表2に列記されるアンチセンス配列からの少なくとも15個の連続したヌクレオチドを含む、RNAiコンストラクト。
- 前記センス鎖は、約15~約30塩基対長の二重鎖領域を形成するために、前記アンチセンス鎖の配列と十分に相補的な配列を含む、請求項1に記載のRNAiコンストラクト。
- 前記二重鎖領域は、約17~約24塩基対長である、請求項2に記載のRNAiコンストラクト。
- 前記二重鎖領域は、約19~約21塩基対長である、請求項2に記載のRNAiコンストラクト。
- 前記センス鎖及び前記アンチセンス鎖は、それぞれ独立して、約19~約30ヌクレオチド長である、請求項1~4のいずれか一項に記載のRNAiコンストラクト。
- 前記センス鎖及び前記アンチセンス鎖は、それぞれ独立して、約19~約23ヌクレオチド長である、請求項5に記載のRNAiコンストラクト。
- 1つ又は2つの平滑末端を含む、請求項1~6のいずれか一項に記載のRNAiコンストラクト。
- 1~4つの不対ヌクレオチドの1つ又は2つのヌクレオチドオーバーハングを含む、請求項1~6のいずれか一項に記載のRNAiコンストラクト。
- 前記ヌクレオチドオーバーハングは、2つの不対ヌクレオチドを有する、請求項8に記載のRNAiコンストラクト。
- 前記センス鎖の3’末端、前記アンチセンス鎖の3’末端又は前記センス鎖及び前記アンチセンス鎖の両方の3’末端にヌクレオチドオーバーハングを含む、請求項8又は9に記載のRNAiコンストラクト。
- 少なくとも1つの修飾ヌクレオチドを含む、請求項1~10のいずれか一項に記載のRNAiコンストラクト。
- 前記修飾ヌクレオチドは、2’-修飾ヌクレオチドである、請求項11に記載のRNAiコンストラクト。
- 前記修飾ヌクレオチドは、2’-フルオロ修飾ヌクレオチド、2’-O-メチル修飾ヌクレオチド、2’-O-メトキシエチル修飾ヌクレオチド、2’-O-アルキル修飾ヌクレオチド、2’-O-アリル修飾ヌクレオチド、二環式核酸(BNA)、デオキシリボヌクレオチド又はこれらの組み合わせである、請求項11に記載のRNAiコンストラクト。
- 前記センス鎖及びアンチセンス鎖の前記ヌクレオチドの全ては、修飾ヌクレオチドである、請求項11に記載のRNAiコンストラクト。
- 前記修飾ヌクレオチドは、2’-O-メチル修飾ヌクレオチド、2’-フルオロ修飾ヌクレオチド又はこれらの組み合わせである、請求項14に記載のRNAiコンストラクト。
- 前記センス鎖は、その3’末端、その5’末端又はその3’末端及び5’末端の両方において、末端ヌクレオチドとして脱塩基ヌクレオチドを含む、請求項1~15のいずれか一項に記載のRNAiコンストラクト。
- 前記脱塩基ヌクレオチドは、3’-3’ヌクレオチド間結合又は5’-5’ヌクレオチド間結合を介して、隣接するヌクレオチドに結合されている、請求項16に記載のRNAiコンストラクト。
- 前記センス鎖、前記アンチセンス鎖又は前記センス鎖及びアンチセンス鎖の両方は、1つ以上のホスホロチオエートヌクレオチド間結合を含む、請求項1~17のいずれか一項に記載のRNAiコンストラクト。
- 前記アンチセンス鎖は、3’末端及び5’末端の両方の末端ヌクレオチド間に2つの連続したホスホロチオエートヌクレオチド間結合を含む、請求項18に記載のRNAiコンストラクト。
- 前記センス鎖は、3’末端の末端ヌクレオチド間に単一のホスホロチオエートヌクレオチド間結合を含む、請求項18又は19に記載のRNAiコンストラクト。
- 前記センス鎖は、3’末端の末端ヌクレオチド間に2つの連続したホスホロチオエートヌクレオチド間結合を含む、請求項18又は19に記載のRNAiコンストラクト。
- 前記アンチセンス鎖は、表1又は表2に列記されるアンチセンス配列から選択される配列を含むか又はそれからなる、請求項1~21のいずれか一項に記載のRNAiコンストラクト。
- 前記アンチセンス鎖は、配列番号715、配列番号732、配列番号733、配列番号738、配列番号754、配列番号761、配列番号763、配列番号764、配列番号766、配列番号809、配列番号810、配列番号814、配列番号841、配列番号848、配列番号851、配列番号862、配列番号916、配列番号1057、配列番号1078、配列番号2919、配列番号2926、配列番号2946、配列番号2949、配列番号2953及び配列番号2956から選択される配列を含むか又はそれからなる、請求項1~22のいずれか一項に記載のRNAiコンストラクト。
- 前記センス鎖は、表1又は表2に列記されるセンス配列から選択される配列を含むか又はそれからなる、請求項1~23のいずれか一項に記載のRNAiコンストラクト。
- 前記センス鎖は、配列番号46、配列番号63、配列番号64、配列番号69、配列番号85、配列番号92、配列番号94、配列番号95、配列番号97、配列番号140、配列番号141、配列番号145、配列番号172、配列番号179、配列番号182、配列番号193、配列番号247、配列番号388、配列番号390、配列番号391、配列番号409、配列番号2808及び配列番号2820から選択される配列を含むか又はそれからなる、請求項24に記載のRNAiコンストラクト。
- (i)前記センス鎖は、配列番号46の配列を含むか又はそれからなり、及び前記アンチセンス鎖は、配列番号715の配列を含むか又はそれからなるか、
(ii)前記センス鎖は、配列番号63の配列を含むか又はそれからなり、及び前記アンチセンス鎖は、配列番号732の配列を含むか又はそれからなるか、
(iii)前記センス鎖は、配列番号64の配列を含むか又はそれからなり、及び前記アンチセンス鎖は、配列番号733の配列を含むか又はそれからなるか、
(iv)前記センス鎖は、配列番号69の配列を含むか又はそれからなり、及び前記アンチセンス鎖は、配列番号738の配列を含むか又はそれからなるか、
(v)前記センス鎖は、配列番号85の配列を含むか又はそれからなり、及び前記アンチセンス鎖は、配列番号754の配列を含むか又はそれからなるか、
(vi)前記センス鎖は、配列番号92の配列を含むか又はそれからなり、及び前記アンチセンス鎖は、配列番号761の配列を含むか又はそれからなるか、
(vii)前記センス鎖は、配列番号94の配列を含むか又はそれからなり、及び前記アンチセンス鎖は、配列番号763の配列を含むか又はそれからなるか、
(viii)前記センス鎖は、配列番号95の配列を含むか又はそれからなり、及び前記アンチセンス鎖は、配列番号764の配列を含むか又はそれからなるか、
(ix)前記センス鎖は、配列番号97の配列を含むか又はそれからなり、及び前記アンチセンス鎖は、配列番号766の配列を含むか又はそれからなるか、
(x)前記センス鎖は、配列番号140の配列を含むか又はそれからなり、及び前記アンチセンス鎖は、配列番号809の配列を含むか又はそれからなるか、
(xi)前記センス鎖は、配列番号141の配列を含むか又はそれからなり、及び前記アンチセンス鎖は、配列番号810の配列を含むか又はそれからなるか、
(xii)前記センス鎖は、配列番号145の配列を含むか又はそれからなり、及び前記アンチセンス鎖は、配列番号814の配列を含むか又はそれからなるか、
(xiii)前記センス鎖は、配列番号172の配列を含むか又はそれからなり、及び前記アンチセンス鎖は、配列番号841の配列を含むか又はそれからなるか、
(xiv)前記センス鎖は、配列番号179の配列を含むか又はそれからなり、及び前記アンチセンス鎖は、配列番号848の配列を含むか又はそれからなるか、
(xv)前記センス鎖は、配列番号182の配列を含むか又はそれからなり、及び前記アンチセンス鎖は、配列番号851の配列を含むか又はそれからなるか、
(xvi)前記センス鎖は、配列番号193の配列を含むか又はそれからなり、及び前記アンチセンス鎖は、配列番号862の配列を含むか又はそれからなるか、又は
(xvii)前記センス鎖は、配列番号247の配列を含むか又はそれからなり、及び前記アンチセンス鎖は、配列番号916の配列を含むか又はそれからなる、請求項1~25のいずれか一項に記載のRNAiコンストラクト。 - (i)前記センス鎖は、配列番号409の配列を含むか又はそれからなり、及び前記アンチセンス鎖は、配列番号1078の配列を含むか又はそれからなるか、
(ii)前記センス鎖は、配列番号388の配列を含むか又はそれからなり、及び前記アンチセンス鎖は、配列番号1057の配列を含むか又はそれからなるか、
(iii)前記センス鎖は、配列番号2808の配列を含むか又はそれからなり、及び前記アンチセンス鎖は、配列番号2926の配列を含むか又はそれからなるか、
(iv)前記センス鎖は、配列番号2820の配列を含むか又はそれからなり、及び前記アンチセンス鎖は、配列番号2946の配列を含むか又はそれからなるか、
(v)前記センス鎖は、配列番号391の配列を含むか又はそれからなり、及び前記アンチセンス鎖は、配列番号2949の配列を含むか又はそれからなるか、
(vi)前記センス鎖は、配列番号390の配列を含むか又はそれからなり、及び前記アンチセンス鎖は、配列番号2956の配列を含むか又はそれからなるか、
(vii)前記センス鎖は、配列番号179の配列を含むか又はそれからなり、及び前記アンチセンス鎖は、配列番号2919の配列を含むか又はそれからなるか、
(viii)前記センス鎖は、配列番号388の配列を含むか又はそれからなり、及び前記アンチセンス鎖は、配列番号2953の配列を含むか又はそれからなるか、又は
(ix)前記センス鎖は、配列番号388の配列を含むか又はそれからなり、及び前記アンチセンス鎖は、配列番号1057の配列を含むか又はそれからなる、請求項1~25のいずれか一項に記載のRNAiコンストラクト。 - (i)前記センス鎖は、配列番号3078による修飾ヌクレオチドの配列を含むか又はそれからなり、及び前記アンチセンス鎖は、配列番号3337による修飾ヌクレオチドの配列を含むか又はそれからなるか、
(ii)前記センス鎖は、配列番号3080による修飾ヌクレオチドの配列を含むか又はそれからなり、及び前記アンチセンス鎖は、配列番号3339による修飾ヌクレオチドの配列を含むか又はそれからなるか、
(iii)前記センス鎖は、配列番号3163による修飾ヌクレオチドの配列を含むか又はそれからなり、及び前記アンチセンス鎖は、配列番号3441による修飾ヌクレオチドの配列を含むか又はそれからなるか、
(iv)前記センス鎖は、配列番号3183による修飾ヌクレオチドの配列を含むか又はそれからなり、及び前記アンチセンス鎖は、配列番号3469による修飾ヌクレオチドの配列を含むか又はそれからなるか、
(v)前記センス鎖は、配列番号3076による修飾ヌクレオチドの配列を含むか又はそれからなり、及び前記アンチセンス鎖は、配列番号3472による修飾ヌクレオチドの配列を含むか又はそれからなるか、
(vi)前記センス鎖は、配列番号3077による修飾ヌクレオチドの配列を含むか又はそれからなり、及び前記アンチセンス鎖は、配列番号3484による修飾ヌクレオチドの配列を含むか又はそれからなるか、
(vii)前記センス鎖は、配列番号2051による修飾ヌクレオチドの配列を含むか又はそれからなり、及び前記アンチセンス鎖は、配列番号3545による修飾ヌクレオチドの配列を含むか又はそれからなるか、
(viii)前記センス鎖は、配列番号3080による修飾ヌクレオチドの配列を含むか又はそれからなり、及び前記アンチセンス鎖は、配列番号3481による修飾ヌクレオチドの配列を含むか又はそれからなるか、
(ix)前記センス鎖は、配列番号3188による修飾ヌクレオチドの配列を含むか又はそれからなり、及び前記アンチセンス鎖は、配列番号3339による修飾ヌクレオチドの配列を含むか又はそれからなるか、
(x)前記センス鎖は、配列番号3080による修飾ヌクレオチドの配列を含むか又はそれからなり、及び前記アンチセンス鎖は、配列番号3476による修飾ヌクレオチドの配列を含むか又はそれからなるか、又は
(xi)前記センス鎖は、配列番号3223による修飾ヌクレオチドの配列を含むか又はそれからなり、及び前記アンチセンス鎖は、配列番号3517による修飾ヌクレオチドの配列を含むか又はそれからなる、請求項27に記載のRNAiコンストラクト。 - 表1~24に列記される二重鎖化合物のいずれか1つである、請求項1~28のいずれか一項に記載のRNAiコンストラクト。
- D-2078、D-2079、D-2081、D-2182、D-2196、D-2238、D-2241、D-2243、D-2246、D-2255、D-2258、D-2301、D-2316、D-2317、D-2329、D-2332、D-2341、D-2344、D-2356、D-2357、D-2399又はD-2510である、請求項29に記載のRNAiコンストラクト。
- D-2079、D-2081、D-2196、D-2238、D-2241、D-2255、D-2258、D-2317、D-2332、D-2357又はD-2399である、請求項30に記載のRNAiコンストラクト。
- 細胞中でヒトMARC1遺伝子の発現を阻害するためのRNAiコンストラクトであって、ハイブリダイズして約15~約30塩基対長の二重鎖領域を形成するセンス鎖及びアンチセンス鎖を含み、前記アンチセンス鎖は、配列番号1のヌクレオチド1205~1250の少なくとも15個の連続したヌクレオチドの配列と実質的に相補的な配列を有する領域を含む、RNAiコンストラクト。
- 前記アンチセンス鎖の前記領域は、配列番号1のヌクレオチド1209~1239の少なくとも15個の連続したヌクレオチドの配列と実質的に相補的な配列を含む、請求項32に記載のRNAiコンストラクト。
- 前記アンチセンス鎖の前記領域は、CAUCUAAUAUUCCAG(配列番号3656)の配列を含む、請求項32又は33に記載のRNAiコンストラクト。
- D-2063、D-2066、D-2076、D-2077、D-2078、D-2080、D-2081、D-2108、D-2113、D-2142、D-2240、D-2241、D-2243、D-2245、D-2246、D-2248、D-2250、D-2251、D-2253、D-2255、D-2256、D-2258、D-2259、D-2261、D-2264、D-2265、D-2268、D-2269、D-2270、D-2271、D-2301、D-2309、D-2311、D-2312、D-2314、D-2316、D-2317、D-2319、D-2321、D-2322、D-2324、D-2326、D-2327、D-2329、D-2331、D-2332、D-2334、D-2336、D-2337、D-2339、D-2341、D-2342、D-2344、D-2346、D-2347、D-2349、D-2351、D-2352、D-2354、D-2356、D-2357、D-2376、D-2380、D-2393、D-2395、D-2396、D-2431、D-2436、D-2437、D-2440、D-2441、D-2444、D-2445、D-2447、D-2453、D-2518、D-2519、D-2520、D-2521、D-2522、D-2523、D-2524、D-2525、D-2526、D-2527、D-2528、D-2529、D-2530、D-2531、D-2532、D-2533、D-2534又はD-2535である、請求項32に記載のRNAiコンストラクト。
- D-2063、D-2066、D-2076、D-2077、D-2078、D-2080、D-2081、D-2108、D-2113、D-2142又はD-2301である、請求項35に記載のRNAiコンストラクト。
- 細胞中でヒトMARC1遺伝子の発現を阻害するためのRNAiコンストラクトであって、ハイブリダイズして約15~約30塩基対長の二重鎖領域を形成するセンス鎖及びアンチセンス鎖を含み、前記アンチセンス鎖は、配列番号1のヌクレオチド1345~1375の少なくとも15個の連続したヌクレオチドの配列と実質的に相補的な配列を有する領域を含む、RNAiコンストラクト。
- 前記アンチセンス鎖の前記領域は、UGGGACAUUGAAGCA(配列番号3657)の配列を含む、請求項37に記載のRNAiコンストラクト。
- D-2042、D-2043、D-2047、D-2052、D-2158、D-2162、D-2169、D-2182、D-2183、D-2184、D-2185、D-2186、D-2187、D-2189、D-2211、D-2213、D-2304、D-2305、D-2306、D-2307、D-2308、D-2384、D-2385、D-2386、D-2387、D-2388、D-2389、D-2390、D-2391、D-2392、D-2399、D-2400、D-2401、D-2402、D-2403、D-2488、D-2494、D-2500、D-2506、D-2512、D-2538、D-2539、D-2540又はD-2541である、請求項37に記載のRNAiコンストラクト。
- D-2042、D-2043、D-2047、D-2052、D-2304、D-2305、D-2306、D-2307又はD-2308である、請求項39に記載のRNAiコンストラクト。
- 細胞中でヒトMARC1遺伝子の発現を阻害するためのRNAiコンストラクトであって、ハイブリダイズして約15~約30塩基対長の二重鎖領域を形成するセンス鎖及びアンチセンス鎖を含み、前記アンチセンス鎖は、配列番号1のヌクレオチド2039~2078の少なくとも15個の連続したヌクレオチドの配列と実質的に相補的な配列を有する領域を含む、RNAiコンストラクト。
- 前記アンチセンス鎖の前記領域は、配列番号1のヌクレオチド2048~2074の少なくとも15個の連続したヌクレオチドの配列と実質的に相補的な配列を含む、請求項41に記載のRNAiコンストラクト。
- 前記アンチセンス鎖の前記領域は、AUCAGAUCUUAGAGU(配列番号3658)の配列を含む、請求項41又は42に記載のRNAiコンストラクト。
- D-2045、D-2065、D-2079、D-2082、D-2105、D-2106、D-2137、D-2143、D-2166、D-2173、D-2193、D-2242、D-2247、D-2252、D-2257、D-2260、D-2262、D-2266、D-2272、D-2273、D-2302、D-2303、D-2310、D-2313、D-2315、D-2318、D-2320、D-2323、D-2325、D-2328、D-2330、D-2333、D-2335、D-2338、D-2340、D-2343、D-2345、D-2348、D-2350、D-2353、D-2355、D-2358、D-2394、D-2397、D-2454、D-2455、D-2456、D-2457、D-2458、D-2459、D-2460、D-2463、D-2465、D-2468、D-2470、D-2472、D-2473、D-2477、D-2487、D-2493、D-2499、D-2505、D-2511、D-2552、D-2553、D-2554、D-2555、D-2556又はD-2557である、請求項41に記載のRNAiコンストラクト。
- D-2045、D-2065、D-2079、D-2082、D-2105、D-2106、D-2137、D-2143、D-2302又はD-2303である、請求項44に記載のRNAiコンストラクト。
- 前記二重鎖領域は、約19~約21塩基対長である、請求項32~45のいずれか一項に記載のRNAiコンストラクト。
- 前記センス鎖及び前記アンチセンス鎖は、それぞれ独立して、約19~約30ヌクレオチド長である、請求項32~46のいずれか一項に記載のRNAiコンストラクト。
- 前記センス鎖及び前記アンチセンス鎖は、それぞれ独立して、約19~約23ヌクレオチド長である、請求項47に記載のRNAiコンストラクト。
- 1つ又は2つの平滑末端を含む、請求項32~48のいずれか一項に記載のRNAiコンストラクト。
- 1~4つの不対ヌクレオチドの1つ又は2つのヌクレオチドオーバーハングを含む、請求項32~48のいずれか一項に記載のRNAiコンストラクト。
- 前記ヌクレオチドオーバーハングは、2つの不対ヌクレオチドを有する、請求項50に記載のRNAiコンストラクト。
- 前記センス鎖の3’末端、前記アンチセンス鎖の3’末端又は前記センス鎖及び前記アンチセンス鎖の両方の3’末端にヌクレオチドオーバーハングを含む、請求項50又は51に記載のRNAiコンストラクト。
- 少なくとも1つの修飾ヌクレオチドを含む、請求項32~52のいずれか一項に記載のRNAiコンストラクト。
- 前記修飾ヌクレオチドは、2’-修飾ヌクレオチドである、請求項53に記載のRNAiコンストラクト。
- 前記修飾ヌクレオチドは、2’-フルオロ修飾ヌクレオチド、2’-O-メチル修飾ヌクレオチド、2’-O-メトキシエチル修飾ヌクレオチド、2’-O-アルキル修飾ヌクレオチド、2’-O-アリル修飾ヌクレオチド、BNA、デオキシリボヌクレオチド又はこれらの組み合わせである、請求項54に記載のRNAiコンストラクト。
- 前記センス鎖及びアンチセンス鎖の前記ヌクレオチドの全ては、修飾ヌクレオチドである、請求項53に記載のRNAiコンストラクト。
- 前記修飾ヌクレオチドは、2’-O-メチル修飾ヌクレオチド、2’-フルオロ修飾ヌクレオチド又はこれらの組み合わせである、請求項56に記載のRNAiコンストラクト。
- 前記センス鎖は、その3’末端、その5’末端又はその3’末端及び5’末端の両方において、末端ヌクレオチドとして脱塩基ヌクレオチドを含む、請求項32~57のいずれか一項に記載のRNAiコンストラクト。
- 前記脱塩基ヌクレオチドは、3’-3’ヌクレオチド間結合又は5’-5’ヌクレオチド間結合を介して、隣接するヌクレオチドに結合されている、請求項58に記載のRNAiコンストラクト。
- 前記センス鎖、前記アンチセンス鎖又は前記センス鎖及びアンチセンス鎖の両方は、1つ以上のホスホロチオエートヌクレオチド間結合を含む、請求項32~59のいずれか一項に記載のRNAiコンストラクト。
- 前記アンチセンス鎖は、3’末端及び5’末端の両方の末端ヌクレオチド間に2つの連続したホスホロチオエートヌクレオチド間結合を含む、請求項60に記載のRNAiコンストラクト。
- 前記センス鎖は、3’末端の末端ヌクレオチド間に単一のホスホロチオエートヌクレオチド間結合を含む、請求項60又は61に記載のRNAiコンストラクト。
- 前記センス鎖は、3’末端の末端ヌクレオチド間に2つの連続したホスホロチオエートヌクレオチド間結合を含む、請求項60又は61に記載のRNAiコンストラクト。
- リガンドを更に含む、請求項1~63のいずれか一項に記載のRNAiコンストラクト。
- 前記リガンドは、コレステロール部分、ビタミン、ステロイド、胆汁酸、葉酸部分、脂肪酸、炭水化物、グリコシド又は抗体若しくはその抗原結合断片を含む、請求項64に記載のRNAiコンストラクト。
- 前記リガンドは、ガラクトース、ガラクトサミン又はN-アセチル-ガラクトサミンを含む、請求項64に記載のRNAiコンストラクト。
- 前記リガンドは、多価ガラクトース部分又は多価N-アセチル-ガラクトサミン部分を含む、請求項66に記載のRNAiコンストラクト。
- 前記多価ガラクトース部分又は多価N-アセチル-ガラクトサミン部分は、三価又は四価である、請求項67に記載のRNAiコンストラクト。
- 前記リガンドは、任意選択によりリンカーを介して前記センス鎖に共有結合されている、請求項64~68のいずれか一項に記載のRNAiコンストラクト。
- 前記リガンドは、前記センス鎖の5’末端に共有結合されている、請求項69に記載のRNAiコンストラクト。
- 請求項1~70のいずれか一項に記載のRNAiコンストラクトと、薬学的に許容される担体又は賦形剤とを含む医薬組成物。
- mARC1タンパク質の発現の低減を、それを必要とする患者において行う方法であって、請求項1~70のいずれか一項に記載のRNAiコンストラクト又は請求項71に記載の医薬組成物を前記患者に投与することを含む方法。
- 肝細胞におけるmARC1の発現レベルは、前記RNAiコンストラクト又は医薬組成物の投与後、前記患者において、前記RNAiコンストラクト又は医薬組成物を受けていない患者のmARC1発現レベルと比較して低減される、請求項72に記載の方法。
- 前記患者は、心血管疾患、非アルコール性脂肪肝疾患、非アルコール性脂肪性肝炎又は肝硬変と診断されているか又はそのリスクがある、請求項72に記載の方法。
- 血清コレステロールの低減を、それを必要とする患者において行う方法であって、請求項1~70のいずれか一項に記載のRNAiコンストラクト又は請求項71に記載の医薬組成物を前記患者に投与することを含む方法。
- 前記血清コレステロールは、非HDLコレステロール又はLDLコレステロールである、請求項75に記載の方法。
- 脂肪肝疾患の治療、予防又はその発症のリスクの低減を、それを必要とする患者において行う方法であって、請求項1~70のいずれか一項に記載のRNAiコンストラクト又は請求項71に記載の医薬組成物を前記患者に投与することを含む方法。
- 前記脂肪肝疾患は、非アルコール性脂肪肝疾患又は非アルコール性脂肪性肝炎である、請求項77に記載の方法。
- 前記患者は、2型糖尿病と診断されているか、代謝障害と診断されているか又は肥満である、請求項77又は78に記載の方法。
- 前記患者は、高いレベルの非HDLコレステロール又はトリグリセリドを有する、請求項77又は78に記載の方法。
- 肝線維症の治療、予防又は低減を、それを必要とする患者において行う方法であって、請求項1~70のいずれか一項に記載のRNAiコンストラクト又は請求項71に記載の医薬組成物を前記患者に投与することを含む方法。
- 前記RNAiコンストラクト又は医薬組成物を前記患者に投与することは、肝硬変を予防するか又は遅延させる、請求項81に記載の方法。
- 前記患者は、非アルコール性脂肪肝疾患又は非アルコール性脂肪性肝炎と診断されている、請求項81又は82に記載の方法。
- 前記RNAiコンストラクト又は医薬組成物は、非経口の投与経路を介して前記患者に投与される、請求項72~83のいずれか一項に記載の方法。
- 前記非経口の投与経路は、静脈内又は皮下である、請求項84に記載の方法。
- 血清コレステロールの低減を、それを必要とする患者において行う方法で使用するためのものである、請求項1~70のいずれか一項に記載のRNAiコンストラクト。
- 前記血清コレステロールは、非HDLコレステロール又はLDLコレステロールである、請求項86に記載のRNAiコンストラクト。
- 脂肪肝疾患の治療、予防又はその発症のリスクの低減を、それを必要とする患者において行う方法で使用するためのものである、請求項1~70のいずれか一項に記載のRNAiコンストラクト。
- 前記脂肪肝疾患は、非アルコール性脂肪肝疾患又は非アルコール性脂肪性肝炎である、請求項88に記載のRNAiコンストラクト。
- 肝線維症の治療、予防又は低減を、それを必要とする患者において行う方法で使用するためのものである、請求項1~70のいずれか一項に記載のRNAiコンストラクト。
- 前記患者は、非アルコール性脂肪肝疾患又は非アルコール性脂肪性肝炎と診断されている、請求項90に記載のRNAiコンストラクト。
- 血清コレステロールの低減を、それを必要とする患者において行うための医薬の調製における、請求項1~70のいずれか一項に記載のRNAiコンストラクトの使用。
- 前記血清コレステロールは、非HDLコレステロール又はLDLコレステロールである、請求項92に記載の使用。
- 脂肪肝疾患の治療、予防又はその発症のリスクの低減を、それを必要とする患者において行うための医薬の調製における、請求項1~70のいずれか一項に記載のRNAiコンストラクトの使用。
- 前記脂肪肝疾患は、非アルコール性脂肪肝疾患又は非アルコール性脂肪性肝炎である、請求項94に記載の使用。
- 肝線維症の治療、予防又は低減を、それを必要とする患者において行うための医薬の調製における、請求項1~70のいずれか一項に記載のRNAiコンストラクトの使用。
- 前記患者は、非アルコール性脂肪肝疾患又は非アルコール性脂肪性肝炎と診断されている、請求項96に記載の使用。
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