TW201620525A - 使k-ras靜默之非對稱干擾rna組成物及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供用於使K-Ras基因表現靜默之新穎組成物。更特定言之,本發明提供新穎非對稱干擾RNA分子作為K-Ras表現之抑制劑,且關於醫藥組成物及其在治療哺乳動物之癌症或相關病症中之用途。
Description
本發明大體上係關於用於使K-Ras基因表現靜默之組成物。更特定言之,本發明係關於新穎非對稱干擾RNA分子作為K-Ras表現之抑制劑,且關於醫藥組成物及其在治療哺乳動物之癌症或相關病症之用途。
藉由使用小或短干擾RNA(siRNA)經由RNA干擾(RNAi)使基因靜默已成為一種治療手段。然而,除突出的遞送問題以外,基於RNAi之藥物的開發面臨以下挑戰:siRNA之功效有限;siRNA之非特異性效果,諸如干擾素樣反應及有義股(sense-strand)介導之脫靶基因靜默;及與siRNA合成相關的昂貴或高成本。對哺乳動物細胞中之大多數基因而言,藉由siRNA之基因靜默功效侷限於約50%或50%以下。此等分子之製造為昂貴的(比製造反義脫氧核苷酸昂貴得多)、低效且需要化學修飾。最後,細胞外投予合成siRNA可觸發干擾素樣反應之觀察結果增加了對基於RNAi之研究及基於RNAi之治療開發的顯著障礙。
蛋白K-Ras為在正常條件下調節細胞生長及細胞***之分子開關。此蛋白中之突變導致經由連續細胞生長形成腫瘤。約30%人類癌
症具有因GTP酶活性降低及對GAP作用不敏感而組成性地結合至GTP之突變Ras蛋白,。Ras在許多如下癌症中亦為重要因子,其中其未突變,而是相反地在功能上經由其他信號轉導要素不適當活性而活化。在所有腫瘤細胞之大部分中發現突變K-Ras蛋白。K-Ras蛋白佔據所關注之中心位置。在許多人類癌症中,致癌突變K-Ras之識別使得極努力地以此組成性活化蛋白為目標來作為合理及所選療法。儘管已進行數十年之活性劑研究,但開發K-Ras之治療抑制劑仍存在重大挑戰。
高度致瘤且具轉移性之超惡性癌細胞已自患有各種腫瘤類型之癌症患者分離且發現具有高幹性特性,稱為癌症幹細胞(CSC)。假設此等高幹性癌細胞在根本上造成癌症轉移及復發。多個幹性基因(諸如β-連環蛋白、Nanog、Sox2、Oct3/4)參與癌細胞幹性。然而,致癌基因(諸如K-Ras)在癌細胞幹性中之作用尚不清楚。
因此,需要開發用於選擇性地使診斷患有癌症之個體之K-Ras基因表現或K-Ras活性靜默的新穎組成物及方法,其具有較佳功效及效能、能快速起效、具有更佳耐久性及較少不良副作用。
為了闡明K-Ras在維持癌細胞幹性中之作用,本發明者採用非對稱靜默RNA技術(aiRNA),其能夠以高效能及精確度使目標基因靜默。此外,aiRNA技術可容易地應用於CSC。本發明者出乎意料地發現,CSC不僅嗜活化K-Ras之突變或活化Ras路徑之下游調節因子,而且具有擴增突變K-Ras之CSC變得對K-Ras靜默高度敏感。此外,本發明者出乎意料地發現,突變K-Ras之DNA複本數直接預測癌症幹細胞對K-Ras靜默之敏感
性,其表明需要經擴增突變之K-Ras來維持惡性及癌細胞幹性,從而對於理解致癌基因與癌細胞幹性之間的關聯及開發癌症幹細胞抑制劑可具有顯著意義。
本發明提供使用可在哺乳動物細胞中誘導有力基因靜默之一類小雙股RNA之組成物及方法,該小雙股RNA在本文中稱為非對稱干擾RNA(aiRNA)。aiRNA描述於例如PCT公開案第WO 2009/029688號中,其以全文引用的方式併入本文中。此類RNAi誘導物藉由兩條RNA股之長度非對稱性來識別。此結構設計不僅在功能上有力地實現基因靜默,而且提供優於目前最先進siRNA之數個優點。在該等優點中,aiRNA可具有長度比其他siRNA短得多的RNA雙股結構,其將會降低合成成本且消除/減少非特異性干擾素樣反應之長度依賴性觸發。另外,aiRNA結構之非對稱性消除及/或以其他方式降低有義股介導的脫靶效應。此外,aiRNA在誘導基因靜默方面比siRNA有效、有力、快速起效及持久。aiRNA可用於其他siRNA或shRNA正在應用或考慮使用的所有領域中,包括生物學研究、生物技術及製藥工業之R&D研究及基於RNAi之療法。
雙股RNA分子包含長度為18-23個核苷酸之第一股及長度為12-17個核苷酸之第二股,其中第二股與第一股實質上互補且與第一股形成雙股區域,其中第一股具有1-9個核苷酸之3'突出物及0-8個核苷酸之51突出物,其中該雙股RNA分子能夠實現真核細胞中之選擇性K-Ras基因靜默。在一些具體實例中,第一股包含與K-Ras mRNA目標序列實質上互補之序列。在又一具體實例中,第一股包含與K-Ras mRNA目標序列至少70%互補的序列。在另一具體實例中,真核細胞為哺乳動物細胞或禽類細胞。
在一些具體實例中,K-Ras mRNA目標序列為人類K-Ras目標序列。在一些具體實例中,K-Ras mRNA目標序列為選自以下示為SEQ ID NO:1之GenBank寄存編號NM_004985中所示序列之至少一部分的人類K-Ras目標序列:
(SEQ ID NO:1)。
在一些具體實例中,K-Ras mRNA目標序列為下表1中所示的目標序列。
在一些具體實例中,RNA雙股分子,在本文中亦稱為非對稱干擾RNA分子或aiRNA分子,包含選自下表2中所示之有義股序列、反義股序列或有義股序列與反義股序列之組合。
在一些具體實例中,RNA雙股分子(aiRNA)包含選自由SEQ ID NO:320-637組成之群的有義股序列。在一些具體實例中,RNA雙股分子(aiRNA)包含選自由SEQ ID NO:638-955組成之群的反義股序列。在一些具體實例中,RNA雙股分子(aiRNA)包含選自由SEQ ID NO:320-637組成之群的有義股序列及選自由SEQ ID NO:638-955組成之群的反義股序列。
在一些具體實例中,RNA雙股分子(aiRNA)包含與選自由SEQ ID NO:320-637組成之群的序列至少50%、60%、70%、75%、80%、85%、
90%、95%或95%以上一致的有義股序列。在一些具體實例中,RNA雙股分子(aiRNA)包含與選自由SEQ ID NO:638-955組成之群的序列至少50%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、95%或95%以上一致的反義股序列。在一些具體實例中,RNA雙股分子(aiRNA)包含與選自由SEQ ID NO:320-637組成之群的序列至少50%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、95%或95%以上一致的有義股序列及與選自由SEQ ID NO:638-955組成之群的序列至少50%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、95%或95%以上一致的反義股序列。
在一些具體實例中,5'突出物之序列之至少一個核苷酸選自由A、U及dT組成之群。
在一些具體實例中,雙股區域之GC含量為20%-70%。
在一些具體實例中,第一股之長度為19-22個核苷酸。
在一些具體實例中,第一股之長度為21個核苷酸。在另一具體實例中,第二股之長度為14-16個核苷酸。
在一些具體實例中,第一股之長度為21個核苷酸且第二股之長度為15個核苷酸。在另一具體實例中,第一股具有2-4個核苷酸之3'突出物。在甚至另一具體實例中,第一股具有3個核苷酸之3'突出物。
在一些具體實例中,雙股RNA分子含有至少一個經修飾之核苷酸或其類似物。在另一具體實例中,至少一個經修飾之核苷酸或其類似物為糖、主鏈及/或鹼基經修飾之核糖核苷酸。在甚至另一具體實例中,主鏈經修飾之核糖核苷酸在與另一核糖核苷酸的磷酸二酯鍵中具有修飾。在一些具體實例中,磷酸二酯鍵經修飾以包括氮或硫雜原子中之至少一
者。在另一具體實例中,核苷酸類似物為含有硫代磷酸酯基之主鏈經修飾之核糖核苷酸。
在一些具體實例中,至少一個經修飾之核苷酸或其類似物為不尋常之鹼基或經修飾鹼基。在另一具體實例中,至少一個經修飾之核苷酸或其類似物包含肌苷或三苯甲基化鹼基。
在另一具體實例中,核苷酸類似物為糖經修飾之核糖核苷酸,其中2'-OH基團經選自H、OR、R、鹵基、SH、SR、NH2、NHR、NR2或CN之基團置換,其中各R獨立地為C1-C6烷基、烯基或炔基,且鹵基為F、Cl、Br或I。
在一些具體實例中,第一股包含至少一個脫氧核苷酸。在另一具體實例中,至少一個脫氧核苷酸在選自由3'突出物、5'突出物及雙股區域組成之群的一或多個區域中。在另一具體實例中,第二股包含至少一個脫氧核苷酸。
本發明亦提供一種調節細胞或生物體中之K-Ras表現、例如使K-Ras表現靜默或以其他方式降低K-Ras表現之方法,其包含以下步驟:使該細胞或生物體與本發明之非對稱雙股RNA分子在選擇性K-Ras基因靜默可發生之條件下接觸,及介導由該雙股RNA分子針對K-Ras或具有實質上對應於該雙股RNA之序列部分的核酸實現的選擇性K-Ras基因靜默。在另一具體實例中,該接觸步驟包含將該雙股RNA分子引入可發生選擇性K-Ras靜默之培養物或生物體中的目標細胞的步驟。在甚至另一具體實例中,引入步驟選自由以下組成之群:轉染、脂質體轉染、電穿孔、感染、注射、經口投予、吸入、局部及區域投予。在另一具體實例中,引入步驟
包含使用選自由以下組成之群的醫藥學上可接受之賦形劑、載劑或稀釋劑:醫藥載劑、正電荷載體、脂質體、蛋白載體、聚合物、奈米粒子、奈米乳劑、脂質及類脂。
在一些具體實例中,調節方法用於確定基因在細胞或生物體中之功能或效用。
在一些具體實例中,調節方法用於治療或預防疾病或不希望之病狀。在一些具體實例中,疾病或不希望之病狀為癌症,例如胃癌。
本發明在治療胃癌、預防胃癌、延緩胃癌進展或以其他方式減輕胃癌症狀中提供用於以K-Ras為目標之組成物及方法。在一些具體實例中,該方法包含向有需要之個體投予治療有效量之本發明之雙股RNA分子。在一些具體實例中,個體為人類。在一些具體實例中,個體罹患胃癌。在一些具體實例中,個體經診斷患有胃癌。在一些具體實例中,個體易患胃癌。
本發明亦提供用於以K-Ras為目標之組成物及方法以抑制癌症幹細胞之存活及/或增殖。在一些具體實例中,該方法包含向有需要之個體投予治療有效量之本發明之雙股RNA分子。在一些具體實例中,個體為人類。在一些具體實例中,個體罹患胃癌。在一些具體實例中,個體經診斷患有胃癌。在一些具體實例中,個體易患胃癌。
本發明亦在治療胃癌、預防胃癌、延緩胃癌進展或以其他方式減輕胃癌症狀中提供用於以K-Ras為目標之組成物及方法以抑制CSC之存活及/或增殖。在一些具體實例中,該方法包含向有需要之個體投予治療有效量之本發明之雙股RNA分子。在一些具體實例中,個體為人類。在一
些具體實例中,個體罹患胃癌。在一些具體實例中,個體經診斷患有胃癌。在一些具體實例中,個體易患胃癌。
本發明亦提供一種用於治療所選患者群體之癌症的方法,該方法包含以下步驟:(a)量測自診斷有癌症之候選患者獲得的生物樣品中突變K-Ras基因擴增水準;(b)確認該候選患者的突變K-Ras基因擴增水準高於基準水準;及(c)向該候選患者投予包含以下各者之雙股RNA分子:第一股,其包含長度為18-23個核苷酸之核苷酸序列,其中第一股之核苷酸序列與K-Ras mRNA目標序列實質上互補,及第二股,其包含長度為12-17個核苷酸之核苷酸序列,其中第二股與第一股實質上互補且與第一股形成雙股區域,其中第一股具有1-9個核苷酸之3'突出物及0-8個核苷酸之5'突出物,且其中該雙股RNA分子能夠實現選擇性K-Ras基因靜默。
在一些具體實例中,步驟(a)、步驟(b)及步驟(c)可由一個行動者或數個行動者進行。
在一些具體實例中,若候選患者之突變K-Ras基因擴增水準相對於對根據本發明所主張之治療方法不會有利地反應的對照患者為例如至少2倍以上,則其被認為高於基準水準。同樣,熟練醫師可基於本發明中呈現的資料確定DNA複本數之最佳基準水準相對於無反應患者為例如約3倍或4倍以上。
本發明亦提供一種用於治療所選患者群體之癌症的方法,該方法包含以下步驟:(a)量測自診斷有癌症之候選患者獲得的生物樣品中突變K-Ras蛋白之表現水準;(b)確認該候選患者的突變K-Ras蛋白表現水準高於基準水準;及(c)向該候選患者投予包含以下各者之雙股RNA分
子:第一股,其包含長度為18-23個核苷酸之核苷酸序列,其中第一股之核苷酸序列與K-Ras mRNA目標序列實質上互補,及第二股,其包含長度為12-17個核苷酸之核苷酸序列,其中第二股與第一股實質上互補且與第一股形成雙股區域,其中第一股具有1-9個核苷酸之3'突出物及0-8個核苷酸之5'突出物,且其中該雙股RNA分子能夠實現選擇性K-Ras基因靜默。
在一些具體實例中,步驟(a)、步驟(b)及步驟(c)可由一個行動者或數個行動者進行。
在一些具體實例中,若候選患者之突變K-Ras蛋白表現水準相對於對根據本發明所主張之治療方法不會有利地反應的對照患者為例如至少2倍以上,則其被認為高於基準水準。同樣,熟練醫師可基於本發明中呈現的資料確定突變K-Ras蛋白表現之最佳基準水準相對於無反應患者為例如約3倍或4倍以上。
本發明進一步提供一種套組。該套組包含長度為18-23個核苷酸之第一RNA股及長度為12-17個核苷酸之第二RNA股,其中第二股與第一股實質上互補且能夠與第一股形成雙股RNA分子,其中該雙股RNA分子具有1-9個核苷酸之3'突出物及0-8個核苷酸之5'突出物,其中該雙股RNA分子能夠實現K-Ras特異性基因靜默。
本發明亦提供一種製備雙股RNA分子之方法。該方法包含以下步驟:合成第一股及第二股,基在形成雙股RNA分子之條件下組合經合成之股,從而能夠實現序列特異性基因靜默。在一些具體實例中,該方法進一步包含在合成步驟期間、在合成之後及在組合步驟之前或在組合步驟之後將至少一個經修飾之核苷酸或其類似物引入雙股RNA分子中的步
驟。在另一具體實例中,RNA股以化學方式合成或以生物方式合成。
本發明提供一種表現載體。該載體包含編碼可操作地連接至至少一個表現控制序列之雙股RNA分子的核酸。在一些具體實例中,載體包含編碼可操作地連接至第一表現控制序列之第一股的第一核酸及編碼可操作地連接至第二表現控制序列之第二股的第二核酸。在另一具體實例中,載體為病毒、真核或細菌表現載體。
本發明亦提供一種細胞。在一些具體實例中,細胞包含載體。在另一具體實例中,細胞包含雙股RNA分子。在另一具體實例中,細胞為哺乳動物細胞、禽類細胞或細菌細胞。
調節方法亦可用於研究試管內或活體內藥物目標。本發明提供一種包含雙股RNA分子之試劑。
本發明亦提供一種製備本發明之雙股RNA分子之方法,其包含以下步驟:合成第一股基第二股,及在形成雙股RNA分子之條件下組合經合成之股,從而能夠實現K-Ras序列特異性基因靜默。在一些具體實例中,RNA股以化學方式合成或以生物方式合成。在另一具體實例中,分別或同時合成第一股與第二股。
在一些具體實例中,該方法進一步包含在合成步驟期間、在合成之後及在組合步驟之前或在組合步驟之後將至少一個經修飾之核苷酸或其類似物引入雙股RNA分子中的步驟。
本發明進一步提供一種醫藥組成物。該醫藥組成物包含作為活性劑之至少一種雙股RNA分子及選自由以下組成之群的一或多種載劑:醫藥載劑、正電荷載體、脂質體、蛋白載體、聚合物、奈米粒子、膽固醇、
脂質及類脂。
本發明之其他特徵及優點自本文所提供的包括不同實施例之其他描述而顯而易見。所提供之實施例說明適用於實施本發明之不同組分及方法。該等實施例不限制所主張之本發明。基於本發明,熟習此項技術者可識別且採用適用於實施本發明之其他組分及方法。
圖1(A)展示試管內研究,其中aiRNA ID NO:21(「aiK-Ras #1」)用於以K-Ras目標SEQ ID NO:22為目標以測定aiK-Ras #1之IC50。
圖1(B)展示試管內研究,其中aiRNA ID NO:142(「aiK-Ras #2」)用於以K-Ras目標SEQ ID NO:142為目標以測定aiK-Ras #2之IC50。
圖2(A)展示藉由北方墨點分析偵測負載至RISC之siRNA及aiRNA。
圖2(B)展示偵測TLR3/aiRNA或siRNA結合。
圖2(C)展示用抗HA抗體使TLR3/RNA複合物免疫沈澱。
圖3(A)展示經aiK-Ras #1或aiK-Ras #2轉染之AGS及DLD1中之群落形成分析。
圖3(B)展示來自AGS及DLD1之溶解產物之西方墨點分析。
圖3(C)展示大細胞組中之群落形成分析結果。
圖4展示K-Ras及EGFR-RAS路徑分子之西方墨點分析。
圖5(A)展示在K-Ras突變大細胞組中aiK-Ras敏感性與K-Ras擴增相關。
圖5(B)展示在K-Ras突變大細胞組中aiK-Ras敏感性與K-Ras
擴增相關。
圖6(A)展示CSC培養物中之幹性基因表現。
圖6(B)展示各種細胞系中之球體形成分析之結果。
圖6(C)展示具有aiK-Ras #1及aiK-Ras #2之AGS細胞及DLD1細胞中之高CD44群體之減少。
圖7(A)展示在經aiK-Ras轉染之癌細胞中CSC相關基因之熱圖。
圖7(B)展示藉由西方墨點法確認下調的Notch信號傳遞。
本發明係關於能夠在真核細胞中實現選擇性K-Ras基因靜默之非對稱雙股RNA分子。在一些具體實例中,雙股RNA分子包含第一股及第二股。第一股比第二股長。第二股與第一股實質上互補,且與第一股形成雙股區域。
蛋白K-Ras為在正常條件下調節細胞生長及細胞***之分子開關。此蛋白中之突變導致經由連續細胞生長形成腫瘤。約30%人類癌症具有因GTP酶活性降低及對GAP作用不敏感而組成性地結合至GTP之突變Ras蛋白。Ras在許多如下癌症中亦為重要因子,其中其未突變,而是相反地在功能上經由其他信號轉導要素不適當活性而活化。在所有腫瘤細胞之大部分中發現突變K-Ras蛋白。K-Ras蛋白佔據所關注之中心位置。在許多人類癌症中,致癌突變K-Ras之識別使得極努力地以此組成性活化蛋白為目標來作為合理及所選療法。儘管已進行數十年之活性劑研究,但開發K-Ras之治療抑制劑仍存在重大挑戰。
本文所提供之組成物及方法適用於闡明K-Ras在癌症發展及維持中之功能。該等組成物及方法使用能夠以高效能靜默目標基因從而產生持久敲除(knockdown)且降低脫靶效應的非對稱干擾RNA(aiRNA),且研究在數種類型人類癌細胞系中K-Ras對細胞存活之依賴性。大大出乎意料地,發現K-Ras對胃癌維持相比於其他類型癌症起較顯著作用。發現aiRNA誘導之K-Ras靜默抑制胃癌細胞之細胞增殖及相比於其他癌症類型胃癌細胞形成群落之能力。累積證據已揭示癌症幹細胞(CSC)與預後、轉移及復發高度相關。為了研究K-Ras對CSC之影響,測試K-Ras基因靜默對試管內CSC培養系統之影響。因此,與其他癌症類型相比,K-Ras抑制減少來源於胃CSC之群落且改變「幹性」所涉及之數個基因之基因表現譜。此等研究之結果表明胃癌及胃CSC受K-Ras致癌基因影響且Kras aiRNA為治療胃癌之有前景治療候選物。因此,本發明在治療胃癌、預防胃癌、延緩胃癌進展或以其他方式減輕胃癌症狀中提供用於以K-Ras為目標之組成物及方法。本發明亦提供用於以K-Ras為目標之組成物及方法以抑制CSC存活及/或增殖,以及在治療胃癌、預防胃癌、延緩胃癌進展或以其他方式減輕胃癌症狀中提供用於以K-Ras為目標之組成物及方法以抑制CSC之存活及/或增殖。在一些具體實例中,該方法包含向有需要之個體投予治療有效量之本發明之雙股RNA分子。在一些具體實例中,個體為人類。在一些具體實例中,個體罹患胃癌。在一些具體實例中,個體經診斷患有胃癌。在一些具體實例中,個體易患胃癌。
在一些具體實例中,在本發明之組成物及方法中使用的雙股RNA分子具有1-8個核苷酸之3'突出物及1-8個核苷酸之5'突出物、1-10個
核苷酸之3'突出物及鈍端或1-10個核苷酸之5'突出物及鈍端。在另一具體實例中,雙股RNA分子具有兩個1-8個核苷酸之5'突出物或兩個1-10個核苷酸之3'突出物。在另一具體實例中,第一股具有1-8個核苷酸之3'突出物及1-8個核苷酸之5'突出物。在甚至另一具體實例中,雙股RNA分子為分離的雙股RNA分子。
在一些具體實例中,第一股具有1-10個核苷酸之3'突出物及1-10個核苷酸之5'突出物或5'鈍端。在另一具體實例中,第一股具有1-10個核苷酸之31突出物及1-10個核苷酸之51突出物。在一替代性具體實例中,第一股具有1-10個核苷酸之3'突出物及5'鈍端。
在一些具體實例中,第一股之長度為5-100個核苷酸、12-30個核苷酸、15-28個核苷酸、18-27個核苷酸、19-23個核苷酸、20-22個核苷酸或21個核苷酸。
在另一具體實例中,第二股之長度為3-30個核苷酸、12-26個核苷酸、13-20個核苷酸、14-23個核苷酸、14或15個核苷酸。
在一些具體實例中,第一股之長度為5-100個核苷酸且第二股之長度為3-30個核苷酸;或第一股之長度為10-30個核苷酸且第二股之長度為3-29個核苷酸;或第一股之長度為12-30個核苷酸且第二股之長度為10-26個核苷酸;或第一股之長度為15-28個核苷酸且第二股之長度為12-26個核苷酸;或第一股之長度為19-27個核苷酸且第二股之長度為14-23個核苷酸;或第一股之長度為20-22個核苷酸且第二股之長度為14-15個核苷酸。在另一具體實例中,第一股之長度為21個核苷酸且第二股之長度為13-20個核苷酸、14-19個核苷酸、14-17個核苷酸、14或15個核苷酸。
在一些具體實例中,第一股比第二股長至少1個、2個、3個、4個、5個、6個、7個、8個、9個或10個核苷酸。
在一些具體實例中,雙股RNA分子進一步包含1-10個不匹配或錯配之核苷酸。在另一具體實例中,不匹配或錯配之核苷酸處於或靠近3'凹端。在一替代性具體實例中,不匹配或錯配之核苷酸處於或靠近5'凹端。在一替代性具體實例中,不匹配或錯配之核苷酸在雙股區域處。在另一具體實例中,不匹配或錯配之核苷酸序列之長度為1-5個核苷酸。在甚至另一具體實例中,不匹配或錯配之核苷酸形成環結構。
在一些具體實例中,第一股或第二股含有至少一個缺口或由兩個核苷酸片段形成。
在一些具體實例中,經由RNA干擾、轉譯調節及DNA表觀遺傳調節中之一者或兩者或所有來實現基因靜默。
在一些具體實例中,待靜默之K-Ras mRNA目標序列為表1中所示的目標序列。
在一些具體實例中,RNA雙股分子,在本文中亦稱為非對稱干擾RNA分子或aiRNA分子,其包含選自表2中所示的彼等序列的有義股序列、反義股序列或有義股序列與反義股序列之組合。
在一些具體實例中,RNA雙股分子(aiRNA)包含選自由SEQ ID NO:320-637組成之群的有義股序列。在一些具體實例中,RNA雙股分子(aiRNA)包含選自由SEQ ID NO:638-955組成之群的反義股序列。在一些具體實例中,RNA雙股分子(aiRNA)包含選自由SEQ ID NO:320-637組成之群的有義股序列及選自由SEQ ID NO:638-955組成之群的反義股序
列。
在一些具體實例中,RNA雙股分子(aiRNA)包含與選自由SEQ ID NO:320-637組成之群的序列至少50%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、95%或95%以上一致的有義股序列。在一些具體實例中,RNA雙股分子(aiRNA)包含與選自由SEQ ID NO:638-955組成之群的序列至少50%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、95%或95%以上一致的反義股序列。在一些具體實例中,RNA雙股分子(aiRNA)包含與選自由SEQ ID NO:320-637組成之群的序列至少50%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、95%或95%以上一致的有義股序列及與選自由SEQ ID NO:638-955組成之群的序列至少50%、60%、70%、75%、80%、85%、90%、95%或95%以上一致的反義股序列。
如本說明書及申請專利範圍中所用,除非上下文另外清楚地指示,否則單數形式「一(a/an)」及「該」包括複數個指代物。舉例而言,術語「細胞」包括複數個細胞,包括其混合物。
如本文所用,「雙股RNA(double stranded RNA)」、「雙股RNA(duplex RNA)」或「RNA雙股(RNA duplex)」指具有兩個股及至少一個雙股區域之RNA,且包括在雙股區域內或在兩個相鄰雙股區域之間具有至少一個間隙、缺口、凸出及/或氣泡之RNA分子。若一個股在兩個雙股區域之間具有不匹配的核苷酸之間隙或單股區域,則該股被認為具有多個片段。如本文所用,雙股RNA可在任一端或兩端具有末端突出物。在一些具體實例中,雙股RNA之兩個股可經由某些化學連接子連接。
如本文所用,「反義股(antisense strand)」指具有針對目標信
使RNA之實質序列互補性之RNA股。反義股可為siRNA分子的一部分、miRNA/miRNA*雙股之一部分或單股成熟miRNA。
如本文所用之術語「經分離(isolated)」或「經純化(purified)」指實質上或基本上不含在其天然狀態下通常伴隨其的組分之物質。純度及均質性典型地使用諸如聚丙烯醯胺凝膠電泳或高效液相層析之分析化學技術來測定。
如本文所用,「調節(modulating)」及其語法等效物指提高或降低(例如靜默),換言之,上調或下調。如本文所用,「基因靜默(gene silencing)」指降低基因表現,且可指使基因表現降低目標基因之約20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%或95%。
如本文所用,術語「個體(subject)」指任何動物(例如哺乳動物),包括(但不限於)人類、非人類靈長類動物、嚙齒動物及其類似物,其為特定治療之接受者。典型地,術語「個體」及「患者」在本文中提及人類個體時可互換使用。
如本文所用之諸如「治療(treating/treatment/to treat)」或「減輕(alleviating/to alleviate)」的術語指:(1)治癒、減緩診斷之病理學病狀或病症、減輕其症狀及/或使其進展停止的治療措施與(2)預防或減緩目標病理學病狀或病症之發展的防治性或預防性措施。因此,需要治療的彼等者包括已患有病症之彼等者;易於患該病症之彼等者;及待預防該病症之彼等者。若患者展示以下中之一或多者,則個體成功地根據本發明之方法「治療」:癌細胞之數目減少或完全不存在;腫瘤尺寸減小;癌細胞向周圍器官浸潤(包括癌症向軟組織及骨中擴散)被抑制或不存在;抑制或不存在腫
瘤轉移;抑制或不存在腫瘤生長;緩解一或多種與特定癌症相關之症狀;發病率及死亡率降低;及生活品質改良。
如本文所用,術語「抑制(inhibiting)/to inhibit)」及其語法等效物在用於生物活性之情形下時指生物活性之下調,其可降低或消除目標功能,諸如蛋白產生或分子磷酸化。在特定具體實例中,抑制可指降低目標活性之約20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%或95%。當用於病症或疾病之情形下時,該等術語指成功預防症狀之發作、減輕症狀或消除疾病、病狀或病症。
如本文所用,術語「實質上互補(substantially complementary)」指兩個核酸之間的鹼基配對雙股區域且並非任何單股區域(諸如末端突出物)或兩個雙股區域之間的間隙區域中的互補性。互補性無需完全互補;可存在任何數目之鹼基對錯配,例如在兩個核酸之間。然而,若錯配數目為如此大以至於在甚至最不嚴格雜交條件下亦不可能發生雜交,則序列不為實質上互補序列。當兩個序列在本文中稱為「實質上互補」時,其意謂該等序列彼此充分互補以在所選反應條件下雜交。此項技術中熟知核酸互補性與雜交嚴格性足以達成特異性之關係。兩個實質上互補的股可為例如完全互補或可含有一至多個錯配,只要雜交條件足以允許例如在配對序列與非配對序列之間進行區分。因此,實質上互補序列可指在雙股區域中鹼基對互補性為100%、95%、90%、80%、75%、70%、60%、50%或50%以下或其間任何數值之序列。
RNA干擾(簡稱為RNAi)為由雙股RNA(double-stranded RNA;dsRNA)誘導的用於目標性破壞單股RNA(ssRNA)的細胞過程。ssRNA
為基因轉錄物,諸如信使RNA(mRNA)。RNAi為轉錄後基因靜默之形式,其中dsRNA可尤其干擾具有與dsRNA互補之序列的基因的表現。dsRNA之反義RNA股以諸如信使RNA(mRNA)之互補基因轉錄物為目標以由核糖核酸酶裂解。
在RNAi過程中,長dsRNA由核糖核酸酶蛋白Dicer加工成短形式,稱為小干擾RNA(siRNA)。將siRNA分成導引(或反義)股及隨從(passenger)(或有義)股。將導引股整合至RNA誘導之靜默複合物(RISC)中,該複合物為含核糖核酸酶之多蛋白複合物。複合物接著尤其以用於破壞之互補基因轉錄物為目標。
已展示RNAi為許多真核生物中之常見細胞過程。跨越真核域之RISC以及Dicer為保守的。RNAi被認為在對病毒及其他外來遺傳物質之免疫反應中起作用。
小干擾RNA(siRNA)為一類在生物學中起各種作用之短雙股RNA(dsRNA)分子。最值得注意的是,其參與RNA干擾(RNAi)路徑,其中siRNA干擾特定基因之表現。另外,siRNA亦在諸如抗病毒機制或使基因組之染色質結構成形之過程中起作用。在一些具體實例中,siRNA具有短(19-21個核苷酸)雙股RNA(dsRNA)區域,其中2-3個核苷酸之3'突出物具有5'-磷酸及3'-羥基端。
Dicer為RNA酶III核糖核酸酶家族之成員。Dicer將長雙股RNA(dsRNA)、預微RNA(miRNA)及短髮夾RNA(shRNA)裂解成約20-25個核苷酸長、通常在3'端具有兩個鹼基突出物的稱為小干擾RNA(siRNA)之短雙股RNA片段。Dicer催化RNA干擾路徑中之第一步驟且起始RNA誘
導的靜默複合物(RISC)形成,其催化組分阿爾戈(argonaute)為能夠降解序列與siRNA導引股互補的信使RNA(mRNA)之核酸內切酶。
如本文所用,有效siRNA序列為有效觸發RNAi來降解目標基因之轉錄物的siRNA。並非每個與目標基因互補的siRNA均可有效觸發RNAi來降解基因之轉錄物。實際上,耗時的篩選通常為必要的以識別有效siRNA序列。在一些具體實例中,有效siRNA序列能夠使目標基因之表現降低超過90%、超過80%、超過70%、超過60%、超過50%、超過40%或超過30%。
本發明使用稱為非對稱干擾RNA(aiRNA)之結構架構,其可用於實現siRNA樣結果以及調節miRNA路徑活動,PCT公開案WO 2009/029688及WO 2009/029690最初進行詳細描述,其全文內容以引用的方式併入本文中。
aiRNA之結構設計不僅在功能上有力地實現基因調節,而且提供優於目前最先進的RNAi調節子(主要為反義,siRNA)之數個優點。在該等優點中,aiRNA可具有長度比當前siRNA構造更短的RNA雙股結構,其應降低合成成本且消除或減少長度依賴性觸發來自宿主細胞的非特異性干擾素樣免疫反應。aiRNA中較短長度之隨從股亦將消除或減少非故意併入RISC中之隨從股,且轉而降低在miRNA介導之基因靜默中觀察到的脫靶效應。aiRNA可用於當前基於miRNA之技術正應用或考慮應用的所有領域中,包括生物學研究、生物技術及製藥工業之R&D及基於miRNA之診斷及療法。
在一些具體實例中,第一股包含與K-Ras mRNA目標序列實
質上互補的序列。在另一具體實例中,第二股包含與K-Ras mRNA目標序列實質上互補的序列。
本發明係關於能夠實現K-Ras基因靜默之非對稱雙股RNA分子。在一些具體實例中,本發明之RNA分子包含第一股及第二股,其中第二股與第一股實質上互補或部分互補,且第一股與第二股形成至少一個雙股區域,其中第一股比第二股長(長度非對稱)。本發明之RNA分子具有至少一個雙股區域及獨立地選自由5'突出物、3'突出物及鈍端組成之群的兩個端。
本發明之RNA分子之任何單股區域,包括任何末端突出物及兩個雙股區域之間的間隙,可經由化學修飾或二級結構針對降解進行穩定。RNA股可具有不匹配或不完全匹配的核苷酸。各股可具有一或多個缺口(核酸主鏈中之切口)、間隙(具有一或多個缺失核苷酸之分段股)及經修飾之核苷酸或核苷酸類似物。不僅RNA分子中之任何或所有核苷酸可經化學修飾,而且各股可與一或多個部分結合以增強其功能,例如與諸如一或多種肽、抗體、抗體片段、適體、聚合物等之部分結合。
在一些具體實例中,第一股比第二股長至少1個核苷酸。在另一具體實例中,第一股比第二股長至少2個、3個、4個、5個、6個、7個、8個、9個、10個、11個、12個、13個、14個、15個、16個、17個、18個、19個或20個核苷酸。在另一具體實例中,第一股比第二股長20-100個核苷酸。在另一具體實例中,第一股比第二股長2-12個核苷酸。在甚至另一具體實例中,第一股比第二股長3-10個核苷酸。
在一些具體實例中,第一股或長股之長度為5-100個核苷酸
或較佳10-30個核苷酸或12-30個核苷酸或更佳15-28個核苷酸。在一個具體實例中,第一股的長度為21個核苷酸。在一些具體實例中,第二股或短股之長度為3-30個核苷酸或較佳3-29個核苷酸或10-26個核苷酸或更佳12-26個核苷酸。在一些具體實例中,第二股之長度為15個核苷酸。
在一些具體實例中,雙股區域之長度為3-98個鹼基對(bp)。在另一具體實例中,雙股區域之長度為5-28個bp。在甚至另一具體實例中,雙股區域之長度為10-19個bp。雙股區域之長度可為3個、4個、5個、6個、7個、8個、9個、10個、11個、12個、13個、14個、15個、16個、17個、18個、19個、20個、21個、22個、23個、24個、25個、26個、27個、28個、29個或30個bp。
在一些具體實例中,RNA分子之雙股區域不含有任何錯配或凸出,且在雙股區域中兩個股彼此完全互補。在另一具體實例中,RNA分子之雙股區域含有錯配及/或凸出。
在一些具體實例中,末端突出物為1-10個核苷酸。在另一具體實例中,末端突出物為1-8個核苷酸。在另一具體實例中,末端突出物為3個核苷酸。
本發明亦提供一種調節細胞或生物體中之K-Ras基因表現之方法(靜默方法)。該方法包含以下步驟:使該細胞或生物體與雙股RNA分子在選擇性K-Ras基因靜默可發生之條件下接觸,及介導由該雙股RNA分子針對具有實質上對應於該雙股RNA之序列部分的目標K-Ras實現的選擇性K-Ras基因靜默。
在一些具體實例中,接觸步驟包含將該雙股RNA分子引入
選擇性基因靜默可發生之培養物或生物體中之目標細胞中的步驟。在另一具體實例中,引入步驟包含轉染、脂質體轉染、感染、電穿孔或其他遞送技術。
在一些具體實例中,靜默方法用於確定細胞或生物體中的基因的功能或效用。
靜默方法可用於調節細胞或生物體中基因之表現。在一些具體實例中,基因與疾病(例如人類疾病或動物疾病)、病理學病狀或不希望之病狀相關。在一些具體實例中,疾病為胃癌。
本發明之RNA分子可用於治療及/或預防各種疾病或不希望之病狀,包括胃癌。在一些具體實例中,本發明可用作癌症療法或用於預防癌症或延緩癌症進展。本發明之RNA分子可用於使參與細胞增殖或其他癌症表型之k-Ras靜默或敲除該k-Ras。
本發明提供一種治療疾病或不希望之病狀的方法。該方法包含使用非對稱雙股RNA分子來實現與疾病或不希望之病狀相關的基因之基因靜默。
本發明進一步提供一種醫藥組成物。該藥物包含作為活性劑之至少一種非對稱雙股RNA分子及選自由以下組成之群的一或多種載劑:醫藥載劑、正電荷載體、脂質體、蛋白載體、聚合物、奈米粒子、奈米乳劑、脂質及類脂。在一些具體實例中,組成物用於診斷應用或用於治療應用。
本發明之醫藥組成物及調配物可與關於siRNA、miRNA及反義RNA開發之醫藥組成物及調配物相同或類似(參見例如de Fougerolles
等人,2007,「Interfering with disease:a progress report on siRNA-based therapeutics.」Nat Rev Drug Discov 6,443453;Kim and Rossi,2007,「Strategies for silencing human disease using RNA interference.」Nature reviews 8,173-184),不同之處在於RNA成分。醫藥組成物及調配物中之siRNA、miRNA及反義RNA可經本資訊之雙股RNA分子置換。醫藥組成物及調配物亦可進一步經修飾以適應本資訊之雙股RNA分子。
所揭示之雙股RNA分子之「醫藥學上可接受之鹽(pharmaceutically acceptable salt)」或「鹽(salt)」為所揭示之雙股RNA分子之適合於向個體投予之產物,其含有離子鍵且典型地藉由使所揭示之雙股RNA分子與酸或鹼反應得到。醫藥學上可接受之鹽可包括(但不限於)酸加成鹽,包括鹽酸鹽、氫溴酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽、硫酸氫鹽、烷基磺酸鹽、芳基磺酸鹽、乙酸鹽、苯甲酸鹽、檸檬酸鹽、順丁烯二酸鹽、反丁烯二酸鹽、丁二酸鹽、乳酸鹽及酒石酸鹽;鹼金屬陽離子,諸如Na、K、Li,鹼土金屬鹽,諸如Mg或Ca,或有機胺鹽。
「醫藥組成物(pharmaceutical composition)」為呈適合於向個體投予之形式的含有所揭示之雙股RNA分子之調配物。在一個具體實例中,醫藥組成物呈散裝形式或為單位劑型。單位劑型為各種形式中之任一者,包括例如膠囊、靜脈袋、錠劑、氣霧劑吸入器上的單個泵或瓶。單位劑量組成物中之活性成分(例如所揭示之雙股RNA分子或其鹽之調配物)的數量為有效量且根據所涉及之特定治療而變化。熟習此項技術者應瞭解,有時需要視患者之年齡及病狀而定對劑量進行常規改變。劑量亦取決於投藥途徑。涵蓋各種途徑,包括口服、經肺、經直腸、非經腸、經皮、
皮下、靜脈內、肌內、腹膜內、鼻內及其類似途徑。用於局部或經皮投予本發明之雙股RNA分子的劑型包括粉末、噴霧劑、軟膏、糊劑、乳膏、洗劑、凝膠、溶液、貼片及吸入劑。在一個具體實例中,使活性雙股RNA分子在無菌條件下與醫藥學上可接受之載劑及所需之任何防腐劑、緩衝劑或推進劑混合。
本發明提供一種治療方法,其包含向有需要之個體投予有效量之醫藥組成物。在一些具體實例中,醫藥組成物經由選自由靜脈內、皮下、局部、經口及腹膜內組成之群的途徑投予。在另一具體實例中,有效量為每天1ng至1g、每天100ng至1g或每天1μg至1mg。
本發明亦提供包含本發明之雙股RNA分子與至少一種醫藥學上可接受之賦形劑或載劑之組合的醫藥調配物。如本文所用,「醫藥學上可接受之賦形劑(pharmaceutically acceptable excipient)」或「醫藥學上可接受之載劑(pharmaceutically acceptable carrier)」意欲包括與藥物投予相容的任何及所有溶劑、分散介質、包衣、抗菌劑及抗真菌劑、等滲及吸收延遲劑及其類似物。適合載劑描述於「Remington:The Science and Practice of Pharmacy,第二十版,」Lippincott Williams & Wilkins,Philadelphia,PA.中,其以引用的方式併入本文中。此類載劑或稀釋劑之實例包括(但不限於)水、鹽水、林格氏(Ringer's)溶液、葡萄糖溶液及5%人類血清白蛋白。亦可使用脂質體及非水性媒劑,諸如不揮發性油。此類介質及試劑用於醫藥學活性物質之用途為此項技術中所熟知的。除非任何習知介質或試劑與活性雙股RNA分子不相容,否則涵蓋其在組成物中之用途。補充之活性雙股RNA分子亦可併入組成物中。
本發明之雙股RNA分子以適合劑型投予,該適合劑型根據習知程序(亦即,藉由製備本發明之醫藥組成物)藉由組合治療有效量(例如足以經由抑制腫瘤生長、殺死腫瘤細胞、治療或預防細胞增生性病症等實現所需治療效果之有效水準)之本發明之雙股RNA分子(作為活性成分)與標準醫藥載劑或稀釋劑來製備。此等程序可包括適當時混合、粒化及壓縮或溶解成分以獲得所需製劑。在另一具體實例中,治療有效量之本發明之雙股RNA分子以不含標準醫藥載劑或稀釋劑之適合劑型投予。
醫藥學上可接受之載劑包括固體載劑,諸如乳糖、白土、蔗糖、滑石、明膠、瓊脂、果膠、***膠(acacia)、硬脂酸鎂、硬脂酸及其類似載劑。例示性液體載劑包括糖漿、花生油、橄欖油、水及其類似載劑。相似地,載劑或稀釋劑可包括本領域中已知的延時物質,諸如單獨或與蠟、乙基纖維素、羥丙基甲基纖維素、甲基丙烯酸甲酯或其類似物一起之單硬脂酸甘油酯或二硬脂酸甘油酯。其他填充劑、賦形劑、調味劑及其他添加劑(諸如本領域中已知)亦可包括在根據本發明之醫藥組成物中。
含有本發明之活性雙股RNA分子之醫藥組成物可以一般已知之方式(例如藉助於習知混合、溶解、粒化、製糖衣藥丸、水磨、乳化、囊封、包覆或凍乾製程)來製造。醫藥組成物可使用一或多種生理學上可接受之載劑以習知方式調配,該等載劑包含有助於將活性雙股RNA分子加工成醫藥學上可使用之製劑的賦形劑及/或助劑。當然,適當調配物取決於所選投予途徑。
本發明之雙股RNA分子或醫藥組成物可以當前用於化學療法治療的許多熟知方法向個體投予。舉例而言,為治療癌症,可將本發明
之雙股RNA分子直接注射至腫瘤中、注射至血流或體腔中或口服或用貼片穿過皮膚施用。為治療牛皮癬病狀,全身投予(例如口服)或局部投予至受影響之皮膚區域為較佳投予途徑。所選劑量應足以構成有效治療但尚未高到引起不可接受之副作用。應在治療期間及治療後之合理時期密切監測疾病病狀(例如胃癌)之狀況及患者之健康狀況。
以下提供實施例來進一步說明本發明之不同特徵。該等實施例亦說明用於實施本發明之有用方法。此等實施例不限制所主張之本發明。
實施例1:aiK-Ras之試管內效能
圖1(A)展示試管內研究,其中aiRNA ID NO:21(「aiK-Ras #1」)用於以K-Ras目標SEQ ID NO:22為目標以測定aiK-Ras #1之IC50。使DLD1細胞(ATCC)經aiK-Ras #1轉染。在轉染之後48小時,收集細胞且分離RNA。藉由qPCR測定aiK-Ras #1之IC50。將剩餘mRNA標準化為GAPDH表現水準。3.1pM IC50表明aiK-Ras #1以高效能使K-Ras基因表現靜默。
圖1(B)展示試管內研究,其中aiRNA ID NO:142(「aiK-Ras #2」)用於以K-Ras目標SEQ ID NO:142為目標以測定aiK-Ras #2之IC50。使DLD1細胞經aiK-Ras #2轉染。在轉染之後48小時,收集細胞且分離RNA。aiK-Ras #2之IC50藉由qPCR測定。將剩餘mRNA標準化為GAPDH表現水準。3.5pM IC50表明aiK-Ras #1以高效能使K-Ras基因表現靜默。
實施例2:aiK-Ras之脫靶效應降低
圖2(A)展示藉由北方墨點分析偵測負載至RISC之siRNA及aiRNA。為了分析小RNA RISC負載,使HEK293 Flag-Ago2穩定細胞經aiRNA
或siRNA雙股轉染。在指定時間點使細胞溶解且用Flag抗體(Sigma,目錄號F1804)進行免疫沈澱。洗滌免疫沈澱物,藉由TRIZOL(Life Technologies,15596-018)提取使RNA自複合物分離,且負載於15% TBE-脲PAGE或15% TBE非變性PAGE凝膠上。電泳之後,將RNA轉移至Hybonad-XL耐綸膜。接著使r-P32標記之偵測有義股或反義股探針與膜上之RNA雜交。使表現Flag-Ago2之HEK293細胞(Invivogen,目錄號293-空)經siRNA或aiRNA轉染,其後進行免疫沈澱分析。經由瞬時轉染FLAG-Ago2新黴素質體DNA載體產生穩定地表現Flag-Ago2細胞之FLAG-Ago2 HEK 293細胞。在選擇性含新黴素培養基培養之後,藉由西方墨點法選擇單株群體。使用非變性凝膠偵測dsRNA。
圖2(B)展示aiRNA之脫靶降低。使海拉細胞(HeLa cell)經與基於反義股或有義股之aiRNA或siRNA目標序列及aiK-Ras#2或siK-ras#2(5nM)融合的螢光素酶報導基因轉染。圖2(C)展示用抗HA抗體(Invivogen,目錄號ab-hatag)使TLR3/RNA複合物免疫沈澱。自丸粒提取RNA,且進行北方墨點分析以確定aiRNA/siRNA與TLR3受體之間的相互作用。
圖2(A)至圖2(C)展示aiK-Ras #1及aiK-Ras #2之非對稱結構降低有義股介導之脫靶效應及LTR3結合。
實施例3:K-Ras突變細胞中之aiK-Ras敏感性
圖3(A)展示經aiK-Ras #1或aiK-Ras #2轉染之AGS(ATCC)細胞及DLD1細胞中的群落形成分析。使細胞經1nM GFP aiRNA(對照;GGTTATGTACAGGAACGCA(SEQ ID NO:956))或1nM aiK-Ras #1或aiK-Ras
#2轉染24小時。接著以胰蛋白酶處理細胞且以每孔500-2000個細胞再塗於6孔培養盤上以確定細胞之群落形成能力。在11-14天之後,用吉姆薩(Giemsa)染色劑染色群落且計數群落數目。對於西方墨點分析,用冰冷PBS洗滌細胞且在溶解緩衝液[50mM Hepes(pH 7.5)、1% Nonidet P-40、150mM NaCl、1mM EDTA及1×停止蛋白酶抑制劑混合物(Thermo Scientefic,目錄號87786)]中進行溶解。藉由SDS/PAGE分離可溶性蛋白(10μg)且將其轉移至PVDF膜。在此研究中使用針對其之初級抗體。藉由增強型化學發光(BioRad,目錄號170-5060)使抗原-抗體複合物可視化。
圖3(B)展示來自AGS及DLD1之溶解產物的西方墨點分析及aiK-Ras #1與aiK-Ras #2對K-Ras表現、裂解之凋亡蛋白酶3(caspase 3)及裂解之PARP的轉染作用。
圖3(C)展示大細胞組中之群落形成分析結果。組中之所有細胞係獲自ATCC。突出顯示含有K-Ras突變之細胞。
實施例4:aiK-Ras敏感性與K-Ras擴增之間的相關性
圖4展示K-Ras及EGFR-RAS路徑分子之西方墨點分析。負載溶解產物(每泳道10微克)且偵測總及磷酸化形式之EGFR、cRaf、MEK及ERK。使用GST-Raf-RBD自細胞溶解產物親和純化K-Ras之活化形式(K-Ras GTP)且用K-Ras抗體藉由西方墨點法進行分析。以下抗體用於西方墨點法:肌動蛋白(Sigma,目錄號A5316)K-RAS(Santa Cruz,sc30及Cell signaling,目錄號8955)、裂解之PARP(Cell Signaling,目錄號5625)、裂解之凋亡蛋白酶-3(Cell Signaling,目錄號9664)、磷酸基-EGF受體(Cell Signaling,目錄號3777)、EGF受體(Cell Signaling,目錄號4267)、磷酸基
-c-Raf(Cell signaling,目錄號9427)、c-Raf(Cell Signaling,目錄號9422)、磷酸基-MEK1/2(Cell Signaling,目錄號9154)、MEK1/2(Cell Signaling,目錄號8727)、磷酸基-p44/42 MAPK(Erk1/2)(Cell Signaling,目錄號4370)、p44/42 MAPK(Erk1/2)(Cell Signaling,目錄號4695)、Jagged1(Cell Signaling,目錄號2620)、Notch1(Cell Signaling,目錄號3608)、c-Myc(Cell Signaling,目錄號5605)。根據製造商之方案使用Ras活化套組(Abcam,目錄號ab128504)進行RBD下調。關於K-Ras(Santa Cruz,目錄號sc30)對沈澱物進行墨點分析。肌動蛋白(Sigma,目錄號A5316)作為負載對照進行墨點分析。圖4展示aiK-Ras敏感性與K-Ras擴增相關,且與Ras路徑分子之活化狀態無關。
圖5(A)展示在K-Ras突變大細胞組中aiK-Ras敏感性與K-Ras擴增相關。組中之所有細胞係獲自ATCC。K-Ras之複本數藉由qPCR進行分析。統計差異藉由雙側曼-惠特尼氏U檢驗(two-sided Mann-Whitney's U test)測定。p<0.05之差異被認為是在統計學上顯著的。
圖5(B)展示在K-Ras突變大細胞組中aiK-Ras敏感性與K-Ras擴增相關。K-Ras蛋白表現水準藉由西方墨點法量測。西方墨點法之譜帶藉由Image Lab(Biorad)定量。統計差異藉由雙側曼-惠特尼氏U檢驗測定。p<0.05之差異被認為是在統計學上顯著的。
圖3(A)至圖3(C)及圖5(A)至圖5(B)展示aiK-Ras敏感性在K-Ras突變細胞中變化且其與K-Ras複本數相關。
實施例6:aiK-Ras對敏感細胞系中之CSC樣表型之影響
圖6(A)展示CSC培養物中之幹性基因表現。將AGS細胞在
CSC培養基[含有B-27補充物(Life Technologies,目錄號17504-044)、20ng/mL EGF(R&D Systems,目錄號236-EG)、10ng/mL FGF(R&D Systems,目錄號233-FB)及1%青黴素/鏈黴素之DMEM營養混合物F-12(DMEM/F-12,Life technologies,目錄號11320-033)]中培養2週。CSC球體之Nanog、Oct4及Sox2基因表現藉由qPCR定量。
圖6(B)展示各種細胞系中之球體形成分析之結果。對於球體形成分析,製備塗有瓊脂糖之培養盤以分配經高壓釜處理之0.5%瓊脂且立即吸出。以胰蛋白酶處理經轉染細胞且計數,接著稀釋至每100μL 1×CSC培養基2000個細胞。將1.9mL包括0.33%瓊脂糖之溫熱CSC培養基(Sigma VII型,目錄號A-4018)添加至CSC培養基中之細胞中以達到0.3%之最終瓊脂糖濃度。將培養盤在4℃下置放10分鐘以冷卻。將培養盤在室溫下置放10分鐘且向頂層添加1mL CSC培養基。將培養盤在37℃/5% CO2培育箱中培育18-25天。為計數球體,吸出CSC培養基且添加PBS中之結晶紫(EMD,目錄號192-12)溶液且在室溫下培育1小時以使球體染色。
以胰蛋白酶處理細胞且在CSC培養基/3%軟瓊脂中以每孔2000個細胞再塗於塗有瓊脂之6孔培養盤上以確定細胞之球體形成能力。18-25天之後,球體經結晶紫染色,且計數球體數目。
圖6(C)展示具有aiK-Ras #1及aiK-Ras #2之AGS細胞及DLD1細胞中之高CD44群體之減少。CD44表現藉由流式細胞測量術偵測,其中AGS細胞及DLD1細胞經染色緩衝液(BD Pharmingen,目錄號555479)中之結合PE之抗CD44(BD Pharmingen,目錄號554657)在冰上染色45分鐘且用染色緩衝液洗滌一次。CD44陽性群體藉由流式細胞測量術(Attune
聲波聚焦細胞儀,Life technologies)偵測。
圖6(A)至圖6(B)展示根據本發明之aiK-Ras調節敏感細胞系中之CSC樣表型。
實施例7:K-Ras敲除對CSC相關基因表現譜之影響。
圖7(A)展示CSC相關基因在經aiK-Ras轉染之癌細胞中之熱圖。細胞經1nM對照aiRNA或aiK-Ras #1轉染48小時。使用針對84種CSC相關基因之特異性驗證引子藉由RT2 Profiler PCR陣列(RT2 Profiler PCR array)對總RNA進行即時PCR。將基因表現中之倍數變化以aiK-Ras #1與對照aiRNA樣品之間的比率的形式計算。圖7(B)展示藉由西方墨點法確認下調的Notch信號傳遞。下表3概述對應於如圖7(A)中所示之熱圖的用aiK-Ras #1下調>3倍之基因。
在本說明書中說明及討論之具體實例僅欲教示熟習此項技術者本發明者已知進行及使用本發明之最佳方式。本說明書中無任何內容應被視為限制本發明之範圍。所呈現之所有實施例均為代表性及非限制性的。如熟習此項技術者根據以上教示內容所瞭解,在不脫離本發明之情況
下,可對本發明之上述具體實例進行修改或改變。因此,應理解,在申請專利範圍及其等效物之範圍內,本發明可以除特定描述以外的方式實施。
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Claims (34)
- 一種雙股RNA分子之用途,其用於製造治療有需要之個體之癌症的醫藥品,其中該雙股RNA分子包含(i)第一股,其包含長度為18-23個核苷酸之核苷酸序列,其中該第一股之核苷酸序列與K-Ras mRNA目標序列實質上互補,及(ii)第二股,其包含長度為12-17個核苷酸之核苷酸序列,其中該第二股與該第一股實質上互補且與該第一股形成雙股區域,其中該第一股具有1-9個核苷酸之3'突出物及0-8個核苷酸之5'突出物,且其中該雙股RNA分子能夠實現選擇性K-Ras基因靜默。
- 一種雙股RNA分子之用途,其用於製造治療所選患者群體之癌症的醫藥品,其中該雙股RNA分子包含(i)第一股,其包含長度為18-23個核苷酸之核苷酸序列,其中該第一股之核苷酸序列與K-Ras mRNA目標序列實質上互補,及(ii)第二股,其包含長度為12-17個核苷酸之核苷酸序列,其中該第二股與該第一股實質上互補且與該第一股形成雙股區域,其中該第一股具有1-9個核苷酸之3'突出物及0-8個核苷酸之5'突出物,且其中該雙股RNA分子能夠實現選擇性K-Ras基因靜默;其中在包含以下步驟之方法中使用該醫藥品:(a)量測自診斷有癌症之候選患者獲得的生物樣品中突變K-Ras基因擴增之水準;(b)確認該候選患者之突變K-Ras基因擴增水準高於基準水準;及(c)向該候選患者投予該醫藥品。
- 一種雙股RNA分子之用途,其用於製造治療所選患者群體之癌症的醫藥品,其中該雙股RNA分子包含(i)第一股,其包含長度為18-23個 核苷酸之核苷酸序列,其中該第一股之核苷酸序列與K-Ras mRNA目標序列實質上互補,及(ii)第二股,其包含長度為12-17個核苷酸之核苷酸序列,其中該第二股與該第一股實質上互補且與該第一股形成雙股區域,其中該第一股具有1-9個核苷酸之3'突出物及0-8個核苷酸之5'突出物,且其中該雙股RNA分子能夠實現選擇性K-Ras基因靜默;其中在包含以下步驟之方法中使用該醫藥品:(a)量測自診斷有癌症之候選患者獲得的生物樣品中突變K-Ras蛋白之表現水準;(b)確認該候選患者之突變K-Ras蛋白表現水準高於基準水準;及(c)向該候選患者投予該醫藥品。
- 如申請專利範圍第1項之用途,其中該癌症為胃癌,或該個體罹患或易患胃癌。
- 如申請專利範圍第1項之用途,其中該第一股之核苷酸序列包含與該K-Ras mRNA目標序列至少70%互補的序列。
- 如申請專利範圍第5項之用途,其中該第一股之長度為19-23個核苷酸。
- 如申請專利範圍第6項之用途,其中該第一股之長度為21個核苷酸。
- 如申請專利範圍第7項之用途,其中該第二股之長度為14-16個核苷酸。
- 如申請專利範圍第8項之用途,其中該第二股之長度為15個核苷酸。
- 如申請專利範圍第9項之用途,其中該第一股具有2-4個核苷酸之3'突出物。
- 如申請專利範圍第10項之用途,其中該第一股具有3個核苷酸之3'突出物。
- 如申請專利範圍第1項之用途,其中該雙股RNA分子含有至少一個經修飾之核苷酸或其類似物。
- 如申請專利範圍第12項之用途,其中該至少一個經修飾之核苷酸或其類似物為糖、主鏈及/或鹼基經修飾之核糖核苷酸。
- 如申請專利範圍第13項之用途,其中該主鏈經修飾之核糖核苷酸在與另一核糖核苷酸的磷酸二酯鍵中具有修飾。
- 如申請專利範圍第1項之用途,其中該第一股包含選自由SEQ ID NO:638-955組成之群的反義股序列。
- 如申請專利範圍第15項之用途,其中該第二股包含選自由SEQ ID NO:320-637組成之群的有義股序列。
- 如申請專利範圍第15項之用途,其中該第一股包含選自由SEQ ID NO:638-955組成之群的反義股序列且該第二股包含選自由SEQ ID NO:320-637組成之群的有義股序列。
- 如申請專利範圍第1項之用途,其中該個體為人類。
- 一種雙股RNA分子,其包含(i)第一股,其包含長度為18-23個核苷酸之核苷酸序列,其中該第一股之核苷酸序列與K-Ras mRNA目標序列實質上互補,及(ii)第二股,其包含長度為12-17個核苷酸之核苷酸序列,其中該第二股與該第一股實質上互補且與該第一股形成雙股區域,其中該第一股具有1-9個核苷酸之3'突出物及0-8個核苷酸之5'突出物,且其中該雙股RNA分子能夠實現選擇性K-Ras基因靜默。
- 如申請專利範圍第19項之雙股RNA分子,其中該第一股之核苷酸序列包含與該K-Ras mRNA目標序列至少70%互補的序列。
- 如申請專利範圍第19項之雙股RNA分子,其中該第一股之長度為19-23個核苷酸。
- 如申請專利範圍第21項之雙股RNA分子,其中該第一股之長度為21個核苷酸。
- 如申請專利範圍第22項之雙股RNA分子,其中該第二股之長度為14-16個核苷酸。
- 如申請專利範圍第23項之雙股RNA分子,其中該第二股之長度為15個核苷酸。
- 如申請專利範圍第24項之雙股RNA分子,其中該第一股具有2-4個核苷酸之3'突出物。
- 如申請專利範圍第25項之雙股RNA分子,其中該第一股具有3個核苷酸之3'突出物。
- 如申請專利範圍第19項之雙股RNA分子,其中該雙股RNA分子含有至少一個經修飾之核苷酸或其類似物。
- 如申請專利範圍第27項之雙股RNA分子,其中該至少一個經修飾之核苷酸或其類似物為糖、主鏈及/或鹼基經修飾之核糖核苷酸。
- 如申請專利範圍第28項之雙股RNA分子,其中該主鏈經修飾之核糖核苷酸在與另一核糖核苷酸的磷酸二酯鍵中具有修飾。
- 如申請專利範圍第19項之雙股RNA分子,其中該第一股包含選自由SEQ ID NO:638-955組成之群的反義股序列。
- 如申請專利範圍第19項之雙股RNA分子,其中該第二股包含選自由SEQ ID NO:320-637組成之群的有義股序列。
- 如申請專利範圍第19項之雙股RNA分子,其中該第一股包含選自由SEQ ID NO:638-955組成之群的反義股序列且該第二股包含選自由SEQ ID NO:320-637組成之群的有義股序列。
- 一種雙股RNA分子之用途,其用於製造藉由抑制有需要之個體的K-Ras基因表現或K-Ras活性來治療該個體之癌症的醫藥品,其中該雙股RNA分子包含(i)第一股,其包含長度為18-23個核苷酸之核苷酸序列,其中該第一股之核苷酸序列與K-Ras mRNA目標序列實質上互補,及(ii)第二股,其包含長度為12-17個核苷酸之核苷酸序列,其中該第二股與該第一股實質上互補且與該第一股形成雙股區域,其中該第一股具有1-9個核苷酸之3'突出物及0-8個核苷酸之5'突出物,且其中該雙股RNA分子能夠實現選擇性K-Ras基因靜默。
- 一種雙股RNA分子之用途,其用於製造藉由抑制有需要之個體之K-Ras基因表現或K-Ras活性來抑制該個體的癌症幹細胞(CSC)之存活及/或增殖的醫藥品,其中該雙股RNA分子包含(i)第一股,其包含長度為18-23個核苷酸之核苷酸序列,其中該第一股之核苷酸序列與K-RasmRNA目標序列實質上互補,及(ii)第二股,其包含長度為12-17個核苷酸之核苷酸序列,其中該第二股與該第一股實質上互補且與該第一股形成雙股區域,其中該第一股具有1-9個核苷酸之3'突出物及0-8個核苷酸之5'突出物,且其中該雙股RNA分子能夠實現選擇性K-Ras基因靜默。
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