【発明の詳細な説明】
アンチセンス核酸およびハンマーヘッド・リボザイム
本発明は、アンチセンス構築物、特に染色体転座物にコードされる転写物に特
異的であるアンチセンス核酸およびハンマーヘッド・リボザイム、並びに該アン
チセンス構築物を含む薬学的組成物に関する。
アンチセンス核酸およびリボザイムは、遺伝子発現およびウイルス機能の強力
な阻害剤であることが示されて
arschallら、1994;James & Al-Shamkhani、1995;Sczakiel & Nedbal、1995)。
配列の選択性は、非標的配列と僅かにしか相違しない細胞性標的配列の場合に、
特に重要である。短鎖のアンチセンス・オリゴヌクレオチド(<30nt)の場合、標
的に対する選択的結合は、形成された二重らせんの融解温度を比較することによ
ってインビトロでモニターでき、配列選択性は生細胞中で明確に実証された(Sch
wabら、1994)。逆に、長鎖の二重らせん(>30〜40ヌクレオチド)では、完全にマ
ッチする標的と1または数個のみの塩基しか違わない配列との間の区別は、見込
みがないと思われる。従って、融解温度は、インビトロで選択性を調べるのに適
切ではない。
長鎖のアンチセンスRNAでは、インビトロでのそれらの標的RNAとの会合速度(a
ssociation rate)は、インビボでのそれらの有効性と相関する。これは、原核生
物で天然に起こるアンチセンスRNAで(Wagner & Simons、1994)、並びにヒト細胞
中の1型ヒト免疫不全ウイルス(HIV-1)の複製のアンチセンスRNAに仲介される阻
害で(Rittnerら、1993)見られた。後者の場合、殆ど同じ長さのアンチセンス鎖
の会合速度において、実質的な差異が観察された。結果的に、速くハイブリダイ
ズするアンチセンス種の探索は、改善された阻害剤の同定を支援し、配列選択性
は、必ずしも二重らせん安定性の問題ではないが、長鎖の相補性RNA配列の場合
には、会合速度論の問題である。従って、選択的アンチセンス阻害剤の探索は、
相補性核酸の会合速度論の研究に基づかねばならない。
リボザイムの場合、標的への結合ならびにその開裂の両方とも、標的の特異的
崩壊に寄与すると考えられている。ハンマーヘッド・リボザイムは、1個のみの
アンチセンス・アーム、例えば、ヘリックスIII形成配列、および触媒性ドメイ
ンからなるが、少なくとも3塩基対の幾つかを除いて第2のアンチセンス・アー
ム(ヘリックスI)を欠くようにデザインできる(Tablerら、1994)。この非対称性
デザインは、2つの機能性ドメイン、結合のため
のアンチセンス・アームおよび開裂のための触媒性ドメインを生じる。それによ
って、会合速度論は、組織的に行なわれ得る。結合ドメインならびに触媒性ドメ
インは、完全にマッチする標的配列の場合のみ、標的配列の結合および開裂の両
方が起こり得るように、配置され得る。
配列選択性を研究するための生物学的に関連するモデル・システムは、ゲノム
の染色体異常から生じる転写的に活性な配列を含む。悪性細胞の増殖に関連する
染色体の転座は、特に興味がある。例えば、t(9;22)転座は、その5'部分にbcr配
列および3'部分にabl配列からなるbcr-abl融合遺伝子を生じる(Kurzrockらに概
説される、1988)。この転座は、ヒトの慢性骨髄性白血病(CML)の進展において重
要な役割を果たすと考えられる。この見解は、bcr-abl遺伝子の発現がCMLの病態
と類似する悪性疾患を生じることを示すマウスでの研究(Daleyら、1990;Kellih
erら、1990)によって支持される。abl野生型遺伝子は、正常細胞の細胞サイクル
の制御と明らかに関連する(Konopka & Witte、1985;Sawyersら、1994)。bcr遺
伝子産物の機能は、いまだ明らかではないが、それは多機能性シグナル伝導性タ
ンパク質として機能すると見なされている(Maru & Witte、1991;Maruら、1995
;Vonckenら、1995)。従って、bcr-abl遺伝子の選択的阻害は、正常な造血細胞
で野生型遺伝子を節約する(spare)のに要求される。
従って、本発明に横たわる技術的課題は、癌のような重篤な疾患を生じるかも
しれない染色体転座により形成される融合遺伝子の発現の特異的および選択的な
阻害のための新しいシステムを提供することである。
上記の技術的課題に対する解決は、
(a)第1の染色体DNA配列に相補性である部分、および
(b)第2の染色体DNA配列に相補性である部分、
を含むヌクレオチド配列を含む核酸を提供することにより達成され、ここで第
1および第2の染色体DNA配列は、融合遺伝子を生じる染色体転座の少なくとも
一部を形成し、該部分は転座点(translocation point)を含む。
「核酸」および「ヌクレオチド配列」という用語は、内因性に発現される、半
合成性、合成性または化学的に修飾された、デオキシリボヌクレオチドおよび/
またはリボヌクレオチドの核酸分子を指す。
「相補性である部分」という表現は、所与の核酸と塩基対を形成できる核酸の
領域、例えば、生物学的に関連する標的核酸を指し、従って、標的と二本鎖の核
酸を形成できる。
「染色体転座」という用語は、正常細胞では互いに連接しない染色体遺伝子座
のDNA配列の組合せを指す。本発
明の好ましい実施態様において、染色体転座は、t(9;22)である。
「融合遺伝子」という用語は、染色体転位(chromosomal rearrangement)の帰結
であり、異なる染色体遺伝子座の組合されたDNA配列からなる遺伝子を指す。融
合遺伝子は、正常細胞中でそのようには存在しない遺伝子情報を発現できる。
本発明の好ましい実施態様では、ヌクレオチド配列は、実質的にリボヌクレオ
チドからなる。該ヌクレオチド配列の好ましい例は、以下に列挙される: 本発明のさらなる実施態様では、上記のヌクレオチド配列の部分(a)および/
または部分(b)は、ハンマーヘッド・リボザイムの触媒性ドメインを含む。本発
明で使用されるハンマーヘッド・リボザイムに関する命名法および番号付けシス
テムは、Hertelら(1992)に対応する。
「触媒性ドメイン」という用語は、別の核酸の部位特異的開裂をトランスで(i
n trans)触媒し得る核酸配列を指す。標的核酸と、触媒性ドメインを含む核酸と
の間の開裂感応複合体(cleavage competent complex)は、標的に相補性である後
者の鎖の一部を介して形成され、助長される。
好ましい実施態様では、上記の定義された核酸は、非対称性ハンマーヘッド・
リボザイムの配列を含む;即ち、触媒性ドメインをフランキングする領域の1つ
は、長さにおいて他のものよりも短い。部分(a)および/または部分(b)は、ハン
マーヘッド・リボザイムのヘリックスI-および/またはヘリックスIII-形成領域
の少なくとも一部を形成する。
「ヘリックスI-および/またはヘリックスIII-形成領域」という表現は、3'側
および/または5'側でそれぞれ触媒性ドメインをフランキングするリボザイム配
列の領域を指す。該非対称性のハンマーヘッド・リボザイム配列の好ましい例を
、以下に列挙する。
本発明の他の実施態様は、RNAに転写されると上述のような核酸に対応する核
酸を含むDNA配列に関する。「転写されると」という用語は、適切なRNAポリメラ
ーゼによるDNA配列からRNA配列への酵素的変換を指す。
本発明の他の実施態様は、上述のような、核酸またはDNA配列を含むDNAおよび
/またはRNAベクターに関する。「ベクター」という用語は、外来性ヌクレオチ
ド配列の増幅に使用され得るDNAおよび/またはRNAレプリコンを指す。特に非対
称性ハンマーヘッド・リボザイムのコンテクストで有用なのは、ハンマーヘッド
・リボザイムの発現を可能にするDNAまたはRNAベクターである。1つの例は、非
対称性ハンマーヘッド・リボザイムをコードする核酸を適切なプロモーターの下
流に含み、その結果、該プロモーターからの転写が機能性で触媒的に活性である
非対称性ハンマーヘッド・リボザイムを生じる、DNAベクターである。
本発明の他の実施態様は、上述のような核酸、DNA配列またはベクターを含む
宿主生物に関する。「宿主生物」という用語は、ウイルス、細菌、真菌、植物ま
たは哺乳
動物に関する。
本発明の好ましい実施態様は、上述のヌクレオチド配列または非対称性ハンマ
ーヘッド・リボザイムをコードする核酸を増幅し得る、エピソーム性複製システ
ムを有する宿主生物に関する。「エピソーム性複製システム」という用語は、宿
主のゲノムに独立である複製システムを指す;即ち、プラスミドDNAまたはウイ
ルスは、エピソーム性複製システムである。
本発明のさらに好ましい実施態様は、そのゲノム中に上述の核酸の少なくとも
1つを含む、遺伝子工学的宿主生物に関する。「ゲノム」という用語は、次の世
代に継承し得る全体的な遺伝子的物質を指す。特に、本発明は、機能性で、触媒
的に活性な非対称性ハンマーヘッド・リボザイムを合成する性質を継承する生物
に関する。
本発明のさらなる実施態様は、当分野で公知の手順に従い、上述の宿主生物を
好適な条件下で培養すること及び培養物(細胞および/または培養培地)から所
望の産物を単離することを包含する、上述の核酸、DNA配列またはベクターの産
生方法に関する。
さらなる実施態様において、本発明は、上述の核酸、DNA配列またはベクター
を、必要に応じて薬学的に許容される担体および/または希釈剤とともに含む、
薬学的組
成物に関する。該薬学的組成物は、慢性骨髄性白血病、急性リンパ芽球性白血病
、急性骨髄性白血病、および低い段階の非ホジキンリンパ腫のような、染色体転
座に基づく疾患の処置に使用され得る。特に、上述の核酸、DNA配列またはベク
ターは、患者の処置において悪性細胞から造血幹細胞を除去する(purging)こと
を含む、ヒト患者で標的RNAを除去するために非経口的および他の投与手段によ
って使用され得る。
本明細書に記載されるbcr-ablに向けられた(directed)核酸は、処置されるbcr
-abl陽性細胞での効果的な阻害ならびに配列選択性によるbcrおよびabl野生型遺
伝子の変化を受けていない発現の両方に働く。bcrおよびabl野生型遺伝子の正常
な発現は正常な細胞増殖に必須であるので、後者の特性は極めて重要である。本
明細書に記載されるような配列選択性の実験的試験は、新規である。
図面は、以下を示す:
図1:この作業で使用されるbcr-abl由来の構築物の説明。(A)上部は、標的RN
Aのインビトロ転写のためのブルースクリプトに基づくプラスミドの図解的マッ
プを示す。黒矢印は、T7およびT3プロモーターの配向を示す。さらに、3つの標
的RNA ab/1b、bcrおよびbcr-ablが示されている。白棒内の番号はbcr-abl、abl
およびbcr遺伝子のエ
クソンをそれぞれ示す。上部に示される番号は、RNAの長さを示す。(B)親のアン
チセンスRNAおよびリボザイム。上部の番号は、RNAの長さを示す。(C)リボザイ
ムとbcr-abl基質RNAとの間に形成された複合体の配列。開裂の位置は、矢印およ
びbcr-abl融合点によって、点線により示される。
図2:速度論的インビトロ選択の図解的描写および急速ハイブリダイズ・アン
チセンスRNAおよびリボザイム種の同定。
図3:アンチセンス鎖の鎖長の関数としての、αBA62由来アンチセンスRNA種
の、bcr-abl、ab/1bまたはbcr標的RNAとのアニーリング。(A)変性ポリアクリル
アミドゲル電気泳動による、上記のハイブリダイゼーション反応の一本鎖分画お
よびハイブリッド分画の組成の時間的推移。レーンの上部の番号は、時点を分で
示す。矢頭は、RNA長をヌクレオチドで示す。ab/1b RNAとのアニーリング反応ハ
イブリッド分画中の20〜30ntの範囲のホスホルイメージャー(Phosphorlmager)シ
グナルにより、速度定数を計算するのは可能であった。しかしながら、これらの
シグナルは、この図では明確に見られない。(B)会合速度定数(kobs)対アンチセ
ンス鎖長のプロット。
図4:アンチセンス鎖の鎖長の関数としての、αARz7
2由来アンチセンスRNA種の、bcr-abl、ab/1bまたはbcr標的RNAとのアニーリング
(この図の部分AおよびBについては、図3に対する凡例の注を参照)。
図5:αBA72、αBA80、αBRz57由来アンチセンスRNA種の、bcr-abl、ab/1bま
たはbcr標的RNAとのアニーリングに関する会合速度定数(kobs)対アンチセンス鎖
長。
図6:アンチセンス・オリゴデオキシリボヌクレオチドαBA23およびαBA28そ
れぞれの存在下での、bcr、ab/1b、およびbcr-abl RNA配列のRNaseHに仲介され
る開裂の選択性。レーン上部の番号は、インキュベーション時間を分で示す。bc
r-abl開裂産物であるP1およびP2は、黒矢頭で示される。白矢頭は、別の開裂産
物を示す。
図7:様々な量のヒト細胞からの核抽出物の存在下での、bcr、ab/1b、および
bcr-abl RNA配列の、RNaseHに仲介される開裂の選択性。全反応体積中の核抽出
物の部分は、%で示される。レーン上部の番号は、インキュベーション時間を分
で示す。bcr-abl開裂産物であるP1およびP2は、黒矢頭で示される。
図8:bcr-abl融合点の120nt上流および下流の配列の折りたたみ能力。計算は
、最近記載されたように(Sczakielら、1993)、ウィンドウ・サイズ50ntおよびス
テップ幅1ntで行なわれる。9位に示される局所的最小値は、
図に示される構造的エレメント(+11〜+58)を含む9位〜58位の構造に関する△G
値を示す。
下記の実施例は、本発明を例示する:
ab/1b、bcr、およびbcr-abl(b3/a2)配列を示すRNA鎖
ヒトのPhiladelphia陽性(Ph+)細胞系K562(Lozzio & Lozzio、1975)を使用して
、mRNAの単離および逆転写を行い、その後ab/1b、bcr、およびbcr-abl配列を含
むcDNAをPCR増幅した。PCR用のプライマーは、得られる構築物が、bcr-abl融合
点b3/a2の上流約300ヌクレオチドおよび下流約300ヌクレオチドすなわちab/1b R
NAおよびbcr RNAそれぞれと等しい領域を含むように選択された(図1A)。3
つの標的転写物の全ては、2つの理由から約600ヌクレオチドからなっていた。(
i)融合点配列の近くの真正な局所的構造は、このRNA長によって保存されるべき
である。この見解は、RNA転写の過程で形成され独立した折りたたみ単位をもた
らす、ドメイン様構造をRNAが有し得ることを示唆する証拠に基づく(Zarrinkar
& Williamson、1994)。融合点のいずれか側の300ntのストレッチは、天然に生ず
る三次元の局所的RNA構造の形成を多分可能にする。(ii)600ヌクレオチドの鎖長
は、ここで使用されるアンチセンス種の長さより少なくとも4倍大きい。従って
、イ
ンビトロでの選択アッセイの過程で(Rittnerら、1993)、一本鎖分画は、方法論
的に必要条件である二重らせん分画から分離され得る。
RNAのインビトロ転写のために、増幅されたbcr-abl、ab/1bおよびbcr cDNAフ
ラグメントをプラスミド'ブルースクリプト'に連結し、得られた構築物の配列を
配列決定して調べた。野生型配列ab/1bおよびbcrのそれぞれ、並びにb3/a2融合
を示す転写物が得られた。しかしながら、ヌクレオチド配列の比較は、この作業
で単離された配列が、当初の配列とは相違することを示した。ab/1b cDNA配列は
、エクソン1bの3'末端で更なるATGを含んでいた(Shtivelmanら、1986)。同様の
観察が、Bernardsら(1987)によって為された。bcr cDNAは、刊行されたbcr配列
の552位および579位で'A'から'G'への交換を示した(Heisterkampら、1985)。し
かしながら、これらの相違は、それらがここで使用されるアンチセンスおよびリ
ボザイム構築物の標的領域の外側に位置するので、ここで示されるデータに関し
ては関連しない(図1)。
bcr-abl融合点配列に対して向けられたアンチセンスRNAおよび非対称性リボザイ
ム
クローニングされたbcr-abl配列pBSbcr/abl600を使用
して、3つの親bcr-ablに向けられたアンチセンスRNA種および2つの非対称性ハ
ンマーヘッド・リボザイムのインビトロ転写のためのプラスミドを作製した(図
1B、C)。3つのアンチセンス種は、abl配列に相補性である部分の長さにおい
て異なり(それぞれ12、22、または30nt)、同じ50ntのbcrに向けられた配列を共
有する。非対称性のハンマーヘッド・リボザイムは、2つではなく1つのアンチ
センス・アームを介して結合する。それらは、インビトロで及び生細胞中でそれ
らの対称性等価物として等しく有効に働くことが示された(Tablerら、1994)。こ
の研究で使用される1つのbcr-ablに向けられたリボザイム(αBRz57)は、abl配
列を介して結合し、bcr部分内で開裂するようにデザインされた。第2のbcr-abl
に向けられたリボザイム(αARz72)は、優先的にbcr配列を介して結合し、abl部
分内で開裂する(図1C)。
相補性RNA選択的結合の同定:会合速度論
親のアンチセンスRNAおよびリボザイムは、インビトロ転写によって合成され
、1つの末端で32P-標識された。限定的なアルカリ性加水分解は、共通の一端を
有し、他端で連続的に短縮されたRNA種のプールを生じた。そのような関連する
種に関する会合速度定数は、図2に図式的
に示されるように、37℃および生理学的イオン強度(100mM NaCl)で測定された。
3つの親アンチセンス構築物αBA62、αBA72、またはαBA80のいずれか及び2
つの親非対称性リボザイムαARz72またはαBRz57に由来する関連種のそれぞれの
鎖長に関連する会合速度定数を、図3−5に示す。最大の会合速度定数は、1〜3
×104M-1s-1の値に達した。
αBA62由来の25〜31量体で、bcr-abl標的との会合は殆ど最速であるが、bcrま
たはab/1b標的のどちらかとの会合よりも1桁以上遅い。同様に、さらに長い34
〜39ヌクレオチド範囲のαBA72由来種ならびに58〜62ヌクレオチドの長さの範囲
のαARz72由来種は、速度論的に選択的なアニーリングを示した(図4)。しかし
ながら、αBRz57由来種のどれも、選択的には働かず、53〜62 ntの範囲ではbcr-
abl配列とのアニーリングは、ab/1b配列とのアニーリングよりも更に遅かった(
図5)。
bcr-abl融合点配列を特異的に開裂するハンマーヘッド・リボザイム
2つの選択されたbcr-ablに向けられたリボザイムαARz33(αARz72由来の59量
体)およびαBRz42(αBRz57由来の72量体)では、会合ならびに開裂工程の両方が
、3つの
標的bcr-abl、bcr、またはab/1bそれぞれのいずれかの特異的破壊に寄与する実
験条件下で、選択性が測定された。測定は、最初に、37℃の温度および生理学的
イオン強度で為された。しかしながら、ab/1bまたはbcr配列の望ましくない開裂
をより鋭敏にモニターするために、反応は開裂反応がより速い50℃でも為された
。bcr-abl標的の半減期は、37℃で10〜12時間の範囲であり、50℃ RNAで約2.5時
間であった(表1)。逆に、bcr配列の半減期は、両方のリボザイムで150時間より
長かった。ab/1b配列を開裂するのみでなく、19個の連続的なab/1bに向けられた
塩基の一部を介して結合もするαARz33では、選択性は温度依存性であったが、
αBRz42の場合ほど著しくはなかった。37℃では、αARz33を用いると、bcr-abl
配列の半減期は、ab/1b配列の半減期よりも約7.5倍短く、bcr配列の半減期と比
較したときは少なくとも10倍短かった(表1)。50℃では、bcr-ablとab/1b配列
の半減期との差は、僅か2倍まで減少した(表1)。両方のリボザイムのインビト
ロ不活性誘導体の使用では、開裂は起きなかった。
表 1:リボザイムαARz33およびαBRz42のbcr、ab/1b、およびbcr-abl標的鎖
との開裂反応の半減期bcr-abl RNAのアンチセンス・オリゴデオキシリボヌクレオチドおよびRNaseHに
よる選択的開裂
急速にアニーリングするアンチセンス種を同定するアッセイを、図3−5に示
すように、RNAを用いて行った。デオキシリボヌクレオチド(DNA)を用いて、この
実験から誘導されるアンチセンス種の選択的アニーリングをモニターした。合成
RNAの代わりにアンチセンスDNAを使用すると、最小長が6〜8個の塩基対のRNA-DN
Aハイブリッド鎖
を認識する、RNaseHによるアニーリング反応を続けることを可能にする。所与の
実験条件下では、相補性核酸の会合工程は、律速的であって、DNA-RNAヘテロ二
重らせんのRNaseH仲介開裂ではなかった。3つの標的(bcr-abl、bcr、およびab/
1b)の全ては、化学的に合成されたオリゴデオキシリボヌクレオチドαBA23、αB
A25、αBA28、またはαBA30それぞれの存在下に、並びにRNaseH存在下にそれぞ
れインキュベートされた。オリゴヌクレオチドαBA25およびαBA30は、αBA62由
来のRNA-25量体および-30量体に正確に対応する(図3)。全てのαBA62由来の配
列は、それらの5'末端に2個の更なる非相補性'G'-ヌクレオチドを有する。それ
らの役割を調べるために、5'末端に2個の'G'を欠く2つのアンチセンス・オリ
ゴヌクレオチド(αBA23およびαBA28)を合成した。種αBA23およびαBA28につい
て、結果を図6に示す。全ての構築物は、bcrまたはab/1b野生型配列の乏しい又
は有意でない分解を生じる条件で、bcr-abl標的を強く開裂し、アンチセンス種
の選択的結合が全ての潜在的標的鎖の混合物中で起きたことを示した。オリゴヌ
クレオチドαBA28およびαBA30を、bcrに相補性である16個のヌクレオチドとと
もに使用するとき、別の開裂産物が出現し(図6の白三角)、それは切断点での又
は近辺でのbcr RNAの開裂には帰属さ
れ得ない。
生細胞により近い条件下で配列選択性を調べるために、αBA23およびαBA25を
用いたRNaseHアッセイを、ヒト細胞から単離された核抽出物の存在下に行なった
。核抽出物が、総反応体積の3%〜30%を形成したとき、bcr-ablRNAはbcrおよび
abl RNAよりも有意に速く消失し、bcr-abl鎖の選択的分解を示した。アンチセン
ス-オリゴヌクレオチドおよびRNaseHの非存在下では、3つ全てのRNAの分解は、
より高量の核抽出物で、増加する分別し難い速度で起きた。この結果は、bcr-ab
l RNAを優先的に分解する内因性ヌクレアーゼ活性を排除する。逆に、増加する
量の核抽出物では、bcr-abl RNAは、bcrおよびabl RNAと比較して更により速く
分解された(図7)。ホスホルイメージャーによるバンド強度の定量(データは示
されていない)は、10%核抽出物では、αBA23の配列選択性は、3%核抽出物で測
定されたよりも約2倍大きいことを示した(図7)。より高い量の核抽出物(30%
、データは示されていない)で、それは更により大きくなり、配列選択性がイン
ビボで同様のレベルまたは更により強いことを強力に示唆する。
アンチセンス・オリゴデオキシリボヌクレオチドの会合
速度定数
会合に関する2'-OH基の役割を明らかにするために、αBA62由来アンチセンス
・オリゴヌクレオチドとbcr-abl標的RNAのセットに関する相補性DNAおよびRNAの
アニーリング速度論を比較した(表2)。全てのDNA種は、bcr-abl標的と著しくゆ
っくりと(103-104M-1s-1)アニールし、融合点配列の接近性の制限を反映し、イ
ンビトロで同様の実験条件下では、相同の相補性RNAより3〜5倍ゆっくりであ
った。
インビトロでの効率的な転写に関する必要条件により、アンチセンス種の全て
は、それらの5'末端に2個の'G'残基を含んでいた(αBA25およびαBA30)。さら
に、会合速度論研究を、5'末端に2個の非相補性'G'残基を欠く誘導体であるαB
A23およびαBA28を用いて行なった。2つのより長い種であるαBA28およびαBA3
0の会合速度定数は、5'-GG残基に関わりなく同様であった(約3.6×103M-1s-1、
表2)。より短いオリゴヌクレオチドであるαBA23およびαBA25に関しては、更
なる2個の'G'残基を欠くαBA23について会合速度定数の増加が測定され(6.8×
103対4.4×103M-1s-1)、この場合、5'末端での2個の非相補性'G'残基の添加が
インビトロでの二重らせん形成に有意に不利であることを示した。
表 2:アンチセンス・オリゴヌクレオチドとbcr、ab/1b、およびbcr-abl標的
鎖との会合の二次速度定数(kobs)
アンチセンス核酸およびハンマーヘッド・リボザイムの選択性
インビトロでの選択的結合は、短い相補性配列(<30nt)で、並びにより長い相
補性RNA鎖(>30nt)で観察された。これは、アニーリング反応の平衡、即ち、得
られた二重らせんの安定性(Tm値)によっては説明できなかった。逆に、会合速度
は、選択性を評価するのに適切なパラメーターである。しかしながら、オリゴデ
オキシリボヌクレオチドは、類似するRNAと比較して、よりゆっくりとア
ニールした。例えば、オリゴデオキシリボヌクレオチドαBA25およびαBA30(表
2)は、それぞれのRNA鎖よりも3〜5倍ゆっくりとアニールした(図3)。しかし
ながら、テストされたオリゴマーDNAおよびRNAとの間の比肩し得る選択性は、こ
のパラメーターが使用された核酸のタイプとは独立していることを示す。従って
、この作業で使用される戦略も、多様な化学的に修飾されたアンチセンス核酸お
よびリボザイムに有効である。
RNaseH存在下でのbcr-abl RNAの選択的開裂によって確認されたように(データ
は示されていない)、構築物αBA25およびαBA30の5'末端に存在する2個の'G'残
基は、選択性に有意な効果を有さなかった。にもかかわらず、アニーリングの僅
かな減少が、2個の'G'残基を欠く誘導体と比較して観察された(表2)。
多くの場合、選択性から非選択性への相補性RNA種の変化は鋭敏であり、即ち
、1〜3個のみのヌクレオチドの付加または欠失は、速度論的選択性、ならびに
短鎖アンチセンス種(Southernら、1992)、ならびに長鎖アンチセンスRNA(Rittne
rら、1993)の使用における初期の研究と一致する会合速度定数に有意に影響し得
る。
相補性RNAのアニーリングは、hnRNPタンパク質のような促進剤(例えば、hnRNP
A1タンパク質;Pontius & Be
rg、1990を参照)または化合物臭化セチルトリメチルアンモニウムで、インビト
ロで増強され得る(概説はPontius、1993を参照)。細胞性ファクターは、インビ
ボでより速いアニーリングももたらすことができた。促進剤に仲介されるアニー
リングの増加が配列相補性の程度に影響されると仮定すると、選択性も同じく増
加されるであろう。この見方は、核抽出物の存在下でのアンチセンス種αBA23の
選択性の増加と一致する(図7)。
技術的理由から、2つの非対称性リボザイムの短小化された誘導体の選択性を
評価するのは困難であった。αARz72由来のリボザイムαARz33を用いた実験では
、ab/1b RNAのリボザイムに仲介される開裂が観察された。この観察は、溶液中
のab/1b RNAと19bpの二本鎖を形成し、abl RNAの開裂をもたらすαARz33の能力
を反映しているかもしれない。αARz33の標的配列のいずれかとのアニーリング
は、図4に示されるインビトロ選択アッセイで使用される条件下では観察されな
かった。会合反応の後、結合の欠如を説明し得る電気泳動に先だって、半変性条
件下(1%SDS、尿素)でサンプルをインキュベートした。この発見は、形成された
二本鎖が安定ではないので、インビトロ選択方法が約20ntよりも短い相補性種に
は使用できないことを意味する。逆に、25bpよりも大きい鎖長
では、結果は信頼し得、アンチセンス種の場合には、20量体についても、例えば
αARz72由来の20量体とab/1bとのアニーリングで測定された。
開裂実験におけるαBRz42の選択性(表1)は、アニーリング実験で見られたよ
り大きかった(図7)。この観察は、開裂実験での無傷の標的RNAの半減期(表1)
が、効率的なアニーリングと開裂の両方の帰結であるという事実によって説明で
きる。αBRz42による開裂は、bcr-ablまたはbcr配列のいずれかと起き得るのみ
であり、abl配列とは起き得ない。従って、abl標的の開裂は検出され得ず、この
RNAがアニールしないという事実によりbcr標的の開裂は起きない(図7)。
bcr-abl b3/a2融合点配列の接近性の減少
この作業で測定された最大会合速度定数(1〜3×104M-1s-1)は、通常105〜106M-1
s-1の範囲(Wagner & Simons、1994)である天然に生じる相補性RNAの速度定数
ほど大きくはなかった。HIV-1配列に対して向けられた人工的アンチセンスRNAお
よびリボザイムに関して測定された会合速度定数は、104〜105M-1s-1の間の値に
達することが見い出された(Homannら、1993b;Sczakielによって要約された、印
刷中)。bcr-abl b3/a2融合配列の速度論的接近
性のこの観察された減少は、比較的安定な局所的構造によって生じ得る構造的条
件から、同様の非接近性があることを示唆する。安定な局所的RNA構造は、アニ
ーリング速度のレベル、即ち、生細胞中での相補性RNAの有効性に負に影響し得
た。しかしながら、減少した接近性は、この作業の結果から誘導し得るように、
必ずしも選択性には影響しない。例えば、αBRz57由来の構築物の、3つの標的
鎖とのセットのアニーリングパターン(図5)は、接近性(局所的構造)が、bcr-ab
l対ab/1b配列において異なり(図5の53-63位)、関連部分の構造的相違の存在を
強く示唆することを示す。
RNAの折りたたみの範囲、即ち、分子内相互作用の範囲は、局所的折りたたみ
能力によってモニターできる。このコンピューターで計算されるパラメーターは
、配列の所与のストレッチが折りたたまれ、相補性RNAと生細胞中のアンチセン
スRNAの有効性との間の効果的相互作用の確率に関する幾つかの情報を与え得る
、構造の最も低い自由エネルギーの尺度である(Sczakielら、1993)。従って、局
所的折りたたみ能力が、所与の配列ストレッチの接近性をモニターできると仮定
するのは合理的であるように思える。bcr-abl配列一般に関する、ならびに融合
点近くでの折りたたみ能力は、他の配列と比較したとき低く(Δ
Gmean(-300 〜+300)=-7.6kcal/mol;ΔGmean(-120 〜+120)=-8.8kcal/mol)、相対
的に広範囲な分子内相互作用を示す(図8):これらの結果は、これまで報告され
た弱い阻害と一致する。融合点の9nt下流の折りたたみ能力の局所的最小値(ΔG=
-16.8kcal/mol、図8)は、安定な二次構造エレメントがこの領域で形成され得る
ことを示す。事実、融合点の下流の+11位と+58位との間の配列(図8)は、予測さ
れた低エネルギーの(安定な)ステム-バルジ(bulge)-ステム-ループ・エレメント
を形作ることができ、該エレメントはまた二次構造が全体長600ntまでのbcr-abl
配列のより長いストレッチに関して予測されるときに個々の構造的エレメントと
して見い出される。12ntよりも長いabl部分と急速ハイブリダイズするアンチセ
ンス種の全て(αBA72、αBA80、αARz72およびαBRz57)は、abl配列(αBA62)の1
2ntのみを含む種よりも約2〜3倍ゆっくりとアニールし、上記のエレメントに
及ぶ(+11〜+58)相補性配列が結合を支援しないし、妨害さえしているかもしれな
いことを示す。
bcr-abl配列の折りたたみ能力は、様々なウィンドウ・サイズで、融合点の上
流で、より高い値を示す。これは、上流のbcr部分の配列が、分子内折りたたみ
に広く関連しているとは見えず、分子間相互作用、即ち、急速ハイブ
リダイズ種であるαBA25およびαBA30に示されるように(図3、表2)、アンチセ
ンス種との二本鎖形成の開始/延長に、より利用し得ると思える。
bcr-ablに向けられた相補性核酸のデザインについての含意
2つの相補性鎖の間の対形成反応(pairing reaction)は、少なくとも2つの不
可欠の工程からなる。最初に、ワトソン-クリック塩基対形成を介する両鎖の配
列特異的認識、および続いて、二重らせん形成の開始と延長。両方の工程とも、
同じ塩基を介して起こり得、それは、短いアンチセンス配列の場合に、又は特殊
な場合、より長いアンチセンスRNAによってさえも起こり易いと思われる(Homann
ら、1993b)。しかしながら、これは絶対的要件ではなく、天然に生じる相補性RN
Aの場合には、最初の相互作用は可逆的ループ-ループ相互作用('キッシング'(ki
ssing))を介して起こり、続いて、もう一つの部位で二本鎖形成の開始があり、
しばしばアンチセンス鎖の遊離の3'末端および標的鎖の接近可能な相補性部分が
関与する(概説として、Wagner & Simons、1994を参照)。理想的には、アンチセ
ンス種およびリボザイムは、標的鎖の接近可能な配列が接近可能な相補性配列と
出会うようにデザ
インされるべきである。
しかしながら、生細胞中では、二重らせん形成のみが、有効性、即ち、標的の
破壊に十分であるとは思われない。
アンチセンスDNA(オリゴデオキシリボヌクレオチド)の場合、恐らくRNaseHは、
標的RNAの分解に関連する。アンチセンスRNAの場合、RNaseIII様活性は、25〜30
塩基対の範囲の特定の最小長を超える完璧に形成された二重らせんRNAを認識す
ると考えられている(Nellen & Sczakiel、印刷中)。この理由により、速度論的
選択によって同定された短鎖(<30nt)アンチセンス種は、デオキシリボヌクレオ
チドとして合成されなければならないが、長鎖(>30nt)種も合成され、RNAとし
て適用され得る。
bcr-abl融合点の近くの配列の制限された速度論的および構造的接近性は、ヒ
ト細胞で観察されたbcr-abl遺伝子発現の、弱い又は殆ど存在しないアンチセン
スに仲介される阻害と適合する。これは、融合領域配列の局所的構造の、より精
密な外観を示唆する。+9位での局所的最小値は、アンチセンス認識の点として明
らかに不利であり、さらに下流の配列は選択性に好適ではありにくい。この理由
により、選択的で効率的なアンチセンス配列は、融合点の近くのbcr部分ならび
にabl配列の最初の8ヌクレオチドに対して向けられるべきである。
標的RNA、アンチセンスRNAおよびリボザイムのインビトロ合成のための鋳型の構
築
標的RNA bcr-abl、ab/1bおよびbcrの合成のためのcDNAを、CML細胞系K562(Loz
zio & Lozzio、1975)から、RT-PCRによって誘導した。K562の細胞性RNAを、記載
(Chomczynski & Sacchi)1987)されているように抽出した。逆転写およびPCRの標
準的方法を適用した。bcr-abl cDNA合成のためにプライマー93/25および93/21、
ab/1b cDNAのためにプライマー93/21および93/22、並びにbcr cDNAのためにプラ
イマー93/25および93/26を使用した。プライマーの配列は:93/21:5'-AGGAGTGTT
TCTCCAGACTG-3'、93/22:5'-TGCTTCCTTTTGTTATGGAA-3'、93/25:5'-ATGTCTCCCAGCA
TGGCCTT-3'、93/26:5'-TTACTTCGATCCCATTCATG-3'であった。得られたPCR産物は
ヤエナリ(mung bean)ヌクレアーゼで平滑末端にし、SmaIで開裂されたブルース
クリプトM13(Stratagene)にクローニングし、プラスミドpBSbcr/abl600、pBSab1
1b603およびpBSbcr600を生じた。bcr-ablセンスRNAは、T7 RNAポリメラーゼによ
って、ab/1bおよびbcrセンスRNAは、T3 RNAポリメラーゼによって、インビトロ
で転写され得た(図1A)。pBSbcr/abl600から進めて、我々は、3つのbcr-ablに
向けられたアンチセン
スRNA種のcDNAをPCRによって構築した。融合点の50nt上流にハイブリダイズし、
5'末端にPpul01制限部位を含むユニークなbcrに向けられたプライマー(bcr50)を
、cDNAのPCR増幅のために使用した。ablに向けられたプライマーは、融合点の12
(abl12)、22(abl22)および30(abl30)下流のヌクレオチドにそれぞれハイブリダ
イズし、T7プロモーターの配列およびXbaI部位を含んでいた。さらに、リボザイ
ム配列およびT7プロモーター配列を含むプライマーbcr50およびプライマーrzabl
23を用いて、ハンマーヘッド・リボザイムのためのcDNAをPCRによってデザイン
した。このリボザイムは、bcr-abl RNAのbcr部分を介して優先的に結合し、abl
部分内で開裂する。bcr部分内で開裂し、結合のためにablに向けられたアンチセ
ンス配列を使用する、第2リボザイムのためのcDNAを、プライマーabl50(T5配列
を含む)およびrzbcr7(リボザイム配列を含む;図1B、C)を用い同様にして構
築した。プライマーの配列は:
PCR産物は、XbaIおよびPpu10l部位を用いてpUC131にクローニングし、プラス
ミドpBA62、pBA72、pBA80、pARz72およびpBRz57を得た。全てのプラスミドは、
配列分析によって実験的にコントロールされており、アンチセンスRNAおよびリ
ボザイムαBA62、αBA72、αBA80、αARz72およびαBRz57は、T7 RNAポリメラー
ゼによってインビトロで転写された。
αARz33およびαBRz42並びにそれらに対応するインビトロ不活性誘導体のイン
ビトロ転写のために、T7プロモ
ーターを含むPCR産物を使用した。αARz33のためのPCRフラグメントは、プラス
ミドpARz72から、プライマーbcr11(5'-GCCAAGCTTGCAGAGTTCAAAAGCCCTTC-3')およ
びrzabl23a(5'-GCCTCTAGATAATACGACTCACT-3')またはrzabl23i(インビトロで不活
性;5'-GCCTCTAGATAATACGACTCACTATAGGGCTGCCTAATAAGGCCT-3')を用いて増幅した
。αBRz42のためのPCRフラグメントは、プラスミドpBRz57から進めて、プライマ
ーabl36(5'-GCCTCTAGATAATACGACTCACTATAGGGCGCTCAAAGTCAGATGCTACT-3')およびr
zbcr7a(5'-GCCAAGCTTAGTTTCGGCCTCGAGGCCTC-3')またはrzbcr7i(インビトロで不
活性;5'-GCCAAGCTTAGTTTCGGCCTCGAGGCCTTATTAGCAAA-3')を用いて合成した。両
方のインビトロ活性リボザイムの配列は:(i)αARz33:5'-GGGCUGCCUGAUGAGGCCUC
GAGGCCGAAACUGGCCGCUGAAGGGCUUUUGAACUCUGCAAGCU-3'、(ii)αBRZ42:5'-GGGCGCUC
AAAGUCAGAUGCUACUGGCCGCUGAAGGGCUUUUGCUGAUGAGGCCUCGAGGCCGAAACUAAGCU-3'であ
る。ヘリックス2配列は、太字で示してある。下線を引いたG残基は、インビトロ
で不活性なリボザイムのためにA残基に交換される。
RNAのインビトロ転写
プラスミドDNAを、インビトロ転写の前に、下記の酵素
によって直線化した、EcoRIによってpBSbcr/abl600、BamHIによってpBSbcr600お
よびBamHIまたはSstlによってpBSabl603、続いて、Sstl部位の3'突出末端をクレ
ノウ酵素によって埋めた。プラスミドpBA62、pBA72、pBA80、pARz72およびpBRz5
7をHindIIIによって直線化した。PCR産物を、インビトロ転写の前に、HindIIIで
開裂した。PCR産物およびT3 RNAポリメラーゼ(Boehringer Mannheim)によって転
写されていたpBSabl1b603およびpBSbcr600を除くプラスミドDNAのインビトロ転
写のために、T7 RNAポリメラーゼ(Boehringer Mannheim)を使用した。直線化さ
れた鋳型DNAの5μgを、記載される(Rittnerら、1993)ように、インビトロで転
写した。200μl20mM MgSO4を添加した後、混合物を20U DNaseI(Boehringer Man
nheim)で処理し、転写物をゲル濾過(セファデックスG-50,Pharmacia;TE緩衝
液(10mM Tris/HCl pH8、1mM EDTA))によって精製した。放射性標識したRNAのイ
ンビトロ転写のために、0.5μgの鋳型DNAを上記と同じ条件下で使用した。非標
識ヌクレオシド三リン酸ATP、CTP、GTPを最終濃度1.25mMで、非標識UTPを最終濃
度0.04mMで、および20μCiの[α-32P]UTP(3000Ci/mmol、Amersham、ブラウン
シュバイク)を、20μl反応物中に加えた。RNAを、ゲル濾過によって精製した。
RNAの32P末端標識
インビトロ転写されたRNA(10pmol)の5'末端を、仔ウシ腸ホスファターゼによ
る脱リン酸化、その後、記載される(Sambrookら、1989)ように、50μCiの[γ-32
P]ATP(3000Ci/mmol)とポリヌクレオチドキナーゼ(Boehringer Mannheim)による
再リン酸化によって32P標識した。
RNAの3'標識は、Barrioら(1978)に記載されるように行なった。簡単に述べる
と、5pmolのRNAを、最終体積20μl中の330μM ATP、50mM Hepes緩衝液pH8.3、
20mM MgCl2、10単位T4 RNAリガーゼ(Boehringer Mannheim)および50μCiの[32P]
pCp(3000Ci/mmol、Amersham、ブラウンシュバイク)を用いて、14時間15℃でイン
キュベートした。RNAを、ゲル濾過によって精製した。
アンチセンスRNAおよびリボザイムのアルカリ性加水分解
bcr-ablに向けられたアンチセンスRNAおよびリボザイムのランダム混合物を作
製するために、32P末端標識した親RNAおよびリボザイムを、記載される(Rittner
ら、1993)ように、アルカリ性加水分解によって連続的に短かくした。簡単に述
べると、TE緩衝液(10mM Tris/HCl pH8.0、1mM EDTA)中の末端標識RNA 2.5pmolを
、1.5体積の0.
5M NaHCO3を用いて96℃に、12〜14分間かけて加熱し、続いて氷上で冷却し、ゲ
ル濾過によって脱塩した。エタノール沈殿の後、RNAをTE緩衝液に溶解した。続
いて、RNA種の混合物を75℃で10分間加熱し、ハイブリダイゼーション・アッセ
イで使用する前に37℃にゆっくりと冷却した。
急速ハイブリダイズするアンチセンスRNA種の同定のためのインビトロ選択方法
実験手順は、最近記載され(Rittnerら、1993)、図2に図式的に示されている
。簡単に述べると、5'または3'標識した加水分解されたRNAを、100mM NaCl、20m
M Tris/HCl pH 7.4および10mM MgCl2を含む、最終体積20μlの溶液中で、それ
ぞれ1.6pmol、3.2pmolまたは6.4pmolのbcr-abl、ab/1bまたはbcr標的RNAととも
に37℃でインキュベートした。インキュベーションの異なる時点で、氷上で予め
冷却していた30μlの停止用緩衝液(50mM Tris/HCl pH8;15mM EDTA、0.2% SDS
、8M尿素、0.04%ブロムフェノールブルー、0.04%キシレンシアノール)中に3μ
lのアリコートを移した。一本鎖アンチセンスRNAおよび標的RNA/アンチセンス
RNA二重らせんを、未変性アガロースゲル電気泳動(1.2%、89mM Tris/HCl pH8.3
、
89mM硼酸、2mM EDTA)によって分離した。一本鎖および二本鎖RNAを、ゲルから切
り出し、液体窒素中で凍結されていた切り出されたゲル・スライスの遠心分離に
よって回収した。エタノール沈殿の後、RNAを停止用緩衝液で再溶解し、変性条
件下(89mM Tris-硼酸緩衝液pH8.3中に7M尿素を含む12%ポリアクリルアミドゲル)
でポリアクリルアミドゲル電気泳動によって分析した。ゲルを乾燥し、X線フィ
ルムに暴露した。
個々のアンチセンスRNA種のためのハイブリダイゼーション速度の測定
バンド強度の定量的分析のために、乾燥したポリアクリルアミドまたはアガロ
ースゲルを、ホスホルイメージャー(Molecular Dynamics)によってスキャンした
。'IMAGE QUANT'ソフトウェア(Molecular Dynamics)を用いて、バンド強度を測
定した。データを、プログラム'EXCEL'(Microsoft)に移した。ハイブリダイゼー
ションのバンド強度または個々のアンチセンスRNAもしくはリボザイム種のリボ
ザイム開裂反応を、時間軸に対してプロットした。指数的崩壊の曲線を、プログ
ラム'GRAFIT'(Erithacus Software、ロンドン、イギリス)を用いて、非直線回帰
によって調整した。
RNaseH開裂反応
3つの32P標識された基質RNA種であるbcr-abl、ab/1bおよびbcr(100pM)を、10
0mM NaCl、20mM Tris/HCl pH7.4および10mM MgCl2を含む、最終体積20μlの溶
液中で、異なるホスホロチオエート・アンチセンス・オリゴヌクレオチドαBA23
(5'-GCTGAAGGGCTTTTGAACTCT-3')、αBA25(5'-GGGCTGAAGGGCTTTTGAACTCTGC-3')、
αBA28(5'-GCTGAAGGGCTTTTGAACTCTGCTTAAA-3')、またはαBA30(5'-GGGCTGAAGGGC
TTTTGAACTCTGCTTAAA-3')それぞれ(最終体積1μM)、および1Uの大腸菌RNaseH(B
oehringer Mannheim)とともに、37℃でインキュベートした。インキュベーショ
ンの異なる時点で、3μlアリコートを、氷上で予め冷却していた30μlの停止
用緩衝液(50mM Tris/HCl pH8;15mM EDTA、0.2%SDS、8M尿素、0.04%ブロムフェ
ノールブルー、0.04%キシレンシアノール)中に移した。95℃で5分間加熱した後
、反応生成物を、変性条件下でのポリアクリルアミドゲル電気泳動(4%)、続いて
、乾燥ゲルのオートラジオグラフィによって分析した。
核抽出物を用いた実験は、反応混合物が、ヒトSW480細胞(3.5mg/mlタンパク質
)からの核抽出物の異なる量(3%、10%または30%)を含むように行った。RNaseH反
応の異なる
時点で取り出したサンプルからタンパク質を除去するために、30μlの停止用緩
衝液に加える前に、フェノール/クロロホルム/イソアミルアルコール(25:24:1
)で抽出を行なった。核抽出物は、記載(Schreiberら、1989)されるように調製し
た。
インビトロでのリボザイム活性
リボザイム活性を、シングル・ターンオーバー条件下で測定した。RNAの調製
、開裂反応、およびポリアクリルアミドゲル電気泳動による生成物の分離を、最
近記載(Homannら、1993a)されるように行なった。簡単に述べると、30fmol(1.5n
M)の放射性標識された標的RNAおよび少なくとも10倍過剰の非標識リボザイムRNA
(>300fmol;>15nM)を、100mM NaCl、10mM MgCl2および20mM Tris/HClpH7.4を含
む、最終体積20μl中で、37℃または50℃1で、インキュベートした。反応混合
物のアリコートを、異なる時点で取り出し、50mM Tris/HCl pH8;15mM EDTA、0.
2%SDS、8M尿素、0.04%ブロムフェノールブルーおよび0.04%キシレンシアノール
を含む溶液30μlを加えることによって反応を停止させた。サンプルを、0℃で
貯蔵し、変性条件下(8M尿素)で5%ポリアクリルアミドゲル(0,125%ビスアクリル
アミド)を用いて電気泳動で分析し
た。ゲルを乾燥し、ホスホルイメージャーでスキャンした。
アンチセンス・オリゴデオキシリボヌクレオチドの会合速度定数の測定
放射性標識したホスホロチオエート・アンチセンス・オリゴデオキシヌクレオ
チド(1nM最終濃度)を、全体積20μlのハイブリダイゼーション緩衝液(上記参照
)中で、3つの標的RNA bcr-abl、ab/1bまたはbcr(300nMまたは450nM最終濃度)の
いずれかと共にインキュベートした。異なるインキュベーション時間の後、3μ
lアリコートを取り出し、25μlの予め冷却してあった停止用緩衝液(上記参照)
に移し、非変性アガロースゲル電気泳動で分析した。ゲルを乾燥し、X線フィル
ムに暴露し、ホスホルイメージャーでスキャンした。
ヒト細胞を用いたエクスビボ(Ex vivo)・テスト患者および細胞
ヒト末梢血単核細胞(MNC)を、慢性期、進行期または急性転化期の慢性骨髄性
白血病患者から得た。赤血球および細胞破片を、リンパ球分離培地Lymphoprep(N
ycomed Pharma、オスロ、ノルウェー)を用いて、密度遠心分離に
よって除去した。MNC分画からのCD34+細胞の分離を、製造者の指示に従い、ミニ
MACS免疫磁気分離システム(Miltenyi Biotec、ベルギッシュ・グラートバッハ、
ドイツ)を用いて行なった。トランスフェクションのために、実験細胞を、10%加
熱不活化仔ウシ血清、100IU/mlペニシリン、100μg/mlストレプトマイシン、2m
mol/L L-グルタミンを補足したRPMI-1640培地で培養した。オリゴデオキシリボヌクレオチド(ODN)
トランスフェクション研究に使用されるODNは、下記の配列を有した:
ODNの3'末端および5'末端での2つのヌクレオチド間結合は、ホスホロチオエ
ートであり、内部デオキシリボヌクレオチドは、ホスホジエステルによって連結
された。ODNは、逆相高速液体クロマトグラフィーによって精製され、合成の後
に凍結乾燥された。ODN によるCML細胞の処理
トランスフェクション前に、2.5μl 0DN(200μM、1μMの細胞懸濁液500μ
l中のODNの最終濃度に対応する)を、15μl DOTAP(N-[1-(2,3-ジオレオイルオ
キシ)プロピル]-N,N,N-トリメチルアンモニウムメチルサルフェート、Boehringe
r Mannheim、マンハイム、ドイツ)およびHepes緩衝液(20mM、pH7.4)と混合して
、最終体積75μlにした。ODN/カチオン性脂質複合体の形成のために、混合物を
15分間室温でインキュベーションし、細胞懸濁液に滴下した。MNCおよびCD34+細
胞の最終体積は、1×106細胞/mlの最終密度で、500μlであった。細胞を、ODN
とともに、6時間37℃でインキュベートした。細胞を、遠心分離によってペレッ
ト化し、新鮮な培地に再懸濁した。18時間後、半量のODN/DOTAP複合体を用いて
、第2トランスフェクションを行なった。続いて、細胞をMethoCult H4433”Com
plete”メチルセルロース培地(StemCell Technologies Inc.、バンクーバー、カ
ナダ)に加えて、2重にプレートした。メチルセルロース培地中の細胞密度:MNC
(1×105/ml)、CD34+(1×103/ml)。コロニーを、14日後にカウントした。逆転写およびポリメラーゼ連鎖反応
bcr-abl融合点の分析のために、1×107細胞からRNAを
抽出した。融合点は、逆転写、続いて、ポリメラーゼ連鎖反応およびアガロース
ゲル電気泳動による分析によって決定した。
表 3:bcr-ablに向けられたアンチセンス・オリゴデオキシリボヌクレオチド
を用いた処理による一次CML細胞のクローン原性増殖の特異的阻害略語: CP:慢性期
AP:進行期
BC:急性転化
MNC:単核細胞(末梢血)
CD34+:末梢血からのCD34豊富な造血細胞 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Antisense nucleic acids and hammerhead ribozymes
The present invention is directed to antisense constructs, particularly transcripts encoded by chromosomal translocations.
Antisense nucleic acids and hammerhead ribozymes that are unique
A pharmaceutical composition comprising the chisense construct.
Antisense nucleic acids and ribozymes are powerful in gene expression and viral function
Have been shown to be
arschall et al., 1994; James & Al-Shamkhani, 1995; Sczakiel & Nedbal, 1995).
The selectivity of the sequence is less for cellular target sequences that differ only slightly from non-target sequences.
Of particular importance. For short antisense oligonucleotides (<30 nt), the
Selective bond to target is determined by comparing the melting temperatures of the formed double helices.
And sequence selectivity was clearly demonstrated in live cells (Sch
wab et al., 1994). Conversely, for long double helices (> 30-40 nucleotides),
The distinction between targets to be matched and sequences that differ by only one or a few bases is not expected.
It seems that there is nothing. Therefore, melting temperatures are suitable for determining selectivity in vitro.
I'm not out.
For long antisense RNAs, the rate of in vitro association with their target RNAs (a
The association rate correlates with their effectiveness in vivo. This is prokaryotic
With naturally occurring antisense RNA (Wagner & Simons, 1994) and human cells
RNA-mediated inhibition of human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1) replication in bacteria
In harm (Rittner et al., 1993). In the latter case, antisense strands of almost the same length
A substantial difference was observed in the association rates of As a result, hybridize faster
Searching for antisense species to aid in the identification of improved inhibitors
Is not necessarily a problem of double helix stability, but for long complementary RNA sequences
There is an issue of association kinetics. Therefore, the search for a selective antisense inhibitor requires
It must be based on the study of the association kinetics of complementary nucleic acids.
In the case of ribozymes, both binding to the target and its cleavage are specific for the target.
It is thought to contribute to collapse. Only one hammerhead ribozyme
Antisense arms, such as helix III forming sequences, and catalytic domains
But with the exception of at least some of the three base pairs.
(Helix I) can be designed (Tabler et al., 1994). This asymmetry
Design for two functional domains, binding
The antisense arm and the catalytic domain for cleavage. It
Thus, association kinetics can be performed systematically. Binding domain and catalytic domain
Only when the target sequence matches perfectly, both the binding and the cleavage of the target sequence are
Can be arranged as is possible.
A biologically relevant model system for studying sequence selectivity is the genomic
It contains transcriptionally active sequences resulting from chromosomal abnormalities in Related to the growth of malignant cells
Chromosomal translocations are of particular interest. For example, the t (9; 22) translocation has a bcr
A bcr-abl fusion gene consisting of the abl sequence in the sequence and 3'-part is generated (Kurzrock et al.
1988). This translocation is critical in the development of human chronic myeloid leukemia (CML).
It is considered to play an important role. This view suggests that the expression of the bcr-abl gene is
Studies in mice showing similar malignancies (Daley et al., 1990; Kellih
er et al., 1990). abl wild-type gene
(Konopka & Witte, 1985; Sawyers et al., 1994). bcr remains
The function of the gene product is not yet clear, but it is a multifunctional signal conductivity tag.
Is considered to function as a protein (Maru & Witte, 1991; Maru et al., 1995)
Voncken et al., 1995). Therefore, selective inhibition of the bcr-abl gene is
Required to spare wild-type genes.
Therefore, the technical problem underlying the present invention may be to cause a serious disease such as cancer.
Specific and selective expression of fusion genes formed by potential chromosomal translocations
To provide a new system for inhibition.
The solution to the above technical issues is
(a) a portion complementary to the first chromosomal DNA sequence; and
(b) a portion complementary to the second chromosomal DNA sequence,
By providing a nucleic acid comprising a nucleotide sequence comprising:
The first and second chromosomal DNA sequences have at least one of the chromosomal translocations resulting in the fusion gene.
Form a part, which includes a translocation point.
The terms "nucleic acid" and "nucleotide sequence" refer to an endogenously expressed, half-
Synthetic, synthetic or chemically modified deoxyribonucleotides and / or
Or a ribonucleotide nucleic acid molecule.
The phrase “part that is complementary” refers to a nucleic acid that can base pair with a given nucleic acid.
Region, for example, refers to a biologically relevant target nucleic acid, and thus the target and the double-stranded nucleus
Can form acids.
The term "chromosomal translocation" refers to chromosomal loci that are not linked together in normal cells.
DNA sequence combinations. Departure
In a specifically preferred embodiment, the chromosomal translocation is t (9; 22).
The term "fusion gene" is a consequence of chromosomal rearrangement.
And refers to a gene consisting of a combined DNA sequence at different chromosomal loci. Fusion
Syngenes can express genetic information that is not so present in normal cells.
In a preferred embodiment of the invention, the nucleotide sequence is substantially a ribonucleotide.
Consists of tide. Preferred examples of such nucleotide sequences are listed below: In a further embodiment of the present invention, part (a) of the above nucleotide sequence and / or
Or part (b) comprises the catalytic domain of a hammerhead ribozyme. Departure
Nomenclature and Numbering System for Hammerhead Ribozymes Used in Ming
The system corresponds to Hertel et al. (1992).
The term "catalytic domain" refers to the site-specific cleavage of another nucleic acid in trans (i
n trans) refers to a nucleic acid sequence that can be catalyzed. A target nucleic acid and a nucleic acid containing a catalytic domain
After the cleavage competent complex is complementary to the target
Formed and promoted through part of the human chain.
In a preferred embodiment, the above defined nucleic acid is an asymmetric hammerhead.
Contains the sequence of the ribozyme; ie, one of the regions flanking the catalytic domain
Are shorter in length than others. Part (a) and / or part (b)
Helix I- and / or Helix III-forming region of the Merhead ribozyme
At least a portion of
The expression "helix I- and / or helix III-forming region" refers to the 3 '
And / or a ribozyme sequence flanking the catalytic domain on the 5 'side, respectively
Points to the column area. Preferred examples of the asymmetric hammerhead ribozyme sequence
Are listed below.
Another embodiment of the present invention relates to a nucleus that, when transcribed into RNA, corresponds to a nucleic acid as described above.
It relates to DNA sequences containing acids. The term "when transcribed" refers to a suitable RNA
Enzymatic conversion of a DNA sequence into an RNA sequence by a protease.
Another embodiment of the present invention relates to a DNA comprising a nucleic acid or DNA sequence, as described above, and
And / or an RNA vector. The term "vector" refers to an exogenous nucleotid
Refers to DNA and / or RNA replicons that can be used to amplify the nucleotide sequence. Especially unpaired
The hammerhead ribozyme context is useful in the context of the hammerhead
-It is a DNA or RNA vector that enables the expression of ribozymes. One example is a non-
Place the nucleic acid encoding the symmetric hammerhead ribozyme under the appropriate promoter.
In the stream, so that transcription from the promoter is functional and catalytically active
A DNA vector that produces an asymmetric hammerhead ribozyme.
Another embodiment of the invention comprises a nucleic acid, DNA sequence or vector as described above
Related to host organisms. The term “host organism” refers to viruses, bacteria, fungi, plants,
Or feeding
About animals.
A preferred embodiment of the present invention relates to the above nucleotide sequence or asymmetric hammer.
Episomal replication system capable of amplifying nucleic acid encoding a head ribozyme
A host organism having a host system. The term "episomal replication system"
Refers to a replication system that is independent of the main genome; that is, plasmid DNA or
Lus is an episomal replication system.
A further preferred embodiment of the present invention provides that at least one of the aforementioned nucleic acids is present in its genome.
A genetically engineered host organism, including one. The term "genome" is
Refers to the entire genetic material that can be passed on to generations. In particular, the present invention relates to functional, catalytic
Organisms that inherit the property of synthesizing chemically active asymmetric hammerhead ribozymes
About.
A further embodiment of the present invention provides that a host organism as described above is prepared according to procedures known in the art.
Culturing under suitable conditions and from culture (cells and / or culture medium)
Production of a nucleic acid, DNA sequence or vector as described above, including isolating the desired product.
Regarding the raw method.
In a further embodiment, the invention relates to a nucleic acid, a DNA sequence or a vector as described above.
Comprising, if necessary, together with a pharmaceutically acceptable carrier and / or diluent,
Pharmaceutical group
About adult. The pharmaceutical composition comprises chronic myeloid leukemia, acute lymphoblastic leukemia
Chromosomal transitions, such as acute myeloid leukemia, and low-stage non-Hodgkin lymphoma
It can be used to treat locus-based diseases. In particular, the nucleic acids, DNA sequences or vectors described above.
Is the purging of hematopoietic stem cells from malignant cells in the treatment of patients
Parenteral and other means of administration to remove target RNA in human patients, including
Can be used.
The nucleic acids directed to the bcr-abl described herein may be a bcr-treated blcr.
bcr and abl wild-type residues due to effective inhibition and sequence selectivity in -abl-positive cells
It works on both unmodified and unmodified expression. Normal for bcr and abl wild-type genes
The latter property is extremely important, since proper expression is essential for normal cell growth. Book
Experimental testing of sequence selectivity as described herein is novel.
The drawings show:
Figure 1: Description of the construct from bcr-abl used in this work. (A) Upper part shows target RN
Schematic mapping of bluescript-based plasmids for in vitro transcription of A
Show Black arrows indicate the orientation of the T7 and T3 promoters. In addition, three markers
RNAs ab / 1b, bcr and bcr-abl are shown. Numbers in white bars are bcr-abl, abl
And bcr gene
Kuson is shown respectively. The numbers shown at the top indicate the length of the RNA. (B) Parent Ann
Thisense RNA and ribozymes. The numbers at the top indicate the length of the RNA. (C) Ribosai
Sequence of the complex formed between the RNA and bcr-abl substrate RNA. The cleavage position is indicated by the arrow and
And bcr-abl fusion points, indicated by dotted lines.
Figure 2: Schematic depiction of kinetic in vitro selection and rapid hybridization.
Identification of chisense RNA and ribozyme species.
Figure 3: Antisense RNA species from αBA62 as a function of antisense strand length.
Annealing with bcr-abl, ab / 1b or bcr target RNA. (A) Modified polyacryl
Single-stranded fractionation of the above hybridization reaction by amide gel electrophoresis
And time course of the composition of the hybrid fraction. The number at the top of the lane indicates the time in minutes
Show. Arrowheads indicate RNA length in nucleotides. Annealing reaction with ab / 1b RNA
Phosphor imagers ranging from 20 to 30 nt in the hybrid fraction
With the signal, it was possible to calculate the rate constant. However, these
The signal is not clearly seen in this figure. (B) Association rate constant (kobs)
A plot of the strand length.
Figure 4: αARz7 as a function of antisense strand length
Annealing of 2 antisense RNA species with bcr-abl, ab / 1b or bcr target RNA
(Refer to the legend note to FIG. 3 for parts A and B of this figure).
Figure 5: bcr-abl, ab / 1b, and other antisense RNA species derived from αBA72, αBA80, and αBRz57.
Or the association rate constant for annealing with bcr target RNA (kobs) Vs antisense strand
Long.
Figure 6: Antisense oligodeoxyribonucleotides αBA23 and αBA28 and
Mediated by the RNaseH of the bcr, ab / 1b, and bcr-abl RNA sequences in the presence of
Cleavage selectivity. The numbers above the lanes indicate the incubation time in minutes. bc
The r-abl cleavage products P1 and P2 are indicated by black arrowheads. White arrowhead is another cleavage
Indicates an object.
FIG. 7: bcr, ab / 1b, and in the presence of nuclear extracts from various amounts of human cells
Selectivity of RNaseH-mediated cleavage of the bcr-abl RNA sequence. Nuclear extraction in total reaction volume
The object part is indicated by%. The number at the top of the lane indicates the incubation time.
Indicated by The bcr-abl cleavage products P1 and P2 are indicated by black arrowheads.
Figure 8: Folding ability of sequences 120 nt upstream and downstream of the bcr-abl fusion point. The calculation is
As described recently (Sczakiel et al., 1993), the window size was 50 nt and
Performed with a step width of 1 nt. The local minimum shown in ninth place is
ΔG relating to the structure at positions 9 to 58 including the structural elements (+11 to +58) shown in the figure
Indicates a value.
The following examples illustrate the invention:
RNA strand showing ab / 1b, bcr, and bcr-abl (b3 / a2) sequences
Using the human Philadelphia positive (Ph +) cell line K562 (Lozzio & Lozzio, 1975)
Perform mRNA isolation and reverse transcription followed by ab / 1b, bcr, and bcr-abl sequences.
CDNA was amplified by PCR. The primers for PCR were constructed using bcr-abl fusion
About 300 nucleotides upstream and about 300 nucleotides downstream of point b3 / a2, i.e., ab / 1b R
It was selected to contain regions equal to NA and bcr RNA, respectively (FIG. 1A). 3
All three target transcripts consisted of about 600 nucleotides for two reasons. (
i) The authentic local structure near the fusion point sequence should be preserved by this RNA length
It is. This view has independent folding units formed during RNA transcription.
Based on evidence suggesting that RNA may have a domain-like structure (Zarrinkar
& Williamson, 1994). The 300 nt stretch on either side of the fusion point does not naturally occur
May allow the formation of three-dimensional local RNA structures. (ii) a chain length of 600 nucleotides
Is at least four times greater than the length of the antisense species used herein. Therefore
,I
During the course of the in vitro selection assay (Rittner et al., 1993), single-stranded fractions were
Can be separated from the double helical fraction which is a prerequisite.
For in vitro transcription of RNA, amplified bcr-abl, ab / 1b and bcr cDNA
The fragment was ligated to the plasmid 'Bluescript' and the sequence of the resulting construct was
It was sequenced and examined. Wild-type sequences ab / 1b and bcr, respectively, and b3 / a2 fusion
Was obtained. However, nucleotide sequence comparisons are an
Showed that the sequence isolated from was different from the original sequence. ab / 1b cDNA sequence
Contained an additional ATG at the 3 'end of exon 1b (Shtivelman et al., 1986). similar
Observations were made by Bernards et al. (1987). bcr cDNA is the published bcr sequence
At positions 552 and 579 of 'A' to 'G' (Heisterkamp et al., 1985). I
However, these differences are due to the antisense and release
Because it is located outside the target region of the bozyme construct,
Is not relevant (Fig. 1).
Antisense RNA and asymmetric ribozymes directed against the bcr-abl fusion point sequence
M
Use cloned bcr-abl sequence pBSbcr / abl600
Antisense RNA species directed to three parent bcr-abl and two asymmetric
A plasmid was prepared for in vitro transcription of Nmmerhead ribozyme (Fig.
1B, C). The three antisense species differ in the length of the part that is complementary to the abl sequence.
(12, 22, or 30 nt, respectively) and share the same 50 nt bcr-directed sequence.
Have. Asymmetric hammerhead ribozymes have one anti-antibody instead of two
Coupling through the sense arm. They can be used in vitro and in living cells.
Have been shown to work equally well as their symmetric equivalents (Tabler et al., 1994). This
A ribozyme (αBRz57) directed to one bcr-abl used in the study of
It was designed to bind through a row and cleave within the bcr portion. Second bcr-abl
Ribozyme (αARz72) is preferentially bound via the bcr sequence and
Cleavage within minutes (FIG. 1C).
Identification of complementary RNA selective binding: association kinetics
Parental antisense RNA and ribozymes are synthesized by in vitro transcription.
At one end32P-labeled. Limited alkaline hydrolysis shares a common end
Yielded a pool of RNA species that were continuously shortened at the other end. Such related
The association rate constant for the species is shown schematically in FIG.
At 37 ° C. and physiological ionic strength (100 mM NaCl), as shown in FIG.
Any of the three parent antisense constructs αBA62, αBA72, or αBA80 and 2
Of each of the related species derived from the two parent asymmetric ribozymes αARz72 or αBRz57
Association rate constants related to chain length are shown in FIGS. 3-5. The maximum association rate constant is 1-3
× 10FourM-1s-1Value was reached.
The 25- to 31-mer from αBA62, which associates most quickly with the bcr-abl target, but not the
Or more than an order of magnitude slower than the association with either the ab / 1b target. Similarly, even longer 34
ΑBA72-derived species in the range of ~ 39 nucleotides and a length range of 58-62 nucleotides
ΑARz72-derived species showed kinetically selective annealing (FIG. 4). However
However, none of the αBRz57-derived species works selectively, and in the 53-62 nt range bcr-
Annealing with the abl sequence was even slower than annealing with the ab / 1b sequence (
(Fig. 5).
Hammerhead ribozyme that specifically cleaves the bcr-abl fusion point sequence
Ribozyme αARz33 directed to two selected bcr-abls (59 quantities from αARz72
) And αBRz42 (72mer from αBRz57), both the association and cleavage steps
Three
Fruit that contributes to the specific destruction of either the target bcr-abl, bcr, or ab / 1b, respectively
Under the experimental conditions, selectivity was measured. The measurement is carried out first at a temperature of 37 ° C and at physiological
Made at ionic strength. However, undesired cleavage of the ab / 1b or bcr sequence
The reaction was performed even at 50 ° C, where the cleavage reaction was faster, to more closely monitor
. The half-life of the bcr-abl target ranges from 10 to 12 hours at 37 ° C and about 2.5 hours at 50 ° C RNA.
(Table 1). Conversely, the half-life of the bcr sequence is greater than 150 hours for both ribozymes.
It was long. Not only cleaved ab / 1b sequence, but directed to 19 contiguous ab / 1b
For αARz33, which also binds through some of the bases, the selectivity was temperature dependent,
Not as markedly as with αBRz42. At 37 ° C, using αARz33, bcr-abl
The half-life of the sequence is approximately 7.5 times shorter than the half-life of the ab / 1b sequence and is less than the half-life of the bcr sequence.
At least 10 times shorter when compared (Table 1). At 50 ° C, bcr-abl and ab / 1b sequences
The difference from the half-life was only two-fold (Table 1). In vivo of both ribozymes
No cleavage occurred with the use of the inactive derivative.
Table 1: bcr, ab / 1b, and bcr-abl target chains of ribozymes αARz33 and αBRz42
Half-life of the cleavage reaction withFor antisense oligodeoxyribonucleotide and RNaseH of bcr-abl RNA
Selective cleavage by
Assays to identify rapidly annealing antisense species are shown in FIGS. 3-5.
As was done with RNA. Using deoxyribonucleotides (DNA)
The selective annealing of the antisense species derived from the experiment was monitored. Synthesis
When antisense DNA is used instead of RNA, RNA-DN with a minimum length of 6-8 base pairs
A hybrid chain
To allow the RNaseH annealing reaction to continue. Given
Under experimental conditions, the process of associating complementary nucleic acids is rate-limiting and DNA-RNA heterozygous.
There was no RNaseH-mediated cleavage of the heavy helix. Three targets (bcr-abl, bcr, and ab /
All of 1b) are chemically synthesized oligodeoxyribonucleotides αBA23, αB
In the presence of A25, αBA28, or αBA30, respectively, and in the presence of RNaseH
And incubated. Oligonucleotides αBA25 and αBA30 were derived from αBA62.
It corresponds exactly to the native RNA-25 and -30mers (FIG. 3). All αBA62-derived distributions
The rows have two additional non-complementary 'G'-nucleotides at their 5' end. It
To investigate their role, two antisense orientations lacking two 'G's at the 5' end were used.
Gonucleotides (αBA23 and αBA28) were synthesized. About species αBA23 and αBA28
The results are shown in FIG. All constructs are either poor in bcr or ab / 1b wild-type sequences or
Strongly cleaves the bcr-abl target under conditions that result in insignificant degradation,
Showed that selective binding occurred in a mixture of all potential target strands. Oligonu
Nucleotides αBA28 and αBA30 with 16 nucleotides that are complementary to bcr
When used again, another cleavage product appears (open triangle in FIG. 6), which is
Is not assigned to the cleavage of bcr RNA in the vicinity
I can't.
To examine sequence selectivity under conditions closer to living cells, αBA23 and αBA25
The RNaseH assay used was performed in the presence of nuclear extracts isolated from human cells
. When the nuclear extract formed 3% to 30% of the total reaction volume, bcr-ablRNA contained bcr and
It disappeared significantly faster than abl RNA, indicating selective degradation of the bcr-abl chain. Antisen
In the absence of S-oligonucleotide and RNaseH, degradation of all three RNAs
Higher amounts of nuclear extract occurred at an increasing and indistinguishable rate. The result is bcr-ab
l Eliminates endogenous nuclease activity that preferentially degrades RNA. Conversely, increase
In nuclear extracts, bcr-abl RNA is much faster than bcr and abl RNA
Decomposed (FIG. 7). Quantification of band intensity by phosphor imager (data shown
(Not shown), in 10% nuclear extract, αBA23 sequence selectivity was measured in 3% nuclear extract.
It was shown to be about twice as large as specified (FIG. 7). A higher amount of nuclear extract (30%
(Data not shown), which is even larger and impairs sequence selectivity.
Strongly suggests similar levels or even stronger in vivo.
Association of antisense oligodeoxyribonucleotides
Speed constant
To elucidate the role of the 2'-OH group in association, antisense from αBA62
・ Complementary DNA and RNA of a set of oligonucleotide and bcr-abl target RNA
The annealing kinetics were compared (Table 2). All DNA species are significantly different from the bcr-abl target.
(10Three-TenFourM-1s-1) Anneal to reflect the accessibility of the fusion point
Under similar experimental conditions in vitro, it is three to five times slower than homologous complementary RNA.
Was.
Due to the requirements for efficient transcription in vitro, all of the antisense species
Contained two 'G' residues at their 5 'end (αBA25 and αBA30). Further
In addition, association kinetic studies were performed on αB, a derivative lacking two noncomplementary 'G' residues at the 5 'end.
Performed using A23 and αBA28. Two longer species, αBA28 and αBA3
The association rate constant of 0 was similar regardless of the 5'-GG residue (about 3.6 x 10ThreeM-1s-1,
Table 2). For the shorter oligonucleotides αBA23 and αBA25,
An increase in the association rate constant for αBA23 lacking two 'G' residues was measured (6.8 ×
TenThreeVs 4.4 × 10ThreeM-1s-1), Where the addition of two non-complementary 'G' residues at the 5 'end is
It was shown to be significantly disadvantageous for double helix formation in vitro.
Table 2: Antisense oligonucleotides and bcr, ab / 1b, and bcr-abl targets
Second-order rate constant for association with the chain (kobs)
Selectivity of antisense nucleic acids and hammerhead ribozymes
Selective binding in vitro can be achieved with short complementary sequences (<30 nt) as well as longer phases.
Complementary RNA strands (> 30 nt) were observed. This is the equilibrium of the annealing reaction,
Stability of the double helix (TmValue could not be explained. Conversely, the association speed
Is an appropriate parameter for assessing selectivity. However, oligode
Oxyribonucleotides react more slowly than similar RNAs.
Neal. For example, oligodeoxyribonucleotides αBA25 and αBA30 (Table
2) annealed 3-5 times more slowly than each RNA strand (FIG. 3). However
However, the comparable selectivity between the tested oligomeric DNA and RNA is
Indicate that the parameters are independent of the type of nucleic acid used. Therefore
The strategy used in this work also includes a variety of chemically modified antisense nucleic acids and
And ribozymes.
As confirmed by the selective cleavage of bcr-abl RNA in the presence of RNaseH (data
Are not shown), the two 'G' residues present at the 5 'end of constructs αBA25 and αBA30.
The group had no significant effect on selectivity. Nevertheless, the annealing
Significant reduction was observed compared to derivatives lacking two 'G' residues (Table 2).
In many cases, the change in complementary RNA species from selective to non-selective is sharp, i.e.
, Addition or deletion of only 1 to 3 nucleotides has kinetic selectivity,
Short antisense species (Southern et al., 1992), as well as long antisense RNA (Rittne
r et al., 1993) can significantly affect the association rate constant consistent with earlier studies.
You.
Annealing of the complementary RNA is performed by an enhancer such as hnRNP protein (e.g., hnRNP
A1 protein; Pontius & Be
rg, 1990) or the compound cetyltrimethylammonium bromide,
(For an overview, see Pontius, 1993). Cellular factors
Bo could also provide faster annealing. Annie mediated by accelerator
Assuming that the increase in rings is affected by the degree of sequence complementarity, selectivity also increases.
Will be added. This view suggests that antisense species αBA23 in the presence of nuclear extracts
Consistent with increased selectivity (FIG. 7).
For technical reasons, selectivity of truncated derivatives of two asymmetric ribozymes
It was difficult to evaluate. In experiments using the ribozyme αARz33 derived from αARz72,
In addition, ribozyme-mediated cleavage of ab / 1b RNA was observed. This observation was made in solution
Ability of αARz33 to form a 19 bp duplex with ab / 1b RNA and to cleave abl RNA
May reflect this. Annealing of any of the target sequences of αARz33
Is not observed under the conditions used in the in vitro selection assay shown in FIG.
won. After the assembly reaction, the semi-denaturing strip was preceded by electrophoresis, which could explain the lack of binding.
The samples were incubated under different conditions (1% SDS, urea). This discovery was formed
Because the duplex is not stable, the in vitro selection method can lead to complementary species shorter than about 20 nt.
Means that it cannot be used. Conversely, chain lengths greater than 25 bp
So, the results are reliable, and in the case of antisense species, for the 20-mer, for example
It was measured by annealing the 20-mer derived from αARz72 with ab / 1b.
The selectivity of αBRz42 in cleavage experiments (Table 1) was seen in annealing experiments
It was larger (Fig. 7). This observation reflects the half-life of the intact target RNA in cleavage experiments (Table 1).
Is explained by the fact that it is a consequence of both efficient annealing and cleavage.
Wear. Cleavage by αBRz42 can only occur with either bcr-abl or bcr sequences
And cannot occur with an abl sequence. Therefore, cleavage of the abl target could not be detected and this
Cleavage of the bcr target does not occur due to the fact that the RNA does not anneal (FIG. 7).
Reduced accessibility of bcr-abl b3 / a2 fusion point sequences
The maximum association rate constant measured in this work (1-3 × 10FourM-1s-1) Is usually 10Five~Ten6M-1
s-1Rate constants of naturally occurring complementary RNAs in the range (Wagner & Simons, 1994)
It was not as large. Artificial antisense RNA and HIV directed against HIV-1 sequences
And the association rate constant measured for ribozymes are 10Four~TenFiveM-1s-1To a value between
(Homann et al., 1993b; Mark, summarized by Sczakiel)
Printing). Kinetic approach of the bcr-abl b3 / a2 fusion sequence
This observed decrease in gender is due to structural striations that can be caused by relatively stable local structures.
The case suggests that there is a similar inaccessibility. A stable local RNA structure
Levels can be negatively affected, i.e., the effectiveness of complementary RNA in living cells.
Was. However, the reduced accessibility, as can be derived from the results of this work,
Does not necessarily affect selectivity. For example, the three targets of the construct from αBRz57
The annealing pattern of the set with the chain (FIG. 5) shows that the accessibility (local structure) is bcr-ab
The differences in the l vs. ab / 1b sequence (positions 53-63 in FIG. 5)
Indicates a strong suggestion.
The extent of RNA folding, that is, the extent of intramolecular interactions, is determined by local folding
Can be monitored by ability. The parameters calculated by this computer are
, A given stretch of sequence is folded, complementary RNA and antisense in living cells
May provide some information on the probability of an effective interaction between RNA efficacy and
, The lowest free energy measure of a structure (Sczakiel et al., 1993). Therefore, the station
Assuming local folding ability can monitor the accessibility of a given sequence stretch
It seems reasonable to do so. bcr-abl sequence in general and fusion
The folding ability near the point is low when compared to other sequences (Δ
Gmean (-300 ~ + 300)= -7.6kcal / mol; ΔGmean (-120 ~ + 120)= -8.8kcal / mol), relative
Show extensive intramolecular interactions (FIG. 8): these results have been reported to date.
Consistent with weak inhibition. The local minimum of the folding ability 9 nt downstream of the fusion point (ΔG =
-16.8 kcal / mol, FIG. 8) shows that stable secondary structural elements can be formed in this region
Indicates that In fact, the sequence between positions +11 and +58 downstream of the fusion point (FIG. 8) is predicted
Low-energy (stable) stem-bulge-stem-loop element
The element also has a secondary structure of bcr-abl with a total length of up to 600 nt.
Individual structural elements as predicted for longer stretches of the sequence
To be found. An antiserum that rapidly hybridizes to abl sections longer than 12 nt
All of the strains (αBA72, αBA80, αARz72 and αBRz57) have one of the abl sequences (αBA62).
Anneals about 2-3 times more slowly than species containing only 2 nt,
Spanning (+11 to +58) complementary sequences may not support or even interfere with binding
To indicate that
The folding capability of the bcr-abl array is above the fusion point in various window sizes.
It shows higher values in flow. This is because the sequence of the upstream bcr is folded in the molecule.
Does not appear to be broadly related to
As shown by the redisy species αBA25 and αBA30 (FIG. 3, Table 2),
It appears to be more available for initiating / extending duplex formation with a sense species.
Implications for the design of complementary nucleic acids directed at bcr-abl
The pairing reaction between two complementary strands is at least two mismatches.
It consists of indispensable steps. First, the alignment of both strands via Watson-Crick base pairing
Column-specific recognition, followed by the onset and extension of double helix formation. In both processes,
It can occur through the same base, which may be the case with short antisense sequences or
In some cases, even longer antisense RNAs are likely to occur (Homann
1993b). However, this is not an absolute requirement and the naturally occurring complementary RN
In the case of A, the first interaction is a reversible loop-loop interaction ('kissing' (ki
ssing)), followed by the onset of duplex formation at another site,
Often the free 3 'end of the antisense strand and the accessible complementary portion of the target strand are
(See Wagner & Simons, 1994 for review). Ideally,
Ribozymes and ribozymes are accessible sequences of the target strand with complementary sequences that are accessible.
Deza to meet
Should be imported.
However, in living cells, only double helix formation is effective;
I don't think it's enough for destruction.
In the case of antisense DNA (oligodeoxyribonucleotide), RNaseH is probably
Related to target RNA degradation. In the case of antisense RNA, RNaseIII-like activity is 25-30
Recognizes perfectly formed double-stranded RNA beyond a certain minimum length in the range of base pairs
(Nellen & Sczakiel, printing). For this reason, kinetic
Short (<30 nt) antisense species identified by selection are deoxyribonucleotides.
It must be synthesized as a peptide, but long-chain (> 30 nt) species are also synthesized and converted to RNA.
Can be applied.
Limited kinetic and structural accessibility of sequences near the bcr-abl fusion point
Weak or almost no antisense of bcr-abl gene expression observed in
Compatible with drug-mediated inhibition. This is due to the more refined local structure of the fusion region sequence.
Suggests a dense appearance. The local minimum at +9 is a clear point for antisense recognition.
Disadvantageously, further downstream sequences are less suitable for selectivity. For this reason
Allows for a selective and efficient antisense sequence, with the bcr portion near the fusion point and
To the first 8 nucleotides of the abl sequence.
Template construction for in vitro synthesis of target RNA, antisense RNA and ribozymes
Construction
The cDNAs for the synthesis of the target RNAs bcr-abl, ab / 1b and bcr were converted to the CML cell line K562 (Loz
zio & Lozzio, 1975). Described K562 cellular RNA
(Chomczynski & Sacchi) 1987). Reverse transcription and PCR targets
The quasi-method was applied. primers 93/25 and 93/21 for bcr-abl cDNA synthesis,
Primers 93/21 and 93/22 for ab / 1b cDNA and primers for bcr cDNA
Immers 93/25 and 93/26 were used. The sequence of the primer is: 93/21: 5'-AGGAGTGTT
TCTCCAGACTG-3 ', 93/22: 5'-TGCTTCCTTTTGTTATGGAA-3', 93/25: 5'-ATGTCTCCCAGCA
TGGCCTT-3 ', 93/26: 5'-TTACTTCGATCCCATTCATG-3'. The resulting PCR product
Blues blunt-ended with mung bean nuclease and cleaved with SmaI
Clone into Crypto M13 (Stratagene), plasmid pBSbcr / abl600, pBSab1
This resulted in 1b603 and pBSbcr600. bcr-abl sense RNA is generated by T7 RNA polymerase.
Thus, ab / 1b and bcr sense RNAs can be transformed in vitro by T3 RNA polymerase.
(FIG. 1A). Proceeding from pBSbcr / abl600, we have three bcr-abl
Directed antisense
The cDNA of the RNA species was constructed by PCR. Hybridizes 50 nt upstream of the fusion point,
A unique bcr-directed primer (bcr50) containing a Ppul01 restriction site at the 5 'end
Used for PCR amplification of cDNA. The primers directed to abl have a fusion point of 12
Hybridize to nucleotides downstream of (abl12), 22 (abl22) and 30 (abl30), respectively.
And contained the sequence of the T7 promoter and an XbaI site. In addition, Rebosai
Primer bcr50 and Primer rzabl containing the gene sequence and T7 promoter sequence
Using 23 to design a cDNA for the hammerhead ribozyme by PCR
did. This ribozyme binds preferentially via the bcr portion of the bcr-abl RNA,
Cleavage within the part. Antisease cleaved within the bcr portion and directed to abl for binding
The cDNA for the second ribozyme using the sense sequence was ligated to the primer abl50 (T5 sequence).
And rzbcr7 (including the ribozyme sequence; FIGS. 1B and 1C).
I built it. The sequence of the primer is:
The PCR product was cloned into pUC131 using XbaI and Ppu101 sites and
Mids pBA62, pBA72, pBA80, pARz72 and pBRz57 were obtained. All plasmids are
Experimentally controlled by sequence analysis, antisense RNA and
Bozymes αBA62, αBA72, αBA80, αARz72 and αBRz57 are T7 RNA polymerases
Transcribed in vitro.
αARz33 and αBRz42 and their corresponding in vitro inactive derivatives
For in vitro transcription, T7 Promo
The PCR product containing the primers was used. PCR fragment for αARz33
Primer bcr11 (5'-GCCAAGCTTGCAGAGTTCAAAAGCCCTTC-3 ') and pCRz72
And rzabl23a(5'-GCCTCTAGATAATACGACTCACT-3 ') or rzabl23i(Inactive in vitro
Sex: amplified using 5'-GCCTCTAGATAATACGACTCACTATAGGGCTGCCTAATAAGGCCT-3 ')
. The PCR fragment for αBRz42 was derived from plasmid pBRz57 and
-Abl36 (5'-GCCTCTAGATAATACGACTCACTATAGGGCGCTCAAAGTCAGATGCTACT-3 ') and r
zbcr7a(5'-GCCAAGCTTAGTTTCGGCCTCGAGGCCTC-3 ') or rzbcr7i(In vitro
Activity; synthesized using 5′-GCCAAGCTTAGTTTCGGCCTCGAGGCCTTATTAGCAAA-3 ′). Both
The sequence of the in vitro active ribozyme is: (i) αARz33: 5′-GGGCUGCCUGAUGAGGCCUC
GAGGCCGAAACUGGCCGCUGAAGGGCUUUUGAACUCUGCAAGCU-3 ', (ii) αBRZ42: 5'-GGGCGCUC
AAAGUCAGAUGCUACUGGCCGCUGAAGGGCUUUUGCUGAUGAGGCCUCGAGGCCGAAACUAAGCU-3 '
You. Helix 2 sequences are shown in bold. Underlined G residues are in vitro
Is replaced by an A residue for an inactive ribozyme.
In vitro transcription of RNA
Prior to in vitro transcription, the plasmid DNA is
PBSbcr / abl600 by EcoRI, pBSbcr600 by BamHI
And BamHI or Sstl to clear pBSabl603, followed by the 3 'overhang of the Sstl site.
Filled with Nou enzyme. Plasmids pBA62, pBA72, pBA80, pARz72 and pBRz5
7 was linearized with HindIII. PCR products are ligated with HindIII prior to in vitro transcription.
Cleaved. Inverted by PCR product and T3 RNA polymerase (Boehringer Mannheim)
In vitro transformation of plasmid DNA except for pBSabl1b603 and pBSbcr600
For transcription, T7 RNA polymerase (Boehringer Mannheim) was used. Linearized
5 μg of the template DNA obtained was transformed in vitro as described (Rittner et al., 1993).
I copied it. 200 μl 20 mM MgSOFourAfter addition of the mixture, the mixture was washed with 20 U DNaseI (Boehringer Man
transcripts are subjected to gel filtration (Sephadex G-50, Pharmacia; TE buffer)
(10 mM Tris / HCl pH 8, 1 mM EDTA)). Of radiolabeled RNA
For in vitro transcription, 0.5 μg of template DNA was used under the same conditions as above. Unmarked
Nucleoside triphosphates ATP, CTP and GTP at a final concentration of 1.25 mM and unlabeled UTP at a final concentration of
At 0.04 mM and 20 μCi of [α-32P] UTP (3000 Ci / mmol, Amersham, Brown
Schweig) was added to the 20 μl reaction. RNA was purified by gel filtration.
RNA32P-terminal label
The 5 'end of the in vitro transcribed RNA (10 pmol) was ligated with calf intestinal phosphatase.
Dephosphorylation followed by 50 μCi of [γ-as described (Sambrook et al., 1989).32
By [P] ATP (3000 Ci / mmol) and polynucleotide kinase (Boehringer Mannheim)
By rephosphorylation32P-labeled.
3 ′ labeling of the RNA was performed as described in Barrio et al. (1978). Briefly state
5 pmol of RNA in 330 μM ATP, 50 mM Hepes buffer pH 8.3 in a final volume of 20 μl,
20mM MgClTwo, 10 units T4 RNA ligase (Boehringer Mannheim) and 50 μCi [32P]
Using pCp (3000 Ci / mmol, Amersham, Braunschweig) for 14 hours at 15 ° C
Cubbed. RNA was purified by gel filtration.
Alkaline hydrolysis of antisense RNA and ribozymes
Create random mixture of antisense RNA and ribozyme directed to bcr-abl
To make32P-terminally labeled parent RNA and ribozymes are described (Rittner
(1993), and continuously shortened by alkaline hydrolysis. Briefly stated
In brief, 2.5 pmol of end-labeled RNA in TE buffer (10 mM Tris / HCl pH 8.0, 1 mM EDTA)
, 1.5 volumes of 0.
5M NaHCOThreeAnd heated to 96 ° C for 12-14 minutes, then cooled on ice and
The solution was desalted by filtration. After ethanol precipitation, the RNA was dissolved in TE buffer. Continued
And heat the mixture of RNA species at 75 ° C for 10 minutes to allow hybridization assays.
Cool slowly to 37 ° C before use in b.
In vitro selection method for identification of rapidly hybridizing antisense RNA species
The experimental procedure was recently described (Rittner et al., 1993) and is shown schematically in FIG.
. Briefly, 5 'or 3' labeled hydrolyzed RNA was converted to 100 mM NaCl, 20 mM
M Tris / HCl pH 7.4 and 10 mM MgClTwoIn a final volume of 20 μl of solution containing
1.6, 3.2 or 6.4 pmol of bcr-abl, ab / 1b or bcr target RNA, respectively
At 37 ° C. At different times during the incubation, pre-
30 μl of stop buffer (50 mM Tris / HCl pH8; 15 mM EDTA, 0.2% SDS
, 8M urea, 0.04% bromophenol blue, 0.04% xylene cyanol)
One aliquot was transferred. Single-stranded antisense RNA and target RNA / antisense
The RNA double helix was subjected to native agarose gel electrophoresis (1.2%, 89 mM Tris / HCl pH 8.3).
,
89 mM boric acid, 2 mM EDTA). Cut single- and double-stranded RNA from the gel
Centrifugation of the excised gel slice frozen in liquid nitrogen.
Therefore, it was recovered. After ethanol precipitation, the RNA was redissolved in stop buffer and denatured
(12% polyacrylamide gel containing 7M urea in 89mM Tris-borate buffer pH 8.3)
Was analyzed by polyacrylamide gel electrophoresis. The gel is dried and
Exposure to Lum.
Measuring the hybridization rate for individual antisense RNA species
Dry polyacrylamide or agaro for quantitative analysis of band intensity
Gel was scanned by a phosphor imager (Molecular Dynamics)
. Measure band intensity using 'IMAGE QUANT' software (Molecular Dynamics).
Specified. The data was transferred to the program 'EXCEL' (Microsoft). Hybridization
Band intensity of individual antisense RNA or ribozyme species
The zym cleavage reaction was plotted against the time axis. Exponential decay curve
Non-linear regression using ram 'GRAFIT' (Erithacus Software, London, UK)
Adjusted by
RNaseH cleavage reaction
Three32The p-labeled substrate RNA species bcr-abl, ab / 1b and bcr (100 pM) were
0 mM NaCl, 20 mM Tris / HCl pH 7.4 and 10 mM MgClTwoContaining a final volume of 20 μl
In solution, different phosphorothioate antisense oligonucleotides αBA23
(5'-GCTGAAGGGCTTTTGAACTCT-3 '), αBA25 (5'-GGGCTGAAGGGCTTTTGAACTCTGC-3'),
αBA28 (5′-GCTGAAGGGCTTTTGAACTCTGCTTAAA-3 ′), or αBA30 (5′-GGGCTGAAGGGC
TTTTGAACTCTGCTTAAA-3 ′) (1 μM final volume) and 1 U of E. coli RNaseH (B
oehringer Mannheim) at 37 ° C. Incubation
At different time points, a 3 μl aliquot was added to a 30 μl stop, pre-chilled on ice.
Buffer (50 mM Tris / HCl pH8; 15 mM EDTA, 0.2% SDS, 8 M urea, 0.04% bromphe
Nord Blue, 0.04% xylene cyanol). After heating at 95 ° C for 5 minutes
The reaction products were subjected to polyacrylamide gel electrophoresis under denaturing conditions (4%), followed by
The dried gel was analyzed by autoradiography.
In experiments using nuclear extracts, the reaction mixture was analyzed using human SW480 cells (3.5 mg / ml protein).
) Were carried out to contain different amounts (3%, 10% or 30%) of the nuclear extract from). RNaseH anti
Different
30 μl stop buffer to remove protein from time-removed samples
Phenol / chloroform / isoamyl alcohol (25: 24: 1
). Nuclear extracts were prepared as described (Schreiber et al., 1989).
Was.
Ribozyme activity in vitro
Ribozyme activity was measured under single turnover conditions. Preparation of RNA
, Cleavage reaction, and product separation by polyacrylamide gel electrophoresis.
Performed as described recently (Homann et al., 1993a). Briefly, 30 fmol (1.5 n
M) radiolabeled target RNA and at least a 10-fold excess of unlabeled ribozyme RNA
(> 300 fmol;> 15 nM) in 100 mM NaCl, 10 mM MgClTwoAnd 20 mM Tris / HCl pH 7.4
Incubate at 37 ° C. or 50 ° C. in a final volume of 20 μl. Reaction mixing
Aliquots of the product were removed at different time points, 50 mM Tris / HCl pH8; 15 mM EDTA, 0.
2% SDS, 8M urea, 0.04% bromophenol blue and 0.04% xylene cyanol
The reaction was stopped by adding 30 μl of a solution containing Sample at 0 ° C
Store and 5% polyacrylamide gel (0.125% bisacrylic acid) under denaturing conditions (8M urea)
Amide) and analyzed by electrophoresis.
Was. The gel was dried and scanned on a phosphor imager.
Determination of association rate constant of antisense oligodeoxyribonucleotide
Radiolabelled phosphorothioate antisense oligodeoxynucleotide
Pide (1 nM final concentration) was added to a total volume of 20 μl of hybridization buffer (see above).
) In three target RNAs bcr-abl, ab / 1b or bcr (300 nM or 450 nM final concentration)
Incubated with either. After different incubation times, 3μ
Remove 1 aliquot and 25 μl of pre-cooled stop buffer (see above)
And analyzed by non-denaturing agarose gel electrophoresis. Dry gel and fill with X-ray
And scanned with a phosphor imager.
Ex vivo test using human cellsPatients and cells
Transforms human peripheral blood mononuclear cells (MNCs) into chronic, advanced or blast crisis chronic myeloid
Obtained from a leukemia patient. Erythrocytes and cell debris are transferred to a lymphocyte separation medium Lymphoprep (N
ycomed Pharma, Oslo, Norway) for density centrifugation.
Therefore, it was removed. Separation of CD34 + cells from the MNC fraction was performed according to the manufacturer's
MACS immunomagnetic separation system (Miltenyi Biotec, Bergisch Gladbach,
(Germany). For transfection, add 10% experimental cells.
Heat-inactivated calf serum, 100 IU / ml penicillin, 100 μg / ml streptomycin, 2 m
The cells were cultured in RPMI-1640 medium supplemented with mol / L L-glutamine.Oligodeoxyribonucleotide (ODN)
The ODN used for transfection studies had the following sequence:
The two internucleotide linkages at the 3 'and 5' ends of the ODN are phosphorothioe
Internal deoxyribonucleotides are linked by phosphodiesters
Was done. ODN is purified by reversed-phase high-performance liquid chromatography and
Lyophilized.ODN Treatment of CML cells
Prior to transfection, 2.5 μl ODN (200 μM, 1 μM cell suspension 500 μl
to the final concentration of ODN in 1 l of 15 μl DOTAP (N- [1- (2,3-dioleoyl
Xy) propyl] -N, N, N-trimethylammonium methyl sulfate, Boehringe
r Mannheim, Mannheim, Germany) and Hepes buffer (20 mM, pH 7.4)
To a final volume of 75 μl. Mix the mixture for the formation of the ODN / cationic lipid complex.
Incubated for 15 minutes at room temperature and added dropwise to the cell suspension. MNC and CD34 + fine
The final volume of the vesicle is 1 × 106500 μl at a final density of cells / ml. ODN
For 6 hours at 37 ° C. Cells are pelleted by centrifugation.
And resuspended in fresh medium. 18 hours later, using half of the ODN / DOTAP complex
A second transfection was performed. Subsequently, the cells were transferred to MethoCult H4433 ”Com
plete ”methylcellulose medium (StemCell Technologies Inc., Vancouver, Canada)
Nada) and double plated. Cell density in methylcellulose medium: MNC
(1 × 10Five/ ml), CD34 + (1 × 10Three/ ml). Colonies were counted after 14 days.Reverse transcription and polymerase chain reaction
1x10 for bcr-abl fusion point analysis7RNA from cells
Extracted. The fusion point was reverse transcribed, followed by polymerase chain reaction and agarose.
Determined by analysis by gel electrophoresis.
Table 3: Antisense oligodeoxyribonucleotides directed to bcr-abl
Inhibition of Clonogenic Growth of Primary CML Cells by Treatment with ATPAbbreviation: CP: chronic phase
AP: advanced stage
BC: blast crisis
MNC: mononuclear cell (peripheral blood)
CD34 +: CD34-rich hematopoietic cells from peripheral blood
【手続補正書】特許法第184条の8第1項
【提出日】平成10年9月21日(1998.9.21)
【補正内容】
請求の範囲
1. ヌクレオチド配列が、
(a)第1の染色体DNA配列に相補性である部分、および
(b)第2の染色体DNA配列に相補性である部分、
を含み、ここで第1および第2の染色体DNA配列が融合遺伝子を生じる染色体
転座の少なくとも一部を形成し、該部分が転座点を含み、
ここで該核酸のヌクレオチド配列は実質的にリボヌクレオチドからなり、ヌク
レオチド配列は下記の配列:
の少なくとも1つを含む、核酸。
2. 転写されると請求項1に記載の核酸に対応するDNA配列。
3. 請求項1に記載の核酸または請求項2に記載のDNA配列を含むベクター。
4. 請求項1に記載の核酸、請求項2に記載のDNA配列または請求項3に記載
のベクターを含む宿主生物。
5. 請求項1に記載の核酸、請求項2に記載のDNA配列または請求項3に記載
のベクターの産生方法であって、請求項4に記載の宿主生物を好適な条件下で培
養すること及び培養物から所望の生成物を単離することを包含する方法。
6. 請求項1に記載の核酸、請求項2に記載のDNA配列または請求項3に記載
のベクターを、必要に応じて薬学的に許容される担体および/または希釈剤とと
もに含む薬学的組成物。
7. 染色体転座に基づく疾患の処置のための請求項6に記載の薬学的組成物。
8. 疾患が慢性骨髄性白血病である、請求項7に記載の薬学的組成物。[Procedure of Amendment] Article 184-8, Paragraph 1 of the Patent Act [Date of Submission] September 21, 1998 (September 21, 1998) [Details of Amendment] Claims 1. The nucleotide sequence comprises: (a) a portion complementary to the first chromosomal DNA sequence; and (b) a portion complementary to the second chromosomal DNA sequence, wherein the first and second chromosomal DNAs are The sequence forms at least a portion of a chromosomal translocation resulting in a fusion gene, wherein the portion includes a translocation point, wherein the nucleotide sequence of the nucleic acid consists essentially of ribonucleotides, wherein the nucleotide sequence is: A nucleic acid comprising at least one of the following. 2. A DNA sequence corresponding to the nucleic acid of claim 1 when transcribed. 3. A vector comprising the nucleic acid according to claim 1 or the DNA sequence according to claim 2. 4. A host organism comprising a nucleic acid according to claim 1, a DNA sequence according to claim 2, or a vector according to claim 3. 5. A method for producing the nucleic acid according to claim 1, the DNA sequence according to claim 2, or the vector according to claim 3, wherein the host organism according to claim 4 is cultured under suitable conditions. A method comprising isolating the desired product from the product. 6. A pharmaceutical composition comprising a nucleic acid according to claim 1, a DNA sequence according to claim 2 or a vector according to claim 3, optionally together with a pharmaceutically acceptable carrier and / or diluent. 7. The pharmaceutical composition according to claim 6, for the treatment of a disease based on chromosomal translocation. 8. 8. The pharmaceutical composition according to claim 7, wherein the disease is chronic myeloid leukemia.
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フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考)
A61K 48/00 A61K 48/00
C12N 5/10 C12N 9/00
9/00 C12Q 1/68 A
C12Q 1/68 C12N 5/00 B
(72)発明者 クロネンヴェット ラルフ
ドイツ国 デー―69120 ハイデルベルク
シュレーデルシュトラーセ 103──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) A61K 48/00 A61K 48/00 C12N 5/10 C12N 9/00 9/00 C12Q 1/68 A C12Q 1 / 68 C12N 5/00 B (72) Inventor Cronenwett Ralph Germany Day-69120 Heidelberg Schledelstraße 103