JP2003526628A - ヌクレオシドの位置的修飾によるオリゴヌクレオチドCpG−媒体免疫刺激の変調 - Google Patents
ヌクレオシドの位置的修飾によるオリゴヌクレオチドCpG−媒体免疫刺激の変調Info
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Abstract
Description
オチドの治療学的使用に関する。
診断プローブ法から、PCR、遺伝子発現のアンチセンス抑制に及ぶ極めて多岐
にわたる技術に用いられている。このような広範なオリゴヌクレオチドの使用は
、オリゴヌクレオチドを合成するための迅速、安価かつ有効な方法に対する需要
の増大をもたらしている。
、ルーチンに行うことができる。たとえば、Methods in Molecular Biology, Vo
l. 20: Protocols for Oligonucleotides and Analogs, pp.165-189(S. Agrawa
l編、ヒューマナ・プレス、1993);Oligonucleotides and Analogues: A P
ractical Approach, pp.87-108(F. Eckstein編、1991);およびUhlmannお
よびPeyman、上掲、AgrawalおよびIyer, Curr. Op. in Biotech. 6: 12 (1995)
;およびAntisense Research and Applications(CrookeおよびLebleu編、CR
Cプレス、ボカ・ラトン、1993)を参照。
まれていた。Khoranaら(J. Molec. Biol. 72: 209 (1972)はオリゴヌクレオチ
ドの合成のためのホスホジエステル化学を開示している。Reese(Tetrahedron L
ett. 34: 3143-3179 (1978))はオリゴヌクレオチドおよびポリヌクレオチドの
合成のためのホスホトリエステル化学を開示している。これら初期のアプローチ
は、さらに有効なホスホルアミダイトおよびH−ホスホネート合成法への道を大
きく切り開いた。BeaucageおよびCaruthers(Tetrahedron Lett. 22: 1859-1862
(1981))はポリヌクレオチド合成におけるデオキシヌクレオシドホスホルアミ
ダイトの使用を開示している。AgrawalおよびZamecnik(米国特許第5,149,
798号(1992年))は、H−ホスホネート法によるオリゴヌクレオチドの
最適化合成を開示している。
ヌクレオチドを合成するのに用いられている。AgrawalおよびGoodchild(Tetrah
edron Lett. 28: 3539-3542 (1987))は、ホスホルアミダイト化学を用いたオリ
ゴヌクレオチドメチルホスホネートの合成を教示している。Connollyら(Bioche
mistry 23: 3443 (1984))は、ホスホルアミダイト化学を用いたオリゴヌクレオ
チドホスホロチオエートの合成を開示している。Jagerら(Biochemistry 27: 72
37 (1988))は、ホスホルアミダイト化学を用いたオリゴヌクレオチドホスホル
アミダイトの合成を開示している。Agrawalら(Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85 : 7079-7083 (1988))は、H−ホスホネート化学を用いたオリゴヌクレオチドホ
スホルアミダイトおよびホスホロチオエートの合成を開示している。
性を示している。Crooke(Antisense Nucleic Acid Drug Dev. 8: vii-viii)は
、サイトメガロウイルスによって誘発されたヒトの網膜炎の治療に対するホスホ
ロチオエートオリゴヌクレオチドの市場売買の承認が得られたことを開示してい
る。残念なことに、ホスホロチオエートオリゴヌクレオチドの使用は当初予想さ
れていたよりも複雑なものとなってきた。ホスホロチオエートオリゴヌクレオチ
ドによって引き起こされるある種の作用は、予想されるアンチセンスのメカニズ
ムでは説明できなかった。たとえば、McIntyreら(Antisense Res. Dev. 3: 309
-322 (1993))は、「センス」のホスホロチオエートオリゴヌクレオチドが特定
の免疫刺激を引き起こすことを教示している。この副作用や他の副作用は、ホス
ホロチオエートオリゴヌクレオチドの概念を複雑なものにしている。Zhaoら(Bi
ochemical Pharmacology 51: 173-182 (1996))は、2つのCpG含有オリゴヌ
クレオチド[一つはHIV−1からのgag遺伝子に相補的なものであり(
ヌクレオチドが免疫刺激を誘発しうるという観察は、この副作用を治療用の手段
として開発することへの関心をもたらした。これら努力は、ジヌクレオチドCp
Gを含有するホスホロチオエートオリゴヌクレオチドに着目している。Kuramoto
ら(Jpn. J. Cancer Res. 83: 1128-1131 (1992))は、CpGジヌクレオチドを
包含するパリンドローム含有ホスホジエステルオリゴヌクレオチドが、インター
フェロンαおよびγの合成を誘発し、ナチュラルキラーの活性を高めうることを
教示している。Kriegら(Nature 371: 546-549 (1995))は、ホスホロチオエー
トCpG含有オリゴヌクレオチドが免疫刺激性であることを開示している。Lian
gら(J. Clin. Invest. 98: 1119-1129 (1996))は、そのようなオリゴヌクレオ
チドがヒトB細胞を活性化することを開示している。Moldoveanuら(Vaccine 16 : 1216-124 (1998))は、CpG含有ホスホロチオエートオリゴヌクレオチドが
インフルエンザウイルスに対する免疫応答を高めることを教示している。McClus
kieおよびDavis(The Journal of Immunology 161: 4463-4466 (1998))は、C
pG含有オリゴヌクレオチドが強力な免疫刺激剤として作用し、B型肝炎表面抗
原に対する免疫応答を高めることを教示している。Agrawal(米国特許第5,96
8,909号)は、CまたはGの骨格の修飾がこの作用を抑制することを教示し
ている。
答を変調しうる必要性があることを明らかにしている。理想的には、そのような
変調は、アンチセンスの応用に対しては免疫刺激作用を低減させること、および
免疫療法の応用に対しては免疫刺激作用を増大させることを含むものでなければ
ならない。
変調する方法を提供する。本発明による方法は、アンチセンスの応用に対しては
免疫刺激作用を低減させること、および免疫療法の応用に対しては免疫刺激作用
を増大させることの両者を可能にする。それゆえ、本発明はさらに、いずれの応
用に対しても免疫刺激作用の最適レベルを有するオリゴヌクレオチドおよびその
ようなオリゴヌクレオチドの使用方法を提供する。 本発明者らは驚くべきことに、CpG含有オリゴヌクレオチドの位置的修飾(
positional modification)が該オリゴヌクレオチドの免疫刺激能に劇的な影響
を及ぼすことを見出した。とりわけ、CpGジヌクレオチドの5'側または3'側
の特定の位置でのオリゴヌクレオチドの2'アルキル化またはアルコキシ化が該
オリゴヌクレオチドの免疫刺激作用を高めるかまたは低下させる。
を低下させる方法を提供する。本発明のこの側面による方法は、オリゴヌクレオ
チド中のCpGジヌクレオチドの5'側に隣接した位置に2'置換ヌクレオシドを
導入することを含み、その際、少なくとも一つのヌクレオシドは2'−O−メチ
ルリボヌクレオシドではなく、該オリゴヌクレオチドはヒト免疫不全ウイルス1
型のgagまたはrev遺伝子に相補的ではないことを特徴とする。 第二の側面において、本発明は、免疫刺激作用の低減したCpG含有オリゴヌ
クレオチドを提供する。その際、該オリゴヌクレオチドは、CpGジヌクレオチ
ドの5'側に隣接した位置に2'置換ヌクレオシドを含み、少なくとも一つのヌク
レオシドが2'−O−メチルリボヌクレオシドではなく、ヒト免疫不全ウイルス
1型のgagまたはrev遺伝子に相補的ではない。
特異的に低減させる方法を提供し、該方法は、免疫刺激作用の低減したCpG含
有オリゴヌクレオチドを哺乳動物に投与することを含み、その際、該オリゴヌク
レオチドはCpGジヌクレオチドの5'側に隣接した位置に2'置換ヌクレオシド
を含み、少なくとも一つのヌクレオシドは2'−O−メチルリボヌクレオシドで
はなく、ヒト免疫不全ウイルス1型のgagまたはrev遺伝子に相補的ではな
いことを特徴とする。
型のgagまたはrev遺伝子に相補的なアンチセンスオリゴヌクレオチドでは
ないCpG含有オリゴヌクレオチドの免疫刺激作用を増大させる方法を提供する
。本発明のこの側面による方法は、オリゴヌクレオチド中のCpGジヌクレオチ
ドの5'側の1番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの5'側の2番目のヌ
クレオシド、CpGジヌクレオチドの5'側の3番目のヌクレオシド、CpGジ
ヌクレオチドの5'側の4番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの5'側の
5番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの5'側の6番目のヌクレオシド
、CpGジヌクレオチドの3'側の2つのヌクレオシド、CpGジヌクレオチド
の3'側の3番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側の4番目のヌク
レオシド、CpGジヌクレオチドの3'側の4番目のヌクレオシド、CpGジヌ
クレオチドの3'側の4番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側の5
番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側の4番目のヌクレオシド、
CpGジヌクレオチドの3'側の6番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチド
の3'側の4番目のヌクレオシド、およびこれらの組み合わせよりなる群から選
ばれた位置にて2'置換ヌクレオシドを導入することを含む。ある好ましい態様
において、該オリゴヌクレオチドはアンチセンスオリゴヌクレオチドではない。
別の態様では該オリゴヌクレオチドはアンチセンスオリゴヌクレオチドであって
よい。
クレオチドを提供する。該オリゴヌクレオチドは、CpGジヌクレオチドの5'
側の1番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの5'側の2番目のヌクレオ
シド、CpGジヌクレオチドの5'側の3番目のヌクレオシド、CpGジヌクレ
オチドの5'側の4番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの5'側の5番目
のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの5'側の6番目のヌクレオシド、Cp
Gジヌクレオチドの3'側の2つのヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側
の3番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側の4番目のヌクレオシ
ド、CpGジヌクレオチドの3'側の4番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオ
チドの3'側の4番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側の5番目の
ヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側の4番目のヌクレオシド、CpG
ジヌクレオチドの3'側の6番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側
の4番目のヌクレオシド、およびこれらの組み合わせよりなる群から選ばれた位
置にて2'置換ヌクレオシドを含み、Ha−rasまたはヒト免疫不全ウイルス
1型のgagまたはrev遺伝子に相補的なアンチセンスオリゴヌクレオチドで
はない。ある好ましい態様において、該オリゴヌクレオチドはアンチセンスオリ
ゴヌクレオチドではない。
提供する。該方法は、哺乳動物にオリゴヌクレオチドを投与することを含み、そ
の際、該オリゴヌクレオチドは、CpGジヌクレオチドの5'側の1番目のヌク
レオシド、CpGジヌクレオチドの5'側の2番目のヌクレオシド、CpGジヌ
クレオチドの5'側の3番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの5'側の4
番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの5'側の5番目のヌクレオシド、
CpGジヌクレオチドの5'側の6番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチド
の3'側の2つのヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側の3番目のヌクレ
オシド、CpGジヌクレオチドの3'側の4番目のヌクレオシド、CpGジヌク
レオチドの3'側の4番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側の4番
目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側の5番目のヌクレオシド、C
pGジヌクレオチドの3'側の4番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの
3'側の6番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側の4番目のヌクレ
オシド、およびこれらの組み合わせよりなる群から選ばれた位置にて2'置換ヌ
クレオシドを含み、Ha−rasまたはヒト免疫不全ウイルス1型のgagまた
はrev遺伝子に相補的なアンチセンスオリゴヌクレオチドではないことを特徴
とする。ある好ましい態様において、該オリゴヌクレオチドはアンチセンスオリ
ゴヌクレオチドではない。
オチドの治療学的使用に関する。本明細書に引用する特許および公報は当該技術
分野における知見のレベルを反映するものであり、その全体を参照のため本明細
書に引用する。本明細書に引用した参照文献の教示と本明細書とで矛盾がある場
合は、本発明の目的のために後者が優先する。
変調する方法を提供する。本発明による方法は、アンチセンスの応用に対しては
免疫刺激作用を低減させること、および免疫療法の応用に対しては免疫刺激作用
を増大させることの両者を可能にする。それゆえ、本発明はさらに、いずれの応
用に対しても免疫刺激作用の最適レベルを有するオリゴヌクレオチドおよびその
ようなオリゴヌクレオチドの使用方法を提供する。 本発明者らは驚くべきことに、CpG含有オリゴヌクレオチドの位置的修飾が
該オリゴヌクレオチドの免疫刺激能に劇的な影響を及ぼすことを見出した。とり
わけ、CpGジヌクレオチドの5'側または3'側の特定の位置でのオリゴヌクレ
オチドの2'アルキル化またはアルコキシ化が該オリゴヌクレオチドの免疫刺激
作用を高めるかまたは低下させる。
を低下させる方法を提供する。本発明のこの側面による方法は、オリゴヌクレオ
チド中のCpGジヌクレオチドの5'側に隣接した位置に2'置換ヌクレオシドを
導入することを含み、その際、少なくとも一つのヌクレオシドは2'−O−メチ
ルリボヌクレオシドではなく、該オリゴヌクレオチドはヒト免疫不全ウイルス1
型のgagまたはrev遺伝子に相補的ではないことを特徴とする。好ましい態
様において、この方法は遺伝子または遺伝子転写物に相補的なオリゴヌクレオチ
ドを製造するのに用いる。ある好ましい態様において、該オリゴヌクレオチドは
アンチセンス活性を有する。幾つかの好ましい態様において、オリゴヌクレオチ
ド中に存在する各CpGジヌクレオチドについて2'置換ヌクレオシドを1つだ
け導入する。幾つかの好ましい態様において、オリゴヌクレオチド中に2'置換
ヌクレオシドを1つだけ導入する。
ム領域、遺伝子、またはそのRNA転写物にハイブリダイズする能力を意味する
。そのようなハイブリダイゼーションは、通常、相補的な鎖の間で好ましくはワ
トソン−クリックまたはフーグスティーン型の塩基対を形成する塩基特異的な水
素結合の結果であるが、他の水素結合様式および塩基スタッキングもまたハイブ
リダイゼーションに導くことができる。実際問題として、そのようなハイブリダ
イゼーションは特定の遺伝子発現の抑制を観察することにより推論できる。 本発明の最初の3つの側面において使用する「アンチセンス活性」なる語は、
オリゴヌクレオチドを細胞または動物に導入したときに該オリゴヌクレオチドが
相補的なRNAの発現の低減を引き起こすことを意味する。
直後のサイクルに適当な2'置換モノマーシンソン(synthon)を用いさえすれば
、よく知られた合成法のいずれにおいても都合よく行うことができる。好ましい
モノマーとしては、ホスホルアミダイト、ホスホトリエステルおよびH−ホスホ
ネートが挙げられる。それゆえ、本発明の目的のためには、「オリゴヌクレオチ
ド中のCpGジヌクレオチドの5'側に隣接した位置に2'置換ヌクレオシドを導
入する」とは、単にそのような位置に2'置換ヌクレオシドを有するオリゴヌク
レオチドを合成することを意味する。
置に2'置換ヌクレオシドを含み、少なくとも一つのヌクレオシドが2'−O−メ
チルリボヌクレオシドではなく、ヒト免疫不全ウイルス1型のgagまたはre
v遺伝子に相補的ではない、免疫刺激作用の低減したCpG含有オリゴヌクレオ
チドを提供する。好ましくは、そのようなオリゴヌクレオチドは約12〜約50
のヌクレオチド、最も好ましくは約12〜約35のヌクレオチドを有するであろ
う。本発明のこの側面による好ましいオリゴヌクレオチドは、遺伝子または遺伝
子転写物に相補的である。さらに好ましくは、そのようなオリゴヌクレオチドは
アンチセンス活性を有する。幾つかの好ましい態様において、該オリゴヌクレオ
チドは該オリゴヌクレオチド中に存在する各CpGジヌクレオチドについて2'
置換ヌクレオシドを1つだけ有する。幾つかの好ましい態様において、該オリゴ
ヌクレオチドは2'置換ヌクレオシドを1つだけ有する。
特異的に低減させる方法を提供し、該方法は、免疫刺激作用の低減したCpG含
有オリゴヌクレオチドを哺乳動物に投与することを含み、その際、該オリゴヌク
レオチドはCpGジヌクレオチドの5'側に隣接した位置に2'置換ヌクレオシド
を含み、少なくとも一つのヌクレオシドは2'−O−メチルリボヌクレオシドで
はなく、ヒト免疫不全ウイルス1型のgagまたはrev遺伝子に相補的ではな
いことを特徴とする。幾つかの好ましい態様において、該オリゴヌクレオチドは
該オリゴヌクレオチド中に存在する各CpGジヌクレオチドについて2'置換ヌ
クレオシドを1つだけ有する。幾つかの好ましい態様において、該オリゴヌクレ
オチドは2'置換ヌクレオシドを1つだけ有する。
は非経口、経口、舌下、経皮、局所、鼻内、膣内、吸入、硝子体内または直腸内
でなければならない。治療組成物の投与は、知られた手順を用い、疾患の兆候が
現れるのを防ぎまたは疾患のマーカーを代用する(surrogate)のに有効な投与
量および期間行う。全身投与する場合には、約0.01マイクロモル〜約10マ
イクロモルのオリゴヌクレオチドの血中レベルが達成されるのに充分な投与量で
治療組成物を投与するのが好ましい。局所投与の場合には、これよりもはるかに
低い濃度で有効であり、はるかに高い濃度でも許容し得る。好ましくは、オリゴ
ヌクレオチドの全投与量は、患者1日当たり約0.01mgのオリゴヌクレオチ
ドから体重1kg当たり1日あたりで約200mgのオリゴヌクレオチドの範囲
であろう。
はそれ以上の本発明の治療組成物の治療学的有効量を患者に単一の治療エピソー
ドとして同時にまたは連続的に投与するのが望ましい。好ましい態様において、
組成物を投与後、補体の活性化、有糸分裂生起およびトロンビンクロットの生成
よりなる群から選ばれた生物学的作用を1またはそれ以上測定する。 本発明のこの側面による方法は、疾患または遺伝子発現の動物モデルにおいて
有用であり、さらにヒト疾患の治療に有用である。
型のgagまたはrev遺伝子に相補的なアンチセンスオリゴヌクレオチドでは
ない、免疫刺激モチーフ(たとえば、CpG)含有オリゴヌクレオチドの免疫刺
激作用を増大させる方法を提供する。本発明のこの側面による方法は、オリゴヌ
クレオチド中のCpGジヌクレオチドの5'側の1番目のヌクレオシド、CpG
ジヌクレオチドの5'側の2番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの5'側
の3番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの5'側の4番目のヌクレオシ
ド、CpGジヌクレオチドの5'側の5番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオ
チドの5'側の6番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側の2つのヌ
クレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側の3番目のヌクレオシド、CpGジ
ヌクレオチドの3'側の4番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側の
4番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側の4番目のヌクレオシド
、CpGジヌクレオチドの3'側の5番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチ
ドの3'側の4番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側の6番目のヌ
クレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側の4番目のヌクレオシド、およびこ
れらの組み合わせよりなる群から選ばれた位置にて2'置換ヌクレオシドを導入
することを含む。ある好ましい態様において、該オリゴヌクレオチドはアンチセ
ンスオリゴヌクレオチドではない。
直後のサイクルに適当な2'置換モノマーシンソンを用いさえすれば、よく知ら
れた合成法のいずれにおいても都合よく行うことができる。好ましいモノマーと
しては、ホスホルアミダイト、ホスホトリエステルおよびH−ホスホネートが挙
げられる。それゆえ、本発明の目的のためには、「オリゴヌクレオチド中のCp
Gジヌクレオチドの5'側の1番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの5'
側の2番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの5'側の3番目のヌクレオ
シド、CpGジヌクレオチドの5'側の4番目のヌクレオシド、CpGジヌクレ
オチドの5'側の5番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの5'側の6番目
のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側の2つのヌクレオシド、CpG
ジヌクレオチドの3'側の3番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側
の4番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側の4番目のヌクレオシ
ド、CpGジヌクレオチドの3'側の4番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオ
チドの3'側の5番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側の4番目の
ヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側の6番目のヌクレオシド、CpG
ジヌクレオチドの3'側の4番目のヌクレオシド、およびこれらの組み合わせよ
りなる群から選ばれた位置にて2'置換ヌクレオシドを導入する」とは、単にそ
のような位置に2'置換ヌクレオシドを有するオリゴヌクレオチドを合成するこ
とを意味する。
ゴヌクレオチド」は遺伝子または遺伝子の転写物に正確に相補的なオリゴヌクレ
オチドであり、該オリゴヌクレオチドが正確に相補的な該遺伝子または遺伝子の
転写物の発現を低減しうるものである。
たとえば、CpG)含有オリゴヌクレオチドを提供する。該オリゴヌクレオチド
は、CpGジヌクレオチドの5'側の1番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオ
チドの5'側の2番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの5'側の3番目の
ヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの5'側の4番目のヌクレオシド、CpG
ジヌクレオチドの5'側の5番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの5'側
の6番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側の2つのヌクレオシド
、CpGジヌクレオチドの3'側の3番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチ
ドの3'側の4番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側の4番目のヌ
クレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側の4番目のヌクレオシド、CpGジ
ヌクレオチドの3'側の5番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側の
4番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側の6番目のヌクレオシド
、CpGジヌクレオチドの3'側の4番目のヌクレオシド、およびこれらの組み
合わせよりなる群から選ばれた位置にて2'置換ヌクレオシドを含み、Ha−r
asまたはヒト免疫不全ウイルス1型のgagまたはrev遺伝子に相補的なア
ンチセンスオリゴヌクレオチドではない。ある好ましい態様において、該オリゴ
ヌクレオチドはアンチセンスオリゴヌクレオチドではない。本発明の第四、第五
および第六の側面による好ましいオリゴヌクレオチドは、長さが約6〜約50ヌ
クレオチドであり、安定性を向上させるため修飾したヌクレオチド間結合または
修飾した糖をさらに含んでいてよい。
提供する。該方法は、哺乳動物に免疫刺激モチーフ(たとえば、CpG)含有オ
リゴヌクレオチドを投与することを含み、その際、該オリゴヌクレオチドは、C
pGジヌクレオチドの5'側の1番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの
5'側の2番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの5'側の3番目のヌクレ
オシド、CpGジヌクレオチドの5'側の4番目のヌクレオシド、CpGジヌク
レオチドの5'側の5番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの5'側の6番
目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側の2つのヌクレオシド、Cp
Gジヌクレオチドの3'側の3番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの3'
側の4番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側の4番目のヌクレオ
シド、CpGジヌクレオチドの3'側の4番目のヌクレオシド、CpGジヌクレ
オチドの3'側の5番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側の4番目
のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側の6番目のヌクレオシド、Cp
Gジヌクレオチドの3'側の4番目のヌクレオシド、およびこれらの組み合わせ
よりなる群から選ばれた位置にて2'置換ヌクレオシドを含み、Ha−rasま
たはヒト免疫不全ウイルス1型のgagまたはrev遺伝子に相補的なアンチセ
ンスオリゴヌクレオチドではないことを特徴とする。本発明のこの側面のある好
ましい態様において、該オリゴヌクレオチドはアンチセンスオリゴヌクレオチド
ではない。
は非経口、経口、舌下、経皮、局所、鼻内、膣内、吸入、硝子体内または直腸内
でなければならない。治療組成物の投与は、知られた手順を用い、疾患の兆候が
現れるのを防ぎまたは疾患のマーカーを代用するのに有効な投与量および期間行
う。全身投与する場合には、約0.01マイクロモル〜約10マイクロモルのオ
リゴヌクレオチドの血中レベルが達成されるのに充分な投与量で治療組成物を投
与するのが好ましい。局所投与の場合には、これよりもはるかに低い濃度で有効
であり、はるかに高い濃度でも許容し得る。好ましくは、オリゴヌクレオチドの
全投与量は、患者1日当たり約0.01mgのオリゴヌクレオチドから体重1k
g当たり1日あたりで約200mgのオリゴヌクレオチドの範囲であろう。
エピソードとして同時にまたは連続的に投与するのが望ましい。好ましい態様に
おいて、組成物を投与後、IL−12の誘発および免疫細胞の有糸分裂生起より
なる群から選ばれた生物学的作用を1またはそれ以上測定する。オリゴヌクレオ
チドは単独または特定の抗原とともに投与してよく、該特定の抗原は該オリゴヌ
クレオチドに物理的に結合していても結合していなくてもよい。 本発明のこの側面による方法は、免疫系のモデル研究において有用であり、さ
らにヒト疾患の治療に有用である。
オキシリボヌクレオチド、または2'−ハロ−ヌクレオシド、2'−O−置換ヌク
レオシド、リボヌクレオシド、デアザヌクレオシドまたはそれらの組み合わせを
含む修飾ヌクレオシドを2またはそれ以上からなるポリマーを包含する。そのよ
うなモノマーは、多数の知られたヌクレオシド間結合によって互いに結合されて
いてよい。ある好ましい態様において、これらヌクレオシド間結合は、非イオン
結合、ホウ素結合、ホスホジエステル結合、ホスホトリエステル結合、ホスホロ
チオエート結合、またはホスホルアミデート結合、これらの2'−5'結合、3'
−5'結合、3'−3'結合、またはこれらの組み合わせであってよい。オリゴヌ
クレオチドなる語はまた、化学的に修飾した塩基または糖を有するおよび/また
は脂肪親和性基、挿入剤、ジアミンおよびアダマンタンを含む(これらに限られ
るものではない)置換基をさらに有するそのようなポリマーをも包含する。
のハロゲン(好ましくは、Cl、BrまたはF)による、または1〜6の飽和ま
たは不飽和炭素原子を含む−O−低級アルキル基による、または2〜6の炭素原
子を有する−O−アリールまたはアリル基(その際、そのようなアルキル、アリ
ールまたはアリル基は置換されていないか、またはたとえば、ハロ、ヒドロキシ
、トリフルオロメチル、シアノ、ニトロ、アシル、アシルオキシ、アルコキシ、
カルボキシル、カルブアルコキシル、またはアミノ基で置換されていてよい)に
よる置換を意味し、あるいはそのような2'置換は、ヒドロキシ(リボヌクレオ
シドを生成する)、アミノもしくはハロ基によものであってよいが、2'−H基
によるものであってはならない。
核酸におけるように、修飾した糖(たとえば、アラビノース、ヘキソース)およ
び他の骨格修飾を有するオリゴヌクレオチドを包含する。そのようなオリゴヌク
レオチドはまた、図3に示すものを含む(これらに限られるものではない)天然
に存在する塩基または修飾したへテロ環を有していてもよい。本発明のすべての
側面の目的のため、「CpG」または「CpGジヌクレオチド」なる語はジヌク
レオチドの5'−シチジン−グアニジン−3'を意味し、式中のpはヌクレオチド
間結合を示し、該ジヌクレオチド中の糖骨格はデオキシリボースまたは修飾した
糖またはその組み合わせである。本発明の最初の3つの側面の好ましい態様にお
いて、pは上記いずれかのホスホジエステル、ホスホロチオエート、ホスホロジ
チオエート、立体特異的な(RpまたはSp)ホスホロチオエート共有結合から
選ばれる。非ホスホジエステルで非ホスホロチオエートの態様は免疫刺激作用を
さらに低減させるであろう。本発明の最後の3つの側面の好ましい態様では、p
はホスホジエステル、ホスホロチオエートおよびホスホロジチオエートから選ば
れる。
ものであって、本発明の範囲を制限することを意図するものではない。実施例1 インビトロでの免疫刺激作用の変調 CpGモチーフを含有するPS−オリゴの化学修飾の位置の影響を調べるため
、本発明者らは2つのオリゴヌクレオチドを選んだ。オリゴ1は一つのCpGモ
チーフを含み、オリゴ2は2つのCpGモチーフを含む。これら2つのオリゴは
いずれも以前に調べられており、免疫刺激性であることが示されている。本試験
においてオリゴヌクレオチドの免疫刺激活性を評価するため、本発明者らはマウ
スの脾臓細胞増殖アッセイを用いた。
レオチドとともに培養した。オリゴ1は細胞増殖に対して用量依存的な作用を誘
発した。0.1μg/mLでは増殖指標は2.87であった(図1)。オリゴ1の
CpGモチーフの5'フランキングGAデオキシヌクレオシドを2'−OMeで置
換すると(オリゴ2)、使用したすべての濃度で細胞増殖の完全な抑制という結
果となった(図1)。0.1μg/mLでは細胞増殖指標は培地単独の場合と同
様であった。オリゴ1のCpGモチーフの3'フランキングTTデオキシヌクレ
オシドを2'−OMeで置換すると(オリゴ6)、細胞増殖に対するそのような
影響はなかった。オリゴ6の増殖指標は2.07であった(図1)。
キシヌクレオシドを2'−OMeで置換することが誘発細胞増殖に影響を及ぼす
か否かをさらに理解するため、本発明者らはオリゴ3、4および5を合成した(
表1)。置換部位とCpGモチーフとの間でそれぞれ1つ、2つおよび3つのデ
オキシヌクレオシドだけ離れた位置にある2つのデオキシヌクレオシドを2'−
OMeで置換した。オリゴ3、4および5の増殖指標はそれぞれ3.42、8.4
4および10.38であり、これはオリゴ1と比較するとそれぞれ29%、29
7%および400%の増大である(図1)。オリゴ5におけるよりもさらに5'
末端側の残りのデオキシヌクレオシドを置換しても増殖指標の増大は示されなか
った(データは示していない)。
リゴ7、8、9、10および11を合成したが、これらはCpGモチーフと2'
−OMe置換部位との間でそれぞれ1つ、2つ、3つ、4つおよび5つのデオキ
シヌクレオシドだけ離れた位置にある2つのデオキシヌクレオシドを2'−OM
eで置換したものである。オリゴ7、8、9、10および11の増殖指標はそれ
ぞれ3.63、7.22、7.01、8.85および9.24であった。オリゴ1と
比較するとオリゴ7、8、9、10および11の増殖指標の増大は、それぞれ3
9%、231%、221%、317%および338%の増大であった。
つのデオキシヌクレオチドの置換(たとえば、オリゴ5または9)は免疫刺激活
性を増大させることが明らかである。オリゴ5またはオリゴ9に施した置換が免
疫刺激活性をさらに増大させるうえで付加的な効果を有することが可能であろう
か?本発明者らは、3'末端および5'末端の両者で2つのデオキシヌクレオシド
が2'−OMeで置換されたオリゴ12を合成した。オリゴ12はオリゴ5と比
較すると増殖指標をさらに増大させることはなかったが、オリゴ9と比較すると
増殖指標を増大させた。
るか一般的なものであるかを調べるため、本発明者らはオリゴ15(2つのCp
Gモチーフを含む)に同様の修飾を施した。オリゴ15は0.1μg/mLの濃
度で5.83の増殖指標を有していた。CpGモチーフと置換部位との間で2つ
のデオキシヌクレオシドだけ離れた位置にある、個々のCpGモチーフの5'末
端の2つのデオキシヌクレオシドを2'−OMeで置換すると(オリゴ16およ
び17)、それぞれ7.34および7.13の増殖指標が示されたが、これはオリ
ゴ15と比較すると20%の増大にすぎない。両CpGモチーフの5'フランキ
ング領域での2つのデオキシヌクレオシドの置換(オリゴ18)は10.62の
一層高い増殖指標を示したが、これはオリゴ15と比較すると約50%の増大で
ある。
S−オリゴの代謝安定性の増大が細胞増殖の増大という結果となるか否か、およ
びそのような代謝安定性の増大を5'置換と組み合わせて細胞増殖活性をさらに
増大させることができるか否かを調べた。オリゴ1の3'末端の4つの連続した
デオキシヌクレオシドを2'−OMeで置換した(これはヌクレアーゼに対する
安定性の有意の増大という結果となる)オリゴ13を合成した。オリゴ13は1
1.92という増殖指標を有していたが、これはオリゴ1と比較すると約480
%の増大である(図1)。5'末端の2つのデオキシヌクレオシドの置換による
オリゴ13のさらなる修飾(オリゴ14)は、増殖指標のさらなる増大という結
果とはならなかった。
アッセイに基づいて観察した後、本発明者らは表1に列挙したオリゴヌクレオチ
ドをマウスに腹腔内投与して脾臓重量を測定し、置換がインビボでも同様の作用
を有するか否かを確認した。オリゴ1の投与は脾臓重量の約50%の増大を引き
起こした(図2)。オリゴ2は細胞培養アッセイでは免疫刺激活性を示さなかっ
たものであるが、脾臓重量の増大を示さなかった(図2)。CpGモチーフから
5'末端側へ2つのデオキシヌクレオチドを置換したオリゴ3、4および5は脾
臓重量の漸進的な増大を示し、これはオリゴ1で処置したマウスと比較してそれ
ぞれ67%、95%および157%の増大であり(図2)、免疫刺激活性の増大
が確認された。CpGモチーフの3'末端側での2つのデオキシヌクレオシドの
2'−OMeによる置換は、一般に一層有意でない脾臓重量の増大をもたらした
。オリゴ6および11だけが、オリゴ1と比較して97%および95%の脾臓重
量の増大を引き起こした。3'末端および5'末端の両者で置換を施したオリゴ1
2は、オリゴ1と比較して95%の脾臓重量の増大を示した(図2)。
5mg/kgの投与量で投与した後に脾臓重量の増大を示した。オリゴ15は未
処置のマウスと比較して175%の脾臓重量の増大を引き起こした。オリゴ16
はCpGモチーフの5'末端が2つとも2'−OMeで置換したものであるが、オ
リゴ15と比較して93%の脾臓重量の増大を引き起こした(図2)。オリゴ1
7は一つのCpGの5'末端に置換を有するものであるが(しかし、他のCpG
モチーフの3'末端に置換を有する)、脾臓重量のさらなる増大を示さなかった
。両CpGモチーフの5'末端での置換はオリゴ16と比較して脾臓重量のさら
なる増大という結果とならなかったが、オリゴ15と比較すると約60%だけの
増大であった(図2)。
1と比較して脾臓重量の114%の増大を示し、細胞増殖データと一致していた
。同様の結果は、代謝安定性が増大し、CpGモチーフの5'末端で置換されて
いるオリゴ14でも観察された(図2)。
)、または種々のオリゴヌクレオチドの存在下でのマウス脾臓細胞の増殖アッセ
イの結果を示す。
ドを投与したマウスでの脾臓肥大を示す。
性を示している。Crooke(Antisense Nucleic Acid Drug Dev. 8: vii-viii)は
、サイトメガロウイルスによって誘発されたヒトの網膜炎の治療に対するホスホ
ロチオエートオリゴヌクレオチドの市場売買の承認が得られたことを開示してい
る。残念なことに、ホスホロチオエートオリゴヌクレオチドの使用は当初予想さ
れていたよりも複雑なものとなってきた。ホスホロチオエートオリゴヌクレオチ
ドによって引き起こされるある種の作用は、予想されるアンチセンスのメカニズ
ムでは説明できなかった。たとえば、McIntyreら(Antisense Res. Dev. 3: 309
-322 (1993))は、「センス」のホスホロチオエートオリゴヌクレオチドが特定
の免疫刺激を引き起こすことを教示している。この副作用や他の副作用は、ホス
ホロチオエートオリゴヌクレオチドの概念を複雑なものにしている。Zhaoら(Bi
ochemical Pharmacology 51: 173-182 (1996))は、2つのCpG含有オリゴヌ
クレオチド[一つはHIV−1からのgag遺伝子に相補的なものであり(5'-
CTCTCGCACCCATCTCTCTCCTTCT-3'(配列番号1))、他はHIV−1のrev遺
伝子に相補的なものである(5'-TCGTCGCTGTCTCCGCTTCTTCTTGCC-3'(配列番号
2))]によって媒体される免疫刺激を開示している。
Claims (23)
- 【請求項1】 CpG含有オリゴヌクレオチドの免疫刺激作用を低下させる
方法であって、該オリゴヌクレオチド中のCpGジヌクレオチドの5'側に隣接
した位置に2'置換ヌクレオシドを導入することを含み、その際、少なくとも一
つのヌクレオシドは2'−O−メチルリボヌクレオシドではなく、該オリゴヌク
レオチドはヒト免疫不全ウイルス1型のgagまたはrev遺伝子に相補的では
ないことを特徴とする方法。 - 【請求項2】 遺伝子または遺伝子転写物に相補的なオリゴヌクレオチドを
製造するのに用いる、請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 該オリゴヌクレオチドがアンチセンス活性を有する、請求項
2に記載の方法。 - 【請求項4】 該オリゴヌクレオチド中に存在する各CpGジヌクレオチド
について2'置換ヌクレオシドを1つだけ導入する、請求項1に記載の方法。 - 【請求項5】 該オリゴヌクレオチド中に2'置換ヌクレオシドを1つだけ
導入する、請求項1に記載の方法。 - 【請求項6】 第二の側面において、本発明は、CpGジヌクレオチドの5
'側に隣接した位置に2'置換ヌクレオシドを含み、少なくとも一つのヌクレオシ
ドが2'−O−メチルリボヌクレオシドではなく、ヒト免疫不全ウイルス1型の
gagまたはrev遺伝子に相補的ではない、免疫刺激作用の低減したCpG含
有オリゴヌクレオチドを提供する。 - 【請求項7】 長さが約8〜約50ヌクレオチドである、請求項6に記載の
オリゴヌクレオチド。 - 【請求項8】 長さが約12〜約35ヌクレオチドである、請求項7に記載
のオリゴヌクレオチド。 - 【請求項9】 遺伝子または遺伝子転写物に相補的である、請求項6に記載
のオリゴヌクレオチド。 - 【請求項10】 アンチセンス活性を有する、請求項6に記載のオリゴヌク
レオチド。 - 【請求項11】 該オリゴヌクレオチド中に存在する各CpGジヌクレオチ
ドについて2'置換ヌクレオシドを1つだけ有する、請求項6に記載のオリゴヌ
クレオチド。 - 【請求項12】 2'置換ヌクレオシドを1つだけ有する、請求項7に記載
のオリゴヌクレオチド。 - 【請求項13】 哺乳動物において遺伝子発現をアンチセンス特異的に低減
させる方法であって、免疫刺激作用の低減したCpG含有オリゴヌクレオチドを
哺乳動物に投与することを含み、その際、該オリゴヌクレオチドはCpGジヌク
レオチドの5'側に隣接した位置に2'置換ヌクレオシドを含み、少なくとも一つ
のヌクレオシドは2'−O−メチルリボヌクレオシドではなく、ヒト免疫不全ウ
イルス1型のgagまたはrev遺伝子に相補的ではないことを特徴とする方法
。 - 【請求項14】 該オリゴヌクレオチドが該オリゴヌクレオチド中に存在す
る各CpGジヌクレオチドについて2'置換ヌクレオシドを1つだけ有する、請
求項13に記載の方法。 - 【請求項15】 該オリゴヌクレオチドが2'置換ヌクレオシドを1つだけ
有する、請求項13に記載の方法。 - 【請求項16】 Ha−rasまたはヒト免疫不全ウイルス1型のgagま
たはrev遺伝子に相補的なアンチセンスオリゴヌクレオチドではない、CpG
含有オリゴヌクレオチドの免疫刺激作用を増大させる方法であって、該オリゴヌ
クレオチド中のCpGジヌクレオチドの5'側の1番目のヌクレオシド、CpG
ジヌクレオチドの5'側の2番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの5'側
の3番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの5'側の4番目のヌクレオシ
ド、CpGジヌクレオチドの5'側の5番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオ
チドの5'側の6番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側の2つのヌ
クレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側の3番目のヌクレオシド、CpGジ
ヌクレオチドの3'側の4番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側の
4番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側の4番目のヌクレオシド
、CpGジヌクレオチドの3'側の5番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチ
ドの3'側の4番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側の6番目のヌ
クレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側の4番目のヌクレオシド、およびこ
れらの組み合わせよりなる群から選ばれた位置にて2'置換ヌクレオシドを導入
することを含む方法。 - 【請求項17】 該オリゴヌクレオチドがアンチセンスオリゴヌクレオチド
ではない、請求項16に記載の方法。 - 【請求項18】 免疫刺激作用の増大したCpG含有オリゴヌクレオチドで
あって、CpGジヌクレオチドの5'側の1番目のヌクレオシド、CpGジヌク
レオチドの5'側の2番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの5'側の3番
目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの5'側の4番目のヌクレオシド、C
pGジヌクレオチドの5'側の5番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの
5'側の6番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側の2つのヌクレオ
シド、CpGジヌクレオチドの3'側の3番目のヌクレオシド、CpGジヌクレ
オチドの3'側の4番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側の4番目
のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側の4番目のヌクレオシド、Cp
Gジヌクレオチドの3'側の5番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの3'
側の4番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側の6番目のヌクレオ
シド、CpGジヌクレオチドの3'側の4番目のヌクレオシド、およびこれらの
組み合わせよりなる群から選ばれた位置にて2'置換ヌクレオシドを含むことを
特徴とするオリゴヌクレオチド。 - 【請求項19】 アンチセンスオリゴヌクレオチドではない、請求項18に
記載のオリゴヌクレオチド。 - 【請求項20】 長さが約6〜約50ヌクレオチドである、請求項18に記
載のオリゴヌクレオチド。 - 【請求項21】 修飾したヌクレオチド間結合、修飾した塩基または修飾し
た糖をさらに含む、請求項18に記載のオリゴヌクレオチド。 - 【請求項22】 哺乳動物において免疫応答を誘発する方法であって、哺乳
動物にオリゴヌクレオチドを投与することを含み、その際、該オリゴヌクレオチ
ドは、CpGジヌクレオチドの5'側の1番目のヌクレオシド、CpGジヌクレ
オチドの5'側の2番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの5'側の3番目
のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの5'側の4番目のヌクレオシド、Cp
Gジヌクレオチドの5'側の5番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの5'
側の6番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側の2つのヌクレオシ
ド、CpGジヌクレオチドの3'側の3番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオ
チドの3'側の4番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側の4番目の
ヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側の4番目のヌクレオシド、CpG
ジヌクレオチドの3'側の5番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側
の4番目のヌクレオシド、CpGジヌクレオチドの3'側の6番目のヌクレオシ
ド、CpGジヌクレオチドの3'側の4番目のヌクレオシド、およびこれらの組
み合わせよりなる群から選ばれた位置にて2'置換ヌクレオシドを含み、Ha−
rasまたはヒト免疫不全ウイルス1型のgagまたはrev遺伝子に相補的な
アンチセンスオリゴヌクレオチドではないことを特徴とする、方法。 - 【請求項23】 該オリゴヌクレオチドがアンチセンスオリゴヌクレオチド
ではない、請求項22に記載の方法、
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