JP2004532022A - B型肝炎ウイルスおよびc型肝炎ウイルスの複製のオリゴヌクレオチド媒介性阻害 - Google Patents

B型肝炎ウイルスおよびc型肝炎ウイルスの複製のオリゴヌクレオチド媒介性阻害 Download PDF

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Abstract

本発明は,HCVまたはHBV RNAの合成,発現および/または安定性を調節する核酸分子,例えば,アンチセンスおよび酵素的核酸分子,例えば,ハンマーヘッドリボザイム,DNAザイム,イノザイム,チンザイム,アンバーザイム,およびG切断剤リボザイム,およびこれらを単独でまたは他の療法との組み合わせで用いる方法に関する。さらに,HBVリバーストランスクリプターゼおよび/またはHBVリバーストランスクリプターゼプライマー配列に結合する核酸デコイ分子およびアプタマー,およびこれらを単独でまたは他の療法と組み合わせて用いる方法が開示される。さらに,HBV DNAのエンハンサーI領域に特異的に結合するオリゴヌクレオチドが開示される。本発明はさらに,本発明の核酸,例えばデコイおよびアプタマー分子を用いて,B型肝炎ウイルス(HBV)遺伝子の発現およびHBVウイルス複製を調節することに関する。さらに,HBV動物モデルおよびその使用方法が開示され,例えば,HBVに対する化合物および/または潜在的療法をスクリーニングする方法が開示される。本発明はまた,C型肝炎ウイルス(HCV)の発現および/または複製を調節する化合物,例えば,酵素的核酸分子,リボザイム,DNAザイム,ヌクレアーゼ活性化化合物およびキメラ,例えば2’,5’−アデニレートに関する。

Description

【技術分野】
【0001】
本特許出願は,Blatt et al.,米国特許出願(09/817,879)(2001年3月26日出願)に基づく優先権を主張しており,これはBlatt et al.,米国特許出願(09/740,332)(2000年12月18日出願)の一部継続出願であり,これはBlatt et al.,米国特許出願(09/611,931)(2000年7月7日出願)の一部継続出願であり,これはBlatt et al.,09/504,321(2000年2月15日出願)の一部継続出願であり,これはBlatt et al.,米国特許出願09/274,553(1999年3月23日出願)の一部継続出願であり,これはBlatt et al.,米国特許出願09/257,608(1999年2月24日出願)(取下)の一部継続出願であり,これはBlatt et al.,米国特許出願60/100,842(1998年9月18日出願)およびMcSwiggen et al.,米国特許出願60/083,217(1998年4月27日出願)に基づく優先権を主張しており;これらのすべての先の出願の表題は"ENZYMATIC NUCLEIC ACID TREATMENT OF DISEASES OR CONDITIONS RELATED TO HEPATITIS C VIRUS INFECTION"である。本特許出願はまた,Draper et al.,米国特許出願09/877,478(2001年6月8日出願)に基づく優先権を主張しており,これはDraper et al.,米国特許出願(09/696,347)(2000年10月24日出願)の一部継続出願であり,これはDraper et al.,米国特許出願(09/636,385)(2000年8月9日出願)の一部継続出願であり,これはDraper et al.,米国特許出願(09/531,025)(2000年3月20日出願)の一部継続出願であり,これはDraper,米国特許出願(09/436,430)(1999年1月8日出願)の一部継続出願であり,これは米国特許出願(08/193,627),(1994年2月7日出願,米国特許6,017,756)の継続出願であり,これは米国特許出願(07/882,712)(1992年5月14日出願)(取下)の継続出願であり;これらのすべての先の出願の表題は"METHOD AND REAGENT FOR INHIBITING HEPATITIS B VIRUS REPLICATION"である。本特許出願はまた,Macejak et al.,米国特許出願(60/335,059)(2001年10月24日出願),Macejak et al.,米国特許出願(60/296,876)(2001年6月8日出願)およびMorrissey et al.,米国特許出願(60/337,055)(2001年12月5日出願)に基づく優先権を主張する。これらの出願は,図面を含めその全体を本明細書の一部としてここに引用する。
【0002】
本発明は,B型肝炎ウイルス(HBV)およびC型肝炎ウイルス(HCV)の感染,複製および遺伝子発現に関連する変性性状態および疾病状態を研究,診断,および治療するための化合物,組成物,および方法に関する。詳細には,本発明は,HBVおよびHCVの発現を調節するために用いられる核酸分子に関する。さらに,本発明は,HBVおよびHCVの複製および繁殖の阻害剤をスクリーニングするための方法,モデルおよびシステムに関する。
【背景技術】
【0003】
以下は,B型肝炎ウイルス(HBV)およびC型肝炎ウイルス(HCV)に関係する関連技術の議論である。この議論は完全であることを意味するものではなく,以下の本発明を理解するためにのみ提供される。この概要は,以下に記載されるいずれかの研究が本発明に対する先行技術であると認めるものではない。
【0004】
1989年,C型肝炎ウイルス(HCV)は,RNAウイルスであると決定され,ほとんどの非A非B肝炎の原因となるウイルスであることが同定された(Choo et al.,Science.1989;244:359−362)。HIV等のレトロウイルスとは異なり,HCVはDNA複製期を通らず,ウイルスゲノムが宿主染色体内にインテグレーションした形は検出されていない(Houghton et al.,Hepatology 1991;14:381−388)。その代わり,コーディング(プラス)鎖の複製は,複製(マイナス)鎖の生成により媒介され,数コピーのプラス鎖HCV RNAが生成される。ゲノムは,ポリ蛋白質に翻訳される単一の大きなオープンリーディングフレームから構成される(Kato et al.,FEBS Letters.1991;280:325−328)。このポリ蛋白質は,続いて翻訳後切断を受け,いくつかのウイルス蛋白質が生ずる(Leinbach et al.,Virology.1994:204:163−169)。
【0005】
HCVの9.5キロベースのゲノムの研究は,ウイルス核酸が高い率で変異しうることを示した(Smith et al.,Mol.Evol.1997 45:238−246)。この変異率により,約70%の配列同一性を共有する,いくつかの区別しうる遺伝子型のHCVが進化した(Simmonds et al.,J.Gen.Virol.1994;75:1053−1061)。これらの配列は,進化的には非常に区別されるものであることに注目することが重要である。例えば,ヒトと霊長類,例えばチンパンジーとの間の遺伝的同一性は約98%である。さらに,一人の患者におけるHCV感染は,RNAレベルで98%の同一性を有するいくつかの異なりかつ進化した亜種(quasispecies)から構成されることが示されている。すなわち,HCVゲノムは超可変性であり,絶えず変化している。HCVゲノムは超可変性であるが,高度に保存されているゲノムの3つの領域が存在する。これらの保存配列は,5'および3'非コーディング領域,ならびにコア蛋白質コーディング領域の5'−末端に存在し,HCV RNAの複製ならびにHCVポリ蛋白質の翻訳に必須であると考えられる。すなわち,これらの保存HCVゲノム領域を標的とする治療用薬剤は,広範な種類のHCV遺伝子型に対して有意な影響を有するであろう。さらに,HCVゲノムの保存領域に特異的な酵素的核酸によっては,薬剤耐性は生じないであろう。これに対し,ウイルスプロテアーゼまたはヘリカーゼ等の酵素の阻害を標的とする療法は,ウイルスにコードされるこれらの酵素のRNAがHCVゲノムの超可変性部分に位置するため,薬剤耐性株の選択が生ずるであろう。
【0006】
HCVへの最初の暴露の後,患者において肝酵素の過渡的上昇が生ずるであろう。これは,炎症性の過程が生じていることを示す(Alter et al.,IN:Seeff LB,Lewis JH eds.Current Perspectives in Hepatology.New York:Plenum Medical Book Co;1989:83−89)。この肝酵素の上昇は,最初の暴露の少なくとも4週間後に起こり,2ヶ月まで持続するであろう(Farci et al.,New England Journal of Medicine.1991:325:98−104)。肝酵素の上昇の前に,RT−PCR分析を用いて患者血清中のHCV RNAを検出することが可能である(Takahashi et al.,American Journal of Gastroenterology.1993:88:2:240−243)。疾患のこの段階は急性段階と称され,HCV感染からの急性肝炎ウイルスを有する患者の75%が無症候性であるため,通常は検出されないままである。これらの患者の残りの25%は黄疸または肝炎の他の症状を発症する。
【0007】
急性HCV感染は良性疾患であるが,急性HCV患者の80%程度が,血清アラニンアミノトランスフェラーゼ(ALT)レベルの持続的上昇および循環HCV RNAの継続的な存在により示される慢性肝疾患に進行する(Sherlock,Lancet 1992;339:802)。慢性HCV感染は10−20年間に自然に進行して,20−50%の患者で肝硬変となり(Davis et al.,Infectious Agents and Disease 1993;2:150:154),HCV感染の肝細胞癌への進行は,詳細に報告されている(Liang et al.,Hepatology.1993;18:1326−1333;Tong et al.,Western Journal of Medicine,1994;Vol.160,No.2:133−138)。肝硬変および/または肝細胞癌に進行する可能性の高い亜集団を判定した研究はない。したがって,すべての患者は進行の等しいリスクを有する。
【0008】
肝細胞癌を有すると診断された患者の生存は,最初の診断からわずか0.9−12.8月であることに注目することが重要である(Takahashi et al.,American Journal of Gastroenterology.1993:88:2:240−243)。肝細胞癌の化学療法剤による治療は,有効ではないことが証明されており,肝臓の広い範囲に腫瘍が侵入するため,患者のわずか10%しか外科手術の恩恵を受けないであろう(Trinchet et al.,Presse Medicine.1994:23:831−833)。原発性肝細胞癌の侵略的な性質のため,外科手術に代わる唯一の実行可能な治療は肝移植である(Pichlmayr et al.,Hepatology.1994:20:33S−40S)。
【0009】
慢性HCV感染を有する患者は,肝硬変に進行すると,臨床的肝硬変に共通する臨床的特徴が現れる(D'Amico et al.,Digestive Diseases and Sciences.1986;31:5:468-475)。これらの臨床的特徴には,出血性食道静脈瘤,腹水症,黄疸,および脳障害が含まれる(Zakim D,Boyer TD.Hepatology a textbook of liver disease.Second Edition Volume 1.1990 W.B.Saunders Company.Philadelphia)。肝硬変の初期段階においては,患者は,代償性(compensated)として分類される。これは,肝臓組織傷害が生じているにもかかわらず,患者の肝臓は依然として血流中の代謝物を解毒することができることを意味する。さらに,代償性肝疾患を有するほとんどの患者は,無症候性であり,症状を有する少数の者は,味覚不全および虚弱などの小さな症状しか報告していない。肝硬変のより後期においては,患者は,脱代償性(decompensated)と分類される。これは,その患者が血中代謝物を解毒する能力が低下していることを意味し,上述した臨床的特徴が現れるのはこの段階である。
【0010】
1986年,D'Amicoらは,アルコール関連およびウイルス関連の肝硬変を有する1155人の患者の臨床的発現および生存率を記載した(D'Amico(上掲))。1155人の患者のうち,435人(37%)が代償性疾患を有しているが,研究の開始時には70%は無症候性であった。残りの720人の患者(63%)は脱代償性肝疾患を有しており,このうち,78%は腹水の病歴を,31%は黄疸を,17%は出血を有し,16%は脳障害を有していた。肝細胞癌は,代償性疾患を有する患者の6人(0.5%)および脱代償性疾患を有する患者の30人(2.6%)において認められた。
【0011】
6年間の経過の間に,代償性肝硬変を有する患者は,1年に10%の割合で,脱代償性疾患の臨床的特徴を発症した。ほとんどのケースにおいては,腹水症が脱代償性の最初の現れであった。さらに,6年間の研究の終わりには,最初は代償性疾患が現れていた59人の患者で肝細胞癌が発症した。
【0012】
生存に関しては,D'Amicoの研究は,研究したすべての患者についての5年生存率はわずか40%であることを示した。最初に代償性肝硬変を有していた患者についての6年生存率は54%であり,最初に脱代償性疾患を有していた患者についての6年生存率はわずか21%であった。アルコール性肝硬変を有する患者とウイルス関連肝硬変を有する患者との間には,生存率の有意な差はなかった。D'Amicoの研究における患者の主要な死亡原因は,肝不全が49%;肝細胞癌が22%;出血が13%であった(D'Amico(上掲))。
【0013】
慢性C型肝炎は,ゆっくり進行する肝臓の炎症性疾患であり,ウイルス(HCV)により媒介され,10−20年間の間に,肝硬変,肝不全および/または肝細胞癌を引き起こしうる。米国においては,HCVによる感染は,毎年新たに50,000人の急性肝炎が発生していると見積もられている(NIH Consensus Development Conference Statement on Management of Hepatitis C,March 1997)。米国におけるHCVの罹患率は,1.8%であると見積もられており,CDCは,慢性的に感染した米国人の人数が約450万人であると認めている。CDCはまた,慢性HCV感染により引き起こされる死亡は1年間に10,000人に達すると推定している。
【0014】
慢性HCV感染の治療にインターフェロン(IFN−アルファ)を用いる多数のよく制御された臨床試験は,週3回の治療により,6ヶ月の治療の終了時までに,約50%(40%−70%の範囲)の患者において血清ALT値が低下することを示した(Davis et al.,New England Journal of Medicine 1989;321:1501−1506;Marcellin et al.,Hepatology 1991;13:393−397;Tong et al.,Hepatology 1997:26:747−754;Tong et al.,Hepatology 1997 26(6):1640−1645)。しかし,インターフェロン治療の終了後,応答した患者の約50%が再発し,"持続可能な"応答の比率は,血清ALT濃度により標準化して約20−25%であった。
【0015】
近年,分岐DNAまたはリバーストランスクリプターゼ−ポリメラーゼ連鎖反応(RT−PCR)分析のいずれかを用いて,HCV RNAを直接測定することが可能となった。一般に,RT−PCR法は,より感度が高く,臨床経過のより正確な評価をもたらす(Tong et al.,(上掲))。臨床的エンドポイントとしてHCV RNA値の変化を用いる6ヶ月の1型インターフェロン療法を試験した研究は,治療の終わりまでには,35%の患者がHCV RNAを失うことを示した(Marceffin et al.,(上掲))。しかし,ALTエンドポイントと同様に,約50%の患者は,治療の終了から6ヶ月後に再発し,持続可能なウイルス応答はわずか12%であった(Marcellin et al(上掲))。48週間の治療を試験した研究は,持続するウイルス応答が25%以下であることを示した(NIH Consensus Statement:1997)。すなわち,現在,1型インターフェロンによる慢性HCV感染の治療の標準は,有効性の主な評価としてHCV RNA濃度の変化を用いる48週間の治療である(Hoofnagle et al.,New England Journal of Medicine 1997;336(5)347−356)。
【0016】
1型インターフェロンによる治療に起因する副作用は,4つの一般的カテゴリーに分類することができる。すなわち,1.インフルエンザ様症状;2.神経精神医学;3.実験室的異常;および4.その他(Dusheiko et al.,Journal of Viral Hepatitis.1994:1:3−5)。インフルエンザ様症状の例としては,疲労,発熱;筋肉痛;倦怠;食欲喪失;頻脈;悪寒;頭痛および関節痛がある。インフルエンザ様症状は,通常は短期間であり,投与の最初の4週間の後には軽減する傾向にある(Dushieko et al.,(上掲))。神経精神医学的副作用としては,被刺激性,無関心;気分変化;不眠;認識変化および鬱病がある。これらの神経精神病学的副作用の最も重要なものは鬱病であり,鬱病の病歴を有する患者には1型インターフェロンを投与してはならない。実験室的異常としては,顆粒球等の骨髄細胞,血小板,および頻度は低いが赤血球の減少がある。これらの血液細胞の変化が有意な臨床的結末につながることはほとんどない(Dushieko et al.,(上掲))。さらに,トリグリセリドの濃度の増加および血清アラニンおよびアスパラギン酸アミノトランスフェラーゼの濃度の上昇が認められている。最後に,甲状腺異常が報告されている。これらの甲状腺異常は,通常はインターフェロン治療の終了後は可逆的であり,治療の間には適当な薬物で調節することができる。その他の副作用には,吐き気;下痢;腹部および背中の痛み;そう痒;脱毛;および鼻漏がある。一般に,ほとんどの副作用は,治療の4−8週間後には軽減するであろう(Dushieko et al.,(上掲))。
【0017】
1型インターフェロンは,慢性HCV感染の多くの治療プログラムの鍵となる成分である。1型インターフェロンによる治療は,多くの遺伝子を誘導し,細胞内に抗ウイルス状態が生ずる。誘導される遺伝子の1つは2’,5’オリゴアデニレートシンセターゼ,すなわち,短い2’,5’オリゴアデニレート(2−5A)分子を合成する酵素である。発生期の2−5Aは,次に潜伏性RNaseであるRNaseLを活性化し,次にこれはウイルスRNAを非特異的に分解する。
【0018】
慢性B型肝炎は,B型肝炎ウイルスないしはHBVとして一般に知られるエンベロープ付きウイルスにより引き起こされる。HBVは,分娩,性的行動性,または感染した血液により汚染された針の共有の間に,感染した血液または他の体液,特に唾液および精液を介して伝達される。個人は,"キャリア"であるかもしれず,疾病の症状を体験することなく他人に感染を伝染させるかもしれない。最も高いリスクを有する者は,多数の性的パートナーを有する者,性伝染性疾病の病歴を有する者,非経口薬剤の使用者,感染した母親から生まれた新生児,感染者と"密接な"接触を有するかその性的パートナーである者,および医療施設の従業者または血液と接触する他の職場の従業員である。刺青,耳または身体の穿刺,鍼による伝染もありうる。ウイルスはまた,かみそり,歯ブラシ,ほ乳瓶,食事道具,および人工呼吸装置,測定器および装置などのある種の病院の機器上で安定である。HBsAg陽性の食事取扱者が職業上の設定において健康上のリスクを与えるという証拠も,これらの者が仕事から除外されるべきであるという証拠もない。B型肝炎は,食物伝達性疾病であるという証拠が示されたことはない。平均潜伏期間は60−90日間であり,45−180日間の範囲である。日数は,その者が暴露されたウイルスの量に関係するようである。しかし,症状の開始が潜行性であるため,潜伏期の長さを判定することは困難である。約50%の患者が急性肝炎の症状を発症し,これは1−4週間続く。これらの患者の2%またはそれ以下が激症肝炎を発症し,肝不全となり死亡する。
【0019】
重篤度の決定因子には以下のものが含まれる:(1)患者が暴露された量の多さ;(2)患者の年齢,より若い患者はより軽い形の疾病を有する;(3)免疫系の状態,免疫抑制されている患者はより軽い症例である;および(4)デルタウイルス(D型肝炎)との共感染が存在するかしないか,共感染によってより重篤な症例となる。徴候的な症例においては,臨床上の兆候には,食欲喪失,悪心,嘔吐,右上腹部の痛み,関節痛,および疲れ/エネルギー喪失が含まれる。黄疸はすべての症例では見られないが,黄疸は感染が輸血または経皮的血清輸送によるものである場合にはより起こりやすく,患者によっては軽いかゆみを伴う。暗色の尿および黄褐色の便においてビリルビンの上昇が示され,右上部の痛みを伴う肝臓の肥大が生ずる。疾病の急性期には,重症のうつ病,髄膜炎,ギヤン−バレー症候群,脊髄炎,脳炎,顆粒球減少症,および/または血小板減少症を伴う。
【0020】
B型肝炎は一般に自己制限疾患であり,約6か月で消散する。ウイルスの存在により血中に大量のHBsAgが産生されるため,徴候的な症例は,血清試験により検出することができる。この抗原は活動性の感染の最初のかつ最も有用な診断マーカーである。しかし,HBsAgが20週間またはそれ以上陽性のままである場合,その者はおそらく永久に陽性のままであり,すなわちキャリアである。HBVにかかる6歳以上の者の10%のみがキャリアになるが,1歳までに感染した新生児の90%はキャリアになる。
【0021】
B型肝炎ウイルス(HBV)は,世界で3億人以上が感染している(Imperial,1999,Gastroenterol.Hepatol.,14(suppl),S1−5)。米国においては,約125万人が血中に測定可能なB型肝炎ウイルス表面抗原HBsAgを有することからHBVの慢性キャリアである。慢性HBsAgキャリアになるリスクは,感染を獲得した様式,ならびに感染時の年齢に依存する。高いレベルのウイルス複製を有する者については,慢性の活動性の肝炎が肝硬変,肝不全および肝細胞癌(HCC)に移行することが一般的であり,HBVによる末期肝疾患を有する患者には肝臓移植が唯一の治療法である。
【0022】
慢性HBV感染は10−20年の期間にわたり自然に進行して,20−50%の患者が肝硬変になり,HBV感染の肝細胞癌への進行は詳細に解明されている。おそらく肝硬変および/または肝細胞癌に進行するであろう亜集団を判定した研究はないため,すべての患者が進行の等しいリスクを有する。
【0023】
肝細胞癌であると診断された患者の生存率は最初の診断からわずか0.9−12.8か月であることに注目することが重要である(Takahashi et al.,1993,American Journal of Gastroenterology,88,240−243)。肝細胞癌の化学療法剤による治療は有効であることが証明されておらず,肝臓の広範囲の腫瘍侵襲のため,患者の10%しか外科手術の恩恵を受けられない(Trinchet et al.,1994,Presse Medicine,23,831−833)。原発性肝細胞癌の攻撃的な性質のため,外科手術に代わる唯一の実行可能な治療は肝臓移植である(Pichlmayr et al.,1994,Hepatology.,20,33S−40S)。
【0024】
肝硬変への進行に際して,慢性HCVおよびHBV感染を有する患者は,最初の原因にかかわらず,臨床的肝硬変に共通する臨床上の特徴を示す(D’Amico et al.,1986,Digestive Diseases and Sciences,31,468−475)。これらの臨床上の特徴には,出血性食道静脈瘤,腹水,黄疸,および脳障害(Zakim D,BoyerT D.Hepatology a textbook of liver Deseases,Second Edition Volume 1.1990W.B.Saunders Company.Philadelphia)が含まれる。肝硬変の初期においては,患者は代償性であると分類され,これは肝臓組織の障害は生じているが,患者の肝臓はまだ血流中の代謝産物を解毒することができることを意味する。さらに,代償性肝疾患を有するほとんどの患者は無症候性であり,症状を有するわずかの者は,軽い症状,例えば消化不良および虚弱のみをうったえる。肝硬変の後期においては,患者は代償不全であると分類され,これは血流中の代謝産物を解毒する能力が減少することを意味し,上述した臨床上の特徴が存在するのはこの段階である。
【0025】
1986年,D’Amicoらは,アルコール性およびウイルス関連性肝硬変の両方を有する1155人の患者における臨床的発現および生存率を記載した(D’Amico(上掲))。1155人の患者のうち,435(37%)が代償性疾病を有したが,70%は研究の開始時には無症候性であった。残りの720人の患者(63%)は,代償不全肝疾患を有しており,78%が腹水,31%が黄疸,17%が出血,および16%が脳障害の病歴を示した。肝細胞癌は,代償性疾病を有する6人(0.5%)の患者および代償不全疾病を有する30人(2.6%)の患者に観察された。
【0026】
6年間の経過のあいだに,代償性肝硬変を有する患者は1年に10%の割合で,代償不全疾病の臨床的特徴を発達させた。ほとんどの場合,腹水が代償不全の最初の表示であった。さらに,6年間の実験の終了までに,最初に代償性疾病を示した59人の患者で肝細胞癌が発達した。
【0027】
生存に関しては,D’Amico研究は,研究したすべての患者の5年生存率がわずか40%であることを示した。最初に代償性肝硬変を有していた患者の6年生存率は54%であったが,最初に代償不全疾病を示した患者の6年生存率はわずか21%であった。アルコール性肝硬変を有した患者とウイルス関連性肝硬変を有した患者との間には,生存率の有意な相違はなかった。D’Amico研究における患者の死亡の主要な原因は,肝不全が49%;肝細胞癌が22%;および出血が13%であった(D’Amico(上掲))。
【0028】
B型肝炎ウイルスは,二本鎖の環状DNAウイルスである。これは,Hepadnaviridaeファミリーのメンバーである。ウイルスは,コア抗原(HBcAg)を含む中心コアおよびこれを囲む表面蛋白質/表面抗原(HBsAg)を含むエンベロープから構成され,直径42nmである。これはまたe抗原(HBeAg)を含み,これはHBcAgおよびHBsAgとともにこの疾病の同定において有用である。
【0029】
HBVビリオンにおいては,ゲノムは不完全な二本鎖形として見いだされる。HBVは,リバーストランスクリプターゼを用いてそのゲノムの正センスの全長RNA版をDNAに逆転写する。このリバーストランスクリプターゼはまたDNAポリメラーゼ活性を含み,したがって,新たに合成されたマイナスセンスDNA鎖を複製し始める。しかし,コア蛋白質はこれが複製を完了する前にリバーストランスクリプターゼ/ポリメラーゼをカプシド化するようである。
【0030】
ウイルスは,自由浮遊形態から,最初にそれ自身を宿主細胞の膜に特異的に付着させなければならない。ウイルスの付着は宿主および組織の特異性を決定する非常に重要な工程の1つである。しかし,現在のところ,HBVで感染させることができるインビトロ細胞株はない。HBV DNAを用いる過渡的または安定なトランスフェクションの際にのみウイルス複製を支持することができるいくつかの細胞株,例えばHepG2が存在する。
【0031】
付着した後,ウイルスエンベロープと宿主の膜との融合が生じて,ゲノムおよびポリメラーゼを含むウイルスコア蛋白質が細胞に入ることが可能とならなければならない。いったん内部に入ると,ゲノムは核に移動し,ここで修復されて環化される。
【0032】
HBVの完全な閉環状DNAゲノムは核内に残り,4つの転写産物を生ずる。これらの転写産物は独特の部位で始まるが,同じ3’末端を共有する。3.5−kbのプレゲノムRNAは逆転写のテンプレートとして働き,これもヌクレオカプシド蛋白質およびポリメラーゼをコードする。この転写産物の5’末端の延長を有するサブクラスは,プロセシング後にHBVe抗原として分泌されるプレコア蛋白質をコードする。2.4−kbのRNAは,大きな表面蛋白質をコードするpre−S1オープンリーディングフレーム(ORF)を包含する。2.1−kbのRNAは,それぞれ中程度のおよび小さい表面蛋白質をコードするpre−S2およびSORFを包含する。最も小さい転写産物(約0.8kb)は,転写アクチベータであるX蛋白質をコードする。
【0033】
HBVゲノムの増殖は感染細胞の核中で始まる。RNAポリメラーゼIIは,環状のHBV DNAを転写して,全長より長いmRNAを生成する。mRNAは実際の完全な環状DNAより長いため,余分の末端が形成される。プレゲノムRNAは,いったん生成されると,核に存在し,細胞質に入る。
【0034】
プレゲノムRNAのコア粒子中へのパッケージングは,HBVポリメラーゼが5’イプシロンステム−ループに結合することにより開始される。RNAのカプシド化は,結合が生じてすぐに生ずると考えられている。HBVポリメラーゼはまた,機能するためには付随するコア蛋白質を必要とするようである。HBVポリメラーゼは5’イプシロンステム−ループの3−4塩基対から逆転写を開始させ,この点においてポリメラーゼおよび結合している発生期DNAはDR1領域の3’コピーに移る。いったんここに移ると,(−)DNAはHBVポリメラーゼにより伸長され,一方RNAテンプレートはHBVポリメラーゼRNAseH活性により分解される。HBVポリメラーゼが5’末端に到達したとき,RNAの小さいストレッチはRNAseH活性により消化されずに残る。このRNAのセグメントは,すぐ上流の小さい配列から構成され,DR1領域を含む。次に,RNAオリゴマーが移動し,(−)DNAの5’末端でDR2領域にアニーリングする。これは,やはりHBVポリメラーゼにより生成される(+)DNA合成のプライマーとして用いられる。逆転写ならびにプラス鎖合成は完成したコア粒子中で生ずるようである。
【0035】
プレゲノムRNAはDNA合成のテンプレートとして必要であるため,このRNAは,リボザイム切断の優れた標的である。HBV複製を阻害することが示されているヌクレオシド類似体は,プレゲノムRNAをDNAに変換するのに必要なリバーストランスクリプターゼ活性を標的とする。HBVリバーストランスクリプターゼの核酸デコイおよびアプタマーによる調節により,HBV複製が同様に調節されると予測される。
【0036】
治療の現在の目標は3つの部分からなる:HBVの感染性および他人への伝達を排除する,肝疾患の進行を停止させ,臨床的予後を改善する,および,肝細胞癌(HCC)の発症を防止する。
【0037】
インターフェロンアルファの使用は,HBVの最も一般的な療法である。しかし,最近,ラミブジン(3TC(登録商標))がFDAにより認可された。インターフェロンアルファ(IFN−アルファ)は,慢性B型肝炎の1つの治療法である。IFN−アルファ療法の標準的な期間は16週間であるが,最適な治療期間の長さはまだよくわかっていない。完全な応答(HBV DNAネガティブHBeAgネガティブ)は,患者の約25%に生ずる。治療に対する望ましい応答を予測するいくつかの因子が同定されており,これには,高ALT,低HBV DNA,女性であること,および異性愛指向であることが含まれる。
【0038】
応答に成功した後であっても,B型肝炎ウイルスの再活性化の危険がある。これは応答した者の約5%に,通常は1年以内に生ずる。
【0039】
1型インターフェロンを用いる治療から生ずる副作用は,4つの一般的なカテゴリーに分類することができる:インフルエンザ様症状,神経精神医学的副作用,実験室的異常,および他の種々の副作用。インフルエンザ様症状の例には,疲労,発熱;筋肉痛,倦怠感,食欲喪失,頻拍,硬直,頭痛および関節痛が含まれる。インフルエンザ様症状は,通常は短期間であり,投与の最初の4週間までには弱まる傾向にある(Dusheiko et al.,1994,Journal of Viral Hepatitis,1,3−5)。神経精神医学的副作用には,被刺激性,無関心,気分変化,不眠,認識変化,および抑うつが含まれる。実験室的異常には,骨髄性細胞,例えば顆粒球,血小板およびより程度は低いが赤血球の減少が含まれる。これらの血液細胞数の変化は,有意な臨床的後遺症につながることはほとんどない。さらに,トリグリセリド濃度の増加および血清アラニンおよびアスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ濃度の上昇が観察されている。最後に,甲状腺異常が報告されている。これらの甲状腺異常は,通常はインターフェロン療法の休止後には可逆的であり,療法の間の適切な投薬により管理することができる。その他の副作用には,悪心,下痢,腹痛および背痛,かゆみ,脱毛,および鼻漏が含まれる。一般に,ほとんどの副作用は,4−8週間の療法の後には弱まるであろう(Dushieko et al.,(上掲))。
【0040】
ラミブジン(3TC(登録商標))は,HBV DNA合成の非常に強力かつ特異的な阻害剤であるヌクレオシド類似体である。ラミブジンは,最近慢性B型肝炎の治療用に認可された。インターフェロンを用いる治療とは異なり,3TC(登録商標)を用いる治療は患者からHBVを排除しない。その代わりに,ウイルス複製を制御して,慢性的な投与により患者の50%において肝臓組織学が改良される。3TC(登録商標)による第III相試験は,1年間の治療が肝臓の炎症の減少および肝臓の瘢痕の遅延を伴うことを示した。さらに,ラミブジン(100mg/day)で処置した患者は,B型肝炎DNAの98%の減少および有意に高い比率のセロコンバージョンを有しており,このことは,治療の完了後に疾病が改良されたことを示唆する。しかし,治療を中止すると,ほとんどの患者においてHBV複製が再活性化される。さらに,最近の報告は,患者の約30%に3TC(登録商標)耐性が生ずることを示した。
【0041】
HBV感染を治療する現在の治療法,例えば,インターフェロンおよびヌクレオシド類似体は,部分的にしか有効ではない。さらに,現在ヌクレオシド類似体に対する薬剤耐性が明らかになり,慢性B型肝炎の治療がより困難なものになっている。すなわち,急性および慢性B型肝炎感染の療法において現在用いられている治療とは異なるメカニズムにより作用する抗ウイルス調節剤を利用する,この疾病の有効な治療が必要とされている。
【0042】
Welch et al.,Gene Therapy 1996 3(11):994−1001は,C型肝炎ウイルスを標的とするヘアピンリボザイムを発現する2つのベクターを用いるインビトロおよびインビボ研究を記載する。
【0043】
Sakamoto et al.,J.Clinical Investigation 1996 98(12):2720−2728は,ハンマーヘッドリボザイムを発現するある種のベクターによる,C型肝炎ウイルスRNAの細胞内切断およびウイルス蛋白質翻訳の阻害を記載する。
【0044】
Lieber et al.,J.Virology 1996 70(12):8782−8791は,ある種のハンマーヘッドリボザイムのアデノウイルス媒介性発現による,感染ヒト肝細胞におけるC型肝炎ウイルスRNAの排除を記載する。
【0045】
Ohkawa et al.,1997,J.Hepatology,27;78−84は,ある種のインビトロ転写ハンマーヘッドリボザイムを用いる,HCV RNAのインビトロ切断およびウイルス蛋白質翻訳の阻害を記載する。
【0046】
Barber et al.,国際公開WO97/32018は,ある種の抗C型肝炎ウイルスヘアピンリボザイムを発現するアデノウイルスベクターの使用を記載する。
【0047】
Kay et al.,国際公開WO96/18419は,抗HCVハンマーヘッドリボザイムの発現のための,ある種の組換えアデノウイルスベクターを記載する。
【0048】
Yamada et al.,日本特許出願JP 07231784は,特定のポリ−(L)−リシンとコンジュゲートさせた,HCVを標的とするハンマーヘッドリボザイムを記載する。
【0049】
Draper,米国特許5,610,054は,HCVの複製を阻害しうる酵素的核酸分子を記載する。
【0050】
Macejak.et al.,2000,Hepatology,31,769−776は,HCVの複製を阻害しうる酵素的核酸分子を記載する。
【0051】
Weifeng and Torrence,1997,Nucleosides and Nucleotides,16,7−9は,種々の非ヌクレオシド成分を有する2−5Aアンチセンスキメラの合成を記載する。
【0052】
Torrence et al.,米国特許5,583,032は,RNaseLの2’,5’−オリゴアデニレートアクチベータに結合したアンチセンスオリゴヌクレオチドを用いるRNAの標的化切断を記載する。
【0053】
Suhadolnik and Pfleiderer,米国特許5,863,905;5,700,785;5,643,889;5,556,840;5,550,111;5,405,939;5,188,897;4,924,624;および4,859,768は,特定のヌクレオチド間ホスホロチオエート2’,5’−オリゴアデニレートおよび2’,5’−オリゴアデニレートコンジュゲートを記載する。
【0054】
Budowsky et al.,米国特許5,962,431は,特異的2’,5’−オリゴアデニレートを用いてパピローマウイルスを処理する方法を記載する。
【0055】
Torrence et al.,国際公開WO00/14219は,特異的ペプチド核酸2’,5’−オリゴアデニレートキメラ分子を記載する。
【0056】
Stinchcomb et al.,米国特許5,817,796は,2’−5’結合アデニレート残基を有するC−mybリボザイムを記載する。
【0057】
Draper,米国特許6,017,756は,B型肝炎ウイルスの阻害のためのリボザイムの使用を記載する。
【0058】
Passman et al.,2000,Biochem.Biophys.Res.Commun.,268(3),728−733.;Gan et al.,1998,J.Med.Coll.PLA,13(3),157−159.;Li e tal.,1999,Jiefangiun Yixue Zazhi,24(2),99−101.;Putlitz et al.,1999,J.Virol.,73(7),5381−5387.;Kim et al.,1999,Biochem.Biophys.Res.Commun.,257(3),759−765.;Xu et al.,1998,Bingdu Xuebao,14(4),365−369.;Welch et al.,1997,Gene Ther.,4(7),736−743.;Goldenberg et al.,1997,国際公開97/08309,Wands et al.,1997,J.of Gastroenterology and Hepatology,12(suppl.),S354−S369.;Ruiz et al.,1997,BioTechniques,22(2),338−345.;Gan et al.,1996,J.Med.Coll.PLA,11(3),171−175.;Beck and Nassal,1995,Nucleic Acids Res.,23(24),4954−62.;Goldenberg,1995,国際公開95/22600.;Xu et al.,1993,Bingdu Xuebao,9(4),331−6.;Wang et al.,1993,Bingdu Xuebao,9(3),278−80はすべて,特定のHBV標的部位を切断することを標的とするリボザイムを記載する。
【0059】
Hunt et al.,米国特許5,859,226は,ある種のHBVおよびCMVウイルス蛋白質の発現を阻害することができるRF−X転写因子の結合によりMHC−II遺伝子の発現を阻害することを意図した天然に生じない特定のオリゴヌクレオチドデコイを記載する。
【0060】
Kao et al.,国際公開WO00/04141は,ウイルスポリメラーゼに特異的に結合し,ウイルスポリメラーゼの活性を阻害することができる直鎖状一本鎖核酸分子を記載する。
【0061】
Lu,国際公開WO99/20641は,HBV感染の治療において用いられる特定のトリプレックス形成オリゴヌクレオチドを記載する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【0062】
本発明は,B型肝炎ウイルス(HBV),C型肝炎ウイルス(HCV)のRNA種および/またはHBVまたはHCVによりコードされるRNA種の機能を破壊することができる酵素的核酸分子に関する。詳細には,本発明は,HBV RNAまたはHCV RNAを特異的に切断しうる酵素的核酸分子を提供し,その選択および機能を記述する。そのような酵素的核酸分子は,HBVおよびHCV感染に伴う疾病および疾患を治療するために用いることができる。
【0063】
1つの態様においては,本発明は,B型肝炎ウイルス(HBV)に由来するRNAを特異的に切断する酵素的核酸分子を特徴とし,ここで,酵素的核酸分子は,配列番号10887として規定される配列を含む。
【0064】
別の態様においては,本発明は,本発明の酵素的核酸分子および薬学的に許容しうる担体を含む組成物を特徴とする。
【0065】
別の態様においては,本発明は,本発明により企図される酵素的核酸分子を含む哺乳動物細胞,例えばヒト細胞を特徴とする。
【0066】
1つの態様においては,本発明は,治療に適した条件下で患者に本発明の酵素的核酸分子を投与することを含む,肝硬変,肝不全または肝細胞癌を治療する方法を特徴とする。
【0067】
別の態様においては,本発明は,患者の細胞を本発明の酵素的核酸分子と接触させることを含む,HBVおよび/またはHCV感染に伴う状態を有する患者を治療する方法を特徴とする。
【0068】
別の態様においては,本発明は,患者の細胞を本発明の酵素的核酸分子と接触させることを含み,さらに1またはそれ以上の薬剤療法,例えば,1型インターフェロンまたは3TC(登録商標)(ラミブジン)を治療に適した条件下で用いることを含む,HBVおよび/またはHCV感染に伴う状態を有する患者を治療する方法を特徴とする。別の態様においては,他の療法は,酵素的核酸分子と同時にまたは別々に投与される。
【0069】
別の態様においては,本発明は,阻害に適した条件下で細胞に本発明の酵素的核酸分子を投与することを含む,哺乳動物細胞においてHBVおよび/またはHCVの複製を阻害する方法を特徴とする。
【0070】
さらに別の態様においては,本発明は,別個のRNAの切断に適した条件下で本発明の酵素的核酸分子を別個のRNAと接触させることを含む,別個のHBVおよび/またはHCV RNAを切断する方法を特徴とする。
【0071】
1つの態様においては,本発明の酵素的核酸分子による切断は,2価カチオン,例えば,Mg2+の存在下で行う。
【0072】
別の態様においては,本発明の酵素的核酸分子は化学的に合成されたものである。
【0073】
別の態様においては,本発明により企図される1型インターフェロンは,インターフェロンアルファ,インターフェロンベータ,ポリエチレングリコールインターフェロン,ポリエチレングリコールインターフェロンアルファ2a,ポリエチレングリコールインターフェロンアルファ2b,ポリエチレングリコールコンセンサスインターフェロンである。
【0074】
1つの態様においては,本発明は,1型インターフェロンおよび本発明の酵素的核酸分子および薬学的に許容しうる担体を含む組成物を特徴とする。
【0075】
別の態様においては,本発明は,細胞(例えば哺乳動物細胞またはヒト細胞)に,本発明の酵素的核酸分子を,独立して,または他の治療用化合物,例えば1型インターフェロンまたは3TC(登録商標)(ラミブジン)との組み合わせで投与する方法を特徴とし,該方法は,投与に適した条件下で細胞を酵素的核酸分子と接触させることを含む。
【0076】
別の態様においては,本発明の酵素的核酸分子の投与は,輸送試薬,例えば,脂質,カチオン性脂質,リン脂質,またはリポソームの存在下で行う。
【0077】
別の態様においては,本発明は,新規な核酸に基づく手法,例えば酵素的核酸分子およびアンチセンス分子,およびこれらを用いてHBV RNAの発現および/またはHBVの複製をダウンレギュレートまたは阻害する方法を特徴とする。
【0078】
別の態様においては,本発明は,新規な核酸に基づく手法,例えば,酵素的核酸分子およびアンチセンス分子,およびこれらを用いてHCV RNAの発現および/またはHCVの複製をダウンレギュレートまたは阻害する方法を特徴とする。
【0079】
1つの態様においては,本発明は,酵素的核酸に基づく手法の1またはそれ以上を用いて,HBVおよび/またはHCVウイルス蛋白質おコードする遺伝子の発現をダウンレギュレートまたは阻害することを特徴とする。詳細には,本発明は,酵素的核酸に基づく手法を用いて,HBVおよび/またはHCVウイルスゲノムの発現を特異的にダウンレギュレートまたは阻害することを特徴とする。
【0080】
別の態様においては,本発明は,核酸に基づく阻害剤(例えば,酵素的核酸分子(リボザイム),アンチセンス核酸,トリプレックスDNA,デコイ,siRNA,アプタマー,RNA切断化学基を含むアンチセンス核酸),およびこれらを用いて肝炎,肝細胞癌,肝硬変,および/または肝不全を進行および/または維持しうるRNA(例えばHBVおよび/またはHCV)の発現をダウンレギュレートまたは阻害する方法を特徴とする。
【0081】
1つの態様においては,本発明の核酸分子は,治療に適した条件下で単独でまたは他の療法との組み合わせで,HBVが耐性であるかまたは患者が3TC(登録商標)(ラミブジン)による治療に応答しないHBV感染細胞またはHBV感染患者を治療するために用いられる。
【0082】
さらに別の態様においては,本発明は,好ましくはハンマーヘッド,NCH(イノザイム),G−切断剤,アンバーザイム,チンザイム,および/またはDNAザイムのモチーフの酵素的核酸分子を用いて,HBVおよび/またはHCV RNAの発現を阻害することを特徴とする。
【0083】
本明細書に記載される酵素的核酸分子は,感染細胞においてウイルスmRNAに対してのみ高度の特異性を示す。高度に保存された配列領域を標的とする本発明の核酸分子により,単一の化合物でヒトHBVおよび/またはHCVの多くの株を治療することが可能となる。現在,HBVおよび/またはHCVによる肝細胞のトランスフォーメーションの原因であるウイルス遺伝子の発現を特異的に攻撃する治療は存在しない。
【0084】
酵素的核酸に基づくHBVおよびHCV発現の調節剤は,疾病および状態,例えばHBVおよびHCV感染,肝炎,癌,肝硬変,肝不全,および細胞または組織におけるHBVおよび/またはHCVのレベルに関連する他の任意の疾病または状態の予防に有用である。
【0085】
好ましい標的部位は,ウイルス複製に必要な遺伝子であり,その非限定的例には,蛋白質合成のための遺伝子,例えばHBVプレゲノムmRNAの最も5’側の1500ヌクレオチドが含まれる。配列の参照のためには,Renbao et al.,1987,Sci.Sin.,30,507を参照。この領域は,リバーストランスクリプターゼのテンプレートとして働くことにより,コア蛋白質(C),X蛋白質(X)およびDNAポリメラーゼ(P)遺伝子の翻訳発現を制御し,ウイルスDNAの複製において役割を果たす。RNA中のこの領域を破壊すると,不十分な蛋白質合成,ならびに不完全なDNA合成(および不完全なゲノムからの転写の阻害)が生ずる。カプシド化部位の5’側の配列を標的とすると,コアビリオン構造中に破壊された3’RNAを含めることができ,カプシド化部位の3’側の配列を標的とすると,3’および5’フラグメントの両方からの蛋白質発現を減少させることができる。
【0086】
プレゲノムmRNAの最も5’側の1500ヌクレオチドの外側の別の領域もまた,HBV複製の酵素的核酸媒介性阻害の適当な標的である。そのような標的には,ウイルスS遺伝子をコードするmRNA領域が含まれる。特定の標的領域の選択は,プレゲノムmRNAの二次構造に依存するであろう。また,特にこれらの他のRNAにおけるフォールディングおよびアクセス可能性のアッセイから,プレゲノムmRNA種中では利用可能ではない追加の標的配列が明らかになった場合には,小さいmRNA中の標的も用いることができる。
【0087】
プレゲノムRNA中の望ましい標的は,ウイルス複製に重要であると考えられている,プレゲノムRNAの3’末端における提唱される二裂ステム−ループ構造である(Kidd and Kidd−Ljunggren,1996.Nuc.Acid Res.24:3295−3302)。HBVプレゲノムRNAの5’末端には,シス作用カプシド化シグナルがあり,これは二裂ステム−ループ構造を形成すると考えられている反転反復配列を有する。プレゲノムRNAの余分の末端のため,3’末端においても推定ステム−ループが生ずる。ポリメラーゼ結合およびカプシド化において機能するものは5’コピーであるが,逆転写は実際には3’ステム−ループから開始される。逆転写を開始するには,5’カプシド化シグナル中のバルジをテンプレートとして用いて,ポリメラーゼに共有結合した4ntプライマーが作成される。次に,このプライマーは未知のメカニズムにより3’ステム−ループ構造中のDR1プライマー結合部位にシフトし,この点から逆転写が進行する。3’ステム−ループ,および特にDR1プライマー結合部位は,リボザイムによる介在の非常に有効な標的であるようである。
【0088】
プレゲノムRNAの配列は,表面,コア,ポリメラーゼ,およびX蛋白質のmRNAで共通である。HBV転写産物の重複する性質のため,すべてが共通の3’末端を有する。したがって,この共通の3’末端を標的とする酵素的核酸は,プレゲノムRNAならびに表面,コア,ポリメラーゼおよびX蛋白質のmRNAのすべてを切断するであろう。
【0089】
現在,天然に生ずる酵素的RNAの少なくとも7つの基本的変種が知られている。それぞれは,生理学的条件下で,RNAのホスホジエステル結合をトランスで加水分解することを触媒することができる(したがって,他のRNA分子を切断しうる)。表Iは,これらの酵素的RNA分子のいくつかの特性をまとめたものである。一般に,酵素的核酸は,最初に標的RNAに結合することにより作用する。そのような結合は,標的RNAを切断する作用をする分子の酵素的部分に近接して保持された,酵素的核酸の標的結合部分により生ずる。すなわち,酵素的核酸は,まず標的RNAを認識し,次に相補的塩基対形成によりこれに結合し,いったん正しい部位に結合したら,酵素的に作用して標的RNAを切断する。そのような標的RNAの戦略的切断は,コードされる蛋白質の合成を指示するその能力を破壊するであろう。酵素的核酸は,そのRNA標的を結合し切断した後,そのRNAから離れて別の標的を探し,新たな標的に繰り返し結合して切断することができる。すなわち,1つの酵素的核酸分子が多くの標的RNA分子を切断することができる。さらに,酵素的核酸は,高度に特異的な遺伝子発現の阻害剤であり,その阻害の特異性は,標的RNAへの結合の塩基対形成メカニズムのみならず,標的RNA切断のメカニズムにも依存する。切断の部位の近くにおける1つのミスマッチまたは塩基置換は,リボザイムの触媒活性を完全に排除することができる。
【0090】
HBV特異的RNAの特定の部位を切断する酵素的核酸分子は,種々の病原性適応症,例えば,HBV感染,肝炎,肝細胞癌,腫瘍原性,肝硬変,肝不全およびHBVのレベルに関連する他の状態を治療するための新規な治療方法である。
【0091】
本明細書に記載される本発明の好ましい態様の1つにおいては,酵素的核酸分子はハンマーヘッドまたはヘアピンのモチーフで形成されるが,デルタ肝炎ウイルス,グループIイントロン,グループIIイントロンまたはRNaseP RNA(RNAガイド配列を伴う),Neurospora VS RNA,DNAザイム,NCH切断モチーフ,またはG−切断剤のモチーフで形成してもよい。そのようなハンマーヘッドモチーフの例は,Dreyfus,(上掲),Rossi et al.,1992,AIDS Research and Human Retroviruses 8,183に記載されている。ヘアピンモチーフの例は,Hampel et al.,EP0360257,Hampel and Tritz,1989 Biochemistry 28,4929,Feldstein et al.,1989,Gene 82,53,Haseloff and Gerlach,1989,Gene,82,43,Hampel et al.,1990 Nucleic Acids Res.18,299,Chowrira & McSwiggen,米国特許5,631,359に記載されている。デルタ肝炎ウイルスモチーフは,Perrotta and Been,1992 Biochemisty 31,16により;RNasePモチーフの例は,Guerrier−Takada et al.,1983 Cell 35,849;Forster and Altman,1990,Science 249,783;Li and Altman,1996, Nucleic Acids Res.24,835に記載されている。Neurospora VS RNAリボザイムモチーフは,Collins(Saville and Collins,1990 Cell 61,685−696;Saville and Collins,1991 Proc.Natl.Acad.Sci. USA 88,8826−8830;Collins and Olive,1993 Biochemisty 32,2795−2799;Guo and Collins,1995,EMBO.J.14,363)に記載されている。グループIIイントロンは,Griffin et al.,1995,Chem.Biol.2,761;Michels and Pyle,1995,Biochemistry 34,2965;Pyle et al.,国際公開WO96/22689に記載されている。グループIイントロンは,Cech et al.,米国特許4,987,071に記載されている。DNAザイムは,Usman et al.,国際公開WO95/11304;Chartrand et al.,1995,NAR 23,4092;Breaker et al.,1995,Chem.Bio.2,655;Santoro et al.,1997,PNAS 94,4262に記載されている。NCH切断モチーフの例は,Ludwig&Sproat,国際公開WO98/58058に記載され,およびG−切断剤の例は,Kore et al.,1998,Nucleic Acids Research 26,4116−4120,およびEckstein et al.,国際公開WO99/16871に記載されている。さらに別のモチーフには,アプタザイム(Breaker et al.,WO98/43993),アンバーザイム(クラスIモチーフ;図3;Beigelman et al.,国際公開99/55857)およびチンザイム(Beigelman et al.,国際公開99/55857)が含まれる。これらの文献はすべて,図面を含めその全体を本明細書の一部としてここに引用し,本発明において用いることができる。これらの特定のモチーフは本発明において限定的なものではなく,当業者は,本発明の酵素的核酸分子において重要なことは,それが標的遺伝子のRNA領域の1またはそれ以上に相補的な特異的基質結合部位を有し,かつその基質結合部位の中または周辺に,分子にRNA切断活性を付与するヌクレオチド配列を有することのみであることを認識するであろう(Cech et al,米国特許4,987,071)。
【0092】
本発明の好ましい態様においては,核酸分子,例えば,アンチセンス分子,トリプレックスDNA,またはリボザイムは,13−100ヌクレオチドの長さであり,例えば,特定の態様においては,35,36,37,または38ヌクレオチドの長さ(例えば特定のリボザイムまたはアンチセンスについて)である。特に好ましい態様においては,核酸分子は,15−100,17−100,20−100,21−100,23−100,25−100,27−100,30−100,32−100,35−100,40−100,50−100,60−100,70−100,または80−100ヌクレオチドの長さである。上で特定された長さの範囲においてはその上限は100ヌクレオチドであるが,長さの範囲の上限は,例えば,30,40,50,60,70,または80ヌクレオチドでありうる。すなわち,長さの範囲の任意のものについて,特定の態様についての長さの範囲は,特定された下限,および,下限より大きい上限を有する。例えば,特定の態様においては,長さの範囲は35−50ヌクレオチドの長さでありうる。そのような範囲の全てが明示的に含まれる。また,特定の態様においては,核酸分子は,上で特定された長さの任意の長さ,例えば21ヌクレオチドの長さを有することができる。
【0093】
HBVを標的とする本発明の例示的な酵素的核酸分子は表V−XIに示される。例えば,本発明の酵素的核酸分子は,好ましくは15−50ヌクレオチドの長さであり,より好ましくは25−40ヌクレオチドの長さであり,例えば,34,36,または38ヌクレオチドの長さである(例えば,Jarvis et al.;1996,J.Biol.Chem.,271,29107−29112を参照)。本発明の例示的DNAザイムは,好ましくは15−40ヌクレオチドの長さであり,より好ましくは25−35ヌクレオチドの長さであり,例えば,29,30,31,または32ヌクレオチドの長さである(例えば,Santoro et al.,1998,Biochemistry,37,13330−13342;Chartrand et al.,1995,Nucleic Acids Research,23,4092−4096を参照)。本発明の例示的アンチセンス分子は,好ましくは15−75ヌクレオチドの長さであり,より好ましくは20−35ヌクレオチドの長さであり,例えば,25,26,27,または28ヌクレオチドの長さである(例えば,Woolf et al.,1992,PNAS.,89,7305−7309;Milner et al.,1997,Nature Biotechnology,15,537−541を参照)。本発明の例示的トリプレックス形成オリゴヌクレオチド分子は,好ましくは10−40ヌクレオチドの長さであり,より好ましくは12−25ヌクレオチドの長さ,例えば,18,19,20,または21ヌクレオチドの長さである(例えば,Maher et al.,1990,Biochemistry,29,8820−8826;Strobel and Dervan,1990,Science,249,73−75を参照)。当業者は,核酸分子について必要なことは,核酸分子が本発明により企図される反応を触媒するのに充分かつ適した長さおよびコンフォメーションを有することのみであることを理解するであろう。本発明の核酸分子の長さは,記載される一般的限界により限定されない。
【0094】
好ましい態様においては,本発明は,所望の標的のRNAに対して高い程度の特異性を示す一群の核酸に基づく遺伝子阻害剤を製造する方法を提供する。例えば,酵素的核酸分子は,好ましくは,本発明の1またはいくつかの核酸分子により疾病または状態の特異的治療が与えられるように,HBV蛋白質をコードする標的RNA(特異的にHBV RNA)の高度に保存された配列領域を標的とする。そのような核酸分子は,必要に応じて特定の組織または細胞標的に外的に輸送することができる。あるいは,核酸分子(例えば,リボザイムおよびアンチセンス)は,特定の細胞に輸送されるDNAおよび/またはRNAベクターから発現させることができる。
【0095】
酵素的核酸に基づくHBV発現の阻害剤は,HBV感染,肝炎,癌,肝硬変,肝不全,および細胞または組織中のHBVのレベルに関連する他のいずれかの疾病または状態等の疾病および状態の予防に有用である。
【0096】
本発明の核酸に基づく阻害剤は,直接加えてもよく,またはカチオン性脂質と複合体化して,リポソーム中に封入して,または他の方法により,標的細胞または組織に輸送することができる。核酸または核酸複合体は,関連する組織にエクスビボで,または注射,注入ポンプまたはステントを用いてインビボで,バイオポリマー中に取り込ませてまたは取り込ませずに,局所的に投与することができる。好ましい態様においては,酵素的核酸HBV阻害剤は,表の基質配列に相補的な配列を含む。そのような酵素的核酸分子の例も表に示される。そのような酵素的核酸分子の例は,本質的にこれらの表に記載される配列からなる。
【0097】
さらに別の態様においては,本発明はHBV基質配列に相補的な配列を含むアンチセンス核酸分子を特徴とする。そのような核酸分子は,酵素的核酸分子の結合アームについて示される配列を含むことができる。同様に,トリプレックス分子は,対応するDNA標的領域,および標的配列と同等のDNAまたは特定の標的(基質)配列に相補的な配列を含む領域を標的とするように提供することができる。典型的には,アンチセンス分子は,アンチセンス分子の1つの連続する配列に沿って標的配列に相補的である。しかし,ある態様においては,アンチセンス分子は基質分子がループを形成するように基質に結合することができ,および/またはアンチセンス分子はアンチセンス分子がループを形成するこように結合することができる。すなわち,アンチセンス分子は,2つ(またはさらにそれ以上)の非連続的基質配列に相補的であってもよく,またはアンチセンス分子の2つ(またはさらにそれ以上)の非連続的配列部分が標的配列に相補的であってもよく,その両方であってもよい。
【0098】
"本質的に・・・からなる"とは,本発明の活性な核酸分子,例えば酵素的核酸分子が,標的部位における切断が生ずるように,実施例に記載されるものと同等の酵素中心もしくはコア,およびmRNAに結合することができる結合アームを含むことを意味する。そのような切断を有意に妨害しない他の配列が存在していてもよい。すなわち,コア領域は,例えば,酵素的活性を妨害しない1またはそれ以上のループ,ステム−ループ構造,またはリンカーを含んでいてもよい。すなわち,配列中の下線を施した領域は,そのようなループ,ステム−ループ,ヌクレオチドリンカー,および/または非ヌクレオチドリンカーであってもよく,一般に配列"X"として表される。例えば,ハンマーヘッド酵素的核酸のコア配列は,保存配列,例えば"X"により接続されている5’−CUGAUGAG−3’および5’−CGAA−3’(Xは5’−GCCGUUAGGC−3’(配列番号16201),または当該技術分野において知られる他のステムII領域,またはヌクレオチドおよび/または非ヌクレオチドリンカーでありうる)を含むことができる。同様に,本発明の他の核酸分子,例えば,イノザイム,G切断剤,アンバーザイム,チンザイム,DNAザイム,アンチセンス,2−5Aアンチセンス,トリプレックス形成核酸,およびデコイ核酸について,核酸分子の機能を妨害しない他の配列または非ヌクレオチドリンカーが存在していてもよい。
【0099】
本発明の別の観点においては,標的RNA分子と相互作用し,HBV(特にHBV RNA)活性を阻害する酵素的核酸またはアンチセンス分子は,DNAまたはRNAベクター中に挿入された転写ユニットから発現される。組換えベクターは,好ましくはDNAプラスミドまたはウイルスベクターである。ウイルスベクターを発現する酵素的核酸またはアンチセンスは,アデノ随伴ウイルス,レトロウイルス,アデノウイルスまたはアルファウイルスに基づいて構築することができるが,これらに限定されない。好ましくは,酵素的核酸またはアンチセンスを発現しうる組換えベクターを上述のように輸送し,標的細胞中に残留させる。あるいは,酵素的核酸またはアンチセンスの過渡的発現を与えるウイルスベクターを用いることができる。そのようなベクターは,必要に応じて繰り返し投与することができる。いったん発現されれば,酵素的核酸またはアンチセンスは標的RNAに結合し,その機能または発現を阻害する。酵素的核酸またはアンチセンスを発現するベクターの輸送は,全身的(例えば,静脈内または筋肉内投与により),患者から外植された標的細胞に投与した後,患者に再導入することにより,または所望の標的細胞中への導入を可能とする他のいずれかの手段により行うことができる。アンチセンスDNAは,一本鎖DNA細胞内発現ベクターを用いて発現させることができる。
【0100】
別の態様においては,本発明は,核酸に基づく阻害剤(例えば,酵素的核酸分子(リボザイム),アンチセンス核酸,トリプレックスDNA,デコイ,アプタマー,siRNA,RNA切断化学基を含むアンチセンス核酸),およびこれらを用いて肝疾患および肝不全の進行および/または維持をしうるRNA(例えばHBV)の発現をダウンレギュレートまたは阻害する方法を特徴とする。
【0101】
別の態様においては,本発明は,核酸に基づく手法(例えば,酵素的核酸分子(リボザイム),アンチセンス核酸,トリプレックスDNA,デコイ,アプタマー,siRNA,RNA切断化学基を含むアンチセンス核酸),およびこれらを用いてHBV RNA発現の発現をダウンレギュレートまたは阻害する方法を特徴とする。
【0102】
別の態様においては,本発明は,HBV蛋白質を分析する方法を特徴とする。この方法は,HBV阻害剤の効力を測定するのに有用である。詳細には,本発明は,HBsAg蛋白質および分泌性アルカリホスファターゼ(SEAP)対照蛋白質を分析して,HBV発現を調節するのに用いられる薬剤の効力を決定するためのアッセイを特徴とする。
【0103】
この方法は,マイクロタイタープレートを,緩衝液(例えば,炭酸緩衝液,例えばNa2CO3 15mM,NaHCO3 35mM,pH9.5)中0.1−10pg/mlの抗体,例えば抗HBsAgMab(例えば,Biostride B88−95−3lad,ay)を4℃で一夜コーティングすることからなる。次にマイクロタイターのウエルをPBSTまたはその同等物(例えば,PBS,0.05%Tween20)で洗浄し,PBST,1%BSAまたはその同等物で37℃で0.1−24時間ブロッキングする。上述のように洗浄した後,ウエルを乾燥(例えば,37℃で30分間)させる。ビオチニル化ヤギ抗HBsAgまたは同等の抗体(例えば,Accurate YVS1807)をPBST中に希釈(例えば1:1000で)し,ウエル中でインキュベートする(例えば,37℃で1時間)。ウエルをPBSTで洗浄する(例えば,4回)。コンジュゲート(例えば,ストレプトアビジン/アルカリホスファターゼコンジュゲート,Pierce21324)をPBST中に10−10,000ng/mlで希釈し,ウエル中でインキュベートする(例えば,37℃で1時間)。上述のように洗浄した後,基質(例えば,p−ニトロフェニルリン酸基質,Pierce37620)をウエルに加え,次にこれをインキュベートする(例えば,37℃で1時間)。次に,光学密度を測定する(例えば,405nmで)。次に例えばGreat EscAPe(登録商標)検出キット(Clontech K2041−1)を用いて,製造元の指針にしたがって,SEAPレベルをアッセイする。上述の例においては,インキュベーション時間および試薬濃度を変化させて最適な結果を得ることができる。実施例6に非限定的例が記載される。
【0104】
このHBsAg ELISA法をWorld Diagnostics,Inc.15271 NW 60th Ave,#;201,Miami Lakes,FL 33014(305)8273304(Cat.No.EL10018)の市販のアッセイと比較すると,感度(シグナル:ノイズ)が3−20倍増加する。
【0105】
本発明はまた,HBVリバーストランスクリプターゼの機能を破壊することに向けられた核酸分子に関する。さらに,本発明は,HBVゲノムDNAのエンハンサーIコア領域の機能を破壊することに向けられた核酸分子に関する。特に,本発明は,HBVリバーストランスクリプターゼ(pol)プライマーに特異的に結合し,HBVプレゲノムRNAの逆転写を調節しうる核酸分子,例えばデコイおよびアプタマーの選択および機能を記述する。別の態様においては,本発明は,HBVリバーストランスクリプターゼ(pol)に特異的に結合し,HBVプレゲノムRNAの逆転写を調節しうる核酸分子,例えばデコイ,アンチセンスおよびアプタマーに関する。さらに別の態様においては,本発明は,HBVエンハンサーIコア領域に特異的に結合し,HBVゲノムDNAの転写を調節しうる核酸分子に関する。本発明はさらに,HBV遺伝子の発現を調節するために用いられるアロステリック酵素的核酸分子または"アロザイム"に関する。そのようなアロザイムは,HBV由来の核酸,ペプチド,および/または蛋白質,例えばHBVリバーストランスクリプターゼおよび/またはHBVリバーストランスクリプターゼプライマー配列の存在下で活性であり,このことにより,アロザイムはHBV DNAまたはRNAの配列を選択的に切断することが可能である。本発明のアロザイムはまた,HBVエンハンサーI配列および/または変異体HBVエンハンサーI配列の存在下で活性であるよう設計され,このことにより,アロザイムはHBV DNAまたはRNAの配列を選択的に切断することができる。これらの核酸分子は,HBV感染に伴う疾病および疾患を治療するために用いることができる。
【0106】
1つの態様においては,本発明は,B型肝炎ウイルス(HBV)リバーストランスクリプターゼプライマー配列に特異的に結合する核酸デコイ分子を特徴とする。別の態様においては,本発明は,B型肝炎ウイルス(HBV)リバーストランスクリプターゼに特異的に結合する核酸デコイ分子を特徴とする。さらに別の態様においては,本発明は,HBVエンハンサーIコア配列に特異的に結合する核酸デコイ分子を特徴とする。
【0107】
1つの態様においては,本発明は,B型肝炎ウイルス(HBV)リバーストランスクリプターゼプライマーに特異的に結合する核酸アプタマーを特徴とする。別の態様においては,本発明は,B型肝炎ウイルス(HBV)リバーストランスクリプターゼに特異的に結合する核酸アプタマーを特徴とする。さらに別の態様においては,本発明は,HBVエンハンサーIコア配列に結合する特異的に核酸アプタマー分子を特徴とする。
【0108】
1つの態様においては,本発明は,B型肝炎ウイルス(HBV)リバーストランスクリプターゼプライマーに特異的に結合するアロザイムを特徴とする。別の態様においては,本発明は,B型肝炎ウイルス(HBV)リバーストランスクリプターゼに特異的に結合するアロザイムを特徴とする。さらに別の態様においては,本発明は,HBVエンハンサーIコア配列に特異的に結合するアロザイムを特徴とする。
【0109】
さらに別の態様においては,本発明は,B型肝炎ウイルス(HBV)リバーストランスクリプターゼプライマーに結合する核酸分子,例えばトリプレックス形成核酸分子またはアンチセンス核酸分子を特徴とする。別の態様においては,本発明は,B型肝炎ウイルス(HBV)リバーストランスクリプターゼに特異的に結合するトリプレックス形成核酸分子またはアンチセンス核酸分子を特徴とする。さらに別の態様においては,本発明は,HBVエンハンサーIコア配列に特異的に結合するトリプレックス形成核酸分子またはアンチセンス核酸分子を特徴とする。
【0110】
別の態様においては,本発明の核酸分子は,HBVゲノムDNAのHBVエンハンサーI領域中の,例えばエンハンサーI領域のプラス鎖および/またはマイナス鎖DNAの,肝細胞核因子3(HNF3)および/または肝細胞核因子4(HNF4)結合配列に結合し,HNF3および/またはHNF4のエンハンサー1領域への結合をブロックする。
【0111】
別の態様においては,本発明の核酸分子は,(UUCA)nドメイン(nは1−10の整数である)を有する配列を含む。別の態様においては,本発明の核酸分子は,配列番号11216−11342の配列を含む。
【0112】
別の態様においては,本発明は,本発明の核酸分子および薬学的に許容しうる担体を含む組成物を特徴とする。別の態様においては,本発明は,本発明により企図される核酸分子を含む哺乳動物細胞,例えばヒト細胞を特徴とする。
【0113】
1つの態様においては,本発明は,治療に適した条件下で患者に本発明の核酸分子を投与することを含む,HBV感染,肝硬変,肝不全,または肝細胞癌を治療する方法を特徴とする。
【0114】
別の態様においては,本発明は,HBV感染に伴う状態を有する患者を治療する方法を特徴とし,該方法は,そのような治療に適した条件下で前記患者の細胞を本発明の核酸分子と接触させることを含む。別の態様においては,本発明は,治療に適した条件下で患者の細胞を本発明の核酸分子と接触させることを含み,1またはそれ以上の薬剤療法,例えば,1型インターフェロンまたは3TC(登録商標)(ラミブジン)を使用することをさらに含む,HBV感染に伴う状態を有する患者を治療する方法を特徴とする。別の態様においては,他の療法は,核酸分子と同時にまたは別々に投与される。
【0115】
別の態様においては,本発明は,調節に適した条件下で本発明の核酸分子を細胞に投与することを含む,哺乳動物細胞においてHBV複製を調節する方法を特徴とする。
【0116】
さらに別の態様においては,本発明は,HBVリバーストランスクリプターゼ活性の調節に適した条件下で本発明の核酸分子,例えばデコイまたはアプタマーをHBVリバーストランスクリプターゼと接触させることを含む,HBVリバーストランスクリプターゼ活性を調節する方法を特徴とする。
【0117】
別の態様においては,本発明は,HBV転写の調節に適した条件下で本発明の核酸分子をHBVエンハンサーI配列と接触させることを含む,HBV転写を調節する方法を特徴とする。
【0118】
1つの態様においては,本発明の核酸分子,例えばデコイまたはアプタマーは,化学的に合成される。別の態様においては,本発明の核酸分子は少なくとも1つの核酸糖修飾を含む。さらに別の態様においては,本発明の核酸分子は少なくとも1つの核酸塩基修飾を含む。別の態様においては,本発明の核酸分子は少なくとも1つの核酸骨格修飾を含む。
【0119】
別の態様においては,本発明の核酸分子は,少なくとも1つの2’−O−アルキル,2’−アルキル,2’−アルコキシルアルキル,2’−アルキルチオアルキル,2’−アミノ,2’−O−アミノ,または2’−ハロ修飾および/またはこれらの任意の組み合わせを含み,2’−デオキシおよび/または2’−リボヌクレオチドを有するかまたは有しない。さらに別の態様においては,本発明の核酸分子は全2’−O−アルキルヌクレオチド,例えば全2’−O−アリルヌクレオチドを含む。
【0120】
1つの態様においては,本発明の核酸分子は,5’−キャップ,3’−キャップ,または5’−3’キャップ構造,例えば,無塩基または反転無塩基成分を含む。
【0121】
別の態様においては,本発明の核酸分子は直鎖状の核酸分子である。別の態様においては,本発明の核酸分子は,ヘアピン,ループ,ステム−ループ,または他の二次構造を任意に形成することができる直鎖状の核酸分子である。さらに別の態様においては,本発明の核酸分子は環状核酸分子である。
【0122】
1つの態様においては,本発明の核酸分子は一本鎖オリゴヌクレオチドである。別の態様においては,本発明の核酸分子は二本鎖オリゴヌクレオチドである。
【0123】
1つの態様においては,本発明の核酸分子は約3−約100ヌクレオチドを有するオリゴヌクレオチドを含む。別の態様においては,本発明の核酸分子は約3−約24ヌクレオチドを有するオリゴヌクレオチドを含む。別の態様においては,本発明の核酸分子は約4−約16ヌクレオチドを有するオリゴヌクレオチドを含む。
【0124】
リバーストランスクリプターゼおよび/またはリバーストランスクリプターゼプライマーに結合し,したがってリバーストランスクリプターゼを不活性化する核酸デコイ分子および/またはアプタマーは,種々の病的適応症,例えば,HBV感染等のウイルス感染,肝炎,肝細胞癌,腫瘍原性,肝硬変,肝不全およびその他を治療する新規な治療方法である。
【0125】
HBVエンハンサーI配列に結合し,したがってHBV転写を不活性化する核酸分子は,種々の病的適応症,例えばHBV感染等のウイルス感染,肝炎,肝細胞癌,腫瘍原性,肝硬変,肝不全およびHBVのレベルに関連する他の状態を治療する新規な治療方法である。
【0126】
本発明の1つの態様においては,本発明のデコイ核酸分子は4−50ヌクレオチドの長さであり,特定の態様においては約4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,または16ヌクレオチドの長さである。別の態様においては,非デコイ核酸分子(例えば,アンチセンス分子,トリプレックスDNA,またはリボザイム)は,13−100ヌクレオチドの長さであり,例えば,特定の態様においては35,36,37,または38ヌクレオチドの長さ(例えば,特定のリボザイムまたはアンチセンスについて)であることができる。特定の態様においては,核酸分子は,15−100,17−100,20−100,21−100,23−100,25−100,27−100,30−100,32−100,35100,40−100,50−100,60−100,70−100,または80−100ヌクレオチドの長さである。100ヌクレオチドが上で特定した長さの範囲の上限ではなく,長さの範囲の上限は,例えば,30,40,50,60,70,または80ヌクレオチドでありうる。すなわち,長さの範囲のいずれについても,特定の態様についての長さの範囲は,特定される下限を有し,その下限より大きい特定される上限を有する。例えば,特定の態様においては,長さの範囲は,35−50ヌクレオチドの長さでありうる。すべてのそのような範囲は明示的に含まれる。また,特定の態様においては,核酸分子は,上述した長さの任意の長さ,例えば,21ヌクレオチドの長さを有することができる。
【0127】
本発明の例示的核酸デコイ分子は表XIVに示される。本発明の例示的合成核酸分子は表XVに示される。例えば,本発明のデコイ分子は4−40ヌクレオチドの長さである。本発明の例示的デコイは,4,8,12,または16ヌクレオチドの長さである。さらに別の例においては,本発明の酵素的核酸分子は,好ましくは15−50ヌクレオチドの長さであり,より好ましくは25−40ヌクレオチドの長さであり,例えば,34,36,または38ヌクレオチドの長さである(例えば,Jarvis et al.,1996,J.Biol.Cllem.,271,2910729112を参照)。本発明の例示的DNAザイムは,好ましくは15−40ヌクレオチドの長さであり,より好ましくは25−35ヌクレオチドの長さであり,例えば,29,30,31,または32ヌクレオチドの長さである(例えば,Santoro et al.,1998,Biochemistry,37,13330−13342;Chartrand et al.,1995,Nucleic Acids Research,23,4092−4096を参照)。本発明の例示的アンチセンス分子は,好ましくは,15−75ヌクレオチドの長さであり,より好ましくは20−35ヌクレオチドの長さであり,例えば,25,26,27,または28ヌクレオチドの長さである(例えば,Woolf et al.,1992,PNAS.,89,7305−7309;Milner et al.,1997,Nature Biotechiaology,15,537−541を参照)。本発明の例示的トリプレックス形成オリゴヌクレオチド分子は,好ましくは10−40ヌクレオチドの長さであり,より好ましくは12−25ヌクレオチドの長さであり,例えば,18,19,20,または21ヌクレオチドの長さである(例えば,Maher et al.,1990,Biochemistry,29,8820−8826;Strobel and Dervan,1990,Science,249,73−75を参照)。当業者は,必要なことは,核酸分子が本発明において企図される反応を触媒するのに充分かつ適当な長さおよびコンフォメーションであることのみであることを理解するであろう。本発明の核酸分子の長さは,記載される一般的制限内に限定されない。
【0128】
1つの態様においては,本発明は,ウイルスリバーストランスクリプターゼ(例えばHBVリバーストランスクリプターゼ)またはリバーストランスクリプターゼプライマー(例えばHBVリバーストランスクリプターゼプライマー)に対して高度の特異性を示す,核酸に基づく一群の遺伝子調節剤を製造する方法を提供する。例えば,核酸分子は,本発明の1またはいくつかの核酸分子により疾病または状態の特異的治療が与えられるように,好ましくはウイルスリバーストランスクリプターゼの高度に保存された核酸結合領域を標的とすることができる。そのような核酸分子は,必要に応じて特定の組織または細胞標的に輸送することができる。あるいは,核酸分子は,特定の細胞に輸送されるDNAおよび/またはRNAベクターから発現させることができる。
【0129】
別の態様においては,本発明は,ウイルスエンハンサー領域,例えばHBVエンハンサーIコア配列に高い特異性を示す,核酸に基づく一群の遺伝子調節剤を製造する方法を提供する。例えば,核酸分子は,本発明の1またはいくつかの核酸分子により疾病または状態の特異的治療が与えられるように,好ましくはウイルスエンハンサーI配列の高度に保存された転写因子結合領域を標的とする。そのような核酸分子は,必要に応じて特定の組織または細胞標的に外的に輸送することができる。あるいは,核酸分子は,特定の細胞に輸送されたDNAおよび/またはRNAベクターから発現させることができる。
【0130】
別の態様においては,本発明は,所望の標的のRNAに対して高度の特異性を示す一群の酵素的切断剤を製造する方法を提供する。酵素的核酸分子,ヌクレアーゼ活性化化合物またはキメラは,好ましくは,1またはいくつかの酵素的核酸を用いて疾病または状態の特異的治療を与えることができるように,HCVまたはHBV蛋白質をコードする標的mRNAの高度に保存された配列領域を標的とする。そのような核酸分子は,必要に応じて,特定の細胞に外的に輸送することができる。あるいは,酵素的核酸分子は,特定の細胞に輸送されたDNA/RNAベクターから発現させることができる。DNAザイムは,化学的に合成してもよく,または一本鎖DNAベクターまたはその同等物を用いてインビボで内的に発現させてもよい。
【0131】
別の態様においては,本発明の核酸分子は,例えば,核酸分子のリバーストランスクリプターゼプライマー配列への共有結合的付着により,HBVリバーストランスクリプターゼ標的に不可逆的に結合する。共有結合的付着は,核酸分子(例えば,デコイまたはアプタマー)の配列中にリバーストランスクリプターゼプライマー配列と共有結合を形成しうる化学的修飾を導入することにより行うことができる。
【0132】
別の態様においては,本発明の核酸分子は,例えば,核酸分子のHBVエンハンサーI配列への共有結合的付着により,HBVエンハンサーI配列標的に不可逆的に結合する。共有結合的付着は,核酸分子の配列中にリバーストランスクリプターゼプライマー配列と共有結合を形成しうる化学的修飾を導入することにより行うことができる。
【0133】
別の態様においては,本発明により企図される1型インターフェロンは,インターフェロンアルファ,インターフェロンベータ,コンセンサスインターフェロン,ポリエチレングリコールインターフェロン,ポリエチレングリコールインターフェロンアルファ2a,ポリエチレングリコールインターフェロンアルファ2b,ポリエチレングリコールコンセンサスインターフェロンである。
【0134】
1つの態様においては,本発明は,1型インターフェロンおよび本発明の核酸分子および薬学的に許容しうる担体を含む組成物を特徴とする。
【0135】
別の態様においては,本発明は,細胞(例えば哺乳動物細胞またはヒト細胞)に,本発明の核酸分子を,独立して,または他の治療用化合物,例えば1型インターフェロンまたは3TC(登録商標)(ラミブジン)との組み合わせで投与する方法を特徴とし,該方法は,投与に適した条件下で細胞を核酸分子と接触させることを含む。
【0136】
さらに別の態様においては,本発明は,細胞(例えば哺乳動物細胞またはヒト細胞)に,本発明の核酸分子を,独立して,または他の治療用化合物,例えば酵素的核酸分子,アンチセンス分子,トリプレックス形成オリゴヌクレオチド,2,5−Aキメラ,および/またはRNAiとの組み合わせで投与する方法を特徴とし,該方法は,投与に適した条件下で細胞を本発明の核酸分子と接触させることを含む。
【0137】
別の態様においては,本発明の核酸分子は,輸送試薬,例えば,脂質,カチオン性脂質,リン脂質,またはリポソームの存在下で細胞または患者に投与する。
【0138】
1つの態様においては,本発明は,単独で,または酵素的核酸分子,アンチセンス分子,および/またはRNAiとの組み合わせで用いられる,新規な核酸に基づく手法,例えば核酸デコイ分子および/またはアプタマー,およびこれらを用いてHBV RNAの発現および/またはHBVの複製をダウンレギュレートするかまたは調節する方法を特徴とする。
【0139】
別の態様においては,本発明は,核酸に基づく手法の1またはそれ以上を用いて,HBVウイルス蛋白質をコードする遺伝子の発現を調節することを特徴とする。特に,本発明は,核酸に基づく手法を用いてHBVウイルスゲノムの発現を特異的に調節することを特徴とする。
【0140】
別の態様においては,本発明は,核酸に基づく手法の1またはそれ以上を用いて,HBV複製に必要な細胞蛋白質の活性,発現,またはレベルを調節することを特徴とする。例えば,本発明は,核酸に基づく手法を用いて,HBV複製に必要な細胞性蛋白質の活性を特異的に調節することを特徴とする。
【0141】
別の態様においては,本発明は,核酸に基づく調節剤(例えば,核酸デコイ分子,アプタマー,酵素的核酸分子(リボザイム),アンチセンス核酸,トリプレックスDNA,RNA切断基を含有するアンチセンス核酸)およびこれを用いて,リバーストランスクリプターゼ活性および/またはHBV感染,肝細胞癌,肝疾患および肝不全の進行および/または維持をすることができるRNA(例えばHBV)の発現をダウンレギュレートまたは調節する方法を特徴とする。
【0142】
別の態様においては,本発明は,核酸に基づく手法(例えば,核酸デコイ分子,アプタマー,酵素的核酸分子(リボザイム),アンチセンス核酸分子,トリプレックスDNA,RNA切断化学基を含有するアンチセンス核酸),およびこれらを用いて,リバーストランスクリプターゼ活性および/またはHBV RNAの発現をダウンレギュレートまたは調節する方法を特徴とする。
【0143】
別の態様においては,本発明は,核酸に基づく調節剤(例えば,核酸デコイ分子,アプタマー,酵素的核酸分子(リボザイム),アンチセンス核酸,トリプレックスDNA,siRNA,dsRNA,RNA切断化学基を含有するアンチセンス核酸),およびこれらを用いて,HBV感染,肝細胞癌,肝疾患および不全を進行および/または維持することができるエンハンサー媒介性転写活性および/またはDNA(例えばHBV)の発現をダウンレギュレートまたは調節する方法を特徴とする。
【0144】
別の態様においては,本発明は,核酸に基づく手法(例えば,核酸デコイ分子,アプタマー,酵素的核酸分子,アンチセンス核酸分子,トリプレックスDNA,siRNA,DNA切断化学基を含むアンチセンス核酸),およびこれらを用いて,エンハンサーI媒介性転写活性および/またはHBV DNAの発現をダウンレギュレートまたは調節する方法を特徴とする。
【0145】
別の態様においては,本発明は,HBVペプチド,蛋白質,またはポリヌクレオチド配列,例えば,HBVプレゲノムRNAのHBVリバーストランスクリプターゼ,HBVリバーストランスクリプターゼプライマー,またはエンハンサーI要素と相互作用する,酵素的核酸ドメインおよびセンサードメインを有する核酸センサー分子を特徴とし,ここで,そのような相互作用により,核酸センサー分子の酵素的核酸ドメインの活性が調節される。別の態様においては,本発明は,HBV特異的核酸センサー分子またはアロザイム,およびこれを用いて,肝炎,肝細胞癌,肝硬変,および/または肝不全の進行および/または維持をすることができるHBV RNAの発現をダウンレギュレートまたは調節する方法を特徴とする。さらに別の態様においては,本発明の核酸センサー分子の酵素的核酸ドメインは,ハンマーヘッド,イノザイム,G切断剤,DNAザイム,チンザイム,アンバーザイム,またはヘアピン酵素的核酸分子である。
【0146】
1つの態様においては,本発明の核酸分子は,HBV感染細胞またはHBV感染患者を治療するために用いられ,ここで,3TC(登録商標)(ラミブジン)単独または治療に適した条件下での他の療法との組み合わせによる治療にHBVが耐性であるかまたは患者が応答しない。
【0147】
別の態様においては,本発明の核酸分子は,HBV感染細胞またはHBV感染患者を治療するために用いられ,ここで,インターフェロン(例えばInfergen(登録商標))単独または,治療に適した条件下での他の療法との組み合わせによる治療にHBVが耐性であるかまたは患者が応答しない。
【0148】
本発明はまた,HBVの阻害剤をスクリーニングするためのインビトロおよびインビボ系,例えば,哺乳動物系に関する。1つの態様においては,本発明は,マウス,例えば,HepG2.2.15細胞が移植された雄または雌マウスを特徴とし,ここで,マウスはHBV感染に感受性であり,HBV DNA発現を支持することができる。本発明の1つの態様は,HepG2.2.15細胞が移植されたマウスを提供し,ここで,前記マウスは,HEPG2.2.15細胞の繁殖およびHBV産生を支持する。
【0149】
別の態様においては,本発明のマウスは,少なくとも1週間から少なくとも8週間,例えば,少なくとも4週間HBVに感染している。
【0150】
さらに別の態様においては,本発明のマウス,例えば雄または雌マウスは,免疫欠陥マウス,例えばnu/nuマウスまたはscid/scidマウスである。
【0151】
1つの態様においては,本発明は,前記マウスにおけるHepG2.2.15細胞の繁殖に適した条件下で,例えば皮下注入により,HepG2.2.15(Sells, et al,.1987,Proc Natl Acad Sci USA.,84,1005−1009)細胞をマウスに注入することを含む,本発明のマウスを製造する方法を特徴とする。HepG2.2.15細胞は,例えば,カルシウムおよびマグネシウムを含むダルベッコPBS溶液に懸濁することができる。別の態様においては,HepG2.2.15細胞を抗生物質耐性について選択し,次に前記マウスにおけるHepG2.2.15細胞の繁殖に適した条件下でマウスに導入する。抗生物質耐性HepG2.2.15細胞の非限定的例としては,G418抗生物質耐性HepG2.2.15細胞が挙げられる。
【0152】
別の態様においては,本発明は,化合物を本発明のマウスに投与し,マウスにおいて産生されるHBVのレベルをモニターする(例えば,HBV DNAレベルをアッセイすることにより)ことを含む,HBVに対する治療活性について化合物をスクリーニングする方法を特徴とする。
【0153】
1つの態様においては,本発明により企図される治療用化合物または療法は,脂質,ステロイド,ペプチド,蛋白質,抗体,モノクローナル抗体,ヒト化モノクローナル抗体,小分子,および/またはこれらの異性体および類似体,および/または細胞である。
【0154】
1つの態様においては,本発明により企図される治療用化合物または療法は,核酸分子,例えば核酸分子,例えば,酵素的核酸分子,アンチセンス核酸分子,アロザイム,ペプチド核酸,デコイ,トリプレックスオリゴヌクレオチド,dsRNA,ssRNA,RNAi,siRNA,アプタマー,または2,5−Aキメラであり,これらは単独でまたは別の療法,例えば,抗ウイルス療法とともに用いられる。抗ウイルス療法は,例えば,3TC(登録商標)(ラミブジン)またはインターフェロンによる治療でありうる。インターフェロンには,例えば,コンセンサスインターフェロンまたは1型インターフェロンが含まれる。1型インターフェロンとしては,インターフェロンアルファ,インターフェロンベータ,コンセンサスインターフェロン,ポリエチレングリコールインターフェロン,ポリエチレングリコールインターフェロンアルファ2a,ポリエチレングリコールインターフェロンアルファ2b,またはポリエチレングリコールコンセンサスインターフェロンが挙げられる。
【0155】
1つの態様においては,本発明は,HepG2.2.15細胞が移植されている非ヒト哺乳動物を特徴とし,ここで,非ヒト哺乳動物はHBV感染に感受性であり,移植されたHepG2.2.15細胞中でHBV DNA発現を支持することができる。
【0156】
別の態様においては,本発明の非ヒト哺乳動物,例えば,雄または雌非ヒト哺乳動物は,HBVに少なくとも1週間から少なくとも8週間,例えば少なくとも4週間感染している。
【0157】
さらに別の態様においては,本発明の非ヒト哺乳動物は,免疫欠陥哺乳動物,例えば,nu/nu哺乳動物またはscid/scid哺乳動物である。
【0158】
1つの態様においては,本発明は,前記非ヒト哺乳動物におけるHepG2.2.15細胞の繁殖に適した条件下でHepG2.2.15細胞を,例えば皮下注入により,非ヒト哺乳動物中に注入することを含む,HepG2.2.15細胞を含む非ヒト哺乳動物を製造する方法を特徴とする。
【0159】
別の態様においては,本発明は,化合物を本発明の非ヒト哺乳動物に投与し,非ヒト哺乳動物において産生されるHBVのレベルをモニター(例えば,HBV DNAレベルをアッセイすることにより)することを含む,HBVに対する治療活性について化合物をスクリーニングする方法を特徴とする。
【0160】
1つの態様においては,本発明により企図される治療用化合物または療法は,核酸分子,例えば,酵素的核酸分子,アロザイム,アンチセンス核酸分子,デコイ,トリプレックスオリゴヌクレオチド,dsRNA,ssRNA,RNAi,siRNA,または2,5−Aキメラであり,これらは単独でまたは他の療法,例えば抗ウイルス療法との組み合わせで用いられる。
【0161】
B型肝炎ウイルス("HBV")の発現のために,方法およびキメラ免疫欠陥異種非ヒト哺乳動物宿主,特にマウス宿主が提供される。1つの態様においては,キメラ宿主は,免疫欠陥宿主中に移植された生きたHepG2.2.15細胞を有する。
【0162】
本発明により企図される非ヒト哺乳動物は,通常は遺伝により受け継がれる所望の免疫的無能の免疫欠陥を有するか,または所望の免疫的無能を作成することができる。例えば,scid/scid宿主として知られる,重篤な合併免疫不全を有する宿主が利用可能である。齧歯動物,特にマウス,およびウマ科の動物,特にウマは,現在,scid/scid宿主,例えばscid/scidマウスおよびscid/scidラットとして利用可能である。scid/scid宿主は機能的リンパ球のタイプ,特にB細胞およびある種のT細胞タイプを欠失している。scid/scidマウス宿主においては,生殖細胞系DNAが機能的表面イムノグロブリンおよびT細胞レセプターを産生するよう再配列しないため,遺伝的欠陥は,非機能性リコンビナーゼとして現れる。
【0163】
すべての免疫不全非ヒト哺乳動物,例えばマウスは,本明細書に記載される動物モデルを生成するために用いることができる。本明細書において用いる場合,"免疫不全"との用語は,有効な免疫応答を与える動物の能力に障害を与える遺伝的変化を表す。この点に関して,"有効な免疫応答"とは,侵入しつつある病原体,例えば(限定されないが)ウイルス,細菌,寄生生物,悪性腫瘍細胞,および/または異種または同種移植を破壊することができるものである。1つの態様においては,免疫不全マウスは,イムノグロブリンおよび機能的T細胞抗原レセプターの生成に必要なリコンビナーゼ活性を欠失しており,このため機能的BおよびTリンパ球を産生しない,重症の免疫不全(SCID)マウスである。別の態様においては,免疫不全マウスは,機能的胸腺が存在せず,T細胞およびB細胞欠失につながる遺伝的欠陥を含むヌードマウスである。しかし,他の免疫不全(例えば,Chen et al.,1994,Curr.Opin.Immunol.,6,313−319およびGuidas et al.,1995,J.Exp.Med.,181,1187−1195に記載されるrag−1またはrag−2ノックアウト,または,Kollmann et al.,1993,J.Exp.Med.,177,821−832に記載される,やはりナチュラルキラー細胞を欠失したベージュヌードマウス)等のマウスもまた用いることができる。
【0164】
HepG2.2.15細胞は,マウスについてその正常な寿命の約25%より若い年齢で,通常はその正常な寿命の20%の年齢で宿主に導入し,その年齢は一般に約3−10週間,しばしば約4−8週間であろう。マウスはいずれの性別でもよく,生殖能力がなくてもよく,免疫欠陥状態を有する以外は正常であってもよく,または,1またはそれ以上の変異を有していてもよく,変異は天然に生ずるものでもよく,突然変異誘発の結果であってもよい。
【0165】
別の態様においては,本明細書に記載されるマウスモデルは,治療用化合物および方法の有効性を評価するために用いられる。本明細書において用いる場合,"治療用化合物","治療方法"および"療法"との用語は,外的因子,例えば食事または環境条件,ならびに医薬組成物"薬剤"およびワクチンを包含する。1つの態様においては,治療方法は免疫療法であり,これには,HBV反応性免疫細胞の集団を有するHBV保有動物の治療が含まれる。治療方法はさらに,あるいはその代わりに,遺伝子療法(すなわち,1またはそれ以上の遺伝子を発現するよう操作されている細胞集団を有するHBV保有マウスの治療を含む療法,その産物は抗ウイルス活性を有することができる)であってもよい(例えば,The Development of Human Gene Therapy,Theodore Friedmann,Ed.Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,NY,1999を参照)。本発明の治療用化合物は,病気または疾病を治療するために用いることができる薬学的活性を有する薬剤または組成物を含むことができる。治療方法は,複数の化合物を混合物としてまたは別々の成分として用いることを含むことができる。そのような化合物の例には,ヌクレオシド,核酸,核酸キメラ,RNAおよびDNAオリゴヌクレオチド,ペプチド核酸,酵素的核酸分子,アンチセンス核酸分子,デコイ,トリプレックスオリゴヌクレオチド,ssDNA,dsRNA,ssRNA,siRNA,2,5−Aキメラ,脂質,ステロイド,ペプチド,蛋白質,抗体,モノクローナル抗体(例えば,Hall,1995,Science,270,915−916を参照),小分子,および/またはこれらの異性体および類似体が含まれる。
【0166】
本発明の方法は,ヒトB型肝炎ウイルス感染,例えば,生産性ウイルス感染,潜伏性または持続性ウイルス感染,およびHBV誘導性肝細胞トランスフォーメーションを治療するために用いることができる。この用途は,非ヒト動物に感染し,そのような感染が獣医学的に重要である他の株のHBVに拡張することができる。
【0167】
本発明の核酸分子の好ましい結合部位としては,限定されないが,HBVリバーストランスクリプターゼのプライマー結合部位,HBV RNAのプライマー結合配列,および/またはHBV DNAのHBVエンハンサーI領域が挙げられる。
【0168】
本発明はさらに,C型肝炎ウイルス(HCV)および/またはHCVによりコードされるRNA種を標的とする核酸分子に関する。1つの態様においては,本出願人は,HCV RNAを特異的に切断する酵素的核酸分子およびその選択および機能を記述する。本発明はさらに,ヌクレアーゼ活性化活性を含む化合物およびキメラ分子に関する。本発明はまた,これらのヌクレアーゼ活性化化合物およびキメラを用いてRNAを切断するための組成物および方法に関する。核酸分子,ヌクレアーゼ活性化化合物およびキメラ,および本発明の組成物および方法は,HCV感染に伴う疾病の治療に用いることができる。
【0169】
HCVゲノムの高い配列変動性のため,広い治療応用のための核酸分子およびヌクレアーゼ活性化化合物およびキメラの選択には,好ましくはHCVゲノムの保存領域が関連する。すなわち,本発明の1つの態様は,HCVゲノムの保存領域を切断する核酸分子を記載する。本発明はさらに,HCVゲノムの保存領域を含むHCV RNAを切断する細胞ヌクレアーゼを活性化する化合物およびキメラ分子を記載する。HCVゲノムの保存領域の例としては,限定されないが,5’−非コーディング領域(NCR),コア蛋白質コーディング領域の5’末端,および3’−NCRが挙げられる。HCVゲノムRNAは,5’−NCR中に内部リボソーム侵入部位(IRES)を含み,これは独立して5’−キャップ構造の翻訳を媒介する(Wang et al.,1993,J.Virol.,67,3338−44)。HCV RNAゲノムの全長配列は臨床的に単離されたサブタイプの間で異質であり,これには少なくとも15種類が存在する(Simmonds,1995,Hepatology,21,570−583)。しかし,HCVの5’−NCR配列はすべての既知のサブタイプの間で高度に保存されており,これはおそらく共有するIRESメカニズムを保存するためである(Okamoto et al.,1991,J.General Viral,72,2697−2704)。一般に,HCVゲノムの5’末端に位置する部位を切断する酵素的核酸分子およびヌクレアーゼ活性化化合物,およびキメラは翻訳を妨害すると予測されるが,ゲノムの3’末端に位置する部位を切断する核酸分子およびヌクレアーゼ活性化化合物,およびキメラはRNA複製を妨害すると予測される。したがって,1つの核酸分子,化合物,またはキメラを,HCVのすべての異なる単離物を切断するよう設計することができる。種々のHCVの単離物の保存領域に対して設計された酵素的核酸分子およびヌクレアーゼ活性化化合物,およびキメラは,多様な患者集団におけるHCV複製の有効な阻害を可能とし,HCVゲノムの非保存領域中の変異により進化した擬HCVに対する核酸分子およびヌクレアーゼ活性化化合物,およびキメラの有効性を確実にする。
【0170】
1つの態様においては,本発明は,酵素的核酸分子,好ましくは,ハンマーヘッド,NCH(イノザイム),G切断剤,アンバーザイム,チンザイムおよび/またはDNAザイムモチーフの酵素的核酸分子,およびこれらを用いてHCV RNAの発現をダウンレギュレートまたは阻害することを特徴とする。
【0171】
別の態様においては,本発明は,酵素的核酸分子,好ましくは,ハンマーヘッド,イノザイム,G切断剤,アンバーザイム,チンザイムおよび/またはDNAザイムモチーフの酵素的核酸分子,およびこれらを用いてHCVマイナス鎖RNAの発現をダウンレギュレートまたは阻害することを特徴とする。
【0172】
さらに別の態様においては,本発明は,ヌクレアーゼ活性化化合物および/またはキメラおよびこれらを用いてHCV RNAの発現をダウンレギュレートまたは阻害することを特徴とする。
【0173】
別の態様においては,本発明は,ヌクレアーゼ活性化化合物および/またはキメラを用いてHCVマイナス鎖RNAの発現を阻害することを特徴とする。
【0174】
1つの態様においては,本発明は,式I:
【化3】
Figure 2004532022
[式中,X1は,1,2および3からなる群より選択される整数であり;X2は1以上の整数であり;R6は,独立して,H,OH,NH2,O−NH2,アルキル,S−アルキル,O−アルキル,O−アルキル−S−アルキル,O−アルコキシアルキル,アリル,O−アリル,およびフルオロを含む群より選択され;各R1およびR2は,独立して,OおよびSからなる群より選択され;各R3およびR4は,独立して,O,N,およびSからなる群より選択され;そして,R5は,アルキル,アルキルアミン,配列番号11343−16182のいずれかを有するオリゴヌクレオチド,配列番号2594−7433を含む群より選択される配列に相補的な配列を有するオリゴヌクレオチド,および無塩基成分からなる群より選択される]
を有する化合物を特徴とする。
【0175】
別の態様においては,本発明の無塩基成分は以下の基:
【化4】
Figure 2004532022
[式中,R3は,O,N,およびSからなる群より選択され,R7は,独立して,H,OH,NH2,O−NH2,アルキル,S−アルキル,O−アルキル,O−アルキル−S−アルキル,O−アルコキシアルキル,アリル,O−アリル,フルオロ,オリゴヌクレオチド,アルキル,アルキルアミンおよび無塩基成分からなる群より選択される]
からなる群より選択される。
【0176】
別の態様においては,配列番号2594−7433からなる群より選択される配列に相補的な配列を有する式IのオリゴヌクレオチドR5は酵素的核酸分子である。
【0177】
さらに別の態様においては,配列番号2594−7433からなる群より選択される配列に相補的な配列を有する式IのオリゴヌクレオチドR5はアンチセンス核酸分子である。
【0178】
別の態様においては,配列番号2594−7433からなる群より選択される配列に相補的な配列を有する式IのオリゴヌクレオチドR5は,ハンマーヘッド,イノザイム,G切断剤,DNAザイム,アンバーザイムおよびチンザイムモチーフからなる群より選択される酵素的核酸分子である。
【0179】
別の態様においては,本発明のイノザイム酵素的核酸分子は,2塩基対以上の長さのステムII領域を含む。
【0180】
1つの態様においては,配列番号2594−7433からなる群より選択される配列に相補的な配列を有する式IのオリゴヌクレオチドR5は,HCVに由来するRNAに相補的な12−100塩基を含む酵素的核酸である。
【0181】
別の態様においては,配列番号2594−7433からなる群より選択される配列に相補的な配列を有する式IのオリゴヌクレオチドR5は,HCVに由来するRNAに相補的な14−24塩基を含む酵素的核酸である。
【0182】
1つの態様においては,配列番号2594−7433からなる群より選択される配列に相補的な配列を有する式IのオリゴヌクレオチドR5は,HCVに由来するRNAに相補的な12−100塩基を含むアンチセンス核酸である。
【0183】
別の態様においては,配列番号2594−7433からなる群より選択される配列に相補的な配列を有する式IのオリゴヌクレオチドR5は,HCVに由来するRNAに相補的な14−24塩基を含むアンチセンス核酸である。
【0184】
別の態様においては,本発明は,薬学的に許容しうる担体中に式Iの化合物を含む組成物を特徴とする。
【0185】
さらに別の態様においては,本発明は,式Iの化合物を含む哺乳動物細胞を特徴とする。例えば,式Iの化合物を含む哺乳動物細胞はヒト細胞でありうる。
【0186】
1つの態様においては,本発明は,患者に式Iの化合物を治療に適した条件下で投与する工程を含む,肝硬変,肝不全,肝細胞癌,またはHCV感染に伴う状態を治療する方法を特徴とする。
【0187】
別の態様においては,本発明は,患者の細胞を式Iを有する化合物と接触させることを含み,治療に適した条件下で1またはそれ以上の薬剤療法を前用することをさらに含む,HCV感染に伴う状態を有する患者を治療する方法を特徴とする。例えば,本発明の他の療法は,1型インターフェロン,インターフェロンアルファ,インターフェロンベータ,コンセンサスインターフェロン,ポリエチレングリコールインターフェロン,ポリエチレングリコールインターフェロンアルファ2a,ポリエチレングリコールインターフェロンアルファ2b,ポリエチレングリコールコンセンサスインターフェロン,酵素的核酸分子を用いる治療,およびアンチセンス分子を用いる治療からなる群より選択することができる。
【0188】
別の態様においては,本発明の他の療法,例えば,1型インターフェロン,インターフェロンアルファ,インターフェロンベータ,コンセンサスインターフェロン,ポリエチレングリコールインターフェロン,ポリエチレングリコールインターフェロンアルファ2a,ポリエチレングリコールインターフェロンアルファ2b,ポリエチレングリコールコンセンサスインターフェロン,酵素的核酸分子による治療,およびアンチセンス核酸分子による治療と,式Iを有する化合物とを,別々の薬学的に許容しうる担体中で別々に投与する。
【0189】
さらに別の態様においては,本発明の他の療法,例えば,1型インターフェロン,インターフェロンアルファ,インターフェロンベータ,コンセンサスインターフェロン,ポリエチレングリコールインターフェロン,ポリエチレングリコールインターフェロンアルファ2a,ポリエチレングリコールインターフェロンアルファ2b,ポリエチレングリコールコンセンサスインターフェロン,酵素的核酸分子による治療,およびアンチセンス核酸分子による治療と,式Iを有する化合物とを薬学的に許容しうる担体中で同時に投与する。本発明は,式Iの化合物および上述の化合物の1またはそれ以上を薬学的に許容しうる担体中に含む組成物を特徴とする。
【0190】
さらに別の態様においては,本発明は,阻害に適した条件下で細胞に式Iを有する化合物を投与する工程を含む,哺乳動物細胞においてHCV複製を阻害する方法を特徴とする。
【0191】
別の態様においては,本発明は,別個のRNA分子の切断に適した条件下で式Iを有する化合物を別個のRNA分子と接触させることを含む,別個のRNA分子(例えば,HCV RNAまたはHCV複製に必要なRNA)を切断する方法を特徴とする。1つの例においては,別個のRNA分子を切断する方法は,2価カチオン,例えばMg2+の存在下で行う。
【0192】
さらに別の態様においては,別個のRNA分子を切断する本発明の方法は,蛋白質ヌクレアーゼ,例えばRNAseLの存在下で行う。
【0193】
1つの態様においては,式Iを有する化合物は化学的に合成する。1つの態様においては,式Iを有する化合物は,少なくとも1つの2’−糖修飾,少なくとも1つの核酸塩基修飾,および/または少なくとも1つのリン酸修飾を含む。
【0194】
本発明の核酸に基づく調節剤は,直接加えるか,またはカチオン性脂質とともに複合体化するか,リポソーム中に封入するか,または他の方法により,標的細胞または組織に輸送される。核酸または核酸複合体は,注射,注入ポンプまたはステントにより,バイオポリマー中に取り込むか取り込まずに,関連する組織にエクスビボでまたはインビボで局所的に投与することができる。好ましい態様においては,本発明の核酸分子は表IV−XI,XIV−XVおよびXVIII−XXIIIに示される配列を含む。そのような核酸分子の例は,表において規定される配列から本質的になる。
【0195】
本発明の核酸に基づく阻害剤,ヌクレアーゼ活性化化合物およびキメラは,直接加えるか,またはカチオン性脂質とともに複合体化するか,リポソーム中に封入するか,または他の方法により,標的細胞または組織に輸送される。核酸または核酸複合体,およびヌクレアーゼ活性化化合物またはキメラは,注射,注入ポンプまたはステントにより,バイオポリマー中に取り込むか取り込まずに,関連する組織に局所的に投与することができる。好ましい態様においては,酵素的核酸阻害剤,およびヌクレアーゼ活性化化合物またはキメラは,表XVIII,XIX,XXおよびXXIIIの基質配列に相補的な配列を含む。そのような酵素的核酸分子の例はまた,表XVIII,XIX,XX,XXIおよびXXIIIに示される。そのような酵素的核酸分子の例は,これらの表に規定される配列から本質的になる。さらに別の態様においては,表XVIII,XIX,XXおよびXXIIIの基質配列に相補的な配列を含む本発明の酵素的核酸阻害剤は,本発明のヌクレアーゼ活性化化合物またはキメラ,例えば式Iを有する化合物に共有結合により結合される。
【0196】
さらに別の態様においては,本発明は,表XVIII,XIX,XXおよびXXIIIに示される基質配列に相補的な配列を含むアンチセンス核酸分子および2−5Aキメラを特徴とする。そのような核酸分子は,表XVIII,XIX,XX,XXIおよびXXIIIの酵素的核酸分子の結合アームについて示される配列を含むことができる。同様に,対応するDNA標的領域を標的とし,標的配列または特定の標的(基質)配列に相補的な配列のDNA同等物を含むトリプレックス分子を提供することができる。典型的には,アンチセンス分子は,アンチセンス分子の単一の連続する配列に沿って標的配列に相補的である。しかし,ある態様においては,アンチセンス分子は基質分子がループを形成するように基質に結合してもよく,および/またはアンチセンス分子はアンチセンス分子がループを形成するように結合してもよい。すなわち,アンチセンス分子は2つ(またはさらに多く)の非連続的基質配列に相補的であってもよく,またはアンチセンス分子の2つ(またはさらに多く)の非連続的配列部分が標的配列に相補的であってもよく,その両方でもよい。
【0197】
1つの態様においては,本発明は,遺伝子発現および/またはウイルス複製を阻害する核酸分子およびヌクレアーゼ活性化化合物またはキメラを特徴とする。これらの化学的または酵素的に合成された核酸分子は,それらの標的mRNAのアクセス可能な領域に結合する基質結合ドメインを含有することができる。核酸分子はまた,RNAの切断を触媒するドメインを含む。酵素的核酸分子は,好ましくは,ハンマーヘッド,イノザイム,DNAザイム,チンザイム,アンバーザイム,および/またはG切断剤モチーフの分子である。酵素的核酸分子は,結合すると,標的mRNAを切断し,翻訳および蛋白質蓄積を防止する。標的遺伝子が発現されないため,HCV遺伝子発現および/または複製が阻害される。
【0198】
別の観点においては,本発明は,1またはそれ以上の本発明の核酸分子および/または発現ベクターを含む哺乳動物細胞を提供する。1またはそれ以上の核酸分子は,独立して,同じまたは異なる部位を標的とすることができる。
【0199】
1つの態様においては,標的蛋白質および/またはRNA分子と相互作用し,HBV(特にHBVリバーストランスクリプターゼ,またはHBVゲノムDNAの転写)活性を調節する核酸デコイ,アプタマー,siRNA,酵素的核酸またはアンチセンス分子は,DNAまたはRNAベクター中に挿入された転写ユニットから発現される。組換えベクターは,好ましくはDNAプラスミドまたはウイルスベクターである。デコイ,アプタマー,酵素的核酸またはアンチセンスを発現するウイルスベクターは,限定されないが,アデノ随伴ウイルス,レトロウイルス,アデノウイルス,またはアルファウイルスに基づいて構築することができる。好ましくは,デコイ,アプタマー,酵素的核酸またはアンチセンスを発現しうる組換えベクターは,上述のように輸送し,標的細胞中に残留させる。あるいは,デコイ,アプタマー,siRNA,酵素的核酸またはアンチセンスの過渡的発現を与えるウイルスベクターを用いることができる。そのようなベクターは,必要に応じて繰り返し投与することができる。いったん発現されると,デコイ,アプタマー,酵素的核酸またはアンチセンスは標的蛋白質および/またはRNAに結合し,その機能または発現を調節する。デコイ,アプタマー,siRNA,酵素的核酸またはアンチセンスを発現するベクターの輸送は,例えば静脈内または筋肉内投与により全身的に,または患者から外植された標的細胞に投与した後,患者に再導入することにより,または所望の標的細胞中への導入を可能とする他の任意の手段により,行うことができる。DNAに基づく本発明の核酸分子は,一本鎖DNA細胞内発現ベクターを用いて発現させることができる。
【0200】
1つの態様においては,核酸分子およびヌクレアーゼ活性化化合物またはキメラは,直接加えるか,またはカチオン性脂質とともに複合体化するか,リポソーム中に封入するか,または他の方法により標的細胞に輸送される。核酸または核酸複合体は,エクスビボで,またはインビボで,注射,注入ポンプまたはステントにより,バイオポリマー中に取り込むか取り込まずに,関連する組織に局所的に投与することができる。別の好ましい態様においては,核酸分子,ヌクレアーゼ活性化化合物またはキメラは,適当なリポソームベヒクル中で,HBVまたはHCV活性の部位(例えば肝細胞)に投与される。
【0201】
別の態様においては,標的分子を切断し,HCV活性を阻害する核酸分子は,DNAまたはRNAベクター中に挿入された転写ユニットから発現される。組換えベクターは,好ましくはDNAプラスミドまたはウイルスベクターである。核酸分子を発現するウイルスベクターは,限定されないが,アデノ随伴ウイルス,レトロウイルス,アデノウイルス,またはアルファウイルスに基づいて構築することができる。好ましくは,核酸分子を発現することができる組換えベクターを上述のように輸送し,標的細胞中に残留させることができる。あるいは,核酸分子の過渡的発現を与えるウイルスベクターを用いてもよい。そのようなベクターは,必要に応じて繰り返し投与することができる。いったん発現されたら,核酸分子は標的mRNAを切断する。酵素的核酸分子を発現するベクターの輸送は,例えば静脈内または筋肉内投与により全身的に,または患者から外植された標的細胞に投与した後,患者に再導入することにより,または所望の標的細胞中への導入を可能とする他の任意の手段により,行うことができる(総説については,Couture and Stinchcomb,1996,TIG.,12,510を参照)。本発明の別の観点においては,標的分子を切断しウイルス複製を阻害する核酸分子は,DNA,RNA,またはウイルスベクター中に挿入された転写ユニットから発現される。好ましくは,核酸分子を発現しうる組換えベクターを上述のように局所的に輸送し,平滑筋細胞中に過渡的に残留させる。しかし,この目的のために,RNAの発現を指示する他の哺乳動物細胞ベクターを用いてもよい。
【0202】
本発明の核酸分子は,独立して,または他の薬剤および/または療法と組み合わせてまたは結合させて,本明細書に記載される疾病または状態の治療に用いることができる。例えば,HBVまたはHCVのレベルに関連する疾病または状態を治療するためには,核酸分子を独立して,または1またはそれ以上の薬剤との組み合わせて,治療に適した条件下で患者に投与してもよく,または当業者には明らかな他の適当な細胞に投与してもよい。
【0203】
さらに別の態様においては,本明細書に記載される分子,例えばデコイ,アプタマー,アンチセンス,酵素的核酸,またはヌクレアーゼ活性化化合物およびキメラは,上述の状態または疾病を治療するために他の既知の治療との組み合わせで用いることができる。例えば,本明細書に記載される分子は,1またはそれ以上の既知の治療用薬剤との組み合わせで,HBV感染,HCV感染,肝炎,肝細胞癌,癌,肝硬変,および肝不全を治療するために用いることができる。そのようは治療用薬剤には,限定されないが,ラミブジン(3TC(登録商標),L−FMAU,および/またはアデフォビル,ジピボキシルを含む群より選択されるヌクレオシド類似体が含まれる(適用可能なヌクレオシド類似体の概説については,Colacino and Staschke,1998,Progress in Drug Research,50,259−322を参照)。1型インターフェロン,治療用ワクチン,ステロイド,および2’−5’オリゴアデニレートを含む群より選択される免疫調節剤も含まれる(2’−5’オリゴアデニレートの概説については,Charubala and Pfleiderer,1994,Progress in Molecular and Subcellular Biology,14,113−138を参照)。
【0204】
本発明の核酸分子,ヌクレアーゼ活性化化合物およびキメラは,独立して,または他の薬剤と組み合わせてまたは結合させて,上述の疾病または状態の治療に用いることができる。例えば,HBVまたはHCVレベルに関連する疾病または状態を治療するためには,当業者に明らかなように,患者を治療してもよく,他の適当な細胞を治療してもよい。
【0205】
さらに別の態様においては,本明細書に記載される分子は,上述の状態または疾病を治療するために他の既知の治療との組み合わせで用いることができる。例えば,本明細書に記載される分子は,肝不全,肝細胞癌,肝硬変,および/またはHBVまたはHCV感染に伴う他の疾病状態を治療するために,1またはそれ以上の既知の治療用薬剤との組み合わせで用いることができる。別の既知の治療用薬剤は,抗ウイルス剤,インターフェロン,および/またはアンチセンス化合物を含むものである。
【0206】
本明細書において用いる場合,"阻害する"または"ダウンレギュレートする"との用語は,遺伝子の発現,または1またはそれ以上の蛋白質サブユニットまたは成分をコードするRNAまたは同等のRNAのレベル,または1またはそれ以上の蛋白質サブユニットまたは成分(例えばHBV蛋白質)の活性が,本発明の療法の非存在下において観察されるものより減少していることを表す。1つの態様においては,酵素的核酸分子による阻害またはダウンレギュレーションは,好ましくは,標的RNAの同じ部位に結合しうるがそのRNAを切断することができない酵素的に不活性なまたは減弱化分子の存在下で観察されるレベルより低い。別の態様においては,オリゴヌクレオチドによる阻害またはダウンレギュレーションは,好ましくは,例えば,スクランブル化配列またはミスマッチを有するオリゴヌクレオチドの存在下で観察されるレベルより低い。別の態様においては,本発明の核酸分子によるHBVの阻害またはダウンレギュレーションは,核酸分子の存在下でその非存在下におけるより大きい。
【0207】
本明細書において用いる場合,"アップレギュレート"との用語は,遺伝子の発現,または1またはそれ以上の蛋白質サブユニットまたは成分をコードするRNAまたは同等のRNAのレベル,またはHBVまたはHCV蛋白質等の1またはそれ以上の蛋白質サブユニットまたは成分の活性が,本発明の療法の非存在下で観察されるより高いことを表す。例えば,遺伝子発現の非存在または低いレベルにより引き起こされるかまたは悪化する病原性状態を治療,予防,軽減または改変するために,HBVまたはHCV遺伝子等の遺伝子の発現を増加させることができる。
【0208】
本明細書において用いる場合,"調節する"との用語は,遺伝子の発現,または1またはそれ以上の蛋白質サブユニットまたは成分をコードするRNAまたは同等のRNAのレベル,または1またはそれ以上の蛋白質の活性が,本発明の療法の非存在下で観察されるより発現,レベル,または活性が高いかまたは低いように,アップレギュレートまたはダウンレギュレートされることを表す。
【0209】
本明細書において用いる場合,"デコイ"との用語は,予め決定されたリガンドに優先的に結合するよう設計された核酸分子,例えばRNAまたはDNA,またはアプタマーを表す。そのような結合により,標的分子は阻害または活性化されることができる。デコイまたはアプタマーは,特定のリガンドへの結合について天然に生ずる結合標的と競合することができる。例えば,HIVトランス活性化応答(TAR)RNAの過剰発現が"デコイ"として作用して,HIVtat蛋白質に有効に結合し,このことによりこれがHIV RNA中にコードされるTAR配列に結合することを妨害することが示されている(Sullenger et al.,1990,Cell,63,601−608)。これは特定の例にすぎず,当業者は,当該技術分野において一般に知られる手法を用いて他の態様を容易に生成しうることを理解するであろう。例えば,Gold et al.,1995,Ayant.Rev.Bioche7n.,64,763;Brody and Gold,2000,J.Biotechnol.,74,5;Sun,2000,Curr.Opifa.Mol.Ther.,2,100;Kusser,2000,J.Biotechnol.,74,27;Hermann and Patel,2000,Science,287,820;およびJayasena,1999,Clinical Chemistry,45,1628を参照。同様に,デコイは,HBVまたはHCV蛋白質に結合してHBVまたはHCV DNAまたはRNAの結合をブロックするよう設計することができ,またはデコイは,HBVまたはHCV蛋白質に結合してHBVまたはHCV蛋白質との分子相互作用を防止するよう設計することができる。
【0210】
本明細書において用いる場合,"アプタマー"または"核酸アプタマー"とは,標的分子に特異的に結合する核酸分子を意味し,ここで,核酸分子は,その自然の設定において標的分子により認識される配列とは異なる配列を有する。あるいは,アプタマーは標的分子と結合する核酸分子であってもよく,ここで,標的分子は自然には核酸に結合しない。標的分子は興味のある任意の分子でありうる。例えば,アプタマーを用いて蛋白質のリガンド結合ドメインと結合させ,このことにより,天然に生ずるリガンドと蛋白質との相互作用を防止することができる。これは非限定的例であり,当業者は,当該技術分野において一般に知られる手法を用いて他の態様を容易に生成しうることを理解するであろう。例えば,Gold et al.,1995,Anne.Rev.Biochem.,64,763;Brody and Gold,2000,J.Biotechnol.,74,5;Sun,2000,Curr.Opin.Mol.Ther.,2,100;Kusser,2000,J.Biotechnol.,74,27;Hermann and Patel,2000,Science,287,820;およびJayasena,1999,Clinical Chemistry,45,1628を参照されたい。
【0211】
"酵素的核酸分子"とは,特定の遺伝子標的の基質結合領域において相補性を有し,かつ標的RNAを特異的に切断する作用をする酵素的活性を有する核酸分子を意味する。すなわち,酵素的核酸分子は,分子間でRNAを切断し,このことにより標的RNA分子を不活性化することができる。このような相補的領域は,酵素的核酸分子が標的RNAに十分にハイブリダイズし,したがって切断が起こることを可能にする。100%の相補性が好ましいが,50−75%程度の低い相補性もまた本発明において有用である(例えば,Werner and Uhlenbeck,1995,Nucleic Acids Research,23,2092−2096;Hammann et al.,1999,Aiatisense and Nucleic Acid Drug Dev.,9,25−31を参照)。核酸は塩基,糖および/またはリン酸基で修飾されていてもよい。酵素的核酸との用語は,リボザイム,触媒的RNA,酵素的RNA,触媒的DNA,アプタザイムまたはアプタマー結合リボザイム,制御可能リボザイム,触媒的オリゴヌクレオチド,ヌクレオザイム,DNAザイム,RNA酵素,エンドリボヌクレアーゼ,エンドヌクレアーゼ,ミニザイム,リードザイム,オリゴザイムまたはDNA酵素のような句と相互交換的に使用される。これらすべての用語は酵素的活性を有する核酸分子を記述する。本出願に記載されている特定の酵素的核酸分子は本発明において限定的なものではない。当業者は,本発明の酵素的核酸分子において重要なことは,1またはそれ以上の標的核酸領域に相補的な特異的基質結合部位を有し,かつ分子に核酸切断活性を与えるヌクレオチド配列を基質結合部位内または周辺に有することであることを認識するであろう(Cech et al.,米国特許4,987,071,Cech et al.,1988,JAMA 260:20 3030−4)。
【0212】
本明細書において用いる場合,"核酸分子"とは,ヌクレオチドを有する分子を意味する。核酸は,一本鎖,二本鎖または多数の鎖であることができ,修飾または非修飾ヌクレオチドまたは非ヌクレオチドまたはこれらの種々の混合物および組み合わせを含むことができる。
【0213】
"酵素的部分"または"触媒ドメイン"とは,その酵素的核酸分子の核酸基質の切断に必須の部分/領域を意味する(例えば図1−5を参照)。
【0214】
”基質結合アーム”または”基質結合ドメイン”とは,その基質の一部分に相補的な(即ち,塩基対を形成できる)リボザイムの部分/領域を意味する。一般に,そのような相補性は100%であるが,所望の場合にはそれ未満でもよい。例えば,14の内の10程度でも塩基対を形成しうる(例えば,Wemer and Uhlenbeck,1995,Nucleic Acids Research,23,2092−2096;Hammann et al.,1999,Antisense and Nucleic Acid Drug Dev.,9,25−31を参照)。そのようなアームは一般に図1−5に示される。すなわち,これらのアームは,相補的塩基対形成相互作用によりリボザイムと標的RNAとを一緒にすることが意図される配列をリボザイム中に含む。本発明のリボザイムは連続または非連続的な,種々の長さの結合アームを有していてもよい。結合アームの長さは,好ましくは4ヌクレオチド以上であり標的RNAと安定に相互作用するのに十分な長さであり,特に,12−100ヌクレオチド;より特別には14−24ヌクレオチドの長さである(例えば,Werner and Uhlenbeck,上掲,Hamman et al.,上掲;Hampel et al.,EP0360257;Berzal−Herrance et al.,1993,EMBO J.,12,2567−73を参照)。2つの結合アームが選択される場合,結合アームの長さは対称的(即ち,各々の結合アームは同じ長さである;例えば,5および5ヌクレオチド,6および6ヌクレオチドまたは7および7ヌクレオチド長)または非対称的(即ち,結合アームは異なった長さである;例えば,6および3ヌクレオチド;3および6ヌクレオチド長;4および5ヌクレオチド長;4および6ヌクレオチド長;4および7ヌクレオチド長など)であるように設計される。
【0215】
"ヌクレアーゼ活性化化合物"とは,ヌクレアーゼによるRNAの切断を活性化する化合物,例えば,式Iを有する化合物を意味する。ヌクレアーゼはRNAseLを含むことができる。"ヌクレアーゼ活性化キメラ"または"キメラ"とは,核酸分子,例えば標的RNAに優先的に結合する核酸分子に結合されたヌクレアーゼ活性化化合物,例えば,式Iを有する化合物を意味する。これらのキメラ核酸分子は,ヌクレアーゼ活性化化合物およびアンチセンス核酸分子,例えば,2’,5’−オリゴアデニレートアンチセンスキメラ,または酵素的核酸分子,例えば,2’,5’−オリゴアデニレート酵素的核酸キメラを含むことができる。
【0216】
"イノザイム"または"NCH"モチーフまたはコンフィギュレーションとは,Ludwig et al.,国際公開WO98/58058および米国特許出願08/878,640にNCH Rzとして一般的に記載されるモチーフを含む酵素的核酸分子を意味する。イノザイムは,切断トリプレットNCH/(式中,Nはヌクレオチドであり,Cはシチジンであり,Hはアデノシン,ウリジンまたはシチジンであり,/は切断部位を表す)を有するRNA基質を切断するエンドヌクレアーゼ活性を有する。イノザイムはまた,切断トリプレットNCN/(式中,Nはヌクレオチドであり,Cはシチジンであり,/は切断部位を表す)を有するRNA基質を切断するエンドヌクレアーゼ活性を有する。
【0217】
"G切断剤"モチーフまたはコンフィギュレーションとは,Eckstein et al.,米国特許6,127,173およびKore et al.,1998,Nucleic Acids Research 26,4116−4120に一般的に記載されるモチーフを含む酵素的核酸分子を意味する。G切断剤は,切断トリプレットNYN/(式中,Nはヌクレオチドであり,Yはウリジンまたはシチジンであり,/は切断部位を表す)を有するRNA基質を切断するエンドヌクレアーゼ活性を有する。G切断剤は化学的に修飾することができる。
【0218】
"チンザイム"モチーフまたはコンフィギュレーションとは,Beigelman et al.,国際公開WO99/55857および米国特許出願09/918,728に一般的に記載されるモチーフを含む酵素的核酸分子を意味する。チンザイムは,切断トリプレット,例えば,限定されないが,YG/Y(式中,Yはウリジンまたはシチジンであり,Gはグアノシンであり,/は切断部位を表す)を有するRNA基質を切断するエンドヌクレアーゼ活性を有する。チンザイムは,化学的に修飾して,種々の置換,例えば,2’−O−メチルグアノシンヌクレオチドでグアノシンヌクレオチドを置き換えることにより,ヌクレアーゼ安定性を高めることができる。さらに,異なるヌクレオチドおよび/または非ヌクレオチドリンカーを用いて,モチーフの5’−gaaa−2’ループを置き換えることができる。チンザイムは,活性のためにそれ自身の核酸配列中にリボヌクレオチド(2’−OH)基を必要としない酵素的核酸分子の非限定的例である。
【0219】
"アンバーザイム"モチーフまたはコンフィギュレーションとは,Beigelman et al.,国際公開WO99/55857および米国特許出願09/476,387に一般的に記載されるモチーフを含む酵素的核酸分子を意味する。アンバーザイムは,切断トリプレットNG/N(式中,Nはヌクレオチドであり,Gはグアノシンであり,/は切断部位を表す)を有するRNA基質を切断するエンドヌクレアーゼ活性を有する。アンバーザイムは,化学的に修飾してヌクレアーゼ安定性を高めることができる。さらに,異なるヌクレオシドおよび/または非ヌクレオシドリンカーを用いて,モチーフの5’−gaaa−3’ループを置き換えることができる。アンバーザイムは,活性のためにそれ自身の核酸配列の中にリボヌクレオチド(2’−OH)基を必要としない酵素的核酸分子の非限定的例である。
【0220】
’DNAザイム’とは,活性のためにそれ自身の核酸配列中に2’−OH基の存在を必要としない酵素的核酸分子を意味する。特定の態様においては,酵素的核酸分子は,2’−OH基を有する1またはそれ以上のヌクレオチドを含む,結合したリンカーまたは他の結合または会合した基,成分,または鎖を有することができる。DNAザイムは,化学的に合成してもよく,一本鎖DNAベクターまたはその同等物によりインビボで外的に発現させてもよい。DNAザイムの非限定的例は,Usman et al.,米国特許,6,159,714;Chartrand et al.,1995,NAR 23,4092;Breaker et al.,1995,Chem.Bio.2,655;Santoro et al.,1997,PNAS 94,4262;Breaker,1999,Nature Biotechnology,17,422−423;およびSantoroet.al.,2000,J;Am.Chem.Soc.,122,2433−39に一般的に概説されている。"10−23"DNAザイムモチーフは,インビトロ選択を用いて進化させたDNAザイムの1つの特定のタイプであり,Joyce et al.,米国特許5,807,718およびSantoro et al.(上掲)に一般的に記載されている。別のDNAザイムモチーフは,これらの参考文献に記載される手法と類似する手法を用いて選択することができ,したがって,本発明の範囲内である。
【0221】
本明細書において用いる場合,"核酸センサー分子"または"アロザイム"とは,酵素的ドメインおよびセンサードメインを含む核酸分子を意味し,ここで,酵素的核酸ドメインが化学反応を触媒する能力は,標的シグナリング分子,例えば,核酸,ポリヌクレオチド,オリゴヌクレオチド,ペプチド,ポリペプチド,または蛋白質,例えば,HBV RT,HBV RTプライマー,またはHBVエンハンサーI配列との相互作用に依存する。核酸センサー分子に化学的修飾,追加の官能基および/またはリンカーを導入することにより,核酸センサー分子の触媒活性の増強,センサードメインの標的核酸に対する結合親和性の増加,および/または核酸センサー分子のヌクレアーゼ/化学的安定性の改良が可能となり,したがって,これらも本発明の範囲内である(例えば,Usman et al.,米国特許出願09/877,526,George et al.,米国特許5,834,186および5,741,679,Shih et al.,米国特許5,589,332,Nathan et al.,米国特許5,871,914,Nathan and Ellington,国際公開WO00/24931,Breaker et al.,国際公開WO00/26226および98/27104,およびSullenger et al.,米国特許出願09/205,520を参照)。
【0222】
本明細書において用いる場合,核酸センサー分子の"センサー成分"または"センサードメイン"とは,標的シグナリング分子,例えば,標的核酸分子の1またはそれ以上の領域中の核酸配列または2以上の標的核酸分子と相互作用し,この相互作用により核酸センサー分子の酵素的核酸成分が反応を触媒するかまたは反応の触媒作用を停止することを引き起こす核酸配列(例えば,RNAまたはDNAまたはこれらの類似体)を意味する。本発明の標的シグナリング分子,例えばHBV RT,HBV RTプライマー,またはHBVエンハンサーI配列の存在下で,センサー成分の能力,例えば,核酸センサー分子の触媒活性を調節する能力は,検出または測定することができる様式で変更されるか減少する。センサー成分は,核酸センサー分子の構造に対する化学的または物理学的変化により核酸センサー分子を調節することができる化学的または物理学的シグナルに関連する認識特性を含むことができる。センサー成分は,天然に生ずる核酸結合配列,例えば,インビボで他の核酸配列に結合するRNAに由来することができる。あるいは,センサー成分は,標的核酸分子中の核酸配列に結合するよう進化させた核酸分子(アプタマー)に由来するものであってもよい。センサー成分は,核酸センサー分子に共有結合により結合させてもよく,非共有結合的に会合させてもよい。当業者は,必要なことは,センサー成分が核酸センサー分子の活性を選択的に調節して反応を触媒することができることのみであることを理解するであろう。
【0223】
"標的分子"または"標的シグナリング分子"とは,核酸センサー分子が活性または不活性となるように,核酸センサー分子,特に核酸センサー分子のセンサードメインと相互作用することができる分子を意味する。シグナリング剤と核酸センサー分子との相互作用の結果,核酸センサー分子の酵素的核酸成分の活性が調節されるように,例えばこれが活性化または不活性化されるように,分子の構造の化学的,物理学的,トポロジー的,またはコンフォメーション的変化により核酸センサー分子の酵素的核酸成分が修飾されることができる。シグナリング剤は,標的シグナリング分子,例えば高分子,リガンド,小分子,金属およびイオン,核酸分子(限定されないが,RNAおよびDNAまたはそれらの類似体),蛋白質,ペプチド,抗体,多糖類,脂質,糖,微生物または細胞代謝産物,医薬品,および精製されたまたは精製された形の有機および無機分子,例えば,HBV RTまたはHBV RTプライマーを含むことができる。
【0224】
"十分な長さ"とは,核酸分子が,予測される条件下で意図する機能を与えるのに十分な長さであること意味する。例えば,本発明の核酸分子は,予測される結合条件および環境下で標的部位への安定な結合を与えるのに"十分に長い"ことが必要である。別の非限定的例においては,酵素的核酸の結合アームについて"十分な長さ"とは,結合アーム配列が予測される反応条件および環境下で標的部位に対する安定な結合を与えるのに十分に長いことを意味する。結合アームは核酸分子の有用なターンオーバーを妨害するほど長くない。"安定に相互作用する"とは,意図する目的(例えば,酵素による標的RNAの切断)のために十分なオリゴヌクレオチドと標的核酸との相互作用(例えば,生理学的条件下で標的中の相補的ヌクレオチドと水素結合を形成することにより)を意味する。
【0225】
HBVまたはHCVと"同等の"RNAとは,HBVまたはHCV蛋白質とホモロジー(部分的または完全な)を有する天然に生ずるRNA分子,または種々の生物,例えば,ヒト,齧歯類,霊長類,ウサギ,ブタ,原生動物,真菌,植物,および他の微生物および寄生体においてHBVまたはHCVと類似の機能を有する蛋白質をコードするRNAを含むことを意味する。同等のRNA配列には,コーディング領域に加えて,例えば5’−非翻訳領域,3’−非翻訳領域,イントロン,イントロン−エクソンジャンクション等の領域が含まれる。
【0226】
本明細書において用いる場合,HBVまたはHCVの"成分"との用語は,HBVまたはHCV遺伝子から発現されるペプチドまたは蛋白質サブユニットを表す。
【0227】
"ホモロジー"とは,2またはそれ以上の核酸分子のヌクレオチド配列が部分的にまたは完全に同一であることを意味する。
【0228】
"アンチセンス核酸"とは,RNA−RNAまたはRNA−DNAまたはRNA−PNA(蛋白質核酸;Egholm el al.,1993 Nature 365,566)相互作用により標的RNAに結合して,標的RNAの活性を変化させる非酵素的核酸分子を意味する(概説については,Stein and Cheng,1993 Science 261,1004および米国特許5,849,902を参照)。典型的には,アンチセンス分子は,アンチセンス分子の1つの連続する配列に沿って標的配列に相補的である。しかし,ある態様においては,アンチセンス分子は,基質分子がループを形成するように基質に結合することができ,および/またはアンチセンス分子はアンチセンス分子がループを形成するように結合することができる。すなわち,アンチセンス分子が2つまたはそれ以上の非連続的基質配列に相補的であってもよく,またはアンチセンス分子の2つまたはそれ以上の非連続的配列部分が標的配列に相補的であってもよく,その両方でもよい。現在のアンチセンス戦略の概要については,Schmajuk et al.,1999,J.Biol.Chem.,274,21783−21789,Delihas e tal.,1997,Nature,15,751−753,Stein et al.,1997,Antisense N.A.Drug Dev.,7,151,Crooke,2000,Methods Enzymol.,313,3−45,Crooke,1998,Biotech.Genet.Eng Rev.,15,121−157,Crooke,1997,Ad.Pharmacol.,40,1−49を参照。本発明のアンチセンス分子には,2−5Aアンチセンスキメラ分子が含まれる。さらに,アンチセンスDNAを用いてDNA−RNA相互作用によりRNAをターゲティングし,このことによりRNaseHを活性化させ,これはデュープレックス中の標的RNAを消化することができる。アンチセンスオリゴヌクレオチドは,標的RNAのRNAseH切断を活性化しうる1またはそれ以上のRNAseH活性化領域を含むことができる。アンチセンスDNAは,化学的に合成してもよく,一本鎖DNA発現ベクターまたはその同等物を用いて発現させてもよい。
【0229】
"RNaseH活性化領域"とは,標的RNAに結合して細胞性RNaseH酵素により認識される非共有結合性複合体を形成することができる核酸分子の領域(一般に4−25ヌクレオチド以上の長さ,好ましくは5−11ヌクレオチドの長さ)を意味する(例えば,Arrow et al.,米国特許5,849,902;Arrow et al.,米国特許5,989,912を参照)。RNaseH酵素は核酸分子−標的RNA複合体に結合し,標的RNA配列を切断する。RNaseH活性化領域は,例えば,ホスホジエステル,ホスホロチオエート(例えば,ヌクレオチドの少なくとも4個はホスホロチオエート置換であり;さらに詳細には,ヌクレオチドの4−11個はホスホロチオエート置換である),ホスホロジチオエート,5’−チオリン酸,またはメチルホスホネート骨格化学またはこれらの組み合わせを含む。1またはそれ以上の上述の骨格化学に加えて,RNaseH活性化領域はまた,種々の糖化学を含むことができる。例えば,RNaseH活性化領域は,デオキシリボース,アラビノ,フルオロアラビノまたはこれらの組み合わせのヌクレオチド糖化学を含むことができる。当業者は,上述の記載は非限定的例であり,RNaseH酵素の活性を支持する核酸のリン酸,糖および塩基化学の任意の組み合わせはRNaseH活性化領域の定義および本発明の範囲内であることを理解するであろう。
【0230】
"2−5Aアンチセンス"または"2−5Aアンチセンスキメラ"とは,5’リン酸化2’−5’結合アデニレート部分を含むアンチセンスオリゴヌクレオチドを意味する。これらのキメラは配列特異的様式で標的RNAに結合し,細胞性2−5A依存性リボヌクレアーゼを活性化し,それは次に標的RNAを切断する(Torrence et al.,1993Proc.Natl.Acad.Sci.USA90,1300;Silverman et al.,2000,Methods Enzymol.,313,522−533;Player and Torrence,1998,Pharmacol.Ther.,78,55−113)。
【0231】
"トリプレックス核酸"または"トリプレックスオリゴヌクレオチド"とは,二本鎖DNAに配列特異的様式で結合して,三重らせんを形成することができるポリヌクレオチドまたはオリゴヌクレオチドを意味する。そのような三重らせん構造の形成は,標的とする遺伝子の転写を阻害することが示されている(Duval−Valcntin et al.,1992 Proc.Natl.Acad.Sci.USA 89,504)。本発明のトリプレックス核酸分子には,HBV DNA(プラス鎖および/またはマイナス鎖)のエンハンサーI領域に結合しHBVゲノムDNAの翻訳を妨害する立体ブロッカー核酸分子も含まれる。
【0232】
本明細書において用いる場合,"一本鎖RNA"(ssRNA)との用語は,直鎖状の一本鎖を含む天然に生ずるかまたは合成のリボ核酸分子を表し,例えば,ssRNAは遺伝子のメッセンジャーRNA(mRNA),転移RNA(tRNA),リボソームRNA(rRNA)等でありうる。
【0233】
本明細書において用いる場合,"一本鎖DNA"(ssDNA)との用語は,直鎖状の一本鎖を含む天然に生ずるかまたは合成のデオキシリボ核酸分子を表し,例えば,ssDNAはセンスまたはアンチセンス遺伝子配列またはEST(発現配列タグ)であることができる。
【0234】
本明細書において用いる場合,"アロザイム"との用語は,アロステリック酵素的核酸分子を表す。例えば,George et al.,米国特許5,834,186および5,741,679,Shih et al.,米国特許5,589,332,Nathan et al.,米国特許5,871914,Nathan and Ellington,国際公開WO00/24931,Breaker et al.,国際公開WO00/26226および98/27104,およびSullenger et al.,国際公開WO99/29842を参照。
【0235】
本明細書において用いる場合,"2−5Aキメラ"との用語は,5’−リン酸化2’−5’−連結アデニレート残基を含有するオリゴヌクレオチドを表す。これらのキメラは,配列特異的様式で標的RNAに結合し,細胞性2−5A−依存性リボヌクレアーゼを活性化し,これは次に標的RNAを切断する(Torrence et al.,1993 Proc.Natl.Acad.Sci.USA 90,1300;Silverman et al.,2000,Methods Enzymol.,313,522−533;Player and Torrence,1998,Pharmacol.Tlzer.,78,55−113)。
【0236】
本明細書において用いる場合,"二本鎖RNA"または"dsRNA"との用語は,RNA干渉"RNAi",例えば短干渉RNA"siRNA"を行うことができる二本鎖RNA分子を表す。例えば,Bass,2001,Nature,411,428−429;Elbashir et al.,2001,Nature,411,494−498;andKreutzer et al.,国際公開WO00/44895;Zernicka−Goetz et al.,国際公開WO01/36646;Fire,国際公開WO99/32619;Plaetinck et al.,国際公開WO00/01846;Mello and Fire,国際公開WO01/29058;Deschamps Depaillette,国際公開WO99/07409;およびLi et al.,国際公開WO00/44914を参照。
【0237】
"遺伝子"とは,RNAをコードする核酸,例えば,限定されないが,ポリペプチドをコードする構造遺伝子等の核酸配列を意味する。
【0238】
"相補性"とは,核酸が,伝統的なワトソン−クリックまたは他の非伝統的なタイプのいずれかにより,別のRNA配列と水素結合を形成することができることを意味する。本発明の核酸分子に関して,核酸分子とその標的または相補的配列との結合自由エネルギーは,核酸の関連する機能,例えば,リボザイム切断,アンチセンスまたは三重らせん阻害が進行するのに十分である。核酸分子についての結合自由エネルギーの決定は当該技術分野においてよく知られている(例えば,Turner et al.,1987,CSH Symp.Quant.Biol.LII pp.123−133;Frier et al,1986,Proc.Nat.Acad.Sci.USA 83:9373−9377;Turner et al.,1987,J.Am.Chem.Soc.109:3783−3785を参照)。相補性のパーセンテージは,核酸分子中の,第2の核酸配列と水素結合(例えば,ワトソン−クリック塩基対形成)を形成しうる連続する残基のパーセンテージを示す(例えば,10塩基中の5,6,7.8,9,10塩基は,50%,60%,70%,80%,90%,および100%の相補性である)。"完全な相補性"とは,核酸配列の連続する残基がすべて第2の核酸配列中の同じ数の連続する残基と水素結合するであろうことを意味する。
【0239】
本明細書において用いる場合,"細胞"は,その通常の生物学的意味で用いられ,多細胞生物全体,特にヒトを意味しない。細胞は生物中で,例えば,鳥類,植物および哺乳動物,例えばヒト,ウシ,ヤギ,無尾サル,有尾サル,ブタ,イヌおよびネコ中で存在することができる。細胞は,原核生物(例えば細菌細胞)または真核生物(例えば哺乳動物または植物細胞)でありうる。
【0240】
"HBV蛋白質"または"HCV蛋白質"とは,HBVゲノムにより発現されるかおよび/またはコードされる配列を含む,蛋白質またはそれらの変異蛋白質誘導体を意味する。
【0241】
"高度に保存された配列領域"とは,標的遺伝子中の1またはそれ以上の領域のヌクレオチド配列が,1つの世代と他の世代とで,または1つの生物学的システムと他の生物学的システムとで有意に相違しないことを意味する。
【0242】
"高度に保存された核酸結合領域"とは,標的蛋白質中の1またはそれ以上の領域のアミノ酸配列が,1つの世代と他の世代とで,または1つの生物学的システムと他の生物学的システムとで有意に相違しないことを意味する。
【0243】
"HBVのレベルに関連する"とは,HBV発現(特にHBV遺伝子)RNAレベルの減少,したがってそれぞれの蛋白質のレベルの減少が疾病または状態の症状をある程度軽減するであろうことを意味する。
【0244】
"HCVのレベルに関連する"とは,HCV発現(特にHCV遺伝子)RNAレベルの減少,したがってそれぞれの蛋白質のレベルの減少が疾病または状態の症状をある程度軽減するであろうことを意味する。
【0245】
"RNA"とは,少なくとも1つのリボヌクレオチド残基を含む分子を意味する。"リボヌクレオチド"とは,β−D−リボフラノース成分の2’位にヒドロキシル基を有するヌクレオチドを意味する。
【0246】
"ベクター"とは,所望の核酸を発現および/または輸送するために用いられる,任意の核酸−および/またはウイルス−に基づく手法を意味する。
【0247】
"患者"とは,外植された細胞のドナーまたはレシピエントまたは細胞それ自身である生物を意味する。"患者"とはまた,本発明の核酸分子を投与することができる生物を表す。1つの態様においては,患者は哺乳動物または哺乳動物細胞である。別の態様においては,患者はヒトまたはヒト細胞である。
【0248】
本発明の他の特徴および利点は,以下の本発明の好ましい態様の説明および特許請求の範囲から明らかであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【0249】
まず図面を簡単に説明する。
図面
図1は,7つの異なる種類の酵素的核酸分子の二次構造モデルを示す。矢印は切断の部位を示す。−−−−−−−−−は標的配列を示す。点が散在する線は,三次相互作用を示す。−は塩基対形成相互作用を示す。グループIイントロン:P1−P9.0は種々のステム−ループ構造を表す(Cech et al.,1994,Nature Struc.Bio.,1,273)。RNase P(M1RNA)EGSは外部ガイド配列を表す(Forster et al.1990,Science,249,783;Pace et al.,1990,J.Biol.Chem.,265,3587)。グループIIイントロン:5'SSは5'スプライシング部位を意味する;3’SSは3’−スプライシング部位を意味する;IBSはイントロン結合部位を意味する;EBSはエクソン結合部位を意味する(Pyle et al.,1994,Biochemisty,33,2716)。VS RNA:I−VIは,6つのステム−ループ構造を示す;陰領域は三次相互作用を示す(Collins,国際公開WO96/19577)。HDVリボザイム:I−IVは4つのステム−ループ構造を示す(Been et al.,米国特許5,625,047)。ハンマーヘッドリボザイム:I−IIIは,3つのステム−ループ構造を示す;ステムI−IIIは,任意の長さであってもよく,対称でも非対称でもよい(Usman et al.,1996,Curr.Op.Struct.Bio.,1,527)。ヘアピンリボザイム:ヘリックス1,4および5は任意の長さでありうる;ヘリックス2は3−8塩基対の長さである;Yはピリミジンである;ヘリックス2(H2)は少なくとも4塩基対で与えられ(すなわち,nは1,2,3または4),ヘリックス5は任意に2塩基またはそれ以上の長さでありうる(好ましくは3−20塩基,すなわち,mは1−20またはそれ以上)。ヘリックス2およびヘリックス5は,1またはそれ以上の塩基により共有結合していてもよい(すなわち,rは1塩基以上)。ヘリックス1,4または5はまた,リボザイム構造を安定化するために,2塩基対またはそれ以上長くてもよく(すなわち4−20塩基対),好ましくは蛋白質結合部位である。それぞれの例において,各NおよびN'は,独立して,任意の正常または修飾塩基であり,各ダッシュは潜在的塩基対相互作用を表す。これらのヌクレオチドは,糖,塩基またはリン酸で修飾されていてもよい。ヘリックス中では完全な塩基対形成は必要ではないが,好ましい。ヘリックス1および4は,ある程度の塩基対形成が保持される限り,任意のサイズでありうる(すなわち,oおよびpは,それぞれ独立して,0から任意の数,例えば20である)。必須塩基は,構造中に特定の塩基として示されるが,当業者は,1またはそれ以上が化学的に修飾(脱塩基,塩基,糖および/またはリン酸修飾)されていてもよく,または著しい影響なしで他の塩基で置き換えられていてもよいことを認識するであろう。ヘリックス4は,2つの別々の分子から,すなわち接続ループなしで形成してもよい。接続ループは,存在する場合,その塩基,糖またはリン酸に修飾を有するかまたは有しないリボヌクレオチドでありうる。qは2塩基以上である。接続ループはまた,非ヌクレオチドリンカー分子で置き換えられていてもよい。Hは塩基A,U,またはCを表す。Yはピリミジン塩基を表す。"__"は,共有結合を表す(Burke et al.,1996,Nucleic Acids&Mol.Biol.,10,129;Chowrira et al.,米国特許5,631,359)。
【0250】
図2は,化学的に安定化されたリボザイムモチーフの例を示す。HH Rzはハンマーヘッドリボザイムモチーフを表す(Usman et al.,1996,Curr.Op.Struct.Bio.,1,527);NCH RzはNCHリボザイムモチーフを表す(Ludwig&Sproat,国際公開98/58058に記載される);G−切断剤はG切断剤リボザイムモチーフを表す(Kore et al.,1998,Nucleic Acids Research,26,4116−4120)。Nまたはnは,独立して,ヌクレオチドを表し,これらは同じでも異なっていてもよく,互い相補性を有していてもよい;rIはリボ−イノシンヌクレオチドを表す;矢印は標的中の切断の部位を表す。HH RzおよびNCH Rzの位置4は,2’−C−アリル修飾を有するものとして示されているが,当業者は,修飾がリボザイムの活性を有意に阻害しない限り,この位置を当該技術分野においてよく知られる他の修飾で修飾することができることを認識するであろう。
【0251】
図3は,化学的に安定化されたアンバーザイムリボザイムモチーフ(例えば,Beigelman et al.,国際公開99/55857を参照;クラスIモチーフとも称される)の例を示す。アンバーザイムモチーフは,活性にリボヌクレオチド(2’−OH)基の存在を必要としない一群の酵素的核酸分子である。
【0252】
図4は,化学的に安定化されたチンザイムAリボザイムモチーフ(例えば,国際公開99/55857を参照;クラスAモチーフとも称される)の例を示す。チンザイムモチーフは,活性にリボヌクレオチド(2’−OH)基の存在を必要としない一群の酵素的核酸分子である。
【0253】
図5は,Santoro et al.,1997,PNAS,94,4262により記載されるDNAザイムモチーフの例を示す。
【0254】
図6は,HBVトランスジェニックマウスにおける14日のリボザイム治療後の血清HBV DNAレベルの変化のパーセントを示す棒グラフである。10,30,および100mg/kg/dayで連続的皮下注入により投与したHBV RNAの部位273(RPI.18341)および1833(RPI.18371)を標的とするリボザイムを,連続皮下注入により投与したスクランブル化減弱化コアリボザイムおよび食塩水対照,および経口で投与した3TC(登録商標)(300mg/kg/day)および食塩水対照と比較した。
【0255】
図7は,HBVトランスジェニックマウスにおける14日のリボザイム治療後の平均血清HBV DNAレベルを示す棒グラフである。10,30,および100mg/kg/dayで連続的皮下注入により投与したHBV RNAの部位273(RPI.18341)および1833(RPI.18371)を標的とするリボザイムを,連続皮下注入により投与したスクランブル化減弱化コアリボザイムおよび食塩水対照,および経口で投与した3TC(登録商標)(300mg/kg/day)および食塩水対照と比較した。
【0256】
図8は,HBVトランスジェニックマウスにおける14日のリボザイム治療後の血清HBV DNA(log)レベルの低下を示すを示す棒グラフである。10,30,および100mg/kg/dayで連続的皮下注入で投与したHBV RNAの部位273(RPI.18341)および1833(RPI.18371)を標的とするリボザイムを,連続的皮下注入で投与したスクランブル化減弱化コアリボザイムおよび食塩水対照,経口的に投与した3TC(登録商標)(300mg/kg/day)および食塩水対照と比較した。
【0257】
図9は,HepG2.2.15細胞において,HBV RNAの部位273(RPI.18341),1833(RPI.18371),1874(RPI.18372),および1873(RPI.18418)を標的とするリボザイムで処理した後のHBV DNAの減少を,スクランブル化減弱化コアリボザイム(RPI.20995)と比較して示す棒グラフである。
【0258】
図10は,HepG2細胞を,HBVプレゲノムRNAの部位273を標的とする抗HBVアーム,ステム,およびループ−変種リボザイム(RPI.18341,RPI.22644,RPI.22645,RPI.22646,RPI.22647,RPI.22648,RPI.22649,およびRPI.22650)で処理した後のHBsAgレベルの低下を,スクランブル化減弱化コアリボザイム(RPI.20599)と比較して示す棒グラフである。
【0259】
図11は,HepG2細胞をRPI18341単独またはInfergen(登録商標)との組み合わせで処理した後のHBsAgレベルの低下を示す棒グラフである。500または1000ユニットのInfergen(登録商標)において,200nMのRPI.18341を加えると,処理HepG2細胞から分泌されたHBsAgのレベルにより判定して,抗HBV活性が75−77%増加した。これに対し,500または1000ユニットのInfergen(登録商標)との組み合わせで用いたとき,RPI.18341(200nM)の抗HBV活性は31−39%増加する。
【0260】
図12は,HepG2細胞をRPI18341単独でまたはラミブジンとの組み合わせで処理した後のHBsAgレベルの低下を示す棒グラフである。25nMのラミブジン(3TC(登録商標))で,100nMのRPI.18341を加えると,処理したHepG2細胞から分泌されたHBsAgのレベルにより判定して,抗HBV活性が48%増加した。これに対し,25nMラミブジンとの組み合わせで用いたとき,RPI.18341(100nM)の抗HBV活性は31%増加した。
【0261】
図13は,HBV逆転写に関与する工程の概要を表すスキームを示す。HBVポリメラーゼ/リバーストランスクリプターゼはHBVプレゲノムRNAの5’−ステム−ループに結合し,UUCAテンプレートからプライマーを合成する。リバーストランスクリプターゼおよびテトラマープライマーは,3’−DR1部位に移動する。RTプライマーはDR1要素中のUUCA配列に結合し,マイナス鎖合成が開始する。
【0262】
図14は,HBV逆転写の阻害の非限定的例を示す。デコイ分子はHBV RTプライマーに結合し,このことによりRTの3’−DR1部位への移動を妨害し,マイナス鎖合成を妨害する。
【0263】
図15は,2’−O−アリル修飾核酸分子のHBV核酸スクリーニングを示すデータを示す。HbsAgのレベルはELISAにより決定した。HBVの阻害はHBsAg抗原レベルと相関する。
【0264】
図16は,2’−O−メチル修飾核酸分子のHBV核酸スクリーニングのデータを示す。HbsAgのレベルはELISAにより決定した。HBVの阻害はHBsAg抗原レベルと相関する。
【0265】
図17は,HBVリバーストランスクリプターゼプライマーを標的とする2’−O−メチル修飾核酸分子の用量応答データをHBsAgのレベルと比較して示す。
【0266】
図18は,HBVエンハンサーIコア領域を標的とする核酸分子(200nM)の核酸スクリーニングのデータをHBsAgのレベルと比較して示す。
【0267】
図19は,HBVエンハンサーIコア領域を標的とする核酸分子(400nM)の核酸スクリーニングのデータをHBsAgのレベルと比較して示す。
【0268】
図20は,HBVエンハンサーIコア領域を標的とする核酸分子の用量応答データをHBsAgのレベルと比較して示す。
【0269】
図21は,無胸腺nu/nu雌マウスにおけるHepG2.2.15腫瘍成長を,腫瘍体積(mm3)対時間(日)として示すグラフである。
【0270】
図22は,無胸腺nu/nu雌マウスにおけるHepG2.2.15腫瘍成長を,腫瘍体積(mm3)対時間(日)として示すグラフである。接種されたHepG2.2.15細胞は,マウスに導入する前にG418に対する抗生物質耐性について選択した。
【0271】
図23は,細胞培養におけるルシフェラーゼ活性の酵素的核酸媒介性減少を示すために用いられたデュアルレポーターシステムの図解である。
【0272】
図24は,HCV5’UTRの二次構造の図解を示す(Brown et al.,1992,Nucleic Acids Res.,20,5041−45;Honda et al,1999,J Virol.,73,1165−74)。主要構造ドメインは太字で示される。酵素的核酸切断部位は矢印で示される。黒矢印はアミノ修飾酵素的核酸阻害に利用可能な部位を示す。リード切断部位(195および330)は大きな黒矢印で示される。
【0273】
図25は,ヌクレアーゼ耐性酵素的核酸分子の非限定的例を示す。結合アームはステムIおよびステムIIIとして示される。ヌクレオチド修飾は以下のように示される:2’−O−メチルヌクレオチド,小文字;リボヌクレオチド,大文字G,A;2’−アミノ−ウリジン,;反転3’−3’デオキシ無塩基,B。各酵素的核酸の5’末端のホスホロチオエート結合の位置は下付の"s"により示される。HはA,CまたはUリボヌクレオチドを表す。Nは基質中のA,C,GまたはUリボヌクレオチドを表す。nはN’に相補的な塩基を表す。触媒コア中のU4およびU7位が示されている。
【0274】
図26は,OST7細胞におけるHCV−ルシフェラーゼ発現の酵素的核酸媒介性阻害を示す1組の棒グラフである。OST7細胞をレポータープラスミド(2μg/mL),酵素的核酸(100nM)および脂質を含む複合体でトランスフェクトした。試験した各酵素的核酸についてHCV−蛍ルシフェラーゼ発光/ウミシイタケルシフェラーゼ発光の比率を決定し,ICR,すなわちHCV5’UTRに対する特異性を有しない無関係対照酵素的核酸(1に調節)による処理と比較した。結果は3つのサンプルの平均±SDとして表される。図26Aにおいては,OST7細胞をHCV5’UTR中の保存部位(切断部位により示される)を標的とする酵素的核酸(100nM)で処理した。図26Bにおいては,OST7細胞を酵素的核酸のサブセットで処理して,HCV部位を導き(切断部位により示される),および対応する減弱化コア(AC)対照で処理した。減少が50%以上であり統計学的に有意な場合に,活性な酵素的核酸で処理した後の蛍/ウミシイタケルシフェラーゼ比の減少のパーセンテージが対応するACによる処理と比較して示される。50nMの酵素的核酸についても同様の結果が得られた。
【0275】
図27は,酵素的核酸処理後のHCV/ルシフェラーゼ発現の用量依存的阻害を示す一連の線グラフである。活性な酵素的核酸を対応するACと混合して,100nMの総オリゴヌクレオチド濃度および同じ脂質荷電比を維持した。各点における活性な酵素的核酸の濃度が示される。図27A−Eは,それぞれ部位79,81,142,195,または330を標的とする酵素的核酸を示す。結果は,3つのサンプルの平均±SDで表される。
【0276】
図28はOST7細胞におけるHCV/ルシフェラーゼRNAの減少およびHCV−ルシフェラーゼ発現の阻害を示す1組の棒グラフである。OST7細胞をレポータープラスミド(2μg/ml),酵素的核酸,BACまたはSAC(50nM)および脂質を含む複合体でトランスフェクトした。結果は,3つのサンプルの平均±SDで表される。図28Aにおいては,試験した各酵素的核酸または対照についてHCV−蛍ルシフェラーゼRNA/ウミシイタケルシフェラーゼRNAの比が示される。対のBAC対照(1に調節)と比較して,部位195または330酵素的核酸について,ルシフェラーゼRNAレベルはそれぞれ40%および25%減少した。図28Bにおいては,部位195または330酵素的核酸または対の対照で処理した後のHCV−蛍ルシフェラーゼ発光/ウミシイタケルシフェラーゼ発光の比が示される。対のBAC対照(1に調節)と比較して,部位195または330酵素的核酸について,蛋白質発現の阻害はそれぞれ70%および40%であった(P<0.01)。
【0277】
図29は,部位195抗HCV酵素的核酸処理と組み合わせたインターフェロン(IFN)アルファ2aおよび2bの用量応答を示す1組の棒グラフである。図29AはIFNアルファ2a処理のデータを示す。図29BはIFNアルファ2b処理のデータを示す。感染前に,示されるユニット/ml(U/ml)のIFNで4時間前処理し,次に200nMの対照(SAC)または部位195抗HCV酵素的核酸(195RZ)のいずれかで感染後24時間処理したHeLa細胞からのウイルス収量が示される。細胞はMOI=0.1で30分間感染させ,感染の24時間後に回収した。誤差バーは3回の測定の平均のS.D.を表す。
【0278】
図30は,インターフェロン(IFN)アルファ2aおよび2b前処理と組み合わせた,部位195抗HCV酵素的核酸の用量応答を示す線グラフである。IFNありまたはなしで4時間前処理し,示される用量の部位195抗HCV酵素的核酸(195RZ)で感染後24時間処理したHeLa細胞のウイルス収量が示される。抗HCV酵素的核酸を対照オリゴヌクレオチド(SAC)と混合して,輸送用に一定の200nMの核酸総用量を維持した。細胞はMOI=0.1で30分間感染させ,感染の24時間後に回収した。誤差バーは3回の測定の平均のS.D.を表す。
【0279】
図31は,コンセンサスインターフェロン(CIFN)/酵素的核酸の組み合わせ処理からのデータを示す1組の棒グラフである。図31Aは部位195抗HCV酵素的核酸で処理したCIFNの用量応答を示す。示されるユニット/ml(U/ml)のCIFNで前処理し,200nMの対照(SAC)または部位195抗HCV酵素的核酸(195RZ)のいずれかで処理した細胞からのウイルス収量が示される。図31BはCIFN前処理した部位195抗HCV酵素的核酸の用量応答を示す。CIFNありまたはなしで前処理し,示される濃度の部位195抗HCV酵素的核酸(195RZ)で処理した細胞からのウイルス収量が示される。抗HCV酵素的核酸を対照オリゴヌクレオチド(SAC)と混合して,輸送用に一定の200nMの核酸総用量を維持した。細胞をMOI=0.1で30分間感染させ,感染の24時間後に回収した。誤差バーは3回の測定の平均のS.D.を表す。
【0280】
図32は,コンセンサスインターフェロン(CIFN)と組み合わせて用いた部位195を標的とする抗HCV酵素的核酸の酵素的核酸活性および増強された抗ウイルス効果を示す棒グラフである。示されるように処理した細胞からのウイルス収量が表される。BAC,細胞を200nMのBAC(結合減弱化対照)で感染後24時間処理した;CIFN+BAC,細胞を12.5U/mlCIFNで感染前に4時間,200nMのBACで感染後24時間処理した;195RZ,細胞を200nMの部位195抗HCV酵素的核酸で感染後24時間処理した;CIFN+195RZ,細胞を12.5U/mlCIFNで感染前に4時間,200nMの部位195抗HCV酵素的核酸で感染後24時間処理した。細胞はMOI=0.1で30分間感染させた。誤差バーは3回の測定の平均のS.D.を示す。
【0281】
図33は,HCV5’−UTR中の種々の部位を標的とするチンザイム酵素的核酸分子での処理によるHCV−PVキメラ複製の阻害を,スクランブル化減弱化コア対照(SAC)チンザイムと比較して示す棒グラフである。
【0282】
図34は,HCV5’−UTRの保存領域を標的とするアンチセンス核酸分子によるHCV−PVキメラ複製の阻害を,スクランブル化アンチセンス対照と比較して示す棒グラフである。
【0283】
図35は,この実験において用いた化合物(2−5A)の構造を示す。"X"は,類似体I中の酸素(O)またはチオリン酸(P=S)類似体II中のイオウ(S)の位置を示す。2−5A化合物は,CPG支持体を用い,3’−反転無塩基ヌクレオチドを用いて本明細書に記載されるように合成し,脱保護し,精製した。鎖伸長のためには,5’−O−(4,4’−ジメトキシトリチル)−3’−O−(tert−ブチルジメチルシリル)−N6−ベンゾイルアデノシン−2−シアノエチル−N,N−ジイソプロピルホスホルアミダイト(Chem.Genes Corp.,Waltham,MA)を用いた。5’−末端リン酸(類似体I)またはチオリン酸(類似体II)基の導入は,"Chemical Phosphorylation Reagent"(Glen Research,Sterling,VA)を用いて行った。最終化合物の構造はMALDI−TOF分析により確認した。
【0284】
図36は,リボザイム活性および増強された抗ウイルス効果を示す棒グラフである。(A)インターフェロン/リボザイム組み合わせ処理。(B)2−5A/リボザイム組み合わせ処理。96ウエルプレート(10,000細胞/ウエル)に播種したHeLa細胞を示されるように4時間前処理した。前処理のためには,SAC(RPI17894),RZ(RPI13919),および2−5A類似体I(RPI21096)(200nM)を脂質サイトフェクチンと複合体化させた。次に細胞をHCV−PVで感染多重度0.1で感染させた。30分後に,5%血清およびサイトフェクチンRPI.9778と複合体化した100nMのRZまたは示されるSACを含む培地でウイルス接種物を置き換えた。20時間後,3回の凍結/融解サイクルにより細胞を溶解し,プラークアッセイによりウイルスを定量した。プラーク形成ユニット(PFU)/mlは,3つのサンプルの平均±SEMで示される。処理細胞におけるウイルス収量の絶対量は日によって異なった。これはおそらく,細胞播種およびトランスフェクション複合体化が日によって異なるためであろう。None,正常培地;IFN,10U/mlコンセンサスインターフェロン;SAC,スクランブル化アーム減弱化コア対照(RPI17894);RZ,抗HCVリボザイム(RPI13919);2−5A,(RPI21096)。
【0285】
図37は,抗HCVリボザイム(RPI13919)または2−5A(RPI21096)処理によるウイルス複製の阻害を示すグラフである。HeLa細胞を図36に記載されるように処理したが,ただし,前処理をせず,200nMのオリゴヌクレオチドを処理に用いた。2−5AP=Sは5’−末端チオリン酸を含む(RPI21095)(図35を参照)。
【0286】
図38は,2−5A処理と組み合わせた抗HCVリボザイムを示す棒グラフである。HeLa細胞を図37に記載されるように処理したが,ただしトランスフェクション用に一定の200nMの総オリゴヌクレオチド用量を維持するために,濃度も示されるように変化させた。50nMの抗HCVリボザイム(RPI13919)(真中のバー)で処理した細胞も,150nMのSAC(RPI17894)または2−5A(RPI21096)で処理した。同様に,100nMの抗HCVリボザイム(右のバー)で処理した細胞も100nMのSACまたは2−5Aで処理した。
【0287】
本発明の核酸分子の作用のメカニズム
デコイ:核酸デコイ分子は,天然に生ずる核酸分子または天然に生ずる核酸分子の一部の模倣体であり,その活性が天然に生ずる核酸分子との相互作用に依存する特定の蛋白質または核酸の機能を調節するために用いることができる。デコイは,目的とするリガンドに結合する真正核酸と競合することにより,標的蛋白質または核酸の機能を調節する。しばしば,核酸デコイは,例えば転写因子またはポリメラーゼ等の特定の蛋白質により認識される核酸配列の切断型である。デコイは,化学的に修飾して,標的リガンドに対する結合親和性を増加させ,ならびにデコイの酵素的および化学的安定性を増加させることができる。さらに,架橋および非架橋リンカーをデコイ配列中に導入して,標的リガンドに対する追加の結合親和性を与えることができる。HCVまたはHBV標的,例えばHBVリバーストランスクリプターゼまたはHBVリバーストランスクリプターゼプライマー,またはHBVプレゲノムRNAのエンハンサー領域(例えばエンハンサーI要素)に結合する本発明のデコイ分子は,RNAからDNAへの転写を調節し,したがってウイルスのプレゲノムRNAの発現を調節する(図13および14を参照)。
【0288】
アプタマー:核酸アプタマーは,目的とする特定のリガンドに特異的に結合するよう選択することができる(例えば,Gold et al.,米国特許5,567,588および米国特許5,475,096,Gold et al.,1995,Annu.Rev.Biochem.,64,763;Brody and Gold,2000,J Biotechnol.,74,5;Sun,2000,Curr.Opin.Mol.Ther.,2,100;Kusser,2000,J.Biotechnol.,74,27;Hermann and Patel,2000,Science,287,820;およびJayasena,1999,Clinical Chemistry,45,1628を参照)。例えば,インビトロ選択を適用してHBV RTおよび/またはHBV RTプライマーに対する結合特異性を有する核酸アプタマーを進化させることができる。核酸アプタマーは,本明細書に記載される化学的修飾およびリンカーを含むことができる。リバーストランスクリプターゼまたはリバーストランスクリプターゼプライマー,例えば,HBVリバーストランスクリプターゼまたはHBVリバーストランスクリプターゼプライマーに結合する本発明のアプタマー分子は,RNAからDNAへの転写を調節することができ,したがってウイルスのプレゲノムRNAの発現を調節することができる。
【0289】
アンチセンス:アンチセンス分子は,修飾されたまたは修飾されていないRNA,DNA,または混合ポリマーのオリゴヌクレオチドであることができ,主として,マッチする配列に特異的に結合することにより機能し,ペプチド合成を阻害する(Wu−Pong,Nov 1994,Bio Pharm,20−33)。アンチセンスオリゴヌクレオチドは,標的RNAにワトソンクリック塩基対形成により結合し,立体的障害により結合した配列のリボソーム翻訳を防止することによりまたはRNaseH酵素を活性化することにより遺伝子発現を妨害する。アンチセンス分子はまた,RNAのプロセシングまたは核から細胞質への輸送を妨害することにより蛋白質合成を変化させることができる(Mukhopadhyay&Roth,1996,Crit.Rev.in Oncogenesis 7,151−190)。
【0290】
さらに,一本鎖DNAのRNAへの結合により,ヘテロデュープレックスがヌクレアーゼ分解される(Wu−Pong,(上掲),Crooke,(上掲))。これまでのところ,RNaseHの基質として作用する,主鎖を化学的に修飾したDNAは,ホスホロチオエート,ホスホロジチオエートおよびボロントリフルオリデートのみである。最近,2’−アラビノおよび2’−フルオロアラビノ含有オリゴもまたRNaseH活性を活性化することが報告された。
【0291】
化学的に修飾されたヌクレオチドの新規なコンフィギュレーション,二次構造,および/またはRNaseH基質ドメインを利用する多数のアンチセンス分子が記載されている(Woolf et al;国際公開WO98/13526;Thompson et al.,米国特許出願60/082,404,1998年4月20日出願;Hartmann et al.,米国特許出願60/101,174,1998年9月21日出願)(これらはその全体を本明細書の一部としてここに引用する)。
【0292】
アンチセンスDNAを用いて,DNA−RNA相互作用によりRNAを標的化して,このことによりデュープレックス中の標的RNAを消化するRNaseHを活性化することができる。アンチセンスDNAは,化学的に合成することができ,または一本鎖DNAの細胞内発現ベクターまたはその同等物を用いて発現させることができる。
【0293】
トリプレックス形成オリゴヌクレオチド(TFO):配列特異的様式でゲノムDNAに結合するように一本鎖オリゴヌクレオチドを設計することができる。TFOは,フーグスティーン塩基対形成を介してDNAらせんに結合するピリミジンリッチオリゴヌクレオチドから構成される(Wu−Pong,(上掲))。さらに,TFOは,化学的に修飾して,標的DNA配列に対する結合親和性を高めることができる。得られるDNAセンス,DNAアンチセンス,およびTFOからなる三重らせんは,RNAポリメラーゼによるRNA合成を破壊する。結合が不可逆的であるため,TFOメカニズムにより遺伝子発現または細胞死が生じうる(Mukhopadhyay&Roth,(上掲))。
【0294】
2’−5’オリゴアデニレート:2−5Aシステムは,高等脊椎動物に見いだされるRNA分解のインターフェロン媒介性メカニズムである(Mitra et al;1996,Proc Nat Acad Sci USA 93,6780−6785)。RNA切断には,2種類の酵素,すなわち,2−5AシンセターゼおよびRNaseLが必要である。2−5Aシンセターゼは,二本鎖RNAが2’−5’オリゴアデニレート(2−5A)を形成することを必要とする。次に,2−5Aは,一本鎖RNAを切断する能力を有するRNaseLを利用するためのアロステリックエフェクターとして作用する。二本鎖RNAとともに2−5A構造を形成する能力のため,このシステムはウイルス複製の阻害に特に有用である。
【0295】
(2’−5’)オリゴアデニレート構造は,アンチセンス分子に共有結合で結合して,RNA切断が可能なキメラオリゴヌクレオチドを形成することができる(Torrence,(上掲))。これらの分子は,おそらくは,2−5A依存性RNaseに結合してこれを活性化し,次にオリゴヌクレオチド/酵素複合体が標的RNA分子に結合し,これは次にRNase酵素により切断されることができる。2’−5’オリゴアデニレート構造の共有結合は,アンチセンス用途に限定されず,本発明の核酸分子への結合を含むようにさらに作り上げることができる。
【0296】
RNA干渉(RNAi):RNA干渉とは,動物において短干渉RNAs(siRNA)により媒介される配列特異的転写後遺伝子サイレンシングのプロセスを表す(Fire et al.,1998,Nature,391,806)。植物における対応するプロセスは一般に転写後遺伝子サイレンシングまたはRNAサイレンシングと称され,真菌においてはクエリングとも称される。転写後遺伝子サイレンシングのプロセスは,異なる叢および門が共有する,外来遺伝子の発現を妨害するために用いられる進化的に保存された細胞防御メカニズムであると考えられている(Fire et al.,1999,Trends Genet.,15,358)。そのような外来遺伝子発現からの防御は,相同的一本鎖RNAまたはウイルスゲノムRNAを特異的に破壊する細胞応答により,宿主ゲノム中へのウイルス感染またはトランスポゾン要素のランダムインテグレーションに由来する二本鎖RNA(dsRNA)の産生に応答して進化してきた。細胞におけるdsRNAの存在は,まだ完全には特性決定されていないメカニズムにより,RNAi応答を引き起こす。このメカニズムは,蛋白質キナーゼPKRおよび2’,5’−オリゴアデニレートシンセターゼのdsRNA媒介性活性化によりリボヌクレアーゼLによるmRNAの非特異的切断が生ずるインターフェロン応答とは異なるようである。
【0297】
細胞中に長いdsRNAsが存在すると,ダイサーと称されるリボヌクレアーゼIII酵素の活性が刺激される。ダイサーは,dsRNAを短干渉RNA(siRNA)として知られる短い断片のdsRNAにプロセシングすることに関与している(Berstein et al.,2001,Nature,409,363)。ダイサー活性から得られる短干渉RNAsは,典型的には約21−23ヌクレオチドの長さであり,約19塩基対のデュープレックスを含む。ダイサーはまた,翻訳制御における関与が示唆される保存された構造の前駆体RNAから21および22ヌクレオチドの小さな一時的RNA(stRNA)を切り出すことに関与することが示唆されている(Hutvagner et al.,2001,Science,293,834)。RNAi応答はまた,一般にRNA誘導性サイレンシング複合体(RISC)と称されるsiRNAを含むエンドヌクレアーゼ複合体を特徴とし,これはsiRNAと相同な配列を有する一本鎖RNAの切断を媒介する。標的RNAの切断は,siRNAデュープレックスのガイド配列に相補的な領域の真中で生ずる(Elbashir et al.,2001,Genes Dev.,15,188)。
【0298】
短干渉RNAに媒介されるRNAiは種々の系で研究されてきた。Fire et al.(1998,Nature,391,806)は,C.Elegansにおいて最初にRNAiを観察した。Wianny and Goetz(1999,Nature Cell Biol.,2,70)は,マウス胚においてdsRNAにより媒介されるRNAiを記載する。Hammond et al.(2000,Nature,404,293)は,dsRNAでトランスフェクトしたショウジョウバエ細胞におけるRNAiを記載する。Elbashir et al.(2001,Nature,411,494)は,培養哺乳動物細胞,例えばヒト胚性腎臓細胞およびHeLa細胞において,合成21ヌクレオチドRNAのデュープレックスを導入することにより誘導されるRNAiを記載する。ショウジョウバエ胚溶解物における最近の研究は,効率的なRNAi活性を媒介するために必須であるsiRNAの長さ,構造,化学組成,および配列のある種の要件を明らかにした。これらの研究は,2ヌクレオチドの3’オーバラップを含む場合,21ヌクレオチドsiRNAデュープレックスが最も活性であることを示した。さらに,一方または両方のsiRNA鎖を2’−デオキシまたは2’−Oメチルヌクレオチドで置換するとRNAi活性が破壊されるが,3’−末端siRNAヌクレオチドをデオキシヌクレオチドで置換することは許容されることが示された。siRNAデュープレックスの中心におけるミスマッチ配列もまたRNAi活性を破壊することが示された。さらに,これらの研究はまた,標的RNAにおける切断部位の位置はsiRNAガイド配列の3’末端ではなく5’末端により規定されることを示した(Elbashir et al.,2001,EMBO J.,20,6877)。他の研究は,siRNAデュープレックスの標的相補鎖の5’−リン酸がsiRNA活性に必要であり,siRNAの5’−リン酸成分を維持するためにATPが用いられることを示した(Nykanen et al.,2001,Cell,107,309)。しかし,5’−リン酸を欠失するsiRNA分子は,外的に導入したとき活性であり,このことは,siRNA構築物の5’−リン酸化はインビボで生ずるかもしれないことを示唆する。
【0299】
酵素的核酸:現在,天然に生ずる酵素的RNAのいくつかの変種が知られている。さらに,いくつかのインビトロ選択(進化)戦略(Orgel,1979,Proc.R.Soc.London,B205,435)を用いて,ホスホジエステル結合の切断およびライゲーションを触媒しうる新たな核酸触媒が発展してきた(Joyce,1989,Gene,82,83−87;Beaudry et al.,1992,Science 257,635−641;Joyce,1992,Scientific American 267,90−97;Breaker et al.,1994,TIBTECH 12,268;Bartel et al.,1993,Science 261:1411−1418;Szostak,1993,TIBS 17,89−93;Kumar et al.,1995,FASEB J.,9,1183;Breaker,1996,Curr.Op.Biotech.,7,442;Santoro et al.,1997,Proc.Natl.Acad.Sci.,94,4262;Tang et al.,1997,RNA 3,914;Nakamaye&Eckstein,1994,(上掲);Long&Uhlenbeck,1994,(上掲);Ishizaka et al.,1995,(上掲);Vaish et al.,1997,Biochemisty36,6495。それぞれは,生理学的条件下で,ホスホジエステル結合をトランスで加水分解することを含む一連の反応を触媒することができる(したがって,他のRNA分子を切断しうる)。
【0300】
本発明の核酸分子は,HBVまたはHCV蛋白質の発現を妨害することができ,HBVまたはHCVのレベルに関連する疾病の治療または疾病の診断に用いることができる。
【0301】
酵素的核酸の酵素的性質は,治療を行うのに必要な核酸の濃度が低いなどの重要な利点を有する。この利点は,酵素的核酸分子が酵素的に作用する能力を反映している。すなわち,1つの酵素的核酸分子が多くの標的RNA分子を切断することができる。さらに,酵素的核酸分子は,高度に特異的な阻害剤であり,その阻害の特異性は,標的RNAへの結合の塩基対形成メカニズムのみならず,標的RNA切断のメカニズムにも依存する。切断の部位の近くにおける1つのミスマッチまたは塩基置換を選択して,酵素的核酸分子の触媒活性を完全に排除することができる。
【0302】
エンドヌクレアーゼ酵素活性を有する核酸分子は,ヌクレオチド塩基配列に特異的な様式で他の別のRNA分子を繰り返し切断することができる。適切な設計および構造を有するそのような酵素的核酸分子は,事実上すべてのRNA転写産物を標的とすることができ,インビトロで有効な切断を達成することができる(Zaug et al.,324,Nature 429 1986;Uhlenbeck,1987 Nature 328,596;Kim et al.,84 Proc.Natl.Acad.Sci. USA 8788,1987;Dreyfus,1988,Einstein Quart.J.Bio.Med.,6,92;Haseloff and Gerlach,334 Nature 585,1988;Cech,260 JAMA 3030,1988;Jefferies et al.,17 Nucleic Acids Research 1371,1989;Chartrand et al.,1995,Nucleic Acids Research 23,4092;Santoro et al.,1997(上掲))PNAS 94,4262)。
【0303】
その配列特異性のため,トランス切断酵素的核酸分子は,ヒトの疾患の治療剤として有望である(Usman&McSwiggen,1995 Ann.Rep.Med.Chem.30,285−294;Christoffersen and Marr,1995 J.Med.Chem.38,2023−2037)。酵素的核酸分子は,細胞性RNAのバックグラウンド中で特定のRNA標的を切断するよう設計することができる。そのような切断事象は,RNAを非機能性にし,そのRNAからの蛋白質発現を排除する。このようにして,疾患状態に関連する蛋白質の合成を選択的に阻害することができる(Warashina et al.,1999,Chenaistty and Biology,6,237−250)。
【0304】
本発明はまた,本発明の核酸デコイおよび/またはアプタマーを含むセンサードメインを有する核酸センサー分子またはアロザイムを特徴とする。核酸センサー分子のセンサードメインと分子標的,例えば,HCVまたはHBV標的(例えば,HBV RTおよび/またはHBV RTプライマー)との相互作用は,標的シグナリング分子の存在下で核酸センサー分子の活性が調節されるように,核酸センサー分子の酵素的核酸ドメインを活性化または不活性化することができる。核酸センサー分子は,標的分子の存在下で活性であるように設計してもよく,あるいは,分子標的の存在下で不活性であるように設計してもよい。例えば,核酸センサー分子は,配列(UUCA)n(式中,nは1−10の整数である)を有するセンサードメインを有するように設計する。非限定的例においては,HBV RTプライマーと核酸センサー分子のセンサードメインとの相互作用は,センサー分子が反応(例えばHBV RNAの切断を触媒)するように,核酸センサー分子の酵素的核酸ドメインを活性化することができる。この例においては,核酸センサー分子はHBV RTまたはHBV RTプライマーの存在下で活性化され,HBV感染を治療するための治療剤として用いることができる。あるいは,反応は標識核酸レポーター分子の切断またはライゲーションを含むことができ,ある系におけるHBVの存在を検出するのに有用な診断試薬を提供する。
【0305】
HCV標的部位
有用な核酸分子およびヌクレアーゼ活性化化合物またはキメラの標的は,以下の開示にしたがって決定することができる(Draper et al.,WO93/23569;Sullivan et al.,WO93/23057;Thompson et al.,WO94/02595;Draper et al.,WO95/04818;McSwiggen et al.,米国特許5,525,468)。ここでは,これらの文献に与えられるガイダンスを繰り返さず,以下にそのような方法の特定の例を提供するが,これらは当業者を限定するものではない。そのような標的に対する核酸分子およびヌクレアーゼ活性化化合物またはキメラを,これらの出願に記載されるように設計し,これもまた記載されるようにインビトロおよびインビボで試験すべく合成する。そのような核酸分子およびヌクレアーゼ活性化化合物またはキメラはまた,本明細書に記載されるように最適化し,輸送することができる。
【0306】
コンピュータフォールディングアルゴリズムを用いて,HCV RNAの配列を,最適な酵素的核酸標的部位についてスクリーニングした。酵素的核酸の切断部位を同定した。これらの部位は表XVIII,XIX,XXおよびXXIIIに示される(表中,すべての配列は5’から3'方向である)。表中,ヌクレオチド塩基の位置は,指示されたタイプの酵素的核酸分子により切断されるべき位置として示される。
【0307】
HCV RNAは,ある領域中では高度に相同性であるため,いくつかの酵素的核酸分子標的部位もまた相同性である。この場合,1つの酵素的核酸分子が異なる種類のHCV RNAを標的とするであろう。いくつかの種類のHCV RNAを標的とする1つの酵素的核酸分子の利点は,特に,これらのRNAの1またはそれ以上が疾患状態に寄与しているかもしれない場合に明らかである。
【0308】
酵素的核酸分子は,結合することができるように設計し,コンピュータフォールディングにより個別に分析して(Jaeger et al.,1989 Proc.Natl.Acad.Sci.USA,86,7706),酵素的核酸分子配列が適切な二次構造にフォールディングされるか否かを評価した。結合アームと触媒コアとの間に望ましくない分子内相互作用を有する酵素的核酸分子は考慮から除外する。種々の結合アームの長さを選択して,活性を最適化することができる。一般に,各アームに少なくとも5塩基あれば,標的RNAに結合するか,さもなくば相互作用することができる。酵素的核酸分子は,mRNAメッセージ中の種々の部位にアニーリングするよう設計した。結合アームは,上述の標的部位配列に相補的である。
【0309】
HBV標的部位
HBVを標的とする有用なリボザイムおよびアンチセンス核酸の標的は,Draper et al.,WO93/23569;Sullivan et al.,WO93/23057;Thompson et al.,WO94/02595;Draper et al.,WO95/04818;McSwiggen et al.,米国特許5,525,468に開示されるようにして決定することができる。他の例としては,疾病関連遺伝子の発現の不活性化に関する以下のPCT出願が挙げられる:WO95/23225,WO95/13380,WO94/02595。本明細書においては,これらの文書に提供されるガイダンスを繰り返さずに,以下にそのような方法の特定の例を記載するが,これらに限定されない。そのような標的に対するリボザイムおよびアンチセンスをこれらの出願に記載されるように設計し,合成して,やはりこれらに記載されるようにインビトロおよびインビボで試験する。ヒトHBV RNAの配列(例えば,受託番号AF100308.1;HBV株2−18;当業者はさらに別のHBV株をスクリーニングすることができる,他の可能性のある株については表IIIを参照)を,コンピュータフォールディングアルゴリズムを用いて最適な酵素的核酸およびアンチセンス標的部位についてスクリーニングした。アンチセンス,ハンマーヘッド,DNAザイム,NCH(イノザイム),アンバーザイム,チンザイムまたはG切断剤リボザイムの結合/切断部位を同定した。これらの部位は表V−XIに示される(表中,すべての配列は5’から3’方向である;Xは任意の塩基対形成配列であることができ,ここでは実際の配列は重要ではない)。表中,ヌクレオチド塩基の位置は,所定のタイプの酵素的核酸分子により切断されるべき部位として示される。表IVは,Draper,米国特許出願(07/882,712),1992年5月14日出願,表題"METHOD AND REAGENT FOR INHIBITING HEPATITIS B VIRUS REPLICATION"およびDraper et al.,国際公開WO93/23569,1993年4月29日出願,表題"METHOD AND REAGENT FOR INHIBITING VIRAL REPLICATION"において用いられた,Renbo et al.,1987,Sci.Sin.,30,507から選択された基質位置を示す。Stinchcomb et al.,WO95/23225において議論されているように,ヒト配列をスクリーニングしてその後に酵素的核酸分子および/またはアンチセンスを設計することができるが,マウスを標的とするリボザイムは,ヒトで試験する前に酵素的核酸分子および/またはアンチセンスの作用の有効性を試験するのに有用でありうる。
【0310】
アンチセンス,ハンマーヘッド,DNAザイム,NCH(イノザイム),アンバーザイム,チンザイムまたはG切断剤リボザイムの結合/切断部位は,上述したように同定した。核酸分子はコンピュータフォールディングにより個々に分析して(Jaeger et al.,1989 Proc.Natl.Acad.Sci.USA,86,7706),配列が適切な二次構造にフォールディングされるか否かを評価した。例えば結合アームと触媒コアとの間に望ましくない分子内相互作用を有する核酸分子は考慮から除外した。結合アームの長さを変化させて最適活性を選択することができる。
【0311】
アンチセンス,ハンマーヘッド,DNAザイム,NCH,アンバーザイム,チンザイムまたはG−切断剤リボザイムの結合/切断部位を同定し,RNA標的中の種々の部位にアニーリングするよう設計した。結合アームは,上述の標的部位配列に相補的である。核酸分子は化学的に合成した。用いた合成方法は,以下に,およびUsman et al.,1987J.Am.Chem.Soc.,109,7845;Scaringe et al.,1990 Nucleic Acids Res.,18,5433;Wincott et al.,1995 Nucleic Acids Res.23,2677−2684;およびCaruthers et al.,1992,Methods in Enzymology 211,3−19に記載される通常のDNA/RNA合成の方法にしたがう。
【0312】
核酸分子の合成
100ヌクレオチドを越える長さの核酸の合成は,自動化方法を用いては困難であり,そのような分子の治療的コストは非常に高くなる。本発明においては,好ましくは,小さい核酸モチーフ("小さい"とは,100ヌクレオチド以下の長さ,好ましくは80ヌクレオチド以下の長さ,最も好ましくは50ヌクレオチド以下の長さの核酸モチーフ,例えばデコイ核酸分子,アプタマー核酸分子アンチセンス核酸分子,酵素的核酸分子を表す)が外的輸送に用いられる。これらの分子は構造が簡単であるため,核酸が蛋白質および/またはRNA構造の標的領域に進入する能力が高い。本発明の例示的分子は化学的に合成するが,他の分子も同様に合成することができる。
【0313】
オリゴヌクレオチド(例えば,DNAオリゴヌクレオチド)は,Caruthers et al.,1992,Methods in Enzymology 211,3−19,Thompson et al.,国際公開99/54459,Wincott et al.,1995,Nucleic Acids Res.23,2677−2684,Wincott et al.,1997,Methods Mol.Bio.,74,59,Brennan et al.,1998,Biotechnol Bioeng.,61,33−45,およびBrennan,米国特許6,001,311に記載されるような,当該技術分野において知られるプロトコルを用いて合成する。オリゴヌクレオチドの合成には,一般の核酸保護基およびカップリング基,例えば5’末端にジメトキシトリチル,および3’末端にホスホルアミダイトを用いる。非限定的例においては,394 Applied Biosystems,Inc.合成器で,0.2μmolスケールのプロトコルで,2’−Oメチル化ヌクレオチドについては2.5分間のカップリング工程,および2’−デオキシヌクレオチドについては45秒間のカップリング工程で,小スケールの合成を行う。表IIは,合成サイクルで用いる試薬の量および接触時間の概要を示す。あるいは,0.2μmolスケールでの合成は,96ウエルプレート合成機,例えば,Protogene(Palo Alto,CA)により製造される装置で,サイクルに最少の改変を加えて行うことができる。2’−O−メチル残基の各カップリングサイクルにおいて,ポリマー結合5’−ヒドロキシルに対して33倍過剰(60μLの0.11M=6.6μmol)の2’−O−メチルホスホルアミダイトおよび105倍過剰のS−エチルテトラゾール(60μLの0.25M=15μmol)を用いることができる。デオキシ残基の各カップリングサイクルにおいて,ポリマー結合5’−ヒドロキシルに対して22倍過剰(40μLの0.11M=4.4μmol)のデオキシホスホルアミダイトおよび70倍過剰のS−エチルテトラゾール(40μLの0.25M=10μmol)を用いることができる。394Applied Biosystems,Inc.合成機における平均カップリング収率は,トリチル画分の比色定量により決定して,典型的には97.5−99%である。394Applied Biosystems,Inc.合成器で用いる他のオリゴヌクレオチド合成試薬は以下のとおりである:脱トリチル化溶液は塩化メチレン中3%TCA(ABI)であり;キャッピングは,THF中16%N−メチルイミダゾール(ABI)およびTHF中10%無水酢酸/10%2,6−ルチジン(ABI)中で行い;酸化溶液は,16.9mM I2,49mMピリジン,THF中9%水(PERSEPTIVE(登録商標))である。Burdick&Jackson合成等級アセトニトリルは,試薬瓶から直接用いる。S−エチルテトラゾール溶液(アセトニトリル中0.25M)は,American International Chemical,Inc.から入手した固体から作成する。あるいは,ホスホロチオエート結合の導入のために,ボーケージ試薬(3H1,2−ベンゾジチオール−3−オン1,1−ジオキシド,アセトニトリル中0.05M)を用いる。
【0314】
DNAに基づくオリゴヌクレオチドの脱保護は以下のように行う:ポリマー結合トリチルオンオリゴリボヌクレオチドを4mLのガラスねじ蓋バイアルに移し,40%水性メチルアミン(1mL)の溶液中で65℃で10分間懸濁した。−20℃に冷却した後,上清をポリマー支持体から除去した。支持体を1.0mLのEtOH:MeCN:H2O/3:1:1で3回洗浄し,ボルテックスし,次に上清を最初の上清に加えた。オリゴリボヌクレオチドを含む合わせた上清を乾燥して,白色粉末を得る。
【0315】
ある種のデコイ核酸分子および酵素的核酸分子を含む通常のRNAについて用いられる合成方法は,Usman et al.,1987 J.Am.Chem.Soc.,109,7845;Scaringe et al.,1990 Nucleic Acids Res.,18,5433;Wincott et al.,1995 Nucleic Acids Res.23,2677−2684;Wincott et al.,1997,Methods Mol.Bio.,74,59;に記載の方法にしたがい,慣用の核酸保護基およびカップリング基,例えば,5’末端にジメトキシトリチル,および3’末端にホスホルアミダイトを用いる。非限定的例においては,小スケールの合成は,394 Applied Biosystems,Inc.合成機で,改変した0.2μmolスケールのプロトコルを用いて,アルキルシリル保護ヌクレオチドについては7.5分間のカップリング工程を,2’−O−メチル化ヌクレオチドについては2.5分間のカップリング工程を行う。表IIは,合成サイクルにおいて用いる試薬の量および接触時間の概要を示す。あるいは,0.2μmolスケールでの合成は,96ウエルプレート合成機,例えば,Protogene(Palo Alto,CA)により製造される装置で,サイクルに最少の改変を加えて行うことができる。2’−O−メチル残基の各カップリングサイクルにおいて,ポリマー結合5’−ヒドロキシルに対して33倍過剰(60μLの0.11M=6.6μmol)のホスホルアミダイトおよび75倍過剰のS−エチルテトラゾール(60μLの0.25M=15μmol)を用いた。リボ残基の各カップリングサイクルにおいて,ポリマー結合5’−ヒドロキシルに対して66倍過剰(120μLの0.11M=13.2μumol)のアルキルシリル(リボ)保護ホスホルアミダイトおよび150倍過剰のS−エチルテトラゾール(120μLの0.25M=30μmol)を用いることができる。394 Applied Biosystems,Inc.合成機における平均カップリング収率は,トリチル画分の比色定量により決定して,典型的には97.5−99%である。394 Applied Biosystems,Inc.合成器で用いる他のオリゴヌクレオチド合成試薬は以下のとおりである:脱トリチル化溶液は塩化メチレン中3%TCA(ABI)であり;キャッピングは,THF中16%N−メチルイミダゾール(ABI)およびTHF中10%無水酢酸/10%2,6−ルチジン(ABI)中で行い;酸化溶液は,16.9mM I2,49mMピリジン,THF中9%水(PERSEPTIVE(登録商標))であった。Burdick&Jackson合成等級アセトニトリルは,試薬瓶から直接用いた。S−エチルテトラゾール溶液(アセトニトリル中0.25M)は,American International Chemical,Inc.から入手した固体から作成した。あるいは,ホスホロチオエート結合の導入のために,ボーケージ試薬(3H−1,2−ベンゾジチオール−3−オン1,1−ジオキシド,アセトニトリル中0.05M)を用いる。
【0316】
RNAの脱保護は,2ポットプロトコルまたは1ポットプロトコルのいずれかを用いて行う。2ポットプロトコルについては,ポリマー結合トリチルオンオリゴリボヌクレオチドを4mLのガラスねじ蓋バイアルに移し,40%水性メチルアミン(1mL)の溶液中で65℃で10分間懸濁する。−20℃に冷却した後,上清をポリマー支持体から除去する。支持体を1.0mLのEtOH:MeCN:H2O/3:1:1で3回洗浄し,ボルテックスし,次に上清を最初の上清に加える。オリゴリボヌクレオチドを含む合わせた上清を乾燥して,白色粉末を得る。塩基脱保護オリゴリボヌクレオチドを無水TEA/HF/NMP溶液(1.5mL N−メチルピロリジノン,750μL TEAおよび1.0mL TEA・3HFの溶液300μL,HF濃度1.4M)に再懸濁し,65℃に加熱する。1.5時間後,オリゴマーを1.5M NH4HCO3で急冷する。
【0317】
あるいは,1ポットプロトコルのためには,ポリマー結合トリチルオンオリゴリボヌクレオチドを4mLのガラスねじ蓋バイアルに移し,33%エタノール性メチルアミン/DMSO:1/1(0.8mL)の溶液中で,65℃で15分間懸濁する。バイアルを室温にする。TEA・3HF(0.1mL)を加え,バイアルを65℃で15分間加熱する。試料を−20℃に冷却し,次に1.5M NH4HCO3で急冷する。
【0318】
トリチルオンオリゴマーの精製のためには,急冷したNH4HCO3溶液を,アセトニトリル,続いて50mM TEAAで予備洗浄したC−18含有カートリッジに負荷する。負荷したカートリッジを水で洗浄した後,RNAを0.5%TFAで13分間脱トリチル化する。次にカートリッジを水で再び洗浄し,1M NaClで塩交換し,再び水で洗浄する。次に,30%アセトニトリルでオリゴヌクレオチドを溶出する。
【0319】
不活性ハンマーヘッドリボザイムまたは減弱化対照(BAC)オリゴヌクレオチド)は,G5をUで,A14をUで置換することにより合成する(番号付けは,Hertel,K.J., et al.,1992, Nucleic Acids Res.,20,3252による)。同様に,他の核酸デコイ分子に1またはそれ以上のヌクレオチド置換を導入して分子を不活性化し,そのような分子は負の対照として働くことができる。
【0320】
平均段階カップリング収率は,典型的には>98%である(Wincott et al.,1995 Nucleic Acids Res.23,2677−2684)。当業者は,合成のスケールは,上述の例より大きくまたは小さく,例えば,限定されないが,96ウエルのフォーマットに適合させることができること,および,重要なすべては,反応において用いられる化学物質の比率であることを認識するであろう。
【0321】
あるいは,本発明の核酸分子は,別々に合成して,合成後に例えばライゲーションにより一緒につなげてもよい(Moore et al.,1992,Science 256,9923;Draper et al.国際公開WO93/23569;Shabarova et al.,1991,Nucleic Acids Research 19,4247;Bellon et al.,1997,Nucleosides&Nucleotides,16,951;Bellon et al.,1997,Nucleosides&Nucleotides,Bellon et al.,1997,Bioconjugate Chem.8,204)。
【0322】
本発明の核酸分子は,広範囲に修飾して,ヌクレアーゼ耐性基,例えば,2’−アミノ,2’−C−アリル,2’−フルオロ,2’−O−メチル,2’−Hによる修飾により安定性を高める(概説としてはUsman and Cedergren,1992,TIBS17,34;Usman et al.,1994,Nucleic Acids Symp.Ser.31,163を参照)。リボザイムは,一般的な方法を用いてゲル電気泳動により精製するか,または高速液体クロマトグラフィー(HPLC;Wincott et al.,(上掲)を参照,その全体を本明細書の一部としてここに引用する)により精製し,水に再懸濁する。
【0323】
化学的に合成した,この研究において有用な核酸分子の配列は,表XI,XV,XX,XXI,XXIIおよびXXIIIに示される。表IV−XI,XIV−XVおよびXVIII−XXIIIに記載される核酸配列は,リボヌクレオチドで,または他のヌクレオチドまたは非ヌクレオチドで形成することができる。そのような核酸配列は,表において特定的に記載される配列と同等である。
【0324】
本発明の核酸分子の活性の最適化
血清リボヌクレアーゼによる分解を防止する修飾(塩基,糖および/またはリン酸)を有する,化学的に合成された核酸分子は,その抗力が高まるであろう(例えば,Eckstein et al.,国際公開WO92/07065;Perrault et al.,1990 Nature 344,565;Pieken et al.,1991 Science 253,314;Usman and Cedergren,1992 Trends in Biochem.Sci.17,334;Usman et al.,国際公開WO93/15187;Rossi et al.,国際公開WO91/03162;Sproat,米国特許5,334,711;Gold et al.,US6,300,074およびBurgin et al.,(上掲)を参照(これらはすべて本明細書の一部としてここに引用する)。上述の参考文献はすべて,本明細書に記載される核酸分子の塩基,リン酸および/または糖成分になしうる種々の化学修飾を記載する。細胞中におけるその抗力を増強する修飾,およびオリゴヌクレオチドの合成時間を短縮し化学物質の必要性を減少するために核酸分子から塩基を除去することが望ましい。
【0325】
当該技術分野には,そのヌクレアーゼ安定性および効力を有意に増強することができる,核酸分子(例えば酵素的核酸分子)中に導入することができる糖,塩基およびリン酸修飾を記述するいくつかの例がある。例えば,オリゴヌクレオチドは,ヌクレアーゼ耐性基,例えば,2’−アミノ,2’−C−アリル,2'−フルオロ,2’−O−メチル,2’−O−アリル,2'−H,ヌクレオチド塩基修飾で修飾することにより,安定性を高め,および/または生物学的活性を増強するために修飾される(総説については,Usman and Cedergren,1992 TITBS 17,34;Usman et al.,1994 Nucleic Acids Symp.Ser.31,163;Burgin et al.,1996 Biochemisty 35,14090を参照)。核酸分子の糖修飾は,当該技術分野において広く記載されている(Eckstein et al.,国際公開WO92/07065;Perrault et al.Nature 1990,344,565−568;Pieken et al.Science 1991,253,314−317;Usman and Cedergren,Trends in Biochem.Sci.1992,17,334−339;Usman et al.国際公開WO93/15187;Sproat,米国特許5,334,711,Beigelman et al.,1995 J.Biol.Chem.270,25702;Beigelman et al.,国際公開WO97/26270;Beigelman et al.,米国特許5,716,824;Usman et al.,米国特許5,627,053;Woolf et al.,国際公開WO98/13526;Thompson et al.,米国特許出願60/082,404,1998年4月20日出願;Karpeisky et al.,1998,Tetrahedron Lett.,39,1131;Earnshaw and Gait,1998,Biopolymers(Nucleic Acid Sciences),48,39−55;Verma and Eckstein,1998,Annu.Rev.Biochem.,67,99−134;およびBurlina et al.,1997,Bioorg.Med.Chem.,5,1999−2010を参照,これらの参考文献はすべて,その全体を本明細書の一部としてここに引用する)。これらの刊行物は,触媒活性を阻害することなく,糖,塩基および/またはリン酸修飾等をリボザイム中に組み込む位置を決定する一般的方法および戦略を記載しており,本明細書の一部としてここに引用する。このような教示の観点から,本明細書に記載されるものと同様の修飾を用いて,本発明の核酸分子を修飾することができる。
【0326】
ホスホロチオエート,ホスホロチオエート,および/または5’−メチルホスホネート結合によるオリゴヌクレオチドのヌクレオチド間結合の化学修飾は安定性を改良するが,過剰な修飾はある種の毒性を引き起こしうる。したがって,核酸分子を設計する場合,これらのヌクレオチド間結合の量は最小にすべきである。これらの結合の濃度を減少させると,毒性が低下し,これらの分子の効力が増加し特異性が高くなるはずである。
【0327】
活性を維持するかまたは増強させる化学的修飾を有する核酸分子が提供される。そのような核酸はまた,一般に非修飾核酸よりヌクレアーゼに対してより耐性が高い。したがって,インビトロおよび/またはインビボで,活性は顕著に低下しないはずである。調節が目的である場合,外的に輸送された治療用核酸分子は,最適には,望ましくない蛋白質のレベルが低下するのに充分長い時間標的RNAの翻訳が調節されるまで細胞内で安定であるべきである。この時間は,疾病状態に依存して数時間から数日まで様々であろう。RNAおよびDNAの化学合成の改良(Wincott et al.,1995 Nucleic Acids Res.23,2677;Caruthers et al.,1992,Methods in Enzymology 211,3−19(本明細書の一部としてここに引用する))により,上述したように,ヌクレオチド修飾を導入してそのヌクレアーゼ安定性を増強させることにより,核酸分子を修飾する可能性が拡大した。
【0328】
1つの態様においては,本発明の核酸分子は1またはそれ以上のGクランプヌクレオチドを含む。Gクランプヌクレオチドは,修飾シトシン類似体であり,ここで,修飾は,デュープレックス中の相補的グアニンのワトソン・クリックおよびフーグスティーン面の両方の水素結合の能力を与える。例えば,Lin and Matteucci,1998,J.Am.Chem.Soc.,120,8531−8532を参照。オリゴヌクレオチド中の単一のGクランプ類似体置換は,相補的オリゴヌクレオチドにハイブリダイズしたときのらせん熱安定性およびミスマッチ識別性を実質的に増強することができる。そのようなヌクレオチドを本発明の核酸分子中に取り込ませることにより,核酸標的に対する親和性および特異性の両方が増強される。別の態様においては,本発明の核酸分子は1またはそれ以上のLNA"ロックされた核酸"ヌクレオチド,例えば,2’,4’−Cメチレンビシクロヌクレオチドを含む(例えば,Wengel et al.,国際公開WO00/66604およびWO99/14226を参照)。
【0329】
別の態様においては,本発明は,HBVまたはHCVを標的とする核酸分子のコンジュゲートおよび/または複合体を特徴とする。そのようなコンジュゲートおよび/または複合体は,生物系,例えば細胞への分子の輸送を容易にするために用いることができる。本発明により提供されるコンジュゲートおよび複合体は,治療用化合物を細胞膜を超えて輸送し,薬物動態学を変更し,および/または本発明の核酸分子の局在化を調節することにより,治療的活性を与えることができる。本発明は,分子,例えば,限定されないが,小分子,脂質,リン脂質,ヌクレオシド,ヌクレオチド,核酸,抗体,トキシン,負に荷電したポリマーおよび他のポリマー,例えば,蛋白質,ペプチド,ホルモン,炭水化物,ポリエチレングリコール,またはポリアミンを,細胞膜を横切って輸送するための,新規コンジュゲートおよび複合体の設計および合成を包含する。一般に,記載されるトランスポーターは,個々にまたは多成分系の一部として,分解性リンカー付きでまたはなしで用いるよう設計される。これらの化合物は,血清の存在下または非存在下で本発明の核酸分子を異なる組織に由来する多数の細胞タイプに輸送および/または局在化することを改良すると予測される(Sullenger and Cech,US5,854,038を参照)。本明細書に記載される分子のコンジュゲートは,生物分解性のリンカー,例えば生物分解性核酸リンカー分子を介して,生物学的に活性な分子に結合させることができる。
【0330】
本明細書において用いる場合,"生物分解性核酸リンカー分子"との用語は,1つの分子を別の分子,例えば,生物学的に活性な分子に接続するための生物分解性リンカーとして設計される核酸分子を表す。生物分解性核酸リンカー分子の安定性は,リボヌクレオチド,デオキシリボヌクレオチド,および化学的に修飾されたヌクレオチド,例えば,2’−O−メチル,2’−フルオロ,2’−アミノ,2’−O−アミノ,2’−C−アリル,2’−O−アリル,および他の2’−修飾または塩基修飾ヌクレオチドの種々の組み合わせを用いることにより改変することができる。生物分解性核酸リンカー分子は,ダイマー,トリマー,テトラマー,またはより長い核酸分子,例えば,約,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,または20ヌクレオチドの長さのオリゴヌクレオチドであることができ,またはリンに基づく結合,例えば,ホスホルアミデートまたはホスホジエステル結合を有する単一のヌクレオチドを含むことができる。生物分解性核酸リンカー分子はまた,核酸骨格,核酸糖,または核酸塩基修飾を含むことができる。
【0331】
本明細書において用いる場合,"生物分解性"との用語は,生物学的系における分解,例えば酵素的分解または化学的分解を表す。
【0332】
本明細書において用いる場合,"生物学的に活性な分子"との用語は,系において生物学的応答を導き出すかまたは調節することができる化合物または分子を表す。本発明により企図される生物学的に活性な分子の非限定的例としては,治療上活性な分子,例えば,抗体,ホルモン,抗ウイルス,ペプチド,蛋白質,化学療法剤,小分子,ビタミン,補因子,ヌクレオシド,ヌクレオチド,オリゴヌクレオチド,酵素的核酸,アンチセンス核酸,トリプレックス形成オリゴヌクレオチド,2,5−Aキメラ,siRNA,dsRNA,アロザイム,アプタマー,デコイおよびこれらの類似体が含まれる。本発明の生物学的に活性な分子には,他の生物学的に活性な分子の薬物動態学および/または薬力学を調節することができる分子,例えば,脂質およびポリマー,例えば,ポリアミン,ポリアミド,ポリエチレングリコールおよび他のポリエーテルも含まれる。
【0333】
本明細書において用いる場合,"リン脂質"との用語は,少なくとも1つのリン基を含む疎水性分子を表す。例えば,リン脂質は,リン含有基および,OH,COOH,オキソ,アミン,または置換もしくは未置換アリール基で任意に置換されていてもよい飽和または不飽和アルキル基を含むことができる。
【0334】
外的に輸送された治療用核酸分子(例えば,デコイ核酸分子)は,最適には,HBVまたはHCV DNAのレベルを低下させるのに充分長い時間プレゲノムRNAが逆転写されるまで細胞内で安定である。核酸分子は,有効な細胞内治療用薬剤として機能するために,ヌクレアーゼに対して耐性である。上述するように,本発明および当該技術分野において記載される核酸分子の化学合成の改良は,ヌクレオチド修飾を導入してそのヌクレアーゼ安定性を高めることにより,核酸分子を修飾する可能性を拡大した。
【0335】
さらに別の態様においては,酵素的活性を維持するかまたは増強させる化学的修飾を有する核酸分子が提供される。そのような核酸はまた,一般に非修飾核酸よりヌクレアーゼに対してより耐性が高い。すなわち,インビトロおよび/またはインビボで,活性は顕著に低下しないはずである。本明細書に例示されるように,そのような核酸分子は,全体の活性が10倍低下したとしても,インビトロおよび/またはインビボにおいて有用である(Burgin et al.,1996,Biochemistry,35,14090)。
【0336】
本発明の核酸に基づく分子を用いることは,組み合わせ療法(例えば,異なる遺伝子を標的とする複数のアンチセンス,核酸デコイ,または核酸アプタマー分子;既知の小分子調節剤と結合させた核酸分子;または分子の組み合わせ(異なるモチーフのものおよび/または他の化学的または生物学的分子を含む)を用いる断続的治療)の可能性を提供することにより,疾病進行のよりよい治療につながるであろう。核酸分子による患者の治療はまた,異なるタイプの核酸分子の組み合わせを含む。
【0337】
別の観点においては,核酸分子は5’および/または3’−キャップ構造を含む。
【0338】
"キャップ構造"とは,オリゴヌクレオチドのいずれかの末端に組み込まれている化学的修飾を意味する(例えば,Wincott et al.,WO97/26270(本明細書の一部としてここに引用する)を参照)。これらの末端修飾は,核酸分子をエキソヌクレアーゼ分解から保護し,輸送および/または細胞中の局在化を助けるであろう。キャップは5’−末端(5’−キャップ)に存在してもよく,または3’−末端(3’−キャップ)に存在してもよく,両方の末端に存在してもよい。非限定的例においては,5’−キャップは,反転無塩基残基(成分);4’,5’−メチレンヌクレオチド;1−(ベータ−D−エリスロフラノシル)ヌクレオチド,4’−チオヌクレオチド;炭素環式ヌクレオチド;1,5−アンヒドロヘキシトールヌクレオチド;L−ヌクレオチド;アルファ−ヌクレオチド;修飾塩基ヌクレオチド;ホスホロジチオエート結合;スレオ−ペントフラノシルヌクレオチド;非環状3’,4’−セコヌクレオチド;非環状3,4−ジヒドロキシブチルヌクレオチド;非環状3,5−ジヒドロキシペンチルヌクレオチド,3’−3’−反転ヌクレオチド成分;3’−3’−反転無塩基成分;3’−2’−反転ヌクレオチド成分;3’−2’−反転無塩基成分;1,4−ブタンジオールリン酸;3’−ホスホルアミデート;ヘキシルリン酸;アミノヘキシルリン酸;3’−リン酸;3’−ホスホロチオエート;ホスホロジチオエート;または架橋または非架橋メチルホスホネート成分からなる群より選択される(詳細には,Wincott et al.,国際公開WO97/26270(本明細書の一部としてここに引用する)を参照)。
【0339】
さらに別の好ましい態様においては,3’−キャップは,4’,5’−メチレンヌクレオチド;1−(ベータ−D−エリスロフラノシル)ヌクレオチド;4’−チオヌクレオチド,炭素環式ヌクレオチド;5’−アミノ−アルキルリン酸;1,3−ジアミノ−2−プロピルリン酸;3−アミノプロピルリン酸;6−アミノヘキシルリン酸;1,2−アミノドデシルリン酸;ヒドロキシプロピルリン酸;1,5−アンヒドロヘキシトールヌクレオチド;L−ヌクレオチド;アルファ−ヌクレオチド;修飾塩基ヌクレオチド;ホスホロジチオエート;スレオペントフラノシルヌクレオチド;非環状3’,4’セコヌクレオチド;3,4−ジヒドロキシブチルヌクレオチド;3,5−ジヒドロキシペンチルヌクレオチド,5’−5’−反転ヌクレオチド成分;5’−5’−反転無塩基成分;5’−ホスホルアミデート;5’−ホスホロチオエート;1,4−ブタンジオールリン酸;5’−アミノ;架橋および/または非架橋5’−ホスホルアミデート,ホスホロチオエートおよび/またはホスホロジチオエート,架橋または非架橋メチルホスホネートおよび5’−メルカプト成分からなる群より選択される(より詳細には,Beaucage and Iyer,1993,Tetrahedron 49,1925(本明細書の一部としてここに引用する)を参照)。
【0340】
"非ヌクレオチド"との用語は,1またはそれ以上のヌクレオチドユニットの代わりに核酸鎖中に導入することができ,糖および/またはリン酸置換のいずれかを含み,残りの塩基がその酵素的活性を発揮することを可能とする任意の基または化合物を意味する。基または化合物は,一般に認識されているヌクレオチド塩基,例えば,アデノシン,グアニン,シトシン,ウラシルまたはチミンを含まない場合,無塩基である。
【0341】
本明細書において用いる場合,"アルキル"との用語は,飽和脂肪族炭化水素を表し,直鎖,分枝鎖の"イソアルキル",および環状アルキル基が含まれる。"アルキル"との用語はまた,アルコキシ,アルキル−チオ,アルキル−チオ−アルキル,アルコキシアルキル,アルキルアミノ,アルケニル,アルキニル,アルコキシ,シクロアルケニル,シクロアルキル,シクロアルキルアルキル,ヘテロシクロアルキル,ヘテロアリール,C1−C6ヒドロカルビル,アリールまたは置換アリール基を含む。好ましくは,アルキル基は1−12個の炭素を有する。より好ましくは,これは約1−7個の炭素,より好ましくは約1−4個の炭素を有する低級アルキルである。アルキル基は置換されていてもされていなくてもよい。置換されている場合,置換基は,好ましくは,ヒドロキシ,オキシ,チオ,アミノ,ニトロ,シアノ,アルコキシ,アルキル−チオ,アルキル−チオ−アルキル,アルコキシアルキル,アルキルアミノ,シリル,アルケニル,アルキニル,アルコキシ,シクロアルケニル,シクロアルキル,シクロアルキルアルキル,ヘテロシクロアルキル,ヘテロアリール,C1−C6ヒドロカルビル,アリールまたは置換アリール基を含む。"アルキル"との用語はまた,少なくとも1つの炭素−炭素二重結合を含むアルケニル基を含み,これには直鎖,分枝鎖,および環状基が含まれる。好ましくは,アルケニル基は,約2−12個の炭素を有する。より好ましくは,これは約2−7個の炭素,より好ましくは約2−4個の炭素を有する低級アルケニルである。アルケニル基は置換されていてもされていなくてもよい。置換されている場合,置換基は,好ましくは,ヒドロキシ,オキシ,チオ,アミノ,ニトロ,シアノ,アルコキシ,アルキル−チオ,アルキル−チオアルキル,アルコキシアルキル,アルキルアミノ,シリル,アルケニル,アルキニル,アルコキシ,シクロアルケニル,シクロアルキル,シクロアルキルアルキル,ヘテロシクロアルキル,ヘテロアリール,C1−C6ヒドロカルビル,アリールまたは置換アリール基を含む。"アルキル"との用語はまた,少なくとも1つの炭素−炭素三重結合を含むアルキニル基を含み,これには直鎖,分枝鎖,および環状基が含まれる。好ましくは,アルキニル基は約2−12個の炭素を有する。より好ましくは,これは約2−7個の炭素,より好ましくは約2−4個の炭素を有する低級アルキニルである。アルキニル基は置換されていてもされていなくてもよい。置換されている場合,置換基は,好ましくは,ヒドロキシ,オキシ,チオ,アミノ,ニトロ,シアノ,アルコキシ,アルキル−チオ,アルキル−チオ−アルキル,アルコキシアルキル,アルキルアミノ,シリル,アルケニル,アルキニル,アルコキシ,シクロアルケニル,シクロアルキル,シクロアルキルアルキル,ヘテロシクロアルキル,ヘテロアリール,C1−C6ヒドロカルビル,アリールまたは置換アリール基を含む。本発明のアルキル基または成分はまた,アリール,アルキルアリール,炭素環式アリール,複素環アリール,アミドおよびエステル基を含んでいてもよい。アリール基の好ましい置換基は,ハロゲン,トリハロメチル,ヒドロキシル,SH,OH,シアノ,アルコキシ,アルキル,アルケニル,アルキニル,およびアミノ基である。"アルキルアリール"基とは,アリール基(上で定義したとおりである)に共有結合しているアルキル基(上で定義したとおりである)を表す。炭素環式アリールは,芳香族環上の環原子がすべて炭素原子である基である。炭素原子は任意に置換されていてもよい。複素環式アリール基は,約1−3個の複素原子を芳香族環の環原子として有し,残りの環原子が炭素原子である基である。適当な複素原子には,酸素,イオウ,および窒素が含まれ,フラニル,チエニル,ピリジル,ピロリル,N−低級アルキルピロロ,ピリミジル,ピラジニル,イミダゾリル等が含まれ,すべて任意に置換されていてもよい。"アミド"とは,−C(O)−NH−R(Rは,アルキル,アリール,アルキルアリールまたは水素である)を表す。"エステル"とは,C(O)−OR’(Rは,アルキル,アリール,アルキルアリールまたは水素である)を表す。
【0342】
本明細書において用いる場合,"アルコキシアルキル"との用語は,アルキル−O−アルキルエーテル,例えば,メトキシエチルまたはエトキシメチルを表す。
【0343】
本明細書において用いる場合,"アルキル−チオ−アルキル"との用語は,アルキル−S−アルキルチオエーテル,例えば,メチルチオメチルまたはメチルチオエチルを表す。
【0344】
本明細書において用いる場合,"アミノ化"との用語は,有機分子中にアミノ基または置換アミンを導入するプロセスを表す。
【0345】
本明細書において用いる場合,"環外アミン保護成分"との用語は,オリゴヌクレオチド合成に適合した核酸塩基アミノ保護基,例えば,アシルまたはアミド基を表す。
【0346】
本明細書において用いる場合,"アルケニル"との用語は,少なくとも1つの炭素−炭素二重結合を含む所定の数の炭素原子の直鎖または分枝鎖の炭化水素を表す。
【0347】
"アルケニル"の例には,ビニル,アリル,および2−メチル−3−ヘプテンが含まれる。
【0348】
本明細書において用いる場合,"アルコキシ"との用語は,酸素架橋を介して親分子成分に結合している所定の数の炭素原子のアルキル基を表す。アルコキシ基の例としては,例えば,メトキシ,エトキシ,プロポキシおよびイソプロポキシが挙げられる。
【0349】
本明細書において用いる場合,"アルキニル"との用語は,少なくとも1つの炭素−炭素三重結合を含む,所定の数の炭素原子の直鎖または分枝鎖の炭化水素を表す。
【0350】
"アルキニル"の例としては,プロパルギル,プロピンおよび3−ヘキシンが挙げられる。
【0351】
本明細書において用いる場合,"アリール"との用語は,少なくとも1つの芳香族環を含む芳香族炭化水素環系を表す。芳香族環は,任意に他の芳香族炭化水素環または非芳香族環と縮合していてもよく,結合していてもよい。アリール基の例としては,例えば,フェニル,ナフチル,1,2,3,4−テトラヒドロナフタレンおよびビフェニルが挙げられる。アリール基の好ましい例には,フェニルおよびナフチルが含まれる。
【0352】
本明細書において用いる場合,"シクロアルケニル"との用語は,少なくとも1つの炭素−炭素二重結合を含むC3−C8の環状炭化水素を表す。シクロアルケニルの例としては,シクロプロペニル,シクロブテニル,シクロペンテニル,シクロペンタジエン,シクロヘキセニル,1,3−シクロヘキサジエン,シクロヘプテニル,シクロペプタトリエニル,およびシクロオクテニルが挙げられる。
【0353】
本明細書において用いる場合,"シクロアルキル"との用語は,C3−C8の環状炭化水素を表す。シクロアルキルの例としては,シクロプロピル,シクロブチル,シクロペンチル,シクロヘキシル,シクロヘプチルおよびシクロオクチルが挙げられる。
【0354】
本明細書において用いる場合,"シクロアルキルアルキル"との用語は,上で定義したアルキル基により親分子成分に結合したC3−C7のシクロアルキル基を表す。シクロアルキルアルキル基の例としては,シクロプロピルメチルおよびシクロペンチルエチルが挙げられる。
【0355】
本明細書において用いる場合,"ハロゲン"または"ハロ"との用語は,フッ素,塩素,臭素およびヨウ素を示すことを表す。
【0356】
本明細書において用いる場合,"ヘテロシクロアルキル"との用語は,窒素,酸素,およびイオウから選択される少なくとも1つの複素原子を含有する非芳香族環系を表す。ヘテロシクロアルキル環は,任意に,他のヘテロシクロアルキル環および/または非芳香族性炭化水素環と縮合していてもよく,結合していてもよい。好ましいヘテロシクロアルキル基は,3−7員である。ヘテロシクロアルキル基の例としては,例えば,ピペラジン,モルホリン,ピペリジン,テトラヒドロフラン,ピロリジン,およびピラゾールが挙げられる。好ましいヘテロシクロアルキル基としては,ピペリジニル,ピペラジニル,モルホリニル,およびピロリジニルが挙げられる。
【0357】
本明細書において用いる場合,"ヘテロアリール"との用語は,窒素,酸素およびイオウから選択される少なくとも1つの複素原子を含有する芳香族環系を表す。ヘテロアリール環は,1またはそれ以上のヘテロアリール環,芳香族性または非芳香族性炭化水素環またはヘテロシクロアルキル環と縮合してもよく,あるいは結合していてもよい。ヘテロアリール基の例としては,例えば,ピリジン,フラン,チオフェン,5,6,7,8−テトラヒドロイソキノリンおよびピリミジンが挙げられる。ヘテロアリール基の好ましい例としては,チエニル,ベンゾチエニル,ピリジル,キノリル,ピラジニル,ピリミジル,イミダゾリル,ベンゾイミダゾリル,フラニル,ベンゾフラニル,チアゾリル,ベンゾチアゾリル,イソキサゾリル,オキサジアゾリル,イソチアゾリル,ベンズイソチアゾリル,トリアゾリル,テトラゾリル,ピロリル,インドリル,ピラゾリル,およびベンゾピラゾリルが挙げられる。
【0358】
本明細書において用いる場合,"C1−C6ヒドロカルビル"との用語は,1−6個の炭素原子を有し,1またはそれ以上の炭素−炭素二重結合または三重結合を任意に有していてもよい直鎖,分枝鎖,または環状アルキル基を表す。ヒドロカルビル基の例としては,例えば,メチル,エチル,プロピル,イソプロピル,n−ブチル,sec−ブチル,tert−ブチル,ペンチル,2−ペンチル,イソペンチル,ネオペンチル,ヘキシル,2−ヘキシル,3−ヘキシル,3−メチルペンチル,ビニル,2−ペンテン,シクロプロピルメチル,シクロプロピル,シクロヘキシルメチル,シクロヘキシルおよびプロパルギルが挙げられる。本明細書において,1または2個の二重結合または三重結合を含有するC1−C6ヒドロカルビルと称する場合,これは,アルキル中に1つの二重結合または三重結合用に少なくとも2つの炭素が存在し,2つの二重結合または三重結合用に少なくとも4個の炭素が存在することであることが理解される。
【0359】
本明細書において用いる場合,"ヌクレオチド"との用語は,リン酸化糖とN−グリコシル結合した複素環窒素塩基を表す。ヌクレオチドは,当該技術分野においては,天然塩基(標準的),および当該技術分野においてよく知られる修飾塩基を含むと認識されている。そのような塩基は,一般にヌクレオチド糖成分の1’位に位置する。ヌクレオチドは一般に,塩基,糖およびリン酸基を含む。ヌクレオチドは,糖,リン酸および/または塩基成分において修飾されていてもされていなくてもよい(互換的に,ヌクレオチド類似体,修飾ヌクレオチド,非天然ヌクレオチド,非標準的ヌクレオチド等とも称される。例えば,Usman and McSwiggen(上掲);Eckstein et al.,国際公開WO92/07065;Usman et al.,国際公開WO93/15187;Uhlman&Peyman,(上掲)(すべて本明細書の一部としてここに引用する)を参照)。当該技術分野において知られる修飾核酸塩基のいくつかの例があり,Limbach et al.,1994,Nucleic Acids Res.22,2183にまとめられている。核酸中に導入することができる化学的に修飾したおよび他の天然の核酸塩基のいくつかの非限定的例としては,例えば,イノシン,プリン,ピリジン−4−オン,ピリジン−2−オン,フェニル,シュードウラシル,2,4,6−トリメトキシベンゼン,3−メチルウラシル,ジヒドロウリジン,ナフチル,アミノフェニル,5−アルキルシチジン(例えば5−メチルシチジン),5−アルキルウリジン(例えばリボチミジン),5−ハロウリジン(例えば5−ブロモウリジン)または6−アザピリミジンまたは6−アルキルピリミジン(例えば6−メチルウリジン),プロピン,ケソシン,2−チオウリジン,4−チオウリジン,ワイブトシン,ワイブトキソシン,4−アセチルシチジン,5−(カルボキシヒドロキシメチル)ウリジン,5’−カルボキシメチルアミノメチル−2−チオウリジン,5−カルボキシメチルアミノメチルウリジン,ベータ−D−ガラクトシルケオシン,1−メチルアデノシン,1−メチルイノシン,2,2−ジメチルグアノシン,3−メチルシチジン,2メチルアデノシン,2−メチルグアノシン,N6−メチルアデノシン,7−メチルグアノシン,5−メトキシアミノメチル−2−チオウリジン,5−メチルアミノメチルウリジン,5−メチルカルボニルメチルウリジン,5−メチルオキシウリジン,5−メチル−2−チオウリジン,2−メチルチオ−N6−イソペンテニルアデノシン,ベータ−D−マンノシルケオシン,ウリジン−5−オキシ酢酸,2−チオシチジン,トレオニン誘導体およびその他のものが挙げられる(Burgin et al.,1996,Biochemistry,35,14090;Uhlman&Peyman,上掲)。この観点において,"修飾塩基"とは,1’位におけるアデニン,グアニン,シトシンおよびウラシル以外のヌクレオチド塩基またはそれらの同等物を意味する。そのような塩基は,任意の位置で,例えば,酵素的核酸分子の触媒コア中でおよび/または核酸分子の基質結合領域中で用いることができる。
【0360】
本明細書において用いる場合,"ヌクレオシド"との用語は,糖とのNグリコシル結合における複素環窒素性塩基を表す。当該技術分野においては,ヌクレオシドは,天然塩基(標準),および当該技術分野においてよく知られる修飾塩基を含むと認識されている。そのような塩基は,一般に,ヌクレオシド糖成分の1’位に位置する。ヌクレオシドは,一般に,塩基,糖およびリン酸基を含む。ヌクレオシドは,糖,リン酸および/または塩基成分において,修飾されていても修飾されていなくてもよい(ヌクレオシド類似体,修飾ヌクレオシド,非天然ヌクレオシド,非標準的ヌクレオシドおよび他のものとして互換的に称される。例えば,Usman and McSwiggen,(上掲);Eckstein et al.,国際公開92/07065;Usman et al.,国際公開93/15187;Uhlman&Peyman,(上掲)を参照,すべて本明細書の一部としてここに引用する)。修飾核酸塩基のいくつかの例が当該技術分野において知られるており,Limbach et al.,1994,Nucleic Acids Res.22,2183にまとめられている。核酸中に導入することができる化学的に修飾された塩基および他の天然の核酸塩基の非限定的例には,イノシン,プリン,ピリジン−4−オン,ピリジン−2−オン,フェニル,シュードウラシル,2,4,6−トリメトキシベンゼン,3メチルウラシル,ジヒドロウリジン,ナフチル,アミノフェニル,5−アルキルシチジン(例えば,5−メチルシチジン),5−アルキルウリジン(例えば,リボチミジン),5−ハロウリジン(例えば,5−ブロモウリジン)または6−アザピリミジンまたは6−アルキルピリミジン(例えば,6−メチルウリジン),プロピン,ケソシン,2−チオウリジン,4−チオウリジン,ワイブトシン,ワイブトキソシン,4−アセチルシチジン,5−(カルボキシヒドロキシメチル)ウリジン,5’−カルボキシメチルアミノメチル−2−チオウリジン,5−カルボキシメチルアミノメチルウリジン,ベータ−D−ガラクトシルケソシン,1−メチルアデノシン,1−メチルイノシン,2,2−ジメチルグアノシン,3−メチルシチジン,2−メチルアデノシン,2−メチルグアノシン,N6−メチルアデノシン,7−メチルグアノシン,5−メトキシアミノメチル−2−チオウリジン,5−メチルアミノメチルウリジン,5メチルカルボニルメチルウリジン,5−メチルオキシウリジン,5−メチル−2−チオウリジン,2−メチルチオ−N6−イソペンテニルアデノシン,ベータ−D−マンノシルケソシン,ウリジン−5−オキシ酢酸,2−チオシチジン,トレオニン誘導体および他のものが含まれる(Burgin et al.,1996,Biochemistry,35,14090;Uhlman&Peyman,(上掲))。この観点において"修飾塩基"とは,1’位におけるアデニン,グアニン,シトシンおよびウラシル以外のヌクレオシド塩基またはその同等物を意味する。このような塩基は,任意の位置で,例えば酵素的核酸分子の触媒コア中でおよび/または核酸分子の基質結合領域中で用いることができる。
【0361】
1つの態様においては,本発明はリン酸骨格修飾を有する修飾核酸分子を特徴とし,これは1またはそれ以上のホスホロチオエート,ホスホロジチオエート,メチルホスホネート,モルホリノ,アミデート,カルバメート,カルボキシメチル,アセトアミデート,ポリアミド,スルホネート,スルホンアミド,スルファメート,ホルムアセタール,チオホルムアセタール,および/またはアルキルシリル置換を含む。オリゴヌクレオチド骨格修飾の概説については,Hunziker and Leumann,1995,Nucleic Acid Analogues:Synthesis and Properties,Modern Synthetic Methods,VCH,331−417,およびMesmaeker et al.,1994,Novel Backbone Replacements for Oligonucleotides,Carbohydrate Modifications in Antisense Research,ACS,24−39を参照。これらの参考文献は本明細書の一部としてここに引用する。
【0362】
本明細書において用いる場合,"無塩基"との用語は,1’位置において塩基を欠失しているか,または塩基の代わりに他の化学基を有する糖成分,例えば,3’,3’−結合または5’,5’−結合デオキシ無塩基リボース誘導体を意味する(詳細については,Wincott et al.,国際公開97/26270を参照)。
【0363】
本明細書において用いる場合,"非修飾ヌクレオシド"との用語は,β−D−リボ−フラノースの1’炭素に結合した塩基,アデニン,シトシン,グアニン,チミン,ウラシルの1つを意味する。
【0364】
本明細書において用いる場合,"修飾ヌクレオシド"との用語は,非修飾ヌクレオチドの塩基,糖および/またはリン酸の化学構造中に修飾を含む任意のヌクレオチド塩基を意味する。
【0365】
本発明において記載される2’−修飾ヌクレオチドに関して,"アミノ"とは,2’−NH2または2’−O−NH2を意味し,これは修飾されていてもされていなくてもよい。そのような修飾基は,例えば,Eckstein et al.,米国特許5,672,695およびMatulic−Adamic et al.,WO98/28317(いずれも本明細書の一部としてここに引用する)に記載されている。
【0366】
核酸(例えば,酵素的核酸,アンチセンス,デコイ,アプタマー,siRNA,トリプレックスオリゴヌクレオチド,2,5−Aオリゴヌクレオチドおよび他の核酸分子)構造に対する種々の修飾を作成して,これらの分子の有用性を高めることができる。例えば,このような修飾は,製品寿命,インビトロの半減期,安定性,およびそのようなオリゴヌクレオチドを標的部位に導入する容易さを高め,例えば,細胞膜の透過性を高め,標的とする細胞を認識し結合する能力を付与するであろう。
【0367】
これらの分子の使用は,組み合わせ療法の可能性を提供することにより,疾病の進行のよりよい治療につながるであろう(例えば,異なる遺伝子を標的とする多数の核酸分子,既知の小分子阻害剤とカップリングさせた核酸分子,または核酸分子(異なる核酸分子モチーフを含む)および/または他の化学的または生物学的分子の組み合わせによる間欠的治療)。核酸分子を用いる患者の治療にはまた,異なる種類の核酸分子の組み合わせが含まれる。1またはそれ以上の標的に対する酵素的核酸分子(異なる酵素的核酸分子モチーフを含む),アンチセンス,デコイ,アプタマーおよび/または2−5Aキメラ分子の混合物を含む療法を案出して,疾病の症状を軽減することができる。
【0368】
核酸分子の投与
核酸分子の輸送の方法は,Akhtar et al.,(1992,Trends Cell Bio.,2,139)およびDelivery Strategies for Antisense Oligonucleotide Therapeutics,ed.Akhtar,1995,Maurer et al.,1999,Mol.Membr.Biol.,16,129−140;Hofland and Huang,1999,Handb.Exp.Plaarfnacol.,137,165−192;およびLee et al.,2000,ACS Symp.Ser.,752,184−192に記載されている。Sullivan et al.,PCT WO94/02595は,さらに,酵素的核酸分子を輸送するための一般的な方法を記載する。これらのプロトコルを用いて,事実上いかなる核酸分子も輸送することができる。核酸分子は当業者に知られる種々の方法によって細胞に投与することができ,これにはリポソームへの封入,イオントホレシス,または他のベヒクル,例えば,ヒドロゲル,シクロデキストリン,生分解性ナノカプセル,および生体接着性小球体への組み込み,または蛋白質性ベクターによるものが含まれるが,これらに限定されない(O’Hare and Normand,国際公開WO00/53722)。あるいは,核酸/ベヒクルの組み合わせは,直接注入によりまたは注入ポンプを用いて局所的に輸送することができる。本発明の核酸分子の直接注入は,標準的な針とシリンジの方法論を用いて,または例えばConry et al.,1999,Cliva.Cancer Res.,5,2330−2337およびBarry et al.,国際公開WO99/31262に記載される無針手法により,皮下,筋肉内,または皮膚内に行うことができる。本発明の分子は医薬品として用いることができる。医薬品は,患者における疾病状態を予防し,発症を調節しまたは治療する(症状をある程度,好ましくは症状をすべて軽減する)。
【0369】
すなわち,本発明は,1またはそれ以上の本発明の核酸を許容しうる担体,例えば,安定剤,緩衝液等の中に含む医薬組成物を特徴とする。本発明の負に荷電したポリヌクレオチド(例えば,RNA,DNAまたは蛋白質)は,医薬組成物を形成するために安定化剤,緩衝剤等を用いて,または用いることなく,任意の標準的手段により患者に投与および導入することができる。リポソーム輸送メカニズムを用いることが望ましい場合,リポソームの処方のための標準的プロトコルに従うことができる。本発明の組成物はまた,経口投与用の錠剤,カプセルまたはエリキシル;直腸投与用の座剤;無菌溶液;注射投与用の懸濁液および当該技術分野において知られた組成物等として,処方して用いることもできる。
【0370】
本発明はまた,記載される化合物の薬学的に許容しうる処方を含む。これらの処方には,上述の化合物の塩,例えば,酸付加塩(例えば,塩酸,シュウ酸,酢酸およびベンゼンスルホン酸の塩)が含まれる。
【0371】
医薬組成物または処方は,細胞または患者への投与(例えば全身投与),好ましくはヒトへの投与に適当な形態の組成物または処方を表す。適当な形態は,部分的には,使用する投与経路(例えば経口,経皮,または注射)に依存する。そのような形態は,組成物または処方が標的細胞(すなわち,負に荷電した核酸が輸送されることが望まれる細胞)に到達することを妨害してはならない。例えば,血流中に注入される医薬組成物は可溶性でなければならない。他の因子は当該技術分野において知られており,例えば,毒性,および組成物または処方がその効果を発揮することを妨害する形態等を考慮することが含まれる。
【0372】
"全身投与"とは,インビボでの全身吸収,または血流中における薬剤の蓄積の後に全身に分配されることを意味する。全身的吸収をもたらす投与経路には,静脈内,皮下,腹腔内,吸入,経口,肺内および筋肉内が含まれるが,これらに限定されない。これらの投与経路のそれぞれは,所望の負に荷電したポリマー(例えば核酸)をアクセス可能な疾患組織に暴露する。薬剤が循環中に入る速度は,分子量またはサイズの関数であることが示されている。本発明の化合物を含むリポソームまたは他の薬剤担体を使用することにより,薬剤を,例えば,あるタイプの組織(例えば網状内皮系(RES)の組織)に局在化させることが可能である。薬剤と細胞(例えば白血球およびマクロファージ)の表面との会合を容易にすることができるリポソーム処方もまた有用である。この方法は,マクロファージおよび白血球による異常な細胞(例えば癌細胞)の免疫認識の特異性を利用することにより,薬剤の標的細胞への輸送を増強するであろう。
【0373】
"薬学的に許容しうる処方"とは,本発明の核酸分子をその所望の活性に最も適した物理学的位置に有効に分布させることができる組成物または処方を意味する。本発明の核酸分子とともに処方するのに適した薬剤の非限定的例には以下のものが含まれる:CNS中への薬剤の侵入を促進することができるP−糖蛋白質阻害剤(Pluronic P85等)(Jolliet−Riant and Tillement,1999,Fundam.Clin.Pharmacol.,13,16−26);大脳内移植後の徐放輸送用の生分解性ポリマー,例えばポリ(DL−ラクチド−coグリコリド)微小球(Emerich,DF et al,1999,Cell移植,8,47−58)Alkermes,Inc.Cambridge,MA;および薬剤を脳血管関門を越えて輸送することができ,神経の取り込みメカニズムを変更しうる,例えばポリブチルシアノアクリレートから作成される充填されたナノ粒子(ProgNeuropsychopharmacol Biol Psychiatry,23,941−949,1999)。本発明の核酸分子の輸送戦略の他の非限定的例には,Boado et al.,1998,J.Pharm.Sci.,87,1308−1315;Tyler et al.,1999,FEBS Lett.,421,280−284;Pardridge et al.,1995,PNAS USA.,92,5592−5596;Boado,1995,Adv.Drug Delivery Rev.,15,73−107;Aldrian−Herrada et al.,1998,Nucleic Acids Res.,26,4910−4916;およびTyler et al.,1999,PNAS USA.,96,7053−7058に記載されるものが含まれる。
【0374】
本発明はまた,ポリ(エチレングリコール)脂質(PEG−修飾,または長期間循環リポソームまたはステルスリポソーム)を含む,表面修飾リポソームを含む組成物の使用を特徴とする。これらの処方は,標的組織における薬剤の蓄積を増加させる方法を提供する。この種類の薬剤担体は,単核食細胞システム(MPSまたはRES)によるオプソニン作用および排除に抵抗性であり,したがって,封入された薬剤の血流循環時間を長くし,組織への暴露を増強する(Lasic et al.Chem.Rev.1995,95,2601−2627;Ishiwata et al.,Chem.Pharm.Bull.1995,43,1005−1011)。そのようなリポソームは,おそらくは脈管新生標的組織における溢出および捕獲のため,腫瘍中に選択的に蓄積することが示されている(Lasic et al.,Science 1995,267,1275−1276;Oku et al.,1995,Biochim.Biophys.Acta,1238,86−90)。長期間循環リポソームは,特に,MPSの組織で蓄積することが知られている慣用のカチオン性リポソームと比べて,DNAおよびRNAの薬物動態学および薬力学を増強する(Liu et al.,J.Biol.Chem.1995,42,24864−24870;Choi et al.,国際公開WO96/10391;Ansell et al.,国際公開WO96/10390;Holland et al.,国際公開WO96/10392)。長期間循環リポソームはまた,代謝的に攻撃的なMPS組織,例えば肝臓および脾臓における蓄積を回避するその能力に基づいて,カチオン性リポソームと比較して薬剤をヌクレアーゼ分解からより強く保護するようである。
【0375】
本発明はまた,薬学的に有効量の所望の化合物を薬学的に許容しうる担体または希釈剤中に含む,保存または投与用に調製される組成物を含む。治療用途に用いるための許容しうる担体または希釈剤は,医薬の技術分野においてよく知られており,例えばRemington's Pharmaceutical Sciences,Mack Publishing Co.(A.R.Gennaro edit.1985)(本明細書の一部としてここに引用する)に記載されている。例えば,保存剤,安定剤,染料,および風味剤を用いることができる。これらには,安息香酸ナトリウム,ソルビン酸,およびp−ヒドロキシ安息香酸のエステルが含まれる。さらに,抗酸化剤および懸濁剤を用いてもよい。
【0376】
薬学的に有効な用量とは,疾患状態の予防,発症の阻害または治療(症状をある程度緩和し,好ましくはすべての症状を緩和する)に必要な用量である。薬学的に有効な用量は,疾患の種類,用いる組成物,投与の経路,治療する哺乳動物の種類,考慮中の特定の哺乳動物の物理学的特性,同時投与される薬剤,および医薬の分野の当業者が認識するであろう他の因子によって異なる。一般に,負に荷電したポリマーの効力に依存して,0.1mg/kg−100mg/kg体重/日の活性成分を投与する。
【0377】
本発明はまた,薬学的に有効量の所望の化合物を薬学的に許容しうる担体または希釈剤中に含む,保存または投与用に調製される組成物を含む。治療用途に用いるための許容しうる担体または希釈剤は,医薬の技術分野においてよく知られており,例えばRemington's Pharmaceutical Sciences,Mack Publishing Co.(A.R.Gennaroedit.1985)(本明細書の一部としてここに引用する)に記載されている。例えば,保存剤,安定剤,染料,および風味剤を用いることができる。これらには,安息香酸ナトリウム,ソルビン酸,およびp−ヒドロキシ安息香酸のエステルが含まれる。さらに,抗酸化剤および懸濁剤を用いてもよい。
【0378】
薬学的に有効な用量とは,疾患状態の予防,発症の阻害または治療(症状をある程度緩和し,好ましくはすべての症状を緩和する)に必要な用量である。薬学的に有効な用量は,疾患の種類,用いる組成物,投与の経路,治療する哺乳動物の種類,考慮中の特定の哺乳動物の物理学的特性,同時投与される薬剤,および医薬の分野の当業者が認識するであろう他の因子によって異なる。一般に,負に荷電したポリマーの効力に依存して,0.1mg/kg−100mg/kg体重/日の活性成分を投与する。
【0379】
本発明の核酸分子は,慣用的な無毒性の薬学的に許容しうる担体,アジュバントおよびベヒクルを含む用量単位処方中で,経口的に,局所的に,非経口的に,吸入またはスプレーにより,または直腸に投与することができる。本明細書において用いる場合,非経口的との用語には,経皮,皮下,血管内(例えば,静脈内),筋肉内,または包膜内注射または注入の手法等が含まれる。さらに,本発明の核酸分子および薬学的に許容しうる担体を含む医薬処方が提供される。1またはそれ以上の本発明の核酸分子は,1またはそれ以上の無毒性の薬学的に許容しうる担体および/または希釈剤,および/またはアジュバント,および所望の場合には他の活性成分とともに存在することができる。本発明の核酸分子を含有する医薬組成物は,経口使用に適した形,例えば,錠剤,トローチ剤,菱形剤,水性または油性懸濁液,分散可能な粉体または顆粒,乳剤,硬カプセルまたは軟カプセル,またはシロップまたはエリキシル剤の形であることができる。
【0380】
経口で使用することが意図される組成物は,医薬組成物の製造について当該技術分野において知られる任意の方法にしたがって製造することができ,そのような組成物は,薬学的に洗練された口に合う製品を提供するために,1またはそれ以上のそのような甘味剤,芳香剤,着色剤または保存剤を含んでいてもよい。錠剤は,錠剤の製造に適した無毒性の薬学的に許容しうる賦形剤との混合物として活性成分を含む。これらの賦形剤は,例えば,不活性希釈剤,例えば,炭酸カルシウム,炭酸ナトリウム,ラクトース,リン酸カルシウムまたはリン酸ナトリウム;顆粒化剤および崩壊剤,例えば,コーンスターチ,またはアルギン酸;結合剤,例えば,デンプン,ゼラチンまたはアラビアゴム,および潤滑剤,例えば,ステアリン酸マグネシウム,ステアリン酸またはタルクでありうる。錠剤は被覆しなくてもよく,既知の手法により被覆してもよい。場合によっては,既知の手法によりそのような被覆を調製して,崩壊および胃腸管における吸収を遅延させ,このことによりより長い期間の持続作用を与えることができる。例えば,遅延用材料,例えばグリセリルモノステアレートまたはグリセリルジステアレートを用いることができる。
【0381】
経口使用のための処方は,活性成分が不活性固体希釈剤,例えば,炭酸カルシウム,リン酸カルシウムまたはカオリンと混合されている硬ゼラチンカプセル,または活性成分が水または油状媒体,例えば,ピーナッツ油,液体パラフィンまたはオリーブ油と混合されている軟ゼラチンカプセルであってもよい。
【0382】
水性懸濁液は,水性懸濁液の製造に適した賦形剤との混合物中に活性物質を含む。そのような賦形剤は,懸濁剤,例えば,カルボキシメチルセルロースナトリウム,メチルセルロース,ヒドロプロピル−メチルセルロース,アルギン酸ナトリウム,ポリビニルピロリドン,トララガントガムおよびアラビアゴムである。分散剤または湿潤剤は,天然に生ずるホフファチド,例えば,レシチン,またはアルキレンオキサイドと脂肪酸との縮合生成物,例えば,ステアリン酸ポリオキシエチレン,またはエチレンオキサイドと長鎖脂肪族アルコールとの縮合生成物,例えば,ヘプタデカエチレンオキシセタノール,またはエチレンオキサイドと脂肪酸およびヘキシトールから誘導された部分エステルとの縮合生成物,例えば,ポリオキシエチレンソルビトールモノオレエート,またはエチレンオキサイドと脂肪酸および無水ヘキシトールから誘導された部分エステルとの縮合生成物,例えば,ポリエチレンソルビタンモノオレエートであってもよい。水性懸濁液はまた,1またはそれ以上の保存剤,例えば,エチル−,またはn−プロピル−p−ヒドロキシベンゾエート,1またはそれ以上の着色剤,1またはそれ以上の芳香剤,および1またはそれ以上の甘味剤,例えばショ糖またはサッカリンを含んでいてもよい。
【0383】
油性懸濁液は,活性成分を植物油,例えば,アラキス油,オリーブ油,ゴマ油またはココナッツ油,または無機油,例えば液体パラフィン中に懸濁させることにより処方することができる。油性懸濁液は,増粘剤,例えば,密ロウ,硬パラフィンまたはセチルアルコールを含むことができる。甘味剤および芳香剤を加えて,口に合う経口製品を得ることができる。これらの組成物は,抗酸化剤,例えばアスコルビン酸を加えることにより保存することができる。
【0384】
水を加えることにより水性懸濁液を製造するのに適した分散可能な粉体および顆粒は,活性成分を,分散剤または湿潤剤,懸濁剤および1またはそれ以上の保存剤との混合物中で与える。適当な分散剤または湿潤剤または懸濁剤は,上で例示したとおりである。さらに別の賦形剤,例えば,甘味剤,芳香剤および着色剤が存在していてもよい。
【0385】
本発明の医薬組成物はまた,水中油エマルジョンの形であってもよい。油相は,植物油またはミネラルオイルまたはこれらの混合物であってもよい。適当な乳化剤としては,天然に生ずるガム,例えば,アラビアゴムまたはトラガガントゴム,天然に生ずるホスファチド類,例えば,大豆,レクチン,および脂肪酸から誘導されるエステルまたは部分エステルおよびヘキシトール,無水物,例えば,ソルビタンモノオレエート,および前記部分エステルとエチレンオキサイドとの縮合生成物,例えば,ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエートが挙げられる。エマルジョンは,甘味料および芳香剤を含んでいてもよい。
【0386】
シロップおよびエリキシルは,甘味剤,例えば,グリセロール,プロピレングリコール,ソルビトール,グルコースまたはショ糖を用いて処方することができる。このような処方はまた,粘滑剤,保存剤および甘味料および着色料を含んでいてもよい。医薬組成物は,滅菌した注射可能な水性または油性の懸濁液の形であってもよい。この懸濁液は,上述した適当な分散剤または湿潤剤および懸濁剤を用いて,当該技術分野において知られるように処方することができる。滅菌した注射可能な製品はまた,無毒性の非経口的に許容可能な希釈剤または溶媒中の滅菌した注射可能な溶液または懸濁液,例えば,1,3−ブタンジオール中の溶液であってもよい。用いることのできる許容可能なベヒクルおよび溶媒の例は,水,リンゲル溶液および等張塩化ナトリウム溶液である。さらに,滅菌し,凝固させた油を溶媒または懸濁媒体として便利に用いることができる。この目的のためには,任意の非刺激性の凝固させた油,例えば,合成のモノグリセリドまたはジグリセリドを用いることができる。さらに,脂肪酸,例えば,オレイン酸を注射可能な薬剤の製造において用いることができる。
【0387】
本発明の核酸分子はまた,例えば,薬剤の直腸投与用に,座剤の形で投与することができる。これらの組成物は,薬剤を,通常の温度では固体であるが直腸温度では液体であり,したがって直腸中で溶融して薬剤を放出する適当な非刺激性賦形剤と混合することにより製造することができる。そのような材料としては,カカオバターおよびポリエチレングリコールが挙げられる。
【0388】
本発明の核酸分子は,滅菌媒体中で非経口的に投与することができる。薬剤は,使用するベヒクルおよび濃度に応じて,ベヒクル中に懸濁されていてもよく,溶解されていてもよい。アジュバント,例えば局所麻酔剤,保存剤および緩衝剤をベヒクル中に溶解することも有利である。
【0389】
上述した状態の治療には,体重1キログラムあたり1日あたり約0.1mg−約140mgのオーダーの投与量レベルが有用である(患者あたり1日あたり約0.5mg−約7g)。担体物質と組み合わせて1回投与量形を生成することができる活性成分の量は,治療される宿主および投与の特定のモードに依存して様々であろう。投与量単位形は,一般に,約1mg−約500mgの活性成分を含むであろう。
【0390】
しかし,特定の患者についての特定の投与量レベルは,種々の因子,例えば,用いる特定の化合物の活性,年齢,体重,一般的健康状態,性別,食事,投与時間,投与経路,および排出速度,薬剤の組み合わせ,および治療をしている特定の疾病の重篤性に依存することが理解されるであろう。
【0391】
ヒト以外の動物に投与するためには,組成物を動物飼料または飲料水に加えてもよい。動物が治療上適当な量の組成物を飼料とともに接種できるよう,動物飼料および飲用水組成物を処方することが便利であろう。飼料または飲料水に加えるように組成物をプレミックスとして製造することも便利であろう。
【0392】
本発明の核酸分子はまた,他の治療用化合物と組み合わせて患者に投与して,全体的治療効果を高めることができる。ある適応症の治療に複数の化合物を用いることにより,副作用の存在を低下させながら有益な効果を高めることができる。
【0393】
1つの態様においては,本発明は,特定の細胞タイプ,例えば肝細胞に本発明の核酸分子を投与するのに適した組成物を提供する。例えば,アシアロ糖蛋白質レセプター(ASGPr)(Wu and Wu,1987,J.Biol.Chem.262,4429−4432)は,肝細胞に独特であり,分枝鎖ガラクトース末端糖蛋白質,例えばアシアロオロソムコイド(ASOR)に結合する。そのような糖蛋白質または合成グリココンジュゲートのレセプターへの結合は,オリゴサッカライド鎖の分枝の程度に強く依存する親和性で生ずる。例えば,三触角構造は,二触角または一触角鎖より高い親和性で結合する(Baenziger and Fiete,1980,Cell,22,611−620;Connolly et al.,1982,J.Biol.Chem.,257,939−945)。Lee and Lee(1987,Glycoconjugate J.,4,317−328)は,ガラクトースと比較してレセプターに対してより高い親和性を有するN−アセチル−D−ガラクトースアミンを炭水化物成分として用いることによりこの高い特異性を得た。この"クラスタリング効果"はまた,マンノシル末端糖蛋白質またはグリココンジュゲートの結合および取込についても記載されている(Ponpipom et al.,1981,J.Med.Client.,24,1388−1395)。ガラクトースおよびガラクトースアミンに基づくコンジュゲートを使用して外来性化合物を細胞膜を超えて輸送することは,肝疾患,例えばHBV感染または肝細胞癌の治療に標的化輸送方法を提供することができる。また,バイオコンジュゲートの使用により,治療に必要な治療用化合物の必要用量を低下させることができる。さらに,本発明の核酸バイオコンジュゲートを使用することにより,治療的生物利用性,薬力学,および薬物動態学的パラメータを調節することができる。
【0394】
あるいは,本発明の核酸分子のある種のものは,細胞中で真核生物プロモーターから発現させることができる(例えば,Izant and Weintraub,1985 Science 229,345;McGarry andLindquist,1986 Proc.Natl.Acad.Sci. USA 83,399;Scanlon et al.,1991,Proc.Natl.Acad.Sci. USA ,88,10591−5;Kashani−Sabet et al.,1992 Antisense Res.Dev.,2,3−15;Dropulic et al.,1992 J.Virol 66,1432−41;Weerasinghe et al.,1991 J.Virol,65,5531−4;Ojwang et al.,1992 Proc.Natl.Acad.Sci. USA 89,10802−6;Chen et al.,1992 Nucleic Acids Res.,20,4581−9;Sarver et al.,1990 Science 247,1222−1225;Thompson et al.,1995 Nucleic Acids Res.23,2259;Good et al.,1997,Gene Therapy,4,45;すべての参考文献は,その全体を本明細書の一部としてここに引用する))。当業者は,真核生物細胞中で任意の核酸を適当なDNA/RNAベクターから発現させることができることを認識するであろう。そのような核酸の活性は,それらをリボザイムにより一次転写産物から放出させることにより増大させることができる(Draper et al.,PCT WO93/23569,Sullivan et al.,PCT WO94/02595;Ohkawa et al.,1992 Nucleic Acids Symp.Ser.,27,15−6;Taira et al.,1991, Nucleic Acids Res.,19,5125−30;Ventura et al.,1993 Nucleic Acids Res.,21,3249−55;Chowrira et al.,1994 J.Biol.Chem.269,25856;すべての参考文献はその全体を本明細書の一部としてここに引用する)。
【0395】
本発明の別の観点においては,本発明のRNA分子は,好ましくはDNAまたはRNAベクター中に挿入された転写ユニットから発現される(例えばCouture et al.,1996,TIG.,12,510を参照)。組換えベクターは,好ましくはDNAプラスミドまたはウイルスベクターである。リボザイムを発現するウイルスベクターは,アデノ随伴ウイルス,レトロウイルス,アデノウイルス,またはアルファウイルスに基づいて構築することができるが,これらに限定されない。好ましくは,核酸分子を発現しうる組換えベクターは,上述のように輸送され,標的細胞中に残留する。あるいは,核酸分子の過渡的発現を与えるウイルスベクターを用いることもできる。そのようなベクターは,必要に応じて繰り返し投与することができる。いったん発現されれば,核酸分子は標的mRNAに結合する。核酸分子を発現するベクターの輸送は,全身的(例えば,静脈内または筋肉内投与により),患者から外植された標的細胞に投与した後,患者に再導入することにより,または所望の標的細胞中への導入を可能とする他のいずれかの手段により行うことができる(総説については,Couture et al.,1996,TIG.,12,510を参照)。
【0396】
本発明の1つの観点においては,本発明の核酸分子の少なくとも1つをコードする核酸配列を含む発現ベクターが開示される。本発明の核酸分子をコードする核酸配列は,その核酸分子の発現を可能とする様式で動作可能なように連結されている。
【0397】
本発明の別の観点においては,本発明は,以下を含む発現ベクターを特徴とする:a)転写開始領域(例えば真核生物pol I,IIまたはIIIの開始領域);b)転写終止領域(例えば真核生物pol I,IIまたはIIIの終止領域);c)本発明の核酸触媒の少なくとも1つをコードする遺伝子を含み,前記配列は,前記核酸分子の発現および/または輸送を可能とする様式で,前記開始領域および前記終止領域に動作可能なように連結されている。ベクターは,任意に,本発明の核酸触媒をコードする遺伝子の5'側または3’側に動作可能なように連結された蛋白質のオープンリーディングフレーム(ORF);および/またはイントロン(介在配列)を含んでいてもよい。
【0398】
核酸分子配列の転写は,真核生物RNAポリメラーゼI(pol I),RNAポリメラーゼII(pol II),またはRNAポリメラーゼIII(pol III)のプロモーターにより推進される。pol IIまたはpol IIIプロモーターからの転写産物は,すべての細胞において高いレベルで発現されるであろう。所定の細胞タイプ中における所定のpol IIプロモーターのレベルは,近くに存在する遺伝子制御配列(エンハンサー,サイレンサー等)の性質に依存するであろう。原核生物RNAポリメラーゼ酵素が適当な細胞中で発現される限り,原核生物RNAポリメラーゼプロモーターもまた用いられる(Elroy−Stein and Moss,1990 Proc.Natl.Acad.Sci. USA ,87,6743−7;Gao and Huang 1993 Nucleic Acids Res.,21,2867−72;Lieberet.al.,1993 Methods Enzymol.,217,47−66;Zhou et al.,1990 Mol.Cell.Biol.,10,4529−37,これらの文献はすべて本明細書の一部としてここに引用する)。何人かの研究者が,そのようなプロモーターから発現した核酸分子,例えばリボザイムが哺乳動物細胞中で機能しうることを示している(例えば,Kashani−Sabet et al.,1992 Antisense Res.Dev.,2,3−15;Ojwang et al.,1992 Proc.Natl.Acad.Sci. USA ,89,10802−6;Chen et al.,1992 Nucleic Acids Res.,20,4581−9;Yu et al.,1993 Proc.Natl.Acad.Sci. USA ,90,6340−4;L'Huillier et al.,1992 EMBO J.11,4411−8;Lisziewicz et al.,1993 Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.,90,8000−4;Thompson et al.,1995 Nucleic Acids Res.23,2259;Sullenger&Cech,1993,Science,262,1566)。より詳細には,転写ユニット,例えばU6小核(snRNA),転移RNA(tRNA)およびアデノウイルスVA RNAをコードする遺伝子に由来するものは,細胞中において高濃度の所望のRNA分子(例えばリボザイム)を生成するのに有用である(Thompson et al.,(上掲);Couture and Stinchcomb,1996,(上掲);Noonberg et al.,1994,Nucleic Acid Res.,22,2830;Noonberg et al.,米国特許5,1624,803;Good et al.,1997,Gene Ther.4,45;Beicrelman et al.,国際公開WO96/18736;(これらのすべての刊行物を本明細書の一部としてここに引用する)。上述のリボザイム転写ユニットは,哺乳動物細胞中に導入するために種々のベクター中に組み込むことができる。ベクターとしては,プラスミドDNAベクター,ウイルスDNAベクター(例えばアデノウイルスまたはアデノ随伴ウイルスベクター),またはウイルスRNAベクター(例えばレトロウイルスまたはアルファウイルスベクター)が挙げられるが,これらに限定されない(総説については,Couture and Stinchcomb,1996,(上掲)を参照)。
【0399】
本発明のさらに別の観点は,本発明の核酸分子の少なくとも1つをコードする核酸配列を,その核酸分子の発現を可能とする様式で含む発現ベクターを特徴とする。1つの態様においては,発現ベクターは,a)転写開始領域;b)転写終止領域;c)前記核酸分子の少なくとも1つをコードする遺伝子を含み;前記遺伝子は,前記核酸分子の発現および/または輸送を可能とする様式で,前記開始領域および前記終止領域に動作可能なように連結されている。別の態様においては,発現ベクターは,a)転写開始領域;b)転写終止領域;c)オープンリーディングフレーム;d)前記核酸分子の少なくとも1つをコードする遺伝子を含み,前記遺伝子は,前記オープンリーディングフレームの3'−末端に動作可能なように連結されており,前記遺伝子は,前記核酸分子の発現および/または輸送を可能とする様式で,前記開始領域,前記オープンリーディングフレームおよび前記終止領域に動作可能なように連結されている。さらに別の態様においては,発現ベクターは,a)転写開始領域;b)転写終止領域;c)イントロン;d)前記核酸分子の少なくとも1つをコードする遺伝子を含み;前記遺伝子は,前記核酸分子の発現および/または輸送を可能とする様式で,前記開始領域,前記イントロンおよび前記終止領域に動作可能なように連結されている。別の態様においては,発現ベクターは,a)転写開始領域;b)転写終止領域;c)イントロン;d)オープンリーディングフレーム;e)前記核酸分子の少なくとも1つをコードする遺伝子を含み,前記遺伝子は,前記オープンリーディングフレームの3'−末端に動作可能なように連結されており,前記遺伝子は,前記核酸分子の発現および/または輸送を可能とする様式で,前記開始領域,前記イントロン,前記オープンリーディングフレームおよび前記終止領域に動作可能なように連結されている。
【0400】
インターフェロン
タイプIインターフェロン(IFN)は,25種類以上のIFN−αのファミリー(Pesta,1986,Methods Enzymol.119,3−14),ならびにIFN−β,およびIFN−ωを含む,一群の天然のサイトカインである。進化的には同じ遺伝子に由来するものであるが(Diaz et al.,1994,Genomics 22,540−552),これらの分子の一次配列には多くの差異があり,生物学的活性が進化的に分岐してきたことが暗示される。すべてのタイプIのIFNは,IFNが細胞表面レセプターに結合することから始まる生物学的効果の共通のパターンを共有する(Pfeffer&Strulovici,1992,Transmembrane secondary messengers for IFN−α/β.In:Interferon.Principles and Medical Applications.,S.Baron,D.H.Coopenhaver,F.Dianzani,W.R.Fleischmann Jr.,T.K.Hughes Jr.,G.R.Kimpel,D.W.Niesel,G.J.Stanton,and S.K.Tyring,eds.151−160)。結合した後,ヤヌス(Janus)チロシンキナーゼおよびSTAT蛋白質等のチロシンキナーゼが活性化され,いくつかのIFN−刺激性遺伝子産物が産生される(Johnson et al.,1994,Sci.Am.270,68−75)。IFN−刺激性遺伝子産物は,抗ウイルス,抗増殖および免疫調節効果,サイトカイン誘導,およびHLAクラスIおよびクラスII制御を含む,タイプI IFNの多面的な生物学的効果の原因である(Pestka et al.,1987,Annu.Rev.Biochem 56,727)。IFN−刺激性遺伝子産物の例としては,2−5−オリゴアデニレートシンターゼ(2−5 OAS),β2−ミクログロブリン,ネオプテリン,p68キナーゼ,およびMx蛋白質(Chebath&Revel,1992,The 2−5 A system:2−5 A synthetase,isospecies and functions.In:Interferon.Principles and Medical Applications.S.Baron,D.H.Coopenhaver,F.Dianzani,W.R.Jr.Fleischmann,T.K.Jr Hughes,G.R.Kimpel,D.W.Niesel,G.J.Stanton,and S.K.Tyring,eds.,pp.225−236;Samuel,1992,The RNA−dependent P1/eIF−2α protein kinase.In:Interferon.Principles and Medical Applications.S.Baron,D.H.Coopenhaver,F.Dianzani,W.R.Fleischmann Jr.,T.K.Hughes Jr.,G.R.Kimpel,D.W.Niesel,G.H.Stanton,and S.K.Tyring,eds.237−250;Horisberger,1992,MX protein:function and Mechanism of Action.In:Interferon.Principles and Medical Applications.S.Baron,D.H.Coopenhaver,F.Dianzani,W.R.Fleischmann Jr.,T.K.Hughes Jr.,G.R.Kimpel,D.W.Niesel,G.H.Stanton,and S.K.Tyring,eds.215−224)。すべてのタイプI IFNは類似する生物学的効果を有するが,すべての活性が各タイプIのIFNに共通なわけではなく,多くの場合,活性の程度は,各IFNサブタイプにより非常に異なる(Fish et al,1989,J.Interferon Res.9,97−114;Ozes et al.,1992,J.Interferon Res.12,55−59)。より詳細には,異なるサブタイプのIFN−αおよびIFN−αの分子ハイブリッドの特性の研究は,薬理学的特性の相違を示した(Rubinstein,1987,J.Interferon Res.7,545−551)。これらの薬理学的相違は,3アミノ酸残基程度の変化によっても生じうる(Lee et al.,1982,Cancer Res.42,1312−1316)。
【0401】
既知のIFN−αサブタイプにおいて85−166アミノ酸が保存されている。IFN−α偽遺伝子をのぞき,約25種類の異なるIFN−αのサブタイプが知られている。これらの非対立遺伝子サブタイプの対の比較により,一次配列の差異が2%−23%であることが示された。天然に生ずるIFNに加え,コンセンサスインターフェロン(CIFN)として知られる非天然型組換えタイプIインターフェロンが治療用化合物として合成された(Tong et al.,1997,Hepatology 26,747−754)。
【0402】
インターフェロンは,現在,感染性疾患および自己免疫疾患および癌を含む,少なくとも12の異なる適応症において用いられている(Borden,1992,N.Engl.J.Med.326,1491−1492)。自己免疫疾患については,IFNは,慢性関節リウマチ,多発性硬化症およびクローン病の治療に用いられてきた。癌の治療については,IFNは,単独でまたは多くの異なる化合物との組み合わせで用いられてきた。IFNが用いられている特定のタイプの癌には,扁平上皮癌,黒色腫,副腎腫,血管腫,毛様細胞性白血病およびカポジ肉腫が含まれる。感染性疾患の治療においては,IFNは,マクロファージの食作用活性および白血球の細胞毒性を増加させ,細胞性病原体の増殖を阻害する。IFNが治療に用いられている特定の適応症には,B型肝炎,ヒトパピローマウイルスタイプ6および11(すなわち,性器ゆうぜい)(Leventhal et al.,1991,N.Engl.J.Med.325,613−617),慢性肉芽腫疾患およびC型肝炎ウイルスが含まれる。
【0403】
慢性HCV感染の治療におけるIFN−アルファの,多くのよく統制された臨床試験は,週3回の治療により,6ヶ月の治療の終わりには患者の約50%(40%−70%の範囲)で血清ALT値が低下することを示している(Davis et al.,1989,The New England Journal of Medicine 321,1501−1506;Marcellin et al.,1991,Hepatology 13,393−397;Tong et al.,1997,Hepatology 26,747−754;Tong et al.,Hepatology 26,1640−1645)。しかし,インターフェロン治療を中止した後,応答した患者の約50%が再発し,"永続的"応答率は,血清ALT濃度の正常化により評価して約20−25%であった。さらに,HCV RNAの値の変化を臨床的最終結果として用いた6ヶ月間のタイプIインターフェロン治療を試験した研究は,35%までの患者が治療の終わりまでにHCV RNAを失うことを示した(Tong et al.,1997,(上掲))。しかし,ALTの最終結果に関しては,約50%の患者が治療の中止から6ヶ月後に再発し,永続的なウイルス性応答はわずか12%(23)であった。48週間の治療を試験した研究は,持続するウイルス性応答は25%までであることを示した。
【0404】
Peg化インターフェロン,すなわち,ポリエチレングリコール(PEG)とコンジュゲート化したインターフェロンは,インターフェロンより改良された特性を示す。PEGコンジュゲーションにより与えられる利点には,PEGを有しないインターフェロンと比較して改良された薬物動態学プロファイルが含まれ,したがって,より便利な投与計画,改良された許容度,および改良された抗ウイルス効力が与えられる。そのような改良は,ポリエチレングリコールインターフェロンアルファ−2a(PEGASYS,Roche)およびポリエチレングリコールインターフェロンアルファ−2b(VIRAFERON PEG,PEG−INTRON,Enzon/Schering Plough)の両方の臨床研究で示されている。
【0405】
インターフェロンおよびポリエチレングリコール インターフェロンと組み合わせたリボザイムは,HCVまたは上述した他のいずれかの適応症の治療の有効性を改良する可能性を有する。疾患,例えば感染性疾患,自己免疫疾患,および癌に関連するRNAを標的とする酵素的核酸分子を,個々にまたはインターフェロンおよびポリエチレングリコールインターフェロン等の他の療法と組み合わせて用いて,増強された有効性を達成することができる。
【実施例1】
【0406】
以下は,本発明の核酸の選択,単離,合成および活性を示す非限定的例である。これらの実施例は,アンチセンス,ハンマーヘッド,DNAザイム,NCH,アンバーザイム,チンザイムまたはG切断剤リボザイム分子の選択および設計,およびHBVおよびHCV RNA中の結合/切断部位を示す。以下の実施例はまた,HBVリバーストランスクリプターゼを標的とする核酸デコイ分子の選択および設計を示す。以下の実施例はまた,HCV RNAを切断する酵素的核酸分子の使用を示す。本明細書に記載される方法は,HCV複製に必要な他のRNA標的を切断する核酸分子を誘導することができるスキームである。
【0407】
実施例1:ヒトHBV RNAにおける潜在的標的部位の同定
コンピュータフォールディングアルゴリズムを用いて,ヒトHBVの配列を,アクセス可能な部位についてスクリーニングした。二次フォールディング構造を形成せず,潜在的リボザイムおよび/またはアンチセンス結合/切断部位を含むRNAの領域を同定した。これらの切断部位の配列は表IV−XIに示される。
【0408】
実施例2:ヒトHBV RNAにおける酵素的核酸の切断部位の選択
リボザイム標的部位は,ヒトHBVの配列(受託番号:AF100308.1)を分析し,フォールディングに基づいて部位を順位づけることにより選択した。各標的に結合することができるリボザイムを設計し,コンピュータフォールディングにより個々に分析して(Christoffersen et al.,1994 J.Mol.Struc.Theochem,311,273;Jaeger et al.,1989,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,86,7706),リボザイム配列が適切な二次構造にフォールディングされるか否かを評価した。結合アームと触媒コアとの間に望ましくない分子内相互作用を有するリボザイムは考慮から除外した。以下に示されるように,種々の結合アームの長さを選択して,活性を最適化することができる。一般に,各アームに少なくとも5塩基あれば,標的RNAに結合するか,さもなくば相互作用することができる。
【0409】
実施例3:HBV RNAの効率的な切断および/または妨害用のリボザイムおよびアンチセンスの化学合成および精製
リボザイムおよびアンチセンス構築物は,RNAメッセンジャーの種々の領域にアニーリングするよう設計した。リボザイムの結合アームは,上述した標的部位配列に相補的であり,アンチセンス構築物は上述した標的部位配列に完全に相補的である。リボザイムおよびアンチセンス構築物は化学的に合成した。用いた合成の方法は,上述し,Usman et al.,(1987 J.Am.Chem.Soc.,109,7845),Scaringe et al.,(1990 Nucleic Acids Res.,18,5433)およびWincott et al.,(上掲)に記載される通常のRNA合成の方法にしたがい,一般的な核酸保護基およびカップリング基,例えば5’末端にジメトキシトリチル,および3’末端にホスホルアミダイトを用いた。平均段階カップリング収率は,典型的には>98%であった。
【0410】
リボザイムおよびアンチセンス構築物はまた,バクテリオファージT7RNAポリメラーゼを用いてDNAテンプレートから合成した(Milligan and Uhlenbeck,1989,Methods Enzymol.180,51)。リボザイムおよびアンチセンス構築物は,一般的な方法を用いてゲル電気泳動により精製するか,または高速液体クロマトグラフィーにより精製し(HPLC;Wincott et al.,(上掲)を参照;その全体を本明細書の一部としてここに引用する),水に再懸濁した。この実験に用いられた化学的に合成されたリボザイムの配列は以下の表XIに示される。
【0411】
実施例4:HBV RNA標的のインビトロでのリボザイム切断
ヒトHBV RNAを標的とするリボザイムを上述のように設計し合成する。これらのリボザイムは,インビトロで,例えば以下の方法を用いて切断活性を試験することができる。HBV RNA中の標的配列およびヌクレオチドの位置は表IV−XIに示されている。
【0412】
切断反応:リボザイム切断アッセイ用の全長または部分全長の,内部標識した標的RNAは,[α−32P]CTPの存在下でインビトロ転写により調製し,スピンクロマトグラフィーによりG50セファデックスカラムを通し,さらに精製することなく,基質RNAとして用いる。あるいは,T4ポリヌクレオチドキナーゼ酵素を用いて基質を5’−32P−末端標識する。アッセイは,以下のように行う。2X濃度の精製リボザイムをリボザイム切断緩衝液(50mM Tris−HCl,pH7.5,37℃,10mM MgCl2)中であらかじめ暖め,2Xリボザイム混合物を,これもあらかじめ暖めた緩衝液中の等量の基質RNA(最大1−5nM)に加えることにより切断反応を開始する。最初のスクリーニングとして,アッセイは,40nMまたは1mMリボザイムの最終濃度を用いて,すなわちリボザイム過剰で,37℃で1時間行う。等量の95%ホルムアミド,20mM EDTA,0.05%ブロモフェノールブルーおよび0.05%キシレンシアノールを加えることにより反応を急冷し,その後,試料を95℃で2分間加熱し,急冷し,変性ポリアクリルアミドゲルに負荷する。基質RNAおよびリボザイム切断により生成した特異的RNA切断生成物は,ゲルのオートラジオグラフィーにより可視化する。切断のパーセントは,無傷の基質および切断産物を示すバンドをホスファーイメージャーで定量することにより決定する。
【0413】
実施例5:psHBV−1およびリボザイムを用いるHepG2細胞のトランスフェクション
ヒト肝細胞癌細胞株HepG2は,10%ウシ胎児血清,2mMグルタミン,0.1mM非必須アミノ酸,1mMピルビン酸ナトリウム,25mM Hepes,100単位のペニシリン,および100μg/mlのストレプトマイシンを補充したダルベッコ改変イーグル培地で成長させた。複製能力のあるcDNAを生成するために,トランスフェクション前にpsHBV−1ベクター中に含まれるHBVゲノム配列を細菌プラスミド配列から切り出した(当業者は他の方法を用いて複製能力のあるcDNAを生成しうることを理解するであろう)。これは,EcoRIおよびHindIII制限酵素消化により行った。消化の完了後,薄い条件(20μg/ml)下でライゲーションを行って分子内ライゲーションに好都合なようにした。次に,全ライゲーション混合物をQiagenスピンカラムを用いて濃縮した。
【0414】
分泌性アルカリホスファターゼ(SEAP)を用いて,HBsAgレベルを標準化して,トランスフェクションの変動を調節した。pSEAP2−TK対照ベクターは,pRL−TKベクター(Promega)の,ヘルペス単純ウイルスチミジンキナーゼプロモーター領域を含有するBglII−HindIIIフラグメントをBglIII−HindIII切断pSEAP2Basic(Clontech)中にライゲーションすることにより構築した。HepG2細胞を96−ウエルマイクロタイタープレートに播種し(3x104細胞/ウエル),一夜インキュベートした。カチオン性脂質(15μg/ml),調製したpsHBV−1(4.5μg/ml),pSEAP2−TK(0.5g/ml),およびリボザイム(100pM)を含む(最終濃度)脂質/DNA/リボザイム複合体を形成した。37℃で15分間インキュベーションした後,複合体をプレート上のHepG2細胞に加えた。トランスフェクションの96時間後に細胞から培地を除去し,HBsAgおよびSEAPを分析した。
【0415】
ヒト肝細胞癌細胞株,HepG2を複製能力のあるHBV DNAでトランスフェクションすると,HBV蛋白質が発現され,ビリオンが産生される。慢性HBV感染の治療におけるリボザイムの使用の可能性を調べるため,HBVゲノムの3’末端を標的とする一連のリボザイムを合成した。この領域を標的とするリボザイムは,4つすべての主要なHBV RNA転写産物を切断する可能性,ならびにプレゲノムRNAの切断によりHBV DNAの産生を妨害する可能性を有する。これらのHBVリボザイムの効力を試験するため,リボザイムをHBVゲノムDNAとともにHepG2細胞にコトランスフェクトし,分泌されるHBV表面抗原(HBsAg)のレベルをELISAにより分析した。トランスフェクション効率の変動を調節するため,分泌性アルカリホスファターゼ(SEAP)を発現する対照ベクターもコトランスフェクトした。HBVリボザイムの効力は,HBsAg:SEAPおよび/またはHBeAg:SEAPの比率をスクランブル化減弱化対照(SAC)リボザイムのものと比較することにより決定した。対応するSACリボザイムと比較してHBsAgおよび/またはHBeAgのレベルの減少を引き起こす25個のリボザイム(RPI18341,RPI18356,RPI18363,RPI18364,RPI18365,RPI18366,RPI18367,RPI18368,RPI18369,RPI18370,RPI18371,RPI18372,RPI18373,RPI18374,RPI18303,RPI18405,RPI18406,RPI18407,RPI18408,RPI18409,RPI18410,RPI18411,RPI18418,RPI18419,およびRPI18422)が同定された。さらに,部位273を標的とするループ変種抗HBVリボザイムをこの系を用いて試験した。この実験の結果は図10にまとめられている。図に示されるように,試験したリボザイムは,スクランブル化減弱化コアリボザイム対照と比較してHepG2 HBsAgレベルの有意な減少を示し,このうちRPI22650およびRPI22649がHBsAgレベルの最も高い減少を示した。
【0416】
実施例6:リボザイム処理後のHBsAgおよびSEAPレベルの分析
Immulon4(Dynax)マイクロタイターウエルを,炭酸緩衝液(Na2CO315mM,NaHCO335mM,pH9.5)中1μg/mlの抗HBsAgMab(Biostride B88−95−31ad,ay)で,4℃で一夜コーティングした。次にウエルをPBST(PBS,0.05%Tween20)で4回洗浄し,PBST,1%BSAで37℃で1時間ブロッキングした。上述のように洗浄した後,ウエルを37℃で30分間乾燥した。ビオチニル化ヤギ抗HBsAg(Accurate YVS1807)をPBST中に1:1000で希釈し,ウエル中で37℃で1時間インキュベートした。ウエルをPBSTで4回洗浄した。ストレプトアビジン/アルカリホスファターゼコンジュゲート(Pierce21324)をPBST中で250ng/mlに希釈し,ウエル中で37℃で1時間インキュベートした。上述のように洗浄した後,p−ニトロフェニルリン酸基質(Pierce37620)をウエルに加え,次にこれを37℃で1時間インキュベートした。次に405nmの光学密度を測定した。SEAPレベルは,GreatEscAPe(登録商標)検出キット(Clontech K2041−1)を用いて,製造元の指針にしたがってアッセイした。
【0417】
実施例7:X−遺伝子レポーターアッセイ
リボザイム処理が,HBVX−蛋白質によるSV40プロモーター駆動性蛍ルシフェラーゼ遺伝子のトランス活性化のレベルに及ぼす影響を,トランスフェクトしたHepG2細胞において分析した。トランスフェクション効率の変動の対照として,TKプロモーターにより駆動され,X蛋白質によりトランス活性化されないウミシイタケルシフェラーゼレポーターを用いた。HepG2細胞を3x104細胞/ウエルで96−ウエルマイクロタイタープレートに播種し,一夜インキュベートした。カチオン性脂質(2.4μg/ml),X−遺伝子ベクターpSBDR(2.5μg/ml),蛍レポーターpSV40 HCV luc(0.5μg/ml),ウミシイタケルシフェラーゼ対照ベクターpRL−TK(0.5μg/ml),およびリボザイム(100μM)(最終濃度)を含むよう,脂質/DNA/リボザイム複合体を形成した。37℃で15分間インキュベーションした後,播種したHepG2細胞に複合体を加えた。トランスフェクション後48時間後,Promegaのデュアルルシフェラーゼアッセイシステムを用いて,蛍およびウミシイタケルシフェラーゼのレベルを分析した。
【0418】
HBVX蛋白質は,多くのウイルスおよび細胞性遺伝子のトランスアクチベータである。X領域を標的とするリボザイムを,HepG2細胞において,SV40プロモーターにより駆動される蛍ルシフェラーゼ遺伝子のX蛋白質トランス活性化の減少を引き起こす能力について試験した。トランスフェクションの変動の対照として,TKプロモーターにより駆動され,X蛋白質により活性化されないウミシイタケルシフェラーゼ遺伝子を含むベクターをコトランスフェクションに含めた。HBVリボザイムの有効性は,蛍ルシフェラーゼ:ウミシイタケルシフェラーゼの比率をスクランブル化減弱化対照(SAC)リボザイムのものと比較することにより決定した。対応するSACリボザイムと比較してX蛋白質によるレポーター遺伝子のトランス活性化のレベルの減少を引き起こす11個のリボザイム(RPI18365,RPI18367,RPI18368,RPI18371,RPI18372,RPI18373,RPI18405,RPI18406,RPI18411,RPI18418,RPI18423)が同定された。
【0419】
実施例8:HBVトランスジェニックマウス実験A
HBV RNAを発現し,HBVウイルス血症を形成するトランスジェニックマウス株(C57B1/6バックグラウンドを有する創設株1.3.32)(Morrey et al.,1999,Antivirus Res.,42,97108;Guidotti et al.,1995,J.Virology,69,10,6158−6169)を用いて,本発明のリボザイム(RPI.18341,RPI.18371,RPI.18372,およびRPI.18418)のインビボ活性を研究した。このモデルは,抗HBV薬剤のスクリーニングにおいて予言的である。リボザイムまたは等量の食塩水をAlzet(登録商標)ミニ浸透圧ポンプを用いる連続皮下注入により14日間投与した。試験物質は,製造元の指針にしたがって,Alzet(登録商標)ポンプに無菌的に充填した。インビボ移植の前に,ポンプを37℃で一夜(18時間以上)インキュベートして,フローモジュレータを用意した。外科手術の日に,ケタミン/キシラジンカクテル(それぞれ94mg/kgおよび6mg/kg;0.3ml,IP)で動物を軽く麻酔した。各動物から後部眼窩採血により基底状態血液試料(200μl)を採取した。尾部の基底部に近い2cmの領域を剃り,ベタジン外科ブラシで,次に70%アルコールで清浄にした。#15のメスまたは短いハサミで尾の基底部に近い皮膚に1cmの切開を作成した。ピンセットを用いて皮下結合組織を広げることによりポケットを嘴のように開いた(すなわち頭に向かって)。輸送ポートが切開と反対側を向くようにポンプを挿入した。滅菌9mmステンレスクリップまたは滅菌4−0縫合糸で創傷を閉じた。次に動物を暖かい加熱パッド上で麻酔から回復させ,その後にケージに戻した。創傷は毎日調べた。クリップまたは糸は必要に応じて取り替えた。切開部は典型的には手術の7日後までに完全に癒合した。次に,ポンプ移植の14日後に動物をケタミン/キシラジンカクテル(それぞれ150mg/kgおよび10mg/kg,0.5ml,IP)で深く麻酔した。正中開胸/側腹切開を行って腹腔および胸腔を暴露した。左心室の底部にカニューレを挿入し,23Gの針および1mlのシリンジを用いて動物を放血させた。血清を分離し,凍結し,HBV DNAおよび抗原レベルについて分析した。第0日から第14日の変化のパーセントについて,実験群を食塩水対照群と比較した。HBV DNAは,定量的PCRによりアッセイした。
【0420】
結果
表XIIは,HBVトランスジェニックマウス研究において用いた群の名称および投与量のレベルの概要である。後部眼窩から基底状態血液試料を得,動物(N=10/群)に抗HBVリボザイム(100mg/kg/day)を連続皮下注入として投与した。14日後,HBV RNAの部位273を標的とするリボザイム(RPI.18341)で処理した動物は,定量的PCRアッセイにより測定して,食塩水処理動物と比較して血清HBV DNA濃度の有意な低下を示した。より詳細には,食塩水処置動物においては,この2週間の期間に血清HBV DNA濃度が69%増加したが,273リボザイム(RPI.18341)による治療は血清HBV DNA濃度を60%低下させた。部位1833(RPI.18371),1873(RPI.18418),および1874(RPI.18372)に向けられたリボザイムは,血清HBV DNA濃度をそれぞれ49%,15%および16%低下させた。
【0421】
実施例9:HBVトランスジェニックマウス実験B
HBV RNAを発現しHBVウイルス血症を形成するトランスジェニックマウス株(C57B1/6バックグラウンドを有する創設株1.3.32)(Morrey et al.,1999,Antiviral Res.,42,97108;Guidotti et al.,1995,J.Virology,69,10,6158−6169)を用いて,本発明のリボザイム(RPI.18341およびRPI.18371)のインビボ活性を調べた。このモデルは,抗HBV薬剤のスクリーニングにおいて予言的である。リボザイムまたは等量の食塩水をAlzet(登録商標)ミニ浸透圧ポンプを用いる連続皮下注入により14日間投与した。試験物質は,製造元の指針にしたがって,Alzet(登録商標)ポンプに無菌的に充填した。インビボ移植の前に,ポンプを37℃で一夜(18時間以上)インキュベートして,フローモジュレータを用意した。外科手術の日に,ケタミン/キシラジンカクテル(それぞれ94mg/kgおよび6mg/kg;0.3ml,IP)で動物を軽く麻酔した。1−10(表XIII)の動物については,各動物から後部眼窩採血により基底状態血液試料(200μl)を採取した。尾部の基底部に近い2cmの領域を剃り,ベタジン外科ブラシで,次に70%アルコールで清浄にした。#15のメスまたは短いハサミで尾の基底部に近い皮膚に1cmの切開を作成した。ピンセットを用いて皮下結合組織を広げることによりポケットを嘴のように開いた(すなわち頭に向かって)。輸送ポートが切開と反対側を向くようにポンプを挿入した。滅菌9mmステンレスクリップまたは滅菌4−0縫合糸で創傷を閉じた。次に動物を暖かい加熱パッド上で麻酔から回復させ,その後にケージに戻した。創傷は毎日調べた。クリップまたは糸は必要に応じて取り替えた。切開部は典型的には手術の7日後までに完全に癒合した。次に,ポンプ移植の14日後に動物をケタミン/キシラジンカクテル(それぞれ150mg/kgおよび10mg/kg,0.5ml,IP)で深く麻酔した。正中開胸/側腹切開を行って腹腔および胸腔を暴露した。左心室の底部にカニューレを挿入し,23Gの針および1mlのシリンジを用いて動物を放血させた。血清を分離し,凍結し,HBV DNAおよび抗原レベルについて分析した。第0日から第14日の変化のパーセントについて,実験群を食塩水対照群と比較した。HBV DNAは,定量的PCRによりアッセイした。また,300mg/kg/dayの用量の3TC(登録商標)で経口胃管栄養により14日間処理したマウス(11群,表XIII)を正対照として用いた。
【0422】
結果
表XIIIは,HBVトランスジェニックマウス研究において用いた群の名称および投与量のレベルの概要である。後部眼窩から基底状態血液試料を得,動物(N=15/群)に抗HBVリボザイム(100mg/kg/day,30mg/kg/day,10mg/kg/day)を連続皮下注入として投与した。この実験の結果は図6,7,および8にまとめられている。図6,7および8に示されるように,HBVトランスジェニックマウスにおける14日間のリボザイム治療後,部位273(RPI.18341)および1833(RPI.18371)に対するリボザイムは,スクランブル化減弱化コア(SAC)リボザイムおよび食塩水対照と比較して血清HBV DNAレベルの低下を示した。さらに,これらのリボザイムは,3TC(登録商標)陽性対照より低い用量で,3TC(登録商標)陽性対照と比較して同様に,場合によってはより大きく,血清HBV DNAレベルを低下させた。
【0423】
実施例10:HepG2.2.15細胞におけるHBV DNAの減少
HepG2.2.15細胞のリボザイム処理は,96ウエルプレートフォーマットで,試験したそれぞれの異なるリボザイム(RPI.18341,RPI.18371,RPI.18372,RPI.18418,RPI.20599SAC)について12ウエルで行った。トランスフェクション後120−144時間で回収した培地中のHBV DNAレベルをRoche Amplicor HBV Assayを用いて決定した。部位273を標的とするRPI18341による処理により,HBV DNAレベルはSAC(RPI.20599)と比較して62%と有意に減少した(P<0.05)。RPI.18371(部位1833)またはRPI.18372(部位1874)による処理により,HBV DNAレベルはSACRPI.20599(図9を参照)による処理と比較してそれぞれ55%および58%減少した。
【0424】
実施例11:RPI18341とラミブジン/Infergen(登録商標)との組み合わせ治療
本発明の核酸分子を,単独でまたは現在の療法,例えば,ラミブジンまたはI型IFNとの組み合わせで治療に使用することは,改良されたHBV治療モダリティーにつながりうる。組み合わせ療法の可能性を評価するために,複製可能なHBV cDNAでトランスフェクトしたHepG2細胞をRPI18341(HepBzyme(登録商標)),Infergen(登録商標)(Amgen,Thousand Oaks Ca),および/またはラミブジン(Epivir(登録商標):GlaxoSmithKline,Research Triangle Park NC)で,単独または組み合わせで処理した。結果は,RPI.18341プラスInfergen(登録商標)またはRPI.18341プラスラミブジンの組み合わせのいずれかによる組み合わせ治療により,HBsAg発現の相加的なダウンレギュレーションが得られたことを示した(P<0.001)。これらの実験は,ラミブジン耐性細胞の処理に適用して,慢性B型肝炎の治療のためにRPI18341と現在利用可能な療法との組み合わせ療法の可能性をさらに評価することができる。
【0425】
HepG2細胞は,96ウエルマイクロタイタープレートに播種し(2x104細胞/ウエル),一晩インキュベートした。カチオン性脂質/DNA/リボザイム複合体は,成長培地中に(最終濃度で)脂質(11−15μg/mL),再ライゲーションpsHBV−1(4.5μg/mL)およびリボザイム(100−200nM)を含むよう作成した。37℃で15分間インキュベートした後,20μlの複合体を,抗生物質を含まない80μlの成長培地中のHepG2細胞のプレートに加えた。インターフェロンとの組み合わせ処理のためには,インターフェロン(Infergen(登録商標),Amgen,Thousand Oaks CA)をトランスフェクションの24時間後に加え,次にさらに96時間インキュベートした。ラミブジン(3TC(登録商標))との共処理の場合には,トランスフェクションの120時間後にリボザイム含有細胞培養培地を除去し,ラミブジン(Epivir(登録商標):GlaxoSmithKline,Research Triangle Park NC)を含む新鮮な培地を加え,次にさらに48時間インキュベートした。pSHBV−1ベクターのみでトランスフェクトしたHepG2細胞をラミブジンまたはインターフェロンで別々に処理し,次に共に処理した細胞と同じく処理した。すべてのトランスフェクションは三重に実施した。HBsAgレベルの分析は,Diasorin HBsAg ELISAキットを用いて行った。
【0426】
結果
500または1000ユニットのInfergen(登録商標)で,200nMのRPI.18341を添加すると,処理したHepG2細胞から分泌されたHBsAgのレベルで判定して,抗HBV活性が75−77%増加した。これに対し,RPI.18341(200nM)の抗HBV活性は,500または1000ユニットのInfergen(登録商標)との組み合わせで用いたとき31−39%増加する(図11)。
【0427】
25nMのラミブジン(3TC(登録商標))では,100nMのRPI.18341を添加すると,処理したHepG2細胞から分泌されたHBsAgのレベルで判定して,抗HBV活性が48%増加した。これに対し,RPI.18341(100nM)の抗HBV活性は,25nMラミブジンとの組み合わせで用いたとき31%増加する(図12)。
【0428】
実施例13:HBVリバーストランスクリプターゼの調節
HBVリバーストランスクリプターゼ(pol)はHBVプレゲノムRNAの5’ステム−ループ構造に結合し,テンプレートUUCAから4ヌクレオチドプライマーを合成する。次にリバーストランスクリプターゼはプレゲノムRNAの3’末端に移動し,ここでプライマーはDR1要素中のUUCA配列に結合し,HBV DNAの第1鎖合成を開始する。HBV RNAのプライマー結合部位をブロッキングすることにより,またはデコイとして作用することにより,HBVリバーストランスクリプターゼプライマーの競合阻害剤として作用するよう4−16merの範囲のサイズの多数の短いオリゴを設計した。
【0429】
オリゴヌクレオチドおよび対照は全2’−O−メチルおよび2’−O−アリル版として合成した(表XV)。すべてのオリゴの反転配列を対照として作製した。競合的阻害剤の一次スクリーニングは,オリゴをHBV cDNAベクターとともにHepG2細胞にコトランスフェクションする,HBsAgトランスフェクション/ELISA系において完了した。4日間のインキュベート後,細胞培養培地中に分泌されたHBsAgのレベルをELISAにより決定した。2’−O−アリル版をスクリーニングしたところ,マッチした反転対照に沿った3xまたは4x反復のRTプライマー結合部位UUCAからなる2つのデコイオリゴ(RPI.24944およびRPI.24945)が,HBsAgレベルを減少させる顕著な活性を示すことがわかった(図15)。MTSアッセイは処理した細胞のいずれにも増殖に相違がないことを示したため,HBsAgレベルのこの劇的な減少は細胞毒性に起因するものではない。5xUUCA反復,反転配列対照,およびマッチしたスクランブル化対照を用いた追跡実験は,これらの3つのオリゴのすべてが細胞毒性なしでHBsAgレベルを減少させたことを示した。オリゴの2’−O−メチル版のスクリーニングは,3xおよび4xUUCA反復からは活性を示さず(図16),このことはまた,抗HBV効果はおそらく配列特異性ではなく2’−O−アリル化学に関係することを示唆する。
【0430】
2’−O−メチルオリゴのスクリーニングは,2’−O−メチル2xWCA反復(RPI.24986)が反転対照であるRPI.24950と比較してHBsAgレベルを減少させる活性を有することを示した。用量応答実験は,RPI.24986は100および200nMの低い濃度において,反転対照であるRPI.24950と比較してHbsAgレベルを低下させる活性がより高いことを示した(図17)。
【0431】
実施例14:HBV DNAのエンハンサーIコア領域を標的とするオリゴヌクレオチドによるHBV転写の調節
HBV複製を妨害する目的で,HBVゲノムDNAのエンハンサーコア領域の2つの肝臓特異的因子結合部位に結合するようオリゴヌクレオチドを設計した。肝細胞核因子3(HNF3)および肝細胞核因子4(HNF4)は,コア領域中の部位に結合し,HNF3部位はHNF4部位の5’側にある。HNF3およびHNF4部位は,多くのより普遍的な因子のための結合部位と重複するかまたは隣接しており,核レセプター応答要素(NRRE)と称される。これらの要素は,感染した肝細胞におけるHBV転写および複製の制御に必須であり,HNF3およびHNF4結合部位中の変異はHBV複製のレベルを非常に低下させることが示されている(Bock et al.,2000,J Virology,74,2193)。
【0432】
HNF3またはHNF4結合部位の正鎖または負鎖のいずれかに結合するようオリゴヌクレオチドを設計した(表XV)。各オリゴにマッチするようスクランブル化対照を作製した。各オリゴは,全2’−O−メチル/全ホスホロチオエート,または全2’−O−アリル/全ホスホロチオエート化学で合成した。オリゴの初期スクリーニングは,HepG2細胞中でHBsAgトランスフェクション/ELISAシステムで行った。HNF4結合部位の負鎖を標的とするRPI.25654は,正鎖のHNF4部位を標的とするRPI.25655およびスクランブル化対照RPI.25656と比較して,HBsAgレベルの低下に対してより高い活性を示した。この結果は,200および400nMのいずれにおいても認められた(図18および19)。追跡実験においては,RPI.25654は,50−200nMで用量依存的様式でHBsAgレベルを低下させた(図20)。
【0433】
実施例15:psHBV−1および核酸によるHepG2細胞のトランスフェクション
ヒト肝細胞癌細胞株であるHepG2は,10%ウシ胎児血清,2mMグルタミン,0.1mM非必須アミノ酸,1mMピルビン酸ナトリウム,25mM Hepes,100ユニットのペニシリン,および100μg/mlのストレプトマイシンを補充したダルベッコ改変イーグル培地で成長させた。複製可能cDNAを生成するために,トランスフェクション前に細菌プラスミド配列からpsHBV−1ベクター中に含まれるHBVゲノム配列を切り出した。これはEcoRIおよびHindIII制限消化により行った。消化が完了した後,希釈条件下で(20μg/ml)ライゲーションを行って,分子間ライゲーションを有利にした。次にライゲーション混合物全部をQiagenスピンカラムを用いて濃縮した。当業者は,他の方法を用いて複製可能cDNAを生成しうることを認識するであろう。
【0434】
分泌されたアルカリホスファターゼ(SEAP)を用いてHBsAgレベルを標準化してトランスフェクション変量を調節した。pSEAP2−TK対照ベクターは,単純ヘルペスウイルスチミジンキナーゼプロモーター領域を含むpRL−TKベクター(Promega)のBglII−HindIIIフラグメントをBglII/HindIII消化pSEAP2−Basic(Clontech)中にライゲーションすることにより構築した。HepG2細胞を96ウエルマイクロタイタープレートに播種し(3x104細胞/ウエル),一晩インキュベートした。(最終濃度で)カチオン性脂質(15g/ml),調製したpsHBV−1(4.5μg/ml),pSEAP2−TK(0.5μg/ml),および核酸(100μM)を含む脂質/DNA/核酸複合体が形成された。37℃で15分間インキュベートした後,複合体をプレートのHepG2細胞に加えた。トランスフェクションの96時間後に細胞から培地を除去し,HBsAgおよびSEAP分析を行った。
【0435】
複製可能HBV DNAでヒト肝細胞癌細胞株HepG2をトランスフェクトすると,HBV蛋白質が発現し,ビリオンが産生された。
【0436】
実施例16:核酸処理後のHBsAgおよびSEAPレベルの分析
Immulon4(Dynax)マイクロタイターウエルを,炭酸バッファー(Na2CO315mM,NaHCO335mM,pH9.5)中の1μg/mlの抗HBsAgMab(Biostride B88−95−31ad,ay)で4℃で一夜コーティングした。次にウエルをPBST(PBS,0.05%Tween(登録商標)20)で4回洗浄し,PBST,1%BSAで37℃で1時間ブロッキングした。上述のように洗浄した後,ウエルを37℃で30分間乾燥した。ビオチン化ヤギ抗HBsAg(Accurate YVS1807)をPBST中で1:1000に希釈し,ウエル中で37℃で1時間インキュベートした。ウエルをPBSTで4回洗浄した。ストレプトアビジン/アルカリホスファターゼコンジュゲート(Pierce 21324)をPBST中で250ng/mlに希釈し,ウエル中で37℃で1時間インキュベートした。上述のように洗浄した後,p−ニトロフェニルリン酸基質(Pierce 37620)をウエルに加え,次にこれを37℃で1時間インキュベートした。次に405nmの光学密度を決定した。SEAPレベルは,GreatEscAPe(登録商標)Detection Kit(Clontech K2041−1)を用いて製造元の指針にしたがってアッセイした。
【0437】
実施例17:HepG2.2.15ネズミモデルにおけるHBV DNA発現の分析
慢性B型肝炎の治療のための新規抗ウイルス剤の開発は,関連するヘパドナウイルス,例えばWoodchuck肝炎ウイルス(WHV)およびDuck肝炎ウイルス(DHV)の複製を許容する動物モデルの使用により助けられてきた。さらに,トランスジェニックマウスも用いられてきた。皮下(SC)腫瘍として移植されたヒト胚芽細胞腫細胞株HepG2.2.15を用いて,マウスにB型肝炎ウイルス血症を生じさせることができる。このモデルは新規なHBV療法を評価するのに有用である。HepG2.2.15SC腫瘍を有するマウスは,HBVウイルス血症を示す。HBV DNAは第35日から血清中で検出することができる。第49日までに最大血清ウイルスレベルは1.9x105コピー/mLに達する。ある実験により,ウイルス血症に伴う最小腫瘍体積は300mm3であると決定された。したがって,SC腫瘍として成長したHepG2.2.15細胞株は,マウスにおけるHBVウイルス血症の有用なモデルを生成する。この新たなモデルは,慢性B型肝炎の新規治療計画を評価するために適している可能性がある。
【0438】
HepG2.2.15腫瘍細胞はわずかに切断された形のウイルスHBV DNAを含み,HBV粒子を放出する。この実験の目的は,ウイルス粒子がどの時点で腫瘍から放出されるかを同定することであった。血清を分析して,無胸腺Ncr nu/nuマウスにHepG2.2.15腫瘍を接種した後のHBV DNAの存在の経時変化を調べた。HepG2.2.15細胞はDMEM/10%FBS/2.4%HEPES/1%NEAA/1%グルタミン/1%ピルビン酸ナトリウム培地中で維持および拡大した。注入用に細胞をカルシウム/マグネシウムを含むダルベッコPBSに懸濁した。100μlの腫瘍細胞懸濁液(1x108細胞/mLの濃度)を23glの針および1ccのシリンジでNCR nu/nu雌マウスの横腹の皮下に注入し,このことにより各マウスに1x107個の細胞を注入した。腫瘍は,腫瘍細胞接種後49日までの期間成長させた。腫瘍接種後1,7,14,35,42および49日に分析用に血清をサンプリングした。1週間に3回ジャミソンマイクロカリパスを用いて各腫瘍の長さおよび幅を測定した。腫瘍体積は,腫瘍の長さ/幅の測定値から計算した(腫瘍体積=0.5[a(b)2];a=腫瘍の最長軸,b=腫瘍の最短軸)。血清は,Roche Amplicor HBV moniter(登録商標)DNAアッセイを用いてHBV DNAの存在について分析した。
【0439】
実験1
HepG2.2.15細胞は,DMEM/10%FBS/2.4%HEPES/1%NEAA/1%グルタミン/1%ピルビン酸ナトリウム培地中で維持および拡大した。注入用にカルシウム/マグネシウムを含むダルベッコPBSに細胞を懸濁した。100μlの腫瘍細胞懸濁液(1x108細胞/mLの濃度)を23glの針および1ccのシリンジを用いてNCR nu/nu雌マウスの横腹の皮下に注入し,このことにより各マウスに1x107個の細胞を注入した。腫瘍は腫瘍細胞接種後49日まで成長させた。腫瘍接種後1,7,14,35,42および49日に分析のために血清をサンプリングした。1週間に3回,ジャミソンマイクロカリパスを用いて各腫瘍の長さおよび幅を測定した。腫瘍体積は腫瘍長さ/幅の測定値から計算した(腫瘍体積=0.5[a(b)2](a=腫瘍の最長軸,b=腫瘍の最短軸)。血清はRoche Amplicor HBV moniter(登録商標)DNAアッセイを用いてHBV DNAの存在について分析した。
【0440】
結果
無胸腺nu/nu雌マウスの皮下にHepG2.2.15細胞を注入し腫瘍が形成されたとき,HBV DNAが血清中で検出された(ピーク血清レベルは1.9x105コピー/mLであった)。腫瘍重量(ミリグラム)とHBウイルスコピー/mL血清との間に正の相関があった(rs=0.7,p<0.01)。図21は,nu/nu雌マウスにおけるHepG2.2.15腫瘍の,腫瘍体積対時間のプロットを示す。表XVIは,この実験において用いたHepG2.2.15移植nu/nu雌マウスにおける腫瘍サイズとHBV DNAの濃度の関連性を示す。
【0441】
実験2
HepG2.2.15細胞は,400μg/mlのG418抗生物質を含むDMEM/10%FBS/2.4%HEPES/1%NEAA/1%グルタミン/1%ピルビン酸ナトリウム培地中で維持および拡大した。注入用にカルシウム/マグネシウムを含むダルベッコPBSにG418耐性細胞を懸濁した。100μlの腫瘍細胞懸濁液(1x108細胞/mLの濃度)を23glの針および1ccのシリンジを用いてNCRnu/nu雌マウスの横腹の皮下に注入し,このことにより各マウスに1x107個の細胞を注入した。腫瘍は腫瘍細胞接種後49日間成長させた。腫瘍接種後第37日に血清を分析のためにサンプリングした。1週間に3回ジャミソンマイクロカリパスを用いて各腫瘍の長さおよび幅を測定した。腫瘍体積は腫瘍長さ/幅の測定値から計算した(腫瘍体積=0.5[a(b)2](a=腫瘍の最長軸,b=腫瘍の最短軸)。血清はRoche Amplicor HBV moniter(登録商標)DNAアッセイを用いてHBV DNAの存在について分析した。
【0442】
結果
無胸腺nu/nu雌マウスの皮下にG418抗生物質耐性HepG2.2.15細胞を注入し,腫瘍を形成させたとき,HBV DNAが血清において検出された(ピーク血清レベルは4.0x105コピー/mLであった)。腫瘍重量(ミリグラム)とHBウイルスコピー/mL血清との間には正の相関がある(rs=0.7,p<0.01)。図22は,nu/nu雌マウス中のHepG2.2.15腫瘍を腫瘍体積対時間でプロットしたものを示す。表XVIIは,この実験において用いられたnu/nu雌マウスに移植したG418抗生物質耐性HepG2.2.15における,腫瘍サイズとHBV DNAの濃度の関連性を示す。
【0443】
実施例18:HCV RNA中の潜在的酵素的核酸分子切断部位の同定
コンピュータフォールディングアルゴリズムを用いて,HCV RNAの配列をアクセス可能部位についてスクリーニングした。二次フォールディング構造を形成せず,潜在的酵素的核酸切断部位を含むmRNAの領域を同定した。これらの切断部位の配列は,表XVIII,XIX,XXおよびXXIIIに示される。
【0444】
実施例19:HCV RNA中の酵素的核酸分子切断部位の選択
酵素的核酸の標的部位は,ヒトHCVの配列(Genbank受託番号:D11168,D50483.1,L38318およびS82227)を分析することにより選択し,フォールディングに基づいて部位に優先順位をつけた。各標的に結合しうるように酵素的核酸分子を設計し,コンピュータフォールディングにより別々に分析して(Christoffersen et al.,1994 J.Mol.Struc.Theochem,311,273;Jaeger et al.,1989,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,86,7706),酵素的核酸分子配列が適当な二次構造にフォールディングされるか否かを評価した。結合アームと触媒コアとの間に望ましくない分子内相互作用を有する酵素的核酸分子は考慮から除外した。以下に記載されるように,種々の結合アームの長さを選択して活性を最適化することができる。一般に,各アーム上に少なくとも4塩基あれば,標的RNAに結合するか,さもなくばそれと相互作用することができる。
【0445】
実施例20.酵素的核酸の化学合成および精製
酵素的核酸分子を,RNAメッセージの種々の部位にアニーリングするよう設計することができる。酵素的核酸分子の結合アームは,上述した標的部位配列に相補的である。酵素的核酸分子は,RNA合成,例えば,上述の方法およびUsman et al.,(1987 J.Am.Chem.Soc.,109,7845),Scaringe et al.,(1990 Nucleic Acids Res.,18,5433);およびWincott et al.,(上掲)に記載される方法を用いて化学的に合成することができる。そのような方法は,慣用的な核酸保護基およびカップリング基,例えば5’末端にジメトキシトリチル,および3’末端にホスホルアミダイトを用いる。平均段階カップリング収率は典型的には>98%である。酵素的核酸分子は,ヌクレアーゼ耐性基,例えば,2’−アミノ,2’−C−アリル,2’−フルオロ,2’−O−メチル,2’−H()により修飾することにより,さらに安定性を高めるよう修飾することができる概説については,Usman and Cedergren,1992 TIBS 17,34を参照。
【0446】
酵素的核酸分子はまた,バクテリオファージT7RNAポリメラーゼを用いてDNAテンプレートから合成することができる(Milligan and Uhlenbeck,1989,Methods Enzymol.180,51)。酵素的核酸分子は,既知の方法を用いてゲル電気泳動により精製してもよく,高速液体クロマトグラフィー(HPLC;Wincott et al.,(上掲)を参照;このすべてを本明細書の一部としてここに引用する)により精製してもよく,水に再懸濁する。化学的に合成された酵素的核酸構築物の配列は,以下の表XX,XXIおよびXXIIIに示される。表XXIIに示されるアンチセンス核酸分子は化学的に合成した。
【0447】
不活性酵素的核酸分子,例えば不活性ハンマーヘッド酵素的核酸は,G56の順番を変更し,A14をUで置換することにより合成することができる(番号付けはHertel et al.,1992 Nucleic Acids Res.,20,3252に従う)。
【0448】
実施例21:インビトロでのHCV RNA標的の酵素的核酸分子切断
HCVを標的とする酵素的核酸分子を設計し,上述のように合成する。これらの酵素的核酸分子は,例えば以下の方法を用いてインビトロで切断活性を試験することができる。HCV中の標的配列およびヌクレオチドの位置は表XVIII,XIX,XXおよびXXIIIに示される。
【0449】
切断反応:酵素的核酸分子切断アッセイのための,完全長または部分的完全長の,内部標識された標的RNAを,[α−32P]CTPの存在下でインビトロ転写により調製し,スピンクロマトグラフィーによりG50 Sephadexカラムを通し,さらに精製することなく基質RNAとして用いる。あるいは,T4ポリヌクレオチドキナーゼ酵素を用いて基質を5’−32P−末端標識してもよい。アッセイは,酵素的核酸分子切断緩衝液(50mM Tris−HCl,pH7.5,37℃,10mM MgCl2)中で2X濃度の精製酵素的核酸分子を予熱することにより実施し,切断反応は,2X酵素的核酸分子ミックスを,やはり切断緩衝液中で予熱した等量の基質RNA(最大1−5nM)に加えることにより開始した。最初のスクリーニングとして,アッセイは,最終濃度40nMまたは1mMの酵素的核酸分子,すなわち酵素的核酸分子過剰を用いて37℃で1時間行う。等量の95%ホルムアミド,20mM EDTA,0.05%ブロモフェノールブルーおよび0.05%キシレンシアノールを加えることにより反応を停止し,次に試料を95℃に2分間加熱し,急冷し,変性ポリアクリルアミドゲルに負荷した。基質RNAおよび酵素的核酸分子切断により生成した特異的RNA切断生成物は,ゲルのオートラジオグラフィーで可視化した。切断のパーセントは,ホスファーイメージャーを用いて,無傷の基質と切断生成物を表すバンドを定量することにより決定した。
【0450】
あるいは,0.2μmolスケールを用いて酵素的核酸分子および基質を96ウエルフォーマットで合成した。基質を5’−32P標識し,7.5%ポリアクリルアミドゲルを用いてゲル精製し,水中に溶出させた。痕跡量の基質を500nMまたはそれ以上の酵素的核酸と混合し,最終濃度で40mMMg2+,および50mMTris−ClpH8.0を加えることによりアッセイを開始した。各酵素的核酸/基質の組み合わせについて,対照反応を行って,切断が非特異的基質分解の結果ではないことを確認した。3時間の時点で取り出し,15%ポリアクリルアミドゲルに流して,切断活性を評価した。ゲルを乾燥し,Molecular Dynamics Phosphorimagerを用いてスキャンし,Molecular Dynamics Image Quantソフトウエアを用いて定量した。切断されたパーセンテージは,切断された基質のバンドの値を全長(未切断)の値+切断された値で割り,100倍することにより決定した(%切断=[C/(U+C)]*100)。プラス鎖およびマイナス鎖HCV RNAを標的とする酵素的核酸分子のインビトロ切断データは表XXIIIに示される。
【0451】
実施例22:OST7細胞におけるHCVを標的とする酵素的核酸を用いるルシフェラーゼ活性の阻害
酵素的核酸が細胞内でHCV RNAを阻害する能力は,蛍ルシフェラーゼおよびウミシイタケルシフェラーゼの両方を使用するデュアルレポーターシステムを用いて試験した(図23)。5’HCV UTR領域を標的とする酵素的核酸は,切断したとき,転写産物のルシフェラーゼへの翻訳を妨害するであろう。
【0452】
安定化酵素的核酸の合成
酵素的核酸は,HCV RNAの5’UTR中の15の部位を標的とするよう設計し(図24),先に記載されるように合成した。ただし,すべての酵素的核酸は2つの2’−アミノウリジンを含んでいた。本明細書に記載される種々の実施例において用いた標的部位用の酵素的核酸および対の対照配列は表XXIに示される。
【0453】
レポータープラスミド
T7/HCV/蛍ルシフェラーゼプラスミド(HCVT7C1-341,遺伝子型la)はAleem Siddiqui(University of Colorado Health Sciences Center,Denver,CO)より譲り受けた。T7/HCV/蛍ルシフェラーゼプラスミドは,HCV 5’UTR(ヌクレオチド1−341)/蛍ルシフェラーゼ融合DNAの上流にT7バクテリオファージプロモーターを含む。ウミシイタケルシフェラーゼ対照プラスミド(pRLSV40)はPROMEGAから購入した。
【0454】
ルシフェラーゼアッセイ
デュアルルシフェラーゼアッセイは,製造元の指針にしたがって(PROMEGA),レポータープラスミドおよび酵素的核酸のコトランスフェクションの4時間後に行った。すべてのデータは,三重のサンプルにより決定されたウミシイタケルシフェラーゼ発光に対するHCV/蛍ルシフェラーゼ発光の平均比率+SDで表される。
【0455】
細胞培養およびトランスフェクション
OST7細胞は,10%ウシ胎児血清,L−グルタミン(2mM)およびペニシリン/ストレプトマイシンを補充したダルベッコ改変イーグル培地(GIBCO BRL)中で維持した。トランスフェクションのために,OST7細胞を黒壁96ウエルプレート(Packard)に12,500細胞/ウエルの密度で播種し,37℃で5%CO2で24時間インキュベートした。標的レポーターHCVT7C(0.8μg/mL),対照レポーターpRLSV40(1.2μg/mL)および酵素的核酸(50−200nM)のコトランスフェクションは以下の方法により行った:HCVT7C(4μg/mL),pRLSV40(6μg/mL),酵素的核酸(250−1000nM)およびカチオン性脂質(28.5μg/mL)の5X混合物を150μLのOPTI−MEM(GIBCO BRL)マイナス血清中に作製した。37℃で5%CO2で20分間,レポーター/酵素的核酸/脂質複合体を形成させた。OST7細胞細胞から培地を吸引し,120μLのOPTI−MEM(GIBCO BRL)マイナス血清で置き換え,ただちに30μLの5Xレポーター/酵素的核酸/脂質複合体を加えた。細胞を複合体とともに37℃で5%CO2で4時間インキュベートした。
【0456】
用量応答曲線のためのIC50の決定
見かけのIC50値は,直線内挿法により計算した。見かけのIC50は,用量曲線上でHCV/ルシフェラーゼ発現の約50%阻害が認められる2つの連続的な点の間の最大応答の1/2である。
【0457】
RNAサンプルの定量
トランスフェクトした細胞からの総RNAは,DNaseI処理を含むQiagen RNeasy 96法を用いて製造元の指針にしたがって精製した。蛍またはウミシイタケルシフェラーゼRNAのいずれかに特異的な別々のプライマー/プローブの組を用いて,精製したRNAサンプルについてリアルタイムRT−PCR(Taqmanアッセイ)を行った。蛍ルシフェラーゼプライマーおよびプローブは,アッパー(5’−CGGTCGGTAAAGTTGTTCCATT−3’)(配列番号16202),ロアー(5’−CCTCTGACACATAATTCGCCTCT−3’)(配列番号16203),およびプローブ(5’−FAM−TGAAGCGAAGGTTGTGGATCTGGATACC−TAMRA−3’)(配列番号16204)であり,ウミシイタケルシフェラーゼプライマーおよびプローブは,アッパー(5’−GTTTATTGAATCGGACCCAGGAT3’)(配列番号16205),ロアー(5’−AGGTGCATCTTCTTGCGAAAA−3’)(配列番号16206),およびプローブ(5’−FAM−CTTTTCCAATGCTATTGTTGAAGGTGCCAA−3’)(配列番号16207)−TAMRAであり,いずれのプライマーおよびプローブの組も,Integrated DNA Technologiesから購入した。RNAレベルは,大規模トランスフェクションから精製した増幅されたRNAの標準曲線から求めた。RTマイナス対照により,RNAシグナルが残留プラスミドDNAではなくRNAから生じたことを確認した。RT−PCR条件は以下のとおりであった:48℃で30分間,95℃で10分間,次に95℃で15秒間および60℃で1分間を40サイクル。反応は,ABI Prism 7700配列検出器で行った。蛍ルシフェラーゼRNAのレベルは,同じサンプル中に存在するウミシイタケルシフェラーゼRNAのレベルで標準化した。結果は3回の処理の平均+SDで示される。
【0458】
実施例23:合成の安定化酵素的核酸によるHCV 5’UTR−ルシフェラーゼ発現の阻害
HCV5’UTRの一次配列および特徴的二次構造(図24)は,すべてのHCV遺伝子型にわたって高度に保存されており,このため,これは酵素的核酸媒介性切断の非常に魅力的な標的である。図25および表XXI(RPI12249−12254,12257−12265)に一般的に示される,HCV RNAの5’UTR中の最も高度に保存された部位のうちの15を標的とする酵素的ハンマーヘッド核酸を設計し,合成した。これらの合成酵素的核酸は,2’−O−メチルヌクレオチド,U4およびU7コア位置における2’−アミノウリジン,ホスホロチオエート結合,および3’−反転無塩基キャップ等の修飾を加えることによりヌクレアーゼ分解に対して安定化させた。
【0459】
HCVゲノムの細胞質転写を模倣するために,HCV 5’UTR/蛍ルシフェラーゼ融合遺伝子の上流にT7バクテリオファージプロモーターを含む標的レポータープラスミドでOST7細胞をトランスフェクトした。標的レポーターの細胞質発現は,OST7細胞の細胞質で発現される高レベルのT7ポリメラーゼにより促進される。標的レポーターHCVT7C1-341(蛍ルシフェラーゼ),対照レポーターpRLSV40(ウミシイタケルシフェラーゼ)および酵素的核酸のコトランスフェクションはカチオン性脂質の存在下で行った。ルシフェラーゼ活性のバックグラウンドレベルを決定するために,無関係な非HCV配列を標的とする対照酵素的核酸を用いた。この無関係な対照酵素的核酸(ICR)の存在下でレポータープラスミドをトランスフェクションすると,レポータープラスミド単独のトランスフェクションと比較してレポーター発現がわずかに減少した。したがって,ICRを,HCV特異的酵素的核酸による処理の間のレポーター発現に及ぼす非特異的効果の対照として用いた。pRLSV40レポーターからのウミシイタケルシフェラーゼ発現を用いて,トランスフェクション効率およびサンプル回収を標準化した。
【0460】
試験した15個のアミノ修飾ハンマーヘッド酵素的核酸のうち,12個はICRと比較して有意にHCV/ルシフェラーゼ発現を阻害した(>45%,P<0.05)(図26A)。これらのデータは,ここで標的としたHCV 5’UTR部位のほとんどが酵素的核酸の結合および続くRNA切断にアクセス可能であることを示唆する。いくつかの実験を通して,HCV 5’UTRの部位79,81,142,192,195,282または330の後を切断するよう設計されたハンマーヘッド酵素的核酸の抗HCV活性が最も有効であったため,HCV/ルシフェラーゼ活性の酵素的核酸依存的阻害をさらに調べるために,これらを選択して次の実験を行った。7個の活性な酵素的核酸のそれぞれについて対応する減弱化コア(AC)対照を合成した(表XX)。それぞれの対AC対照はその対応する活性な酵素的核酸と同様のヌクレオチド組成を含むが,スクランブル化結合アームおよび触媒コアにおける変更のため,これらはHCV RNAに結合してその切断を触媒する能力を欠失している。部位79,81,142,195または330の後を切断するよう設計された酵素的核酸でOST7細胞を処理すると,対応するACで処理した細胞におけるHCV/ルシフェラーゼ発現と比較して,HCV/ルシフェラーゼ発現の有意な阻害が認められた(それぞれ65%,50%,50%,80%および80%,P<0.05)(図26B)。部位79,81,142または192についてのICRまたはACsのいずれかによる処理は,部位195,282または330についてのACsによる処理より高いHCV/ルシフェラーゼ発現の低下をもたらしたことに注意すべきである。ACsで処理した後のHCV/ルシフェラーゼ発現の観察された相違は,おそらくはオリゴヌクレオチド処理の非特異的効果および/または塩基組成の相違に起因する活性の範囲であろう。ACsによる処理の結果として観察されたHCV/ルシフェラーゼ発現レベルの相違にかかわらず,部位79,81,142,195,または330の後を切断するよう設計された活性な酵素的核酸は,同様の強力な抗HCV活性を示した(図26B)。
【0461】
実施例24:合成の安定化酵素的核酸はHCV/ルシフェラーゼ発現を濃度依存的様式で阻害する
酵素的核酸の有効性をさらに詳細に特徴づけるために,これらの同じ5つのリードハンマーヘッド酵素的核酸が酵素的核酸の濃度(0nM−100nM)の範囲でHCV/ルシフェラーゼ発現を阻害する能力について試験した。トランスフェクション条件を一定とするために,活性な酵素的核酸をその対応するACと混合することにより,すべてのサンプルについて核酸の総濃度を100nMとした。さらに,活性な酵素的核酸およびACは脂質対核酸の荷電比を維持するよう混合した。それぞれ5つの酵素的核酸による処理の後にHCV/ルシフェラーゼ発現の濃度依存的阻害が認められた(図27A−E)。直線内挿法により,HCV/ルシフェラーゼ発現の50%阻害をもたらす酵素的核酸濃度(見かけのIC50)は,40−215nMの範囲であった。2つの最も有効な酵素的核酸は,部位195または330の後を切断するよう設計されたものであり,見かけのIC50値はそれぞれ46nMおよび40nMであった(図27DおよびE)。
【0462】
実施例25:HCV/ルシフェラーゼ発現の観察された阻害には酵素的核酸メカニズムが必要である
作用の酵素的核酸メカニズムがHCV/ルシフェラーゼ発現の観察された阻害の原因であることを確認するため,対の結合アーム減弱化コア(BAC)対照(RPI15291および15294)を合成して,部位195(RPI12252)および330(RPI12254)を標的とする酵素的核酸と直接比較した。対のBACはHCV RNAに特異的に結合することができるが,触媒コアにおける変化のためRNA切断を進行させることができない。したがって,これを用いて,結合のみによる阻害を評価することができる。この比較には,スクランブル化結合アームおよび減弱化触媒コアを含み,したがって,標的RNAに結合するかまたは標的RNA切断を触媒する能力を欠失している対のSAC対照(RPI15292および15295)も用いた。
【0463】
標的RNAの酵素的核酸切断により,HCV/ルシフェラーゼRNAのレベルが低下し,次にHCV/ルシフェラーゼ発現が減少するはずである。標的RNAレベルを分析するために,リバーストランスクリプターゼ/ポリメラーゼ連鎖反応(RT−PCR)アッセイを用いてHCV/ルシフェラーゼRNAレベルを定量した。プライマーは,HCV 5’UTR/ルシフェラーゼRNAのルシフェラーゼコーディング領域を増幅するよう設計した。この領域が選択されたのは,細胞RNAとともに精製されるかもしれない,HCVを標的とする酵素的核酸が,ルシフェラーゼRNA領域のRT−PCR増幅を妨害しないであろうからである。また,ウミシイタケRNAレベルをトランスフェクション効率およびサンプル回収の対照として用いることができるように,ウミシイタケルシフェラーゼRNAを増幅するプライマーも設計した。
【0464】
OST7細胞を,部位195または330の後を切断するよう設計された活性な酵素的核酸,対のSAC,または対のBACで処理した。部位195または330を標的とする酵素的核酸で処理すると,対のSAC対照と比較してHCV/ルシフェラーゼRNAが有意に低下した(P<0.01)。この実験においては,部位195酵素的核酸は部位330酵素的核酸より有効であった(図28A)。部位195または330を標的とする対のBACによる処理は,対応するSACと比較してHCV/ルシフェラーゼRNAを低下させなかった。すなわち,結合する能力のみではHCV/ルシフェラーゼRNAが低下しないことが確認された。
【0465】
標的RNAの酵素的核酸媒介性切断がHCV/ルシフェラーゼ発現の阻害に必要であることを確認するため,同じ実験においてHCV/ルシフェラーゼ活性を決定した。予測されたように,酵素的酵素的核酸で処理した後に,対のSACと比較してHCV/ルシフェラーゼ発現の有意な阻害が認められた(図28B)。重要なことには,対のBACによる処理はHCV/ルシフェラーゼ発現を阻害しなかった。すなわち,結合する能力のみでは翻訳を阻害するには充分ではないことが確認された。RNAアッセイにおいて観察されたように,この実験において部位195酵素的核酸は部位330酵素的核酸より有効であった。しかし,酵素的核酸媒介性HCV RNA低下とHCV/ルシフェラーゼ翻訳の阻害との間の相関は,いずれの部位に対する酵素的核酸についても認められた。標的RNAの減少および活性な酵素的核酸触媒コアが必要であることから,部位195または部位330酵素的核酸で処理した細胞におけるHCV/ルシフェラーゼ蛋白質活性の観察された阻害には,酵素的核酸メカニズムが必要であることが確認される。
【0466】
実施例26:キメラHCV/ポリオウイルス複製のチンザイム阻害
HCV感染の間,ウイルスRNAはいくつかのプロセス,すなわちアンコーティング,翻訳,RNA複製およびパッケージングにおいて,酵素的核酸切断の潜在的標的として存在する。標的RNAは,これらの工程のいずれにおいても,酵素的核酸切断に対してある程度アクセス可能でありうる。HCV初期リボソーム侵入部位(IRES)と翻訳装置との間の相関はHCV5’UTR/ルシフェラーゼレポーターシステムにおいて模倣されるが,これらの他のウイルスプロセスはOST7システムには存在しない。標的ウイルスRNAに付随する得られるRNA/蛋白質複合体も存在しない。さらに,これらのプロセスはHCV感染細胞において連結している可能性があり,このことは標的RNAのアクセス可能性にさらに影響を与えるかもしれない。したがって,本出願人は,HCV5’UTRを切断するよう設計された酵素的核酸がウイルス系を複製させることができるか否かを試験した。
【0467】
最近,LuおよびWimmerは,ポリオウイルスIRESをHCVからのIRESで置き換えた,HCV−ポリオウイルスキメラを特性決定した(Lu&Wimmer,1996,Proc.Natl.Acad.Sci.USA.93,1412−1417)。ポリオウイルス(PV)はHCVと同様に正鎖RNAウイルスであるが,HCVとは異なり,エンベロープを有さず,培養細胞中で効率よく複製する。HCV−PVキメラは,野生型PVと比較して安定な小さいプラークの表現型を示す。
【0468】
以下の酵素的核酸分子(チンザイム)を合成し,HCV/ポリオウイルスキメラ:RPI18763,RPI18812,RPI18749,RPI18765,RPI18792,およびRPI18814(表XX)の複製阻害について試験した。スクランブル化減弱化コア酵素的核酸であるRPI18743を対照として用いた。
【0469】
HeLa細胞をHCV−PVキメラで30分間感染させ,ただちに酵素的核酸で処理した。HeLa細胞をU底96ウエルプレートに9000−10,000細胞/ウエルの密度で播種し,37℃で5%CO2で24時間インキュベートした。核酸(200nM)のトランスフェクションは,5%ウシ胎児血清(FBS)を含むDMEM(Gibco BRL)で10X核酸(2000nM)および10Xカチオン性脂質(80μg/ml)を混合することにより行った。核酸/脂質複合体は37℃で5%CO2で15分間インキュベートした。培地を細胞から吸引し,5%FBS血清を含む80μlのDMEM(Gibco BRL)で置き換え,次に20μlの10X複合体を加えた。細胞を複合体とともに37℃で5%CO2で24時間インキュベートした。
【0470】
処理した細胞からのHCV−PVの収量をプラークアッセイにより定量した。プラークアッセイは,ウイルスサンプルを無血清DMEM(Gibco BRL)中で希釈し,100μlを6ウエルプレート中のHeLa細胞の単層(〜80%コンフルエント)に30分間適用することにより行った。感染した単層を3mlの1.2%寒天(Sigma)で重層し,37℃で5%CO2でインキュベートした。2−3日後に重層を取り除き,単層を1.2%クリスタルバイオレットで染色し,プラーク形成単位を計数した。HCV−PV複製のチンザイム阻害の結果は図33に示される。
【0471】
実施例27:キメラHCV/ポリオウイルス複製のアンチセンス阻害
アンチセンス核酸分子(RPI17501およびRPI17498,表XXII)を,HCV/ポリオウイルスキメラの複製阻害について試験し,スクランブル化対照と比較した。アンチセンス核酸分子は,RNA−RNAまたはRNA−DNAまたはRNA−PNA(蛋白質核酸;Egholm et al.,1993 Nature 365,566)相互作用により標的RNAに結合し,標的RNAの活性を変化させる非酵素的核酸分子である(概説として,Stein and Cheng,1993 Science 261,1004およびWoolf et al.,米国特許5,849,902を参照)。典型的には,アンチセンス分子は,アンチセンス分子の単一の連続する配列に沿って標的配列に相補的である。しかし,ある態様においては,アンチセンス分子は基質分子がループを形成するように基質に結合することができ,および/またはアンチセンス分子はアンチセンス分子がループを形成するように結合することができる。すなわち,アンチセンス分子は2つの(またはさらに多くの)非連続的基質配列に相補的であることができ,またはアンチセンス分子の2つの(またはさらに多くの)非連続的配列部分は標的配列に相補的であることができ,これらの両方であってもよい。現在のアンチセンス戦略の概要については,Schmajuk et al.,1999,J.Biol.Chem.,274,21783−21789,Delihas et al.,1997,Nature,15,751−753,Stein et al.,1997,Antisense N.A.DrugDev.,7,151,Crooke,2000,Methods Enzymol.,313,3−45;Crooke,1998,Biotech.Genet.Eng.Rev.,15,121−157,Crooke,1997,Ad.Pharmacol.,40,1−49を参照。さらに,アンチセンスDNAを用いてDNA−RNA相互作用によりRNAをターゲティングし,このことによりRNaseHを活性化させることができ,これはデュープレックス中の標的RNAを消化する。アンチセンスオリゴヌクレオチドは,1またはそれ以上のRNAseH活性化領域を含んでいてもよく,これは標的RNAのRNAseH切断を活性化することができる。アンチセンスDNAは,化学的に合成してもよく,または一本鎖DNA発現ベクターまたはその同等物を用いて発現させてもよい。さらに,アンチセンス分子は,本発明の酵素的核酸分子と組み合わせて用いることができる。
【0472】
RNaseH活性化領域は,標的RNAに結合して,細胞性RNaseH酵素により認識される非共有結合複合体を形成しうる核酸分子の領域である(一般に4−25ヌクレオチドの長さ以上,好ましくは5−11ヌクレオチドの長さである)(例えば,Arrow et al.,米国特許5,849,902;Arrow et al.,US5,989,912を参照)。RNaseH酵素は核酸分子−標的RNA複合体に結合し,標的RNA配列を切断する。RNaseH活性化領域は,例えば,ホスホジエステル,ホスホロチオエート(好ましくはヌクレオチドの少なくとも4個がホスホロチオエート置換であり,特にヌクレオチドの4−11個がホスホロチオエート置換である);ホスホロジチオエート,5’−チオリン酸,またはメチルホスホネート骨格化学であるか,またはそれらの組み合わせである。上述した1またはそれ以上の骨格化学に加えて,RNaseH活性化領域はまた,種々の糖化学を含んでいてもよい。例えば,RNaseH活性化領域は,デオキシリボース,アラビノ,フルオロアラビノまたはこれらの組み合わせのヌクレオチド糖化学を含むことができる。当業者は,上述は非限定的な例であり,RNaseH酵素の活性を支持する核酸のリン酸,糖および塩基化学の任意の組み合わせが,RNaseH活性化領域の定義および本発明の範囲内に含まれることを理解するであろう。
【0473】
HeLa細胞をHCV−PVキメラで30分間感染させ,ただちにアンチセンス核酸で処理した。HeLa細胞は,U底96ウエルプレートに9000−10,000細胞/ウエルの密度で播種し,37℃で5%CO2で24時間インキュベートした。核酸(200nM)のトランスフェクションは,10Xの核酸(2000nM)と5%ウシ胎児血清(FBS)を含むDMEM(Gibco BRL)中の10Xのカチオン性脂質(80μg/ml)とを混合することにより行った。核酸/脂質複合体を37℃で5%CO2で15分間インキュベートした。細胞から培地を吸引し,5%FBS血清を含む80μlのDMEM(Gibco BRL)で置き換え,次に20μlの10X複合体を加えた。細胞を複合体とともに37℃で5%CO2で24時間インキュベートした。
【0474】
処理した細胞からのHCV−PVの収量は,プラークアッセイにより定量した。プラークアッセイは,ウイルスサンプルを無血清DMEM(Gibco BRL)中で希釈し,100μlを6ウエルプレート中のHeLa細胞の単層(〜80%コンフルエント)に30分間適用することにより行った。感染した単層に3mlの1.2%寒天(Sigma)を重層し,37℃で5%CO2でインキュベートした。2−3日後,重層を取り除き,単層を1.2%クリスタルバイオレットで染色し,プラーク形成単位を計数した。HCV−PVのアンチセンス阻害の結果は図34に示される。
【0475】
実施例28:インターフェロンとの組み合わせにおけるキメラHCV/PVの核酸阻害
慢性HCVに対するインターフェロン(IFN)療法の制限因子の1つは,IFNに伴う毒性の副作用である。本出願人は,必要とするIFNの用量を減少させれば,これらの副作用を減少させることができると推論した。本出願人は,先に,HCV RNAを標的とする酵素的核酸分子がHCV−ポリオウイルス(PV)キメラの複製に対する強力な抗ウイルス効果を有することを示した(Macejak et al.,2000,Hepatology,31,769−776)。抗HCV酵素的核酸治療を加えることによりI型IFNの抗ウイルス効果を改良することができるか否かを判定するために,HeLa細胞においてIFNアルファ2aまたはIFNアルファ2bを用いて,200nMの部位195抗HCV酵素的核酸(RPI13919)または酵素的核酸対照(SAC)治療との組み合わせで用量応答実験(0U/ml−100U/ml)を行った。SAC対照(RPI17894)は部位195酵素的核酸(RPI13919)のスクランブル化結合アーム,減弱化コア版である。IFNの用量応答実験は,この系における阻害のダイナミックレンジを見いだすために,異なる前処理計画で行った。これらの実験においては,より有効な酵素的核酸輸送のため,HepG2の代わりにHeLa細胞を用いた(Macejak et al.,2000,Hepatology,31,769−776)。
【0476】
細胞およびウイルス
HeLa細胞は5%ウシ胎児血清を補充したDMEM(BioWhittaker,Walkersville,MD)中で維持した。HCV−PVキメラウイルスのクローン化DNAコピーはDr.Eckard Wimmer(NYU,Stony Brook,NY)から贈与された。RNA版はインビトロ転写により生成し,HeLa細胞にトランスフェクトして感染性ウイルスを生成した(Lu and Wimmer,1996,PNAS USA.,93,1412−1417)。
【0477】
酵素的核酸の合成
2’−O−メチル−ヌクレオチド,2’−デオキシ−2’−C−アリルウリジン,3’−反転無塩基キャップ,およびホスホロチオエート結合を含むヌクレアーゼ耐性酵素的核酸および対照オリゴヌクレオチドは化学的に合成した。HCVの5’UTRのヌクレオチド195の後を標的として切断する抗HCV酵素的核酸(RPI13919)は表XXに示される。減弱化コア対照は,コア配列中に酵素的核酸の切断活性を大きく減少させるヌクレオチド変化を有する。減弱化対照は,スクランブル化結合アームを含む(SACと称される,RPI18743)か,またはHCV RNA標的と結合しうる結合アームを維持する(BAC,RPI17894)のいずれかである。
【0478】
酵素的核酸の輸送
サイトフェクチン剤としてカチオン性脂質を用いた。HeLa細胞を96ウエルプレートに9000−10,000細胞/ウエルの密度で播種し,37℃で5%CO2で24時間インキュベートした。酵素的核酸または対照オリゴヌクレオチド(200nM)のトランスフェクションは,U底96ウエルプレート中で10X酵素的核酸または対照オリゴヌクレオチド(2000nM)を5%ウシ胎児血清(FBS)を含むDMEMの10XRPI.9778(80μg/ml)と混合して,5X複合体を作製することにより行った。酵素的核酸/脂質複合体は37℃で5%CO2で15分間インキュベートした。培地を細胞から吸引し,5%FBS血清を含む80μlのDMEM(Gibco BRL)で置き換え,次に20μlの複合体を加えた。細胞を複合体とともに37℃で5%CO2で24時間インキュベートした。
【0479】
インターフェロン/酵素的核酸の組み合わせ処理
インターフェロンアルファ2a(Roferon(登録商標))はRoche Bioscience(Palo Alto,CA)から購入した。インターフェロンアルファ2b(Intron A(登録商標))はSchering−Plough Corporation(Madison,NJ)から購入した。コンセンサスインターフェロン(インターフェロン−アルファ−con1)はAmgen,Inc.(Thousand Oaks,CA)から譲り受けた。比較の基礎のため,本明細書に記載される実験においては製造元により特定されたユニットを用いた。しかし,これらの3つのIFN調製物についての製造元のユニット定義は同じである必要はない。いずれにしても,臨床的用量は製造元により特定されたユニットに基づいているため,これらのユニットに基づく直接の比較は臨床的治療指数に関連する。HeLa細胞を播種し(10,000細胞/ウエル),37℃で5%CO2で24時間インキュベートした。次に細胞を完全培地(DMEM+5%FBS)中でインターフェロンで4時間前処理し,次にHCV−PVを感染多重度(MOI)=0.1で30分間感染させた。次にウイルス接種物を除去し,酵素的核酸または減弱化対照(SACまたはBAC)をサイトフェクチン処方(8μg/ml)で完全培地中で上述したように24時間輸送した。酵素的核酸の用量応答実験については,活性な酵素的核酸をSACと混合して200nMの総オリゴヌクレオチド濃度および同じ脂質荷電比を維持した。24時間後,3サイクルの凍結/融解により細胞を溶解してウイルスを放出させた。ウイルスはプラークアッセイにより定量し,ウイルス収率は1mlあたりの平均プラーク形成単位(pfu/ml)+SDで表した。すべての実験は少なくとも2回繰り返し,報告された結果の傾向は再現性があった。有意レベル(P値)はスチューデントテストにより決定した。
【0480】
プラークアッセイ
ウイルスサンプルを無血清DMEM中で希釈し,100μlを6ウエルプレート中のVero細胞単層(〜80%コンフルエント)に30分間適用した。感染した単層を3mlの1.2%寒天(Sigma Chemical Company,St.Louis,MO)で重層し,37℃で5%CO2でインキュベートした。プラークが見えるようになったとき(2−3日後),重層を取り除き,単層を1.2%クリスタルバイオレットで染色し,プラーク形成単位を計数した。
【0481】
結果
図29Aおよび29Bに示されるように,部位195(RPI13919)抗HCVハンマーヘッド酵素的核酸単独(0U/mlIFN)で処理すると,SAC処理細胞と比較してウイルス複製が非常に減少した(85%,P<0.01)。IFNアルファ2a(図29A)またはIFNアルファ2b(図29B)のいずれも,SAC処理細胞において25U/mlで処理すると,SACのみで処理した細胞と比較してHCV−PV複製が90%阻害された(いずれについてもp<0.01)。SAC処理細胞における阻害の最大レベル(94%)は,50U/ml以上のIFNアルファ2aまたはIFNアルファ2bのいずれかで処理することにより得られた(いずれもSAC単独に対してp<0.01)。しかし,最大阻害は,5倍低い用量のIFNアルファ2a(10U/ml)をHCV RNAの5’UTRの部位195を標的とする酵素的核酸と組み合わせて与えたときに得られた(図29A,P<0.01)。10U/mlのIFNアルファ2bで処理した細胞に及ぼす酵素的核酸処理の追加の効果は非常にわずかであったが,25U/mlのIFNアルファ2bとの組み合わせの効果は大きかった(図29B)。試験したいずれのインターフェロンについても,200nMの部位195抗HCV酵素的核酸と組み合わせて25U/mlで前処理すると,200nMのSAC単独で処理した細胞における複製と比較してさらに高いレベル(>98%)のウイルス複製の阻害が認められた(p<0.01)。
【0482】
部位195抗HCV酵素的核酸の用量応答実験はまた,HeLa細胞において,12.5U/mlのIFNアルファ2aまたはIFNアルファ2bによる前処理ありまたはなしで行った。図30に示されるように,酵素的核酸媒介性阻害は用量依存的であり,150nM以上の抗HCV酵素的核酸単独(IFNなし)で処理することにより,HCV−PV複製の有意な阻害が得られた(0nMの酵素的核酸に対して75%以上,P<0.01)。しかし,IFNで前処理した細胞においては,このレベルの阻害を達成するのに必要な抗HCV酵素的核酸の用量は,3倍低下して50nM(0nM酵素的核酸に対してP<0.01)であった。これに対し50nMの部位195抗HCV酵素的核酸単独で処理すると,ウイルス複製はわずかに〜40%阻害された。IFNによる前処理は,すべての酵素的核酸の用量において,IFN前処理なしと比較して,部位195酵素的核酸の抗ウイルス効果を増強した。
【0483】
インターフェロン−アルファcon1,すなわちコンセンサスIFN(CIFN)は,慢性HCVを治療するために用いられている別の1型IFNである。CIFN処理細胞において同様の増強が生ずるか否かを判定するために,HeLa細胞において0U/ml−12.5U/mlのCIFNを200nMの部位195抗HCV酵素的核酸,またはSAC処理と組み合わせて用いて,CIFNを用いる用量応答を調べた(図31A)。この場合も,部位195抗HCV酵素的核酸単独の存在下で,ウイルス複製はSAC処理細胞と比較して劇的に減少した。図31Aに示されるように,200nMの抗HCV酵素的核酸単独での処理は,200nMSAC単独で処理した細胞における複製と比較して,HCV−PV複製を有意に阻害した(SAC治療に対して90%,P<0.01)。しかし,1U/ml−12.5U/mlの濃度のCIFNを200nMの抗HCV酵素的核酸と組み合わせて前処理すると,200nMのSAC単独で処理した細胞における複製と比較してウイルス複製がさらに大きく阻害された(>98%,P<0.01)。SAC処理細胞においては1U/mlのCIFNによる前処理はHCV−ポリオウイルス複製に有意な影響を有しないが,酵素的核酸の存在下では複製の阻害が認められた(>98%,P<0.01)ことに注目することが重要である。すなわち,200nMの部位195抗HCV酵素的核酸でも処理した細胞においては,98%以上の阻害を達成するのに必要なCIFNの用量は1U/mlまで減少させることができた。
【0484】
次に,HeLa細胞において12.5U/mlCIFN前処理ありまたはなしで部位195抗HCV酵素的核酸の用量応答を調べた。図31Bに示されるように,150nM以上の抗HCV酵素的核酸単独での処理によりHCV−PV複製の有意な阻害が得られた(0nM酵素的核酸に対して>95%,P<0.01)。しかし,CIFN前処理細胞においては,このレベルの阻害を達成するのに必要な抗HCV酵素的核酸の用量はわずか50nMであった(P<0.01)。比較として,50nMの部位195抗HCV酵素的核酸単独での処理によりウイルス複製は約50%阻害された。すなわち,IFNアルファ2aおよびIFNアルファ2bで見られたように,酵素的核酸の用量はCIFN前処理の存在下で3倍減少させることができ,酵素的核酸処理単独と同様の抗ウイルス効果が得られた。
【0485】
より低い濃度の酵素的核酸とCIFNとの組み合わせをさらに調べるために,次に,HeLa細胞において,50nMの部位195抗HCV酵素的核酸処理と組み合わせた0U/ml−12.5U/mlのCIFNを用いる用量応答実験を行った。多くの実験において,50nMの抗HCV酵素的核酸単独による処理は,SAC処理細胞におけるウイルス複製と比較してHCV−PV複製を50%−81%阻害した。図31Aに示される実験におけるように,5U/mlのCIFN単独での処理によりウイルス複製は約50%阻害された。しかし,5U/mlCIFNでの4時間の前処理,続いて50nMの抗HCV酵素的核酸での処理により,SAC処理細胞と比較して95%−97%の阻害が認められた(P<0.01)。
【0486】
CIFNおよび酵素的核酸の組み合わせ処理の増強された抗ウイルス効果が酵素的核酸の切断活性に依存するものであることを示すために,次に,部位195抗HCV酵素的核酸との組み合わせにおけるCIFNの効果と,結合能力を有する減弱化コアである対照(BAC)との組み合わせにおけるCIFNの効果を比較した。BACはなおその特異的RNA標的に結合することができるが,切断活性は非常に減少している。12.5U/mlのCIFNによる前処理は,BACで処理した細胞においてウイルス収率を約90%(7倍)低下させた(図32におけるCIFN対BACを比較)。200nMの部位195抗HCV酵素的核酸単独で処理した細胞は,BAC処理細胞(図32における195RZBAC)と比較して約95%(17倍)少ないウイルスを産生した。CIFN前処理と200nMの部位195抗HCV酵素的核酸との組み合わせにより,ウイルス収率は98%以上(300倍)低下した(図32におけるCIFN+RZ対対照)。
【0487】
HCVの2’−5’−オリゴアデニレート阻害
1型インターフェロンは,慢性HCV感染のための多くの有効な治療プログラムの鍵となる構成要素である。1型インターフェロンによる処理は,多くの遺伝子を誘導し,細胞中に抗ウイルス状態が生ずる。誘導される遺伝子の1つは2’,5’−オリゴアデニレートシンセターゼ,すなわち,短い2’,5’−オリゴアデニレート(2−5A)分子を合成する酵素である。次に発生期2−5Aは潜伏性RNaseであるRNaseLを活性化し,これは次にウイルスRNAを非特異的に分解する。本明細書に記載されるように,HCV RNAを標的とするリボザイムは,細胞培養中でHCV−ポリオウイルス(HCV−PV)キメラの複製を阻害し,この抗ウイルス効果は,リボザイムを1型インターフェロンとの組み合わせで与えたときに増強されることが示された。さらに,インターフェロン応答の2−5A成分はまた,HCV−PVキメラの複製を阻害することができる。
【0488】
1型インターフェロンが組み合わせで与えられると,抗HCVリボザイム処理の抗ウイルス効果は増強される。インターフェロンは,多くの遺伝子産物,例えば,2’,5’オリゴアデニレート(2−5A)シンセターゼ,二本鎖RNA活性化蛋白質キナーゼ(PKR),およびMx蛋白質を誘導する。Mx蛋白質はウイルス複合体の核輸送を妨害するようであり,HCV感染において阻害的役割を果たさないと考えられている。一方,インターフェロン処理細胞における追加の2−5A媒介性RNA分解(RNaseLによる)および/またはPKRによるウイルス翻訳の阻害は,HCV−PV複製のリボザイム媒介性阻害を増強することができる。
【0489】
この増強現象における2−5A/RNaseL経路の潜在的な役割を調べるために,2−5Aの化学的に合成した類似体で,単独でまたは抗HCVリボザイム(RPI13919)との組み合わせで外来的に処理したHeLa細胞においてHCV−PV複製を分析した(図35)。これらの結果を,インターフェロンおよび/または抗HCVリボザイムで処理した細胞における複製と比較した。抗HCVリボザイムをカチオン性脂質とともに細胞にトランスフェクションした。脂質媒介性トランスフェクションによる非特異的効果の対照として,スクランブル化アーム,減弱化コアのオリゴヌクレオチド(SAC)(RPI17894)を比較のためにトランスフェクトした。SACはリボザイムと同じ塩基組成であるが,コア配列における変化のために触媒活性が非常に減弱化されており,HCV配列に特異的に結合することができない。
【0490】
図36Aに示されるように,HCV−PV感染の前に10U/mlコンセンサスインターフェロンで4時間前処理したHeLa細胞は,SAC処理細胞においてウイルス複製が70%減少した。同様に,感染後に100nMの抗HCVリボザイムで20時間処理したHeLa細胞は,ウイルス収量が80%減少した。この抗ウイルス効果は,感染の前にインターフェロンで4時間前処理し,次に感染後に抗HCVリボザイムで20時間処理したHeLa細胞において98%の阻害に増強された。これと平行して,3’末端で反転無塩基成分によりヌクレアーゼ消化から保護された2−5A化合物(類似体I,図35)を試験した。図36Bに示されるように,HCV−PV感染の前に200nM2の−5A類似体Iで4時間処理すると,SAC処理細胞においてHCV−PV複製はわずかしか阻害されなかった(〜20%)。さらに,20時間の抗HCVリボザイム処理による阻害は,2−5Aの4時間の前処理との組み合わせによっては増大しなかった(図36Bの3番目のバーと4番目のバーを比較)。
【0491】
化学的に合成された2−5A類似体がRNaseLを完全に活性化することができなかった理由についてはいくつかの説明が可能である。2−5A類似体が充分に安定ではなかったか,またはこの実験においては4時間の前処理時間はRNaseL活性化には短すぎた可能性がある。これらの可能性を調べるために,追加のヌクレアーゼ耐性のために3’−無塩基に加えて5’末端チオリン酸(P=S)を含有する2−5A化合物についても実験した(類似体II,図35)。さらに,より長い2−5A処理を用いた。この実験においては(図37),HeLa細胞を2−5Aまたは2−5A(P=S)でHCV−PV感染後20時間処理した。この場合にも,抗HCVリボザイム治療により80%以上の阻害が得られた。4時間の2−5A前処理で見られたウイルス複製の20%阻害とは対照的に,2−5A類似体IでHCV−PV感染後20時間処理した細胞においてはウイルス複製は約70%阻害された。P=S版(類似体II)はHCV−PV複製を約35%阻害した。すなわち,ここで用いた2−5A類似体は両方とも抗ウイルス効果を生ずることができ,これはおそらくRNaseL活性化によるものであろう。P=S版は,5’脱リン酸化に対してより耐性であるが,同様に高い抗ウイルス効果を生じなかった。5’末端チオリン酸と3’反転無塩基成分の存在との組み合わせがRNaseL活性化を妨害する可能性がある。いずれにしても,これらの結果は,ヌクレアーゼ安定化2−5A類似体による強力な抗HCV活性を示す。
【0492】
2−5A類似体Iで20時間処理した細胞におけるHCV−PV複製の減少のレベルは,コンセンサスインターフェロンで4時間前処理した細胞におけるものと同様であった。この拡張された2−5A処理計画がインターフェロン前処理と同程度に抗HCVリボザイム効力を増強するか否かを判定するために,HCV−PVに感染させたHeLa細胞を2−5Aと抗HCVリボザイムとの組み合わせで感染後20時間処理した。この実験においては,200nMの抗HCVリボザイムによる処理または2−5A単独による処理は,SAC処理と比較してウイルス複製をそれぞれ88%または約60%阻害した(図38,左の3つのバー)。一定のトランスフェクション条件を維持しながら抗HCVリボザイムまたは2−5Aの濃度を変化させるために,抗HCVリボザイムをSACと混合して総用量を200nMに維持した。50nMの抗HCVリボザイムによる処理はHCV−PV複製を約70%阻害した(真中の黒いバー)。しかし,50nMの抗HCVリボザイムと150nMの2−5Aの組み合わせで処理した細胞においては,HCV−PV複製の量はそれ以上低下しなかった(真中の縞のバー)。同様に,100nMの抗HCVリボザイムで処理した細胞は,さらに100nMの2−5AまたはSACで処理してもしなくても,HCV−PV複製を約80%阻害した(右の2つのバー)。これに対し,100nMの抗HCVリボザイムをインターフェロンと組み合わせて与えたとき,抗ウイルス活性は80%から98%に増加した(図36A)。リボザイム/2−5A組み合わせ処理について追加的または相乗的効果がない理由は現在不明であるが,両方の化合物が類似の作用メカニズムを有する(RNAの分解)ためでありうる。この可能性を調べるためにはさらなる研究が必要である。
【0493】
2−5A治療は単独療法として,HCVポリオウイルス複製に対してインターフェロン治療と同様の阻害的効果を及ぼす。これらの結果がHCV患者においても維持されるのであれば,2−5Aを用いる治療は有効ではあり得ないが,過剰のインターフェロン誘導性遺伝子が活性化されなければ,インターフェロンを用いたときに観察されるものより副作用が少ない可能性がある。
【0494】
HBV細胞培養モデル
上述したように,HBVは培養細胞に感染しない。しかし,HBV DNAをHuH7またはHepG2肝細胞にトランスフェクション(頭−尾型ダイマーまたは100%より大きい"オーバーレングス"ゲノムのいずれかとして)すると,ウイルス遺伝子が発現され,HBVビリオンが産生されて培地中に放出される。すなわち,HBV複製能を有するDNAを,リボザイムとともに培養細胞にコトランスフェクトすることができる。そのような方法を用いて,HBVに対する細胞内リボザイム活性が報告されている(zuPutlitz, et al.,1999,J.Virol.,73,5381−5387,およびKim et al.,1999,Biochem.Biophys.Res.Commun.,257,759−765)。さらに,HBVを発現する安定な肝細胞の細胞株が作成されている。これらの細胞においては,リボザイムのみを輸送することが必要であるが,輸送スクリーニングを行うことが必要であろう。細胞内HBV遺伝子発現は,HBV RNAのTaqman(登録商標)アッセイによりまたはHBV蛋白質のELISAによりアッセイすることができる。細胞外ウイルスは,DNA用のPCRまたは蛋白質用のELISAによりアッセイすることができる。抗体は,HBV表面抗原およびコア蛋白質について市販されている。分泌性アルカリホスファターゼ発現プラスミドを用いて,トランスフェクション効率および試料回収率の相違を標準化することができる。
【0495】
HBV動物モデル
HBV複製を研究するための小さい動物モデルがいくつか存在する。その1つはHBV感染肝臓組織を放射性照射マウスに移植することである。ウイルス血症(PCRによりHBV DNAを測定することにより証明しうる)は移植の8日後に最初に検出され,ピークは18−25日である(Ilan et al.,1999,Hepatology,29,553−562)。
【0496】
HBVを発現するトランスジェニックマウスもまた,潜在的抗ウイルスを評価するためのモデルとして用いられている。HBV DNAは肝臓および血清の両方で検出可能である(Guidotti et al.,1995,J.Virology,69,10,6158−6169;Morrey et al.,1999,Antivirus Res.,42,97−108)。
【0497】
別のモデルは,HBVでトランスフェクトしたHepG2細胞を用いてヌードマウスに皮下腫瘍を樹立することである。腫瘍は,接種後約2週間で発達し,HBV表面抗原およびコア抗原を発現する。HBV DNAおよび表面抗原はまた,腫瘍含有マウスの循環中でも検出することができる(Yao et al.,1996,J.Viral Hepat.,3,19−22)。
【0498】
1つの態様においては,本発明は,HepG2.2.15細胞を移植したマウス,例えば,雄または雌マウスを特徴とし,ここで,マウスは,HBV感染に感受性であり,HBV DNA発現を支持しうる.本発明の1つの態様は,HepG2.2.15細胞を移植したマウスを提供し,ここで,前記マウスは,HEPG2.2.15細胞の繁殖およびHBV産生を支持する(Macejak,米国特許仮出願60/296,876を参照)。
【0499】
ウッドチャック肝炎ウイルス(WHV)は,そのウイルス構造,遺伝的構成,および複製のメカニズムにおいてHBVと密接に関連する。ヒトにおけるHBVと同様に,持続性のWHV感染は天然のウッドチャック集団に一般的であり,慢性肝炎および肝細胞癌(HCC)と関連している。実験的研究により,ウッドチャックにおいてWHVがHCCを引き起こすことが確立されており,慢性的にWHVに感染したウッドチャックは,多数の抗ウイルス剤を試験するモデルとして用いられてきた。例えば,ヌクレオシド類似体3T3は,ウイルスの用量依存性減少を引き起こすことが観察されている(最高用量での2回の毎日治療の後に50%減少)(Hurwitz et al.,1998.Antimicrob.Agents Chemother.,42,2804−2809)。
【0500】
HCV細胞培養モデル
培養細胞におけるHCVの複製についての報告はあるが(以下を参照),これらの系は,複製が困難であり,信頼性があるとは考えられていない。したがって,インターフェロンおよびリバビリン等の他の抗HCV療法の開発の場合と同様に,動物実験で安全性が証明された後,臨床的実用性研究に直接進むことができる。
【0501】
最近のいくつかの報告は,ヒト細胞株におけるHCVのインビトロ成長を示している(Mizutani et al.,Biochem Biophys Res Commun 1996 227(3):822−826;Tagawa, et al.,Journal of Gasteroenterology and Hepatology 1995 10(5):523−527;Cribier et al.,Journal of General Virology 76(10):2485−2491;Seipp et al.,Journal of General Virology 1997 78(10)2467−2478;Iacovacci et al.,Research Virology 1997 148(2):147−151;Iocavacci et al.,Hepatology 1997 26(5)1328−1337;Ito et al,Journal of General Virology 1996 77(5):1043−1054;Nakajima et al.,Journal of Virology 1996 70(5):3325−3329;Mizutani et al.,Journal of Virology 1996 70(10):7219−7223;Valli et al.,Res Virol 1995 146(4):285−288;Kato et al.,Biochem Biophys Res Comm.1995 206(3):863−869)。HCVの複製は,T細胞株およびB細胞株の両方,ならびにヒト肝細胞に由来する細胞株において示されている。複製は,RT−PCRに基づくアッセイまたはb−DNAアッセイのいずれかを用いて証明された。HCV細胞培養に関する最も最近の刊行物が6ヶ月までの複製を証明していることに注目することは重要である。
【0502】
さらに,別の最近の研究は,C型肝炎ウイルスのより強い株を同定した。この株は,これがヒト細胞培養中でより激しく複製することを可能とする適応的変異を有する。この増強された複製能力を与える変異は,NS5Aとして識別される蛋白質の特定の領域中に位置する。Rockefeller Universityにおいて行われた研究は,ある種の細胞培養系においては,強い株による感染により感染細胞の数が10,000倍増加することを示した。HCV感染細胞が培養により大量に入手可能となったことを用いて,多数の化合物,例えば酵素的核酸分子を試験してその有効性を判定するハイスループットスクリーニングアッセイを開発することができる。
【0503】
HCVに感染させることができる細胞株に加えて,いくつかのグループは,細胞株を全長または部分的HCVゲノムのcDNAクローンでトランスフォーメーションすることに成功したことを報告した(Harada et al.,Journal of General Virology 1995 76(5)1215−1221;Haramatsu et al.,Journal of Viral Hepatitis 1997 4S(1):61−67;Dash et al,American Journal of Pathology 1997 151(2):363−373;Mizuno et al.,Gasteroenterology 1995 109(6):1933−40;Yoo et al.,Journal Of Virology 1995 69(1):32−38)。
【0504】
HCV動物モデル
HCV感染について最もよく特性決定されている動物系はチンパンジーである。さらに,チンパンジーおよびヒトにおいてHCV感染により引き起こされる慢性肝炎は非常に類似している。臨床的には適切であるが,チンパンジーモデルはいくつかの実用的な障害を有するため,このモデルの使用は困難である。例えば,コストが高く,長期間のインキュベーションが必要であり,十分な量の動物が得られないことである。これらの原因のため,多くのグループが,慢性C型肝炎感染の齧歯類モデルの開発を試みてきた。直接感染は可能ではないが,いくつかのグループは,HCVゲノムの一部または全部を齧歯類に安定的にトランスフェクションしたことを報告している(Yamamoto et al.,Hepatology 1995,22(3):847−855;Galun et al.,Journal of Infectious Disease 1995 172(1):25−30;Koike et al.,Journal of General Virology 1995 76(12)3031−3038;Pasquinelli et al.,Hepatology 1997 25(3):719−727;Hayashi et al.,Princess Takamatsu Symp 1995 25:143−149;Mariya K,Yotsuyanagi H,Shintani Y,Fujie H,Ishibashi K,Matsuura Y,Miyamura T,Koike K.)。C型肝炎ウイルスコア蛋白質は,トランスジェニックマウス中で肝臓脂肪症を誘導する(Journal of General Virology 1997 78(7)1527−1531;Takehara et al.,Hepatology 1995 21(3):746−751;Kawamura et al.,Hepatology 1997 25(4):1014−1021)。さらに,HCV感染ヒト肝臓を免疫無防備状態マウスに移植すると,動物の血液中でHCV RNAがより長く検出される。
【0505】
Vierling(国際公開WO99/16307)は,C型肝炎ウイルスをインビボ動物モデルで発現させる方法を記載する。生存可能なHCV感染ヒト肝細胞をscid/scidマウス宿主の肝臓実質内に移植する。次に,scid/scidマウス宿主を生存状態で維持し,このことにより,生存可能な,形態学的に無傷のヒト肝細胞がドナー組織中に残留し,C型肝炎ウイルスは残留するヒト肝細胞中で複製する。このモデルは,酵素的核酸によるHCV阻害をインビボで研究する有効な手段を提供する。
【0506】
適応症
HBV発現の調節に関連しうる特定の変性性および疾病状態には,限定されないが,HBV感染,肝炎,癌,腫瘍腹性,肝硬変,肝不全およびHBVのレベルに関連する他の状態が含まれる。
【0507】
HCV発現の調節に関連しうる特定の変性性および疾病状態には,限定されないが,HCV感染,肝炎,癌,腫瘍原性,肝硬変,肝不全およびHCVのレベルに関連する他の状態が含まれる。
【0508】
HBVおよびHCV研究における現在の知識は,HBVまたはHCV活性をアッセイする方法,および研究,診断,および治療用途のために,HBVおよびHCV発現を制御することができる化合物が必要であることを示す。
【0509】
ラミブジン(3TC(登録商標)),L−FMAU,アデフォビル,ジピボキシル,1型インターフェロン(例えば,インターフェロンアルファ,インターフェロンベータ,コンセンサスインターフェロン,ポリエチレングリコールインターフェロン,ポリエチレングリコールインターフェロンアルファ2a,ポリエチレングリコールインターフェロン2b,およびポリエチレングリコールコンセンサスインターフェロン),治療用ワクチン,ステロイド,および2’−5’オリゴアデニレートは,本発明の核酸分子(例えば,リボザイムおよびアンチセンス分子)と組み合わせるかまたは一緒に用いることができる薬剤の非限定的例である。当業者は他の薬剤または他の療法を同様にかつ容易に本発明の核酸分子(例えば,リボザイムおよびアンチセンス分子)と組み合わせることができ,したがってこれらも本発明の範囲内であることを理解するであろう。
【0510】
診断用途
本発明の核酸分子を診断手段として使用し,疾病に罹患した細胞内の遺伝的浮動および変異を検査するか,または細胞においてHBVまたはHCV RNAの存在を検出することができる。例えば,酵素的核酸活性と標的RNAの構造との間の密接な関係により,分子のいずれの領域においても,標的RNAの塩基対形成および3次元構造を変更する変異を検出することができる。本発明に記載される酵素的核酸を複数使用することにより,インビトロならびに細胞および組織におけるRNAの構造および機能に重要なヌクレオチド変化をマッピングすることができる。酵素的核酸分子による標的RNAの切断を使用して,遺伝子の発現を阻害し,疾病の進行における特定の遺伝子産物の役割を(本質的に)明らかにすることができる。このようにして,他の遺伝子標的を疾病の重要な介在物として明らかにすることができる。これらの実験は,組み合わせ療法の可能性を提供することにより,疾病進行のよりよい治療につながるであろう(例えば,異なる遺伝子を標的とする多数の酵素的核酸分子,既知の小分子阻害剤とカップリングさせた酵素的核酸分子,酵素的核酸分子および/または他の化学的または生物学的分子と組み合わせた放射性または間欠的治療)。本発明の酵素的核酸分子の他のインビトロにおける使用は当該技術分野においてよく知られており,これには,HBVまたはHCVに関連する状態に関係するmRNAの存在の検出が含まれる。そのようなRNAは,標準的な方法論を使用して酵素的核酸で処理した後,切断産物の存在を判定することにより検出する。
【0511】
特定の例においては,標的RNAの野生型または変異型のみしか切断できない酵素的核酸分子をアッセイに使用する。第1の酵素的核酸を用いて試料中の野生型RNAの存在を同定し,第2の酵素的核酸を用いて試料中の変異型RNAを同定する。反応対照として野生型および変異型の両方のRNAの合成基質を両方の酵素的核酸分子で切断し,反応におけるリボザイムの相対効率および“非標的”RNA種を切断しないことを明らかにする。合成基質からの切断産物は,試料集団中の野生型および変異型RNAの分析のためのサイズマーカーの生成にも役立つ。従ってそれぞれの分析は2つの酵素的核酸分子,2つの基質,および1つの未知の試料を必要とし,これらを組み合わせて6つの反応を行う。切断産物の存在をRNase保護アッセイを使用して確認し,各RNAの完全長および切断フラグメントをポリアクリルアミドゲルの1レーンで分析できるようにする。標的細胞における変異体RNAの発現および所望の表現型の変化の推定されるリスクへの洞察を得るために,必ずしも結果を定量する必要はない。その蛋白質産物が表現型(すなわちHBVまたはHCV)の発生に関与することが示唆されるmRNAの発現はリスクを確立するのに十分である。同等の比活性のプローブを両方の転写産物に使用すれば,RNAレベルの定性的比較で十分であり,初期の診断のコストが低減する。RNAレベルを定性的に比較するにしても定量的に比較するにしても,より高い変異型と野生型の比率はより高いリスクと相関関係があるであろう。
【0512】
追加の用途
本発明の配列特異的酵素的核酸分子の潜在的な有用性は,DNA制限エンドヌクレアーゼがDNAの研究のために有するものと同様の多くの適用をRNAの研究のために有する(Nathans et al.,1975 Ann.Rev.Biochem.44:273)。例えば,制限フラグメントのパターンを使用して2つの関連するRNA間の配列の関係を確立することができ,大型のRNAを研究のためにより有用なサイズのフラグメントに特異的に切断することができる。酵素的核酸分子の配列特異性を操作できることは未知の配列のRNAの切断に理想的である。出願人は,細菌,微生物,真菌,ウイルス,および真核生物系,例えば植物または哺乳動物細胞において,標的遺伝子の遺伝子発現をダウンレギュレートするために核酸分子を用いることを記載する。
【0513】
本明細書において言及されるすべての特許および刊行物は,本発明の属する技術分野の技術者のレベルを示す。本明細書において引用されるすべての参考文献は,それぞれの参考文献が個々にその全体が本明細書の一部としてここに引用されることと同じ程度に,本明細書の一部として引用される。
【0514】
当業者は,本発明が,その目的を実施し,記載される結果および利点,ならびに本明細書に固有のものを得るためによく適合していることを容易に理解するであろう。本明細書に記載される方法および組成物は,現在のところ好ましい態様の代表的なものであり,例示的なものであって,本発明の範囲を限定することを意図するものではない。当業者は,特許請求の範囲において定義される本発明の精神の中に包含される変更および他の用途をなすであろう。
【0515】
当業者は,本発明の範囲および精神から逸脱することなく,本明細書に開示される本発明に対して種々の置換および改変をなすことが可能であることを容易に理解するであろう。すなわち,そのような追加の態様は,本発明および特許請求の範囲の範囲内である。
【0516】
本明細書に例示的に記載されている発明は,本明細書に特定的に開示されていない任意の要素または限定なしでも適切に実施することができる。すなわち,例えば,本明細書における各例において,"・・・を含む","・・・から本質的になる"および"・・・からなる"との用語は,他の2つのいずれかと置き換えることができる。本明細書において用いられる用語および表現は,説明の用語として用いるものであり,限定ではない。そのような用語および表現の使用においては,示されかつ記載されている特徴またはその一部の等価物を排除することを意図するものではなく,特許請求の範囲に記載される本発明の範囲中で種々の変更が可能であることが理解される。すなわち,好ましい態様および任意の特徴により本発明を特定的に開示してきたが,当業者には本明細書に記載される概念の変更および変種が可能であり,そのような変更および変種も特許請求の範囲に定義される本発明の範囲内であると考えられることが理解されるべきである。
【0517】
さらに,発明の特徴および観点がマーカッシュグループまたは他の代替グループの用語で記載されている場合,当業者は,本発明が,マーカッシュグループまたは他のグループの個々のメンバーまたはサブグループに関してもまた記載されていることを認識するであろう。
【0518】
表1
天然に存在するリボザイムの特徴
グループIイントロン
・サイズ:約150〜1000以上のヌクレオチド。
・標的配列中の切断部位の5’側に隣接してUを必要とする。
・切断部位の5’側で4〜6のヌクレオチドと結合する。
・反応メカニズム:グアノシンの3’−OHによって攻撃し,3’−OHおよび5’グアノシンを有する切断産物を生成する。
・活性構造のフォールディングおよび維持を助けるために,場合により,蛋白質の補因子をさらに必要とする。
・このクラスには300以上の種類が知られている。テトラヒメナ・サーモフィラのrRNA,真菌ミトコンドリア,葉緑体,ファージT4,らん藻類,その他において,介在配列として見出されている。
・主要な構造上の特徴は,系統発生比較,突然変異原性および生化学的研究によってほぼ確立されている[1,2]。
・1つのリボザイムに対して完全な力学的フレームワークが立証されている[3,4,5,6]。
・リボザイムのフォールディングおよび基質ドッキングに関する研究が進行中[7,8,9]。
・重要な残基の化学修飾検討は十分確立されている[10,11]。
・このリボザイムは,結合部位が小さい(4〜6ヌクレオチド)ため,標的RNA切断に対して非常に非特異的になる場合があるが,テトラヒメナのグループIイントロンは,「欠損」β−ガラクトシダーゼのメッセージに新たなβ−ガラクシダーゼ配列を結合することによってこのメッセージを修復するのに利用されている[12]。
【0519】
RNaseP RNA(M1RNA)
・サイズ:約290〜400のヌクレオチド。
・偏在するリボ核蛋白質酵素のRNA部分。
・tRNA前駆体を切断し,成熟tRNAを形成する[13]。
・反応メカニズム:恐らくはM2+−OHによって攻撃し,3’−OHおよび5’リン酸を有する切断産物を生成する。
・RNasePは原核生物および真核生物全体に見出されている。このRNAサブユニットは,細菌,酵母,げっ歯類および霊長類から配列決定されている。
・外部ガイド配列(EGS)と標的RNAのハイブリダイゼーションによって,内因性RNasePを治療応用に活用することが可能である[14,15]。
・リン酸と2’OHとの接触の重要性が最近判明した[16,17]。
【0520】
グループIIイントロン
・サイズ:1000以上のヌクレオチド。
・標的RNAのトランス切断であることが最近実証された[18,19]。
・配列要求性は完全には決定されていない。
・反応メカニズム:内部アデノシンの2’−OHが3’−OH,および3’−5’および2’−5’分岐点を含む「ラリアット(lariat)」RNAを有する切断産物を生成する。
・RNAの切断および結合に加えて,DNA切断への関与が実証された[20,21]唯一の天然リボザイムである。
・主要な構造上の特徴は,系統発生比較によってほぼ確立されている[22]。
・2’OH接触の重要性が判明しはじめている[23]。
・力学的フレームワークは検討中である[24]。
【0521】
Neurospora VS RNA
・サイズ:約144ヌクレオチド。
・ヘアピン標的RNAのトランス切断であることが最近実証された[25]。
・配列要求性は完全には決定されていない。
・反応メカニズム:2’−OHが切れやすい結合の5’側を攻撃し,2’,3’−サイクリックリン酸および5’−OH末端を有する切断産物を生成する。
・結合部位および構造上の要求性は完全には決定されていない。
・このクラスは1種しか知られていない。Neurospora VS RNAに見出されている。
【0522】
ハンマーヘッド・リボザイム(本文を参照のこと)
・サイズ:約13〜40ヌクレオチド。
・切断部位の5’に隣接した標的配列UHを必要とする。
・切断部位の両側で可変数のヌクレオチドと結合する。
・反応メカニズム:2’−OHによって切れやすい結合の5’側を攻撃し,2’,3’−サイクリックリン酸および5’−OH末端を有する切断産物を生成する。
・このクラスには14種が知られている。RNAを感染体として利用する多くの植物病原体(ウィルソイド)において見出されている。
・2つの結晶構造を含め,本質的な構造上の特徴がほぼ明確にされている。[26,27]
・(インビトロ選択による工学的処理に対し)ごくわずかなライゲーション活性が実証された。[28]
・2つまたはそれ以上のリボザイムに対して完全な力学的フレームワークが確立されている。[29]
・重要な残基の化学修飾検討は十分確立されている。[30]
【0523】
ヘアピンリボザイム
・サイズ:約50ヌクレオチド。
・切断部位の3’に隣接した標的配列GUCを必要とする。
・切断部位の5’側で4〜6のヌクレオチドと,切断部位の3’側で可変数のヌクレオチドと結合する。
・反応メカニズム:2’−OHによって切れやすい結合の5’側を攻撃し,2’,3’−サイクリックリン酸および5’−OH末端を有する切断産物を生成する。
・このクラスには3種が知られている。RNAを感染体として利用する3種の植物病原体(タバコ・リングスポット・ウィルス,アラビス・モザイク・ウィルスおよびチコリー黄色斑ウィルスのサテライトRNA)に見出されている。
・本質的な構造上の特徴がほぼ明確にされている[31,32,33,34]。
・(切断活性に加えて)ライゲーション活性があるためにこのリボザイムはインビトロ選択による工学処理が可能である[35]。
・1つのリボザイムに対して完全な力学的フレームワークが確立されている[36]。
・重要な残基の化学修飾検討が着手された[37,38]。
【0524】
デルタ肝炎ウィルス(HDV)リボザイム
・サイズ:約60ヌクレオチド。
・標的RNAのトランス切断であることが実証されている[39]。
・結合部位および構造上の要求性は完全には決定されていないが,切断部位の5’側の配列は要求されない。フォールディングされたリボザイムはシュードノット構造を含む[41]。
・反応メカニズム:2’−OHによって切れやすい結合の5’側を攻撃し,2’,3’−サイクリックリン酸および5’−OH末端を有する切断産物を生成する。
・このクラスは2種しか知られていない。ヒトHDVに見出されている。
・環状のHDVは活性があり,ヌクレアーゼ安定性が増加している[42]。
【0525】
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【0526】
【表1】
Figure 2004532022
【0527】
【表2】
Figure 2004532022
【0528】
【表3】
Figure 2004532022
【0529】
【表4】
Figure 2004532022
【0530】
【表5】
Figure 2004532022
【0531】
【表6】
Figure 2004532022
【0532】
【表7】
Figure 2004532022
【0533】
【表8】
Figure 2004532022
【0534】
【表9】
Figure 2004532022
【0535】
【表10】
Figure 2004532022
【0536】
【表11】
Figure 2004532022
【0537】
【表12】
Figure 2004532022
【0538】
【表13】
Figure 2004532022
【0539】
【表14】
Figure 2004532022
【0540】
【表15】
Figure 2004532022
【0541】
【表16】
Figure 2004532022
【0542】
【表17】
Figure 2004532022
【0543】
【表18】
Figure 2004532022
【0544】
【表19】
Figure 2004532022
【0545】
【表20】
Figure 2004532022
【0546】
【表21】
Figure 2004532022
【0547】
【表22】
Figure 2004532022
【0548】
【表23】
Figure 2004532022
【0549】
【表24】
Figure 2004532022
【0550】
【表25】
Figure 2004532022
【0551】
【表26】
Figure 2004532022
【0552】
【表27】
Figure 2004532022
【0553】
【表28】
Figure 2004532022
【0554】
【表29】
Figure 2004532022
【0555】
【表30】
Figure 2004532022
【0556】
【表31】
Figure 2004532022
【0557】
【表32】
Figure 2004532022
【0558】
【表33】
Figure 2004532022
【0559】
【表34】
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【0560】
【表35】
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【0561】
【表36】
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【0562】
【表37】
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【0563】
【表38】
Figure 2004532022
【0564】
【表39】
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【0565】
【表40】
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【0566】
【表41】
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【0567】
【表42】
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【0568】
【表43】
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【0569】
【表44】
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【0570】
【表45】
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【0571】
【表46】
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【0572】
【表47】
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【0573】
【表48】
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【0574】
【表49】
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【0575】
【表50】
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【0576】
【表51】
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【0577】
【表52】
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【0578】
【表53】
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【0579】
【表54】
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【0580】
【表55】
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【0581】
【表56】
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【0582】
【表57】
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【0583】
【表58】
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【0584】
【表59】
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【0585】
【表60】
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【0586】
【表61】
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【0587】
【表62】
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【0588】
【表63】
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【0589】
【表64】
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【0590】
【表65】
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【0591】
【表66】
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【0592】
【表67】
Figure 2004532022
【0593】
【表68】
Figure 2004532022
【0594】
【表69】
Figure 2004532022
【0595】
【表70】
Figure 2004532022
【0596】
【表71】
Figure 2004532022
【0597】
【表72】
Figure 2004532022
【0598】
【表73】
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【0599】
【表74】
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【0600】
【表75】
Figure 2004532022
【0601】
【表76】
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【0602】
【表77】
Figure 2004532022
【0603】
【表78】
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【0604】
【表79】
Figure 2004532022
【0605】
【表80】
Figure 2004532022
【0606】
【表81】
Figure 2004532022
【0607】
【表82】
Figure 2004532022
【0608】
【表83】
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【0609】
【表84】
Figure 2004532022
【0610】
【表85】
Figure 2004532022
【0611】
【表86】
Figure 2004532022
【0612】
【表87】
Figure 2004532022
【0613】
【表88】
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【0614】
【表89】
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【0615】
【表90】
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【0616】
【表91】
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【0617】
【表92】
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【0618】
【表93】
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【0619】
【表94】
Figure 2004532022
【0620】
【表95】
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【0621】
【表96】
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【0622】
【表97】
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【0623】
【表98】
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【0624】
【表99】
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【0625】
【表100】
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【0626】
【表101】
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【0627】
【表102】
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【0628】
【表103】
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【0629】
【表104】
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【0630】
【表105】
Figure 2004532022
【0631】
【表106】
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【0632】
【表107】
Figure 2004532022
【0633】
【表108】
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【0634】
【表109】
Figure 2004532022
【0635】
【表110】
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【0636】
【表111】
Figure 2004532022
【0637】
【表112】
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【0638】
【表113】
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【0639】
【表114】
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【0640】
【表115】
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【0641】
【表116】
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【0642】
【表117】
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【0643】
【表118】
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【0644】
【表119】
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【0645】
【表120】
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【0646】
【表121】
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【0647】
【表122】
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【0648】
【表123】
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【0649】
【表124】
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【0650】
【表125】
Figure 2004532022
【0651】
【表126】
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【0652】
【表127】
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【0653】
【表128】
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【0654】
【表129】
Figure 2004532022
【0655】
【表130】
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【0656】
【表131】
Figure 2004532022
【0657】
【表132】
Figure 2004532022
【0658】
【表133】
Figure 2004532022
【0659】
【表134】
Figure 2004532022
【0660】
【表135】
Figure 2004532022
【0661】
【表136】
Figure 2004532022
【0662】
【表137】
Figure 2004532022
【0663】
【表138】
Figure 2004532022
【0664】
【表139】
Figure 2004532022
【0665】
【表140】
Figure 2004532022
【0666】
【表141】
Figure 2004532022
【0667】
【表142】
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【0668】
【表143】
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【0669】
【表144】
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【0670】
【表145】
Figure 2004532022
【0671】
【表146】
Figure 2004532022
【0672】
【表147】
Figure 2004532022
【0673】
【表148】
Figure 2004532022
【0674】
【表149】
Figure 2004532022
【0675】
【表150】
Figure 2004532022
【0676】
【表151】
Figure 2004532022
【0677】
【表152】
Figure 2004532022
【0678】
【表153】
Figure 2004532022
【0679】
【表154】
Figure 2004532022
【0680】
【表155】
Figure 2004532022
【0681】
【表156】
Figure 2004532022
【0682】
【表157】
Figure 2004532022
【0683】
【表158】
Figure 2004532022
【0684】
【表159】
Figure 2004532022
【0685】
【表160】
Figure 2004532022
【0686】
【表161】
Figure 2004532022
【0687】
【表162】
Figure 2004532022
【0688】
【表163】
Figure 2004532022
【0689】
【表164】
Figure 2004532022
【0690】
【表165】
Figure 2004532022
【0691】
【表166】
Figure 2004532022
【0692】
【表167】
Figure 2004532022
【0693】
【表168】
Figure 2004532022
【0694】
【表169】
Figure 2004532022
【0695】
【表170】
Figure 2004532022
【0696】
【表171】
Figure 2004532022
【0697】
【表172】
Figure 2004532022
【0698】
【表173】
Figure 2004532022
【0699】
【表174】
Figure 2004532022
【0700】
【表175】
Figure 2004532022
【0701】
【表176】
Figure 2004532022
【0702】
【表177】
Figure 2004532022
【0703】
【表178】
Figure 2004532022
【0704】
【表179】
Figure 2004532022
【0705】
【表180】
Figure 2004532022
【0706】
【表181】
Figure 2004532022
【0707】
【表182】
Figure 2004532022
【0708】
【表183】
Figure 2004532022
【0709】
【表184】
Figure 2004532022
【0710】
【表185】
Figure 2004532022
【0711】
【表186】
Figure 2004532022
【0712】
【表187】
Figure 2004532022
【0713】
【表188】
Figure 2004532022
【0714】
【表189】
Figure 2004532022
【0715】
【表190】
Figure 2004532022
【0716】
【表191】
Figure 2004532022
【0717】
【表192】
Figure 2004532022
【0718】
【表193】
Figure 2004532022
【0719】
【表194】
Figure 2004532022
【0720】
【表195】
Figure 2004532022
【0721】
【表196】
Figure 2004532022

【図面の簡単な説明】
【0722】
【図1】図1は,7つの異なる種類の酵素的核酸分子の二次構造モデルを示す。
【図2】図2は,化学的に安定化されたリボザイムモチーフの例を示す。
【図3】図3は,化学的に安定化されたアンバーザイムリボザイムモチーフの例を示す。
【図4】図4は,化学的に安定化されたチンザイムAリボザイムモチーフの例を示す。
【図5】図5は,DNAザイムモチーフの例を示す。
【図6】図6は,HBVトランスジェニックマウスにおける14日のリボザイム治療後の血清HBV DNAレベルの変化のパーセントを示す棒グラフである。
【図7】図7は,HBVトランスジェニックマウスにおける14日のリボザイム治療後の平均血清HBV DNAレベルを示す棒グラフである。
【図8】図8は,HBVトランスジェニックマウスにおける14日のリボザイム治療後の血清HBV DNA(log)レベルの低下を示すを示す棒グラフである。
【図9】図9は,HepG2.2.15細胞において,HBV RNAを標的とするリボザイムで処理した後のHBV DNAの減少を示す棒グラフである。
【図10】図10は,HepG2細胞を,HBVプレゲノムRNAの部位273を標的とするリボザイムで処理した後のHBsAgレベルの低下を示す棒グラフである。
【図11】図11は,HepG2細胞をRPI18341単独またはInfergen(登録商標)との組み合わせで処理した後のHBsAgレベルの低下を示す棒グラフである。
【図12】図12は,HepG2細胞をRPI18341単独でまたはラミブジンとの組み合わせで処理した後のHBsAgレベルの低下を示す棒グラフである。
【図13】図13は,HBV逆転写に関与する工程の概要を表すスキームを示す。
【図14】図14は,HBV逆転写の阻害の非限定的例を示す。
【図15】図15は,2’−O−アリル修飾核酸分子のHBV核酸スクリーニングを示すデータを示す。
【図16】図16は,2’−O−メチル修飾核酸分子のHBV核酸スクリーニングのデータを示す。
【図17】図17は,HBVリバーストランスクリプターゼプライマーを標的とする2’−O−メチル修飾核酸分子の用量応答データを示す。
【図18】図18は,HBVエンハンサーIコア領域を標的とする核酸分子の核酸スクリーニングのデータを示す。
【図19】図19は,HBVエンハンサーIコア領域を標的とする核酸分子の核酸スクリーニングのデータを示す。
【図20】図20は,HBVエンハンサーIコア領域を標的とする核酸分子の用量応答データを示す。
【図21】図21は,無胸腺nu/nu雌マウスにおけるHepG2.2.15腫瘍成長を,腫瘍体積(mm3)対時間(日)として示すグラフである。
【図22】図22は,無胸腺nu/nu雌マウスにおけるHepG2.2.15腫瘍成長を,腫瘍体積(mm3)対時間(日)として示すグラフである。
【図23】図23は,細胞培養におけるルシフェラーゼ活性の酵素的核酸媒介性減少を示すために用いられたデュアルレポーターシステムの図解である。
【図24】図24は,HCV5’UTRの二次構造の図解を示す。
【図25】図25は,ヌクレアーゼ耐性酵素的核酸分子の非限定的例を示す。
【図26】図26は,OST7細胞におけるHCV−ルシフェラーゼ発現の酵素的核酸媒介性阻害を示す1組の棒グラフである。
【図27】図27は,酵素的核酸処理後のHCV/ルシフェラーゼ発現の用量依存的阻害を示す一連の線グラフである。
【図28】図28はOST7細胞におけるHCV/ルシフェラーゼRNAの減少およびHCV−ルシフェラーゼ発現の阻害を示す1組の棒グラフである。
【図29】図29は,部位195抗HCV酵素的核酸処理と組み合わせたインターフェロン(IFN)アルファ2aおよび2bの用量応答を示す1組の棒グラフである。
【図30】図30は,インターフェロン(IFN)アルファ2aおよび2b前処理と組み合わせた,部位195抗HCV酵素的核酸の用量応答を示す線グラフである。
【図31】図31は,コンセンサスインターフェロン(CIFN)/酵素的核酸の組み合わせ処理からのデータを示す1組の棒グラフである。
【図32】図32は,コンセンサスインターフェロン(CIFN)と組み合わせて用いた部位195を標的とする抗HCV酵素的核酸の酵素的核酸活性および増強された抗ウイルス効果を示す棒グラフである。
【図33】図33は,HCV5’−UTR中の種々の部位を標的とするチンザイム酵素的核酸分子での処理によるHCV−PVキメラ複製の阻害を示す棒グラフである。
【図34】図34は,HCV5’−UTRの保存領域を標的とするアンチセンス核酸分子によるHCV−PVキメラ複製の阻害を示す棒グラフである。
【図35】図35は,この実験において用いた化合物(2−5A)の構造を示す。
【図36】図36は,リボザイム活性および増強された抗ウイルス効果を示す棒グラフである。
【図37】図37は,抗HCVリボザイム(RPI13919)または2−5A(RPI21096)処理によるウイルス複製の阻害を示すグラフである。
【図38】図38は,2−5A処理と組み合わせた抗HCVリボザイムを示す棒グラフである。

Claims (108)

  1. 式I:
    Figure 2004532022
    [式中
    1は,1,2,および3からなる群より選択される整数であり;X2は,1以上の整数であり;R6は,独立して,H,OH,NH2,ONH2,アルキル,S−アルキル,O−アルキル,O−アルキル−S−アルキル,O−アルコキシアルキル,アリル,O−アリル,およびフルオロからなる群より選択され;各R1およびR2は,独立して,OおよびSからなる群より選択され;各R3およびR4は,独立して,O,N,およびSからなる群より選択され;およびR5は,アルキル,アルキルアミン,配列番号11343−16182のいずれかを有するオリゴヌクレオチド,配列番号2594−7433のいずれかに相補的な配列を有するオリゴヌクレオチド,および無塩基成分からなる群より選択される]
    を有する化合物。
  2. 配列番号2594−7433のいずれかに相補的な配列を有する前記オリゴヌクレオチドが酵素的核酸分子である,請求項1記載の化合物。
  3. 配列番号2594−7433のいずれかに相補的な配列を有する前記オリゴヌクレオチドがアンチセンス核酸分子である,請求項1記載の化合物。
  4. 前記酵素的核酸分子が,ハンマーヘッド,イノザイム,G−切断剤,DNAザイム,アンバーザイム,およびチンザイムモチーフからなる群より選択される,請求項2記載の化合物。
  5. 前記イノザイム酵素的核酸分子が,2塩基対以上の長さのステムII領域を含む,請求項2記載の化合物。
  6. 前記酵素的核酸が,HCVに由来するRNAに相補的な12−100塩基を含む,請求項2記載の化合物。
  7. 前記酵素的核酸が,HCVに由来するRNAに相補的な14−24塩基を含む,請求項2記載の化合物。
  8. 前記アンチセンス核酸が,HCVに由来するRNAに相補的な12−100塩基を含む,請求項3記載の化合物。
  9. 前記アンチセンス核酸が,HCVに由来するRNAに相補的な14−24塩基を含む,請求項3記載の化合物。
  10. 請求項1記載の化合物および薬学的に許容しうる担体を含む組成物。
  11. 請求項1記載の化合物を含む哺乳動物細胞。
  12. 前記哺乳動物細胞がヒト細胞である,請求項11記載の哺乳動物細胞。
  13. 肝硬変,肝不全,肝細胞癌,またはHCV感染に伴う状態を治療する方法であって,患者に請求項1記載の化合物を前記治療に適した条件下で投与する工程を含む方法。
  14. 前記治療に適した条件下で1またはそれ以上の薬剤療法を使用することをさらに含む,請求項13記載の方法。
  15. 哺乳動物細胞においてHCV複製を阻害する方法であって,前記阻害に適した条件下で前記細胞に請求項1記載の化合物を投与する工程を含む方法。
  16. 別個のRNA分子を切断する方法であって,前記別個のRNA分子の切断に適した条件下で請求項1記載の化合物を前記別個のRNA分子と接触させることを含む方法。
  17. 前記切断が2価カチオンの存在下で行われる,請求項16記載の方法。
  18. 前記2価カチオンがMg2+である,請求項17記載の方法。
  19. 前記切断が蛋白質ヌクレアーゼの存在下で行われる,請求項16記載の方法。
  20. 前記蛋白質ヌクレアーゼがRNAseLである,請求項19記載の方法。
  21. 前記化合物が化学的に合成されたものである,請求項1記載の化合物。
  22. 前記オリゴヌクレオチドが少なくとも1つの2’−糖修飾を含む,請求項1記載の化合物。
  23. 前記オリゴヌクレオチドが少なくとも1つの核酸塩基修飾を含む,請求項1記載の化合物。
  24. 前記オリゴヌクレオチドが少なくとも1つのリン酸修飾を含む,請求項1記載の化合物。
  25. 前記薬剤療法が1型インターフェロンの投与である,請求項14記載の方法。
  26. 前記1型インターフェロンおよび請求項1記載の化合物が同時に投与される,請求項25記載の方法。
  27. 前記1型インターフェロンおよび請求項1記載の化合物が別々に投与される,請求項25記載の方法。
  28. 前記1型インターフェロンが,インターフェロンアルファ,インターフェロンベータ,コンセンサスインターフェロン,ポリエチレングリコールインターフェロン,ポリエチレングリコールインターフェロンアルファ2a,ポリエチレングリコールインターフェロンアルファ2b,およびポリエチレングリコールコンセンサスインターフェロンからなる群より選択される,請求項25記載の方法。
  29. 前記化合物中のR5が,アルキル,アルキルアミンおよび無塩基成分からなる群より選択され,および前記薬剤療法が,HCV複製を標的とする酵素的核酸分子を用いる治療を含む,請求項14記載の方法。
  30. 前記化合物中のR5が,アルキル,アルキルアミンおよび無塩基成分からなる群より選択され,および前記薬剤療法が,HCV複製を標的とするアンチセンス核酸分子を用いる治療を含む,請求項14記載の方法。
  31. 1型インターフェロンおよび請求項1記載の化合物および薬学的に許容しうる担体を含む組成物。
  32. 前記無塩基成分が,
    Figure 2004532022
    [式中,R3は,S,N,またはOからなる群より選択され,およびR7は,独立して,H,OH,NH2,O−NH2,アルキル,S−アルキル,O−アルキル,O−アルキル−S−アルキル,O−アルコキシアルキル,アリル,O−アリル,フルオロ,オリゴヌクレオチド,アルキル,アルキルアミンおよび無塩基成分からなる群より選択される]
    からなる群より選択される,請求項1記載の化合物。
  33. B型肝炎ウイルス(HBV)に由来するRNAを特異的に切断する酵素的核酸分子であって,配列番号6346により規定される配列を含む酵素的核酸分子。
  34. 細胞に請求項33記載の酵素的核酸分子を投与する方法であって,前記投与に適した条件下で前記細胞を酵素的核酸分子と接触させることを含む方法。
  35. 1またはそれ以上の他の治療用化合物を投与することをさらに含む,請求項34記載の方法。
  36. 前記他の治療用化合物が1型インターフェロンである,請求項35記載の方法。
  37. 前記他の治療用化合物が3TC(登録商標)(ラミブジン)である,請求項35記載の方法。
  38. 前記他の治療用化合物および酵素的核酸分子が同時に投与される,請求項35記載の方法。
  39. 前記他の治療用化合物および酵素的核酸分子が別々に投与される,請求項35記載の方法。
  40. 前記1型インターフェロンが,インターフェロンアルファ,インターフェロンベータ,コンセンサスインターフェロン,ポリエチレングリコールインターフェロン,ポリエチレングリコールインターフェロンアルファ2a,ポリエチレングリコールインターフェロンアルファ2b,およびポリエチレングリコールコンセンサスインターフェロンからなる群より選択される,請求項36記載の方法。
  41. 前記細胞が哺乳動物細胞である,請求項34または35に記載の方法。
  42. 前記細胞がヒト細胞である,請求項41記載の方法。
  43. 前記投与が輸送試薬の存在下で行われる,請求項41記載の方法。
  44. 前記輸送試薬が脂質である,請求項43記載の方法。
  45. 前記脂質がカチオン性脂質またはリン脂質である,請求項44記載の方法。
  46. 前記輸送試薬がリポソームである,請求項43記載の方法。
  47. B型肝炎ウイルス(HBV)リバーストランスクリプターゼプライマーに特異的に結合する核酸分子であって,配列(UUCA)n(ここで,nは1−10の整数である)を含む核酸分子。
  48. B型肝炎ウイルス(HBV)リバーストランスクリプターゼプライマーに特異的に結合する核酸分子であって,配列番号11216−11262,11264,11266,11268,11270,11272,11274,11276,11278,11280,11282,11284,11286,11288,11290および11292のいずれかを含む配列であることを特徴とする核酸分子。
  49. HBV DNAのエンハンサーI配列に特異的に結合する核酸分子。
  50. 前記核酸分子が,配列番号11327,11330,11332,11334,11335,11338,11340および11342のいずれかを含む,請求項49記載の核酸分子。
  51. 細胞に請求項47−50のいずれかに記載の核酸分子を投与する方法であって,前記投与に適した条件下で前記細胞を核酸デコイ分子と接触させることを含む方法。
  52. 1またはそれ以上の他の治療用化合物を投与することをさらに含む,請求項51記載の方法。
  53. 前記他の治療用化合物が1型インターフェロンである,請求項52記載の方法。
  54. 前記他の治療用化合物が3TC(登録商標)(ラミブジン)である,請求項52記載の方法。
  55. 前記他の治療用化合物および核酸分子が同時に投与される,請求項52記載の方法。
  56. 前記他の治療用化合物および核酸分子が別々に投与される,請求項52記載の方法。
  57. 前記1型インターフェロンが,インターフェロンアルファ,インターフェロンベータ,コンセンサスインターフェロン,ポリエチレングリコールインターフェロン,ポリエチレングリコールインターフェロンアルファ2a,ポリエチレングリコールインターフェロンアルファ2b,およびポリエチレングリコールコンセンサスインターフェロンからなる群より選択される,請求項53記載の方法。
  58. 前記核酸分子が核酸骨格修飾を含む,請求項47−50のいずれかに記載の核酸分子。
  59. 前記核酸分子が核酸糖修飾を含む,請求項47−50のいずれかに記載の核酸分子。
  60. 前記核酸デコイ分子が核酸塩基修飾を含む,請求項47−50のいずれかに記載の核酸分子。
  61. 前記細胞が哺乳動物細胞である,請求項51または52に記載の方法。
  62. 前記細胞がヒト細胞である,請求項61記載の方法。
  63. 前記投与が輸送試薬の存在下で行われる,請求項61記載の方法。
  64. 前記輸送試薬が脂質である,請求項63記載の方法。
  65. 前記脂質がカチオン性脂質またはリン脂質である,請求項64記載の方法。
  66. 前記輸送試薬がリポソームである,請求項63記載の方法。
  67. 前記核酸分子がデコイ核酸分子である,請求項47記載の核酸分子。
  68. 前記核酸分子がアプタマー核酸分子である,請求項47記載の核酸分子。
  69. 前記エンハンサーI配列が,肝細胞核因子3および/または肝細胞核因子4結合配列を含む,請求項49記載の核酸分子。
  70. HepG2.2.15細胞が移植されているマウスであって,HEPG2.2.15細胞の繁殖およびHBV生成を支持するマウス。
  71. 前記マウスがHBVに少なくとも1週間感染している,請求項70記載のマウス。
  72. 前記マウスがHCVに少なくとも4週間感染している,請求項70記載のマウス。
  73. 前記マウスがHBVに少なくとも8週間感染している,請求項70記載のマウス。
  74. 前記マウスが免疫欠陥マウスである,請求項70記載のマウス。
  75. 前記マウスがnu/nuマウスである,請求項74記載のマウス。
  76. 前記マウスがscid/scidマウスである,請求項74記載のマウス。
  77. 請求項70記載のマウスを製造する方法であって,前記マウスにおけるHepG2.2.15細胞の繁殖に適した条件下でHepG2.2.15細胞を前記マウスに注入することを含む方法。
  78. 前記マウスがnu/nuマウスである,請求項77記載の方法。
  79. 前記マウスがscid/scidマウスである,請求項77記載の方法。
  80. 前記注入が皮下注入である,請求項77記載の方法。
  81. 前記HepG2.2.15細胞が,カルシウムおよびマグネシウムを含むダルベッコPBS溶液に懸濁されている,請求項77記載の方法。
  82. 治療用化合物をHBVに対する活性についてスクリーニングする方法であって,前記治療用化合物を請求項70記載のマウスに投与し,そして,HBV DNAのレベルに及ぼす前記治療用化合物の効果について前記マウスをモニターすることを含む方法。
  83. 前記治療用化合物が,単独でまたは他の治療用化合物または治療と組み合わせて投与される核酸分子である,請求項70記載の方法。
  84. 前記核酸分子が酵素的核酸分子である,請求項83記載の方法。
  85. 前記核酸分子がアンチセンス核酸分子である,請求項83記載の方法。
  86. 前記他の治療が抗ウイルス療法である,請求項83記載の方法。
  87. 前記抗ウイルス療法が3TC(登録商標)(ラミブジン)による治療である,請求項86記載の方法。
  88. 前記抗ウイルス療法がインターフェロンによる治療である,請求項86記載の方法。
  89. 前記インターフェロンがコンセンサスインターフェロン,1型インターフェロン,インターフェロンアルファ,インターフェロンベータ,コンセンサスインターフェロン,ポリエチレングリコールインターフェロン,ポリエチレングリコールインターフェロンアルファ2a,ポリエチレングリコールインターフェロンアルファ2bおよびポリエチレングリコールコンセンサスインターフェロンからなる群より選択される,請求項88記載の方法。
  90. HepG2.2.15細胞が移植されている免疫欠陥非ヒト哺乳動物であって,HBV感染に感受性であり,かつHBV DNA発現を支持しうることを特徴とする非ヒト哺乳動物。
  91. 前記非ヒト哺乳動物がHBVに少なくとも1週間感染している,請求項90記載の哺乳動物。
  92. 前記非ヒト哺乳動物がHBVに少なくとも4週間感染している,請求項90記載の哺乳動物。
  93. 前記非ヒト哺乳動物がHBVに少なくとも8週間感染している,請求項90記載の哺乳動物。
  94. 前記非ヒト哺乳動物がnu/nu哺乳動物である,請求項90記載の哺乳動物。
  95. 前記非ヒト哺乳動物がscid/scid哺乳動物である,請求項90記載の哺乳動物。
  96. 請求項90記載の非ヒト哺乳動物を製造する方法であって,前記非ヒトにおけるHepG2.2.15細胞の繁殖に適した条件下でHepG2.2.15細胞を前記非ヒト哺乳動物に注入することを含む方法。
  97. 前記非ヒト哺乳動物がnu/nu哺乳動物である,請求項96記載の方法。
  98. 前記非ヒト哺乳動物がscid哺乳動物である,請求項96記載の方法。
  99. 前記注入が皮下注入である,請求項96記載の方法。
  100. 前記HepG2.2.15細胞がカルシウムおよびマグネシウムを含むダルベッコPBS溶液に懸濁される,請求項96記載の方法。
  101. HBVに対する活性について治療用化合物をスクリーニングする方法であって,前記治療用化合物を請求項90記載の非ヒト哺乳動物に投与し,そして,HBV DNAのレベルに及ぼす前記治療用化合物の効果について前記哺乳動物をモニターすることを含む方法。
  102. 前記治療用化合物が,単独でまたは他の治療用化合物または治療との組み合わせで投与される核酸分子である,請求項101記載の方法。
  103. 前記核酸分子が酵素的核酸分子である,請求項102記載の方法。
  104. 前記核酸分子がアンチセンス核酸分子である,請求項102記載の方法。
  105. 前記他の治療が抗ウイルス療法である,請求項102記載の方法。
  106. 前記抗ウイルス療法が3TC(登録商標)(ラミブジン)による治療である,請求項105記載の方法。
  107. 前記抗ウイルス療法がインターフェロンによる治療である,請求項105記載の方法。
  108. 前記インターフェロンが,コンセンサスインターフェロン,1型インターフェロン,インターフェロンアルファ,インターフェロンベータ,コンセンサスインターフェロン,ポリエチレングリコールインターフェロン,ポリエチレングリコールインターフェロンアルファ2a,ポリエチレングリコールインターフェロンアルファ2b,およびポリエチレングリコールコンセンサスインターフェロンからなる群より選択される,請求項107記載の方法。
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