JP2009521207A - Inhibition of viral gene expression using small interfering RNA - Google Patents

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アッティラ エイ. セイハン
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ブライアン エイチ. ジョンストン
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Abstract

本発明は、ウイルスを介した遺伝子発現の阻害に対して有用である低分子干渉RNA(shRNAまたはsiRNA)を含む方法、組成物、およびキットを提供する。本明細書において記載されるような低分子干渉RNAは、HCV感染の処置の方法において使用され得る。HCVの内部リボソーム侵入部位(IRES)配列を標的にするshRNAおよびsiRNA構築物が記載される。

Figure 2009521207
The present invention provides methods, compositions, and kits comprising small interfering RNAs (shRNAs or siRNAs) that are useful for the inhibition of gene expression through viruses. Small interfering RNA as described herein can be used in methods of treatment of HCV infection. ShRNA and siRNA constructs that target the internal ribosome entry site (IRES) sequence of HCV are described.
Figure 2009521207

Description

発明の分野
本発明は、低分子干渉RNA(shRNAおよびsiRNA)を用いた、例えばC型肝炎IRESを介した遺伝子発現などのウイルス遺伝子発現の阻害に関する。
The present invention relates to the inhibition of viral gene expression, such as gene expression via hepatitis C IRES, using small interfering RNA (shRNA and siRNA).

関連出願の相互参照
本願は、35 U.S.C. §119に基づき、2004年9月10日に出願された米国仮出願番号60/608,574の優先権を主張する、2005年9月12日に出願されたPCT出願PCT/US2005/032768の恩典を主張する。両出願は、その全体が参照により本明細書に組み入れられる。
CROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS This application is based on 35 USC §119, PCT filed on September 12, 2005, claiming priority from US Provisional Application No. 60 / 608,574, filed September 10, 2004 Claim the benefit of application PCT / US2005 / 032768. Both applications are incorporated herein by reference in their entirety.

連邦政府委託研究または開発に関する記述
本発明は、部分的に、National Institutes of Healthからの助成第5R43AI056611号によって支援された研究の間になされた。政府は、本発明における特定の権利を有し得る。
DESCRIPTION OF FEDERALLY SPONSORED RESEARCH OR DEVELOPMENT This invention was made in part during research supported by Grant No. 5R43AI056611 from the National Institutes of Health. The government may have certain rights in the invention.

発明の背景
C型肝炎ウイルス(HCV)感染の処置および予防は、この世界的な健康問題を制御することに対する主要な難問である;既存の治療は、部分的にのみ効果的であり、ワクチンは現在利用できない。C型肝炎(HCV)ウイルスは、世界中で1億7千万人を超える人々に感染し、肝臓移植の主な原因である。リバビリンおよびペグ化インターフェロンαを含む既存の処置は、患者のおよそ50%においてのみ効果的であり、かつ実質的な副作用を有する。より効果的なHCV処置の開発は、良い小動物モデルの欠如、組織培養細胞におけるウイルスの安定培養の不可能性、および高いウイルス突然変異率によって妨げられる[1-3]。HCVレプリコンシステムの有効性は、HCV複製、宿主-細胞相互作用、および抗ウイルス剤の評価の調査を可能にし、より最近では、完全HCV感染を可能にするトランスジェニックキメラヒト化マウス肝臓モデルが開発された[4-7]。さらに、HCV IRES依存性レポーターシステムのインビボイメージングの使用は、同じ動物を使用して複数の時点にわたるマウス肝臓における抗HCV剤による送達および阻害の効率的な評価を容易にした[8]。
Background of the Invention
Treatment and prevention of hepatitis C virus (HCV) infection is a major challenge to controlling this global health problem; existing therapies are only partially effective and vaccines are not currently available . Hepatitis C (HCV) virus infects over 170 million people worldwide and is a major cause of liver transplantation. Existing treatments including ribavirin and pegylated interferon alpha are effective only in approximately 50% of patients and have substantial side effects. The development of more effective HCV treatments is hampered by the lack of good small animal models, the inability of stable culture of viruses in tissue culture cells, and high viral mutation rates [1-3]. The effectiveness of the HCV replicon system enables the investigation of HCV replication, host-cell interactions, and evaluation of antiviral agents, and more recently a transgenic chimeric humanized mouse liver model that enables complete HCV infection [4-7]. Furthermore, the use of in vivo imaging of the HCV IRES-dependent reporter system facilitated efficient evaluation of delivery and inhibition by anti-HCV agents in mouse liver over multiple time points using the same animal [8].

RNA干渉は、遺伝子発現の低下をもたらす進化的に保存された経路である。約19〜29 塩基対の合成低分子干渉RNA(siRNA)が、免疫応答を活性化することなく哺乳類細胞および動物における遺伝子発現を効果的に阻害し得るという発見は、これらの阻害剤を治療法として開発するための相次ぐ活動をもたらした[9]。siRNAの化学的安定化は、血清半減期の増加を引き起こし[10]、送達の課題が克服され得るならば、静脈内投与が、正の治療帰結を達成し得ることを示唆する。さらに、低分子ヘアピンRNA(shRNA)も、哺乳類細胞における標的遺伝子の強固な阻害を示し、バクテリオファージ(例えば、T7、T3、またはSP6)または哺乳類(U6もしくはH1などのpol IIIまたはpolII)プロモーターから簡単に発現され得、それらがウイルス送達に対する優れた候補であるようにする[11]。   RNA interference is an evolutionarily conserved pathway that results in decreased gene expression. The discovery that approximately 19-29 base pair synthetic small interfering RNA (siRNA) can effectively inhibit gene expression in mammalian cells and animals without activating the immune response has led to the treatment of these inhibitors Brought about a series of activities to develop as [9]. Chemical stabilization of siRNA causes an increase in serum half-life [10], suggesting that intravenous administration can achieve a positive therapeutic outcome if delivery challenges can be overcome. In addition, small hairpin RNA (shRNA) also shows robust inhibition of target genes in mammalian cells, from bacteriophage (eg, T7, T3, or SP6) or mammalian (pol III or pol II such as U6 or H1) promoters It can be easily expressed, making them good candidates for viral delivery [11].

既存の処置が完全に効果的ではないので、HCVに対する効果的な核酸に基づく阻害剤を見出すために取り組みがなされている([4, 12]において概説される)。これらの取り組みは、伝統的なアンチセンスオリゴヌクレオチド、ホスホロジアミダイトモルホリノオリゴマー[8]、リボザイム、およびより最近ではsiRNAを含む。siRNAがヒト組織培養細胞[13-19]および動物システム[20]におけるHCVを効果的に標的にし得ることを示されている。   Since existing treatments are not completely effective, efforts are being made to find effective nucleic acid-based inhibitors against HCV (reviewed in [4, 12]). These efforts include traditional antisense oligonucleotides, phosphorodiamidite morpholino oligomers [8], ribozymes, and more recently siRNA. It has been shown that siRNA can effectively target HCV in human tissue culture cells [13-19] and animal systems [20].

発明の概要
本発明は、ウイルス、例えばC型肝炎ウイルス(HCV)におけるIRES媒介性の遺伝子発現を阻害するための方法、組成物、およびキットを提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides methods, compositions, and kits for inhibiting IRES-mediated gene expression in viruses such as hepatitis C virus (HCV).

当業者に公知のように、図4Aおよび図10ならびに表1に列挙される阻害性RNA配列(例えば、SEQ ID NO:19〜26)には、相補的な配列が包含され、各鎖の一方または両方の末端、例えば3'末端に付加され得る標的と無関係の配列も包含される。図4A、図10、および表1に示される阻害(アンチセンス認識)配列は、shRNAまたはsiRNAのいずれかに組み込まれ得る。shRNAの場合、示される配列はさらに、通常標的と無関係のヌクレオチド残基を含むループによってその相補配列に連結される。そのようなループの例は、図1Bおよび図1Cならびに図16A〜Bに示されるshRNA配列に示されている。siRNAおよびshRNAの両方の場合において、標的に相補的な鎖は一般的には完全に相補的であるが、いくつかの態様においては、標的に相補的な鎖はミスマッチを含み得る(例えばSEQ ID NO:13、14、および15を参照のこと)。配列は、標的化配列を遺伝子変異体または表現型の配列に相補的になるよう変更することによって、標的化されるウイルスの1つ以上の遺伝的変異体または表現型を標的化するよう多様化され得る。標的と相同な鎖は、例えば天然のマイクロRNAの場合のように、約0〜約5の部位において、約1〜約5ヌクレオチドのミスマッチ、挿入、または欠失を有する点で異なり得る。いくつかの態様において、配列は、複数のウイルス株、例えばHCVの複数のウイルス株を標的化し得るが、その配列は、標的化配列の少なくとも1つのヌクレオチド(例えば1つ、2つ、または3つのヌクレオチド)において菌株の標的と異なる。   As known to those skilled in the art, the inhibitory RNA sequences listed in FIGS. 4A and 10 and Table 1 (eg, SEQ ID NOs: 19-26) include complementary sequences, one of each strand Or sequences unrelated to the target that can be added to both ends, eg, the 3 ′ end, are also included. The inhibitory (antisense recognition) sequences shown in FIG. 4A, FIG. 10, and Table 1 can be incorporated into either shRNA or siRNA. In the case of shRNA, the sequence shown is further linked to its complementary sequence by a loop containing nucleotide residues normally unrelated to the target. Examples of such loops are shown in the shRNA sequences shown in FIGS. 1B and 1C and FIGS. In both siRNA and shRNA cases, the strand complementary to the target is generally perfectly complementary, but in some embodiments, the strand complementary to the target may contain a mismatch (eg, SEQ ID (See NO: 13, 14, and 15). The sequence is diversified to target one or more genetic variants or phenotypes of the targeted virus by altering the targeting sequence to be complementary to the gene variant or phenotype sequence Can be done. The strands that are homologous to the target may differ in that they have a mismatch, insertion, or deletion of about 1 to about 5 nucleotides at about 0 to about 5 sites, such as in the case of natural microRNAs. In some embodiments, the sequence can target multiple virus strains, such as multiple virus strains of HCV, wherein the sequence is at least one nucleotide (eg, 1, 2, or 3 of the targeting sequence). Nucleotides) differ from the strain target.

一つの局面において、本発明は、ウイルス遺伝子発現の阻害が、ウイルス標的配列との低分子干渉RNAの相互作用に起因するように、ウイルスのポリヌクレオチド配列と少なくとも部分的に相補的でかつ相互作用することが可能である少なくとも1つの低分子干渉RNAを含む組成物を提供する。一つの態様において、組成物は、例えば、配列番号:12、配列番号:16、配列番号:17、および配列番号:18からなる群より選択される配列を含む、選択される配列からなる、もしくは本質的に選択される配列からなる、または配列番号:27、配列番号:32、および配列番号:33からなる群より選択される配列を含む、もしくは本質的に選択される配列からなる、少なくとも1つのshRNAを含む。一つの態様において、shRNAは、配列番号:12において記載される配列を含む、該配列からなる、または本質的に該配列からなる。別の態様において、組成物は、少なくとも1つのsiRNAを含む。一つの態様において、組成物は、例えば、配列番号:19、配列番号:20、配列番号:21、配列番号:22、配列番号:23、配列番号:23、配列番号:24、配列番号:25、配列番号:27、配列番号:32、および配列番号:33からなる群より選択される配列を含む、または本質的にそれらの配列からなる少なくとも1つのsiRNAまたはshRNAを含む。いくつかの態様において、低分子干渉RNA、例えばshRNAまたはsiRNAは、約19〜約30ヌクレオチド、または約19〜約25ヌクレオチド、例えば、約19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、もしくは30ヌクレオチドのいずれかのウイルス配列と相互作用する。いくつかの態様において、低分子干渉RNAは、C型肝炎ウイルス配列に結合する。一つの態様において、低分子干渉RNAは、C型肝炎ウイルスの内部リボソーム侵入部位(IRES)配列内の配列に、例えば、配列番号:26(配列番号:11の残基344〜374)において記載される配列に結合する。一つの態様において、C型肝炎ウイルスは、HCV遺伝型1aである。   In one aspect, the present invention provides for at least partially complementary and interacting with a viral polynucleotide sequence, such that inhibition of viral gene expression results from the interaction of a small interfering RNA with a viral target sequence. Compositions comprising at least one small interfering RNA that is capable of being provided are provided. In one embodiment, the composition comprises, for example, a selected sequence, comprising a sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 12, SEQ ID NO: 16, SEQ ID NO: 17, and SEQ ID NO: 18, or At least one consisting of an essentially selected sequence or comprising or consisting essentially of a sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 27, SEQ ID NO: 32, and SEQ ID NO: 33 Contains two shRNAs. In one embodiment, the shRNA comprises, consists of, or consists essentially of the sequence set forth in SEQ ID NO: 12. In another embodiment, the composition comprises at least one siRNA. In one embodiment, the composition comprises, for example, SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 20, SEQ ID NO: 21, SEQ ID NO: 22, SEQ ID NO: 23, SEQ ID NO: 23, SEQ ID NO: 24, SEQ ID NO: 25. At least one siRNA or shRNA comprising, or consisting essentially of, a sequence selected from the group consisting of: SEQ ID NO: 27, SEQ ID NO: 32, and SEQ ID NO: 33. In some embodiments, the small interfering RNA, such as shRNA or siRNA, is about 19 to about 30 nucleotides, or about 19 to about 25 nucleotides, such as about 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26. Interacts with viral sequences of either 27, 28, 29, or 30 nucleotides. In some embodiments, the small interfering RNA binds to a hepatitis C virus sequence. In one embodiment, the small interfering RNA is described in a sequence within the internal ribosome entry site (IRES) sequence of hepatitis C virus, eg, in SEQ ID NO: 26 (residues 344-374 of SEQ ID NO: 11). Bind to a sequence. In one embodiment, the hepatitis C virus is HCV genotype 1a.

いくつかの態様において、本発明の組成物は、例えば水または生理食塩水などの薬学的に許容される賦形剤を含み、任意で治療的有効量において(例えば、ヒトまたはチンパンジーもしくは新世界猿などの非ヒト霊長類におけるHCV感染を処置するために)提供される。一つの態様において、組成物は、本明細書において記載されるような少なくとも1つのshRNAまたはsiRNAおよび薬学的に許容される賦形剤を含む、それらからなる、または本質的にそれらからなる薬学的組成物である。   In some embodiments, the compositions of the invention comprise a pharmaceutically acceptable excipient such as water or saline, optionally in a therapeutically effective amount (eg, human or chimpanzee or New World monkey). To treat HCV infection in non-human primates, etc.). In one embodiment, the composition comprises a pharmaceutical composition comprising, consisting of, or consisting essentially of at least one shRNA or siRNA as described herein and a pharmaceutically acceptable excipient. It is a composition.

別の局面において、本発明は、上に記載される組成物のいずれかを含み、かつ任意で本明細書において記載されるようにウイルスにおける遺伝子発現を阻害するまたは個体においてウイルス感染を処置する方法に用いられる説明書をさらに含む、キットに関する。一つの態様において、このキットは、ヒトなどの個体におけるHCV感染を処置するための方法に用いられるものであり、配列番号:12、配列番号:16、配列番号:17、および配列番号:18からなる群より選択される配列を含む、該配列からなる、もしくは本質的に該配列からなる、または配列番号:27、配列番号:32、および配列番号:33からなる群より選択される配列を含む、もしくは本質的に該配列からなるshRNA、または配列番号:19、配列番号:20、配列番号:21、配列番号:22、配列番号:23、配列番号:23、配列番号:24、配列番号:25、配列番号:27、配列番号:32、および配列番号:33からなる群より選択される配列を含む、もしくは本質的に該配列からなるsiRNAを含み、かつ任意で、HCV遺伝型1aなどのC型肝炎ウイルスにおける遺伝子発現を阻害する方法に用いられる説明書、またはヒトもしくはチンパンジーなどの非ヒト霊長類などの個体におけるC型肝炎(HCV遺伝型1aなど)ウイルス感染を処置する方法に用いられる説明書をさらに含む。   In another aspect, the present invention includes any of the compositions described above, and optionally inhibits gene expression in a virus or treats a viral infection in an individual as described herein. The kit further includes instructions for use in the kit. In one embodiment, the kit is used in a method for treating HCV infection in an individual, such as a human, from SEQ ID NO: 12, SEQ ID NO: 16, SEQ ID NO: 17, and SEQ ID NO: 18. Comprising a sequence selected from the group consisting of, consisting of or consisting essentially of the sequence, or comprising a sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 27, SEQ ID NO: 32, and SEQ ID NO: 33 Or an shRNA consisting essentially of the sequence, or SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 20, SEQ ID NO: 21, SEQ ID NO: 22, SEQ ID NO: 23, SEQ ID NO: 23, SEQ ID NO: 24, SEQ ID NO: 25, comprising a sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 27, SEQ ID NO: 32, and SEQ ID NO: 33, or essentially comprising siRNA consisting of said sequence, and optionally such as HCV genotype 1a Blocks gene expression in hepatitis C virus Further included are instructions used in methods of harming or instructions used in methods of treating hepatitis C (such as HCV genotype 1a) virus infection in individuals such as humans or non-human primates such as chimpanzees.

別の局面において、本発明は、哺乳動物の個体、例えばヒトまたは非ヒト霊長類におけるウイルス感染の処置方法を提供する。本方法は、ウイルスのポリヌクレオチド配列と少なくとも部分的に相補的でありかつそれに結合できる治療有効量の低分子干渉RNA、例えばshRNAまたはsiRNA、および薬学的に許容される賦形剤を個体に投与する工程を包含し、その低分子干渉RNAのウイルスポリヌクレオチド配列への結合が、ウイルスにおける遺伝子発現を阻害する、例えば個体におけるウイルス発現の量を減少させるかまたはその低分子干渉RNAを与えられなかった個体において想定され得るウイルス発現の量を減少させる。一つの態様において、ウイルス感染は、HCV遺伝型1aなどのC型肝炎ウイルスを含む。いくつかの態様において、ウイルスは、C型肝炎遺伝型1a、1b、2a、および2bからなる群より選択される。いくつかの態様において、低分子干渉RNAは、本明細書において記載されるshRNAまたはsiRNA配列ならびに本明細書において記載されるsiRNAまたはshRNA配列の1つの5ヌクレオチド以内に位置する配列のいずれかを含むか、それらの配列からなるか、または本質的にそれらの配列からなる。いくつかの態様において、低分子干渉RNAは、約19〜約30ヌクレオチド、または約19〜約25ヌクレオチド、例えば、約19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、もしくは30ヌクレオチドのいずれかのウイルス配列に相補的である。一つの態様において、ウイルスは、HCV遺伝型1aなどのC型肝炎ウイルスである。一つの態様において、低分子干渉RNAは、配列番号:26において記載されるHCV 1aのIRES領域内の約19〜約25ヌクレオチドの配列に結合する。処置は、治療(例えば、感染の少なくとも1つの症候における改善または減少)または治癒を含み得る。いくつかの態様において、shRNAは、例えば静脈内注射または注入によって、非経口的に投与される。   In another aspect, the present invention provides a method for treating viral infections in mammalian individuals, such as human or non-human primates. The method involves administering to an individual a therapeutically effective amount of a small interfering RNA, such as shRNA or siRNA, and a pharmaceutically acceptable excipient that is at least partially complementary to and capable of binding to a viral polynucleotide sequence. The binding of the small interfering RNA to the viral polynucleotide sequence inhibits gene expression in the virus, eg, reduces the amount of viral expression in the individual or is not provided with the small interfering RNA Reduce the amount of viral expression that can be envisioned in an individual. In one embodiment, the viral infection comprises a hepatitis C virus, such as HCV genotype 1a. In some embodiments, the virus is selected from the group consisting of hepatitis C genotypes 1a, 1b, 2a, and 2b. In some embodiments, the small interfering RNA comprises any of the shRNA or siRNA sequences described herein as well as sequences located within 5 nucleotides of one of the siRNA or shRNA sequences described herein. Or consist essentially of these sequences. In some embodiments, the small interfering RNA is about 19 to about 30 nucleotides, or about 19 to about 25 nucleotides, such as about 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, It is complementary to a viral sequence of either 29 or 30 nucleotides. In one embodiment, the virus is a hepatitis C virus, such as HCV genotype 1a. In one embodiment, the small interfering RNA binds to a sequence of about 19 to about 25 nucleotides within the IRES region of HCV 1a set forth in SEQ ID NO: 26. Treatment can include therapy (eg, improvement or reduction in at least one symptom of infection) or cure. In some embodiments, the shRNA is administered parenterally, for example, by intravenous injection or infusion.

別の局面において、本発明は、例えばshRNAまたはsiRNAなどの低分子干渉RNAが、ウイルスのポリヌクレオチド配列と少なくとも部分的に相補的であり、かつ例えばウイルスポリヌクレオチド配列の開裂を誘導することによってウイルス遺伝子発現を阻害することが可能である配列を含むように、ウイルスRNAまたはウイルスmRNAを低分子干渉RNAに接触させることまたは低分子干渉RNAをウイルス含有細胞に導入することを含む、ウイルスにおける遺伝子発現を阻害する方法を提供する。いくつかの態様において、低分子干渉RNAは、本明細書において記載されるshRNAまたはsiRNA配列のいずれかひとつを含むか、それらの配列からなるか、または本質的にそれらの配列からなる。いくつかの態様において、低分子干渉RNAは、約19〜約30ヌクレオチド、または約19〜約25ヌクレオチド、例えば、約19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、もしくは30ヌクレオチドのいずれかのウイルス配列と相互作用する。一つの態様において、ウイルスは、HCV 1aなどのC型肝炎ウイルスである。一つの態様において、低分子干渉RNAは、配列番号:26において記載されるHCV遺伝型1aのIRES領域内の約19〜約30ヌクレオチドの配列、ならびに本明細書において記載されるsiRNAまたはshRNAの1つの5ヌクレオチド以内に位置する配列に結合する。さらに他の態様において、少なくとも2つの低分子干渉RNAが細胞に導入される。   In another aspect, the invention relates to a method wherein a small interfering RNA, such as shRNA or siRNA, is at least partially complementary to a viral polynucleotide sequence and induces cleavage of the viral polynucleotide sequence, for example. Gene expression in a virus comprising contacting viral RNA or viral mRNA with a small interfering RNA or introducing a small interfering RNA into a virus-containing cell so as to include a sequence capable of inhibiting gene expression Provide a method of inhibiting In some embodiments, the small interfering RNA comprises, consists of, or consists essentially of any one of the shRNA or siRNA sequences described herein. In some embodiments, the small interfering RNA is about 19 to about 30 nucleotides, or about 19 to about 25 nucleotides, such as about 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, It interacts with either 29 or 30 nucleotide viral sequences. In one embodiment, the virus is a hepatitis C virus such as HCV 1a. In one embodiment, the small interfering RNA is a sequence of about 19 to about 30 nucleotides within the IRES region of HCV genotype 1a set forth in SEQ ID NO: 26, as well as one of the siRNA or shRNA set forth herein. Binds to sequences located within 5 nucleotides. In yet other embodiments, at least two small interfering RNAs are introduced into the cell.

本発明はまた、
(a)図10もしくは図16A〜Bに示される配列、例えば

Figure 2009521207
または上記配列と1つ、2つ、または3つのヌクレオチドが異なる配列である、第一RNA配列;
(b)第一配列の相補鎖である第二RNA配列;
(c)4〜10ヌクレオチドからなる、第一核酸配列と第二核酸配列の間に位置するループ配列;および
(d)任意で、2ヌクレオチドのオーバーハング
からなるRNA配列に関する。本発明のいくつかの態様において、第一RNA配列は、
Figure 2009521207
である。いくつかの場合、RNA配列は少なくとも1つの修飾ヌクレオチドを含み得る。本発明のRNA配列のループ配列は、例えば、4ヌクレオチド、5ヌクレオチド、6ヌクレオチド、7ヌクレオチド、8ヌクレオチド、9ヌクレオチド、10ヌクレオチド、または少なくとも10ヌクレオチドであり得る。いくつかの態様において、RNA配列はshRNAであり、少なくとも1つの非ヌクレオチド分子を含むループによって連結された、本明細書中に記載されるようなHCV標的配列および相補的配列を含む。特定の態様において、RNA配列のループは、shRNのセンス鎖の3'側かつ相補的なアンチセンス鎖の5'側にある。他の態様において、RNA配列のループは、shRNAのアンチセンス鎖の3'側かつ相補的なセンス鎖の5'側にある。いくつかの場合において、RNA配列は2ヌクレオチドのオーバーハングを含み、この2ヌクレオチドのオーバーハングは3'UUである。いくつかの場合において、オーバーハングは1ヌクレオチド、2ヌクレオチド、3ヌクレオチド、またはそれ以上である。いくつかの場合において、第一RNA配列はSEQ ID NO:57〜79、SEQ ID NO:12、SEQ ID NO:16、SEQ ID NO:17、またはSEQ ID NO:18のいずれか一つである。いくつかの場合において、RNA配列は図16A〜Bに示される配列である。 The present invention also provides
(A) the sequence shown in FIG. 10 or 16A-B, for example
Figure 2009521207
Or a first RNA sequence, wherein one, two, or three nucleotides differ from the above sequence;
(B) a second RNA sequence that is the complementary strand of the first sequence;
(C) a loop sequence comprised between 4 and 10 nucleotides, located between the first and second nucleic acid sequences; and (d) optionally, an RNA sequence consisting of a 2 nucleotide overhang. In some embodiments of the invention, the first RNA sequence is
Figure 2009521207
It is. In some cases, the RNA sequence can include at least one modified nucleotide. The loop sequence of the RNA sequence of the present invention can be, for example, 4 nucleotides, 5 nucleotides, 6 nucleotides, 7 nucleotides, 8 nucleotides, 9 nucleotides, 10 nucleotides, or at least 10 nucleotides. In some embodiments, the RNA sequence is an shRNA, comprising an HCV target sequence and a complementary sequence as described herein, linked by a loop comprising at least one non-nucleotide molecule. In certain embodiments, the RNA sequence loop is 3 ′ to the sense strand of shRN and 5 ′ to the complementary antisense strand. In other embodiments, the loop of the RNA sequence is 3 'to the antisense strand of the shRNA and 5' to the complementary sense strand. In some cases, the RNA sequence contains a two nucleotide overhang, which is a 3′UU. In some cases, the overhang is 1 nucleotide, 2 nucleotides, 3 nucleotides, or more. In some cases, the first RNA sequence is any one of SEQ ID NO: 57-79, SEQ ID NO: 12, SEQ ID NO: 16, SEQ ID NO: 17, or SEQ ID NO: 18 . In some cases, the RNA sequence is the sequence shown in FIGS.

本発明はまた、本明細書中に開示されるRNA配列(例えば図10または図16A〜Bに示されるRNA配列)をコードする配列を含むDNA配列に関する。本発明はまた、このようなDNA配列を含む発現ベクターを包含する。このようなDNA配列を含むレトロウイルスベクター、例えば細胞に感染させた場合に、例えば図16A〜Bに示されるshRNA配列であるがこれらに限定されない、本発明のRNA配列を発現し得るプロウイルスを生成し得るレトロウイルスベクターもまた包含する。   The present invention also relates to a DNA sequence comprising a sequence encoding an RNA sequence disclosed herein (eg, the RNA sequence shown in FIG. 10 or FIGS. 16A-B). The invention also encompasses expression vectors comprising such DNA sequences. A retroviral vector containing such a DNA sequence, for example, a provirus capable of expressing the RNA sequence of the present invention, such as, but not limited to, the shRNA sequence shown in FIGS. Also included are retroviral vectors that can be produced.

いくつかの局面において、本発明は、本明細書中に開示されるRNA配列(例えば図16A〜Bに示されるshRNAであるがこれらに限定されない)および薬学的に許容される賦形剤を含む組成物に関する。いくつかの態様において、組成物は、本明細書中に開示されるベクターおよび薬学的に許容される賦形剤を含む。特定の態様において、本発明の組成物は、本明細書中に開示される少なくとも2つのRNA配列を含む。   In some aspects, the invention includes an RNA sequence disclosed herein (eg, but not limited to the shRNA shown in FIGS. 16A-B) and a pharmaceutically acceptable excipient. Relates to the composition. In some embodiments, the composition comprises a vector disclosed herein and a pharmaceutically acceptable excipient. In certain embodiments, the compositions of the invention comprise at least two RNA sequences disclosed herein.

別の局面において、本発明は、C型肝炎ウイルスの発現または活性の阻害方法を包含する。この方法は、C型肝炎ウイルスを発現し得る細胞を提供する工程、および本明細書中に開示されるRNA配列(その非限定的な例は図16A〜Bに示される)とこの細胞とを接触させる工程を包含する。細胞は哺乳動物、例えばヒトまたは非ヒト霊長類、例えばチンパンジーにおける細胞であり得る。特定の態様において、細胞を少なくとも2つの異なるRNA配列と接触させる。   In another aspect, the invention encompasses a method for inhibiting the expression or activity of hepatitis C virus. The method comprises providing a cell capable of expressing hepatitis C virus, and the RNA sequence disclosed herein (non-limiting examples of which are shown in FIGS. 16A-B) and the cell. The step of contacting. The cell can be a cell in a mammal, such as a human or non-human primate, such as a chimpanzee. In certain embodiments, the cell is contacted with at least two different RNA sequences.

いくつかの局面において、本発明は、C型肝炎ウイルスに感染した対象または感染した疑いのある対象を同定する工程、本明細書中に開示される1つ以上の異なるRNA配列を含む治療有効量の組成物を対象に提供する工程を包含する方法に関する。いくつかの態様において、この方法はまた、対象におけるウイルス量が、対象への組成物の提供後に減少するかどうかを決定する工程を包含する。いくつかの態様において、この方法はまた、対象への組成物の提供後に対象において少なくとも1つのウイルスタンパク質またはウイルス核酸配列が減少するかどうかを決定する工程を包含する。   In some aspects, the invention provides for identifying a subject infected with or suspected of having hepatitis C virus, a therapeutically effective amount comprising one or more different RNA sequences disclosed herein. And a method comprising providing the composition to a subject. In some embodiments, the method also includes determining whether the viral load in the subject decreases after providing the composition to the subject. In some embodiments, the method also includes determining whether at least one viral protein or viral nucleic acid sequence is reduced in the subject after providing the composition to the subject.

そうでないことが規定されない限り、本明細書中で使用する全ての技術用語及び科学用語は、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者に一般的に理解されているのと同じ意味を有する。本発明を実施または試験する上で、本明細書中に記載される方法及び材料と類似のまたはそれらと等価な方法及び材料が使用され得るが、以下では好適な方法及び材料を記載する。本明細書中で言及する全ての公報、特許出願、特許、及びその他の参考文献は、それらの全体が参照により本明細書に組み入れられる。さらに、材料、方法、および実施例は解説のみを目的とするものであり、限定を意図するものではない。   Unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Have Although methods and materials similar or equivalent to those described herein can be used in the practice or testing of the present invention, suitable methods and materials are described below. All publications, patent applications, patents, and other references mentioned herein are hereby incorporated by reference in their entirety. In addition, the materials, methods, and examples are illustrative only and not intended to be limiting.

本発明の他の特徴および利点は、詳細な説明、図面、および特許請求の範囲から明らかとなると考えられる。   Other features and advantages of the invention will be apparent from the detailed description, the drawings, and the claims.

発明の詳細な説明
本発明は、ウイルス(例えば、C型肝炎)遺伝子発現を阻害するおよび/または哺乳類におけるウイルス感染を処置するための組成物、方法、およびキットを提供する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides compositions, methods, and kits for inhibiting viral (eg, hepatitis C) gene expression and / or treating viral infections in mammals.

RNA干渉は、ウイルス感染を処置するための新しい治療的アプローチを提供する。本発明は、1つのウイルス配列を標的にしかつウイルス遺伝子発現を阻害する(すなわち、軽減するまたは排除する)低分子干渉RNA(例えば、shRNAおよびsiRNA)、およびヒトなどの哺乳類におけるウイルス感染の処置に対してそのような低分子干渉RNAを使用する方法を提供する。いくつかの態様において、本発明の低分子干渉RNA構築物は、低分子干渉RNAのアンチセンス配列によって認識される標的配列内またはその近くのウイルスポリヌクレオチド配列の開裂を誘導することによって、ウイルスの遺伝子発現を阻害する。   RNA interference provides a new therapeutic approach for treating viral infections. The present invention targets small viral interfering RNAs (eg, shRNA and siRNA) that target one viral sequence and inhibit (ie, reduce or eliminate) viral gene expression, and treatment of viral infections in mammals such as humans. In contrast, methods for using such small interfering RNAs are provided. In some embodiments, the small interfering RNA constructs of the present invention induce viral gene sequences by inducing cleavage of viral polynucleotide sequences in or near the target sequence recognized by the antisense sequence of the small interfering RNA. Inhibits expression.

本明細書において使用されるように、「低分子干渉RNA」は、ウイルスのポリヌクレオチド配列と少なくとも部分的に相補的でかつ相互作用可能な1つまたは複数の短い配列を含むRNA構築物を指す。相互作用は、低分子干渉RNAの相補的(アンチセンス)配列とウイルス標的のポリヌクレオチド配列との間の直接的な結合の形式、または低分子干渉RNAのアンチセンス配列が標的配列を認識することを可能にする酵素的機序(例えば、タンパク質複合体)を介する間接的な相互作用の形式であり得る。いくつかの態様において、低分子干渉RNAによる標的配列の認識は、低分子干渉RNAの認識(アンチセンス)配列によって認識される標的部位内またはその近くのウイルス配列の開裂を引き起こす。低分子干渉RNAは、排他的にリボヌクレオチド残基を含み得る、または低分子干渉RNAは1つまたは複数の修飾残基を、特に低分子干渉RNAの末端もしくは低分子干渉RNAのセンス鎖上に含み得る。本明細書において使用されるような「低分子干渉RNA」という語は、shRNAおよびsiRNAを包含し、その両方は、特定の特徴および構造型をともなうRNA構築物を指すことが当業者にとって理解されかつ公知である。   As used herein, “small interfering RNA” refers to an RNA construct comprising one or more short sequences that are at least partially complementary and capable of interacting with a viral polynucleotide sequence. The interaction can be a form of direct binding between the complementary (antisense) sequence of the small interfering RNA and the polynucleotide sequence of the viral target or the antisense sequence of the small interfering RNA recognizes the target sequence. Can be a form of indirect interaction through enzymatic mechanisms (eg, protein complexes). In some embodiments, recognition of a target sequence by a small interfering RNA causes cleavage of a viral sequence in or near the target site recognized by the recognition (antisense) sequence of the small interfering RNA. Small interfering RNAs can contain exclusively ribonucleotide residues, or small interfering RNAs can contain one or more modified residues, particularly on the ends of small interfering RNAs or on the sense strand of small interfering RNAs. May be included. It is understood by those skilled in the art that the term “small interfering RNA” as used herein includes shRNA and siRNA, both of which refer to RNA constructs with specific features and structural types and It is known.

本明細書中で使用する場合、「shRNA」は、二重鎖領域および一方の末端にヘアピンループを形成するループ領域を含むRNA配列を意味する。二重鎖領域は典型的にはステムの各々の側において約19ヌクレオチド長〜約29ヌクレオチド長であり、ループ領域は典型的には約3〜約10ヌクレオチド長である(かつ3'末端または5'末端の単鎖オーバーハングヌクレオチドは任意である)。このようなshRNAの一つの例、HCVa-wt shRNAは、25塩基対の二重鎖領域(SEQ ID NO:12)、10ヌクレオチドのループ、5'末端のGG延長部分、および3'末端のUU延長部分を有する。適当なshRNA、例えばHCVの発現を阻害する上で使用するのに適当なshRNAのさらなる例は、本明細書を通じて、例えば図16A〜Bに提供される。   As used herein, “shRNA” means an RNA sequence comprising a double-stranded region and a loop region that forms a hairpin loop at one end. The duplex region is typically about 19 nucleotides to about 29 nucleotides long on each side of the stem, and the loop region is typically about 3 to about 10 nucleotides long (and either the 3 ′ end or 5 'Terminal single-stranded overhanging nucleotides are optional). One example of such an shRNA, the HCVa-wt shRNA, is a 25 base pair duplex region (SEQ ID NO: 12), a 10 nucleotide loop, a 5 ′ terminal GG extension, and a 3 ′ terminal UU. Has an extension. Additional examples of suitable shRNAs, eg, shRNAs suitable for use in inhibiting the expression of HCV, are provided throughout this specification, eg, in FIGS. 16A-B.

本明細書中で使用する場合、「siRNA」は、二重鎖領域と共に、各々の側に非相同な残基の3'オーバーハングを含むRNA分子を意味する。二重鎖領域は、典型的には約18〜約30ヌクレオチド長であり、オーバーハングは、任意の長さの非相同残基、例えば2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、またはそれ以上のヌクレオチドのものであり得る。siRNAはまた、不対領域により隔てられた19〜30塩基対の2つ以上のセグメントを含み得る。いかなる特定の学説にも拘泥せずに言えば、この不対領域は、生来の免疫経路の活性化を防止するよう機能し得る。このようなsiRNAの一つの例はHCVa-wt siRNAであり、これは25塩基対の二重鎖領域(SEQ ID NO:12)および各々の3'末端にUU延長部分を有する。   As used herein, “siRNA” means an RNA molecule that contains a 3 ′ overhang of heterologous residues on each side, along with a duplex region. The duplex region is typically about 18 to about 30 nucleotides in length and the overhang is a heterologous residue of any length, such as 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 , 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, or more nucleotides. The siRNA can also comprise two or more segments of 19-30 base pairs separated by an unpaired region. Without being bound by any particular theory, this unpaired region can function to prevent activation of the innate immune pathway. One example of such siRNA is HCVa-wt siRNA, which has a 25 base pair duplex region (SEQ ID NO: 12) and a UU extension at each 3 ′ end.

一つの態様において、本明細書において使用されるような低分子干渉RNAは、C型肝炎(「HCV」)の内部リボソーム侵入部位(IRES)エレメントの配列に相補的な配列を含む。一つの態様において、ウイルスは、HCV遺伝型1aである。   In one embodiment, a small interfering RNA as used herein comprises a sequence that is complementary to the sequence of an internal ribosome entry site (IRES) element of hepatitis C (“HCV”). In one embodiment, the virus is HCV genotype 1a.

siRNA遺伝子阻害は、多くの哺乳類システムにおける遺伝子発現を強固に阻害することが示されている。二次構造のその高いレベルにより、HCV IRESは、siRNAまたはshRNAに対する不十分な標的であることが示唆されている。しかしながらMizusawaは、293およびHuh7組織培養細胞におけるHCV IRESの成功した標的化を報告し、それぞれ遺伝子発現の50パーセントおよび74パーセントのノックダウンを報告した。同様に、Seoおよび共同研究者ら[25]は、5-2 Huh7細胞においてHCV複製を阻害する(約85%のノックダウン)100 nM siRNAの能力を報告した。現在、AUG翻訳開始点を含み、かつその下流のHCV IRESの3'末端に向けられた低分子干渉RNA(shRNAおよびsiRNA)が、293FT細胞において0.3 nMでHCV IRES依存性ルシフェラーゼ発現の96パーセントのノックダウンおよびHuh7細胞において0.1 nMで75パーセントのノックダウンを誘導できることが、本明細書中に記載されるように実証されてきた(図2Dおよび3Aを参照されたい)。さらに、マウス肝臓へのshRNAの直接的な送達は、HCV IRES依存性レポーター発現を強力に阻害することが示された。これは、RNAヘアピンの直接的な送達(プラスミドまたはウイルスベクターからインビボで発現されていない)に続く動物モデルにおけるRNAiを介した遺伝子阻害の最初の実証である。水圧注入に続いてマウス肝臓へ直接的に送達されたshRNAの有効性は、血液において見出されたヌクレアーゼの高いレベルを考えると、驚くべきことであった。これらのshRNAが肝臓における遺伝子発現を効果的にノックダウンするという観測は、これらのshRNA阻害剤が(1)非常に強力であり、遺伝子阻害を引き起こすためにマウス肝臓において高いレベルで必要とされない、(2)例えばそれらが、阻害効果を妨げる量でヌクレアーゼによって開裂される前に、肝臓に十分に迅速に送達される、または(3)ヌクレアーゼ分解に対して本質的に安定であること(または、これらの特徴の組み合わせ)を示す。   siRNA gene inhibition has been shown to strongly inhibit gene expression in many mammalian systems. Its high level of secondary structure suggests that HCV IRES is a poor target for siRNA or shRNA. Mizusawa, however, reported successful targeting of HCV IRES in 293 and Huh7 tissue culture cells, reporting 50 percent and 74 percent knockdown of gene expression, respectively. Similarly, Seo and co-workers [25] reported the ability of 100 nM siRNA to inhibit HCV replication (approximately 85% knockdown) in 5-2 Huh7 cells. Currently, small interfering RNAs (shRNAs and siRNAs) containing the AUG translation start point and directed downstream to the 3 ′ end of HCV IRES are 96% of HCV IRES-dependent luciferase expression at 0.3 nM in 293FT cells. It has been demonstrated as described herein that knockdown and Huh7 cells can induce 75 percent knockdown at 0.1 nM (see FIGS. 2D and 3A). Furthermore, direct delivery of shRNA to mouse liver has been shown to potently inhibit HCV IRES-dependent reporter expression. This is the first demonstration of RNAi-mediated gene inhibition in an animal model following direct delivery of an RNA hairpin (not expressed in vivo from a plasmid or viral vector). The effectiveness of shRNA delivered directly to mouse liver following hydraulic injection was surprising, given the high levels of nuclease found in blood. The observation that these shRNAs effectively knock down gene expression in the liver is that (1) these shRNA inhibitors are very powerful and are not required at high levels in mouse liver to cause gene inhibition, (2) they are delivered quickly enough to the liver, for example before they are cleaved by nucleases in amounts that interfere with the inhibitory effect, or (3) are essentially stable against nuclease degradation (or A combination of these features).

報告は、バクテリオファージプロモーターからのインビトロ合成転写産物が、非天然5'三リン酸の存在により、インターフェロン(IFN)αおよびβを強力に誘導することを示唆する[26]。さらに、pol III発現ベクターから発現されたshRNAは、IFNも誘導し得る[27]。このインターフェロン誘導が、どのようにHCV感染に対する臨床設定におけるshRNAの使用に影響を及ぼすのかははっきりしていない。現在のHCV治療は、インターフェロンαでの処置を含み、インターフェロンがshRNAによって誘導される場合、それは陽性効果を有し得ることを示唆する。これまで、RNAiの投与に続くインターフェロン関連副作用は、動物において報告されていないようである[3]。siRNAのオフターゲット効果ならびにsiRNAおよびshRNAがレンチウイルスベクターによって送達される場合の潜在的な細胞毒性効果に関するさらなる懸念が持ち上がっている[28]。   Reports suggest that in vitro synthetic transcripts from bacteriophage promoters strongly induce interferon (IFN) α and β in the presence of unnatural 5 ′ triphosphate [26]. Furthermore, shRNAs expressed from pol III expression vectors can also induce IFN [27]. It is unclear how this interferon induction affects the use of shRNAs in clinical settings for HCV infection. Current HCV therapy includes treatment with interferon alpha, suggesting that if interferon is induced by shRNA, it may have a positive effect. To date, no interferon-related side effects following RNAi administration have been reported in animals [3]. Additional concerns have been raised regarding the off-target effects of siRNA and the potential cytotoxic effects when siRNA and shRNA are delivered by lentiviral vectors [28].

本発明はまた、処置に使用するための候補として十分な活性(例えば、このような配列の選択されたグループの中で最も高い活性)を有するそれらの配列を同定するために、HCV IRES配列を標的化するsiRNAおよびshRNAを試験する方法に関する。試験はまた、望ましくないオフターゲット効果または広汎な細胞毒性効果を有する低分子干渉活性のスクリーニングも包含し得る。オフターゲット効果には、標的ではない遺伝子のノックダウン、標的ではない遺伝子の発現の阻害、および天然のマイクロRNA経路との競合が含まれるがこれらに限定されない(Birmingham et al., Nat. Methods. 2006 3(3): 199-204; Grimm et al., Nature 2006 441(7092):537-541)。細胞毒性効果を同定する方法は当技術分野で公知である(例えば、Marques et al., Nat. Biotechnol. 2006 24(5):559-565; Robbins et al., Nat. Biotechnol. 2006 24(5):566-571)。   The present invention also uses HCV IRES sequences to identify those sequences that have sufficient activity as candidates for use in treatment (eg, the highest activity in a selected group of such sequences). It relates to methods for testing targeting siRNAs and shRNAs. The test may also include screening for small molecule interference activity with undesirable off-target effects or extensive cytotoxic effects. Off-target effects include, but are not limited to, knockdown of non-target genes, inhibition of expression of non-target genes, and competition with the natural microRNA pathway (Birmingham et al., Nat. Methods. 2006 3 (3): 199-204; Grimm et al., Nature 2006 441 (7092): 537-541). Methods for identifying cytotoxic effects are known in the art (eg, Marques et al., Nat. Biotechnol. 2006 24 (5): 559-565; Robbins et al., Nat. Biotechnol. 2006 24 (5 ): 566-571).

HCV 5'-UTRにおけるIRES領域は、高度に保存されており(92〜100%同一[15, 29-31])、不変であるように見えるいくつかのセグメントを有し、IRESが核酸に基づく阻害剤に対する第一の標的であるようにする。AUG翻訳開始コドンの周りの領域は、特に高度に保存されており、様々な地理的位置からの81の単離体にわたって観察されるように、+8〜-65位で不変である(-2位における単一のヌクレオチド変異の例外をともなう)[32]。IRESモチーフにおける配列の保存にもかかわらず、高度に保存されていても、単一の配列を標的にすることは、エスケープ突然変異体を防ぐのに十分である可能性は低い。RNAウイルスは、RNAポリメラーゼの高いエラー率およびその酵素のプルーフリーディング活性の欠如によるそれらの高い突然変異率を有することで知られている。平均して、HCV RNAが複製されるたびに、1つのエラーが新しい鎖に組み入れられる。このエラー率は、活発な感染におけるウイルス粒子の膨大な産生によって度合いが強められる(慢性感染患者において1日あたりおよそ1兆)[33]。従って、本発明のいくつかの態様において、いくつかの保存された部位が標的化されるか、あるいは、本明細書中に記載されるshRNAは、併用処置、例えばリバビラン(ribaviran)および/またはペグ化インターフェロンとの併用処置の一要素として使用される。本明細書中で実証される通り、単一のミスマッチはshRNA活性を完全にブロックせず(実施例2;図2D参照);従って、各々の異なるshRNAは、少数の突然変異に対してはある程度活性を有し得る。従って、本発明は、標的配列に対するミスマッチを含み得るshRNAを用いてHCVの発現を阻害する方法を包含する。本発明はまた、shRNAが標的化配列で異なるようにHCV IRESを標的化する少なくとも2つの異なるshRNAを投与することによりHCVの発現を阻害する方法を包含する。   The IRES region in HCV 5'-UTR is highly conserved (92-100% identical [15, 29-31]), has several segments that appear to be invariant, and the IRES is nucleic acid based Be the primary target for inhibitors. The region around the AUG translation initiation codon is particularly highly conserved and is invariant at positions +8 to -65 as observed across 81 isolates from various geographic locations (-2 With the exception of a single nucleotide variation in position) [32]. Despite conservation of sequences in the IRES motif, targeting a single sequence, even if highly conserved, is unlikely to be sufficient to prevent escape mutants. RNA viruses are known to have high error rates of RNA polymerase and their high mutation rate due to the lack of proofreading activity of the enzyme. On average, each time HCV RNA is replicated, one error is incorporated into the new strand. This error rate is enhanced by the massive production of viral particles in active infections (approximately 1 trillion per day in chronically infected patients) [33]. Thus, in some embodiments of the invention, several conserved sites are targeted or alternatively, the shRNA described herein can be used in combination treatments such as ribaviran and / or peg Used as part of combination treatment with conjugated interferon. As demonstrated herein, a single mismatch does not completely block shRNA activity (see Example 2; FIG. 2D); thus, each different shRNA is to some extent for a small number of mutations May have activity. Accordingly, the present invention encompasses methods for inhibiting HCV expression using shRNAs that may contain mismatches to the target sequence. The invention also encompasses a method of inhibiting HCV expression by administering at least two different shRNAs that target HCV IRES so that the shRNA differs in the targeting sequence.

McCaffreyらは、AUG翻訳開始部位における保存されたHCV IRES部位に向けられたホスホロジアミダイトモルホリノオリゴヌクレオチドが、レポーター遺伝子発現を強力に阻害することを報告した[8]。本明細書に記載されたshRNA阻害に対する比較のために、同じモルホリノ阻害剤を使用した。保存されたHCV IRES部位を標的にするモルホリンおよびshRNAの両方が、IRES依存性遺伝子発現を強力にかつ強固に阻害することが見出された。モルホリノにおける4つの突然変異が、活性をブロックするために必要とされたが、shRNAにおいて2つの変化が十分であり、より大きなshRNA特異性を示唆する。shRNA阻害剤における非天然残基の欠如およびおそらくより少ない結果的な副作用と合わせられるこの潜在的な利点は、モルホリノオリゴマーの増加した安定性によって均衡を保たれる。   McCaffrey et al. Reported that phosphorodiamidite morpholino oligonucleotides directed to a conserved HCV IRES site at the AUG translation start site potently inhibit reporter gene expression [8]. The same morpholino inhibitor was used for comparison to the shRNA inhibition described herein. It was found that both morpholine and shRNA targeting the conserved HCV IRES site potently and robustly inhibit IRES-dependent gene expression. Four mutations in morpholino were required to block activity, but two changes in shRNA are sufficient, suggesting greater shRNA specificity. This potential benefit combined with the lack of unnatural residues and possibly fewer resulting side effects in shRNA inhibitors is balanced by the increased stability of morpholino oligomers.

ホタルルシフェラーゼ(fLuc)発現がHCV IRESに依存する、デュアルレポータールシフェラーゼプラスミドを使用した[24]。上流レニラルシフェラーゼの発現は、HCV IRES依存性ではなく、Cap依存性プロセスにおいて翻訳される。HCV IRES shRNAの直接的なトランスフェクションまたは代わりにpolIII-プロモーターベクターから発現されたshRNAは、ヒト293FTおよびHuh7細胞におけるHCV IRESを介したfLuc発現を効率的にブロックした。二重の突然変異を含むコントロールshRNAは、fLuc発現に対する効果をほとんどまたは全く有さず、単一の突然変異のみを含むshRNAは、部分的な阻害を示した。これらのshRNAは、DNA構築物が尾静脈を介して水圧トランスフェクションによって肝臓における細胞に送達されるマウスモデルにおいても評価された。デュアルルシフェラーゼ発現プラスミド、shRNA、および分泌アルカリホスファターゼプラスミドは、肝臓における細胞にトランスフェクションするために使用され、動物は、12〜96時間にわたる時点でイメージングされた。インビボイメージングは、直接的にまたは代わりにpolIII-プラスミドベクターから発現されたHCV IRES shRNAが、HCV IRES依存性レポーター遺伝子発現を阻害することを明らかにした;突然変異体または無関連shRNAは、ほとんどまたは全く効果を有さなかった。これらの結果は、RNAとして送達されるまたはウイルスベクターもしくは非ウイルスベクターから発現されるshRNAが、HCVおよび関連ウイルスの制御に対する効果的な抗ウイルス剤として有用であることを示す。   A dual reporter luciferase plasmid was used, where firefly luciferase (fLuc) expression is dependent on HCV IRES [24]. Upstream Renilla luciferase expression is not HCV IRES-dependent but is translated in a Cap-dependent process. Direct transfection of HCV IRES shRNA or alternatively shRNA expressed from polIII-promoter vector efficiently blocked HCV IRES-mediated fLuc expression in human 293FT and Huh7 cells. Control shRNAs containing double mutations had little or no effect on fLuc expression, and shRNAs containing only a single mutation showed partial inhibition. These shRNAs were also evaluated in a mouse model in which the DNA construct is delivered to cells in the liver by hydraulic transfection via the tail vein. Dual luciferase expression plasmid, shRNA, and secreted alkaline phosphatase plasmid were used to transfect cells in the liver, and animals were imaged at time points ranging from 12 to 96 hours. In vivo imaging revealed that HCV IRES shRNA expressed directly or alternatively from the polIII-plasmid vector inhibits HCV IRES-dependent reporter gene expression; It had no effect at all. These results indicate that shRNA delivered as RNA or expressed from viral or non-viral vectors is useful as an effective antiviral agent for the control of HCV and related viruses.

HCV IRESドメインIV上の異なる部位を標的にする3つの付加的なshRNAのアッセイは、標的位置がHCVa-wtのものから6ヌクレオチドシフトした、別の強力なshRNA、HCVd-wtを明らかにした。HCVb-wtおよびHCVc-wtは、より低く効率的な阻害剤であった。   Assay of three additional shRNAs targeting different sites on HCV IRES domain IV revealed another strong shRNA, HCVd-wt, whose target position was shifted 6 nucleotides from that of HCVa-wt. HCVb-wt and HCVc-wt were lower and more efficient inhibitors.

部分配列の効力に対する効果をさらに調査するため、HCVa-wtの25塩基対の部位(344〜368)における全ての可能性のある位置を標的化する、HCV IRESの配列に相補的な19塩基対配列を含むインビトロで転写された7つのshRNA構築物および同じ19塩基対配列を含む対応する合成siRNAを、阻害活性についてアッセイした。HCVa-wt shRNAに対応する25塩基対の合成siRNAも試験した。試験した構築物は全て、高レベルの活性を示した。全般的に、19塩基対siRNAは19塩基対shRNAよりも強力であった。最も強力なsiHCV19-3は、1 nM(>90%阻害)、0.1 nM(約90%阻害)で有効であり、0.01 nM(約40%阻害)の濃度でさえも有効であった。従って、HCV IRES内の領域344〜374を標的化するよう設計された19〜25塩基対のshRNAおよびsiRNAは、いくつかの部分的な違いがあるものの、全体としてHCV発現の強力な阻害剤である。   To further investigate the effect on the potency of the partial sequence, 19 base pairs complementary to the sequence of HCV IRES targeting all possible positions in the 25 base pair site of HCVa-wt (344-368) Seven in vitro transcribed shRNA constructs containing sequences and corresponding synthetic siRNAs containing the same 19 base pair sequences were assayed for inhibitory activity. A 25 base pair synthetic siRNA corresponding to HCVa-wt shRNA was also tested. All constructs tested showed high levels of activity. Overall, 19 base pair siRNA was more potent than 19 base pair shRNA. The most potent siHCV19-3 was effective at 1 nM (> 90% inhibition), 0.1 nM (about 90% inhibition), and even at concentrations of 0.01 nM (about 40% inhibition). Thus, 19-25 base pair shRNAs and siRNAs designed to target region 344-374 within HCV IRES are overall potent inhibitors of HCV expression, although with some partial differences. is there.

本発明の低分子ヘアピン型RNAは、shRNAのセンス鎖とアンチセンス鎖の間で強力な非共有結合を生じる構造を任意で含み得る。このような非共有結合の例には、金属イオンにより媒介される架橋が含まれる。このような架橋は、例えば、Kazakov and Hecht 2005, Nucleic Acid-Metal Ion Interactions. In: King, R. B. (ed.), Encyclopedia of Inorganic Chemistry. 2nd ed., Wiley, Chichester, vol. VI, pp. 3690-3724の例えば5.4.3節に記載されるような、修飾塩基、糖、および末端基を含む天然ヌクレオチド残基または修飾ヌクレオチド残基間に形成され得る。このような結合の変異のさらなる非限定的な例は、特許出願WO 99/09045(US2006074041;例えば図10)に見出される。一般的に、架橋性ヌクレオチド残基の位置は、二重鎖形成時に近傍にくる相補的なRNA鎖の末端である。特定の金属イオンの追加(または金属イオン配位化合物)は、これらの金属イオンに対して強い親和性を有する官能基、例えば-SH、-SCH3、ホスホロチオエート、イミダゾライド、o-フェナントロリン等の架橋をもたらし得る。これらの修飾ヌクレオチドは、センスRNA鎖およびアンチセンスRNA鎖の化学合成の間に導入される。センス鎖およびアンチセンス鎖内の修飾ヌクレオチドは、塩基対を形成するかまたは1〜3個のヌクレオチドのオーバーハングの一部であるかのいずれかであり得る。   The short hairpin RNA of the present invention may optionally contain a structure that generates a strong non-covalent bond between the sense strand and the antisense strand of shRNA. Examples of such non-covalent bonds include metal ion mediated crosslinking. Such crosslinking is described, for example, in Kazakov and Hecht 2005, Nucleic Acid-Metal Ion Interactions.In: King, RB (ed.), Encyclopedia of Inorganic Chemistry.2nd ed., Wiley, Chichester, vol. VI, pp. 3690 Can be formed between natural or modified nucleotide residues, including modified bases, sugars, and end groups, as described, for example, in Section 3.4.3 of -3724. Further non-limiting examples of such binding mutations can be found in patent application WO 99/09045 (US2006074041; eg FIG. 10). In general, the position of the crosslinkable nucleotide residue is the end of a complementary RNA strand that comes close to the duplex during formation. The addition of specific metal ions (or metal ion coordination compounds) can be used to crosslink functional groups with strong affinity for these metal ions, such as -SH, -SCH3, phosphorothioate, imidazolide, o-phenanthroline, etc. Can bring. These modified nucleotides are introduced during chemical synthesis of the sense and antisense RNA strands. The modified nucleotides in the sense and antisense strands can either base-pair or be part of a 1-3 nucleotide overhang.

標的化配列
標的化配列の例は、本明細書を通して提供される。標的化配列の非限定的な例は、例えば表1および図10に提供される。標的化配列を組み込んだshRNAおよびsiRNAの非限定的な例は、本明細書を通して、例えば図1および図16A〜Bに見出される。
Targeting sequences Examples of targeting sequences are provided throughout this specification. Non-limiting examples of targeting sequences are provided, for example, in Table 1 and FIG. Non-limiting examples of shRNAs and siRNAs incorporating targeting sequences are found throughout this specification, for example, in FIGS. 1 and 16A-B.

ループ
shRNAのループ領域の配列およびサイズの効果もまた調査した。shRNAステム-ループのループ領域は、2〜3ヌクレオチドと小さくてもよく、かつサイズに関して明確な上限を有さず;一般的にはループは4〜9ヌクレオチドの間であり、かつ一般的には、例えば非標的遺伝子に相補的であることにより、意図しない効果を引き起こさない配列である。shRNAのループ領域において(例えばループとして)、高次構造を有するループ配列、例えばGNRAテトラループが使用され得る。このループはその分子のいずれかの末端に配置され得る;すなわち、センス鎖は、ループの5'側または3'側のいずれかであり得る。また、例えば二重鎖の形成を増強する「CGクランプ」として機能させるために、非相補的二重鎖領域(およそ1〜6塩基対、例えば4つのCG塩基対)が標的化二重鎖とループとの間に配置され得る。非相補的二重鎖が使用される場合、少なくとも19塩基対の標的-相補鎖の二重鎖が必要である。
loop
The effect of shRNA loop region sequence and size was also investigated. The loop region of the shRNA stem-loop may be as small as 2-3 nucleotides and has no clear upper limit on size; typically the loop is between 4-9 nucleotides and generally A sequence that does not cause unintended effects, for example by being complementary to a non-target gene. In the loop region of the shRNA (eg as a loop), a loop sequence with a higher order structure, eg a GNRA tetraloop, can be used. This loop can be placed at either end of the molecule; that is, the sense strand can be either 5 ′ or 3 ′ of the loop. Also, for example, to function as a “CG clamp” that enhances duplex formation, a non-complementary duplex region (approximately 1-6 base pairs, eg, 4 CG base pairs) It can be placed between the loops. If a non-complementary duplex is used, a target-complementary duplex of at least 19 base pairs is required.

ループ構造はまた、例えば(Earnshaw et al., J. Mol. Biol., 1997,274: 197-212; Sigurdsson et al. (Thiol-Containing RNA for the Study of Structure and Function of Ribozymes. METHODS: A Companion to Methods in Enzymology, 1999, 18: 71-77)に記載されるような、ヌクレオチド残基に導入された-SH基の酸化により形成され得る可逆的な連結、例えばS-S結合を含み得る。SH基を有するヌクレオチド残基の位置の非限定的な例は、二重鎖形成時に近傍にくる相補的RNA鎖の末端である。このような修飾ヌクレオチドは、低分子干渉RNAのセンスRNA鎖およびアンチセンスRNA鎖の化学合成の間に導入される。センス鎖およびアンチセンス鎖内の修飾ヌクレオチドは、塩基対を形成するかまたは1〜3ヌクレオチドの非相補的オーバーハングを形成するかのいずれかであり得る。   Loop structures are also described in, for example, (Earnshaw et al., J. Mol. Biol., 1997,274: 197-212; Sigurdsson et al. (Thiol-Containing RNA for the Study of Structure and Function of Ribozymes. METHODS: A Companion to Methods in Enzymology, 1999, 18: 71-77), which can include reversible linkages that can be formed by oxidation of -SH groups introduced into nucleotide residues, such as SS bonds. A non-limiting example of the position of a nucleotide residue having a is the end of a complementary RNA strand that is nearby when forming a duplex, such modified nucleotides are the sense RNA strand and antisense of small interfering RNA Introduced during chemical synthesis of the RNA strand, the modified nucleotides in the sense and antisense strands either form a base pair or form a non-complementary overhang of 1-3 nucleotides obtain.

ループおよびそれらの適用、例えばHCVを標的化するshRNAおよびsiRNAにおける適用についてのさらなる非限定的な例は、実施例に見出され得る。   Further non-limiting examples for loops and their applications, eg in shRNA and siRNA targeting HCV can be found in the examples.

末端
本明細書中に記載されるshRNAの3'末端は、2つ以上のヌクレオチドの非標的相補的オーバーハング、例えばUUおよびdTdTを有し得るが、このオーバーハングは、例えばヌクレアーゼ耐性の強化を促進する、化学修飾ヌクレオチドを含む任意のヌクレオチドであり得る。他の態様において、3'末端にはヌクレオチドのオーバーハングが1つ存在するかまたは存在しない。
Termination The 3 ′ end of the shRNA described herein may have non-target complementary overhangs of two or more nucleotides, such as UU and dTdT, but this overhang may, for example, enhance nuclease resistance. It can be any nucleotide, including chemically modified nucleotides. In other embodiments, there is one or no nucleotide overhangs at the 3 ′ end.

5'末端は、標的相補的二重鎖領域の先に延びる、非相補的な延長部分、例えば2つのG(図1Bに示される)、GAAAAAA配列、またはヌクレオチド1つのみを有するか、または有さなくてもよい。図1Bに示される配列においては、主としてT7プロモーターからの転写を容易にするために、2つの5'Gが含まれる。   The 5 ′ end has only a non-complementary extension extending beyond the target complementary duplex region, eg, two Gs (shown in FIG. 1B), GAAAAAA sequences, or only one nucleotide, or It does not have to be. In the sequence shown in FIG. 1B, two 5′Gs are included primarily to facilitate transcription from the T7 promoter.

さらなる特徴
HCV発現を阻害するのに使用されるshRNAに任意で含まれ得、かつ本発明に包含されるさらなる特徴は、標的相補的二重鎖領域における約19塩基対から約30塩基対の間の長さのバリエーション、標的化される配列における小さなシフト(一般的には0〜約2ヌクレオチドであり、標的に沿っていずれかの方向に約10ヌクレオチドの大きさのシフトも標的化可能な領域内であり得る)である。同様に、アンチンセンス鎖では約1〜約2個およびセンス鎖では約1〜約9個のミスマッチもまた許容される(後者はヘアピン型二重鎖を不安定化させるが、標的に対するアンチセンス鎖の結合強度には影響しない;許容される数は、部分的に、標的相補的二重鎖の長さに依存する。本明細書中に記載されるように、29塩基対の標的相補的二重鎖領域内に少なくとも7つのG-Uのミスマッチを有するshRNAは、例えばHCV IRESを標的化する配列を用いるHCV発現の阻害にうまく用いることができる。図1Bに示される2つの突然変異は阻害性をほぼ消滅させるが、他の位置に突然変異を有する他の突然変異体は、特にそれらが空間的に近いおよび/または末端付近にある場合に、よりよく許容され得ることに注意されたい。一定のバリエーションは当技術分野で公知であるかまたは本願において実証されている。
Further features
Additional features that can optionally be included in the shRNA used to inhibit HCV expression and are encompassed by the present invention are lengths between about 19 base pairs and about 30 base pairs in the target complementary duplex region. Variation, a small shift in the sequence being targeted (generally 0 to about 2 nucleotides, within a region where a shift of about 10 nucleotides in either direction along the target can also be targeted Is possible). Similarly, about 1 to about 2 mismatches in the antin sense strand and about 1 to about 9 mismatches in the sense strand are also tolerated (the latter destabilizes the hairpin duplex, but the antisense strand to the target The allowed number depends, in part, on the length of the target-complementary duplex, as described herein, with a 29-base pair target-complementary duplex. ShRNAs with at least 7 GU mismatches in the heavy chain region can be successfully used, for example, to inhibit HCV expression using sequences targeting HCV IRES, the two mutations shown in Figure 1B are inhibitory. It should be noted that other mutants that are nearly extinct but have mutations at other positions may be better tolerated, especially when they are spatially close and / or near the ends. Variations known in the art Or has been demonstrated in this application.

ベクター
shRNAおよびsiRNAを作製するのに適したベクターは本明細書中に記載されており、かつ当技術分野で公知である。非限定的な例において、shRNAは、アデノ随伴ウイルスまたはレンチウイルス由来のベクターとの関係では、Pol IIIプロモーター、例えばU6またはH1を用いて発現され得る。ヒトU6核RNAプロモーターおよびヒトH1プロモーターは、shRNAを発現するためのpol IIIプロモーターの一種である。
vector
Suitable vectors for generating shRNA and siRNA are described herein and are known in the art. In a non-limiting example, shRNA can be expressed using a Pol III promoter, such as U6 or H1, in the context of an adeno-associated virus or lentivirus-derived vector. The human U6 nuclear RNA promoter and the human H1 promoter are a type of pol III promoter for expressing shRNA.

ベクターにおいて一般的に望まれる一つの特徴は、比較的長期間の導入遺伝子の発現である。レンチウイルスベクターは非分裂細胞に形質導入し、導入遺伝子の持続的長期的な発現を維持することができる。アデノ随伴ウイルス血清型8は安全であるとみなされており、長期的な導入遺伝子の発現により特徴付けられる。   One feature that is generally desired in vectors is the relatively long term expression of the transgene. Lentiviral vectors can transduce non-dividing cells and maintain sustained long-term expression of the transgene. Adeno-associated virus serotype 8 is considered safe and is characterized by long-term transgene expression.

候補shRNAおよびsiRNA
いくつかの場合において、1つ以上の低分子干渉RNAが、標的ウイルス、例えばHCVを阻害する活性を有することが同定される。このようなRNAの使用、例えば動物におけるHCV発現を阻害するための使用への適応性をさらに特徴付けるために、追加の試験が実施され得る。このような試験に動物モデルが使用され得る。一つの非限定的な例には、例えば実施例3(下記)において例証されるようなマウスモデルが含まれる。HCVの処置について試験するのに適した他の動物モデルは当技術分野で公知であり、例えばチンパンジーが使用される。
Candidate shRNA and siRNA
In some cases, one or more small interfering RNAs are identified that have activity to inhibit the target virus, eg, HCV. Additional studies can be performed to further characterize the applicability of such RNA, eg, for use in inhibiting HCV expression in animals. Animal models can be used for such tests. One non-limiting example includes a mouse model as exemplified in Example 3 (below). Other animal models suitable for testing for treatment of HCV are known in the art, for example, chimpanzees are used.

方法
本発明は、ウイルスのポリヌクレオチド配列と少なくとも部分的に相補的でありかつこれと相互作用し得る配列を含む、本明細書中に記載されるような低分子干渉RNA、例えばshRNAまたはsiRNAとウイルスを接触させる工程を包含する、ウイルスにおける遺伝子発現の阻害方法に関する。いくつかの態様において、ウイルスとの接触は、ウイルスを含む細胞、すなわちウイルス感染細胞に低分子干渉RNAを導入することを包含する。本明細書中で使用する場合、「遺伝子発現を阻害」は、ウイルスの少なくとも1つの遺伝子の発現を減少させる(すなわちそのレベルを減少させる)かまたは無くすことを意味する。例えば、発現の減少は、ウイルスに感染した対応する細胞または動物と比較される。いくつかの態様において、遺伝子発現の阻害は、低分子干渉RNAが結合するウイルスの標的配列の切断によって達成される。遺伝子発現は、ウイルスRNAまたはウイルスタンパク質をアッセイすることによってアッセイされ得る。いくつかの場合において、方法(例えば本明細書中に記載の組成物を用いる処置)の有効性は、感染動物を、症状の減少またはウイルス感染に関連するタンパク質の発現もしくは活性の変化(例えば減少)、例えばp24などのウイルスタンパク質、もしくはインターフェロンなどの宿主タンパク質の発現もしくは活性の変化(例えば減少)について評価することによってアッセイされる。
Methods The present invention relates to small interfering RNA, such as shRNA or siRNA, as described herein, comprising a sequence that is at least partially complementary to and capable of interacting with a viral polynucleotide sequence. The present invention relates to a method for inhibiting gene expression in a virus, comprising a step of contacting the virus. In some embodiments, contacting with a virus includes introducing a small interfering RNA into a cell containing the virus, ie, a virus-infected cell. As used herein, “inhibiting gene expression” means reducing (ie, decreasing) or eliminating the expression of at least one gene of a virus. For example, decreased expression is compared to corresponding cells or animals infected with the virus. In some embodiments, inhibition of gene expression is achieved by cleavage of the viral target sequence to which the small interfering RNA binds. Gene expression can be assayed by assaying viral RNA or viral protein. In some cases, the effectiveness of a method (eg, treatment with a composition described herein) may affect an infected animal by reducing symptoms (eg, reducing protein expression or activity associated with viral infection). ), For example by assessing for changes (eg decrease) in the expression or activity of viral proteins such as p24 or host proteins such as interferon.

本発明はまた、ウイルスのポリヌクレオチド配列、例えばHCVのIRES配列と少なくとも部分的に相補的でありかつこれと相互作用し得る(例えば生理学的条件下でハイブリダイズし得る、またはRNAi活性を生じ得る)配列を含む、本明細書中に記載されるような治療有効量の低分子干渉RNA、例えばshRNAまたはsiRNAを含む組成物を哺乳動物に投与する工程を包含する、哺乳動物においてウイルス感染を処置するためまたは感染した疑いのある対象(予防的処置のためにウイルスに曝された対象を含む)を処置するための方法に関する。いくつかの態様において、哺乳動物はヒトである。一つの態様において、哺乳動物はヒトであり、ウイルス感染はHCV感染、例えばHCV遺伝子型1aの感染であり、低分子干渉RNAは、少なくともHCVのIRESの配列と相補的な配列を含む。   The present invention may also be at least partially complementary to and interact with a viral polynucleotide sequence, such as an HCV IRES sequence (eg, capable of hybridizing under physiological conditions or producing RNAi activity). ) Treating a viral infection in a mammal comprising administering to the mammal a composition comprising a therapeutically effective amount of a small interfering RNA, such as shRNA or siRNA, as described herein, comprising the sequence Or a method for treating a subject suspected of being infected (including subjects exposed to viruses for prophylactic treatment). In some embodiments, the mammal is a human. In one embodiment, the mammal is a human, the viral infection is an HCV infection, eg, an infection of HCV genotype 1a, and the small interfering RNA comprises a sequence that is at least complementary to the sequence of the IRES of HCV.

本明細書中で使用する場合、「治療有効量」は、所望の治療的結果(例えばウイルス感染の減少または排除)を提供し得る低分子干渉RNAの量である。治療有効量は、一回または複数回の投与として投与され得る。用量の非限定的な例は、約0.1mg/kg〜約50mg/kg、例えば約1〜約5mg/kgである。適当な送達方法は当技術分野で公知であり、例えば静脈内投与(例えば末梢静脈を介するまたはカテーテルを介する投与)が含まれる。非限定的な例には、肝動脈または門脈を介した送達が含まれる。   As used herein, a “therapeutically effective amount” is the amount of small interfering RNA that can provide the desired therapeutic result (eg, reduction or elimination of viral infection). A therapeutically effective amount can be administered as a single or multiple doses. Non-limiting examples of doses are about 0.1 mg / kg to about 50 mg / kg, for example about 1 to about 5 mg / kg. Suitable delivery methods are known in the art and include, for example, intravenous administration (eg, administration via a peripheral vein or via a catheter). Non-limiting examples include delivery via the hepatic artery or portal vein.

概して、哺乳類におけるウイルス感染を処置するための方法において、低分子干渉RNAは、薬学的に許容される担体と共に投与される。本明細書において使用されるように、「薬学的に許容される担体」(本明細書において互換的に「薬学的に許容される賦形剤」とも呼ばれる)は、低分子干渉RNAの投与を容易にする相対的に不活性の物質である。例えば、担体は、組成物に対する型もしくは硬度を与え得る、または希釈剤として作用し得る。薬学的に許容される担体は、生体適合性であり(すなわち、宿主に対して毒性ではない)、かつ薬理学的有効物質に対する投与の特定の投与法に適している。適した薬学的に許容される担体は、安定剤、湿潤剤および乳化剤、様々な浸透圧に対する塩、封入剤、バッファー、ならびに皮膚浸透エンハンサーを含むが、それらに限定されない。いくつかの態様において、薬学的に許容される担体は、水または生理食塩水である。薬学的に許容される担体の例は、Remington's Pharmaceutical Sciences (Alfonso R. Gennaro, ed., 18th edition, 1990)において記載される。   In general, in methods for treating viral infections in mammals, small interfering RNA is administered with a pharmaceutically acceptable carrier. As used herein, “pharmaceutically acceptable carrier” (also referred to interchangeably herein as “pharmaceutically acceptable excipient”) is the administration of small interfering RNA. A relatively inert material that facilitates. For example, the carrier can impart a mold or hardness to the composition, or can act as a diluent. Pharmaceutically acceptable carriers are biocompatible (ie not toxic to the host) and are suitable for the particular mode of administration to the pharmacologically active substance. Suitable pharmaceutically acceptable carriers include, but are not limited to, stabilizers, wetting and emulsifying agents, salts for various osmotic pressures, encapsulating agents, buffers, and skin penetration enhancers. In some embodiments, the pharmaceutically acceptable carrier is water or saline. Examples of pharmaceutically acceptable carriers are described in Remington's Pharmaceutical Sciences (Alfonso R. Gennaro, ed., 18th edition, 1990).

ウイルス感染を処置するための方法において、本明細書において記載されるような低分子干渉RNAは、概して非経口的に、例えば皮下に、静脈内に、または筋内に投与される。   In methods for treating viral infections, small interfering RNAs as described herein are generally administered parenterally, such as subcutaneously, intravenously, or intramuscularly.

組成物
本発明は、本明細書において記載されるような少なくとも1つの低分子干渉RNAを含む、ウイルス遺伝子発現を阻害するおよび/または哺乳類におけるウイルス感染を処置するための組成物を提供する。本発明の組成物は、本明細書において記載されるような、2つ以上の低分子干渉RNAを含み得る。本発明に従って、例えばshRNAまたはsiRNAなどの低分子干渉RNAは、約19〜約30ヌクレオチドのウイルスポリヌクレオチド配列と実質的に相補的である配列を含み、ウイルスのポリヌクレオチド配列との低分子干渉RNAの実質的に相補的な配列の相互作用が、例えばウイルスポリヌクレオチド配列の開裂によってウイルス遺伝子発現を阻害する。
Compositions The present invention provides compositions for inhibiting viral gene expression and / or treating viral infections in mammals comprising at least one small interfering RNA as described herein. The composition of the present invention may comprise two or more small interfering RNAs as described herein. In accordance with the present invention, a small interfering RNA, such as, for example, an shRNA or siRNA, includes a sequence that is substantially complementary to a viral polynucleotide sequence of about 19 to about 30 nucleotides, and the small interfering RNA with the viral polynucleotide sequence. This substantially complementary sequence interaction inhibits viral gene expression, for example, by cleavage of the viral polynucleotide sequence.

いくつかの態様において、組成物は、SEQ ID NO:12、17、18、19、20、21、22、23、24、および25からなる群より選択される配列を含むshRNAを含む。いくつかの態様において、組成物は、以下のいずれか一つ:

Figure 2009521207
(表10)を含むshRNAを含む。いくつかの態様において、組成物は、SEQ ID NO:57〜110のうちの1つ以上のshRNAを含む。いくつかの態様において、組成物は、SEQ ID NO:19、20、21、22、23、24、および25から選択される配列を含むsiRNAを含む。他の態様において、組成物は、
Figure 2009521207
(図10)の配列を含むsiRNAを含む。いくつかの態様において、組成物は、HCV、例えばHCV遺伝子型1aのIRESエレメント内の約19〜約30ヌクレオチドの配列に結合する、すなわちその配列と実質的に相補的な配列を含む、shRNAまたはsiRNAを含む。組成物は、1つより多い異なるshRNA、例えばIRESの異なる配列を標的化する、または標的配列の異なる対立遺伝子もしくは突然変異体を標的化するshRNAを含み得る。本明細書中に記載されるshRNAまたはsiRNAは、同定された配列の中の1つより多い配列を含み得る。特定の組成物は、1つより多い異なるshRNA配列またはsiRNA配列を含む。 In some embodiments, the composition comprises a shRNA comprising a sequence selected from the group consisting of SEQ ID NOs: 12, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, and 25. In some embodiments, the composition is any one of the following:
Figure 2009521207
Including shRNA including (Table 10). In some embodiments, the composition comprises one or more shRNAs of SEQ ID NOs: 57-110. In some embodiments, the composition comprises an siRNA comprising a sequence selected from SEQ ID NOs: 19, 20, 21, 22, 23, 24, and 25. In other embodiments, the composition comprises:
Figure 2009521207
The siRNA containing the sequence of (Figure 10) is included. In some embodiments, the composition binds to a sequence of about 19 to about 30 nucleotides within the IRES element of HCV, e.g., HCV genotype 1a, i.e. comprises a sequence substantially complementary to that sequence, or Contains siRNA. The composition can include more than one different shRNA, eg, shRNA targeting different sequences of the IRES, or targeting different alleles or mutants of the target sequence. The shRNA or siRNA described herein can include more than one of the identified sequences. Certain compositions comprise more than one different shRNA or siRNA sequence.

いくつかの態様において、本発明は、本明細書中に記載される低分子干渉RNAおよび薬学的に許容される担体を含む薬学的組成物を提供する。いくつかの態様において、薬学的組成物は、哺乳動物、例えばヒトへの非経口投与用に処方される。   In some embodiments, the present invention provides a pharmaceutical composition comprising a small interfering RNA described herein and a pharmaceutically acceptable carrier. In some embodiments, the pharmaceutical composition is formulated for parenteral administration to a mammal, eg, a human.

低分子干渉RNA(例えばsiRNAまたはshRNA)を含む薬学的組成物は、その意図する投与経路に適合するよう処方される。投与経路の例には、非経口投与、例えば静脈内投与、皮内投与、皮下投与、吸入投与、経皮(局所)投与、経粘膜投与、および直腸投与;または経口投与が含まれる。非経口適用、皮内適用、または皮下適用に使用される溶液または懸濁物は、以下の成分を含み得る:無菌希釈剤、例えば注射用水、生理食塩水溶液、固定油、ポリエチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコール、またはその他の合成溶媒;抗菌剤、例えばベンジルアルコールまたはメチルパラベン;抗酸化剤、例えばアスコルビン酸または亜硫酸水素ナトリウム;キレート剤、例えばエチレンジアミン四酢酸;バッファー、例えば酢酸、クエン酸、またはリン酸;および張度調整剤、例えば塩化ナトリウムまたはデキストロース。pHは、酸または塩基、例えば塩酸または水酸化ナトリウムで調整され得る。非経口製剤は、ガラスまたはプラスチック製のアンプル、使い捨て用の注射器、または複数回投与用のバイアルに収納され得る。   A pharmaceutical composition comprising a small interfering RNA (eg, siRNA or shRNA) is formulated to be compatible with its intended route of administration. Examples of routes of administration include parenteral administration such as intravenous administration, intradermal administration, subcutaneous administration, inhalation administration, transdermal (topical) administration, transmucosal administration, and rectal administration; or oral administration. Solutions or suspensions used for parenteral, intradermal, or subcutaneous application may contain the following components: sterile diluents such as water for injection, saline solution, fixed oil, polyethylene glycol, glycerin, propylene Glycols, or other synthetic solvents; antibacterial agents such as benzyl alcohol or methyl paraben; antioxidants such as ascorbic acid or sodium bisulfite; chelating agents such as ethylenediaminetetraacetic acid; buffers such as acetic acid, citric acid, or phosphoric acid; Tonicity adjusting agents such as sodium chloride or dextrose. The pH can be adjusted with acids or bases, such as hydrochloric acid or sodium hydroxide. The parenteral preparation can be enclosed in ampoules, disposable syringes or multiple dose vials made of glass or plastic.

注射用途に適した薬学的組成物には、無菌水溶液(水溶性の場合)または分散物および無菌の注射用溶液または分散物を即座に調製するための無菌粉末が含まれる。静脈内投与に適した担体には、生理学的食塩水、静菌水、Cremophor EL(商標)(BASF, Parsippany, NJ)、またはリン酸緩衝食塩水(PBS)が含まれる。全ての場合において、組成物は無菌的でなければならずかつ容易に注射できる程度に流体であるべきである。これらは製造および保存条件下で安定であるべきであり、かつ微生物、例えば細菌および真菌の混入作用から保護されなければならない。担体は、例えば水、エタノール、ポリオール(例えばグリセロール、プロピレングリコール、および液体ポリエチレングリコール等)、ならびにそれらの適当な混合物を含む溶媒または分散媒体であり得る。適当な流動性は、例えば、コーティング、例えばレシチンの使用によって、分散物の場合は選択された粒子サイズの維持によって、および界面活性剤の使用によって維持され得る。微生物作用の抑止は、様々な抗菌剤および抗真菌剤、例えばパラベン、クロロブタノール、フェノール、アスコルビン酸、チメロサール等によって達成され得る。いくつかの場合において、等張剤、例えば糖またはポリアルコール、例えばマンニトール、ソルビトール、または塩化ナトリウムが含まれる。注射用組成物の長期的な吸収は、吸収を遅らせる薬剤、例えばモノステアリン酸アルミニウムまたはゼラチンをその組成物に含めることによってもたらされ得る。   Pharmaceutical compositions suitable for injectable use include sterile aqueous solutions (where water soluble) or dispersions and sterile powders for the extemporaneous preparation of sterile injectable solutions or dispersion. Suitable carriers for intravenous administration include physiological saline, bacteriostatic water, Cremophor EL ™ (BASF, Parsippany, NJ), or phosphate buffered saline (PBS). In all cases, the composition must be sterile and should be fluid to the extent that easy syringability exists. They should be stable under the conditions of manufacture and storage and must be preserved against the contaminating action of microorganisms such as bacteria and fungi. The carrier can be a solvent or dispersion medium containing, for example, water, ethanol, polyol (for example, glycerol, propylene glycol, and liquid polyethylene glycol, and the like), and suitable mixtures thereof. The proper fluidity can be maintained, for example, by the use of a coating such as lecithin, by the maintenance of the selected particle size in the case of dispersion and by the use of surfactants. Inhibition of microbial action can be achieved by various antibacterial and antifungal agents such as parabens, chlorobutanol, phenol, ascorbic acid, thimerosal, and the like. In some cases, isotonic agents such as sugars or polyalcohols such as mannitol, sorbitol, or sodium chloride are included. Prolonged absorption of the injectable compositions can be brought about by including in the composition an agent that delays absorption, for example, aluminum monostearate or gelatin.

無菌注射用溶液は、必要に応じて上記の列挙した成分の1つまたはそれらの組み合わせを含む適当な溶媒に特定量の活性化合物を混合し、続いて濾過滅菌することによって調製され得る。一般的に、分散物は、基本的な分散媒体および上記に列挙した成分または当技術分野で公知の他の成分から選択される他の成分を含む無菌媒体に活性化合物を混合することによって調製される。無菌注射用溶液の調製用の無菌粉末の場合、好ましい調製方法は、活性成分および任意の追加の所望の成分の粉末を予め濾過滅菌したそれらの溶液から生成する減圧乾燥および凍結乾燥である。   Sterile injectable solutions can be prepared by mixing a specific amount of the active compound in a suitable solvent containing one or a combination of the above-listed ingredients as required, followed by filter sterilization. Generally, dispersions are prepared by mixing the active compound with a sterile vehicle that contains a basic dispersion medium and other ingredients selected from those listed above or other ingredients known in the art. The In the case of sterile powders for the preparation of sterile injectable solutions, the preferred method of preparation is vacuum drying and lyophilization, where the active ingredient and any additional desired ingredient powders are produced from their pre-filter sterilized solutions.

経口用組成物は一般的に、不活性希釈剤または食用担体を含む。経口治療投与の目的のために、活性化合物は賦形剤と混合され、錠剤、トローチ剤、またはカプセル剤、例えばゼラチンカプセルの形態で使用され得る。薬学的に適合する結合剤が、成分の一部として含まれ得る。錠剤、丸剤、カプセル剤、トローチ剤等は、以下の成分のいずれかまたは類似の性質を有する化合物を含み得る:結合剤、例えば微結晶性セルロース、トラガカントゴム、もしくはゼラチン;賦形剤、例えばデンプンもしくはラクトース;崩壊剤、例えばアルギン酸、プリモゲル(Primogel)、もしくはトウモロコシデンプン;潤滑剤、例えばステアリン酸マグネシウムもしくはステロート(Sterotes);流動促進剤、例えばコロイド状二酸化ケイ素;甘味剤、例えばスクロースもしくはサッカリン;または香味剤、例えばペパーミント、メチルサリチレート、もしくはオレンジフレーバー。   Oral compositions generally include an inert diluent or an edible carrier. For the purpose of oral therapeutic administration, the active compound can be incorporated with excipients and used in the form of tablets, troches, or capsules, eg, gelatin capsules. Pharmaceutically compatible binding agents can be included as part of the ingredient. Tablets, pills, capsules, lozenges, etc. may contain any of the following ingredients or compounds with similar properties: binders such as microcrystalline cellulose, tragacanth gum, or gelatin; excipients such as starch Or lactose; disintegrants such as alginic acid, Primogel, or corn starch; lubricants such as magnesium stearate or Sterotes; glidants such as colloidal silicon dioxide; sweeteners such as sucrose or saccharin; or Flavoring agents such as peppermint, methyl salicylate, or orange flavor.

吸入による投与のための化合物は、適当な噴霧剤、例えば二酸化炭素などのガスを含む加圧容器もしくはディスペンサー、またはネブライザーからのエアゾールスプレーの形態で送達される。   Compounds for administration by inhalation are delivered in the form of an aerosol spray from pressured container or dispenser which contains a suitable propellant, eg, a gas such as carbon dioxide, or a nebulizer.

全身投与は、経粘膜的または経皮的な手段によっても行われ得る。経粘膜的または経皮的な投与のため、障壁に浸透するのに適した浸透剤が処方物で使用される。このような浸透剤は一般的に当技術分野で公知であり、例えば、経粘膜投与については界面活性剤、胆汁酸塩、およびフシジン酸誘導体が含まれる。経粘膜投与は、点鼻薬または坐剤の使用を通じて達成され得る。経皮投与については、活性化合物は軟膏(ointment)、軟膏(salve)、ゲル、またはクリームに処方され、これらは全般的に当技術分野で公知である。   Systemic administration can also be performed by transmucosal or transdermal means. For transmucosal or transdermal administration, penetrants appropriate to penetrate the barrier are used in the formulation. Such penetrants are generally known in the art and include, for example, for transmucosal administration, surfactants, bile salts, and fusidic acid derivatives. Transmucosal administration can be accomplished through the use of nasal sprays or suppositories. For transdermal administration, the active compounds are formulated into ointments, salves, gels, or creams, which are generally known in the art.

化合物はまた、直腸送達のために、坐剤(例えば従来の坐剤基剤、例えばカカオバターおよびその他のグリセリドを含む坐剤)または停留浣腸の形態で調製され得る。   The compounds can also be prepared in the form of suppositories (eg, suppositories containing conventional suppository bases such as cocoa butter and other glycerides) or retention enemas for rectal delivery.

一つの態様において、活性化合物は、化合物を身体からの迅速な除去から保護し得る担体と共に、例えば移植片およびマイクロカプセル送達系を含む制御放出処方物として調製される。生分解性、生体適合性のポリマー、例えばエチレンビニルアセテート、ポリ無水物、ポリグリコール酸、コラーゲン、ポリオルトエステル、およびポリ乳酸が使用され得る。このような処方物の調製方法は当業者に明らかであろう。これらの原材料はまた、Alza CorporationおよびNova Pharmaceuticals, Inc.から販売されている。リポソーム懸濁物(ウイルス抗原に対するモノクローナル抗体によって感染細胞に標的化されたリポソームを含む)もまた、薬学的に許容される担体として使用され得る。これらは当業者に公知の方法に従って、例えば米国特許第4,522,811号に記載されているように調製され得る。   In one embodiment, the active compound is prepared with a carrier that can protect the compound from rapid removal from the body, such as a controlled release formulation, including, for example, implants and microcapsule delivery systems. Biodegradable, biocompatible polymers can be used, such as ethylene vinyl acetate, polyanhydrides, polyglycolic acid, collagen, polyorthoesters, and polylactic acid. Methods for preparing such formulations will be apparent to those skilled in the art. These raw materials are also sold by Alza Corporation and Nova Pharmaceuticals, Inc. Liposomal suspensions (including liposomes targeted to infected cells by monoclonal antibodies against viral antigens) can also be used as pharmaceutically acceptable carriers. These can be prepared according to methods known to those skilled in the art, for example, as described in US Pat. No. 4,522,811.

投与の容易性および用量の均一性のために、経口用または非経口用組成物を剤形単位で処方することが有利である。本明細書中で使用する場合、剤形単位は、処置される対象への単位投薬に適した物理的に別個の単位を意味し;各単位は、選択された薬学的担体と共に所望の治療効果を生じるよう計算された所定量の活性化合物を含む。   It is advantageous to formulate oral or parenteral compositions in dosage unit form for ease of administration and uniformity of dosage. As used herein, dosage unit means a physically discrete unit suitable for unit dosage to the subject being treated; each unit together with the selected pharmaceutical carrier is the desired therapeutic effect. A predetermined amount of active compound calculated to yield

本明細書中に開示される化合物の毒性および治療効果は、当技術分野での公知の薬学的手順、例えば、細胞培養物または実験動物において例えばLD50(その集団の50%に対して致死的な用量)およびED50(その集団の50%において治療的に有効な用量)を決定することによって決定することができる。治療指数とは毒性と治療効果の間の用量比であり、LD50/ED50比で表現され得る。高い治療指数を示す化合物が好ましい。毒性の副作用を示す化合物が使用される場合、罹患していない細胞に対する潜在的な損傷を最小限に抑え、それによって副作用を軽減するために、このような化合物を罹患した組織部位に標的化する送達系を設計することに注意を払うべきである。   The toxic and therapeutic effects of the compounds disclosed herein are known to be known in the art for pharmaceutical procedures such as LD50 (lethal to 50% of the population) in cell cultures or experimental animals. Dose) and ED50 (a therapeutically effective dose in 50% of the population). The therapeutic index is the dose ratio between toxic and therapeutic effects and can be expressed as the ratio LD50 / ED50. Compounds that exhibit high therapeutic indices are preferred. If compounds that exhibit toxic side effects are used, target such compounds to affected tissue sites to minimize potential damage to unaffected cells and thereby reduce side effects Care should be taken in designing the delivery system.

細胞培養アッセイおよび動物試験から得られたデータは、ヒトにおいて使用する用量の範囲を策定するのに使用され得る。このような化合物の用量は、好ましくは毒性がほとんどないまたは全くない、ED50を含む循環濃度の範囲内の用量である。用量は、使用する剤形および利用する投与経路に依存してこの範囲内で変更され得る。本発明の方法において使用される任意の化合物についての治療有効用量は、最初に細胞培養アッセイから概算され得る。用量は、細胞培養物において決定されたIC50(すなわち、症状の最大半量の阻害を達成する試験化合物の濃度)を含む循環血漿濃度範囲を達成するよう、動物モデルにおいて策定され得る。このような情報は、ヒトにおいて有用な用量をより正確に決定するのに使用され得る。血漿中レベルは、例えば高性能液体クロマトグラフィによって測定され得る。   Data obtained from cell culture assays and animal studies can be used to formulate a range of doses for use in humans. The dosage of such compounds is preferably within a range of circulating concentrations that include the ED50 with little or no toxicity. The dosage may vary within this range depending on the dosage form used and the route of administration utilized. The therapeutically effective dose for any compound used in the method of the invention can be estimated initially from cell culture assays. Doses can be formulated in animal models to achieve a circulating plasma concentration range that includes the IC50 determined in the cell culture (ie, the concentration of test compound that achieves half-maximal inhibition of symptoms). Such information can be used to more accurately determine useful doses in humans. Plasma levels can be measured, for example, by high performance liquid chromatography.

本発明はまた、対象を、例えばHCV感染を処置するのに使用する医薬の製造方法に関する。このような医薬はまた、HCV感染の危険がある対象またはその疑いのある対象の予防的処置にも使用され得る。   The invention also relates to a method of manufacturing a medicament for use in treating a subject, eg, an HCV infection. Such medicaments can also be used for prophylactic treatment of subjects at risk of or suspected of having HCV infection.

キット
本発明は、本明細書において記載されるような低分子干渉RNAを含むキットを提供する。いくつかの態様において、キットは、本明細書において記載されるウイルス遺伝子発現を阻害するための方法および/または哺乳類におけるウイルス感染の処置のための方法に用いられる説明書も含む。説明書は、印刷された形式、またはフロッピーディスク、CD、もしくはDVDなどの電子媒体の形式、またはそのような説明書が獲得され得るウェブサイトアドレスの形式で提供され得る。
Kits The present invention provides kits comprising small interfering RNAs as described herein. In some embodiments, the kit also includes instructions for use in the methods for inhibiting viral gene expression described herein and / or for the treatment of viral infections in mammals. The instructions can be provided in printed form, or in the form of electronic media such as a floppy disk, CD, or DVD, or in the form of a website address where such instructions can be obtained.

いくつかの態様において、キットは、例えばshRNAまたはsiRNAなどの少なくとも1つの低分子干渉RNAの少なくとも1つの単位用量を含む本発明の薬学的組成物、およびウイルス感染を処置または予防するための使用法に関して医療提供者へ情報を提供する説明書を含む。低分子干渉RNAは、滅菌水を含む薬学的組成物または乾燥粉末(例えば、凍結乾燥)組成物としてしばしば含まれる。   In some embodiments, the kit comprises a pharmaceutical composition of the invention comprising at least one unit dose of at least one small interfering RNA, such as shRNA or siRNA, and uses for treating or preventing viral infections Includes instructions to provide information to health care providers regarding Small interfering RNAs are often included as pharmaceutical compositions containing sterile water or as dry powder (eg, lyophilized) compositions.

適切な包装が提供される。本明細書において使用されるように、「包装」とは、システムにおいて習慣的に使用され、かつ個体への投与に適した本発明の組成物を固定限度内に保持することが可能な固体マトリクスまたは材料を指す。そのような材料は、ガラスおよびプラスチック(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、およびポリカーボネート)、ボトル、バイアル、紙、プラスチック、ならびにプラスチックホイル積層エンベロープおよび同様のものを含む。e-ビーム滅菌技術が採用される場合、包装は、内容物の滅菌を可能にするために十分に低い密度を有するべきである。   Appropriate packaging is provided. As used herein, “packaging” is a solid matrix that is customarily used in the system and that can hold the composition of the invention suitable for administration to an individual within fixed limits. Or refers to the material. Such materials include glass and plastic (eg, polyethylene, polypropylene, and polycarbonate), bottles, vials, paper, plastic, and plastic foil laminated envelopes and the like. If e-beam sterilization techniques are employed, the packaging should have a sufficiently low density to allow sterilization of the contents.

キットは、例えば静脈内投与のためのシリンジもしくは装置などの本発明の薬学的組成物の投与に対する装置、および/または例えば、投与のための乾燥粉末(例えば、凍結乾燥)組成物を調製するための水、生理食塩水、もしくはデキストロース溶液などの希釈剤などの滅菌溶液を任意で含んでもよい。   The kit is for preparing a device for administration of the pharmaceutical composition of the invention, such as a syringe or device for intravenous administration, and / or for example a dry powder (eg lyophilized) composition for administration. A sterile solution such as a diluent such as water, saline or dextrose solution may optionally be included.

(表1)本出願において開示される、shRNAまたはsiRNAに組み入れられ得る標的配列ならびにそのようなshRNAおよびsiRNAの例のリスト

Figure 2009521207
Table 1 List of target sequences that can be incorporated into shRNAs or siRNAs as disclosed in this application and examples of such shRNAs and siRNAs
Figure 2009521207

図16A〜Bは、HCV IRESを標的化する配列を含む、本明細書中に記載される方法を用いて試験したshRNAの例を示す。   FIGS. 16A-B show examples of shRNAs tested using the methods described herein, including sequences that target HCV IRES.

実施例
本発明はさらに以下の実施例によって例証される。これらの実施例は例証の目的のみで提供される。これらはいかなる様式によっても本発明の範囲または内容を限定するものとみなしてはならない。
Examples The invention is further illustrated by the following examples. These examples are provided for illustrative purposes only. They should not be construed as limiting the scope or content of the invention in any manner.

実施例1:shRNA発現カセットの設計および構築、T7転写反応、ならびにレポーター遺伝子アッセイ
化学的合成オリゴヌクレオチドは、IDT(Coralville, IA)から獲得され、RNA分解酵素-およびピロゲン-フリー水(Biowhittaker)に懸濁され、以下に記載されるようにアニーリングされた。shRNAを作るための以下のオリゴヌクレオチドペアは、T7プロモーターエレメント(二重下線部)、センスおよびアンチセンスHCV IRES配列、ならびにmiR-23マイクロRNAループ構造(細胞質局在を促進すると報告されている[21, 22])を含む。

Figure 2009521207
(T7プロモーター配列、二重下線部)。HCVa-mut shRNAに対するT7転写産物は、ヌクレオチド変化(G→CおよびC→G)が一重下線部残基における合成オリゴヌクレオチドへ組み入れられたこと以外は、同一であった。 Example 1: shRNA Expression Cassette Design and Construction, T7 Transcription Reaction, and Reporter Gene Assay Chemically synthesized oligonucleotides were obtained from IDT (Coralville, IA) and RNase- and pyrogen-free water (Biowhittaker) Suspended and annealed as described below. The following oligonucleotide pairs for making shRNA have been reported to promote T7 promoter elements (double underlined), sense and antisense HCV IRES sequences, and miR-23 microRNA loop structure (cytoplasmic localization [ 21, 22]).
Figure 2009521207
(T7 promoter sequence, double underlined). The T7 transcript for HCVa-mut shRNA was identical except that nucleotide changes (G → C and C → G) were incorporated into the synthetic oligonucleotide at the single underlined residue.

HCVa-wt shRNA(図1B)は、HCV IRES上の領域344〜374を標的にするように設計された;HCVb-wtは、領域299〜323を標的にするように設計された(図1C);HCVc-wtは、領域318〜342を標的にするように設計された(図1C);かつHCVd-wtは、領域350〜374を標的にするように設計された(図1C)。   HCVa-wt shRNA (Figure 1B) was designed to target region 344-374 on HCV IRES; HCVb-wt was designed to target region 299-323 (Figure 1C) HCVc-wt was designed to target region 318-342 (FIG. 1C); and HCVd-wt was designed to target region 350-374 (FIG. 1C).

shRNA 1〜7番(HCV IRES上の344〜362、345〜363、346〜364、347〜365、348〜366、349〜367、350〜368位を標的にする;19塩基対ウイルス認識配列を示す図4Aを参照されたい)は、MEGAscript(登録商標)キット(Ambion)を使用してインビトロで転写され、HCVa-wt shRNAと同じループ配列および5'、3'-突出を含んだ。siRNA 1〜7番(19塩基対ウイルス認識配列を示す図4Aを参照されたい)は、Dharmacon(Lafayette, CO)で化学的に合成され、センスおよびアンチセンス鎖の両方上に3'-UU突出を含んだ。   shRNA 1-7 (targets positions 344-362, 345-363, 346-364, 347-365, 348-366, 349-367, 350-368 on HCV IRES; 19 base pair virus recognition sequence FIG. 4A shown) was transcribed in vitro using the MEGAscript® kit (Ambion) and contained the same loop sequence and 5 ′, 3′-overhang as the HCVa-wt shRNA. siRNAs 1-7 (see Figure 4A showing a 19 base pair virus recognition sequence) were chemically synthesized with Dharmacon (Lafayette, CO) and 3'-UU overhangs on both the sense and antisense strands Included.

コントロールshRNA 229(腫瘍壊死因子αを標的にする)を調製するために使用されるオリゴヌクレオチドペアは、

Figure 2009521207
である。 The oligonucleotide pair used to prepare control shRNA 229 (targeting tumor necrosis factor α) is
Figure 2009521207
It is.

pol III U6 shRNA発現ベクター構築- 低分子ヘアピンshRNA発現ベクターの設計
オリゴヌクレオチドペアは、RNAポリメラーゼバッファー(例えば、120μlの各々の60μl 5×アニーリングバッファー(Promega; 1×=10 mM Tris-HCl(pH 7.5)、50 mM NaCl)における100 μMオリゴヌクレオチド)において2分間95℃で一緒にインキュベートされ、40℃未満まで1時間にわたってゆっくりと冷却(アニーリング)された。オリゴヌクレオチドは、Bbs1/BamH1-分解pCRII-U6プラスミド(Bbs1およびBamH1認識部位または突出は、オリゴヌクレオチド配列において下線を引かれる)への迅速なクローニングに対して4-塩基突出を提供するように設計された。pCRII-U6 pol III発現プラスミドは、TAクローニングキット(Invitrogen)を使用して、pCRIIベクター(Invitrogen)へ、プライマーならびに

Figure 2009521207
(SEQ ID NO:6)[23]を使用してヒトHT-1080ゲノムDNAから獲得されたPCR産物をサブクローン化することによって調製された。アニーリングされたオリゴヌクレオチド(HCV IRES shRNAをコードする)からなるカセットは、Bbs1/BamH1-分解pCRII-U6プラスミドへライゲーションされた。発現shRNAは、細胞質局在を促進するためのmiR-23マイクロRNAループ構造を含む[21, 22]。最終pCRII-U6構築物は、シークエンシングによって確認された。使用されたプライマーペアは、
Figure 2009521207
であった。下線部残基における適当な配列変化を含むオリゴヌクレオチド(上記を参照されたい)は、図1Bにおいて示されかつ上に記載されるように、pCRII-U6/HCVa-mut(二重突然変異)、HCVsnp1(5'側における単一の変化)、およびHCVsnp2(3'端における単一の変化)を生成するために使用された。コントロールpCRII-U6/229は、以下のオリゴヌクレオチドを使用して、同様の方式で調製された。
Figure 2009521207
pol III U6 shRNA Expression Vector Construction-Design of Small Hairpin shRNA Expression Vectors Oligonucleotide pairs are prepared using RNA polymerase buffer (eg, 120 μl of each 60 μl 5 × annealing buffer (Promega; 1 × = 10 mM Tris-HCl (pH 7.5)). ), 100 μM oligonucleotide) in 50 mM NaCl)) for 2 minutes at 95 ° C. and slowly cooled (annealed) to <40 ° C. over 1 hour. Oligonucleotides are designed to provide 4-base overhangs for rapid cloning into the Bbs1 / BamH1-degraded pCRII-U6 plasmid (Bbs1 and BamH1 recognition sites or overhangs are underlined in the oligonucleotide sequence) It was done. The pCRII-U6 pol III expression plasmid is transferred to the pCRII vector (Invitrogen) using the TA cloning kit (Invitrogen)
Figure 2009521207
Prepared by subcloning a PCR product obtained from human HT-1080 genomic DNA using (SEQ ID NO: 6) [23]. A cassette consisting of the annealed oligonucleotide (encoding HCV IRES shRNA) was ligated into the Bbs1 / BamH1-degraded pCRII-U6 plasmid. The expressed shRNA contains a miR-23 microRNA loop structure to promote cytoplasmic localization [21, 22]. The final pCRII-U6 construct was confirmed by sequencing. The primer pair used was
Figure 2009521207
Met. Oligonucleotides (see above) containing appropriate sequence changes in underlined residues are shown in FIG. 1B and described above, pCRII-U6 / HCVa-mut (double mutation), It was used to generate HCVsnp1 (single change at the 5 ′ side) and HCVsnp2 (single change at the 3 ′ end). Control pCRII-U6 / 229 was prepared in a similar manner using the following oligonucleotides.
Figure 2009521207

T7転写反応
オリゴヌクレオチドペアは、RNAポリメラーゼバッファー(120μlの各々の60μl 5×転写バッファー(Promega)における100 μMオリゴヌクレオチド)において2分間95℃でインキュベートされ、40℃未満まで1時間にわたってゆっくりと冷却(アニーリング)された。shRNAは、AmpliScribe(商標)T7 Flash転写キット(Epicentre Technologies)を使用して、5 μMの結果として生じたアニーリングされた二本鎖DNA鋳型から4時間42℃で転写され、その後、防腐剤を除去するためにリン酸緩衝生理食塩水(PBS)で3回徹底的に洗浄されたゲル濾過スピンカラム(Microspin(商標)G-50, Amersham Biosciences)上での精製が続いた。
T7 Transcription Reaction Oligonucleotide pairs are incubated in RNA polymerase buffer (120 μl of 100 μM oligonucleotide in 60 μl 5 × transcription buffer (Promega) for 2 minutes at 95 ° C. and slowly cooled to less than 40 ° C. for 1 hour ( Annealed). shRNA is transcribed for 4 hours at 42 ° C from the annealed double-stranded DNA template resulting from 5 μM using the AmpliScribe ™ T7 Flash transcription kit (Epicentre Technologies), after which the preservative is removed Purification was followed on a gel filtration spin column (Microspin ™ G-50, Amersham Biosciences) that was thoroughly washed three times with phosphate buffered saline (PBS).

siRNA
siRNAは、RNAのアニーリング化学合成(Dharmacon)相補鎖によって調製され、各々は、適当な認識配列プラス3'端上の(突出)UU延長を含んだ。
siRNA
siRNAs were prepared by RNA annealing chemical synthesis (Dharmacon) complementary strands, each containing the appropriate recognition sequence plus a (protruding) UU extension on the 3 'end.

トランスフェクションおよびレポーター遺伝子アッセイ
ヒト293FT(Invitrogen)およびHuh7細胞(米国培養細胞系統保存機関(ATCC), Manassas, VA)は、2 mM L-グルタミンおよび1 mMピルビン酸ナトリウムで補足された、10%ウシ胎仔血清(HyClone)をともなうDMEM(Biowhittaker)において維持された。トランスフェクションの前日に、細胞は24ウェルプレートに1.7×105 細胞/ウェルで播種され、トランスフェクションの時間において約80%の細胞コンフルエンシーを引き起こした。細胞は、製造業者の説明書に従って、Lipofectamine(商標)2000(Invitrogen, Carlsbad, CA)を用いてトランスフェクションされた。阻害実験に対して、293FTまたはHuh7細胞は、40 ng pCDNA3/HCV IRESデュアルルシフェラーゼ(レニラおよびホタル)レポーター構築物、50 ng pSEAP2-コントロールプラスミド(BD Biosciences Clontech、トランスフェクションコントロールとして)、および示される量のT7生成shRNA(典型的な量1 pmole)またはpCRII-U6 shRNA発現構築物(710 ng)でコトランスフェクション(3回)された。補償pUC18プラスミドが、トランスフェクション混合に添加され、トランスフェクションあたり800 ng総核酸の最終濃度を与えた。48時間後、上清が除去され、15〜30分間65℃で加熱され、5〜10μlの上清が、150μl p-ニトロフェニルリン酸液体基質システム(pNPP、Sigma)に添加された。室温での30〜60分インキュベーションの後、試料は、Molecular Devices Thermomaxマイクロプレートリーダー上で読まれ(405 nm)、かつSOFTmaxソフトウェア(Molecular Devices)を使用して定量された。残った細胞は溶解され、Dual-Luciferase Reporterアッセイシステム(Promega)およびMicroLumat LB 96 P ルミノメーター(Berthold)を使用してルシフェラーゼ活性が測定された。
Transfection and reporter gene assays Human 293FT (Invitrogen) and Huh7 cells (American Cultured Cell Line Conservation Agency (ATCC), Manassas, VA) were supplemented with 2 mM L-glutamine and 1 mM sodium pyruvate, 10% bovine Maintained in DMEM (Biowhittaker) with fetal serum (HyClone). The day before transfection, cells were seeded in 24-well plates at 1.7 × 10 5 cells / well, causing approximately 80% cell confluency at the time of transfection. Cells were transfected using Lipofectamine ™ 2000 (Invitrogen, Carlsbad, CA) according to the manufacturer's instructions. For inhibition experiments, 293FT or Huh7 cells were treated with 40 ng pCDNA3 / HCV IRES dual luciferase (renilla and firefly) reporter construct, 50 ng pSEAP2-control plasmid (BD Biosciences Clontech, as transfection control), and the indicated amount Co-transfected (3 times) with T7-producing shRNA (typical amount 1 pmole) or pCRII-U6 shRNA expression construct (710 ng). Compensated pUC18 plasmid was added to the transfection mix to give a final concentration of 800 ng total nucleic acid per transfection. After 48 hours, the supernatant was removed, heated at 65 ° C. for 15-30 minutes, and 5-10 μl of supernatant was added to 150 μl p-nitrophenyl phosphate liquid substrate system (pNPP, Sigma). After 30-60 min incubation at room temperature, samples were read on a Molecular Devices Thermomax microplate reader (405 nm) and quantified using SOFTmax software (Molecular Devices). The remaining cells were lysed and luciferase activity was measured using a Dual-Luciferase Reporter assay system (Promega) and a MicroLumat LB 96 P luminometer (Berthold).

マウス
6週齢メスBalb/cマウスは、Stanford Universityの動物施設から獲得された。動物は、NIH Guidelines for Animal CareおよびGuidelines of Stanford Universityに従って処置された。
mouse
Six week old female Balb / c mice were obtained from an animal facility at Stanford University. Animals were treated according to NIH Guidelines for Animal Care and Guidelines of Stanford University.

マウス水圧注入およびインビボイメージング
水圧尾静脈注入は、RNasinの省略を含むわずかな改変をともなって、McCaffreyおよび同僚によって記載されるように行なわれた[24]。阻害剤(RNAまたはプラスミド)を含む総体積1.8 mlのリン酸緩衝生理食塩水、10μgのpHCV Dual Lucプラスミド、および2μg pSEAP2-コントロールプラスミド(BD Biosciences Clontech、SV40早期プロモーターを含む)が、約5秒にわたってマウス尾静脈へ間断なく注入された(群あたりN=4〜6動物)。示された時間において、100μlの30 mg/mlルシフェリンが、腹腔内に注入された。注入の10分後、生きた麻酔されたマウスは、IVIS7イメージングシステム(Xenogen Corp., Alameda, CA)を使用して解析され、結果として生じた光放出データは、LivingImageソフトウェア(Xenogen)を使用して定量された。生の値は、分あたりの相対検出光として報告され、各々の群(N=4〜5動物)に対する標準誤差が示される。
Mouse hydraulic injection and in vivo imaging Hydrotail injection was performed as described by McCaffrey and colleagues, with minor modifications including omission of RNasin [24]. A total volume of 1.8 ml phosphate buffered saline containing the inhibitor (RNA or plasmid), 10 μg pHCV Dual Luc plasmid, and 2 μg pSEAP2-control plasmid (including BD Biosciences Clontech, SV40 early promoter), approximately 5 seconds Were injected without interruption into the mouse tail vein (N = 4-6 animals per group). At the indicated times, 100 μl of 30 mg / ml luciferin was injected intraperitoneally. Ten minutes after injection, live anesthetized mice were analyzed using the IVIS7 imaging system (Xenogen Corp., Alameda, Calif.), And the resulting light emission data using LivingImage software (Xenogen). Quantified. Raw values are reported as relative detected light per minute and indicate standard errors for each group (N = 4-5 animals).

分泌型アルカリホスファターゼ(SEAP)アッセイ
5日目に、マウスは、目の後眼窩静脈を介して出血させられた。血清は、マイクロ遠心によって血液細胞から分離され、内因性アルカリリン酸塩を不活性化するために30分間65℃で加熱され、5〜10μlの血清が、150μl pNPP液体基質システムに添加された(上記を参照されたい)。室温での30〜60分インキュベーションの後、試料は、上に記載されるように読まれ(405 nm)かつ定量された。
Secreted alkaline phosphatase (SEAP) assay
On day 5, the mice were bled through the retro-orbital vein of the eyes. Serum was separated from blood cells by microcentrifugation, heated at 65 ° C. for 30 minutes to inactivate endogenous alkaline phosphate, and 5-10 μl of serum was added to a 150 μl pNPP liquid substrate system ( See above). After 30-60 minutes incubation at room temperature, samples were read (405 nm) and quantified as described above.

実施例2:ヒト組織培養細胞におけるHCV IRESを介した遺伝子発現のshRNA阻害
この調査において、C型肝炎IRESの保存された領域を標的にするように実施例1におけるように設計されかつ構築された低分子干渉RNA(short interfering RNA)(shRNAおよびsiRNA)は、ヒト組織培養細胞におけるHCV IRESを介したレポーター発現を阻害するそれらの能力に対してテストされた。
Example 2: shRNA inhibition of gene expression via HCV IRES in human tissue culture cells In this study, designed and constructed as in Example 1 to target a conserved region of hepatitis C IRES Short interfering RNA (shRNA and siRNA) were tested for their ability to inhibit HCV IRES-mediated reporter expression in human tissue culture cells.

図1Aは、HCV IRES標的部位(パネルA)ならびにT7プロモーター配列およびHCV IRES標的を含むハイブリダイズされたオリゴヌクレオチドから調製された鋳型のT7転写に起因するHCV shRNA(図1B)を示す。下線部残基は、突然変異体HCV shRNAを生成するために変えられたものである。shRNAは、細胞質局在を促進することが以前に示唆された[21, 22]mir-23マイクロRNAループ構造ならびに非Watson-Crick G:U塩基対合を介してハイブリダイズもし得る5'(2つのグアニン)および3'(2つのウリジン)末端における2つのヌクレオチドをともなう25塩基対RNAステムを含む。ベクター送達shRNAに対して、重複オリゴヌクレオチドは、poIII発現ベクター(pCRII-U6、実施例1を参照されたい)へサブクローン化された。   FIG. 1A shows an HCV shRNA (FIG. 1B) resulting from T7 transcription of a template prepared from a hybridized oligonucleotide containing an HCV IRES target site (panel A) and a T7 promoter sequence and an HCV IRES target. Underlined residues were changed to generate mutant HCV shRNA. shRNA may also hybridize via a [21, 22] mir-23 microRNA loop structure previously suggested to promote cytoplasmic localization as well as non-Watson-Crick G: U base pairing. One guanine) and a 25 base pair RNA stem with two nucleotides at the 3 ′ (two uridine) ends. For vector delivery shRNA, overlapping oligonucleotides were subcloned into a poIII expression vector (pCRII-U6, see Example 1).

HCV IRESのドメインIVにおける近くの位置を標的にする同じステム長およびループ配列をともなう3つのその他のshRNAも設計された(図1C)。HCVb-wt shRNAは、高度に構造化された領域を標的にし(効能を比較するために、陰性コントロールとして使用される)、HCVc-wtおよびHCVd-wt shRNAは、生化学的フットプリント法調査に従ってより「アクセスしやすい」領域を標的にする(図1D;Brown et al., Nucleic Acids Res., 1992, 20:5041-5)。すべてのRNAは、HCVa-wt shRNAと同様に、T7プロモーターを含むdsDNA鋳型からインビトロで転写された。   Three other shRNAs with the same stem length and loop sequence targeting near positions in domain IV of the HCV IRES were also designed (Figure 1C). HCVb-wt shRNA targets a highly structured region (used as a negative control to compare efficacy), and HCVc-wt and HCVd-wt shRNA follow a biochemical footprinting study Target more “accessible” regions (FIG. 1D; Brown et al., Nucleic Acids Res., 1992, 20: 5041-5). All RNA was transcribed in vitro from a dsDNA template containing the T7 promoter, similar to HCVa-wt shRNA.

HCV IRESを介した遺伝子発現を阻害するHCV shRNAの有効性をテストするために、ヒト293FTまたは肝細胞Huh7細胞は、pCDNA3/HCV IRESデュアルルシフェラーゼ発現プラスミド、分泌型アルカリホスファターゼ発現プラスミド(pSEAP2、トランスフェクションの効能を制御するために)、ならびにインビトロ合成shRNAまたは代わりに対応するshRNAカセットを含むpol III発現ベクターでコトランスフェクションされた。   To test the effectiveness of HCV shRNA to inhibit HCV IRES-mediated gene expression, human 293FT or hepatic Huh7 cells were transformed into pCDNA3 / HCV IRES dual luciferase expression plasmid, secreted alkaline phosphatase expression plasmid (pSEAP2, transfection As well as in vitro synthetic shRNAs or alternatively pol III expression vectors containing the corresponding shRNA cassettes.

図1Fにおいて見られるように、AUG翻訳開始点(それぞれ、344〜368および350〜374)のすぐ下流のIRESの領域を標的にするHCVa-wtおよびHCVd-wt shRNAの両方は、ヒト293FT細胞におけるHCV IRESを介したfLuc発現を強く阻害する。HCVc-wt(318〜342を標的にする)は、中程度の阻害を示し、HCVb-wt(299〜323)は、予想されたように、ごくわずかな活性を示した。したがって、予備スクリーニングは、強力なshRNA、HCVa-wtを明らかにし、さらなる詳細な調査に対して選ばれた。   As seen in FIG. 1F, both HCVa-wt and HCVd-wt shRNA targeting the region of IRES immediately downstream of the AUG translation start (344-368 and 350-374, respectively) are found in human 293FT cells. Strongly inhibits fLuc expression via HCV IRES. HCVc-wt (targeting 318-342) showed moderate inhibition and HCVb-wt (299-323) showed negligible activity, as expected. Preliminary screening therefore revealed a strong shRNA, HCVa-wt, and was chosen for further investigation.

293FT細胞におけるHCV IRES媒介性の遺伝子発現のshRNAによる阻害の特異性および効力
HCV-IRESにより誘導される遺伝子発現の阻害をさらに試験するため、293FT細胞を、デュアルルシフェラーゼレポーターおよびSEAP発現プラスミドならびに1ピコモルのインビトロで転写されたshRNAを用いて共トランスフェクトした。標的プラスミドは、pCDNA3/HCV IRESデュアルルシフェラーゼレポーター(図1Eに示されるようなHCV IRES)であった。最終的な総核酸濃度が1ウェル(24ウェル組織培養プレート)1トランスフェクションあたり800ngとなるよう、pUC18プラスミドをトランスフェクション混合物に加えた。48時間後、SEAP分析のために上清を収集し、次いで細胞を溶解し、実施例1に記載のようにホタルおよびウミシイタケ(示さず)のルシフェラーゼ活性を測定した。ホタルルシフェラーゼおよびSEAP活性は、100に対して標準化した。結果を図2Aに示す。
Specificity and efficacy of shRNA inhibition of HCV IRES-mediated gene expression in 293FT cells
To further test the inhibition of gene expression induced by HCV-IRES, 293FT cells were co-transfected with a dual luciferase reporter and SEAP expression plasmid and 1 pmol of in vitro transcribed shRNA. The target plasmid was a pCDNA3 / HCV IRES dual luciferase reporter (HCV IRES as shown in FIG. 1E). The pUC18 plasmid was added to the transfection mixture so that the final total nucleic acid concentration was 800 ng per transfection per well (24 well tissue culture plate). After 48 hours, supernatants were collected for SEAP analysis, then cells were lysed and firefly and Renilla (not shown) luciferase activity was measured as described in Example 1. Firefly luciferase and SEAP activity were normalized to 100. The results are shown in FIG. 2A.

AUG翻訳開始点のすぐ下流のIRESの領域を標的にするHCVa-wt shRNAは、ヒト293FT(図2)および肝細胞Huh7(図3B)細胞系の両方において、HCV IRESを介したfLuc発現を強く阻害した。RNAヘアピンの対合において2つの変化を含む突然変異体shRNA(HCVa-mut)(ミスマッチ位置に対して、図1Bを参照されたい)または無関係TNF(229)shRNAのいずれかを使用した場合、阻害はほとんどまたは全く観測されなかった。229 TNF shRNAは、TNF発現を阻害することにおいて高度に効果的であり(Seyhan et al., RNA, 2005, 11:837-846)、このshRNAが、RNAi装置によって効果的に利用されることを示唆する。上流または下流位置(それぞれ、SNP1およびSNP2;図2Cを参照されたい)のいずれかにおける、ヘアピン領域における単一のヌクレオチド変化は、部分的な効果を有した。 HCVa-wt shRNA targeting the region of IRES immediately downstream of the AUG translation start strongly enhances fLuc expression via HCV IRES in both human 293FT (Figure 2) and hepatocyte Huh7 (Figure 3B) cell lines Inhibited. Inhibition when using either mutant shRNA (HCVa-mut) containing two changes in RNA hairpin pairing (see Figure 1B for mismatch positions) or irrelevant TNF (229) shRNA Little or no was observed. 229 TNF shRNA is highly effective in inhibiting TNF expression ( Seyhan et al., RNA, 2005, 11: 837-846 ) and demonstrates that this shRNA is effectively utilized by the RNAi device. Suggest. A single nucleotide change in the hairpin region at either the upstream or downstream position (SNP1 and SNP2, respectively; see FIG. 2C) had a partial effect.

HCV shRNAが、HCV IRESを脳心筋炎ウイルス(EMCV)IRESによって置換した類似のデュアルルシフェラーゼ構築物に対して標的にされた場合、ほとんどまたは全く阻害は観測されなかった。(図2Bおよび3B)。従って、図2Bのデータは、HCVa-wt shRNAが、HCV IRESを欠く類似標的を阻害しないことを示す。本実験においては、pCDNA3/HCVの代わりに標的としてpCDNA3/EMCVデュアルルシフェラーゼレポーター(EMCV IRES)を使用したことを除いて図2Aの通りに細胞をトランスフェクトした。これらのデータは、SEAP活性で割って100に対して標準化したルシフェラーゼ活性として図2Bに示す。   When HCV shRNA was targeted against a similar dual luciferase construct in which HCV IRES was replaced by encephalomyocarditis virus (EMCV) IRES, little or no inhibition was observed. (Figures 2B and 3B). Thus, the data in FIG. 2B shows that HCVa-wt shRNA does not inhibit similar targets lacking HCV IRES. In this experiment, cells were transfected as in FIG. 2A except that pCDNA3 / EMCV dual luciferase reporter (EMCV IRES) was used as a target instead of pCDNA3 / HCV. These data are shown in FIG. 2B as luciferase activity normalized to 100 divided by SEAP activity.

shRNAがそれらの標的mRNAを分解することによって作用していたことを確認するために、ノーザンブロット解析が行なわれた(図2F)。阻害剤なし、またはHCVa-wt、HCVmut1/2、または229 shRNAでトランスフェクションされた細胞から単離された等量の総RNAは、ゲル電気泳動によって分離された。分離されたRNAは、膜に転写され、fLuc、SEAP、および伸長因子1A(EF1A)に特異的な放射性ラベル化cDNAプローブにハイブリダイズされた。HCVa-wt shRNA(レーン3)は、ホスホイメージャーによる定量の後、fLuc mRNA蓄積を特異的に阻害した(SEAPおよびEF1A mRNAレベルに対して補正された場合、229 shRNA(レーン2)と比較して63%阻害;HCVa-mut1/2に対して阻害は観測されなかった)(レーン3および4を比較されたい)。これらのデータは、shRNAが標的RNAを分解していたことを実証した。   Northern blot analysis was performed to confirm that shRNAs were acting by degrading their target mRNA (FIG. 2F). Equal amounts of total RNA isolated from cells transfected with no inhibitor or HCVa-wt, HCVmut1 / 2, or 229 shRNA were separated by gel electrophoresis. The isolated RNA was transcribed to a membrane and hybridized to a radiolabeled cDNA probe specific for fLuc, SEAP, and elongation factor 1A (EF1A). HCVa-wt shRNA (lane 3) specifically inhibited fLuc mRNA accumulation after quantification by phosphoimager (compared to 229 shRNA (lane 2) when corrected for SEAP and EF1A mRNA levels) 63% inhibition; no inhibition was observed for HCVa-mut1 / 2) (compare lanes 3 and 4). These data demonstrated that shRNA was degrading the target RNA.

用量反応実験は、HCVa-wt shRNAが、293FT細胞において0.3 nMで(96パーセント阻害、図2Dを参照されたい)、およびHuh7細胞において0.1 nMで(75パーセント阻害、図3Aを参照されたい)、HCV IRES依存性遺伝子発現を効果的に阻害することを示した。   Dose response experiments showed that HCVa-wt shRNA was 0.3 nM in 293FT cells (96 percent inhibition, see FIG. 2D) and 0.1 h in Huh7 cells (75 percent inhibition, see FIG. 3A). It was shown to effectively inhibit HCV IRES-dependent gene expression.

効力に対する局所配列効果をさらに調べるために、HCVaの31塩基対部位(344〜374;図4A)内のすべての起こり得る位置を標的にする、7つのインビトロ転写19 bp shRNAおよび対応する合成19塩基対siRNAが、阻害活性に対してアッセイされた。HCVa-wt shRNAに対応する25塩基対合成siRNAもテストされた。それらのすべては、活性の高いレベルを示した(図4B)。最も強力なのは、HCVaのsiRNAおよびshRNAバージョンならびに1 nM(約90%阻害、図4B)および0.1 nM(〜90%阻害、図4C)で効果的であった、siRNA 3番であった。したがって、HCV IRES上の領域344〜374を標的にするように設計された19〜25塩基対shRNAおよびsiRNAは、いくつかの局所差をともなって強力である。   To further investigate local sequence effects on potency, seven in vitro transcribed 19 bp shRNAs and corresponding synthetic 19 bases targeting all possible positions within the 31 base pair site of HCVa (344-374; FIG. 4A) Counter siRNAs were assayed for inhibitory activity. A 25 base pair synthetic siRNA corresponding to HCVa-wt shRNA was also tested. All of them showed a high level of activity (Figure 4B). The most potent was siRNA # 3, which was effective at siRNA and shRNA versions of HCVa and 1 nM (approximately 90% inhibition, FIG. 4B) and 0.1 nM (˜90% inhibition, FIG. 4C). Thus, 19-25 base pair shRNAs and siRNAs designed to target region 344-374 on HCV IRES are potent with some local differences.

実施例3:マウスモデルシステムにおけるHCV IRESを介した遺伝子発現のshRNA阻害
標的遺伝子発現を阻害するHCV shRNAおよびHCV shRNA発現プラスミドの能力は、マウス肝臓へ核酸を送達するための水圧注入を使用して、マウスモデルシステムへと拡張された。図5は、pHCVデュアルLuc、pSEAP2、およびshRNA(shRNAまたはshRNAを発現するpol III発現ベクターのいずれかの質量に基づいて、標的に対して10倍過剰)を含む大体積のPBS(1.8 ml)を、マウスの尾静脈に注射した結果を示す(n=4〜5マウス)。図5Bにおいて示される時点において、ルシフェリンが腹腔内に注射され、マウスは、高解像度冷却CCDカメラでイメージングされた。(図5Aは、84時間の時点における各々のセット(セットあたり、4〜5マウス)から選ばれた代表的なマウスを示す。)テストされたすべての時点において、HCV shRNAは、shRNA阻害剤の代わりにpUC18を注射されたマウスと比較して、98%(84時間の時点)〜94%(48時間の時点)阻害の範囲で、ルシフェラーゼ発現を強固に阻害した。突然変異体(mut)またはコントロール(229)shRNAは、ほとんどまたは全く効果を有さなかった。おそらくDNAの欠損またはプロモーターサイレンシングにより[8]、ルシフェラーゼ活性が、時間とともに減少すること、およびデータが各々の時点内で標準化されることが留意されるべきである(上記の図5の説明を参照されたい)。
Example 3: shRNA inhibition of gene expression via HCV IRES in mouse model system The ability of HCV shRNA and HCV shRNA expression plasmid to inhibit target gene expression using hydraulic injection to deliver nucleic acid to mouse liver The mouse model system was extended. Figure 5 shows a large volume of PBS (1.8 ml) containing pHCV Dual Luc, pSEAP2, and shRNA (10-fold excess over target based on the mass of either shRNA or pol III expression vector expressing shRNA) Shows the results of injection into the tail vein of mice (n = 4-5 mice). At the time points shown in FIG. 5B, luciferin was injected intraperitoneally and the mice were imaged with a high resolution cooled CCD camera. (FIG. 5A shows a representative mouse selected from each set (4-5 mice per set) at the 84 hour time point.) At all time points tested, HCV shRNAs were treated with shRNA inhibitors. Instead, luciferase expression was strongly inhibited in the range of 98% (84 hour time point) to 94% (48 hour time point) inhibition compared to mice injected with pUC18. Mutant (mut) or control (229) shRNA had little or no effect. It should be noted that luciferase activity decreases with time, possibly due to DNA loss or promoter silencing [8], and that the data is normalized within each time point (explanation of FIG. 5 above). See).

図6は、この同じ部位を効果的に標的にすることを以前に示された[8]ホスホロアミダイトモルホリノオリゴマーとのHCVa-wt shRNA阻害活性の比較を示す。HCVa-wt shRNAおよびモルホリノオリゴマーの両方は、テストされたすべての時点においてルシフェラーゼ発現を効果的にブロックした。データは、48時間の時点に対して示され、阻害は、それぞれHCVa-wt shRNAおよびモルホリノ阻害剤に対して、99.95および99.88パーセントであった。   FIG. 6 shows a comparison of HCVa-wt shRNA inhibitory activity with [8] phosphoramidite morpholino oligomers previously shown to effectively target this same site. Both HCVa-wt shRNA and morpholino oligomers effectively blocked luciferase expression at all time points tested. Data are shown for the 48 hour time point with inhibition of 99.95 and 99.88 percent for HCVa-wt shRNA and morpholino inhibitor, respectively.

実施例4:shRNAを使用したセムリキ森林熱ウイルス(SFV)の阻害
SFVは、より悪性のプラス鎖RNAウイルスに対するモデルシステムとして使用されている。SFV成長に対するRNAiの阻害性効果を検査するために、4つのSFV遺伝子(nsp-1、nsp-2およびnsp-4、ならびにカプシド)およびnsp-4部位に対する1つのミスマッチコントロールを標的にするshRNAを生成し、U6プロモーターから発現させた。eGFPレポーター遺伝子を発現する複製能の高いSFV株SFV-A7のバージョンであるSFV-A7-EGFPの増殖を阻害するそれらの能力をテストした[49]。SFV-GFP複製の控えめな軽減(約35%)は、nsp-1を標的にするshRNAで見られた(図7)が、nsp-2、nsp-4、もしくはカプシドコード領域、またはミスマッチsiRNAでは見られなかった(示されず)。
Example 4: Inhibition of Semliki Forest Fever Virus (SFV) using shRNA
SFV is used as a model system for more malignant positive-strand RNA viruses. To examine the inhibitory effects of RNAi on SFV growth, shRNA targeting four SFV genes (nsp-1, nsp-2 and nsp-4, and capsid) and one mismatch control for the nsp-4 site And was expressed from the U6 promoter. We tested their ability to inhibit the growth of SFV-A7-EGFP, a version of the highly replicating SFV strain SFV-A7 that expresses the eGFP reporter gene [49]. A modest reduction in SFV-GFP replication (approximately 35%) was seen with shRNA targeting nsp-1 (Figure 7), but with nsp-2, nsp-4, or capsid coding regions, or mismatched siRNA Not seen (not shown).

シンドビスウイルスに対して効果的であることが以前に示された[50]カプシドコード領域内の部位は、SFVに対して効果的ではなかった。この部位におけるシンドビス-SFV配列相同性は、77%のみである。SFVは、非常に迅速に成長するウイルスであり、その感染サイクルの間に200,000細胞質RNAまで産生する。細胞がよりゆっくりと成長するウイルスからより良く保護され得るかどうかを見るために、2つの別個の実験において、SFV-GFPの複製不全株に対するこれらのsiRNAの効果もテストした。図8は、このSFV株を標的にするU6-発現shRNAが、5日までの時間期間にわたってウイルス発現を≧70%軽減し得ることを示す。この効果は、非構造遺伝子nsp-1、nsp-2、およびnsp-4を標的にするsiRNAならびにnsp-4への1つのミスマッチをともなうsiRNAでは見られたが、カプシド遺伝子(この不活発ウイルスにおいて欠如している)またはその他のコントロールに対しては見られなかった(図8)。shRNAによって標的にされる配列の長さが、29ヌクレオチドであり、nsp-4ミスマッチshRNAにおいて使用される単一のミスマッチが、RNAi効果に対して明らかに破壊的ではないことに留意されたい。様々なshRNAの有効性における広範な変異は、SFVなどの迅速に複製しかつ高度に突然変異原性のウイルスに対処する場合、最良のsiRNAおよびshRNAを見出すためのライブラリーアプローチの重要性を強調する。   Sites within the [50] capsid coding region previously shown to be effective against Sindbis virus were not effective against SFV. Sindbis-SFV sequence homology at this site is only 77%. SFV is a very rapidly growing virus that produces up to 200,000 cytoplasmic RNA during its infection cycle. To see if cells could be better protected from slower growing viruses, the effect of these siRNAs on SFV-GFP replication-deficient strains was also tested in two separate experiments. FIG. 8 shows that U6-expressing shRNA targeting this SFV strain can reduce viral expression by ≧ 70% over a time period of up to 5 days. This effect was seen with siRNA targeting the nonstructural genes nsp-1, nsp-2, and nsp-4 and siRNA with one mismatch to nsp-4, but the capsid gene (in this inactive virus) Missing) or not seen for other controls (Figure 8). Note that the length of the sequence targeted by the shRNA is 29 nucleotides and the single mismatch used in the nsp-4 mismatched shRNA is not clearly destructive to the RNAi effect. Extensive variation in the effectiveness of various shRNAs highlights the importance of library approaches to find the best siRNAs and shRNAs when dealing with rapidly replicating and highly mutagenic viruses such as SFV To do.

HCVa-wt shRNAおよびHCVa-mut shRNAならびに非特異的な対照shRNAによるHuh7細胞におけるHCVレプリコン系の阻害を試験するため、用量反応実験を行った(229)。試験化合物の抗ウイルス活性は、ヒト肝芽腫細胞株Huh7のトランスフェクションより得た、安定的にHCV RNAを複製する細胞株AVA5においてアッセイした(Blight, et al., Science, 2000, 290:1972)。RNA系阻害剤をDsRed発現プラスミドと共に、約80パーセントのコンフルエントとなった培養物に共トランスフェクトした。HCV RNAレベルは、ドットブロットハイブリダイゼーションを用いてトランスフェクションの48時間後に評価した。アッセイは三連の培養物において行った。合計4〜6の未処理の対照培養物、ならびに10、3、および1 IU/mlのα-インターフェロン(抗ウイルス活性はあるが細胞毒性はない)、および100、10、および1 uMのリバビリン(抗ウイルス活性も細胞毒性もない)で処理した三連の培養物を、抗ウイルス性および毒性の陽性対照として使用した。トランスフェクション効率は、蛍光顕微鏡検査(DsRedの発現)により概算した。三連の処理培養物におけるHCVおよびbアクチンの両方のRNAレベルは、未処理の培養物(合計6)において検出されたRNAの平均レベルの百分率で決定した。βアクチンのRNAレベルは、毒性の尺度として、および各サンプルにおける細胞内RNA量を標準化するための両方に使用する。(対照培養物に対して)30%またはそれ未満のHCV RNAのレベルを正の抗ウイルス効果があるとみなし、(対照培養物に対して)50%またはそれ未満のbアクチンRNAのレベルを細胞毒性効果があるとみなす。細胞毒性は、確立されたニュートラルレッド色素取り込みアッセイを用いて測定する(Korba, B. E. and J. L. Gerin (1992) Use of a standardized cell culture assay to determine activities of nucleoside analogs against hepatitis B virus replication (Antivir. Res. 19:55-70)。   To test the inhibition of the HCV replicon system in Huh7 cells by HCVa-wt and HCVa-mut shRNAs and a non-specific control shRNA, a dose response experiment was performed (229). The antiviral activity of the test compounds was assayed in the cell line AVA5, which stably replicates HCV RNA, obtained from transfection of the human hepatoblastoma cell line Huh7 (Blight, et al., Science, 2000, 290: 1972). ). RNA-based inhibitors were co-transfected with the DsRed expression plasmid into a culture that was approximately 80 percent confluent. HCV RNA levels were assessed 48 hours after transfection using dot blot hybridization. The assay was performed in triplicate cultures. A total of 4-6 untreated control cultures, and 10, 3, and 1 IU / ml α-interferon (antiviral but not cytotoxic), and 100, 10, and 1 uM ribavirin ( Triplicate cultures treated with neither antiviral activity nor cytotoxicity were used as positive controls for antiviral and toxicity. Transfection efficiency was estimated by fluorescence microscopy (DsRed expression). Both HCV and b-actin RNA levels in triplicate treated cultures were determined as a percentage of the average level of RNA detected in untreated cultures (total 6). The β-actin RNA level is used both as a measure of toxicity and to normalize the amount of intracellular RNA in each sample. HCV RNA levels of 30% or less (relative to the control culture) are considered to have a positive antiviral effect, and cells with 50% or less b-actin RNA levels (relative to the control culture) Considered toxic effect. Cytotoxicity is measured using an established neutral red dye uptake assay (Korba, BE and JL Gerin (1992) Use of a standardized cell culture assay to determine activities of nucleoside analogs against hepatitis B virus replication (Antivir. Res. 19: 55-70).

HCVa-wt shRNAおよびHCVa-mut shRNAならびに無関係の対照shRNAによるHuh7細胞におけるHCVレプリコン系の阻害(229);用量反応。
試験化合物の抗ウイルス活性は、ヒト肝芽腫細胞株Huh7のトランスフェクションより得た、安定的にHCV RNAを複製する細胞株AVA5においてアッセイした(Blight, et al. Science, 2000, 290:1972)。RNA系阻害剤をDsRed発現プラスミドと共に、約80パーセントのコンフルエントの培養物に共トランスフェクトし、HCV RNAレベルを、ドットブロットハイブリダイゼーションを用いてトランスフェクションの48時間後に評価した。アッセイは三連の培養物において行った。合計4〜6の未処理の対照培養物、ならびに10、3、および1 IU/mlのa-インターフェロン(抗ウイルス活性はあるが細胞毒性はない)、および100、10、および1 uMのリバビリン(抗ウイルス活性も細胞毒性もない)で処理した三連の培養物を、抗ウイルス性および毒性の陽性対照として使用した。トランスフェクション効率は、蛍光顕微鏡検査(DsRedの発現)により概算した。三連の処理培養物におけるHCVおよびβアクチンの両方のRNAレベルは、未処理の培養物(合計6)において検出されたRNAの平均レベルの百分率として決定した。βアクチンのRNAレベルを、毒性の尺度として、および各サンプルにおける細胞内RNA量を標準化するための両方に使用した。(対照培養物に対して)30%またはそれ未満のHCV RNAのレベルを正の抗ウイルス効果があるとみなし、(対照培養物に対して)50%またはそれ未満のβアクチンのRNAを細胞毒性効果があるとみなした。細胞毒性は、確立されたニュートラルレッド色素取り込みアッセイを用いて測定した(Korba et al., Antiviral Res., 1992, 19:55-70) Use of a standardized cell culture assay to determine activities of nucleoside analogs against hepatitis B virus replication(Korba et al., 1992 前出)。
Inhibition of the HCV replicon system in Huh7 cells by HCVa-wt and HCVa-mut shRNA and an irrelevant control shRNA (229); dose response.
The antiviral activity of the test compounds was assayed in the cell line AVA5 that stably replicates HCV RNA obtained from transfection of the human hepatoblastoma cell line Huh7 (Blight, et al. Science, 2000, 290: 1972). . RNA-based inhibitors were co-transfected with a DsRed expression plasmid into approximately 80 percent confluent cultures and HCV RNA levels were assessed 48 hours after transfection using dot blot hybridization. The assay was performed in triplicate cultures. A total of 4-6 untreated control cultures and 10, 3, and 1 IU / ml a-interferon (antiviral but not cytotoxic) and 100, 10, and 1 uM ribavirin ( Triplicate cultures treated with neither antiviral activity nor cytotoxicity were used as positive controls for antiviral and toxicity. Transfection efficiency was estimated by fluorescence microscopy (DsRed expression). Both HCV and β-actin RNA levels in triplicate treated cultures were determined as a percentage of the average level of RNA detected in untreated cultures (6 total). β-actin RNA levels were used both as a measure of toxicity and to normalize the amount of intracellular RNA in each sample. HCV RNA levels of 30% or less (relative to control cultures) are considered positive antiviral effects, and 50% or less β-actin RNA is cytotoxic (relative to control cultures) Considered effective. Cytotoxicity was measured using an established neutral red dye uptake assay (Korba et al., Antiviral Res., 1992, 19: 55-70) Use of a standardized cell culture assay to determine activities of nucleoside analogs against hepatitis B virus replication (Korba et al., 1992 supra).

実施例5:組織培養細胞においてHCV IRES依存的な遺伝子発現を阻害するshRNAの同定
培養細胞におけるC型肝炎ウイルスの内部リボソーム侵入部位(HCV IRES)依存的な遺伝子発現を阻害するインビトロ転写された低分子ヘアピン型RNA(shRNA)の能力を調査した。上述のように、AUG翻訳開始部位に近いHCV IRESの3'末端を標的化する25塩基対のshRNA HCVa-wt(表2)は、HCVの発現を乱すのに有効であることが見出された。共トランスフェクトされたshRNA構築物がIRESの機能二干渉する能力を評価するため、ホタルルシフェラーゼ(fLuc)の発現がHCV IRESに依存するレポーター構築物(pHCVデュアルルシフェラーゼプラスミド)を使用した(図1;Wang et al., Mol. Ther., 2005, 12:562-568)。これらの実験において、Wang et al., 2005, 前出に記載されるように、293T細胞を培養し、これをレポーター構築物およびHCVa-wtまたは他の試験配列の1つでトランスフェクトした。
Example 5: Identification of shRNAs that inhibit HCV IRES-dependent gene expression in tissue culture cells In vitro transcribed low that inhibits hepatitis C virus internal ribosome entry site (HCV IRES) -dependent gene expression in cultured cells The ability of molecular hairpin RNA (shRNA) was investigated. As mentioned above, the 25 base pair shRNA HCVa-wt (Table 2) targeting the 3 'end of the HCV IRES close to the AUG translation start site was found to be effective in disrupting HCV expression. It was. To assess the ability of the co-transfected shRNA constructs to interfere with IRES function, a reporter construct (pHCV dual luciferase plasmid) whose expression of firefly luciferase (fLuc) is dependent on HCV IRES was used (Figure 1; Wang et al., Mol. Ther., 2005, 12: 562-568). In these experiments, 293T cells were cultured and transfected with a reporter construct and one of HCVa-wt or other test sequences as described in Wang et al., 2005, supra.

1 nMの濃度において、HCVa-wtは293FT細胞におけるHCV IRES依存的なルシフェラーゼの発現の90%阻害をもたらすことが見出された(Wang et al., 2005, 前出)。その後の実験において、さらなるHCV阻害剤を同定するため、HCV IRESの様々な領域を標的化する26個のさらなるshRNAを設計し試験した(図10、図16A〜B);26個のうちの3個は上記の複製であり(HCVb、HCVc、HCVd-wt);23個は新しい配列であった。その目的は、HCVa-wtの標的部位の突然変異によってウイルスが耐性を生じるのを困難にするようHCVa-wtと組み合わせて使用され得る、またはHCVa-wtの代替物として使用され得るshRNAを同定することであった。試験するshRNAは、異なるHCV遺伝子型の間で変化する領域を回避するよう選択した。一部の試験配列は、例えばjura.wi.mit.edu/bioc/siRNAext/で利用可能なアルゴリズムを用いて選択され、他の試験配列は、それらのCG含有量およびその他の特徴が理由で大部分のアルゴリズムでは推奨されず除外されると考えられるHCV-IRES配列、例えばGCリッチ領域または高次構造領域を意図的に標的化した。shRNAは、T7 RNAポリメラーゼを用いるdsDNAテンプレートからのインビトロ転写によって生成し、転写効率を上げるため、配列5'-pppGGGから開始した。この5'配列は、2〜3ヌクレオチドのオーバーハングを形成した。その正確な長さは標的部位がその5'末端に1つ以上のグアノシン残基を含むかどうかに依存する(図16A〜Bを参照のこと)。標的配列と一致するRNAセンス鎖の最後のヌクレオチドが「G」である場合、効率的な転写のためにさらなるGを2つだけ追加する必要があり、これらのGは標的に相補的ではなく、shRNAの5'末端で単鎖であった。標的と一致するshRNAセンス鎖の最後のヌクレオチドが「G」でない場合、この試験系における効率的な転写のために、標的に相補的ではない3つのGを追加する必要があった。この一連の実験において試験した全てのshRNAは、HCVa-wtについて記載されたように、21〜25塩基対の長さの二重鎖ステムおよびマイクロRNA-23由来の10ヌクレオチドのループを有した。   At a concentration of 1 nM, HCVa-wt was found to result in 90% inhibition of HCV IRES-dependent luciferase expression in 293FT cells (Wang et al., 2005, supra). In subsequent experiments, 26 additional shRNAs targeting various regions of HCV IRES were designed and tested to identify additional HCV inhibitors (Figure 10, Figure 16A-B); 3 of 26 Were the above replicas (HCVb, HCVc, HCVd-wt); 23 were new sequences. Its purpose is to identify shRNA that can be used in combination with HCVa-wt or as an alternative to HCVa-wt to make it difficult for the virus to become resistant by mutation of the target site of HCVa-wt Was that. The shRNAs to be tested were selected to avoid regions that vary between different HCV genotypes. Some test sequences are selected, for example, using algorithms available at jura.wi.mit.edu/bioc/siRNAext/, while other test sequences are large because of their CG content and other characteristics. HCV-IRES sequences, such as GC-rich regions or conformational regions, that were considered not recommended and excluded by some algorithms were intentionally targeted. shRNA was generated by in vitro transcription from a dsDNA template using T7 RNA polymerase and started with the sequence 5'-pppGGG to increase transcription efficiency. This 5 ′ sequence formed a 2-3 nucleotide overhang. Its exact length depends on whether the target site contains one or more guanosine residues at its 5 ′ end (see FIGS. 16A-B). If the last nucleotide of the RNA sense strand that matches the target sequence is `` G '', then only two additional Gs need to be added for efficient transcription, these Gs are not complementary to the target, It was single-stranded at the 5 ′ end of the shRNA. If the last nucleotide of the shRNA sense strand that matched the target was not “G”, it was necessary to add three Gs that were not complementary to the target for efficient transcription in this test system. All shRNAs tested in this series of experiments had a 21-25 base pair long duplex stem and a 10 nucleotide loop from microRNA-23 as described for HCVa-wt.

全てのshRNA(HCVa-wtを含めて合計27)を、Wang, 2005に記載されるように活性についてアッセイした。簡単に説明すると、ヒト293FT細胞を、トランスフェクション効率および潜在的なオフターゲット効果を制御するため、pHCVデュアルルシフェラーゼ(登録商標)レポーター発現プラスミド(Promega, Madison, WI)および分泌型アルカリホスファターゼ発現プラスミド(pSEAP2, Clontech, Mountain View, CA)と共にshRNAで共トランスフェクトした。結果を図10に示す。SEAPレベルは全てのサンプルにおいて均一であり、このことは1 nM〜5 nMのshRNA濃度での効率的なトランスフェクションおよび非特異的阻害もしくは毒性作用の不在を示す。大部分のshRNAは中程度の活性(1 nMで60%未満の阻害)のみを示した。いかなる特定の学説にも拘泥せずに言えば、この効果は、IRESにおける標的化された領域が高次構造を有するためもっともらしい。例外は、HCVa-wt部位付近のIRESの位置を標的化するHCVd-wt、sh37、sh39、hcv17であった。これらのshRNAは、1 nMの濃度で、HCV IRES依存的な遺伝子発現の85〜90%阻害をもたらした。1 nMという低いshRNA濃度は、超機能的(hyper functional)shRNAの容易な同定を可能にするために選択した。スクリーニングを10 nM shRNAで行った場合、より多くのshRNAが高い活性を示すと考えられるが;しかしこの濃度におけるいくつかの例で有意な非特異的阻害が観察されていた。従って、このスクリーニングは、5つの重複するshRNAが高い活性を示す44のヌクレオチド領域(HCV IRESの331〜374位)を明らかにした。   All shRNAs (total 27 including HCVa-wt) were assayed for activity as described in Wang, 2005. Briefly, human 293FT cells were treated with pHCV dual luciferase® reporter expression plasmid (Promega, Madison, WI) and secreted alkaline phosphatase expression plasmid (in order to control transfection efficiency and potential off-target effects). pSEAP2, Clontech, Mountain View, CA) and co-transfected with shRNA. The results are shown in FIG. SEAP levels are uniform in all samples, indicating efficient transfection at shRNA concentrations from 1 nM to 5 nM and the absence of non-specific inhibition or toxic effects. Most shRNAs showed only moderate activity (less than 60% inhibition at 1 nM). Without being bound by any particular theory, this effect is plausible because the targeted region in the IRES has a higher order structure. Exceptions were HCVd-wt, sh37, sh39, hcv17 that target the location of the IRES near the HCVa-wt site. These shRNAs resulted in 85-90% inhibition of HCV IRES-dependent gene expression at a concentration of 1 nM. A shRNA concentration as low as 1 nM was chosen to allow easy identification of hyperfunctional shRNAs. When screening was done with 10 nM shRNA, more shRNA would be highly active; however, significant non-specific inhibition was observed in some cases at this concentration. Thus, this screen revealed a 44 nucleotide region (positions 331-374 of the HCV IRES) in which five overlapping shRNAs are highly active.

実施例6:shRNA活性に対する一塩基ミスマッチの効果
HCVに対する処置は突然変異型HCVに対して有効であることが望ましい。この点について本明細書中に記載のRNA(例えばHCV IRESを標的化するshRNA)の能力を決定するため、およびオフターゲット効果が問題となるかどうかに取り組むため、HCV IRESに対する選択されたshRNAの、標的配列における点突然変異に対する感度を試験した。これらの実験のために、QuikChange(登録商標)II部位特異的突然変異誘発キット(Stratagene, La Jolla, CA)を用いて、HCV IRESにC340→U突然変異を導入した。アッセイした27のshRNAのうち、9個が突然変異領域を標的化し(図11)、従って理論的には、これらの活性はこの突然変異によって影響され得る。これらのshRNAの全てを、対照として他の部位を標的化する選択されたshRNAと共にpHCVの突然変異型を用いてアッセイした。試験した全てのshRNAについて、活性は、完全に標的と一致するオリジナルの活性と比較して、影響がないかまたはわずかに減少することが見出された(図10)。
Example 6: Effect of single base mismatch on shRNA activity
Desirably, treatment for HCV is effective against mutant HCV. To determine the ability of the RNAs described herein in this regard (eg, shRNA targeting HCV IRES) and to address whether off-target effects are a concern, select shRNAs against HCV IRES The sensitivity to point mutations in the target sequence was tested. For these experiments, the C340 → U mutation was introduced into the HCV IRES using the QuikChange® II site-directed mutagenesis kit (Stratagene, La Jolla, Calif.). Of the 27 shRNAs assayed, 9 targeted the mutated region (FIG. 11), so theoretically, these activities could be affected by this mutation. All of these shRNAs were assayed using pHCV mutants with selected shRNA targeting other sites as controls. For all shRNAs tested, the activity was found to be unaffected or slightly reduced compared to the original activity that perfectly matched the target (Figure 10).

しかし、レプリコン系においては、shRNAは驚くべきことに、SNP感受性であることが見出された(以下を参照のこと)。   However, in the replicon system, shRNA was surprisingly found to be SNP sensitive (see below).

実施例7:標的部位の詳細なマッピング
6個の短い19塩基対shRNAを、HCV IRESの3'末端付近の44ヌクレオチド部位を標的化するよう:3個はヌクレオチド331〜353を標的化し、3個はヌクレオチド354〜374を標的化するよう設計した。これらの分子は、10ヌクレオチドのループならびに5'-GGおよび3'-UUのオーバーハングを含んだ。スクリーニングを行い、HCV発現の阻害について試験したこれらの配列の中から最も効果の高かった重複しない候補を同定した。試験した6個のshRNAは全て、本アッセイ系において活性を阻害することができた。6個のshRNAのうちの3個(sh52、sh53、およびsh54)が最も効果が高いことが同定された(図12)。このことは、例えばHCVを処置するための組成物において、例えば1つより多いshRNAおよび/またはsiRNAを含む組成物の一部として効果の低いshRNAを使用することを妨げるものではない。
Example 7: Detailed mapping of target sites
6 short 19 base pair shRNAs to target the 44 nucleotide site near the 3 'end of the HCV IRES: 3 to target nucleotides 331 to 353 and 3 to target nucleotides 354 to 374 Designed. These molecules contained a 10 nucleotide loop and 5'-GG and 3'-UU overhangs. Screening was performed to identify the most effective non-overlapping candidates among these sequences tested for inhibition of HCV expression. All 6 shRNAs tested were able to inhibit activity in this assay system. Three of the six shRNAs (sh52, sh53, and sh54) were identified as being most effective (Figure 12). This does not preclude the use of less effective shRNA, for example in a composition for treating HCV, for example as part of a composition comprising more than one shRNA and / or siRNA.

実施例8:shRNAの設計:ステムの長さ、ループの長さおよび配列、ならびに3'末端の影響
shRNAの設計が遺伝子サイレンシング活性にどのように影響するかを試験するため、追加の実験を行った。HCVa-wtは、(非標準的な塩基対を形成し得る)5'-GGおよび3'-UUオーバーハングならびに10ヌクレオチドのmiR-23ループと共に25塩基対のステムを含んだ。発現阻害効率におけるこれらのパラメータの重要性を試験するため、これらのパラメータの各々を個別に変化させた(図13A)。マイクロRNA-23ループ配列は、天然に存在する配列であり(Lagos-Quintana et al., Science, 2001, 293:854-258)、従って毒性である可能性が低いため、最初に選択した。6ヌクレオチド、5ヌクレオチド、および4ヌクレオチドのループと共に、2つの代替の10ヌクレオチドループを、各々2つのバージョンの配列において試験した。ループサイズまたは配列はいずれも、これらの25塩基対shRNAの活性に影響することは見出されなかった(図13B;配列については図16A〜Bを参照のこと)。
Example 8: shRNA design: stem length, loop length and sequence, and 3 'end effect
Additional experiments were conducted to test how shRNA design affects gene silencing activity. HCVa-wt contained a 25 base pair stem with 5'-GG and 3'-UU overhangs (which can form non-standard base pairs) and a 10 nucleotide miR-23 loop. To test the importance of these parameters in expression inhibition efficiency, each of these parameters was changed individually (FIG. 13A). The microRNA-23 loop sequence was selected first because it is a naturally occurring sequence (Lagos-Quintana et al., Science, 2001, 293: 854-258) and is therefore less likely to be toxic. Two alternative 10 nucleotide loops were tested in each of the two versions of the sequence, with 6 nucleotide, 5 nucleotide, and 4 nucleotide loops. Neither loop size or sequence was found to affect the activity of these 25 base pair shRNAs (FIG. 13B; see FIGS. 16A-B for sequences).

3'-UU末端配列(単鎖オーバーハング)を欠く低分子ヘアピン型RNAは、この特徴を含む親のshRNAと同じ効力を有した。センス領域は全長(25ヌクレオチド)であるがアンチセンス領域が短い(13ヌクレオチド)対照shRNAは活性を有さず、これにより、標的化配列における二重鎖構造の重要性が確認された。3'-UU末端の代わりに3'-CCを有する(2つのさらなるワトソン・クリック塩基対を形成できる)shRNAは、HCV発現の減少についてはHCVa-wtよりも効果的であったが、SEAPレベルにも影響した。この非特異的阻害は、より長いステム(27塩基対)がインターフェロン反応経路の遺伝子を誘導しプロテインキナーゼR(PKR)を活性化し得る結果であり得る。驚くべきことに、ループをshRNAのもう一方の末端に移動させると、活性が劇的に減少した(1 nMでの阻害が90%から15%に)。この効果について考えられる説明には、ダイサープロセシングの位置(従って標的化される配列)のシフトおよび5'末端における異なるGC含有量が含まれる。   Small hairpin RNAs lacking a 3′-UU terminal sequence (single-stranded overhang) had the same potency as the parent shRNA containing this feature. A control shRNA with a full-length sense region (25 nucleotides) but a short antisense region (13 nucleotides) had no activity, confirming the importance of the duplex structure in the targeting sequence. ShRNA with 3'-CC instead of 3'-UU ends (which can form two additional Watson-Crick base pairs) was more effective than HCVa-wt at reducing HCV expression, but at SEAP levels Also affected. This non-specific inhibition may be the result of a longer stem (27 base pairs) that can induce genes for the interferon response pathway and activate protein kinase R (PKR). Surprisingly, moving the loop to the other end of the shRNA dramatically decreased the activity (inhibition at 1 nM from 90% to 15%). Possible explanations for this effect include shifts in the position of Dicer processing (and hence the targeted sequence) and different GC content at the 5 'end.

19塩基対のshRNAは25塩基対shRNAと類似の効力を示すことが示されたので、19塩基対shRNAにおけるループのバリエーションの効果を試験した。その結果を図14に示す;配列については図16A〜Bを参照のこと。10、6、5、および4ヌクレオチドの大きさのループを、各々2つのバージョンの配列で試験した。全てのループサイズを含む配列は、遺伝子発現を阻害する能力を実証した。しかし、25塩基対shRNAを用いた結果とは対照的に、ループサイズの縮小、特に5ヌクレオチド未満への縮小は、試験した両方のループ配列において19塩基対shRNAの活性を減少させた。少なくとも5〜6ヌクレオチドのループは最も高い活性を実証した。   Since the 19 base pair shRNA was shown to show similar potency as the 25 base pair shRNA, the effect of loop variation on the 19 base pair shRNA was tested. The results are shown in FIG. 14; see FIGS. 16A-B for sequences. Loops of 10, 6, 5, and 4 nucleotides in size were each tested with two versions of the sequence. Sequences containing all loop sizes demonstrated the ability to inhibit gene expression. However, in contrast to the results using 25 base pair shRNA, the reduction in loop size, particularly to less than 5 nucleotides, reduced the activity of 19 base pair shRNA in both loop sequences tested. A loop of at least 5-6 nucleotides demonstrated the highest activity.

3'-UUの除去はまた、19塩基対および20塩基対のshRNAの活性を劇的に減少させた(しかし、25塩基対ではそうならなかった)。いかなる特定の学説にも拘泥せずに言えば、3'-UUおよび5'-GGは、非標準的な塩基対を形成し得、かつshRNA二重鎖の全体サイズは、効果的なプロセシングのためには二重鎖が21塩基対未満になることができないことから重要となる。従って、25塩基対のshRNAにとっては、ループのサイズまたは3'UUの存在のいずれも問題にならないが、これらのパラメータは、短い、例えば19塩基対shRNAの効力にとっては重要となる。いかなる特定の学説にも拘泥せずに言えば、ダイサーがプロセシングの前に末端で結合し、長いshRNAの場合はループを「検知しない」が、19塩基対shRNAの場合は末端から19〜21ヌクレオチド分を「計測」することでループに「感づく」ということであり得る。   Removal of 3'-UU also dramatically reduced the activity of 19 and 20 base pair shRNAs (but not 25 base pairs). Without being bound by any particular theory, 3'-UU and 5'-GG can form non-standard base pairs, and the overall size of the shRNA duplex is the key to effective processing. This is important because the duplex cannot be less than 21 base pairs. Thus, for 25 base pair shRNA, neither the size of the loop nor the presence of 3′UU matters, but these parameters are important for the efficacy of short, eg 19 base pair shRNA. Without being bound by any particular theory, Dicer binds at the end prior to processing, and for long shRNAs it “does not detect” loops, but for 19 base pair shRNAs it is 19-21 nucleotides from the end. It can be “feeling” the loop by “measuring” the minutes.

従って、19塩基対shRNAは、25塩基対shRNAおよび19塩基対siRNAと同じくらい強力であり得ることが見出された。一部のshRNA分子は、0.1〜1 nMという低い濃度で活性であることもまた見出された(「超強力shRNA」。他のグループは典型的には10-25-50-100 nMのsiRNAを使用する)。   Thus, it was found that 19 base pair shRNA can be as strong as 25 base pair shRNA and 19 base pair siRNA. Some shRNA molecules were also found to be active at concentrations as low as 0.1-1 nM ("super-strong shRNA". Other groups typically have 10-25-50-100 nM siRNA Use).

これらのデータは、3'-UUを含まない、少なくとも22塩基対、例えば23塩基対、24塩基対、または25塩基対である配列が、HCV発現の阻害に適当であり得ることを実証する。同様に、ループのサイズは、少なくとも22塩基対の長さのshRNAにとっては重要でない。   These data demonstrate that sequences that do not contain 3'-UU and are at least 22 base pairs, such as 23 base pairs, 24 base pairs, or 25 base pairs, may be suitable for inhibition of HCV expression. Similarly, the size of the loop is not important for shRNAs that are at least 22 base pairs in length.

実施例9:HCVレプリコン系
多くのshRNA阻害剤およびsiRNA阻害剤を陰性対照と共に使用して、HCVのサブゲノムレプリコンを安定的に発現するヒト肝細胞(AVA5、Huh7細胞株の派生物)をトランスフェクトし(Blight et al., Science, 2000, 290:5498)、HCV発現の量を決定した。一定範囲の濃度を試験し、50%阻害をもたらすRNA濃度(IC50またはEC50)を決定した。2つの独立した実験由来のIC50を図15において並べて示す。この結果は全般的に、293FT細胞においてfLuc/IRES系を用いて得られたデータと相関したが、以下の点が異なった:(1)19塩基対shRNAはレプリコン系において19塩基対siRNAよりも強力であったが、レポーター系においては、19塩基対siRNAがshRNAよりも強力であった;(2)点突然変異を有するshRNA HCVa-wtは、レプリコン系においては活性を実証しなかったが、fLuc/IRESレポーター系においては効果があった;(3)全般的に、25塩基対siRNAおよび25塩基対shRNAは、試験した他の19塩基対shRNAおよびsiRNAよりも活性が低かった。一般的に、IRESおよびレプリコン系は、候補配列の同定に有用である。選択されたshRNAまたはsiRNAの効力(例えば、対象におけるHCVの発現を阻害する効力)の確認方法は、本明細書中に記載される方法および当技術分野で公知の方法を用いてさらに試験され得る。
Example 9: HCV replicon system A number of shRNA inhibitors and siRNA inhibitors were used in conjunction with negative controls to transduce human hepatocytes stably expressing the HCV subgenomic replicon (AVA5, a derivative of the Huh7 cell line). (Blight et al., Science, 2000, 290: 5498) and the amount of HCV expression was determined. A range of concentrations was tested to determine the RNA concentration (IC50 or EC50) that resulted in 50% inhibition. IC50s from two independent experiments are shown side by side in FIG. The results generally correlated with the data obtained using the fLuc / IRES system in 293FT cells, but differed in the following ways: (1) 19 base pair shRNA was better than 19 base pair siRNA in the replicon system Although potent, in reporter systems 19 base pair siRNA was more potent than shRNA; (2) shRNA HCVa-wt with point mutations did not demonstrate activity in the replicon system, There was an effect in the fLuc / IRES reporter system; (3) Overall, 25 base pair siRNA and 25 base pair shRNA were less active than the other 19 base pair shRNA and siRNA tested. In general, IRES and replicon systems are useful for identifying candidate sequences. Methods for confirming the efficacy of a selected shRNA or siRNA (eg, efficacy to inhibit HCV expression in a subject) can be further tested using the methods described herein and methods known in the art. .

その他の態様
本発明はその詳細な説明に関連して記載されてきたが、上記の記載は例証を意図するのであって、本発明の範囲を限定することを意図しておらず、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によって定義されることが理解されるはずである。その他の局面、利点、および改変は、添付の特許請求の範囲に包含される。
Other Embodiments Although the invention has been described in connection with a detailed description thereof, the above description is intended to be illustrative and not intended to limit the scope of the invention. It should be understood that the scope is defined by the appended claims. Other aspects, advantages, and modifications are within the scope of the appended claims.

参照

Figure 2009521207
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reference
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図1Aは、C型肝炎遺伝子型1aのIRESヌクレオチド配列図である(GenBankアクセッション番号AJ242654を参照のこと)。下線は、標的領域のヌクレオチド、344〜374である。(太字で示される)様々な領域で、Heptazyme(商標)リボザイム(siRNA.com;189〜207位)、Chiron 5U5 siRNA[25](286〜304位)、ISIS 14803ホスホロチオエートアンチセンスオリゴヌクレオチド[34](330〜349位)、Mizusawa 331 siRNA[15](322〜340位)、およびホスホロジアミデートモルホリノオリゴマー[8,35](344〜363位)を含む阻害剤による標的化に成功している。HCV IRESおよびその他のHCVエレメントをダウンレギュレートすることが試験されたsiRNAのより完全なリストは、[2,3]に見出され得る。図1Bは、shRNA HCVa-wt(shRNA1)およびその突然変異型変異体のRNA配列図であり、これらは対応するDNAテンプレートのU6プロモーターからのpol III転写によりもたらされた。HCVa-wtの2つの塩基対(下線)は、示されるような1つ(HCVSNP1もしくはHCVSNP2)または2つのミスマッチ(HCVa-mut)のshRNAを含むHCVa-wtバージョンを構築するために変化させた。図1CはshRNA HCVb-wt(sh9)、HCVc-wt(sh10)、およびHCVd-wt(sh11)の配列図である。図1DはHCV IRESの二次構造の概略図であり、shRNA HCVa-wt、HCVb-wt、HCVc-wt、およびHCVd-wtの標的部位を示す。図1Eは、HCV IRES標的を産生するために使用されるpCDNA3/HCV IRESデュアルルシフェラーゼレポーター構築物、ならびにHCV IRESを置換する脳心筋炎ウイルスからのIRESを有し、それ故にHCVに特異的なshRNAに対する任意の標的を欠くEMCV IRESコントロールを図式的に示す。各々の場合において、ホタルルシフェラーゼ発現は、IRES配列からの翻訳の阻害に依存するが、レニラルシフェラーゼは、キャップ依存的な様式で発現される。図1Fは、293FT細胞におけるHCV IRESを介した遺伝子発現を阻害する能力に対するshRNAのスクリーニングの結果を示す。293FT細胞は、24ウェル組織培養プレートのウェルにおいて、pCDNA3/HCV IRESデュアルルシフェラーゼレポーター構築物、pSEAP2(トランスフェクションおよび特異性コントロールとして)、およびshRNA(1 nMで)でコトランスフェクションされた。プラスミドpUC18は、ウェルあたり計800 ng核酸を提供するために添加された。トランスフェクションの48時間後、細胞は溶解され、ルミノメーターによってホタルルシフェラーゼ活性が測定された。すべてのデータは、3回行なわれた個々の独立の実験の結果でり、かつSEAPに対して標準化された。FIG. 1A is an IRES nucleotide sequence diagram of hepatitis C genotype 1a (see GenBank accession number AJ242654). The underline is the target region nucleotide, 344-374. In various regions (shown in bold), Heptazyme ™ ribozyme (siRNA.com; positions 189-207), Chiron 5U5 siRNA [25] (positions 286-304), ISIS 14803 phosphorothioate antisense oligonucleotide [34] (Positions 330-349), Mizusawa 331 siRNA [15] (positions 322-340), and phosphorodiamidate morpholino oligomers [8,35] (positions 344-363) have been successfully targeted . A more complete list of siRNAs that have been tested to down-regulate HCV IRES and other HCV elements can be found in [2,3]. FIG. 1B is an RNA sequence diagram of shRNA HCVa-wt (shRNA1) and its mutant variants, resulting from pol III transcription from the U6 promoter of the corresponding DNA template. The two base pairs of HCVa-wt (underlined) were changed to construct HCVa-wt versions containing one (HCVSNP1 or HCVSNP2) or two mismatched (HCVa-mut) shRNAs as indicated. FIG. 1C is a sequence diagram of shRNA HCVb-wt (sh9), HCVc-wt (sh10), and HCVd-wt (sh11). FIG. 1D is a schematic diagram of the secondary structure of HCV IRES, showing the target sites of shRNA HCVa-wt, HCVb-wt, HCVc-wt, and HCVd-wt. FIG. 1E has a pCDNA3 / HCV IRES dual luciferase reporter construct used to produce an HCV IRES target, as well as an ERS from encephalomyocarditis virus that replaces HCV IRES, and therefore against HCV-specific shRNA An EMCV IRES control lacking any target is shown schematically. In each case, firefly luciferase expression is dependent on inhibition of translation from the IRES sequence, whereas Renilla luciferase is expressed in a cap-dependent manner. FIG. 1F shows the results of shRNA screening for the ability to inhibit HCV IRES-mediated gene expression in 293FT cells. 293FT cells were co-transfected with the pCDNA3 / HCV IRES dual luciferase reporter construct, pSEAP2 (as transfection and specificity control), and shRNA (at 1 nM) in the wells of a 24-well tissue culture plate. Plasmid pUC18 was added to provide a total of 800 ng nucleic acid per well. Forty-eight hours after transfection, cells were lysed and firefly luciferase activity was measured with a luminometer. All data were the result of three independent experiments performed in triplicate and standardized against SEAP. 図2AはデュアルルシフェラーゼレポーターおよびSEAP発現プラスミドならびに1ピコモルのインビトロで転写されたshRNAを共トランスフェクトした293FT細胞におけるHCV IRES誘導性の遺伝子発現の阻害を試験した実験の結果を示す棒グラフである。標的プラスミドはpCDNA3/HCV IRESデュアルルシフェラーゼレポーター(図1Eに示されるようなHCV IRES)であった。ホタルルシフェラーゼ活性は、実施例1に記載の通りに測定した。ホタルルシフェラーゼおよびSEAP活性は100に対して標準化した。図2Bは、293FT細胞におけるHCV対EMCBの阻害を試験した実験の結果を示す棒グラフである。データは、SEAP活性で割り、100に対して標準化したルシフェラーゼ活性で表す。図2Cは、shRNAの効力に対する1塩基ミスマッチの効果を実証する実験の結果を示す棒グラフである。実験条件は、図2Aについて記載された通りであった。SNP1およびSNP2は、図1Bに示されるような突然変異型塩基対を含んだ。図2Dは、HCV-IRES誘導性の遺伝子発現のHCVa-wtおよび突然変異型(HCVa-mut)または対照(229)shRNAによる阻害の用量反応を試験した実験の結果を示す線グラフである。実験条件は、図2Aについて記載された通りであった。データは、SEAPで割り、100に対して標準化したルシフェラーゼで表す。全てのデータは、三連で行った個別の独立した実験の結果である。図2Eは、shRNA標的部位を欠くデュアルルシフェラーゼレポーターからの遺伝子発現に対するHCVa-wt、HCVa-mut、および229 shRNAの用量反応を試験した実験の結果を示す線グラフである。その手順は、標的がHCV IRESの代わりにEMCV IRESにより誘導されるホタルルシフェラーゼであったことを除いて図2Dに記載の通りであった。図2Fは、以下の通りに処理した共トランスフェクト293FT細胞のノーザンブロット分析の複製である:阻害剤なし(レーン1)、229(レーン2)、HCVa-wt(レーン3)、またはHCVa-mut(レーン4)でトランスフェクトした細胞から単離した総RNA 10μgを変性ゲル電気泳動により分離し、膜に移し、続いて32P標識fLuc、SEAP、または延長因子1A(EF1A)cDNAプローブでハイブリダイズさせた。RNAブロットは、現像および定量のためにストレージホスホールスクリーンに曝した(BioRad FXモレキュラーイメージャー)。FIG. 2A is a bar graph showing the results of an experiment that tested inhibition of HCV IRES-induced gene expression in 293FT cells co-transfected with a dual luciferase reporter and SEAP expression plasmid and 1 picomolar in vitro transcribed shRNA. The target plasmid was a pCDNA3 / HCV IRES dual luciferase reporter (HCV IRES as shown in FIG. 1E). Firefly luciferase activity was measured as described in Example 1. Firefly luciferase and SEAP activity were normalized to 100. FIG. 2B is a bar graph showing the results of experiments testing inhibition of HCV vs. EMCB in 293FT cells. Data are expressed as luciferase activity divided by SEAP activity and normalized to 100. FIG. 2C is a bar graph showing the results of an experiment demonstrating the effect of a single base mismatch on shRNA potency. Experimental conditions were as described for FIG. 2A. SNP1 and SNP2 contained mutated base pairs as shown in FIG. 1B. FIG. 2D is a line graph showing the results of an experiment that tested the dose response of HCV-IRES-induced gene expression inhibition by HCVa-wt and mutant (HCVa-mut) or control (229) shRNA. Experimental conditions were as described for FIG. 2A. Data are expressed as luciferase divided by SEAP and normalized to 100. All data are the results of individual independent experiments performed in triplicate. FIG. 2E is a line graph showing the results of experiments testing the dose response of HCVa-wt, HCVa-mut, and 229 shRNA against gene expression from a dual luciferase reporter lacking an shRNA target site. The procedure was as described in FIG. 2D except that the target was firefly luciferase induced by EMCV IRES instead of HCV IRES. FIG. 2F is a reproduction of a Northern blot analysis of co-transfected 293FT cells treated as follows: no inhibitor (lane 1), 229 (lane 2), HCVa-wt (lane 3), or HCVa-mut 10 μg of total RNA isolated from cells transfected in (lane 4) was separated by denaturing gel electrophoresis, transferred to a membrane, and then hybridized with 32 P-labeled fLuc, SEAP, or elongation factor 1A (EF1A) cDNA probe I let you. RNA blots were exposed to storage phosphor screens for development and quantification (BioRad FX molecular imager). 図3Aは、ヒト肝細胞株Huh7を用いてHCVa-wtおよびHCVa-mut shRNAの用量反応を試験した実験の結果を示す線グラフである。手順は、Huh7細胞を使用したことを除いて図2Dについて記載された通りであった。図3Bは、HCVa-wt shRNAが、HCV IRESを欠く類似の標的を阻害しないことを実証する実験の結果を示す線グラフである。pCDNA3/HCV IRESデュアルルシフェラーゼレポーター(HCV IRES)の代わりにpCDNA3/EMCV IRESデュアルルシフェラーゼレポーター(EMCV IRES)を添加したことを除いて図3Aの通りに細胞をトランスフェクトした。全てのデータは、SEAPで割ったルシフェラーゼ活性で表す。全てのデータは、三連で行った個別の独立した実験から得た。FIG. 3A is a line graph showing the results of an experiment in which the dose response of HCVa-wt and HCVa-mut shRNA was tested using the human hepatocyte cell line Huh7. The procedure was as described for FIG. 2D except that Huh7 cells were used. FIG. 3B is a line graph showing the results of experiments demonstrating that HCVa-wt shRNA does not inhibit similar targets lacking HCV IRES. Cells were transfected as in FIG. 3A except that pCDNA3 / EMCV IRES dual luciferase reporter (EMCV IRES) was added instead of pCDNA3 / HCV IRES dual luciferase reporter (HCV IRES). All data is expressed as luciferase activity divided by SEAP. All data was obtained from individual independent experiments performed in triplicate. 図4Aは、HCV遺伝子型1A(SEQ ID NO:26)の25ヌクレオチド標的部位内に含まれる合成siRNAおよびshRNAの7つの19塩基対ウイルス認識配列の配列、ならびにエチジウムブロマイドで染色した10%ネイティブポリアクリルアミドゲルにおけるそれらの純度の分析を示す。siRNA:センス鎖およびアンチセンス鎖は3'-UUオーバーハングを含んだ;shRNA:ループ配列および3'、5'末端のオーバーハングは25塩基対shRNAのそれらと同一であった。図4Bは、RNA阻害剤(siRNAおよびshRNA)を、1 nMの阻害剤濃度で、293FT細胞におけるHCV IRES媒介性の遺伝子発現の阻害についてアッセイした実験の結果を示す棒グラフである。図4Cは、RNA阻害剤を、0.1 nMの阻害剤濃度で、293FT細胞におけるHCV IRES媒介性の遺伝子発現の阻害についてアッセイした実験の結果を示す棒グラフである。Figure 4A shows the sequence of seven 19 base pair virus recognition sequences of synthetic siRNA and shRNA contained within the 25 nucleotide target site of HCV genotype 1A (SEQ ID NO: 26), and 10% native poly stained with ethidium bromide. An analysis of their purity on acrylamide gels is shown. siRNA: The sense and antisense strands contained a 3′-UU overhang; shRNA: the loop sequence and the 3 ′, 5 ′ end overhang were identical to those of the 25 base pair shRNA. FIG. 4B is a bar graph showing the results of experiments in which RNA inhibitors (siRNA and shRNA) were assayed for inhibition of HCV IRES-mediated gene expression in 293FT cells at an inhibitor concentration of 1 nM. FIG. 4C is a bar graph showing the results of experiments where RNA inhibitors were assayed for inhibition of HCV IRES-mediated gene expression in 293FT cells at an inhibitor concentration of 0.1 nM. 図5Aは、実施例1に記載されるように、100μgの示されるHCV shRNAまたは対照229 shRNAを、直接的にまたはshRNAを発現する100μgのpol III発現プラスミド(もしくは対照としてのpUC18プラスミド)の形態で、マウスの尾静脈に、デュアルルシフェラーゼHCV IRESレポータープラスミド(10μg)およびSEAP(注射効率および非特異的阻害の対照に添加した)を共注射したマウスのIVIS画像の複製である。注射後の様々な時点(24、36、48、60、72、84、および100時間)でルシフェリンを腹腔内投与し、IVISインビボイメージングシステムを用いてマウスを画像化した。画像は、84時間時点のマウスを表すものである。図5Bは、RNAを直接送達した図5Aに記載される実験の結果を定量化したものを示すグラフである。定量化は、ImageQuant(商標)ソフトウェアを用いて行った。各時点は、4〜5匹のマウスの平均を表す。96時間時点において、マウスから採血し、SEAP活性の量を実施例1に記載されるpNPPアッセイによって決定した。定量化したデータは、SEAP活性で割ったルシフェラーゼ活性をpUC18対照マウス(100%、明瞭にするためにpUC18対照にはエラーバーを示さない;エラーバーは示される他のものと同様である)に対して標準化したもので表す。FIG. 5A shows the form of 100 μg of the indicated HCV shRNA or control 229 shRNA as described in Example 1 directly or 100 μg of pol III expression plasmid expressing shRNA (or pUC18 plasmid as a control). A duplicate of the IVIS image of a mouse co-injected with the dual luciferase HCV IRES reporter plasmid (10 μg) and SEAP (added to injection efficiency and non-specific inhibition controls) in the tail vein of the mouse. Luciferin was administered intraperitoneally at various time points after injection (24, 36, 48, 60, 72, 84, and 100 hours) and mice were imaged using the IVIS in vivo imaging system. The image represents a mouse at 84 hours. FIG. 5B is a graph showing a quantification of the results of the experiment described in FIG. 5A, which delivered RNA directly. Quantification was performed using ImageQuant ™ software. Each time point represents the average of 4-5 mice. At 96 hours, mice were bled and the amount of SEAP activity was determined by the pNPP assay described in Example 1. Quantified data show luciferase activity divided by SEAP activity in pUC18 control mice (100%, pUC18 control does not show error bars for clarity; error bars are similar to others shown) It is expressed in a standardized version. 図6は、マウスにおけるHCV IRES媒介性のレポーター遺伝子発現の、shRNAおよびホスホロジアミデートモルホリノオリゴマーによる阻害を比較した実験の結果を示す棒グラフである。マウスには、図5の実験に記載されるように、100μgの示されるHCV shRNA阻害剤またはHCV IRES構築物を阻害することが以前に示された[8]1ナノモルのモルホリノオリゴヌクレオチドと共にデュアルルシフェラーゼHCV IRESレポータープラスミドおよびpSEAPを共注射した。処理後の様々な時点(12時間、24時間、48時間、および144時間)でマウスを画像化した。示されるデータは48時間時点のものである。定量化されたデータは、pUC18対照(添加なし)マウスに対して標準化されたルシフェラーゼ活性およびSEAP活性で表す。示される結果は、1つの構築物あたり3〜5匹のマウス由来のものである。FIG. 6 is a bar graph showing the results of experiments comparing the inhibition of HCV IRES-mediated reporter gene expression by shRNA and phosphorodiamidate morpholino oligomers in mice. Mice received dual luciferase HCV along with [8] 1 nanomolar morpholino oligonucleotide previously shown to inhibit 100 μg of the indicated HCV shRNA inhibitor or HCV IRES construct, as described in the experiment of FIG. IRES reporter plasmid and pSEAP were co-injected. Mice were imaged at various time points (12 hours, 24 hours, 48 hours, and 144 hours) after treatment. Data shown are from 48 hours. Quantified data is expressed as luciferase activity and SEAP activity normalized to pUC18 control (no addition) mice. Results shown are from 3-5 mice per construct. 図7は、nsp-1遺伝子を標的化する阻害性shRNAを発現するプラスミドでBHK-21細胞を一過的にトランスフェクトした実験の結果を示すグラフである。トランスフェクションから24時間後に、10μlの複製力の強いGFP発現性セムリキ森林熱ウイルス(SFV-GFP-VA7;約100%の感染に十分な感染効率(MOI))を細胞に感染させ、感染から24時間後にウイルス媒介性のGFP発現についてフローサイトメトリーによりアッセイした。siRNA媒介性の抑制のレベルは約35%であった。ラベル:Nsp1、Nsp-1遺伝子(nsp-1#2)を標的化するshRNA;空ベクター、pU6;ナイーブ、未感染のBHK細胞。FIG. 7 is a graph showing the results of an experiment in which BHK-21 cells were transiently transfected with a plasmid expressing an inhibitory shRNA targeting the nsp-1 gene. Twenty-four hours after transfection, cells were infected with 10 μl of highly replicating GFP-expressing Semliki Forest Fever Virus (SFV-GFP-VA7; infection efficiency (MOI) sufficient for approximately 100% infection) and 24 After hours, virus-mediated GFP expression was assayed by flow cytometry. The level of siRNA-mediated suppression was about 35%. Label: Nsp1, shRNA targeting Nsp-1 gene (nsp-1 # 2); empty vector, pU6; naive, uninfected BHK cells. 図8は、shRNAによる複製不全SFV(SFV-PD713P-GFP)の阻害を調査した実験の結果を示す棒グラフである。BHK-21細胞を、阻害性shRNAを発現するプラスミドで一過的にトランスフェクトした。トランスフェクションから46時間後、細胞を、無血清培地中8%のPEGを用いてMOI 5のSFV-GFPウイルスを1時間感染させた。次いで、完全培地を添加し、細胞を37℃で一晩インキュベートした。細胞を、感染から9、24、32、99、および125時間後にフローサイトメトリーで分析した。明瞭にするために、3つの時点のみを示す(9、24、および32時間)。各shRNAの阻害量は、カプシドshRNAに対して標準化した。カプシドmRNAはこのSFV-GFP複製不全ウイルスには存在せず、従ってカプシドshRNAはGFPの発現に影響しないはずである。本実験におけるshRNA発現構築物のトランスフェクション効率は約70%であり、これは、実際のウイルス阻害が示されたレベルよりも有意に高いことを示唆する。5番目のバーのセット(混合)は、nsp 1-4を標的化するshRNAとカプシドの混合物を意味する。FIG. 8 is a bar graph showing the results of an experiment investigating inhibition of replication-defective SFV (SFV-PD713P-GFP) by shRNA. BHK-21 cells were transiently transfected with a plasmid expressing inhibitory shRNA. Forty-six hours after transfection, cells were infected with MOI 5 SFV-GFP virus for 1 hour with 8% PEG in serum-free medium. Complete media was then added and the cells were incubated overnight at 37 ° C. Cells were analyzed by flow cytometry at 9, 24, 32, 99, and 125 hours after infection. For clarity, only three time points are shown (9, 24, and 32 hours). The amount of inhibition of each shRNA was normalized to the capsid shRNA. Capsid mRNA is not present in this SFV-GFP replication deficient virus, so capsid shRNA should not affect GFP expression. The transfection efficiency of the shRNA expression construct in this experiment is about 70%, suggesting that actual viral inhibition is significantly higher than the indicated level. The fifth set of bars (mixed) refers to a mixture of shRNA and capsid targeting nsp 1-4. 図9は、shRNAによるHCVレプリコンの阻害を試験した実験の結果を示す線グラフである。FIG. 9 is a line graph showing the results of an experiment that tested inhibition of HCV replicon by shRNA. 図10は、配列と293FT細胞においてHCV IRES媒介性の遺伝子発現を阻害する能力についてのshRNAのスクリーンの結果とを示す表である。細胞を、48ウェル組織培養プレートのウェルにおいて、pCDNA3/HCV IRESデュアルルシフェラーゼレポーター構築物(40ng)、pSEAP2(25ng、トランスフェクションおよび特異性の対照として)、ならびにshRNA(1 nMまたは5 nM)を用いてLipofectamine(商標)2000を用いて)共トランスフェクトした。1ウェルあたり合計400ngの核酸を提供するよう、プラスミドpUC18を加えた。トランスフェクションから48時間後に、上清をSEAP分析のために収集し、細胞を溶解し、ホタルルシフェラーゼ活性をルミノメーターにより測定した。全てのデータは、三連で行った少なくとも2つの独立した実験の結果である。SEAPレベルは全てのサンプルにおいて均一であった。shRNAの特異性をアッセイする対照実験を、(IRESの)C340をUで置き換えた突然変異型pCDNA3/HCV IRESデュアルルシフェラーゼレポーター構築物においても行った。FIG. 10 is a table showing sequences and shRNA screen results for ability to inhibit HCV IRES-mediated gene expression in 293FT cells. Cells in 48 well tissue culture plate wells with pCDNA3 / HCV IRES dual luciferase reporter construct (40 ng), pSEAP2 (25 ng, as transfection and specificity control), and shRNA (1 nM or 5 nM) Co-transfected (using Lipofectamine ™ 2000). Plasmid pUC18 was added to provide a total of 400 ng of nucleic acid per well. Forty-eight hours after transfection, supernatants were collected for SEAP analysis, cells were lysed, and firefly luciferase activity was measured with a luminometer. All data are the result of at least two independent experiments performed in triplicate. SEAP levels were uniform in all samples. A control experiment assaying shRNA specificity was also performed in a mutant pCDNA3 / HCV IRES dual luciferase reporter construct in which C340 (IRES) was replaced with U. 図11は、shRNAにより標的化されるセグメントを含む、HCV IRESの3'末端配列の図表である。(shRNAの特異性をアッセイするのに使用される)突然変異C340→Uを示す。FIG. 11 is a diagram of the 3 ′ end sequence of HCV IRES, including segments targeted by shRNA. The mutation C340 → U (used to assay shRNA specificity) is shown. 図12Aは、HCV IRESの5'末端と6つの19-bp shRNAの標的化位置との図表である。図12Bは、293FT細胞においてHCV IRES媒介性の遺伝子発現を阻害する能力についてのshRNAのスクリーンの結果を示す棒グラフである。実験は、図10の通りに行った;shRNA濃度、1 nM。FIG. 12A is a chart of the 5 ′ end of the HCV IRES and the targeting positions of six 19-bp shRNAs. FIG. 12B is a bar graph showing shRNA screen results for the ability to inhibit HCV IRES-mediated gene expression in 293FT cells. The experiment was performed as in FIG. 10; shRNA concentration, 1 nM. 図13Aは、様々なループサイズおよび配列を有する示される25塩基対shRNAの試験した変異体の配列、ならびに試験した3'末端の図表である。図13Bは、293FT細胞においてHCV IRES媒介性の遺伝子発現を阻害する能力についての図13Aに示されるshRNAのスクリーンの結果を示す棒グラフである。実験は、図10の通りに行った。shRNA濃度、1 nM(shRNAの配列は図16A〜Bに列挙されている)。FIG. 13A is a sequence of the tested 25 base pair shRNA tested variants with various loop sizes and sequences, as well as a diagram of the 3 ′ end tested. FIG. 13B is a bar graph showing the results of the shRNA screen shown in FIG. 13A for ability to inhibit HCV IRES-mediated gene expression in 293FT cells. The experiment was performed as shown in FIG. shRNA concentration, 1 nM (shRNA sequences are listed in FIGS. 16A-B). 図14Aは、試験した様々なループサイズおよび配列を有する示される19-bp shRNAの試験した変異体の配列、ならびに試験した3'末端の図表である。図14Bは、293FT細胞においてHCV IRES媒介性の遺伝子発現を阻害する能力についての図14Aに示されるshRNAのスクリーンの結果を示す棒グラフである。実験は、図10の通りに行った。shRNA濃度、1 nM(shRNAの配列は図16A〜Bに列挙されている)。FIG. 14A is a sequence of the tested variants of the indicated 19-bp shRNA with the various loop sizes and sequences tested, as well as a chart of the 3 ′ ends tested. FIG. 14B is a bar graph showing the results of the shRNA screen shown in FIG. 14A for ability to inhibit HCV IRES-mediated gene expression in 293FT cells. The experiment was performed as shown in FIG. shRNA concentration, 1 nM (shRNA sequences are listed in FIGS. 16A-B). 図15は、HCVレプリコン系における阻害活性についてのshRNA(およびsiRNA)のスクリーンの結果を示す棒グラフである。HCVサブゲノムレプリコンを安定的に発現するヒト肝細胞(AVA5、Huh7細胞株の派生物)をRNA阻害剤でトランスフェクトし、HCVの発現量を決定した。一定範囲の濃度を試験し、50%阻害をもたらすsh/siRNAの濃度(EC50)を決定した。暗色および明色のバーは、2つの独立した実験の結果を表す。FIG. 15 is a bar graph showing shRNA (and siRNA) screen results for inhibitory activity in the HCV replicon system. Human hepatocytes stably expressing the HCV subgenomic replicon (AVA5, a derivative of the Huh7 cell line) were transfected with an RNA inhibitor, and the expression level of HCV was determined. A range of concentrations was tested to determine the concentration of sh / siRNA that resulted in 50% inhibition (EC50). Dark and light bars represent the results of two independent experiments. 図16A〜Bは、示されるようなHCV IRESを標的化するshRNA配列を示す表である。下線はshRNAのループである。小文字で示されるヌクレオチドは、標的に非相補的である。Figures 16A-B are tables showing shRNA sequences targeting HCV IRES as shown. Underlined are shRNA loops. Nucleotides shown in lower case are non-complementary to the target.

Claims (61)

以下からなるRNA配列:
a.
Figure 2009521207
または上記配列と1つ、2つ、もしくは3つのヌクレオチドが異なる配列である、第一RNA配列;
b.第一配列の相補鎖である第二RNA配列;
c.4〜10ヌクレオチドからなる、第一核酸配列と第二核酸配列の間に位置するループ配列;および
d.任意で、2ヌクレオチドのオーバーハング。
RNA sequence consisting of:
a.
Figure 2009521207
Or a first RNA sequence, wherein one, two, or three nucleotides differ from the above sequence;
b. a second RNA sequence that is the complementary strand of the first sequence;
c. a loop sequence comprised between 4 and 10 nucleotides, located between the first and second nucleic acid sequences; and
d. Optionally, a 2 nucleotide overhang.
第一RNA配列が
Figure 2009521207
である、請求項1記載のRNA配列。
The first RNA sequence is
Figure 2009521207
The RNA sequence according to claim 1, wherein
少なくとも1つの修飾ヌクレオチドを含む、請求項1記載のRNA配列。   2. The RNA sequence of claim 1 comprising at least one modified nucleotide. ループ配列が4ヌクレオチド、5ヌクレオチド、6ヌクレオチド、7ヌクレオチド、8ヌクレオチド、9ヌクレオチド、10ヌクレオチドであるか、または少なくとも10ヌクレオチドである、請求項1記載のRNA配列。   2. The RNA sequence of claim 1, wherein the loop sequence is 4 nucleotides, 5 nucleotides, 6 nucleotides, 7 nucleotides, 8 nucleotides, 9 nucleotides, 10 nucleotides, or at least 10 nucleotides. 少なくとも1つの非ヌクレオチド分子を含むループにより連結された、請求項1記載の核酸配列および請求項1記載の配列に相補的な配列を含むshRNA。   2. A shRNA comprising a nucleic acid sequence according to claim 1 and a sequence complementary to the sequence according to claim 1 linked by a loop comprising at least one non-nucleotide molecule. ループがshRNAのセンス鎖の3'側かつ相補的なアンチセンス鎖の5'側にある、請求項4記載の核酸配列を含むshRNA。   5. An shRNA comprising a nucleic acid sequence according to claim 4, wherein the loop is 3 ′ to the sense strand of the shRNA and 5 ′ to the complementary antisense strand. ループがshRNAのアンチセンス鎖の3'側かつ相補的なセンス鎖の5'側にある、請求項4記載の核酸配列を含むshRNA。   5. An shRNA comprising a nucleic acid sequence according to claim 4, wherein the loop is 3 ′ to the antisense strand of the shRNA and 5 ′ to the complementary sense strand. 3'UUである2ヌクレオチドのオーバーハングを含む、請求項1記載のRNA配列。   2. The RNA sequence of claim 1 comprising a 2 nucleotide overhang that is 3'UU. 第一配列がSEQ ID NO:33、SEQ ID NO:55、またはSEQ ID NO:56である、請求項1〜8のいずれか一項記載のRNA配列。   9. The RNA sequence according to any one of claims 1 to 8, wherein the first sequence is SEQ ID NO: 33, SEQ ID NO: 55, or SEQ ID NO: 56. SEQ ID NO:57〜79、SEQ ID NO:12、SEQ ID NO:16、SEQ ID NO:17、またはSEQ ID NO:18のいずれか一つである、請求項1記載のRNA配列。   The RNA sequence according to claim 1, wherein the RNA sequence is any one of SEQ ID NO: 57 to 79, SEQ ID NO: 12, SEQ ID NO: 16, SEQ ID NO: 17, or SEQ ID NO: 18. 請求項1〜10のいずれか一項記載のRNAをコードする配列を含むDNA配列。   A DNA sequence comprising a sequence encoding the RNA according to any one of claims 1-10. 請求項11記載のDNA配列を含む発現ベクター。   An expression vector comprising the DNA sequence according to claim 11. 請求項11記載のDNA配列を含むレトロウイルスベクター。   A retroviral vector comprising the DNA sequence of claim 11. 細胞に感染させた場合に、請求項1記載のRNA配列を発現し得るプロウイルスを生成する、請求項13記載のレトロウイルスベクター。   14. A retroviral vector according to claim 13, which produces a provirus capable of expressing the RNA sequence according to claim 1 when the cell is infected. 請求項1〜10のいずれか一項記載のRNA配列および薬学的に許容される賦形剤を含む組成物。   A composition comprising the RNA sequence of any one of claims 1 to 10 and a pharmaceutically acceptable excipient. 請求項1〜10のいずれか一項記載のRNA配列をコードする配列を含むベクターを含む組成物。   A composition comprising a vector comprising a sequence encoding an RNA sequence according to any one of claims 1-10. 請求項1に記載のRNA配列を少なくとも2つ含む、請求項15記載の組成物。   16. A composition according to claim 15, comprising at least two RNA sequences according to claim 1. 以下の工程を包含する、C型肝炎ウイルスの発現または活性の阻害方法:
a.C型肝炎ウイルスを発現し得る細胞を提供する工程;および
b.請求項1〜10のいずれか一項記載のRNA配列と当該細胞を接触させる工程。
A method for inhibiting the expression or activity of hepatitis C virus, comprising the following steps:
providing a cell capable of expressing a hepatitis C virus; and
b. A step of bringing the cell into contact with the RNA sequence according to any one of claims 1 to 10.
細胞が哺乳動物中にある、請求項18記載の方法。   19. The method of claim 18, wherein the cell is in a mammal. 哺乳動物がヒトである、請求項18記載の方法。   19. The method of claim 18, wherein the mammal is a human. 哺乳動物が非ヒト霊長類である、請求項18記載の方法。   19. The method of claim 18, wherein the mammal is a non-human primate. 細胞を少なくとも2つの異なる請求項1記載のRNA配列と接触させる、請求項18記載の方法。   19. The method of claim 18, wherein the cell is contacted with at least two different RNA sequences of claim 1. 以下の工程を包含する方法:
a.C型肝炎ウイルスに感染した対象または感染した疑いのある対象を同定する工程;
b.対象に請求項15、16、または17のいずれか一項記載の治療有効量の組成物を提供する工程。
A method comprising the following steps:
identifying a subject infected with or suspected of being infected with a hepatitis C virus;
b. Providing a subject with a therapeutically effective amount of the composition of any one of claims 15, 16, or 17.
対象におけるウイルス量が(b)の後に減少するかどうかを決定する工程をさらに包含する、請求項23記載の方法。   24. The method of claim 23, further comprising determining whether the viral load in the subject decreases after (b). 対象において少なくとも1つのウイルスタンパク質またはウイルス核酸配列が減少するかどうかを決定する工程を(b)の後にさらに包含する、請求項23記載の方法。   24. The method of claim 23, further comprising after (b) determining whether at least one viral protein or viral nucleic acid sequence is reduced in the subject. ウイルスにおける遺伝子発現の阻害方法であって、ウイルス含有細胞に低分子干渉RNAを導入する工程を包含し、該低分子干渉RNAはウイルスのポリヌクレオチド配列に少なくとも部分的に相補的な配列を含み、該低分子干渉RNAの少なくとも部分的に相補的な配列とウイルスのポリヌクレオチド配列との相互作用によりウイルスにおける遺伝子発現が阻害される、方法。   A method of inhibiting gene expression in a virus comprising the step of introducing a small interfering RNA into a virus-containing cell, wherein the small interfering RNA comprises a sequence that is at least partially complementary to the polynucleotide sequence of the virus, A method wherein gene expression in the virus is inhibited by the interaction of at least partially complementary sequences of said small interfering RNA and viral polynucleotide sequences. 低分子干渉RNAがshRNAである、請求項26記載の方法。   27. The method of claim 26, wherein the small interfering RNA is shRNA. 低分子干渉RNAがsiRNAである、請求項26記載の方法。   27. The method of claim 26, wherein the small interfering RNA is siRNA. 低分子干渉RNAが約19〜約30ヌクレオチドのウイルス配列を認識する、請求項26〜28のいずれか一項に記載の方法。   29. The method of any one of claims 26 to 28, wherein the small interfering RNA recognizes a viral sequence of about 19 to about 30 nucleotides. ウイルスがC型肝炎ウイルスである、請求項26記載の方法。   27. The method of claim 26, wherein the virus is hepatitis C virus. 低分子干渉RNAが、C型肝炎ウイルスの内部リボソーム侵入部位(IRES)配列内の配列と相互作用する、請求項30記載の方法。   32. The method of claim 30, wherein the small interfering RNA interacts with a sequence within the hepatitis C virus internal ribosome entry site (IRES) sequence. IRES配列がSEQ ID NO:11に示す配列を含む、請求項31記載の方法。   32. The method of claim 31, wherein the IRES sequence comprises the sequence shown in SEQ ID NO: 11. 低分子干渉RNAがSEQ ID NO:26に示す領域内の約19〜約30ヌクレオチドの配列を認識する、請求項32記載の方法。   35. The method of claim 32, wherein the small interfering RNA recognizes a sequence of about 19 to about 30 nucleotides within the region set forth in SEQ ID NO: 26. 低分子干渉RNAがshRNAである、請求項30〜33のいずれか一項記載の方法。   34. The method according to any one of claims 30 to 33, wherein the small interfering RNA is shRNA. shRNAがSEQ ID NO:12、SEQ ID NO:17、SEQ ID NO:18、SEQ ID NO:27、SEQ ID NO:32、およびSEQ ID NO:33からなる群より選択される配列を含む、請求項34記載の方法。   The shRNA comprises a sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 12, SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 27, SEQ ID NO: 32, and SEQ ID NO: 33. Item 34. The method according to Item 34. shRNAがSEQ ID NO:12に示す配列を有する、請求項35記載の方法。   36. The method of claim 35, wherein the shRNA has the sequence shown in SEQ ID NO: 12. 低分子干渉RNAがsiRNAである、請求項30〜33のいずれか一項記載の方法。   34. The method according to any one of claims 30 to 33, wherein the small interfering RNA is siRNA. siRNAがSEQ ID NO:19、SEQ ID NO:20、SEQ ID NO:21、SEQ ID NO:22、SEQ ID NO:23、SEQ ID NO:24、SEQ ID NO:25、SEQ ID NO:27、SEQ ID NO:32、およびSEQ ID NO:33からなる群より選択される配列を含む、請求項37記載の方法。   siRNA is SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 20, SEQ ID NO: 21, SEQ ID NO: 22, SEQ ID NO: 23, SEQ ID NO: 24, SEQ ID NO: 25, SEQ ID NO: 27, 38. The method of claim 37, comprising a sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 32 and SEQ ID NO: 33. 哺乳動物におけるウイルス感染の処置方法であって、ウイルスのポリヌクレオチド配列に少なくとも部分的に相補的な配列を含む治療有効量の低分子干渉RNAを含む組成物を哺乳動物に投与する工程を包含し、該低分子干渉RNAの少なくとも部分的に相補的な配列とウイルスのポリヌクレオチド配列との相互作用によりウイルスにおける遺伝子発現が阻害される、方法。   A method of treating a viral infection in a mammal, comprising the step of administering to the mammal a composition comprising a therapeutically effective amount of a small interfering RNA comprising a sequence that is at least partially complementary to the polynucleotide sequence of the virus. A method wherein the gene expression in the virus is inhibited by the interaction of at least partially complementary sequences of the small interfering RNA and the polynucleotide sequence of the virus. 低分子干渉RNAがshRNAである、請求項39記載の方法。   40. The method of claim 39, wherein the small interfering RNA is shRNA. 低分子干渉RNAがsiRNAである、請求項39記載の方法。   40. The method of claim 39, wherein the small interfering RNA is siRNA. 低分子干渉RNAが約19〜約30ヌクレオチドのウイルス配列を認識する、請求項39〜41のいずれか一項記載の方法。   42. The method of any one of claims 39 to 41, wherein the small interfering RNA recognizes a viral sequence of about 19 to about 30 nucleotides. 哺乳動物がヒトであり、ウイルス感染がC型肝炎ウイルスを含む、請求項39記載の方法。   40. The method of claim 39, wherein the mammal is a human and the viral infection comprises hepatitis C virus. 低分子干渉RNAが、C型肝炎ウイルスのIRES配列内のポリヌクレオチド配列に少なくとも部分的に相補的な配列を含む、請求項43記載の方法。   44. The method of claim 43, wherein the small interfering RNA comprises a sequence that is at least partially complementary to a polynucleotide sequence within the IRES sequence of hepatitis C virus. IRES配列がSEQ ID NO:11に示す配列を含む、請求項44記載の方法。   45. The method of claim 44, wherein the IRES sequence comprises the sequence shown in SEQ ID NO: 11. 低分子干渉RNAがSEQ ID NO:26に示す領域内の約19〜約30ヌクレオチドの配列を認識し結合する、請求項45記載の方法。   46. The method of claim 45, wherein the small interfering RNA recognizes and binds a sequence of about 19 to about 30 nucleotides within the region set forth in SEQ ID NO: 26. 低分子干渉RNAがshRNAである、請求項43〜46のいずれか一項記載の方法。   47. The method according to any one of claims 43 to 46, wherein the small interfering RNA is shRNA. shRNAがSEQ ID NO:12、SEQ ID NO:17、SEQ ID NO:18、SEQ ID NO:19、SEQ ID NO:20、SEQ ID NO:21、SEQ ID NO:22、SEQ ID NO:23、SEQ ID NO:24、およびSEQ ID NO:25、SEQ ID NO:27、SEQ ID NO:32、ならびにSEQ ID NO:33からなる群より選択される配列を含む、請求項47記載の方法。   shRNA is SEQ ID NO: 12, SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 20, SEQ ID NO: 21, SEQ ID NO: 22, SEQ ID NO: 23, 48. The method of claim 47, comprising a sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 24, and SEQ ID NO: 25, SEQ ID NO: 27, SEQ ID NO: 32, and SEQ ID NO: 33. shRNAがSEQ ID NO:12に示す配列を有する、請求項48記載の方法。   49. The method of claim 48, wherein the shRNA has the sequence shown in SEQ ID NO: 12. 低分子干渉RNAがsiRNAである、請求項43〜46のいずれか一項記載の方法。   47. The method according to any one of claims 43 to 46, wherein the small interfering RNA is siRNA. siRNAがSEQ ID NO:19、SEQ ID NO:20、SEQ ID NO:21、SEQ ID NO:22、SEQ ID NO:23、SEQ ID NO:24、およびSEQ ID NO:25、SEQ ID NO:27、SEQ ID NO:32、ならびにSEQ ID NO:33からなる群より選択される配列を含む、請求項50記載の方法。   siRNA is SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 20, SEQ ID NO: 21, SEQ ID NO: 22, SEQ ID NO: 23, SEQ ID NO: 24, and SEQ ID NO: 25, SEQ ID NO: 27 51. The method of claim 50, comprising a sequence selected from the group consisting of: SEQ ID NO: 32, and SEQ ID NO: 33. SEQ ID NO:12、SEQ ID NO:17、SEQ ID NO:18、SEQ ID NO:19、SEQ ID NO:20、SEQ ID NO:21、SEQ ID NO:22、SEQ NO:23、SEQ ID NO:24、SEQ ID NO:25、SEQ ID NO:27、SEQ ID NO:32、およびSEQ ID NO:33からなる群より選択される配列を含むshRNAを含む組成物。   SEQ ID NO: 12, SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 20, SEQ ID NO: 21, SEQ ID NO: 22, SEQ ID NO: 23, SEQ ID NO A composition comprising a shRNA comprising a sequence selected from the group consisting of: 24, SEQ ID NO: 25, SEQ ID NO: 27, SEQ ID NO: 32, and SEQ ID NO: 33. SEQ ID NO:19、SEQ ID NO:20、SEQ ID NO:21、SEQ ID NO:22、SEQ NO:23、SEQ ID NO:24、SEQ ID NO:25、およびSEQ ID NO:27、SEQ ID NO:32、ならびにSEQ ID NO:33からなる群より選択される配列を含むsiRNAを含む組成物。   SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 20, SEQ ID NO: 21, SEQ ID NO: 22, SEQ NO: 23, SEQ ID NO: 24, SEQ ID NO: 25, and SEQ ID NO: 27, SEQ ID A composition comprising siRNA comprising a sequence selected from the group consisting of NO: 32 and SEQ ID NO: 33. 請求項52記載のshRNAおよび薬学的に許容される賦形剤を含む薬学的組成物。   53. A pharmaceutical composition comprising the shRNA of claim 52 and a pharmaceutically acceptable excipient. 請求項53記載のsiRNAおよび薬学的に許容される賦形剤を含む薬学的組成物。   54. A pharmaceutical composition comprising the siRNA of claim 53 and a pharmaceutically acceptable excipient. 請求項26、30〜33、39、43〜46、および18〜25のいずれか一項記載の方法において使用するためのshRNAおよび説明書を含むキット。   26. A kit comprising shRNA and instructions for use in the method of any one of claims 26, 30-33, 39, 43-46, and 18-25. shRNAがSEQ ID NO:12、SEQ ID NO:17、SEQ ID NO:18、SEQ ID NO:19、SEQ ID NO:20、SEQ ID NO:21、SEQ ID NO:22、SEQ NO:23、SEQ ID NO:24、SEQ ID NO:25、SEQ ID NO:27、SEQ ID NO:32、およびSEQ ID NO:33からなる群より選択される配列を含む、請求項56記載のキット。   shRNA is SEQ ID NO: 12, SEQ ID NO: 17, SEQ ID NO: 18, SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 20, SEQ ID NO: 21, SEQ ID NO: 22, SEQ NO: 23, SEQ 57. The kit of claim 56, comprising a sequence selected from the group consisting of ID NO: 24, SEQ ID NO: 25, SEQ ID NO: 27, SEQ ID NO: 32, and SEQ ID NO: 33. 請求項25、29〜32、38、および42〜45のいずれか一項記載の方法において使用するためのsiRNAおよび説明書を含むキット。   46. A kit comprising siRNA and instructions for use in the method of any one of claims 25, 29-32, 38, and 42-45. siRNAがSEQ ID NO:19、SEQ ID NO:20、SEQ ID NO:21、SEQ ID NO:22、SEQ ID NO:23、SEQ ID NO:24、SEQ ID NO:25、およびSEQ ID NO:27、SEQ ID NO:32、ならびにSEQ ID NO:33からなる群より選択される配列を含む、請求項58記載のキット。   siRNA is SEQ ID NO: 19, SEQ ID NO: 20, SEQ ID NO: 21, SEQ ID NO: 22, SEQ ID NO: 23, SEQ ID NO: 24, SEQ ID NO: 25, and SEQ ID NO: 27 59. The kit of claim 58, comprising a sequence selected from the group consisting of: SEQ ID NO: 32, and SEQ ID NO: 33. C型肝炎ウイルスが遺伝子型1aである、請求項43記載の方法。   44. The method of claim 43, wherein the hepatitis C virus is genotype 1a. 哺乳動物がヒトである、請求項39記載の方法。   40. The method of claim 39, wherein the mammal is a human.
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