JP2012029693A - C反応性タンパク質発現の調節 - Google Patents

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Abstract

【課題】C反応性タンパク質の発現を調節するためのオリゴ若しくはポリヌクレオチド、組成物および方法を提供する。
【解決手段】C反応性タンパク質をコードする核酸分子を標的とする長さ15ないし30核酸塩基を含むアンチセンスオリゴヌクレオチドであって、C反応性タンパク質をコードする核酸分子の最低8核酸塩基部分に100%相補性であり、かつ、C反応性タンパク質のmRNAの発現を阻害する、アンチセンスオリゴヌクレオチド。組成物はC反応性タンパク質をコードする核酸を標的とするオリゴヌクレオチドを含んでなる。C反応性タンパク質発現の調節、ならびにC反応性タンパク質の発現と関連する疾患の診断および処置のためのこれらの化合物の使用方法。
【選択図】なし

Description

本発明はC反応性タンパク質の発現を調節するための組成物および方法を提供する。
C反応性タンパク質(CRPおよびPTX1としてもまた知られる)は、多様な炎症性サイトカインに応答して肝で生産される不可欠なヒトの急性期反応体である。1930年に初めて同定された該タンパク質は高度に保存され、そして感染若しくは炎症状態の初期指標であるとみなされる。血漿C反応性タンパク質濃度は、感染、虚血、外傷、火傷および炎症状態に応答して1000倍増大する。C反応性タンパク質の生物学的半減期は年齢、肝若しくは腎機能または薬物療法により影響されないため、それは、組織破壊、壊死および炎症の信頼できる生化学的マーカーであり、そして、その測定は多様な炎症状態、狭心症、血管傷害、末期腎疾患、慢性関節リウマチ、肥満およびアテローム硬化症をモニターするために広範に使用されている(非特許文献1;非特許文献2;非特許文献3;非特許文献4;非特許文献5;非特許文献6;非特許文献7;非特許文献8;非特許文献9)。
C反応性タンパク質の改良された定量方法は、C反応性タンパク質が通常上昇している状態すなわち尿路感染症(非特許文献1)、髄膜炎(非特許文献10)、新生児敗血症、エリスロポエチン耐性(非特許文献11)、および不顕性菌血症の診断を包含する臨床医学への増大した応用にもたらした。
構造上、C反応性タンパク質は、環状の五量体構造および半径方向対称性を特徴とするタンパク質のペントラキシンファミリーの1メンバーである。5個の同一の24kDaのプロトマーは206アミノ酸よりなり、そして非共有結合されている(非特許文献12;非特許文献7)。ヒトC反応性タンパク質のゲノムDNA配列は、該タンパク質の変異体を有するとして(特許文献1)、また、担体として該変異体タンパク質を使用する細胞中への物質の送達方法(特許文献2)が、非特許文献12により報告されている。免疫調節活性を有するC反応性タンパク質のアミノ酸174−185に対応するポリペプチドが特許文献3を開示されかつ特許請求されている。ヒトC反応性タンパク質の位置62−71に対応するペプチドもまた、炎症状態の処置のためヒト白血球エラスターゼおよび/若しくはカテプシンGの活性を阻害するそれらの能力について研究され、そしてこれらは特許文献4に開示されている。
C反応性タンパク質は、ホスホコリン、フィブロネクチン、クロマチン、ヒストンおよびリボ核タンパク質のような広範な細胞性物質にカルシウム依存性の様式で結合する(非特許文献7)。それは貪食性白血球上の特定の受容体のリガンドであり、単球およびマクロファージ上での活性化反応を媒介し、そして補体を活性化する(非特許文献7)。
C反応性タンパク質の機能は先天性免疫系でのその役割に関係している。免疫グロブリン(Ig)Gと同様に、それは補体を活性化し、Fc受容体に結合し、そして多様な病原体のオプソニンとして作用する。C反応性タンパク質のFc受容体との相互作用は、炎症応答を高める炎症前サイトカインの生成につながる。個別の抗原エピトープを特異的に認識するIgGと異なり、C反応性タンパク質は、パターン認識に基づき、改変された自己および外来分子を認識する。従って、C反応性タンパク質は改変された自己およびある種の病原体の監視分子として作用すると考えられる。この認識は早期の防御を提供し、そして炎症前シグナルおよび体液性の適応免疫系の活性化につながる。従って、C反応性タンパク質分子は、認識機能およびエフェクター機能の双方を有する。
従って、C反応性タンパク質の活性および/若しくはその発現の薬理学的調節は、病理学的状態における治療的介入の適切な一点である。
タンパク質レベルを標的とすることによるC反応性タンパク質機能の調節を目的とした戦略は、HMG−CoA還元酵素を阻害する抗体、ペプチドおよび分子の使用を必要とした。
最近の試験で、酵素HMG−CoA還元酵素の阻害剤ロバスタチンが、上昇したC反応性タンパク質レベルを伴うがしかし高脂血症を伴わない参加者の急性冠動脈事象のリスクの低減において有効な剤であることが示された。すなわち、ロバスタチンの使用は1年後にC反応性タンパク質濃度の中央値の14.8パーセントの低下をもたらした一方、プラセボ群では変化は観察されなかった(非特許文献13)。別のスタチン、セリバスタチンもまた、高コレステロール血症を伴う患者でC反応性タンパク質濃度を低下させることが示された(非特許文献14)。
しかしながら、C反応性タンパク質のレベルおよび機能を効果的に阻害する既知の治療薬は現在存在しない。したがって、C反応性タンパク質を効果的かつ選択的に阻害することが可能な作用剤に対する長い間の切実な必要性が存続している。
国際特許公開第WO 96/06624号明細書 国際特許公開第WO 00/11207号明細書 米国特許第5,783,179号明細書 国際特許公開第WO 99/00418号明細書
AriciとWalls、Kidney Int.、2001、59、407−414 GabayとKushner、N.Engl.J.Med.、1999、340、448−454 Hightonら、J.Rheumatol.、1985、12、871−875 Hultheら、Clin Sci(Colch)、2001、100、371−378 Lagrandら、Circulation、1999、100、6+96−102 MorrowとRidker、Med.Clin.North Am.、2000、84、149−161、ix Szalaiら、Immunol Res、1997、16、127−136 WesthuyzenとHealy、Ann.Clin.Lab.Sci.、2000、30、133−143 Yudkinら、Atherosclerosis、2000、148、209−214 Ruuskanenら、J.Pediatr.、1985、107、97−100 Barany、Nephrol.Dial.Transplant.、2001、16、224−227 Leiら、J.Biol.Chem.、1985、260、13377−13383 Ridkerら、N.Engl.J.Med.、2001、344、1959−1965 Ridkerら、Circulation、2001、103、1191−1193.
発明の要約
本発明は、C反応性タンパク質の発現を調節するための組成物および方法を提供する。
本発明は、C反応性タンパク質をコードする核酸を標的としかつC反応性タンパク質の発現を調節する化合物、とりわけ核酸および核酸様オリゴマーに向けられる。具体的には、本発明は、好ましい態様においてC反応性タンパク質をコードする核酸分子とハイブリダイズする化合物、とりわけオリゴヌクレオチド化合物に関する。こうした化合物はC反応性タンパク質の発現を調節することが本明細書で示される。
特定の遺伝子産物の有効な発現の低下手段としてアンチセンス技術が出現しており、そしてC反応性タンパク質の発現の調節のための多数の治療、診断および研究の応用で独特に有用である。
本発明の化合物を含んでなる製薬学的および他の組成物もまた提供される。C反応性タンパク質の調節物質のスクリーニング方法、および、細胞、組織若しくは動物を本発明の化合物若しくは組成物の1種若しくはそれ以上と接触させることを含んでなる前記細胞、組織若しくは動物におけるC反応性タンパク質の発現の調節方法がさらに提供される。これらの方法において、細胞若しくは組織はイン・ビボ(in vivo)で接触させうる。あるいは、細胞若しくは組織はエクス・ビボ(ex vivo)で接触させうる。
C反応性タンパク質の発現と関連する疾患若しくは状態を有する若しくはそれらの傾向があることが疑われる動物、とりわけヒトの処置方法もまた本明細書に示される。こうした方法は、治療上若しくは予防上有効な量の本発明の化合物若しくは組成物の1種若しくはそれ以上を処置の必要な人に投与することを含んでなる。
一局面において、本発明は、本明細書に開示されるいずれかのおよび全部の状態の処置のための医薬品の製造における本発明の化合物若しくは組成物の使用を提供する。
[発明の詳細な記述]
A.本発明の概要
本発明は、C反応性タンパク質をコードする核酸分子の機能若しくは効果の調節での使用のため、化合物、好ましくはオリゴヌクレオチドおよび類似の種を使用する。これは、C反応性タンパク質をコードする1種若しくはそれ以上の核酸分子と特異的にハイブリダイズするオリゴヌクレオチドを提供することにより達成される。本明細書で使用されるところの「標的核酸」および「C反応性タンパク質をコードする核酸分子」という用語は、C反応性タンパク質をコードするDNA、こうしたDNAから転写されたRNA(プレmRNAおよびmRNA若しくはそれらの部分を包含する)ならびにまたこうしたRNA由来のcDNAも包含するのに便宜上使用する。本発明の化合物のその標的核酸とのハイブリダイゼーションを、一般に「アンチセンス」と称する。その結果、本発明のいくつかの好ましい態様の実施に関与されると考えられる好ましい機構を「アンチセンス阻害」と本明細書で称する。こうしたアンチセンス阻害は、典型的には、最低1本の鎖若しくはセグメントが切断、分解若しくは別の方法で作動不可能にされているようなオリゴヌクレオチドの鎖若しくはセグメントの水素結合に基づくハイブリダイゼーションに基づく。この点
に関して、こうしたアンチセンス阻害のため特定の核酸分子およびそれらの機能を標的とすることが目下のところ好ましい。
妨害されるべきDNAの機能は複製および転写を包含し得る。複製および転写は、例えば、内因性の細胞鋳型、ベクター、プラスミド構築物かそうでないものに由来し得る。妨害されるべきRNAの機能は、タンパク質翻訳の部位へのRNAの転位、RNA合成の部位から離れた細胞内の部位へのRNAの転位、RNAからのタンパク質の翻訳、1種若しくはそれ以上のRNA種を生じるためのRNAのスプライシング、および該RNAに関与しうる(engaged in)若しくはそれにより助長されうるRNAを巻き込む触媒活性若しくは複合体形成のような機能を包含し得る。標的核酸の機能のこうした妨害の好ましい一結果はC反応性タンパク質の発現の調節である。本発明の文脈上、「調節」および「発現の調節」は、該遺伝子をコードする核酸分子、例えばDNA若しくはRNAの量若しくはレベルの増大(刺激)若しくは減少(阻害)のいずれかを意味している。阻害はしばしば発現の調節の好ましい形態であり、そしてmRNAがしばしば好ましい標的核酸である。
本発明の文脈上、「ハイブリダイゼーション」はオリゴマー化合物の相補鎖の対形成を意味している。本発明において、好ましい対形成機構は、オリゴマー化合物の鎖の相補的ヌクレオシド若しくはヌクレオチド塩基(核酸塩基)間のワトソン−クリック、フーグステン若しくは逆フーグステン水素結合形成でありうる水素結合形成を必要とする。例えば、アデニンおよびチミンは水素結合の形成により対形成する相補的核酸塩基である。ハイブリダイゼーションは変動する環境下で起こり得る。
アンチセンス化合物は、標的核酸への化合物の結合が該標的核酸の正常な機能を妨害して活性の喪失を引き起こし、かつ、特異的結合が望ましい条件下、すなわちin vivoアッセイ若しくは治療的処置の場合には生理学的条件下、およびin vitroアッセイの場合にはアッセイを実施する条件下での非標的核酸配列への該アンチセンス化合物の非特異的結合を回避するのに十分な程度の相補性が存在する場合に、特異的にハイブリダイズ可能である。
本発明において、「ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件」若しくは「ストリンジェントな条件」という句は、本発明の化合物が最小の数の他の配列を除いてその標的配列にハイブリダイズすることができる条件を指す。ストリンジェントな条件は配列に依存しかつ異なる環境で異なることができ、そして、本発明の文脈上、オリゴマー化合物が標的配列にハイブリダイズする「ストリンジェントな条件」は、該オリゴマー化合物の性質および組成、ならびにそれらが検討されているアッセイにより決定される。
本明細書で使用されるところの「相補的な」は、あるオリゴマー化合物の2核酸塩基間での正確な対形成の能力を指す。例えば、オリゴヌクレオチド(オリゴマー化合物)のある一位置の1核酸塩基が標的核酸のある一位置の1核酸塩基と水素結合を形成することが可能であり、前記標的核酸がDNA、RNA若しくはオリゴヌクレオチド分子である場合には、該オリゴヌクレオチドと標的核酸との間の水素結合の位置は相補位置であるとみなされる。オリゴヌクレオチドおよびさらなるDNA、RNA若しくはオリゴヌクレオチド分子は、各分子中の十分な数の相補位置が相互と水素結合形成し得る核酸塩基により占有される場合に相互に相補的である。従って、「特異的にハイブリダイズ可能」および「相補的な」は、オリゴヌクレオチドと標的核酸との間で安定かつ特異的な結合が起こるような十分な数の核酸塩基にわたる十分な程度の正確な対形成すなわち相補性を示すのに使用される用語である。
アンチセンス化合物の配列は、特異的にハイブリダイズ可能であるためにその標的核酸
のものに100%相補的であり得るがしかしそうである必要はないことが当該技術分野で理解されている。さらに、オリゴヌクレオチドは、介在若しくは隣接セグメントがハイブリダイゼーション事象に関与しないような1個若しくはそれ以上のセグメント(例えばループ構造若しくはヘアピン構造)にハイブリダイズすることがある。本発明のアンチセンス化合物は、標的核酸内の標的領域に対する最低70%、若しくは最低75%、若しくは最低80%、若しくは最低85%の配列の相補性を含んでなること、より好ましくは、それらが、それらが標的とする標的核酸配列内の標的領域に対する最低90%の配列の相補性を含んでなり、そして、なおより好ましくは、最低95%若しくは最低99%の配列の相補性を含んでなることが好ましい。例えば、アンチセンス化合物の20核酸塩基のうち18個が標的領域に相補的であり、そして従って特異的にハイブリダイズするとみられるアンチセンス化合物は、90パーセントの相補性を表すとみられる。この例において、残存する非相補的核酸塩基は、相補的核酸塩基と群を形成しても若しくは散在されていてもよく、そして相互に若しくは相補核酸塩基と連続している必要はない。であるから、標的核酸と完全に相補的な2領域により隣接されている4個の非相補的核酸塩基を有する長さ18核酸塩基であるアンチセンス化合物は、標的核酸との77.8%の全体的相補性を有するとみられ、そして従って本発明の範囲内にあるとみられる。標的核酸の一領域とのアンチセンス化合物の相補性のパーセントは、当該技術分野で既知のBLASTプログラム(基本的局所配列比較検索ツール)およびPowerBLASTプログラム(Altschulら、J.Mol.Biol.、1990、215、403−410;ZhangとMadden、Genome Res.、1997、7、649−656)を使用して、慣例に決定し得る。
相同性、配列の同一性若しくは相補性のパーセントは、例えば、SmithとWaterman(Adv.Appl.Math.、1981、2、482−489)のアルゴリズムを使用するデフォルトの設定を使用するGapプログラム(Wisconsin Sequence Analysis Package、Version 8 for Unix、Genetics Computer Group、University Redearch Park、ウィスコンシン州マディソン)により決定し得る。いくつかの態様において、オリゴマーと標的との間の相同性、配列の同一性若しくは相補性は約50%ないし約60%の間である。いくつかの態様において、相同性、配列の同一性若しくは相補性は約60%ないし約70%の間である。いくつかの態様において、相同性、配列の同一性若しくは相補性は約70%と約80%の間である。さらなる態様において、相同性、配列の同一性若しくは相補性は約80%と約90%との間である。さらなる態様において、相同性、配列の同一性若しくは相補性は、約90%、約92%、約94%、約95%、約96%、約97%、約98%、約99%若しくは約100%である。
B.本発明の化合物
本発明では、化合物は、アンチセンスオリゴマー化合物、アンチセンスオリゴヌクレオチド、siRNA、外部ガイド配列(EGS)オリゴヌクレオチド、選択的スプライス体(splicer)、ならびに標的核酸の少なくとも一部分にハイブリダイズする他の短いオリゴマー化合物を包含する。であるから、これらの化合物は、一本鎖、二本鎖、環状若しくはヘアピンオリゴマー化合物の形態で導入してもよく、また、内部若しくは末端のバルジ若しくはループのような構造要素を含有しうる。系に一旦導入されれば、本発明の化合物は、1種若しくはそれ以上の酵素若しくは構造タンパク質の作用を引き出して標的核酸の改変を遂げうる。
こうした酵素の制限しない一例は、RNA:DNA二重鎖のRNA鎖を切断する細胞のエンドヌクレアーゼ、RNアーゼHである。「DNA様」である一本鎖アンチセンス化合物がRNアーゼHを引き出すことが当該技術分野で既知である。RNアーゼHの活性化は、従ってRNA標的の切断をもたらし、それにより遺伝子発現のオリゴヌクレオチド媒介
性の阻害の効率を大きく高める。酵素のRNアーゼIIIおよびリボヌクレアーゼLファミリーのもののような他のリボヌクレアーゼについて、類似の役割が提案されている。
一形態のアンチセンス化合物は一本鎖アンチセンスオリゴヌクレオチドである一方、多くの種において、二本鎖RNA(dsRNA)分子のような二本鎖構造の導入が、遺伝子若しくはその関連する遺伝子産物の機能の強力かつ特異的なアンチセンス媒介性の低下を誘導する。この現象は植物および動物双方で起こり、そしてウイルス防御およびトランスポゾンのサイレンシングと進化上の関係を有すると考えられる。
dsRNAが動物での遺伝子サイレンシングにつながり得るという最初の証拠は線虫ケノルハブディティス エレガンス(Caenorhabditis elegans)での研究から1995年に現れた(GuoとKempheus、Cell、1995、81、611−620)。dsRNAの主な妨害効果は転写後である(Montgomeryら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA、1998、95、15502−15507)。二本鎖RNA(dsRNA)への曝露に由来するケノルハブディティス エレガンス(Caenorhabditis elegans)で定義された転写後のアンチセンス機序は、以来、RNA干渉(RNAi)と称されている。この用語は、内因性の標的mRNAのレベルの配列特異的な減少に至るdsRNAの導入を伴うアンチセンス媒介性の遺伝子サイレンシングを意味するように一般化された(Fireら、Nature、1998、391、806−811)。最近、アンチセンスの極性のdsRNAの一本鎖RNAオリゴマーがRNAiの強力な誘導物質であることが報告された(Tijstermanら、Science、2002、295、694−697)。
本発明の情況において、「オリゴマー化合物」という用語は、複数の単量体単位を含んでなるポリマー若しくはオリゴマーを指す。本発明の情況において、「オリゴヌクレオチド」という用語は、リボ核酸(RNA)若しくはデオキシリボ核酸(DNA)のオリゴマー若しくはポリマー、またはそれらの模倣物、キメラ、アナログおよびホモログを指す。この用語は、天然に存在する核酸塩基、糖および共有ヌクレオシド間(バックボーン)結合から構成されるオリゴヌクレオチド、ならびに同様に機能する天然に存在しない部分を有するオリゴヌクレオチドを包含する。こうした改変若しくは置換オリゴヌクレオチドは、しばしば、例えば高められた細胞取り込み、標的核酸に対する高められた親和性およびヌクレアーゼ存在下での増大した安定性のような所望の特性により天然の形態より好ましい。
本発明のオリゴヌクレオチドは、該オリゴヌクレオチド中のヌクレオチド位置の1個若しくはそれ以上に異なる塩基が存在する改変オリゴヌクレオチドもまた包含する。例えば、第一のヌクレオチドがアデノシンである場合、この位置にチミジン、グアノシン若しくはシチジンを含有する改変オリゴヌクレオチドを製造しうる。これはオリゴヌクレオチドの位置のいずれでも行いうる。これらのオリゴヌクレオチドをその後、本明細書に記述される方法を使用して試験して、C反応性タンパク質のmRNAの発現を阻害するそれらの能力を決定する。
オリゴヌクレオチドが本発明の化合物の好ましい一形態である一方、本発明は、限定されるものでないが本明細書に記述されるもののようなオリゴヌクレオチドアナログおよび模倣物を挙げることができる化合物の他の一族を同様に包括する。
本発明の化合物は約8から約80個までの核酸塩基(すなわち約8から約80個までの結合されたヌクレオシド)を含んでなる。当業者は、本発明が長さ8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38
、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79若しくは80核酸塩基の化合物を包含することを認識するであろう。
一態様において、本発明の化合物は長さ12ないし50核酸塩基である。当業者は、これが長さ12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49若しくは50核酸塩基の化合物を包含することを認識するであろう。
別の態様において、本発明の化合物は長さ15ないし30核酸塩基である。当業者は、これが長さ15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29若しくは30核酸塩基の化合物を包含することを認識するであろう。
別の態様において、本発明の化合物は約12から約50個までの核酸塩基のオリゴヌクレオチドである。さらなる態様は、約15から約30個までの核酸塩基を含んでなるものである。
別の態様において、アンチセンス化合物は、本明細書に開示されるアンチセンス化合物の最低8個の連続する核酸塩基を含んでなる。
具体的に説明するアンチセンス化合物内から選択される最低8個の連続する核酸塩基の伸長(stretch)を含んでなる長さ8〜80核酸塩基のアンチセンス化合物が、同様に適するアンチセンス化合物であるとみなされる。
例示的アンチセンス化合物は、具体的に説明する好ましいアンチセンス化合物の1種の5’末端からの最低8個の連続する核酸塩基を含んでなるオリゴヌクレオチド配列を包含する(残存する核酸塩基は、標的核酸に特異的にハイブリダイズ可能であるアンチセンス化合物の5’末端のすぐ上流で開始しかつ該オリゴヌクレオチドが約8ないし約80核酸塩基を含有するまで連続する同一オリゴヌクレオチドの連続した伸長である)。同様に好ましいアンチセンス化合物は、具体的に説明される好ましいアンチセンス化合物の1種の3’末端からの最低8個の連続する核酸塩基を含んでなるオリゴヌクレオチド配列により表される(残存する核酸塩基は、標的核酸に特異的にハイブリダイズ可能であるアンチセンス化合物の3’末端のすぐ下流で開始しかつ該オリゴヌクレオチドが約8ないし約80核酸塩基を含有するまで連続する同一オリゴヌクレオチドの連続した伸長である)。本発明の例示的化合物は実施例で同定されかつ表1、2および3に列挙されて見出されうる。本明細書に具体的に説明される好ましいアンチセンス化合物を備えた当業者は、過度の実験を伴わずに、さらなる好ましいアンチセンス化合物を同定することが可能であろう。
C.本発明の標的
本発明の情況において、ある特定の核酸分子をアンチセンス化合物の「標的とすること」は、多段階の過程であり得る。該過程は通常、機能が調節されるべきである標的核酸の同定で開始する。この標的核酸は、例えば、発現が特定の障害若しくは疾患状態と関連する細胞遺伝子(若しくは該遺伝子から転写されたmRNA)、または感染性病原体からの核酸分子でありうる。本発明において、標的核酸はC反応性タンパク質をコードする。
ターゲッティング過程は、通常、所望の効果、例えば発現の調節が生じることができるような、アンチセンス相互作用が起こるための標的核酸内の最低1個の標的領域、セグメント若しくは部位の決定もまた包含する。本発明の情況内で、「領域」という用語は、最
低1個の同定可能な構造、機能若しくは特徴を有する標的核酸の一部分と定義する。セグメントは標的核酸の領域内にある。「セグメント」は、標的核酸内の領域のより小さいすなわち下位部分と定義する。本発明で使用されるところの「部位」は標的核酸内の位置と定義する。
当該技術分野で既知であるとおり、翻訳開始コドンは典型的に5’−AUG(転写されたmRNA分子中で;対応するDNA分子中では5’−ATG)であるため、翻訳開始コドンは、「AUGコドン」、「開始コドン」若しくは「AUG開始コドン」ともまた称される。RNA配列5’−GUG、5’−UUG若しくは5’−CUG、ならびに5’−AUA、5’−ACGおよび5’−CUGをもつ翻訳開始コドンを有する少数派の遺伝子がin vivoで機能することが示されている。従って、「翻訳開始コドン」および「開始コドン」という用語は、それぞれの場合の開始アミノ酸が典型的にメチオニン(真核生物中)若しくはホルミルメチオニン(原核生物中)である場合であっても、多くのコドン配列を包含し得る。真核生物および原核生物遺伝子が2種若しくはそれ以上の代替開始コドンを有することができ、それらのいずれか1種が特定の細胞型若しくは組織中またはある特定の一組の条件下で翻訳開始に優先的に利用されうることもまた当該技術分野で既知である。本発明の情況において、「開始コドン」および「翻訳開始コドン」は、こうしたコドンの配列(1種若しくは複数)に関係なく、C反応性タンパク質をコードする遺伝子から転写されたmRNAの翻訳を開始するのにin vivoで使用されるコドン(1種若しくは複数)を指す。遺伝子の翻訳終止コドン(若しくは「終止コドン」)が3種の配列すなわち5’−UAA、5’−UAGおよび5’−UGA(対応するDNA配列はそれぞれ5’−TAA、5’−TAGおよび5’−TGAである)の1種を有しうることもまた当該技術分野で既知である。
「開始コドン領域」および「翻訳開始コドン領域」という用語は、翻訳開始コドンからいずれかの方向(すなわち5’若しくは3’)に約25から約50個までの連続したヌクレオチドを包含するこうしたmRNA若しくは遺伝子の一部分を指す。同様に、「終止コドン領域」および「翻訳終止コドン領域」という用語は、翻訳終止コドンからいずれかの方向(すなわち5’若しくは3’)に約25から約50個までの連続したヌクレオチドを包含するこうしたmRNA若しくは遺伝子の一部分を指す。結果、「開始コドン領域」(若しくは「翻訳開始コドン領域」)および「終止コドン領域」(若しくは「翻訳終止コドン領域」)は、本発明のアンチセンス化合物で効果的に標的としうるC反応性タンパク質をコードする分子の全領域である。
翻訳開始コドンと翻訳終止コドンとの間の領域を指すことが当該技術分野で既知であるオープンリーディングフレーム(ORF)若しくは「コーディング領域」もまた、効果的に標的としうるC反応性タンパク質をコードする分子の一領域である。本発明の情況内で、好ましい一領域は、遺伝子のオープンリーディングフレーム(ORF)の翻訳開始若しくは終止コドンを包含する遺伝子内領域である。
C反応性タンパク質をコードする分子の他の標的領域は、翻訳開始コドンから5’の方向のmRNAの部分を指すことが当該技術分野で既知でありかつ従ってmRNAの5’cap部位と翻訳開始コドンとの間のヌクレオチド(若しくは該遺伝子上の対応するヌクレオチド)を包含する5’非翻訳領域(5’UTR)、および、翻訳終止コドンから3’の方向のmRNAの部分を指すことが当該技術分野で既知でありかつ従って翻訳終止コドンとmRNAの3’端との間のヌクレオチド(若しくは該遺伝子上の対応するヌクレオチド)を包含する3’非翻訳領域(3’UTR)を包含する。mRNAの5’cap部位は、5’−5’三リン酸結合を介してmRNAの最も5’の残基に結合されたN7−メチル化グアノシン残基を含んでなる。mRNAの5’cap領域は、5’cap構造それ自身ならびにcap部位に隣接する最初の50ヌクレオチドを包含するとみなされる。C反応性
タンパク質をコードする分子の5’cap領域を標的とすることもまた好ましい。
従って、本発明は、配列番号4に示されるところのヌクレオチド1−2480の一部分を標的とするアンチセンス化合物を提供する。別の態様において、該アンチセンス化合物は、配列番号4に示されるところの5’UTRを含んでなるヌクレオチド1−570の最低8核酸塩基部分を標的とする。別の態様において、該アンチセンス化合物は、配列番号4に示されるところの3’UTRを含んでなるヌクレオチド1183−2480の最低8核酸塩基部分を標的とする。別の態様において、該アンチセンス化合物は、配列番号4に示されるところのコーディング領域を含んでなるヌクレオチド571−1182の最低8核酸塩基部分を標的とする。なお他の態様において、該アンチセンス化合物は、表4に示されるところの「好ましい標的セグメント」(本明細書で定義されるところの)の最低8核酸塩基部分を標的とする。
数種の真核生物mRNA転写物は直接翻訳されるとは言え、多くは転写物が翻訳される前にそれから除去される「イントロン」として知られる1個若しくはそれ以上の領域を含有する。残存する(および従って翻訳される)領域は「エキソン」として知られ、そして一緒にスプライスされて連続的mRNA配列を形成して、エキソンが結合される部位にエキソン−エキソン接合部をもたらす。エキソン−エキソン接合部を標的とすることは、正常なスプライス産物の過剰産生が疾患に関与している、若しくは異常なスプライス産物の過剰産生が疾患に関与している状況で有用であり得る。スプライス部位、すなわちイントロン−エキソン接合部若しくはエキソン−イントロン接合物を標的とすることもまた、異常なスプライシングが疾患に関与している、若しくは特定のスプライス産物の過剰産生が疾患に関与している状況でとりわけ有用でありうる。再配列若しくは欠失による異常な融合接合部もまた好ましい標的部位である。「融合転写物」として知られる異なる遺伝子源からの2種(若しくはそれ以上)のmRNAのスプライシングの過程を介して産生されるmRNA転写物もまた適する標的部位である。例えばDNA若しくはプレmRNAを標的とするアンチセンス化合物を使用して、イントロンを効果的に標的とし得る。
代替のRNA転写物がDNAの同一ゲノム領域から産生され得る。これらの代替転写物は一般に「バリアント」として知られる。より具体的には、「プレmRNAバリアント」は、それらの開始若しくは終止いずれかの位置で同一のゲノムDNAから産生される他の転写物と異なりかつイントロンおよびエキソン双方の配列を含有する、同一のゲノムDNAから産生される転写物である。
スプライシングの間の1種若しくはそれ以上のエキソン若しくはイントロン領域またはそれらの部分の除去に際して、プレmRNAバリアントはより小さな「mRNAバリアント」を生じる。結果、mRNAバリアントはプロセシングされたプレmRNAバリアントであり、そして各独特のプレmRNAバリアントは常にスプライシングの結果として独特な一mRNAバリアントを生じるはずである。これらのmRNAバリアントは「選択的スプライスバリアント」としてもまた知られる。プレmRNAバリアントのスプライシングが起こらない場合には、プレmRNAバリアントはmRNAバリアントと同一である。
バリアントは、転写を開始若しくは終止するための代替シグナルの使用により生じ得る。プレmRNAおよびmRNAは1個以上の開始コドン若しくは終止コドンを有し得る。代替の開始コドンを使用するプレmRNA若しくはmRNAから発するバリアントは、そのプレmRNA若しくはmRNAの「代替開始バリアント」として知られる。代替終止コドンを使用する転写物はそのプレmRNA若しくはmRNAの「代替終止バリアント」として知られる。1つの特定の型の代替終止バリアントは、産生される複数の転写物が転写機構により「ポリA終止シグナル」の1種の代替選択に由来してそれにより独特のポリA部位で終止する転写物を生じさせる「ポリAバリアント」である。本発明の情況内で、本
明細書に記述されるバリアントの型もまた好ましい標的核酸である。
好ましいアンチセンス化合物がハイブリダイズする標的C反応性タンパク質核酸上の位置は下で「好ましい標的セグメント」と称される。本明細書で使用されるところの「好ましい標的セグメント」という用語は、活性のアンチセンス化合物が標的とするC反応性タンパク質をコードする分子の標的領域の最低8核酸塩基部分と定義する。理論により束縛されることを願わないが、これらの標的セグメントはハイブリダイゼーションのため到達可能である標的核酸の部分を表すものと目下のところ考えられている。
ある種の好ましいC反応性タンパク質標的セグメントの特定の配列が本明細書に示されるが、当業者は、これらは本発明の範囲内の特定の態様を具体的に説明しかつ記述するようにはたらくことを認識するであろう。付加的な好ましい標的セグメントは、本明細を鑑みて当業者により同定されうる。
C反応性タンパク質の具体的に説明する好ましい標的セグメント内から選択された最低8個の連続する核酸塩基の伸長を含んでなる長さ8〜80核酸塩基の標的セグメントが、同様にターゲッティングに適するとみなされる。
標的セグメントは、具体的に説明する好ましい標的セグメントの1種の5’末端からの最低8個の連続する核酸塩基を含んでなるDNA若しくはRNA配列を包含し得る(残存する核酸塩基は、標的セグメントの5’末端のすぐ上流で開始しかつ該DNA若しくはRNAが約8ないし約80核酸塩基を含有するまで連続する、同一のDNA若しくはRNAの連続する伸長である)。同様に好ましい標的セグメントは、具体的に説明する好ましい標的セグメントの1種の3’末端からの最低8個の連続する核酸塩基を含んでなるDNA若しくはRNA配列により表される(残存する核酸塩基は、標的セグメントの3’末端のすぐ下流で開始しかつ該DNA若しくはRNAが約8ないし約80核酸塩基を含有するまで連続する、同一のDNA若しくはRNAの連続する伸長である)。本明細書で具体的に説明される好ましい標的セグメントを備えた当業者は、過度の実験を伴わずに、さらなる好ましい標的セグメントを同定することが可能であろう。
1種若しくはそれ以上の標的領域、セグメント若しくは部位が一旦同定されれば、所望の効果を生じるのに標的に十分に相補的である、すなわち十分に良好にかつ十分な特異性を伴いハイブリダイズするアンチセンス化合物が選ばれる。
一態様において、オリゴマーアンチセンス化合物は、本明細書に開示されるもののような標的核酸塩基配列の領域を標的とし得る。領域が8核酸塩基より大きいか若しくはそれに等しくかつ80核酸塩基未満であるか若しくはそれに等しい、オリゴマーアンチセンス化合物が標的とし得る核酸塩基配列の全領域が、後に続くとおり記述される:
R(n,n+m−1)を標的核酸塩基配列からの1領域と仮定する。式中、「n」は該領域の最も5’の核酸塩基位置であり、「n+m−1」は該領域の最も3’の核酸塩基位置であり、そして「m」は該領域の長さである。長さ「m」の領域の集合「S(m)」は、nが1からL−m+1までの範囲にわたる領域と定義され、式中Lは標的核酸塩基配列の長さでありかつL>mである。全部の領域の集合「A」は、mが8より大きいか若しくはそれに等しくかつ80未満であるか若しくはそれに等しい場合からの各長さについての領域の集合の結びである。
領域のこの集合は、以下の数学的表記法を使用して表し得る:
Figure 2012029693
式中、数学的演算子|は「その結果」を示し、
数学的演算子∈は「集合の1メンバー」を表し(例えば、y∈Zは要素yが集合Zの1メンバーであることを示す)、
xは変数であり、
Nは正の整数として定義される全部の自然数を示し、
かつ、数学的演算子
Figure 2012029693
は「集合の結び」を示す。
例えば、8、9および80に等しいmの領域の集合を以下の様式で構築し得る。標的核酸塩基配列の位置1(n=1)で開始する長さが100核酸塩基(L=100)の標的核酸塩基配列中の長さがそれぞれ8核酸塩基の領域の集合(S(m=8))は、以下の式:
Figure 2012029693
を使用して創製し得、そして、核酸塩基1−8、2−9、3−10、4−11、5−12、6−13、7−14、8−15、9−16、10−17、11−18、12−19、13−20、14−21、15−22、16−23、17−24、18−25、19−26、20−27、21−28、22−29、23−30、24−31、25−32、26−33、27−34、28−35、29−36、30−37、31−38、32−39、33−40、34−41、35−42、36−43、37−44、38−45、39−46、40−47、41−48、42−49、43−50、44−51、45−52、46−53、47−54、48−55、49−56、50−57、51−58、52−59、53−60、54−61、55−62、56−63、57−64、58−65、59−66、60−67、61−68、62−69、63−70、64−71、65−72、66−73、67−74、68−75、69−76、70−77、71−78、72−79、73−80、74−81、75−82、76−83、77−84、78−85、79−86、80−87、81−88、82−89、83−90、84−91、85−92、86−93、87−94、88−95、89−96、90−97、91−98、92−99、93−100を含んでなる領域の集合を記述する。
標的核酸塩基配列の位置1で開始する長さが100核酸塩基の標的配列中の長さが20
核酸塩基の領域の付加的な集合は、以下の式:
Figure 2012029693
を使用して記述し得、そして、核酸塩基1−20、2−21、3−22、4−23、5−24、6−25、7−26、8−27、9−28、10−29、11−30、12−31、13−32、14−33、15−34、16−35、17−36、18−37、19−38、20−39、21−40、22−41、23−42、24−43、25−44、26−45、27−46、28−47、29−48、30−49、31−50、32−51、33−52、34−53、35−54、36−55、37−56、38−57、39−58、40−59、41−60、42−61、43−62、44−63、45−64、46−65、47−66、48−67、49−68、50−69、51−70、52−71、53−72、54−73、55−74、56−75、57−76、58−77、59−78、60−79、61−80、62−81、63−82、64−83、65−84、66−85、67−86、68−87、69−88、70−89、71−90、72−91、73−92、74−93、75−94、76−95、77−96、78−97、79−98、80−99、81−100を含んでなる領域の集合を記述する。
標的核酸塩基配列の位置1で開始する長さが100核酸塩基の標的配列中の長さが80核酸塩基の領域の付加的な集合は、以下の式:
Figure 2012029693
を使用して記述し得、そして、核酸塩基1−80、2−81、3−82、4−83、5−84、6−85、7−86、8−87、9−88、10−89、11−90、12−91、13−92、14−93、15−94、16−95、17−96、18−97、19−98、20−99、21−100を含んでなる領域の集合を記述する。
かように、この例では、Aは領域1−8、2−9、3−10・・・93−100、1−20、2−21、3−22・・・81−100、1−80、2−81、3−82・・・21−100を包含することができる。
これらの前述の例の集合ならびに10から19までおよび21ないし79の長さについての他の集合の結びは、数式:
Figure 2012029693
を使用して記述し得、式中、
Figure 2012029693
は全部の集合の全メンバーを合わせることにより得られる集合の結びを表す。
本明細書に記述される数式は、領域が長さmのものであり、および、mが8核酸塩基より大きいか若しくはそれに等しくかつ80核酸塩基未満であるか若しくはそれに等しく、ならびにmがL未満でありかつnがL−m+1未満である、いずれかの長さLの標的核酸塩基配列中の全部の可能な標的領域を定義する。
一態様において、本発明のオリゴヌクレオチド化合物はこれらの配列、若しくは上に列挙された配列のそれぞれ内で見出される小配列に100%相補的である。別の態様において、オリゴヌクレオチド化合物は、これらの標的領域に対し個々の核酸塩基位置で20個の連続した核酸塩基あたり最低3から若しくは5個の不適合を有する。本発明のなお他の化合物は、C反応性タンパク質配列の上で同定された部分のオーバーラップ領域を標的とする。
D.スクリーニングおよび標的の検証
さらなる一態様において、本明細書で同定される「好ましい標的セグメント」を、C反応性タンパク質の発現を調節する付加的な化合物についてのスクリーニングで使用しうる。「調節物質」は、C反応性タンパク質をコードする核酸分子の発現を減少若しくは増大させかつ好ましい標的セグメントに相補的である最低8核酸塩基部分を含んでなる化合物である。該スクリーニング方法は、C反応性タンパク質をコードする核酸分子の好ましい標的セグメントを1種若しくはそれ以上の候補調節物質と接触させる段階、およびC反応性タンパク質をコードする核酸分子の発現を減少若しくは増大させる1種若しくはそれ以上の候補調節物質を選択する段階を含んでなる。候補調節物質(1種若しくは複数)が、C反応性タンパク質をコードする核酸分子の発現を調節(例えば減少若しくは増大のいずれか)することが可能であることが一旦示されれば、該調節物質をその後、C反応性タンパク質の機能のさらなる調査研究において、または本発明の研究、診断若しくは治療的剤としての使用のために使用しうる。
本発明の好ましい標的セグメントはまた、安定化された二本鎖(二重鎖)オリゴヌクレオチドを形成するために本発明のそれらのそれぞれの相補的アンチセンス化合物とも組合せうる。
こうした二本鎖オリゴヌクレオチド部分は、アンチセンス機序を介して標的発現を調節しかつ翻訳ならびにRNAプロセシングを調節することが当該技術分野で示されている。さらに、二本鎖部分は化学修飾を受けうる(Fireら、Nature、1998、391、806−811;TimmonsとFire、Nature 1998、395、854;Timmonsら、Gene、2001、263、103−112;Tabaraら、Science、1998、282、430−431;Montgomeryら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA、1998、95、15502−15507;Tuschlら、Genes Dev.、1999、13、3191−3197;Elbashirら、Nature、2001、411、494−498;Elbashirら、Genes Dev.2001、15、188−200)。例えば、こうした二本鎖部分は、二重鎖のアンチセンス鎖の標的への古典的ハイブリダイゼーションにより標的を阻害してそれにより標的の酵素分解を誘発することが示されている(Tijstermanら、Science、2002、295、694−697)。
本発明の化合物は、薬物発見および標的検証の領域でもまた適用し得る。本発明は、C反応性タンパク質と疾患状態(disease state)、表現型若しくは状態(condition)との間に存在する関係を解明するための薬物発見の努力における、本明細書で同定される化合物および好ましい標的セグメントの使用を包括する。これらの方法は、サンプル、組織、細胞若しくは生物体を本発明の化合物と接触させること、処置後のいずれかの時点でC反応性タンパク質の核酸若しくはタンパク質レベル、および/または関連する表現型若しくは化学的エンドポイントを測定すること、ならびに場合によっては測定された値を未処置サンプル若しくは本発明のさらなる化合物で処置したサンプルと比較することを含んでなる、C反応性タンパク質を検出若しくは調節することを包含する。これらの方法は、標的検証の過程について未知の遺伝子の機能を決定する、または特定の疾患、状態若しくは表現型の処置若しくは予防の標的としての特定の一遺伝子産物の妥当性を決定するため、他の実験と同時に若しくは組合せでもまた実施し得る。
E.キット、研究試薬、診断薬および治療薬
本発明の化合物は、診断薬、治療薬、予防薬に、ならびに研究試薬およびキットとして利用される。さらに、最高の特異性で遺伝子発現を阻害することが可能であるアンチセンスオリゴヌクレオチドは、しばしば、特定の遺伝子の機能を解明するため、若しくは生物学的経路の多様なメンバーの機能を識別するために当業者により使用される。
キットおよび診断薬での使用のために、単独または他の化合物若しくは治療薬と組合せのいずれかの本発明の化合物を、細胞および組織内で発現される遺伝子の一部分若しくは相補物全体の発現パターンを解明するための示差的および/若しくは組合せ分析においてツールとして使用する。
本明細書で使用されるところの「生物学的系」若しくは「系」という用語は、C反応性タンパク質をコードする遺伝子の産物を発現するか若しくは発現する能力があるようにされているいずれかの生物体、細胞、細胞培養物若しくは組織と定義する。これらは、限定されるものでないが、ヒト、トランスジェニック動物、細胞、細胞培養物、組織、異種移植片、移植片およびそれらの組合せを挙げることができる。
制限しない一例として、1種若しくはそれ以上のアンチセンス化合物で処理した細胞若しくは組織内の発現パターンを、アンチセンス化合物で処理されない対照細胞若しくは組織と比較し、そして、生じられたパターンを遺伝子発現の示差的レベルについて分析する。例えば検査した遺伝子の疾患関連、シグナル伝達経路、細胞局在化、発現レベル、大きさ、構造若しくは機能にそれらが関係するためである。これらの分析は、刺激若しくは未刺激細胞で、および発現パターンに影響を及ぼす他の化合物の存在若しくは非存在下で実施し得る。
当該技術分野で既知の遺伝子発現分析方法の例は、DNAアレイ若しくはマイクロアレイ(BrazmaとVilo、FEBS Lett.、2000、480、17−24;Celisら、FEBS Lett.、2000、480、2−16)、SAGE(遺伝子発現の連続分析)(Maddenら、Drug Discov.Today、2000、5、415−425)、READS(消化したcDNAの制限酵素増幅)(PrasharとWeissman、Methods Enzymol.、1999、303、258−72)、TOGA(全遺伝子発現分析)(Sutcliffeら、Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.、2000、97、1976−81)、タンパク質アレイおよびプロテオミクス(Celisら、FEBS Lett.、2000、480、2−16;Jungblutら、Electrophoresis、1999、20、2100−10)、発現配列タグ(expressed sequence tag)(
EST)配列決定(Celisら、FEBS Lett.、2000、480、2−16;Larssonら、J.Biotechnol.、2000、80、143−57)、減算RNAフィンガープリント法(subtractive RNA fingerprinting)(SuRF)(Fuchsら、Anal.Biochem.、2000、286、91−98;Larssonら、Cytometry、2000、41、203−208)、減算クローニング、ディファレンシャルディスプレイ(DD)(JurecicとBelmont、Curr.Opin.Microbiol.、2000、3、316−21)、比較ゲノムハイブリダイゼーション(Carulliら、J.Cell Biochem.Suppl.、1998、31、286−96)、FISH(蛍光in
situハイブリダイゼーション)技術(GoingとGusterson、Eur.J.Cancer、1999、35、1895−904)、および質量分析法(To、Comb.Chem.High Throughput Screen、2000、3、235−41)を包含する。
本発明の化合物はC反応性タンパク質をコードする核酸にハイブリダイズするため、これらの化合物は研究および診断薬に有用である。C反応性タンパク質をコードする核酸分子の特異的検出を必要とする方法、およびC反応性タンパク質の検出若しくはさらなる研究での使用のための前記核酸分子の増幅において、プライマーおよびプローブが有用である。C反応性タンパク質をコードする核酸との本明細書に開示されるプライマーおよびプローブのハイブリダイゼーションは、当該技術分野で既知の手段により検出し得る。こうした手段は、プライマーおよびプローブへの酵素の複合(conjugation)、プライマーおよびプローブの放射標識、若しくはいずれかの他の適する検出手段を包含しうる。サンプル中のC反応性タンパク質のレベルを検出するためにこうした検出手段を使用するキットもまた製造しうる。
本発明はさらに、本明細書に開示されるいずれかのおよび全部の状態の処置のための医薬品の製造における本発明の化合物若しくは組成物の使用を提供する。
本発明のアンチセンス化合物は、閉塞性睡眠時無呼吸、アルツハイマー病、ALS、パーキンソン病、多様な運動失調および黄斑変性を包含する神経学的状態の処置、若しくはそれらの処置のための医薬品の製造における使用のため提供される。
本発明のアンチセンス化合物は、肥満、代謝症候群および糖尿病を包含する代謝性状態の処置、若しくはそれらの処置のための医薬品の製造における使用のため提供される。
本発明のアンチセンス化合物は、心突然死、冠動脈疾患(CAD)、不安定狭心症、卒中、選択的ステント留置、血管形成術、アテローム硬化症、経皮経管的血管形成術(PTCA)後、末梢血管疾患後、心筋梗塞(MI)後、心移植、高血圧、僧帽弁交連切開術、血栓症、深部静脈血栓、末期腎疾患(ESRD)、腎透析、補体活性化、うっ血性心不全、全身血管炎および心肺バイパスを包含する心血管系の状態の処置、若しくはそれらの処置のための医薬品の製造における使用のため提供される。
本発明のアンチセンス化合物は、月経前症候群(PMS)および月経困難症を包含する女性の健康状態の処置、若しくはそれらの処置のための医薬品の製造における使用のため提供される。
本発明のアンチセンス化合物は、歯肉炎、炎症性腸疾患、潰瘍性大腸炎、慢性関節リウマチ、変形性関節症および体軸脊椎関節炎を包含する炎症性疾患の処置、若しくはそれらの処置のための医薬品の製造における使用のため提供される。
本発明のアンチセンス化合物は、HIV関連リウマチ性障害および細菌感染症を包含する感染性疾患の処置、若しくはそれらの処置のための医薬品の製造における使用のため提供される。
本発明のアンチセンス化合物は、喘息および慢性閉塞性肺疾患を包含する肺の状態の処置、若しくはそれらの処置のための医薬品の製造における使用のため提供される。
本発明のアンチセンス化合物は、腰痛、強度の運動、持久力トレーニングおよび年齢に関連した障害を包含する筋骨格の状態の処置、若しくはそれらの処置のための医薬品の製造における使用のため提供される。
本発明のアンチセンス化合物は、肺癌および結腸癌を包含する癌の処置、若しくはそれらの処置のための医薬品の製造における使用のため提供される。
診断的用途の1つは、炎症の減弱を目的とした処置戦略から利益を得ることができる患者を同定するための、患者でのC反応性タンパク質レベルの測定である。診断に適するこうした患者は、例えば心筋梗塞に対する傾向を診断するための冠動脈ステント術を伴う患者、またはESRD若しくは腎障害に関連する他の症状、例えば高血圧、duresis、腎不全を伴う患者を包含する。
アンチセンスの特異性および感受性もまた治療的用途の当業者により利用される。アンチセンス化合物は、ヒトを包含する動物の疾患状態の処置で治療的部分として使用されている。リボザイムを包含するアンチセンスオリゴヌクレオチド薬物はヒトに安全かつ有効に投与されており、また、多数の臨床試験が現在進行中である。従って、アンチセンス化合物は、細胞、組織および動物、とりわけヒトの処置のための処置レジメンで有用であるように構成し得る有用な治療様式であり得ることが確立されている。
治療薬については、C反応性タンパク質の発現を調節することにより処置し得る疾患若しくは障害を有することが疑われる動物、好ましくはヒトを、本発明のアンチセンス化合物を投与することにより処置する。例えば、制限しない一態様において、該方法は、処置の必要な動物に治療上有効な量のC反応性タンパク質阻害剤を投与する段階を含んでなる。本発明のC反応性タンパク質阻害剤は、C反応性タンパク質の活性を効果的に阻害するか若しくはC反応性タンパク質の発現を阻害する。例えば、C反応性タンパク質のレベルを低下させるこうした化合物若しくは組成物は、急性冠動脈症候群を伴う被験体の罹病および死亡を予防するのに有用である。こうした組成物は、被験体におけるC反応性タンパク質により媒介される炎症を低下させるため、例えば、アテローム硬化症を処置若しくは予防、またはその進行を低下させるため;アテローム硬化性斑の部位若しくは冠動脈の急性の血管損傷を処置若しくは予防、またはその進行を低下させるため;あるいは心筋梗塞に関連する炎症若しくは腎の炎症により引き起こされる損傷を処置若しくは予防、またはその進行を低下させるために有用である。本発明のC反応性タンパク質阻害性化合物を使用するなお他の治療若しくは予防方法は、冠動脈ステント術を伴う患者を処置すること;あるいは、ESRD若しくは他の腎疾患または関連する炎症性障害を伴う患者を処置することを包含する。
一態様において、動物におけるC反応性タンパク質の活性若しくは発現が約10%阻害される。好ましくは、動物におけるC反応性タンパク質の活性若しくは発現が約30%阻害される。より好ましくは、動物におけるC反応性タンパク質の活性若しくは発現が50%若しくはそれ以上阻害される。従って、該オリゴマー化合物は、C反応性タンパク質のmRNAの発現を最低10%、最低20%、最低25%、最低30%、最低40%、最低50%、最低60%、最低70%、最低75%、最低80%、最低85%、最低90%、
最低95%、最低98%、最低99%若しくは100%調節する。
例えば、C反応性タンパク質の発現の低下は、動物の血清、脂肪組織、肝またはいずれかの他の体液、組織若しくは器官で測定しうる。好ましくは、分析されている前記液体、組織若しくは器官内に含有される細胞は、C反応性タンパク質をコードする核酸分子および/若しくはC反応性タンパク質それ自身を含有する。
本発明の化合物は、適する製薬学的に許容できる希釈剤若しくは担体に有効量の化合物を添加することにより、製薬学的組成物中で利用し得る。本発明の化合物および方法の使用は予防的にもまた有用でありうる。
F.修飾
当該技術分野で既知であるとおり、ヌクレオシドは塩基と糖の組合せである。ヌクレオシドの塩基部分は通常複素環塩基である。こうした複素環塩基の2種の最も一般的な分類はプリンおよびピリミジンである。ヌクレオチドは、ヌクレオシドの糖部分に共有結合されたリン酸基をさらに包含するヌクレオシドである。ペントフラノシル糖を包含するヌクレオシドについて、リン酸基は該糖の2’、3’若しくは5’いずれかのヒドロキシル部分に結合され得る。オリゴヌクレオチドの形成において、リン酸基が隣接ヌクレオシドを相互に共有結合して直鎖状ポリマー化合物を形成する。順に、この直鎖状ポリマー化合物のそれぞれの端がさらに結合されて環状化合物を形成し得るが、しかしながら、直鎖状化合物が一般に好ましい。加えて、直鎖状化合物は内的な核酸塩基相補性を有することがあり、そして従って完全に若しくは部分的に二本鎖の化合物を生じるような様式でフォールディングすることがある。オリゴヌクレオチド内で、リン酸基は一般に、オリゴヌクレオチドのヌクレオシド間バックボーンを形成すると称される。RNAおよびDNAの通常の結合すなわちバックボーンは、3’から5’へのホスホジエステル結合である。
修飾ヌクレオシド間結合(バックボーン)
本発明で有用な好ましいアンチセンス化合物の特定の例は、修飾バックボーンすなわち非天然のヌクレオシド間結合を含有するオリゴヌクレオチドを包含する。本明細で定義されるところの、修飾バックボーンを有するオリゴヌクレオチドは、バックボーン中にリン原子を保持するものおよびバックボーン中にリン原子を有しないものを包含する。本明細の目的上、および当該技術分野でときに参照されるとおり、それらのヌクレオシド間バックボーン中にリン原子を有しない修飾オリゴヌクレオチドもまたオリゴヌクレオシドであるとみなし得る。
その中にリン原子を含有する好ましい修飾オリゴヌクレオチドバックボーンは、例えば、ホスホロチオエート、キラルなホスホロチオエート、ホスホロジチオエート、ホスホトリエステル、アミノアルキルホスホトリエステル、メチル、および3’−アルキレンホスホネート、5’−アルキレンホスホネートを包含する他のアルキルホスホネートならびにキラルなホスホネート、ホスフィネート、3’−アミノホスホルアミデートおよびアミノアルキルホスホルアミデートを包含するホスホルアミデート、チオノホスホルアミデート、チオノアルキルホスホネート、チオノアルキルホスホトリエステル、通常の3’−5’結合を有するセレノホスフェートおよびボラノホスフェート、これらの2’−5’結合したアナログ、ならびに1個若しくはそれ以上のヌクレオチド間結合が3’から5’、5’から5’若しくは2’から2’結合である反転した極性を有するものを包含する。反転した極性を有する好ましいオリゴヌクレオチドは、最も3’のヌクレオチド間結合で単独の3’から3’結合、すなわち無塩基でありうる単一の反転ヌクレオシド残基(核酸塩基が欠けているか若しくはその場所にヒドロキシル基を有する)を含んでなる。多様な塩、混合塩および遊離酸の形態もまた包含される。
上のリン含有結合の製造法を教示する代表的な米国特許は、限定されるものでないが、米国特許第3,687,808号;同第4,469,863号;同第4,476,301号;同第5,023,243号;同第5,177,196号;同第5,188,897号;同第5,264,423号;同第5,276,019号;同第5,278,302号;同第5,286,717号;同第5,321,131号;同第5,399,676号;同第5,405,939号;同第5,453,496号;同第5,455,233号;同第5,466,677号;同第5,476,925号;同第5,519,126号;同第5,536,821号;同第5,541,306号;同第5,550,111号;同第5,563,253号;同第5,571,799号;同第5,587,361号;同第5,194,599号;同第5,565,555号;同第5,527,899号;同第5,721,218号;同第5,672,697号および同第5,625,050号明細書(それらのあるものは本出願と共通に所有されかつそれらのそれぞれは引用することにより本明細書に組込まれる)を挙げることができる。
その中にリン原子を包含しない、好ましい修飾オリゴヌクレオチドバックボーンは、短鎖アルキル若しくはシクロアルキルヌクレオシド間結合、混合ヘテロ原子およびアルキル若しくはシクロアルキルヌクレオシド間結合、または1種若しくはそれ以上の短鎖ヘテロ原子若しくは複素環ヌクレオシド間結合により形成されるバックボーンを有する。これらは、モルホリノ結合(部分的にヌクレオシドの糖部分から形成される);シロキサンバックボーン;スルフィド、スルホキシドおよびスルホンバックボーン;ホルムアセチルおよびチオホルムアセチルバックボーン;メチレンホルムアセチルおよびチオホルムアセチルバックボーン;リボアセチルバックボーン;アルケン含有バックボーン;スルファメートバックボーン;メチレンイミノおよびメチレンヒドラジノバックボーン;スルホネートおよびスルホンアミドバックボーン;アミドバックボーンを有するもの;ならびに混合したN、O、SおよびCH成分部分を有する他者を包含する。
上のオリゴヌクレオシドの製造法を教示する代表的な米国特許は、限定されるものでないが、米国特許第5,034,506号;同第5,166,315号;同第5,185,444号;同第5,214,134号;同第5,216,141号;同第5,235,033号;同第5,264,562号;同第5,264,564号;同第5,405,938号;同第5,434,257号;同第5,466,677号;同第5,470,967号;同第5,489,677号;5,541,307号;同第5,561,225号;同第5,596,086号;同第5,602,240号;同第5,610,289号;同第5,602,240号;同第5,608,046号;同第5,610,289号;同第5,618,704号;同第5,623,070号;同第5,663,312号;同第5,633,360号;同第5,677,437号;同第5,792,608号;同第5,646,269号および同第5,677,439号明細書(それらのあるものは本出願と共通に所有されかつそれらのそれぞれは引用することにより本明細書に組込まれる)を挙げることができる。
修飾糖およびヌクレオシド間結合−模倣物
他の好ましいオリゴヌクレオチド模倣物では、ヌクレオチド単位の糖およびヌクレオシド間結合(すなわちバックボーン)の双方が新規基で置換されている。該核酸塩基単位は適切な標的核酸とのハイブリダイゼーションのため維持される。1種のこうした化合物すなわち優れたハイブリダイゼーション特性を有することが示されているオリゴヌクレオチド模倣物はペプチド核酸(PNA)と称される。PNA化合物では、オリゴヌクレオチドの糖−バックボーンがアミド含有バックボーン、とりわけアミノエチルグリシンバックボーンで置換されている。該核酸塩基は保持され、そしてバックボーンのアミド部分のアザ窒素原子に直接若しくは間接的に結合されている。PNA化合物の製造法を教示する代表的な米国特許は、限定されるものでないが米国特許第5,539,082号;同第5,7
14,331号;および同第5,719,262号明細書(それらのそれぞれは引用することにより本明細書に組込まれる)を挙げることができる。PNA化合物のさらなる教示は、Nielsenら、Science、1991、254、1497−1500に見出し得る。
本発明のさらなる態様は、ホスホロチオエートバックボーンをもつオリゴヌクレオチドおよびヘテロ原子バックボーンをもつオリゴヌクレオシド、ならびにとりわけ、上で参照された米国特許第5,489,677号明細書の−CH−NH−O−CH−、−CH−N(CH)−O−CH−[メチレン(メチルイミノ)すなわちMMIバックボーンとして知られる]、−CH−O−N(CH)−CH−、−CH−N(CH)−N(CH)−CH−および−O−N(CH)−CH−CH−[ここで、天然のホスホジエステルバックボーンは−O−P−O−CH−として表される]、ならびに上で参照された米国特許第5,602,240号明細書のアミドバックボーンである。上で参照された米国特許第5,034,506号明細書のモルホリノバックボーン構造を有するオリゴヌクレオチドもまた好ましい。
修飾糖
修飾オリゴヌクレオチドは1個若しくはそれ以上の置換糖部分もまた含有しうる。好ましいオリゴヌクレオチドは、2’位に以下すなわちOH;F;O−、S−若しくはN−アルキル;O−、S−若しくはN−アルケニル;O−、S−若しくはN−アルキニル;またはO−アルキル−O−アルキルの1種を含んでなり、ここでアルキル、アルケニルおよびアルキニルは置換若しくは未置換のCないしC10アルキル若しくはCないしC10アルケニルおよびアルキニルでありうる。O[(CHO]CH、O(CHOCH、O(CHNH、O(CHCH、O(CHONH、およびO(CHON[(CHCH(式中nおよびmは1から約10までである)がとりわけ好ましい。他の好ましいオリゴヌクレオチドは、2’位に以下すなわちCないしC10低級アルキル、置換低級アルキル、アルケニル、アルキニル、アルカリル、アラルキル、O−アルカリル若しくはO−アラルキル、SH、SCH、OCN、Cl、Br、CN、CF、OCF、SOCH、SOCH、ONO、NO、N、NH、ヘテロシクロアルキル、ヘテロシクロアルカリル、アミノアルキルアミノ、ポリアルキルアミノ、置換シリル、RNA切断基、レポーター基、インターカレーター、オリゴヌクレオチドの薬物動態特性を改善するための基若しくはオリゴヌクレオチドの薬動力学特性を改善するための基、および類似の特性を有する他の置換基の1種を含んでなる。好ましい修飾は、2’−O−メトキシエチル(2’−O−−CHCHOCH、2’−O−(2−メトキシエチル)若しくは2’−メトキシエトキシすなわち2’−MOEとしてもまた知られる)(Martinら、Helv.Chim.Acta、1995、78、486−504)、すなわちアルコキシアルコキシ基を包含する。さらなる好ましい一修飾は、下の実施例に記述されるところの2’−DMAOEとしてもまた知られる2’−ジメチルアミノオキシエトキシ、すなわちO(CHON(CH基、および下の実施例でもまた記述される2’−ジメチルアミノエトキシエトキシ(2’−O−ジメチル−アミノ−エトキシ−エチルすなわち2’−DMAEOEとしてもまた当該技術分野で知られる)すなわち2’−O−CH−O−CH−N(CHを包含する。
他の修飾は、2’−メトキシ(2’−O−CH)、2’−アミノプロポキシ(2’−OCHCHCHNH)、2’−アリル(2’−CH−CH=CH)、2’−O−アリル(2’−O−CH−CH=CH)および2’−フルオロ(2’−F)を包含する。2’修飾はアラビノ(上)位置であってもリボ(下)位置であってもよい。好ましい2’−アラビノ修飾は2’−Fである。同様の修飾をオリゴヌクレオチドの他の位置、とりわけ3’末端ヌクレオチド若しくは2’−5’結合したオリゴヌクレオチドの糖の
3’位、および5’末端ヌクレオチドの5’位でもまた行いうる。オリゴヌクレオチドは、ペントフラノシル糖の代わりにシクロブチル部分のような糖模倣物を有してもまたよい。こうした修飾糖構造の製造法を教示する代表的な米国特許は、限定されるものでないが米国特許4,981,957号;同第5,118,800号;同第5,319,080号;同第5,359,044号;同第5,393,878号;同第5,446,137号;同第5,466,786号;同第5,514,785号;同第5,519,134号;同第5,567,811号;同第5,576,427号;同第5,591,722号;同第5,597,909号;同第5,610,300号;同第5,627,053号;同第5,639,873号;同第5,646,265号;同第5,658,873号;同第5,670,633号;同第5,792,747号;および同第5,700,920号明細書(それらのあるものは本出願と共通に所有されかつそれらのそれぞれはそっくりそのまま引用することにより本明細書に組込まれる)を挙げることができる。
糖のさらなる一修飾は、2’−ヒドロキシル基が糖環の3’若しくは4’炭素原子に結合されてそれにより二環性糖部分を形成するロック核酸(Locked Nucleic
Acids)(LNA)を包含する。該結合は、好ましくは2’の酸素原子および4’の炭素原子を架橋するメチレン(−CH−)基であり、式中nは1若しくは2である。LNAおよびそれらの製造法は国際特許公開第WO 98/39352号および同第WO 99/14226号明細書に記述されている。
天然および修飾核酸塩基
オリゴヌクレオチドはまた、核酸塩基(当該技術分野ではしばしば単純に「塩基」と称される)修飾若しくは置換も包含しうる。本明細書で使用されるところの「未修飾」若しくは「天然の」核酸塩基は、プリン塩基アデニン(A)およびグアニン(G)ならびにピリミジン塩基チミン(T)、シトシン(C)およびウラシル(U)を包含する。修飾核酸塩基は、5−メチルシトシン(5−me−C)、5−ヒドロキシメチルシトシン、キサンチン、ヒポキサンチン、2−アミノアデニン、アデニンおよびグアニンの6−メチルおよび他のアルキル誘導体、アデニンおよびグアニンの2−プロピルおよび他のアルキル誘導体、2−チオウラシル、2−チオチミンおよび2−チオシトシン、5−ハロウラシルおよびシトシン、5−プロピニル(−C≡CH)ウラシルおよびシトシン、ならびにピリミジン塩基の他のアルキニル誘導体、6−アゾウラシル、シトシンおよびチミン、5−ウラシル(プソイドウラシル)、4−チオウラシル、8−ハロ、8−アミノ、8−チオール、8−チオアルキル、8−ヒドロキシルおよび他の8−置換アデニンおよびグアニン、5−ハロ、とりわけ5−ブロモ、5−トリフルオロメチルおよび他の5−置換ウラシルおよびシトシン、7−メチルグアニンおよび7−メチルアデニン、2−F−アデニン、2−アミノ−アデニン、8−アザグアニンおよび8−アザアデニン、7−デアザグアニンおよび7−デアザアデニン、ならびに3−デアザグアニンおよび3−デアザアデニンのような他の合成および天然の核酸塩基を包含する。さらなる修飾核酸塩基は、フェノキサジンシチジン(1H−ピリミド[5,4−b][1,4]ベンゾキサジン−2(3H)−オン)、フェノチアジンシチジン(1H−ピリミド[5,4−b][1,4]ベンゾチアジン−2(3H)−オン)、置換フェノキサジンシチジンのようなG−clamp(例えば9−(2−アミノエトキシ)−H−ピリミド[5,4−b][1,4]ベンゾキサジン−2(3H)−オン)、カルバゾールシチジン(2H−ピリミド[4,5−b]インドル−2−オン)、ピリドインドールシチジン(H−ピリド[3’,2’:4,5]ピロロ[2,3−d]ピリミジン−2−オン)のような三環性ピリミジンを包含する。修飾核酸塩基は、プリン若しくはピリミジン塩基が他の複素環で置換されているもの、例えば7−デアザアデニン、7−デアザグアノシン、2−アミノピリジンおよび2−ピリドンもまた包含しうる。さらなる核酸塩基は、米国特許第3,687,808号明細書に開示されるもの、The
Concise Encyclopedia Of Polymer Science
And Engineering、858−859ページ、Kroschwitz,J
.I.編、John Wiley & Sons、1990に開示されるもの、Englischら、Angewandte Chemie、International Edition、1991、30、613により開示されるもの、およびSanghvi,Y.S.、第15章、Antisense Research and Applications、289−302ページ、Crooke,S.T.とLebleu,B.編、CRC Press、1993により開示されるものを包含する。これらの核酸塩基のあるものは本発明の化合物の結合親和性を増大させるのにとりわけ有用である。これらは、5−置換ピリミジン、6−アザピリミジン、ならびに2−アミノプロピルアデニン、5−プロピニルウラシルおよび5−プロピニルシトシンを包含するN−2、N−6およびO−6置換プリンを包含する。5−メチルシトシン置換は核酸二重鎖の安定性を0.6〜1.2℃増大させることが示されており、そして、なおより具体的には2’−O−メトキシエチル糖修飾と組合せた場合に現在好ましい塩基置換である。
上で示される修飾核酸塩基ならびに他の修飾核酸塩基のあるものの製造法を教示する代表的な米国特許は、限定されるものでないが、上に示された米国特許第3,687,808号明細書、ならびに米国特許第4,845,205号;同第5,130,302号;同第5,134,066号;同第5,175,273号;同第5,367,066号;同第5,432,272号;同第5,457,187号;同第5,459,255号;同第5,484,908号;同第5,502,177号;同第5,525,711号;同第5,552,540号;同第5,587,469号;同第5,594,121号;同第5,596,091号;同第5,614、617号;同第5,645,985号;同第5,830,653号;同第5,763,588号;同第6,005,096号;および同第5,681,941号明細書(それらのあるものは本出願と共通に所有されかつそれらのそれぞれは引用することにより本明細書に組込まれる)、ならびに米国特許第5,750,692号明細書(本出願と共通に所有されかつまた引用することにより本明細書に組込まれる)を挙げることができる。
複合物
本発明のオリゴヌクレオチドの別の修飾は、該オリゴヌクレオチドの活性、細胞分布若しくは細胞の取り込みを高める1種若しくはそれ以上の部分若しくは複合物(conjugate)を該オリゴヌクレオチドに化学的に結合することを伴う。これらの部分若しくは複合物は、一級若しくは二級ヒドロキシル基のような官能基に共有結合された複合物基を包含し得る。本発明の複合物基は、インターカレーター、レポーター分子、ポリアミン、ポリアミド、ポリエチレングリコール、ポリエーテル、オリゴマーの薬動力学特性を高める基、およびオリゴマーの薬物動態特性を高める基を包含する。典型的な複合物基は、コレステロール、脂質、リン脂質、ビオチン、フェナジン、葉酸、フェナントリジン、アントラキノン、アクリジン、フルオレセイン、ローダミン、クマリンおよび色素を包含する。本発明の情況において薬動力学特性を高める基は、取り込みを向上させる、分解に対する抵抗性を高める、および/若しくは標的核酸との配列特異的ハイブリダイゼーションを強化する基を包含する。本発明の情況において薬物動態特性を高める基は、本発明の化合物の取り込み、分布、代謝若しくは排泄を向上させる基を包含する。代表的な複合物基は、1992年10月23日出願の国際特許出願第PCT/US92/09196号明細書および米国特許第6,287,860号明細書(それらの開示全体は引用することにより本明細書に組込まれる)に開示されている。複合物部分は、限定されるものでないが、コレステロール部分、コール酸のような脂質部分、チオエーテル、例えばヘキシル−S−トリチルチオール、チオコレステロール、脂肪族鎖、例えばドデカンジオール若しくはウンデシル残基、リン脂質、例えばジ−ヘキサデシル−rac−グリセロール若しくはトリエチルアンモニウム1,2−ジ−O−ヘキサデシル−rac−グリセロ−3−H−ホスホネート、ポリアミン若しくはポリエチレングリコール鎖、若しくはアダマンタン酢酸、パルミチル部分、またはオクタデシルアミン若しくはヘキシルアミノ−カルボニル−オキシ
コレステロール部分を挙げることができる。本発明のオリゴヌクレオチドは、活性の薬物物質、例えばアスピリン、ワルファリン、フェニルブタゾン、イブプロフェン、スプロフェン、フェンブフェン、ケトプロフェン、(S)−(+)−プラノプロフェン、カルプロフェン、ダンシルサルコシン、2,3,5−トリヨード安息香酸、フルフェナム酸、ホリニン酸、ベンゾチアジアジド、クロロチアジド、ジアゼピン、インドメチシン、バルビツレート、セファロスポリン、サルファ剤、抗糖尿病薬、抗菌薬若しくは抗生物質にもまた複合しうる。オリゴヌクレオチド−薬物複合物およびそれらの製造法は、米国特許出願第09/334,130号明細書(1999年6月15日出願)(そっくりそのまま引用することにより本明細書に組込まれる)に記述されている。
こうしたオリゴヌクレオチド複合物の製造法を教示する代表的な米国特許は、限定されるものでないが、米国特許第4,828,979号;同第4,948,882号;同第5,218,105号;同第5,525,465号;同第5,541,313号;同第5,545,730号;同第5,552,538号;同第5,578,717号、同第5,580,731号;同第5,580,731号;同第5,591,584号;同第5,109,124号;同第5,118,802号;同第5,138,045号;同第5,414,077号;同第5,486,603号;同第5,512,439号;同第5,578,718号;同第5,608,046号;同第4,587,044号;同第4,605,735号;同第4,667,025号;同第4,762,779号;同第4,789,737号;同第4,824,941号;同第4,835,263号;同第4,876,335号;同第4,904,582号;同第4,958,013号;同第5,082,830号;同第5,112,963号;同第5,214,136号;同第5,082,830号;同第5,112,963号;同第5,214,136号;同第5,245,022号;同第5,254,469号;同第5,258,506号;同第5,262,536号;同第5,272,250号;同第5,292,873号;同第5,317,098号;同第5,371,241号、同第5,391,723号;同第5,416,203号、同第5,451,463号;同第5,510,475号;同第5,512,667号;同第5,514,785号;同第5,565,552号;同第5,567,810号;同第5,574,142号;同第5,585,481号;同第5,587,371号;同第5,595,726号;同第5,597,696号;同第5,599,923号;同第5,599,928号および同第5,688,941号明細書(それらのあるものは本出願と共通に所有されかつそれらのそれぞれは引用することにより本明細書に組込まれる)を挙げることができる。
本発明の組成物で使用されるオリゴマー化合物はまた、例えばヌクレアーゼ安定性のような特性を高めるためにオリゴマー化合物の一方若しくは双方の末端に一般に結合される1個若しくはそれ以上の安定化基を有するようにも修飾し得る。cap構造は安定化基に包含される。「cap構造若しくは末端cap部分」により、オリゴヌクレオチドのいずれかの末端に組込まれた化学修飾を意味している(例えば国際特許公開第WO 97/26270号明細書(引用することにより本明細書に組込まれる)を参照されたい)。これらの末端修飾は、末端核酸分子を有するオリゴマー化合物をエキソヌクレアーゼ分解から保護し、かつ、細胞内への送達および/若しくは局在化で補助し得る。capは5’末端(5’−cap)若しくは3’末端(3’−cap)に存在し得るか、または双方の末端に存在し得る。制限しない例において、5’−capは、反転無塩基残基(部分)、4’,5’−メチレンヌクレオチド;1−(β−D−エリトロフラノシル)ヌクレオチド、4’−チオヌクレオチド、炭素環ヌクレオチド;1,5−アンヒドロヘキシトールヌクレオチド;L−ヌクレオチド;α−ヌクレオチド;修飾塩基ヌクレオチド;ホスホロジチオエート結合;threo−ペントフラノシルヌクレオチド;非環式3’,4’−セコヌクレオチド;非環式3,4−ジヒドロキシブチルヌクレオチド;非環式3,5−ジヒドロキシペンチルリウクレオチド、3’−3’−反転ヌクレオチド部分;3’−3’−反転無塩基
部分;3’−2’−反転ヌクレオチド部分;3’−2’−反転無塩基部分;1,4−ブタンジオールリン酸;3’−ホスホルアミデート;ヘキシルリン酸;アミノヘキシルリン酸;3’−リン酸;3’−ホスホロチオエート;ホスホロジチオエート;または架橋若しくは非架橋メチルホスホネート部分を包含する(さらなる詳細については、Wincottら、国際PCT公開第WO 97/26270号明細書(引用することにより本明細書に組込まれる)を参照されたい)。
本発明のとりわけ好ましい3’−cap構造は、例えば、4’,5’−メチレンヌクレオチド;1−(β−D−エリトロフラノシル)ヌクレオチド;4’−チオヌクレオチド、炭素環ヌクレオチド;5’−アミノ−アルキルリン酸;1,3−ジアミノ−2−プロピルリン酸、3−アミノプロピルリン酸;6−アミノヘキシルリン酸;1,2−アミノドデシルリン酸;ヒドロキシプロピルリン酸;1,5−アンヒドロヘキシトールヌクレオチド;L−ヌクレオチド;α−ヌクレオチド;修飾塩基ヌクレオチド;ホスホロジチオエート;threo−ペントフラノシルヌクレオチド;非環式3’,4’−セコヌクレオチド;3,4−ジヒドロキシブチルヌクレオチド;3,5−ジヒドロキシペンチルヌクレオチド、5’−5’−反転ヌクレオチド部分;5’−5’−反転無塩基部分;5’−ホスホルアミデート;5’−ホスホロチオエート;1,4−ブタンジオールリン酸;5’−アミノ;架橋および/若しくは非架橋5’−ホスホルアミデート、ホスホロチオエートおよび/若しくはホスホロジチオエート、架橋若しくは非架橋メチルホスホネート、ならびに5’−メルカプト部分を包含する(さらなる詳細については、BeaucageとTyer、1993、Tetrahedron、49、1925(引用することにより本明細書に組込まれる)を参照されたい)。
ヌクレアーゼ安定性を与えるためにオリゴマー化合物の一端若しくは双方の端をキャッピングするのに使用し得るさらなる3’および5’安定化基は、2003年1月16日公開の第WO 03/004602号明細書に開示されるものを包含する。
キメラ化合物
所定の一化合物中の全部の位置が均一に修飾されることは必要でなく、そして、事実、前述の修飾の1種以上を、単一の化合物、若しくは一オリゴヌクレオチド内の単一ヌクレオチドにさえ組込みうる。
本発明はまた、キメラ化合物であるアンチセンス化合物も包含する。本発明の情況において、「キメラ」アンチセンス化合物若しくは「キメラ」は、最低1個の単量体単位、すなわちオリゴヌクレオチド化合物の場合にはヌクレオチドからそれぞれ構成される2個若しくはそれ以上の化学的に別個の領域を含有するアンチセンス化合物、とりわけオリゴヌクレオチドである。これらのオリゴヌクレオチドは、典型的に、ヌクレアーゼ分解に対する増大した抵抗性、増大した細胞の取り込み、増大した安定性および/若しくは標的核酸に対する増大した結合親和性を該オリゴヌクレオチドに付与するように該オリゴヌクレオチドが改変されている最低1領域を含有する。該オリゴヌクレオチドの付加的な一領域が、RNA:DNA若しくはRNA:RNAハイブリッドを切断することが可能な酵素の基質としてはたらきうる。例として、RNアーゼHはRNA:DNA二重鎖のRNA鎖を切断する細胞のエンドヌクレアーゼである。RNアーゼHの活性化は、従ってRNA標的の切断をもたらし、それにより遺伝子発現のオリゴヌクレオチド媒介性の阻害の効率を大きく高める。RNA:RNAハイブリッドの切断は、同様の様式で、細胞およびウイルス双方のRNAを切断するRNアーゼLのようなエンドリボヌクレアーゼの作用により達成し得る。RNA標的の切断は、ゲル電気泳動、および必要な場合は当該技術分野で既知の関連した核酸ハイブリダイゼーション技術により慣例に検出し得る。
好ましいキメラオリゴヌクレオチドは本明細書の実施例に開示されるものである。とり
わけ好ましいキメラオリゴヌクレオチドは、ISIS 133726、ISIS 133719、ISIS 140177、ISIS 104183、ISIS 140180、ISIS 133731、ISIS 140187、ISIS 133712、ISIS
140194、ISIS 133730およびISIS 133729と称されるものである。
本発明のキメラアンチセンス化合物は、上述されたところの2種若しくはそれ以上のオリゴヌクレオチド、修飾オリゴヌクレオチド、オリゴヌクレオシドおよび/若しくはオリゴヌクレオチド模倣物の混成構造として形成しうる。キメラアンチセンス化合物は数種の異なる型のものであり得る。これらは、結合されたヌクレオシドの「ギャップ」セグメントが、結合されたヌクレオシドの5’および3’の「ウィング(wing)」セグメントの間に配置されている第一の型、ならびに「ギャップ」セグメントが該オリゴマー化合物の3’若しくは5’いずれかの末端に位置する第二の「開放端(open end)」型を包含する。第一の型のオリゴヌクレオチドは、「ギャップマー」若しくはギャップトオリゴヌクレオチド(gapped oligonucleotide)として当該技術分野で既知でもまたある。第二の型のオリゴヌクレオチドは「ヘミマー(hemimer)」若しくは「ウィングマー(wingmer)」としてもまた既知である。
こうした化合物はまた当該技術分野でハイブリッドとも称される。長さ20ヌクレオチドであるギャップマーにおいて、ギャップ若しくはウィングは、長さ1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17若しくは18ヌクレオチドであり得る。一態様において、20ヌクレオチドのギャップマーは、長さ6ヌクレオチドのウィングにより5’および3’双方の側で隣接されている長さ8ヌクレオチドのギャップから構成される。別の態様において、20ヌクレオチドのギャップマーは、長さ5ヌクレオチドのウィングにより5’および3’双方の側で隣接されている長さ10ヌクレオチドのギャップから構成される。別の態様において、20ヌクレオチドのギャップマーは、長さ4ヌクレオチドのウィングにより5’および3’双方の側で隣接されている長さ12ヌクレオチドのギャップから構成される。さらなる一態様において、20ヌクレオチドのギャップマーは、長さ3ヌクレオチドのウィングにより5’および3’双方の側で隣接されている長さ14ヌクレオチドのギャップから構成される。別の態様において、20ヌクレオチドのギャップマーは、長さ2ヌクレオチドのウィングにより5’および3’双方の側で隣接されている長さ16ヌクレオチドのギャップから構成される。さらなる一態様において、20ヌクレオチドのギャップマーは、長さ1ヌクレオチドのウィングにより5’および3’双方の端で隣接されている長さ18ヌクレオチドのギャップから構成される。あるいは、ウィングは異なる長さのものであり、例えば、20ヌクレオチドのギャップマーは、一方の側(5’若しくは3’)で6ヌクレオチドのウィング、および他方の側(5’若しくは3’)で4ヌクレオチドのウィングにより隣接されている長さ10ヌクレオチドのギャップから構成されうる。
長さ20ヌクレオチドのヘミマーすなわち「開放端」キメラアンチセンス化合物において、該オリゴマー化合物の5’若しくは3’いずれかの末端に配置されるギャップセグメントは、長さ1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18若しくは19ヌクレオチドであり得る。例えば、20ヌクレオチドのヘミマーは、5’端に10ヌクレオチドのギャップセグメントおよび3’端に10ヌクレオチドの第二のセグメントを有し得る。あるいは、20ヌクレオチドのヘミマーは、3’端に10ヌクレオチドのギャップセグメントおよび5’端に10ヌクレオチドの第二のセグメントを有し得る。
こうしたハイブリッド構造の製造法を教示する代表的な米国特許は、限定されるものでないが、米国特許第5,013,830号;同第5,149,797号;同第5,220
,007号;同第5,256,775号;同第5,366,878号;同第5,403,771号;同第5,491,133号;同第5,565,350号;同第5,623,065号;同第5,652,355号;同第5,652,356号;および同第5,700,922号明細書(それらのあるものは本出願と共通に所有されかつそれらのそれぞれはそっくりそのまま引用することにより本明細書に組込まれる)を挙げることができる。
G.製剤
本発明の化合物はまた、取り込み、分布および/若しくは吸収において補助するために、例えばリポソーム、受容体を標的とする分子、経口、直腸、局所若しくは他の製剤のとして、他の分子、分子構造若しくは化合物の混合物と混合、それらで被包化、それらと複合物形成若しくは別の方法で会合もさせうる。こうした取り込み、分布および/若しくは吸収を補助する製剤の製造法を教示する代表的な米国特許は、限定されるものでないが米国特許第5,108,921号;同第5,354,844号;同第5,416,016号;同第5,459,127号;同第5,521,291号;同第5,543,158号;同第5,547,932号;同第5,583,020号;同第5,591,721号;同第4,426,330号;同第4,534,899号;同第5,013,556号;同第5,108,921号;同第5,213,804号;同第5,227,170号;同第5,264,221号;同第5,356,633号;同第5,395,619号;同第5,416,016号;同第5,417,978号;同第5,462,854号;同第5,469,854号;同第5,512,295号;同第5,527,528号;同第5,534,259号;同第5,543,152号;同第5,556,948号;同第5,580,575号;および同第5,595,756号明細書(それらのそれぞれは引用することにより本明細書に組込まれる)を挙げることができる。
本発明のアンチセンス化合物は、いかなる製薬学的に許容できる塩、エステル、若しくはこうしたエステルの塩、またはヒトを包含する動物への投与に際して生物学的に活性の代謝物若しくはそれらの残留物を(直接若しくは間接的に)提供することが可能であるいかなる他の化合物も包含する。
「製薬学的に許容できる塩」という用語は、本発明の化合物の生理学的および製薬学的に許容できる塩、すなわち、親化合物の所望の生物学的活性を保持しかつそれに望ましくない毒物学的効果を与えない塩を指す。オリゴヌクレオチドについて、製薬学的に許容できる塩およびそれらの用途の好ましい例は、米国特許第6,287,860号明細書(そっくりそのまま本明細書に組込まれる)にさらに記述されている。
本発明はまた、本発明のアンチセンス化合物を包含する製薬学的組成物および製剤も包含する。本発明の製薬学的組成物は、局所処置が望ましいか全身処置が望ましいか、および処置されるべき領域に依存して多数の方法で投与しうる。投与は、局所(眼ならびに膣および直腸送達を包含する粘膜へを包含する)、例えば、ネブライザーによるを包含する粉末若しくはエアゾルの吸入(inhalation)若しくは吸入(insufflation)による肺;気管内、鼻内、表皮および経皮)、経口若しくは非経口でありうる。非経口投与は、静脈内、動脈内、皮下、腹腔内若しくは筋肉内注入(injection)若しくは注入(infusion);または頭蓋内、例えば髄腔内若しくは脳室内投与を包含する。最低1個の2’−O−メトキシエチル修飾を伴うオリゴヌクレオチドが経口投与にとりわけ有用であると考えられる。局所投与のための製薬学的組成物および製剤は、経皮貼付剤、軟膏剤、ローション剤、クリーム剤、ゲル剤、滴剤、坐剤、スプレー剤、液体および散剤を包含しうる。慣習的製薬学的担体、水性、粉末若しくは油性基剤、増粘剤などが必要であるかもしくは望ましいことができる。コーティングしたコンドーム、手袋などもまた有用でありうる。
単位投薬形態物で便宜的に提示しうる本発明の製薬学的製剤は、製薬業界で公知の慣習的技術に従って製造しうる。こうした技術は、有効成分を製薬学的担体(1種若しくは複数)または賦形剤(1種若しくは複数)との連合にもたらす段階を包含する。一般に、製剤は、液体担体若しくは微粉化した固体担体または双方と有効成分を均一かつ緊密に連合にもたらすこと、およびその後必要な場合は生成物を造形することにより製造する。
本発明の組成物は、限定されるものでないが、錠剤、カプセル剤、ゲルカプセル剤、液体シロップ剤、ソフトゲル剤、坐剤および浣腸剤を挙げることができる多くの可能な投薬形態物のいずれにも処方しうる。本発明の組成物は水性、非水性若しくは混合媒体中の懸濁剤としてもまた処方しうる。水性懸濁剤は、例えばカルボキシメチルセルロースナトリウム、ソルビトールおよび/若しくはデキストランを包含する懸濁剤の粘度を増大させる物質をさらに含有しうる。懸濁剤は安定剤もまた含有しうる。
本発明の製薬学的組成物は、限定されるものでないが、溶液、乳剤、泡状物およびリポソーム含有製剤を挙げることができる。本発明の製薬学的組成物および製剤は、1種若しくはそれ以上の浸透増強剤、担体、賦形剤、または他の有効若しくは不活性成分を含みうる。
乳剤は、典型的に、通常は直径が0.1μmを超える液滴の形態で別の液体中に分散されている1種の液体の不均質な系である。乳剤は、分散された相に加えての付加的な成分、および水相、油相のいずれか中の溶液として、若しくはそれ自身別個の相として存在しうる有効成分を含有しうる。マイクロエマルジョンが本発明の一態様として包含される。乳剤およびそれらの用途は当該技術分野で公知であり、かつ、米国特許第6,287,860号明細書(そっくりそのまま本明細書に組込まれる)にさらに記述されている。
本発明の製剤はリポソーム製剤を包含する。本発明で使用されるところの「リポソーム」という用語は、球形の二層(1個若しくは複数)中に配置された両親媒性脂質から構成される小胞を意味している。リポソームは、親油性物質から形成される膜および送達されるべき組成物を含有する水性内部を有する単層若しくは多層小胞である。陽イオン性リポソームは正に荷電したリポソームであり、負に荷電したDNA分子と相互作用して安定な複合体を形成すると考えられる。pH感受性であるか若しくは負に荷電したリポソームは、DNAと複合体形成するよりもむしろそれを閉じこめると考えられる。陽イオン性および非陽イオン性双方のリポソームがDNAを細胞に送達するのに使用されている。
リポソームは「立体的に安定化された」リポソーム(本明細書で使用されるところの1種若しくはそれ以上の特化した脂質を含んでなるリポソームを指す用語)もまた包含する。リポソーム中に組込まれる場合に、これらの特化した脂質は、こうした特化した脂質を欠くリポソームに関して高められた循環寿命をもたらす。立体的に安定化されたリポソームの例は、該リポソームの小胞を形成する脂質部分の一部が1種若しくはそれ以上の糖脂質を含んでなるかまたはポリエチレングリコール(PEG)部分のような1種若しくはそれ以上の親水性ポリマーで誘導体化されているものである。リポソームおよびそれらの用途は、米国特許第6,287,860号明細書(そっくりそのまま本明細書に組込まれる)にさらに記述されている。
本発明の製薬学的製剤および組成物は界面活性剤もまた包含しうる。薬物製品、製剤および乳剤中での界面活性剤の使用は当該技術分野で公知である。界面活性剤およびそれらの用途は米国特許第6,287,860号明細書(そっくりそのまま本明細書に組込まれる)にさらに記述されている。
一態様において、本発明は核酸、とりわけオリゴヌクレオチドの効率的な送達を遂げる
ために多様な浸透増強剤を使用する。細胞膜を横断する非親油性薬物の拡散を補助することに加え、浸透増強剤は親油性薬物の浸透性もまた高める。浸透増強剤は、5種の広範な範疇、すなわち界面活性剤、脂肪酸、胆汁酸塩、キレート剤およびキレートしない非界面活性剤の1つに属するとして分類しうる。浸透増強剤およびそれらの用途は、米国特許第6,287,860号明細書(そっくりそのまま本明細書に組込まれる)にさらに記述されている。
当業者は、製剤がそれらの意図される使用すなわち投与経路に従って慣例に設計されることを認識するであろう。
局所投与に好ましい製剤は、本発明のオリゴヌクレオチドが脂質、リポソーム、脂肪酸、脂肪酸エステル、ステロイド、キレート剤および界面活性剤のような局所送達剤との混合状態にあるものを包含する。好ましい脂質およびリポソームは、中性(例えばジオレオイルホスファチジルDOPEエタノールアミン、ジミリストイルホスファチジルコリン DMPC、ジステアロイルホスファチジルコリン)、負(例えばジミリストイルホスファチジルグリセロール DMPG)ならびに陽イオン性(例えばジオレオイルテトラメチルアミノプロピル DOTAPおよびジオレオイルホスファチジルエタノールアミン DOTMA)を包含する。
局所若しくは他の投与のため、本発明のオリゴヌクレオチドをリポソーム内に被包化しうるか、若しくはそれら、とりわけ陽イオン性リポソームと複合体を形成しうる。あるいは、オリゴヌクレオチドは脂質、とりわけ陽イオン性脂質と複合体形成しうる。好ましい脂肪酸およびエステル、それらの製薬学的に許容できる塩、ならびにそれらの用途は、米国特許第6,287,860号明細書(そっくりそのまま本明細書に組込まれる)にさらに記述されている。局所製剤は、1999年5月20日出願の米国特許出願第09/315,298号明細書(そっくりそのまま引用することにより本明細書に組込まれる)に詳細に記述されている。
経口投与のための組成物および製剤は、散剤若しくは顆粒剤、微粒子、ナノ粒子、水若しくは非水性媒体中の懸濁剤若しくは溶液、カプセル剤、ゲルカプセル剤、カシェ剤、錠剤若しくはミニ錠剤を包含する。増粘剤、着香料、希釈剤、乳化剤、分散助剤若しくは結合剤が望ましいことがある。好ましい経口製剤は、本発明のオリゴヌクレオチドが1種若しくはそれ以上の浸透増強剤界面活性剤およびキレート剤とともに投与されるものである。好ましい界面活性剤は、脂肪酸および/またはそれらのエステル若しくは塩、胆汁酸および/若しくはそれらの塩を包含する。好ましい胆汁酸/塩および脂肪酸ならびにそれらの用途は、米国特許第6,287,860号明細書(そっくりそのまま本明細書に組込まれる)にさらに記述されている。浸透増強剤の組合せ、例えば胆汁酸/塩と組合せの脂肪酸/塩もまた好ましい。とりわけ好ましい組合せは、ラウリン酸、カプリン酸およびUDCAのナトリウム塩である。さらなる浸透増強剤は、ポリオキシエチレン−9−ラウリルエーテル、ポリオキシエチレン−20−セチルエーテルを包含する。本発明のオリゴヌクレオチドは、噴霧乾燥した粒子を包含する顆粒の形態で、または微粒子若しくはナノ粒子を形成するよう複合体形成されて経口で送達されうる。オリゴヌクレオチド複合剤およびそれらの用途は、米国特許第6,287,860号明細書(そっくりそのまま本明細書に組込まれる)にさらに記述されている。オリゴヌクレオチドのための経口製剤およびそれらの製造法は、米国特許公開第2003/0040497号明細書(2003年2月27日)およびその特許出願;米国特許公開第2003/0027780号明細書(2003年2月6日)およびその特許出願;ならびに2002年2月8日出願の米国特許出願第10/071,822号明細書(それらのそれぞれはそっくりそのまま引用することにより本明細書に組込まれる)に詳細に記述されている。
非経口、髄腔内若しくは脳室内投与のための組成物および製剤は、緩衝剤、希釈剤、ならびに限定されるものでないが浸透増強剤、担体化合物および他の製薬学的に許容できる担体若しくは賦形剤を挙げることができる他の適する添加物もまた含有しうる滅菌の水性溶液を包含しうる。
オリゴヌクレオチドは、許容できる投薬形態物で、例えば非経口若しくは非経口以外(non−parenteral)製剤として、in vivoでの送達のため処方しうる。非経口製剤は、静脈内(IV)、皮下(SC)、腹腔内(IP)、硝子体内および筋肉内(IM)製剤、ならびに肺吸入、鼻内投与、局所投与などを介する送達のための製剤を包含する。非経口以外製剤は、消化管を介する送達、例えば経口投与、直腸投与、空腸内点滴注入などのための製剤を包含する。直腸投与は浣腸剤若しくは坐剤としての投与を包含する。経口投与はカプセル剤、ゲルカプセル剤、丸剤、エリキシル剤などとしての投与を包含する。
いくつかの態様において、オリゴヌクレオチドは経口投与経路を介して被験体に投与しうる。被験体は動物でもヒト(人間)でもよい。動物被験体は、マウス、ラット、イヌ、モルモット、サル、ヒト以外の霊長類、ネコ若しくはブタのような哺乳動物でありうる。ヒト以外の霊長類はサルおよびチンパンジーを包含する。適する動物被験体は、マウス、ラット、マウス、ラット、イヌ、サル、ヒト以外の霊長類、ネコ若しくはブタのような実験動物でありうる。
いくつかの態様において、被験体はヒトでありうる。ある態様において、被験体は本明細書でより詳細に論考されるところの治療的処置の必要なヒト患者でありうる。ある態様において、被験体は、本明細書でより詳細に論考されるところの1種若しくはそれ以上の遺伝子の発現の調節が必要でありうる。いくつかの特定の態様において、被験体は、本明細書でより詳細に論考されるところの1種若しくはそれ以上の遺伝子の発現の阻害が必要でありうる。特定の態様において、被験体は、本明細書でより詳細に論考される治療の適応を得るために、C反応性タンパク質の調節、すなわち阻害若しくは増強が必要でありうる。
いくつかの態様において、本発明の非経口以外(例えば経口)オリゴヌクレオチド製剤は、該オリゴヌクレオチドの高められた生物学的利用性をもたらす。この情況において、「生物学的利用性」という用語は、特定の投与様式を使用して薬物を送達する場合に循環系(例えば血液、とりわけ血漿)に達する投与された薬物の部分の測定値を指す。高められた生物学的利用性は、別の投与様式に関して被験体の末梢血漿にオリゴヌクレオチドを送達する特定の一投与様式の能力を指す。例えば、非経口以外の投与様式(例えば経口様式)を使用して薬物を被験体に導入する場合、その投与様式の生物学的利用性を、異なる投与様式、例えばIV投与様式と比較しうる。いくつかの態様において、非経口以外(例えば経口、直腸、空腸内)投与後の化合物の血漿濃度曲線下面積(AUC)を、静脈内(i.v.)投与後の該薬物の血漿濃度曲線下面積(AUCiv)により除算して、IV経路に比較して非経口以外経路を介して吸収される化合物の画分を表す無次元の商(相対生物学的利用性、RB)を提供しうる。ある組成物の生物学的利用性は、第一の組成物の相対生物学的利用性(RB)が第二の組成物の相対生物学的利用性(RB)より大きい場合に、別の組成物の生物学的利用性と比較して高められたと言われる。
一般に、生物学的利用性は、薬物の最終的な作用部位が細胞内である場合であっても、達成される血中濃度と化合物の治療効果が関係付けられる場合に治療的有効性と相関する(van Berge−Henegouwenら、Gastroenterol.、1977、73、300)。生物学的利用性の研究は、1回の経口投与後の薬物の末梢血中濃度の変化を測定することにより薬物の腸吸収の程度を決定するのに使用されている(Di
Santo、Remington’s Pharmaceutical Sciences、第18版、Gennaro編、Mack Publishing Co.、ペンシルバニア州イーストン、1990中第76章、1451〜1458ページ)。
一般に、経口組成物の生物学的利用性は、その相対生物学的利用性が純粋なオリゴヌクレオチドより実質的になる組成物、すなわち浸透増強剤の非存在下のオリゴヌクレオチドの生物学的利用性より大きい場合に「高められた」と言われる。
器官の生物学的利用性はある器官中の化合物濃度を指す。器官の生物学的利用性は、全身X線撮影法のような多数の手段により試験被験体で測定しうる。器官の生物学的利用性は、本明細書でより詳細に論考されるとおり、オリゴヌクレオチドへの1種若しくはそれ以上の修飾により、1種若しくはそれ以上の担体化合物若しくは賦形剤の使用により、などで改変、例えば高めうる。一般に、生物学的利用性の増大は器官の生物学的利用性の増大をもたらすことができる。
本発明の経口オリゴヌクレオチド組成物は、「吸収増強剤」若しくは単純に「浸透増強剤」としてもまた知られる1種若しくはそれ以上の「粘膜浸透増強剤」を含みうる。従って、本発明のいくつかの態様は、最低1種の浸透増強剤と組合せの最低1種のオリゴヌクレオチドを含んでなる。一般に、浸透増強剤は、所望の投与様式と関連する粘膜(1種若しくは複数)、例えば腸上皮膜を横断する薬物の輸送を助長する物質である。従って、オリゴヌクレオチドの活性を妨害することなくかつ毒性、刺激若しくはアレルギー応答のような許容できない副作用を伴わずに該オリゴヌクレオチドを動物の身体中に導入し得るような様式でオリゴヌクレオチドの取り込みを助長する、1種若しくはそれ以上の浸透増強剤を選択することが望ましい。
本発明の態様は、1種若しくはそれ以上の製薬学的に許容できる浸透増強剤を含んでなる組成物、および非経口以外の投与様式を介して投与されるオリゴヌクレオチドの向上された生物学的利用性をもたらすこうした組成物の使用方法を提供する。これまで、ある種の浸透増強剤がある種の薬物の生物学的利用性を向上させるために使用されている。Muranishi、Crit.Rev.Ther.Drug Carrier Systems、1990、7、1およびLeeら、Crit.Rev.Ther.Drug Carrier Systems、1991、8、91を参照されたい。多数の異なる分類の浸透増強剤の使用により、非経口以外の手段により投与される場合でさえ、オリゴヌクレオチド(動物および人間に投与することが困難であることが既知である比較的複雑な分子)の取り込みおよび送達を大きく向上させ得ることが見出されている。
いくつかの態様において、非経口以外の投与のための組成物は、天然に存在するオリゴヌクレオチドからの1種若しくはそれ以上の修飾を包含する(すなわち完全なホスホジエステルデオキシリボシル若しくは完全なホスホジエステルリボシルオリゴヌクレオチド)。こうした修飾は、結合親和性、ヌクレアーゼ安定性、細胞若しくは組織浸透性、組織分布、または他の生物学的若しくは薬物動態特性を増大させうる。修飾は、オリゴヌクレオチド化学に関して本明細書でより詳細に論考されるとおり、一般に塩基、リンカー若しくは糖に対して行いうる。本発明のいくつかの態様において、被験体への投与のための組成物、およびとりわけ動物若しくはヒト被験体への投与のための経口組成物は、親和性、安定性、組織分布若しくは他の生物学的特性を高めるために1種若しくはそれ以上の修飾を有する修飾オリゴヌクレオチドを含むことができる。
適する修飾リンカーはホスホロチオエートリンカーを包含する。本発明のいくつかの態様において、オリゴヌクレオチドは最低1個のホスホロチオエートリンカーを有する。ホスホロチオエートリンカーは、オリゴヌクレオチドにヌクレアーゼ安定性ならびに血漿タ
ンパク質結合の特徴を提供する。ヌクレアーゼ安定性はオリゴヌクレオチドのin vivo寿命を延長するために有用である一方、血漿タンパク質結合は、腎排泄を介するオリゴヌクレオチドの初回通過消失の速度を低下させる。本発明のいくつかの態様において、オリゴヌクレオチドは最低2個のホスホロチオエートリンカーを有する。オリゴヌクレオチドが正確にn個のヌクレオシドを有するいくつかの態様において、オリゴヌクレオチドは1からn−1個までのホスホロチオエート結合を有する。オリゴヌクレオチドが正確にn個のヌクレオシドを有するいくつかの態様において、オリゴヌクレオチドはn−1個のホスホロチオエート結合を有する。オリゴヌクレオチドが正確にn個のヌクレオシドを有し、そしてnが偶数である他の態様において、オリゴヌクレオチドは1からn/2個までのホスホロチオエート結合、若しくは、nが奇数である場合は、1から(n−1)/2個までのホスホロチオエート結合を有する。いくつかの態様において、オリゴヌクレオチドは交替するホスホジエステル(PO)およびホスホロチオエート(PS)結合を有する。他の態様において、オリゴヌクレオチドは、2個若しくはそれ以上の連続するPO結合の最低1個の伸長および2個若しくはそれ以上のPS結合の最低1個の伸長を有する。他の態様において、オリゴヌクレオチドは最低1個のPS結合により中断されているPO結合の最低2個の伸長を有する。
いくつかの態様において、ヌクレオシドの最低1個が、ヌクレアーゼ安定性、結合親和性若しくはなんらかの他の有益な生物学的特性を糖に与える修飾によりリボシル糖単位上で修飾される。いくつかの場合において、糖の修飾は2’−修飾を包含し、例えばリボシル糖の2’−OHが置き換え(replaced)すなわち置換(substituted)される。2’−OHの適する置換は2’−Fおよび2’−アラビノ−Fを包含する。OHの適する置換は、2’−O−アルキル、例えば2’−O−メチル、および2’−O−置換アルキル、例えば2’−O−メトキシエチル、2’−O−アミノプロピルなどを包含する。いくつかの態様において、オリゴヌクレオチドは最低1個の2’−修飾を含有する。いくつかの態様において、オリゴヌクレオチドは最低2個の2’−修飾を含有する。いくつかの態様において、オリゴヌクレオチドは末端のそれぞれに最低1個の2’−修飾を有する(すなわち、3’および5’末端のヌクレオシドがそれぞれ同一若しくは異なる2’−修飾を有する)。いくつかの態様において、オリゴヌクレオチドは該オリゴヌクレオチドの各端に最低2個の連続した2’−修飾を有する。いくつかの態様において、オリゴヌクレオチドは最低1個のデオキシヌクレオシドをさらに含んでなる。特定の態様において、オリゴヌクレオチドは、該オリゴヌクレオチドがハイブリダイズすることが可能であるRNAのRNア―ゼ(例えばRNアーゼH)切断を活性化することが可能であるような、デオキシヌクレオシドの伸長を含んでなる。いくつかの態様において、RNAのRNアーゼ媒介性の切断を活性化することが可能なデオキシヌクレオシドの伸長は、約6ないし約16、例えば約8ないし約16個の連続するデオキシヌクレオシドを含んでなる。さらなる態様において、オリゴヌクレオチドはdsRNアーゼ酵素による切断を導き出すことが可能である。
本発明の非経口以外のオリゴヌクレオチド組成物の投与のための経口組成物は、限定されるものでないが錠剤、カプセル剤、液体シロップ剤、ソフトゲル剤、坐剤および浣腸剤を挙げることができる多様な投薬形態物に処方しうる。「消化管送達」という用語は例えば経口、直腸、内視鏡および舌下/頬側投与を包含する。これらの投与様式に共通の一要件は、消化管のなんらかの部分若しくは全部での吸収、およびそのように投与された核酸(1種若しくは複数)の効率的な粘膜浸透に対する必要性である。
頬側および舌下投与の場合でのような口腔粘膜を介する薬物の送達は、多くの例で、経口送達を介するよりも薬物の血漿濃度のより迅速な上昇を包含するいくつかの所望の特徴を有する(Harvey、Remington’s Pharmaceutical Sciences、第18版、Gennaro編、Mack Publishing Co
.、ペンシルバニア州イーストン、1990中第35章、711ページ)。
直接消化管の内部部分への薬物送達に内視鏡を使用しうる。例えば、内視鏡的逆行性胆道膵管造影法(ERCP)は広範な胃鏡検査を利用し、そして胆道および膵管への選択的到達を可能にする(Hirahataら、Gan To Kagaku Ryoho、1992、19(10 Suppl.)、1591)。リポソーム製剤を包含する製薬学的組成物は、内視鏡手段を介して、例えば十二指腸(Somogyiら、Pharm.Res.、1995、12、149)若しくは胃粘膜下組織(Akamoら、Japanese J.Cancer Res.、1994、85、652)のような消化管の部分に直接送達させ得る。胃洗浄装置(Inoueら、Artif.Organs、1997、21、28)および経皮的内視鏡的供給装置(Penningtonら、Ailment Pharmacol.Ther.、1995、9、471)もまた製薬学的組成物の直接消化管送達に使用し得る。
いくつかの態様において、オリゴヌクレオチド製剤は肛門を通して直腸若しくは下部腸に投与しうる。直腸坐剤、保持浣腸若しくは直腸カテーテルをこの目的上使用し得、そしてそうでなければ患者コンプライアンスを達成することが困難であるとみられる場合(例えば小児および老人の応用で、または患者が嘔吐しているか若しくは意識不明である場合)に好ましいとみられる。直腸投与は経口経路より迅速かつより高い血中濃度をもたらし得る(Harvey、Remington’s Pharmaceutical Sciences、第18版、Gennaro編、Mack Publishing Co.、ペンシルバニア州イーストン、1990中第35章、711ページ)。直腸から吸収される薬物の約50%が肝を迂回することができるため、この経路による投与は初回通過代謝の可能性を大きく低下させる(Benetら、Goodman & Gilman’s The Pharmacological Basis of Therapeutics、第9版、Hardmanら編、McGraw−Hill、ニューヨーク州ニューヨーク、1996中第1章)。
オリゴヌクレオチド組成物の有利な一非経口以外投与方法は経口送達である。いくつかの態様は、粘膜および上皮膜を横断するオリゴヌクレオチドおよび他の核酸の輸送を遂げるために多様な浸透増強剤を使用する。浸透増強剤は、5種の広範な範疇すなわち界面活性剤、脂肪酸、胆汁酸塩、キレート剤、およびキレートしない非界面活性剤の1種に属するとして分類しうる(Leeら、Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems、1991、p.92)。従って、いくつかの態様は、界面活性剤、脂肪酸、胆汁酸塩、キレート剤、およびキレートしない非界面活性剤よりなる群の最低1メンバーを含んでなる経口オリゴヌクレオチド組成物を含んでなる。さらなる態様は、最低1種の脂肪酸、例えばカプリン酸若しくはラウリン酸またはそれらの組合せ若しくは塩を含んでなる経口オリゴヌクレオチドを含んでなる。他の態様は、オリゴヌクレオチドおよび最低1種の浸透増強剤を共投与することを含んでなる、オリゴヌクレオチドの経口生物学的利用性を高める方法を含んでなる。
経口オリゴヌクレオチド組成物に添加しうる他の賦形剤は、消化管粘膜および他の上皮膜を通るオリゴヌクレオチドの吸収が高められるという結果を伴い、水性溶液に溶解した場合に、該溶液の表面張力若しくは該水性溶液と別の液体との間の界面張力を低下させる化学的実体である界面活性剤(すなわち「表面活性の剤」)を包含する。胆汁酸塩および脂肪酸に加え、界面活性剤は、例えばラウリル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレン−9−ラウリルエーテルおよびポリオキシエチレン−20−セチルエーテル(Leeら、Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems、1991、92ページ);ならびにFC−43のような全フッ素置換化合物乳剤(Takahashiら、J.Pharm.Pharmacol.、19
88、40、252)を包含する。
浸透増強剤として作用しかつ本発明の組成物中で使用しうる脂肪酸およびそれらの誘導体は、例えば、オレイン酸、ラウリン酸、カプリン酸(n−デカン酸)、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、リノール酸、リノレン酸、ジカプレート、トリカプレート、モノオレイン(1−モノオレオイル−rac−グリセロール)、ジラウリン、カプリル酸、アラキドン酸、グリセリル1−モノカプレート、1−ドデシルアザシクロヘプタン−2−オン、アシルカルニチン、アシルコリンならびにそれらのモノおよびジグリセリドならびに/若しくはそれらの生理学的に許容できる塩(すなわちオレイン酸塩、ラウリン酸塩、カプリン酸塩、ミリスチン酸塩、パルミチン酸塩、ステアリン酸塩、リノール酸塩など)を包含する(Leeら、Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems、1991、92ページ;Muranishi、Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems、1990、7、1;El−Haririら、J.Pharm.Pharmacol.、1992、44、651)。
いくつかの態様において、経口送達のためのオリゴヌクレオチド組成物は最低2個の別個の相を含んでなり、それらの相は粒子、カプセル、ゲルカプセル、マイクロスフェアなどを含みうる。各相は1種若しくはそれ以上のオリゴヌクレオチド、浸透増強剤、界面活性剤、生物接着剤、発泡剤、または他の補助物質、賦形剤若しくは希釈剤を含有しうる。いくつかの態様において、一相は最低1種のオリゴヌクレオチドおよび最低1種の浸透増強剤を含んでなる。いくつかの態様において、第一の相は最低1種のオリゴヌクレオチドおよび最低1種の浸透増強剤を含んでなる一方、第二の相は最低1種の浸透増強剤を含んでなる。いくつかの態様において、第一の相は最低1種のオリゴヌクレオチドおよび最低1種の浸透増強剤を含んでなる一方、第二の相は最低1種の浸透増強剤を含んでなりかつオリゴヌクレオチドを実質的に含まない。いくつかの態様において、最低一相が、その相の内容物の放出を遅らせるコーティング若しくはマトリックスのような最低1種の分解遅延剤とともに調合される。いくつかの態様において、第一の相は最低1種のオリゴヌクレオチド、最低1種の浸透増強剤を含んでなる一方、第二の相は最低1種の浸透増強剤および1種の放出遅延剤を含んでなる。特定の態様において、経口オリゴヌクレオチドは、1種のオリゴヌクレオチドおよび1種の浸透増強剤を含有する粒子を含んでなる第一の相、ならびに放出遅延剤で被覆されかつ浸透増強剤を含有する粒子を含んでなる第二の相を含んでなる。
多様な胆汁酸塩もまた、薬物の取り込みおよび生物学的利用性を助長するための浸透増強剤として機能する。胆汁の生理学的役割は、脂質および脂溶性ビタミンの分散および吸収の助長を包含する(Brunton、Goodman & Gilman’s The
Pharmacological Basis of Therapeutics、第9版、Hardmanら編、McGraw−Hill、ニューヨーク州ニューヨーク、1996中第38章、934〜935ページ)。多様な天然の胆汁酸塩およびそれらの合成誘導体が浸透増強剤として作用する。従って、「胆汁酸塩」という用語は、胆汁の天然に存在する成分のいずれも、ならびにそれらの合成誘導体のいずれも包含する。本発明の胆汁酸塩は、例えばコール酸(若しくはその製薬学的に許容できるナトリウム塩すなわちコール酸ナトリウム)、デヒドロコール酸(デヒドロコール酸ナトリウム)、デオキシコール酸(デオキシコール酸ナトリウム)、グルコール酸(glucholic acid)(グルコール酸ナトリウム)、グリコール酸(glycholic acid)(グリココール酸ナトリウム(sodium glycocholate)、グリコデオキシコール酸(グリコデオキシコール酸ナトリウム)、タウロコール酸(タウロコール酸ナトリウム)、タウロデオキシコール酸(タウロデオキシコール酸ナトリウム)、ケノデオキシコール酸(CDCA、ケノデオキシコール酸ナトリウム)、ウルソデオキシコール酸(UD
CA)、タウロ−24,25−ジヒドロフシジン酸ナトリウム(STDHF)、グリコジヒドロフシジン酸ナトリウムおよびポリオキシエチレン−9−ラウリルエーテル(POE)を包含する(Leeら、Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems、1991、92ページ;Swinyard、Remington’s Pharmaceutical Sciences、第18版、Gennaro編、Mack Publishing Co.、ペンシルバニア州イーストン、1990中第39章、782〜783ページ;Muranishi、Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems、1990、7、1;Yamamotoら、J.Pharm.Exp.Ther.、1992、263、25;Yamashitaら、J.Pharm.Sci.、1990、79、579)。
いくつかの態様において、本発明のいくつかの態様で有用な浸透増強剤は浸透増強化合物の混合物である。1種のこうした浸透増強剤は、カプリン酸および/若しくはラウリン酸またはそれらの塩例えばナトリウムとのUDCA(および/若しくはCDCA)の混合物である。こうした混合物は、粘膜、とりわけ腸粘膜を横断する生物学的有効成分の送達を高めるのに有用である。他の浸透増強剤混合物は、5〜95%のカプリン酸および/若しくはラウリン酸とともに約5〜95%の胆汁酸若しくは塩(1種若しくは複数)UDCAおよび/若しくはCDCAを含んでなる。特定の浸透増強剤は、それぞれ約1:2:2の比のUDCA、カプリン酸およびラウリン酸のナトリウム塩の混合物である。別のこうした浸透増強剤は、0.01:1ないし1:0.01の比(モル基準)のカプリン酸およびラウリン酸(若しくはそれらの塩)の混合物である。特定の態様において、カプリン酸およびラウリン酸は、例えば約0.1:1ないし約1:0.1、とりわけ約0.5:1ないし約1:0.5のモル比で存在する。
他の賦形剤は、消化管および他の粘膜を通るオリゴヌクレオチドの吸収が高められるという結果を伴うキレート剤、すなわち金属イオンと錯体を形成することにより溶液からそれらを除去する化合物を包含する。本発明における浸透増強剤としてのそれらの使用に関して、キレート剤は、DNアーゼ阻害剤としてもまたはたらくという付加された利点を有する。大部分の特徴づけられたDNAヌクレアーゼは触媒作用に二価の金属イオンを必要とし、そして従ってキレート剤により阻害されるからである(Jarrett、J.Chromatogr.、1993、618、315)。本発明のキレート剤は、限定されるものでないが、エチレンジアミン四酢酸二ナトリウム(EDTA)、クエン酸、サリチル酸塩(例えばサリチル酸ナトリウム、5−メトキシサリチル酸塩およびホモバニリン酸塩)、コラーゲンのN−アシル誘導体、ラウレス−9ならびにβ−ジケトンのN−アミノアシル誘導体(エナミン)を挙げることができる(Leeら、Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems、1991、92ページ;Muranishi、Critical Reviews in
Therapeutic Drug Carrier Systems、1990、7、1;Buurら、J.Control Rel.、1990、14、43)。
本明細書で使用されるところのキレートしない非界面活性剤の浸透増強剤は、キレート剤若しくは界面活性剤としてわずかな活性を示すがしかしにもかかわらず消化管および他の粘膜を通るオリゴヌクレオチドの吸収を高める化合物と定義しうる(Muranishi、Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems、1990、7、1)。この分類の浸透増強剤は、限定されるものでないが、不飽和環状尿素、1−アルキル−および1−アルケニルアザシクロアルカノン誘導体(Leeら、Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems、1991、92ページ);ならびにジクロフェナクナトリウム、インドメタシンおよびフェニルブタゾンのような非ステ
ロイド性抗炎症薬(Yamashitaら、J.Pharm.Pharmacol.、1987、39、621)を挙げることができる。
細胞レベルでオリゴヌクレオチドの取り込みを高める剤もまた、本発明の製薬学的および他の組成物に添加しうる。例えば、リポフェクチンのような陽イオン性脂質(Junichiら、米国特許第5,705,188号明細書)、陽イオン性グリセロール誘導体、およびポリリシンのようなポリカチオン分子(Lolloら、PCT出願第WO 97/30731号明細書)を使用し得る。
数種の経口オリゴヌクレオチド組成物は製剤中に担体化合物もまた組込む。本明細書で使用されるところの「担体化合物」若しくは「担体」は、不活性でありうる(すなわちそれ自体生物学的活性を有しない)か、または輸送、認識、若しくは経路の活性化若しくは媒介に必要とされうるか、あるいは例えば生物学的に活性の核酸を分解するか若しくは循環からのその除去を促進することにより生物学的活性を有する核酸の生物学的利用性を低下させるin vivo過程により核酸として認識される、核酸若しくはそのアナログを指すことができる。核酸および担体化合物の典型的には後者の物質の過剰を伴う共投与は、おそらく担体化合物と核酸との間の共通の受容体に対する競合により、肝、腎若しくは他の循環外の貯蔵所で回収される核酸の量の実質的減少をもたらし得る。例えば、部分的にホスホロチオエートのオリゴヌクレオチドの肝組織中での回収は、ポリイノシン酸、デキストラン硫酸、ポリシチジン酸若しくは4−アセトアミド−4’イソチオシアノ−スチルベン−2,2’−ジスルホン酸とそれを共投与する場合に低下され得る(Miyaoら、Antisense Res.Dev.、1995、5、115;Takakuraら、Antisense & Nucl.Acid Drug Dev.、1996、6、177)。
「製薬学的担体」若しくは「賦形剤」は、1種若しくはそれ以上の核酸を動物に送達するための製薬学的に許容できる溶媒、懸濁媒体若しくはいずれかの他の薬理学的に不活性のベヒクルでありうる。賦形剤は液体であっても固体であってもよく、そして、計画された投与様式を念頭におきつつ、核酸および所定の製薬学的組成物の他成分と組合せられる場合に所望の嵩、一貫性などを提供するように選択される。典型的な製薬学的担体は、限定されるものでないが、結合剤(例えば糊化済トウモロコシデンプン、ポリビニルピロリドン若しくはヒドロキシプロピルメチルセルロースなど);増量剤(例えば乳糖および他の糖、結晶セルロース、ペクチン、ゼラチン、硫酸カルシウム、エチルセルロース、ポリアクリレート若しくはリン酸水素カルシウムなど);滑沢剤(例えばステアリン酸マグネシウム、タルク、シリカ、コロイド状二酸化ケイ素、ステアリン酸、金属ステアリン酸塩、硬化植物油、トウモロコシデンプン、ポリエチレングリコール、安息香酸ナトリウム、酢酸ナトリウムなど);崩壊剤(例えばデンプン、デンプングリコール酸ナトリウム、エクスプロタブ[EXPLOTAB]TM崩壊剤);および湿潤剤(例えばラウリル硫酸ナトリウムなど)を挙げることができる。
経口オリゴヌクレオチド組成物は、製薬学的組成物中で慣習的に見出される他の補助成分を、それらの技術で確立された使用レベルで付加的に含有しうる。従って、例えば、該組成物は、例えば止痒剤(antipuritics)、収斂剤、局所麻酔薬若しくは抗炎症薬のような付加的な適合性の製薬学的有効成分を含有しうるか、または、色素、着香料、保存剤、抗酸化剤、乳白剤、増粘剤および安定剤のような本発明の組成物の多様な投薬形態物の物理的処方において有用な付加的な物質を含有しうる。しかしながら、こうした物質は、添加される場合に、本発明の組成物の成分の生物学的活性をはなはだしく妨害すべきでない。
本発明のある態様は、1種若しくはそれ以上のオリゴマー化合物、およびアンチセンス
以外の機序により機能する1種若しくはそれ以上の他の化学療法剤を含有する製薬学的組成物を提供する。こうした化学療法剤の例は、限定されるものでないが、ダウノルビシン、ダウノマイシン、ダクチノマイシン、ドキソルビシン、エピルビシン、イダルビシン、エソルビシン、ブレオマイシン、マホスファミド、イホスファミド、シトシンアラビノシド、ビス−クロロエチルニトロス尿素、ブスルファン、マイトマイシンC、アクチノマイシンD、ミトラマイシン、プレドニソン、ヒドロキシプロゲステロン、テストステロン、タモキシフェン、ダカルバジン、プロカルバジン、ヘキサメチルメラミン、ペンタメチルメラミン、ミトキサントロン、アムサクリン、クロラムブシル、メチルシクロヘキシルニトロス尿素、ナイトロジェンマスタード、メルファラン、シクロホスファミド、6−メルカプトプリン、6−チオグアニン、シタラビン、5−アザシチジン、ヒドロキシ尿素、デオキシコホルマイシン、4−ヒドロキシペルオキシシクロホスファミド、5−フルオロウラシル(5−FU)、5−フルオロデオキシウリジン(5−FUdR)、メトトレキセート(MTX)、コルヒチン、タキソール、ビンクリスチン、ビンブラスチン、エトポシド(VP−16)、トリメトレキセート、イリノテカン、トポテカン、ゲムシタビン、テニポシド、シスプラチンおよびジエチルスチルベストロール(DES)のような癌化学療法剤を挙げることができる。本発明の化合物とともに使用される場合、こうした化学療法剤は、個別に(例えば5−FUおよびオリゴヌクレオチド)、連続して(例えば5−FUおよびオリゴヌクレオチドをある期間、次いでMTXおよびオリゴヌクレオチド)、または1種若しくはそれ以上の他のこうした化学療法剤と組合せで(例えば5−FU、MTXおよびオリゴヌクレオチド、若しくは5−FU、放射線治療およびオリゴヌクレオチド)使用しうる。限定されるものでないが非ステロイド性抗炎症薬およびコルチコステロイドを挙げることができる抗炎症薬、ならびに限定されるものでないがリビビリン、ビダラビン、アシクロビルおよびガンシクロビルを挙げることができる抗ウイルス薬もまた、本発明の組成物中で組合せうる。アンチセンス化合物および他の非アンチセンス薬物の組合せもまた本発明の範囲内にある。2種若しくはそれ以上の組合せた化合物を一緒に若しくは連続して使用しうる。
別の関連した態様において、本発明の組成物は、第一の核酸を標的とする1種若しくはそれ以上のアンチセンス化合物、とりわけオリゴヌクレオチド、および第二の核酸標的を標的とする1種若しくはそれ以上の付加的なアンチセンス化合物を含有しうる。あるいは、本発明の組成物は、同一の核酸標的の異なる領域を標的とする2種若しくはそれ以上のアンチセンス化合物を含有しうる。アンチセンス化合物の多数の例が当該技術分野で既知である。2種若しくはそれ以上の組合せた化合物を一緒に若しくは連続して使用しうる。
H.投薬
治療的組成物の処方およびそれらのその後の投与(投薬)は当業者の熟練内にあると考えられる。投薬は、処置されるべき疾患状態の重症度および応答性に依存し、処置クールは数日から数ヶ月まで、または治癒が遂げられるまで若しくは疾患状態の縮小が達成されるまで持続する。至適の投薬スケジュールは、患者の体内の薬物の蓄積の測定値から計算し得る。当業者は、至適の投薬量、投薬の方法論および反復速度を容易に決定し得る。至適の投薬量は個々のオリゴヌクレオチドの相対的効力に依存して変動することがあり、そして一般にはin vitroおよびin vivo動物モデルで有効であることが見出されたEC50に基づき推定し得る。一般に、投薬量は、体重1kgあたり0.01μgから100gまで、体重1kgあたり0.1μgから10gまで、体重1kgあたり1.0μgから1gまで、体重1kgあたり10.0μgから100mgまで、体重1kgあたり100μgから10mgまで、若しくは体重1kgあたり1mgから5mgまでであり、そして、1日、週、月、若しくは年に1回若しくはそれ以上、または2ないし20年ごとに1回さえ与えうる。当業者は、測定された滞留時間および体液若しくは組織中の該薬物の濃度に基づき、投薬の反復速度を容易に推定し得る。成功裏の処置後、疾患状態の再発を予防するために患者に維持療法を受けさせることが望ましいかもしれない。維持療
法では、オリゴヌクレオチドを、体重1kgあたり0.01μgから100gまでの範囲にわたる維持用量で、1日1回若しくはそれ以上ないし20年ごとに1回投与する。
治療的組成物を用いる処置の効果を、前記処置を受領する患者若しくは被験体からの組織若しくは液体の収集後に評価し得る。患者若しくは被験体に対する有害な効果をもたらすことなく生検サンプルをある組織から獲得し得ることが当該技術分野で既知である。ある態様において、組織およびその構成細胞は、限定されるものでないが血液(例えばヒト造血前駆細胞、ヒト造血幹細胞、CD34細胞CD4細胞のような造血細胞)、リンパ球および他の血液系統の細胞、骨髄、乳房、子宮頚部、結腸、食道、リンパ節、筋、末梢血、口腔粘膜および皮膚を挙げることができる。他の態様において、液体およびその構成細胞は、限定されるものでないが血液、尿、精液、滑液、リンパ液および脳脊髄液を挙げることができる。患者から獲得した組織若しくは液体は、標的mRNA若しくはタンパク質の発現レベルについて評価し得る。付加的に、特定の疾患状態(disease state)、状態(condition)若しくは表現型と関連することが既知若しくは疑われる他の遺伝子のmRNA若しくはタンパク質の発現レベルを評価し得る。mRNAレベルは、リアルタイムPCR、ノーザンブロット、in situハイブリダイゼーション若しくはDNAアレイ分析により測定若しくは評価し得る。タンパク質レベルは、ELISA、イムノブロット、定量的タンパク質アッセイ、タンパク質活性アッセイ(例えばカスパーゼ活性アッセイ)免疫組織化学若しくは免疫細胞化学により測定若しくは評価し得る。
さらに、処置の効果は、当該技術分野で既知の慣例の臨床的方法により、処置を受領する患者若しくは被験体から収集した前述の組織および液体中の該疾患若しくは状態と関連する生物マーカーを測定することにより評価し得る。これらの生物マーカーは、限定されるものでないが:グルコース、コレステロール、リポタンパク質、トリグリセリド、遊離脂肪酸、ならびにグルコースおよび脂質代謝の他のマーカー;肝トランスアミナーゼ、ビリルビン、アルブミン、血中尿素窒素、クレアチンならびに腎および肝機能の他のマーカー;インターロイキン、腫瘍壊死因子、細胞内接着分子、C反応性タンパク質および炎症の他のマーカー;テストステロン、エストロゲンおよび他のホルモン;腫瘍マーカー;ビタミン、ミネラルならびに電解質を挙げることができる。
本発明はその好ましい態様のあるものに従って特異性を伴い記述したが、以下の実施例は本発明を具体的に説明するためにのみはたらき、そしてそれを制限することを意図していない。本出願にて引用される参考文献、GENBANK(R)受託番号などのそれぞれはそっくりそのまま引用することにより本明細書に組込まれる。
[実施例]
ヌクレオシドホスホルアミダイトの合成
アミダイトおよびそれらの中間体を包含する以下の化合物は、米国特許第6,426,220号明細書および国際特許公開第WO 02/36743号明細書に記述されるとおり製造した;5−メチルdCアミダイトの5’−O−ジメトキシトリチル−チミジン中間体、5−メチル−dCアミダイトの5’−O−ジメトキシトリチル−2’−デオキシ−5−メチルシチジン中間体、5−メチルdCアミダイトの5’−O−ジメトキシトリチル−2’−デオキシ−N4−ベンゾイル−5−メチルシチジンの最後から2番目の中間体、[5’−O−(4,4’−ジメトキシトリフェニルメチル)−2’−デオキシ−N−ベンゾイル−5−メチルシチジン−3’−O−イル]−2−シアノエチル−N,N−ジイソプロピルホスホルアミダイト(5−メチルdCアミダイト)、2’−フルオロデオキシアデノシン、2’−フルオロデオキシグアノシン、2’−フルオロウリジン、2’−フルオロデオキシシチジン、2’−O−(2−メトキシエチル)修飾アミダイト、2’−O−(2
−メトキシエチル)−5−メチルウリジン中間体、5’−O−DMT−2’−O−(2−メトキシエチル)−5−メチルウリジンの最後から2番目の中間体、[5’−O−(4,4’−ジメトキシトリフェニルメチル)−2’−O−(2−メトキシエチル)−5−メチルウリジン−3’−O−イル]−2−シアノエチル−N,N−ジイソプロピルホスホルアミダイト(MOE Tアミダイト)、5’−O−ジメトキシトリチル−2’−O−(2−メトキシエチル)−5−メチルシチジン中間体、5’−O−ジメトキシトリチル−2’−O−(2−メトキシエチル)−N−ベンゾイル−5−メチルシチジンの最後から2番目の中間体、[5’−O−(4,4’−ジメトキシトリフェニルメチル)−2’−O−(2−メトキシエチル)−N−ベンゾイル−5−メチルシチジン−3’−O−イル]−2−シアノエチル−N,N−ジイソプロピルホスホルアミダイト(MOE 5−Me−Cアミダイト)、[5’−O−(4,4’−ジメトキシトリフェニルメチル)−2’−O−(2−メトキシエチル)−N−ベンゾイルアデノシン−3’−O−イル]−2−シアノエチル−N,N−ジイソプロピルホスホルアミダイト(MOE Aアミダイト)、[5’−O−(4,4’−ジメトキシトリフェニルメチル)−2’−O−(2−メトキシエチル)−N−イソブチリルグアノシン−3’−O−イル]−2−シアノエチル−N,N−ジイソプロピルホスホルアミダイト(MOE Gアミダイト)、2’−O−(アミノオキシエチル)ヌクレオシドアミダイトおよび2’−O−(ジメチルアミノオキシエチル)ヌクレオシドアミダイト、2’−(ジメチルアミノオキシエトキシ)ヌクレオシドアミダイト、5’−O−tert−ブチルジフェニルシリル−O−2’−アンヒドロ−5−メチルウリジン、5’−O−tert−ブチルジフェニルシリル−2’−O−(2−ヒドロキシエチル)−5−メチルウリジン、2’−O−([2−フタルイミドキシ]エチル)−5’−t−ブチルジフェニルシリル−5−メチルウリジン、5’−O−tert−ブチルジフェニルシリル−2’−O−[(2−ホルムアドキシイミノオキシ(formadoximinooxy))エチル]−5−メチルウリジン、5’−O−tert−ブチルジフェニルシリル−2’−O−[N,N−ジメチルアミノオキシエチル]−5−メチルウリジン、2’−O−(ジメチルアミノオキシエチル)−5−メチルウリジン、5’−O−DMT−2’−O−(ジメチルアミノオキシエチル)−5−メチルウリジン、5’−O−DMT−2’−O−(2−N,N−ジメチルアミノオキシエチル)−5−メチルウリジン−3’−[(2−シアノエチル)−N,N−ジイソプロピルホスホルアミダイト]、2’−(アミノオキシエトキシ)ヌクレオシドアミダイト、N2−イソブチリル−6−O−ジフェニルカルバモイル−2’−O−(2−エトキシアセチル)−5’−O−(4,4’−ジメトキシトリチル)グアノシン−3’−[(2−シアノエチル)−N,N−ジイソプロピルホスホルアミダイト]、2’−ジメチルアミノエトキシエトキシ(2’−DMAEOE)ヌクレオシドアミダイト、2’−O−[2(2−N,N−ジメチルアミノエトキシ)エチル]−5−メチルウリジン、5’−O−ジメトキシトリチル−2’−O−[2(2−N,N−ジメチルアミノエトキシ)−エチル)]−5−メチルウリジン、ならびに5’−O−ジメトキシトリチル−2’−O−[2(2−N,N−ジメチルアミノエトキシ)−エチル)]−5−メチルウリジン−3’−O−(シアノエチル−N,N−ジイソプロピル)ホスホルアミダイト。
オリゴヌクレオチドおよびオリゴヌクレオシド合成
本発明により使用されるアンチセンス化合物は、固相合成の公知の技術により便宜的かつ慣例に作成しうる。こうした合成のための機器は、例えばApplied Biosystems(カリフォルニア州フォスターシティ)を包含するいくつかの製造供給元により販売されている。当該技術分野で既知のいかなる他のこうした合成手段も付加的に若しくは代替で使用しうる。ホスホロチオエートおよびアルキル化誘導体のようなオリゴヌクレオチドの類似の製造技術を使用することが公知である。
オリゴヌクレオチド:未置換および置換ホスホジエステル(P=O)オリゴヌクレオチ
ドは、ヨウ素による酸化を用いる標準的ホスホルアミダイト化学を使用して自動DNA合成機(Applied Biosystemsモデル394)で合成する。
ホスホロチオエート(P=S)は、以下を除いてホスホジエステルオリゴヌクレオチドに類似に合成する。すなわち、チア化(thiation)は、亜リン酸塩結合の酸化のためアセトニトリル中3,H−1,2−ベンゾジチオール−3−オン1,1−ジオキシドの10%w/v溶液を利用することにより遂げた。チア化(thiation)反応段階の時間を180秒に増大させ、そして通常のキャッピング段階により先行させた。CPGカラムからの切断および濃水酸化アンモニウム中55℃(12〜16時間)でのデブロッキング後に、1M NHOAc溶液から>3容量のエタノールで沈殿させることによりオリゴヌクレオチドを回収した。ホスフィネートオリゴヌクレオチドは米国特許第5,508,270号明細書(引用することにより本明細書に組込まれる)に記述されるとおり製造する。
アルキルホスホネートオリゴヌクレオチドは、米国特許第4,469,863号明細書(引用することにより本明細書に組込まれる)に記述されるとおり製造する。
3’−デオキシ−3’−メチレンホスホネートオリゴヌクレオチドは、米国特許第5,610,289号若しくは同第5,625,050号明細書(引用することにより本明細書に組込まれる)に記述されるとおり製造する。
ホスホルアミダイトオリゴヌクレオチドは、米国特許第5,256,775号若しくは米国特許第5,366,878号明細書(引用することにより本明細書に組込まれる)に記述されるとおり製造する。
アルキルホスホノチオエートオリゴヌクレオチドは、国際特許出願第PCT/US94/00902号および同第PCT/US93/06976号明細書(それぞれ第WO 94/17093号および同第WO 94/02499号明細書として公開)(引用することにより本明細書に組込まれる)に記述されるとおり製造する。
3’−デオキシ−3’−アミノホスホルアミデートオリゴヌクレオチドは、米国特許第5,476,925号明細書(引用することにより本明細書に組込まれる)に記述されるとおり製造する。
ホスホトリエステルオリゴヌクレオチドは、米国特許第5,023,243号明細書(引用することにより本明細書に組込まれる)に記述されるとおり製造する。
ボラノホスフェートオリゴヌクレオチドは、米国特許第5,130,302号および同第5,177,198号明細書(双方とも引用することにより本明細書に組込まれる)に記述されるとおり製造する。
オリゴヌクレオシド:メチレンメチルイミノ結合オリゴヌクレオシド(MMI結合オリゴヌクレオシドともまた同定される)、メチレンジメチルヒドラゾ結合オリゴヌクレオシド(MDH結合オリゴヌクレオシドともまた同定される)、およびメチレンカルボニルアミノ結合オリゴヌクレオシド(アミド−3結合オリゴヌクレオシドともまた同定される)、ならびにメチレンアミノカルボニル結合オリゴヌクレオシド(アミド−4結合オリゴヌクレオシドともまた同定される)、ならびに例えば交替するMMIおよびP=O若しくはP=S結合を有する混合バックボーン化合物は、米国特許第5,378,825号、同第5,386,023号、同第5,489,677号、同第5,602,240号および同第5,610,289号明細書(それらの全部は引用することにより本明細書に組込まれ
る)に記述されるとおり製造する。
ホルムアセタールおよびチオホルムアセタール結合オリゴヌクレオシドは、米国特許第5,264,562号および同第5,264,564号明細書(引用することにより本明細書に組込まれる)に記述されるとおり製造する。
エチレンオキシド結合オリゴヌクレオシドは、米国特許第5,223,618号明細書(引用することにより本明細書に組込まれる)に記述されるとおり製造する。
RNA合成
一般に、RNA合成の化学は戦略的中間反応での多様な保護基の選択的組込みに基づく。当業者は有機合成における保護基の使用を理解しているであろうとは言え、有用な一分類の保護基はシリルエーテルを包含する。とりわけ、嵩高いシリルエーテルは、2’−ヒドロキシル上の酸不安定性のオルトエステル保護基とともに5’−ヒドロキシルを保護するのに使用される。保護基のこの組はその場合、標準的な固相合成技術とともに使用する。全部の他の合成段階後に該酸不安定性のオルトエステル保護基を最後に除去することが重要である。さらに、合成の間のシリル保護基の早期の使用は、2’−ヒドロキシルの望ましくない脱保護を伴わずに所望の場合に容易な除去を確実にする。
差別的に除去されかつ差別的に化学的に不安定である保護基による2’−ヒドロキシルの保護とともに5’−ヒドロキシルの連続的保護のためのこの手順に従って、RNAオリゴヌクレオチドを合成した。
RNAオリゴヌクレオチドは段階的様式で合成する。各ヌクレオチドは、固体支持体に結合したオリゴヌクレオチドに連続的に(3’から5’の方向に)付加する。鎖の3’端の第一のヌクレオシドは固体支持体に共有結合されている。ヌクレオチド前駆体、リボヌクレオシドホスホルアミダイトおよび活性剤を添加して、第二の塩基を第一のヌクレオシドの5’端に結合させる。支持体を洗浄し、そして、いかなる未反応の5’−ヒドロキシル基も無水酢酸でキャッピングして、5’−アセチル部分を生じる。該結合をその後、より安定かつ最終的に所望のP(V)結合に酸化する。ヌクレオチド付加周期の終了時に、5’−シリル基をフッ化物で切断する。該周期を各その後のヌクレオチドについて反復する。
合成後に、リン酸上のメチル保護基を、DMF中1Mの二ナトリウム2−カルバモイル−2−シアノエチレン−1,1−ジチオラート三水和物(SNa)を利用して30分で切断する。脱保護溶液は水を使用して固体支持体に結合したオリゴヌクレオチドから洗浄する。支持体をその後、水中40%メチルアミンで55℃で10分間処理する。これがRNAオリゴヌクレオチドを溶液中に放出し、環外アミンを脱保護しかつ2’基を修飾する。該オリゴヌクレオチドをこの段階で陰イオン交換HPLCにより分析し得る。
2’−オルトエステル基は除去されるべき最後の保護基である。Dharmacon Research,Inc.(コネチカット州ラファイエット)により開発されたエチレングリコールモノアセテートオルトエステル保護基は、有用なオルトエステル保護基の一例であり、以下の重要な特性を有する。それはヌクレオシドホスホルアミダイト合成およびオリゴヌクレオチド合成の条件に対し安定である。しかしながら、オリゴヌクレオチド合成後にオリゴヌクレオチドをメチルアミンで処理する。メチルアミンは、オリゴヌクレオチドを固体支持体から切断するのみならず、しかしまたアセチル基をオルトエステルから除去する。オルトエステル上の生じる2−エチル−ヒドロキシル置換基はアセチル化された前駆体よりも少なく電子を吸引する。結果として、修飾オルトエステルは酸で触媒さ
れる加水分解に対しより不安定になる。とりわけ、切断速度はアセチル基が除去された後におよそ10倍より速くなる。従って、このオルトエステルは、オリゴヌクレオチド合成と適合性であるために十分な安定性を有する。それでもなお、その後修飾される場合に、このオルトエステルは、最終のRNAオリゴヌクレオチド生成物と適合性の比較的穏やかな水性条件下で脱保護が実施されることを可能にする。
加えて、RNA合成方法は当該技術分野で公知である(Scaringe,S.A.Ph.D.Thesis、University of Colorado、1996;Scaringe,S.A.ら、J.Am.Chem.Soc.、1998、120、11820−11821;Matteucci,M.D.とCaruthers,M.H.J.Am.Chem.Soc.、1981、103、3185−3191;Beaucage,S.L.とCaruthers,M.H.Tetrahedron Lett.、1981、22、1859−1862;Dahl,B.J.ら、Acta Chem.Scand、.1990、44、639−641;Reddy,M.P.ら、Tetrahedron Lett.、1994、25、4311−4314;Wincott,F.ら、Nucleic Acids Res.、1995、23、2677−2684;Griffin,B.E.ら、Tetrahedron、1967、23、2301−2313;Griffin,B.ら、Tetrahedron、1967、23、2315−2331)。
本発明のRNAアンチセンス化合物(RNAオリゴヌクレオチド)は、本明細書の方法により合成し得るか、若しくはDharmacon Research,Inc(コネチカット州ラファイエット)から購入し得る。一旦合成されれば、相補RNAアンチセンス化合物をその後、当該技術分野で既知の方法によりアニーリングして二本鎖(二重鎖形成した)アンチセンス化合物を生じ得る。例えば、二重鎖は、30μlのRNAオリゴヌクレオチドの相補鎖のそれぞれ(50μMのRNAオリゴヌクレオチド溶液)および15μlの5×アニーリング緩衝液(100mM酢酸カリウム、30mM HEPES−KOH
pH7.4、2mM酢酸マグネシウム)を組合せること、次いで90℃で1分間、その後37℃で1時間加熱することにより形成させ得る。生じる二重鎖形成したアンチセンス化合物は、標的核酸の役割を検討するためのキット、アッセイ、スクリーニング若しくは他の方法で使用し得る。
キメラオリゴヌクレオチドの合成
本発明のキメラオリゴヌクレオチド、オリゴヌクレオシド若しくは混合オリゴヌクレオチド/オリゴヌクレオシドは数種の異なる型のものであり得る。これらは、結合されたヌクレオシドの「ギャップ」セグメントが結合されたヌクレオシドの5’および3’の「ウィング」セグメントの間に配置されている第一の型、ならびに「ギャップ」セグメントが該オリゴマー化合物の3’若しくは5’いずれかの末端に位置する第二の「開放端」型を包含する。第一の型のオリゴヌクレオチドは当該技術分野で「ギャップマー」若しくはギャップトオリゴヌクレオチドとしてもまた知られる。第二の型のオリゴヌクレオチドは当該技術分野で「ヘミマー」若しくは「ウィングマー」としてもまた知られる。
[2’−O−Me]−−[2’−デオキシ]−−[2’−O−Me]キメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチド
2’−O−アルキルホスホロチオエートおよび2’−デオキシホスホロチオエートオリゴヌクレオチドセグメントを有するキメラオリゴヌクレオチドは、上のとおりApplied Biosystemsの自動DNA合成機モデル394を使用して合成する。オリゴヌクレオチドは、自動合成機、ならびにDNA部分について2’−デオキシ−5’−ジメトキシトリチル−3’−O−ホスホルアミダイトならびに5’および3’ウィングにつ
いて5’−ジメトキシトリチル−2’−O−メチル−3’−O−ホスホルアミダイトを使用して合成する。5’−ジメトキシトリチル−2’−O−メチル−3’−O−ホスホルアミダイトについて増大した反応時間を伴う結合段階を組込むことにより、標準的合成周期を改変する。完全に保護されたオリゴヌクレオチドを支持体から切断し、そして濃アンモニア(NHOH)中55℃で12〜16時間脱保護する。脱保護したオリゴをその後、適切な方法(沈殿、カラムクロマトグラフィーにより回収し、真空中で容量を減少させ、そしてキャピラリー電気泳動および質量分析により収量および純度について分光測光的に分析する。
[2’−O−(2−メトキシエチル)]−−[2’−デオキシ]−−[2’−O−(メトキシエチル)]キメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチド
[2’−O−(2−メトキシエチル)]−−[2’−デオキシ]−−[−2’−O−(メトキシエチル)]キメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチドは、2’−O−メチルアミダイトの代わりの2’−O−(メトキシエチル)アミダイトの使用を伴い、2’−O−メチルキメラオリゴヌクレオチドについての上の手順のとおり製造した。
[2’−O−(2−メトキシエチル)ホスホジエステル]−−[2’−デオキシホスホロチオエート]−−[2’−O−(2−メトキシエチル)ホスホジエステル]キメラオリゴヌクレオチド
[2’−O−(2−メトキシエチルホスホジエステル]−−[2’−デオキシホスホロチオエート]−−[2’−O−(メトキシエチル)ホスホジエステル]キメラオリゴヌクレオチドは、2’−O−メチルアミダイトの代わりの2’−O−(メトキシエチル)アミダイトの使用、該キメラ構造のウィング部分内のホスホジエステルヌクレオチド間結合を生成させるためのヨウ素での酸化、および中央のギャップのためのホスホロチオエートヌクレオチド間結合を生成させるための3,H−1,2ベンゾジチオール−3−オン1,1ジオキシド(Beaucage試薬)を利用する硫化を伴い、2’−O−メチルキメラオリゴヌクレオチドについての上の手順のとおり製造する。
他のキメラオリゴヌクレオチド、キメラオリゴヌクレオシドおよび混合キメラオリゴヌクレオチド/オリゴヌクレオシドは、米国特許第5,623,065号明細書(引用することにより本明細書に組込まれる)に従って合成する。
C反応性タンパク質を標的とする二重鎖形成アンチセンス化合物の設計およびスクリーニング
本発明により、本発明のアンチセンス化合物およびそれらの相補物を含んでなる一連の核酸二重鎖を、C反応性タンパク質を標的とするように設計し得る。該二重鎖のアンチセンス鎖の核酸塩基配列は表1の1オリゴヌクレオチドの最低8核酸塩基の部分を含んでなる。鎖の端は、オーバーハングを形成するための1個若しくはそれ以上の天然の若しくは修飾核酸塩基の付加により改変しうる。dsRNAのセンス鎖をその後アンチセンス鎖の相補物として設計かつ合成し、そして、いずれかの末端への修飾若しくは付加もまた含有しうる。例えば、一態様において、dsRNA二重鎖の双方の鎖が中央の核酸塩基で相補的であり、それぞれ一方若しくは双方の末端にオーバーハングを有する。該二重鎖のアンチセンスおよびセンス鎖は約17から25個までのヌクレオチド、若しくは約19から23個までのヌクレオチドを含んでなる。あるいは、該アンチセンスおよびセンス鎖は20、21若しくは22ヌクレオチドを含んでなる。
例えば、配列CGAGAGGCGGACGGGACCG(配列番号624)を有しかつデオキシチミジン(dT)の2核酸塩基のオーバーハングを有するアンチセンス鎖を含んでなる二重鎖は、以下の構造を有する(アンチセンス 配列番号625、相補物 配列番
号626):
Figure 2012029693
オーバーハングは2から6個までの核酸塩基の範囲にわたることができ、また、これらの核酸塩基は標的核酸に相補的であっても若しくはなくてもよい。別の態様において、該二重鎖は一方の末端のみにオーバーハングを有しうる。
別の態様において、同一の配列CGAGAGGCGGACGGGACCG(配列番号624)を有するアンチセンス鎖を含んでなる二重鎖を、示されるとおり平滑端(一本鎖オーバーハングなし)を伴い製造する(アンチセンス 配列番号624、相補物 配列番号627):
Figure 2012029693
該RNA二重鎖は単分子若しくは二分子であり得る。すなわち、該二本の鎖は単一分子の一部であり得るか、若しくは別個の分子でありうる。
該二重鎖のRNA鎖は、本明細書に開示される方法により合成し得るか、若しくはDharmacon Research,Inc.,(コネチカット州ラファイエット)から購入し得る。一旦合成されれば、相補鎖をアニーリングする。該一本鎖を分注しそして50μMの濃度に希釈する。一旦希釈されれば、30μLの各鎖を15μLのアニーリング緩衝液の5×溶液と合せる。前記緩衝液の最終濃度は、100mM酢酸カリウム、30mM HEPES−KOH pH7.4および2mM酢酸マグネシウムである。最終容量は75μLである。この溶液を90℃で1分間インキュベートし、そしてその後15秒間遠心分離する。チューブを37℃で1時間静置させ、その時点でdsRNA二重鎖を実験で使用する。dsRNA二重鎖の最終濃度は20μMである。この溶液は凍結保存し(−20℃)得、そして5回まで凍結−融解し得る。
一旦調製されれば、二重鎖形成したアンチセンス化合物を、C反応性タンパク質の発現を調節するそれらの能力について評価する。
細胞が80%コンフルエンシーに達した場合に、それらを本発明の二重鎖形成したアンチセンス化合物で処理する。96ウェルプレートで増殖させた細胞について、ウェルを200μLのOPTI−MEMTM−1減血清培地(Gibco BRL)で1回洗浄し、そしてその後、12μg/mLのリポフェクチン[LIPOFECTIN]TM試薬(Gibco BRL)および200nMの最終濃度の所望の二重鎖アンチセンス化合物を含有する130μLのOPTI−MEMTM−1培地で処理する。5時間の処理後に培地を新鮮培地と交換する。細胞を処理16時間後に収集し、この時点でRNAを単離しかつ標的の低下をRT−PCRにより測定する。
オリゴヌクレオチドの単離
微細孔性ガラス固体支持体からの切断、および濃水酸化アンモニウム中55℃で12〜16時間デブロッキングした後に、オリゴヌクレオチド若しくはオリゴヌクレオシドを1M NHOAcからの>3容量のエタノールでの沈殿により回収する。合成したオリゴヌクレオチドを、電子スプレー質量分析法(分子量測定)およびキャピラリーゲル電気泳動により分析し、そして最低70%の完全長の物質であると判断した。合成で得たホスホロチオエートおよびホスホジエステル結合の相対量を、−16amu生成物(+/−32+/−48)に関する正しい分子量の比により決定した。いくつかの研究のため、オリゴヌクレオチドをChiangら、J.Biol.Chem.1991、266、18162−18171により記述されるところのHPLCにより精製した。HPLCで精製した物質で得られた結果は、HPLCで精製していない物質で得られたものと同様であった。
オリゴヌクレオチド合成−96ウェルプレート形式
オリゴヌクレオチドは、96ウェル形式で同時に96配列を集成することが可能な自動合成機で、固相P(III)ホスホルアミダイトの化学を介して合成した。ホスホジエステルヌクレオチド間結合は水性ヨウ素での酸化により提供した。ホスホロチオエートヌクレオチド間結合は、水性アセトニトリル中での3,H−1,2ベンゾジチオール−3−オン1,1−ジオキシド(Beaucage試薬)を利用する硫化により生成させた。標準的な塩基保護β−シアノエチル−ジイソ−プロピルホスホルアミダイトは商業的製造供給元(例えばPE−Applied Biosystems、カリフォルニア州フォスターシティ、若しくはPharmacia、ニュージャージー州ピスカタウェイ)から購入した。標準的でないヌクレオシドは標準的な若しくは特許を受けた方法に従って合成する。それらを塩基保護β−シアノエチルジイソプロピルホスホルアミダイトとして利用する。
オリゴヌクレオチドを支持体から切断し、そして上昇された温度(55〜60℃)で濃NHOHを用いて12〜16時間脱保護し、そして遊離された生成物をその後真空中で乾燥した。乾燥した生成物をその後滅菌水に再懸濁してマスタープレートを提供し、それから全部の分析および試験プレートサンプルをその後、自動ピペッターを利用して希釈した。
オリゴヌクレオチドの分析−96ウェルプレート形式
各ウェル中のオリゴヌクレオチドの濃度は、サンプルの希釈およびUV吸収分光学により評価した。個々の生成物の完全長の完全性は、96ウェル形式(Beckman P/ACETM MDQ装置)、若しくは個別に調製したサンプルについては商業的キャピラリー電気泳動(CE)装置(例えばBeckman P/ACETM 5000、ABI
270装置)のいずれかでのCEにより評価した。塩基およびバックボーン組成は電子スプレー質量分析法を利用する化合物の質量分析により確認した。全部のアッセイ試験プレートを、単一および多チャンネル自動ピペッターを使用してマスタープレートから希釈した。プレートは、該プレート上の化合物の最低85%が最低85%の完全長であった場合に許容できると判断した。
細胞培養およびオリゴヌクレオチド処理
標的核酸の発現に対するアンチセンス化合物の効果は多様な細胞型のいずれでも試験し得るが、但し、標的核酸が測定可能な濃度で存在する。これは、例えばPCR若しくはノーザンブロット分析を使用して慣例に測定し得る。以下の細胞型は具体的説明の目的上提
供されるが、しかし他の細胞型を慣例に使用し得る。但し、標的が選ばれた細胞型で発現される。これは、当該技術分野で慣例の方法、例えばノーザンブロット分析、リボヌクレアーゼ保護アッセイ若しくはRT−PCRにより容易に測定し得る。
T−24細胞:
ヒト移行細胞、膀胱癌細胞株T−24はAmerican Type Culture
Collection(ATCC)(バージニア州マナサス)から得た。T−24細胞は、10%ウシ胎児血清(Invitrogen Corporation、カリフォルニア州カールズバッド)、1mLあたり100単位のペニシリンおよび1mLあたり100マイクログラムのストレプトマイシン(Invitrogen Corporation、カリフォルニア州カールズバッド)を補充した完全マッコイ5A基礎培地(Invitrogen Corporation、カリフォルニア州カールズバッド)中で慣例に培養した。細胞はそれらが90%コンフルエンスに達した場合にトリプシン処理および希釈により慣例に継代した。細胞を、RT−PCR分析での使用のため7000細胞/ウェルの密度で96ウェルプレ―ト(Falcon−Primaria #353872)に接種した。
ノーザンブロッティング若しくは他の分析のため、細胞を100mm若しくは他の標準的組織培養プレートに接種し、そして適切な量の培地およびオリゴヌクレオチドを使用して同様に処理しうる。
A549細胞:
ヒト肺癌細胞株A549はAmerican Type Culture Collection(ATCC)(バージニア州マナサス)から得た。A549細胞は、10%ウシ胎児血清(Invitrogen Corporation、カリフォルニア州カールズバッド)、1mLあたり100単位のペニシリンおよび1mLあたり100マイクログラムのストレプトマイシン(Invitrogen Corporation、カリフォルニア州カールズバッド)を補充したDMEM基礎培地(Invitrogen Corporation、カリフォルニア州カールズバッド)中で慣例に培養した。細胞はそれらが90%コンフルエンスに達した場合にトリプシン処理および希釈により慣例に継代した。
NHDF細胞:
ヒト新生児皮膚線維芽細胞(NHDF)はClonetics Corporation(メリーランド州ウォーカーズビル)から得た。NHDFは、供給元により推奨されるとおり補充した線維芽細胞増殖培地(Clonetics Corporation、メリーランド州ウォーカーズビル)中で慣例に維持した。細胞は、供給元により推奨されるとおり10回までの継代の間維持した。
HEK細胞:
ヒト胎児由来ケラチノサイト(HEK)はClonetics Corporation(メリーランド州ウォーカーズビル)から得た。HEKは、供給元により推奨されるとおり処方したケラチノサイト増殖培地(Clonetics Corporation、メリーランド州ウォーカーズビル)中で慣例に維持した。細胞は、供給元により推奨されるとおり10回までの継代の間慣例に維持した。
Hep3B細胞:
ヒト肝癌細胞株Hep3B(Hep3B2.1−7)はAmerican Type Culture Collection(ATCCカタログ番号HB−8064;バージニア州マナサス)から得た。この細胞株は最初、8歳の黒人男性の肝細胞癌に由来した。
該細胞は、形態学において上皮でありかつヌードマウスで腫瘍形成性である。これらの細胞は、Lozanskiら(Cytokine、vol.8、1996 pp.534−540)により記述されるプロトコルに従い、1μMのデキサメサゾン(Sigma−カタログ番号D2915 ミズーリ州セントルイス)、400U/mlのIL1B(Sigma−カタログ番号I9401)および200U/mlのIL6(Sigma−カタログ番号I139)を含有する培地の添加により、C反応性タンパク質を産生するように誘導し得る。Hep3B細胞を、アールの平衡塩溶液、2mM L−グルタミン、1.5g/L重炭酸ナトリウム、0.1mM非必須アミノ酸、1.0mMピルビン酸ナトリウム(ATCC #20−2003、バージニア州マナサス)および10%熱不活性化ウシ胎児血清(Invitrogen Corporation、カリフォルニア州カールズバッド)を含む最小必須培地(MEM)中で慣例に培養した。細胞はそれらが90%コンフルエンスに達した場合にトリプシン処理および希釈により慣例に継代した。
誘導されたC反応性タンパク質のアンチセンスオリゴヌクレオチド阻害を測定するために、Hep3B細胞を、10%ウシ胎児血清を補充したMEM中6ウェルプレート(Primaria、ニュージャージー州フランクリン、カタログ番号3846)の各ウェルに100,000細胞の密度でプレーティングし、そして一夜接着させた。翌日、上述されたところの最終濃度1μMのデキサメサゾン、400U/mlのIL1Bおよび200U/mlのIL6を補充した通常培地中で24時間、C反応性タンパク質を産生するよう細胞を誘導した。この誘導期間の終了時に培地を除去し、そして、3種のサイトカインを補充したMEM単独(−)血清中50〜150nMのアンチセンスオリゴヌクレオチドおよび3.0〜4.5μgのリポフェクチン[LIPOFECTIN]TM試薬で細胞を4時間処理した。4時間の薬物処理の終了時に培地を除去し、そしてFCSおよびサイトカインを含有する新鮮MEMを各ウェルに添加し、そして追加の20時間静置させた。オリゴヌクレオチドでの処理の24時間後に、キアゲン[QIAGEN](R)RNeasy(Qiagen Ltd、カリフォルニア州バレンシア)処置を使用してRNAを収集し、そしてRT−PCR分析を使用してC反応性タンパク質のRNAを検出した。
初代ラット肝細胞:
初代ラット肝細胞は、Charles River Labs(マサチューセッツ州ウィルミントン)から購入したSprague−Dawleyラットから調製し、そして10%ウシ胎児血清(Invitrogen Corporation、カリフォルニア州カールズバッド)、1mlあたり100単位のペニシリン、および1mlあたり100マイクログラムのストレプトマイシン(Invitrogen Corporation、カリフォルニア州カールズバッド)を補充した高グルコースDMEM(Invitrogen Corporation、カリフォルニア州カールズバッド)中で慣例に培養した。細胞は、アンチセンスオリゴヌクレオチドトランスフェクション実験での使用のため、80%コンフルエンスまで培養した。
初代ウサギ肝細胞:
ニュージーランドホワイトラビットからの初代ウサギ肝細胞はInVitro Technologies(メリーランド州ボルチモア)から購入し、そして10%ウシ胎児血清(Invitrogen Corporation、カリフォルニア州カールズバッド)、1mlあたり100単位のペニシリン、および1mlあたり100マイクログラムのストレプトマイシン(Invitrogen Corporation、カリフォルニア州カールズバッド)を補充した高グルコースDMEM(Invitrogen Corporation、カリフォルニア州カールズバッド)中で慣例に培養した。初代ウサギ肝細胞を購入しかつ100%コンフルエンシーでトランスフェクトする。
初代マウス肝細胞:
初代マウス肝細胞は、Charles River Labs(マサチューセッツ州ウィルミントン)から購入したBalb/cマウスから調製し、そして、10%ウシ胎児血清(Invitrogen Corporation、カリフォルニア州カールズバッド)、1mlあたり100単位のペニシリンおよび1mlあたり100マイクログラムのストレプトマイシン(Invitrogen Corporation、カリフォルニア州カールズバッド)を補充した高グルコースDMEM(Invitrogen Corporation、カリフォルニア州カールズバッド)中で慣例に培養した。細胞は、アンチセンスオリゴヌクレオチドトランスフェクション実験での使用のため80%コンフルエンスまで培養した。
初代ヒト肝細胞:
プレーティング前の初代ヒト肝細胞をInVitro Technologies(メリーランド州ボルチモア)から購入した。細胞は、10%ウシ胎児血清(Invitrogen Corporation、カリフォルニア州カールズバッド)、100単位/mLのペニシリンおよび100μg/mLのストレプトマイシン(Invitrogen Corporation、カリフォルニア州カールズバッド)を補充した高グルコースDMEM(Invitrogen Corporation、カリフォルニア州カールズバッド)中で培養した。細胞は、製造供給元からの受領に際してオリゴヌクレオチドでトランスフェクトした。
初代カニクイザル肝細胞:
プレーティング前の初代カニクイザル肝細胞をInVitro Technologies(メリーランド州ボルチモア)から購入した。細胞は、10%ウシ胎児血清(Invitrogen Corporation、カリフォルニア州カールズバッド)、100単位/mLのペニシリンおよび100μg/mLのストレプトマイシン(Invitrogen Corporation、カリフォルニア州カールズバッド)を補充した高グルコースDMEM(Invitrogen Corporation、カリフォルニア州カールズバッド)中で培養した。細胞は、製造供給元からの受領に際してオリゴヌクレオチドで処理した。
アンチセンス化合物での処理:
細胞が65〜75%コンフルエンシーに達した場合にそれらをオリゴヌクレオチドで処理した。96ウェルプレートで増殖させた細胞については、ウェルを100μLのOPTI−MEMTM−1減血清培地若しくは高グルコース無血清MEM(Invitrogen Corporation、カリフォルニア州カールズバッド)で1回洗浄し、そしてその後、3.75μg/mLのリポフェクチン[LIPOFECTIN]TM試薬(Invitrogen Corporation、カリフォルニア州カールズバッド)および所望の濃度のオリゴヌクレオチドを含有する130μLのOPTI−MEMTM−1培地で処理した。細胞は三重で処理しかつデータを得る。37℃での4〜7時間の処理後に培地を新鮮培地と交換した。細胞はオリゴヌクレオチド処理の16〜24時間後に収集した。
使用されるオリゴヌクレオチドの濃度は細胞株ごとに異なる。特定の細胞株の至適のオリゴヌクレオチド濃度を決定するために、細胞をある範囲の濃度の陽性対照オリゴヌクレオチドで処理する。ヒト細胞については、陽性対照オリゴヌクレオチドを、ヒトH−rasを標的とするISIS 13920(TCCGTCATCGCTCCTCAGGG、配列番号1)若しくはヒトJun−N末端キナーゼ−2(JNK2)を標的とするISIS
18078(GTGCGCGCGAGCCCGAAATC、配列番号2)のいずれかから選択する。双方の対照はホスホロチオエートバックボーンをもつ2’−O−メトキシエチルギャップマー(2’−O−メトキシエチルを太字で示す)である。マウス若しくはラ
ット細胞については、陽性対照オリゴヌクレオチドは、マウスおよびラット双方のc−rafを標的とするホスホロチオエートバックボーンをもつ2’−O−メトキシエチルギャップマー(2’−O−メトキシエチルを太字で示す)、ISIS 15770、ATGCATTCTGCCCCCAAGGA、配列番号3である。c−H−ras(ISIS 13920について)、JNK2(ISIS 18078について)若しくはc−raf(ISIS 15770について)mRNAの80%阻害をもたらす陽性対照オリゴヌクレオチドの濃度をその後、その細胞株のその後の実験での新たなオリゴヌクレオチドのスクリーニング濃度として利用する。80%阻害が達成されない場合は、c−H−ras、JNK2若しくはc−raf mRNAの60%阻害をもたらす陽性対照オリゴヌクレオチドの最低濃度をその後、その細胞株のその後の実験でのオリゴヌクレオチドスクリーニング濃度として利用する。60%阻害が達成されない場合、その特定の細胞株はオリゴヌクレオチドトランスフェクション実験に適しないとみなす。本明細書で使用されるアンチセンスオリゴヌクレオチドの濃度は50nMから300nMまでである。
C反応性タンパク質発現のオリゴヌクレオチド阻害の分析
C反応性タンパク質発現のアンチセンス調節は当該技術分野で既知の多様な方法でアッセイし得る。例えば、C反応性タンパク質のmRNAレベルを、例えばノーザンブロット分析、競合的ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)、若しくはリアルタイムPCR(RT−PCR)により定量し得る。リアルタイム定量的PCRが現在好ましい。RNA分析は全細胞RNA若しくはポリ(A)+ mRNAで実施し得る。本発明の好ましいRNA分析方法は、本明細書の他の実施例で記述されるところの全細胞RNAの使用である。RNAの単離方法は当該技術分野で公知である。ノーザンブロット分析もまた当該技術分野で慣例である。リアルタイム定量的(PCR)は、PE−Applied Biosystems、カリフォルニア州フォスターシティから入手可能かつ製造元の説明書に従って使用される商業的に入手可能なABI PRISMTM 7600、7700若しくは7900配列検出装置を使用して便宜的に達成し得る。
C反応性タンパク質のタンパク質レベルは、免疫沈降法、ウエスタンブロット分析(イムノブロット)、酵素結合免疫測定法(ELISA)若しくは蛍光標示式細胞分取(FACS)のような当該技術分野で公知の多様な方法で定量し得る。C反応性タンパク質に向けられた抗体は、MSRSの抗体カタログ(Aerie Corporation、ミシガン州バーミングハム)のような多様な供給源から同定しかつ得ることができるか、または、当該技術分野で公知の慣習的モノクローナル若しくはポリクローナル抗体生成方法を介して製造し得る。
C反応性タンパク質阻害剤の使用のための表現型アッセイの設計
C反応性タンパク質阻害剤が本明細書に開示される方法により一旦同定されれば、該化合物を、特定の疾患状態(disease state)若しくは状態(condition)の処置における有効性を暗示する測定可能なエンドポイントをそれぞれ有する1種若しくはそれ以上の表現型アッセイでさらに検討する。表現型アッセイ、キットおよびそれらの使用のための試薬は当業者に公知であり、そして、健康および疾患時のC反応性タンパク質の役割および/若しくは関連を検討するために本明細書で使用する。いくつかの商業的製造供給元のいずれか1つから購入し得る代表的表現型アッセイは、細胞生存率、細胞傷害性、増殖若しくは細胞の生存を測定するためのもの(Molecular Probes、オレゴン州ユージーン;PerkinElmer、マサチューセッツ州ボストン)、酵素アッセイ(Panvera,LLC、ウィスコンシン州マディソン;BD Biosciences、ニュージャージー州フランクリンレイクス;Oncogene Research Products、カリフォルニア州サンディエゴ)、細胞調節、シ
グナル伝達、炎症、酸化的過程およびアポトーシス(Assay Designs Inc.、ミシガン州アンアーバー)を包含するタンパク質に基づくアッセイ、トリグリセリド蓄積(Sigma−Aldrich、ミズーリ州セントルイス)、血管新生アッセイ、管形成アッセイ、サイトカインおよびホルモンアッセイならびに代謝アッセイ(Chemicon International Inc.、カリフォルニア州テメキュラ;Amersham Biosciences、ニュージャージー州ピスカタウェイ)を包含する。
制限しない一例において、特定の表現型アッセイに適切であると決定された細胞(すなわち乳癌研究に選択されたMCF−7細胞;肥満研究のための脂肪細胞)を、上述された方法により決定される至適濃度のin vitro研究から同定されたC反応性タンパク質阻害剤ならびに対照化合物で処理する。処理期間の終了時に、処理および未処理細胞を、表現型の結果およびエンドポイントを決定するためのアッセイに特異的な1種若しくはそれ以上の方法により分析する。
表現型のエンドポイントは、時間若しくは処理用量に対する細胞の形態学の変化、ならびにタンパク質、脂質、核酸、ホルモン、糖若しくは金属のような細胞成分のレベルの変化を包含する。pH、細胞周期の段階、該細胞による生物学的指標の取り込み若しくは排出を包含する細胞状態の測定値もまた目的のエンドポイントである。
処理後の細胞の遺伝子型の分析(細胞の遺伝子の1種若しくはそれ以上の発現の測定)もまた、C反応性タンパク質阻害剤の有効性すなわち効力の指標として使用する。特徴遺伝子、すなわち特定の疾患状態(disease state)、状態(condition)若しくは表現型と関連することが疑われる遺伝子を、処理および未処理双方の細胞で測定する。
本明細書に記述される表現型アッセイにかけられる細胞は、in vitro培養物、またはヒトおよびヒト以外の双方の生存生物体から単離された組織若しくは液体由来である。ある態様において、組織およびその構成細胞は、限定されるものでないが血液(例えばヒト造血前駆細胞、ヒト造血幹細胞のような造血細胞、CD34細胞CD4細胞)、リンパ球および他の血液系統の細胞、骨髄、脳、幹細胞、血管、肝、肺、骨、乳房、軟骨、子宮頚部、結腸、角膜、胚、子宮内膜、内皮、上皮、食道、筋膜、線維芽細胞、小胞(follicular)、神経節細胞、膠細胞、杯細胞、腎、リンパ節、筋、ニューロン、卵巣、膵、末梢血、前立腺、皮膚、皮膚、小腸、脾、胃、精巣および胎児組織を挙げることができる。他の態様において、液体およびその構成細胞は、限定されるものでないが、血液、尿、滑液、リンパ液および脳脊髄液を挙げることができる。表現型アッセイは、ex vivoでC反応性タンパク質阻害剤で処理した組織でもまた実施しうる。
RNAの単離
ポリ(A)+mRNAの単離
ポリ(A)+mRNAはMiuraら(Clin.Chem.、1996、42、1758−1764)に従って単離した。他のポリ(A)+mRNAの単離方法は当該技術分野で慣例である。簡潔には、96ウェルプレ―トで増殖させた細胞については、細胞から増殖培地を除去し、そして各ウェルを200μLの冷PBSで洗浄した。60μLの溶解緩衝液(10mMトリス−HCl、pH7.6、1mM EDTA、0.5M NaCl、0.5%NP−40、20mMバナジル−リボヌクレオシド複合体)を各ウェルに添加し、プレートを穏やかに攪拌し、そしてその後室温で5分間インキュベートした。55μLのライセートを、オリゴd(T)被覆した96ウェルプレート(AGCT Inc.、カリフォルニア州アービン)に移した。プレートを室温で60分間インキュベートし、2
00μLの洗浄緩衝液(10mMトリス−HCl pH7.6、1mM EDTA、0.3M NaCl)で3回洗浄した。最後の洗浄後にプレートの水気をペーパータオルで拭き取って過剰の洗浄緩衝液を除去しかつその後5分間風乾した。70℃に前加熱した60μLの溶出緩衝液(5mMトリス−HCl pH7.6)を各ウェルに添加し、プレートを90℃のホットプレート上で5分間インキュベートし、そして溶出物をその後新しい96ウェルプレ―トに移した。
100mm若しくは他の標準的プレート上で増殖させた細胞は、適切な容量の全部の溶液を使用して同様に処理しうる。
全RNAの単離
全RNAは、製造元の推奨する手順に従い、Qiagen Inc.(カリフォルニア州バレンシア)から購入したRNEASY 96TMキットおよび緩衝液を使用して単離した。簡潔には、96ウェルプレ―ト上で増殖させた細胞については、細胞から増殖培地を除去し、そして各ウェルを200μLの冷PBSで洗浄した。150μLの緩衝液RLTを各ウェルに添加し、そしてプレートを20秒間活発に攪拌した。150μLの70%エタノールをその後各ウェルに添加し、そしてピペットで3回出し入れすることにより内容物を混合した。サンプルをその後、廃棄物収集トレイを取り付けかつ真空源に接続したQIAVACTMマニホールドに接続したRNEASY 96TMウェルプレートに移した。真空を1分間適用した。500μLの緩衝液RW1をRNEASY 96TMプレートの各ウェルに添加しかつ15分間インキュベートし、そして真空を再度1分間適用した。追加の500μLの緩衝液RW1をRNEASY 96TMプレートの各ウェルに添加し、そして真空を2分間適用した。1mLの緩衝液RPEをその後RNEASY 96TMプレートの各ウェルに添加し、そして真空を90秒間適用した。その後緩衝液PRE洗浄を反復し、そして真空を追加の3分間適用した。その後プレートをQIAVACTMマニホールドから取り外し、そしてペーパータオルで水分を拭き取った。プレートをその後、1.2mL収集チューブを含有する収集チューブラックに取り付けたQIAVACTMマニホールドに再接続した。その後、RNAを、140μLのRNアーゼを含まない水を各ウェルにピペットで入れること、1分インキュベートすること、およびその後真空を3分間適用することにより溶出した。
反復ピペッティングおよび溶出段階は、QIAGEN(R) BIO−ROBOTTM
9604(Qiagen,Inc.、カリフォルニア州バレンシア)を使用して自動化しうる。本質的には、培養プレート上で細胞を溶解した後に、プレートをロボットデッキに移し、そこでピペッティング、DNアーゼ処理および溶出段階を実施する。
C反応性タンパク質のmRNAレベルのリアルタイム定量的PCR分析
C反応性タンパク質のmRNAレベルの定量は、製造元の説明書に従ってABI PRISMTM 7600、7700若しくは7900配列決定装置(PE−Applied
Biosystems、カリフォルニア州フォスターシティ)を使用するリアルタイム定量的PCRにより達成した。これは、リアルタイムでポリメラーゼ連鎖反応(PCR)産物のハイスループット定量を可能にする、閉鎖管のゲルに基づかない蛍光検出装置である。増幅産物をPCRが完了した後に定量する標準的PCRと対照的に、リアルタイム定量的PCRでの産物はそれらが蓄積する際に定量される。これは、フォワードおよびリバースPCRプライマーの間で特異的にアニーリングしかつ2種の蛍光色素を含有するオリゴヌクレオチドプローブをPCR反応に包含することにより達成される。レポーター色素(例えば、PE−Applied Biosystems、カリフォルニア州フォスターシティ、Operon Technologies Inc.、カリフォルニア州アラメダ、若しくはIntegrated DNA Technologies Inc.、ア
イオワ州コーラルビルのいずれかから得られるFAM若しくはJOE)はプローブの5’端に結合し、また、クエンチャー色素(例えば、PE−Applied Biosystems、カリフォルニア州フォスターシティ、Operon Technologies
Inc.、カリフォルニア州アラメダ若しくはIntegrated DNA Technologies Inc.、アイオワ州コーラルビルのいずれかから得られるTAMRA)はプローブの3’端に結合する。プローブおよび色素が無傷である場合、レポーター色素の発色は3’のクエンチャー色素の近接により消光される。増幅の間は、標的配列への該プローブのアニーリングが、Taqポリメラーゼの5’−エキソヌクレアーゼ活性により切断され得る基質を創製する。PCR増幅周期の伸長期の間は、Taqポリメラーゼによるプローブの切断が、プローブの残部から(およびこれゆえにクエンチャー部分から)レポーター色素を遊離し、そして配列特異的な蛍光シグナルが生成される。各周期で、付加的なレポーター色素分子がそれらのそれぞれのプローブから切断され、そして、蛍光強度を、ABI PRISMTM 配列決定装置に作り付けのレーザー光学により定期的間隔でモニターする。各アッセイで、未処理の対照サンプルからのmRNAの連続希釈を含有する一連の同時反応が標準曲線を生成し、それを使用して、試験サンプルのアンチセンスオリゴヌクレオチド処理後の阻害パ―セントを定量する。
定量的PCR分析前に、測定されている標的遺伝子に特異的なプライマー−プローブの組を、GAPDH増幅反応で「多重化」されるそれらの能力について評価する。多重化において、標的遺伝子および内的標準遺伝子GAPDHの双方が単一サンプル中で同時に増幅される。この分析では、未処理細胞から単離したmRNAを連続希釈する。各希釈を、GAPDHのみ、標的遺伝子のみ(「一重化」)若しくは双方(多重化)に特異的なプライマー−プローブの組の存在下で増幅する。PCR増幅後に、GAPDHおよび標的mRNAのシグナルの希釈の関数としての標準曲線を、一重化および多重化双方のサンプルから生成する。多重化したサンプルから生成したGAPDHおよび標的のシグナルの傾きおよび相関係数の双方が、一重化サンプルから生成したそれらの対応する値の10%以内にある場合には、その標的に特異的なプライマー−プローブの組は多重化可能とみなされる。他のPCR方法もまた当該技術分野で既知である。
遺伝子標的の量は逆転写リアルタイムPCRにより得られる。リアルタイムPCRの前に、相補DNA(cDNA)を生成する目的上、単離したRNAを逆転写(RT)反応にかける。逆転写酵素およびリアルタイムPCRの試薬はInvitrogen Corporation、(カリフォルニア州カールズバッド)から得た。RT、リアルタイムPCR反応は、30μLの全RNA溶液(20〜200ng)を含有する96ウェルプレートに20μLのPCRカクテル(MgClを含まない2.5×PCR緩衝液、6.6mM MgCl、375μMのdATP、dCTP、dCTPおよびdGTPのそれぞれ、375nMのフォワードプライマーおよびリバースプライマーのそれぞれ、125nMのプローブ、4単位のRNアーゼ阻害剤、1.25単位のPLATINUM(R) Taq、5単位のMuLV逆転写酵素および2.5× ROX色素)を添加することにより実施した。RT反応は48℃で30分間のインキュベーションにより実施した。PLATINUM(R) Taqを活性化するための95℃で10分インキュベーション後に、40周期の2段階PCRプロトコル、すなわち95℃15秒間(変性)次いで60℃1.5分間(アニーリング/伸長)を実施した。遺伝子標的の相当量を得るこの方法を本明細書でリアルタイムPCRと称する。
リアルタイムPCRにより得られる遺伝子標的の量は、発現が一定である遺伝子GAPDHの発現レベルを使用してか、若しくはRiboGreenTM試薬(Molecular Probes,Inc.オレゴン州ユージーン)を使用して全RNAを定量することによるかのいずれかで正規化する。GAPDH発現は、リアルタイムPCRにより、多重化する標的と同時に若しくは個別に実施されることにより定量する。全RNAはRib
oGreenTM RNA定量試薬(Molecular Probes,Inc.オレゴン州ユージーン)を使用して定量する。RiboGreenTM試薬によるRNAの定量方法はJones,L.J.ら、(Analytical Biochemistry、1998、265、368−374)に教示されている。
このアッセイにおいて、170μLのRiboGreenTM操作試薬(10mMトリス−HCl、1mM EDTA、pH7.5で350倍希釈したRiboGreenTM試薬)を、30μLの精製した細胞RNAを含有する96ウェルプレートにピペッティングする。該プレートは485nmの励起および530nmの測定でCytofluor 4000読み取り装置(PE Applied Biosystems)で読み取る。
ヒトC反応性タンパク質に対するプローブおよびプライマーは、公表された配列情報(GENBANK(R)受託番号M11725.1、配列番号4として本明細書に組込まれる)を使用して、ヒトC反応性タンパク質配列にハイブリダイズするように設計した。ヒトC反応性タンパク質について、PCRプライマーは:
フォワードプライマー:TGACCAGCCTCTCTCATGCTT(配列番号5)
リバースプライマー:TCCGACTCTTTGGGAAACACA(配列番号6)であり、また、PCRプローブは:FAM−TGTCGAGGAAGGCTT−TAMRA(配列番号7)であり、ここでFAMは蛍光色素でありかつTAMRAはクエンチャー色素である。ヒトGAPDHについて、PCRプライマーは:
フォワードプライマー:GAAGGTGAAGGTCGGAGTC(配列番号8)
リバースプライマー:GAAGATGGTGATGGGATTTC(配列番号9)であり、また、PCRプローブは:5’JOE−CAAGCTTCCCGTTCTCAGCC−TAMRA3’(配列番号10)であり、ここでJOEは蛍光レポーター色素でありかつTAMRAはクエンチャー色素である。
ラットC反応性タンパク質に対するプローブおよびプライマーは、公表された配列情報(GENBANK(R)受託番号M83176.1、配列番号11として本明細書に組込まれる)を使用して、ラットC反応性タンパク質配列にハイブリダイズするように設計した。ラットC反応性タンパク質について、PCRプライマーは:
フォワードプライマー:AAGCACCCCCAATGTCACC(配列番号12)
リバースプライマー:GGGATGGCAGAGCCAATGTA(配列番号13)であり、また、PCRプローブは:FAM−TCCTGGATTCAAGCTTCTATGTGCCTTCA−TAMRA(配列番号14)であり、ここでFAMは蛍光レポーター色素でありかつTAMRAはクエンチャー色素である。ラットGAPDHについて、PCRプライマーは:
フォワードプライマー:TGTTCTAGAGACAGCCGCATCTT(配列番号15)
リバースプライマー:CACCGACCTTCACCATCTTGT(配列番号16)であり、また、PCRプローブは:5’JOE−TTGTGCAGTGCCAGCCTCGTCTCA−TAMRA3’(配列番号17)であり、ここでJOEは蛍光レポーター色素でありかつTAMRAはクエンチャー色素である。
C反応性タンパク質のmRNAレベルのノーザンブロット分析
アンチセンス処理の18時間後に、細胞単層を冷PBSで2回洗浄し、そして1mLのRNAZOLTM試薬(TEL−TEST “B” Inc.、テキサス州フレンズウッド)中で溶解した。製造元の推奨するプロトコルに従って全RNAを調製した。20マイクログラムの全RNAを、MOPS緩衝液系(AMRESCO,Inc.、オハイオ州ソロン)を使用して1.1%ホルムアルデヒドを含有する1.2%アガロースゲルを通過す
る電気泳動により分画した。RNAは、ノーザン/サザン転写緩衝液系(TEL−TEST “B” Inc.、テキサス州フレンズウッド)を使用する一夜キャピラリー転写によりゲルからHYBONDTM−N+ナイロンメンブレン(Amersham Pharmacia Biotech、ニュージャージー州ピスカタウェイ)に転写した。RNAの転写はUV可視化により確認した。メンブレンは、STRATALINKERTM UV Crosslinker 2400装置(Stratagene,Inc、カリフォルニア州ラホヤ)を使用してUV架橋により固定し、そしてその後、ストリンジェントな条件についての製造元の推奨を使用し、QUICKHYBTMハイブリダイゼーション溶液(Stratagene、カリフォルニア州ラホヤ)を使用してプロービングした。
ヒトC反応性タンパク質を検出するため、ヒトC反応性タンパク質特異的なプローブを、フォワードプライマーTGACCAGCCTCTCTCATGCTT(配列番号5)およびリバースプライマーTCCGACTCTTTGGGAAACACA(配列番号6)を使用するPCRにより製造した。負荷および転写の効率の変動について正規化するため、メンブレンを細片に切り、そしてヒトグリセルアルデヒド−3−リン酸脱水素酵素(GAPDH)RNA(Clontech、カリフォルニア州パロアルト)についてプロービングした。
ラットC反応性タンパク質を検出するためには、ラットC反応性タンパク質特異的なプローブを、フォワードプライマーTGACCAGCCTCTCTCATGCTT(配列番号12)およびリバースプライマーTCCGACTCTTTGGGAAACACA(配列番号13)を使用するPCRにより製造した。負荷および転写の効率の変動について正規化するため、メンブレンを細片に切り、そしてラットグリセルアルデヒド−3−リン酸脱水素酵素(GAPDH)RNA(Clontech、カリフォルニア州パロアルト)についてプロービングした。
ハイブリダイズさせたメンブレンを、PHOSPHORIMAGERTM装置およびIMAGEQUANTTMソフトウェアV3.3(Molecular Dynamics、カリフォルニア州サニーベール)を使用して可視化かつ定量した。データは未処理の対照でのGAPDHレベルに正規化した
2’−MOEウィングおよびデオキシギャップを有するキメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチドによるヒトC反応性タンパク質発現のアンチセンス阻害
本発明により、一連のアンチセンス化合物を、公表された配列(GENBANK(R)受託番号M11725.1、配列番号4として本明細書に組込まれる)を使用して、ヒトC反応性タンパク質RNAの多様な領域を標的とするよう設計した。該化合物を表1に示す。「標的部位」は、該化合物が結合する特定の標的配列の最初(最も5’)のヌクレオチド番号を示す。表1中の全化合物は、5ヌクレオチドの「ウィング」により双方の側(5’および3’の方向)で隣接されている10個の2’−デオキシヌクレオチドよりなる中央の「ギャップ」領域から構成される、長さ20ヌクレオチドのキメラオリゴヌクレオチド(「ギャップマー」)である。ウィングは2’−O−メトキシエチル(2’−MOE)ヌクレオチドから構成される。ヌクレオシド間(バックボーン)結合は該オリゴヌクレオチドを通じてホスホロチオエート(P=S)である。全部のシチジン残基は5−メチルシチジンである。該化合物を、ヒトC反応性タンパク質のmRNAレベルに対するそれらの影響について、本明細書の他の実施例に記述されるところの定量的リアルタイムPCRにより分析した。表1に示されるデータは、サイトカインで誘導したHep3B細胞を150nMの本発明のアンチセンスオリゴヌクレオチドで処理した3回の実験からの平均である。各データ点の陽性対照は配列番号により表中で同定される。存在する場合、「N.D.」は「データなし」を示す。
Figure 2012029693
Figure 2012029693
表1に示されるとおり、配列番号19、20、21、22、23、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、36、37、39、40、41、42、43、44、46、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、59、60、61、62、63、64、65、66、68、69、70および71は、このアッセイでヒトC反応性タンパク質発現の最低50%の阻害を示し、そして従って好ましい。配列番号36、22および56がより好ましい。これらの好ましい配列が相補的である標的領域は、本明細書で「好ましい標的セグメント」と称され、そして従って本発明の化合物によるターゲッティングに好ましい。これらの好ましい標的セグメントを表4に示す。これらの配列はチミン(T)を含有することが示されているが、しかし、当業者は、チミン(T)はRNA配列中では一般にウラシル(U)により置換されていることを認識するであろう。該配列は、表1に示される好ましいアンチセンス化合物の逆相補物(reverse complement)を表す。「標的部位」は、該オリゴヌクレオチドが結合する特定の標的核酸上の最初(最も5’)のヌクレオチド番号を示す。好ましい標的セグメントのそれぞれが見出された種もまた表4に示す。
本発明のさらなる態様において、第二の一連のアンチセンス化合物を、公表された配列(GENBANK(R)受託番号M11725.1、配列番号4として本明細書に組込まれる)を使用して、ヒトC反応性タンパク質RNAの多様な領域を標的とするように設計した。該化合物を表2に示す。「標的部位」は該化合物が結合する特定の標的配列上の最初(最も5’)のヌクレオチド番号を示す。表2中の全化合物は、5ヌクレオチドの「ウィング」により双方の側(5’および3’の方向)で隣接されている10個の2’−デオキシヌクレオチドよりなる中央の「ギャップ」領域から構成される長さ20ヌクレオチドのキメラオリゴヌクレオチド(「ギャップマー」)である。ウィングは2’−O−メトキシエチル(2’−MOE)ヌクレオチドから構成される。ヌクレオシド間(バックボーン)結合は該オリゴヌクレオチドを通じてホスホロチオエート(P=S)である。全部のシチジン残基は5−メチルシチジンである。
該化合物を、公表された配列情報(GENBANK(R)受託番号M11725.1、配列番号4として本明細書に組込まれる)を使用して、ヒトC反応性タンパク質にハイブリダイズするように設計したプローブおよびプライマーの第二の組を使用する定量的リアルタイムPCRにより、ヒトC反応性タンパク質のmRNAレベルに対するそれらの効果について分析した。ヒトC反応性タンパク質について、PCRプライマーは:
フォワードプライマー:GCTTCCCCTCTTCCCGAA(配列番号73)
リバースプライマー:TGCGCCACTATGTAAATAATTTTCC(配列番号74)
であり、また、PCRプローブは:FAM−TCTGACACCTGCCCCAACAAGCAATG−TAMRA(配列番号75)であり、ここでFAMは蛍光色素でありかつTAMRAはクエンチャー色素である。表2に示されるデータは、サイトカインで誘導したHep3B細胞を150nMの本発明のアンチセンスオリゴヌクレオチドで処理した3
回の実験からの平均である。各データ点の陽性対照は配列番号により表中で同定される。存在する場合、「N.D.」は「データなし」を示す。
Figure 2012029693
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表2に示されるとおり、配列番号85、95、112、121、122、129、135、136、137、145、147、149、150、154、157、159、161、162、164、166、167、170、171、173、174、175、177、178、179、180、183、185、186、190、192、193、194、196、197、198、199、201、202、203、204、205、207、208、209、210、211、212、214、215、217、220、221、222、224、228、229、234、236、237、238、240、241、242、243、244、245、246、247、249、250、252、25
3および255は、このアッセイにおいてヒトC反応性タンパク質発現の最低50%阻害を示し、そして従って好ましい。これらの好ましい配列が相補的である標的領域を本明細書で「好ましい標的セグメント」と称し、そして従って本発明の化合物により標的とされるために好ましい。これらの好ましい標的セグメントを表4に示す。これらの配列はチミン(T)を含有することが示されるが、しかし、当業者は、チミン(T)はRNA配列中で一般にウラシル(U)により置換されていることを認識するであろう。該配列は、表2に示される好ましいアンチセンス化合物の逆相補物を表す。「標的部位」は、該オリゴヌクレオチドが結合する特定の標的核酸上の最初(最も5’)のヌクレオチド番号を示す。好ましい標的セグメントのそれぞれが見出された種もまた表4に示す。
2’−MOEウィングおよびデオキシギャップを有するキメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチドによるラットC反応性タンパク質発現のアンチセンス阻害
本発明により、一連のアンチセンス化合物を、公表された配列(GENBANK(R)受託番号M83176.1、配列番号11として本明細書に組込まれる)を使用して、ラットC反応性タンパク質RNAの多様な領域を標的とするように設計した。該化合物を表3に示す。「標的部位」は、該化合物が結合する特定の標的核酸上の最初(最も5’)のヌクレオチド番号を示す。表3中の全化合物は、5ヌクレオチドの「ウィング」により双方の側(5’および3’の方向)で隣接されている10個の2’−デオキシヌクレオチドよりなる中央の「ギャップ」領域から構成される、長さ20ヌクレオチドのキメラオリゴヌクレオチド(「ギャップマー」)である。ウィングは2’−O−メトキシエチル(2’−MOE)ヌクレオチドから構成される。ヌクレオシド間(バックボーン)結合は該オリゴヌクレオチドを通じてホスホロチオエート(P=S)である。全部のシチジン残基は5−メチルシチジンである。該化合物を、本明細書の他の実施例で記述されるところの定量的リアルタイムPCRによりラットC反応性タンパク質のmRNAレベルに対するそれらの効果について分析した。表3に示されるデータは、初代ラット肝細胞を150nMの本発明のアンチセンスオリゴヌクレオチドで処理した3回の実験からの平均である。存在する場合、「N.D.」は「データなし」を示す。
Figure 2012029693
表3に示されるとおり、配列番号260、261、262、263、264、265、266、267、268、270、271、272、273、274、276、277,279、281、282、283、284、285、286、288および289は、この実験においてラットC反応性タンパク質発現の最低25%の阻害を示し、そして従って好ましい。これらの好ましい配列が相補的である標的領域を本明細書で「好ましい標的セグメント」と称し、そして従って本発明の化合物によるターゲッティングに好ましい。これらの好ましい標的セグメントを表4に示す。これらの配列はチミジン(T)を含有することが示されるが、しかし、当業者は、チミジン(T)はRNA配列中で一般にウラシル(U)により置換されていることを認識するであろう。該配列は表1、2および3に示される好ましいアンチセンス化合物の逆相補物を表す。「標的部位」は、該オリゴヌクレオチドが結合する特定の標的核酸上の最初(最も5’)のヌクレオチド番号を示す。好ましい標的セグメントのそれぞれが見出された種もまた表4に示す。
Figure 2012029693
Figure 2012029693
Figure 2012029693
これらの「好ましい標的セグメント」は、本発明のアンチセンス化合物とのハイブリダイゼーションに利用できかつそれらに到達可能であることが実験により見出されたため、本発明の知識を備えた当業者は、単に慣例の実験を使用して、これらの好ましい標的セグメントに特異的にハイブリダイズしかつ結果としてC反応性タンパク質の発現を阻害する他の化合物を包含する本発明のさらなる態様を認識することができるか、若しくは確認することが可能であることができる。
本発明により、アンチセンス化合物は、アンチセンスオリゴマー化合物、アンチセンスオリゴヌクレオチド、siRNA、外部ガイド配列(EGS)オリゴヌクレオチド、選択的スプライス体、および標的核酸の少なくとも一部分にハイブリダイズする他の短いオリゴマー化合物を包含する。
C反応性タンパク質のタンパク質レベルのウエスタンブロット分析
ウエスタンブロット分析(イムノブロット分析)は標準的方法を使用して実施する。細胞はオリゴヌクレオチド処理の16〜20時間後に収集し、PBSで1回洗浄し、Laemmli緩衝液(100μl/ウェル)に懸濁し、5分間沸騰させかつ16%SDS−PAGEゲルに負荷する。ゲルを150Vで1.5時間泳動し、そしてウエスタンブロッティングのためメンブレンに転写する。一次抗体種に向けられた放射標識若しくは蛍光標識した二次抗体とともに、C反応性タンパク質に向けられた適切な一次抗体を使用する。バンドをPHOSPHORIMAGERTM装置(Molecular Dynamics、カリフォルニア州サニーベール)を使用して可視化する。
2’−MOEウィングおよびデオキシギャップを有するキメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチドによるウサギC反応性タンパク質発現のアンチセンス阻害
本発明により、一連のアンチセンス化合物を、公表された配列(GENBANK(R)受託番号M13497.1、配列番号439として本明細書に組込まれる)を使用して、ウサギC反応性タンパク質のRNAの多様な領域を標的とするように設計した。該化合物を表5に示す。「標的部位」は、該化合物が結合する特定の標的核酸上の最初(最も5’)のヌクレオチド番号を示す。表5中の全化合物は、5ヌクレオチドの「ウィング」により双方の側(5’および3’の方向)で隣接されている10個の2’−デオキシヌクレオチドよりなる中央の「ギャップ」領域から構成される、長さ20ヌクレオチドのキメラオリゴヌクレオチド(「ギャップマー」)である。ウィングは2’−O−メトキシエチル(2’−MOE)ヌクレオチドから構成される。ヌクレオシド間(バックボーン)結合は該オリゴヌクレオチドを通じてホスホロチオエート(P=S)である。全部のシチジン残基は5−メチルシチジンである。
該化合物を、本明細書の他の実施例に記述されるところの定量的リアルタイムPCRによりウサギC反応性タンパク質のmRNAレベルに対するそれらの効果について分析した。ウサギC反応性タンパク質に対するプローブおよびプライマーは、公表された配列情報(GENBANK(R)受託番号M13497.1、配列番号439として本明細書に組込まれる)を使用して、ウサギC反応性タンパク質の配列にハイブリダイズするように設計した。ウサギC反応性タンパク質について、PCRプライマーは:
フォワードプライマー:GGCGCGAGCTGACATATCA(配列番号440)リバースプライマー:CTTGGCAGAGCTCAGGGC(配列番号441)であり、また、PCRプローブは:FAM−TACGTGGTGAAGTACATGTCAAGCCCCAG−TAMRA(配列番号442)であり、ここでFAMは蛍光レポーター色素でありかつTAMRAはクエンチャー色素である。ウサギGAPDHについて、PCRプライマーは:
フォワードプライマー:TGTTCTAGAGACAGCCGCATCTT(配列番号443)
リバースプライマー:CACCGACCTTCACCATCTTGT(配列番号444)であり、また、PCRプローブは:5’JOE−TTGTGCAGTGCCAGCCTCGTCTCA−TAMRA3’(配列番号445)であり、ここでJOEは蛍光レポーター色素でありかつTAMRAはクエンチャー色素である。表5に示されるデータは、初代
ウサギ肝細胞を10nMの本発明のアンチセンスオリゴヌクレオチドで処理した3回の実験からの平均である。存在する場合、「N.D.」は「データなし」を示す。
Figure 2012029693
Figure 2012029693
Figure 2012029693
表5に示されるとおり、配列番号494、495、498、501、502、503、506、507、508、509、510、511、513、514、515、516、517、518、519、520、521、523、524、525、526、528、529、530、531、532、533、534および535は、この実験でウサギC反応性タンパク質の発現の最低25%の阻害を示し、そして従って好ましい。
2’−MOEウィングおよびデオキシギャップを有するキメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチドによるヒトC反応性タンパク質発現のアンチセンス阻害:用量応答試験
本発明のさらなる一態様において、5種のオリゴヌクレオチドを付加的な用量応答試験のため選択した。サイトカインで誘導したHep3B細胞を50、100および150nMのISIS 133712、133719、133726、140180および140177で処理し、そして、本明細書の他の実施例で記述されるとおりオリゴヌクレオチド処理の24時間後にmRNAレベルを測定した。未処理細胞が対照としてはたらいた。
これらの試験の結果を表6に示す。データは2回の実験からの平均であり、そしてサイトカインで誘導した対照の阻害パーセントとして表す。
Figure 2012029693
表6に示されるとおり、ISIS 133712、ISIS 133726およびISIS 140180はヒトC反応性タンパク質のmRNAレベルの低下で用量依存性の様式で有効であり、そして従って本発明の好ましい化合物である。
2’−MOEウィングおよびデオキシギャップを有するキメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチドによるラットC反応性タンパク質発現のアンチセンス阻害:用量応答試験
本発明のさらなる一態様において、3種のオリゴヌクレオチドを付加的な用量応答試験に選択した。ラット初代肝細胞を50、150および300nMのISIS 197181、197178、197183および197190で処理した。標的mRNAのレベルを、本明細書の他の実施例に記述されるとおりオリゴヌクレオチド処理後24時間に測定した。未処理の細胞が対照としてはたらいた。
これらの試験の結果を表7に示す。データは3回の実験からの平均であり、そして対照の阻害パーセントとして表す。
Figure 2012029693
表7に示されるとおり、ISIS 197181、ISIS 197178、ISIS
197183およびISIS 197190は、ラットC反応性タンパク質のmRNAレベルの低下で用量依存性の様式で有効であり、そして従って本発明の好ましい化合物である。
2’−MOEウィングおよびデオキシギャップを有するキメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチドによるラットC反応性タンパク質発現のアンチセンス阻害:in vivo用量応答試験
本発明のさらなる一態様において、3種のオリゴヌクレオチドを付加的なin vivo用量応答試験に選択した。3月齢の雄性Sprague−Dawleyラットが、生理的食塩水または1、10若しくは25mg/kgのISIS 197178(配列番号275)、ISIS 197183(配列番号280)およびISIS 197190(配列番号287)の皮下注入を週2回2週間受領した。処置期間の終了時に動物を殺し、そして肝の標的mRNAレベルを本明細書の他の実施例に記述されるところのリアルタイムPCRにより測定した。生理的食塩水で処置した動物が対照としてはたらいた。ラット肝のC反応性タンパク質のmRNAレベルは、ISIS 197178の1回の1mg/kg投与後に5%、また、ISIS 197190の1回の10mg/kg投与後に18%低下した。
2’−MOEウィングおよびデオキシギャップを有するキメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチドによるウサギC反応性タンパク質発現のアンチセンス阻害:用量応答試験
本発明のさらなる一態様において、4種のオリゴヌクレオチドを付加的な用量応答試験に選択した。ウサギ初代肝細胞を10、50 150および300nMのISIS 280279、280290、280298および282303で処理した。本明細書の他の実施例で記述されるとおり、オリゴヌクレオチド処理の24時間後にmRNAレベルを測定した。未処理の細胞が対照としてはたらいた。
これらの試験の結果を表8に示す。データは2回の実験からの平均であり、そして対照の阻害パーセントとして表す。
Figure 2012029693
表8に示されるとおり、ISIS 280303およびISIS 280290は、C反応性タンパク質のmRNAレベルの低下で用量依存性の様式で有効であり、そして従って本発明の好ましい化合物である。
カニクイザルの肝組織中でのC反応性タンパク質発現のアンチセンス阻害(ISIS 133726)
さらなる一態様において、雄性カニクイザルをISIS 133726(配列番号36)で処置し、そしてC反応性タンパク質のmRNAのレベルを肝組織中で測定した。
雄性カニクイザルを2処置群すなわち対照動物(n=4;生理的食塩水処置のみ)および処置動物(n=8;ISIS 133726で処置)に分割した。処置群の動物にはそれぞれ10mg/kgおよび20mg/kgのISIS 133726を皮下に週2回4週間投与した。対照群の動物は生理的食塩水のみで処置した。3日後に全動物を殺し、そしてC反応性タンパク質のmRNAの分析のため肝を採取した。mRNAのレベルは生理的食塩水で処置した動物のものに正規化した。10mg/kgおよび20mg/kgのISIS 133726で処置した動物において、肝内のC反応性タンパク質のmRNAレベルはそれぞれ42%および69%低下した。
肝酵素ALTおよびASTのレベルを毎週測定し、そして変化は示されず、オリゴヌクレオチド処置の進行中の毒性効果がないことを示す。
本試験の結果は、ISIS 133726での処置に際しての肝のC反応性タンパク質のmRNAの有意の低下を示す。
2’−MOEウィングおよびデオキシギャップを有するキメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチドによるマウスC反応性タンパク質発現の調節
本発明により、一連のアンチセンス化合物を、公表された配列(GENBANK(R)受託番号NM_007768.1、配列番号540として本明細書に組込まれる)を使用して、マウスC反応性タンパク質RNAの多様な領域を標的とするように設計した。該化合物を表9に示す。「標的部位」は、該化合物が結合する特定の標的核酸上の最初(最も5’)のヌクレオチド番号を示す。表9中の全化合物が、5ヌクレオチドの「ウィング」により双方の側(5’および3’の方向)で隣接されている10個の2’−デオキシヌクレオチドよりなる中央の「ギャップ」領域から構成される、長さ20ヌクレオチドのキメ
ラオリゴヌクレオチド(「ギャップマー」)である。ウィングは2’−O−メトキシエチル(2’−MOE)ヌクレオチドから構成される。ヌクレオシド間(バックボーン)結合は該オリゴヌクレオチドを通じてホスホロチオエート(P=S)である。全部のシチジン残基は5−メチルシチジンである。
該化合物を、本明細書の他の実施例に記述されるところの定量的リアルタイムPCRにより、マウスC反応性タンパク質のmRNAレベルに対するそれらの効果について分析した。マウスC反応性タンパク質に対するプローブおよびプライマーは、公表された配列情報(GENBANK(R)受託番号NM_007768.1、配列番号540として本明細書に組込まれる)を使用して、マウスC反応性タンパク質配列にハイブリダイズするように設計した。マウスC反応性タンパク質について、PCRプライマーは:
フォワードプライマー:TGGATTGATGGGAAACCCAA(配列番号541)リバースプライマー:GCATCTGGCCCCACAGTG(配列番号542)であり、また、PCRプローブは:FAM−TGCGGAAAAGTCTGCACAAGGGC−TAMRA(配列番号543)であり、ここでFAMは蛍光レポーター色素でありかつTAMRAはクエンチャー色素である。マウスGAPDHについて、PCRプライマーは:
フォワードプライマー:GGCAAATTCAACGGCACAGT(配列番号544)リバースプライマー:GGGTCTCGCTCCTGGAAGAT(配列番号545)であり、また、PCRプローブは:5’JOE−AAGGCCGAGAATGGGAAGCTTGTCATC−TAMRA3’(配列番号546)であり、ここでJOEは蛍光レポーター色素でありかつTAMRAはクエンチャー色素である。表9に示されるデータは、初代マウス肝細胞を150nMの本発明のアンチセンスオリゴヌクレオチドで処理した1回の実験からである。該データは対照の未処理細胞に関する発現パーセントとして提示する。存在する場合、「N.D.」は「データなし」を示す。
Figure 2012029693
Figure 2012029693
2’−MOEウィングおよびデオキシギャップを有するキメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチドによるマウスC反応性タンパク質発現のアンチセンス阻害:用量応答試験
本発明のさらなる一態様において、7種のオリゴヌクレオチドを付加的な用量応答試験に選択した。初代マウス肝細胞を10、50 150および300nMのISIS 133688、133697、133702、133708、147880、147868、147883で処理した。mRNAレベルは本明細書の他の実施例で記述されるとおりオリゴヌクレオチド処理の24時間後に測定した。未処理の細胞が対照としてはたらいた。
これらの試験の結果を表10に示す。データは3回の実験からの平均であり、そして対照の阻害パーセントとして表す。
Figure 2012029693
表10に示されるとおり、ISIS 113697および147868はC反応性タンパク質発現を用量依存性の様式で阻害した。
in vivoでのウサギC反応性タンパク質のアンチセンス阻害
本発明のさらなる一態様において、ISIS 280303(配列番号533)をウサ
ギでのC反応性タンパク質に対するその効果について試験した。雄性ニュージーランドホワイトラビットは通常飼料を給餌され、そして20mg/kgのISIS 280303の皮下注入を週2回3週間受領した。生理的食塩水を注入した動物が対照としてはたらいた。オリゴヌクレオチドおよび生理的食塩水注入群はそれぞれ4動物を包含した。処置期間の終了時に動物を殺し、そしてRNA抽出のため肝を単離した。肝でのC反応性タンパク質のmRNAレベルを、本明細書の他の実施例により記述されるところのリアルタイムPCRにより測定した。生理的食塩水対照に関して、ISIS 280303はC反応性タンパク質のmRNA発現を52%阻害した。
アテローム硬化性斑形成の研究のためのウサギモデル
ワタナベ遺伝性高脂血症(WHHL)系統のウサギがアテローム硬化性斑形成のモデルとして使用されている。高脂肪飼料を給餌したニュージーランドホワイトラビットもまたアテローム硬化性斑形成のモデルとして使用されている。WHHL若しくは高脂肪飼料を給餌したニュージーランドホワイトラビットのC反応性タンパク質アンチセンス化合物での処置を、アテローム硬化性斑疾患の治療的若しくは予防的処置としてのそれらの可能性を試験するのに使用する。ウサギに、5、10、29若しくは50mg/kgのC反応性タンパク質を標的とするアンチセンスオリゴヌクレオチドを注入する。生理的食塩水単独若しくは対照オリゴヌクレオチドで処置した動物が対照としてはたらく。処置の間、血清サンプルを収集し、そしてコレステロール、LDLコレステロール、VLDLコレステロール、HDLコレステロールおよびトリグリセリドを包含する血清脂質について、慣例の臨床分析により評価する。肝組織のトリグリセリド含量はトリグリセリドGPOアッセイ(Sigma−Aldrich、ミズーリ州セントルイス)を使用して測定する。肝、腎、心、大動脈および他の組織を獲得し、そして慣例の手順を使用して組織学的分析のため処理する。肝および腎組織を好塩基性顆粒および炎症浸潤の証拠について検査する。大動脈は、アテローム硬化を可視化するため、慣例の手順を使用してズダンIVのような色素で染色する。大動脈組織はまた、慣例の組織学的手順を使用してパラフィンに埋込みかつ切片に切断し、そして該切片を内膜病変の存在について評価する。
アテローム硬化性斑形成のマウスモデル:LDL受容体遺伝子を欠くヒトC反応性タンパク質トランスジェニックマウス
LDL受容体はC反応性タンパク質を含有するLDL粒子の消失の原因である。LDL受容体なしでは、動物はC反応性タンパク質を含有するLDL粒子を血漿から効果的に消失し得ず、従ってC反応性タンパク質およびLDLコレステロールの血清濃度が顕著に上昇する。ヒトC反応性タンパク質導入遺伝子を発現するマウス(TgN−hApoB +/+)およびLDL受容体について欠損のマウス(LDLr −/−)は双方ともアテローム硬化性斑発生の動物モデルとして使用されている。LDL受容体欠損の遺伝子型がヒトC反応性タンパク質トランスジェニックの遺伝子型と組合される場合(TgN−hApoB +/+;LDLr −/−)にアテローム硬化性斑が迅速に発生する。本発明により、この遺伝的背景のマウスを使用して、アテローム硬化症および斑形成を予防する化合物の能力を検討する。
雄性TgN−hApoB +/+;LDLr −/−マウスを、10若しくは20mg/kgのC反応性タンパク質アンチセンスオリゴヌクレオチドで週2回12週間処置する。対照群は生理的食塩水若しくは対照オリゴヌクレオチドで処置する。血清総コレステロール、HDLコレステロール、LDLコレステロールおよびトリグリセリドを、Olympus臨床検査装置(Olympus America Inc.、ニューヨーク州メルビル)を使用する慣例の臨床分析により2、4、6、8および12週に測定する。肝中のマウスアポリポタンパク質mRNAを12週に測定する。
加えて、12週試験で使用した処置条件を用い、4か月試験をTgN−hApoB +/+;LDLr −/−マウスで実施する。マウスはC反応性タンパク質を標的とするアンチセンスオリゴヌクレオチドで4か月間処置して、アテローム硬化性斑の形成を予防するこうした化合物の能力を評価する。血清総コレステロール、HDLコレステロール、LDLコレステロールおよびトリグリセリドを、Olympus臨床検査装置(Olympus America Inc.、ニューヨーク州メルビル)を使用する慣例の臨床分析により2、4、6、8、12および16週に測定する。肝中のマウスC反応性タンパク質mRNAを16週にリアルタイムPCRにより測定する。4か月の処置期間の終了時に、追加の処置マウスを麻酔しかつ10%ホルマリンで灌流する。灌流した動脈樹枝状分岐を単離し、そしてアテローム硬化性斑の存在について検査する。動脈樹枝状分岐の切片をパラフィンに埋込みかつ慣例の方法を使用する組織学的分析のため調製する。
アテローム硬化性斑形成のマウスモデル:B6.129P−Apoetm1Uncノックアウトマウス
Jackson Laboratory(メーン州バーハーバー)から得たB6.129P−ApoEtm1Uncノックアウトマウス(本明細書でApoEノックアウトマウスと称する)は、Apoetm1Unc突然変異についてホモ接合性であり、そして齢若しくは性により影響を受けない総血漿コレステロール濃度の顕著な増大を示す。これらの動物は3月齢で近位大動脈中に脂肪線条を提示する。これらの病変は齢とともに増大しかつより少ない脂質しかしより細長い細胞を伴う病変(前アテローム硬化性病変のより進行した段階に典型的)に進行する。
これらのマウスにおける突然変異はアポリポタンパク質E(ApoE)遺伝子に存する。ApoEタンパク質の主な役割はコレステロールおよびトリグリセリドを身体中に輸送することである。それはリポタンパク質構造を安定化し、低密度リポタンパク質受容体(LDLR)および関連タンパク質に結合し、そしてHDLの1サブクラスに存在してそれらにLDLRに結合する能力を提供する。ApoEは肝および脳中で最も豊富に発現されている。雌性B6.129P−Apoetm1Uncノックアウトマウス(ApoEノックアウトマウス)を以下の試験で使用して、アテローム硬化性斑形成を予防するための潜在的化合物としてC反応性タンパク質アンチセンスオリゴヌクレオチドを評価した。
雌性ApoEノックアウトマウスは齢が5から7週までの範囲にわたり、そして試験開始前2週間、通常飼料を与える。ApoEノックアウトマウスにその後、0.15%の追加したコレステロールを含む60%脂肪飼料を任意に摂取させて脂質代謝異常および肥満を誘発させる。対照動物は、追加したコレステロールを含まない高脂肪飼料で維持する。一夜絶食後に各群からのマウスに5、25若しくは50mg/kgのC反応性タンパク質を標的としたアンチセンスオリゴヌクレオチドを3日ごとに6週間腹腔内に投与する。対照群は対照オリゴヌクレオチドを注入する動物および生理的食塩水を注入する動物よりなる。
処置期間中および終了時に、血糖値、コレステロール(総コレステロール、HDLコレステロールおよびLDLコレステロール)、トリグリセリドならびに肝酵素レベルをOlympus臨床検査装置(Olympus America Inc.、ニューヨーク州メルビル)を使用する慣例の臨床分析により測定する。試験終了時および最終注入48時間後に動物を殺し、そしてリアルタイムPCRにより肝中の標的mRNAレベルについて評価する。処置期間の終了時に、追加の処置マウスを麻酔しかつ10%ホルマリンで灌流する。灌流した動脈樹枝状分岐を単離しかつアテローム硬化性斑の存在について検査する。動脈樹枝状分岐の切片はパラフィンに埋込みかつ慣例の方法を使用する組織学的分析の
ため調製する。
2’−MOEウィングおよびデオキシギャップを有するキメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチドによるヒトC反応性タンパク質のmRNA発現のアンチセンス阻害:用量応答試験
さらなる一態様において、4種のオリゴヌクレオチドを付加的な用量応答試験に選択した。本明細書に記述されるとおり培養した、サイトカインで誘導したHep3B細胞を、25、50、75および150nMのISIS 329956(配列番号149)、ISIS 330012(配列番号205)、ISIS 330031(配列番号224)およびISIS 133726(配列番号36)で処理した。オリゴヌクレオチド処理の24時間後に、ヒトC反応性タンパク質のmRNAレベルを、本明細書に記述されるところのリアルタイムPCRを使用して定量した。ISIS 113529(CTCTTACTGTGCTGTGGACA;配列番号597として本明細書に組込まれる)はC反応性タンパク質を標的とせず、そして対照としてはたらいた。細胞を150および300nMのISIS 113529で処理した。ISIS 113529は、5ヌクレオチドの「ウィング」により双方の側(5’および3’の方向)で隣接されている10個の2’−デオキシヌクレオチドよりなる中央の「ギャップ」領域から構成される、長さ20ヌクレオチドのキメラオリゴヌクレオチド(「ギャップマー」)である。ウィングは2’−O−メトキシエチル(2’−MOE)ヌクレオチドから構成される。ヌクレオシド間(バックボーン)結合は該オリゴヌクレオチドを通じてホスホロチオエート(P=S)である。全部のシチジン残基は5−メチルシチジンである。
C反応性タンパク質のmRNA発現のレベルは、オリゴヌクレオチドで処理されなかったサイトカインで誘導した細胞(誘導)およびサイトカイン処理もオリゴヌクレオチド処理も受領しない細胞(基礎)でもまた測定した。
この用量応答試験の結果を表11に示す。データは3回の実験からの平均である。結果は、サイトカインで誘導した細胞からのC反応性タンパク質mRNAの発現に対して正規化した。基礎のC反応性タンパク質mRNAはサイトカインで誘導した発現の11%であった。150および300nMのISIS 113529で処理した細胞は、サイトカインで誘導したレベルのそれぞれ76および84%のC反応性タンパク質mRNAを発現した。
Figure 2012029693
これらのデータは、ISIS 329956、ISIS 330012、ISIS 330031およびISIS 133726が、サイトカインで誘導したHep3B細胞におけるヒトC反応性タンパク質の発現を用量依存性の様式で阻害したことを示す。
Hep3B細胞によるヒトC反応性タンパク質の分泌のアンチセンス阻害:用量応答試験
本発明のさらなる一態様において、4種のオリゴヌクレオチドを、サイトカインで誘導したHep3B細胞からのC反応性タンパク質の分泌に対するアンチセンスオリゴヌクレオチド処理の効果を測定するための付加的な用量応答試験に選択した。本明細書に記述されるとおり培養した、サイトカインで誘導したHep3B細胞を、150および300nMのISIS 329956(配列番号149)、ISIS 330012(配列番号205)、ISIS 330031(配列番号224)およびISIS 133726(配列番号36)で処理した。細胞を150および300nMの対照オリゴヌクレオチドISIS 113529(配列番号597)で処理した。オリゴヌクレオチド処理の24時間後に、サイトカインで誘導したHep3B細胞から培地中に分泌されたヒトC反応性タンパク質を、商業的に入手可能なキット(ALerCHEK Inc.、メーン州ポートランド)を使用するELISAにより測定した。C反応性タンパク質分泌は、オリゴヌクレオチドで処理しなかったサイトカインで誘導した細胞(誘導)およびサイトカイン処理もオリゴヌクレオチド処理も受領しなかった細胞(基礎)でもまた測定した。
この用量応答試験の結果を表12に示す。データは3回の実験からの平均である。結果は、サイトカインで誘導した細胞から分泌されたC反応性タンパク質レベルに対し正規化した。培地中の基礎C反応性タンパク質レベルは、サイトカインで誘導したレベルの8%であった。
Figure 2012029693
これらのデータは、ISIS 329956、ISIS 330012およびISIS
133726が、サイトカインで誘導したHep3B細胞からのC反応性タンパク質の分泌を用量依存性の様式で阻害したことを示す。ISIS 330031はより低用量のオリゴヌクレオチドでC反応性タンパク質の分泌を阻害した。対照オリゴヌクレオチドISIS 113529はC反応性タンパク質の分泌を阻害しなかった。
多様な2’−デオキシギャップおよび多様な2’−MOEウィングを有するC反応性タンパク質を標的とするアンチセンスオリゴヌクレオチド
さらなる一態様において、C反応性タンパク質を標的としたアンチセンスオリゴヌクレオチドを、配列番号36および205のヌクレオチド配列を使用しかつ多様なギャップおよびウィングセグメント長さを使用して設計した。該化合物を表13に示す。「標的部位」は、該化合物が結合する特定の標的配列上の最初(最も5’)のヌクレオチド番号を示す。表13中の全化合物は長さが16から20ヌクレオチドまでの範囲にわたるキメラオリゴヌクレオチド(「ギャップマー」)である。「ギャップ」領域は、2’−O−メトキシエチル(2’−MOE)ヌクレオチドから構成される「ウィング」により一方若しくは双方の側(5’および3’の方向)で隣接されている2’−デオキシヌクレオチドよりなる。2’−デオキシギャップの長さは10から18ヌクレオチドまで変動し、また、2’−MOEウィングの長さは1から5ヌクレオチドまで変動する。各オリゴヌクレオチドの正確な構造を表13に「配置」として明示する。例えば3〜14〜3の明示は、最初(最も5’)の3ヌクレオチドおよび最後(最も3’)の3ヌクレオチドが2’−MOEヌクレオチドでありかつギャップ中の14ヌクレオチドが2’−デオキシヌクレオチドであることを示す。ヌクレオシド間(バックボーン)結合は該オリゴヌクレオチドを通じてホスホロチオエート(P=S)である。全部のシチジン残基は5−メチルシチジンである。
Figure 2012029693
付加的なオリゴヌクレオチドを、配列番号36および205のヌクレオチド配列を使用しかつ均一に修飾したヌクレオチドを組込んで設計した。ISIS 353489および
ISIS 353473(それぞれ配列番号36および205として本明細書に組込まれる配列)は、配列番号4のそれぞれ標的部位1671および1719にハイブリダイズする。これら2化合物は、均一に、該オリゴヌクレオチドを通じてホスホロチオエートヌクレオシド間結合を伴う2’−O−メトキシエチル(2’−MOE)ヌクレオチドから構成される。全部のシトシンは5−メチルシトシンである。
これらのアンチセンスオリゴヌクレオチドの1サブセットを、サイトカインで誘導したHep3B細胞での試験に選択した。試験した全部のオリゴヌクレオチドは、配列番号205として本明細書で表される同一のヌクレオチド配列を共有し、かつ、糖部分の修飾に関して変動している。細胞を本明細書に記述されるとおり培養かつ誘導し、そしてその後、50、100および200nMのISIS 353470、ISIS 353512、ISIS 353472、ISIS 353473およびISIS 330012で24時間処理した。サイトカインで誘導した細胞が対照としてはたらき、それに対してデータを正規化した。C反応性タンパク質のmRNAは本明細書に記述されるところのリアルタイムPCRにより測定した。表14に示されるデータは3回の実験の平均を表し、そしてサイトカイン処理のみを受領する細胞からのデータに対して正規化されている。ギャップマーについて、各オリゴヌクレオチドの配置を表13について記述されたと同一の様式で示す。均一に2’−MOEヌクレオチドから構成されるオリゴヌクレオチドは「均一2’−MOE」により示す。
Figure 2012029693
付加的なオリゴヌクレオチドを、配列番号36および205のヌクレオチド配列を使用しかつ化合物中に異なるヌクレオシド間結合を使用して設計した。ISIS 353514およびISIS 353515(それぞれ配列番号36および205として本明細書に組込まれる配列)は配列番号4のそれぞれ標的部位1671および1719にハイブリダイズする。これら2化合物は、2’−O−メトキシエチル(2’−MOE)ヌクレオチドから構成される3ヌクレオチドのウィングセグメントにより双方の側(5’および3’)で隣接されている2’−デオキシヌクレオチドから構成される14ヌクレオチドのギャップセグメントを有するキメラオリゴヌクレオチドである。ヌクレオチド2と3との間、およびヌクレオチド18と19との間のヌクレオシド間結合はホスホジエステルである。該化合物中の全部の他のヌクレオシド結合はホスホルチオエートである。全部のシトシンは5−メチルシトシンである。
付加的なオリゴヌクレオチドを、ヒトC反応性タンパク質の公的に入手可能な配列(配列番号4として本明細書に組込まれる)を使用して設計した。該化合物を表15に示す。
「標的部位」は、該化合物が結合する特定の標的配列上の最初(最も5’)のヌクレオチド番号を示す。これらの化合物は、「ギャップ」セグメントがオリゴマー化合物の3’若しくは5’いずれかの末端に配置されかつ2’−デオキシヌクレオチドよりなる、長さ15ヌクレオチドのヘミマーすなわち「開放端」型の化合物である。残存するセグメントは2’−O−メトキシエチル(2’−MOE)ヌクレオチドから構成される。各オリゴヌクレオチドの正確な構造は表15中に「配置」として明示する。例えば5〜10という明示は、第一の化学修飾の5ヌクレオチドセグメントが5’末端にありかつ第二の化学修飾の10ヌクレオチドセグメントが3’末端にあることを示す。2’−MOE〜2’−デオキシという明示は、5’末端が2’−MOEヌクレオチドから構成されかつ3’末端が2’−デオキシヌクレオチドから構成されることを示し;2’−MOEヌクレオチドはさらに太字で示す。存在する場合、「O」はヌクレオシド間(バックボーン)結合がホスホジエステルであることを示す。全部の他のヌクレオシド間結合はホスホロチオエート(P=S)である。全部のシチジン残基は5−メチルシチジンである。
Figure 2012029693
2’−MOEウィングおよびデオキシギャップを有するキメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチドによるヒトC反応性タンパク質発現のアンチセンス阻害:用量応答試験
さらなる一態様において、ヒトC反応性タンパク質を標的とするオリゴヌクレオチドを付加的な用量応答試験に選択した。アンチセンスオリゴヌクレオチド処理後に、C反応性タンパク質のmRNAおよび分泌されたタンパク質を、本明細書に記述されるとおり培養しかつHep3B細胞について本明細書に記述されるとおりサイトカインで誘導した初代ヒト肝細胞で測定した。
初代ヒト肝細胞を、12.5、25、50、100および200nMのISIS 330012(配列番号205)およびISIS 133726(配列番号36)で処理した。オリゴヌクレオチド処理を受領しなかった、サイトカインで誘導した細胞が対照としてはたらき、全部のデータをそれに対して正規化した。いずれもC反応性タンパク質を標的としない、ISIS 13650(TCCCGCCTGTGACATGCATT、配列番号614)およびISIS 113529(配列番号597)が対照オリゴヌクレオチドとしてはたらいた。細胞を100および200nMのISIS 113529およびISIS 13650で処理した。ISIS 13650は、5ヌクレオチドの「ウィング」により双方の側(5’および3’方向)で隣接されている10個の2’−デオキシヌクレ
オチドよりなる中央の「ギャップ」領域から構成される、長さ20ヌクレオチドのキメラオリゴヌクレオチド(「ギャップマー」)である。ウィングは2’−O−メトキシエチル(2’−MOE)ヌクレオチドから構成される。ヌクレオシド間(バックボーン)結合は該オリゴヌクレオチドを通じてホスホロチオエート(P=S)である。全部のシチジン残基は5−メチルシチジンである。
C反応性タンパク質のmRNAレベルを、オリゴヌクレオチド処理の24時間後に、本明細書の他の実施例に記述されるところのリアルタイムPCRにより測定した。これらの試験の結果を表16に示す。データは3回の実験からの平均であり、そしてサイトカインで誘導した細胞からのデータに関するmRNA発現のパーセントとして表す。存在する場合、「N.D.」は測定されなかったことを示す。
Figure 2012029693
表16に示されるとおり、25、50、100および200nMの用量のISIS 330012および133726は、オリゴヌクレオチド処理の24時間後にC反応性mRNAの発現を用量依存性の様式で阻害した。
さらなる一態様において、表16に提示される同一の実験で、サイトカインで誘導した初代ヒト肝細胞から組織培地中に分泌されたC反応性タンパク質を、オリゴヌクレオチド処理の24時間後に商業的に入手可能なキット(ALerCHEK Inc.、メーン州ポートランド)を使用するELISAにより測定した。表17に示されるデータは3回の実験からの平均であり、そして、サイトカインで誘導した対照に関する分泌されたタンパク質のパーセントとして表す。存在する場合、「N.D.」は測定されなかったことを示す。
Figure 2012029693
表17に示されるとおり、ISIS 330012はオリゴヌクレオチド処理の24時間後のC反応性タンパク質の分泌を阻害した。
さらなる一態様において、サイトカインで誘導した初代ヒト肝細胞中でのC反応性タンパク質のmRNAレベルを、オリゴヌクレオチド処理の48時間後に測定した。細胞を12.5、25、50、100および200nMのISIS 330012およびISIS
133726で処理した。ISIS 13650およびISIS 113529が対照オリゴヌクレオチドとしてはたらいた。細胞は100および200nMのISIS 113529およびISIS 13650で処理した。表18に示されるデータは3回の実験からの平均であり、そしてサイトカインで誘導した対照細胞に関するmRNA発現のパーセントとして表す。存在する場合、「N.D.」は測定されなかったことを示す。
Figure 2012029693
表18に示されるとおり、ISIS 330012および133726は、オリゴヌクレオチド処理の48時間後にC反応性mRNA発現を用量依存性の様式で阻害した。
さらなる一態様において、48時間のISIS 330012およびISIS 133726での処理を反復し、そしてC反応性タンパク質のmRNAおよびタンパク質双方を
測定した。C反応性タンパク質はオリゴヌクレオチド処理の48時間後にリアルタイムPCRにより測定した。表19に示されるデータは3回の実験からの平均であり、そしてサイトカインで誘導した対照細胞に関するmRNA発現のパーセントとして表す。存在する場合、「N.D.」は測定されなかったことを示す。
Figure 2012029693
表19に示されるとおり、ISIS 330012および133726は、オリゴヌクレオチド処理の48時間後にC反応性mRNA発現を用量依存性の様式で阻害した。
さらなる一態様において、表19に提示される同一の実験で、サイトカインで誘導した初代ヒト肝細胞から組織培地中に分泌されたC反応性タンパク質を、オリゴヌクレオチド処理の48時間後に商業的に入手可能なキット(ALerCHEK Inc.、メーン州ポートランド)を使用するELISAにより測定した。表20に示されるデータは3回の実験からの平均であり、かつ、サイトカインで誘導した対照に関する分泌されたタンパク質のパーセントとして表す。存在する場合、「N.D.」は測定されなかったことを示す。
Figure 2012029693
表20に示されるとおり、ISIS 330012および133726は、オリゴヌクレオチド処理の48時間後のC反応性タンパク質の発現を用量依存性の様式で阻害した。200nMの用量で、ISIS 133726およびISIS 330012は、サイトカインで誘導した細胞中でのC反応性タンパク質のmRNAを、基礎発現レベル、すなわちサイトカインで誘導されていない細胞で観察されるレベルより下のレベルに低下させることが可能であった。ノーザンおよびイムノブロット分析もまた、オリゴヌクレオチド処理の48時間後のC反応性タンパク質のmRNAおよびタンパク質の発現の低下を確認した。
カニクイザル(Macaca fascicularis)C反応性タンパク質mRNAの配列決定
本発明により、当該技術分野で入手可能でないカニクイザルのC反応性タンパク質mRNAの一部分を増幅かつ配列決定した。ヒトC反応性タンパク質のmRNA配列(GENBANK(R)受託番号M11725.1、配列番号4として本明細書に組込まれる)の位置537ないし2201は、ISIS 133726およびISIS 330012がハイブリダイズする標的セグメントを含有する。カニクイザルC反応性タンパク質mRNAの対応するセグメントを、ヒト配列に対して設計した1連の8組のプライマーを使用して増幅かつ配列決定した。全RNAをカニクイザル初代肝細胞(In Vitro Technologies、メリーランド州ゲイサーズバーグ)から精製した。逆転写を実施してcDNAを生じさせ、そして次いでおよそ40回のPCR増幅を実施した。カニクイザルフラグメントのゲル精製後に、RETROGENTMキット(Invitrogen)を使用して各生成物のフォワードおよびリバース配列決定反応を実施した。このキットを使用して一本鎖cDNAを創製し、そしてAMPLITAQTM PCR反応のための試薬を提供した。配列決定した生成物を集成して、カニクイザルC反応性タンパク質mRNAをほぼ完成した。このカニクイザル配列は配列番号615として本明細書に組込まれ、そしてヒトC反応性タンパク質mRNAの位置537ないし2201に93%相同である。位置101−290からのヒトC反応性タンパク質と97%の相同性を共有する付加的な一配列を配列番号616として本明細書に組込む。
2’−MOEウィングおよびデオキシギャップを有するキメラホスホロチオエートオリゴ
ヌクレオチドによるカニクイザルC反応性タンパク質発現のアンチセンス阻害:用量応答試験
さらなる一態様において、ヒトC反応性タンパク質を標的とするオリゴヌクレオチドを、追加の用量応答試験のため選択したを初代カニクイザル肝細胞中で標的mRNAを阻害するそれらの能力について試験した。ヒトおよびカニクイザルのC反応性タンパク質の間の高程度の同一性により、ISIS 133726(配列番号36)およびISIS 330012(配列番号205)は、本明細書に開示されるカニクイザルmRNA(配列番号615)のそれぞれ標的部位1147および1195でカニクイザルC反応性タンパク質に完全な相補性を伴いハイブリダイズする。初代カニクイザル肝細胞を、Hep3B細胞について本明細書に記述されるとおりサイトカインで誘導し、そして50、100および200nMのISIS 330012(配列番号205)およびISIS 133726(配列番号36)で処理した。ISIS 113529(配列番号597)が対照オリゴヌクレオチドとしてはたらいた。細胞は150および300nMのISIS 113529で処理した。
C反応性タンパク質のmRNAレベルをオリゴヌクレオチド処理の24時間後に測定した。表21に示されるデータは3回の実験からの平均であり、そしてサイトカインで誘導した対照に関するmRNA発現のパーセントとして表す。存在する場合、「N.D.」は測定されなかったことを示す。
Figure 2012029693
表21に示されるとおり、ISIS 330012(試験した全用量)ならびにISIS 133726(150および300nMで)は、オリゴヌクレオチド処理の24時間後にC反応性タンパク質のmRNA発現を用量依存性の様式で阻害した。
さらなる一態様において、表21に提示される同一の実験で、サイトカインで誘導した初代カニクイザル肝細胞から組織培地中に分泌されたC反応性タンパク質を、オリゴヌクレオチド処理の24時間後に商業的に入手可能なキット(ALerCHEK Inc.、メーン州ポートランド)を使用するELISAにより測定した。表22に示されるデータは3回の実験からの平均であり、そしてサイトカインで誘導した対照細胞に関する分泌されたタンパク質のパーセントとして表す。存在する場合、「N.D.」は測定されなかったことを示す。
Figure 2012029693
表22に示されるとおり、ISIS 330012および133726は、オリゴヌクレオチド処理の48時間後のC反応性タンパク質の分泌を用量依存性の様式で阻害した。
これらのデータは、ISIS 133726およびISIS 330012が、ヒトC反応性タンパク質のmRNA発現を標的とするよう設計されている一方で、カニクイザル初代肝細胞中でのC反応性タンパク質のmRNAおよび分泌型タンパク質双方を阻害することが可能であり、そして従ってin vivoでカニクイザルC反応性タンパク質の阻害を試験するのに使用し得るアンチセンスオリゴヌクレオチドであることを示す。
in vivoでのC反応性タンパク質のアンチセンス阻害:カニクイザル
カニクイザル(雄性若しくは雌性)は、C反応性タンパク質のmRNA若しくはタンパク質レベルを低下させるそれらの潜在能力、ならびに、限定されるものでないが心血管系指標、アテローム硬化症、脂質疾患、肥満および斑形成を挙げることができるC反応性タンパク質と関連する表現型のエンドポイントについてアンチセンスオリゴヌクレオチドを評価するのに有用である。一試験は、脂質およびコレステロールが正常であるか若しくは高い飼料を給餌された、正常および誘発された高コレステロール血症のサルを包含する。該試験期間中に観察するパラメータは:総血漿コレステロール、LDLコレステロール、HDLコレステロール、トリグリセリド、動脈壁のコレステロール含量および冠動脈内膜肥厚を包含する。
さらなる一態様において、アテローム発生性飼料を給餌したカニクイザルは、ヒトのアテローム硬化症に対する多くの類似点を伴うアテローム硬化症を発症し、そしてアテローム硬化症を予防若しくは改善するアンチセンス化合物の潜在能力を評価するのに使用される。雌性カニクイザルはリポタンパク質および心血管系でいくつかの類似点をヒトと共有している。これらの特徴に加え、生殖生物学の類似点が存在する。カニクイザルのメスはヒトのものに類似の28日の月経周期を有する。血漿ホルモン濃度がカニクイザルの月経周期を通じて測定されており、また、卵胞期および黄体期の持続期間、ならびに周期にわたる血漿エストラジオールおよびプロテステロン濃度もまた女性のものに著しく類似している。
C反応性タンパク質を標的とするアンチセンスオリゴヌクレオチドを、カニクイザルで
有効性および毒性について評価する。これらの試験のため選んだオリゴヌクレオチドは、ヒトおよびサル双方のC反応性タンパク質のmRNAの3’UTRの2個の別個の領域にハイブリダイズする。ISIS 133726(配列番号36)およびISIS 330012(配列番号205)は、本明細書に記述されるところの5〜10〜5の配置をもつキメラオリゴヌクレオチドである。ISIS 353512(配列番号36)およびISIS 353491(配列番号205)は、それぞれ本明細書に記述されるところの3〜14〜3の配置をもつ同一のキメラオリゴヌクレオチドである。カニクイザルは表23に記述されるとおり処置する。表23に提示される9群のそれぞれは5動物よりなり、そしてこれらの群のそれぞれ中の雄性および雌性の数は同一である。
Figure 2012029693
全動物に、試験第1、3、5、8、11、15、18、22、25および29日に皮下注入を介して投与する。投与の第一日を第1日と指定する。動物は全般的外観および挙動、飼料消費量ならびに体重の変化について評価する。血液サンプルは、試験の開始前に1、2および3週間隔で、第1日および第29日の投与直前、ならびに投与後1、2、4および24時間、ならびに第8、15および22日の投与直前に収集する。血液サンプルは血清化学、血液学、凝固および尿分析パラメータを包含する臨床病理学評価にかける。分析される血清化学パラメータは、ナトリウム、カリウム、塩素、二酸化炭素、総ビリルビン、アルカリホスファターゼ(ALP)、乳酸脱水素酵素(LDH)、アスパラギン酸アミノトランスフェラーゼ(AST)、アラニンアミノトランスフェラーゼ(ALT)、γ−グルタミルトランスフェラーゼ(GGT)、カルシウム、リン、血液尿素窒素(BUN)、クレアチニン、総蛋白、アルブミン、グロブリン、アルブミン/グロブリン比、血糖値、コレステロールおよびトリグリセリドを包含する。血液学パラメータは、赤血球(RBC)数、白血球(WBC)数、ヘモグロビン濃度、ヘマトクリット、網状赤血球数、プラスモディウム数、平均赤血球ヘモグロビン(MCH)、平均赤血球容積(MCV)、平均赤血球ヘモグロビン濃度(MCHC)、血小板数および血球形態学を包含する。評価される凝固パラメータは、活性化部分トロンボプラスチン時間(APTT)およびプロトロンジン時間(PT)を包含する。評価される尿分析パラメータは、色、特徴、pH、比重、白血球エステラーゼ、亜硝酸塩、ウロビリノーゲン、尿蛋白、尿糖、ケトン、ビリルビン、潜血および顕微鏡検査を包含する。血清中のC反応性タンパク質は免疫化学発光アッセイ(ICMA)を使用して測定する。全部の臨床パラメータは当該技術分野で既知の慣例の手順を使用して測定する。加えて、毒物動態分析を実施して血清中のC反応性タンパク質オリゴヌクレオチドの濃度を測定する。さらに、インターロイキン−1、インターロ
イキン−6、インターロイキン−8、インターフェロン−γ、腫瘍壊死因子−α、単球走化性因子−1(MCP−1)、マクロファージ炎症性タンパク質−1α(MIP−1α)、マクロファージ炎症性タンパク質−1β(MIP−1β)、ならびにRANTESを包含するサイトカインおよびケモカインの血清濃度を測定して、いかなる免疫若しくは炎症応答の程度も決定する。
試験第30日の生理的食塩水若しくはオリゴヌクレオチドの最終投与24時間後に動物を殺す。最終体重を記録し、そして肉眼的剖検を実施して、死体、筋/骨格系、全部の外表面および開口部、頭蓋腔ならびに脳の外表面、関連する器官および組織を伴う頚部、関連する器官および組織を伴う胸腔、腹腔および骨盤腔を評価する。尿を膀胱から収集しかつ本明細書に前述されたとおり分析する。腎、肝、肺、心および脾重量を記録する。心血管系、消化器、リンパ系/造血系、尿生殖器および内分泌組織を収集し、そして10%中性緩衝ホルマリン中で保存する。生理的食塩水および20mg/kgのオリゴヌクレオチドで処置した動物から収集した組織は、10%中性緩衝ホルマリン中での保存後にパラフィンに埋込み、切片に切断し、ヘマトキシリンおよびエオシンで染色し、そして病理学的異常について検査する。骨髄切片が変化若しくは異常を示す症例では顕微鏡検査のため骨髄スメアを収集する。ホルマリン中で保存していない収集した肝組織の一部分を、RNアーゼ活性を阻害する緩衝液中でホモジェナイズし、そして本明細書に記述されるところのリアルタイムPCRによりC反応性タンパク質のmRNA発現について評価する。この試験で評価されるパラメータが、C反応性タンパク質を標的とするアンチセンスオリゴヌクレオチドの有効性および毒性を決定する。
in vivoでのヒトC反応性タンパク質を標的とするアンチセンスオリゴヌクレオチド:痩身マウス試験
さらなる一態様において、ヒトC反応性タンパク質を標的とするアンチセンスオリゴヌクレオチドを、血清脂質、血糖および毒性の指標に対するそれらの効果について試験した。雄性C57Bl/6マウス(Charles River Laboratories、マサチューセッツ州ウィルミントン)に標準的げっ歯類飼料を給餌した。マウスに、25および50mg/kgの以下のアンチセンスオリゴヌクレオチド、すなわちISIS 133726(配列番号36)、ISIS 329956(配列番号149)、ISIS
330012(配列番号205)およびISIS 330031(配列番号224)のそれぞれの腹腔内注入を与えた。各オリゴヌクレオチド処置群は5マウスよりなった。合計10匹の生理的食塩水を注入した動物が対照としてはたらいた。注入は週2回4週間投与した。処置期間終了時にマウスを殺した。身体、肝および脾重量を記録し、そして有意の変化は表されなかった。
ALT、AST、コレステロール(CHOL)、血糖(GLUC)、HDLコレステロール(HDL)、LDLコレステロール(LDL)、トリグリセリド(TRIG)および非エステル化遊離脂肪酸(NEFA)の慣例の臨床分析のため血清を収集した。これらのパラメータはOlympus臨床検査装置(Olympus America Inc.、ニューヨーク州メルビル)を使用する慣例の手順により測定した。データを表24に提示する。
Figure 2012029693
これらのデータは、50mg/kg用量のISIS 330031のみが肝トランスアミナーゼALTおよびASTの有意の増大をもたらしたことを示し、最高用量のISIS
330031での肝毒性効果を示唆する。50mg/kgのISIS 330031での処置はまたコレステロールおよびLDLコレステロールの増大ももたらした。コレステロールの中程度の増大が50mg/kgのISIS 329956で処置した動物で観察された。非エステル化遊離脂肪酸の増大は、この試験で使用した全部のオリゴヌクレオチドで処置したマウスで観察された。
これらのデータは、ヒトC反応性タンパク質を標的とするアンチセンスオリゴヌクレオチドが、明白な毒性を生じさせることなく痩身マウスで標的の発現を効果的に阻害したことを示す。
in vivoでのC反応性タンパク質のアンチセンス阻害:ラット試験
さらなる一態様において、C反応性タンパク質を標的とするアンチセンスオリゴヌクレオチドを付加的な動物モデルで試験した。標準的げっ歯類飼料で維持した雄性Sprague Dawleyラット(Charles River Laboratories、マサチューセッツ州ウィルミントン)が、75および100mg/kgのISIS 197178(配列番号275)の腹腔内注入を週あたり1回6週間受領した。生理的食塩水を注入した動物が対照としてはたらいた。各処置群は5動物よりなった。処置期間の終了時に動物を殺し、そしてC反応性タンパク質のmRNAおよびタンパク質発現ならびに肝、ならびに血清中のC反応性タンパク質発現について評価した。mRNAは本明細書の他の実施例により記述されるところのリアルタイムPCRにより測定した。タンパク質は商業的に入手可能なキット(BD Biosciences、マサチューセッツ州ベッドフォード)を使用するELISAにより測定した。各処置群の5動物から平均したデータを、生理的食塩水で処置した動物からの結果に対し正規化し、そして表25に提示する。
Figure 2012029693
これらのデータは、ISIS 197178が、肝のC反応性タンパク質のmRNAおよびタンパク質ならびに血清タンパク質を顕著に減少させたことを示す。血清C反応性タンパク質濃度の低下は、ELISAキットからのラットC反応性タンパク質抗体を使用するイムノブロット分析により確認された。これらの結果は、肝のC反応性タンパク質のmRNAの低下が血清C反応性タンパク質濃度を低下させることを示し、肝のC反応性タンパク質産生と血清濃度との間の重要な関連を具体的に説明する。
C反応性タンパク質を標的とするオリゴヌクレオチドの特異性
さらなる一態様において、C反応性タンパク質mRNAに対するISIS 330012の特異性を検討した。BLAST検索を実施して、ISIS 330012がC反応性タンパク質以外の遺伝子にハイブリダイズし得るかどうかを決定した。この検索は、ISIS 330012に対する潜在的結合部位をもつ配列を伴う数種の遺伝子を示した。これらの遺伝子を表26に示し、ここに不適合の数を示す。全部の潜在的なISIS 330012の標的部位は、ISIS 330012に関して2〜3個の不適合ヌクレオチドを含有する。配列のUnigene ID受託番号(双方とも米国国立バイオテクノロジー情報センター(National Center for Biotechnology Information)データベースにより入手可能である)もまた示す。遺伝子配列中で結合部位が反復されている回数を、表26の「計数」欄に示す。
Figure 2012029693
ISIS 330012が表26中の遺伝子の発現に影響を及ぼすかどうかを試験するために、本明細書に記述されるとおり培養した初代ヒト肝細胞を200nMのISIS 330012で48時間処理した。表26中の遺伝子の発現を、公的に入手可能な配列に対し設計したプライマーおよびプローブを使用する、本明細書に記述されるところのリアルタイムPCRにより測定した。これらのデータは、ISIS 330012が表26中の遺伝子のいずれの発現も調節しなかったことを示し、初代肝細胞中ではISIS 330012がC反応性タンパク質のmRNAに特異的にハイブリダイズしかつ阻害することを具体的に説明した。
C反応性タンパク質を標的とするオリゴマー化合物で処理した細胞に応答する細胞の増殖および生存
細胞周期の調節は多様な癌治療薬の基礎である。調節されない細胞増殖は癌細胞の特徴であり、従って、最新の化学療法剤は、例えば細胞分裂に必要とされる新たなDNAの合成を阻害することにより分裂細胞を標的とする。しかしながら、健康な組織中の細胞もまた、細胞増殖を調節する剤により影響を及ぼされる。
いくつかの場合において、細胞周期阻害剤は癌細胞でアポトーシスを引き起こすがしか
し正常細胞が増殖停止を受けそして従って影響を及ぼされないままとどまることを可能にする(Blagosklonny、Bioessays、1999、21、704−709;Chenら、Cancer Res.、1997、57、2013−2019;EvanとLittlewood、Science、1998、281、1317−1322;LeesとWeinberg、Proc.Natl.Acad.Sci,U S A、1999、96、4221−4223)。抗癌剤に対する感作の一例は、腫瘍抑制遺伝子p53の低下した若しくは非存在の発現を有する細胞で観察される(Bunzら、Science、1998、282、1497−1501;Bunzら、J.Clin.Invest.、1999、104、263−269;Stewartら、Cancer Res.、1999、59、3831−3837;Wahlら、Nat.Med.、1996、2、72−79)。しかしながら、癌細胞はしばしばアポトーシスを逃れる(LoweとLin、Carcinogensis、2000、21、485−495;Reed、Cancer J.Sci.Am.、1998、4 Suppl 1、S8−14)。癌細胞中での細胞周期の検問所のさらなる破壊は、正常細胞がG1に避難しかつ影響を及ぼされないままとどまることを可能にしつつ化学療法に対する感受性を増大させ得る。その阻害が細胞を抗癌剤に対し感作するp53のような遺伝子を同定するのに細胞周期アッセイを使用する。
細胞周期アッセイ
C反応性タンパク質を標的とするオリゴマー化合物の効果を、正常ヒト乳腺上皮細胞(HMEC)ならびに2種の乳癌細胞株MCF7およびT47Dで検査した。細胞株の全部はAmerican Type Culture Collection(バージニア州マナサス)から得られる。後者の2細胞株は同様の遺伝子を発現する。MCF7細胞は腫瘍抑制因子p53を発現する一方、T47D細胞はp53が欠損している。MCF−7およびHMEC細胞を、10%ウシ胎児血清(Invitrogen Life Technologies、カリフォルニア州カールズバッド)を補充した低グルコースDMEM(Invitrogen Life Technologies、カリフォルニア州カールズバッド)中で慣例に培養する。T47D細胞は10%ウシ胎児血清を補充したDMEM高グルコース培地(Invitrogen Life Technologies、カリフォルニア州カールズバッド)中で培養した。細胞は、それらがおよそ90%コンフルエンスに達した場合にトリプシン処理および希釈により慣例に継代した。細胞は、HMEC細胞についてウェルあたりおよそ50,000〜60,000細胞、MCF−7についてウェルあたりおよそ140,000細胞、およびT47D細胞についてウェルあたりおよそ170,000細胞で24ウェルプレートにプレーティングし、そしてウェルに一夜接着させた。
ISIS 133726(配列番号36)を使用して、細胞周期の進行に対するC反応性タンパク質のアンチセンス阻害の効果を試験した。無作為化対照オリゴヌクレオチドISIS 29848(NNNNNNNNNNNNNNNNNNNN;ここでNはA、T、C若しくはGであり;配列番号617として本明細書に組込まれる)が、陰性対照すなわち細胞周期の進行を調節しない化合物を使用された。加えて、細胞増殖の阻害の陽性対照をアッセイした。陽性対照は、ヒトJagged2を標的としかつ細胞周期の進行を阻害することが既知であるISIS 148715(TTGTCCCAGTCCCAGGCCTC;配列番号618として本明細書に組込まれる)であった。ISIS 29248およびISIS 148715は、5ヌクレオチドの「ウィング」により双方の側(5’および3’の方向)で隣接されている10個の2’−デオキシヌクレオチドよりなる中央の「ギャップ」領域から構成される、長さ20ヌクレオチドのキメラオリゴヌクレオチド(「ギャップマー」)である。ウィングは2’−O−メトキシエチル(2’−MOE)ヌクレオチドから構成される。ヌクレオシド間(バックボーン)結合は該オリゴヌクレオチドを通じてホスホロチオエート(P=S)である。全部のシチジン残基は5−メチルシチジ
ンである。
オリゴヌクレオチドは、200nMのオリゴヌクレオチドおよび6μg/mLのリポフェクチン[LIPOFECTIN]TM試薬(Invitrogen Life Technologies、カリフォルニア州カールズバッド)の最終濃度を達成するように、OPTI−MEMTM媒体(Invitrogen Life Technologies、カリフォルニア州カールズバッド)中でリポフェクチン[LIPOFECTIN]TM試薬と混合した。細胞に添加する前に、オリゴヌクレオチド、リポフェクチン[LIPOFECTIN]TM試薬およびOPTI−MEMTM媒体を徹底的に混合しかつ0.5時間インキュベートした。培地をプレートから除去し、そしてプレートを滅菌ガーゼ上で叩いた。T47D若しくはMCF7細胞を含有する各ウェルを150μlのリン酸緩衝生理的食塩水で洗浄した。HMECを含有する各ウェルは150μLのハンクス平衡塩溶液で洗浄した。各ウェル中の洗浄緩衝液を100μLのオリゴヌクレオチド/OPTI−MEMTM媒体/リポフェクチン[LIPOFECTIN]TM試薬のカクテルで置き換えた。対照細胞はリポフェクチン[LIPOFECTIN]TM試薬のみを受領した。プレートを37℃で4時間インキュベートし、その後培地を除去し、そしてプレートを滅菌ガーゼ上で叩いた。100μlの完全増殖培地を各ウェルに添加した。72時間後に、慣例の手順を使用してフローサイトメトリー分析のため細胞を調製し、そして、フローサイトメーターを使用して細胞周期プロファイルを生成させるために細胞をヨウ化プロピジウムで染色した。細胞周期プロファイルはModFitプログラム(Verity Software House,Inc.、メーン州トプシャム)で分析した。
核DNAの断片化はアポトーシスの特質であり、そして「サブG1(subG1)」として分類される低二倍体DNA内容物を伴う細胞の増大を生じさせる。G1期の細胞の増大はS期への進入前での細胞周期の停止を暗示し;S期の細胞の増大はDNA合成の間の細胞周期の停止を暗示し;そしてG2/M期の細胞の増大は有糸分裂直前若しくはその間の細胞周期の停止を暗示する。データを未処理の対照細胞の細胞周期プロファイルに関する各期の細胞のパーセントとして表し、そして表27に示す。
Figure 2012029693
これらのデータは、ISIS 133726がHMEC、MCF7細胞若しくはT47D細胞中での細胞周期の進行に有意に影響を及ぼさなかったことを示す。
カスパーゼアッセイ
プログラムされた細胞死すなわちアポトーシスは、正常細胞のターンオーバーを包含する多様な生物学的過程、ならびに免疫系および胚の発達の重要な一局面である。アポトーシスは、それらにより事象のカスケードが選ばれた一組のタンパク質の切断に至る、細胞内プロテアーゼの一ファミリーであるカスパーゼの活性化を必要とする。カスパーゼファミリーは2群、すなわち、カスパーゼ−8および−9のような開始体(initiator)カスパーゼ、ならびに開始体カスパーゼにより活性化されるカスパーゼ−3、−6および−7のような実行体(executioner)カスパーゼに分割し得る。カスパーゼファミリーは、異なる基質の好みをもつ少なくとも14メンバーを含有する(ThornberryとLazebnik、Science、1998、281、1312−1316)。カスパーゼアッセイは、その阻害が正常細胞に影響を及ぼすことなく乳癌細胞株においてアポトーシスを選択的に引き起こす遺伝子を同定するため、およびその阻害がp53欠損のT47D細胞中で細胞死をもたらしかつp53を発現するMCF7細胞中でもたらさない遺伝子を同定するために利用されている(Rossら、Nat.Genet.、2000、24、227−235;Scherfら、Nat.Genet.、2000、24、236−244)。化学療法剤タキソール、シスプラチン、エトポシド、ゲムシタビン、カンプトテシン、アフィジコリンおよび5−フルオロウラシルは、全部、カスパーゼ依存性の様式でアポトーシスを誘導することが示されている。
本発明のさらなる一態様において、C反応性タンパク質を標的とするオリゴマー化合物を、正常ヒト乳腺上皮細胞(HMEC)ならびに2種の乳癌細胞株MCF7およびT47Dで検査した。HMECおよびMCF7細胞はp53を発現する一方、T47D細胞はこの腫瘍抑制遺伝子を発現しない。細胞を、黒色側壁および平坦な透明底を伴う96ウェルプレート(Corning Incorporated、ニューヨーク州コーニング)中で、細胞周期アッセイについて記述されたとおり培養した。フェノールレッドを含むおよび含まないDMEM培地はInvitrogen Life Technologies(カリフォルニア州カールズバッド)から得た。フェノールレッドを含むおよび含まないMEGM培地はCambrex Bioscience(メリーランド州ウォーカーズビル)から得た。
ISIS 133726(配列番号36)を使用して、カスパーゼ活性に対するC反応性タンパク質のアンチセンス阻害の効果を試験した。無作為化対照オリゴヌクレオチドISIS 29848(NNNNNNNNNNNNNNNNNNNN;ここでNはA、T、C若しくはGであり;配列番号617として本明細書に組込まれる)を陰性対照すなわちカスパーゼ活性を遂げない化合物として使用した。カスパーゼ活性化の陽性対照として、ヒトJagged2を標的とするオリゴヌクレオチドISIS 148715(配列番号618)若しくはヒトNotch1を標的とするオリゴヌクレオチドISIS 226844(GCCCTCCATGCTGGCACAGG;配列番号619として本明細書に組込まれる)もまたアッセイした。これらの遺伝子の双方は、阻害される場合にカスパーゼ活性およびその後アポトーシスを誘導することが既知である。ISIS 29248、ISIS 148715およびISIS 226844は全部、5ヌクレオチドの「ウィング」により双方の側(5’および3’の方向)で隣接されている10個の2’−デオキシヌクレオチドよりなる中央の「ギャップ」領域から構成される、長さ20ヌクレオチドのキメラオリゴヌクレオチド(「ギャップマー」)である。ウィングは2’−O−メトキシエチル(2’−MOE)ヌクレオチドから構成される。ヌクレオシド間(バックボーン)結合は該オリゴヌクレオチドを通じてホスホロチオエート(P=S)である。全部のシチジン残基は5−メチルシチジンである。
オリゴヌクレオチドを、200nMのオリゴヌクレオチドおよび6μg/mLのリポフェクチン[LIPOFECTIN]TM試薬(Invitrogen Life Technologies、カリフォルニア州カールズバッド)の最終濃度を達成するように、
OPTI−MEMTM媒体(Invitrogen Life Technologies、カリフォルニア州カールズバッド)中でリポフェクチン[LIPOFECTIN]TM試薬と混合した。細胞に添加する前に、オリゴヌクレオチド、リポフェクチン[LIPOFECTIN]TM試薬およびOPTI−MEMTM媒体を徹底的に混合しかつ0.5時間インキュベートした。培地をプレートから除去し、そしてプレートを滅菌ガーゼ上で叩いた。各ウェルを150μlのリン酸緩衝生理的食塩水(HMEC細胞については150μLのハンクス平衡塩溶液)で洗浄した。各ウェル中の洗浄緩衝液を100μLのオリゴヌクレオチド/OPTI−MEMTM媒体/リポフェクチン[LIPOFECTIN]TM試薬カクテルで置き換えた。C反応性タンパク質を標的とする化合物ISIS 226844およびISIS 148715は三重で試験し、そしてISIS 29248は6個までの複製ウェルで試験した。未処理の対照細胞はリポフェクチン[LIPOFECTIN]TM試薬のみを受領した。プレートを37℃で4時間インキュベートし、その後培地を除去しかつプレートを滅菌ガーゼ上で叩いた。100μlのフェノールレッドを含まない完全増殖培地を各ウェルに添加した。
カスパーゼ−3活性は、ペプチド配列(DEVD)中のアスパラギン酸残基の後の切断を検出する蛍光測定HTSカスパーゼ−3アッセイ(カタログ番号HTS02;EMD Biosciences、カリフォルニア州サンディエゴ)で評価した。DEVD基質は、カスパーゼ−3による切断に際して蛍光の青色から緑色へのシフトを表す蛍光分子で標識されている。オリゴヌクレオチド処理した細胞中の活性のカスパーゼ−3を、製造元の説明書に従ってこのアッセイにより測定する。オリゴヌクレオチド処理の48時間後に、10μMジチオスレイトールを含有する50μLのアッセイ緩衝液を各ウェルに添加し、次いで20μLのカスパーゼ−3蛍光基質複合物を添加した。ウェル中の蛍光を、蛍光プレートリーダー(SPECTRAMAXTM GEMINIXSTM読み取り装置、Molecular Devices、カリフォルニア州サニーベール)を使用して即座に検出した(励起/測定 400/505nm)。プレートを覆い、そして37℃でそして追加の3時間インキュベートし、その後蛍光を再度測定した(励起/測定 400/505nm)。時間0での値を3時間で得た測定値から減算した。未処理の対照細胞から得た測定値を100%活性と指定した。
実験は3種の細胞型すなわちHMEC、T47DおよびMCF7のそれぞれで複製し、そして表28に結果を示す。これらのデータから、100%より上若しくは下のカスパーゼ活性の値は、該化合物がカスパーゼ活性をそれぞれ刺激若しくは阻害する能力を有することを示すと考えられる。データは未処理の対照値に関する蛍光の増大パーセントとして示す。
Figure 2012029693
これらのデータから、ISIS 133726によるC反応性タンパク質発現の阻害が、未処理の対照細胞の対照に比較してMCF7細胞中でのアポトーシスの阻害をもたらしたことが明らかである。これらのデータは、このオリゴマー化合物が、アポトーシスの阻害が望ましい状態の処置、例えば神経変性性障害における応用を伴う候補の剤であることを示す。
C反応性タンパク質を標的とするオリゴマー化合物を使用する血管新生の阻害のアッセイ
血管新生は内皮細胞による新たな血管(静脈および動脈)の成長である。この過程は多数のヒト疾患の発症において重要であり、そして充実性腫瘍の増殖の調節においてとりわけ重要であると考えられている。新たな血管形成を伴わなければ、腫瘍は数ミリメートルの大きさ以上に成長しないであろうと考えられている。抗癌剤としてのそれらの使用に加え、血管新生の阻害剤は、糖尿病性網膜症、心血管系疾患、慢性関節リウマチおよび乾癬の処置に対する潜在能力を有する(CarmelietとJain、Nature、2000、407、249−257;FreedmanとIsner、J.Mol.Cell.Cardiol.、2001、33、379−393;Jacksonら、Faseb
J.、1997、11、457−465;Saaristoら、Oncogene、2000、19、6122−6129;WeberとDe Bandt、Joint Bone Spine、2000、67、366−383;Yoshidaら、Histol.Histopathol.、1999、14、1287−1294)。
血管新生の尺度としての内皮管形成アッセイ
血管新生は、内皮細胞の相互とのおよび細胞外マトリックス分子との相互作用を促進する多数の因子により刺激されて毛細管の形成をもたらす。この形態形成過程は付近の組織への酸素の送達に必要であり、そして胚の発達、創傷治癒および腫瘍増殖において不可欠の役割を演じている(CarmelietとJain、Nature、2000、407、249−257)。さらに、この過程は、内皮細胞による管様構造の形成を評価した組織培養アッセイで再現し得る。細胞の増殖支持体として、コラーゲンI(Kanayasuら、Lipids、1991、26、271−276)、マトリゲル(Matrigel)(Yamagishiら、J.Biol.Chem.、1997、272、8723−8730)およびフィブリン(Bachら、Exp.Cell Res.、1998、238、324−334)のような多様なマトリックスを使用するアッセイのいくつかの
異なる変形物が存在する。このアッセイにおいて、HUVECを、マトリゲル(Matrigel)に非常に類似であるエンゲルブレス−ホルム−スワムマウス腫瘍由来のマトリックス(Kleinmanら、Biochemistry、1986、25、312−318;MadriとPratt、J.Histochem.Cytochem.、1986、34、85−91)上にプレーティングする。未処理のHUVECは、この支持体上で増殖される場合に管様構造を形成する。in vitroでの管形成の喪失がin vivoでの血管新生の阻害と相互に関連づけられており(CarmelietとJain、Nature、2000、407、249−257;Zhangら、Cancer Res.、2002、62、2034−2047)、これは血管新生についてのエンドポイントとしてのin vitro管形成の使用を支持する。
さらなる一態様において、初代ヒト臍帯静脈内皮細胞(HuVEC)を使用して、管形成活性に対するC反応性タンパク質を標的としたオリゴマー化合物の効果を測定した。HuVECは、SingleQuots補助物質(Clonetics Corporation、メリーランド州ウォーカーズビル)を補充したEBM(Clonetics Corporation、メリーランド州ウォーカーズビル)中で慣例に培養した。細胞はそれらがおよそ90%コンフルエンスに達した場合にトリプシン処理および希釈により慣例に継代し、そして15継代までの間維持した。HuVECはおよそ3000細胞/ウェルで96ウェルプレートにプレーティングする。1日後に細胞をアンチセンスオリゴヌクレオチドでトランスフェクトする。管形成アッセイはin vitro血管新生アッセイキット(Chemicon International、カリフォルニア州テメキュラ)を使用して実施する。
ISIS 133726(配列番号36)を使用して、内皮管形成に対するC反応性タンパク質の阻害の効果を試験した。無作為化対照オリゴヌクレオチドISIS 29848(NNNNNNNNNNNNNNNNNNNN;ここでNはA、T、C若しくはGであり;配列番号617として本明細書に組込まれる)が陰性対照すなわち管形成に影響を及ぼさない化合物としてはたらいた。インテグリン−β3を標的としかつ内皮管形成を阻害することが既知であるISIS 196103(AGCCCATTGCTGGACATGCA、配列番号620として本明細書に組込まれる)を陽性対照として使用した。
オリゴヌクレオチドを、75nMのオリゴヌクレオチドおよび2.25μg/mLのリポフェクチン[LIPOFECTIN]TM試薬(Invitrogen Life Technologies、カリフォルニア州カールズバッド)の最終濃度を達成するように、OPTI−MEMTM媒体(Invitrogen Life Technologies、カリフォルニア州カールズバッド)中でリポフェクチン[LIPOFECTIN]TM試薬と混合した。
細胞に添加する前に、オリゴヌクレオチド、リポフェクチン[LIPOFECTIN]TM試薬およびOPTI−MEMTM媒体を徹底的に混合しそして0.5時間インキュベートした。未処理の対照細胞はリポフェクチン[LIPOFECTIN]TM試薬のみを受領した。培地をプレートから除去し、そしてプレートを滅菌ガーゼ上で叩いた。各ウェルを150μlのリン酸緩衝生理的食塩水で洗浄した。各ウェル中の洗浄緩衝液を100μLのオリゴヌクレオチド/OPTI−MEMTM媒体/リポフェクチン[LIPOFECTIN]TM試薬カクテルで置き換えた。ISIS 133726およびISIS 196103は三重で試験し、また、ISIS 29848は6個までの複製物で試験した。プレートを37℃で4時間インキュベートし、その後培地を除去しかつプレートを滅菌ガーゼ上で叩いた。100μlの完全増殖培地を各ウェルに添加した。トランスフェクションの50時間後に、細胞をECMa−trixTM(Chemicon International)で被覆した96ウェルプレートに移す。これらの条件下で、未処理のH
UVECは管様構造を形成する。37℃で一夜インキュベーション後に、処理および未処理細胞を光学顕微鏡法により検査する。個々のウェルに、管形成の程度に依存して1から5までの個別のスコアを割り当てる。1のスコアは管形成を伴わないウェルを指す一方、5のスコアは全細胞が広範囲の管の網状構造を形成しつつあるウェルに与える。結果は未処理の対照サンプルに関する管形成のパーセントとして表す。ISIS 133726、ISIS 29848およびISIS 196103での処理はそれぞれ81%、100%および51%の管形成をもたらした。これらの結果は、ISIS 133726が管形成を阻害し、そして従って血管新生の阻害が望ましい状態の処置、例えば癌、糖尿病性網膜症、心血管系疾患、慢性関節リウマチおよび乾癬の処置における応用を伴う候補の剤であることを具体的に説明する。
マトリックスメタロプロテイナーゼ活性
血管新生の間、内皮細胞は細胞外マトリックス(ECM)を分解しなければならず、そして従ってこの分解を達成するためにマトリックスメタロプロテイナーゼ(MMP)を分泌しなければならない。MMPは、8種の異なる分類にある亜鉛依存性エンドペプチダーゼの一ファミリーであり、5種は分泌型でありかつ3種は膜型MMP(MT−MMP)である(EgebladとWerb、J.Cell Science、2002、2、161−174)。MMPは、細胞外マトリックスの構造的成分のみならずしかしまた増殖因子結合タンパク質、増殖因子前駆体、受容体チロシンキナーゼ、細胞接着分子および他のプロテイナーゼも包含する広範な一群の基質を切断することによりそれらの効果を発揮する(Xuら、J.Cell Biol.、2002、154、1069−1080)。
さらなる一態様において、アポリポタンパク質Bのアンチセンス阻害を、ヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)の上の培地中のMMP活性に対する効果について評価した。MMP活性はEnzChekゼラチナーゼ/コラゲナーゼアッセイキット(Molecular Probes、オレゴン州ユージーン)を使用して測定した。HUVECは管形成アッセイについて記述されたとおり培養する。HUVECをウェルあたりおよそ4000細胞で96ウェルプレートにプレーティングし、そして1日後にトランスフェクトする。
HUVECをISIS 133726(配列番号36)で処理してC反応性タンパク質発現を阻害した。無作為化配列をもつオリゴヌクレオチドISIS 29848(NNNNNNNNNNNNNNNNNNNN;ここでNはA、T、C若しくはGであり;配列番号617として本明細書に組込まれる)が陰性対照すなわちMMP活性に影響を及ぼすことが期待されない処理としてはたらいた。ISIS 25237(GCCCATTGCTGGACATGC、配列番号621)はインテグリンβ3を標的とし、そしてMMP活性の阻害の陽性対照として使用した。ISIS 25237は、4ヌクレオチドの「ウィング」により双方の側(5’および3’の方向)で隣接されている10個の2’−デオキシヌクレオチドよりなる中央の「ギャップ」領域から構成される、長さ18ヌクレオチドのキメラオリゴヌクレオチド(「ギャップマー」)である。ウィングは2’−O−メトキシエチル(2’−MOE)ヌクレオチドから構成される。ヌクレオシド間(バックボーン)結合は該オリゴヌクレオチドを通じてホスホロチオエート(P=S)である。全部のシチジン残基は5−メチルシチジンである。
細胞を、75nMのオリゴヌクレオチドおよび2.25μg/mLのリポフェクチン[LIPOFECTIN]TM試薬で、管形成アッセイについて記述されたとおり処理した。ISIS 133726およびISIS 25237は三重で試験し、また、ISIS
29848は6個までの複製物で試験した。プレートを37℃でおよそ4時間インキュベートし、その後培地を除去し、そしてプレートを滅菌ガーゼ上で叩いた。100μlの完全増殖培地を各ウェルに添加した。トランスフェクションのおよそ50時間後に、Corning−Costar 96ウェル透明底プレート(VWR Internatio
nal、カリフォルニア州ブリスベーン)の各ウェルに酢酸p−アミノフェニル水銀(APMA、Sigma−Aldrich、ミズーリ州セントルイス)溶液を添加する。APMA溶液は不活性のMMP前駆体タンパク質の切断を促進するのに使用する。HUVEC上の培地をその後96ウェルプレートのウェルに移す。30分後にクエンチした蛍光発生性のMMP切断基質を添加し、そして基礎蛍光を直ちに485nm励起/530nm測定で読取る。暗所で37℃での一夜インキュベーション後に、プレートを再度読取ってMMP活性に対応する蛍光の量を測定する。HUVECライセートからの全タンパク質を使用して測定値を正規化し、そして、MMP活性を、オリゴヌクレオチド処理を受領しなかった未処理の対照細胞からのMMP活性に関するパーセントとして表す。MMP活性は、ISIS 133726、ISIS 29848およびISIS 25237で処理した細胞からの培地中で78%、82%および58%であった。これらのデータは、ISIS 133726がMMP活性を阻害しなかったことを示す。
C反応性タンパク質を標的とするオリゴマー化合物の脂肪細胞アッセイ
インスリンは身体全体で不可欠のシグナル伝達分子であるが、しかしその主要な標的器官は肝、骨格筋および脂肪組織である。インスリンはグルコース恒常性の主要調節物質であり、そして末梢のグルコース利用および肝のグルコース産生の均衡を維持するのを助ける。正常循環濃度のインスリンのグルコース恒常性を維持する低下した能力は、糖尿病、中心性肥満、高血圧、多嚢胞性卵巣症候群、脂質代謝異常およびアテローム硬化症としばしば関連するインスリン抵抗性に現れる(Saltiel、Cell、2001、104、517−529;SaltielとKahn、Nature、2001、414、799−806)。
インスリンに対する未分化脂肪細胞の応答
インスリンは前脂肪細胞の脂肪細胞への分化を促進する。脂肪細胞数の増大をもたらす肥満の状態は、インスリンの抗脂質溶解効果によりグルコース輸送が損なわれているインスリン抵抗性状態でさえ起こる。トリグリセリド分解の阻害は、グルコース輸送の刺激よりもはるかにより低いインスリン濃度を必要として、脂肪貯蔵の維持若しくは拡張をもたらす(Kitamuraら、Mol.Cell.Biol.、1999、19、6286−6296;Kitamuraら、Mol.Cell.Biol.、1998、18、3708−3717)。
細胞分化の特質の1つは遺伝子発現のアップレギュレーションである。脂肪細胞分化の間、脂肪細胞における遺伝子発現パターンはかなり変化する。脂肪細胞分化の間にアップレギュレートされることが既知の数種の遺伝子は、ホルモン感受性リパーゼ(HSL)、脂肪細胞脂質結合タンパク質(aP2)、グルコース輸送体4(Glut4)およびペルオキシソーム増殖因子活性化受容体γ(PPAR−γ)を包含する。インスリンシグナル伝達は、脂肪細胞分化の重要な調節因子PPAR−γを結合しかつ不活性化する化合物により改善される(Olefsky、J.Clin.Invest.、2000、106、467−472)。インスリンは脂肪細胞の細胞表面へのGLUT4の転位を誘導し、そこでそれはグルコースを細胞中に輸送する(トリグリセリド合成に必要な活性)。全部の形態の肥満および糖尿病において、脂肪細胞での損なわれたインスリン刺激性のグルコース輸送に寄与する主要な一因子はGLUT4のダウンレギュレーションである。インスリンはまた、脂肪酸合成および脂質生合成を促進するように機能する脂肪細胞中の優勢なリパーゼであるホルモン感受性リパーゼ(HSL)も誘導する(Fredriksonら、J.Biol.Chem.、1981、256、6311−6320)。脂肪細胞脂肪酸結合タンパク質(aP2)は脂肪酸およびレチノイド輸送タンパク質の多遺伝子ファミリーに属する。aP2は、脂質シャトルとしてはたらき、疎水性脂肪酸を可溶化しかつそれらを利用のため適切な代謝系に送達すると主張されている(Fuら、J.Lipid R
es.、2000、41、2017−2023;Peltonら、Biochem.Biophys.Res.Commun.、1999、261、456−458)。一緒に、これらの遺伝子はグルコースの取り込みならびに脂肪の代謝および利用で重要な役割を演じている。
レプチン分泌およびトリグリセリド含量の増大もまた脂肪細胞分化の十分に確立されたマーカーである。それは分化した脂肪細胞のマーカーとしてはたらく一方、レプチンは、エネルギーの貯蔵および放出における脂肪細胞の役割と独立の機構(オ―トクリン、パラクリン、内分泌および神経系)によりグルコース恒常性もまた調節する。脂肪細胞が分化する際に、インスリンは、トリグリセリド合成を促進することおよびトリグリセリド分解を阻害することの双方によりトリグリセリド蓄積を増大させる(SpiegelmanとFlier、Cell、2001、104、531−543)。トリグリセリド蓄積は細胞の大きさおよび細胞数としっかりと相関するため、それは分化した脂肪細胞の優れた指標である。
細胞分化のマーカーの発現に対するによるC反応性タンパク質のアンチセンス阻害の効果を前脂肪細胞で検査した。ヒト白色前脂肪細胞(Zen−Bio Inc.、ノースカロライナ州リサーチトライアングルパーク)を前脂肪細胞培地(ZenBio Inc.、ノースカロライナ州リサーチトライアングルパーク)中で増殖させた。トランスフェクション1日前に、96ウェルプレートにおよそ3000細胞/ウェルを接種した。
無作為化対照オリゴヌクレオチドISIS 29848(NNNNNNNNNNNNNNNNNNNN;ここでNはA、T、C若しくはGであり;配列番号617として本明細書に組込まれる)を陰性対照すなわち脂肪細胞分化を調節しない化合物として使用した。脂肪細胞分化を阻害する腫瘍壊死因子−α(TNF−α)を、レプチン分泌により評価されるところの脂肪細胞分化の阻害の陽性対照として使用した。測定した全部の他のパラメータについて、PPAR−γの阻害剤、ISIS 105990(AGCAAAAGATCAATCCGTTA、配列番号622として本明細書に組込まれる)が脂肪細胞分化の阻害の陽性対照としてはたらいた。ISIS 29848およびISIS 105990は、5ヌクレオチドの「ウィング」により双方の側(5’および3’の方向)で隣接されている10個の2’−デオキシヌクレオチドよりなる中央の「ギャップ」領域から構成される、長さ20ヌクレオチドのキメラオリゴヌクレオチド(「ギャップマー」)である。ウィングは2’−O−メトキシエチル(2’−MOE)ヌクレオチドから構成される。ヌクレオシド間(バックボーン)結合は該オリゴヌクレオチドを通じてホスホロチオエート(P=S)である。全部のシチジン残基は5−メチルシチジンである。
オリゴヌクレオチドを、250nMのオリゴヌクレオチドおよび7.5μg/mLのリポフェクチン[LIPOFECTIN]TM試薬(Invitrogen Life Technologies、カリフォルニア州カールズバッド)の最終濃度を達成するように、OPTI−MEMTM媒体(Invitrogen Life Technologies、カリフォルニア州カールズバッド)中でリポフェクチン[LIPOFECTIN]TM試薬と混合した。細胞に添加する前に、オリゴヌクレオチド、リポフェクチン[LIPOFECTIN]TM試薬およびOPTI−MEMTM媒体を徹底的に混合し、そして0.5時間インキュベートした。未処理の対照細胞はリポフェクチン[LIPOFECTIN]TM試薬のみを受領した。培地をプレートから除去し、そしてプレートを滅菌ガーゼ上で叩いた。各ウェルを150μlのリン酸緩衝生理的食塩水で洗浄した。各ウェル中の洗浄緩衝液を100μLのオリゴヌクレオチド/OPTI−MEMTM媒体/リポフェクチン[LIPOFECTIN]TM試薬カクテルで置き換えた。ISIS 133726およびISIS 105990は三重で試験し、ISIS 29848は6個までの複製ウェル中で試験した。プレートを37℃で4時間インキュベートし、その後培地を除
去しそしてプレートを滅菌ガーゼ上で叩いた。100μlの完全増殖培地を各ウェルに添加した。細胞がコンフルエンスに達した(およそ3日)後に、PPAR−γアゴニスト、IBMX、デキサメサゾンおよびインスリンを含有する分化培地(Zen−Bio,Inc.)にそれらを3日間曝露した。細胞にその後脂肪細胞培地(Zen−Bio,Inc.)を供給し、該培地は2ないし3日間隔で交換した。
脂肪細胞を培養している培地中へのレプチン分泌をタンパク質ELISAにより測定した。トランスフェクション後第9日に、96ウェルプレートをヒトレプチンに対するモノクローナル抗体(R&D Systems、ミネソタ州ミネアポリス)で被覆しかつ4℃で一夜放置した。プレートをウシ血清アルブミン(BSA)でブロッキングし、そして処理した脂肪細胞の培地の希釈をプレート中で室温で2時間インキュベートした。未結合成分を除去するための洗浄後に、ヒトレプチンに対する二次モノクローナル抗体(ビオチンと結合)を添加した。その後プレートをストレプトアビジン結合ワサビペルオキシダーゼ(HRP)とともにインキュベートし、そして、HRPにより切断される場合に青色になる3,3’,5,5’−テトラメチルベンジジンとのインキュベーションにより酵素レベルを測定した。OD450(色素の吸光度が細胞ライセート中のレプチン濃度に比例する)を各ウェルについて読み取った。表29に示される結果は、未処理の対照サンプルに関する対照のパーセントとして表す。レプチン分泌に関して、100%より上若しくは下の値は、該化合物がレプチン分泌をそれぞれ刺激若しくは阻害する能力を有することを示すと考えられる。
トリグリセリド蓄積アッセイは脂肪細胞によるトリグリセリドの合成を測定する。トリグリセリドの蓄積は、InfinityTMトリグリセリド試薬キット(Sigma−Aldrich、ミズーリ州セントルイス)を使用して測定した。トランスフェクション後第9日に細胞を洗浄しかつ室温で溶解し、そしてトリグリセリドアッセイ試薬を添加した。トリグリセリドの蓄積は、酵素リポタンパク質リパーゼによりトリグリセリドから遊離されるグリセロールの量に基づき測定した。遊離されるグリセロールはグリセロールキナーゼによりリン酸化され、そしてグリセロールリン酸酸化酵素によるグリセロール−1−リン酸のジヒドロキシアセトンリン酸への酸化の間に過酸化水素が生成される。ワサビペルオキシダーゼ(HRP)がHを使用して4−アミノアンチピリンおよび3,5−ジクロロ−2−ヒドロキシベンゼンスルホン酸を酸化して赤色色素を生じさせる。グリセロールの濃度に比例する色素の吸光度を、UV分光光度計を使用して515nmで測定した。グリセロール濃度を各アッセイの標準曲線から計算し、そしてデータをブラッドフォードアッセイ(Bio−Rad Laboratories、カリフォルニア州ハーキュリーズ)により測定されるところの全細胞タンパク質に対し正規化した。表29に表示される結果は、未処理の対照サンプルに関する対照のパーセントとして表す。これらのデータから、100%より上若しくは下のトリグリセリド(TRIG)蓄積の値は、該化合物がトリグリセリドの蓄積をそれぞれ刺激若しくは阻害する能力を有することを示すと考えられる。
4種の特質遺伝子すなわちHSL、aP2、Glut4およびPPARγの発現もまた、本発明の化合物でトランスフェクトした脂肪細胞中で測定した。細胞をトランスフェクション後第9日にグアニジウム含有緩衝液中で溶解し、そして全RNAを収集する。各サンプル中の全RNAの量はRibogreenアッセイ(Invitrogen Life Technologies、カリフォルニア州カールズバッド)を使用して測定した。脂肪細胞分化の特質遺伝子Glut4、HSL、aP2およびPPAR−γについてのプライマー/プローブの組を使用して、該全RNAでリアルタイムPCRを実施した。表29に示されるmRNAレベルは未処理の対照の値に関する対照のパーセントとして表す。4種の脂肪細胞分化の特質遺伝子に関して、100%より上若しくは下の値は、該化合物がそれぞれ脂肪細胞分化を刺激する若しくはそれを阻害する能力を有することを示すと
考えられる。
Figure 2012029693
ISIS 133726は発現レベルレプチン、トリグリセリドおよびGLUT4を低下させ、このアンチセンスオリゴヌクレオチドが、脂肪細胞分化の阻害が望ましい応用、例えば肥満、高脂血症、アテローム硬化症、アテローム発生、糖尿病、高血圧若しくは他の代謝性疾患のための、ならびに幹細胞若しくは前駆細胞の多能性の表現型の維持における潜在的応用を有する候補の剤であることを示唆する。
C反応性タンパク質を標的とするオリゴマー化合物を使用する炎症アッセイ
炎症アッセイは、適応免疫応答の活性化およびエフェクター期を調節する遺伝子を同定するよう設計されている。活性化期の間、適切な抗原からのシグナルを受領するTリンパ球(T細胞としてもまた知られる)はクローン拡張を受け、サイトカインを分泌し、そして可溶性増殖因子、サイトカインおよび同時刺激分子のそれらの受容体をアップレギュレートする(Cantrell、Annu.Rev.Immunol.、1996、14、259−274)。これらの変化はT細胞の分化およびエフェクター機能を駆動する。エフェクター期では、非免疫エフェクター細胞によるサイトカインに対する応答が、宿主組織に対し広範囲の損傷をなし得る炎症メディエータの産生を制御する。適応免疫系の細胞、それらの産物、ならびに炎症に関与する多様な酵素カスケード(例えば補体、凝固、フィブリン溶解およびキニンカスケード)とのそれらの相互作用は、炎症性疾患の潜在的な介入点を表す。ここに提示する炎症アッセイは、免疫応答の活性化期の特質を測定する。
アンチセンス化合物で処理した樹状細胞を使用して、樹状細胞媒介性のT細胞同時刺激の調節因子を同定する。T細胞活性化の決定的な結果である(DeSilvaら、J.Immunol.、1991、147、3261−3267;SalomonとBluestone、Annu.Rev.Immunol.、2001、19、225−252)T細胞によるインターロイキン−2(IL−2)産生のレベルを、T細胞活性化についてのエンドポイントとして使用する。Tリンパ球は病理学的炎症応答を媒介する重要な免疫調節細胞である。Tリンパ球の至適の活性化は、一次抗原認識事象ならびに抗原提示細胞(APC)からの二次すなわち同時刺激シグナルの双方を必要とする。樹状細胞は知られている最も効率的なAPCであり、そして主としてT細胞への抗原提示、感染および疾患の間の高レベルの同時刺激分子の発現、ならびに免疫学的記憶の誘導および維持の原因である(BanchereauとSteinman、Nature、1998、392、245−252)。多数の同時刺激リガンド−受容体対がT細胞活性化に影響することが示されている一方、主要な一シグナルは、APC上のCD80(B7−1)およびCD86(B7−2)によるT細胞上のCD28の会合(engagement)により送達される(Boussiotisら、Curr.Opin.Immunol.、1994、6、7
97−807;Lenschowら、Annu.Rev.Immunol.、1996、14、233−258)。APCによるT細胞同時刺激の阻害は、免疫抑制の新規かつより特異的な戦略に期待できる。加えて、同時刺激シグナルを遮断することは、移植を促進若しくは自己免疫を弱めるための利用性を提供するとみられる長期の免疫学的アネルギー(無応答性すなわち寛容)の発生に至るとみられる。T細胞アネルギーは、増殖因子IL−2を産生するT細胞の不全の直接の結果である(DeSilvaら、J.Immunol.、1991、147、3261−3267;SalomonとBluestone、Annu.Rev.Immunol.、2001、19、225−252)。
免疫応答の活性化期の尺度としての樹状細胞のサイトカイン産生
本発明のさらなる一態様において、ISIS 133726(配列番号36)の効果をT細胞の樹状細胞媒介性の同時刺激で検査した。樹状細胞(DC、Clonetics Corp.、カリフォルニア州サンディエゴ)を、500U/mLの顆粒球マクロファージ−コロニー刺激因子(GM−CSF)およびインターロイキン−4(IL−4)中、抗CD3(UCHT1、Pharmingen−BD、カリフォルニア州サンディエゴ)被覆した96ウェルプレート上でおよそ6500細胞/ウェルでプレーティングした。DCをプレーティング24時間後にアンチセンス化合物で処理した。
無作為化対照オリゴヌクレオチドISIS 29848(NNNNNNNNNNNNNNNNNNNN;ここでNはA、T、C若しくはGであり;配列番号617として本明細書に組込まれる)が、陰性対照すなわち樹状細胞媒介性のT細胞同時刺激に影響を及ぼさない化合物としてはたらいた。CD86の阻害剤、ISIS 113131(CGTGTGTCTGTGCTAGTCCC、配列番号623として本明細書に組込まれる)が、樹状細胞媒介性のT細胞同時刺激の阻害の陽性対照としてはたらいた。ISIS 29848およびISIS 113131は、5ヌクレオチドの「ウィング」により双方の側(5’および3’の方向)で隣接されている10個の2’−デオキシヌクレオチドよりなる中央の「ギャップ」領域から構成される、長さ20ヌクレオチドのキメラオリゴヌクレオチド(「ギャップマー」)である。ウィングは2’−O−メトキシエチル(2’−MOE)ヌクレオチドから構成される。ヌクレオシド間(バックボーン)結合は該オリゴヌクレオチドを通じてホスホロチオエート(P=S)である。全部のシチジン残基は5−メチルシチジンである。
オリゴヌクレオチドは、200nMのオリゴヌクレオチドおよび6μg/mLのリポフェクチン[LIPOFECTIN]TM試薬(Invitrogen Life Technologies、カリフォルニア州カールズバッド)の最終濃度を達成するように、OPTI−MEMTM媒体(Invitrogen Life Technologies、カリフォルニア州カールズバッド)中でリポフェクチン[LIPOFECTIN]TM試薬と混合した。細胞に添加する前に、オリゴヌクレオチド、リポフェクチン[LIPOFECTIN]TM試薬およびOPTI−MEMTM媒体を徹底的に混合し、そして0.5時間インキュベートした。培地を細胞から除去し、そしてプレートを滅菌ガーゼ上で叩いた。各ウェルを150μlのリン酸緩衝生理的食塩水で洗浄した。各ウェル中の洗浄緩衝液を100μLのオリゴヌクレオチド/OPTI−MEMTM媒体/リポフェクチン[LIPOFECTIN]TM試薬カクテルで置き換えた。未処理の対照細胞はリポフェクチン[LIPOFECTIN]TM試薬のみを受領した。ISIS 133726および陽性対照は三重で試験し、また、陰性対照のオリゴヌクレオチドは6個までの複製物で試験した。プレートをオリゴヌクレオチドとともに37℃で4時間インキュベートし、その後培地を除去しかつプレートを滅菌ガーゼ上で叩いた。新鮮増殖培地およびサイトカインを添加し、そしてDC培養を追加の48時間継続した。DCをその後、10%熱不活性化ウシ胎児血清(Sigma Chemical Company、ミズーリ州セントルイス)を補充したRPMI培地(Invitrogen Life Technolog
ies、カリフォルニア州カールズバッド)中でJurkat T細胞と共培養する。培養上清を24時間後に収集し、そしてIL−2レベルについてアッセイし(IL−2 DUOSETTMキット、R&D Systems、ミネソタ州ミネアポリス)、未処理の対照サンプルに関するパーセントとして表す。100%より大きい値は炎症応答の誘導を示す一方、100%未満の値は炎症応答の低下を示す。
ISIS 133726、ISIS 29848およびISIS 113131で処理した細胞の培養上清は、未処理の対照細胞からの培養上清で見出されたIL−2濃度のそれぞれ84%、83%および55%のIL−2を含有した。これらの結果は、ISIS 133726がT細胞同時刺激を阻害しなかったことを示す。
炎症応答のエフェクター期の尺度としてのサイトカインシグナル伝達
サイトカインシグナル伝達アッセイは、IL−1βおよびTNF−α双方に対する非免疫エフェクター細胞(最初は内皮細胞)の炎症応答を調節する遺伝子を同定するように設計されている(Heyninckら、J Cell Biol、1999、145、1471−1482;Zetouneら、Cytokine、2001、15、282−298)。サイトカイン刺激に対する応答は、4種の遺伝子すなわちA20、細胞内接着分子1(ICAM−1)、インターロイキン−9(IL−8)およびマクロファージ炎症性タンパク質2(MIP2α)の発現レベルをたどることによりモニターする。下述されるとおり、これらの遺伝子は炎症応答の多数のパラメータを調節する。アンチセンスオリゴヌクレオチドを使用して、これらのサイトカインに対する細胞性応答を変える遺伝子を同定する。
A20は、TRAF2で刺激したNK−κBのシグナル伝達を遮断することにより炎症前遺伝子の転写を制限するジンクフィンガータンパク質である。マウスでの研究は、TNF−αがマウスにおけるA20発現を劇的に増大させること、およびA20発現がそれらの生存に決定的に重要であることを示している(Leeら、Science、2000、289、2350−2354)。
ICAM−1は、腫瘍壊死因子−α(TNF−α)、インターロイキン−1β(IL−1β)およびインターフェロン−γ(IFN−γ)のような炎症メディエータに応答して顕著にアップレギュレートされる、休止内皮細胞上で低レベルで発現されている接着分子である(Springer、Nature、1990、346、425−434)。ICAM−1発現は炎症部位に循環白血球を誘引するはたらきをする。
IL−8は、ケモカイン遺伝子スーパーファミリー(そのメンバーは、マクロファージ、血管平滑筋細胞および内皮細胞の炎症前の表現型を促進する)の1メンバーである(Kochら、Science、1992、258、1798−1801)。IL−8は、好中球を炎症部位に誘引する能力をもつ主要な誘導可能なケモカインの1種として知られている。より最近、IL−8は、急性の好中球媒介性の炎症の主要メディエータに関係があるとされており、そして従って潜在的な抗炎症標的である(Mukaidaら、Cytokine Growth Factor Rev、1998、9、9−23)。
白血球溢出において中心的な役割を演じていることが既知の別のケモカインMIP2αは、より最近、急性炎症に関与していることが示された(Lukacsら、Chem Immunol、1999、72、102−120)。MIP2αは、微生物感染、リポ多糖(LPS)の注入、ならびにIL−1βおよびTNF−αのような炎症前メディエータでの細胞の刺激に応答して発現される(Kopydlowskiら、J Immunol、1999、163、1537−1544)。内皮細胞は、MIP2αの供給源である数種の細胞型の1つである(Rudnerら、J Immunol、2000、164、6
576−6582)。
C反応性タンパク質を標的とするISIS 133726の効果をヒト臍帯血管内皮細胞(HUVEC)(ATCC、バージニア州マナサス)で検査した。HUVECは供給元の推奨に従って培養する。HUVECはウェルあたりおよそ3000細胞の接種密度で96ウェルプレートにプレーティングし、そしてアンチセンス化合物で24時間後に処理する。
無作為化対照オリゴヌクレオチド、ISIS 29848(NNNNNNNNNNNNNNNNNNNN;ここでNはA、T、C若しくはGであり;配列番号617として本明細書に組込まれる)を陰性対照すなわちサイトカインシグナル伝達に影響を及ぼさない化合物として使用した。ISIS 29848は、5ヌクレオチドの「ウィング」により双方の側(5’および3’の方向)で隣接されている10個の2’−デオキシヌクレオチドよりなる中央の「ギャップ」領域から構成される、長さ20ヌクレオチドのキメラオリゴヌクレオチド(「ギャップマー」)である。ウィングは2’−O−メトキシエチル(2’−MOE)ヌクレオチドから構成される。ヌクレオシド間(バックボーン)結合は該オリゴヌクレオチドを通じてホスホロチオエート(P=S)である。全部のシチジン残基は5−メチルシチジンである。
オリゴヌクレオチドは、75nMのオリゴヌクレオチドおよび2.25μg/mLのリポフェクチン[LIPOFECTIN]TM試薬(Invitrogen Life Technologies、カリフォルニア州カールズバッド)の最終濃度を達成するように、OPTI−MEMTM媒体(Invitrogen Life Technologies、カリフォルニア州カールズバッド)中でリポフェクチン[LIPOFECTIN]TM試薬と混合した。細胞に添加する前に、オリゴヌクレオチド、リポフェクチン[LIPOFECTIN]TM試薬およびOPTI−MEMTM媒体を徹底的に混合し、そして0.5時間インキュベートした。培地を細胞から除去し、そしてプレートを滅菌ガーゼ上で叩いた。各ウェルを150μLのリン酸緩衝生理的食塩水で洗浄した。各ウェル中の洗浄緩衝液を100μLのオリゴヌクレオチド/OPTI−MEMTM媒体/リポフェクチン[LIPOFECTIN]TM試薬カクテルで置き換えた。未処理の対照細胞はリポフェクチン[LIPOFECTIN]TM試薬のみを受領した。ISIS 133726は三重で試験し、また、ISIS 29848は6個までの複製ウェル中で試験した。プレートをオリゴヌクレオチドとともに37℃で4時間インキュベートし、その後培地を除去しかつプレートを滅菌ガーゼ上で叩いた。新鮮増殖培地およびサイトカインを添加し、そしてDC培養を追加の46時間継続し、その後HUVECSを0.1ng/mLのIL−1β若しくは1ng/mLのTNF−αで2時間刺激した。全RNAをトランスフェクション後48時間に収集し、そして、A20、ICAM−1、IL−8およびMIP2αのmRNA発現を検出するためのプライマー/プローブの組を使用するリアルタイムPCRを実施する。表30に示される各遺伝子の発現レベルは全RNAに対し正規化されており、そして値は未処理の対照サンプルに関するパーセントとして表す。100%以上の値は炎症応答の誘導を示す一方、100%未満の値は炎症応答の低下を示す。
Figure 2012029693
ISIS 133726は、IL−1β刺激に応答してICAM−1、IL−8およびMIP2αの発現を阻害し、そして従って、炎症応答の阻害若しくは低下が望ましい状態、例えば慢性関節リウマチ、喘息および炎症性腸疾患のような状態の処置のための候補の剤である。逆に、ISIS 133726はTNF−αの存在下でIL−8の応答を刺激し、この刺激経路ではC反応性タンパク質の阻害が免疫応答を刺激し得、そして、免疫応答の刺激が望ましい状態、例えば免疫不全を特徴とする状態の処置のための候補の剤であることを示唆する。
in vivoでのマウスC反応性タンパク質を標的とするアンチセンスオリゴヌクレオチド:痩身マウス試験
さらなる一態様において、マウスC反応性タンパク質を標的とするアンチセンスオリゴヌクレオチドを、標的発現、血清脂質、血糖および毒性の指標に対するそれらの効果について試験した。雄性C57Bl/6マウス(Charles River Laboratories、マサチューセッツ州ウィルミントン)に標準的げっ歯類飼料を給餌した。マウスに50mg/kgのISIS 147868(配列番号580)およびISIS 147880(配列番号592)のそれぞれの腹腔内注入を与えた。各オリゴヌクレオチド処置群は5マウスよりなった。合計5匹の生理的食塩水を注入した動物が対照としてはたらいた。注入は週2回2週間投与した。処置期間の終了時にマウスを殺した。週1回記録した体重、また、剖検で記録した肝および脾重量にも有意の変化は観察されなかった。
肝でのC反応性タンパク質のmRNA発現を、本明細書の他の実施例により記述されるところのリアルタイムPCRにより測定した。50mg/kg用量のISIS 147868およびISIS 147880はマウスC反応性タンパク質mRNAのそれぞれ48%および5%の減少をもたらした。
ALT、AST、コレステロール(CHOL)、血糖(GLUC)、HDLコレステロール(HDL)、LDLコレステロール(LDL)およびトリグリセリド(TRIG)の慣例の臨床分析のため血清を収集した。これらのパラメータはOlympus臨床検査装置(Plympus America Inc.、ニューヨーク州メルビル)を使用する慣例の手順により測定した。データを表31に提示する。
Figure 2012029693
これらのデータは、ISIS 147868若しくはISIS 147880での処置が測定した血清パラメータの変化をもたらさなかったことを示す。一緒に、これらの結果は、ISIS 147868が毒性を引き起こすことなくin vivoでC反応性タンパク質のmRNA発現を低下させたことを具体的に説明する。ISIS 147880はマウスで毒性を引き起こさなかった。

Claims (29)

  1. C反応性タンパク質をコードする核酸分子を標的とする長さ15ないし30核酸塩基を含むアンチセンスオリゴヌクレオチドであって、C反応性タンパク質をコードする核酸分子の最低8核酸塩基部分に100%相補性であり、かつ、C反応性タンパク質のmRNAの発現を阻害し、かつ、配列番号186の配列またはその最低8核酸塩基のフラグメントを含むことを特徴とする、アンチセンスオリゴヌクレオチド。
  2. DNAオリゴヌクレオチドを含んでなる、請求項1に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド。
  3. RNAオリゴヌクレオチドを含んでなる、請求項1に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド。
  4. キメラオリゴヌクレオチドを含んでなる、請求項1に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド。
  5. 化合物の少なくとも一部分がRNAとハイブリダイズしてオリゴヌクレオチド−RNA二重鎖を形成する、請求項1に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド。
  6. 最低1個の改変されたヌクレオシド間結合、糖部分若しくは核酸塩基を有する、請求項1に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド。
  7. 最低1個の2’−O−メトキシエチル糖部分を有する、請求項1に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド。
  8. 最低1個のホスホロチオエートヌクレオシド間結合を有する、請求項1に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド。
  9. 最低1個の5−メチルシトシンを有する、請求項1に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド。
  10. 配列番号186の配列が、2ないし5個の隣接する2’O−メトキシエチルヌクレオチド、ホスホロチオエートヌクレオシド間結合を含み、かつ、全部のシチジン残基が5−メチルシチジンである、請求項4に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド。
  11. 一本鎖である、請求項1に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド。
  12. C反応性タンパク質の発現が阻害されるように、細胞若しくは組織を請求項1に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチドと接触させることを含んでなる、細胞若しくは組織中でのC反応性タンパク質の発現の阻害方法。
  13. 請求項1に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチドを含んでなるキット若しくはアッセイ装置。
  14. 請求項1に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチドを有効成分として含んでなるC反応性タンパク質と関連する疾患若しくは状態を有する動物の予防若しくは処置用の製薬学的製剤。
  15. 疾患若しくは状態が心血管系障害である、請求項14に記載の製薬学的製剤。
  16. 請求項1に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチドを有効成分とするヒトC反応性タンパク質を発現する生物学的系におけるC反応性タンパク質の発現の阻害剤。
  17. 生物学的系がヒトである、請求項16に記載の阻害剤。
  18. C反応性タンパク質をコードする核酸分子を標的とする長さ8ないし80核酸塩基のオリゴ若しくはポリヌクレオチドであって、前記分子の最低8核酸塩基部分に相補的であり、かつ、C反応性タンパク質のmRNAの発現を阻害するオリゴ若しくはポリヌクレオチドを有効成分として含んでなる、哺乳動物組織中での脂肪細胞分化を阻害するための製剤。
  19. 哺乳動物組織が代謝性疾患を有する哺乳動物からの組織である、請求項18に記載の製剤。
  20. 代謝性疾患が、肥満、高脂血症、アテローム硬化症、アテローム発生、糖尿病および高血圧よりなる群から選択される、請求項19に記載の製剤。
  21. C反応性タンパク質をコードする核酸分子を標的とする長さ8ないし80核酸塩基のオリゴ若しくはポリヌクレオチドであって、前記分子の最低8核酸塩基部分に相補的であり、かつ、C反応性タンパク質のmRNAの発現を阻害するオリゴ若しくはポリヌクレオチドを有効成分として含んでなる、幹細胞若しくは前駆細胞の多能性の表現型を維持するための製剤。
  22. C反応性タンパク質をコードする核酸分子を標的とする長さ8ないし80核酸塩基のオリゴ若しくはポリヌクレオチドであって、前記分子の最低8核酸塩基部分に相補的であり、かつ、C反応性タンパク質のmRNAの発現を阻害するオリゴ若しくはポリヌクレオチドを有効成分として含んでなる、哺乳動物組織中でのアポトーシスを阻害するための製剤。
  23. 哺乳動物組織が神経変性性障害を有する哺乳動物からの組織である、請求項22に記載の製剤。
  24. C反応性タンパク質をコードする核酸分子を標的とする長さ8ないし80核酸塩基のオリゴ若しくはポリヌクレオチドであって、前記分子の最低8核酸塩基部分に相補的であり、かつ、C反応性タンパク質のmRNAの発現を阻害するオリゴ若しくはポリヌクレオチドを有効成分として含んでなる、哺乳動物組織中での血管新生を阻害するための製剤。
  25. 哺乳動物組織が、癌、糖尿病性網膜症、心血管系疾患、慢性関節リウマチおよび乾癬よりなる群から選択される状態を有する哺乳動物からの組織である、請求項24に記載の製剤。
  26. C反応性タンパク質をコードする核酸分子を標的とする長さ8ないし80核酸塩基のオリゴ若しくはポリヌクレオチドであって、前記分子の最低8核酸塩基部分に相補的であり、かつ、C反応性タンパク質のmRNAの発現を阻害するオリゴ若しくはポリヌクレオチドを有効成分として含んでなる、哺乳動物組織中での炎症応答を阻害若しくは低下するための製剤。
  27. 哺乳動物組織が、慢性関節リウマチ、喘息および炎症性腸疾患よりなる群から選択される疾患を有する哺乳動物からである、請求項26に記載の製剤。
  28. C反応性タンパク質をコードする核酸分子を標的とする長さ8ないし80核酸塩基のオリゴ若しくはポリヌクレオドであって、前記分子の最低8核酸塩基部分に相補的であり、かつ、C反応性タンパク質のmRNAの発現を阻害するオリゴ若しくはポリヌクレオチドを有効成分として含んでなる、免疫不全を伴う哺乳動物被験体を処置するための製剤。
  29. 心血管系疾患を包含する心血管系障害、代謝性疾患、肥満、高脂血症、アテローム硬化症、アテローム発生、糖尿病、高血圧、神経変性性障害、癌、糖尿病性網膜症、慢性関節リウマチ、乾癬、喘息および炎症性腸疾患よりなる群から選択される1疾患の処置のための医薬品の製造における、C反応性タンパク質をコードする核酸分子を標的とし、前記分子の最低8核酸塩基部分に相補的であり、かつ、C反応性タンパク質のmRNAの発現を阻害する、長さ8ないし80核酸塩基のオリゴ若しくはポリヌクレオチドの使用。
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