JP2014503553A - 新血管新生と関連する疾患及び状態を治療するためのmiRNA - Google Patents

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Abstract

本発明は、新血管新生と関連する疾患及び状態における、miRNA分子、その等価物又は供給源の診断的及び治療的使用に関する。
【選択図】なし

Description

本発明は、新血管新生と関連する疾患及び状態における、miRNA分子、その等価物又は供給源の診断的使用、及びmiRNA分子、その等価物又は供給源の治療的使用に関する。
血管新生は、既存の毛細管からの新しい微小血管の成長と定義される。血管新生は、胚性成長中の新脈管形成のことをいう脈管新生(脈管新生では、より大きい血管が形成され、内皮前駆細胞(EPC)が脈管新生に参加する)とは区別されることがある。しかし、EPCは、腫瘍血管新生においても(軽微な)役割を演じ得るという証拠がある。血管新生は、側副血管の成熟及び成長に主に関与する動脈新生とも区別できる(Asahara S.ら1999、Carmeliet P.2000及びHelisch A.ら2003)。血管新生は、創傷治癒、炎症及び女性の生殖周期のような生理的プロセス中に新しい血管を形成する主要な機構である。さらに、血管新生は、加齢黄斑変性、関節リウマチ、子宮内膜症及びがんを含む様々な障害に関与する(Carmeliet P.ら2005及びGriffioen A.W.ら2000)。1世紀前に、血管新生が腫瘍の周囲に発生することが観察され、さらなる研究により、腫瘍が血管新生促進因子を生成して新脈管形成を刺激するとの仮説が導かれた(Carmeliet P.ら2000、Folkman J.ら1971)。腫瘍成長における血管新生の重要性は、1971年に最初に仮説が立てられ、この時に、Judah Folkmanは、固形腫瘍は、限られた資源を有しており、これについて多くの活発に増殖しているがん細胞が争っているという理論を立てた。それ以来、腫瘍血管新生研究は、腫瘍細胞が新しい血管の成長を促進するプロセスについて理解し、それに干渉することに焦点を当ててきた(Folkman J.ら2007及びRibatti D.ら2000)。腫瘍血管新生のプロセスは、成長している腫瘍量が、酸素及び栄養分の拡散により維持できる最大体積を超えた場合に主に活性化される(Carmeliet P.2000)。低酸素環境により、腫瘍細胞は、血管新生スイッチを経て、血管内皮増殖因子(VEGF)のような血管新生促進タンパク質の生成の増加を導く(Folkman J.ら1995、Folkman J.ら2002及びHanahan D.ら1996)。これらの血管新生促進タンパク質は、近くの血管中の内皮細胞を活性化する。同時に、異なるタンパク質分解酵素の活性の増加により、基底膜の分解及び細胞間接触の解離がもたらされ、これらのことにより、EC(内皮細胞)が周囲の基質中及び腫瘍に向かって遊走及び侵入することが容易になる(Carmeliet P.2000及びGriffioen A.W.ら2000)。細胞外基質のタンパク質分解切断は、活性化内皮細胞が、腫瘍細胞を起源とする走化性シグナルに向かって遊走することも可能にする。これらのシグナルは、内皮細胞により感知され、内皮細胞のその後の遊走及び増殖は、血管様構造の形成をもたらす(Adams R.H.ら2007及びCarmeliet P.2000)。不規則で組織化されていない構造にもかかわらず、このネットワークは、成長している腫瘍量に対して全ての必要な代謝産物を与えることができる。さらに、血管床は、腫瘍細胞に対して、循環に入り、遠隔転移を形成する機会を与える(Folkman J.ら、2002)。異なる細胞型が新脈管形成に貢献するが、内皮細胞は、血管新生プロセスにおける中心的な役割を有すると一般的に認められている。異なるトリガーに応答して、これらの細胞は、細胞外基質リモデリング、増殖及び遊走を含む様々な機能を示す。これらの機能は全て、特定の分子の発現を必要とし、この複雑なプロセスが正しく行われることは、機能的要求に応じるようにトランスクリプトーム及びプロテオームを直ちに調整する内皮細胞の柔軟性に依拠する。遺伝子プロモーター活性の制御及びタンパク質代謝回転の改変のようなより古典的な機構の他に、細胞が、遺伝子発現を支配するために小型の非コードRNA分子も用いることが現在明らかになっている。これらのRNA分子の1つのクラスであるマイクロRNA(miRNA)は、細胞の発現プロファイルの向きを変えることができる分子スイッチとして作用する。これらのmiRNAが、腫瘍血管新生中の内皮遺伝子発現制御において重要な役割を果たすという証拠が増えてきている(Heusschen Rら2010)。
多くのmiRNAは、細胞型特異的機能を示唆する器官特異的発現パターンを示す(Chen C.Z.ら2004、Poy M.N.ら2004及びvan Rooij E.ら2007)。その結果、miRNA発現及び機能の調節解除は、ヒト疾患を導くことがある(Chang T.C.ら2007)。内皮細胞(EC)におけるmiRNA発現の最初の大規模分析は、HUVEC(ヒト臍帯静脈内皮細胞)において行われ、予測アルゴリズムに従って、推定mRNA標的が血管新生因子の受容体である15の高発現miRNA(例えばFlt−1、Nrp−2、Fgf−R、c−Met及びc−kit)が同定された(Polisenol L.ら2006)。さらなる研究は、また、ECにおけるmiRNAの発現をプロファイリングした(Kuehbacher A.ら2007及びSuarez Y.ら2007)。3つの研究のうちの少なくとも2つで共通する高発現miRNAは、miRNA−15b、−16、−20、−21、−23a、−23b、−24、−29a及び−b、−31、−99a、−100、−103、−106、−125a、−125b、−126、−130a、−181a、−191、−221、−222、−320、let−7、let−7b、let−7c並びにlet−7dを含んでいた(Kuehbacher A.ら2007、Polisenol L.ら2006及びSuarez Y.ら2007)。しかし、ECにおける血管新生に関するそれらの具体的な標的及び機能は、それらのうちのいくつかについてのみ特徴付けられている。
ある研究は、miRNA−221/222でのHUVECのトランスフェクションは、管形成、遊走及び幹細胞因子に応答した創傷治癒を阻害することを示す(Polisenol L.ら2006)。この研究及びその他の研究は、これらのmiRNAについての抗血管新生作用を示唆し、これらのmiRNAは、血管新生を遮断するための可能性のあるツールになり得る。しかし、miR221/222は、がん細胞増殖を、p27(Kip1)腫瘍抑制因子の調節により促進することもできることに注目することが重要であり(Le Sage C.ら2007)、このことは、これらのmiRNAによる増殖の調節が、細胞型特異的であるように見えることを示す。よって、miRNAを用いる細胞特異的標的化は、開発されるべき重要な調査の領域である。
ECにおいて発現されるその他のmiRNAであるlet−7f及びmiRNA−27bは、2’−O−メチルオリゴヌクレオチド阻害剤を用いるin vitro血管新生の遮断により明らかにされるように、血管新生促進効果を奏することが示されている(Kuehbacher A.ら2007)が、ECにおけるそれらの標的は、まだ特徴付けられていない。
最もよく特徴付けられたEC特異的miRNAは、miRNA−126である(Fish J.E.ら2008、Harris T.A.ら2008及びWang S.ら2008)。miRNA−126は、EC内の増殖因子の内因性リプレッサーを阻害することにより、増殖因子(VEGF/FGF血管内皮増殖因子/線維芽細胞増殖因子)シグナル伝達、血管新生及び脈管完全性を促進する(Fish J.E.ら2008及びWang S.ら2008)。これらの知見は、単一miRNAが脈管完全性及び血管新生を調節でき、血管新生促進又は抗血管新生のいずれかの治療についての新しい標的を提供することを示す。
極めて最近の研究(Anand S.ら2010)は、miRNA−132が、Ras活性化及び新脈管形成の誘導を導く内皮p120RasGAP(p120Ras GTPアーゼ活性化タンパク質)発現を抑制することにより血管新生スイッチとして作用し、抗miRNA−132を用いることが、血管を静止状態に維持することにより新脈管形成を阻害すると結論付けている。
さらに、本明細書に記載していないいくつかのその他の知見は、miRNAが、強力で高度に特異的な抗血管新生治療様式であることの概念を証明する。
現在、いくつかの血管新生抑制化合物が市場に出ており、多くのものが臨床試験の中期〜後期にある。抗血管新生に基づく薬物療法(例えばアバスチン(Avastin))が臨床承認されてからおよそ5年が経過している。より最近では、小分子RTKI(受容体チロシンキナーゼ阻害剤)、例えばスニチニブが用いられている。しかし、本質的に腫瘍により主導されるプロセスを標的にするそれらの性質により、これらの薬物療法は臨床耐性を誘起する。いくつかの型のがんの患者コホートにおいて生存のいくらかの延長が確かに存在するが、利益は中程度であるとみなすことができる。がんの治療に加えて、滲出型加齢黄斑変性(AMD)のような眼疾患の患者の治療のために3つの抗血管新生治療:ペガプタニブ(マクゲン(Macugen)、Pfizer)、ラニビズマブ(ルセンチス(Lucentis)、Novartis)及びベバシズマブ(アバスチン、Roche)が現在用いられている。ここでもまた、視力のいくらかの改善が確かにあるものの、利益は、限定的であるとみなされる。
よって、新血管新生についてのよりよい診断マーカー及び治療のための血管新生阻害のよりよい方策についての明確な必要性が存在する。
内皮細胞におけるmiRNAの血管新生能を評価するために、ヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)及びRF24細胞(不死化内皮株化細胞)における完全レンチウイルスmiRNAライブラリーの形質導入により機能的スクリーニングを行った。以下のパラメータを、緑色蛍光タンパク質を有する対照レンチウイルス(lenti−copGFP)を用いて最適アッセイ性能について最適化した:細胞数、レンチウイルス粒子量(MOI、効率的及び最適なmiRNA発現のため)、レンチウイルス形質導入とMTSアッセイの読出しとの間の時間。MOI及びレンチウイルス形質導入後の時間の関数としての形質導入効率の代表的な例を、8μg/mlポリブレンを用いるHUVEC細胞(図1a)及び6μg/mlポリブレンを用いるRF24細胞(図1b)について示す。これらの例は、HUVEC及びRF24細胞がともに、lenti−copGFPを高度に形質導入可能である(>95%)ことを示す。 内皮細胞におけるmiRNAの血管新生能を評価するために、ヒト臍帯静脈内皮細胞(HUVEC)及びRF24細胞(不死化内皮株化細胞)における完全レンチウイルスmiRNAライブラリーの形質導入により機能的スクリーニングを行った。以下のパラメータを、緑色蛍光タンパク質を有する対照レンチウイルス(lenti−copGFP)を用いて最適アッセイ性能について最適化した:細胞数、レンチウイルス粒子量(MOI、効率的及び最適なmiRNA発現のため)、レンチウイルス形質導入とMTSアッセイの読出しとの間の時間。MOI及びレンチウイルス形質導入後の時間の関数としての形質導入効率の代表的な例を、8μg/mlポリブレンを用いるHUVEC細胞(図1a)及び6μg/mlポリブレンを用いるRF24細胞(図1b)について示す。これらの例は、HUVEC及びRF24細胞がともに、lenti−copGFPを高度に形質導入可能である(>95%)ことを示す。 最適アッセイ条件(アッセイウィンドウ;Z’因子)を、miR−92aを発現するpCDH−CMV−MCS−EF1−Puroベクター(増殖/生存)を陽性対照とし、空のpCDH−CMV−MCS−EF1−Puroベクターを陰性対照として用いて確立した。図2は、陽性対照と陰性対照との間の最大のウィンドウが、RF24細胞(図2b)及びHUVEC(図2a)の両方について30と100の間のMOIで観察されることを示す。 最適アッセイ条件(アッセイウィンドウ;Z’因子)を、miR−92aを発現するpCDH−CMV−MCS−EF1−Puroベクター(増殖/生存)を陽性対照とし、空のpCDH−CMV−MCS−EF1−Puroベクターを陰性対照として用いて確立した。図2は、陽性対照と陰性対照との間の最大のウィンドウが、RF24細胞(図2b)及びHUVEC(図2a)の両方について30と100の間のMOIで観察されることを示す。 プレート7からの平均MTS吸光度データを示すことにより、スクリーニングの結果の例を示す。図3aは、RF24細胞を用いたプレート7の平均吸光度データを示し、図3bは、HUVEC細胞を用いた平均吸光度データを示す。ヒット確認のために選択されたヒットは、球で示す。 プレート7からの平均MTS吸光度データを示すことにより、スクリーニングの結果の例を示す。図3aは、RF24細胞を用いたプレート7の平均吸光度データを示し、図3bは、HUVEC細胞を用いた平均吸光度データを示す。ヒット確認のために選択されたヒットは、球で示す。 miRNA−7(miR−7)及びmiRNA−574(miR−574−5p)の模倣物でのHUVECのトランスフェクションは、MTS読出しにおいて吸光度の減少(条件当たりn=3;+/−sd)により示されるように、細胞生存性の用量依存的減少を示す。陽性対照は、siRNA PLK1(PLK1は、抗増殖活性を有するキナーゼである)である。陰性対照は、模倣物対照、スクランブルにしたヌクレオチド配列を有するmiRNAにより示される。 miRNA−190bの模倣物(miR−190b)でのHUVECのトランスフェクションは、MTS読出しにおいて吸光度の減少(条件当たりn=3;+/−sd)により示されるように、細胞生存性の用量依存的減少を示す。陽性対照は、siRNA PLK1(PLK1は、抗増殖活性を有するキナーゼである)である。陰性対照は、模倣物対照、スクランブルにしたヌクレオチド配列を有するmiRNAにより示される。 miRNA−142−3p及びmiR−142−5pの模倣物でのHUVECのトランスフェクションは、MTS読出しにおいて吸光度の減少(条件当たりn=3;+/−sd)により示されるように、miR−142−3pが、miR−142−5pと比較して、より強い細胞生存性の用量依存的減少を有することを示す。陽性対照は、siRNA PLK1(PLK1は、抗増殖活性を有するキナーゼである)である。陰性対照は、模倣物対照、スクランブルにしたヌクレオチド配列を有するmiRNAにより示される。 マトリゲル(Matrigel)(商標)を3次元細胞外基質として採用するin vitro内皮管形成アッセイ。完全成長培地中のHUVEC(7.5×10)を、マトリゲル(商標)(5mg/ml)を含有する96ウェルプレートに播種した。完全成長培地に播種したナイーブHUVECは、リポフェクタミン及びスクランブルにしたsiRNAで処理した細胞と同様に、堅固な管形成を示す。siRNA−VEGFR2及びmiRNA−190bをトランスフェクトした細胞は、完全成長培地に播種したHUVECの著しく妨げられた自発的管形成を示す。 マトリゲル(Matrigel)(商標)を3次元細胞外基質として採用するin vitro内皮管形成アッセイ。完全成長培地中のHUVEC(7.5×10)を、マトリゲル(商標)(5mg/ml)を含有する96ウェルプレートに播種した。完全成長培地に播種したナイーブHUVECは、リポフェクタミン及びスクランブルにしたsiRNAで処理した細胞と同様に、堅固な管形成を示す。siRNA−VEGFR2、miR−142−3pをトランスフェクトした細胞は、完全成長培地に播種したHUVECの明らかに妨げられた自発的管形成を示す。miR−142−3pのトランスフェクション後の管形成の阻害は、miR−142−5pと比較して、かなりより強い表現型の影響を示す。 マトリゲル(Matrigel)(商標)を3次元細胞外基質として採用するin vitro内皮管形成アッセイ。完全成長培地中のHUVEC(7.5×10)を、マトリゲル(商標)(5mg/ml)を含有する96ウェルプレートに播種した。完全成長培地に播種したナイーブHUVECは、X−tremeGene及びスクランブルにしたsiRNAで処理した細胞と同様に、堅固な管形成を示す。miR−9*をトランスフェクトした細胞は、X−tremeGeneのみで処理した細胞と比較して、完全成長培地に播種したHUVECの著しく妨げられた自発的管形成を示す。miR−9*による自発的管形成の妨げは、siRNA−VEGFR2による管形成の妨げよりも強い。バーは、400μmである。 miRNA−9*の模倣物(miR−9*)でのHUVECのトランスフェクションは、MTS読出しにおいて吸光度の減少(条件当たりn=3;+/−sd)により示されるように、細胞生存性の用量依存的減少を示す。陽性対照は、siRNA PLK1(PLK1は、抗増殖活性を有するキナーゼである)である。陰性対照は、模倣物対照、スクランブルにしたヌクレオチド配列を有するmiRNA(miR−スクランブル)及びsiRNA対照、スクランブルにしたヌクレオチド配列を有するsiRNAプールにより示される。 未処理又は模倣物をトランスフェクトしたHUVECの球状体を用いて行ったbFGF誘導in−vitro発芽血管新生アッセイ。a)左から右及び上から下に:非トランスフェクションHUVECの球状体;bFGFで刺激した非トランスフェクションHUVEC;Xtremegene及びbFGFで処理した非トランスフェクションHUVEC;bFGFで処理した、miR−スクランブルをトランスフェクトしたHUVEC;bFGFで処理したmiR−7 HUVEC;bFGFで処理した、miR−27aをトランスフェクトしたHUVEC;及びbFGFで処理した、miR−574−5pをトランスフェクトしたHUVECの位相差画像。b)(a)に列挙する処理群当たり10の球状体からの、球状体当たりの累積新芽長さ。c)(a)に列挙する処理群当たり10の球状体からの、球状体当たりの新芽の平均数。誤差バー、SD;(*)P<0.001、ANOVA検定。 未処理又は模倣物をトランスフェクトしたHUVECの球状体を用いて行ったbFGF誘導in−vitro発芽血管新生アッセイ。a)左から右及び上から下に:非トランスフェクションHUVECの球状体;bFGFで刺激した非トランスフェクションHUVEC;Xtremegene及びbFGFで処理した非トランスフェクションHUVEC;bFGFで処理した、miR−スクランブルをトランスフェクトしたHUVEC;bFGFで処理したmiR−7 HUVEC;bFGFで処理した、miR−27aをトランスフェクトしたHUVEC;及びbFGFで処理した、miR−574−5pをトランスフェクトしたHUVECの位相差画像。b)(a)に列挙する処理群当たり10の球状体からの、球状体当たりの累積新芽長さ。c)(a)に列挙する処理群当たり10の球状体からの、球状体当たりの新芽の平均数。誤差バー、SD;(*)P<0.001、ANOVA検定。 未処理又は模倣物をトランスフェクトしたHUVECの球状体を用いて行ったbFGF誘導in−vitro発芽血管新生アッセイ。a)左から右及び上から下に:非トランスフェクションHUVECの球状体;bFGFで刺激した非トランスフェクションHUVEC;Xtremegene及びbFGFで処理した非トランスフェクションHUVEC;bFGFで処理した、miR−スクランブルをトランスフェクトしたHUVEC;bFGFで処理したmiR−7 HUVEC;bFGFで処理した、miR−27aをトランスフェクトしたHUVEC;及びbFGFで処理した、miR−574−5pをトランスフェクトしたHUVECの位相差画像。b)(a)に列挙する処理群当たり10の球状体からの、球状体当たりの累積新芽長さ。c)(a)に列挙する処理群当たり10の球状体からの、球状体当たりの新芽の平均数。誤差バー、SD;(*)P<0.001、ANOVA検定。 PBS(n=6)又はmiR−スクランブル(n=6)又は合成抗血管新生miRNA又はsiVEGFR2で局所的に処理したNeuro2A腫瘍保持マウスの腫瘍成長曲線。a)miR−7で処理した腫瘍(n=7)。b)miR−574−5pで処理した腫瘍(n=7)。c)miR−27aで局所的に処理した腫瘍(n=7)。d)陽性対照siVEGFR−2で処理した腫瘍(n=7)。e)miR−9*で処理した腫瘍(n=8)。図12eに示す結果は、図12a〜dに示す結果とは異なるマウスコホートを起源とする。PBS腫瘍成長曲線は、n=8匹のマウスを用いて作製し、miR−スクランブル腫瘍成長曲線は、n=10匹のマウスを用いて作製した。腫瘍体積は、平均±STDEVとして示す。 PBS(n=6)又はmiR−スクランブル(n=6)又は合成抗血管新生miRNA又はsiVEGFR2で局所的に処理したNeuro2A腫瘍保持マウスの腫瘍成長曲線。a)miR−7で処理した腫瘍(n=7)。b)miR−574−5pで処理した腫瘍(n=7)。c)miR−27aで局所的に処理した腫瘍(n=7)。d)陽性対照siVEGFR−2で処理した腫瘍(n=7)。e)miR−9*で処理した腫瘍(n=8)。図12eに示す結果は、図12a〜dに示す結果とは異なるマウスコホートを起源とする。PBS腫瘍成長曲線は、n=8匹のマウスを用いて作製し、miR−スクランブル腫瘍成長曲線は、n=10匹のマウスを用いて作製した。腫瘍体積は、平均±STDEVとして示す。 PBS(n=6)又はmiR−スクランブル(n=6)又は合成抗血管新生miRNA又はsiVEGFR2で局所的に処理したNeuro2A腫瘍保持マウスの腫瘍成長曲線。a)miR−7で処理した腫瘍(n=7)。b)miR−574−5pで処理した腫瘍(n=7)。c)miR−27aで局所的に処理した腫瘍(n=7)。d)陽性対照siVEGFR−2で処理した腫瘍(n=7)。e)miR−9*で処理した腫瘍(n=8)。図12eに示す結果は、図12a〜dに示す結果とは異なるマウスコホートを起源とする。PBS腫瘍成長曲線は、n=8匹のマウスを用いて作製し、miR−スクランブル腫瘍成長曲線は、n=10匹のマウスを用いて作製した。腫瘍体積は、平均±STDEVとして示す。 PBS(n=6)又はmiR−スクランブル(n=6)又は合成抗血管新生miRNA又はsiVEGFR2で局所的に処理したNeuro2A腫瘍保持マウスの腫瘍成長曲線。a)miR−7で処理した腫瘍(n=7)。b)miR−574−5pで処理した腫瘍(n=7)。c)miR−27aで局所的に処理した腫瘍(n=7)。d)陽性対照siVEGFR−2で処理した腫瘍(n=7)。e)miR−9*で処理した腫瘍(n=8)。図12eに示す結果は、図12a〜dに示す結果とは異なるマウスコホートを起源とする。PBS腫瘍成長曲線は、n=8匹のマウスを用いて作製し、miR−スクランブル腫瘍成長曲線は、n=10匹のマウスを用いて作製した。腫瘍体積は、平均±STDEVとして示す。 PBS(n=6)又はmiR−スクランブル(n=6)又は合成抗血管新生miRNA又はsiVEGFR2で局所的に処理したNeuro2A腫瘍保持マウスの腫瘍成長曲線。a)miR−7で処理した腫瘍(n=7)。b)miR−574−5pで処理した腫瘍(n=7)。c)miR−27aで局所的に処理した腫瘍(n=7)。d)陽性対照siVEGFR−2で処理した腫瘍(n=7)。e)miR−9*で処理した腫瘍(n=8)。図12eに示す結果は、図12a〜dに示す結果とは異なるマウスコホートを起源とする。PBS腫瘍成長曲線は、n=8匹のマウスを用いて作製し、miR−スクランブル腫瘍成長曲線は、n=10匹のマウスを用いて作製した。腫瘍体積は、平均±STDEVとして示す。 PBS、miR−スクランブル、miR−574−5p、miR−7、miR−27a又はsiVEGFR2で処理したCD31染色Neuro2A腫瘍の微小血管密度(MVD)の定量。データは、平均±STDEVとして示す。**miR−スクランブルに対してP<0.01。1元配置ANOVA検定。
本発明は、本明細書で同定されるようなmiRNA分子、等価物、模倣物、イソmiR若しくはアンタゴmir又はその供給源のいくつかの使用を包含する。本発明は、新しく同定されたmiRNA分子等価物、模倣物、イソmiR又はアンタゴmir自体のそれぞれも包含する。
第1の態様では、新血管新生又は新血管新生と関連する疾患若しくは状態を予防、治療、回復、治癒及び/或いは遅延するための医薬品として好ましくは用いるための、miRNA−9、miRNA−574、miRNA−7、miRNA−190b及び/若しくはmiRNA−142分子、その等価物、模倣物、イソmiR又は供給源或いは前記miRNA分子miRNA−9、miRNA−574、miRNA−7、miRNA−190b及び/若しくはmiRNA−142、その前記等価物又は前記供給源を含む組成物が提供される。
マイクロRNA(miRNA)は、17〜25ヌクレオチドの小型RNAであり、真核生物における遺伝子発現の調節物質として機能する。miRNAは1次miRNA(pri−miRNA)とよばれる長い1次転写産物の一部分として核内で最初に発現される。核の内部では、pri−miRNAは、酵素ドローシャにより部分的に消化されて、65〜120ヌクレオチド長のヘアピン前駆miRNA(pre−miRNA)を形成し、これらのpre−miRNAは、細胞質に輸送されてダイサーによって活性分子であるより短い成熟miRNAにさらにプロセシングされる。動物において、これらの短いRNAは、5’近位「シード」領域(ヌクレオチド2〜8)を含み、この領域は、標的mRNAの3’非翻訳領域(3’−UTR)とのmiRNAの対形成特異性についての主な決定因子であると見られる。より詳細な説明は、一般的な定義についての部に示す。
miRNA分子、miRNA等価物、miRNA模倣物若しくはmiRNAイソmiR、又は模倣物若しくはイソmiR若しくはmiRNA供給源についての以下に示す定義のそれぞれは、本出願の同定されたmiRNA又はmiRNA等価物又はmiRNA供給源:miRNA−574、miRNA−7、miRNA−26b、miRNA−27a、miRNA−92a、miRNA−221、miRNA−222、miRNA−145、let7a1、miRNA−190b、miRNA−142、miRNA−9及びそれらの供給源のそれぞれのために用いる。前記miRNA分子又はその等価物の好ましい成熟若しくは模倣配列(表5において配列番号22〜52として同定される)、シード配列(表5及び7において配列番号348〜378、61〜115及び379〜381として同定される)、イソmiR配列(表7において配列番号116〜304及び382〜396として同定される)又は供給源配列(表4(配列番号1〜21のようなRNA前駆体)又は6(配列番号53〜60のようなRNA前駆体をコードするDNA)において同定される)はそれぞれ、対応する表において同定される。
本出願の本文全体において、そうでないと示さない限り、miRNAは、miRNA分子、miR又はその等価物又は供給源又はその前駆体と称することもある。好ましい等価物は、イソmiR又は模倣物である。本明細書で同定される各配列は、本出願の本文において用いる配列番号又は配列表における対応する配列番号として同定することがある。
本発明において、miRNA−132、miRNA−126及びmiRNA−21にも言及する。活性が上方制御/過剰発現/増加せず、及び/又は本明細書で同定される治療用途において用いるために活性が増加しないmiRNA分子は、本発明においてこれらだけである。対照的に、これらのmiRNA分子の内因性発現は、下方制御/減少する必要があり、及び/又はこのようなmiRNA分子の活性は、治療上望ましい効果を得るために減少若しくは低減若しくは阻害される必要がある。このことは、本明細書において後で説明するようにアンタゴmirを用いて行うことが好ましい。よって、本発明において、治療的使用においてこれらのmiRNA分子のいずれかに言及する場合、miRNA−132、miRNA−126若しくはmiRNA−21分子のアンタゴmir又はこれらのmiRNAのアンタゴmirの等価物又はこれらのmiRNAのアンタゴmirの供給源の使用に常に言及する。したがって、アンタゴmirに言及する場合、本明細書で示すmiRNA−132、miRNA−126及びmiRNA−21分子又はその等価物若しくは供給源のアンタゴmirの使用に常に言及する。miRNA分子又はmiRNA等価物又はmiRNA供給源に関して本明細書に示す定義のそれぞれは、本段落において同定するアンタゴmirとして用いる任意のmiRNA分子についても当てはまる。miRNA分子の所定のアンタゴmirに関して本明細書に示す定義のそれぞれも、それぞれ本明細書で定義するように、異なるmiRNA分子の他のアンタゴmirに当てはまる。
本発明の関係において、miRNA分子又はその等価物若しくは模倣物若しくはアンタゴmir若しくはイソmiRは、一般的な定義についての部分でさらに定義するように、合成若しくは天然若しくは組換え若しくは成熟又は成熟miRNAの一部又はヒトmiRNAであってもよいか、或いはヒトmiRNAに由来できる。ヒトmiRNA分子は、ヒト細胞、組織、器官又は体液において見出されるmiRNA分子(すなわち内因性ヒトmiRNA分子)である。ヒトmiRNA分子は、内因性ヒトmiRNA分子から、ヌクレオチドの置換、欠失及び/又は付加により誘導したヒトmiRNA分子であってもよい。miRNA分子又はその等価物若しくは模倣物若しくはアンタゴmirは、1本鎖又は2本鎖RNA分子であってもよい。
好ましくは、miRNA分子又はその等価物若しくは模倣物は、6〜30ヌクレオチド長、好ましくは12〜30ヌクレオチド長、好ましくは15〜28ヌクレオチド長であり、より好ましくは、前記分子は、少なくとも6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30ヌクレオチド以上の長さを有する。
好ましくは、miRNA分子のアンタゴmirは、8〜30ヌクレオチド長、好ましくは10〜30ヌクレオチド長、好ましくは12〜28ヌクレオチド長であり、より好ましくは、前記分子は、少なくとも8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30ヌクレオチド以上の長さを有する。
好ましい実施形態では、miRNA分子又はその等価物若しくは模倣物若しくはイソmiRは、前記miRNA分子又はその等価物若しくは模倣物若しくはイソmiRのシード配列に存在する7ヌクレオチドのうち少なくとも6ヌクレオチドを含む(表5及び7は、配列番号348〜378、61〜115及び379〜381として本明細書で同定されるmiRNA分子のそれぞれの好ましいシード配列を示す)。好ましくは本実施形態において、miRNA分子又はその等価物若しくは模倣物若しくはイソmiRは、6〜30ヌクレオチド長であり、より好ましくは、前記miRNA分子又はその等価物のシード配列に存在する7ヌクレオチドのうち少なくとも6ヌクレオチドを含む。さらにより好ましくは、miRNA分子又はその等価物若しくは模倣物若しくはイソmiRは、15〜28ヌクレオチド長であり、より好ましくは、シード配列に存在する7ヌクレオチドのうち少なくとも6ヌクレオチドを含み、さらにより好ましくは、miRNA分子は、少なくとも6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30ヌクレオチド以上の長さを有する。
したがって、好ましいmiRNA−574分子又はその等価物若しくは模倣物若しくはイソmiRは、配列番号353、354、78、79、80、82、83及び/又は84として同定されるシード配列に存在する7ヌクレオチドのうち少なくとも6ヌクレオチドを含み、より好ましくは、少なくとも6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30ヌクレオチド以上の長さを有する。
したがって、好ましいmiRNA−7分子又はその等価物若しくは模倣物若しくはイソmiRは、配列番号348、349、350、62、63、64、65、66、67、68、69、71、72、73及び/又は74として同定されるシード配列に存在する7ヌクレオチドのうち少なくとも6ヌクレオチドを含み、より好ましくは、少なくとも6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30ヌクレオチド以上の長さを有する。
したがって、好ましいmiRNA−190b分子又はその等価物若しくは模倣物若しくはイソmiRは、配列番号374及び/又は96として同定されるシード配列に存在する7ヌクレオチドのうち少なくとも6ヌクレオチドを含み、より好ましくは、少なくとも6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30ヌクレオチド以上の長さを有する。
したがって、好ましいmiRNA−142分子又はその等価物若しくは模倣物若しくはイソmiRは、配列番号375、376、97、99、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109及び/又は110として同定されるシード配列に存在する7ヌクレオチドのうち少なくとも6ヌクレオチドを含み、より好ましくは、少なくとも6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30ヌクレオチド以上の長さを有する。
したがって、好ましいmiRNA−9分子又はその等価物若しくは模倣物若しくはイソmiRは、配列番号377、378、114、115、379、380及び/又は381として同定されるシード配列に存在する7ヌクレオチドのうち少なくとも6ヌクレオチドを含み、より好ましくは、少なくとも6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30ヌクレオチド以上の長さを有する。
より好ましい実施形態では、miRNA−9分子又はその等価物若しくは模倣物若しくはイソmiRは、miRNA−9*分子又はその等価物若しくは模倣物若しくはイソmiRとして同定され、配列番号378、114及び/又は115として同定されるシード配列に存在する7ヌクレオチドのうち少なくとも6ヌクレオチドを含み、より好ましくは、少なくとも6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30ヌクレオチド以上の長さを有する。
別の好ましい実施形態では、miRNA分子又はその等価物若しくは模倣物若しくはイソmiRは、表5及び7において配列番号348〜378、61〜115及び379〜381として同定される所定のシード配列に存在する7ヌクレオチドのうち少なくとも6ヌクレオチドを含み、表5において同定される成熟配列全体にわたって少なくとも70%の同一性を有する(表5は、本明細書において配列番号22〜52として同定されるmiRNAのそれぞれの好ましい成熟又は模倣配列を示す)。好ましくは、同一性は、少なくとも75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%、99%又は100%である。
したがって、好ましいmiRNA−574分子又はその等価物若しくは模倣物若しくはイソmiRは、配列番号353、354、78、79、80、82、83及び/若しくは84として同定されるシード配列に存在する7ヌクレオチドのうち少なくとも6ヌクレオチドを含み、並びに/又は配列番号27、28、181、182、183、184、185、186、187、188、189、190、191、192、193、194、195、196、197、198、199、200、201、202、203、204及び/若しくは205にわたって少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%、99%若しくは100%の同一性を有する。
したがって、好ましいmiRNA−7分子又はその等価物若しくは模倣物若しくはイソmiRは、配列番号348、349、350、62、63、64、65、66、67、68、69、71、72、73及び/若しくは74として同定されるシード配列に存在する7ヌクレオチドのうち少なくとも6ヌクレオチドを含み、並びに/又は配列番号22、23、24、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、137,138、139、140、141、142、143、144、145、146、147、148、149、150、151、152、153、154、155、156、157、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176及び/若しくは177にわたって少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%、99%若しくは100%の同一性を有する。
したがって、好ましいmiRNA−190b分子又はその等価物若しくは模倣物若しくはイソmiRは、配列番号374及び/若しくは96として同定されるシード配列に存在する7ヌクレオチドのうち少なくとも6ヌクレオチドを含み、並びに/又は配列番号48、234、235、236、237、238、239及び/若しくは240にわたって少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%、99%若しくは100%の同一性を有する。
したがって、好ましいmiRNA−142分子又はその等価物若しくは模倣物若しくはイソmiRは、配列番号375、376、97、99、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109及び/若しくは110として同定されるシード配列に存在する7ヌクレオチドのうち少なくとも6ヌクレオチドを含み、並びに/又は配列番号49、50、241、242、243、244、245、246、247、248、249、250、251、252、253、254、255、256、257、258、259、260、261、262、263、264、265、266、267、268、269、270、271、272、273、274、275、276、277、278、279、280、281、282、283、284、285、286、287、288及び/若しくは289にわたって少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%、99%若しくは100%の同一性を有する。
したがって、好ましいmiRNA−9分子又はその等価物若しくは模倣物若しくはイソmiRは、配列番号377、378、114、115、379、380及び/又は381として同定されるシード配列に存在する7ヌクレオチドのうち少なくとも6ヌクレオチドを含み、配列番号51、52、290、291、292、293、294、295、296、297、298、299、300、301、302、303、304、382、383、384、385、386、387、388、389、390、391、392、393、394、395及び/又は396にわたって少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%、99%又は100%の同一性を有する。
より好ましい実施形態では、miRNA−9分子又はその等価物若しくは模倣物若しくはイソmiRは、miRNA−9*分子又はその等価物若しくは模倣物若しくはイソmiRとして同定され、配列番号378、114及び/又は115として同定されるシード配列に存在する7ヌクレオチドのうち少なくとも6ヌクレオチドを含み、配列番号52、293、294、295、296、297、298、299、300、301、302、303及び/又は304にわたって少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%、99%又は100%の同一性を有する。
好ましくは本実施形態では、miRNA分子又はその等価物若しくは模倣物若しくはイソmiRは、少なくとも6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30ヌクレオチド以上の長さを有し、表5及び7で配列番号348〜378、61〜115及び379〜381として同定されるシード配列に存在する7ヌクレオチドのうち少なくとも6ヌクレオチドを含み、表5で配列番号22〜52として同定される成熟配列全体にわたって少なくとも70%の同一性を有する。好ましくは、同一性は、少なくとも75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%、99%又は100%である。
代わりに、好ましくは本実施形態では、miRNA分子又はその等価物若しくは模倣物若しくはイソmiRは、6、7、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以下のヌクレオチドの長さを有し、表5及び7で配列番号348〜378、61〜115及び379〜381として同定される所定のシード配列に存在する7ヌクレオチドのうち少なくとも6ヌクレオチドを含み、表5で配列番号22〜52として同定される成熟配列全体にわたって少なくとも70%の同一性を有する。好ましくは、同一性は、少なくとも75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%、99%又は100%である。
別の好ましい実施形態では、miRNA分子のイソmiRは、イソmiR配列全体にわたって少なくとも70%の同一性を有する(表7は、配列番号116〜304及び382〜396として同定される成熟miRNAのそれぞれの好ましいイソmiRを示す)。好ましくは、同一性は、少なくとも75%、80%、85%、90%、95%以上である。好ましくは本実施形態では、miRNA分子のイソmiR又はその等価物又は模倣物は、少なくとも6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30ヌクレオチド以上の長さを有する。
したがって、好ましいmiRNA−574分子又はその等価物若しくは模倣物若しくはイソmiRは、配列番号353、354、78、79、80、82、83及び/若しくは84として同定されるシード配列に存在する7ヌクレオチドのうち少なくとも6ヌクレオチドを含み、並びに/又は配列番号27、28、181、182、183、184、185、186、187、188、189、190、191、192、193、194、195、196、197、198、199、200、201、202、203、204及び/若しくは205にわたって少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%、99%若しくは100%の同一性を有し、並びに/又は少なくとも6、7、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ヌクレオチド以上の長さを有する。
したがって、好ましいmiRNA−7分子又はその等価物若しくは模倣物若しくはイソmiRは、配列番号348、349、350、62、63、64、65、66、67、68、69、71、72、73及び/若しくは74として同定されるシード配列に存在する7ヌクレオチドのうち少なくとも6ヌクレオチドを含み、並びに/又は配列番号22、23、24、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、137、138、139、140、141、142、143、144、145、146、147、148、149、150、151、152、153、154、155、156、157、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176及び/若しくは177にわたって少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%、99%若しくは100%の同一性を有し、並びに/又は少なくとも6、7、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ヌクレオチド以上の長さを有する。
したがって、好ましいmiRNA−190b分子又はその等価物若しくは模倣物若しくはイソmiRは、配列番号374及び/若しくは96として同定されるシード配列に存在する7ヌクレオチドのうち少なくとも6ヌクレオチドを含み、並びに/又は配列番号48、234、235、236、237、238、239及び/若しくは240にわたって少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%、99%若しくは100%の同一性を有し、並びに/又は少なくとも6、7、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ヌクレオチド以上の長さを有する。
したがって、好ましいmiRNA−142分子又はその等価物若しくは模倣物若しくはイソmiRは、配列番号375、376、97、99、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109及び/若しくは110として同定されるシード配列に存在する7ヌクレオチドのうち少なくとも6ヌクレオチドを含み、並びに/又は配列番号49、50、241、242、243、244、245、246、247、248、249、250、251、252、253、254、255、256、257、258、259、260、261、262、263、264、265、266、267、268、269、270、271、272、273、274、275、276、277、278、279、280、281、282、283、284、285、286、287、288及び/若しくは289にわたって少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%、99%若しくは100%の同一性を有し、並びに/又は少なくとも6、7、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ヌクレオチド以上の長さを有する。
したがって、好ましいmiRNA−9分子又はその等価物若しくは模倣物若しくはイソmiRは、配列番号377、378、114、115、379、380及び/若しくは381として同定されるシード配列に存在する7ヌクレオチドのうち少なくとも6ヌクレオチドを含み、配列番号51、52、290、291、292、293、294、295、296、297、298、299、300、301、302、303、304、382、383、384、385、386、387、388、389、390、391、392、393、394、395及び/若しくは396にわたって少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%、99%若しくは100%の同一性を有し、並びに/又は少なくとも6、7、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ヌクレオチド以上の長さを有する。
より好ましい実施形態では、miRNA−9分子又はその等価物若しくは模倣物若しくはイソmiRは、miRNA−9*分子又はその等価物若しくは模倣物若しくはイソmiRとして同定され、配列番号378、114及び/若しくは115として同定されるシード配列に存在する7ヌクレオチドのうち少なくとも6ヌクレオチドを含み、配列番号52、293、294、295、296、297、298、299、300、301、302、303及び/若しくは304にわたって少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%、99%若しくは100%の同一性を有し、並びに/又は少なくとも6、7、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ヌクレオチド以上の長さを有する。
別の好ましいmiRNA分子又はその等価物若しくは模倣物若しくはイソmiRは、シード配列(表5及び7で配列番号348〜378、61〜115及び379〜381として同定される)又は成熟配列(表5で配列番号22〜52として同定される)又は前駆配列(表4で配列番号1〜21として同定される)又はRNA前駆体をコードするDNA(表6で配列番号53〜60として同定される)又はイソmiR配列(表7で配列番号116〜304及び382〜396として同定される)と少なくとも60%の同一性を有する。同一性は、少なくとも65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、99%又は100%であってもよい。同一性は、好ましくは、所定の表で同定される配列番号全体において評価する。しかし、同一性は、所定の配列番号の一部分において評価してもよい。一部分とは、配列番号の長さの少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも90%又は100%を意味し得る。
miRNA分子の等価物は、イソmiR又は模倣物であってもよい。前駆配列は、成熟プロセスに依存して、1より多いイソmiR配列をもたらすことがある(例えばあるいくつかの組織において多重のイソmiRが同定されているmiRNA−26b、miRNA−132、miRNA−126又はmiRNA−142を参照されたい(表7))。模倣物は、miRNA分子と同様又は同一の活性を有する分子である。この関係において、同様の活性は、許容されるレベルの活性と同じ意味である。模倣物は、機能の決定において、アンタゴmirに対向する。miRNA分子又はその等価物若しくは供給源のアンタゴmirは、よって、それが由来する対応するmiRNA分子の1つに対向するか又は逆である活性を有する分子である。miRNA分子又はその等価物のアンタゴmirは、よって、前記miRNA分子又はその等価物の活性を拮抗させるか又はサイレンシングするか又は減少させることができる分子として定義することもできる。それが由来する対応するmiRNA分子の1つに対向するか若しくは逆である活性、又はそれが由来する前記miRNA分子の活性を拮抗できる活性は、好ましくは、前記miRNA分子、その等価物又は供給源の活性を減少できる活性である。この関係において、減少は、前記miRNA分子又はその等価物若しくは供給源の活性の少なくとも5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%又は100%減少を意味する。
miRNA分子又はその等価物若しくは供給源のアンタゴmirは、対応するmiRNA分子又はその等価物の一部分に対して相補的である核酸、好ましくはRNAであってもよい。好ましいアンタゴmirは、表5で配列番号22〜52として又は表7で配列番号116〜304及び382〜396として同定される成熟miRNA又はイソmiRの配列の一部分に対して相補的である。一部分とは、配列番号の長さの少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも90%又は100%を意味し得る。好ましい実施形態では、アンタゴmir又はその等価物は、miRNA分子若しくはその等価物のシード配列又は前記シード配列の一部分に対して相補的である。一部分とは、シード配列の長さの少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも90%又は100%を意味し得る。
好ましくは、アンタゴmirは、8〜30ヌクレオチド長、好ましくは10〜30ヌクレオチド長、好ましくは12〜28ヌクレオチド長であり、より好ましくは、前記分子は、少なくとも8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30ヌクレオチド以上の長さを有し、表5(配列番号22〜52として)又は表7(配列番号116〜304及び382〜396として)で同定される成熟miRNA又はイソmiRの配列の一部分に対して相補的である。一部分とは、所定の配列の長さの少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも90%又は100%を意味し得る。
好ましくは、アンタゴmirは、8〜30ヌクレオチド長、好ましくは10〜30ヌクレオチド長、好ましくは12〜28ヌクレオチド長であり、より好ましくは、前記分子は、少なくとも8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30ヌクレオチド以上の長さを有し、シード配列(表5及び7で配列番号348〜378、61〜115及び379〜381として同定される)の一部分に対して相補的である。一部分とは、シード配列の長さの少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも90%又は100%を意味し得る.
好ましくは、アンタゴmir又はその等価物は、アンタゴmir配列(表8で配列番号305〜310として同定される)と少なくとも60%の同一性を有する。同一性は、少なくとも65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、99%又は100%であってもよい。同一性は、好ましくは、表8で同定される配列番号全体において評価する。しかし、同一性は、所定の配列番号の一部分において評価してもよい。一部分とは、配列番号の長さの少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも90%又は100%を意味し得る。
好ましくは、アンタゴmirは、8〜30ヌクレオチド長、好ましくは12〜28ヌクレオチド長であり、より好ましくは、前記分子は、少なくとも8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30ヌクレオチド以上の長さを有し、アンタゴmir配列(表8で配列番号305〜310として同定される)と少なくとも60%の同一性を有する。同一性は、少なくとも65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、99%又は100%であってもよい。同一性は、好ましくは、表8で同定される配列番号全体において評価する。しかし、同一性は、所定の配列番号の一部分において評価してもよい。一部分とは、配列番号の長さの少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも90%又は100%を意味し得る。
miRNA分子又はその等価物若しくは供給源のアンタゴmirのヌクレオチドの化学構造は、安定性、結合親和性及び/又は特異性を増加させるために修飾してもよい。前記アンタゴmirは、RNA分子若しくは好ましくは修飾RNA分子を含むか又はそれからなることができる。好ましい修飾RNA分子は、修飾糖を含む。このような修飾の一例は、2’−O−メチル若しくは2’−O−メトキシエチル基又は2’フッ化物基を核酸に導入して、ヌクレアーゼ耐性及びRNAに対する結合親和性を改善することである。このような修飾の別の例は、核酸の2’−O原子と4’−C原子とを接続するメチレンブリッジを導入して立体構造を固定し(ロックド核酸(LNA))、相補的1本鎖RNAに対する親和性を改善することである。第3の例は、ホスホロチオエート基を、RNA鎖中の核酸の間にリンカーとして導入して、ヌクレアーゼ攻撃に対する安定性を改善することである。第4の修飾は、分子の3’端にコレステロールのような親油性部分をコンジュゲートして、安定性及び細胞性送達を改善することである。好ましい実施形態では、miRNA分子のアンタゴmirは、Obadらに記載されるように極小LNAと命名された完全にLNAで修飾されたホスホロチオエートオリゴヌクレオチドからなる。本明細書で定義するアンタゴmirは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10以上の糖修飾を含んでもよい。本発明は、1つのアンタゴmir中に1より多い異なる糖修飾を導入することも包含する。
本明細書で同定されるmiRNA分子又はその等価物若しくは模倣物若しくはイソmiRのそれぞれは、それらが由来する所定のmiRNAの許容されるレベルの活性を有する。許容されるレベルの活性は、好ましくは、前記miRNA又はその等価物若しくは模倣物若しくはイソmiRが、前記miRNAの許容されるレベルの前記活性をまだ示すことができることである。所定のmiRNA又はその等価物の活性は、例えば、本明細書において後で定義するように、検出可能な抗血管新生活性を示し、及び/又は新血管新生の減少を誘導する能力である。許容されるレベルの活性は、好ましくは、それらが由来するmiRNAの活性の少なくとも30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%又は100%である。
本明細書で同定されるmiRNA分子又はその等価物若しくはイソmiR若しくは模倣物(すなわちmiRNA−574、miRNA−7、miRNA−26b、miRNA−27a、miRNA−92a、miRNA−221、miRNA−222、miRNA−145、let7a1、miRNA−190b、miRNA−142、miRNA−9)のいずれかの好ましい活性は、本明細書において後で定義するように、対象において検出可能な抗血管新生活性を示すこと及び/又は新血管新生の減少を誘導することである。
本明細書で同定されるアンタゴmir miRNA分子又はその等価物若しくは供給源(すなわちmiRNA−132、miRNA−126及びmiRNA−21のアンタゴmir)のいずれかの好ましい活性は、本明細書において後で定義するように、対象において検出可能な抗血管新生活性を示すこと及び/又は新血管新生の減少を誘導することである。
miRNA分子の供給源又はmiRNA分子の等価物、模倣物、イソmiRの供給源は、本明細書で同定されるmiRNA分子又は模倣物又はイソmiRなどの等価物の生成を誘導でき、ヘアピン様構造及び/又は2本鎖核酸分子を含む任意の分子であってもよい。ヘアピン様構造の存在は、80、100及び120nt以上のスライディングウィンドウを用いるRNAshapesプログラム(Steffen P.ら2006)を用いて評価できる。ヘアピン様構造は、通常、miRNA分子の自然又は内因性の供給源に存在し、ここでは、2本鎖核酸分子が、通常、miRNA分子若しくはその等価物の組換え又は合成の供給源中に存在する。
miRNA分子のアンタゴmirの供給源又はmiRNA分子のアンタゴmirの等価物の供給源は、前記アンタゴmirの生成を誘導できる任意の分子であってもよい。
miRNA分子の供給源又はその等価物若しくは模倣物若しくはイソmiR若しくはアンタゴmirの供給源は、1本鎖、2本鎖RNA若しくは部分的2本鎖RNAであってもよいか、又は3本鎖(その例は、国際公開第2008/10558号パンフレットに記載される)を含んでもよい。本明細書で用いる場合、部分的2本鎖とは、5’及び/又は3’端にて1本鎖構造も含む2本鎖構造のことをいう。部分本鎖は、miRNA分子の各鎖が同じ長さを有さない場合に生じることがある。一般的に、このような部分的2本鎖miRNA分子は、75%未満の2本鎖構造と、25%を超える1本鎖構造、又は50%未満の2本鎖構造と、50%を超える1本鎖構造、又はより好ましくは25%、20%若しくは15%未満の2本鎖構造と、75%、80%、85%を超える1本鎖構造とを有することがある。
代わりに、miRNA分子の供給源又はその等価物若しくは模倣物若しくはイソmiRの供給源は、miRNA分子の前駆体又はその等価物若しくは模倣物若しくはイソmiRの前駆体をコードするDNA分子である。この関係における好ましいDNA分子は、表6で配列番号53〜60として同定される。本発明は、表6で同定される前記配列と少なくとも70%の同一性を有するmiRNA分子の前駆体をコードするDNA分子の使用を包含する。好ましくは、同一性は、少なくとも75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%、99%又は100%である。好ましくは本実施形態では、DNA分子は、少なくとも50、55、60、70、75、80、85、90、95、100、130、150、200、250、300、350、400ヌクレオチド以上の長さを有し、表6で配列番号53〜60として同定されるDNA配列と少なくとも70%の同一性を有する。
所定のmiRNA分子又はその等価物又は模倣物若しくはイソmiR又はそのアンタゴmirの生成の誘導は、好ましくは、前記供給源が、以下で定義するあるアッセイを用いて細胞に導入される場合に得られる。本発明に包含される細胞は、後で定義する。
miRNA分子又はその等価物又はその模倣物若しくはイソmiRの好ましい供給源は、その前駆体、より好ましくは、前記miRNA分子又はその等価物又はその模倣物若しくはイソmiRをコードする核酸である。好ましい前駆体は、自然に存在する前駆体である。前駆体は、合成又は組換え前駆体であってもよい。
所定のmiRNA分子の好ましい前駆体は、表4で配列番号1〜21として同定される。本発明は、前記配列と少なくとも70%の同一性を有するmiRNA分子又はその等価物の前駆体の使用を包含する。好ましくは、同一性は、少なくとも75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%、99%又は100%である。好ましくは本実施形態では、DNA分子は、少なくとも50、55、60、70、75、80、85、90、95、100、130、150、200、250、300、350、400ヌクレオチド以上の長さを有し、表4で配列番号1〜21として同定される配列と少なくとも70%の同一性を有する。
したがって、miRNA−574分子の好ましい供給源は、配列番号5及び/若しくは55と少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%、99%若しくは100%の同一性を有し、並びに/又は少なくとも50、55、60、70、75、80、85、90、95、100、130、150、200、250、300、350、400ヌクレオチド以上の長さを有する。
したがって、miRNA−7分子の好ましい供給源は、配列番号1、2、3及び/若しくは53と少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%、99%若しくは100%の同一性を有し、並びに/又は少なくとも50、55、60、70、75、80、85、90、95、100、130、150、200、250、300、350、400ヌクレオチド以上の長さを有する。
したがって、miRNA−190b分子の好ましい供給源は、配列番号17及び/若しくは58と少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%、99%若しくは100%の同一性を有し、並びに/又は少なくとも50、55、60、70、75、80、85、90、95、100、130、150、200、250、300、350、400ヌクレオチド以上の長さを有する。
したがって、miRNA−142分子の好ましい供給源は、配列番号18及び/若しくは59と少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%、99%若しくは100%の同一性を有し、並びに/又は少なくとも50、55、60、70、75、80、85、90、95、100、130、150、200、250、300、350、400ヌクレオチド以上の長さを有する。
したがって、miRNA−9分子の好ましい供給源は、配列番号19、20、21及び/若しくは60と少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%、99%若しくは100%の同一性を有し、並びに/又は少なくとも50、55、60、70、75、80、85、90、95、100、130、150、200、250、300、350、400ヌクレオチド以上の長さを有する。
この関係において、所定の成熟miRNA分子のいくつかの前駆体は、同一のmiRNA分子を導くことがあることが指摘される。例えば、miRNA−7は、前駆miRNA−7−1、mi−RNA7−2又はmiRNA−7−3(好ましくは配列番号1、2又は3として同定される)を起源とすることがある。好ましい実施形態では、miRNA−7−3、又はmiRNA−7−3若しくは配列番号3と少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%、99%若しくは100%の同一性を有する分子を、miRNA−7分子の前駆体として用いる。
好ましい供給源又は前駆体は、本明細書において後で定義する。好ましい供給源は、前記miRNAの前記前駆体をコードする核酸、すなわちDNAを含む発現構築物を含み(includes or comprises)、より好ましくは、前記発現構築物は、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス(AAV)、ヘルペスウイルス、ポックスウイルス及びレトロウイルスに基づく遺伝子治療ベクターから選択されるウイルス遺伝子治療ベクターである。好ましいウイルス遺伝子治療ベクターは、AAV又はレンチウイルスベクターである。その他の好ましいベクターは、腫瘍退縮ウイルスベクターである。このようなベクターを、本明細書において以下にさらに記載する。
代わりに、供給源は、一般的な定義についての部でさらに定義するように、合成miRNA分子又は化学模倣物であってもよい。
miRNA分子又は模倣物若しくはイソmiRのようなその等価物の存在、或いはmiRNA分子若しくはその等価物のアンタゴmirの存在の検出は、当業者に知られる任意の技術を用いて行うことができる。そのような分子の発現レベル又は存在の評価は、好ましくは、(リアルタイムポリメラーゼ連鎖反応)qPCR、マイクロアレイ、ビーズアレイ、RNアーゼプロテクション分析若しくはノザンブロット分析又はクローニング及び配列決定のような古典的な分子生物学的技術を用いて行う。当業者は、miRNA分子又はその等価物の定量の代わりに又は該定量と組み合わせて、対応するmiRNA分子若しくはその等価物の機能と関連することが知られている任意の化合物の前記miRNA分子若しくは前記等価物の基質の定量、又は特異的アッセイを用いる前記miRNA分子若しくは前記等価物の機能又は活性の定量が、本発明の範囲内に包含されることを理解している。同じことが、miRNA分子のアンタゴmirについても当てはまる。
好ましい組成物及び製剤は全て、本明細書において後で定義する。miRNA分子又はその等価物又はその模倣物若しくはイソmiR若しくはアンタゴmirは、ネイキッド分子などとして、化学修飾あり若しくはなしで、又は粒子中に被包して若しくはある部分とコンジュゲートして用いてもよい。好ましい組成物は、ナノ粒子又はリポソーム構造中に被包されたmiRNA分子又はその等価物又はその模倣物若しくはイソmiR若しくはアンタゴmirを含む。miRNA分子又はその等価物又はその模倣物若しくはイソmiR若しくはアンタゴmirは、アプタマー−miRNAハイブリッドであってもよい。アプタマー−miRNAは、RNA(又はDNA)オリゴヌクレオチド(アプタマー−miRNAハイブリッド分子を細胞表面タンパク質(例えば環状RGDペプチド(環状アルギニン(R)−グリシン(G)−アスパラギン酸(D)ペプチド)に向ける高次構造を採用する)と連結されたmiRNAと定義される。アプタマータグ付加されたmiRNAは、例えばポリエチレングリコール(キメラの循環半減期を増加させる)と連結させることができる(Dassie,J.P.ら2009)。
全て本明細書で定義する所定のmiRNA又は模倣物、イソmiRのようなその等価物又はその対応する供給源の活性、或いはmiRNA分子若しくはその等価物の所定のアンタゴmir又はその対応する供給源の活性は、好ましくは、検出可能な抗血管新生活性を示し、及び/又は新血管新生の減少を誘導する能力である。本発明の関係のうちで、抗血管新生活性は、以下の少なくとも1つ:
新血管新生の低減又は減少、
血管の正常化、及び
患部での血管数の低減
を含むことがあるか、又は含む(may comprise or comprises)。
このような検出可能な抗血管新生活性を示すこと及び/又は新血管新生のこのような低減若しくは減少を誘導することは、新血管新生及び/又は新血管新生と関連する任意の疾患若しくは状態を予防、遅延、治癒及び/又は治療できるために、本発明において重要である。新血管新生が関与若しくは関連する任意の疾患又は状態は、本明細書で定義する分子を用いて予防、遅延、治癒及び/又は治療できる。本発明の疾患又は状態において、新血管新生は、疾患又は状態の発症前、すなわち前記疾患又は状態の症状の出現前に検出できる。本発明は、新血管新生が、前記疾患又は状態が進展する間、すなわち前記疾患又は状態の症状の出現後に検出可能であることをさらに包含する。
血管新生は、現存する毛細管からの新しい微小血管の成長と定義される。血管新生は、胚性成長中の新脈管形成のことをいう脈管新生(脈管新生では、より大きい血管が形成され、EPC細胞が脈管新生に参加する)とは区別されることがある。しかし、EPCは、腫瘍血管新生においても役割を演じ得るという証拠がある。血管新生は、側副血管の成熟及び成長に主に関与する動脈新生とも区別できる(Asahara S.ら1999、Carmeliet P.2000及びHelisch A.ら2003)。血管新生は、創傷治癒、炎症及び女性の生殖周期のような生理的プロセス中に新しい血管を形成する主要な機構である。本発明の関係において、新血管新生は、これが生理的でないか若しくは病原的である疾患又は状態に関与する場合に、血管新生と定義する。
新血管新生は、当業者に公知の任意の技術を用いて検出できる。
新血管新生は、患者においてin situで、又は腫瘍において、PET(陽電子放射型断層撮影法)、MRI(核磁気共鳴画像法)(ダイナミック造影、DCE−MRI)又はCT(コンピュータ断層撮影)画像法のような非侵襲性の技術により評価できる。これらの技術は、腫瘍における脈管構造の漏出の増加に基づいて腫瘍量を監視するために用いることができる。MRI又はPETを用いて、α5β3−インテグリン、血漿VEGF又はbFGFのような血管新生マーカーの存在を追跡できる。
代わりに、新血管新生は、腫瘍生検又は切片と、その後の内皮細胞についての免疫組織化学的分析とを用いて、それらの活性を評価し、該活性を、健常対象からの正常内皮細胞又は前記患者からであるが体の異なる場所にて単離された内皮細胞の活性と比較することにより評価できる。このような免疫組織化学的分析は、抗CD31及び抗CD34のような内皮細胞共通抗体を用いて行って、微小血管密度を評価できる。組織切片は、増殖マーカーと組み合わせて内皮細胞についてのマーカーを用いて染色して、組織における腫瘍内皮細胞と腫瘍増殖細胞との間の比率を調べることができる。内皮マーカーの例は、CD31又はCD34である。増殖マーカーの例は、Ki67である。Ki−67は、所定の細胞集団における成長画分を決定するための優れたマーカーである。
Ki−67陽性腫瘍細胞の画分(Ki−67標識インデックス)は、がんの臨床経過としばしば相関する。微小血管密度(MVD)は、好ましくは、実施例13(図13)のような抗CD31を用いて染色した腫瘍切片において、MVDを定量するために染色の強度を用いて評価する。
MVDの定量は、好ましくは、腫瘍切片当たり4〜5の代表的な画像において陽性に染色された管腔構造を計数することにより行う。腫瘍切片当たり少なくとも4〜5の代表的な画像において評価されたMVDの減少、好ましくは著しい減少が、好ましくは、投与された分子が抗血管新生活性を有するか又は新血管新生の減少を誘導できることの表れとして観察される。
新血管新生は、細胞、好ましくは腫瘍、健常対象又は内皮株化細胞からの内皮細胞を用いて評価することもできる。腫瘍からの内皮細胞は、好ましくは、腫瘍内皮と称する。腫瘍内皮は、内皮マーカーとしてCD31を用いる、腫瘍組織のFACS(蛍光標示式細胞分取)により単離できる。単離は、van Beijnumら2008に記載されるようにして行うことができる。in vitroでの新血管新生を評価するための好ましい内皮細胞は、実験部で用いるように、HUVEC及びRF24である。in vitroでの新血管新生活性の評価は、内皮細胞の増殖活性の評価であるMTS(3−(4,5−ジメチルチアゾール−2−イル)−5−(3−カルボキシメトキシフェニル)−2−(4−スルホフェニル)−2H−テトラゾリウム)アッセイを用いて行うことができる。好ましくは、MTSアッセイを行い、このMTSアッセイの結果を、実験部に記載するようにして分析する。しかし、MTT(3−(4,5−ジメチルチアゾール−2−イル)−2,5−ジフェニルテトラゾリウムブロミド)、クリスタルバイオレット及びWST−1(水溶性テトラゾリウム)のような当業者に知られるその他の生存性アッセイを用いてもよい。
さらに、球状体発芽アッセイ及びマトリゲル管形成アッセイのようなその他の型のアッセイを、第2選択(second line)活性アッセイとして用いることができる。マトリゲル管形成アッセイにおいて、細胞、特に内皮細胞を、合成の半自然ゲル基質(例えばBD Biosciencesorコラーゲンゲルからのマトリゲル、フィブリンゲルの場合もある)上に播種する。両方のアッセイでは、内皮細胞、好ましくはHUVECを用いる。ある期間の後に、細胞培養物の状態に依存して、細胞は、管状構造を形成し始める。管状構造の形成は、新しい血管の発生に向かう第1ステップとみなされる。読出しパラメータは、単位面積当たりの血管節の数である。球状体発芽アッセイについて、細胞球状体(例えば内皮細胞)を、ゲル(例えばマトリゲル及びコラーゲンゲル)上に置く。ある期間の後に、新芽形成が観察できる。発芽の程度は、細胞の血管新生能の評価のための基準とみなされる。読出しパラメータは、球状体当たりの新芽の数である。単位面積当たりの血管節の数、球状体当たりのそれぞれの新芽の数が、単位面積当たりの血管節の対応する数、処理細胞での球状体当たりの新芽の数に対する未処理細胞での球状体当たりのそれぞれの新芽の数と比較して、所定の期間にわたって低減又は減少する場合に、抗血管新生活性が存在し得る。減少又は低減は、5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は100%の減少であってよい。好ましくは、所定の期間内に、単位面積当たりに血管節が検出できず、球状体当たりそれぞれ新芽が検出できない。
血管の正常化が可視化され、及び/又は患部での血管の数が低減する場合にも、腫瘍組織での抗血管新生活性が存在し得る。
好ましい実施形態では、処理の着手時の血管の数と比較して患部での血管の数が減少していることが見出されることにより直ちに、抗血管新生活性が検出可能である。減少は、患部での血管の数の検出可能な減少、又は患部での血管の5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%の減少であってもよい。患部は、腫瘍領域に近接している周囲組織を含む腫瘍の領域である。この関係における近接とは、数センチメートルまでを意味し得る。血管の正常化は、好ましくは、血管又は微小血管の3次元構造の変化である。例えば、腫瘍内皮での新血管新生活性と関連する病的血管又は微小血管は、対照血管又は微小血管よりも規則性が低く、及び/又はより蛇行しているように見え、及び/又はより漏出性であるように見えることがある。対照血管は、健常個体からの血管又は患者からであるが、前記患者からの患部にあるものではない血管であってもよい。好ましい実施形態では、血管の3次元構造が、対照血管よりも規則性が高く、あまり蛇行しておらず、及び/又は漏出性が低いと観察されることにより直ちに、抗血管新生活性が検出されたという。好ましくは、処理の着手時よりも不規則性、蛇行性、及び/又は漏出性が低い血管が患部で検出される。より好ましくは、より低いとは、5%低い、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は100%低いことを意味する。最も好ましくは、不規則性、蛇行性、及び/又は漏出性の血管は、患部で観察されない。患部での血管及び/又は血管の数の正常化は、PET、MRI又はCT画像法のような非侵襲性画像技術を用いて評価してもよい。
新血管新生と関連する眼疾患又は状態の場合では、試験される薬物により誘導される検出可能な抗血管新生活性及び/又は新血管新生の低減若しくは減少を評価するためのいくつかのアッセイが開発されている。これらの異なる疾患モデルでは、血管新生は、機械的刺激(ブルッフ膜のレーザ誘発破裂)のような異なる刺激により(Shenら、2006 Gene therapy.13、225〜234頁)又はトランスジェニックマウスにおけるvEGFのような特異的血管成長因子の過剰発現により(Mikiら、2009、Ophthalmology.2009年9月116(9):1748〜1754頁)誘発できる。検出可能な抗血管新生活性及び/又は血管新生の低減若しくは減少を、本明細書で同定されるmiRNA分子、その等価物又は供給源を用いて評価するならば、そのようなmiRNA分子、その等価物若しくは供給源は、新血管新生又は新血管新生と関連する疾患若しくは状態を予防、治療、回復、治癒及び/又は遅延するための医薬品として用いられるという。
新血管新生及び/又は抗血管新生活性の評価は、周期的、例えば毎週、毎月行ってもよい。新血管新生及び/又は抗血管新生活性の存在の増加/減少は、よって、周期的、例えば毎週、毎月評価してもよい。この評価は、好ましくは、所定の対象についていくつかの時点にて、又は所定の対象及び健常対象について1回若しくはいくつかの時点にて行う。評価は、規則的な時間間隔にて、例えば毎週、毎月行ってもよい。評価は、よって、規則的に、例えば毎週、毎月行ってもよい。新血管新生又は血管新生活性の1回の評価が、新血管新生の減少又は抗血管新生活性の存在の発見を導く場合、miRNA分子、等価物、模倣物、そのイソmiR若しくはその供給源或いはそのアンタゴmir又は等価物若しくは供給源は、検出可能な抗血管新生活性を示し、及び/又は新血管新生の低減若しくは減少を誘導するという。
新血管新生活性の検出可能な減少及び/又は抗血管新生活性の存在は、好ましくは、少なくとも1つの時点で、新血管新生の減少及び/又は抗血管新生活性の存在が検出された場合に検出される。好ましくは、新血管新生の減少及び/又は抗血管新生活性の存在は、少なくとも2、3、4、5つの時点で検出される。
本発明は、新血管新生又は新血管新生と関連する疾患若しくは状態を予防、治療、回復、治癒及び/又は遅延するための医薬品として好ましくは用いるための、miRNA−9、miRNA−574、miRNA−7、miRNA−190b及び/若しくはmiRNA−142分子、その等価物又は供給源、或いは前記miRNA−9、miRNA−574、miRNA−7、miRNA−190b及び/若しくはmiRNA−142分子、その前記等価物又は前記供給源を含む組成物を提供する。
miRNA−190b分子又はその等価物若しくは模倣物若しくはイソmiRが、検出可能な抗血管新生活性を示し、及び/又は新血管新生の減少を誘導できることが、実施例7及び実施例8で証明するように、驚くべきことに見出された。
miRNA−142分子又はその等価物若しくは模倣物若しくはイソmiRが、検出可能な抗血管新生活性を示し、及び/又は新血管新生の減少を誘導できることが、実施例7及び実施例8で証明するように、驚くべきことに見出された。
miRNA−9*分子又はその等価物若しくは模倣物若しくはイソmiRが、検出可能な抗血管新生活性を示し、及び/又は新血管新生の減少を誘導できることが、実施例9、実施例10及び実施例12で証明するように、驚くべきことに見出された。
miRNA−7分子又はその等価物若しくは模倣物若しくはイソmiRが、検出可能な抗血管新生活性を示し、及び/又は新血管新生の減少を誘導できることが、実施例7、実施例11及び実施例12で証明するように、驚くべきことに見出された。
miRNA−574分子又はその等価物若しくは模倣物若しくはイソmiRが、検出可能な抗血管新生活性を示し、及び/又は新血管新生の減少を誘導できることが、実施例7、実施例11及び実施例12で証明するように、驚くべきことに見出された。
好ましくは、miRNA−9、miRNA−574、miRNA−7、miRNA−190b及び/若しくはmiRNA−142分子又はその等価物若しくは供給源は、前記分子が検出可能な抗血管新生活性を示すか又は新血管新生の減少を誘導する場合に、新血管新生又は新血管新生と関連する疾患若しくは状態を予防、治療、回復、治癒及び/又は遅延できる。本発明全体を通して、検出可能な抗血管新生活性を示す分子は、新血管新生の減少を誘導する分子と同義である。好ましくは、新血管新生の減少は、著しい減少、好ましくは新血管新生の少なくとも5%の減少を意味する。新血管新生の減少は、本明細書において早くに述べたアッセイのいずれを用いて評価してもよい。対象での新血管新生活性の存在は、腫瘍、健常対象からの内皮細胞で評価してもよい。腫瘍からの内皮細胞は、腫瘍内皮と称することもある。活性の評価は、本明細書において早くに定義したように、微小血管密度を評価するための、抗CD31及び抗CD34のような内皮細胞共通抗体を用いる免疫組織化学的分析により行ってもよい。
新血管新生活性のこのような減少は、処理の開始後の所定の時点での対象からの内皮細胞での前記新血管新生活性を、処理の着手前の同じ対象からの内皮細胞からの対応する活性と比較することにより測定してもよい。
より好ましくは、減少は、少なくとも10%、さらにより好ましくは少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも70%、少なくとも90%又は100%の減少を意味する。
この場合、新血管新生活性は検出可能でない。
新血管新生、或いは新血管新生が関与するか若しくは新血管新生と関連する疾患又は状態は、異常又は過剰又は不要な新脈管形成が生じる任意の疾患又は状態である。例えば、異常又は過剰な新血管新生は、様々な眼疾患において生じ、ここでは、新血管新生が、出血及び眼の機能的障害をもたらすことがあり、未熟児網膜症、糖尿病網膜症、網膜静脈閉塞症、加齢黄斑変性及びその他の眼疾患と関連する視力の喪失に寄与する(例えばYoshidaら、1999、Histol Histopathol.14(4):1287〜94頁を参照されたい)。これらの状態は、失明の主な原因である(Aiello、1997、Ophthalmic Res.29(5):354〜62頁)。過剰血管新生も、関節リウマチ及び乾癬のような他の疾患状態において役割を演じる。
さらに、新血管新生は、腫瘍の成長及び転移において重要な役割を演じる。実際に、いくつかの血管新生阻害剤が、がんの治療において臨床的に用いられる。よって、新血管新生が関与するか若しくは新血管新生と関連する状態又は疾患は、がんであってもよい。
好ましい実施形態では、新血管新生が関与するか若しくは新血管新生と関連する疾患又は状態は、がん(例えば悪性、転移性)、加齢黄斑変性、糖尿病網膜症、網膜静脈閉塞症を含む障害のような眼疾患、又は関節リウマチ、乾癬、子宮内膜症又は炎症が存在するその他の疾患若しくは状態である(Carmeliet P.ら2005及びGriffioen A.W.ら、2000)。本発明の好ましい実施形態のがんは、上皮起源若しくは神経起源のがん、又は癌、又は固形腫瘍、又は肉腫、又は白血病若しくはリンパ腫のような液性腫瘍を含む。がん細胞は、膀胱、脳、乳房、結腸、食道、胃腸、頭部、腎臓、肝臓、肺、上咽頭、頸部、卵巣、前立腺、皮膚、胃、精巣、舌、神経細胞又は子宮からであってもよい。さらに、がんは、それらに限定されないが、具体的に、以下の組織学的な型のものであってもよい:新生物、悪性、癌、未分化癌、巨細胞及び紡錘細胞癌、小細胞癌、毛母基質癌、移行上皮癌、乳頭移行上皮癌、腺癌、ガストリノーマ、悪性、胆管細胞癌、肝細胞癌、肝細胞癌と胆管細胞癌の複合、小柱性腺癌、腺様嚢胞癌、腺腫性ポリープ内の腺癌、腺癌、家族性大腸腺腫症、固形癌、カルチノイド腫瘍、悪性、細気管支肺胞癌、乳頭癌、有棘細胞癌、基底腺癌、乳頭腺癌、嫌色素性癌、酸親和性癌、好酸性腺癌、好塩基性癌、明細胞腺癌、顆粒細胞癌、濾胞性腺癌、乳頭及び濾胞性腺癌、非被包性硬化性癌、副腎皮質癌、類内膜癌;皮膚付属器癌、アポクリン腺癌、皮脂腺癌、耳道腺癌、粘表皮癌、嚢胞腺癌、乳頭嚢胞腺癌、乳頭漿液性嚢胞腺癌、粘液性嚢胞腺癌、粘液性腺癌、印環細胞癌、浸潤性乳管癌、髄様癌、小葉癌、炎症性癌、乳房パジェット病、腺房細胞癌、腺扁平上皮癌、扁平上皮化生を伴う腺癌、悪性卵巣間質腫瘍、及び悪性神経芽腫、セルトリ細胞癌。がんは、神経芽腫であってもよい。
この関係において、白血病は、B前駆細胞急性リンパ芽球性白血病、T前駆細胞急性リンパ芽球性白血病、バーキット白血病及び急性混合型白血病のような急性リンパ芽球性白血病(ALL)、B細胞前リンパ球性白血病のような慢性リンパ球性白血病(CLL)、悪性度がより高い疾患、急性前骨髄球性白血病、急性骨髄芽球性白血病及び急性巨核芽球性白血病のような急性骨髄性白血病(AML)、慢性単球性白血病、ヘアリーセル白血病(HCL)、T細胞性前リンパ球性白血病(T−PLL)、大顆粒リンパ球性白血病及び成人T細胞性白血病のような慢性骨髄性白血病(CML)のいずれかを含む。
この関係において、リンパ腫は、小リンパ球性リンパ腫、リンパ形質細胞性リンパ腫(例えばワルデンストレーム高ガンマグロブリン血症)、脾臓周辺帯リンパ腫、形質細胞骨髄腫、形質細胞腫、節外周辺帯B細胞リンパ腫(MALTリンパ腫)、節性周辺帯B細胞リンパ腫(NMZL)、濾胞性リンパ腫、マントル細胞リンパ腫、びまん性大細胞型B細胞リンパ腫、縦隔(胸腺)大細胞型B細胞リンパ腫、脈管内大細胞型B細胞リンパ腫、原発性体液性リンパ腫、バーキットリンパ腫/白血病、T細胞前リンパ球性白血病、T細胞大顆粒リンパ球性白血病、中悪性度NK細胞白血病、成人T細胞白血病/リンパ腫、鼻型節外NK/T細胞リンパ腫、腸症型T細胞リンパ腫、肝脾T細胞リンパ腫、芽球型NK細胞リンパ腫、菌状息肉症/セザリー症候群、原発性皮膚CD30陽性T細胞リンパ増殖性障害、原発性皮膚未分化大細胞リンパ腫、リンパ腫様丘疹症、血管免疫芽球性T細胞リンパ腫、末梢性T細胞リンパ腫、未特定未分化大細胞リンパ腫、ホジキンリンパ腫、免疫不全関連リンパ増殖性障害のいずれかを含む。
血管新生抑制化合物を用いて治療されることが既に知られている任意のがんは、本発明の範囲内に包含される。この関係において好ましいがんは、癌、肉腫、白血病及びリンパ腫である。この関係においてより好ましいがんは、結腸、乳房、肺癌並びに腎癌及び神経膠腫である。
対象での新血管新生、又は新血管新生と関連する疾患若しくは症状を特異的に予防、治療、回復、治癒及び/又は遅延するために用いることができる既知の医薬品(血管新生抑制化合物)が、現在、存在する。しかし、これらの処置のそれぞれは、患者において用いるために十分でなく、及び/又は耐性を誘導する治療活性を示す見込みがある。このような治療活性は、好ましくは、このような既知の医薬品(血管新生抑制化合物)が、検出可能な抗血管新生活性を示すことができず、及び/又は新血管新生の減少を誘導できない場合に、患者において用いるために十分でない。これらの特徴のそれぞれは、本明細書で早くに定義した。本発明は、このような欠点を有さないと期待される新しい医薬品を提供する。本発明は、miRNA−9、miRNA−574、miRNA−7、miRNA−190b及び/若しくはmiRNA−142分子、その等価物又は供給源、或いは前記miRNA−9、miRNA−574、miRNA−7、miRNA−190b及び/若しくはmiRNA−142分子又はその等価物又はその供給源を含む組成物を用いること包含する。この使用は、対象、前記対象の細胞、前記対象の組織又は前記対象の体液における前記miRNA−9、miRNA−574、miRNA−7、miRNA−190b及び/若しくはmiRNA−142又はその等価物又はその供給源の活性又は定常状態レベルを、増加、好ましくは薬理学的に増加させることを含む。
本発明の関係のうちで、「アンタゴmir又はその等価物又はその前記供給源の活性又は定常状態レベルを増加させる」ことは、「miRNA分子又はその等価物の活性又は定常状態レベルを減少させる」ことで置き換えることができる。同じことが、本明細書で同定される他のアンタゴmirについて当てはまる。
この使用において、前記miRNA−9、miRNA−574、miRNA−7、miRNA−190b及び/若しくはmiRNA−142又はその等価物又はその供給源の活性又は定常状態レベルは、検出可能な抗血管新生活性を示し、及び/又は新血管新生の検出可能な減少を誘導するために増加させる。対象での抗血管新生活性及び新血管新生の評価は、本明細書で早くに定義した。
前記miRNA−9、miRNA−574、miRNA−7、miRNA−190b及び/若しくはmiRNA−142分子、その模倣物若しくはイソmiRのようなその等価物、又はその供給源の活性又は定常状態レベルは、例えば前記miRNA分子又はその等価物を、対象、好ましくは対象の細胞、又は前記対象の組織、又は前記対象の器官、又は前記miRNA分子若しくはその等価物が外因性の供給源からである前記対象に与えることにより、前記miRNA分子(又はその等価物)自体のレベルにて増加させてもよい。外因性の供給源からのmiRNA分子又はその等価物を与えるために、前記miRNA分子又はその等価物は、前記miRNA分子若しくはその等価物をコードするか、又は前記miRNA分子若しくはその等価物の供給源をコードする核酸を、以下に記載する適切な宿主細胞において発現させるか、又は化学合成により分子を完全に合成することにより簡便に生成できる。
好ましくは、しかし、miRNA分子又はその等価物の活性又は定常状態レベルは、前記miRNA分子若しくはその等価物をコードするか、又は前記miRNA分子若しくはその等価物の供給源をコードするヌクレオチド配列の発現レベルを調節することにより増加させる。好ましくは、ヌクレオチド配列の発現レベルは、前記対象の細胞内又は前記対象の組織内又は前記対象体内において調節する。miRNA分子若しくはその等価物又は前記miRNA分子若しくはその等価物の供給源の発現レベルは、miRNA、及びその等価物又は供給源、又は発現構築物(又はベクター)を、前記対象の細胞、組織、器官若しくは体液に、又は対象に導入して、そのことにより発現ベクターがmiRNA分子若しくはその等価物を含むか又は前記miRNA分子若しくはその等価物の供給源を含み、ヌクレオチド配列が前記細胞、組織、器官、対象においてヌクレオチド配列の発現を駆動できるプロモーターの制御下にあるようにすることにより増加させてもよい。miRNA分子又はその等価物又はその供給源の発現レベルは、細胞、組織、器官、対象に発現構築物を導入して、そのことにより構築物がmiRNA分子又はその等価物をコードする内因性ヌクレオチド配列のトランス活性化ができる因子をコードするヌクレオチド配列を含むようにすることにより増加させてもよい。
本発明の使用は、好ましくは、本明細書で定義するmiRNA−9、miRNA−574、miRNA−7、miRNA−190b及び/若しくはmiRNA−142分子又は等価物の活性又は定常状態レベルを増加させるための核酸構築物を含む治療有効量の医薬組成物を対象に投与するステップを含む。核酸構築物は、本明細書でさらに具体的に記載するような発現構築物であってもよい。好ましくは、発現構築物は、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス(AAV)、ヘルペスウイルス、ポックスウイルス、腫瘍退縮ウイルスベクター及びレトロウイルスに基づく遺伝子治療ベクターから選択されるウイルス遺伝子治療ベクターである。好ましいウイルス遺伝子治療ベクターは、AAV又はレンチウイルスベクターである。代わりに、本発明の使用は、好ましくは、本明細書で定義するmiRNA−9分子、その等価物又は供給源を含む治療有効量の医薬組成物を対象に投与するステップを含む。
本発明の使用では、細胞、組織、器官又は体液は、好ましくは、新血管新生を示すか、或いは例えばその年齢若しくはその遺伝的背景若しくはその食餌により新血管新生と関連する疾患又は状態を有する高いリスクを有することが疑われる対象からである。代わりに、別の好ましい実施形態では、本発明の使用は、新血管新生と関連する疾患又は状態に後で進展することについての予測されるリスクを有すると診断された対象からの細胞、組織、器官又は体液に対して用いられる。用いられる診断法は、好ましくは、本明細書で記載する本発明のうちの1つである。代わりに、処理される細胞、組織又は器官は、新血管新生と関連する疾患又は状態の増悪のリスクに基づいて選択してもよい。このような増悪のリスクは、当業者に知られる古典的な臨床病理学的基準又はバイオマーカーに基づく予後予測を用いて評価してもよい。本発明は、miRNA−9、miRNA−574、miRNA−7、miRNA−190b及び/若しくはmiRNA−142分子又はその等価物又はその前駆体、或いは前記miRNA−9、miRNA−574、miRNA−7、miRNA−190b及び/若しくはmiRNA−142分子又はその等価物又はその供給源を含む組成物を、前記対象の組織又は器官に投与することも包含する。器官又は組織は、新血管新生、又は新血管新生と関連する疾患若しくは状態が診断された器官或いは組織に相当することがある。本発明では、好ましい組織は、腫瘍内皮を含むか、又は含有するか、又はそれからなる組織である。本発明では、好ましい器官は、結腸、乳房、肺若しくは腎癌又は神経膠腫の場合に結腸、乳房、肺、腎臓又は脳、或いは上述の前記器官に由来する任意の腫瘍内皮である。腫瘍内皮は、腫瘍組織の境界若しくはその近傍内のいずれかにある腫瘍細胞と関連し、増殖因子、サイトカイン及び/又はホルモンのような腫瘍由来分子シグナルの作用により活性化される内皮細胞を含むか又はそれからなる組織である。この関係において、腫瘍の近傍とは、数センチメートルまでを意味し得る。腫瘍内では、通常、0.1〜5%の細胞が内皮起源である。内皮腫、血管腫及びカポジ肉腫のようないくつかの腫瘍は、内皮細胞を起源とし、起源となる内皮細胞の数は、99%ほど高くなることができる。
腫瘍内皮は、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%内皮細胞を含む組織であり、好ましくは、これらの細胞は、本明細書で早くに定義したようにして活性化され、前記細胞は、腫瘍組織の境界内又はその近傍のいずれかにある腫瘍組織と関連する。内皮細胞のアイデンティティの評価は、好ましくは、生検から得られた腫瘍組織に対してCD31及びCD34のような内皮マーカーを用いるFACS染色細胞を用いて行う。内皮細胞の活性化の評価は、好ましくは、生検から得られた腫瘍組織に対してKi−67のようなマーカーを用いるFACS染色細胞を用いて行う。好ましい組織は、結腸、乳房、肺癌又は腎癌又は神経膠腫の場合に、結腸、乳房、肺又は腎臓を含む。本発明では、好ましい細胞は、結腸、乳房、肺癌又は腎癌又は神経膠腫の場合に、結腸、乳房、肺又は腎臓に由来する細胞である。この細胞は、腫瘍細胞若しくは内皮細胞であってもよいか、又はそれを含んでもよい。それぞれの場合では、miRNA−9、miRNA−574、miRNA−7、miRNA−190b及び/若しくはmiRNA−142分子又はその等価物若しくは供給源は、好ましくは、前記器官、組織に存在する内皮細胞に施用される。前記miRNA−9、miRNA−574、miRNA−7、miRNA−190b及び/若しくはmiRNA−142分子又はその等価物若しくは供給源は、好ましくは、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%内皮細胞を含む組織に投与される。前記miRNA−9、miRNA−574、miRNA−7、miRNA−190b及び/若しくはmiRNA−142分子又はその等価物若しくは供給源は、内皮細胞を標的にしてもよい。新血管新生と関連する疾患又は状態の治療は、まだ転移していない腫瘍細胞を含有する腫瘍組織において新血管新生を予防するか、又は転移を既に形成し、及び/若しくは原発性腫瘍から体内の遠隔部位に遊走している腫瘍細胞の周囲の新血管新生を減少させる治療を含むことがある。代わりに、又は好ましい定義と組み合わせて、新血管新生と関連する疾患又は状態の治療は、内皮細胞を含有する腫瘍組織において新血管新生を予防する治療を含んでもよい。この好ましい実施形態では、内皮細胞は、前記miRNA−9、miRNA−574、miRNA−7、miRNA−190b及び/若しくはmiRNA−142又はその等価物若しくは供給源を、標的化部分と連結又はコンジュゲートすることにより、特異的に標的になる。好ましい標的化部分は、本明細書で同定されるcRGD又は内皮細胞上で発現する分子を認識若しくは結合することが知られている任意の分子である。内皮細胞上で発現する好ましい分子は、CD31及びCD34である。
別の使用では、本明細書で言及する本発明は、化学治療、放射線治療又は手術のような、新血管新生と関連する疾患又は状態の標準的な治療と組み合わせてもよい。化学治療剤の例は、本明細書で後に同定される。
遺伝子治療は、新血管新生、又は新血管新生と関連する疾患若しくは状態を予防、治療、回復及び/又は遅延するための可能性であるが、その他の可能性のある治療も構想することがある。例えば、あるいくつかの分子経路を所望の方向に進める「小分子」薬物による治療も好ましい。これらの小分子は、好ましくは、本明細書で後に定義する本発明のスクリーニング方法により同定される。
本発明の関係において、新血管新生と関連する疾患又は状態を予防、治療、回復、治癒及び/又は遅延することは、以下のことを意味することがある:
この疾患又は状態の少なくとも1つの症状の重篤度が低減される、及び/又は
この疾患又は状態と関連する少なくとも1つのパラメータが改善され、好ましくは、このようなパラメータは、新血管新生及び/又は血管新生活性と関連する。
症状は、内皮発芽であってもよい。内皮発芽の存在は、患者においてin situで、又は腫瘍において、新血管新生を評価するためのPET、MRI(ダイナミック造影、DCE−MRI)又はCT画像法のような非侵襲性技術により評価できる。腫瘍を起源とする内皮発芽の数が少なくとも1%、5%、10%、15%、20%、30%、40%、50%、55%、60%、65%、70%又は75%以上減少する場合に、症状である内皮発芽の重篤度が、好ましくは、低減されたという。内皮発芽は、対象での処置の少なくとも1週間、2週間、3週間、4週間、1ヶ月、2ヶ月、3ヶ月、4ヶ月、5ヶ月、6ヶ月以上後で評価又は検出され、処置の着手時の内皮発芽の数と比較される。
パラメータは、本明細書で早くに説明したように、新血管新生及び/又は抗血管新生活性の評価であってもよい。本発明の関係において、新血管新生、又は新血管新生と関連する疾患若しくは状態を予防、治療、回復、治癒及び/又は遅延することは、抗腫瘍効果を達成することで置き換えることができる。そうでないと示さない限り、抗腫瘍効果は、好ましくは、処置された対象において少なくとも1週間、2週間、3週間、4週間、1ヶ月、2ヶ月、3ヶ月、4ヶ月、5ヶ月、6ヶ月以上後で評価又は検出される。抗腫瘍効果は、好ましくは、対象において:
腫瘍細胞の増殖の阻害、並びに/或いは
腫瘍細胞死の誘導若しくは誘導の増加、並びに/或いは
転移の出現及び/若しくは腫瘍細胞遊走の遅延、並びに/或いは
腫瘍重量若しくは成長の増加の阻害又は予防又は遅延、並びに/或いは
少なくとも1ヶ月、数ヶ月以上の患者生存の延長(処置されていないか若しくは対照で処置された患者と比較して、又は処置の着手時の対象と比較して)並びに/或いは
生活の質の改善及び観察される疼痛緩和
として同定される。
本発明の関係において、患者は、生存し、及び/又は無病であるとみなされることがある。代わりに、疾患又は状態は、停止又は遅延されることがある。本発明の関係において、生活の質の改善及び観察される疼痛緩和とは、患者が、処置の着手時よりも少ない疼痛緩和薬を必要とすることを意味することがある。代わりに、又はより少ない疼痛緩和薬の消費と組み合わせて、患者は、処置の着手時よりも便秘がより少ないことがある。この関係において「より少ない」とは、5%少ない、10%少ない、20%少ない、30%少ない、40%少ない、50%少ない、60%少ない、70%少ない、80%少ない、90%少ないことを意味し得る。患者は、いずれの疼痛緩和薬ももはや必要としないことがある。生活の質の改善及び観察される疼痛緩和は、患者での処置の少なくとも1週間、2週間、3週間、4週間、1ヶ月、2ヶ月、3ヶ月、4ヶ月、5ヶ月、6ヶ月以上後に観察、検出又は評価され、前記患者の処置の着手時の生活の質の改善及び観察される疼痛緩和と比較される。
腫瘍細胞、好ましくは腫瘍内皮からの内皮細胞の増殖の阻害は、少なくとも20%、30%、40%、50%、55%、60%、65%、70%又は75%以上であってもよい。細胞の増殖は、既知の技術を用いて評価してもよい。
腫瘍細胞死の誘導は、少なくとも1%、5%、10%、15%、20%、25%以上であってもよい。腫瘍成長は、少なくとも5%、10%、20%、30%、40%、50%、55%、60%、65%、70%又は75%以上阻害されてもよい。腫瘍細胞死は、当業者に知られる技術を用いて評価してもよい。腫瘍細胞死は、MRI又はCTを用いて評価してもよい。
あるいくつかの実施形態では、腫瘍重量が増加するか、又は腫瘍成長が、少なくとも20%、30%、40%、50%、55%、60%、65%、70%又は75%以上阻害されることがある。腫瘍重量又は腫瘍成長は、当業者に知られる技術を用いて評価してもよい。
腫瘍成長の検出又は腫瘍細胞の増殖の検出は、グルコース類似体である2−[18F]−フルオロ−2−デオキシ−D−グルコースを用いる陽電子放射型断層撮影法(FDG−PET)又は[18F]−’3−フルオロ−’3−デオキシ−L−チミジンPETによりグルコース利用の変化を測定することにより、in vivoで評価してもよい。ex vivoでの代替法は、腫瘍生検をKi67で染色することであってもよい。
動物モデルにおいてin vivoで腫瘍成長に対するmiRNA分子の影響を試験するために、実施例12に記載する実験系を用いてもよい。
転移の出現及び/又は腫瘍細胞遊走の遅延は、少なくとも1週間、1ヶ月、数ヶ月、1年間以上の遅延であってもよい。転移の存在は、MRI、CT又は超音波検査又は循環腫瘍細胞(CTC)の検出を可能にする技術を用いて評価してもよい。後者の検査の例は、セルサーチCTC検査(Veridex)、末梢血からのCTCのEpCamに基づく磁性選別である。
あるいくつかの実施形態では、腫瘍成長は、少なくとも1週間、1ヶ月、2ヶ月以上遅延することがある。あるいくつかの実施形態では、転移の出現は、少なくとも1週間、2週間、3週間、4週間、1ヶ月、2ヶ月、3ヶ月、4ヶ月、5ヶ月、6ヶ月以上遅延する。
さらなる好ましい実施形態では、
a)miRNA−9、miRNA−190b、miRNA−7、miRNA−574及び/若しくはmiRNA−142分子、模倣物及び/若しくはイソmiRなどの等価物並びに/又はその供給源、
b)場合によって、miRNA−26b、miRNA−27a、miRNA−92a、miRNA−221、miRNA−222、miRNA−145及びlet7a1分子の少なくとも1つ、模倣物若しくはイソmiRなどの等価物又はその供給源、
c)並びに場合によってmiRNA−132、miRNA−126及びmiRNA−21の少なくとも1つのアンタゴmir又はその等価物若しくは供給源
から選択される別のmiRNA分子及び/又はmiRNA分子のアンタゴmirをさらに含む組成物が提供される。
同定されるmiRNA分子又はその等価物のそれぞれは、同じ標的遺伝子を有することが期待されないので、上のa)及び/若しくはb)の下で同定されるmiRNA分子の少なくとも1つ又はその等価物又はその供給源、並びに/或いは上のc)の下で同定される少なくとも1つのアンタゴmir又はその等価物若しくは供給源と場合によって組み合わせた、miRNA−9、miRNA−574、miRNA−7、miRNA−190b及び/若しくはmiRNA−142分子又はその等価物又はその供給源の使用は、新血管新生と関連する疾患又は状態のより効果的な治療を可能にすると想定される。少なくともmiRNA−9、miRNA−574、miRNA−7、miRNA−190b及び/若しくはmiRNA−142分子又はその等価物若しくは供給源の組成物又はカクテルにより治療された腫瘍は、前記治療を逃避するか又は前記治療に対して抵抗する可能性がより少ないと期待される。さらに好ましい実施形態では、本明細書で同定されるmiRNA分子のそれぞれ又はそれらの標的遺伝子の発現を診断し、結果に応じて、どのmiRNA分子を治療に用いるかを適合させることが包含される。
本発明が、1より多いmiRNA分子又はその等価物又はその供給源又はそのアンタゴmirを含む組成物に関する場合、それぞれのmiRNA分子又はその等価物又はその供給源又はそのアンタゴmirは、別々の組成物にそれぞれ存在し、各組成物が、対象に逐次的又は同時に投与されることが包含される。代わりに、1より多いmiRNA分子又はその等価物又はその供給源又はそのアンタゴmirは、本明細書で定義する組成物中に存在することも包含される。
よって、本発明は、miRNA分子、その等価物若しくは供給源、又はa)及び/若しくはb)の下で同定されるmiRNA分子又はその等価物又はその供給源、並びに/或いはc)で同定されるmiRNA分子のさらなるアンタゴmir又はその等価物を含む組成物の使用をさらに包含する。
この好ましい使用は、
対象、前記対象の細胞、前記対象の組織若しくは前記対象の体液における、a)及び/若しくはb)の下で同定される前記miRNA分子又はその等価物又はその供給源の活性又は定常状態レベルを増加させること、好ましくは薬理学的に増加させることを含み、並びに/或いは
対象、前記対象の細胞、前記対象の組織若しくは前記対象の体液における、c)の下で同定される前記miRNA分子又はその等価物又はその供給源の活性又は定常状態レベルを減少させる、好ましくは薬理学的に減少させることを含む。
この好ましい使用では、
a)及び/又はb)の下で同定されるmiRNA分子の活性又は定常状態レベルは、検出可能な抗血管新生活性を示し、及び/又は新血管新生の検出可能な減少を誘導するために、増加させてもよく、並びに/或いは
c)の下で同定されるアンタゴmirの活性又は定常状態レベルは、検出可能な抗血管新生活性を示し、及び/又は新血管新生の検出可能な減少を誘導するために、増加させてもよい。
アンタゴmirの活性又は定常状態レベルを増加させる方式は、本明細書で早くに既に定義した。対象での抗血管新生活性及び新血管新生の評価は、本明細書で早くに定義した。
さらなる態様では、好ましくは、新血管新生又は新血管新生と関連する疾患若しくは状態を予防、治療、回復、治癒及び/又は遅延するための医薬品の製造のための、miRNA−9、miRNA−574、miRNA−7、miRNA−190b及び/若しくはmiRNA−142分子、その等価物又は供給源、或いは前記miRNA−9、miRNA−574、miRNA−7、miRNA−190b及び/又はmiRNA−142、その等価物又は供給源を含む組成物の使用が提供される。このさらなる態様のそれぞれの特徴は、本明細書で既に記載した。
さらなる態様では、本明細書で早くに定義したmiRNA分子又はその等価物又はその供給源又はそのアンタゴmir又は組成物を、必要とする対象に投与することにより、新血管新生、又は新血管新生と関連する疾患若しくは状態を予防、治療、回復、治癒及び/又は遅延するための方法が提供される。このさらなる態様のそれぞれの特徴は、本明細書で既に記載した。
さらなる態様では、対象における新血管新生又は新血管新生と関連する疾患若しくは状態を診断する方法であって、
(a)miRNA−9、miRNA−574、miRNA−7、miRNA−190b及び/若しくはmiRNA−142分子、その等価物又は供給源の発現レベルを対象において決定するステップと、場合によって、
(b)(a)で定義する前記分子又はその等価物又はその供給源の発現レベルを、前記分子、その等価物又は供給源の発現レベルについての参照値と比較するステップであり、参照値が、好ましくは、健常対象における前記分子、その等価物又は供給源の発現レベルの平均値であるステップと
を含む方法が提供される。
本発明の関係において、診断とは、新血管新生に進展するか又は新血管新生と関連する疾患若しくは状態に進展する対象の予測的リスク評価のいずれかを意味する。本発明の関係において、対象は、動物又はヒトであってもよい。好ましくは、対象は、ヒトである。本発明の関係において、(b)で評価される参照値、並びに(a)で評価されるmiRNA−9、miRNA−574、miRNA−7、miRNA−190b及び/若しくはmiRNA−142分子、その等価物又は供給源の発現レベルは、両方の対象における対応する又は同様の組織で評価される。
これらのヌクレオチド配列の発現レベル及び/又は対応するmiRNA分子若しくはその等価物若しくはその供給源の量は、対象において測定することが困難であり得るので、対象からの試料が好ましく用いられる。別の好ましい実施形態によると、(ヌクレオチド配列又はmiRNA分子又はその等価物若しくは供給源の)発現レベルは、対象から得られた試料においてex vivoで決定される。試料は、好ましくは、対象の体液を含む。試料は、対象の上皮起源の組織生検又は腫瘍生検又はがん組織であってもよい。好ましい組織は、原発腫瘍組織又は転移組織のいずれかである。体液は、血液、血清、痰、血漿、CSF(脳脊髄液)、便、尿を含むか又はこれらに由来してもよい。本発明を、前がんとがんの間、又は原発腫瘍と転移腫瘍の間のような、新血管新生と関連する疾患又は状態の段階の間の差を評価又は診断するために用いることが具体的に企図される。
ヌクレオチド配列の発現レベル(或いは対応するコードされるmiRNA分子又はその等価物若しくは供給源の定常状態レベル)の増加又は減少は、好ましくは、健常対象における対応するヌクレオチド配列の発現レベル(又は対応するコードされるmiRNA分子又はその等価物若しくは供給源の定常状態レベル)と比較する早くに定義した方法を用いて、ヌクレオチドの発現レベルの検出可能な変化(或いはコードされるmiRNA分子又はその等価物若しくは供給源の定常状態レベル、或いはmiRNA分子又はその等価物若しくは供給源の生物活性の任意の検出可能な変化)として定義される。好ましいヌクレオチド配列は、miRNA分子又はその等価物の前駆体をコードする配列である。好ましい実施形態によると、miRNA活性の増加又は減少は、miRNA活性についての特異的アッセイを用いて定量される。好ましいアッセイは、本明細書で早くに定義した新血管新生の評価である。
好ましくは、ヌクレオチド配列の発現レベルの減少は、アレイを用いるヌクレオチド配列の発現レベルの少なくとも10%の減少を意味する。より好ましくは、ヌクレオチド配列の発現レベルの減少は、少なくとも15%、さらにより好ましくは少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも70%、少なくとも90%又は100%の減少を意味する。この場合、検出可能な発現はない。
好ましくは、miRNA分子又はその等価物若しくは供給源の発現レベルの減少は、qPCR、マイクロアレイ又はノザンブロット分析を用いるmiRNAの発現レベルの少なくとも10%の減少を意味する。好ましくは、qPCRは、ステム−ループRT qPCRである。より好ましくは、miRNA分子又はその等価物若しくは供給源の発現レベルの減少は、少なくとも15%、さらにより好ましくは少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも70%、少なくとも90%又は100%の減少を意味する。この場合、検出可能な発現はない。
好ましくは、miRNA活性の減少は、適切なアッセイを用いるmiRNA活性の少なくとも5%の減少を意味する。より好ましくは、miRNA活性の減少は、少なくとも10%、さらにより好ましくは少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも70%、少なくとも90%又は100%の減少を意味する。この場合、検出可能な活性はない。
好ましくは、ヌクレオチド配列の発現レベルの増加は、本明細書で言及する任意の技術を用いるヌクレオチド配列の発現レベルの少なくとも10%の増加を意味する。より好ましくは、ヌクレオチド配列の発現レベルの増加は、少なくとも15%、さらにより好ましくは少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも70%、少なくとも90%、少なくとも150%以上の増加を意味する。
好ましくは、miRNA分子又はその等価物若しくは供給源の発現レベルの増加は、RT−qPCR、好ましくはステム−ループRT qPCRを用いるmiRNA分子又はその等価物若しくは供給源の発現レベルの少なくとも10%の増加を意味する。より好ましくは、miRNA分子又はその等価物若しくは供給源の発現レベルの増加は、少なくとも15%、さらにより好ましくは少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも70%、少なくとも90%、少なくとも150%以上の増加を意味する。
好ましくは、miRNA活性の増加は、適切なアッセイを用いるmiRNA活性の少なくとも5%の増加を意味する。より好ましくは、miRNA活性の増加は、少なくとも10%、さらにより好ましくは少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも70%、少なくとも90%、少なくとも150%以上の増加を意味する。
好ましくは、発現レベルは、対象から得られた試料においてex vivoで決定される。より好ましくは、試料は、本明細書で早くに定義したとおりであり、ここではその後、所定のヌクレオチド配列及び/或いはmiRNA分子又はその等価物若しくは供給源が、当業者に知られる方法を用いて抽出及び精製される。より好ましくは、試料は、腫瘍生検、血液、痰、便若しくは尿であるか、又はそれを含むか、又はそれに由来する。
本発明の診断方法では、好ましくは、1より多い、より好ましくは少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15のmiRNA分子又はその等価物若しくは供給源の発現レベル並びに/或いは対応するmiRNA分子又はその等価物若しくは供給源の定常状態レベルが決定される。
したがって、好ましい方法では、ステップ(a)において、
a)miRNA−9、miRNA−190b、miRNA−7、miRNA−574及び/若しくはmiRNA−142分子、その等価物並びに/又は供給源、
b)場合によって、miRNA−26b、miRNA−27a、miRNA−92a、miRNA−221、miRNA−222、miRNA−145、let7a1、miRNA−132、miRNA−126及びmiRNA−21分子の少なくとも1つ、その等価物又は供給源
から選択される別のmiRNA分子又はその等価物若しくは供給源の発現レベルを決定する。
さらに好ましい方法では、比較が前記miRNA−9、miRNA−574、miRNA−7、miRNA−190b及び/若しくはmiRNA−142分子、その等価物又は供給源の発現レベルの減少の発見を導く場合に、新血管新生又は新血管新生と関連する疾患若しくは状態が診断される。
さらに好ましい方法では、比較が前記miRNA−9、miRNA−574、miRNA−7、miRNA−190b及び/若しくはmiRNA−142分子、その等価物又は供給源の発現レベルの減少と、
a)miRNA−9、miRNA−190b、miRNA−7、miRNA−574及び/若しくはmiRNA−142分子、並びに/又はその等価物並びに/又は供給源、
b)場合によって、miRNA−26b、miRNA−27a、miRNA−92a、miRNA−221、miRNA−222、miRNA−145及びlet7a1分子の少なくとも1つ、その等価物又は供給源
から選択される別のmiRNAの少なくとも1つの発現レベルの減少の発見とを導く場合に、新血管新生又は新血管新生と関連する疾患若しくは状態が診断される。
さらに好ましい実施形態では、比較が前記miRNA−9、miRNA−574、miRNA−7、miRNA−190b及び/若しくはmiRNA−142分子、その等価物又はその供給源の発現レベルの減少、並びに/或いは上記で同定される別のmiRNAの少なくとも1つの発現レベルの増加での発現レベルの減少、並びに/或いは
a)miRNA−132、miRNA−126及び/若しくはmiRNA−21又はその等価物若しくは供給源
から選択される別のmiRNAの少なくとも1つの発現レベルの増加の発見を導く場合に、新血管新生又は新血管新生と関連する疾患若しくは状態が診断される。
さらなる態様では、対象における新血管新生又は新血管新生と関連する疾患若しくは状態を予防、治療、回復、治癒及び/又は遅延できる物質又は分子を同定するための方法であって、
(a)miRNA−9、miRNA−574、miRNA−7、miRNA−190b及び/若しくはmiRNA−142分子又はその等価物又はその供給源を発現できる試験細胞集団を用意するステップであり、好ましくは、試験集団が、がん細胞を含み、及び/又は試験細胞集団が、哺乳動物細胞を含み、及び/又は試験細胞集団が、ヒト細胞を含むステップと、
(b)試験細胞集団を、前記物質と接触させるステップと、
(c)前記miRNA−9、miRNA−574、miRNA−7、miRNA−190b及び/若しくはmiRNA−142分子又はその等価物又はその供給源の発現レベル、或いは前記miRNA−9、miRNA−574、miRNA−7、miRNA−190b及び/若しくはmiRNA−142分子又はその等価物又はその供給源の活性又は定常状態レベルを、前記物質と接触させた試験細胞集団において決定するステップと、
(d)(c)で決定した前記発現、活性又は定常状態レベルを、前記物質と接触させていない試験細胞集団における前記miRNA−9、miRNA−574、miRNA−7、miRNA−190b及び/若しくはmiRNA−142分子又はその等価物又はその供給源の発現、活性又は定常状態レベルと比較するステップと、
(e)前記物質と接触させた試験細胞集団と、前記物質と接触させていない試験細胞集団との間で、前記miRNA−9、miRNA−574、miRNA−7、miRNA−190b及び/若しくはmiRNA−142分子又はその等価物又はその供給源の発現レベル、活性又は定常状態レベルの差を生みだす物質を同定するステップと、
を含む方法が提供される。
好ましくは、ステップa)において、試験細胞は、本明細書で早くに定義したmiRNA−9、miRNA−574、miRNA−7、miRNA−190b及び/若しくはmiRNA−142分子又はその等価物の供給源又は前駆体、或いは前記miRNAの前駆体を含む核酸構築物を含む。好ましくは、方法において、1より多いヌクレオチド配列又は1より多いmiRNA分子、その等価物若しくは供給源の発現レベル、活性又は定常状態レベルが比較される。好ましくは、方法において、試験細胞集団は、哺乳動物細胞、より好ましくはヒト細胞を含む。より好ましくは、試験細胞は、内皮細胞である。RF24のような株化細胞も用いてもよい。HUVEC細胞も用いてもよい。好ましい試験細胞集団は、miRNA−9、miRNA−574、miRNA−7、miRNA−190b及び/若しくはmiRNA−142分子又はその等価物又はその供給源を発現しないか、或いは正常対応物と比較して発現が低減している。より好ましくは、試験細胞集団は、内皮細胞を含む。より好ましくは、試験細胞集団は、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%又は100%の内皮細胞を含む。内皮細胞は、CD31及びCD34マーカーの発現により同定できる。代わりに、又は以前に言及した細胞に加えて、一態様では、本発明は、上記の方法で同定された物質にも関係する。
好ましい方法では、少なくとも別の1つのmiRNA分子又はその等価物若しくは供給源の発現レベル、活性又は定常状態レベルが比較され、好ましくは、ここでは、他のmiRNA分子又はその等価物若しくは供給源は、
a)miRNA−9、miRNA−190b、miRNA−7、miRNA−574及び/若しくはmiRNA−142分子、並びに/若しくは等価物並びに/又はその供給源、
b)場合によって、miRNA−26b、miRNA−27a、miRNA−92a、miRNA−221、miRNA−222、miRNA−145、let7a1、miRNA−132、miRNA−126及びmiRNA−21分子の少なくとも1つ、その等価物又はその供給源
から選択される。
一般的な定義及び本明細書で言及する一般的な技術
マイクロRNA分子(「miRNA」)は、一般的に21〜22ヌクレオチド長であるが、17及び25ヌクレオチドまでの長さが報告されている。17、18、19、20、21、22、23、24、25のいずれの長さも、よって、本発明に包含される。miRNAは、より長い前駆RNA分子(「前駆miRNA」)からそれぞれプロセシングされる。前駆miRNAは、タンパク質非コード遺伝子から転写される。前駆体は、少なくとも50、70、75、80、85、100、150、200ヌクレオチド以上の長さを有することがある。前駆miRNAは、2つの相補性領域を有し、これらの領域によりステム−ループ様又は折り返し様構造を形成でき、該構造は、動物においてダイサー及びドローシャとよばれる酵素により切断される。ダイサー及びドローシャは、リボヌクレアーゼIII様ヌクレアーゼである。プロセシングされたmiRNAは、典型的に、ステムの一部分である。
プロセシングされたmiRNA(「成熟miRNA」ともよばれる)は、RNA誘導サイレンシング複合体(RISC)として知られる大きい複合体の一部分になり、特定の標的遺伝子を(下方)制御する。動物miRNAの例は、mRNA標的と完全又は非完全に塩基対形成して、それぞれmRNA分解又は翻訳の阻害をもたらすものを含む(Olsenら、1999;Seggersonら、2002)。SiRNA分子もダイサーによりプロセシングされるが、長い2本鎖RNA分子からである。SiRNAは、動物細胞において自然に見出されないが、このような細胞においてRNA誘導サイレンシング複合体(RISC)中で機能して、mRNA標的の配列特異的切断を指図できる(Denliら、2003)。
内因性miRNA分子の研究は、米国特許出願公開第60/575,743号(これは、本明細書にその全体が参照により組み込まれている)に記載されている。miRNAは、成熟1本鎖RNAが、miRNAとハイブリダイズするmRNAの翻訳を調節するタンパク質複合体と結合している場合に、細胞において明らかに活性である。内因的に発現されたmiRNAと同じ方式で細胞に影響する外因性RNA分子を導入するためには、内因性成熟miRNAと同じ配列の1本鎖RNA分子が、翻訳制御を容易にするタンパク質複合体により取り込まれることが必要である。様々なRNA分子設計が評価されている。miRNA経路による所望の1本鎖miRNAの取り込みを最大限にする3つの一般的な設計が同定されている。この3つの設計のうちの少なくとも1つを有するmiRNA配列を有するRNA分子は、合成miRNAということがある。
本発明のmiRNA分子は、内因性miRNAの遺伝子サイレンシング活性を置き換え又は補充できる。このような分子の例、このような分子及びこのような分子を含む組成物の好ましい特徴及び修飾は、国際公開第2009/091982号パンフレット(これは、本明細書にその全体が参照により組み込まれている)に記載されている。
本発明のmiRNA分子又はその等価物若しくは供給源は、いくつかの実施形態では、2つのRNA分子を含み、一方のRNAは、自然に存在する成熟miRNAと同一である。成熟miRNAと同一であるRNA分子は、活性鎖という。相補鎖という第2のRNA分子は、活性鎖と少なくとも部分的に相補的である。活性及び相補鎖は、ハイブリダイズして2本鎖RNAを形成し、該2本鎖RNAは、細胞においてmiRNA活性化の直前にタンパク質複合体が結合する、自然に存在するmiRNA前駆体に類似している。前記miRNAの活性を最大限にするためには、翻訳レベルにて遺伝子発現を調節するmiRNAタンパク質複合体による活性鎖の取り込みを最大限にし、相補鎖の取り込みを最小限にすることが必要である。最適miRNA活性をもたらす分子設計は、相補鎖の修飾を含む。
2つの設計は、相補鎖の化学修飾を組み込んでいる。
第1の修飾は、5’末端にてホスフェート又はヒドロキシル以外の基を用いて相補RNAを創出することを含む。5’修飾の存在は、相補鎖の取り込みを明らかに排除し、その後、miRNAタンパク質複合体による活性鎖の取り込みに有利になる。5’修飾は、NH2、NHCOCH3、ビオチンなどを含む様々な分子のいずれによることもできる。
miRNA経路による相補鎖の取り込みを著しく低減する第2の化学修飾方策は、相補鎖の最初の2〜6ヌクレオチドにおいて糖修飾を有するヌクレオチドを組み込むことである。第2の設計方策に調和する糖修飾は、第1の設計方策に調和する5’末端修飾と組み合わせて、miRNA活性をさらに増強できることに注目すべきである。
第3のmiRNA設計は、活性鎖と相補的でない相補鎖の3’端にヌクレオチドを組む込むことを含む。
得られる活性及び相補RNAのハイブリッドは、活性鎖の3’端にて非常に安定であるが、活性鎖の5’端にて比較的不安定である。siRNAを用いた研究は、5’ハイブリッド安定性は、RNA干渉を支持するタンパク質複合体によるRNA取り込みの重要な指標であり、該取り込みは、細胞におけるmiRNA経路に少なくとも関係する。本発明者らは、相補RNA鎖におけるミスマッチの賢明な使用が、前記miRNAの活性を著しく増強することを見出した。
MiRNAライブラリー
本明細書で同定されるmiRNAについての重要な応用は、試料における1つの個別の又は群のmiRNAの存在の評価又は診断である。異なるmiRNAのそれぞれを有する細胞集団を、次いで、アッセイして、その存在が細胞表現型(すなわち新血管新生)に影響するmiRNAを同定できる。ライブラリー中の異なるmiRNAの数は変動可能である。少なくとも、又は多くても1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20以上又はその中の導き出せる任意の範囲の異なるmiRNA特異的分子がライブラリー中にあることが企図される。具体的な実施形態では、ライブラリーは、1〜20の異なるmiRNA特異的分子、又は5〜20の異なるmiRNA特異的分子を有する。「異なる」miRNA特異的分子とは、異なる配列のmiRNAを特異的にコードする核酸のことをいう。
miRNAは、RNAで主に作られることが企図されるが、いくつかの実施形態では、miRNAは、RNA、ロックド核酸(LNA)若しくはアンロックド核酸(UNA)のようなヌクレオチド類似体、DNA、又はDNA、RNA、ヌクレオチド類似体及びPNA(ペプチド核酸)の任意の組み合わせであってもよい。したがって、ライブラリーは、これらの異なるmiRNAについての1つ又は複数の核酸を含有すると理解される。具体的な実施形態では、ライブラリーはヒトmiRNAに特異的であるが、複数の生物についてのライブラリーも企図される。
本発明のRNA分子は、miRNA領域を有するか、又は含むか、又はそれからなる。具体的な実施形態では、miRNA分子又はその等価物は、配列番号22〜52(表5)のいずれかに由来する配列を有する。本発明の核酸分子は、配列番号22〜52の成熟miRNA配列のいずれかに由来し得ることが特に企図される。
miRNA分子又はその等価物は、予測miRNA配列の上流及び/又は下流にコード配列を少なくとも1〜5ヌクレオチド拡張した配列を含む。いくつかの実施形態では、分子は、優勢なプロセシングされたmiRNAをコードする配列の一方又は両方の側(5’及び/又は3’端)に接する1、2、3、4、5、6、7以上まで、又はその中の導き出せる任意の範囲の連続ヌクレオチドを有する。
本発明のライブラリーは、それらに限定されないが、ヒト、非ヒト霊長類、ラット及びマウスのような哺乳動物を具体的に含む、miRNAを有する任意の生物からのmiRNA配列を含有できる。少なくとも、又は多くても1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20以上の異なるmiRNA(すなわち、異なるmiRNA遺伝子に由来する異なる配列を有するmiRNA特異的分子)を有するライブラリーが具体的に企図される。配列番号22〜52のいずれか、特にmiRNA配列(成熟配列)に相当するものに関して、以前の文章に記載するライブラリーが具体的に企図される。
核酸
本発明は、miRNAを培養細胞又は対象に導入できるmiRNAの供給源又は前駆体ともよばれる核酸分子に関する。核酸は、細胞において又は精製酵素によりin vitroで生成できるが、化学合成により、優先的に生成される。核酸は、粗製又は精製されていてもよい。用語「miRNA」は、そうでないと示さない限り、その前駆体から切断された後のプロセシングされたmiRNAのことをいう。表4は、どの配列番号がmiRNAの特定の前駆配列に相当するか(配列番号1〜21)を示し、表5は、どの配列番号が、miRNAの成熟又は模倣配列に相当するか(配列番号22〜52)を示す。表6は、実施例に記載する機能的スクリーニングで用いた、レンチウイルスベクターにクローニングされたDNA配列(配列番号53〜60)を同定する。表5及び7は、表5の成熟miRNAのぞれぞれの好ましいシード配列(配列番号348〜378、61〜115及び379〜381)を同定する。miRNAの名称は、しばしば略記され、接頭辞なしで示され、状況に応じてそのまま理解される。そうでないと記載しない限り、本出願において言及するmiRNAは、mir−X又はlet−X(ここで、Xは、数及び/又は文字である)として同定されるヒト配列である。
miRNAは、ゲノム配列又は非コード遺伝子に由来すると理解される。このことに関して、用語「遺伝子」は、所定のmiRNAについて前駆miRNAをコードするゲノム配列のことをいうために単純化のために用いられる。しかし、本発明の実施形態は、プロモーター又はその他の調節配列のような発現に関与するmiRNAのゲノム配列を含むことがある。
用語「組換え」を用いることがあり、この用語は、in vitroで操作された分子又はそのような分子の複製若しくは発現生成物のことを一般的にいう。
用語「核酸」は、当該技術において公知である。「核酸」は、本明細書で用いる場合、一般的に、ヌクレオ塩基を含むDNA、RNA又はその誘導体若しくは類似体の分子(1つ又は複数の鎖)のことをいう。ヌクレオ塩基は、例えば、DNA(例えばアデニン「A」、グアニン「G」、チミン「T」又はシトシン「C」)又はRNA(例えばA、G、ウラシル「U」又はC)で見出される、自然に存在するプリン又はピリミジン塩基を含む。用語「核酸」は、用語「オリゴヌクレオチド」及び「ポリヌクレオチド」を包含し、これらの用語はそれぞれ用語「核酸」の亜属である。
用語「miRNA」は、一般的に1本鎖分子のことをいうが、具体的な実施形態では、本発明に組み込まれる分子は、同じ1本鎖分子の別の領域若しくは別の核酸と部分的(鎖の長さにわたって10〜50%相補的)、実質的(鎖の長さにわたって50%より大きいが100%未満相補的)又は完全に相補的である領域又は付加的な鎖も包含する。よって、核酸は、分子を含む特定の配列の1つ若しくは複数の相補又は自己相補鎖(複数可)或いは「相補体(複数可)」を含む分子を包含することがある。例えば、前駆miRNAは、100%まで相補的である自己相補性領域を有することがある。
本明細書で用いる場合、「ハイブリダイゼーション」、「ハイブリダイズする」又は「ハイブリダイズできる」は、サザンブロッティング手順のような当業者に知られる技術を用いる、2本鎖若しくは3本鎖分子又は部分的2本鎖若しくは3本鎖の性質を有する分子の形成を意味すると理解される。用語「アニールする」は、本明細書で用いる場合、「ハイブリダイズする」と同義である。用語「ハイブリダイゼーション」、「ハイブリダイズする」又は「ハイブリダイズできる」は、以下で定義する「低」、「中」又は「高」ハイブリダイゼーション条件を意味することがある。
低〜中〜高ストリンジェンシー条件は、42℃にて、5×SSPE、0.3%SDS、200pg/mlせん断変性サケ精子DNA、及び低〜中〜高ストリンジェンシーについてそれぞれ25%、35%又は50%のいずれかのホルムアミド中での予備ハイブリダイゼーション及びハイブリダイゼーションを意味する。その後に、ハイブリダイゼーション反応は、30分間にわたって3回、それぞれ2×SSC、0.2%SDS及び低〜中〜高ストリンジェンシーについて55℃、65℃又は75℃のいずれかで洗浄される。
本発明の核酸又はその誘導体は、いくつかの実施形態では、配列番号22〜52に記載される任意のmiRNAのmiRNA配列を含むか、又は配列番号116〜304及び382〜396に記載される。配列番号22〜52及び/又は116〜304及び/又は382〜396に由来する本発明の核酸配列は、配列番号22〜52又は116〜304又は382〜396からの少なくとも又は多くても5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23連続ヌクレオチド(又はその中の導き出せる任意の範囲)を有することができる。他の実施形態では、核酸は、配列番号22〜52若しくは116〜304若しくは382〜396のmiRNA配列又は配列番号1〜21若しくは53〜60のいずれかの前駆配列と少なくとも又は多くても80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100%(又はその中の導き出せる任意の組み合わせ若しくは範囲)同一である。
ヌクレオ塩基
本明細書で用いる場合、「ヌクレオ塩基」は、例えば少なくとも1つの自然に存在する核酸(すなわちDNA及びRNA)で見出される、自然に存在するヌクレオ塩基(すなわちA、T、G、C又はU)並びにそのようなヌクレオ塩基の自然に存在する又は自然に存在しない誘導体(複数可)及び類似体のような複素環塩基のことをいう。ヌクレオ塩基は、少なくとも1つの自然に存在するヌクレオ塩基と、自然に存在するヌクレオ塩基対形成(例えばAとT、GとC、及びAとUの間の水素結合)を置換し得る様式で、1つ又は複数の水素結合を一般的に形成できる(「アニールする」又は「ハイブリダイズする」)。
「プリン」及び/又は「ピリミジン」ヌクレオ塩基(複数可)は、自然に存在するプリン及び/又はピリミジンヌクレオ塩基、並びにそれらに限定されないが、アルキル、カルボキシアルキル、アミノ、ヒドロキシル、ハロゲン(すなわちフルオロ、クロロ、ブロモ又はヨード)、チオール又はアルキルチオール部分の1つ又は複数で置換されたプリン又はピリミジンを含むその誘導体(複数可)及び類似体(複数可)も包含する。好ましいアルキル(例えばアルキル、カルボキシアルキルなど)部分は、約1、約2、約3、約4、約5〜約6の炭素原子を含む。プリン又はピリミジンのその他の非限定的な例は、デアザプリン、2,6−ジアミノプリン、5−フルオロウラシル、キサンチン、ヒポキサンチン、8−ブロモグアニン、8−クロログアニン、ブロモチミン、8−アミノグアニン、8−ヒドロキシグアニン、8−メチルグアニン、8−チオグアニン、アザグアニン、2−アミノプリン、5−エチルシトシン、5−メチルシトシン、5−ブロモウラシル、5−エチルウラシル、5−ヨードウラシル、5−クロロウラシル、5−プロピルウラシル、チオウラシル、2−メチルアデニン、メチルチオアデニン、N,N−ジメチルアデニン、アザアデニン、8−ブロモアデニン、8−ヒドロキシアデニン、6−ヒドロキシアミノプリン、6−チオプリン、4−(6−アミノヘキシル/シトシン)などを含む。その他の例は、当業者に公知である。
ヌクレオ塩基は、本明細書で記載するか又は当業者に知られる任意の化学又は自然合成法を用いて、ヌクレオシド又はヌクレオチドに含めることができる。このようなヌクレオ塩基は、標識してもよいか、又は標識され、ヌクレオ塩基を含有する分子の一部であってもよい。
ヌクレオシド
本明細書で用いる場合、「ヌクレオシド」は、ヌクレオ塩基リンカー部分に共有的に付着したヌクレオ塩基を含む個別の化学単位のことをいう。「ヌクレオ塩基リンカー部分」の非限定的な例は、それらに限定されないが、デオキシリボース、リボース、アラビノース又は5炭糖の誘導体若しくは類似体を含む5炭素原子を含む糖(すなわち「5炭糖」)である。5炭糖の誘導体又は類似体の非限定的な例は、2’−フルオロ−2’−デオキシリボース又は糖の環の中の炭素が酸素原子で置換された炭素環式糖を含む。
ヌクレオ塩基とヌクレオ塩基リンカー部分との異なる型の共有的付着(複数可)が当該技術において知られている。非限定的な例として、プリン(すなわちA又はG)又は7−デアザプリンヌクレオ塩基を含むヌクレオシドは、典型的に、プリン又は7−デアザプリンの9位を、5炭糖の1’位に共有的に付着させる。別の非限定的な例では、ピリミジンヌクレオ塩基(すなわちC、T又はU)を含むヌクレオシドは、典型的に、ピリミジンの1位を、5炭糖の1’位に共有的に付着させる(Kornberg及びBaker、1992)。
ヌクレオチド
本明細書で用いる場合、「ヌクレオチド」は、「主鎖部分」をさらに含むヌクレオシドのことをいう。主鎖部分は、一般的に、ヌクレオチドとヌクレオチドを含む別の分子、又は別のヌクレオチドとを共有的に付着させて、核酸を形成する。自然に存在するヌクレオチドにおける「主鎖部分」は、典型的に、5炭糖に共有的に付着しているリン部分を含む。主鎖部分の付着は、5炭糖の3’又は5’位のいずれかで典型的に生じる。しかし、特に、ヌクレオチドが自然に存在する5炭糖の誘導体若しくは類似体又はリン部分を含む場合に、他の型の付着が当該技術において知られている。
核酸類似体
核酸は、自然に存在する核酸に存在するヌクレオ塩基の誘導体若しくは類似体、ヌクレオ塩基リンカー部分及び/又は主鎖部分を含むか、或いはそれらだけで構成されてもよい。核酸類似体を有するRNAは、本発明の方法に従って標識されてもよい。本明細書で用いる場合、「誘導体」は、自然に存在する分子の化学的に修飾又は改変された形のことをいい、用語「模倣物」又は「類似体」は、自然に存在する分子若しくは部分と構造的に似ているか又は似ていないが、同様の機能を有する分子のことをいう。本明細書で用いる場合、「部分」は、一般的に、より大きい化学的又は分子的構造のうちのより小さい化学的又は分子的構成成分のことをいう。ヌクレオ塩基、ヌクレオシド及びヌクレオチド類似体又は誘導体は、当該技術において公知であり、記載されている(例えばScheit、1980(本明細書に参照により組み込まれている)を参照されたい)。
5炭糖及び/若しくは主鎖部分誘導体又は類似体を含むヌクレオシド、ヌクレオチド或いは核酸のさらなる非限定的な例は、米国特許第5,681,947号(これは、dsDNAと3重らせんを形成し、及び/又はdsDNAの発現を妨げるプリン誘導体を含むオリゴヌクレオチドについて記載している)、米国特許第5,652,099号及び米国特許第5,763,167号(これらは、特に蛍光核酸プローブとして用いるための、DNA又はRNAで見出されるヌクレオシドの蛍光類似体を組み込んだ核酸について記載している)、米国特許第5,614,617号(これは、ヌクレアーゼ安定性が増強されたピリミジン環上の置換を有するオリゴヌクレオチド類似体について記載している)、米国特許第5,670,663号、米国特許第5,872,232号及び米国特許第5,859,221号(これらは、核酸検出において用いられる、修飾5炭糖(すなわち、修飾T−デオキシフラノシル部分)を有するオリゴヌクレオチド類似体について記載している)、米国特許第5,446,137号(これは、ハイブリダイゼーションアッセイにおいて用いることができる、4’位にて水素以外の置換基で置換された少なくとも1つの5炭糖部分を含むオリゴヌクレオチドについて記載している)、米国特許第5,886,165号(これは、3’−5’ヌクレオチド間連結を有するデオキシリボヌクレオチドと2’−5’ヌクレオチド間連結を有するリボヌクレオチドとを両方有するオリゴヌクレオチドについて記載している)、米国特許第5,714,606号(これは、ヌクレオチド間連結の3’位の酸素が炭素で置き換えられて、核酸のヌクレアーゼ耐性が増強された修飾ヌクレオチド間連結について記載している)、米国特許第5,672,697号(これは、ヌクレアーゼ耐性を増強する1つ又は複数の5’メチレンホスフェートヌクレオチド間連結を含有するオリゴヌクレオチドについて記載している)、米国特許第5,466,786号及び米国特許第5,792,847号(これらは、ヌクレアーゼ安定性の増強及び薬物又は検出部分を送達する能力をもたらすために、薬物又はオリゴヌクレオチドの2’炭素への標識を含み得る置換部分の連結について記載している)、米国特許第5,223,618号(これは、細胞取り込みの増強、ヌクレアーゼに対する耐性及びRNAを標的にするためのハイブリダイゼーションのための、隣接5炭糖部分の4’位と3’位とを付着させる2’又は3’炭素主鎖連結を有するオリゴヌクレオチド類似体について記載している)、米国特許第5,470,967号(これは、核酸ハイブリダイゼーションプローブとして有用な、少なくとも1つのスルファメート又はスルファミドヌクレオチド間連結を含むオリゴヌクレオチドについて記載している)、米国特許第5,378,825号、米国特許第5,777,092号、米国特許第5,623,070号、米国特許第5,610,289号及び米国特許第5,602,240号(これらは、ヌクレアーゼ耐性、細胞取り込み及びRNA発現の調節の改善のために用いられる、ホスホジエステル主鎖部分を置き換える3又は4原子リンカー部分を有するオリゴヌクレオチドについて記載している)、米国特許第5,858,988号(これは、膜透過性及び安定性を増強するために、オリゴヌクレオチドの2’−O位に付着した疎水性担体物質について記載している)、米国特許第5,214,136号(これは、DNA若しくはRNAに対するハイブリダイゼーションの増強、ヌクレアーゼに対する安定性の増強を有する、5’末端にてアントラキノンとコンジュゲートしたオリゴヌクレオチドについて記載している)、米国特許第5,700,922号(これは、ヌクレアーゼ耐性、結合親和性及びRNアーゼHを活性化する能力の増強のためにDNAが2’−デオキシ−エリスロ−ペントフラノシルヌクレオチドを含むPNA−DNA−PNAキメラについて記載している)、並びに国際公開第98/39352号パンフレット、国際公開第99/14226号パンフレット、国際公開第2003/95467号パンフレット及び国際公開第2007/085485号パンフレット(これらは、リボース部分が、2’酸素と4’炭素とを接続する余剰ブリッジを用いて修飾されている修飾RNAヌクレオチドについて記載している)に記載されるものを含む。ロックドリボースは、結合親和性及び特異性を著しく増加させる、国際公開第2008/147824号パンフレット(これは、UNA(アンロックド核酸)と命名された修飾RNAヌクレオチドについて記載している)。UNAは、C2’原子とC3’原子との間の結合が切断され、相補鎖に対する結合親和性が減少したRNAの非環状類似体である。UNAは、RNアーゼH認識及びRNA切断に影響せず、siRNAにより媒介される遺伝子サイレンシングを改善する、国際公開第2008/036127号パンフレット(これは、非荷電及びカチオン性のサブユニット間連結をともに含有するモルホリノ核酸類似体について記載している)、国際公開第2007/069092号パンフレット及びEP2075342(これらは、オリゴヌクレオチドに対してコンジュゲートするカチオン性部分(Z単位)としてスペルミン誘導体を含有するZip核酸(ZNA)について記載している)、米国特許第5,708,154号(これは、DNAに連結されてDNA−RNAハイブリッドを形成するRNAについて記載している)、米国特許第5,728,525号(これは、ユニバーサル蛍光標識を用いるヌクレオシド類似体の標識化について記載している)。
ヌクレオシド類似体及び核酸類似体についてのさらなる教示は、米国特許第5,728,525号(これは、端が標識されたヌクレオシド類似体について記載している)、米国特許第5,637,683号、米国特許第6,251,666号(L−ヌクレオチド置換)及び米国特許第5,480,980号(7−デアザ−2’−デオキシグアノシンヌクレオチド及びその核酸類似体)である。
その他の類似体の使用は、本発明の関係において用いるために具体的に企図される。このような類似体は、本発明の合成核酸分子において、分子全体にわたって又は選択されたヌクレオチドにてともに用いることができる。これらは、それらに限定されないが、
1)リボース修飾(例えば2’F、2’NH2、2’N3,4’チオ又は2’O−CH3)及び
2)ホスフェート修飾(例えばホスホロチオエート、メチルホスホネート及びホスホロボレートで見出されるもの)
を含む。
このような類似体を創出して、リボヌクレアーゼにより切断されるRNAの能力を低減又は排除することにより、RNAに安定性を与える。これらのヌクレオチド類似体がRNAに存在する場合、これらの類似体は、動物におけるRNAの安定性に対して著しく正の影響を与えることができる。ヌクレオチド類似体の使用は、単独で、又は本発明の任意の核酸についての合成miRNAの任意の設計改変とともに用いることができることが企図される。
修飾ヌクレオチド
本発明のmiRNAは、それらの活性を増強するために修飾されたヌクレオチドの使用を特に企図する。このようなヌクレオチドは、RNAの5’又は3’末端にあるもの及び分子の内部にあるものを含む。前記miRNAの相補鎖において用いられる修飾ヌクレオチドは、RNAの5’OH若しくはホスフェートを遮断するか、又はmiRNAの活性鎖の取り込みを増強する内部糖修飾を導入する。miRNAについての修飾は、ハイブリダイゼーションを増強するとともに細胞において分子を安定化する内部糖修飾、及び細胞において核酸をさらに安定化する末端修飾を含む。顕微鏡観察又はその他の方法により検出して、合成miRNAを含有する細胞を同定できる修飾がさらに企図される。
核酸の調製
核酸は、例えば化学合成、酵素による生成又は生物学的生成のような当業者に知られる任意の技術により作製できる。本発明によるmiRNAは、組換え法を用いて生成できるが、化学合成又は酵素生成によりmiRNAを生成することが好ましい。miRNAは、組換えDNA技術を含む方法を含むいくつかの方法により生成できる。
核酸合成は、標準的な方法に従って行われる。例えばItakura及びRiggs(1980)を参照されたい。さらに、米国特許第4,704,362号、米国特許第5,221,619号及び米国特許第5,583,013号はそれぞれ、核酸を調製する様々な方法について記載している。核酸(例えばオリゴヌクレオチド)の非限定的な例は、ホスホトリエステル、ホスファイト若しくはホスホロアミダイト化学を用いるin vitro化学合成及びEP266,032(本明細書に参照により組み込まれている)に記載されるような固相技術により、又はFroehlerら、1986及び米国特許第5,705,629号(それぞれ本明細書に参照により組み込まれている)に記載されるようなデオキシヌクレオシドH−ホスホネート中間体を介して作製された核酸を含む。本発明の方法では、1つ又は複数のオリゴヌクレオチドを用いることができる。オリゴヌクレオチド合成の様々な異なる機構が、例えば米国特許第4,659,774号、米国特許第4,816,571号、米国特許第5,141,813号、米国特許第5,264,566号、米国特許第4,959,463号、米国特許第5,428,148号、米国特許第5,554,744号、米国特許第5,574,146号、米国特許第5,602,244号(それぞれ本明細書に参照により組み込まれている)に開示されている。
酵素により生成された核酸の非限定的な例は、PCR(商標)のような増幅反応において酵素により生成されるもの(例えば米国特許第4,683,202号及び米国特許第4,682,195号(それぞれ本明細書に参照により組み込まれている)を参照されたい)、又は米国特許第5,645,897号(本明細書に参照により組み込まれている)に記載されるオリゴヌクレオチドの合成を含む。
オリゴヌクレオチド合成は、当業者に公知である。オリゴヌクレオチド合成の様々な異なる機構が、例えば米国特許第4,659,774号、米国特許第4,816,571号、米国特許第5,141,813号、米国特許第5,264,566号、米国特許第4,959,463号、米国特許第5,428,148号、米国特許第5,554,744号、米国特許第5,574,146号、米国特許第5,602,244号(それぞれ本明細書に参照により組み込まれている)に開示されている。
基本的に、化学合成は、ジエステル法、トリエステル法、ポリヌクレオチドホスホリラーゼ法及び固相化学により達成できる。これらの方法は、以下でさらに詳細に論じる。
ジエステル法
ジエステル法は、元々、Khoranaら(Khorana、1979)により使用可能な状態まで最初に開発された。基本的なステップは、2つの適切に保護されたデオキシヌクレオチドをつないで、ホスホジエステル結合を含有するジデオキシヌクレオチドを形成することである。ジエステル法は十分に確立され、DNA分子を合成するために用いられている(Khorana、1979)。
トリエステル法
ジエステル法とトリエステル法との間の主な違いは、反応物と生成物のホスフェート原子上に余分の保護基が後者において存在することである(Itakuraら、1975)。ホスフェート保護基は、通常、クロロフェニル基であり、これは、ヌクレオチド及びポリヌクレオチド中間体を有機溶媒に可溶性にする。よって、精製は、クロロホルム溶液において行われる。この方法におけるその他の改善点は、(i)トリマー及びそれより大きいオリゴマーのブロックカップリング、(ii)中間体及び最終生成物の両方の精製のための高性能液体クロマトグラフィーの広範な使用、並びに(iii)固相合成を含む。
ポリヌクレオチドホスホリラーゼ法。
これは、多くの有用なオリゴヌクレオチドを合成するために用いることができるDNA合成の酵素による方法である(Gillamら、1978;Gillamら、1979)。制御された条件下で、ポリヌクレオチドホスホリラーゼは、主に、単一ヌクレオチドを短いオリゴヌクレオチドに付加する。
クロマトグラフィー精製は、所望の単一付加物を得ることを可能にする。手順を開始するために少なくともトリマーが必要であり、このプライマーは何か他の方法により得なければならない。ポリヌクレオチドホスホリラーゼ法は機能し、ほとんどの生化学者が、関与する手順を熟知しているという利点を有する。
固相法。
ポリペプチドの固相合成のために開発された技術を利用して、最初のヌクレオチドを固相支持体物質に付着させ、ヌクレオチドの段階的付加を進めることが可能である。全ての混合及び洗浄ステップは単純化され、手順は、自動化しやすくなっている。これらの合成は、現在、自動化核酸合成機を用いて日常的に行われている。
ホスホロアミダイト化学(Beaucage及びLyer、1992)は、断然、オリゴヌクレオチドの合成のために最も広く用いられるカップリング化学になっている。当業者に公知であるように、オリゴヌクレオチドのホスホロアミダイト合成は、活性化剤を用いる反応によりヌクレオシドホスホロアミダイトモノマー前駆体を活性化して、活性化中間体を形成した後に、活性化中間体を、成長しているオリゴヌクレオチド鎖(一般的に、一方の端にて適切な固体支持体に繋留されている)に逐次的に付加し、オリゴヌクレオチド生成物を形成することを含む。
組換え法。
細胞において核酸を生成するための組換え法は、当業者に公知である。これらの方法は、標的細胞又は単純に宿主細胞(大量の所望のRNA分子を生成するため)であり得る細胞に核酸を送達するためのベクター、プラスミド、コスミド及びその他の媒体の使用を含む。代わりに、このような媒体は、RNA分子を作製するための試薬が存在する限り、無細胞系の状況において用いることができる。このような方法は、Sambrook、2003、Sambrook、2001及びSambrook、1989(これらは、本明細書に参照により組み込まれている)に記載されるものを含む。あるいくつかの実施形態では、本発明は、合成でない核酸分子に関する。いくつかの実施形態では、核酸分子は、自然に存在する核酸の化学構造、及び1本鎖1次miRNA(Lee 2002を参照されたい)、1本鎖前駆miRNA又は1本鎖成熟miRNAの正確な全体の配列のような自然に存在する核酸の配列を有する。組換え技術の使用に加えて、このような非合成核酸は、オリゴヌクレオチドを創出するために用いられる技術を用いることによるように化学的に作製できる。
miRNAの設計
miRNAは、2つの鎖、すなわち研究している成熟miRNAと配列が同一である活性鎖と、活性鎖と少なくとも部分的に相補的である相補鎖とを典型的に含む。活性鎖は、生物学的に適切な分子であり、mRNA分解又は翻訳制御のいずれかにより翻訳をモジュレートする複合体により細胞において優先的に取り込まれる。活性鎖の優先的な取り込みは、2つの著しい結果を有する:(1)前記miRNAの観察される活性が劇的に増加し、(2)相補鎖の取り込み及び活性化により誘導される意図しない影響が本質的に排除される。本発明によると、いくつかのmiRNA設計を用いて、活性鎖の優先的な取り込みを確実にできる。
5’遮断剤
相補鎖の5’端にホスフェート又はヒドロキシル以外の安定部分を導入することにより、miRNA経路におけるその活性が損なわれる。このことにより、確実に、miRNAの活性鎖だけが、細胞において翻訳を調節するために用いられる。5’修飾は、それらに限定されないが、NH2、ビオチン、アミン基、低級アルキルアミン基、アセチル基、2’O−Me、DMTO、フルオレセイン、チオール若しくはアクリジン又はこの型の官能性を有する任意のその他の基を含む。
その他のセンス鎖修飾。2’−O Me、2’−デオキシ、T−デオキシ−2’−フルオロ、2’−O−メチル、2’−O−メトキシエチル(2’−O−MOE)、2’−O−アミノプロピル(2’−O−AP)、2’−O−ジメチルアミノエチル(2’−O−DMAOE)、2’−O−ジメチルアミノプロピル(2’−O−DMAP)、2’−O−ジメチルアミノエチルオキシエチル(2’−O−DMAEOE)若しくは2’−O−N−メチルアセトアミド(2’−O−NMA)、NH2、ビオチン、アミン基、低級アルキルアミン基、アセチル基、DMTO、フルオレセイン、チオール若しくはアクリジン又はこの型の官能性を有する任意のその他の基のようなヌクレオチド修飾をmiRNAの相補鎖に導入することにより、相補鎖の活性を排除し、miRNAの活性鎖の取り込みを増強できる。
センス鎖における塩基ミスマッチ。siRNAを用いる場合(Schwarz 2003)と同様に、miRNAの活性鎖の5’及び3’端の相対的安定性は、miRNA経路による活性鎖の取り込み及び活性化を明らかに決定する。miRNAの活性鎖の不安定な5’端を、合成miRNAの相補鎖の3’端に塩基ミスマッチを戦略的に配置することにより安定化することにより、活性鎖の活性が増強され、相補鎖の活性が本質的に排除される。
宿主細胞及び標的細胞
miRNA若しくはその供給源を導入するか、又はmiRNAの存在が評価される細胞は、任意の生物に由来又は含有されることができる。好ましくは、細胞は、脊椎動物細胞である。より好ましくは、細胞は、哺乳動物細胞である。さらにより好ましくは、細胞は、ヒト細胞である。
哺乳動物細胞は、生殖系列又は体細胞から、全能性又は多能性、分裂性又は非分裂性、上皮、不死化又は形質転換されているなどであってもよい。細胞は、幹細胞のような未分化細胞、又は器官若しくは組織の細胞からのように分化細胞であってもよい。代わりに、細胞は、上皮若しくは内皮細胞、間質細胞、脳、乳房、子宮頸部、結腸、胃腸管、心臓、腎臓、大腸、肝臓、肺、卵巣、膵臓、心臓、前立腺、膀胱、小腸、胃、精巣又は子宮になっていてもよい。
本明細書で用いる場合、用語「細胞」、「株化細胞」及び「細胞培養物」は、交換可能に用いることができる。これらの用語は全て、それらの子孫(細胞分裂により形成される任意の及び全ての後続の世代)も含む。計画的又は偶発性の変異により、全ての子孫は同一でないことがあることが理解される。宿主細胞は、「トランスフェクション」又は「形質転換」されることがあり、これは、外因性核酸が宿主細胞に移入又は導入されるプロセスのことをいう。形質転換細胞は、初代対象細胞及びその子孫を含む。本明細書で用いる場合、用語「工学的修飾」及び「組換え」細胞又は宿主細胞は、例えば小型干渉RNA又はレポーター遺伝子をコードする鋳型構築物のような外因性核酸配列が導入された細胞のことをいうことを意図する。よって、組換え細胞は、組換えにより導入された核酸を含有しない自然に存在する細胞から区別可能である。
組織は、核酸送達組成物及び/若しくはさらなる物質で形質転換されるか又はそれと接触させる1つ又は複数の宿主細胞を含むことがある。組織は、生物の一部分であるか、又は生物から分離されていてもよい。あるいくつかの実施形態では、組織及びそれを構成する細胞は、それらに限定されないが、脳、幹細胞、肝臓、肺、骨、乳房、子宮頸部、結腸、子宮内膜、上皮、食道、杯細胞、腎臓、卵巣、膵臓、前立腺、膀胱、皮膚、小腸、胃、精巣、心臓、血管を含むことがある。
あるいくつかの実施形態では、宿主細胞又は組織は、少なくとも1つの生物に含まれていてもよい。あるいくつかの実施形態では、生物は、哺乳動物、ヒト、霊長類又はマウスであってもよい。当業者は、上記の宿主細胞の全てをインキュベートして維持し、子孫を形成するためにそれらの分裂を可能にする条件についてさらに理解している。
送達方法
本発明は、いくつかの実施形態では、細胞に核酸を送達することを含む。このことは、スクリーニング法の一部として行うことができるか、又は治療若しくは診断への応用と関係していてもよい。
RNA分子は、ベクターに含まれる核酸分子によりコードされることがある。用語「ベクター」は、核酸配列を複製できる細胞に核酸配列を導入するために核酸配列を挿入できる担体核酸分子のことをいうために用いられる。核酸配列は「外因性」であり得、これは、核酸配列が、ベクターが導入される細胞にとって外来であるか、又は配列が細胞内の配列と相同であるが、配列が通常見出されない宿主細胞核酸内の位置にあることを意味する。ベクターは、プラスミド、コスミド、ウイルス(バクテリオファージ、動物ウイルス、レンチウイルス及び植物ウイルス)、及び人工染色体(例えばYAC)を含む。当業者は、Sambrookら、1989及びAusubelら、1996(ともに本明細書に参照により組み込まれている)に記載されている標準的な組換え技術によりベクターを構築するための準備が十分にできている。修飾ゲロニンのような修飾ポリペプチドをコードすることに加えて、ベクターは、タグ又は標的化分子のような非修飾ポリペプチド配列をコードしてもよい。標的化分子は、所望の核酸を、対象の体内の特定の器官、組織、細胞又はその他の部位に向けるものである。
用語「発現ベクター」は、転写され得る遺伝子生成物の少なくとも一部分をコードする核酸配列を含有するベクターのことをいう。発現ベクターは、様々な「制御配列」(特定の宿主生物において作動可能に連結したコード配列の転写及びおそらく翻訳のために必要な核酸配列のことをいう)を含有できる。転写及び翻訳を支配する制御配列に加えて、ベクター及び発現ベクターは、他の機能も奏し、記載されている核酸配列を含有してもよい。
発現ベクターを細胞に導入できるいくつかの方式がある。本発明のあるいくつかの実施形態では、発現ベクターは、ウイルスベクター、又はウイルスゲノムに由来する工学改変ベクターを含む。受容体媒介エンドサイトーシスにより細胞に侵入し、宿主細胞ゲノムに組み込まれ、ウイルス遺伝子を安定的及び効果的に発現するあるいくつかのウイルスの能力により、ウイルスは、哺乳動物細胞への外来遺伝子の移入のために魅力的な候補になっている(Ridgeway、1988;Nicolas及びRubenstein、1988;Baichwal及びSugden、1986;Temin、1986)。遺伝子ベクターとして用いられた最初のウイルスは、パポバウイルス(サルウイルス40、ウシパピローマウイルス、及びポリオーマ)(Ridgeway、1988;Baichwal及びSugden、1986)及びアデノウイルス(Ridgeway、1988;Baichwal及びSugden、1986)を含むDNAウイルスであった。これらは、外来DNA配列についての容量が比較的低く、宿主スペクトルが制限される。さらに、許容細胞におけるそれらの発癌能及び細胞変性効果は、安全性の懸念を高める。これらは、8kbまでの外来遺伝物質しか収容できないが、様々な株化細胞及び実験動物に容易に導入できる(Nicolas及びRubenstein、1988;Temin、1986)。発現ベクターは、1つのプロモーターと、1つ又は複数のスペーサ領域で分離された1つ又は複数のステム−ループ構造とを含むRNAi発現カセットを含有できる(国際公開第2006/084209号パンフレット)。
アビジン融合タンパク質を用いて細胞に発現ベクターを導入する別の方式は、米国特許第6,287,792号に記載されている。
レトロウイルスは、感染細胞においてレトロウイルスのRNAを2本鎖DNAに変換する能力により特徴付けられる1本鎖RNAウイルスの群である。これらは、ベクターとして用いることもできる。他のウイルスベクターを、本発明において発現構築物として採用できる。ワクシニアウイルス(Ridgeway、1988;Baichwal及びSugden、1986;Couparら、1988)、アデノ随伴ウイルス(AAV)(Ridgeway、1988;Baichwal及びSugden、1986;Hermonat及びMuzycska、1984)、レンチウイルス(国際公開第2008/071959号パンフレット、国際公開第2004/054512号パンフレット)、センダイウイルス(国際公開第2004/035779号パンフレット)、バキュロウイルス(国際公開第2006/048662号パンフレット)及びヘルペスウイルスのようなウイルスに由来するベクターを採用してもよい。これらは、様々な哺乳動物細胞についていくつかの魅力的な特徴を提供する(Friedmann、1989;Ridgeway、1988;Baichwal及びSugden、1986;Couparら、1988;Horwichら、1990)。
本発明の組成物の発現に影響する核酸送達のためのその他の適切な方法は、核酸(例えばウイルス及び非ウイルスベクターを含むDNA)を、細胞小器官、細胞、組織又は生物に導入でき、本明細書に記載するか又は当業者に知られる実質的にいずれの方法も含むと考えられる。このような方法は、それらに限定されないが、微量注入(Harlan及びWeintraub、1985;米国特許第5,789,215号(本明細書に参照により組み込まれている))を含む注入(米国特許第5,994,624号、米国特許第5,981,274号、米国特許第5,945,100号、米国特許第5,780,448号、米国特許第5,736,524号、米国特許第5,702,932号、米国特許第5,656,610号、米国特許第5,589,466号及び米国特許第5,580,859号(それぞれ本明細書に参照により組み込まれている))、エレクトロポレーション(米国特許第5,384,253号(本明細書に参照により組み込まれている))、リン酸カルシウム沈殿(Graham及びVan Der Eb、1973;Chen及びOkayama、1987;Rippeら、1990)、DEAE−デキストランとその後のポリエチレングリコールの使用(Gopal、1985)、直接音波充填(Fechheimerら、1987)、リポソーム媒介トランスフェクション(Nicolau及びSene、1982;Fraleyら、1979;Nicolauら、1987;Wongら、1980;Kanedaら、1989;Katoら、1991)、光化学的内部移行(国際公開第2008/007073号パンフレット)、微粒子銃(PCT出願国際公開第94/09699号パンフレット及び国際公開第95/06128号パンフレット;米国特許第5,610,042号、米国特許第5,322,783号、米国特許第5,563,055号、米国特許第5,550,318号、米国特許第5,538,877号及び米国特許第5,538,880号(それぞれ本明細書に参照により組み込まれている))、炭化ケイ素繊維を用いるかき混ぜ(Kaepplerら、1990;米国特許第5,302,523号及び米国特許第5,464,765号(それぞれ本明細書に参照により組み込まれている))、アグロバクテリウム媒介形質転換(米国特許第5,591,616号及び米国特許第5,563,055号(それぞれ本明細書に参照により組み込まれている))、若しくはプロトプラストのPEG媒介形質転換(Omirullehら、1993;米国特許第4,684,611号及び米国特許第4,952,500号(それぞれ本明細書に参照により組み込まれている))、乾燥/阻害媒介DNA取り込み(Potrykusら、1985)によるようなDNAの直接送達を含む。これらのような技術を用いることにより、細胞小器官(複数可)、細胞(複数可)、組織(複数可)又は生物(複数可)は、安定的又は一過的に形質転換できる。
ある概説は、細胞へのRNA分子の内部移行を最適化するためにRNA分子を処方するいくつかの方式を示す(Kim SS.ら、Trends Mol. Med.、2009、15:491〜500頁)。以下のその他の出版物(それぞれ本明細書に参照により組み込まれている)は、細胞へのRNA分子の内部移行を改善するためにRNA分子を処方する代替の方式を開示する:国際公開第2007/095152号パンフレット(オリゴヌクレオチドの送達のためのPTD−DRBD(2本鎖結合ドメインに連結したペプチド導入ドメイン)の使用について記載している)、国際公開第2009/086558号パンフレット(細胞取り込み及び粒子に負荷された核酸のエンドソームでの放出を可能にするカチオン性脂質と膜融合性脂質の混合物を含むSNALP(安定核酸脂質粒子)粒子の使用について記載している)、国際公開第2009/149418号パンフレット(中性リン脂質−油−RNAi乳化物について記載している)、国際公開第2007/121947号パンフレット(リポプレックスに基づく送達媒体の使用について記載している)、国際公開第2009/132131号パンフレット(新規な脂質と、効率的な被包及び被包された核酸の細胞への効率的な送達をもたらす核酸−脂質粒子の使用について記載している)、国際公開第2004/091578号パンフレット及び国際公開第2004/064805号パンフレット(核酸分子周囲にらせん状になる脂質の交互になった層の渦巻型技術について記載している)、国際公開第2003/047494号パンフレット及び国際公開第2003/047493号パンフレット(経口及び粘膜送達のための核酸を組み込んだ逆ミセルについて記載している)、国際公開第2008/156702号パンフレット(細菌と、細胞への送達媒体としてのためのオリゴヌクレオチドを含む細菌治療粒子(BTP)について記載している)。本発明は、これらの出版物で言及又は開示されるそれぞれの処方を包含する。
様々な化合物をオリゴヌクレオチドの端に付着させて、細胞膜を横切るオリゴヌクレオチドの輸送を容易にしている。HIV TAT、HSV VP22、ドロソフィラアンテナペディア(Drosphila antennapedia)で見出される短いシグナルペプチド及びその他のタンパク質は、膜を横切る生体分子の迅速な移行を可能にすることが見出されている(Schwarze 2000による概説)。タンパク質導入ドメイン(PTD)とよばれるこれらのシグナルペプチドをオリゴヌクレオチドに付着させて、培養細胞へのオリゴヌクレオチドの送達を容易にしている(Eguchi A、Dowdy SF、Trends Pharmacol Sci.、2009、7:341〜5頁)。コレステロールをオリゴヌクレオチドにコンジュゲートして、動物において細胞へのオリゴヌクレオチドの取り込みを改善している(MacKellar 1992)。末端のコレステロール基は、細胞の表面上の受容体又は脂質と明らかに相互作用して、修飾オリゴヌクレオチドの内部移行を容易にする。同様に、ポリ−L−リシンをオリゴヌクレオチドにコンジュゲートして、正味の負電荷を減少させ、細胞への取り込みを改善している(Leonetti 1990)。
核酸と複合体を形成し、核酸を細胞表面に送達し、エンドドームへの核酸の取り込み及びエンドソームからの核酸の放出を容易にする様々な化合物が開発されている。これらは、(1)DOTAP(又はその他のカチオン性脂質)、DDAB、DHDEAB及びDOPEのような様々な脂質、並びに(2)ポリエチレンイミン、ポリアミドアミン並びにこれら及びその他のポリマーのデンドリマーのような非脂質ベースのポリマーを含む。これらの実施形態のあるいくつかでは、DOTAPとコレステロール又はコレステロール誘導体(米国特許第6,770,291号(これは、本明細書に参照により組み込まれている))のような脂質の組み合わせが採用される。これらの物質のいくつかは、動物において核酸取り込みを容易にすることが示されている。
miRNA経路に関与する細胞構成成分がわかってきた。細胞内でmiRNAを安定化及び/又は輸送するタンパク質がmiRNAの安定性及び活性を増強すると考えられる。なぜなら、これらのタンパク質が、miRNAが一旦細胞内に入ると、結合しているmiRNA を保護して誘導するからである。miRNA輸送体タンパク質とmiRNAとの混合物は、miRNAに基づく治療の効率を増強できた。RNAは、アニオン性のホスフェート及び糖主鎖のおかげで疎水性分子である。ヌクレオ塩基は疎水性であるが、ホスフェート及び糖残基に起因する広範な水素結合のために親水性が優位を占める。親水性の特徴及びアニオン性の主鎖は、細胞透過性を低減する。コレステロール(Manoharan、2002)並びにC32機能性を有するラウリン酸及びリソコール酸誘導体(Lorenzら、2004)のような親油性基のコンジュゲーションは、細胞取り込みを改善することが示されている。さらに、ステロイドとコンジュゲートしたオリゴヌクレオチドとLDLのような血流中の異なるリポタンパク質との結合は、オリゴヌクレオチドの完全性を保護し、それらの生体分布を支配する(Rumpら、2000)。アンチセンス分子(Bijsterboschら、2001)及びアプタマー(Rusconiら、2004)に付着したコレステロールは、リポタンパク質との結合を可能にすることによりオリゴヌクレオチドを安定化することも示されている。コレステロールは、siRNAの取り込み及び血清安定性をin vitro(Lorenzら、2004)及びin vivo(Soutschekら、2004)で増強することが証明されている。さらに、SB−435495(Blackieら、(2002)、イスラジピン(Oravcovaら、1994)、アムロジピン(Oravcovaら、1994)及び2,2’,4,4’,5,5’−ヘキサクロロビフェニル(Borlakogluら、1990)のようないくつかの小分子は、細胞取り込みを増強でき、リポタンパク質会合を促進することによりヌクレアーゼ耐性を改善できた。
miRNAライブラリーを用いるスクリーニング
本特許出願で用いる場合、スクリーニングは、複数のmiRNA特異的試剤を別々に個別の細胞集団又は動物に送達するプロセスである。送達後の1つ又は複数の指定された時間にて、細胞集団又は動物を、1つ又は複数の表現型についてアッセイする。陰性対照群の細胞又は動物よりも著しく異なる表現型を有する細胞又は動物は、陽性として分類する。試料において操作されたmiRNAをヒットと定義する。ヒットは、さらなる研究及び可能性のある治療薬開発のための標的である。
いくつかの実施形態では、スクリーニングのための多重ステッププロセスがあり、あるいくつかの実施形態では、4つの一般的なステップがある:
(1)研究する細胞プロセスを監視するための定量アッセイの開発。
細胞サイズ、細胞周期状態又は抗体染色を監視する顕微鏡アッセイから、細胞溶解物中の特定の基質の代謝回転を評価する酵素アッセイ、溶解物中、細胞又は培地中の生体分子又は小分子の直接測定までの範囲の細胞表現型の強度を測定するアッセイ。
スクリーニングの成功のために重要なことは、細胞表現型を真に測定するアッセイを創出し、アッセイのシグナル対ノイズ比を最大限にすることである。シグナル対ノイズ比を最大限にすることは、アッセイ時間、アッセイ成分、細胞型及びトランスフェクションとアッセイとの間の時間の長さのような変数を試験することを含む。陽性表現型と陰性対照表現型との間のアッセイの結果の差が大きいほど、スクリーニング結果の広がりがより大きく、興味のある遺伝子を同定する機会がより増える。バッチ感染を用いる代替スクリーニング法が存在する。
(2)所望の細胞についてのトランスフェクション条件の最適化。
このプロセスの第1ステップは、高い細胞生存性を維持しながら合成miRNAの取り込みを最大限にするトランスフェクション試薬及び播種条件を同定することである。我々は、株化細胞を用いる場合に2〜5の異なるトランスフェクション試薬、又は初代若しくは懸濁細胞を用いる場合に5〜10のエレクトロポレーション条件を試験することが有用であることを見出している。トランスフェクションは、試験した条件のうちで最も良好に機能する試薬又はエレクトロポレーション条件について最適化できる。miRNA特異的ライブラリーのスクリーニングは、ハイスループットトランスフェクションのための条件を必要とする。この型のスクリーニングでは、トランスフェクションよりもむしろレンチウイルス導入を用いた。レンチウイルス導入は、代替の最適化技術を必要とすることがある。
(3)スクリーニング
アッセイ及びトランスフェクションプロセスが一旦開発されると、合成miRNA又はウイルスにより発現されるmiRNAのライブラリーを、24又は96ウェルプレート中の細胞に逐次導入できる。同じ試剤を2重又は3重にしてトランスフェクションすることにより、妥当な統計分析のために十分なデータが得られる。実験部において行ったMTSアッセイは、このようなスクリーニングの例である。
(4)ヒットの検証
ヒットを検証することは、観察された表現型が、標的にしたmiRNAによるものであることを示すことを含む。ヒットは、ヒットとして示されたmiRNA阻害剤又は合成miRNAの系列希釈を、元来アッセイした細胞に送達することにより、典型的に確認される。確認は、検証とは少し異なる。確認は、miRNAにより誘導された表現型の反復であり、検証は、miRNAにより媒介された表現型を拮抗することにより表現型を逆にすることも含み得る。
標識化及び標識化技術
いくつかの実施形態では、本発明は、特定のmiRNA種の治療又は診断における適切さを評価するためのスクリーニングアッセイのためのような、標識されたmiRNAに関する。標識の前に、miRNAをまず単離し(miRNAが細胞にとって内因性である細胞又はmiRNAが細胞にとって外因性である細胞のいずれかから)、及び/又は精製することが企図される。このことにより、標識の前にmiRNAが単離又は精製されていない試料中の他のRNAとは反対に、miRNAをより効率的に標識する反応が達成できる。本発明の多くの実施形態では、標識は、非放射活性である。一般的に、核酸は、標識されたヌクレオチドを加えることにより(1ステッププロセス)、又はヌクレオチドを加え、加えたヌクレオチドを標識することにより(2ステッププロセス)標識できる。
さらに、miRNAは、米国特許出願第60/649,584号(これは、本明細書に参照により組み込まれている)に記載されるようにして標識してもよい。このようなヌクレオチドは、蛍光色素を含む色素又はビオチンのような分子を用いて標識できる。標識されたヌクレオチドは、容易に入手可能である。これらのヌクレオチドは、商業的に獲得できるか、又は当業者に知られる反応により合成できる。
標識化のためのヌクレオチド
標識化のためのヌクレオチドは、自然に存在するヌクレオチドではなく、代わりに、反応性部分を有する調製ヌクレオチドのことをいう。対象の特異的反応性官能基は、アミノ、スルフヒドリル、スルホキシル、アミノスルフヒドリル、アジド、エポキシド、イソチオシアネート、イソシアネート、無水物、モノクロロトリアジン、ジクロロトリアジン、モノ又はジハロゲン置換ピリジン、モノ又はジ置換ジアジン、マレイミド、エポキシド、アジリジン、ハロゲン化スルホニル、ハロゲン化酸、ハロゲン化アルキル、ハロゲン化アリール、アルキルスルホネート、N−ヒドロキシスクシンイミドエステル、イミドエステル、ヒドラジン、アジドニトロフェニル、アジド、3−(2−ピリジルジチオ)−プロピオンアミド、グリオキサール、アルデヒド、ヨードアセチル、シアノメチルエステル、p−ニトロフェニルエステル、o−ニトロフェニルエステル、ヒドロキシピリジンエステル、カルボニルイミダゾール及びその他のこのような化学基を含む。いくつかの実施形態では、反応性官能基は、ヌクレオチドと直接結合できるか、又は連結基を介してヌクレオチドと結合できる。官能基部分及び任意のリンカーは、miRNAに付加されるか又はmiRNAを標識するヌクレオチドの能力を実質的に損なうことはできない。代表的な連結基は、典型的に約2〜18、通常約2〜8炭素原子の範囲の炭素含有連結基を含み、該炭素含有連結基は、例えばS、O、Nなどの1つ又は複数のヘテロ原子を含むか又は含まないことがあり、1つ又は複数の不飽和部位を含むか又は含まないことがある。多くの実施形態において特に興味があるものは、アルキル連結基、典型的に1〜16、通常1〜4炭素原子の低級アルキル連結基であり、該連結基は、1つ又は複数の不飽和部位を含むことがある。官能化標的作製の上記の方法において用いる官能化ヌクレオチド(又はプライマー)は、既知のプロトコールを用いて製作できるか、又は業者、例えばSigma、Roche、Ambion及びIDTから購入できる。官能基は、米国特許第4,404,289号、米国特許第4,405,711号、米国特許第4,337,063号及び米国特許第5,268,486号、並びに英国特許第1,529,202号(これらは全て参照により組み込まれている)で見出される代表的な情報を含む、当業者に知られる方式に従って調製してもよい。
アミン修飾ヌクレオチドは、本発明のいくつかの実施形態において用いられる。アミン修飾ヌクレオチドは、標識の付着のための反応性アミン基を有するヌクレオチドである。任意のリボヌクレオチド(G、A、U又はC)又はデオキシリボヌクレオチド(G、A、T又はC)を標識化のために修飾できることが企図される。例は、それらに限定されないが、以下の修飾リボヌクレオチド及びデオキシリボヌクレオチドを含む:5−(3−アミノアリル)−UTP;8−[(4−アミノ)ブチル]−アミノ−ATP及び8−[(6−アミノ)ブチル]−アミノ−ATP;N−(4−アミノ)ブチル−ATP、N−(6−アミノ)ブチル−ATP、N−[2,2−オキシ−ビス−(エチルアミン)]−CTP;N−(6−アミノ)ヘキシル−ATP;8−[(6−アミノ)ヘキシル]−アミノ−ATP;5−プロパルギルアミノ−CTP、5−プロパルギルアミノ−UTP;5−(3−アミノアリル)−dUTP;8−[(4−アミノ)ブチル]−アミノ−dATP及び8−[(6−アミノ)ブチル]−アミノ−dATP;N−(4−アミノ)ブチル−dATP、N−(6−アミノ)ブチル−dATP、N−[2,2−オキシ−ビス−(エチルアミン)]−dCTP;N−(6−アミノ)ヘキシル−dATP;8−[(6−アミノ)ヘキシル]−アミノ−dATP;5−プロパルギルアミノ−dCTP、並びに5−プロパルギルアミノ−dUTP。このようなヌクレオチドは、当業者に知られる方法に従って調製できる。さらに、当業者は、5−(3−アミノアリル)−UTPの代わりに、5−(3−アミノアリル)−CTP、GTP、ATP、dCTP、dGTP、dTTP又はdUTPのような同じアミン修飾を有するその他のヌクレオチド体を調製できる。
標識化技術
いくつかの実施形態では、核酸に、1つ又は複数の既に標識されたヌクレオチドを触媒的に付加することにより核酸を標識する。1つ又は複数の標識されたヌクレオチドをmiRNA分子に付加できる。米国特許第6,723,509号(これは、本明細書に参照により組み込まれている)を参照されたい。
その他の実施形態では、1つ又は複数の未標識ヌクレオチドをmiRNAに触媒的に付加し、未標識ヌクレオチドを、後で標識化されることを可能にする化学的部分で修飾し、本発明の実施形態では、化学的部分は、ヌクレオチドがアミン修飾ヌクレオチドであるように反応性アミンである。アミン修飾ヌクレオチドの例は、当業者に公知であり、Ambion、Sigma、Jena Bioscience及びTriLinkからのように多くが商業的に入手可能である。
cDNAをその合成中に標識することとは対照的に、miRNAを標識することについての問題点は、既に存在する分子をどのようにして標識するかということである。このために、我々は、ジ−若しくはトリ−ホスフェートリボヌクレオチド又はデオキシリボヌクレオチドをmiRNA、小型RNA分子に付加するためにそれを基質として用いることができる酵素を用いることがある。さらに、具体的な実施形態では、修飾ジホスフェートリボヌクレオチド又はトリホスフェートリボヌクレオチドを用いることを含み、該リボヌクレオチドをmiRNAの3’端に付加する。酵素の供給源は限定されない。酵素の供給源の例は、酵母、イー・コリ(E.coli)のようなグラム陰性細菌、ラクトコッカス・ラクチス(lactococcus lactis)及びヒツジポックスウイルスを含む。
このようなヌクレオチドを付加できる酵素は、それらに限定されないが、ポリ(A)ポリメラーゼ、ターミナルトランスフェラーゼ及びポリヌクレオチドホスホリラーゼを含む。本発明の具体的な実施形態では、リガーゼは、標識を付加するために用いる酵素として企図されず、代わりに、非リガーゼ酵素を採用する。
ポリ(A)ポリメラーゼは、植物からヒトまでのいくつかの生物からクローニングされている。該ポリメラーゼは、ホモポリマー領域をRNAに付加することを触媒することが示されている(Martinら、RNA、4(2):226〜30頁、1998)。
ターミナルトランスフェラーゼは、核酸の3’末端へのヌクレオチドの付加を触媒する。
ポリヌクレオチドホスホリラーゼは、プライマーを必要とすることなく、ヌクレオチドジホスフェートを重合できる。
標識及びタグ
miRNA又はmiRNAプローブは、検出又は単離目的のための陽電子放射(放射活性を含む)、酵素、比色(可視及び蛍光を含むUVスペクトルを含む)、ルミネセンス若しくはその他の標識又はタグで標識してもよい。標識は、直接的又は間接的に検出してもよい。放射活性標識は、125I、32P、33P及び35Sを含む。酵素標識の例は、アルカリホスファターゼ、ルシフェラーゼ、セイヨウワサビペルオキシダーゼ及びβ−ガラクトシダーゼを含む。標識は、ルミネセンス特性を有するタンパク質、例えば緑色蛍光タンパク質及びフィコエリスリンであってもよい。
コンジュゲートとして用いるために企図される比色及び蛍光標識は、それらに限定されないが、AMCA、アレクサフルオール(Alexa Fluor)色素、BODIPY FL、BODIPY 630/650、BODIPY 650/665、BODIP Y−R6G、BODIPY−TRXのようなBODIPY色素;カスケードブルー;カスケードイエロー;クマリン並びに7−アミノ−4−メチルクマリン、アミノクマリン及びヒドロキシクマリンのようなその誘導体;Cy3及びCy5のようなシアニン色素;エオシン及びエリスロシン;フルオレセイン及びフルオレセインイソチオシアネートのようなその誘導体;クアンタムダイ(Quantum Dye)(商標)のようなランタニドイオンの大環状キレート;マリーナブルー;オレゴングリーン;ローダミンレッド、テトラメチルローダミン及びローダミン6Gのようなローダミン色素;テキサスレッドを含む。
色素の具体例は、それらに限定されないが、上及び以下で同定されるものを含む:アレクサフルオール350、アレクサフルオール405、アレクサフルオール430、アレクサフルオール488、アレクサフルオール500。アレクサフルオール514、アレクサフルオール532、アレクサフルオール546、アレクサフルオール555、アレクサフルオール568、アレクサフルオール594、アレクサフルオール610、アレクサフルオール633、アレクサフルオール647、アレクサフルオール660、アレクサフルオール680、アレクサフルオール700及びアレクサフルオール750;BODIPY 493/503、BODIPY 530/550、BODIPY 558/568、BODIPY 564/570、BODIPY 576/589、BODIPY 581/591、BODIPY 630/650、BODIPY 650/655、BODIPY FL、BODIPY R6G、BODIPY TMR及びBODIPY−TRのようなアミン反応性BODIPY色素;Cy3、Cy5、6−FAM、フルオレセインイソチオシアネート、HEX、6−JOE、オレゴングリーン488、オレゴングリーン500、オレゴングリーン514、パシフィックブルー、REG、ローダミングリーン、ローダミンレッド、レノグラフィン、ROX、SYPRO、TAMRA、2’,4’,5’,7’−テトラブロモスルホンフルオレセイン及びTET。
蛍光標識されたリボヌクレオチドの具体例は、Molecular Probesから入手可能であり、これらは、アレクサフルオール488−5−UTP、フルオレセイン−12−UTP、BODIPY FL−14−UTP、BODIPY TMR−14−UTP、テトラメチルローダミン−6−UTP、アレクサフルオール546−14−UTP、テキサスレッド−5−UTP及びBODIPY TR−14−UTPを含む。その他の蛍光リボヌクレオチドは、Cy3−UTP及びCy5−UTPのようにAmersham Biosciencesから入手可能である。蛍光標識されたデオキシリボヌクレオチドの例は、ジニトロフェニル(DNP)−11−dUTP、カスケードブルー−7−dUTP、アレクサフルオール488−5−dUTP、フルオレセイン−12−dUTP、オレゴングリーン488−5−dUTP、BODIPY FL−14−dUTP、ローダミングリーン−5−dUTP、アレクサフルオール532−5−dUTP、BODIPY TMR−14−dUTP、テトラメチルローダミン−6−dUTP、アレクサフルオール546−14−dUTP、アレクサフルオール568−5−dUTP、テキサスレッド−12−dUTP、テキサスレッド−5−dUTP、BODIPY TR−14−dUTP、アレクサフルオール594−5−dUTP、BODIPY 630/650−14−dUTP、BODIPY 650/665−14−dUTP;アレクサフルオール488−7−OBEA−dCTP、アレクサフルオール546−16−OBEA−dCTP、アレクサフルオール594−7−OBEA−dCTP、アレクサフルオール647−12−OBEA−dCTPを含む。核酸を、2つの異なる標識で標識してもよいことが企図される。さらに、蛍光共鳴エネルギー転移(FRET)を本発明の方法において採用してもよい(例えばKlostermeierら、2002;Emptage、2001;Didenko、2001(それぞれ参照により組み込まれている))。チアゾールオレンジ−エチジウムヘテロダイマー及びTOTABのような蛍光エネルギー転移色素を用いてもよい。
代わりに、標識は、それ自体検出可能でないが、間接的に検出可能であるか又は標的の核酸の単離若しくは分離を可能にするものであってもよい。例えば、標識は、ビオチン、ジゴキシゲニン、多価カチオン、キレート化基及び抗体に対するリガンドを含むその他のリガンドであり得る。
可視化技術
標識された核酸を可視化又は検出するためのいくつかの技術が容易に利用可能である。Stanley T.Crooke、2000による参考文献は、このような技術について考察している(第6章)(これは、参照により組み込まれている)。このような技術は、顕微鏡観察、アレイ、蛍光分析、ライトサイクラー又はその他のリアルタイムPCR(商標)機器、FACS分析、シンチレーションカウンタ、ホスホイメージャー、ガイガーカウンタ、MRI、CAT、抗体に基づく検出法(ウェスタン、免疫蛍光、免疫組織化学)、組織化学的技術、HPLC(Griffeyら、1997)、分光法、キャピラリーゲル電気泳動(Cumminsら、1996)、分光法;質量分析;放射線技術;並びに物質収支技術を含む。代わりに、核酸は、核酸の効率的な単離を可能にするために標識化又はタグ付加されてもよい。本発明のその他の実施形態では、核酸は、ビオチン付加される。
2以上の異なる色の標識を採用する場合、蛍光共鳴エネルギー転移(FRET)技術を採用して、dsRNAを特徴決定できる。さらに、当業者は、標識された核酸を可視化、同定及び特徴決定する方式をよく理解しており、したがって、このようなプロトコールを本発明の一部として用いてもよい。用いることができるツールの例は、蛍光顕微鏡、バイオアナライザ(BioAnalyzer)、プレートリーダー、ストーム(Storm)(Molecular Dynamics)、アレイスキャナー、FACS(蛍光標示式細胞分取器)又は蛍光分子を励起して検出する能力を有する任意の装置(例えばアクメン(Acumen)[TTP Labtech]プレートサイトメータ)も含む。
アレイの調製
本発明は、miRNAアレイとともに採用することもでき、アレイは、複数のmiRNA分子若しくは前駆miRNA分子に完全に若しくはほぼ相補的又は同一であり、支持体材料上に空間的に分離された編制で配置された核酸分子(プローブ)の整列されたマクロアレイ又はマイクロアレイである。マクロアレイは、典型的に、ニトロセルロース又はナイロンのシートであり、その上にプローブがスポットされている。マイクロアレイには、10,000までの核酸分子が典型的に1〜4平方センチメートルの領域にはまることができるように、核酸プローブがより密に配置されている。マイクロアレイは、核酸分子、例えば遺伝子、オリゴヌクレオチドなどを基材上にスポットするか、又はオリゴヌクレオチド配列をin situで基材上に組み立てることにより製作できる。スポット又は組み立てられた核酸分子は、1平方センチメートル当たり約30までの非同一核酸分子又はそれ以上、例えば1平方センチメートル当たり約100又は1000さえまでの高密度マトリックスパターンで用いることができる。マイクロアレイは、フィルタアレイのニトロセルロースベースの材料とは対照的に、固体支持体としてコーティングガラスを典型的に用いる。miRNA相補核酸試料の整列されたアレイを有することにより、各試料の位置を追跡して、元来の試料と連結させることができる。複数の別個の核酸プローブが固体支持体の表面と安定的に会合した様々な異なるアレイデバイスが、当業者に知られている。アレイ用に有用な基材は、ナイロン、ガラス及びシリコンを含む。このようなアレイは、平均プローブ長さ、プローブの配列又は型、プローブとアレイ表面との間の結合の性質、例えば共有又は非共有などを含むいくつかの異なる方式で変動できる。
マイクロアレイを調製するための代表的な方法及び装置は、例えば米国特許第5,143,854号、米国特許第5,202,231号、米国特許第5,242,974号、米国特許第5,288,644号、米国特許第5,324,633号、米国特許第5,384,261号、米国特許第5,405,783号、米国特許第5,412,087号、米国特許第5,424,186号、米国特許第5,429,807号、米国特許第5,432,049号、米国特許第5,436,327号、米国特許第5,445,934号、米国特許第5,468,613号、米国特許第5,470,710号、米国特許第5,472,672号、米国特許第806号、米国特許第5,525,464号、米国特許第5,503,980号、米国特許第5,510,270号、米国特許第5,525,464号、米国特許第5,527,681号、米国特許第5,529,756号、米国特許第5,532,128号、米国特許第5,545,531号、米国特許第5,547,839号、米国特許第5,554,501号、米国特許第5,556,752号、米国特許第5,561,071号、米国特許第5,571,639号、米国特許第5,580,726号、米国特許第5,580,732号、米国特許第5,593,839号、米国特許第5,599,695号、米国特許第5,599,672号、米国特許第5,610,287号、米国特許第5,624,711号、米国特許第5,631,134号、米国特許第5,639,603号、米国特許第5,654,413号、米国特許第5,658,734号、米国特許第5,661,028号、米国特許第5,665,547号、米国特許第5,667,972号、米国特許第5,695,940号、米国特許第5,700,637号、米国特許第5,744,305号、米国特許第5,800,992号、米国特許第5,807,522号、米国特許第5,830,645号、米国特許第5,837,196号、米国特許第5,871,928号、米国特許第5,847,219号、米国特許第5,876,932号、米国特許第5,919,626号、米国特許第6,004,755号、米国特許第6,087,102号、米国特許第6,368,799号、米国特許第6,383,749号、米国特許第6,617,112号、米国特許第6,638,717号、米国特許第6,720,138並びに国際公開第93/17126号パンフレット、国際公開第95/11995号パンフレット、国際公開第95/21265号パンフレット、国際公開第95/21944号パンフレット、国際公開第95/35505号パンフレット、国際公開第96/31622号パンフレット、国際公開第97/10365号パンフレット、国際公開第97/27317号パンフレット、国際公開第99/35505号パンフレット、国際公開第09923256号パンフレット、国際公開第09936760号パンフレット、国際公開第0138580号パンフレット、国際公開第0168255号パンフレット、国際公開第03020898号パンフレット、国際公開第03040410号パンフレット、国際公開第03053586号パンフレット、国際公開第03087297号パンフレット、国際公開第03091426号パンフレット、国際公開第03100012号パンフレット、国際公開第04020085号パンフレット、国際公開第04027093号パンフレット、EP373 203、EP785 280、EP799 897及びUK8 803 000(これらの開示は全て本明細書に参照により組み込まれている)に記載されている。アレイは、高密度アレイであって、100以上の異なるプローブを含有できることが企図される。アレイは、1000、16,000、65,000、250,000又は1,000,000以上の異なるプローブを含有できることが企図される。プローブは、1つ又は複数の異なる生物における標的に向けることができる。オリゴヌクレオチドプローブは、いくつかの実施形態では5〜50、5〜45、10〜40又は15〜40ヌクレオチド長の範囲であり、あるいくつかの実施形態では、オリゴヌクレオチドプローブは、20〜25ヌクレオチド長である。
アレイにおけるそれぞれの異なるプローブ配列の位置及び配列は、一般的にわかっている。さらに、多数の異なるプローブが、比較的小さい面積を占めて、一般的に、cm当たり約60、100、600、1000、5,000、10,000、40,000、100,000又は400,000より多い異なるオリゴヌクレオチドプローブのプローブ密度を有する高密度アレイを提供できる。アレイの表面積は、約1、1.6、2、3、4、5、6、7、8、9若しくは10cm以下であり得る。
さらに、当業者は、アレイを用いて生成されたデータを容易に分析できる。このようなプロトコールは、上に開示され、国際公開第9743450号パンフレット、国際公開第03023058号パンフレット、国際公開第03022421号パンフレット、国際公開第03029485号パンフレット、国際公開第03067217号パンフレット、国際公開第03066906号パンフレット、国際公開第03076928号パンフレット、国際公開第03093810号パンフレット、国際公開第03100448A1号パンフレット(これらの全ては具体的に参照により組み込まれている)で見出される情報を含む。
最近、溶液ハイブリダイゼーションとその後の固定化及び同定に基づく代替プロファイリング法、例えばイルミナ(Illumina)プラットフォームが利用可能になっている。
試料調製
広範囲の試料のmiRNAを、本明細書に記載するアッセイを用いて分析できることが企図される。内因性miRNAをいくつかの実施形態で用いることが企図されるが、内因性miRNA又は前駆miRNAと同一の核酸を含む組換え又は合成miRNAも、本明細書で記載するようにして取り扱って分析できる。試料は、生体試料であってもよく、その場合、試料は、血液、CSF、組織、器官、腫瘍、精液、痰、便、尿、唾液、涙、その他の体液、毛包、皮膚又は生体細胞を含有するか若しくは生体細胞で構成される任意の試料からであり得る。代わりに、試料は、生体試料でないが、無細胞反応混合物(1つ又は複数の生体酵素を含有し得る)のような化学的混合物であってもよい。
疾患とつながりがあるmiRNAを同定するための細胞アッセイ
具体的に企図される応用は、新血管新生の減少及び/又は抗血管新生活性の誘導に貢献するmiRNA(それら自体が疾患若しくは状態の一部分であるか又はそうでなければ特定の疾患状況と関連し得る)を同定することを含む。さらに、企図される応用は、新血管新生を減少及び/又は抗血管新生活性を誘導できるmiRNAの同定を含む。また、miRNA機能は、新血管新生と関連する特定の疾患又は状態に感受性であると考えられる試料と、その疾患若しくは状態に感受性でないか又は耐性であると考えられる試料との間で比較してもよい。本発明のRNA分子を用いて、前の項で論じた疾患若しくは状態のいずれかを治療するか、又は前の項で論じた細胞経路のいずれかをモジュレートできることが具体的に企図される。具体的に企図される応用は、新血管新生細胞プロセスに貢献し、及び/又は抗血管新生活性を誘導するmiRNA(それら自体が疾患の一部分であるか又はそうでなければ特定の疾患状況と関連し得る)を同定することを含む。また、miRNA機能は、新血管新生と関連する特定の疾患又は状態に感受性であると考えられる試料と、その疾患若しくは状態に感受性でないか又は耐性であると考えられる試料との間で比較してもよい。
異なる治療薬の効力は、本発明に従って定義され用いられるmiRNAにより改変できる。新血管新生を減少させ及び/又は抗血管新生活性を誘導するmiRNA分子、その等価物又は供給源は、例えば化学治療及び免疫治療に対する感受性を増強できる。このような治療薬は、それらに限定されないが、化学治療薬を含む。「化学治療剤」は、がんの治療において投与される化合物又は組成物を意味するために用いられる。これらの薬剤又は薬物は、細胞内のそれらの活性の様式、例えばそれらが細胞周期に影響するか、及びどの段階で影響するかにより類別される。代わりに、薬剤は、DNAを直接架橋するか、DNAにインターカレートするか、又は核酸合成に影響することにより染色体及び有糸分裂異常を誘導する薬剤の能力に基づいて特徴付けることができる。ほとんどの化学治療剤は、以下のカテゴリーに入る:アルキル化剤、代謝拮抗剤、抗腫瘍抗生物質、有糸分裂阻害剤及びニトロソウレア。
化学治療剤の例は、6−メルカプトプリン、チアミプリン、チオグアニン;アンシタビン、アザシチジン、6−アザウリジン、カルモフール、シタラビン、ジデオキシウリジン、ドキシフルリジン、エノシタビン、フロクスウリジンのようなピリミジン類似体;カルステロン、プロピオン酸ドロモスタノロン、エピチオスタノール、メピチオスタン、テストラクトンのようなアンドロゲン;アミノグルテチミド、ミトタン、トリロスタンのような副腎皮質ホルモン合成阻害物質;フォリン酸のような葉酸補充物質;アセグラトン;アルドホスファミドグリコシド;アミノレブリン酸;エニルウラシル;アムサクリン;ベストラブシル;ビサントレン;エダトレキサート;デフォファミン;デメコルシン;ジアジキノン;エフロルニチン;酢酸エリプチニウム;エポチロン;エトグルシド;硝酸ガリウム;ヒドロキシウレア;レンチナン;ロニダミン;マイタンシン及びアンサマイトシンのようなマイタンシノイド;ミトグアゾン;ミトキサントロン;モピダンモール;ニトラエリン;ペントスタチン;フェナメット;ピラルビシン;ロソキサントロン;ポドフィリン酸;2−エチルヒドラジド;プロカルバジン;PSK多糖複合体;ラゾキサン;リゾキシン;シゾフィラン;スピロゲルマニウム;テヌアゾン酸;トリアジクオン;2,2’,2’’−トリクロロトリエチルアミン;トリコテセン(特にT−2トキシン、ベラクリンA、ロリジンA及びアングイジン);ウレタン;ビンデシン;ダカルバジン;マンノムスチン;ミトブロニトール;ミトラクトール;ピポブロマン;ガシトシン;アラビノシド(「Ara−C」);シクロホスファミド;チオテパ;タキソイド、例えばパクリタキセル及びドセタキセル;クロラムブシル;ゲムシタビン;6−チオグアニン;メルカプトプリン;メトトレキセート;シスプラチン、オキサリプラチン及びカルボプラチンのような白金配位錯体;ビンブラスチン;白金;エトポシド(VP−16);イホスファミド;ミトキサントロン;ビンクリスチン;ビノレルビン;ノバントロン;テニポシド;エダトレキセート;ダウノマイシン;アミノプテリン;ゼローダ;イバンドロネート;イリノテカン(例えばCPT−Il);トポイソメラーゼ阻害剤RFS2000;ジフルオロメチルオルニチン(DFMO);レチノイン酸のようなレチノイド;カペシタビン;並びに上記のいずれかの薬学的に許容される塩、酸又は誘導体を含む。
この定義には、例えばタモキシフェン、ラロキシフェン、ドロロキシフェン、4−ヒドロキシタモキシフェン、トリオキシフェン、ケオキシフェン、LYl 17018、オナプリストン及びトレミフェンを含む抗エストロゲン及び選択的エストロゲン受容体調節物質(SERM);例えば4(5)−イミダゾール、アミノグルテチミド、酢酸メゲストロール、エキセメスタン、ホルメスタン、ファドロゾール、ボロゾール、レトロゾール及びアナストロゾールのような、副腎におけるエストロゲン生成を調節する酵素であるアロマターゼを阻害するアロマターゼ阻害剤;並びにフルタミド、ニルタミド、ビカルタミド、リュープロリド及びゴセレリンのような抗アンドロゲン;並びにトロキサシタビン(1,3−ジオキソランヌクレオシドシトシン類似体);アンチセンスオリゴヌクレオチド、例えばPKC−α、Raf及びH−Rasのような、特に異常細胞増殖に関わるシグナル伝達経路における遺伝子の発現を阻害するもの;VEGF発現阻害剤及びHER2発現阻害剤のようなリボザイム;遺伝子治療ワクチンのようなワクチン、並びに上記のいずれかの薬学的に許容される塩、酸又は誘導体のような腫瘍に対するホルモンの作用を調節又は阻害するように作用する抗ホルモン剤も含まれる。米国FDAにより承認された腫瘍学薬物と、それらの承認された効能のリストは、ワールドワイドウェブでaccessdata.fda.gov/scripts/cder/onctools/druglist.cfm.において見出すことができる。さらに、あるいくつかの経路において異なる活性を有する試料も比較できることが企図される。このような細胞経路は、それらに限定されないが、以下のものを含む:それらに限定されないが、環状AMP、プロテインキナーゼA、Gタンパク質共役受容体、アデニリルシクラーゼ、L−セレクチン、E−セレクチン、PECAM、VCAM−I、α−アクチニン、パキシリン、カドヘリン、AKT、インテグリン−α、インテグリン−β、RAF−I、ERK、PI−3キナーゼ、ビンクリン、マトリクスメタロプロテイナーゼ、Rho GTPアーゼ、p85、トレフォイルファクター、プロフィリン、FAK、MAPキナーゼ、Ras、カベオリン、カルパイン−1、カルパイン−2、上皮増殖因子受容体、ICAM−1、ICAM−2、コフィリン、アクチン、ゲルソリン、RhoA、Rac、ミオシン軽鎖キナーゼ、血小板由来増殖因子受容体若しくはエズリンに関与するものを含む任意の接着又は運動性経路;それらに限定されないが、AKT、Fasリガンド、NFKB、カスパーゼ−9、PBキナーゼ、カスパーゼ−3、カスパーゼ−7、ICAD、CAD、EndoG、グランザイムB、Bad、Bax、Bid、Bak、APAF−I、チトクロムC、p53、ATM、Bcl−2、PARP、Chkl、Chk2、Rho−21、c−Jun、Rho73、Rad51、Mdm2、Rad50、c−Abl、BRCA−I、パーフォリン、カスパーゼ−4、カスパーゼ−8、カスパーゼ−6、カスパーゼ−1、カスパーゼ−2、カスパーゼ−10、Rho、Junキナーゼ、Junキナーゼキナーゼ、Rip2、ラミン−A、ラミン−Bl、ラミン−B2、Fas受容体、H2O2、グランザイムA、NADPHオキシダーゼ、HMG2、CD4、CD28、CD3、TRADD、IKK、FADD、GADD45、DR3細胞死受容体、DR4/5細胞死受容体、FLIPs、APO−3、GRB2、SHC、ERK、MEK、RAF−1、環状AMP、プロテインキナーゼA、E2F、網膜芽細胞腫タンパク質、Smac/Diablo、ACH受容体、14−3−3、FAK、SODD、TNF受容体、RTP、サイクリン−Dl、PCNA、BcI−XL、PIP2、PIP3、PTEN、ATM、Cdc2、プロテインキナーゼC、カルシニューリン、IKKα、IKKβ、IKKγ、SOS−I、c−FOS、Traf−1、Traf−2、IκBβ又はプロテアソームに関与するものを含む任意のアポトーシス経路;それらに限定されないが、プロテインキナーゼA、一酸化窒素、カベオリン−1、アクチン、カルシウム、プロテインキナーゼC、Cdc2、サイクリンB、Cdc25、GRB2、SRCプロテインキナーゼ、ADP−リボシル化因子(ARF)、ホスホリパーゼD、AKAP95、p68、オーロラB、CDKl、Eg7、ヒストンH3、PKAc、CD80、PI3キナーゼ、WASP、Arp2、Arp3、p34、p20、PP2A、アンジオテンシン、アンジオテンシン変換酵素、プロテアーゼ活性化受容体−1、プロテアーゼ活性化受容体−4、Ras、RAF−I、PLCβ、PLCγ、COX−I、Gタンパク質共役受容体、ホスホリパーゼA2、IP3、SUMO1、SUMO2/3、ユビキチン、Ran、Ran−GAP、Ran−GEF、p53、グルココルチコイド、グルココルチコイド受容体、SWI/SNF複合体の構成成分、RanBPl、RanBP2、インポーチン、エクスポーチン、RCCl、CD40、CD40リガンド、p38、DCKα、IKKβ、NFKB、TRAF2、TRAF3、TRAF5、TRAF6、IL−4、IL−4受容体、CDK5、AP−I転写因子、CD45、CD4、T細胞受容体、MAPキナーゼ、神経増殖因子、神経増殖因子受容体、c−Jun、c−Fos、Junキナーゼ、GRB2、SOS−I、ERK−I、ERK、JAK2、STAT4、IL−12、IL−12受容体、一酸化窒素合成酵素、TYK2、IFNγ、エラスターゼ、IL−8、エピセリン、IL−2、IL−2受容体、CD28、SMAD3、SMAD4、TGFβ若しくはTGFβ受容体に関与するものを含む任意の細胞活性化経路;それらに限定されないが、TNF、SRCプロテインキナーゼ、Cdc2、サイクリンB、Grb2、Sos−1、SHC、p68、オーロラキナーゼ、プロテインキナーゼA、プロテインキナーゼC、Eg7、p53、サイクリン、サイクリン依存性キナーゼ、神経増殖因子、上皮増殖因子、網膜芽細胞腫タンパク質、ATF−2、ATM、ATR、AKT、CHKl、CHK2、14−3−3、WEEl、CDC25 CDC6、複製開始点認識複合体タンパク質、pl5、pl6、p27、p21、ABL、c−ABL、SMAD、ユビキチン、SUMO、熱ショックタンパク質、Wnt、GSK−3、アンジオテンシン、p73任意のPPAR、TGFα、TGFβ、p300、MDM2、GADD45、Notch、cdc34、BRCA−I、BRCA−2、SKPl、プロテアソーム、CULl、E2F、pi07、ステロイドホルモン、ステロイドホルモン受容体、IκBα、IκBβ、Sin3A、熱ショックタンパク質、Ras、Rho、ERK、IKK、PI3キナーゼ、Bcl−2、Bax、PCNA、MAPキナーゼ、ダイニン、RhoA、PKAc、環状AMP、FAK、PIP2、PIP3、インテグリン、トロンボポエチン、Fas、Fasリガンド、PLK3、MEK、JAK、STAT、アセチルコリン、パキシリン、カルシニューリン、p38、インポーチン、エクスポーチン、Ran、Rad50、Rad51、DNAポリメラーゼ、RNAポリメラーゼ、Ran−GAP、Ran−GEF、NuMA、Tpx2、RCCl、ソニックヘッジホッグ、Crml、Patched(Ptc−1)、MPF、CaMキナーゼ、チューブリン、アクチン、動原体関連タンパク質、セントロメア結合タンパク質、テロメラーゼ、TERT、PP2A、c−MYC、インスリン、T細胞受容体、B細胞受容体、CBP、1KB、NFKB、RACl、RAFl、EPO、ジアシルグリセロール、c−Jun、c−Fos、Junキナーゼ、低酸素誘導因子、GATA4、β−カテニン、α−カテニン、カルシウム、アレスチン、サバイビン、カスパーゼ、プロカスパーゼ、CREB、CREM、カドヘリン、PECAM、副腎皮質ステロイド、コロニー刺激因子、カルパイン、アデニリルシクラーゼ、増殖因子、一酸化窒素、膜貫通受容体、レチノイド、Gタンパク質、イオンチャネル、転写活性化因子、転写活性化補助因子、転写リプレッサー、インターロイキン、ビタミン、インターフェロン、転写コリプレッサー、核膜孔、窒素、毒素、タンパク質分解若しくはリン酸化に関与するものを含む任意の細胞周期調節、シグナル伝達又は分化経路;或いはそれらに限定されないが、アミノ酸生合成、脂肪酸酸化、神経伝達物質及びその他の細胞シグナル伝達物質の生合成、ポリアミンの生合成、脂質及びスフィンゴ脂質の生合成、アミノ酸及び栄養分の異化、ヌクレオチド合成、エイコサノイド、電子伝達反応、ER関連分解、解糖、線維素溶解、ケトン体の形成、ファゴソームの形成、コレステロール代謝、食物摂取の制御、エネルギー恒常性、プロトロンビン活性化、ラクトース及びその他の糖の合成、多剤耐性、ホスファチジルコリンの生合成、プロテアソーム、アミロイド前駆体タンパク質、Rab GTPアーゼ、デンプン合成、糖鎖付加、ホスホグリセリドの合成、ビタミン、クエン酸回路、IGF−I受容体、尿素回路、小胞輸送若しくは再利用経路に関与するものを含む任意の代謝経路。本発明の核酸分子は、上記の経路又は因子のいずれかに関する診断及び治療方法において採用できることがさらに企図される。よって、本発明のいくつかの実施形態では、上記の経路若しくは因子の1つ又は複数を阻害、排除、活性化、誘導、増加或いはそうでなければモジュレートするmiRNA分子、その等価物、模倣物又は供給源が、本発明の方法の一部分として企図される。核酸は、そのmiRNAと上記の経路のいずれかとの関係に基づいて、疾患又は状態を診断するために用いることができる。
その他のアッセイ
アレイ及びマイクロアレイの使用に加えて、いくつかの異なるアッセイを採用してmiRNA、それらの活性及びそれらの効果を分析できることが企図される。このようなアッセイは、それらに限定されないが、RT−PCR、in situハイブリダイゼーション、ハイブリダイゼーションプロテクションアッセイ(HPA)(GenProbe)、分岐DNA(bDNA)アッセイ(Collins、M.L.ら(1997).Nucleic Acids Research 25:2979〜2984頁)、ローリングサークル増幅(RCA)、単分子ハイブリダイゼーション検出(US Genomics)、インベーダ(Invader)アッセイ(ThirdWave Technologies)及びブリッジライゲーションアッセイ(Qiagen)を含む。このような方法をアレイの関係において、及び診断アッセイの関係において用い得ることが企図される。
治療及び診断への応用
表現型形質に影響するmiRNAは、治療への応用及び(特定のmiRNAの存在又は非存在をスクリーニングすることにより)診断への応用のための介入点を提供する。本発明のRNA分子を用いて、前の項で論じた任意の疾患又は状態を治療できることが具体的に企図される。さらに、上記の方法のいずれも、本発明の治療及び診断の態様に関して採用できる。例えば、miRNAの検出又はmiRNAのスクリーニングに関する方法は、診断の関係においても採用できる。治療への応用では、有効量の本発明のmiRNAを、動物であるか又はそうでなくてもよい細胞に投与する。いくつかの実施形態では、治療有効量の本発明のmiRNAを、疾患又は状態の治療のために個体に投与する。用語「有効量」は、本明細書で用いる場合、本発明の分子が投与された細胞又は組織において所望の生理的変化をもたらすために必要な本発明の分子の量と定義される。用語「治療有効量」は、本明細書で用いる場合、本明細書で早くに定義した新血管新生と関連する疾患又は状態に関して所望の効果を達成する本発明の分子の量と定義される。当業者は、多くの場合において、分子は治癒をもたらさないが、少なくとも1つの症状の緩和又は改善のような部分的利益をもたらすことがあることを容易に認識する。いくつかの実施形態では、いくらかの利益を有する生理的変化も治療上有益であるとみなす。よって、いくつかの実施形態では、生理的変化をもたらす分子の量は、「有効量」又は「治療有効量」とみなす。
いくつかの実施形態では、分子は、別の動物からとは反対に、特定の動物からのmiRNA配列に相当する配列を有する。よって、いくつかの実施形態では、ヒト配列が本発明のRNA分子において利用される。in vivo実験では、miRNA配列は、ヒト配列と比較して試験動物において異なることがある。この場合、ヒト配列とは異なるmiRNAを用いて動物における治療効果を証明できる。動物において試験したこの配列を用いて得られた結果は、対応するmiRNA分子を用いたヒトにおける推定の期待される結果であり得る。
投与の形態及び製剤
本発明の核酸分子は、単独又は医薬組成物の形で、状態又は疾患の治療のために対象に投与してもよい。医薬組成物は、薬学的に用いることができる調製物へのmiRNAの加工を容易にする1つ若しくは複数の生理的に許容される担体、希釈剤、賦形剤又は佐剤を用いて従来の様式で処方できる。適切な製剤は、選択される投与経路に依存する。局部投与のために、本発明のmiRNAは、当該技術において公知であるように、液剤、ゲル、軟膏剤、クリーム、懸濁剤などとして処方できる。全身製剤は、注射、例えば皮下、静脈内、筋内、髄腔内、又は腹腔内注射による投与のために設計されたもの、及び経皮、経粘膜、吸入、経口又は肺投与のために設計されたものを含む。注射のために、本発明の核酸は、水溶液、好ましくはハンクス液、リンゲル液又は生理食塩緩衝液のような生理的に適合する緩衝液中で処方できる。溶液は、懸濁化剤、安定化剤及び/又は分散剤のような処方剤を含有してもよい。代わりに、核酸分子は、適切な媒体、例えば滅菌無パイロジェン水で使用前に構成するための粉末の形であってもよい。経粘膜投与のために、透過させる関門について適切な浸透剤を製剤において用いる。このような浸透剤は、当該技術において一般的に知られている。経口投与のために、核酸は、分子を、当該技術において公知の薬学的に許容される担体と組み合わせることにより容易に処方できる。このような担体により、本発明の核酸は、治療される患者が経口摂取するための錠剤、丸剤、糖衣錠、カプセル剤、液剤、ゲル、シロップ剤、スラリー、懸濁剤などとして処方できる。例えば散剤、カプセル剤及び錠剤のような経口固体製剤のために、適切な賦形剤は、糖、例えばラクトース、スクロース、マンニトール及びソルビトールのような充填剤;トウモロコシデンプン、コムギデンプン、コメデンプン、バレイショデンプン、ゼラチン、トラガカントガム、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、及び/又はポリビニルピロリドン(PVP)のようなセルロース調製物;造粒剤;並びに結合剤を含む。所望により、架橋ポリビニルピロリドン、寒天又はアルギン酸若しくはアルギン酸ナトリウムのようなその塩のような崩壊剤を加えてもよい。所望により、固体剤形は、標準的な技術を用いて糖コーティング又は腸溶コーティングしてもよい。例えば懸濁剤、エリキシル剤及び液剤のような経口液体調製物のために、適切な担体、賦形剤又は希釈剤は、水、グリコール、油、アルコールなどを含む。さらに、香料、保存剤、着色剤などを加えてもよい。頬側投与のために、分子は、従来の様式で処方された錠剤、ロゼンジなどの形をとってもよい。吸入による投与のために、本発明に従って用いるための分子は、適切な噴射剤、例えばジクロロジフルオロメタン、トリクロロフルオロメタン、ジクロロテトラフルオロエタン、二酸化炭素又はその他の適切な気体を用いる加圧包装からのエアゾールスプレー又はネブライザーの形で簡便に送達される。加圧エアゾールの場合、投与量単位は、計量された量を送達するための弁を用いることにより決定してもよい。吸入器又は吹き入れ器において用いるためのゼラチンのカプセル及びカートリッジは、核酸とラクトース又はデンプンのような適切な粉末基剤との粉末ミックスを含有して処方してもよい。RNA分子は、例えばカカオ脂又はその他のグリセリドのような従来の坐剤基剤を含有する、坐剤又は停留浣腸のような直腸又は膣組成物中で処方してもよい。
前に記載した製剤に加えて、分子は、デポー調製物として処方してもよい。このような長時間作用性製剤は、植え込み(例えば皮下又は筋内)又は筋内注射により投与してもよい。よって、例えば、分子は、適切なポリマー若しくは疎水性材料(例えば許容できる油中の乳剤として)又はイオン交換樹脂とともに、又はやや溶けにくい誘導体、例えばやや溶けにくい塩として処方してもよい。代わりに、その他の薬学的送達系を採用してもよい。
リポソーム及び乳剤は、本発明の核酸を送達するために用い得る送達媒体の公知の例である。
本発明の核酸は、細胞取り込みを増加させるために担体又は脂質と組み合わせて投与してもよい。例えば、オリゴヌクレオチドは、カチオン性脂質と組み合わせて投与してもよい。カチオン性脂質の例は、それらに限定されないが、リポフェクチン、DOTMA、DOPE及びDOTAPを含む。国際公開第0071096号パンフレット(これは、具体的に参照により組み込まれている)の出版物は、遺伝子治療のために効果的に用いることができるDOTAP;コレステロール又はコレステロール誘導体製剤のような異なる製剤について記載している。その他の開示も、ナノ粒子を含む異なる脂質又はリポソーム製剤及び投与の方法について論じている。これらは、それらに限定されないが、米国特許出願公開第20030203865号、米国特許出願公開第20020150626号、米国特許出願公開第20030032615号及び米国特許出願公開第20040048787号(これらが製剤並びに核酸の投与及び送達のその他の関連する態様について開示する範囲で、具体的に参照により組み込まれている)を含む。粒子を形成するために用いる方法は、米国特許第5,844,107号、米国特許第5,877,302号、米国特許第6,008,336号、米国特許第6,077,835号、米国特許第5,972,901号、米国特許第6,200,801号及び米国特許第5,972,900号(これらは、このような態様について参照により組み込まれている)にも開示されている。核酸は、ポリ−L−リシンのようなカチオン性アミンと組み合わせて投与してもよい。
核酸は、トランスフェリン及びコレステリルのような化学的部分とコンジュゲートしてもよい。さらに、オリゴヌクレオチドは、特異的化学基をオリゴヌクレオチドと連結することにより、あるいくつかの器官又は組織を標的にしてもよい。例えば、オリゴヌクレオチドをマンノース残基の適切なアレイと連結することにより、オリゴヌクレオチドは肝臓を標的にする。その他の標的化リガンドは、Liu B.、Brief Funct.Genomic Proteomic 6:112〜119頁、2007に記載されている。さらなる例は、ガラクトース、N−アセチルガラクトサミン、マンノースのような炭水化物糖;フォレートのようなビタミン;ナプロキセン、イブプロフェン若しくはその他の既知のタンパク質結合分子、トランスフェリン受容体を標的にするトランスフェリン修飾シクロデキストリンともよばれるシクロデキストリン(Hu−Lieskovanら、 2005)、PEI(RGD標的化PEG−PEI、Schiffelersら2004)、アニスアミド、RGD−ペプチド若しくはRGD模倣物、ポリアルギニン、抗TfR単鎖抗体断片/TfRscFv、アネキシンA5(ホスファチジルセリン露出膜を標的にする、Garnier B.ら、Bioconjug Chem.、2009、11:2114〜22頁)、国際公開第2009/126933号パンフレット(核酸を標的化リガンド及びエンドソーム溶解性成分と組み合わせることによる核酸の部位特異的送達のための組成物及び方法について記載している)を含む小分子である。優先的に適切な標的化リガンドは、内皮関連細胞表面タンパク質である。核酸の標的化は、国際公開第2005/111238号パンフレットに記載されるアプタマー技術を用いることにより達成してもよい。さらに、上記の送達媒体に加えて、PEG−脂質、コレステロール、エンドソーム溶解性ヘルパー脂質若しくはペプチド(国際公開第2009/046220号パンフレット)のようなさらなる脂質部分、又は作製されるナノ粒子の全体的な形態(電荷及び粒子サイズにより特徴付けられる)は、がん細胞及び/又は腫瘍脈管構造のいずれかへの標的化特異性を与えることができる。
さらに、分子は、治療剤を含有する固体ポリマーの半透過性マトリクスのような持続放出系を用いて送達してもよい。様々な持続放出材料が確立され、当業者に公知である。持続放出カプセル剤は、それらの化学的性質に依存して、分子を数週間から100日を超えるまでにわたって放出できる。キメラ分子の化学的性質及び生物学的安定性に依存して、分子安定化のためのさらなる方策を採用してもよい。
代わりに、分子は、国際公開第2007011217号パンフレット(これは、本明細書に参照により組み込まれている)に記載される錯体化学に基づく送達系を用いて送達してもよい。
上記に加えて、本発明の分子は、局所又は標的化処理のためにエレクトロポレーションを用いて送達してもよい。エレクトロポレーション法は、当業者に知られており、例えばDaudら(2008)又はBodles−Brakhop(2009)に記載されている。これらの出版物はそれぞれ、参照により組み込まれている。
核酸は、遊離の酸若しくは塩基又は薬学的に許容される塩として上記の製剤のいずれに含まれてもよい。薬学的に許容される塩は、遊離塩基の生物活性を実質的に保持し、無機酸との反応により調製される塩である。薬学的な塩は、対応する遊離塩基形よりも水性及びその他のプロトン性溶媒における溶解性がより高い傾向がある。
本発明の医薬組成物は、薬学的に許容される担体に溶解若しくは分散された有効量の1つ又は複数のmiRNA分子を含む。「薬学的又は薬理学的に許容される」との句は、適切であれば例えばヒトのような動物に投与した場合に、有害、アレルギー性又はその他の不適当な反応を生成しないか又は許容されるそのような反応を生成する分子物体及び組成物のことをいう。ある有害な影響が許容されるかは、疾患の重篤度に基づいて決定される。少なくとも1つのキメラポリペプチド又はさらなる活性成分を含有する医薬組成物の調製物は、Remington’s Pharmaceutical Sciences、第18版Mack Printing Company、1990(本明細書に参照により組み込まれている)に例示されるように、本開示に鑑みて当業者に知られている。さらに、動物(例えばヒト)投与のために、調製物は、FDA Office of Biological Standardsにより要求される滅菌性、発熱性、全体的な安全性及び純度の基準を満たすべきであると理解される。
本明細書で用いる場合、「薬学的に許容される担体」は、当業者に知られるように、任意の及び全ての溶媒、分散媒、コーティング、界面活性剤、抗酸化剤、保存剤(例えば抗菌剤、抗真菌剤)、等張化剤、吸収遅延剤、塩、保存剤、薬物、薬物安定化剤、ゲル、結合剤、賦形剤、崩壊剤、滑沢剤、甘味料、香料、色素などの材料及びそれらの組み合わせを含む(例えばRemington’s Pharmaceutical Sciences、第18版Mack Printing Company、1990、1289〜1329頁(本明細書に参照により組み込まれている)を参照されたい)。任意の従来の担体が活性成分と適合しない場合を除いて、治療又は医薬組成物における該担体の使用が企図される。
miRNAは、miRNAが固体、液体又はエアゾールの形で投与されるか、そしてmiRNAが注射のような投与の経路のために滅菌される必要があるかに依存して、異なる型の担体を含むことができる。本発明は、当業者に知られるように、静脈内、皮内、動脈内、腹腔内、病巣内、頭蓋内、関節内、前立腺内、胸膜内、気管内、鼻内、硝子体内、膣内、直腸内、局部、腫瘍内、筋内、腹腔内、皮下、結膜下、小胞内、粘膜、心膜内、臍帯内、眼内、経口、局部、局所、吸入(例えばエアゾール吸入)、注射、注入、持続注入、局所灌流、標的細胞を浴に直接入れること、カテーテルにより、洗浄により、クリーム(cremes)で、脂質組成物(例えばリポソーム)で、若しくはその他の方法により、又は上記の任意の組み合わせで投与できる(例えばRemington’s Pharmaceutical Sciences、第18版Mack Printing Company、1990(本明細書に参照により組み込まれている)を参照されたい)。
動物又は患者に投与される本発明の組成物の実際の投与量は、体重、状態の重篤度、治療される疾患の型、以前の又は併用される治療的介入、患者の特発性及び投与の経路のような身体的及び生理的因子により決定できる。投与を担当する医師が、とにかく、個別の対象についての組成物中の活性成分(複数可)の濃度及び適切な用量(複数可)を決定する。
あるいくつかの実施形態では、医薬組成物は、例えば、少なくとも約0.1%の活性化合物を含有することがある。その他の実施形態では、活性化合物は、単位の重量の2%〜75%、又は例えば25%〜60%及びその中の導き出せる任意の範囲で含まれることがある。その他の非限定的な例では、用量は、投与当たり1マイクログラム/kg/体重未満、又は1マイクログラム/kg/体重、5マイクログラム/kg/体重、10マイクログラム/kg/体重、50マイクログラム/kg/体重、100マイクログラム/kg/体重、200マイクログラム/kg/体重、350マイクログラム/kg/体重、500マイクログラム/kg/体重、1ミリグラム/kg/体重、5ミリグラム/kg/体重、10ミリグラム/kg/体重、50ミリグラム/kg/体重、100ミリグラム/kg/体重、200ミリグラム/kg/体重、350ミリグラム/kg/体重若しくは500ミリグラム/kg/体重から1000mg/kg/体重以上まで及びその中の導き出せる任意の範囲を含むこともある。本明細書で列挙する数から導き出せる範囲の非限定的な例では、5mg/kg/体重〜100mg/kg/体重、5マイクログラム/kg/体重〜500ミリグラム/kg/体重などの範囲を、上記の数に基づいて、投与できる。
いずれの場合においても、組成物は、1つ又は複数の成分の酸化を遅らせるために、様々な抗酸化剤を含むことができる。さらに、微生物の作用は、それらに限定されないが、パラベン(例えばメチルパラベン、プロピルパラベン)、クロロブタノール、フェノール、ソルビン酸、チメロサール又はそれらの組み合わせを含む様々な抗菌剤及び抗真菌剤のような保存剤により防止できる。
分子は、遊離塩基、中和又は塩の形で組成物中に処方してもよい。薬学的に許容される塩は、酸付加塩、例えばタンパク性組成物の遊離アミノ基と形成されたもの、或いは例えば塩酸若しくはリン酸のような無機酸又は酢酸、シュウ酸、酒石酸若しくはマンデル酸のような有機酸と形成されたものを含む。遊離カルボキシル基と形成された塩も、例えば水酸化ナトリウム、カリウム、アンモニウム、カルシウム若しくは水酸化第二鉄のような無機塩基又はイソプロピルアミン、トリメチルアミン、ヒスチジン若しくはプロカインのような有機塩基に由来できる。
組成物が液体の形である実施形態では、担体は、それらに限定されないが、水、エタノール、ポリオール(例えばグリセロール、プロピレングリコール、液体ポリエチレングリコールなど)、脂質(例えばトリグリセリド、植物油、リポソーム)及びそれらの組み合わせを含む溶媒又は分散媒であり得る。適度な流動性は、例えば、レシチンのようなコーティングを用いることにより、例えば液体ポリオール若しくは脂質のような担体中に分散することによって要求される粒子サイズを維持することにより、例えばヒドロキシプロピルセルロースのような界面活性剤を用いることにより、又はそのような方法の組み合わせにより維持できる。多くの場合、例えば糖、塩化ナトリウム又はそれらの組み合わせのような等張化剤を含むことが好ましい。
その他の実施形態では、本発明において点眼剤、点鼻溶液若しくは点鼻スプレー、エアゾール又は吸入剤を用いることができる。このような組成物は、一般的に、標的組織の型に適合するように設計される。非限定的な例では、点鼻溶液は、通常、液滴又はスプレーで鼻孔に投与するように設計された水溶液である。点鼻溶液は、鼻分泌物と多くの点で類似するように調製して、線毛の通常の作用を維持する。よって、好ましい実施形態では、水性点鼻溶液は、通常、等張であるか又はわずかに緩衝して、pHを約5.5〜約6.5に維持する。さらに、点眼用調製物において用いられるものと同様の抗菌保存剤、薬物、又は適当な薬物安定化剤を必要であれば製剤に含めてもよい。例えば、様々な商業的な点鼻用調製物が知られており、抗生物質及び抗ヒスタミン剤のような薬物を含有する。あるいくつかの実施形態では、分子は、経口摂取のような経路による投与のために調製される。これらの実施形態では、固体組成物は、例えば液剤、懸濁剤、乳剤、錠剤、丸剤、カプセル剤(例えばハード又はソフトゼラチンカプセル剤)、持続放出製剤、頬側組成物、トローチ剤、エリキシル剤、懸濁剤、シロップ剤、ウェーハ剤、又はそれらの組み合わせを含んでもよい。経口組成物は、食餌の食物に直接組み込むことができる。経口投与用の好ましい担体は、不活性希釈剤、同化可能な食用担体又はそれらの組み合わせを含む。本発明のその他の態様では、経口組成物は、シロップ剤又はエリキシル剤として調製してもよい。シロップ剤又はエリキシル剤は、例えば少なくとも1つの活性剤、甘味料、保存剤、香料、色素、保存剤又はそれらの組み合わせを含んでもよい。
あるいくつかの好ましい実施形態では、経口組成物は、1つ又は複数の結合剤、賦形剤、崩壊剤、滑沢剤、香料及びそれらの組み合わせを含んでもよい。あるいくつかの実施形態では、組成物は、以下の1つ又は複数を含んでもよい:例えばトラガカントガム、アカシア、トウモロコシデンプン、ゼラチン若しくはそれらの組み合わせのような結合剤;例えばリン酸二カルシウム、マンニトール、ラクトース、デンプン、ステアリン酸マグネシウム、サッカリンナトリウム、セルロース、炭酸マグネシウム若しくはそれらの組み合わせのような賦形剤;例えばトウモロコシデンプン、バレイショデンプン、アルギン酸若しくはそれらの組み合わせのような崩壊剤;例えばステアリン酸マグネシウムのような滑沢剤;例えばスクロース、ラクトース、サッカリン若しくはそれらの組み合わせのような甘味料;例えばペパーミント、冬緑油、サクランボ風味、オレンジ風味などのような香料又は上記の組み合わせ。単位剤形がカプセル剤である場合、これは、上記の型の材料に加えて、液体担体のような担体を含有してもよい。コーティングのような様々なその他の材料が存在してもよいか、又はそうでなければ剤形の物理的な形を変更してもよい。例えば、錠剤、丸剤又はカプセル剤は、シェラック(shellac)、糖又はそれら両方でコーティングしてもよい。
組成物は、製造及び貯蔵の条件下で安定でなければならず、細菌及び真菌のような微生物の混入作用に対して保存されなければならない。内毒素混入は、安全なレベル、例えば0.5ng/mgタンパク質未満にて最小限に保たれるべきであることが認識される。
特定の実施形態では、注射用組成物の吸収の延長を、例えばモノステアリン酸アルミニウム、ゼラチン又はそれらの組み合わせのような吸収を遅延させる物質を組成物中に用いることによりもたらすことができる。
細胞への送達又は輸送に関して上で論じたいずれの実施形態も、この項で論じる医薬化合物の送達を実行することに関して採用できる。
有効投与量
本発明の分子は、一般的に、意図する目的を達成するために有効な量で用いられる。疾患状態を治療又は予防するために用いる場合、本発明の分子又はその医薬組成物は、治療有効量で投与又は施用される。治療有効量は、症状を改善若しくは予防するか、又は治療される患者の生存を延長するために有効な量である。治療有効量の決定は、特に本明細書に示す詳細な開示に鑑みて、十分に当業者の能力の範囲内である。
全身投与のために、治療有効用量は、in vitroアッセイから初期に見積もることができる。例えば、用量を動物モデルにおいて処方して、細胞培養において決定されるEC50を含む循環濃度範囲を達成できる。このような情報を用いて、ヒトにおける有用な用量をより正確に決定できる。
初期投与量は、当該技術において公知の技術を用いてin vivoデータ、例えば動物モデルから見積もることもできる。当業者は、動物データに基づいてヒトへの投与を容易に最適化できる。
投与量及び間隔を個別に調整して、治療効果を維持するために十分な分子の血漿レベルをもたらすことができる。注射による投与についての通常の患者投与量は、0.01〜0.1mg/kg/日又は0.1〜5mg/kg/日、好ましくは0.5〜1mg/kg/日以上の範囲である。治療有効血清レベルは、各日に複数の用量を投与することにより達成してもよい。
局所投与又は選択的取り込みの場合、タンパク質の有効局所濃度は、血漿濃度と関連しないことがある。当業者は、過度の実験を行うことなく、治療有効局所投与量を最適化できる。
投与される分子の量は、もちろん、治療される対象、対象の体重、病気の重篤度、投与の様式及び指示する医師の判断に依存する。
治療は、症状が検出可能である間に又は症状が検出可能でない場合であっても間欠的に反復してもよい。治療は、単独で、又はその他の薬物若しくは治療(手術を含む)と組み合わせて行ってもよい。
毒性
好ましくは、本明細書で記載する分子の治療有効用量は、実質的な毒性を引き起こすことなく治療利益をもたらす。本明細書で記載する分子の毒性は、細胞培養物又は実験動物における標準的な薬学的手順により、例えばLD50(集団の50%にとって致死的な用量)又はLD100(集団の100%にとって致死的な用量)を決定することにより決定できる。毒性と治療効果との間の用量比は、治療指数である。高い治療指数を示すタンパク質が好ましい。これらの細胞培養アッセイ及び動物研究から得られるデータは、ヒトで用いるために毒性でない投与量範囲を処方することにおいて用いることができる。本明細書で記載するタンパク質の投与量は、好ましくは、毒性がほとんど又は全くない有効用量を含む循環濃度の範囲内にある。投与量は、用いる剤形及び利用する投与の経路に依存して、この範囲内で変動してもよい。正確な製剤、投与の経路及び投与量は、患者の状態の観点で個別の医師が選択できる(例えばFinglら、1975、The Pharmacological Basis of Therapeutics中の第1章、1頁を参照されたい)。
ペンダント基
「ペンダント基」を核酸に付着又はコンジュゲートしてもよい。ペンダント基は、核酸の細胞取り込みを増加させることがある。ペンダント基は、核酸のいずれの部分に連結することもできるが、通常、オリゴヌクレオチド鎖の端(複数可)に連結する。ペンダント基の例は、それらに限定されないが、アクリジン誘導体(すなわち2−メトキシ−6−クロロ−9−アミノアクリジン);ソラレン誘導体、アジドフェナクリル、プロフラビン及びアジドプロフラビンのような架橋剤;人工エンドヌクレアーゼ;EDTA−Fe(II)、o−フェナントロリン−Cu(I)及びポルフィリン−Fe(II)のような金属錯体;アルキル化部分;アミノ−1−ヘキサノールブドウ球菌ヌクレアーゼ及びアルカリホスファターゼのようなヌクレアーゼ;ターミナルトランスフェラーゼ;アブザイム;コレステリル部分;親油性担体;ペプチドコンジュゲート;長鎖アルコール;リン酸エステル;アミノ;メルカプト基;放射活性マーカー;色素のような非放射活性マーカー;及びポリリシン又はその他のポリアミンを含む。一例では、核酸は、炭水化物、硫酸化炭水化物又はグリカンにコンジュゲートされる。
キット
本明細書で記載するいずれの組成物も、キットに含まれていてもよい。非限定的な例では、個別のmiRNAは、キットに含まれる。キットは、合成miRNA送達の効果について制御するために用いることができる1つ又は複数の陰性対照合成miRNAをさらに含んでもよい。キットは、水及びハイブリダイゼーション緩衝液をさらに含んで、合成miRNAの2つの鎖のハイブリダイゼーションを容易にしてもよい。キットは、1つ又は複数のトランスフェクション試薬(複数可)も含んで、細胞へのmiRNAの送達を容易にしてもよい。
別の非限定的な例では、複数の合成miRNAがキットに含まれる。キットは、合成miRNA送達の効果について制御するために用いることができる1つ又は複数の陰性対照合成miRNAをさらに含んでもよい。キットは、1つ又は複数のトランスフェクション試薬も含んで、細胞への送達を容易にしてもよい。
キットの成分は、水性媒体中で又は凍結乾燥の形のいずれかで包装してもよい。キットの容器手段は、成分を配置でき、好ましくは適切に分割できる少なくとも1つのバイアル、試験管、フラスコ、瓶、シリンジ又はその他の容器手段を一般的に含む。キット中に1より多い成分がある場合(標識化試薬及び標識は一緒に包装してもよい)、キットは、追加の成分を分けて配置できる第2の、第3の又はその他の追加の容器も一般的に含有する。しかし、成分の様々な組み合わせを1つのバイアルに含めてもよい。本発明のキットは、商業的な販売のために密接に閉じ込められた、核酸を含有するための手段と、任意のその他の試薬容器とを典型的に含む。このような容器は、所望のバイアルを中に保持する射出又はブロー成型プラスチック容器を含んでもよい。
キットの成分を1つ及び/又は複数の液体溶液で提供する場合、液体溶液は、水溶液であり、滅菌水溶液が特に好ましい。
しかし、キットの成分は、乾燥粉末(複数可)として提供してもよい。試薬及び/又は成分を乾燥粉末として提供する場合、粉末は、適切な溶媒を加えることにより再構成できる。溶媒も別の容器手段において提供することが構想される。
容器手段は、核酸製剤を中に配置し、好ましくは適切に配分する少なくとも1つのバイアル、試験管、フラスコ、瓶、シリンジ及び/又はその他の容器手段を一般的に含む。キットは、滅菌の薬学的に許容される緩衝液及び/又はその他の希釈剤を含有するための第2の容器手段も含んでもよい。本発明のキットは、例えば所望のバイアルを中に保持する射出及び/又はブロー成型プラスチック容器のような、商業的な販売のために密接に閉じ込められたバイアルを含有するための手段も典型的に含む。
このようなキットは、miRNAを保存若しくは維持するか、又はmiRNAの分解に対して保護する成分も含んでもよい。このような成分は、RNアーゼフリーであるか、又はRNアーゼに対して保護できる。このようなキットは、適切な手段で、それぞれ個別の試薬又は溶液のための別個の容器を一般的に含む。
キットは、キット成分を採用するため及びキットに含まれていない任意のその他の試薬の使用についての使用説明も含む。使用説明は、実行できる変動を含んでもよい。
本発明のキットは、以下の1つ又は複数も含んでもよい:miRNA、miRNAのライブラリー、miRNAの組み合わせライブラリー、陰性対照miRNA、ヌクレアーゼフリー水;1.5mlチューブのようなRNアーゼフリー容器;ハイブリダイゼーション緩衝液;及びトランスフェクション試薬(複数可)。
このような試薬は、本発明のキットの実施形態であることが企図される。しかし、このようなキットは、上で同定される特定の項目に限定されず、miRNAの操作及び特徴決定のために用いられる任意の試薬を含んでもよい。
配列の同一性
「配列の同一性」は、本明細書において、配列を比較することにより決定される2以上の核酸(ヌクレオチド、ポリヌクレオチド、RNA、DNA)配列間の関係と定義される。当該技術において、「同一性」は、場合によっては、核酸配列の列の間の一致により決定される核酸配列間の配列の関係性の程度も意味する。「同一性」及び「類似性」は、それらに限定されないが、Computational Molecular Biology、Lesk,A.M.編、Oxford University Press、New York、1988;Biocomputing:Informatics and Genome Projects、Smith,D.W.編、Academic Press、New York、1993;Computer Analysis of Sequence Data、第I部、Griffin,A.M.及びGriffin,H.G.編、Humana Press、New Jersey、1994; Sequence Analysis in Molecular Biology、von Heine,G.、Academic Press、1987;並びにSequence Analysis Primer、Gribskov,M.及びDevereux,J.編、M Stockton Press、New York、1991;並びにCarillo,H.及びLipman,D.、SIAM J.Applied Math.、48:1073頁(1988)に記載されるものを含む既知の方法により容易に算出できる。ある実施形態では、同一性は、所定の配列番号の長さ全体にわたって評価される。
同一性を決定する好ましい方法は、試験される配列間に最大の一致をもたらすように設計される。同一性及び類似性を決定する方法は、公共で利用可能なコンピュータプログラムにおいて体系化されている。2つの配列間の同一性及び類似性を決定する好ましいコンピュータプログラム法は、例えばGCGプログラムパッケージ(Devereux,J.ら、Nucleic Acids Research 12(1):387頁(1984))、BestFit、BLASTP、BLASTN及びFASTA(Altschul,S.F.ら、J.Mol.Biol.215:403〜410頁(1990)を含む。BLAST Xプログラムは、NCBI及びその他の供給源から公共に利用可能である(BLAST Manual、Altschul,S.ら、NCBI NLM NIH Bethesda、MD 20894;Altschul,S.ら、J.Mol.Biol.215:403〜410頁(1990)。公知のスミスウォーターマンアルゴリズムも同一性を決定するために用いてもよい。
核酸比較のための好ましいパラメータは、以下を含む:アルゴリズム:Needleman及びWunsch、J.Mol.Biol.48:443〜453頁(1970);比較行列:一致=+10、不一致=0;ギャップペナルティ:50;ギャップ長さペナルティ:3。Madison、Wis.にあるGenetics Computer GroupからGapプログラムとして入手可能。上記は、核酸比較のためのデフォルトパラメータである。
本文書及び請求の範囲において、動詞「含む」及びその活用形は、この語の後に続く項目が含まれるが、具体的に言及されていない項目は排除されないことを意味するために非限定的な意味で用いられる。さらに、動詞「からなる」は、本明細書で定義されるmiRNA、等価物、模倣物若しくは供給源又はそのアンタゴmir又は組成物が具体的に同定されるものの他に追加の成分(複数可)を含むことがあり、前記追加の成分(複数可)が、本発明の独特の特徴を改変しないことを意味する「から本質的になる」で置き換えることができる。さらに、不定冠詞「a」又は「an」による要素の言及は、1つ及び1つのみの要素が存在することを文脈が明らかに要求しない限り、1より多い要素が存在する可能性を排除しない。不定冠詞「a」又は「an」は、よって、通常、「少なくとも1」を意味する。
本明細書で引用する全ての特許及び論文の参考文献は、本明細書に参照によりそれらの全体が組み込まれている。
以下の実施例は、例示の目的のためだけに与えられ、いずれの方式でも本発明の範囲を限定することを意図しない。
材料及び方法
細胞培養及び化学試薬
EC−RF24脈管内皮細胞(ABM#T0003)
HUVEC(ヒト臍帯静脈内皮細胞)P4(Lonza#cc−2519) そうでないと記載しない限り、実施例全体にわたって用いた。
M199培地(Gibco#22340−087)
胎仔ウシ血清(FBS)(Sigma#F7524、Lot#059K3395)
ヒト血清(HS)(Sigma#118K0494、Lot#H6914−100ml)
10.000U/mlペニシリン/ストレプトマイシン(P/S)(Biochrom AG#A2213)
200nM L−グルタミン(Sigma#G7513、Lot#RNBB0722)
1%(m/V)ゼラチン(Sigma)
10×PBS(Gibco#14200−067)
TrypLEエクスプレス(Express)(Gibco#12605)
0.4%トリパンブルー染色液(Lonza#17−942E)
1×PBS中の1mg/mlポリブレン(Sigma)
レンチウイルスに基づくマイクロRNA(過剰)発現ライブラリー(14プレート)
セルタイター96(CellTiter 96)(登録商標)AQUEOUSワンソリューション細胞増殖アッセイ(MTS)(Promega#G3580)
マルチフュージX3R(Thermo Scientific)
Multiskan FC(Thermo Scientific)
培地
特異的成長培地HUVEC:M199+100U/ml P/S+2mM L−グルタミン+10% FBS+10% HS。
特異的成長培地RF24細胞:M199+100U/ml P/S+2mM L−グルタミン+10% FBS。
実施例1.miRNAをコードするレンチウイルスライブラリーの作製
ヒトmiRNAを、公共のmiRNAリポジトリ(www.mirbase.org)及び私有の(proprietary)小型RNA大規模配列決定データ(国際公開第2007/081204号パンフレットを参照されたい)の両方から選択した。miRNA配列を、全長プレmiRNAヘアピン及び両側に50〜150塩基対のフランキング配列を含有するアンプリコンを用いて、miRNA配列のゲノム位置から増幅した。アンプリコンについてのプライマーは、プライマー3ソフトウェア(www.geneious.com)のカスタム実行を用いて設計した。プライマー設計プログラムが、指定した配列中に適当なプライマーを見つけることができないならば、フランキング配列の要件を0〜200塩基対に調整した。設計したプライマーに、5’GCGC突出及び定方向クローニングのための制限部位を補った。デフォルトとして、miRNAの上流のプライマーに、BamHI制限部位(GGATCC)を補い、miRNAの下流のプライマーに、EcoRI制限部位(GAATTC)を補った。内部にBamHI又はEcoRI制限部位を有する(すなわちゲノム配列中に出現する)アンプリコンのプライマーに、BglII部位(AGATCT)又はXbaI部位(TCTAGA)をそれぞれ補った。miRNAを、上記のプライマーを用いて、単一の個体のヒトゲノムDNAから、以下のPCR反応で増幅した。
構成成分 濃度 容量 供給業者/cat#
緩衝液 10× 1μl Stratagene/600159
dNTP 各10mM 0.2μl GE Healthcare/27−18(58)0−04
fwdプライマー 10μM 0.2μl Integrated DNA Technologies
revプライマー 10μM 0.2μl Integrated DNA Technologie
gDNA 100ng/μl 0.1μl 非公開供給源
Pfu DNA pol 2.5U/μl 0.1μl Stratagene/600159
O 8.2μl
温度(℃) 時間 サイクル
95 2分
95 15秒 40
59* 15秒 40 * −0.1℃/サイクル
72 90秒 40
72 15分
4 ∞
全てのmiRNA遺伝子座は、別々の10μl PCR反応において増幅した。生成物を、QiagenPCRクリーンアップ緩衝液セット及びWhatmanユニフィルタGF/Cフィルタプレート(cat#7700−1101)を用いて精製した。DNAを、ウェル当たり17μl HOを用いて溶出した。別々の溶出物を、以下の制限反応において用いた。
構成成分 濃度 容量 供給業者/cat#
緩衝液 E 10× 2μl Promega/R005A
EcoRI* 12U/μl 0.1μl Promega/R6017
BamHI* 10U/μl 0.1μl Promega/R6025
溶出物 N/A 16μl N/A
O N/A 1.8μl N/A
*EcoRI又はBamHIについての内部の制限部位を有するアンプリコンは、代わりにXbaI又はBglIIでそれぞれ切断した。EcoRI+BglII反応は、Promega緩衝液Dを用いて行った。BamHI+XbaI反応は、Promega緩衝液Eを用いて行った。
構成成分 濃度 容量 供給業者/cat#
緩衝液 10× 2μl Promega/C1263
T4 DNAリガーゼ 1〜3U/μl 0.2μl Promega/M1804
制限pCDH* 1ng/μl 7.8μl System Biosciences/CD510B−1
溶出物 N/A 10μl N/A
4℃にて1晩のライゲーション。
*定方向クローニングのために、pCDHを、EcoRI及びBamHIをともに用いて切断した。5’BamHI及び3’EcoRIを有するアンプリコンが正しい方向にクローニングされるように逆のEcoRI及びBamHI制限部位を有する、pCDH−とよばれる代替構築物を作製した。内部のEcoRI部位を有するアンプリコンをXbaIで切断し、pCDHベクターにライゲーションし、該ベクターをXbaI及びBamHIで制限した。
得られたライゲーション生成物で、細菌(Promegaシングルステップ(KRX)コンピテント細胞、cat#L3002)を別々に形質転換した。50μlのコンピテント細胞を、950μlの形質転換緩衝液II(10mM MOPS、75mM CaCl、10mM RbCl、15%グリセロール、フィルタ滅菌済み)で希釈した。20μlのライゲーション生成物当たり、20μlの希釈コンピテント細胞を加えた。ミックスを氷上で15分間インキュベートし、37℃にて30秒間熱ショックを与え、氷上に戻した。2分後に、形質転換細菌を、150μlのルリアブロス(LB)で再構成した。細菌を、37℃にて20分間回復させ、その後、アンピシリン含有(50ug/mL)LB−寒天プレート上に別々に蒔いて、37℃にて1晩成長させた。
各プレートの単一コロニーを採取し、400μlのアンピシリン含有(50ug/mL)LB中で一晩継代培養する。1μlの継代培養物を、配列決定の目的のために100μlの水に溶解する。細菌溶解物を、以下のPCR反応において用いる。
構成成分 濃度 容量 供給業者/cat#
緩衝液 5× 1μl 非公開供給源
dNTP 各10mM 0.1μl GE Healthcare/27−18(5−8)0−04
pCDH−fwd 10uM 0.1μl Integrated DNA Technologies
pCDH−rev 10uM 0.1μl 「 」
溶解物 1:100 1μl N/A
Taq DNA pol 不明 0.02μl 非公開供給源
O N/A 2.68μl N/A
温度(℃) 時間 サイクル
95 2分
95 15秒 40
59* 15秒 40 * −0.1℃/サイクル
72 90秒 40
72 15分
4 ∞
pCDH−fwd CACGCTGTTTTGACCTCCATAGA
pCDH−rev CACTGACGGGCACCGGAG
(配列番号311及び312)
PCR生成物を、25倍に希釈した。1μlの希釈PCR生成物を、以下のサンガー配列決定反応において用いた。
構成成分 濃度 容量 供給業者/cat#
緩衝液 N/A 1.9μl 非公開供給源
ビッグダイv3.1 N/A 0.1μl ABI/4336921
pCDH−seq 10uM 0.1μl IDT(Integrated DNA Technologies)
PCR生成物 1:25 1μl N/A
O N/A 1.9μl N/A
温度(℃) 時間 サイクル
94 10秒
50 5秒 40
60 2分 40
10 ∞
pCDH−seq GACCTCCATAGAAGATTCTAGAGCTAGC(配列番号313)
30μlの沈殿ミックス(80%エタノール、50mM酢酸ナトリウムpH5.5)を、各配列決定反応生成物に加えた。ミックスを10秒間ボルテックスし、5000rcf(相対的遠心力)で45分間、4℃にてスピンダウンした。上清を吸引し、DNAペレットを30μlの氷冷80%エタノールで洗浄し、5000rcfにて5分間、4℃にてスピンした。上清を吸引し、DNAペレットをヒートブロック上で10分間乾燥した。乾燥DNAペレットを10μl HOに溶解した。得られたDNA溶液を、ABI 3730XL DNA分析器で配列決定した。配列を、期待されるゲノム配列と比較した。正しいクローンをライブラリーに加えた。正しくないクローンについて、さらに4つの細菌コロニーを採取し、挿入配列について分析した。
ライブラリー構築物を、一晩、50mLアンピシリン含有(100ug/mL)LBで継代培養し、Qiagenエンドフリープラスミド緩衝液セット(cat#19048)を補ったQiagen QIAfilterプラスミドミディキット(cat#12245)を、製造者の使用説明に従って用いて単離した。供給されたTE緩衝液にDNAを溶解し、500ng/μlの最終濃度にした。
我々は、我々でクローニングできなかった構築物を、ミニ遺伝子としてIntegrated DNA Technologiesに注文した。これらの場合では、全長ヘアピンプラス各部位に接する20塩基対を、IDTによるサービスとして我々のベクターにクローニングした。
パッケージング及びウイルス生成は、System Biosciencesにより、CD−500B1−CD523−A1のユーザマニュアルに記載されるとおりに行われた。
実施例2.ウイルス形質導入及びスクリーニング
第−8日:RF24細胞及びHUVECの細胞成長をT25培養フラスコ中で開始
細胞型当たり1つのT25培養フラスコを、2mlの1%ゼラチンで37℃にて1時間コーティングする。
−80℃の超低温冷凍庫から得た細胞(これらの細胞は、95%の対応する培地及び5%DMSO中で凍結していた)を37℃にて水浴中で解凍する。バイアルを70%エタノールで清浄にし、培養フラスコ中の細胞を5mlの適当な成長培地とともに移し、37℃、95%湿度及び5%COに移す。播種の4時間後に、DMSO含有培地を新鮮な暖かい培養培地で置き換えなければならない。細胞は、その後、37℃、95%湿度及び5%COにて3日間インキュベートする。
第−5日:T75培養フラスコへのRF24細胞及びHUVECの移動
株化細胞当たり1つのT75培養フラスコを、6mlの1%ゼラチンで37℃にて1時間コーティングする。
ゼラチンを除去する。
細胞を含むT25培養フラスコを、1×PBSで1回洗浄する。
0.5mlのTrypLEエクスプレスを細胞表面上に均一に広げ、余剰分を除去する。
室温にて、全ての細胞が剥離するまでインキュベートする。
細胞を15mlの細胞特異的成長培地(以前に行ったようにして)に再懸濁し、細胞をT75培養フラスコ中で37℃、95%湿度及び5%COでインキュベートする。
第−1日:96ウェルプレートへのRF24細胞及びHUVECの播種
プレート当たりのプロトコール(全て、2重で行う):
96ウェルプレートを、30μl/ウェルの1%ゼラチンで37℃にて1時間コーティングする。
細胞を含むT75培養フラスコを、1×PBSで1回洗浄する。
1.0mlのTrypLEエクスプレスを細胞表面上に均一に広げ、余剰分を除去する。
室温にて、全ての細胞が剥離するまでインキュベートする。
トリプシンプロセスを、5ml/T75の新鮮な特異的成長培地を加えることにより不活性化する。
20μlの0.4%トリパンブルー溶液を、同じ容量の細胞懸濁液に加え、フックス−ローゼンタールチャンバを用いて細胞を計数する。計数は、それぞれ16の四角からなる16の四角のうち3つを計数することにより行う。1ml当たりの細胞の量(n)を算出するために、平均細胞数を、希釈により補正し、5000を乗じる(c/ml=n×2×5000)。
1枚の96ウェルプレートにRF24細胞を1500細胞/ウェルの濃度で播種するために、1.8E+5細胞を、18mlの終容量に懸濁する必要がある。150μlの懸濁物を各ウェルに加える。
1枚の96ウェルプレートにHUVECを2000細胞/ウェルの濃度で播種するために、2.4E+5細胞を、18mlの終容量に懸濁する必要がある。150μlの懸濁物を各ウェルに加える。
蒔いた細胞を、37℃、95%湿度及び5%COにて一晩インキュベートする。
注:1枚の播種プレートを、細胞に形質導入することなくスクリーニングに供し、プレートの影響についてよりよい理解を得る。
第0日:午前中にRF24細胞及びHUVECの形質導入
まず、ポリブレンを96ウェルプレートに加える。HUVECは6μg/ml、及びRF24細胞は8μg/mlのPBS中のポリブレンに曝露する。
プレートごとに:
HUVEC:1270μlのPBSに、200μlのポリブレン(PBS中に1mg/ml)を加えて、136μg/mlのポリブレンを得る。10*136=170*8。終濃度:170μl中に8μg/mlポリブレン。
RF24細胞:1320μlのPBSに、150μlのポリブレン(PBS中に1mg/ml)を加えて、96μg/mlポリブレンを得る。10*102=170*6。終濃度:170μl中に6μg/mlポリブレン。
14枚のウイルスプレートのそれぞれについて、力価に応じて、特定の容量を細胞に加える。これは、播種濃度の違いにより、株化細胞ごとに異なる。理想的には、加えるウイルスの量は、両方の株化細胞について100以下で50以上の感染多重度(MOI)付近である(図1及び2を参照されたい)。各プレートは完全に異なる力価のアレイを含有するので、MOIは、50以上である。全てのプレートを、1×PBSで10倍に希釈した後に添加する。このことは、ピペット操作の誤差を最小限にするために行う。ポリブレン濃度は、170μlの容量に設定しているので、容量は、ウェル当たりわずかに異なり、わずかなポリブレン濃度の違いは回避できない。
xμlのウイルスを細胞(ウイルス当たり2枚のプレート)に加えて、50以上のMOIに容易になるようにし、37℃、95%湿度及び5%COにて24時間インキュベートする。
形質導入後に、フローキャビネットをUV照射により消毒し、その後、細胞を再び取り扱う。
プレートの影響についての対照として、2枚の未処理プレートを、形質導入プレートと一緒に8日間インキュベートする。
第1日:形質導入の24時間後のRF24細胞及びHUVECの培地の更新
全てのウイルス含有培地を、マルチチャネルを用いて除去し、MLII手順に従って破棄する。
150μlの新鮮な暖かい(37℃)培地を細胞に加え、37℃、95%湿度及び5%COでインキュベートする。非形質導入プレート(複数可)の培地も更新する。
第4日:形質導入の96時間後のRF24細胞及びHUVECの培地の更新
100μlのウイルス含有培地を、マルチチャネルを用いて除去し、MLII手順に従って破棄する。
100μlの新鮮な暖かい(37℃)培地を細胞に加え、37℃、95%湿度及び5%COでインキュベートする。
非形質導入プレート(複数可)の培地も更新する。
第7日:形質導入の168時間後のRF24細胞及びHUVECの培地の更新
全てのウイルス含有培地を、マルチチャネルを用いて除去し、MLII手順に従って破棄する。
150μlの新鮮な暖かい(37℃)培地を細胞に加え、37℃、95%湿度及び5%COでインキュベートする。
非形質導入プレート(複数可)の培地も更新する。
第8日:形質導入の8日後のMTSを用いる細胞生存性アッセイ
20μl/ウェルのMTS溶液を150μlの培地に加える。
37℃、95%湿度及び5%COにて4時間インキュベートする。プレートを振とうして、全ての溶解していない結晶を溶解させ、Multiskan FCを用いて492nmにて吸光度を測定する。
実施例3.ヒット選択及び確認
細胞成長に影響するmiRNAを選択するために、Zスコアを選択した。プレートごと及び組み合わせたプレートの正規分布を評価するために、分布プロットを、算出した中央値及び標準偏差と実際の値とを用いて作成した。
Zスコアを算出するためのいくつかの方法は、異なるカットオフを用いて評価した:
方法1:
この方法は、プレート当たりの個別のmiRNA Zスコアを算出する。標準Zスコアは、miRNA集団の平均及びSDを用いる。
方法2:
この方法は、プレート当たりの個別のmiRNAロバストZスコアを算出する。ロバストZスコアは、中央値と、SDの代わりに、正規母集団をシミュレートするために所定の数(1.48)を乗じた中央絶対偏差(MAD)とを用いる(Chung N.ら、J Biomol Screen13:149〜58、2008)。
上記の方法は、MTSスクリーニングの著しい阻害物質と著しい刺激物質とを選択するために用いた。プレートごと及び組み合わせたプレートごとの正規分布を評価するために、分布プロットを、算出した中央値及び標準偏差と実際の値とを用いて作成した。2重の試験の個別のMTSの結果間の相関は0.85であり、ヒット選択は、平均値を用いて行った。
ライブラリーは、およそ1120のmiRNAを含有する。全てのmiRNAを、14枚の96ウェルプレートに蒔き、外側の列1及び12を、陽性(miR−92a−1)と陰性対照としての空のpCDH−CMV−MCS−EF1−Puroベクターとのためにあけておいた。ライブラリーを、MOI 50の閾値で、HUVEC及びRF24内皮株化細胞を用いて2重でスクリーニングした(図3)。合計で110のヒットを選択した。次のステップでは、プレートごとの標準化した力価を用いるヒットの確認を行った。これにより、39の再確認されたヒットが得られ、そのうち6つが増殖促進性であった。これらのヒットを、miRNA当たりの力価(MOI 100及び200)を標準化して、ウイルス毒性又は個別のmiRNAの用量依存的影響を排除することにより、再び確認した。この実験では、我々は、異なる空のベクター集団の対照群及び非応答性miRNAを、プレートにおいて2重及び鏡対称にして用いて、プレートの影響をさらに排除した。このことにより、HUVEC及びRF24細胞において増殖を調節する最終的なmiRNAヒットが得られた(表1)。
Figure 2014503553
実施例4.トータルRNA単離
HUVEC及びRF24細胞を、24ウェルプレートに播種し、以前の形質導入プロトコールに従って50のMOIにて形質導入した。第8日に細胞を氷冷PBSで洗浄し、1mlのPBSを加え、プレートを氷上に置いた。細胞を、細胞掻きとり器を用いて回収し、エッペンドルフチューブにピペットを用いて入れた。細胞をペレットにし、PBSを吸引し、細胞を−80℃にて凍結した。
RNA単離のために、細胞を氷上で解凍し、200μlのトリゾール(Invitrogen、15596−026)を加えた後に室温にて5分間インキュベートした。40μlのクロロホルムを加え、チューブを振とうし、3分間インキュベートした。試料を12000×gにて15分間、4℃で遠心分離し、水性の上層の3分の2を、非接着性RNアーゼフリーチューブに移した。残りの水性層は、予備として別のチューブに移した。
1μlのグリコブルー(Applied Biosystems、AM9510)を全ての試料に100μlのRNアーゼフリーイソプロパノールと一緒に加え、RNAを−20℃にて、最初のバッチについて一晩、及び予備のバッチについて2週間沈殿させた。試料を、最大速度にて最短で45分間、4℃にて遠心分離し、ペレットを200μlの70%RNアーゼフリーエタノールで洗浄した。試料を7400×gにて5分間、4℃にて遠心分離し、上清を除去した。ペレットを乾燥させ、最初のバッチについて25μlのHO、及び予備のバッチについて15μlのヌクレアーゼフリーHOに溶解した。
キュビット(Qubit)のためのRNAキット(Invitrogen)をプロトコールに従って用いて、最終RNA濃度を測定した。
実施例5.ステム−ループRT−PCR及びqPCR
マイクロRNA発現を、記載されるようにしてステム−ループRT−PCRにより決定した(Chen、C.ら、Nucleic Acids Res.33:e179(2005))。ステムループRT−PCRのために、ステムループプライマーを、mirBase15及び16における成熟配列と、存在するならばそれらのアイソフォームとに従って、各個別のmiRNAについて設計した。qPCRのために、個別のフォワードプライマーを、これもまたmirBase15及び16における成熟miRNA配列に従って設計した(以下を参照されたい)。ユニバーサルリバースプライマーを、ステム−ループ配列について設計した(以下を参照されたい)。ハウスホールド遺伝子としてU6を用いた。
SL−hsa−miR−7 (配列番号314)
GTCGTATCCAGTGCAGGGTCCGAGGTATTCGCACTGGATACGAACAACA
フォワード_hsa−miR−7 (配列番号315)
GCCCGCTTGGAAGACTAGTGATTTTG
SL_hsa−miR−26b (配列番号316)
GTCGTATCCAGTGCAGGGTCCGAGGTATTCGCACTGGATACGACACCTAT
フォワード_hsa−miR−26b (配列番号317)
TGCCAGTTCAAGTAATTCAGGAT
SL_hsa−miR−26b* (配列番号318)
GTCGTATCCAGTGCAGGGTCCGAGGTATTCGCACTGGATACGACGAGCCA
フォワード_hsa−miR−26b* (配列番号319)
TGCCAGCCTGTTCTCCATTACTTG
SL_hsa−miR−574−5p (配列番号320)
GTCGTATCCAGTGCAGGGTCCGAGGTATTCGCACTGGATACGACACACAC
フォワード_hsa−miR−574−5p (配列番号321)
TGCCAGTGAGTGTGTGTGTGTGAGT
SL_hsa−miR−574−3p (配列番号322)
GTCGTATCCAGTGCAGGGTCCGAGGTATTCGCACTGGATACGACTGTGGG
フォワード_hsa−miR−574−3p (配列番号323)
TGCCAGCACGCTCATGCACACACC
SL_hsa−miR−27a (配列番号324)
GTCGTATCCAGTGCAGGGTCCGAGGTATTCGCACTGGATACGACGCGGAA
フォワード_hsa−miR−27a (配列番号325)
TGCCAGTTCACAGTGGCTAAGTT
SL_hsa−miR−27a* (配列番号326)
GTCGTATCCAGTGCAGGGTCCGAGGTATTCGCACTGGATACGACTGCTCA
フォワード_hsa−miR−27a* (配列番号327)
TGCCAGAGGGCTTAGCTGCTTGTG
SL_hsa−miR−92a−1 (配列番号328)
GTCGTATCCAGTGCAGGGTCCGAGGTATTCGCACTGGATACGAACAGGC
フォワード_hsa−miR−92a−1 (配列番号329)
TGCCAGTATTGCACTTGTCCCGGC
SL_hsa−miR−190b (配列番号330)
GTCGTATCCAGTGCAGGGTCCGAGGTATTCGCACTGGATACGAAACCCA
フォワード_hsa−miR−190b (配列番号331)
GCCCGCTAAGCCCTTACCCCAAAAA
SL_hsa−miR−142−5p (配列番号332)
GTCGTATCCAGTGCAGGGTCCGAGGTATTCGCACTGGATACGACAGTAGT
フォワード_hsa−miR−142−5p (配列番号333)
GCCCGCCATAAAGTAGAAAGCAC
SL_hsa−miR−142−3p (配列番号334)
GTCGTATCCAGTGCAGGGTCCGAGGTATTCGCACTGGATACGACTCCATA
フォワード_hsa−miR−142−3p (配列番号335)
TGCCAGTGTAGTGTTTCCTACTTTA
SL_hsa−miR−9 (配列番号336)
GTCGTATCCAGTGCAGGGTCCGAGGTATTCGCACTGGATACGACTCATAC
フォワード_hsa−miR−9 (配列番号337)
TGCCAGTCTTTGGTTATCTAGCTGT
SL_hsa−miR−9* (配列番号338)
GTCGTATCCAGTGCAGGGTCCGAGGTATTCGCACTGGATACGACACTTTC
フォワード_hsa−miR−9* (配列番号339)
TGCCAGATAAAGCTAGATAACCGA
qPCRリバース (配列番号340)
GTGCAGGGTCCGAGGT
U6ステムループプライマー (配列番号341)
GTCATCCTTGCGCAGG
U6フォワードプライマー (配列番号342)
CGCTTCGGCAGCACATATAC
U6リバースプライマー (配列番号343)
AGGGGCCATGCTAATCTTCT
qPCRのために、1μlのRT−PCR生成物を、25pmolのフォワード及びリバースプライマー、HO及び2×iQ SYBRグリーンスーパーミックス(Bio−rad、170−8880)とともに反応において用いた。PCR反応は、BioRad CFX96で、95℃の最初の5分間のステップ、10秒95℃、20秒60℃及び10秒72℃の45サイクルを用いて行い、その後、融解曲線分析を行った。相対的miRNA発現レベルを算出した。誘導されたmiRNA及び空のベクター試料についてのCT値を得て、対応するU6 CT値を減じた。空のベクターmiRNAレベルと形質導入試料におけるmiRNAレベルとの間の違いを、過剰発現の尺度として算出した。
ΔCtの算出:
1.ΔCt=miRNAの平均Ct−U6対照遺伝子の平均Ct。
2.ΔΔCtを算出する(ΔΔCt=ΔCt形質導入−ΔCt非形質導入)
3.これらの算出により負又は正の数が得られる。
4.倍数変化を算出する:ΔΔCtが負であるならば、倍数変化は増加し、等式は2^−[平均ΔΔCt]であり、又はΔΔCtが正であるならば、倍数変化は減少し、等式は−(2^[平均ΔΔCt])である。
最終ヒットは、qPCRにより再確認した。HUVECに、50のMOIでレンチウイルスmiRNAを形質導入した。RNAを単離し、ステムループRT及びqPCRを行った。結果を表2に示す。
Figure 2014503553
実施例6.DNA配列分析
ヒットについてレンチウイルスベクターにクローニングしたmiRNAの配列を、以下のようにして検証した。プロウイルスDNAを、RNA試料中のゲノムDNAの画分について、インプットとしての1μlのRNA試料、及びpCDH15レンチウイルスベクター特異的プライマー(フォワード:5’−CACGCTGTTTTGACCTCCATAGA−3’、リバース:5’−CACTGACGGGCACCGGAG−3’(配列番号344、345))を、58℃のアニーリング温度にて30サイクルで用いるPCRにより増幅した。DNA配列分析は、0.1〜1μlのPCR生成物、0.5ulの10uM pCDH特異的プライマー(5’−GACCTCCATAGAAGATTCTAGAGCTAGC−3’(配列番号313))、及びビッグダイv3.1キット(Applied Biosystems)を用いて行った。生成物を、3730 DNA分析器(Applied Biosystems)で分析した。データを、コレクションソフトウェアv3.0を用いて収集し、シーケンシングアナリシスv5.3.1プログラム(Applied Biosystems)を用いて分析した。このサンガーDNA配列により、細胞に形質導入されたmiRNAの配列を確認した(表3)。
Figure 2014503553
実施例7.合成模倣物トランスフェクション
選択したmiRNAを検証するために、合成模倣物を用いるトランスフェクションを、製造者のプロトコール(各96ウェルについて0.5μlのX−tremeGENE)に従ってX−tremeGENE(Roche、04476093001)を用いて行った。模倣物(Pre−miR(商標)miRNA前駆体)及びsiRNA(ON−TARGETplusSMARTプール)を、それぞれAmbion及びDharmaconに注文し、異なる濃度で試験した。用いた模倣配列は、表5で同定される対応するmiRNA分子の成熟配列である。細胞生存性は、上記のようにしてMTSアッセイを用いて決定した。
材料:
Ambion(登録商標)Pre−miR(商標)miRNA前駆体hsa−miR−574−5p(PM13081)
Ambion(登録商標)Pre−miR(商標)miRNA前駆体hsa−miR−7(PM10047)
Ambion(登録商標)Pre−miR(商標)miRNA前駆体hsa−miR−190b(PM13035)
Ambion(登録商標)Pre−miR(商標)miRNA前駆体hsa−miR−142−3p(PM10398)
Ambion(登録商標)Pre−miR(商標)miRNA前駆体hsa−miR−142−5p(PM10979)
Pre−miR(商標)miRNA 前駆体陰性対照#1(AM17110)
PLK1 ON−TARGETplusSMARTプール(L−003290−00−0005)
選択したmiRNAの機能をさらに検証するために、miR−7、miR−574−5p、miR−190b、miR−142−3p及びmiR−142−5pについての合成模倣分子を用いた。同じMTSアッセイにおいて、合成模倣物及び対照miRNA及び陽性対照としてのPLK1 siRNAを、漸増濃度でHUVEC細胞に加えた(図4、5及び6)。陰性対照miRNAは、細胞成長に対して影響を示さなかった。PLK1についてのsiRNAは、用量依存的様式で細胞生存性の阻害を示した。同様に、miR−7、miR−574−5p、miR−190b、miR−142−3p及びmiR−142−5pについての模倣物も、用量依存的様式で細胞成長の低減を示した。さらに、miR−190b、miR−142−3p及びmiR−142−5pについての結果を表9に示す。
Figure 2014503553
実施例8.管形成(マトリゲル)アッセイ
miR−190b、miR−142−3p及びmiR−142−5pの抗血管新生効果を確認するために、我々は、HUVECを用いて管形成アッセイを行った。なぜなら、HUVECは、血管様毛細管をマトリゲル上に形成するからである。図7及び8に示すように、miR−190b、miR−142−3p及びmiR−142−5pは、対照群であるリポフェクタミン及びスクランブルにしたmiRNAと比較して、HUVECによる毛細管形成を阻害する。
材料及び方法
BDマトリゲル基質基底膜;BD Bioscienceカタログ番号356237
HUVECを12ウェルプレート(ウェル当たり45000細胞)に播種し、次の日にXtremeGene及び対応する模倣物をトランスフェクトした。細胞を48時間インキュベートした。
マトリゲルコーティングプレートを37℃にて30分間インキュベートする間に、トランスフェクトしたHUVECを計数し、完全HUVEC成長培地中の7500細胞/100μlの細胞懸濁物に調製した。100μlの細胞懸濁物を、96ウェルの各マトリゲルコーティングウェルに加えた。プレートを、湿潤37℃にて5%COを用いてインキュベートした。
プレートを、3時間後に調べた。培養物を、この時点で毛細管形成について評点し、16〜20時間後に再び評点した。図7及び8のデータは、16〜20時間後の管形成を示す。
実施例9.合成模倣物をトランスフェクトしたHUVECを用いる管形成(マトリゲル)アッセイ
選択したmiRNAを検証するために、合成模倣物を用いるトランスフェクションを、製造者のプロトコール(各12ウェルについて6μlのX−tremeGENE)に従ってX−tremeGENE(Roche、04476093001)を用いて行った。模倣物(Pre−miR(商標)miRNA前駆体)及びsiRNA(ON−TARGET plus SMARTプール)を、それぞれAmbion及びDharmaconに注文した。用いた模倣配列は、表5で同定される対応するmiRNA分子の成熟配列である。
miR−9*のようなmiR−9の抗血管新生効果を確認するために、我々は、HUVECを用いて管形成アッセイを行った。なぜなら、HUVECは、血管様毛細管をマトリゲル上に形成するからである。HUVECを12ウェルプレート(ウェル当たり45000細胞)に播種し、次の日にX−tremeGene及び対応する模倣物又はsiRNAをトランスフェクトした。細胞を48時間インキュベートした。
マトリゲルコーティングプレートを37℃にて30分間インキュベートする間に、トランスフェクトしたHUVECを計数し、完全HUVEC成長培地中の7500細胞/100μlの細胞懸濁物に調製した。100μlの細胞懸濁物を、96ウェルの各マトリゲルコーティングウェルに加えた。プレートを、湿潤37℃にて5%COを用いてインキュベートし、3時間後に調べた。培養物を、この時点で毛細管形成について評点し、16〜20時間後に再び評点した。
図9に示すように、miR−9*は、対照群であるX−tremeGene及びスクランブルにしたsiRNAと比較して、HUVECによる毛細管形成を強く阻害する。このアッセイは、miR−9*が管形成の強い阻害を示すことを示す。
材料及び方法
BDマトリゲル基質基底膜;BD Bioscienceカタログ番号356237
Ambion(登録商標)Pre−miR(商標)miRNA前駆体hsa−miR−9*(PM13072)
カスタムメイドsiRNA陰性対照(Ambion)
センス:CAUCGUCGAUCGUAGCGCAtt (配列番号346)
アンチセンス:UGCGCUACGAUCGACGAUGtt (配列番号347)
PLK1 ON−TARGETplus SMARTプール(L−003290−00−0005)
実施例10.合成模倣物トランスフェクション
miR−9*が管形成をin vitroで阻害することを示す実施例9に記載する結果をさらに確認するために、MTS細胞生存性アッセイを行った。
材料及び方法:
EGM−2培地で培養したHUVECに、合成模倣物を、製造者のプロトコール(各96ウェルについて0.5μlのX−tremeGENE)に従ってX−tremeGENE(Roche、04476093001)を用いてトランスフェクトした。模倣物(Pre−miR(商標)miRNA前駆体)及びsiRNA(ON−TARGET plus SMARTプール)を、それぞれAmbion及びDharmaconに注文し、異なる濃度で試験した。用いた模倣配列は、表5で同定される対応するmiRNA分子の成熟配列である。細胞生存性は、上記のようなMTSアッセイを用いて決定した。
材料:
Ambion(登録商標)Pre−miR(商標)miRNA前駆体hsa−miR−9* PM13072)
Pre−miR(商標)miRNA前駆体陰性対照#1(AM17110)
siRNAスクランブルON−TARGETplus SMARTプール(D−001810−10−05)
PLK1 ON−TARGETplus SMARTプール(L−003290−00−0005)
EGM−2培地、Lonza(CC−3162)
結果
図10は、HUVECの細胞生存性が、miR−9*により用量依存的に阻害されることを示す。同じMTSアッセイにおいて、合成模倣物、対照miRNA及び陽性対照であるPLK1 siRNAを、漸増濃度でHUVEC細胞に加えた。陰性対照miRNA及びsiRNA対照は、15nMの濃度まで細胞成長に対する影響を示さなかった。PLK1についてのsiRNAでの処理は、細胞生存性を用量依存的な様式で阻害する。同様に、miR−9*についての模倣物での処理は、siPLK1による細胞生存性の阻害と同様に細胞生存性の低減を示す。
実施例11.In vitro血管新生アッセイ:発芽アッセイ
3次元内皮細胞発芽アッセイを、内皮細胞増殖及び遊走におけるmiR−7及びmiR−574−5pの役割を調査するためのモデルとして用いた。我々は、HUVECに模倣物をトランスフェクトし、細胞をトランスフェクションの4日後に採集して、懸滴法を用いて一晩、球状体を形成した。球状体をゲルに配置し、bFGFを用いて刺激して、毛細管新芽を能動的に形成した。
材料及び方法:
HUVECに、50nMの模倣物(実施例7を参照されたい)をトランスフェクトし、20%(v/v)メトセル及び10%熱不活化ヒト血清を含有する培養培地に、40000細胞/mlの最終密度で懸濁した。メトセルは、6gのカルボキシメチルセルロース(粘度4000cp;Sigma−Aldrich)を500mlの培地199に溶解することにより得たストック溶液から希釈した。
単一球状体を、1000内皮細胞から調製する。25μlの滴を、四角の12×12cmペトリ皿の裏向けた蓋の内側にピペットを用いて置く。蓋を、10mlのPBSを含有する皿の上に蓋の正常な位置で注意深く配置し、37℃(5%CO)のインキュベータに一晩入れる。滴を、マルチチャネルピペットを用いて置いて、等しいサイズの球状体を確実に得て、最大で100〜120の球状体を1枚の皿の内側に配置する。
球状体を、10%熱不活化FCSを含有する2×5ml PBSで蓋を穏やかにすすぐことにより採集し、15mlのチューブに回収し、300gで5分間遠心分離した。培地を吸引し、球状体ペレットを、粗い表面上でこすることにより穏やかに緩める。
球状体を包埋するためのコラーゲンゲルは、培地199、pH7.4中のPureColウシI型コラーゲン(Nutacon)から、氷上で終容量の2/3のコラーゲンと終容量の1/12の10×M199とを組み合わせることにより調製し、これを氷冷0.2M NaOHで中和する(溶液A)。別のチューブ(B)に、NBCS(1/10終容量)及びヘパリン(0.1%終容量)を、メトセルストック(終容量の15%)と混合する。その後、A及びBを穏やかに混合し、球状体に重層するために用いる。
HUVEC球状体を、この完全ミックス中に採取した。次いで、400μlのゲルを、予め温めたμ−スライド(Ibidi、Germany)に分割し、37℃(5%CO)にて30分間放置してインキュベートして、ゲルを重合させた。このステップの後に、bFGF(100ng/ml;20ng/ml終濃度)を含有する100μlの重層培地を加えて、37℃(5%CO)にて一晩インキュベートした。およそ20の球状体が1つのウェルに存在するはずである。
位相差画像を、倒立顕微鏡(Leica DMI3000)に連結したカメラ(日立GiGE、1.4MB)を用いて取得した。In vitroでの毛細管発芽を、累積新芽長さ及び球状体当たりの新芽の数を、ImageJソフトウェアを用いて測定することにより定量した。各処理群について、平均累積新芽長さ及び新芽の平均数を、これらのパラメータを10の球状体にわたって平均することにより算出した。
結果:
図11Aは、HUVEC球状体の発芽特性を定量するために用いた画像の例を示す。画像は、bFGFが新芽形成を誘導したことを示す。画像は、miR−7、miR−574−5p及びmiR−27aで処理したHUVECから作製したHUVEC球状体が、X−tremegene(模擬)又はmiR−スクランブルで処理した対照HUVECと比較して、より少なくそして短い新芽を形成することも示す。
図11B及びCは、処理群当たりの新芽の定量を示し、miR−7、miR−574−5p及びmiR−27aが、新芽形成及び新芽の長さを有意に阻害することを示す(p<0.001、1元配置Anova)。miR−27aは、陽性対照として用いた。なぜなら、このmiRNAは、血管新生プロセスに関与することが文献に記載されているからである。
実施例12.N2A腫瘍モデルにおけるmiRNAのin vivo試験
材料及び方法:
抗増殖性miRNAの効力をin vivoで試験するために、我々は、Vaderら(Angiogenesis.2011(4):457〜66頁)から適合したin−vivoの機構を用いた。6〜8週齢の正常雄A/Jマウス(Harlan、the Netherlands)に、100μlのNeuro2A細胞(1×10細胞/ml)を皮下注射した。腫瘍サイズを、デジタルノギスで毎日測定し、腫瘍体積を、以下の式を用いることにより算出した:長さ×幅×0.52。処理を、40〜70mmの腫瘍体積で、第1、3、5、7、9、11日に10μgのmiRNA又はsiRNAの腫瘍内注射の後に、垂直の角度にて2×2のパルスを送達するように設定したECM830エレクトロポレーター(BTX、San Diego、CA)を用いる200V/cmの設定のエレクトロポレーションを行うことにより開始した。第12日にマウスを犠牲にし、腫瘍を切除した。miRNA模倣物は、Ambionから、表5に列挙する配列に基づいて注文した。miR−スクランブルは、Ambionから、実施例7に記載するようにして注文した。siVEGFR2は、Ambionから注文し、以下の配列を含んだ:
センス:5’−CCGGAAAUCUGGAGAAUCAtt−3’(配列番号397)
アンチセンス5’−UGAUUCUCCAGAUUUCCGGtt−3’(配列番号398)
MiRNA及びsiRNAは、リン酸塩緩衝液(PBS)に溶解した。
結果:
図12は、リン酸塩緩衝液(PBS)、miR−スクランブル、miR−7、miR−574−5p、miR−9*、miR−27a又はsiVEGFR−2で処理した動物群の腫瘍成長曲線を示す。曲線は、miR−スクランブル(n=6)処理動物の腫瘍成長曲線が、PBS処理動物(n=6)のものと同様であることを示し、このことは、非機能的miRNAの低い毒性を示す。曲線は、miR−7で処理した動物(n=7)が、miR−スクランブル(n=6)処理群と比較しておよそ50%の低減された腫瘍成長を示すことも示す(図12A)。同じ効果が、miR−574−5p模倣物で処理したマウス(n=7)について第6日〜第10日の間に観察された(図12B)。著しいことに、参照抗血管新生miRNA miR−27aで処理した動物(n=7、図12C)は、miR−7及びmiR−574−5pと比較して、腫瘍増殖のより小さい低減を示した。in vivo実験のうちの陽性対照として、動物を、siVEGFR−2で処理した(n=7、図12D)。この群は、PBS(n=6)及びmiR−スクランブル(n=6)群と比較して、第7日から実験の終了まで著しい腫瘍成長阻止を示した。
図12Eの腫瘍成長曲線は、マウスの異なるコホートを用いて作成した。模倣miR−9*で処理した腫瘍(n=8)は、PBS(n=8)及びmiR−スクランブル(n=10)処理マウスと比較して、第7日から実験の終了まで著しい腫瘍成長阻止を示した。
実施例13.免疫組織化学:CD31抗体染色
腫瘍成長の阻害(実施例12を参照されたい)が、腫瘍脈管構造の減少の原因となり得るかを調べるために、腫瘍を、内皮細胞マーカーCD31で染色した。微小脈管密度(MVD)を、CD31染色の定量により算出した。
材料及び方法:
6μmのパラフィン包埋腫瘍切片を、CD−31について免疫染色した。パラフィン包埋腫瘍切片を、キシレン中で脱パラフィンし、一連の勾配アルコール浴中で水和した。切片を脱イオン水で洗浄した後に、切片を15分間、10mMクエン酸塩緩衝液(pH6)中で煮沸した。室温に到達した後に、切片を1×PBSで洗浄し、その後、切片を、1%BSA/PBS中の5%正常ヤギ血清(Dako x090710)中で30分間、RTにてインキュベートした。次いで、組織を1%BSA/PBS中の1次抗体ウサギ抗マウスCD31と4℃にて一晩インキュベートした。次の日に、室温に到達した後に、組織をPBSで3回洗浄した。内因性ペルオキシダーゼを不活性化させるために、腫瘍組織を、0.3%H/PBS(1部の30%H及び9部のPBS)中で30分間、RTにてインキュベートした。PBSで3回洗浄した後に、切片を、ブライトビジョンポリHRPヤギ抗ウサギ(Immunologic)と30分間、RTにてインキュベートした。スライドを再び洗浄し、その後、DAB(3,3’−ジアミノベンジジン)溶液(500μg/ml)中で1分間インキュベートした後に、脱イオン水で2回洗浄した。スライドを、ヘマトキシリン(Mayers、J.T.Baker、the Netherlands)中に15秒間移し、その後、脱イオン水と、最後に水道水でさらに2回洗浄ステップを行った。スライドをその後70%、90%、95%及び100%エタノールとキシレンに移すことによりスライドを再び脱水した。切片を乾燥し、その後、スライドにペルテックス(Pertex)を3滴加え、さらなる分析のためにカバーガラスで覆った。
微小血管密度(MVD)の定量は、動物当たり4〜5の代表的画像における陽性染色された管腔構造を計数することにより行った。処理群当たり4匹の動物を分析した。
結果:
miR−7で処理した腫瘍組織のCD31染色は、miR−スクランブル処理腫瘍と比較して、MVDの著しい低減を示す(図13)。MVDの低減は、siVEGFR2で処理した際に観察されるものと同様である。このことは、miRNA−7が、微小脈管形成を阻害し、抗血管新生miRNAとして作用することを示す。
Figure 2014503553
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Claims (13)

  1. 新血管新生又は新血管新生と関連する疾患若しくは状態を予防、治療、回復、治癒及び/又は遅延するための医薬品として用いるための、miRNA−9、miRNA−574、miRNA−7、miRNA−190b及び/若しくはmiRNA−142分子、その模倣物、イソmiRなどの等価物又は供給源、或いは前記miRNA−9、miRNA−574、miRNA−7、miRNA−190b及び/若しくはmiRNA−142分子、その等価物又は供給源を含む組成物。
  2. 新血管新生と関連する疾患又は状態が、がんである、請求項1に記載のmiRNA−9、miRNA−574、miRNA−7、miRNA−190b及び/若しくはmiRNA−142分子、その模倣物、イソmiRなどの等価物若しくは供給源、或いは前記miRNA−9、miRNA−574、miRNA−7、miRNA−190b及び/若しくはmiRNA−142等価物又はその供給源を含む組成物。
  3. miRNA−9*分子、その等価物若しくは供給源又は前記miRNA−9*、その等価物若しくは供給源を含む組成物である、請求項1又は2に記載のmiRNA−9分子、その等価物若しくは供給源又は前記miRNA−9、その等価物若しくは供給源を含む組成物。
  4. a)miRNA−9、miRNA−190b、miRNA−7、miRNA−574及び/若しくはmiRNA−142分子、並びに/又は模倣物若しくはイソmiRなどの等価物、並びに/又はその供給源、
    b)場合によって、miRNA−26b、miRNA−27a、miRNA−92a、miRNA−221、miRNA−222、miRNA−145及びlet7a1分子の少なくとも1つ、並びに/又は模倣物若しくはイソmiRなどの等価物、並びに/又はその供給源、
    c)並びに場合によってmiRNA−132、miRNA−126及びmiRNA−21の少なくとも1つのアンタゴmir並びに/又は等価物並びに/又はその供給源
    から選択される別のmiRNA分子、その模倣物、イソmiRなどの等価物若しくは供給源をさらに含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の組成物。
  5. 請求項1〜4のいずれか一項に記載のmiRNA、その等価物若しくは供給源又は組成物を、それを必要とする対象に投与することにより、新血管新生又は新血管新生と関連する状態若しくは疾患を予防、治療、回復及び/又は遅延するための方法。
  6. 対象における新血管新生又は新血管新生と関連する疾患若しくは状態を診断するための方法であって、
    (a)miRNA−9、miRNA−574、miRNA−7、miRNA−190b及び/若しくはmiRNA−142分子、その等価物又は供給源の発現レベルを対象において決定するステップと、場合によって、
    (b)(a)で定義する前記分子、その等価物又は供給源の発現レベルを、前記分子、その等価物又は供給源の発現レベルについての参照値と比較するステップであり、参照値が、好ましくは、健常対象における前記分子、その等価物又は供給源の発現レベルの平均値であるステップと
    を含む方法。
  7. ステップ(a)において、請求項4に記載の別のmiRNA分子、その等価物又は供給源の発現レベルを決定するステップを含む、請求項6に記載の方法。
  8. 比較が前記miRNA−9、miRNA−574、miRNA−7、miRNA−190b及び/若しくはmiRNA−142分子、その等価物又は供給源の発現レベルの減少の発見を導く場合に、新血管新生又は新血管新生と関連する疾患若しくは状態が診断される、請求項7に記載の方法。
  9. 比較が前記miRNA−9、miRNA−574、miRNA−7、miRNA−190b及び/若しくはmiRNA−142分子、その等価物又は供給源の発現レベルの減少、並びに請求項4のa)及び/又はb)に記載の別のmiRNA分子、その等価物又は供給源の少なくとも1つの発現レベルの減少、並びに/或いは請求項4のc)に記載の別のmiRNA分子、その等価物又は供給源の少なくとも1つの発現レベルの増加の発見を導く場合に、新血管新生又は新血管新生と関連する疾患若しくは状態が診断される、請求項7又は8に記載の方法。
  10. 前記miRNAの発現レベルが、ヌクレオチド配列の量を定量することにより間接的に決定される、請求項6〜9のいずれか一項に記載の方法。
  11. 発現レベルが、対象から得られた試料においてex vivoで決定される、請求項6〜10のいずれか一項に記載の方法。
  12. 対象における新血管新生又は新血管新生と関連する疾患若しくは状態を予防、治療、回復及び/又は遅延できる物質を同定するための方法であって、
    (a)miRNA−9、miRNA−574、miRNA−7、miRNA−190b及び/若しくはmiRNA−142分子又はその等価物を発現できる試験細胞集団を用意するステップであり、好ましくは、試験集団が、膀胱細胞を含み、より好ましくは、試験細胞集団が、哺乳動物細胞、さらにより好ましくは、ヒト細胞を含むステップと、
    (b)試験細胞集団を、前記物質と接触させるか又はインキュベートするステップと、
    (c)前記miRNA−9、miRNA−574、miRNA−7、miRNA−190b及び/若しくはmiRNA−142分子又はその等価物の発現レベル、或いは前記miRNA−9、miRNA−574、miRNA−7、miRNA−190b及び/若しくはmiRNA−142分子又はその等価物の活性又は定常状態レベルを、前記物質と接触させたか又はインキュベートした試験細胞集団において決定するステップと、
    (d)(c)で決定した発現、活性又は定常状態レベルを、前記物質と接触させていない試験細胞集団における前記miRNA−9、miRNA−574、miRNA−7、miRNA−190b及び/若しくはmiRNA−142分子又は等価物の発現、活性又は定常状態レベルと比較するステップと、
    (e)前記物質と接触させた試験細胞集団と、前記物質と接触させていない試験細胞集団との間で、前記miRNA−9、miRNA−574、miRNA−7、miRNA−190b及び/若しくはmiRNA−142分子又は等価物の発現レベル、活性又は定常状態レベルの差を生みだす物質を同定するステップと、
    を含む方法。
  13. 少なくとも1つの別のmiRNA分子、その等価物又は供給源の発現レベル、活性又は定常状態レベルが比較され、好ましくは別のmiRNA分子、その等価物又は供給源が請求項4に記載のものである、請求項12に記載の方法。
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