JP2016540499A - PDK1遺伝子の発現を阻害するための方法及び組成物におけるsiRNA及びその使用 - Google Patents
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Abstract
Description
・マウスPDK1プローブ: Taqman Gene Expression Assay Mm00554306_ml。
・18S内在性対照:Taqmqn Gene Expression Assay. Hs99999901_s1。
・Multiscribe逆転写酵素50U/ml(Applied Biosystems社P/N 4311235)。
・RNase阻害剤20U/μl(Applied Biosystems社P/N N8080119)。
・TaqMan 2X Universal Master Mix。
・非放射性細胞増殖アッセイキット(Promega社、Mannheim、ドイツ)。
・ヒトマスト細胞(HMC-1)。
・DMSO中イオノマイシンカルシウム塩1mM(Sigma Life Science社製Ref# I3909-1ml)。
・アネキシン-V検出キットLife Technologies社(Ref:V13241)。
1.1異なる細胞株における本発明のsiRNAのトランスフェクション後のPDK1発現レベル
本発明のsiRNAのサイレンシング効果を実証するために、異なる細胞株における本発明の一連のsiRNAのトランスフェクション後、インビトロPDK1発現レベルを測定した。ヒトA204及びマウスC2C12細胞に、トランスフェクション剤(transfection agent)としてそれぞれTransit TKO及びリポフェクタミン2000を用いて、100nMの配列番号688及び配列番号692(両方とも19bp平滑末端dsRNA構造体)をトランスフェクトした。すべてのトランスフェクションは標準的な製造業者の説明書に従って実施した。同じトランスフェクションで、スクランブルしたsiRNA配列を干渉の特異性の対照として使用した。細胞ペレットはトランスフェクション実験後24、48、及び72時間で回収し、siRNA作用機序の結果生じうるmRNAレベルの変動を評価するために処理した。RNAレベルは相対的定量法、Comparative Threshold 2-ΔΔCT法{Livak及びSchmittgen、2001}を使用してリアルタイムPCRにより定量した。すべてのリアルタイム定量PCR実験は3通り実施し、3回の独立した実験で繰り返した。平均及び標準偏差を計算した。図3に示すように、配列番号688は、PDK1 mRNAレベルをA204細胞では、おおよそ50%、C2C12細胞では、70%有意に減少させた。配列番号688に対して、PDK1 mRNAレベルは、72時間で完全には回復しない(図3)。配列番号692もまた、A204細胞(50%)とC2C12細胞(40-50%)の両方でPDK1遺伝子発現レベルを低下させた。配列番号692に対して、PDK1遺伝子発現レベルは72時間で完全に回復する(図4)。
本発明のsiRNAの細胞生存能を実証するために、異なる細胞株における本発明の特異的なsiRNAのトランスフェクション後、インビトロ毒性レベルを測定した。ヒトA204並びにマウスC2C12及びJ744A.1細胞に、トランスフェクション剤としてそれぞれTransit TKO及びリポフェクタミン2000を用いて100nMの配列番号688(19bp平滑末端dsRNA構造体)をトランスフェクトした。すべてのトランスフェクションは標準的な製造業者の説明書に従って実施した。同じトランスフェクションで、スクランブルしたsiRNA配列を干渉の特異性の対照として使用した。細胞ペレットはトランスフェクション実験後24、48、及び72時間で回収し、siRNAトランスフェクションの結果生じうる細胞生存能レベルの変動を評価するために処理した。細胞生存能はCellTiter 96(登録商標)Aqueous Non-Radiactive Cell. Proliferation Assay from Promega社を使用して測定した。この方法は、490nm吸収の量により測定した場合の、MTSテトラゾリウム化合物をホルマザン生成物に減少させる生細胞の能力(デヒドロゲナーゼ酵素)に基づいている。平均及び標準偏差を計算した。図5に示すように、対照及びスクランブルしたsiRNAと比較して、配列番号688では細胞生存能レベルsiRNAに何の変化も見られなかった。配列番号688に毒性はなく安全である。
脱顆粒アッセイの目的は、本発明のsiRNA、特に配列番号688(19bp平滑末端化dsRNA構造)のsiRNAをトランスフェクションしてPDK1発現をノックダウンし、アレルギー応答指標として、ヒトマスト細胞系(MHC-1)から脱顆粒比率を評価することである。脱顆粒は、カルシウムイオノフォア、イオノマイシン(Ionomycin)を、4μMの濃度で使用して誘導することにより成功した。アネキシン-V結合法が、Demoと共同開発者ら(Demoら, 1999)に記載されたように、脱顆粒プロセスの評価のパラメーターとして使用された。配列番号688での遺伝子サイレンシング実験により、イオノマイシン(4μM)濃度で配列番号688でトランスフェクションした細胞の表面のアネキシン-V結合において、強力な減少(およそ50%)が示された。これらの結果は、配列番号688投与が、マスト脱顆粒をどのように防ぐことができたかを示す(図6)。脱顆粒と並行して、相対的定量法、Comparative Threshold 2-ΔΔCT法{Livak及びSchmittgen、2001}を使用するリアルタイムPCRにより、トランスフェクション実験24時間後のPDK1 mRNAレベルのアッセイ検出を測定した。図7に示すように、ヒトマスト細胞系(MHC-1)において、20%のPDK1 mRNAレベルの低下が発見された。これらの結果を考慮すると、配列番号688のトランスフェクション後のPDK1 mRNAレベル減少により、ヒトマスト脱顆粒が防止されうることが示された。
これらの実験の目的は、ブタクサ花粉により誘発される眼アレルギーのマウスモデルにおける眼アレルギーに関連する症状を減少させるため、PDK1の発現をサイレンシングするように設計された本発明のsiRNAの効力を分析することであった。特に配列番号688(19bp平滑末端dsRNA構造体、SYL116021)を有するsiRNAの効力を分析した。
・アレルギー誘発への応答における臨床徴候:アレルギー性結膜炎の典型的眼徴候には、掻痒、眼瞼腫脹、結膜腫脹(結膜浮腫)、及び粘液堆積(mucus deposition)が含まれる。眼アレルギーに関連する粘液は大量であり、粘質であり、粘着性でもある。結膜の代替物は通常、眼球結膜が「ガラス状」外見を呈する原因となり、眼瞼結膜の色は赤というよりもむしろピンクになり、度々乳白色の外見を見せる。
・局所マスト細胞の数:アレルギー刺激結膜マスト細胞が脱顆粒して数分後、炎症メディエータの放出が結膜のより深い層から遊走してくる更に多くのマスト細胞を引き付ける。
・好酸球の局所浸潤:結膜への炎症細胞の浸潤はアレルゲン曝露の数時間後に生じ、アレルゲンに対する後期応答の一部である。いくつかの異なる種類の細胞が結膜へ遊走するが、主な種類は好酸球である。
・アレルギーに関係する分子バイオマーカーの発現変化:
- PDK1: マスト細胞の機能は、イオンチャンネル活性と複数のシグナル伝達経路の変化を介して厳密に制御されている。アレルゲンに対する応答におけるマスト細胞の活性化は、イオンの膜浸透性における変化を引き起こす。Ca2+の細胞への流入は、ホスファチジルイノシトール-3-キナーゼ(PI3K)を活性化させる。PI3K経路の活性化は、その後PKB/Akt、SGK及びPKCのようなPI3Kの下流標的をリン酸化するホスホイノシチド依存性キナーゼ(PDK1)の活性化を含む。これらのキナーゼは、カルシウムチャンネルを活性化し。細胞内カルシウム蓄積を流動化し、マスト細胞脱顆粒を活性化することに関する{Shumilina Eら、2010}。
A.動物及び動物の手順
2.1.1試験システム特徴付け
アレルギー性結膜炎は、1日目に腹腔内注射により0.25mlのミョウバン中50μgのブタクサ(Rw)花粉の混合物で動物を免疫化することにより誘発した。免疫化溶液は投与直前に調製し、常時光から保護した。免疫化10日後、1.25mgのRw花粉をそれぞれの眼に局所的に滴下した。投与は投与量5μL/眼で実施した。この手順は当業者に既知の標準的な既存の発表されているプロトコルから適応させたもので、siRNAの効力を吟味する前に検証した{Magone M.T.ら、1998}。
試験項目は、6日目に開始して5日間にわたり1日1回動物の両眼に局所的眼経路により適用した(図8)。動物の別個の群はビヒクル(PBS)を投与され、対照として働いた。投与は投与量5μL/眼で実施した。
動物の全体的健康状態は最初の投与から屠殺まで毎日モニターした。マウスは局所的眼花粉の滴下に先立って及び花粉滴下後の24時間までの異なる時点で過敏症の臨床徴候について検査した。結膜浮腫及び充血、眼瞼浮腫、眼脂及び流涙はスケール0〜3で段階分けした。臨床スコアリングは実験条件ついて知らされていない、経験豊かな観察者により実施された。動物はアレルギー負荷の3時間又は24時間後に屠殺された。屠殺眼(sacrifice eyes)に続いて、単離され、後にRNAで保持される。
全RNAは、RNeasy RNA抽出キット(Invitrogen社、CA、米国)を使用して全眼、脾臓又はリンパ節から単離した。4μgの全RNAは、High-Capacity cDNA Archiveキット(Applied Biosystems, Inc.社、Foster City、CA、米国)を使用して製造業者の説明書及びIT-B-0003-01に従って逆転写した。
qPCRはStepone plus検出システム(Applied Biosystems社)を使用して実施した。500ナノグラムのそれぞれの試料をTaqMan 2X Universal Master Mixにおいて、95℃で10分間、続いて95℃で15秒間及び60℃で1分間を40サイクルの条件で増幅させた。すべてのqPCR増幅は3通り実施し、常に逆転写対照及びテンプレート対照なしを含む少なくとも2つの独立した実験で繰り返した。PDK1、TLSP及びTnfrsf9 mRNAレベルは、内部標準として18S遺伝子を使用し、ΔΔCT法により相対的に定量するqPCRによって分析した{Livak K. J.及びSchmittgen T. D.、2001}。
2.3.1マウス眼中のDPK1の発現及び眼アレルギーに対する応答における誘発
DPK1の発現は、方法のセクションで述べたとおりにアレルギー誘発後の異なる時点でマウスの眼において吟味した。図9は、DPK1が眼に存在していること、その発現がアレルギー負荷に対する応答で急速に上方調節されていることを示している。DPK1 mRNAレベルの1.3倍の増加がブタクサ花粉の投与の3時間後に、1.7倍の増加がブタクサ花粉の投与の24時間後に観察された。
方法のセクションで述べたとおりに、動物の2つの群にミョウバンに吸着させたブタクサ花粉の用量を腹腔内に(IP)注射した。IP注射の5日後、1つの群(A、n=16)は5日の期間にわたりPBSの点眼/日を受け、もう一方の群(B、n=24)は同一期間中配列番号688(SYL116021)を450μg/眼/日の用量(低用量)で受けた。動物たちは花粉の点眼の0.5、1、3、6及び24時間後に眼アレルギーに関係する症状について検査を受けた。図10に示すように、配列番号688(SYL116021)を用いた処置は、アレルギーの臨床徴候を有意に減少させた。特に、配列番号688(SYL116021)で処理した動物の群において、6時間負荷後に臨床的兆候が観察されなかったことは興味深い;これは、配列番号688(SYL116021)は、臨床的兆候を低下させるのみならず、持続させることを意味する。臨床的兆候のさらなる解析は、配列番号688(SYL116021)が、眼瞼浮腫、流涙及び眼漏(ocular discharge)に特に強力な効果を有することを示した。
(参考文献)
Claims (15)
- 医薬として使用するための、配列番号1から687からなる群より選択される少なくとも1つの配列を特異的に標的とする、siRNA分子。
- PDK1の増加した発現及び/又は活性により特徴づけられる眼状態の治療および/または防止において使用するための、請求項1に記載のsiRNA分子。
- 前記眼状態が、アレルギーおよび/または結膜炎である、請求項2に記載のsiRNA分子。
- 前記眼状態が、季節性アレルギー性結膜炎、通年性アレルギー性結膜炎、春季角結膜炎、アトピー性角結膜炎、巨大乳頭結膜炎、ドライアイ症候群及びそれらの組合せから選択される、請求項2又は3に記載のsiRNA分子。
- 19ヌクレオチド二本鎖領域を含む、請求項1から4のいずれか一項に記載のsiRNA分子。
- 平滑末端である、請求項5に記載のsiRNA分子。
- 配列番号688〜配列番号1374からなる群から選択される少なくとも1つの配列を含む、または配列番号688〜配列番号1374からなる群から選択される少なくとも1つの配列からなる、請求項1から6のいずれか一項に記載のsiRNA分子。
- 配列番号1〜配列番号687からなる群から選択される少なくとも1つの配列を特異的に標的とし、細胞内に導入された場合にはPDK1遺伝子の発現を減少させるsiRNA分子であって、19ヌクレオチド平滑末端二本鎖構造体を含むsiRNA分子。
- 少なくとも1つのヌクレオチドが化学修飾を含む、請求項1から8のいずれか一項に記載のsiRNA分子。
- ヌクレオチドの前記化学修飾が、2'-O-メチル化及びウラシルリボースヌクレオチドのデオキシチミジンヌクレオチドによる置換及びこれらの組合せから選択される、請求項9に記載のsiRNA分子。
- 前記化学修飾がセンス鎖上、アンチセンス鎖上又は両鎖上にある、請求項9又は10に記載のsiRNA分子。
- PDK1の増加した発現及び/又は活性によって特徴付けられる眼状態の治療のための医薬の製造における請求項1から11のいずれか一項に記載のsiRNA分子の使用。
- 前記眼状態が眼アレルギー及び/又は結膜炎である、請求項12に記載の使用。
- 前記眼状態が、季節性アレルギー性結膜炎、通年性アレルギー性結膜炎、春季角結膜炎、アトピー性角結膜炎、巨大乳頭結膜炎、ドライアイ症候群及びそれらの組合せから選択される、請求項12又は13に記載の使用。
- 請求項1から11に記載のsiRNA分子を少なくとも含む医薬組成物。
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