JP2019500043A - 異常ヘモグロビン症の治療用組成物および方法 - Google Patents

異常ヘモグロビン症の治療用組成物および方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、異常ヘモグロビン症の治療のためのゲノム編集システム、試薬および方法に関する。

Description

関連出願
本願は、2015年12月28日に出願された米国仮特許出願第62/271,968号明細書、および2016年6月8日に出願された米国仮特許出願第62/347,484号明細書に対する優先権を主張する。これらの出願の内容全体は、参照により本明細書に援用される。
CRISPR(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats(クラスター化した規則的な間隔の短いパリンドローム型リピート))は、細菌においてウイルスの攻撃を防御するための適応免疫システムとして進化した。ウイルスへの曝露時、ウイルスDNAの短いセグメントが細菌ゲノムのCRISPR遺伝子座に組み込まれる。ウイルス配列を含むCRISPR遺伝子座の一部からRNAが転写される。ウイルスゲノムに相補的な配列を含むこのRNAがウイルスゲノム中の配列へのCas9タンパク質のターゲティングを媒介する。Cas9タンパク質がウイルス標的を切断し、それによってサイレンシングする。
近年、このCRISPR/Casシステムが真核細胞のゲノム編集に応用されるようになっている。部位特異的一本鎖切断(SSB)または二本鎖切断(DSB)の導入により、例えば非相同末端結合(NHEJ)または相同組換え修復(HDR)を用いて標的配列を改変することが可能になる。
理論によって拘束されるものではないが、本発明は、一部には、例えば本明細書に記載されるとおりのCRISPRシステム、例えばCas9 CRISPRシステムを用いることにより、胎児ヘモグロビン(HbF)発現が増加し、および/またはβグロビン(例えば、疾患原因突然変異を有するβグロビン遺伝子)の発現が低下するように細胞(例えば、造血幹細胞・前駆細胞(HSPC))を修飾することができ、およびかかる細胞を用いることにより、異常ヘモグロビン症、例えば鎌状赤血球症およびβサラセミアを治療し得るという発見に基づく。
したがって、ある態様において、本発明は、本明細書に記載されるとおりのgRNA分子を1つ以上、例えば1つ含むCRISPRシステム(例えば、Cas CRISPRシステム、例えばCas9 CRISPRシステム、例えば化膿レンサ球菌(S.pyogenes)Cas9 CRISPRシステム)を提供する。かかるシステム、ならびに本明細書に記載される方法および細胞では、本明細書に記載されるgRNA分子のいずれも使用し得る。
ある態様において、本発明は、tracrとcrRNAとを含むgRNA分子を提供し、ここで、crRNAは、BCL11A遺伝子、BCL11aエンハンサー、またはHFPH領域の標的配列に相補的な標的化ドメインを含む。
別の態様において、本発明は、BCL11A遺伝子の標的配列に相補的、例えば、BCL11aコード領域内(例えば、BCL11aエクソン内、例えばBCL11aエクソン2内)の標的配列に相補的な標的化ドメインを含むgRNA分子を提供する。実施形態において、本gRNAは、配列番号1〜配列番号85または配列番号400〜配列番号1231のいずれか1つを含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。
別の態様において、本発明は、BCL11Aエンハンサーの標的配列に相補的な標的化ドメインを含むgRNA分子を提供する。
実施形態において、本gRNAは、配列番号1232〜配列番号1499のいずれか1つを含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。
実施形態において、BCL11aエンハンサーの標的配列に対するgRNAは、BCL11aエンハンサーの+58領域内の標的配列に対するgRNAであり、標的化ドメインは、配列番号182〜配列番号277または配列番号334〜配列番号341のいずれか1つを含む、例えばそれからなる。実施形態において、標的化ドメインは、配列番号341、配列番号246、配列番号248、配列番号247、配列番号245、配列番号249、配列番号244、配列番号199、配列番号251、配列番号250、配列番号334、配列番号185、配列番号186、配列番号336、または配列番号337のいずれか1つを含む、例えばそれからなる。実施形態において、標的化ドメインは、配列番号248を含む、例えばそれからなる。実施形態において、標的化ドメインは、配列番号247を含む、例えばそれからなる。実施形態において、標的化ドメインは、配列番号245を含む、例えばそれからなる。実施形態において、標的化ドメインは、配列番号336を含む、例えばそれからなる。実施形態において、標的化ドメインは、配列番号337を含む、例えばそれからなる。実施形態において、標的化ドメインは、配列番号338を含む、例えばそれからなる。実施形態において、標的化ドメインは、配列番号335を含む、例えばそれからなる。実施形態において、標的化ドメインは、配列番号252を含む、例えばそれからなる。ある実施形態において、gRNAは、例えば5’から3’に、配列番号248−配列番号6607を含む、例えばそれからなるcrRNAと、例えば5’から3’に、配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracrとを含むdgRNAである。ある実施形態において、gRNAは、例えば5’から3’に、配列番号247−配列番号6607を含む、例えばそれからなるcrRNAと、例えば5’から3’に、配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracrとを含むdgRNAである。ある実施形態において、gRNA分子はsgRNA分子であり、例えば5’から3’に、配列番号338−配列番号6604−UUUUを含む、例えばそれからなる。ある実施形態において、gRNA分子はsgRNA分子であり、例えば5’から3’に、配列番号335−配列番号6604−UUUUを含む、例えばそれからなる。ある実施形態において、gRNA分子はsgRNA分子であり、例えば5’から3’に、配列番号336−配列番号6604−UUUUを含む、例えばそれからなる。ある実施形態において、gRNA分子はsgRNA分子であり、例えば5’から3’に、配列番号245−配列番号6604−UUUUを含む、例えばそれからなる。ある実施形態において、gRNA分子はsgRNA分子であり、例えば5’から3’に、配列番号337−配列番号6604−UUUUを含む、例えばそれからなる。ある実施形態において、gRNA分子はsgRNA分子であり、例えば5’から3’に、配列番号252−配列番号6604−UUUUを含む、例えばそれからなる。
実施形態において、BCL11aエンハンサーの標的配列に対するgRNAは、BCL11aエンハンサーの+62領域内の標的配列に対するgRNAであり、標的化ドメインは、配列番号278〜配列番号333のいずれか1つを含む、例えばそれからなる。実施形態において、標的化ドメインは、配列番号318、配列番号312、配列番号313、配列番号294、配列番号310、配列番号319、配列番号298、配列番号322、配列番号311、配列番号315、配列番号290、配列番号317、配列番号309、配列番号289、または配列番号281のいずれか1つを含む、例えばそれからなる。実施形態において、標的化ドメインは、配列番号318を含む、例えばそれからなる。
実施形態において、BCL11aエンハンサーの標的配列に対するgRNAは、BCL11aエンハンサーの+55領域内の標的配列に対するgRNAであり、標的化ドメインは、配列番号1596〜配列番号1691のいずれか1つを含む、例えばそれからなる。実施形態において、標的化ドメインは、配列番号1683、配列番号1638、配列番号1647、配列番号1609、配列番号1621、配列番号1617、配列番号1654、配列番号1631、配列番号1620、配列番号1637、配列番号1612、配列番号1656、配列番号1619、配列番号1675、配列番号1645、配列番号1598、配列番号1599、配列番号1663、配列番号1677、または配列番号1626のいずれか1つを含む、例えばそれからなる。
別の態様において、本発明は、遺伝性高胎児ヘモグロビン血症(HPFH)領域の標的配列に相補的な標的化ドメインを含むgRNA分子を提供する。ある実施形態において、HPFH領域はフランス型HPFH領域である。実施形態において、標的化ドメインは、配列番号86〜配列番号181または配列番号1500〜配列番号1595のいずれか1つを含む、例えばそれからなる。実施形態において、標的化ドメインは、配列番号100、配列番号165、配列番号113、配列番号99、配列番号112、配列番号98、配列番号1580、配列番号106、配列番号1503、配列番号1589、配列番号160、配列番号1537、配列番号159、配列番号101、配列番号162、配列番号104、配列番号138、配列番号1536、配列番号1539、配列番号1585のいずれか1つを含む、例えばそれからなる。実施形態において、標的化ドメインは、配列番号100を含む、例えばそれからなる。実施形態において、標的化ドメインは、配列番号165を含む、例えばそれからなる。実施形態において、標的化ドメインは、配列番号113を含む、例えばそれからなる。
前述の実施形態のいずれにおいても、gRNA分子は、本明細書に記載される領域および/または特性をさらに有し得る。ある態様において、gRNA分子(例えば、前述の態様または実施形態のいずれかのgRNA分子)は、記載される標的化ドメイン配列のいずれか1つの17、18、19、20、21、22、23、または24個の連続する核酸を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。実施形態において、記載される標的化ドメイン配列のいずれか1つの17、18、19、20、21、22、23、または24個の連続する核酸は、記載される標的化ドメイン配列の3’末端に配置された17、18、19、20、21、22、23、または24個の連続する核酸である。実施形態において、記載される標的化ドメイン配列のいずれか1つの17、18、19、20、21、22、23、または24個の連続する核酸は、記載される標的化ドメイン配列の5’末端に配置された17、18、19、20、21、22、23、または24個の連続する核酸である。実施形態において、記載される標的化ドメイン配列のいずれか1つの17、18、19、20、21、22、23、または24個の連続する核酸は、記載される標的化ドメイン配列の5’核酸または3’核酸のいずれも含まない。前述の態様または実施形態のいずれにおいても、標的化ドメインは、記載される標的化ドメイン配列からなり得る。
前述の態様および実施形態のいずれかにあるものを含め、gRNA分子の実施形態において、標的化ドメインは、記載される標的化ドメイン配列のいずれか1つの17、18、19、20、21(参照配列に存在する場合)、22(参照配列に存在する場合)、23(参照配列に存在する場合)、24(参照配列に存在する場合)、または25(参照配列に存在する場合)個の連続する核酸を含む。前述の態様および実施形態のいずれかにあるものを含め、gRNA分子の他の実施形態において、標的化ドメインは、記載される標的化ドメイン配列のいずれか1つの17、18、19、20、21(参照配列に存在する場合)、22(参照配列に存在する場合)、23(参照配列に存在する場合)、または24(参照配列に存在する場合)、または25(参照配列に存在する場合)個の連続する核酸からなる。前述の態様および実施形態のいずれかにあるものを含め、gRNA分子の実施形態において、記載される標的化ドメイン配列のいずれか1つの17、18、19、20、21(参照配列に存在する場合)、22(参照配列に存在する場合)、23(参照配列に存在する場合)、または24(参照配列に存在する場合)、または25(参照配列に存在する場合)個の連続する核酸は、記載される標的化ドメイン配列の3’末端に配置された17、18、19、20、21(参照配列に存在する場合)、22(参照配列に存在する場合)、23(参照配列に存在する場合)、または24(参照配列に存在する場合)、または25(参照配列に存在する場合)個の連続する核酸である。前述の態様および実施形態のいずれかにあるものを含め、gRNA分子の他の実施形態において、記載される標的化ドメイン配列のいずれか1つの17、18、19、20、21(参照配列に存在する場合)、22(参照配列に存在する場合)、23(参照配列に存在する場合)、または24(参照配列に存在する場合)、または25(参照配列に存在する場合)個の連続する核酸は、記載される標的化ドメイン配列の5’末端に配置された17、18、19、20、21(参照配列に存在する場合)、22(参照配列に存在する場合)、23(参照配列に存在する場合)、または24(参照配列に存在する場合)、または25(参照配列に存在する場合)個の連続する核酸である。前述の態様および実施形態のいずれかにあるものを含め、gRNA分子の他の実施形態において、記載される標的化ドメイン配列のいずれか1つの17、18、19、20、21(参照配列に存在する場合)、22(参照配列に存在する場合)、23(参照配列に存在する場合)、または24(参照配列に存在する場合)、または25(参照配列に存在する場合)個の連続する核酸は、記載される標的化ドメイン配列の5’核酸または3’核酸のいずれも含まない。
前述の態様または実施形態のいずれかにあるものを含め、ある態様において、gRNA分子は、ハイブリダイズして配列番号6584または6585を含むフラッグポールを形成するcrRNAの一部分とtracrの一部分とを含む。実施形態において、フラッグポールは、フラッグポールのcrRNA部分の3’側に位置する第1のフラッグポール伸長部をさらに含み、前記第1のフラッグポール伸長部は配列番号6586を含む。実施形態において、フラッグポールは、フラッグポールのcrRNA部分の3’側に位置する第2のフラッグポール伸長部、および存在する場合には第1のフラッグポール伸長部をさらに含み、前記第2のフラッグポール伸長部は配列番号6587を含む。
前述の態様または実施形態のいずれかにあるものを含め、ある態様において、本発明は、配列番号6660または配列番号6661を含む、例えばそれからなるtracrを含むgRNA分子を提供する。実施形態において、フラッグポールのcrRNA部分は配列番号6607または配列番号6608を含む。
前述の態様または実施形態のいずれかにあるものを含め、ある態様において、本発明は、配列番号6589または6590を含むtracrと、任意選択で、第1のフラッグポール伸長部が存在する場合、配列番号6589または6590の5’側に配置された第1のtracr伸長部であって、配列番号6591を含む第1のtracr伸長部とを含むgRNA分子を提供する。
前述の態様または実施形態のいずれかにあるものを含め、ある態様において、本発明は、標的化ドメインとtracrとが別個の核酸分子に配置されるgRNA分子(例えば、dgRNA分子)を提供する。
前述の態様または実施形態のいずれかにあるものを含め、ある態様において、本発明は、標的化ドメインとtracrとが単一の核酸分子に配置され、ここで、tracrが標的化ドメインの3’側に配置されたgRNA分子(例えば、sgRNA分子)を提供する。実施形態において、sgRNA分子は、標的化ドメインの3’側かつtracrの5’側に配置されたループ、例えば、配列番号6588を含む、例えばそれからなるループを含む。
前述の態様または実施形態のいずれかにあるものを含め、ある態様において、本発明は、5’から3’に、[標的化ドメイン]−:
(a)配列番号6601;
(b)配列番号6602;
(c)配列番号6603;
(d)配列番号6604;または
(e)1、2、3、4、5、6または7個のウラシル(U)ヌクレオチド、例えば4個のウラシルヌクレオチドを3’末端にさらに含む上記(a)〜(d)のいずれかを含むgRNA分子を提供する。実施形態において、標的化ドメインと(a)〜(e)のいずれかの配列との間に介在ヌクレオチドはない。
別の態様において、本発明は、前述の態様および実施形態のいずれかのgRNA分子を1つ以上、例えば1つ含むCRISPRシステム、例えばCas CRISPRシステム、例えばCas9 CRISPRシステム、例えば化膿レンサ球菌(S.pyogenes)Cas9 CRISPRシステムを提供する。ある態様において、本発明は、前述の態様および実施形態のいずれかの第1のgRNA分子を含み、Cas9分子をさらに含む組成物を提供する。実施形態において、Cas9分子は活性または不活性化膿レンサ球菌(s.pyogenes)Cas9である。実施形態において、第1のgRNA分子およびCas9分子はリボ核タンパク質複合体(RNP)中に存在する。
別の態様において、本発明は、gRNAを2つ以上含む、例えば、本明細書に記載されるとおりのgRNA分子を2つ以上含む、例えば、前述のgRNA分子の態様または実施形態のいずれかのgRNA分子を2つ以上含む組成物を提供する。したがって、さらなる態様において、本発明は、第2のgRNA分子;第2のgRNA分子および第3のgRNA分子;または第2のgRNA分子、第3のgRNA分子、および第4のgRNA分子をさらに含む、前述の組成物の態様および実施形態のいずれかの組成物を提供し、ここで、第2のgRNA分子、第3のgRNA分子(存在する場合)、および第4のgRNA分子(存在する場合)は、本明細書に記載されるとおりのgRNA分子、例えば、前述のgRNA分子の態様または実施形態のいずれかのgRNA分子である。ある実施形態において、本組成物の各gRNA分子は異なる標的配列に相補的である。ある実施形態において、各gRNA分子は同じ遺伝子内または領域内の標的配列と相補的である。ある態様において、第1のgRNA分子、第2のgRNA分子、第3のgRNA分子(存在する場合)、および第4のgRNA分子(存在する場合)は、20000ヌクレオチド以下、10000ヌクレオチド以下、6000以下、5000ヌクレオチド以下、4000以下、1000ヌクレオチド以下、500ヌクレオチド以下、400ヌクレオチド以下、300ヌクレオチド以下、200ヌクレオチド以下、100ヌクレオチド以下、90ヌクレオチド以下、80ヌクレオチド以下、70ヌクレオチド以下、60ヌクレオチド以下、50ヌクレオチド以下、40ヌクレオチド以下、30ヌクレオチド以下、20ヌクレオチド以下または10ヌクレオチド以下離れた標的配列と相補的である。別の態様において、本組成物の各gRNA分子は異なる遺伝子内または領域内の標的配列と相補的である。
本発明の2つ以上のgRNA分子の具体的かつ好ましい組み合わせが本明細書に記載される。ある態様において、本組成物は第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とを含み、ここで、第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とは異なる標的配列に相補的であり、および:
(a)BCL11a遺伝子に対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から独立して選択されるか;
(b)+58 BCL11aエンハンサーに対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から独立して選択されるか;
(c)+62 BCL11aエンハンサーに対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から独立して選択されるか;
(d)+55 BCL11aエンハンサーに対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から独立して選択されるか;または
(e)HPFH領域に対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から独立して選択される。
ある態様において、本組成物は第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とを含み、ここで、第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とは異なる標的配列に相補的であり、および:
(a)第1のgRNA分子はBCL11a遺伝子に対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から選択され、かつ第2のgRNA分子は+58 BCL11aエンハンサーに対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から選択され;
(b)第1のgRNA分子はBCL11a遺伝子に対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から選択され、かつ第2のgRNA分子は+62 BCL11aエンハンサーに対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から選択され;
(c)第1のgRNA分子はBCL11a遺伝子に対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から選択され、かつ第2のgRNA分子は+55 BCL11aエンハンサーに対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から選択され;
(d)第1のgRNA分子はBCL11a遺伝子に対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から選択され、かつ第2のgRNA分子はHPFH領域に対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から選択され;
(e)第1のgRNA分子は+58 BCL11aエンハンサーに対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から選択され、かつ第2のgRNA分子は+62 BCL11aエンハンサーに対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から選択され;
(f)第1のgRNA分子は+58 BCL11aエンハンサーに対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から選択され、かつ第2のgRNA分子は+55 BCL11aエンハンサーに対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から選択され;
(g)第1のgRNA分子は+58 BCL11aエンハンサーに対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から選択され、かつ第2のgRNA分子はHPFH領域に対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から選択され;
(h)第1のgRNA分子は+62 BCL11aエンハンサーに対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から選択され、かつ第2のgRNA分子は+55 BCL11aエンハンサーに対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から選択され;
(i)第1のgRNA分子は+62 BCL11aエンハンサーに対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から選択され、かつ第2のgRNA分子はHPFH領域に対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から選択され;
(j)第1のgRNA分子は+55 BCL11aエンハンサーに対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から選択され、かつ第2のgRNA分子はHPFH領域に対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から選択される。
別の態様において、第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とを含む本組成物は、以下を含む:
(a)HPFH領域に対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から選択される第1のgRNA分子を含み、かつ第2のgRNA分子が、βグロビン遺伝子の標的配列に相補的な標的化ドメインを含むか;または
(b)BCL11aエンハンサー、例えば、+58 BCL11aエンハンサー、+55 BCL11aエンハンサーまたは+62 BCL11aエンハンサーに対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から選択される第1のgRNA分子を含み、かつ第2のgRNA分子が、βグロビン遺伝子の標的配列に相補的な標的化ドメインを含む。
前述の組成物の態様および実施形態のいずれにおいても、本組成物は、組成物のgRNA成分に関して、第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とからなり得る。
前述の組成物の態様および実施形態のいずれにおいても、本組成物は、エレクトロポレーションに好適な媒体中に製剤化し得る。
別の態様において、本発明は、CRISPRシステムのgRNA分子および/またはCas分子をコードする核酸を提供する。理論によって拘束されるものではないが、かかる核酸を細胞に送達すると、細胞内でCRISPRシステムの発現が起こるであろうと考えられる。ある態様において、本発明は、前出のgRNAの態様および実施形態のいずれかの1つ以上のgRNA分子をコードする核酸配列を提供する。実施形態において、核酸は、1つ以上のgRNA分子をコードする配列に作動可能に連結されたプロモーターを含む。実施形態において、このプロモーターは、RNAポリメラーゼIIまたはRNAポリメラーゼIIIによって認識されるプロモーターである。実施形態において、このプロモーターはU6プロモーターまたはHIプロモーターである。
さらなる態様において、核酸は、Cas9分子をコードする配列をさらに含む。実施形態において、核酸は、Cas9分子をコードする配列に作動可能に連結されたプロモーターを含む。実施形態において、このプロモーターは、EF−1プロモーター、CMV IE遺伝子プロモーター、EF−1αプロモーター、ユビキチンCプロモーター、またはホスホグリセリン酸キナーゼ(PGK)プロモーターである。
ある態様において、本発明は、前出の核酸の態様および実施形態のいずれかの核酸を含むベクターを提供する。実施形態において、ベクターは、レンチウイルスベクター、アデノウイルスベクター、アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクター、単純ヘルペスウイルス(HSV)ベクター、プラスミド、ミニサークル、ナノプラスミド、およびRNAベクターからなる群から選択される。
別の態様において、本発明は、1つ以上のgRNA分子、例えば本明細書に記載されるとおりのgRNA分子、例えば前出のgRNA分子の態様および実施形態のいずれかにおけるgRNA分子と、Cas9分子をコードする核酸とを含む組成物を提供する。
別の態様において、本発明は、1つ以上のgRNA分子(例えば、本明細書に記載されるとおりのgRNA分子、例えば前出のgRNA分子の態様および実施形態のいずれかのgRNA分子)をコードする核酸と、Cas9分子とを含む組成物を提供する。
別の態様において、本発明は、鋳型核酸をさらに含む組成物、例えば、前述の組成物の態様および実施形態のいずれかの組成物を提供する。別の態様において、本発明は、鋳型核酸をコードする核酸配列をさらに含む組成物、例えば、前述の組成物の態様および実施形態のいずれかの組成物を提供する。実施形態において、鋳型核酸は、gRNA分子の標的配列のヌクレオチドに対応するヌクレオチドを含む。実施形態において、鋳型核酸は、ヒトβグロビン、例えば、突然変異G16D、E22AおよびT87Qの1つ以上を含むヒトβグロビンをコードする核酸を含む。実施形態において、鋳型核酸は、ヒトγグロビンをコードする核酸を含む。
別の態様において、本発明は、gRNA分子、CRISPRシステム、組成物または核酸(例えば、本明細書に記載されるとおりのもの、例えば、前述の態様および実施形態のいずれかにあるとおりのもの)を含む(または任意の時点で含んでいた)細胞を提供する。かかる態様において、本発明は、このように含むことによって修飾されている細胞を提供する。
したがって、ある態様において、本発明は、細胞の核酸内にある標的配列を改変する方法、例えば、その構造、例えば配列を改変する方法であって、前記細胞を、
1)前述のgRNA分子の態様および実施形態のいずれかの1つ以上のgRNA分子、およびCas9分子(例えば、本明細書に記載されるとおりの);
2)前述のgRNA分子の態様および実施形態のいずれかの1つ以上のgRNA分子、およびCas9分子(例えば、本明細書に記載されるとおりの)をコードする核酸;
3)前述のgRNA分子の態様および実施形態のいずれかの1つ以上のgRNA分子をコードする核酸、およびCas9分子(例えば、本明細書に記載されるとおりの);
4)前述のgRNA分子の態様および実施形態の1つ以上のgRNA分子をコードする核酸、およびCas9分子(例えば、本明細書に記載されるとおりの)をコードする核酸;または
5)上記1)〜4)のいずれか、および鋳型核酸(例えば、本明細書に記載されるとおりの);
6)上記1)〜4)のいずれか、および鋳型核酸(例えば、本明細書に記載されるとおりの)をコードする配列を含む核酸;
7)本明細書に記載されるとおりの(例えば、前述の組成物の態様および実施形態のいずれかの)組成物;または
8)前述のベクターの態様および実施形態のいずれかのベクター
と接触させることを含む方法を提供する。
実施形態において、gRNA分子またはgRNA分子をコードする核酸と、Cas9分子またはCas9分子をコードする核酸とは、単一の組成物に製剤化される。他の実施形態において、gRNA分子またはgRNA分子をコードする核酸と、Cas9分子またはCas9分子をコードする核酸とは、2つ以上の組成物に製剤化される。実施形態において、2つ以上の組成物は同時にまたは逐次的に送達される。
実施形態において、細胞は動物細胞である。実施形態において、細胞は哺乳動物細胞、霊長類細胞またはヒト細胞である。実施形態において、細胞は造血幹細胞・前駆細胞(HSPC)(例えば、HSPCの集団)である。実施形態において、細胞はCD34+細胞である。実施形態において、細胞はCD34+/CD38−/CD90+/CD45RA−細胞である。実施形態において、細胞はCD34+/CD90+/CD49f+細胞である。実施形態において、細胞はCD34+/CD38−/CD90+/CD45RA−/CD49f+細胞である。実施形態において、本方法は、HSPC、例えばCD34+細胞を富化した細胞の集団を含む。
実施形態において、細胞(例えば、細胞の集団)は骨髄から単離されている。実施形態において、細胞(例えば、細胞の集団)は動員末梢血から単離されている。実施形態において、細胞(例えば、細胞の集団)は臍帯血から単離されている。
実施形態において、細胞(例えば、細胞の集団)は、前記細胞(例えば、細胞の集団)が投与される患者にとって自己由来である。実施形態において、細胞(例えば、細胞の集団)は、前記細胞(例えば、細胞の集団)が投与される患者にとって同種異系由来である。
本明細書に記載される方法の実施形態では、改変する結果として細胞の胎児ヘモグロビン発現が増加する。本明細書に記載される方法の実施形態では、改変する結果として細胞の胎児ヘモグロビン発現が減少する。
別の態様において、本発明は、前述の方法の態様および実施形態のいずれかの方法によって改変された細胞を提供する。別の態様において、本発明は、前出の態様および実施形態のいずれかの第1のgRNA分子(例えば、本明細書に記載されるとおりの)、または組成物(例えば、本明細書に記載されるとおりの)、または第1のgRNA分子(例えば、本明細書に記載されるとおりの)をコードする核酸を含む細胞を提供する。実施形態において、細胞は動物細胞である。実施形態において、細胞は哺乳動物細胞、霊長類細胞またはヒト細胞である。実施形態において、細胞は造血幹細胞・前駆細胞(HSPC)(例えば、HSPCの集団)である。実施形態において、細胞はCD34+細胞である。実施形態において、細胞はCD34+/CD38−/CD90+/CD45RA−細胞である。実施形態において、細胞はCD34+/CD90+/CD49f+細胞である。実施形態において、本方法は、HSPC、例えばCD34+細胞を富化した細胞の集団を含む。
実施形態において、細胞(例えば、細胞の集団)は骨髄から単離されている。実施形態において、細胞(例えば、細胞の集団)は動員末梢血から単離されている。実施形態において、細胞(例えば、細胞の集団)は臍帯血から単離されている。
実施形態において、細胞(例えば、細胞の集団)は、前記細胞(例えば、細胞の集団)が投与される患者にとって自己由来である。実施形態において、細胞(例えば、細胞の集団)は、前記細胞(例えば、細胞の集団)が投与される患者にとって同種異系由来である。
実施形態において、細胞は、第2のgRNA分子、例えば本明細書に記載されるとおりの第2のgRNA分子、例えば前出のgRNA分子の態様および実施形態のいずれかの第2のgRNA分子、または第2のgRNA分子をコードする核酸を含むか、それを含んでいたか、またはそれを含むことになり、ここで、第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とは同一でない標的化ドメインを含む。
実施形態において、細胞における胎児ヘモグロビンの発現が、例えばgRNA分子(例えば、本明細書に記載されるとおりの)を含むように修飾されていない同じ細胞型の細胞と比べて増加する。実施形態において、細胞におけるβグロビンの発現が、例えばgRNA分子(例えば、本明細書に記載されるとおりの)を含むように修飾されていない同じ細胞型の細胞と比べて低下する。実施形態において、例えばgRNA分子(例えば、本明細書に記載されるとおりの)を含むように修飾されていない同じ細胞型の細胞と比べて細胞における胎児ヘモグロビンの発現が増加し、かつβグロビンの発現が低下する。
ある態様において、本発明の細胞(または細胞を含む方法)は、幹細胞増殖剤、例えば本明細書に記載されるとおりの幹細胞増殖剤、例えば、化合物1、化合物2、化合物3または化合物4と接触させたものである。ある態様において、本発明の細胞(または細胞を含む方法)は、幹細胞増殖剤、例えば本明細書に記載されるとおりの幹細胞増殖剤、例えば、化合物1、化合物2、化合物3、化合物4またはこれらの組み合わせ(例えば、化合物1および化合物4)と接触させたものである。ある実施形態において、幹細胞増殖剤は化合物4である。ある実施形態において、幹細胞増殖剤は化合物1と化合物4との組み合わせである。実施形態において、接触はエキソビボである。
別の態様において、本発明は、治療方法、例えば異常ヘモグロビン症の治療方法を提供する。ある態様において、本発明は、前出の細胞または方法の態様および実施形態のいずれかの細胞(例えば、細胞の集団)を患者に投与することを含む、異常ヘモグロビン症を治療する方法を提供する。
別の態様において、本発明は、前出の細胞または方法の態様および実施形態のいずれかの細胞を患者に投与することを含む、哺乳動物における胎児ヘモグロビン発現を増加させる方法を提供する。ある実施形態において、異常ヘモグロビン症はβ−サラセミアまたは鎌状赤血球症である。
別の態様において、本発明は、薬剤として用いられる、例えば疾患の治療に用いられるガイドRNA分子、例えば本明細書に記載されるとおりのガイドRNA分子を提供する。実施形態において、疾患は異常ヘモグロビン症、例えばβ−サラセミアまたは鎌状赤血球症である。
別の態様において、本発明は、gRNA分子、例えば、本明細書に記載されるとおりのgRNA分子、例えば、前述のgRNA分子の態様および実施形態のいずれかに記載されるとおりのgRNA分子を提供し、ここで、gRNAを含むCRISPRシステムが細胞(例えば、CD34+細胞、例えばHSC)に導入されると、NGSによって計測したとき、生じるインデルの少なくとも約15%が、非修飾標的DNAと比べて(a)フレームシフト突然変異;または(b)大規模欠失を含む。実施形態において、NGSによって計測したとき、生じるインデルの少なくとも約25%が、非修飾標的DNAと比べて(a)フレームシフト突然変異;または(b)大規模欠失を含む。実施形態において、NGSによって計測したとき、生じるインデルの少なくとも約40%、少なくとも約50%、少なくとも約60%、少なくとも約70% 少なくとも約80%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、または少なくとも約99%が、非修飾標的DNAと比べて(a)フレームシフト突然変異;または(b)大規模欠失を含む。
別の態様において、本発明は、HSPC(例えば、CD34+細胞)のエキソビボ増殖および修飾方法を提供する。ある態様において、本発明は、細胞(例えば、細胞の集団)を修飾する方法であって、
(a)細胞の集団を提供するステップと;
(b)エキソビボで幹細胞増殖剤の存在下で前記細胞を増殖させるステップと;
(c)第1のgRNA分子(例えば、本明細書に記載されるとおりの第1のgRNA分子、例えば、前述のgRNA分子の態様および実施形態のいずれかの第1のgRNA分子)、第1のgRNA分子をコードする核酸分子、または組成物(例えば、本明細書に記載されるとおりの組成物、例えば、前述の組成物の態様および実施形態のいずれかの組成物)を前記細胞に導入するステップと
を含み、これによりステップ(c)に供されていない同じ細胞型と比べて前記細胞におけるヘモグロビン、例えば胎児ヘモグロビンの発現が増加する方法を提供する。
実施形態において、細胞は、それを必要としている対象、例えば、異常ヘモグロビン症、例えば鎌状赤血球症またはβサラセミアを有する対象に導入される。
実施形態において、細胞はCD34+細胞であるか、またはそれを含む。実施形態において、細胞はHSPCであるか、またはそれを含む。実施形態において、細胞は骨髄、動員末梢血または臍帯血から単離されたものである。好ましい実施形態において、細胞は骨髄から単離されたものである。他の実施形態において、細胞は動員末梢血から単離されたものである。態様において、動員末梢血は、G−CSFが投与された対象から単離されたものである。態様において、動員末梢血は、G−CSF以外の動員剤、例えばPlerixafor(登録商標)(AMD3100)が投与された対象から単離されたものである。実施形態において、細胞は、富化された細胞の集団である。
実施形態において、幹細胞増殖剤は、化合物1、化合物2、化合物3、または化合物4、例えば化合物4である。実施形態において、幹細胞増殖剤は、化合物1、化合物2、化合物3、化合物4、またはこれらの組み合わせ(例えば、化合物1と化合物4との組み合わせ)である。実施形態において、細胞は、約1〜約200マイクロモル(μM)の濃度の化合物4に接触させる。ある実施形態において、化合物4の濃度は約75マイクロモル(μM)である。実施形態において、エキソビボで幹細胞増殖剤の存在下で前記細胞を増殖させるステップは、約1〜10日、例えば約1〜5日、例えば約2〜5日、例えば約4日の期間にわたって行われる。
実施形態において、細胞は、前記細胞の投与が意図される患者にとって自己由来である。実施形態において、細胞は、前記細胞の投与が意図される患者にとって同種異系由来である。
実施形態において、ステップ(b)の増殖は、さらに、トロンボポエチン(Tpo)、Flt3リガンド(Flt−3L)、ヒト幹細胞因子(SCF)およびヒトインターロイキン−6(IL−6)の存在下である。実施形態において、トロンボポエチン(Tpo)、Flt3リガンド(Flt−3L)、ヒト幹細胞因子(SCF)およびヒトインターロイキン−6(IL−6)は、それぞれ約50ng/mLの濃度である。実施形態において、トロンボポエチン(Tpo)、Flt3リガンド(Flt−3L)、ヒト幹細胞因子(SCF)およびヒトインターロイキン−6(IL−6)は、それぞれ50ng/mLの濃度である。
さらなる態様および実施形態を以下に記載する。
ある態様において、本発明は、tracrとcrRNAとを含むgRNA分子を提供し、ここで、crRNAは、BCL11A遺伝子(例えば、ヒトBCL11a遺伝子)、BCL11aエンハンサー(例えば、ヒトBCL11aエンハンサー)、またはHFPH領域(例えば、ヒトHPFH領域)の標的配列に相補的な標的化ドメインを含む。
実施形態において、標的配列はBCL11A遺伝子の標的配列であり、標的化ドメインは、配列番号1〜配列番号85または配列番号400〜配列番号1231のいずれか1つを含む、例えばそれからなる。これらの実施形態は、本明細書ではgRNA分子の実施形態2と称される。
他の実施形態において、標的配列はBCL11aエンハンサーのものであり、標的化ドメインは、配列番号1232〜配列番号1499のいずれか1つを含む、例えばそれからなる。これらの実施形態は、本明細書ではgRNA分子の実施形態3と称される。好ましい実施形態において、標的配列はBCL11aエンハンサーのものであり、標的化ドメインは、配列番号182〜配列番号277または配列番号334〜配列番号341のいずれか1つを含む、例えばそれからなる。これらの実施形態は、本明細書ではgRNA分子の実施形態4と称される。より好ましい実施形態において、標的化ドメインは、配列番号341、配列番号246、配列番号248、配列番号247、配列番号245、配列番号249、配列番号244、配列番号199、配列番号251、配列番号250、配列番号334、配列番号185、配列番号186、配列番号336、または配列番号337のいずれか1つを含む、例えばそれからなる。これらの実施形態は、本明細書ではgRNA分子の実施形態5と称される。さらにより好ましい実施形態において、標的化ドメインは、配列番号247、配列番号248、配列番号335、配列番号336、配列番号337、または配列番号338のいずれか1つを含み、例えばそれからなり(本明細書においてgRNA分子の実施形態6と称される)、例えば、配列番号248または配列番号338のいずれか1つを含む、例えばそれからなる(本明細書においてgRNA分子の実施形態7と称される)。実施形態において、標的化ドメインは、配列番号248を含む、例えばそれからなる(本明細書においてgRNA分子の実施形態8と称される)。実施形態において、標的化ドメインは、配列番号338を含む、例えばそれからなる(本明細書においてgRNA分子の実施形態9と称される)。
他の実施形態において、標的配列はBCL11aエンハンサーのものであり、標的化ドメインは、配列番号278〜配列番号333のいずれか1つを含む、例えばそれからなる(本明細書においてgRNA分子の実施形態10と称される)。好ましい実施形態において、標的化ドメインは、配列番号318、配列番号312、配列番号313、配列番号294、配列番号310、配列番号319、配列番号298、配列番号322、配列番号311、配列番号315、配列番号290、配列番号317、配列番号309、配列番号289、または配列番号281のいずれか1つを含む、例えばそれからなる(本明細書においてgRNA分子の実施形態11と称される)。好ましい一実施形態において、標的化ドメインは、配列番号318を含む、例えばそれからなる(本明細書においてgRNA分子の実施形態12と称される)。
他の実施形態において、標的配列はBCL11aエンハンサーのものであり、標的化ドメインは、配列番号1596〜配列番号1691のいずれか1つを含む、例えばそれからなる(本明細書においてgRNA分子の実施形態13と称される)。好ましい実施形態において、標的化ドメインは、配列番号1683、配列番号1638、配列番号1647、配列番号1609、配列番号1621、配列番号1617、配列番号1654、配列番号1631、配列番号1620、配列番号1637、配列番号1612、配列番号1656、配列番号1619、配列番号1675、配列番号1645、配列番号1598、配列番号1599、配列番号1663、配列番号1677、または配列番号1626のいずれか1つを含む、例えばそれからなる(本明細書においてgRNA分子の実施形態14と称される)。
他の実施形態において、標的配列はHFPH領域(例えば、フランス型HPFH領域)のものであり、標的化ドメインは、配列番号86〜配列番号181、配列番号1500〜配列番号1595、または配列番号1692〜配列番号1761のいずれか1つを含む、例えばそれからなる(本明細書においてgRNA分子の実施形態15と称される)。好ましい実施形態において、標的化ドメインは、配列番号100、配列番号165、配列番号113、配列番号99、配列番号112、配列番号98、配列番号1580、配列番号106、配列番号1503、配列番号1589、配列番号160、配列番号1537、配列番号159、配列番号101、配列番号162、配列番号104、配列番号138、配列番号1536、配列番号1539、配列番号1585のいずれか1つを含む、例えばそれからなる(本明細書においてgRNA分子の実施形態16と称される)。さらにより好ましい実施形態において、標的化ドメインは、配列番号98、配列番号100、配列番号1505、配列番号1589、配列番号1700、または配列番号1750のいずれか1つを含む、例えばそれからなる(本明細書においてgRNA分子の実施形態17と称される)。他の好ましい実施形態において、標的化ドメインは、配列番号100、配列番号165、または配列番号113のいずれか1つを含む、例えばそれからなる(本明細書においてgRNA分子の実施形態18と称される)。
実施形態において、gRNA分子は、本明細書に記載される任意の標的化ドメイン配列、例えば表1または表2の標的化ドメイン配列の17、18、19、20、21、22、23、または24個、好ましくは20個の連続する核酸を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。実施形態において、本明細書に記載される標的化ドメイン配列のいずれか1つ、例えば表1または表2の標的化ドメイン配列の17、18、19、20、21、22、23、または24個、好ましくは20個の連続する核酸は、記載される標的化ドメイン配列の3’末端に配置された17、18、19、20、21、22、23、または24個、好ましくは20個の連続する核酸である。他の実施形態において、本明細書に記載される標的化ドメイン配列のいずれか1つ、例えば表1または表2の標的化ドメイン配列の17、18、19、20、21、22、23、または24個、好ましくは20個の連続する核酸は、記載される標的化ドメイン配列の5’末端に配置された17、18、19、20、21、22、23、または24個、好ましくは20個の連続する核酸である。他の実施形態において、本明細書に記載される標的化ドメイン配列のいずれか1つ、例えば表1または表2の標的化ドメイン配列の17、18、19、20、21、22、23、または24個、好ましくは20個の連続する核酸は、記載される標的化ドメイン配列の5’核酸または3’核酸のいずれも含まない。
実施形態において、gRNA分子は、本明細書に記載される任意の標的化ドメイン配列、例えば表5、表6、表7、表8または表9の標的化ドメイン配列の17、18、19、または20個、好ましくは20個の連続する核酸を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。実施形態において、本明細書に記載される標的化ドメイン配列のいずれか1つ、例えば表5、表6、表7、表8または表9の標的化ドメイン配列の17、18、19、または20個、好ましくは20個の連続する核酸は、記載される標的化ドメイン配列の3’末端に配置された17、18、19、または20個、好ましくは20個の連続する核酸である。他の実施形態において、本明細書に記載される標的化ドメイン配列のいずれか1つ、例えば表5、表6、表7、表8または表9の標的化ドメイン配列の17、18、19、または20個、好ましくは20個の連続する核酸は、記載される標的化ドメイン配列の5’末端に配置された17、18、19、または20個、好ましくは20個の連続する核酸である。他の実施形態において、本明細書に記載される標的化ドメイン配列のいずれか1つ、例えば表5、表6、表7、表8または表9の標的化ドメイン配列の17、18、19、または20個、好ましくは20個の連続する核酸は、記載される標的化ドメイン配列の5’核酸または3’核酸のいずれも含まない。
以下の態様は、前述の態様および実施形態のいずれかと組み合わせ得るgRNA分子の特徴について記載する。実施形態において、gRNA分子は、前述の態様および実施形態のいずれかのgRNA分子を含め、ハイブリダイズして配列番号6584または6585を含むフラッグポールを形成するcrRNAの一部分とtracrの一部分とを含む。実施形態において、フラッグポールは、フラッグポールのcrRNA部分の3’側に位置する第1のフラッグポール伸長部をさらに含み、前記第1のフラッグポール伸長部は配列番号6586を含む。実施形態において、フラッグポールは(第1のフラッグポール伸長部に加えてまたはそれに代えて)フラッグポールのcrRNA部分の3’側に位置する第2のフラッグポール伸長部、および存在する場合には第1のフラッグポール伸長部をさらに含み、ここで、前記第2のフラッグポール伸長部は配列番号6587を含む。
前述の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、tracrは配列番号6660または配列番号6661を含む。実施形態において、tracrは配列番号7812を含み、任意選択で3’末端に追加的な1、2、3、4、5、6、または7個のウラシル(U)ヌクレオチドをさらに含む。実施形態において、crRNAは、5’から3’に、[標的化ドメイン]−:a)配列番号6584;b)配列番号6585;c)配列番号6605;d)配列番号6606;e)配列番号6607;f)配列番号6608;またはg)配列番号7806を含む。
前述の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、tracrは、5’から3’に、a)配列番号6589;b)配列番号6590;c)配列番号6609;d)配列番号6610;e)配列番号6660;f)配列番号6661;g)配列番号7812;h)配列番号7807;i)配列番号7808;j)配列番号7809;k)少なくとも1、2、3、4、5、6または7個のウラシル(U)ヌクレオチド、例えば、1、2、3、4、5、6、または7個のウラシル(U)ヌクレオチドを3’末端にさらに含む上記a)〜j)のいずれか;l)少なくとも1、2、3、4、5、6または7個のアデニン(A)ヌクレオチド、例えば、1、2、3、4、5、6、または7個のアデニン(A)ヌクレオチドを3’末端にさらに含む上記a)〜k)のいずれか;またはm)少なくとも1、2、3、4、5、6または7個のアデニン(A)ヌクレオチド、例えば、1、2、3、4、5、6、または7個のアデニン(A)ヌクレオチドを5’末端に(例えば、5’側端に)さらに含む上記a)〜l)のいずれかを含む。
実施形態において、標的化ドメインとtracrとは別個の核酸分子上に配置される。かかるgRNA分子の実施形態において、標的化ドメインを含む核酸分子は、任意選択で標的化ドメインのすぐ3’側に配置された配列番号6607を含み、およびtracrを含む核酸分子は配列番号6660を含む、例えばそれからなる。
実施形態において、フラッグポールのcrRNA部分は配列番号6607または配列番号6608を含む。
実施形態において、tracrは、配列番号6589または6590と、任意選択で、第1のフラッグポール伸長部が存在する場合、配列番号6589または6590の5’側に配置された第1のtracr伸長部とを含み、前記第1のtracr伸長部は配列番号6591を含む。
前述の態様および実施形態のいずれかの実施形態におけるものを含め、実施形態において、標的化ドメインとtracrとは別個の核酸分子に配置される。前述の態様および実施形態のいずれかの実施形態におけるものを含め、他の実施形態において、標的化ドメインとtracrとは単一の核酸分子に配置され、例えば、tracrは標的化ドメインの3’側に配置される。
実施形態において、標的化ドメインとtracrとが単一の核酸分子に配置されるとき、gRNA分子は、標的化ドメインの3’側かつtracrの5’側に配置されたループをさらに含む。実施形態において、ループは配列番号6588を含む、例えばそれからなる。
実施形態において、標的化ドメインとtracrとが単一の核酸分子に配置されるとき、gRNA分子は、5’から3’に、[標的化ドメイン]−:(a)配列番号6601;(b)配列番号6602;(c)配列番号6603;(d)配列番号6604;(e)配列番号7811;または(f)1、2、3、4、5、6または7個のウラシル(U)ヌクレオチドを3’末端にさらに含む上記(a)〜(e)のいずれかを含む。実施形態において、gRNA分子は、前記標的化ドメインと配列番号7811とを含み、例えばそれからなり、配列番号7811は任意選択で前記標的化ドメインのすぐ3’側に配置される。
前述の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、gRNA分子の核酸残基の各々は、核酸分子の各残基間にある非修飾A、U、GまたはC核酸残基および非修飾リン酸結合である。前述の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、他の実施形態において、gRNA分子を構成する核酸分子の1つ、または任意選択で2つ以上が、a)前記1つまたは複数の核酸分子の3’末端における1つ以上、例えば3つのホスホロチオエート修飾;b)前記1つまたは複数の核酸分子の5’末端における1つ以上、例えば3つのホスホロチオエート修飾;c)前記1つまたは複数の核酸分子の3’末端における1つ以上、例えば3つの2’−O−メチル修飾;d)前記1つまたは複数の核酸分子の5’末端における1つ以上、例えば3つの2’−O−メチル修飾;e)前記1つまたは複数の核酸分子の末端から4番目、末端から3番目、および末端から2番目の3’残基の各々における2’O−メチル修飾;f)前記1つまたは複数の核酸分子の末端から4番目、末端から3番目、および末端から2番目の5’残基の各々における2’O−メチル修飾;またはf)これらの任意の組み合わせを含む。
好ましい実施形態において、本発明は、配列:(a)配列番号342;(b)配列番号343;または(c)配列番号1762を含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、sgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態41と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、(a)配列番号344を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;(b)配列番号344を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr;(c)配列番号345を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;または(d)配列番号345を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracrを含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、デュアルgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態42と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、配列:(a)配列番号347;(b)配列番号348;または(c)配列番号1763を含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、sgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態43と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、(a)配列番号349を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;(b)配列番号349を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr;(c)配列番号350を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;または(d)配列番号350を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracrを含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、デュアルgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態44と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、配列:(a)配列番号351;(b)配列番号352;または(c)配列番号1764を含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、sgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態45と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、(a)配列番号353を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;(b)配列番号353を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr;(c)配列番号354を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;または(d)配列番号354を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracrを含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、デュアルgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態46と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、配列:(a)配列番号355;(b)配列番号356;または(c)配列番号1765を含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、sgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態47と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、(a)配列番号357を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;(b)配列番号357を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr;(c)配列番号358を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;または(d)配列番号358を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracrを含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、デュアルgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態48と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、配列:(a)配列番号359;(b)配列番号360;または(c)配列番号1766を含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、sgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態49と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、(a)配列番号361を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;(b)配列番号361を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr;(c)配列番号362を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;または(d)配列番号362を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracrを含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、デュアルgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態50と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、配列:(a)配列番号363;(b)配列番号364;または(c)配列番号1767を含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、sgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態51と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、(a)配列番号365を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;(b)配列番号365を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr;(c)配列番号366を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;または(d)配列番号366を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracrを含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、デュアルgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態52と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、配列:(a)配列番号367;(b)配列番号368;または(c)配列番号1768を含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、sgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態53と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、(a)配列番号369を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;(b)配列番号369を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr;(c)配列番号370を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;または(d)配列番号370を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracrを含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、デュアルgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態54と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、配列:(a)配列番号371;(b)配列番号372;または(c)配列番号1769を含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、sgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態55と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、(a)配列番号373を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;(b)配列番号373を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr;(c)配列番号374を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;または(d)配列番号374を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracrを含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、デュアルgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態56と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、配列:(a)配列番号375;(b)配列番号376;または(c)配列番号1770を含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、sgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態57と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、(a)配列番号377を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;(b)配列番号377を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr;(c)配列番号378を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;または(d)配列番号378を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracrを含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、デュアルgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態58と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、配列:(a)配列番号379;(b)配列番号380;または(c)配列番号1771を含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、sgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態59と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、(a)配列番号381を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;(b)配列番号381を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr;(c)配列番号382を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;または(d)配列番号382を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracrを含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、デュアルgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態60と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、配列:(a)配列番号383;(b)配列番号384;または(c)配列番号1772を含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、sgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態61と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、(a)配列番号385を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;(b)配列番号385を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr;(c)配列番号386を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;または(d)配列番号386を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracrを含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、デュアルgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態62と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、配列:(a)配列番号387;(b)配列番号388;または(c)配列番号1773を含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、sgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態63と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、(a)配列番号389を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;(b)配列番号389を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr;(c)配列番号390を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;または(d)配列番号390を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracrを含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、デュアルgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態64と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、配列:(a)配列番号391;(b)配列番号392;または(c)配列番号1774を含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、sgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態65と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、(a)配列番号393を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;(b)配列番号393を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr;(c)配列番号394を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;または(d)配列番号394を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracrを含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、デュアルgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態66と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、配列:(a)配列番号395;(b)配列番号396;または(c)配列番号1775を含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、sgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態67と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、(a)配列番号397を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;(b)配列番号397を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr;(c)配列番号398を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;または(d)配列番号398を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracrを含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、デュアルgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態68と称される)。
前述の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明はgRNA分子を提供し、ここで、gRNA分子を含むCRISPRシステム(例えば、本明細書に記載されるとおりのRNP)が細胞に導入されると、インデルは、gRNA分子の標的化ドメインと相補的な標的配列にまたはその近傍に形成される。+58エンハンサー領域の標的配列に相補的な標的化ドメインを含む実施形態におけるものを含め、実施形態において、インデルはGATA−1および/またはTAL−1結合部位のヌクレオチドを含まない。実施形態において、インデルはGATA−1および/またはTAL−1のその結合部位への結合を妨げない。前述の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明はgRNA分子を提供し、ここで、gRNA分子を含むCRISPRシステム(例えば、本明細書に記載されるとおりのRNP)が細胞の集団に導入されると、インデルは、集団の細胞の少なくとも約40%、例えば少なくとも約50%、例えば少なくとも約60%、例えば少なくとも約70%、例えば少なくとも約80%、例えば少なくとも約90%、例えば少なくとも約95%、例えば少なくとも約96%、例えば少なくとも約97%、例えば少なくとも約98%、例えば少なくとも約99%において、gRNA分子の標的化ドメインと相補的な標的配列にまたはその近傍に形成される。前述の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明はgRNA分子を提供し、ここで、gRNA分子を含むCRISPRシステム(例えば、本明細書に記載されるとおりのRNP)が細胞の集団に導入されると、GATA−1および/またはTAL−1結合部位のヌクレオチドを含まないインデルは、集団の細胞の少なくとも約20%、例えば少なくとも約30%、例えば少なくとも約35%、例えば少なくとも約40%、例えば少なくとも約45%、例えば少なくとも約50%、例えば少なくとも約55%、例えば少なくとも約60%、例えば少なくとも約65%、例えば少なくとも約70%、例えば少なくとも約75%、例えば少なくとも約80%、例えば少なくとも約85%、例えば少なくとも約90%、例えば少なくとも約95%、例えば少なくとも約99%において、gRNA分子の標的化ドメインと相補的な標的配列にまたはその近傍に形成される。前述の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、インデルは、図25、表15、表26、表27または表37のいずれかに挙げられるインデルである。実施形態において、集団の細胞の少なくとも約30%、例えば少なくとも約40%、例えば少なくとも約50%、例えば少なくとも約60%、例えば少なくとも約70%、例えば少なくとも約80%、例えば少なくとも約90%、例えば少なくとも約95%、例えば少なくとも約96%、例えば少なくとも約97%、例えば少なくとも約98%、例えば少なくとも約99%において、インデルは、図25、表15、表26、表27または表37のいずれかに挙げられるインデルである。実施形態において、前記細胞の集団中において最も高頻度で検出される3つのインデルには、図25、表15、表26、表27または表37のいずれかに挙げられる任意のgRNA分子に関連するインデルが含まれる。実施形態において、インデル(または上位インデルのパターン)は、例えば当該技術分野で記載されるとおりの次世代シーケンシング(NGS)によって計測されるとおりである。前述の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明はgRNA分子を提供し、ここで、gRNA分子を含むCRISPRシステム(例えば、本明細書に記載されるとおりのRNP)が細胞に導入されると、例えば、HPCS細胞、例えばCD34+細胞でアッセイされる、例えば次世代シーケンシングおよび/またはヌクレオチド挿入アッセイによって検出可能なとおりのオフターゲットインデルは、前記細胞において形成されない。前述の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明はgRNA分子を提供し、ここで、gRNA分子を含むCRISPRシステム(例えば、本明細書に記載されるとおりのRNP)が細胞の集団に導入されると、例えば、HPSC細胞の集団、例えばCD34+細胞の集団でアッセイされる、例えば次世代シーケンシングおよび/またはヌクレオチド挿入アッセイによって検出可能なとおりのオフターゲットインデルは、細胞の集団の約5%超、例えば約1%超、例えば約0.1%超、例えば約0.01%超の細胞において検出されない。
前述の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明はgRNA分子を提供し、ここで、gRNA分子を含むCRISPRシステム(例えば、本明細書に記載されるとおりのRNP)が細胞に導入されると、胎児ヘモグロビンの発現は、前記細胞またはその子孫、例えばその赤血球系子孫、例えばその赤血球細胞子孫において増加する。実施形態において、前記細胞またはその子孫、例えばその赤血球系子孫、例えばその赤血球細胞子孫において胎児ヘモグロビンの発現は、少なくとも約20%、例えば少なくとも約30%、例えば少なくとも約40%、例えば少なくとも約50%、例えば少なくとも約60%、例えば少なくとも約70%、例えば少なくとも約80%、例えば少なくとも約90%、例えば少なくとも約95%、例えば少なくとも約96%、例えば少なくとも約97%、例えば少なくとも約98%、例えば少なくとも約99%増加する。実施形態において、前記細胞またはその子孫、例えばその赤血球系子孫、例えばその赤血球細胞子孫は1細胞当たり少なくとも約6ピコグラム(例えば、少なくとも約7ピコグラム、少なくとも約8ピコグラム、少なくとも約9ピコグラム、少なくとも約10ピコグラム、または約8〜約9ピコグラム、または約9〜約10ピコグラム)の胎児ヘモグロビンを産生する。前述の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明はgRNA分子を提供し、ここで、gRNA分子を含むCRISPRシステム(例えば、本明細書に記載されるとおりのRNP)が細胞に導入されると、胎児ヘモグロビン(例えば、γグロビン)mRNAのレベルは、前記細胞またはその子孫、例えばその赤血球系子孫、例えばその赤血球細胞子孫において増加する。前述の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明はgRNA分子を提供し、ここで、gRNA分子を含むCRISPRシステム(例えば、本明細書に記載されるとおりのRNP)が細胞に導入されると、BCL11a mRNAの発現は、前記細胞またはその子孫、例えばその赤血球系子孫、例えばその赤血球細胞子孫において増加する。前述の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明はgRNA分子を提供し、ここで、gRNA分子を含むCRISPRシステム(例えば、本明細書に記載されるとおりのRNP)が細胞に導入されると、BCL11a mRNAのレベルは、前記細胞またはその子孫、例えばその赤血球系子孫、例えばその赤血球細胞子孫において低下する。
細胞に言及する前述の態様および実施形態のいずれにおいても、細胞は哺乳動物細胞、霊長類細胞またはヒト細胞であり(または細胞の集団はそれを含み)、例えばヒト細胞またはヒト細胞の集団である。実施形態において、細胞はHSPCであり(または細胞の集団はそれを含み)、例えばCD34+であり、例えばCD34+CD90+である。実施形態において、細胞(または細胞の集団)は、前記細胞の投与を受ける患者にとって自己由来である。他の実施形態において、細胞(または細胞の集団)は、前記細胞の投与を受ける患者にとって同種異系由来である。
別の態様において、本発明は、1)本明細書に記載される1つ以上のgRNA分子(第1のgRNA分子を含む)、例えば前出の態様および実施形態のいずれかの1つ以上のgRNA分子、およびCas9分子、例えば本明細書に記載されるとおりのCas9分子;2)本明細書に記載される1つ以上のgRNA分子(第1のgRNA分子を含む)、例えば前出の態様および実施形態のいずれかの1つ以上のgRNA分子、およびCas9分子(本明細書に記載される)をコードする核酸;3)本明細書に記載される1つ以上のgRNA分子(第1のgRNA分子を含む)、例えば前出の態様および実施形態のいずれかの1つ以上のgRNA分子をコードする核酸、およびCas9分子(本明細書に記載される);4)本明細書に記載される1つ以上のgRNA分子(第1のgRNA分子を含む)、例えば前出の態様および実施形態のいずれかの1つ以上のgRNA分子をコードする核酸、およびCas9分子(本明細書に記載される)をコードする核酸;または5)上記1)〜4)のいずれか、および鋳型核酸;または6)上記1)〜4)のいずれか、および鋳型核酸をコードする配列を含む核酸を含む組成物を提供する。
好ましい実施形態において、本発明は、第1のgRNA分子(例えば、本明細書に記載されるもの、例えば、前出のgRNA分子の態様および実施形態のいずれかの第1のgRNA分子)を含み、さらにCas9分子(本明細書に記載される)を含む組成物を提供する。
実施形態において、Cas9分子は活性または不活性化膿レンサ球菌(s.pyogenes)Cas9である。実施形態において、Cas9分子は配列番号6611を含む。実施形態において、Cas9分子は、(a)配列番号7821;(b)配列番号7822;(c)配列番号7823;(d)配列番号7824;(e)配列番号7825;(f)配列番号7826;(g)配列番号7827;(h)配列番号7828;(i)配列番号7829;(j)配列番号7830;または(k)配列番号7831を含む、例えばそれからなる。
好ましい実施形態において、第1のgRNA分子およびCas9分子はリボ核タンパク質複合体(RNP)に存在する。
実施形態において、本発明は、第2のgRNA分子;第2のgRNA分子および第3のgRNA分子;または第2のgRNA分子、任意選択で第3のgRNA分子、および任意選択で第4のgRNA分子をさらに含む組成物、例えば前出の態様および実施形態のいずれかの組成物を提供し、ここで、第2のgRNA分子、任意選択の第3のgRNA分子、および任意選択の第4のgRNA分子は、本明細書に記載されるgRNA分子、例えば、前出のgRNA分子の態様および実施形態のいずれかのgRNA分子のgRNA分子であり、ここで、組成物の各gRNA分子は異なる標的配列に相補的である。
実施形態において、第1のgRNA分子、第2のgRNA分子、任意選択の第3のgRNA分子、および任意選択の第4のgRNA分子の2つ以上は、同じ遺伝子内または領域内の標的配列に相補的である。実施形態において、第1のgRNA分子、第2のgRNA分子、任意選択の第3のgRNA分子、および任意選択の第4のgRNA分子は、20000ヌクレオチド以下、10000ヌクレオチド以下、6000以下、5000ヌクレオチド以下、4000以下、1000ヌクレオチド以下、500ヌクレオチド以下、400ヌクレオチド以下、300ヌクレオチド以下、200ヌクレオチド以下、100ヌクレオチド以下、90ヌクレオチド以下、80ヌクレオチド以下、70ヌクレオチド以下、60ヌクレオチド以下、50ヌクレオチド以下、40ヌクレオチド以下、30ヌクレオチド以下、20ヌクレオチド以下または10ヌクレオチド以下離れた標的配列に相補的である。
他の実施形態において、第1のgRNA分子、第2のgRNA分子、任意選択の第3のgRNA分子、および任意選択の第4のgRNA分子の2つ以上は、異なる遺伝子内または領域内の標的配列に相補的である。
前述の組成物の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明は、第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とを含む組成物を提供し、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、
(a)gRNA分子の実施形態4のgRNA分子から独立して選択され、かつ異なる標的配列に相補的であるか;
(b)gRNA分子の実施形態5のgRNA分子から独立して選択され、かつ異なる標的配列に相補的であるか;
c)gRNA分子の実施形態6のgRNA分子から独立して選択され、かつ異なる標的配列に相補的であるか;または
(d)gRNA分子の実施形態7のgRNA分子から独立して選択され、かつ異なる標的配列に相補的であるか;または
(e)gRNA分子の実施形態41〜56のいずれかのgRNA分子から独立して選択され、かつ異なる標的配列に相補的である。
前述の組成物の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明は、第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とを含む組成物を提供し、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、
(a)gRNA分子の実施形態10のgRNA分子から独立して選択され、かつ異なる標的配列に相補的であるか;または
(b)gRNA分子の実施形態11のgRNA分子から独立して選択され、かつ異なる標的配列に相補的である。
前述の組成物の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明は、第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とを含む組成物を提供し、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、
(a)gRNA分子の実施形態13のgRNA分子から独立して選択され、かつ異なる標的配列に相補的であるか;または
(b)gRNA分子の実施形態14のgRNA分子から独立して選択され、かつ異なる標的配列に相補的である。
前述の組成物の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明は、第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とを含む組成物を提供し、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、
(a)gRNA分子の実施形態16のgRNA分子から独立して選択され、かつ異なる標的配列に相補的であるか;
(b)gRNA分子の実施形態17のgRNA分子から独立して選択され、かつ異なる標的配列に相補的であるか;
(c)gRNA分子の実施形態18のgRNA分子から独立して選択され、かつ異なる標的配列に相補的であるか;または
(d)gRNA分子の実施形態57〜68のいずれかのgRNA分子から独立して選択され、かつ異なる標的配列に相補的である。
前述の組成物の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明は、第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とを含む組成物を提供し、
(1)第1のgRNA分子は、(a)gRNA分子の実施形態4のgRNA分子から選択されるか、(b)gRNA分子の実施形態5のgRNA分子から選択されるか、(c)gRNA分子の実施形態6のgRNA分子から選択されるか、(d)gRNA分子の実施形態7のgRNA分子から選択されるか、または(e)gRNA分子の実施形態41〜56のいずれかのgRNA分子から選択され;および
(2)第2のgRNA分子は、(a)gRNA分子の実施形態10のgRNA分子から選択されるか、または(b)gRNA分子の実施形態11のgRNA分子から選択される。
前述の組成物の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明は、第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とを含む組成物を提供し、
(1)第1のgRNA分子は、(a)gRNA分子の実施形態4のgRNA分子から選択されるか、(b)gRNA分子の実施形態5のgRNA分子から選択されるか、(c)gRNA分子の実施形態6のgRNA分子から選択されるか、(d)gRNA分子の実施形態7のgRNA分子から選択されるか、または(e)gRNA分子の実施形態41〜56のいずれかのgRNA分子から選択され;および
(2)第2のgRNA分子は、(a)gRNA分子の実施形態13のgRNA分子から選択され、(b)gRNA分子の実施形態14のgRNA分子から選択される。
前述の組成物の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明は、第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とを含む組成物を提供し、
(1)第1のgRNA分子は、(a)gRNA分子の実施形態4のgRNA分子から選択されるか、(b)gRNA分子の実施形態5のgRNA分子から選択されるか、(c)gRNA分子の実施形態6のgRNA分子から選択されるか、(d)gRNA分子の実施形態7のgRNA分子から選択されるか、または(e)gRNA分子の実施形態41〜56のいずれかのgRNA分子から選択され;および
(2)第2のgRNA分子は、(a)gRNA分子の実施形態16のgRNA分子から選択されるか、(b)gRNA分子の実施形態17のgRNA分子から選択されるか、(c)gRNA分子の実施形態18のgRNA分子から選択されるか、または(d)gRNA分子の実施形態57〜68のいずれかのgRNA分子から選択される。
前述の組成物の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明は、第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とを含む組成物を提供し、
(1)第1のgRNA分子は、(a)gRNA分子の実施形態10のgRNA分子から選択されるか、または(b)gRNA分子の実施形態11のgRNA分子から選択され;および
(2)第2のgRNA分子は、(a)gRNA分子の実施形態13のgRNA分子から選択され、(b)gRNA分子の実施形態14のgRNA分子から選択される。
前述の組成物の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明は、第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とを含む組成物を提供し、
(1)第1のgRNA分子は、(a)gRNA分子の実施形態10のgRNA分子から選択されるか、または(b)gRNA分子の実施形態11のgRNA分子から選択され;および
(2)第2のgRNA分子は、(a)gRNA分子の実施形態16のgRNA分子から選択されるか、(b)gRNA分子の実施形態17のgRNA分子から選択されるか、(c)gRNA分子の実施形態18のgRNA分子から選択されるか、または(d)gRNA分子の実施形態57〜68のいずれかのgRNA分子から選択される。
前述の組成物の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明は、第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とを含む組成物を提供し、
(1)第1のgRNA分子は、(a)gRNA分子の実施形態13のgRNA分子から選択され、(b)gRNA分子の実施形態14のgRNA分子から選択され;および
(2)第2のgRNA分子は、(a)gRNA分子の実施形態16のgRNA分子から選択されるか、(b)gRNA分子の実施形態17のgRNA分子から選択されるか、(c)gRNA分子の実施形態18のgRNA分子から選択されるか、または(d)gRNA分子の実施形態57〜68のいずれかのgRNA分子から選択される。
前述の組成物の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明は、第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とを含む組成物を提供し、
(1)第1のgRNA分子は、(a)gRNA分子の実施形態16のgRNA分子から選択されるか、(b)gRNA分子の実施形態17のgRNA分子から選択されるか、(c)gRNA分子の実施形態18のgRNA分子から選択されるか、または(d)gRNA分子の実施形態57〜68のいずれかのgRNA分子から選択され;および(2)第2のgRNA分子は、βグロビン遺伝子の標的配列と相補的な標的化ドメインを含むか;または
(1)第1のgRNA分子は、(a)gRNA分子の実施形態4のgRNA分子から選択されるか、(b)gRNA分子の実施形態5のgRNA分子から選択されるか、(c)gRNA分子の実施形態6のgRNA分子から選択されるか、(d)gRNA分子の実施形態7のgRNA分子から選択されるか、(e)gRNA分子の実施形態41〜56のいずれかのgRNA分子から選択されるか、(f)gRNA分子の実施形態10のgRNA分子から選択されるか、(g)gRNA分子の実施形態11のgRNA分子から選択されるか、(h)gRNA分子の実施形態13のgRNA分子から選択されるか、または(i)gRNA分子の実施形態14のgRNA分子から選択され;および(2)第2のgRNA分子は、βグロビン遺伝子の標的配列に相補的な標的化ドメインを含む。
前述の組成物の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明は、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子がgRNA分子の実施形態41〜68のいずれかのgRNA分子から独立して選択される組成物を提供する。
本組成物の実施形態において、組成物のgRNA分子成分に関して、本組成物は第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とからなる。
本組成物の実施形態において、前記gRNA分子の各々は、本明細書に記載されるCas9分子と共にリボ核タンパク質複合体(RNP)中にある。
前述の組成物の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明は、鋳型核酸をさらに含む組成物を提供し、鋳型核酸は、第1のgRNA分子の標的配列にまたはその近傍にあるヌクレオチドに対応するヌクレオチドを含む。実施形態において、鋳型核酸は、(a)ヒトβグロビン、例えば突然変異G16D、E22AおよびT87Qの1つ以上を含むヒトβグロビン、もしくはその断片;または(b)ヒトγグロビン、もしくはその断片をコードする核酸を含む。
前述の組成物の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本組成物は、エレクトロポレーションに好適、例えばHSPC細胞へのエレクトロポレーションに好適な媒体中に製剤化される。1つ以上のgRNA分子を含む本組成物の実施形態において、前記gRNA分子の各々は、本明細書に記載されるCas9分子と共にRNP中にあり、および前記RNPの各々は、約10μM未満、例えば約3μM未満、例えば約1μM未満、例えば約0.5μM未満、例えば約0.3μM未満、例えば約0.1μM未満の濃度である。
別の態様において、本発明は、本明細書に記載される1つ以上のgRNA分子、例えば、前出の態様および実施形態のいずれかのgRNA分子をコードする核酸配列を提供する。実施形態において、本核酸は、1つ以上のgRNA分子をコードする配列に作動可能に連結されたプロモーター、例えば、RNAポリメラーゼIIまたはRNAポリメラーゼIIIによって認識されるプロモーター、例えばU6プロモーターまたはHIプロモーターを含む。実施形態において、本核酸は、Cas9分子、例えば、本明細書に記載されるCas9分子、例えば、配列番号6611、配列番号7821、配列番号7822、配列番号7823、配列番号7824、配列番号7825、配列番号7826、配列番号7827、配列番号7828、配列番号7829、配列番号7830、または配列番号7831のいずれかを含む(例えば、それからなる)Cas9分子をさらにコードする。実施形態において、本核酸は、Cas9分子をコードする配列に作動可能に連結されたプロモーター、例えば、EF−1プロモーター、CMV IE遺伝子プロモーター、EF−1αプロモーター、ユビキチンCプロモーター、またはホスホグリセリン酸キナーゼ(PGK)プロモーターを含む。
別の態様において、本発明は、前出の核酸の態様および実施形態のいずれかの核酸を含むベクターを提供する。実施形態において、本ベクターは、レンチウイルスベクター、アデノウイルスベクター、アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクター、単純ヘルペスウイルス(HSV)ベクター、プラスミド、ミニサークル、ナノプラスミド、およびRNAベクターからなる群から選択される。
別の態様において、本発明は、細胞(例えば、細胞の集団)を前記細胞内の標的配列でまたはその近傍で改変する(例えば、核酸の構造(例えば、配列)を改変する)方法であって、前記細胞(例えば、細胞の集団)を、1)前出のgRNA分子の態様および実施形態のいずれかの1つ以上のgRNA分子、およびCas9分子(例えば、本明細書に記載される);2)前出のgRNA分子の態様および実施形態のいずれかの1つ以上のgRNA分子、およびCas9分子(例えば、本明細書に記載される)をコードする核酸;3)前出のgRNA分子の態様および実施形態のいずれかの1つ以上のgRNA分子をコードする核酸、およびCas9分子(例えば、本明細書に記載される);4)前出のgRNA分子の態様および実施形態のいずれかの1つ以上のgRNA分子をコードする核酸、およびCas9分子(例えば、本明細書に記載される)をコードする核酸;5)上記1)〜4)のいずれか、および鋳型核酸;6)上記1)〜4)のいずれか、および鋳型核酸をコードする配列を含む核酸;7)前出の組成物の態様および実施形態のいずれかの組成物;または8)前出のベクターの態様および実施形態のいずれかのベクターと接触させる(例えば、それに導入する)ステップを含む方法を提供する。実施形態において、gRNA分子またはgRNA分子をコードする核酸と、Cas9分子またはCas9分子をコードする核酸とは、単一の組成物に製剤化される。他の実施形態において、gRNA分子またはgRNA分子をコードする核酸と、Cas9分子またはCas9分子をコードする核酸とは、2つ以上の組成物に製剤化される。2つ以上の組成物を含む実施形態において、2つ以上の組成物は同時にまたは逐次的に送達される。実施形態において、細胞は動物細胞、例えば、哺乳動物細胞、霊長類細胞またはヒト細胞である。実施形態において、細胞は造血幹細胞・前駆細胞(HSPC)(例えば、HSPCの集団)であり、例えば細胞はCD34+細胞であり、例えば細胞はCD34+CD90+細胞である。実施形態において、細胞は、CD34+細胞に関して富化された細胞の集団を含む組成物中に配置される。実施形態において、細胞(例えば、細胞の集団)は骨髄、動員末梢血または臍帯血から単離されている。実施形態において、細胞は、前記細胞の投与を受ける患者にとって自己由来である。他の実施形態において、細胞は、前記細胞の投与を受ける患者にとって同種異系由来である。実施形態において、本方法は、1つ以上のgRNA分子の標的化ドメインと相補的なゲノムDNA配列にまたはその近傍にインデル、例えば、図25、表15、表26、表27または表37に示されるインデル、例えば、図25、表15、表26、表27または表37に示されるとおりのgRNA分子の標的化ドメインに関連するインデルをもたらす。実施形態において、インデルは、約40ヌクレオチド未満、例えば30ヌクレオチド未満、例えば20ヌクレオチド未満、例えば10ヌクレオチド未満の挿入または欠失であり、例えば、単一のヌクレオチド欠失である。実施形態において、本方法は、集団の少なくとも約50%、例えば少なくとも約60%、例えば少なくとも約70%、例えば少なくとも約80%、例えば少なくとも約90%(例えば、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、または少なくとも約99%)の細胞が改変されている、例えばインデルを含む細胞の集団をもたらす。実施形態において、本方法(例えば、細胞の集団、例えば本明細書に記載される細胞の集団に対して実施される方法)は、赤血球系統の分化細胞(例えば、赤血球細胞)への分化能を有する細胞(例えば、細胞の集団)をもたらし、ここで、前記分化細胞は、例えば非改変細胞(例えば、細胞の集団)と比べて胎児ヘモグロビンの増加したレベルを呈する。実施形態において、本方法は、分化細胞の集団、例えば、赤血球系統の細胞の集団(例えば、赤血球細胞の集団)への分化能を有する細胞の集団をもたらし、ここで、前記分化細胞の集団は、例えば非改変細胞の集団と比べてF細胞の増加した(例えば、少なくとも約15%、少なくとも約20%、少なくとも約25%、少なくとも約30%、または少なくとも約40%高い)割合を有する。実施形態において、本方法は、分化細胞、例えば赤血球系統の細胞(例えば、赤血球細胞)への分化能を有する細胞をもたらし、ここで、前記分化細胞は1細胞当たり少なくとも約6ピコグラム(例えば、少なくとも約7ピコグラム、少なくとも約8ピコグラム、少なくとも約9ピコグラム、少なくとも約10ピコグラム、または約8〜約9ピコグラム、または約9〜約10ピコグラム)の胎児ヘモグロビンを産生する。実施形態において、本方法はエキソビボで実施される。他の実施形態において、本方法はインビボで実施される。
別の態様において、本発明は、前出の方法の態様および実施形態のいずれかの細胞を改変する方法によって改変された細胞を提供する。
別の態様において、本発明は、前出の方法の態様および実施形態のいずれかの細胞を改変する方法によって得ることが可能な細胞を提供する。
別の態様において、本発明は、第1のgRNA分子、例えば、本明細書に記載される第1のgRNA分子、例えば、前出のgRNA分子の態様および実施形態のいずれかの第1のgRNA分子、または組成物、例えば、本明細書に記載される組成物、例えば、前出の組成物の態様および実施形態のいずれかの組成物、核酸、例えば、本明細書に記載される核酸、例えば、前出の核酸の態様および実施形態のいずれかの核酸、またはベクター、例えば、本明細書に記載されるベクター、例えば、前出のベクターの態様および実施形態のいずれかのベクターを含む細胞を提供する。実施形態において、本細胞は、Cas9分子、例えば、本明細書に記載されるCas9分子、例えば、配列番号6611、配列番号7821、配列番号7822、配列番号7823、配列番号7824、配列番号7825、配列番号7826、配列番号7827、配列番号7828、配列番号7829、配列番号7830、または配列番号7831のいずれかを含む、例えばそれからなるCas9分子をさらに含む。実施形態において、細胞は、第2のgRNA分子、例えば、本明細書に記載される第2のgRNA分子、例えば、前出のgRNA分子の態様および実施形態のいずれかの第2のgRNA分子、または第2のgRNA分子をコードする、例えば、本明細書に記載される第2のgRNA分子をコードする、例えば、前出のgRNA分子の態様および実施形態のいずれかの第2のgRNA分子をコードする核酸を含むか、それを含んでいたか、またはそれを含むことになり、ここで、第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とは同一でない標的化ドメインを含む。実施形態において、胎児ヘモグロビンの発現は、gRNA分子を含むように修飾されていない同じ細胞型の細胞またはその子孫と比べて前記細胞またはその子孫(例えば、その赤血球系子孫、例えば、その赤血球細胞子孫)において増加する。実施形態において、本細胞は、分化細胞、例えば赤血球系統の細胞(例えば、赤血球細胞)への分化能を有し、ここで、前記分化細胞は、例えばgRNA分子を含むように修飾されていない同じ型の細胞と比べて胎児ヘモグロビンの増加したレベルを呈する。実施形態において、分化細胞(例えば、赤血球系統の細胞、例えば、赤血球細胞)は、例えばgRNA分子を含むように修飾されていない同じ型の細胞と比べて少なくとも約6ピコグラム(例えば、少なくとも約7ピコグラム、少なくとも約8ピコグラム、少なくとも約9ピコグラム、少なくとも約10ピコグラム、または約8〜約9ピコグラム、または約9〜約10ピコグラム)の胎児ヘモグロビンを産生する。実施形態において、本細胞は、幹細胞増殖剤、例えば、本明細書に記載されるもの、例えば、化合物1、化合物2、化合物3、化合物4、またはこれらの組み合わせ(例えば、化合物1および化合物4)である幹細胞増殖剤、例えば、化合物4である幹細胞増殖剤と接触させたもの、例えばエキソビボで接触させたものである。前述の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本細胞は、そこに導入されたgRNA分子(本明細書に記載されるとおりのもの、例えば、前述の態様および実施形態のいずれかのgRNA分子)の標的化ドメインと相補的なゲノムDNA配列にまたはその近傍にインデル、例えば、図25、表15、表26、表27または表37に示されるインデル、例えば、そこに導入されたgRNA分子(本明細書に記載されるとおりのもの、例えば、前述の態様および実施形態のいずれかのgRNA分子)に関連する図25、表15、表26、表27または表37に示されるインデルを含む。実施形態において、インデルは、約40ヌクレオチド未満、例えば30ヌクレオチド未満、例えば20ヌクレオチド未満、例えば10ヌクレオチド未満の挿入または欠失であり、例えば、インデルは単一のヌクレオチド欠失である。前述の細胞の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本細胞は動物細胞であり、例えば、本細胞は哺乳動物細胞、霊長類細胞またはヒト細胞である。前述の細胞の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本細胞は造血幹細胞・前駆細胞(HSPC)(例えば、HSPCの集団)であり、例えば、本細胞はCD34+細胞であり、例えば、本細胞はCD34+CD90+細胞である。前述の細胞の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本細胞(例えば、細胞の集団)は骨髄、動員末梢血または臍帯血から単離されている。前述の細胞の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本細胞は、前記細胞の投与を受ける患者にとって自己由来である。実施形態において、本細胞は、前記細胞の投与を受ける患者にとって同種異系由来である。
別の態様において、本発明は、前出の細胞の態様および実施形態のいずれかの細胞を含む細胞の集団を提供する。実施形態において、本集団の少なくとも約50%、例えば少なくとも約60%、例えば少なくとも約70%、例えば少なくとも約80%、例えば少なくとも約90%(例えば、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、または少なくとも約99%)の細胞が前出の細胞の態様および実施形態のいずれかに係る細胞である。実施形態において、本細胞の集団は、分化細胞の集団、例えば、赤血球系統の細胞の集団(例えば、赤血球細胞の集団)への分化能を有し、ここで、前記分化細胞の集団は、例えば同じ型の非修飾細胞の集団と比べてF細胞の増加した(例えば、少なくとも約15%、少なくとも約20%、少なくとも約25%、少なくとも約30%、または少なくとも約40%高い)割合を有する。実施形態において、分化細胞の集団のF細胞は1細胞当たり平均で少なくとも約6ピコグラム(例えば、少なくとも約7ピコグラム、少なくとも約8ピコグラム、少なくとも約9ピコグラム、少なくとも約10ピコグラム、または約8〜約9ピコグラム、または約9〜約10ピコグラム)の胎児ヘモグロビンを産生する。実施形態において、本集団は、1)少なくとも1e6 CD34+細胞/細胞を投与する患者の体重kg;2)少なくとも2e6 CD34+細胞/細胞を投与する患者の体重kg;3)少なくとも3e6 CD34+細胞/細胞を投与する患者の体重kg;4)少なくとも4e6 CD34+細胞/細胞を投与する患者の体重kg;または5)2e6〜10e6 CD34+細胞/細胞を投与する患者の体重kgを含む。実施形態において、本集団の少なくとも約40%、例えば少なくとも約50%(例えば、少なくとも約60%、少なくとも約70%、少なくとも約80%、または少なくとも約90%)の細胞がCD34+細胞である。実施形態において、本集団の細胞の少なくとも約10%、例えば少なくとも約15%、例えば少なくとも約20%、例えば少なくとも約30%は、CD34+CD90+細胞である。実施形態において、本細胞の集団は、骨髄、末梢血(例えば、動員末梢血)、臍帯血、または人工多能性幹細胞(iPSC)に由来する。好ましい実施形態において、本細胞の集団は骨髄に由来する。実施形態において、本細胞の集団は、哺乳動物細胞、例えばヒト細胞を含む、例えばそれからなる。実施形態において、本細胞の集団は、それが投与される患者にとって自己由来である。他の実施形態において、細胞の集団は、それが投与される患者にとって同種異系由来である。
別の態様において、本発明は、前出の細胞の態様および実施形態のいずれかの細胞、または前出の細胞の集団の態様および実施形態のいずれかの細胞の集団を含む組成物を提供する。実施形態において、本組成物は、薬学的に許容可能な媒体、例えば、凍結保存に好適な薬学的に許容可能な媒体を含む。
別の態様において、本発明は、前出の細胞の態様および実施形態のいずれかの細胞、前出の細胞の集団の態様および実施形態のいずれかの細胞の集団、または前出の組成物の態様および実施形態のいずれかの組成物を患者に投与するステップを含む、異常ヘモグロビン症を治療する方法を提供する。実施形態において、異常ヘモグロビン症はサラセミア、例えば、β−サラセミア、または鎌状赤血球症である。
別の態様において、本発明は、前出の細胞の態様および実施形態のいずれかの細胞、前出の細胞の集団の態様および実施形態のいずれかの細胞の集団、または前出の組成物の態様および実施形態のいずれかの組成物を患者に投与するステップを含む、哺乳動物における胎児ヘモグロビン発現を増加させる方法を提供する。
別の態様において、本発明は、(a)細胞(例えば、細胞の集団)(例えば、HSPC(例えば、HSPCの集団))を提供するステップ;(b)幹細胞増殖剤を含む細胞培養培地中で前記細胞(例えば、前記細胞の集団)をエキソビボで培養するステップ;および(c)第1のgRNA分子(例えば、本明細書に記載されるもの、例えば、前出のgRNA分子の態様および実施形態のいずれかのgRNA分子)、第1のgRNA分子(例えば、本明細書に記載されるもの、例えば、前出のgRNA分子の態様および実施形態のいずれかのgRNA分子)をコードする核酸分子、組成物(例えば、本明細書に記載されるもの、例えば、前出の組成物の態様および実施形態のいずれかの組成物)、核酸(例えば、本明細書に記載されるもの、例えば、前出の核酸の態様および実施形態のいずれかの核酸)、またはベクター(例えば、本明細書に記載されるもの、例えば、前出のベクターの態様および実施形態のいずれかのベクター)を前記細胞に導入するステップを含む、細胞(例えば、細胞の集団)を調製する方法を提供する。前記方法の実施形態において、前記ステップ(c)の導入の後、前記細胞(例えば、細胞の集団)は、分化細胞(例えば、分化細胞の集団)、例えば、赤血球系統の細胞(例えば、赤血球系統の細胞の集団)、例えば、赤血球細胞(例えば、赤血球細胞の集団)への分化能を有し、ここで、前記分化細胞(例えば、分化細胞の集団)は、例えばステップ(c)に供されていない同じ細胞と比べて増加した胎児ヘモグロビンを産生する。前述の方法の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、幹細胞増殖剤は、化合物1、化合物2、化合物3、化合物4またはこれらの組み合わせ(例えば、化合物1および化合物4)であり、例えば化合物4である。前述の方法の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、細胞培養培地は、トロンボポエチン(Tpo)、Flt3リガンド(Flt−3L)、およびヒト幹細胞因子(SCF)を含む。前述の方法の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、細胞培養培地はヒトインターロイキン−6(IL−6)をさらに含む。前述の方法の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、細胞培養培地は、トロンボポエチン(Tpo)、Flt3リガンド(Flt−3L)、およびヒト幹細胞因子(SCF)をそれぞれ約10ng/mL〜約1000ng/mLの範囲の濃度、例えばそれぞれ約50ng/mLの濃度、例えば50ng/mLの濃度で含む。前述の方法の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、細胞培養培地はヒトインターロイキン−6(IL−6)を約10ng/mL〜約1000ng/mLの範囲の濃度、例えば約50ng/mLの濃度、例えば50ng/mLの濃度で含む。前述の方法の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、細胞培養培地は幹細胞増殖剤を約1nM〜約1mMの範囲の濃度、例えば約1μM〜約100μMの範囲の濃度、例えば約50μM〜約75μMの範囲の濃度、例えば約50μMの濃度、例えば50μMの濃度、または約75μMの濃度、例えば75μMの濃度で含む。前述の方法の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、ステップ(b)の培養はステップ(c)の導入の前の培養期間を含み、例えば、ステップ(c)の導入の前の培養期間は少なくとも12時間であり、例えば約1日〜約3日の期間であり、例えば約1日〜約2日の期間であり、例えば約2日の期間である。前述の方法の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、ステップ(b)の培養はステップ(c)の導入の後の培養期間を含み、例えば、ステップ(c)の導入の後の培養期間は少なくとも12時間であり、例えば約1日〜約10日の期間であり、例えば約1日〜約5日の期間であり、例えば約2日〜約4日の期間であり、例えば約2日の期間であり、または約3日の期間であり、または約4日の期間である。前述の方法の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、細胞の集団は、例えばステップ(b)により培養されていない細胞と比べて少なくとも4倍、例えば、少なくとも5倍、例えば、少なくとも10倍増殖する。前述の方法の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、ステップ(c)の導入は、エレクトロポレーション、例えば、1〜5パルス、例えば1パルスを含むエレクトロポレーションを含み、ここで、各パルスは700ボルト〜2000ボルトの範囲のパルス電圧であり、かつ10ms〜100msの範囲のパルス持続時間を有する。前述の方法の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、エレクトロポレーションは1パルスを含む、例えばそれからなる。前述の方法の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、パルス電圧は1500〜1900ボルトの範囲であり、例えば1700ボルトである。前述の方法の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、パルス持続時間は10ms〜40msの範囲であり、例えば20msである。前述の方法の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、ステップ(a)で提供される細胞(例えば、細胞の集団)はヒト細胞(例えば、ヒト細胞の集団)である。前述の方法の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、ステップ(a)で提供される細胞(例えば、細胞の集団)は骨髄、末梢血(例えば、動員末梢血)、臍帯血、または人工多能性幹細胞(iPSC)、好ましくは骨髄から単離されたものである。前述の方法の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、ステップ(a)で提供される細胞(例えば、細胞の集団)は骨髄から単離されたもの、例えば、異常ヘモグロビン症に罹患している患者の骨髄から単離されたものである。前述の方法の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、ステップ(a)で提供される細胞の集団は、HSPC、例えばCD34+細胞に関して富化されている。前述の方法の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、ステップ(c)の導入の後、細胞(例えば、細胞の集団)は凍結保存される。前述の方法の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、ステップ(c)の導入の後、細胞(例えば、細胞の集団)は、第1のgRNA分子の標的化ドメインと相補的なゲノムDNA配列にまたはその近傍にインデル、例えば、図25、表15、表26、表27または表37に示されるインデル、例えば第1のgRNA分子に関連するとおりの図25、表15、表26、表27または表37に示されるインデルを含む。前述の方法の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、ステップ(c)の導入の後、細胞の集団の細胞の少なくとも約50%、少なくとも約60%、少なくとも約70%、少なくとも約80%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%または少なくとも約99%は、第1のgRNA分子の標的化ドメインと相補的なゲノムDNA配列にまたはその近傍にインデル、例えば、図25、表15、表26、表27または表37に示されるインデル、例えば第1のgRNA分子に関連するとおりの図25、表15、表26、表27または表37に示されるインデルを含む。
別の態様において、本発明は、前出の態様および実施形態のいずれかの細胞調製方法によって得ることが可能な細胞(例えば、細胞の集団)を提供する。別の態様において、本発明は、異常ヘモグロビン症(例えば、サラセミア(例えば、β−サラセミア)または鎌状赤血球症)を治療する方法であって、前記細胞(例えば、細胞の集団)を含む組成物をヒト患者に投与するステップを含む方法を提供する。別の態様において、本発明は、ヒト患者の胎児ヘモグロビン発現を増加させる方法であって、前記細胞(例えば、細胞の集団)を含む組成物を前記ヒト患者に投与するステップを含む方法を提供する。実施形態において、ヒト患者には、細胞(例えば、CD34+細胞、例えば、前出の態様および実施形態のいずれかの細胞調製方法によって得ることが可能な細胞)をヒト患者の体重1kg当たり少なくとも約1e6個含む、例えば、前出の態様および実施形態のいずれかの細胞調製方法によって得ることが可能なCD34+細胞をヒト患者の体重1kg当たり少なくとも約1e6個含む組成物が投与される。実施形態において、ヒト患者には、細胞(例えば、CD34+細胞、例えば、前出の態様および実施形態のいずれかの細胞調製方法によって得ることが可能な細胞)をヒト患者の体重1kg当たり少なくとも約2e6個含む、例えば、前出の態様および実施形態のいずれかの細胞調製方法によって得ることが可能なCD34+細胞をヒト患者の体重1kg当たり少なくとも約2e6個含む組成物が投与される。実施形態において、ヒト患者には、細胞(例えば、CD34+細胞、例えば、前出の態様および実施形態のいずれかの細胞調製方法によって得ることが可能な細胞)をヒト患者の体重1kg当たり約2e6〜約10e6個含む、例えば、前出の態様および実施形態のいずれかの細胞調製方法によって得ることが可能なCD34+細胞をヒト患者の体重1kg当たり少なくとも約2e6〜約10e6個含む組成物が投与される。
別の態様において、本発明は、薬剤として用いられる、本明細書に記載されるgRNA分子、例えば、前出のgRNA分子の態様および実施形態のいずれかのgRNA分子、本明細書に記載される組成物、例えば、前出の組成物の態様および実施形態のいずれかの組成物、本明細書に記載される核酸、例えば、前出の核酸の態様および実施形態のいずれかの核酸、本明細書に記載されるベクター、例えば、前出のベクターの態様および実施形態のいずれかのベクター、本明細書に記載される細胞、例えば、前出の細胞の態様および実施形態のいずれかの細胞、または本明細書に記載される細胞の集団、例えば、前出の細胞の集団の態様および実施形態のいずれかの細胞の集団を提供する。
別の態様において、本発明は、薬剤の製造に用いられる、本明細書に記載されるgRNA分子、例えば、前出のgRNA分子の態様および実施形態のいずれかのgRNA分子、本明細書に記載される組成物、例えば、前出の組成物の態様および実施形態のいずれかの組成物、本明細書に記載される核酸、例えば、前出の核酸の態様および実施形態のいずれかの核酸、本明細書に記載されるベクター、例えば、前出のベクターの態様および実施形態のいずれかのベクター、本明細書に記載される細胞、例えば、前出の細胞の態様および実施形態のいずれかの細胞、または本明細書に記載される細胞の集団、例えば、前出の細胞の集団の態様および実施形態のいずれかの細胞の集団を提供する。
別の態様において、本発明は、疾患の治療に用いられる、本明細書に記載されるgRNA分子、例えば、前出のgRNA分子の態様および実施形態のいずれかのgRNA分子、本明細書に記載される組成物、例えば、前出の組成物の態様および実施形態のいずれかの組成物、本明細書に記載される核酸、例えば、前出の核酸の態様および実施形態のいずれかの核酸、本明細書に記載されるベクター、例えば、前出のベクターの態様および実施形態のいずれかのベクター、本明細書に記載される細胞、例えば、前出の細胞の態様および実施形態のいずれかの細胞、または本明細書に記載される細胞の集団、例えば、前出の細胞の集団の態様および実施形態のいずれかの細胞の集団を提供する。
別の態様において、本発明は、疾患の治療に用いられる、本明細書に記載されるgRNA分子、例えば、前出のgRNA分子の態様および実施形態のいずれかのgRNA分子、本明細書に記載される組成物、例えば、前出の組成物の態様および実施形態のいずれかの組成物、本明細書に記載される核酸、例えば、前出の核酸の態様および実施形態のいずれかの核酸、本明細書に記載されるベクター、例えば、前出のベクターの態様および実施形態のいずれかのベクター、本明細書に記載される細胞、例えば、前出の細胞の態様および実施形態のいずれかの細胞、または本明細書に記載される細胞の集団、例えば、前出の細胞の集団の態様および実施形態のいずれかの細胞の集団を提供し、ここで、疾患は異常ヘモグロビン症、例えばサラセミア(例えば、β−サラセミア)または鎌状赤血球症である。
Bcl11a +58赤血球系エンハンサー領域のCas9編集。+58エンハンサー領域を標的とするcrRNAおよびtrRNAをリポフェクションによって送達した24時間後にHEK−293 Cas9GFPにおいてNGSにより検出された編集の割合。各ドットが異なるcrRNAを示し、trRNAは一定とした。ゲノム座標は、例えばhg38をリファレンスとした2番染色体上の位置を示す。(n=1) Bcl11a +62赤血球系エンハンサー領域のCas9編集。+62エンハンサー領域を標的とするcrRNAおよびtrRNAをリポフェクションによって送達した24時間後にHEK−293 Cas9GFPにおいてNGSにより検出された編集の割合。各ドットが異なるcrRNAを示し、trRNAは一定とした。ゲノム座標は、例えばhg38をリファレンスとした2番染色体上の位置を示す。(n=1) Cas9編集システム導入後の細胞の選択に関するゲーティング戦略。 Cas9編集システムで処理したCD34+細胞の遺伝子断片のアガロースゲル電気泳動(CD34+CD90+およびCD34+CD90−細胞集団の両方を、ソートしていない参照細胞と共に示す)。上側のバンドは切断されていないホモ二重鎖DNAを表し、下側のバンドはヘテロ二重鎖DNAから生じた切断産物を示す。一番左寄りのレーンはDNAラダーである。バンド強度はImageJソフトウェアによる未処理画像のピーク積分によって計算した。%遺伝子修飾(インデル)は以下のとおり計算したもの:%遺伝子修飾=100×(1−(1−切断割合)1/2)であり、ゲルの対応する各レーンの下に示す。 下線のヌクレオチドと相補的な標的化ドメインを含むsgRNA分子によって標的化されるゲノムDNAの部位を示す赤血球系エンハンサー領域。 CD34+ HSC細胞におけるsgEH1(CR00276)(A)によるインデル形成のNGS結果。挿入は大文字である。欠失は破線によって示す。切断部位近傍のマイクロホモロジー領域は太字下線で強調表示する。 CD34+ HSC細胞におけるsgEH2(CR00275)(B)によるインデル形成のNGS結果。挿入は大文字である。欠失は破線によって示す。切断部位近傍のマイクロホモロジー領域は太字下線で強調表示する。 CD34+ HSC細胞におけるsgEH8(CR00273)(C)によるインデル形成のNGS結果。挿入は大文字である。欠失は破線によって示す。切断部位近傍のマイクロホモロジー領域は太字下線で強調表示する。 CD34+ HSC細胞におけるsgEH9(CR00277)(D)によるインデル形成のNGS結果。挿入は大文字である。欠失は破線によって示す。切断部位近傍のマイクロホモロジー領域は太字下線で強調表示する。 g7、g8およびg2に関するNGS結果および複数のドナーにわたるインデルパターン形成。g7およびg8を用いた2つのバイオロジカルレプリケート実験からの上位3つのインデルの配列は同一であり、g2を用いた上位3つのインデルの配列は前の実験と同一であった。 修飾gRNA足場(BC)を用いたNGS結果およびインデルパターン形成。これらの実験からの上位3つのインデルの配列は標準gRNA足場の使用時に形成されるものと同一である。 異なる送達方法間におけるインデルパターンの比較。平均%は、指示されるインデルを呈するNGSリードの%(2つの実験の平均)を指す。 非伸長フラッグポール領域(「reg」)または第1のフラッグポール伸長部および第1のtracr伸長部有り(「BC」)のいずれかを有するg7 gRNAとg8 gRNAとの共導入によるインデル形成。これらの2つのgRNAのPAM配列は囲み線で囲む。 NGSによって計測したときの(n=3)、CD34+細胞におけるBCL11a遺伝子の+58エンハンサー領域を指向する上位gRNA配列。 NGSによって計測したときの(n=3)、CD34+細胞におけるBCL11a遺伝子の+62エンハンサー領域を指向する上位gRNA配列。 CR00187(薄い灰色のバー)またはCR00202(濃い灰色のバー)のいずれかを一定として、指示されるgRNAの標的化ドメインを含む第2のgRNA分子と共に細胞に共挿入したときの、BCL11 +62エンハンサー遺伝子座を標的とする2つのgRNA分子をHEK293_Cas9細胞に導入したときの予想切り出しサイズ。 CR00187の標的化ドメインを含むgRNA分子およびグラフに指示する第2のgRNA分子を加えることによるBCL11aの+62エンハンサー内のゲノムDNAの切り出し。星印(*)は、30%より高い頻度で観察された切り出しを示し、キャレット(^)は、それより低い頻度(<30%)で観察された切り出しを示す。50nt未満の断片をもたらす予想切り出し産物は区別することができなかった。 CR00202の標的化ドメインを含むgRNA分子およびグラフに指示する第2のgRNA分子を加えることによるBCL11aの+62エンハンサー内のゲノムDNAの切り出し。星印(*)は、30%より高い頻度で観察された切り出しを示し、キャレット(^)は、それより低い頻度(<30%)で観察された切り出しを示す。 フランス型HPFH領域に標的化された192個のgRNA分子による%インデル形成(Sankaran VG et al.「胎児ヘモグロビンサイレンシングに必要な機能エレメント(A functional element necessary for fetal hemoglobin silencing)」.NEJM(2011)365:807−814)。 ゲノム編集と続く遺伝子および表現型の特徴付けのための初代ヒトCD34+ HSPCへのCas9:gRNAリボ核タンパク質(Cas9−RNP)送達の実験スキーム。 CD34+ HSPCへのモックエレクトロポレーションまたはCas9−RNP複合体のエレクトロポレーション後の細胞生存率。RNP複合体のエレクトロポレーション後48時間にわたってHSPCをインビトロで増殖させて、細胞生存率をモニタし、およびパーセント生存率を決定した。RNP複合体の作製に使用したgRNAの名称をx軸に示し、対応する細胞生存率をy軸に示す。CRxxxx識別名はgRNA分子の標的化ドメインを示す。 T7エンドヌクレアーゼアッセイを用いたミスマッチ検出。ヒトHSCをエレクトロポレートしてRNP複合体を送達することにより、NHEJによってBCL11A赤血球系エンハンサーの+58 DHS領域にインデルを導入した。標的領域にわたるPCRアンプリコンをT7E1アッセイに供し、得られた断片を2%アガロースゲル電気泳動によって分析した。+58赤血球系エンハンサーBCL11Aの領域を両方のガイドRNAフォーマットによって破壊した(デュアルガイドRNA−黒色;シングルガイドRNA−灰色(下のグラフ、および上のグラフのg7BCL11a−BC(1)およびg7BCL11A−BC(2)))。DNAバンド強度をImageJソフトウェア(http://rsb.info.nih.gov/ij/)によって推定することにより、編集されたアレルのパーセントを求めた。使用したgRNAの名称およびミスマッチ検出アッセイから求めた対応する遺伝子編集効率もゲル画像の下の表に示す。 次世代シーケンシングによるパーセントアレル編集。ラベルは図18および図19について記載されるとおりである。 5つの選択のgRNAに関して観察されたコロニー数およびコロニーのタイプを示すコロニー形成細胞(CFC)単位アッセイ。+58赤血球系エンハンサーで編集されたHSPCゲノムをメチルセルロースにプレーティングし、STEMvisionを使用して形態学上および表現型上の基準を用いた成熟細胞の数およびタイプに基づきクローナルコロニーを分類およびカウントした。コロニーは、赤芽球コロニー形成細胞(CFU−E)、赤芽球バースト形成細胞(BFU−E)、顆粒球/マクロファージコロニー形成細胞(CFU−GM)および顆粒球/赤血球/マクロファージ/巨核球コロニー形成細胞(CFU−GEMM)に分類された。 赤血球系分化中の細胞分裂の動態。赤血球系分化中、0、7、14および21日目に細胞の総数を決定し、細胞増殖倍数を計算した。 ゲノム編集および赤血球系分化後のHSCにおけるBCL11A、γおよびβ−グロビンmRNAレベル。単系統赤血球系培養物におけるBCL11A、γおよびβ−グロビン鎖の相対mRNA発現をリアルタイムPCRによって定量化した。転写物レベルはヒトGAPDH転写物レベルに対して正規化した。 BCL11aエンハンサー(+58)を破壊するためのデュアルgRNA/cas9システムで達成されたHSCの効率的編集により、高レベルのHbFが誘導された。エレクトロポレーション後48時間のHSCをインビトロ赤血球系分化に供し、HbF発現を計測した。7、14および21日目にFACS分析によってHbF陽性細胞(F−細胞)パーセントをモニタした。この図に示すデータは、dgRNAが指示される標的化ドメインを含むdgRNAシステムで作成した。 BCL11aエンハンサー(+58)を破壊するためのsgRNA/cas9システムで達成されたHSCの効率的編集により、高レベルのHbFが誘導された。エレクトロポレーション後48時間のHSCをインビトロ赤血球系分化に供し、HbF発現を計測した。7、14および21日目にFACS分析によってHbF陽性細胞(F−細胞)パーセントをモニタした。この図に示すデータは、sgRNAが指示される標的化ドメインを含むsgRNAシステムで作成した。 指示される標的化ドメインを含むgRNAによってHSPCに生じるインデルパターン。 細胞表面マーカー染色によるCD34+細胞増殖培地中の編集済みおよび未編集培養物のフェノタイピング。gRNA分子は全てdgRNAフォーマットで試験した。使用したTracrは配列番号7808であり、crRNAは以下のフォーマットおよび配列を有した(2’O−メチル(m)修飾およびホスホロチオエート結合(*)修飾を示す):mN*mN*mN*rNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrGrUrUrUrUrArGrArGrCrUrArU*mG*mC*mU(式中、Nは、指示される標的化ドメインの残基である)。「材料および方法」に記載するとおり各抗体パネルまたは対応するアイソタイプ対照で染色した細胞の蛍光を示す代表的なドットプロットを示す。示される細胞は、生存細胞集団に関して前方・側方散乱特性およびDAPI(4’,6−ジアミジノ−2−フェニルインドール)判別によって予めゲーティングした。プロットの上に名称を指示した各細胞集団のパーセンテージは、太線で囲んで示したゲートによって決定した。 細胞表面マーカー染色によるCD34+細胞増殖培地中の編集済みおよび未編集培養物のフェノタイピング。gRNA分子は全てdgRNAフォーマットで試験した。使用したTracrは配列番号7808であり、crRNAは以下のフォーマットおよび配列を有した(2’O−メチル(m)修飾およびホスホロチオエート結合(*)修飾を示す):mN*mN*mN*rNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrGrUrUrUrUrArGrArGrCrUrArU*mG*mC*mU(式中、Nは、指示される標的化ドメインの残基である)。編集済みおよび未編集培養物中にある名称を指示した各細胞集団のパーセンテージを示す。編集済み培養物の標的化ドメインは指示されるとおりである。 HPFH領域内の2つの部位を標的とするdgRNAを含むRNPで編集したCD34+細胞の集団から分化した赤血球における%F細胞。「g2」は陽性対照であり(BCL11a遺伝子のコード領域に対する標的化ドメイン)、「cntrl」は陰性対照である(Cas9のみの導入)。 指示されるdgRNA(非修飾(unmod)または修飾は指示するとおり)を含むRNPのエレクトロポレーション後2日目のCD34+ HSPCにおけるNGSによって決定したときの%編集率。対照は、非修飾CR00317の標的化ドメインを含むdgRNA(CR00317−m)、または緩衝液のみでのエレクトロポレーション(Cas9またはgRNAなし;「モック」)を含む。 指示されるdgRNA(非修飾(unmod)または修飾は指示するとおり)を含むRNPのエレクトロポレーション後2日目のCD34+ HSPCにおけるNGSによって決定したときの%編集率。対照は、緩衝液のみでのエレクトロポレーション(Cas9またはgRNAなし;「モック」)を含む。 指示されるsgRNA(非修飾(unmod)または修飾は指示するとおり。いずれの場合にも数字は標的化ドメインのCRxxxxxx識別名に対応し、例えば、Unmod sg312は、CR00312の標的化ドメインを含む非修飾sgRNAを指す)を含むRNPのエレクトロポレーション後2日目のCD34+ HSPCにおけるNGSによって決定したときの%編集率。対照は、Cas9タンパク質のみのエレクトロポレーション(「Cas9」)、緩衝液のみによるエレクトロポレーション(「モック」)、またはエレクトロポレーションなし(「WT」)を含む。 指示されるdgRNA(非修飾(unmod)または修飾は指示するとおり)を含むRNPでCD34+ HSPCをエレクトロポレートし、次に赤血球系分化培地中で培養することにより分化を誘導した後のHbF+である正規化%赤血球(「モック」の%F細胞を減じた)。対照は、緩衝液のみのエレクトロポレーション(「モック」)を含む。 指示されるdgRNA(非修飾(unmod)または修飾は指示するとおり)を含むRNPでCD34+ HSPCをエレクトロポレートし、次に赤血球系分化培地中で培養することにより分化を誘導した後のHbF+である正規化%赤血球(「モック」の%F細胞を減じた)。対照は、緩衝液のみのエレクトロポレーション(「モック」)を含む。 指示されるsgRNA(非修飾(unmod)または修飾は指示するとおり。いずれの場合にも数字は標的化ドメインのCRxxxxxx識別名に対応し、例えば、Unmod sg312は、CR00312の標的化ドメインを含む非修飾sgRNAを指す)を含むRNPでCD34+ HSPCをエレクトロポレートし、次に赤血球系分化培地中で培養することにより分化を誘導した後のHbF+である正規化%赤血球(「モック」の%F細胞を減じた)。対照は、Cas9タンパク質およびtracrのみのエレクトロポレーション(「Cas9+TracRNAのみ」)、緩衝液のみでのエレクトロポレーション(「細胞のみ+パルス」)、またはエレクトロポレーションなし(「細胞のみ、パルスなし」)を含む。 指示されるsgRNA(いずれの場合でも、数字は標的化ドメインのCRxxxxxx識別名に対応し、例えば、Unmod sg312は、CR00312の標的化ドメインを含む非修飾sgRNAを指す)を含むRNPをCD34+細胞にエレクトロポレートした後の赤血球系分化後14日目の培養物における総細胞増殖倍数。対照は、Cas9タンパク質およびtracrのみのエレクトロポレーション(「Cas9+TracRNAのみ」)、緩衝液のみでのエレクトロポレーション(「細胞のみ+パルス」)、またはエレクトロポレーションなし(「細胞のみ、パルスなし」)を含む。 BCL11aエンハンサー領域を標的とするdgRNA分子によって導かれるCas9により切断された潜在的オフターゲット部位の評価。試験した各ガイドRNAについて、三角はオンターゲット部位を表し、一方、白抜きの丸は潜在的オフターゲット部位を表す。 NGSおよびフローサイトメトリーによって判定したときの、種々のCas9変異体によるCD34+造血幹細胞の標的B2M遺伝子座における編集効率。NLS=SV40 NLS、His6またはHis8は、それぞれ6個または8個のヒスチジン残基を指し、TEV=タバコエッチウイルス切断部位、Cas9=野生型化膿レンサ球菌(S.pyogenes)Cas9−突然変異体または変異体は指示されるとおりである)。 データは、増殖培地で合計10日間培養(エレクトロポレーション前に3日間培養、およびエレクトロポレーション後に7日間培養)した後の細胞数の増加倍数を示す。シングルおよびデュアルガイドRNAフォーマットの両方を含め、試験した全てのガイドRNAで細胞増殖は2〜7倍の範囲であった。矢印で示すCR00312およびCR001128は、10日間の細胞増殖後に3〜6倍の増加を実証した。ラベル「Crxxxx」は、指示される標的化ドメインを有するdgRNAを指し、「sgxxxx」は、同じ数字のCRxxxxx識別名の標的化ドメインを有するsgRNAを指し(例えば、sg312はCR00312の標的化ドメインを有する)、「Unmod」は、そのRNAに修飾がないことを示し、「O’MePS」は、dgRNAに関して用いられるとき、非修飾tracrとの組み合わせで、3つの3’および3つの5’ 2’−OMe修飾およびホスホロチオエート結合を有するcrRNAを指し、「O’MePS」は、sgRNAに関して用いられるとき、3つの5’側端2’−OMe修飾およびホスホロチオエート結合、3つの3’側端ホスホロチオエート結合、ならびに最後から4番目、最後から3番目および最後から2番目の3’ヌクレオチドの3つの2’OMe修飾を有するgRNAを指す。 異なるHSPCサブ集団を区別するためのゲーティング戦略。 指示される培地(IL6、化合物4、またはIL6と化合物4との両方を含む変法STF)中における48時間のエキソビボ培養後、但しCRISPRシステムのエレクトロポレーション前の各造血サブセットの頻度。STF=StemSpan SFEM。 指示される培地(IL6、化合物4、またはIL6と化合物4との両方を含む変法STF)で培養した、BCL11aの+58エンハンサーを標的とするCRISPRシステムを導入するエレクトロポレーション後7日の各造血サブセットの頻度。STF=StemSpan SFEM。 種々のRNP濃度を用いて遺伝子編集したときの細胞生存率であり、ここで、RNPは、+58領域を標的とするdgRNAを含有する。 種々のRNP濃度を用いて遺伝子編集したときの細胞生存率であり、ここで、RNPは、+58領域を標的とするsgRNAを含有する。 種々のRNP濃度を用いて遺伝子編集したときのNGSによって計測した遺伝子編集効率であり、ここで、RNPは、+58領域を標的とするdgRNAを含有する。 種々のRNP濃度を用いて遺伝子編集したときのNGSによって計測した遺伝子編集効率であり、ここで、RNPは、+58領域を標的とするsgRNAを含有する。 種々のRNP濃度を用いて遺伝子編集したときのフローサイトメトリーによって計測したHbF誘導のパーセンテージであり、ここで、RNPは、+58領域を標的とするdgRNAを含有する。 種々のRNP濃度を用いて遺伝子編集したときのフローサイトメトリーによって計測したHbF誘導のパーセンテージであり、ここで、RNPは、+58領域を標的とするsgRNAを含有する。 種々のCas9タンパク質を含むRNPの遺伝子編集効率。遺伝子編集は、種々のCas9変異体(X軸に挙げる)を非修飾バージョンのsgRNA CR00312およびsgRNA CR001128、または修飾バージョンのsgRNA CR00312およびsgRNA CR001128のいずれかと組み合わせて用いて実施した。編集した細胞はNGSに供して%編集率(Y軸)を決定した。 種々のCas9タンパク質を用いて遺伝子編集したときのHbF+細胞の誘導。遺伝子編集は、種々のCas9変異体(X軸に挙げる)を非修飾バージョンのsgRNA CR00312およびsgRNA CR001128、または修飾バージョンのsgRNA CR00312およびsgRNA CR001128のいずれかと組み合わせて用いて実施した。編集した細胞は赤血球系統に分化させ、フルオロフォアをコンジュゲートした抗HbF抗体を用いたフローサイトメトリーによってHbF産生を評価した。 指示されるdgRNAまたはsgRNA(非修飾(unmod)または修飾は指示するとおり)(ラベルは、表36に指示するとおりのgRNA配列を指す)を含むRNPのエレクトロポレーションによるCD34+ HSPCにおけるNGSによって決定したときの%編集率。編集はエレクトロポレーションの2日後(黒色のバー)または6日後(灰色のバー)に決定した。Cas9タンパク質およびTracrのみ(「なし」、データは示さず)の対照エレクトロポレーション後は各部位で1.5%未満の編集率が検出された。2つのエレクトロポレーションレプリケートの平均値+標準偏差を示す。 指示されるdgRNAまたはsgRNA(非修飾(unmod)または修飾は指示するとおり)(ラベルは、表36に指示するとおりのgRNA配列を指す)を含むRNPをCD34+ HSPCにエレクトロポレートし、赤血球系分化条件で7日間培養した後のCD71+である生存細胞のパーセント。エレクトロポレーション後、細胞は、実施例4.7に記載されるとおりのプロトコル1(黒色のバー)またはプロトコル2(灰色のバー)によって維持した。対照は、Cas9タンパク質およびTracrのみのエレクトロポレーション(「なし」)を含む。2つのエレクトロポレーションレプリケートの平均値+標準偏差を示す。 指示されるdgRNAまたはsgRNA(非修飾(unmod)または修飾は指示するとおり)(ラベルは、表36に指示するとおりのgRNA配列を指す)を含むRNPをCD34+ HSPCにエレクトロポレートし、赤血球系分化条件で7日間培養した後のHbF+である赤血球系細胞のパーセント。エレクトロポレーション後、細胞は、実施例4.7に記載されるとおりのプロトコル1(黒色のバー)またはプロトコル2(灰色のバー)によって維持した。対照は、Cas9タンパク質およびTracrのみのエレクトロポレーション(「なし」)を含む。2つのエレクトロポレーションレプリケートの平均値+標準偏差を示す。 指示されるdgRNAまたはsgRNA(非修飾(unmod)または修飾は指示するとおり)(ラベルは、表36に指示するとおりのgRNA配列を指す)を含むRNPをCD34+ HSPCにエレクトロポレートし、赤血球系分化条件で14日間培養した後のHbF+である細胞のパーセント。エレクトロポレーション後、細胞は、実施例4.7に記載されるとおりのプロトコル1(黒色のバー)またはプロトコル2(灰色のバー)によって維持した。対照は、Cas9タンパク質およびTracrのみのエレクトロポレーション(「なし」)を含む。2つのエレクトロポレーションレプリケートの平均値+標準偏差を示す。 指示されるdgRNAまたはsgRNA(非修飾(unmod)または修飾は指示するとおり)(ラベルは、表36に指示するとおりのgRNA配列を指す)を含むRNPをCD34+ HSPCにエレクトロポレートし、赤血球系分化条件で21日間培養した後のHbF+である細胞のパーセント。エレクトロポレーション後、細胞は、実施例4.7に記載されるとおりのプロトコル1(黒色のバー)またはプロトコル2(灰色のバー)によって維持した。対照は、Cas9タンパク質およびTracrのみのエレクトロポレーション(「なし」)を含む。2つのエレクトロポレーションレプリケートの平均値+標準偏差を示す。 指示されるdgRNAまたはsgRNA(非修飾(unmod)または修飾は指示するとおり)(ラベルは、表36に指示するとおりのgRNA配列を指す)を含むRNPをCD34+ HSPCにエレクトロポレートした後の7日間(黒色のバー)または21日間(黒色のバー)にわたる赤血球系分化培養での総細胞増殖倍数。エレクトロポレーション後、細胞は、実施例4.7に記載されるとおりのプロトコル2によって維持した。対照は、Cas9タンパク質およびTracrのみのエレクトロポレーション(「なし」)を含む。2つのエレクトロポレーションレプリケートの平均値+標準偏差を示す。 HPFH領域を標的とするdgRNA分子によって導かれるCas9により切断された潜在的オフターゲット部位の評価。試験した各ガイドRNAについて、三角はオンターゲット部位を表し、一方、白抜きの丸は潜在的オフターゲット部位を表す。
定義
用語「CRISPRシステム」、「Casシステム」または「CRISPR/Casシステム」は、一緒になって標的配列でRNAガイド型ヌクレアーゼまたは他のエフェクター分子による核酸の修飾を誘導し達成するのに必要かつ十分なRNAガイド型ヌクレアーゼまたは他のエフェクター分子とgRNA分子とを含む分子の組を指す。一実施形態において、CRISPRシステムは、gRNAとCasタンパク質、例えばCas9タンパク質とを含む。Cas9または修飾Cas9分子を含むかかるシステムは、本明細書では「Cas9システム」または「CRISPR/Cas9システム」と称される。一例において、gRNA分子とCas分子とは複合体化してリボ核タンパク質(RNP)複合体を形成し得る。
用語「ガイドRNA」、「ガイドRNA分子」、「gRNA分子」または「gRNA」は同義的に使用され、RNAガイド型ヌクレアーゼまたは他のエフェクター分子(典型的にはgRNA分子と複合体化している)が標的配列へ特異的に誘導されるよう促進する核酸分子の組を指す。一部の実施形態において、前記誘導は、gRNAの一部分がDNAに(例えば、gRNA標的化ドメインを介して)ハイブリダイズすることを通じて、およびgRNA分子の一部分がRNAガイド型ヌクレアーゼまたは他のエフェクター分子に(例えば、少なくともgRNA tracrを介して)結合することにより達成される。実施形態において、gRNA分子は単一の連続するポリヌクレオチド分子からなり、本明細書において「シングルガイドRNA」または「sgRNA」などと称される。他の実施形態において、gRNA分子は、それ自体が通常ハイブリダイゼーションを通じて会合する能力を有する複数の、通常2つのポリヌクレオチド分子からなり、本明細書において「デュアルガイドRNA」または「dgRNA」などと称される。gRNA分子について以下にさらに詳細に記載するが、概して標的化ドメインとtracrとを含むものである。実施形態において、標的化ドメインとtracrとは単一のポリヌクレオチドに配置される。他の実施形態において、標的化ドメインとtracrとは別個のポリヌクレオチドに配置される。
用語「標的化ドメイン」とは、この用語がgRNAに関連して使用されるとき、標的配列、例えば、細胞の核酸内、例えば遺伝子内の標的配列を認識する、例えばそれと相補的であるgRNA分子の一部分である。
用語「crRNA」は、この用語がgRNA分子に関連して使用されるとき、標的化ドメインと、tracrと相互作用してフラッグポール領域を形成する領域とを含むgRNA分子の一部分である。
用語「標的配列」は、gRNA標的化ドメインと相補的、例えば完全に相補的な核酸の配列を指す。実施形態において、標的配列はゲノムDNA上に配置されている。ある実施形態において、標的配列は、ヌクレアーゼ活性または他のエフェクター活性を有するタンパク質によって認識されるプロトスペーサー隣接モチーフ(PAM)配列、例えばCas9によって認識されるPAM配列に(DNAの同じ鎖上または相補鎖上のいずれかで)隣接している。実施形態において、標的配列は、グロビン遺伝子の発現に影響を及ぼす遺伝子内または遺伝子座内、例えばβグロビンまたは胎児ヘモグロビン(HbF)の発現に影響を及ぼす遺伝子内または遺伝子座内にある標的配列である。実施形態において、標的配列は、グロビン遺伝子座内にある標的配列である。実施形態において、標的配列は、BCL11a遺伝子内にある標的配列である。実施形態において、標的配列は、BCL11aエンハンサー領域内にある標的配列である。実施形態において、標的配列は、HPFH領域内にある標的配列である。
用語「フラッグポール」は、本明細書でgRNA分子に関連して使用されるとき、crRNAとtracrとが互いに結合するかまたはハイブリダイズするgRNAの一部分を指す。
用語「tracr」は、本明細書でgRNA分子に関連して使用されるとき、ヌクレアーゼまたは他のエフェクター分子に結合するgRNAの一部分を指す。実施形態において、tracrは、Cas9に特異的に結合する核酸配列を含む。実施形態において、tracrは、フラッグポールの一部を形成する核酸配列を含む。
用語「Cas9」または「Cas9分子」は、DNA切断に関与する細菌II型CRISPR/Casシステムの酵素を指す。Cas9には、野生型タンパク質ならびにその機能性および非機能性突然変異体も含まれる。実施形態において、Cas9は化膿レンサ球菌(S.pyogenes)のCas9である。
用語「相補的」は、核酸に関連して使用されるとき、AとTまたはU、およびGとCの塩基の対合を指す。相補的という用語は、完全に相補的である、すなわち参照配列全体にわたってAがTまたはUと対を形成し、およびGがCと対を形成する核酸分子、ならびに少なくとも80%、85%、90%、95%、99%相補的な分子を指す。
「鋳型核酸」は、相同組換え修復または相同的組換えに関連して使用されるとき、切断部位における遺伝子修復(挿入)のためCRISPRシステムドナー配列によって修飾部位に挿入される核酸を指す。
「インデル」は、本明細書においてこの用語が使用されるとき、gRNA分子を含む組成物、例えばCRISPRシステムへの曝露後に生じる、参照核酸と比べた1つ以上のヌクレオチド挿入、1つ以上のヌクレオチド欠失、またはヌクレオチド挿入および欠失の組み合わせを含む核酸を指す。インデルは、gRNA分子を含む組成物に曝露した後の核酸を例えばNGSによってシーケンシングすることにより決定し得る。インデルの部位に関して、インデルは、それが参照部位から約10、9、8、7、6、5、4、3、2、または1ヌクレオチドの範囲内に少なくとも1つの挿入または欠失を含むか、または前記参照部位の一部または全てとオーバーラップしている(例えば、gRNA分子、例えば本明細書に記載されるgRNA分子の標的化ドメインに相補的な部位とオーバーラップしているか、またはそれから10、9、8、7、6、5、4、3、2、または1ヌクレオチドの範囲内にある少なくとも1つの挿入または欠失を含む)場合、参照部位(例えば、gRNA分子の標的化ドメインと相補的な部位)「にあるかまたはその近傍にある」と言われる。
「インデルパターン」は、本明細書においてこの用語が使用されるとき、gRNA分子を含む組成物への曝露後に生じるインデルの組を指す。ある実施形態において、インデルパターンは、出現頻度を基準として上位3つのインデルからなる。ある実施形態において、インデルパターンは、出現頻度を基準として上位5つのインデルからなる。ある実施形態において、インデルパターンは、全シーケンシングリードに対して約5%より高い頻度で存在するインデルからなる。ある実施形態において、インデルパターンは、インデルシーケンシングリードの総数(すなわち、非修飾参照核酸配列からなるのでないリード)に対して約10%より高い頻度で存在するインデルからなる。ある実施形態において、インデルパターンは、上位5つの最も高頻度に観察されるインデルの任意の3つを含む。インデルパターンは、例えばgRNA分子に曝露した細胞の集団の細胞をシーケンシングすることにより決定し得る。
「オフターゲットインデル」は、本明細書においてこの用語が使用されるとき、gRNA分子の標的化ドメインの標的配列以外の部位にまたはその近傍にあるインデルを指す。かかる部位は、gRNAの標的化ドメインの配列と比べて例えば1、2、3、4、5個またはそれを超えるミスマッチヌクレオチドを含み得る。例示的実施形態において、かかる部位は、インシリコで予想されるオフターゲット部位の標的シーケンシングを用いるか、または当該技術分野において公知の挿入法によって検出される。
用語「1つの(a)」および「1つの(an)」は、その冠詞の文法上の指示対象の1つまたは2つ以上(すなわち少なくとも1つ)を指す。例として、「要素」は1つの要素または2つ以上の要素を意味する。
量、時間的持続などの計測可能な値に言及するときの用語「約」は、指定される値から±20%または一部の例では±10%、または一部の例では±5%、または一部の例では±1%、または一部の例では±0.1%の変動を(かかる変動が本開示の方法の実施に適切であるものとして)包含することが意図される。
用語「抗原」または「Ag」は、免疫応答を引き起こす分子を指す。この免疫応答には、抗体産生、または特異的免疫適格細胞の活性化のいずれか、または両方が含まれ得る。当業者は、任意の巨大分子が、事実上あらゆるタンパク質またはペプチドを含めて、抗原となり得ることを理解するであろう。さらに、抗原は組換えDNAまたはゲノムDNAに由来し得る。当業者は、したがって免疫応答を生じさせるタンパク質をコードするヌクレオチド配列または部分的ヌクレオチド配列を含む任意のDNAが、その用語が本明細書において使用されるとおりの「抗原」をコードすることを理解するであろう。さらに、当業者は、抗原が、ある遺伝子の完全長ヌクレオチド配列によってのみコードされる必要はないことを理解するであろう。本発明には、限定はされないが、2つ以上の遺伝子の部分的ヌクレオチド配列の使用が含まれること、およびこれらのヌクレオチド配列が所望の免疫応答を生じさせるポリペプチドをコードするように様々な組み合わせで配列されることは容易に明らかである。さらに、当業者は、抗原が「遺伝子」によってコードされる必要は全くないことを理解するであろう。抗原は合成してもよく、もしくは生体試料から得てもよく、またはポリペプチド以外の巨大分子である可能性もあることは容易に明らかである。かかる生体試料には、限定はされないが、組織試料、細胞または他の生物学的成分を含む体液が含まれ得る。
用語「自己由来」は、後にそれが再び導入されることになる同じ個体に由来する任意の材料を指す。
用語「同種異系由来」は、材料が導入される個体と同じ種の異なる動物に由来する任意の材料を指す。2つ以上の個体は、1つ以上の遺伝子座の遺伝子が同一でないとき、互いに同種異系由来であると言われる。一部の態様において、同じ種の個体からの同種異系由来材料は、抗原として相互作用するのに遺伝的に十分に異なるものであり得る。
用語「異種」は、異なる種の動物に由来する移植片を指す。
「〜に由来する」は、その用語が本明細書において使用されるとき、第1の分子と第2の分子との間の関係を示す。これは、概して、第1の分子と第2の分子との間の構造的類似性を指し、第2の分子に由来する第1の分子に対するプロセスまたは供給源の限定は含意または包含しない。
用語「コードする」は、遺伝子、cDNA、またはmRNAなど、ポリヌクレオチド中の特異的ヌクレオチド配列が、定義付けられたヌクレオチド配列(例えば、rRNA、tRNAおよびmRNA)または定義付けられたアミノ酸配列のいずれかおよびそれから生じる生物学的特性を有する生物学的過程における他のポリマーおよび巨大分子の合成用鋳型としての役割を果たす固有の特性を指す。したがって、遺伝子、cDNA、またはRNAは、その遺伝子に対応するmRNAの転写および翻訳によって細胞または他の生物学的システムでタンパク質が産生される場合、タンパク質をコードする。そのヌクレオチド配列がmRNA配列と同一で、通常配列表に提供されるコード鎖と、遺伝子またはcDNAの転写用鋳型として用いられる非コード鎖との両方が、その遺伝子またはcDNAのタンパク質または他の産物をコードすると称され得る。
特記されない限り、「アミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列」は、互いの縮重バージョンであり、同じアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列を全て含む。タンパク質またはRNAをコードするヌクレオチド配列という語句には、そのタンパク質をコードするヌクレオチド配列が何らかのバージョンで1つまたは複数のイントロンを含み得る限りにおいて、イントロンも含まれ得る。
用語「有効量」または「治療有効量」は、本明細書では同義的に使用され、本明細書に記載されるとおりの化合物、製剤、材料、または組成物が特定の生物学的結果を達成するのに有効な量を指す。
用語「内因性」は、生物、細胞、組織または系由来のまたはその内部で産生される任意の材料を指す。
用語「外因性」は、生物、細胞、組織または系の外側から導入されるかまたはその外側で産生される任意の材料を指す。
用語「発現」は、プロモーターによってドライブされる特定のヌクレオチド配列の転写および/または翻訳を指す。
用語「トランスファーベクター」は、単離核酸を含む組成物であって、細胞の内部への単離核酸の送達に使用し得る組成物を指す。限定はされないが、線状ポリヌクレオチド、イオン性または両親媒性化合物に関連するポリヌクレオチド、プラスミド、およびウイルスを含め、多くのベクターが当該技術分野において公知である。したがって、用語「トランスファーベクター」には自己複製プラスミドまたはウイルスが含まれる。この用語はまた、例えば、ポリリジン化合物、リポソームなど、細胞への核酸のトランスファーを促進する非プラスミドおよび非ウイルス化合物をさらに含むものと解釈されなければならない。ウイルストランスファーベクターの例としては、限定はされないが、アデノウイルスベクター、アデノ随伴ウイルスベクター、レトロウイルスベクター、レンチウイルスベクターなどが挙げられる。
用語「発現ベクター」は、発現させるヌクレオチド配列に作動可能に連結した発現制御配列を含む組換えポリヌクレオチドを含むベクターを指す。発現ベクターは、発現のための十分なシス作用エレメントを含む。他の発現用エレメントは宿主細胞によって供給するか、またはインビトロ発現系に供給することができる。発現ベクターには、組換えポリヌクレオチドを組み込むコスミド、プラスミド(例えば、ネイキッドまたはリポソームに含まれるもの)およびウイルス(例えば、レンチウイルス、レトロウイルス、アデノウイルス、およびアデノ随伴ウイルス)を含め、当該技術分野において公知のもの全てが含まれる。
用語「相同」または「同一性」は、2つのポリマー分子間、例えば、2つのDNA分子または2つのRNA分子など、2つの核酸分子間、または2つのポリペプチド分子間におけるサブユニットの配列同一性を指す。2つの分子の両方におけるサブユニット位置が同じ単量体サブユニットによって占有されるとき、例えば、2つのDNA分子の各々の位置がアデニンによって占有される場合、それらはその位置で相同または同一である。2つの配列間の相同性は、一致する位置または相同な位置の数の直接の関数である。例えば、2つの配列における位置の半分(例えば、10サブユニット長のポリマーにおける5個の位置)が相同である場合、それらの2つの配列は50%相同である。位置の90%(例えば、10個中9個)が一致するかまたは相同である場合、それらの2つの配列は90%相同である。
用語「単離されている」は、自然状態から改変されているかまたは取り出されていることを意味する。例えば、生きている動物に天然に存在する核酸またはペプチドは「単離されている」のではないが、その自然状態の共存する材料から部分的または完全に分離された同じ核酸またはペプチドは「単離されている」。単離核酸またはタンパク質は、実質的に精製された形態で存在することができ、または例えば宿主細胞など、非天然環境中に存在することができる。
用語「作動可能に連結された」または「転写制御」は、調節配列と異種核酸配列との間における後者の発現をもたらす機能的な連結を指す。例えば、第1の核酸配列が第2の核酸配列と機能的に関係した状態に置かれているとき、第1の核酸配列は第2の核酸配列と作動可能に連結されている。例えば、プロモーターがコード配列の転写または発現に影響を及ぼす場合、プロモーターはコード配列に作動可能に連結されている。作動可能に連結されるDNA配列は互いに隣接していてもよく、例えば2つのタンパク質コード領域をつなぎ合わせる必要がある場合、同じリーディングフレーム内にある。
免疫原性組成物の「非経口」投与という用語は、例えば、皮下(s.c.)、静脈内(i.v.)、筋肉内(i.m.)、または胸骨内注射、腫瘍内、または注入技法を含む。
用語「核酸」または「ポリヌクレオチド」は、一本鎖または二本鎖のいずれかの形態のデオキシリボ核酸(DNA)またはリボ核酸(RNA)およびそのポリマーを指す。具体的に限定しない限り、この用語には、参照核酸と同様の結合特性を有し、かつ天然に存在するヌクレオチドと同じように代謝される、天然ヌクレオチドの公知の類似体を含む核酸が包含される。特に指示されない限り、ある詳細な核酸配列がまた、黙示的に、その保存的に修飾された変異体(例えば、縮重コドン置換)、アレル、オルソログ、SNP、および相補配列ならびに明示的に指示される配列も包含する。具体的には、縮重コドン置換は、1つ以上の選択の(または全ての)コドンの3番目の位置が混合塩基および/またはデオキシイノシン残基で置換されている配列を作成することによって達成し得る(Batzer et al.,Nucleic Acid Res.19:5081(1991);Ohtsuka et al.,J.Biol.Chem.260:2605−2608(1985);およびRossolini et al.,Mol.Cell.Probes 8:91−98(1994))。
用語「ペプチド」、「ポリペプチド」、および「タンパク質」は同義的に使用され、ペプチド結合によって共有結合的に連結したアミノ酸残基で構成される化合物を指す。タンパク質またはペプチドは少なくとも2つのアミノ酸を含有しなければならず、タンパク質の配列またはペプチドの配列を含むことのできるアミノ酸の最大数に制限は課されない。ポリペプチドは、互いにペプチド結合によってつなぎ合わされた2つ以上のアミノ酸を含む任意のペプチドまたはタンパク質を含む。本明細書で使用されるとき、この用語は、当該技術分野では、一般に例えばペプチド、オリゴペプチドおよびオリゴマーとも称される短鎖と、当該技術分野では概してタンパク質と称される、多数の種類があるより長い鎖との両方を指す。「ポリペプチド」には、例えば、生物学的に活性な断片、実質的に相同なポリペプチド、オリゴペプチド、ホモ二量体、ヘテロ二量体、ポリペプチドの変異体、修飾ポリペプチド、誘導体、類似体、融合タンパク質が特に含まれる。ポリペプチドには、天然ペプチド、組換えペプチド、またはこれらの組み合わせが含まれる。
用語「プロモーター」は、ポリヌクレオチド配列の特異的転写を開始させるのに必要である、細胞の合成機構、または導入された合成機構によって認識されるDNA配列を指す。
用語「プロモーター/調節配列」は、そのプロモーター/調節配列に作動可能に連結された遺伝子産物の発現に必要な核酸配列を指す。一部の例では、この配列はコアプロモーター配列であってもよく、他の場合、この配列は、エンハンサー配列および遺伝子産物の発現に必要な他の調節エレメントも含み得る。プロモーター/調節配列は、例えば、遺伝子産物を組織特異的に発現するものであり得る。
用語「構成的」プロモーターは、遺伝子産物をコードするかまたはそれを指定するポリヌクレオチドと作動可能に連結されているとき、細胞のほとんどまたは全ての生理条件下で細胞において遺伝子産物の産生を生じさせるヌクレオチド配列を指す。
用語「誘導性」プロモーターは、遺伝子産物をコードするかまたはそれを指定するポリヌクレオチドと作動可能に連結されているとき、実質的にプロモーターに対応する誘発物質が細胞に存在する場合に限り細胞において遺伝子産物の産生を生じさせるヌクレオチド配列を指す。
用語「組織特異的」プロモーターは、遺伝子をコードするかまたはそれによって指定されるポリヌクレオチドと作動可能に連結されているとき、実質的に細胞がプロモーターに対応する組織型の細胞である場合に限り細胞において遺伝子産物の産生を生じさせるヌクレオチド配列を指す。
本明細書でメッセンジャーRNA(mRNA)に関連して使用されるとき、5’キャップ(RNAキャップ、RNA7−メチルグアノシンキャップまたはRNA m7Gキャップとも称される)は、転写開始直後に真核生物メッセンジャーRNAの「前」または5’末端に付加された修飾グアニンヌクレオチドである。5’キャップは、1番目の転写ヌクレオチドに連結される末端基からなる。その存在は、リボソームによる認識およびRNアーゼからの保護に重要である。キャップ付加は転写と結び付いており、それぞれが他方に影響を与えるようにして同時転写的に起こる。転写開始直後、合成されるmRNAの5’末端に、RNAポリメラーゼに関連するキャップ合成複合体が結合する。この酵素複合体が、mRNAキャッピングに必要な化学反応を触媒する。合成は多段階生化学反応として進行する。キャッピング部分は、mRNAのその安定性または翻訳効率などの機能を調整するため修飾することができる。
本明細書で使用されるとき、「インビトロ転写RNA」は、インビトロ合成されたRNA、好ましくはmRNAを指す。概して、インビトロ転写RNAはインビトロ転写ベクターから作成される。インビトロ転写ベクターは、インビトロ転写RNAの作成に使用される鋳型を含む。
本明細書で使用されるとき、「ポリ(A)」は、ポリアデニル化によってmRNAに付加される一連のアデノシンである。一過性発現用のコンストラクトの好ましい実施形態において、ポリAは50〜5000(配列番号6596)、好ましくは64より多く、より好ましくは100より多く、最も好ましくは300または400より多い。ポリ(A)配列は、局在性、安定性または翻訳効率などのmRNA機能を調整するために化学的または酵素的に修飾することができる。
本明細書で使用されるとき、「ポリアデニル化」は、メッセンジャーRNA分子へのポリアデニリル部分またはその修飾変異体の共有結合を指す。真核生物では、ほとんどのメッセンジャーRNA(mRNA)分子が3’末端でポリアデニル化される。3’ポリ(A)テールは、酵素、ポリアデニル酸ポリメラーゼの作用によってmRNA前駆体に付加されるアデニンヌクレオチドの長い配列(多くの場合に数百個)である。高等真核生物では、ポリ(A)テールは、特異的配列、ポリアデニル化シグナルを含有する転写物に付加される。ポリ(A)テールおよびそれに結合したタンパク質は、mRNAをエキソヌクレアーゼによる分解から保護するのに役立つ。ポリアデニル化は、転写終結、核からのmRNAの搬出、および翻訳にも重要である。ポリアデニル化はDNAからRNAへの転写直後に核内で起こるが、さらに後に細胞質でも起こり得る。転写が終了した後、RNAポリメラーゼに関連するエンドヌクレアーゼ複合体の作用によってmRNA鎖が切断される。切断部位は、通常、切断部位近傍の塩基配列AAUAAAの存在によって特徴付けられる。mRNAが切断された後、切断部位の遊離3’末端にアデノシン残基が付加される。
本明細書で使用されるとき、「一過性」は、数時間、数日間または数週間の期間にわたる組み込まれないトランス遺伝子の発現を指し、この発現期間は、宿主細胞のゲノムに組み込まれた場合または安定プラスミドレプリコンの中に含まれている場合の遺伝子の発現期間よりも短い。
本明細書で使用されるとき、用語「治療する」、「治療」および「治療している」は、1つ以上の療法(例えば、本発明のgRNA分子、CRISPRシステム、または修飾細胞など、1つ以上の療法剤)の投与によってもたらされる障害、例えば異常ヘモグロビン症の進行、重症度および/または持続期間の低減または改善、または障害、例えば異常ヘモグロビン症の1つ以上の症状(好ましくは、1つ以上の認識し得る症状)の改善を指す。具体的な実施形態において、用語「治療する」、「治療」および「治療している」は、患者には認識できない、異常ヘモグロビン症障害の少なくとも1つの計測可能な理学的パラメータの改善を指す。他の実施形態において、用語「治療する」、「治療」および「治療している」は、障害の進行の物理的な、例えば認識し得る症状の安定化による阻害、生理学的な、例えば理学的パラメータの安定化による阻害のいずれか、または両方を指す。他の実施形態において、用語「治療する」、「治療」および「治療している」は、異常ヘモグロビン症、例えば鎌状赤血球症またはβ−サラセミアの症状の低減または安定化を指す。
用語「シグナル伝達経路」は、細胞のある部分から細胞の別の部分へのシグナルの伝達において役割を果たす種々のシグナル伝達分子間の生化学的関係を指す。語句「細胞表面受容体」は、シグナルを受け取り、細胞の膜を越えてシグナルを伝える分子および分子複合体を含む。
用語「対象」は、免疫応答を生じさせることのできる生きている生物(例えば、哺乳動物、ヒト)を含むことが意図される。
用語の「実質的に精製された」細胞は、他の細胞型を本質的に含まない細胞を指す。実質的に精製された細胞とは、その天然に存在する状態でそれが通常結び付いている他の細胞型と分離されている細胞も指す。一部の例では、実質的に精製された細胞の集団とは、均質な細胞の集団を指す。他の例では、この用語は単に、その自然状態でそれが天然に結び付いている細胞から分離されている細胞を指す。一部の態様において、これらの細胞はインビトロで培養される。他の態様において、これら細胞はインビトロで培養されない。
用語「療法的」とは、本明細書で使用されるとき、治療を意味する。療法的効果は疾患状態の低減、抑制、寛解、または根絶によって達成される。
用語「予防」とは、本明細書で使用されるときに疾患または疾患状態の予防または防御的治療を意味する。
用語「トランスフェクトされた」または「形質転換された」または「形質導入された」は、外因性核酸および/またはタンパク質を宿主細胞に移入させるかまたは導入するプロセスを指す。「トランスフェクトされた」または「形質転換された」または「形質導入された」細胞は、外因性核酸および/またはタンパク質をトランスフェクトされた、形質転換された、または形質導入されたものである。細胞には初代対象細胞およびその子孫が含まれる。
用語「特異的に結合する」は、試料中に存在する結合パートナー(例えば、タンパク質または核酸)を認識してそれと結合する分子であって、しかし試料中の他の分子を実質的に認識または結合しない分子を指す。
用語「生物学的に均等」は、参照用量または参照量の参照化合物によって生じる効果と均等な効果を生じさせるのに必要な量の参照化合物以外の薬剤を指す。
「不応性」は、本明細書で使用されるとき、治療に応答しない疾患、例えば異常ヘモグロビン症を指す。実施形態において、不応性異常ヘモグロビン症は治療の開始前または開始時点で治療に抵抗性であり得る。他の実施形態において、不応性異常ヘモグロビン症は治療中に抵抗性になり得る。不応性異常ヘモグロビン症は抵抗性異常ヘモグロビン症とも称される。
「再発性」は、本明細書で使用されるとき、改善期間後、例えば、ある療法、例えば異常ヘモグロビン症療法の先行治療後に異常ヘモグロビン症などの疾患(例えば、異常ヘモグロビン症)または疾患の徴候および症状が再来することを指す。
範囲:本開示全体を通じて、本発明の様々な態様が範囲の形式で提示され得る。範囲の形式による記載は単に便宜上のものであり、簡潔にするために過ぎないことが理解されなければならず、本発明の範囲を柔軟性なく限定するものと解釈されてはならない。したがって、範囲の記載は、あらゆる可能な部分的範囲ならびにその範囲内にある個々の数値を具体的に開示したものと見なされなければならない。例えば、1〜6のような範囲の記載は、1〜3、1〜4、1〜5、2〜4、2〜6、3〜6などの部分的範囲、ならびにその範囲内にある個々の数、例えば、1、2、2.7、3、4、5、5.3、および6を具体的に開示したものと見なされなければならない。別の例として、95〜99%の同一性のような範囲には、95%、96%、97%、98%または99%の同一性を有するあるものが含まれ、および96〜99%、96〜98%、96〜97%、97〜99%、97〜98%および98〜99%の同一性などの部分的範囲が含まれる。これは範囲の広さとは無関係に適用される。
用語「BCL11a」は、RNAポリメラーゼIIコアプロモーター近接領域配列特異的DNA結合タンパク質であるB細胞リンパ腫/白血病11A、および前記タンパク質をコードする遺伝子を、全てのイントロンおよびエクソンと共に指す。この遺伝子はC2H2型ジンクフィンガータンパク質をコードする。BCL11Aは、胎児ヘモグロビン産生の抑制において役割を果たすことが分かっている。BCL11aは、B細胞CLL/リンパ腫11A(ジンクフィンガータンパク質)、CTIP1、EVI9、エコトロピックウイルス組込み部位9タンパク質ホモログ、COUP−TF相互作用タンパク質1、ジンクフィンガータンパク質856、KIAA1809、BCL−11A、ZNF856、EVI−9、およびB細胞CLL/リンパ腫11Aとしても知られる。この用語にはBCL11aのあらゆるアイソフォームおよびスプライス変異体が包含される。BCL11aをコードするヒト遺伝子は染色体位置2p16.1にマッピングされる(Ensemblによる)。ヒトおよびマウスアミノ酸および核酸配列は、GenBank、UniProtおよびSwiss−Protなどの公開データベースを参照することができ、およびヒトBCL11aのゲノム配列はGenBankにおいてNC_000002.12を参照することができる。BCL11a遺伝子は、全てのイントロンおよびエクソンを含め、このゲノム位置を指す。BCL11aには複数の既知のアイソタイプがある。
ヒトBCL11aのアイソフォーム1をコードするmRNAの配列はNM_022893を参照することができる。
ヒトBCL11aのアイソフォーム1のペプチド配列は以下である。
他のBCL11aタンパク質アイソフォームの配列は以下に提供される。
アイソフォーム2:Q9H165−2
アイソフォーム3:Q9H165−3
アイソフォーム4:Q9H165−4
アイソフォーム5:Q9H165−5
アイソフォーム6:Q9H165−6
本明細書で使用されるとき、ヒトBCL11aタンパク質には、その完全長にわたってBCL11aアイソフォーム1〜6と少なくとも約70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%の配列同一性を有するタンパク質も包含され、ここで、かかるタンパク質はなおもBCL11aの機能の少なくとも1つを有する。
用語「グロビン遺伝子座」は、本明細書で使用されるとき、胚(ε)、胎児(G(γ)およびA(γ))、成人グロビン遺伝子(γおよびβ)、遺伝子座制御領域およびDNアーゼI高感受性部位の遺伝子を含むヒト11番染色体の領域を指す。
用語「相補的」は、核酸に関連して使用されるとき、AとTまたはU、およびGとCの塩基の対合を指す。相補的という用語は、完全に相補的である、すなわち参照配列全体にわたってAがTまたはUと対を形成し、およびGがCと対を形成する核酸分子、ならびに少なくとも80%、85%、90%、95%、99%相補的な分子を指す。
用語「HPFH」は遺伝性高胎児ヘモグロビン血症を指し、成人赤血球細胞における胎児ヘモグロビンの増加を特徴とする。用語「HPFH領域」は、修飾されると(例えば、突然変異または欠失すると)成人赤血球細胞におけるHbF産生の増加を引き起こすゲノム部位を指し、文献に同定されているHPFH部位が含まれる(例えば、Online Mendelian Inheritance in Man:http://www.omim.org/entry/141749を参照されたい)。例示的実施形態において、HPFH領域は、11番染色体p15上のβグロビン遺伝子クラスター内にあるかまたはそれを包含する領域である。例示的実施形態において、HPFH領域は、δグロビン遺伝子の少なくとも一部の範囲内にあるかまたはそれを包含する。例示的実施形態において、HPFH領域は、HBG1のプロモーターの領域である。例示的実施形態において、HPFH領域は、HBG1のプロモーターの領域である。例示的実施形態において、HPFH領域は、Sankaran VG et al.NEJM(2011)365:807−814に記載される領域である。例示的実施形態において、HPFH領域は、Sankaran VG et al.NEJM(2011)365:807−814に記載されるとおりのフランス型ブレイクポイント欠失HPFHである。例示的実施形態において、HPFH領域は、Sankaran VG et al.NEJM(2011)365:807−814に記載されるとおりのアルジェリア型HPFHである。例示的実施形態において、HPFH領域は、Sankaran VG et al.NEJM(2011)365:807−814に記載されるとおりのスリランカ型HPFHである。例示的実施形態において、HPFH領域は、Sankaran VG et al.NEJM(2011)365:807−814に記載されるとおりのHPFH−3である。例示的実施形態において、HPFH領域は、Sankaran VG et al.NEJM(2011)365:807−814に記載されるとおりのHPFH−2である。ある実施形態において、HPFH−1領域は、Sankaran VG et al.NEJM(2011)365:807−814に記載されるとおりのHPFH−3である。例示的実施形態において、HPFH領域は、Sankaran VG et al.NEJM(2011)365:807−814に記載されるとおりのスリランカ型(δβ)−サラセミアHPFHである。例示的実施形態において、HPFH領域は、Sankaran VG et al.NEJM(2011)365:807−814に記載されるとおりのシチリア型(δβ)−サラセミアHPFHである。例示的実施形態において、HPFH領域は、Sankaran VG et al.NEJM(2011)365:807−814に記載されるとおりのマケドニア型(δβ)−サラセミアHPFHである。例示的実施形態において、HPFH領域は、Sankaran VG et al.NEJM(2011)365:807−814に記載されるとおりのクルド型β−サラセミアHPFHである。例示的実施形態において、HPFH領域は、Chr11:5213874〜5214400(hg18)に位置する領域である。例示的実施形態において、HPFH領域は、Chr11:5215943〜5215046(hg18)に位置する領域である。例示的実施形態において、HPFH領域は、Chr11:5234390〜5238486(hg38)に位置する領域である。
「BCL11aエンハンサー」は、本明細書においてこの用語が使用されるとき、BCL11aの発現または機能に影響を及ぼす、例えばそれを増進させる核酸配列を指す。例えば、Bauer et al.,Science,vol.342,2013,pp.253−257を参照されたい。BCL11aエンハンサーは、例えば、ある種の細胞型、例えば赤血球系統の細胞においてのみ作用することが可能であり得る。BCL11aエンハンサーの一例は、BCL11a遺伝子のエクソン2とエクソン3との間の核酸配列(例えば、hg38に記録されているとおりの位置+55:Chr2:60497676〜60498941;+58:Chr2:60494251〜60495546;+62:Chr2:60490409〜60491734にあるかまたはそれに対応する核酸)である。ある実施形態において、BCL11aエンハンサーは、BCL11a遺伝子のエクソン2とエクソン3との間にある核酸配列の+62領域である。ある実施形態において、BCL11aエンハンサーは、BCL11a遺伝子のエクソン2とエクソン3との間にある核酸配列の+58領域である。ある実施形態において、BCL11aエンハンサーは、BCL11a遺伝子のエクソン2とエクソン3との間にある核酸配列の+55領域である。
用語「造血幹細胞・前駆細胞」または「HSPC」は同義的に使用され、造血幹細胞(「HSC」)および造血前駆細胞(「HPC」)の両方を含む細胞の集団を指す。かかる細胞は、例えばCD34+として特徴付けられる。例示的実施形態において、HSPCは骨髄から単離されたものである。他の例示的実施形態において、HSPCは末梢血から単離されたものである。他の例示的実施形態において、HSPCは臍帯血から単離されたものである。
「幹細胞増殖剤」は、本明細書で使用されるとき、細胞、例えば、HSPC、HSCおよび/またはHPCを、前記薬剤がない同じ細胞型と比べて速い速度で増殖させる、例えば数を増加させる化合物を指す。例示的な一態様において、幹細胞増殖剤はアリール炭化水素受容体経路の阻害剤である。幹細胞増殖剤のさらなる例は以下に提供する。実施形態において、増殖、例えば数の増加はエキソビボで達成される。
「生着」または「生着する」は、レシピエント、例えば哺乳動物またはヒト対象の体内への細胞または組織、例えばHSPCの集団の取込みを指す。一例において、生着は、レシピエントにおける生着細胞の成長、増殖および/または分化を含む。一例では、HSPCの生着は、レシピエントの体内における前記HSPCの赤血球系細胞への分化および成長を含む。
用語「造血前駆細胞」(HPC)は、本明細書で使用されるとき、自己複製能が限られた、かつ造血ヒエラルキー内における位置に応じて多系統分化(例えば、骨髄、リンパ)、単系統分化(例えば、骨髄またはリンパ)または細胞型限定的分化(例えば、赤血球系前駆細胞)の潜在的能力を有する原始的な造血細胞を指す(Doulatov et al.,Cell Stem Cell 2012)。
「造血幹細胞」(HSC)は、本明細書で使用されるとき、自己複製して、顆粒球(例えば、前骨髄球、好中球、好酸球、好塩基球)、赤血球(例えば、網赤血球、赤血球)、栓球(例えば、巨核芽球、血小板産生巨核球、血小板)、および単球(例えば、単球、マクロファージ)を含むより成熟した血球細胞に分化する能力を有する未熟血球細胞を指す。本明細書全体を通じてHSCは幹細胞と同義的に記載される。当該技術分野において、かかる細胞はCD34+細胞を含むこともまたは含まないこともあることは公知である。CD34+細胞は、CD34細胞表面マーカーを発現する未熟細胞である。CD34+細胞は、上記に定義した幹細胞特性を有する細胞のサブ集団を占めると考えられる。HSCが、原始的前駆細胞(例えば、多能性前駆細胞)および/または特異的造血系統(例えば、リンパ球前駆細胞)にコミットした前駆細胞を生じさせることができる多能性細胞であることは当該技術分野において周知である。特異的造血系統にコミットした幹細胞は、T細胞系統、B細胞系統、樹状細胞系統、ランゲルハンス細胞系統および/またはリンパ系組織特異的マクロファージ細胞系統のものであり得る。加えて、HSCはまた、長期HSC(LT−HSC)および短期HSC(ST−HSC)も指す。ST−HSCはLT−HSCよりも高活性かつ高増殖性である。しかしながら、LT−HSCは無制限の自己複製を有し(すなわち、これは成人期を通して生存する)、一方、ST−HSCは自己複製が限られている(すなわち、これは限られた期間のみ生存する)。本明細書に記載される方法のいずれにおいても、これらのHSCのいずれを使用することもできる。ST−HSCは高増殖性で、したがってHSCおよびその子孫の数が急速に増加するため、任意選択でST−HSCが有用である。造血幹細胞は、任意選択で血液製剤から入手される。血液製剤には、造血起源の細胞を含む身体または身体の臓器から得られた製剤が含まれる。かかる供給源には、未分画骨髄、臍帯、末梢血(例えば、動員末梢血、例えば、G−CSFまたはPlerixafor(登録商標)(AMD3100)などの動員剤で動員したもの)、肝臓、胸腺、リンパおよび脾臓が含まれる。前述の粗製または未分画血液製剤は全て、造血幹細胞特徴を有する細胞を当業者に公知の方法で富化することができる。ある実施形態において、HSCはCD34+/CD38−/CD90+/CD45RA−として特徴付けられる。実施形態において、HSCはCD34+/CD90+/CD49f+細胞として特徴付けられる。
細胞との関連において「増殖」または「増殖する」は、同じであってもまたは同じでなくてもよい細胞の初期細胞集団からの1つまたは複数の特徴的細胞型の数の増加を指す。増殖に使用される初期細胞は、増殖によって生じる細胞と同じでなくてもよい。
「細胞集団」は、生物学的供給源、例えば血液製剤または組織から単離された、かつ2つ以上の細胞に由来する真核生物哺乳動物、好ましくはヒトの細胞を指す。
「富化された」は、細胞集団との関連で使用されるとき、1つ以上のマーカー、例えばCD34+の存在に基づき選択された細胞集団を指す。
用語「CD34+細胞」は、その表面にCD34マーカーを発現する細胞を指す。CD34+細胞は、例えばフローサイトメトリーおよび蛍光標識抗CD34抗体を用いて検出およびカウントすることができる。
「CD34+細胞が富化された」は、細胞集団がCD34マーカーの存在に基づき選択されていることを意味する。したがって、選択方法後の細胞集団中のCD34+細胞のパーセンテージは、CD34マーカーに基づく選択ステップ前の初期細胞集団中のCD34+細胞のパーセンテージよりも高い。例えば、CD34+細胞は、CD34+細胞を富化した細胞集団中の細胞の少なくとも50%、60%、70%、80%または少なくとも90%を占め得る。
用語「F細胞」および「F−細胞」は、胎児ヘモグロビンを含有および/または産生する(例えば、発現する)細胞、通常、赤血球(例えば、赤血球細胞)を指す。例えば、F−細胞は、検出可能なレベルの胎児ヘモグロビンを含有または産生する細胞である。例えば、F−細胞は、少なくとも5ピコグラムの胎児ヘモグロビンを含有または産生する細胞である。別の例において、F−細胞は、少なくとも6ピコグラムの胎児ヘモグロビンを含有または産生する細胞である。別の例において、F−細胞は、少なくとも7ピコグラムの胎児ヘモグロビンを含有または産生する細胞である。別の例において、F−細胞は、少なくとも8ピコグラムの胎児ヘモグロビンを含有または産生する細胞である。別の例において、F−細胞は、少なくとも9ピコグラムの胎児ヘモグロビンを含有または産生する細胞である。別の例において、F−細胞は、少なくとも10ピコグラムの胎児ヘモグロビンを含有または産生する細胞である。胎児ヘモグロビンのレベルは、本明細書に記載されるアッセイを用いるか、または当該技術分野において公知の他の方法、例えば抗胎児ヘモグロビン検出試薬を用いたフローサイトメトリー、高速液体クロマトグラフィー、質量分析法、または酵素結合免疫吸着アッセイにより計測し得る。
特に指定されない限り、全てのゲノムまたは染色体座標はhg38に基づく。
本明細書に記載されるgRNA分子、組成物および方法は、CRISPR/Cas9システムを用いた真核細胞におけるゲノム編集に関する。詳細には、本明細書に記載されるgRNA分子、組成物および方法は、グロビンレベルの調節に関し、例えば、グロビン遺伝子およびタンパク質の発現および産生の調節において有用である。本gRNA分子、組成物および方法は、異常ヘモグロビン症の治療において有用であり得る。
I.gRNA分子
gRNA分子は、以下にさらに詳しく記載するとおり幾つものドメインを有し得るが、しかしながら、gRNA分子は、典型的には、少なくともcrRNAドメイン(標的化ドメインを含む)とtracrとを含む。CRISPRシステムの一成分として使用される本発明のgRNA分子は、標的部位にまたはその近傍にあるDNAの修飾(例えば、配列の修飾)に有用である。かかる修飾には、例えば標的部位を含む遺伝子の機能性産物の発現の低下または消失をもたらす欠失および/または挿入が含まれる。これらの使用およびさらなる使用について、以下にさらに詳しく説明する。
ある実施形態では、単分子の、すなわちsgRNAが、好ましくは5’から3’に、crRNA(標的配列と相補的な標的化ドメインおよびフラッグポールの一部を形成する領域(すなわち、crRNAフラッグポール領域)を含有する);ループ;およびtracr(crRNAフラッグポール領域と相補的なドメイン、およびヌクレアーゼまたは他のエフェクター分子、例えばCas分子、例えばCas9分子をさらに結合するドメインを含有する)を含み、以下のフォーマットをとり得る(5’から3’に):
[標的化ドメイン]−[crRNAフラッグポール領域]−[任意選択の第1のフラッグポール伸長部]−[ループ]−[任意選択の第1のtracr伸長部]−[tracrフラッグポール領域]−[tracrヌクレアーゼ結合ドメイン]。
実施形態において、tracrヌクレアーゼ結合ドメインはCasタンパク質、例えばCas9タンパク質に結合する。
ある実施形態では、二分子の、すなわちdgRNAが、2つのポリヌクレオチド;第1のポリヌクレオチド、好ましくは5’から3’に、crRNA(標的配列と相補的な標的化ドメインおよびフラッグポールの一部を形成する領域を含有し;および第2のポリヌクレオチド、好ましくは5’から3’に、tracr(crRNAフラッグポール領域と相補的なドメイン、およびヌクレアーゼまたは他のエフェクター分子、例えばCas分子、例えばCas9分子をさらに結合するドメインを含有する)を含み、以下のフォーマットをとり得る(5’から3’に):
ポリヌクレオチド1(crRNA):[標的化ドメイン]−[crRNAフラッグポール領域]−[任意選択の第1のフラッグポール伸長部]−[任意選択の第2のフラッグポール伸長部]
ポリヌクレオチド2(tracr):[任意選択の第1のtracr伸長部]−[tracrフラッグポール領域]−[tracrヌクレアーゼ結合ドメイン]。
実施形態において、tracrヌクレアーゼ結合ドメインはCasタンパク質、例えばCas9タンパク質に結合する。
一部の態様において、標的化ドメインは、本明細書に記載される標的化ドメイン配列、例えば、表1、表2、表3、表4、表5、または表6に記載される標的化ドメイン、または表1、表2、表3、表4、表5、または表6に記載される標的化ドメイン配列の17、18、19、20、21、22、23、24、または25個(好ましくは20個)の連続するヌクレオチドを含むかまたはそれからなる標的化ドメインを含むかまたはそれからなる。
一部の態様において、フラッグポール、例えばcrRNAフラッグポール領域は、5’から3’に、GUUUUAGAGCUA(配列番号6584)を含む。
一部の態様において、フラッグポール、例えばcrRNAフラッグポール領域は、5’から3’に、GUUUAAGAGCUA(配列番号6585)を含む。
一部の態様においてループは、5’から3’に、GAAA(配列番号6588)を含む。
一部の態様においてtracrは、5’から3’に、

を含み、好ましくは配列番号6584を含むgRNA分子に使用される。
一部の態様においてtracrは、5’から3’に、

を含み、好ましくは配列番号6585を含むgRNA分子に使用される。
一部の態様において、gRNAは、3’末端に追加的なU核酸も含み得る。例えば、gRNAは、3’末端に追加的な1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のU核酸を含み得る。ある実施形態において、gRNAは3’末端に追加的な4個のU核酸を含む。dgRNAの場合、dgRNAのポリヌクレオチド(例えば、標的化ドメインを含むポリヌクレオチドおよびtracrを含むポリヌクレオチド)の1つ以上が3’末端に追加的なU核酸を含み得る。例えば、dgRNAの場合、dgRNAのポリヌクレオチド(例えば、標的化ドメインを含むポリヌクレオチドおよびtracrを含むポリヌクレオチド)の1つ以上が3’末端に追加的な1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のU核酸を含み得る。ある実施形態において、dgRNAの場合、dgRNAのポリヌクレオチド(例えば、標的化ドメインを含むポリヌクレオチドおよびtracrを含むポリヌクレオチド)の1つ以上が3’末端に追加的な4個のU核酸を含む。dgRNAの実施形態において、tracrを含むポリヌクレオチドのみが追加的なU核酸、例えば4個のU核酸を含む。dgRNAの実施形態において、標的化ドメインを含むポリヌクレオチドのみが追加的なU核酸を含む。dgRNAの実施形態において、標的化ドメインを含むポリヌクレオチドおよびtracrを含むポリヌクレオチドの両方が追加的なU核酸、例えば4個のU核酸を含む。
一部の態様において、gRNAは、3’末端に追加的なA核酸も含み得る。例えば、gRNAは、3’末端に追加的な1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のA核酸を含み得る。ある実施形態において、gRNAは3’末端に追加的な4個のA核酸を含む。dgRNAの場合、dgRNAのポリヌクレオチド(例えば、標的化ドメインを含むポリヌクレオチドおよびtracrを含むポリヌクレオチド)の1つ以上が3’末端に追加的なA核酸を含み得る。例えば、dgRNAの場合、dgRNAのポリヌクレオチド(例えば、標的化ドメインを含むポリヌクレオチドおよびtracrを含むポリヌクレオチド)の1つ以上が3’末端に追加的な1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のA核酸を含み得る。ある実施形態において、dgRNAの場合、dgRNAのポリヌクレオチド(例えば、標的化ドメインを含むポリヌクレオチドおよびtracrを含むポリヌクレオチド)の1つ以上が3’末端に追加的な4個のA核酸を含む。dgRNAの実施形態において、tracrを含むポリヌクレオチドのみが追加的なA核酸、例えば4個のA核酸を含む。dgRNAの実施形態において、標的化ドメインを含むポリヌクレオチドのみが追加的なA核酸を含む。dgRNAの実施形態において、標的化ドメインを含むポリヌクレオチドおよびtracrを含むポリヌクレオチドの両方が追加的なU核酸、例えば4個のA核酸を含む。
実施形態において、gRNA分子のポリヌクレオチドの1つ以上が5’末端にキャップを含み得る。
ある実施形態において、単分子の、すなわちsgRNAが、好ましくは5’から3’に、crRNA(標的配列と相補的な標的化ドメインを含有する;crRNAフラッグポール領域;第1のフラッグポール伸長部;ループ;第1のtracr伸長部(第1のフラッグポール伸長部の少なくとも一部分と相補的なドメインを含有する);およびtracr(crRNAフラッグポール領域と相補的なドメイン、およびCas9分子をさらに結合するドメインを含有する)を含む。一部の態様において、標的化ドメインは、本明細書に記載される標的化ドメイン配列、例えば、表1、表2、表3、表4、表5、または表6に記載される標的化ドメイン、または表1、表2、表3、表4、表5、または表6に記載される標的化ドメイン配列の17、18、19、20、21、22、23、24、または25個(好ましくは20個)の連続するヌクレオチド、例えば、表1、表2、表3、表4、表5、または表6に記載される標的化ドメイン配列の3’側の17、18、19、20、21、22、23、24または25個(好ましくは20個)の連続するヌクレオチドを含むかまたはそれからなる標的化ドメインを含む。
第1のフラッグポール伸長部および/または第1のtracr伸長部を含む態様において、フラッグポール、ループおよびtracr配列は上記に記載したとおりであり得る。一般に任意の第1のフラッグポール伸長部および第1のtracr伸長部を用いることができ、但しそれらは相補的であるものとする。実施形態において、第1のフラッグポール伸長部および第1のtracr伸長部は、3、4、5、6、7、8、9、10個またはそれを超える相補ヌクレオチドからなる。
一部の態様において、第1のフラッグポール伸長部は、5’から3’に、UGCUG(配列番号6586)を含む。一部の態様において、第1のフラッグポール伸長部は配列番号6586からなる。
一部の態様において、第1のtracr伸長部は、5’から3’に、CAGCA(配列番号6591)を含む。一部の態様において、第1のtracr伸長部は配列番号6591からなる。
ある実施形態において、dgRNAは2つの核酸分子を含む。一部の態様において、dgRNAは、好ましくは5’から3’に、標的配列と相補的な標的化ドメイン;crRNAフラッグポール領域;任意選択で第1のフラッグポール伸長部;および任意選択で第2のフラッグポール伸長部を含有する第1の核酸と;好ましくは5’から3’に、任意選択で第1のtracr伸長部;およびtracr(crRNAフラッグポール領域と相補的なドメイン、およびCas、例えばCas9分子をさらに結合するドメインを含有する)を含む第2の核酸(本明細書ではtracrと称され得る)、および少なくとも、Cas分子、例えばCas9分子を結合するドメインを含む)とを含む。第2の核酸は、加えて、3’末端に(例えば、tracrの3’側に)追加的なU核酸を含み得る。例えば、tracrは、3’末端に(例えば、tracrの3’側に)追加的な1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のU核酸を含み得る。第2の核酸は、加えてまたは代わりに、3’末端に(例えば、tracrの3’側に)追加的なA核酸を含み得る。例えば、tracrは、3’末端に(例えば、tracrの3’側に)追加的な1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のA核酸を含み得る。一部の態様において、標的化ドメインは、本明細書に記載される標的化ドメイン配列、例えば、表1、表2、表3、表4、表5、または表6に記載される標的化ドメイン、または表1、表2、表3、表4、表5、または表6に記載される標的化ドメイン配列の17、18、19、20、21、22、23、24、または25個(好ましくは20個)の連続するヌクレオチドを含むかまたはそれからなる標的化ドメインを含む。
dgRNAが関わる態様において、crRNAフラッグポール領域、任意選択の第1のフラッグポール伸長部、任意選択の第1のtracr伸長部およびtracr配列は上記に記載したとおりであり得る。
一部の態様において、任意選択の第2のフラッグポール伸長部は、5’から3’に、UUUUG(配列番号6587)を含む。
実施形態において、gRNA分子(およびdgRNA分子の場合、標的化ドメインを含むポリヌクレオチドおよび/またはtracrを含むポリヌクレオチド)の3’側の1、2、3、4、または5ヌクレオチド、5’側の1、2、3、4、または5ヌクレオチド、または3’側および5’側の両方の1、2、3、4、または5ヌクレオチドは、以下の第XIII節にさらに詳しく説明するとおり、修飾核酸である。
これらのドメインについて以下に手短に考察する:
1)標的化ドメイン:
標的化ドメインの選択に関する指針については、例えば、Fu Y el al.NAT BIOTECHNOL 2014(doi:10.1038/nbt.2808)およびSternberg SH el al.NATURE 2014(doi:10.1038/naturel3011)を参照することができる。
標的化ドメインは、標的核酸上の標的配列と相補的、例えば、少なくとも80、85、90、95、または99%相補的、例えば完全に相補的なヌクレオチド配列を含む。標的化ドメインはRNA分子の一部であり、したがって塩基ウラシル(U)を含むことになり、一方、gRNA分子をコードする任意のDNAは塩基チミン(T)を含むことになる。理論によって拘束されることを望むものではないが、標的配列との標的化ドメインの相補性は、標的核酸とのgRNA分子/Cas9分子複合体の相互作用の特異性に寄与すると考えられる。標的化ドメインと標的配列との対において、標的化ドメイン中のウラシル塩基は標的配列中のアデニン塩基と対合し得ることが理解される。
ある実施形態において、標的化ドメインは、5〜50、例えば10〜40、例えば10〜30、例えば15〜30、例えば15〜25ヌクレオチド長である。ある実施形態において、標的化ドメインは、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24または25ヌクレオチド長である。ある実施形態において、標的化ドメインは16ヌクレオチド長である。ある実施形態において、標的化ドメインは17ヌクレオチド長である。ある実施形態において、標的化ドメインは18ヌクレオチド長である。ある実施形態において、標的化ドメインは19ヌクレオチド長である。ある実施形態において、標的化ドメインは20ヌクレオチド長である。ある実施形態において、標的化ドメインは21ヌクレオチド長である。ある実施形態において、標的化ドメインは22ヌクレオチド長である。ある実施形態において、標的化ドメインは23ヌクレオチド長である。ある実施形態において、標的化ドメインは24ヌクレオチド長である。ある実施形態において、標的化ドメインは25ヌクレオチド長である。実施形態において、前述の16、17、18、19、20、21、22、23、24、または25ヌクレオチドは、表1、表2、表3、表4、表5、または表6に記載される標的化ドメインからの5’−16、17、18、19、20、21、22、23、24、または25ヌクレオチドを含む。実施形態において、前述の16、17、18、19、20、21、22、23、24、または25ヌクレオチドは、表1、表2、表3、表4、表5、または表6に記載される標的化ドメインからの3’−16、17、18、19、20、21、22、23、24、または25ヌクレオチドを含む。
理論によって拘束されるものではないが、標的化ドメインの3’末端に配置された標的化ドメインの8、9、10、11または12個の核酸が標的配列のターゲティングに重要であると考えられ、したがって標的化ドメインの「コア」領域と称され得る。ある実施形態において、コアドメインは標的配列に完全に相補的である。
標的化ドメインが相補的である標的核酸の鎖が、本明細書では標的配列と称される。一部の態様において、標的配列は染色体上に配置され、例えば遺伝子内の標的である。一部の態様において標的配列は遺伝子のエクソン内に配置される。一部の態様において標的配列は遺伝子のイントロン内に配置される。一部の態様において、標的配列は、目的の遺伝子の調節エレメントの結合部位、例えばプロモーターまたは転写因子結合部位を含むかまたはそれに近接している(例えば、10、20、30、40、50、100、200、300、400、500、または1000核酸以内にある)。ドメインのヌクレオチドの一部または全てが、修飾、例えば本明細書の第XIII節に掲載される修飾を有し得る。
2)crRNAフラッグポール領域:
フラッグポールは、crRNAおよびtracrの両方からの一部分を含む。crRNAフラッグポール領域はtracrの一部分に相補的であり、ある実施形態では、少なくとも一部の生理条件下、例えば通常の生理条件下で二重鎖化した領域を形成するのに十分なtracrの一部分との相補性を有する。ある実施形態において、crRNAフラッグポール領域は5〜30ヌクレオチド長である。ある実施形態において、crRNAフラッグポール領域は5〜25ヌクレオチド長である。crRNAフラッグポール領域は、細菌CRISPRアレイからのリピート配列の天然に存在する一部分と相同性を共有するかまたはそれに由来し得る。ある実施形態において、これは本明細書に開示されるcrRNAフラッグポール領域、例えば化膿レンサ球菌(S.pyogenes)またはS.サーモフィルス(S.thermophilus)crRNAフラッグポール領域と少なくとも50%の相同性を有する。
ある実施形態において、フラッグポール、例えばcrRNAフラッグポール領域は、配列番号6584を含む。ある実施形態において、フラッグポール、例えばcrRNAフラッグポール領域は、配列番号6584と少なくとも50%、60%、70%、80%、85%、90%、95%または99%の相同性を有する配列を含む。ある実施形態において、フラッグポール、例えばcrRNAフラッグポール領域は、配列番号6584の少なくとも5、6、7、8、9、10、または11ヌクレオチドを含む。ある実施形態において、フラッグポール、例えばcrRNAフラッグポール領域は、配列番号6585を含む。ある実施形態において、フラッグポールは、配列番号6585と少なくとも50%、60%、70%、80%、85%、90%、95%または99%の相同性を有する配列を含む。ある実施形態において、フラッグポール、例えばcrRNAフラッグポール領域は、配列番号6585の少なくとも5、6、7、8、9、10、または11ヌクレオチドを含む。
ドメインのヌクレオチドの一部または全てが、修飾、例えば本明細書の第XIII節に記載される修飾を有し得る。
3)第1のフラッグポール伸長部
第1のtracr伸長部を含むtracrが使用されるとき、crRNAは第1のフラッグポール伸長部を含み得る。一般に任意の第1のフラッグポール伸長部および第1のtracr伸長部を用いることができ、但しそれらは相補的であるものとする。実施形態において、第1のフラッグポール伸長部および第1のtracr伸長部は、3、4、5、6、7、8、9、10個またはそれを超える相補ヌクレオチドからなる。
第1のフラッグポール伸長部は、第1のtracr伸長部のヌクレオチドと相補的、例えば、80%、85%、90%、95%または99%、例えば完全に相補的なヌクレオチドを含み得る。一部の態様において、第1のtracr伸長部の相補ヌクレオチドとハイブリダイズする第1のフラッグポール伸長部のヌクレオチドは連続している。一部の態様において、第1のtracr伸長部の相補ヌクレオチドとハイブリダイズする第1のフラッグポール伸長部のヌクレオチドは不連続であり、例えば、第1のtracr伸長部のヌクレオチドと塩基対合しないヌクレオチドによって分離された2つ以上のハイブリダイゼーション領域を含む。一部の態様において、第1のフラッグポール伸長部は、少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20またはそれを超えるヌクレオチドを含む。一部の態様において、第1のフラッグポール伸長部は、5’から3’に、UGCUG(配列番号6586)を含む。一部の態様において、第1のフラッグポール伸長部は配列番号6586からなる。一部の態様において第1のフラッグポール伸長部は、配列番号6586と少なくとも80%、85%、90%、95%または99%の相同性である核酸を含む。
第1のtracr伸長部のヌクレオチドの一部または全てが、修飾、例えば本明細書の第XIII節に掲載される修飾を有し得る。
3)ループ
ループは、sgRNAのcrRNAフラッグポール領域(または存在する場合には任意選択で第1のフラッグポール伸長部)をtracr(または存在する場合には任意選択で第1のtracr伸長部)と連結する役割を果たす。ループはcrRNAフラッグポール領域とtracrとを共有結合的または非共有結合的に連結し得る。ある実施形態において、この連結は共有結合性である。ある実施形態において、ループはcrRNAフラッグポール領域とtracrとを共有結合的にカップリングする。ある実施形態において、ループは第1のフラッグポール伸長部と第1のtracr伸長部とを共有結合的にカップリングする。ある実施形態において、ループは、crRNAフラッグポール領域と、crRNAフラッグポール領域にハイブリダイズするtracrのドメインとの間に介在する共有結合であるか、またはそれを含む。典型的には、ループは1ヌクレオチド以上、例えば、2、3、4、5、6、7、8、9、または10ヌクレオチドを含む。
dgRNA分子では、2つの分子は、crRNAの少なくとも一部分(例えば、crRNAフラッグポール領域)とtracrの少なくとも一部分(例えば、crRNAフラッグポール領域と相補的なtracrのドメイン)との間のハイブリダイゼーションによって会合することができる。
多様なループがsgRNAにおける使用に好適である。ループは共有結合からなってもよく、または1または数ヌクレオチドほどの短さ、例えば、1、2、3、4、または5ヌクレオチド長であってもよい。ある実施形態において、ループは、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、または25ヌクレオチド長であるかまたはそれを超える。ある実施形態において、ループは、2〜50、2〜40、2〜30、2〜20、2〜10、または2〜5ヌクレオチド長である。ある実施形態において、ループは天然に存在する配列と相同性を共有するかまたはそれに由来する。ある実施形態において、ループは、本明細書に開示されるループと少なくとも50%の相同性を有する。ある実施形態において、ループは配列番号6588を含む。
ドメインのヌクレオチドの一部または全てが、修飾、例えば本明細書の第XIII節に記載される修飾を有し得る。
4)第2のフラッグポール伸長部
ある実施形態において、dgRNAは、crRNAフラッグポール領域、または存在する場合には第1のフラッグポール伸長部の3’側に、本明細書において第2のフラッグポール伸長部と称される追加的な配列を含み得る。ある実施形態において、第2のフラッグポール伸長部は、2〜10、2〜9、2〜8、2〜7、2〜6、2〜5、または2〜4ヌクレオチド長である。ある実施形態において、第2のフラッグポール伸長部は、2、3、4、5、6、7、8、9、または10ヌクレオチド長であるかまたはそれを超える。ある実施形態において、第2のフラッグポール伸長部は配列番号6587を含む。
5)Tracr:
tracrは、ヌクレアーゼ、例えばCas9の結合に必要な核酸配列である。理論によって拘束されるものではないが、各Cas9種が特定のtracr配列に関連付けられると考えられる。tracr配列はsgRNAおよびdgRNAの両方のシステムで利用される。ある実施形態において、tracrは、化膿レンサ球菌(S.pyogenes)tracrからの配列を含むかまたはそれに由来する。一部の態様において、tracrは、crRNAのフラッグポール部分にハイブリダイズする一部分、例えば、少なくともある生理条件下で二重鎖化した領域を形成するのに十分なcrRNAフラッグポール領域との相補性を有する一部分(ときに本明細書においてtracrフラッグポール領域またはcrRNAフラッグポール領域と相補的なtracrドメインと称されることもある)を有する。実施形態において、crRNAフラッグポール領域とハイブリダイズするtracrのドメインは、crRNAフラッグポール領域の相補ヌクレオチドとハイブリダイズする少なくとも5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20ヌクレオチドを含む。一部の態様において、crRNAフラッグポール領域の相補ヌクレオチドとハイブリダイズするtracrヌクレオチドは連続している。一部の態様において、crRNAフラッグポール領域の相補ヌクレオチドとハイブリダイズするtracrヌクレオチドは不連続であり、例えば、crRNAフラッグポール領域のヌクレオチドと塩基対合しないヌクレオチドによって分離された2つ以上のハイブリダイゼーション領域を含む。一部の態様において、crRNAフラッグポール領域にハイブリダイズするtracrの一部分は、5’から3’に、UAGCAAGUUAAAA(配列番号6597)を含む。一部の態様において、crRNAフラッグポール領域にハイブリダイズするtracrの一部分は、5’から3’に、UAGCAAGUUUAAA(配列番号6598)を含む。実施形態において、crRNAフラッグポール領域とハイブリダイズする配列は、ヌクレアーゼ、例えばCas分子、例えばCas9分子をさらに結合するtracrの配列の5’側のtracr上に配置される。
tracrは、ヌクレアーゼ、例えばCas分子、例えばCas9分子にさらに結合するドメインをさらに含む。理論によって拘束されるものではないが、異なる種のCas9は異なるtracr配列に結合すると考えられる。一部の態様において、tracrは、化膿レンサ球菌(S.pyogenes)Cas9分子に結合する配列を含む。一部の態様において、tracrは、本明細書に開示されるCas9分子に結合する配列を含む。一部の態様において、Cas9分子をさらに結合するドメインは、5’から3’に、
UAAGGCUAGUCCGUUAUCAACUUGAAAAAGUGGCACCGAGUCGGUGC(配列番号6599)
を含む。一部の態様において、Cas9分子をさらに結合するドメインは、5’から3’に、
UAAGGCUAGUCCGUUAUCAACUUGAAAAAGUGGCACCGAGUCGGUGCUUUU(配列番号6600)
を含む。
一部の実施形態において、tracrは配列番号6589を含む。一部の実施形態において、tracrは配列番号6590を含む。
tracrのヌクレオチドの一部または全てが、修飾、例えば本明細書の第XIII節に掲載される修飾を有し得る。実施形態において、gRNA(例えば、sgRNAまたはdgRNAのtracrおよび/またはcrRNA)、例えば、上記に記載されるgRNAまたはgRNA成分のいずれかは、gRNAの5’末端、3’末端または5’末端と3’末端との両方に逆位脱塩基残基を含む。実施形態において、gRNA(例えば、sgRNAまたはdgRNAのtracrおよび/またはcrRNA)、例えば、上記に記載されるgRNAまたはgRNA成分のいずれかは、ポリヌクレオチドの5’末端の残基間に1つ以上のホスホロチオエート結合を含み、例えば、最初の2つの5’残基間、最初の3つの5’残基の各々の間、最初の4つの5’残基の各々の間、または最初の5つの5’残基の各々の間にホスホロチオエート結合を含む。実施形態において、gRNAまたはgRNA成分は、それに代えてまたは加えて、ポリヌクレオチドの3’末端の残基間に1つ以上のホスホロチオエート結合を含み、例えば、最初の2つの3’残基間、最初の3つの3’残基の各々の間、最初の4つの3’残基の各々の間、または最初の5つの3’残基の各々の間にホスホロチオエート結合を含み得る。ある実施形態において、gRNA(例えば、sgRNAまたはdgRNAのtracrおよび/またはcrRNA)、例えば、上記に記載されるgRNAまたはgRNA成分のいずれかは、最初の4つの5’残基の各々の間にホスホロチオエート結合を含み(例えば、5’末端に3つのホスホロチオエート結合を含み、例えばそれからなり)、かつ最初の4つの3’残基の各々の間にホスホロチオエート結合を含む(例えば、3’末端に3つのホスホロチオエート結合を含む、例えばそれからなる)。ある実施形態において、上記に記載されるホスホロチオエート修飾のいずれかが、ポリヌクレオチドの5’末端、3’末端、または5’末端と3’末端との両方における逆位脱塩基残基と組み合わされる。かかる実施形態において、逆位脱塩基ヌクレオチドはリン酸結合またはホスホロチオエート結合によって5’および/または3’ヌクレオチドに連結され得る。実施形態において、gRNA(例えば、sgRNAまたはdgRNAのtracrおよび/またはcrRNA)、例えば、上記に記載されるgRNAまたはgRNA成分のいずれかは、2’O−メチル修飾を含むヌクレオチドを1つ以上含む。実施形態において、5’残基の最初の1、2、3つ、またはまたはそれを超えるものの各々が2’O−メチル修飾を含む。実施形態において、3’残基の最初の1、2、3つ、またはまたはそれを超えるものの各々が2’O−メチル修飾を含む。実施形態において、末端から4番目、末端から3番目、および末端から2番目の3’残基が2’O−メチル修飾を含む。実施形態において、5’残基の最初の1、2、3つまたはまたはそれを超えるものの各々が2’O−メチル修飾を含み、かつ3’残基の最初の1、2、3つまたはまたはそれを超えるものの各々が2’O−メチル修飾を含む。ある実施形態において、5’残基の最初の3つの各々が2’O−メチル修飾を含み、かつ3’残基の最初の3つの各々が2’O−メチル修飾を含む。実施形態において、5’残基の最初の3つの各々が2’O−メチル修飾を含み、かつ末端から4番目、末端から3番目、および末端から2番目の3’残基が2’O−メチル修飾を含む。実施形態において、2’O−メチル修飾のいずれか、例えば上記に記載したとおりのものが、1つ以上のホスホロチオエート修飾、例えば上記に記載したとおりのもの、および/または1つ以上の逆位脱塩基修飾、例えば上記に記載したとおりのものと組み合わされてもよい。ある実施形態において、gRNA(例えば、sgRNAまたはdgRNAのtracrおよび/またはcrRNA)、例えば、上記に記載されるgRNAまたはgRNA成分のいずれかは、最初の4つの5’残基の各々の間にホスホロチオエート結合(例えば、ポリヌクレオチドの5’末端に3つのホスホロチオエート結合を含む、例えばそれからなる)、最初の4つの3’残基の各々の間にホスホロチオエート結合(例えば、ポリヌクレオチドの5’末端に3つのホスホロチオエート結合を含む、例えばそれからなる)、最初の3つの5’残基の各々に2’O−メチル修飾、かつ最初の3つの3’残基の各々に2’O−メチル修飾を含む、例えばそれからなる。ある実施形態において、gRNA(例えば、sgRNAまたはdgRNAのtracrおよび/またはcrRNA)、例えば、上記に記載されるgRNAまたはgRNA成分のいずれかは、最初の4つの5’残基の各々の間にホスホロチオエート結合(例えば、ポリヌクレオチドの5’末端に3つのホスホロチオエート結合を含む、例えばそれからなる)、最初の4つの3’残基の各々の間にホスホロチオエート結合(例えば、ポリヌクレオチドの5’末端に3つのホスホロチオエート結合を含む、例えばそれからなる)、最初の3つの5’残基の各々に2’O−メチル修飾、かつ末端から4番目、末端から3番目、および末端から2番目の3’残基の各々に2’O−メチル修飾を含む、例えばそれからなる。
ある実施形態において、gRNA(例えば、sgRNAまたはdgRNAのtracrおよび/またはcrRNA)、例えば、上記に記載されるgRNAまたはgRNA成分のいずれかは、最初の4つの5’残基の各々の間にホスホロチオエート結合(例えば、ポリヌクレオチドの5’末端に3つのホスホロチオエート結合を含む、例えばそれからなる)、最初の4つの3’残基の各々の間にホスホロチオエート結合(例えば、ポリヌクレオチドの5’末端に3つのホスホロチオエート結合を含む、例えばそれからなる)、最初の3つの5’残基の各々に2’O−メチル修飾、最初の3つの3’残基の各々に2’O−メチル修飾、および5’末端および3’末端の各々に追加的な逆位脱塩基残基を含む、例えばそれからなる。
ある実施形態において、gRNA(例えば、sgRNAまたはdgRNAのtracrおよび/またはcrRNA)、例えば、上記に記載されるgRNAまたはgRNA成分のいずれかは、最初の4つの5’残基の各々の間にホスホロチオエート結合(例えば、ポリヌクレオチドの5’末端に3つのホスホロチオエート結合を含む、例えばそれからなる)、最初の4つの3’残基の各々の間にホスホロチオエート結合(例えば、ポリヌクレオチドの5’末端に3つのホスホロチオエート結合を含む、例えばそれからなる)、最初の3つの5’残基の各々に2’O−メチル修飾、および末端から4番目、末端から3番目、および末端から2番目の3’残基の各々に2’O−メチル修飾、および5’末端および3’末端の各々に追加的な逆位脱塩基残基を含む、例えばそれからなる。
ある実施形態において、gRNAはdgRNAであり、以下を含む、例えばそれからなる:
crRNA:
mN*mN*mN*NNNNNNNNNNNNNNNNNGUUUUAGAGCUAU*mG*mC*mU
(式中、mは2’O−メチル修飾を有する塩基を示し、*はホスホロチオエート結合を示し、およびNは、例えば本明細書に記載されるとおりの標的化ドメインの残基を示す)(任意選択で5’末端および/または3’末端に逆位脱塩基残基を有する);および
tracr:

(任意選択で5’末端および/または3’末端に逆位脱塩基残基を有する)。
ある実施形態において、gRNAはdgRNAであり、以下を含む、例えばそれからなる:
crRNA:
mN*mN*mN*NNNNNNNNNNNNNNNNNGUUUUAGAGCUAU*mG*mC*mU
(式中、mは2’O−メチル修飾を有する塩基を示し、*はホスホロチオエート結合を示し、およびNは、例えば本明細書に記載されるとおりの標的化ドメインの残基を示す)(任意選択で5’末端および/または3’末端に逆位脱塩基残基を有する);および
tracr:

(式中、mは2’O−メチル修飾を有する塩基を示し、*はホスホロチオエート結合を示し、およびNは、例えば本明細書に記載されるとおりの標的化ドメインの残基を示す)(任意選択で5’末端および/または3’末端に逆位脱塩基残基を有する)。
ある実施形態において、gRNAはdgRNAであり、以下を含む、例えばそれからなる:
crRNA:
mN*mN*mN*NNNNNNNNNNNNNNNNNGUUUUAGAGCUAUGCUGUU*mU*mU*mG
(式中、mは2’O−メチル修飾を有する塩基を示し、*はホスホロチオエート結合を示し、およびNは、例えば本明細書に記載されるとおりの標的化ドメインの残基を示す)(任意選択で5’末端および/または3’末端に逆位脱塩基残基を有する);および
tracr:

(任意選択で5’末端および/または3’末端に逆位脱塩基残基を有する)。
ある実施形態において、gRNAはdgRNAであり、以下を含む、例えばそれからなる:
crRNA:
mN*mN*mN*NNNNNNNNNNNNNNNNNGUUUUAGAGCUAUGCUGUU*mU*mU*mG
(式中、mは2’O−メチル修飾を有する塩基を示し、*はホスホロチオエート結合を示し、およびNは、例えば本明細書に記載されるとおりの標的化ドメインの残基を示す)(任意選択で5’末端および/または3’末端に逆位脱塩基残基を有する);および
tracr:

(式中、mは2’O−メチル修飾を有する塩基を示し、および*はホスホロチオエート結合を示す)(任意選択で5’末端および/または3’末端に逆位脱塩基残基を有する)。
ある実施形態において、gRNAはdgRNAであり、以下を含む、例えばそれからなる:
crRNA:
NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNGUUUUAGAGCUAUGCUGUUUUG
(式中、Nは、例えば本明細書に記載されるとおりの標的化ドメインの残基を示す)(任意選択で5’末端および/または3’末端に逆位脱塩基残基を有する);および
tracr:

(式中、mは2’O−メチル修飾を有する塩基を示し、および*はホスホロチオエート結合を示す)(任意選択で5’末端および/または3’末端に逆位脱塩基残基を有する)。
ある実施形態において、gRNAはsgRNAであり、以下を含む、例えばそれからなる:

(式中、mは2’O−メチル修飾を有する塩基を示し、*はホスホロチオエート結合を示し、およびNは、例えば本明細書に記載されるとおりの標的化ドメインの残基を示す)(任意選択で5’末端および/または3’末端に逆位脱塩基残基を有する)。
ある実施形態において、gRNAはsgRNAであり、以下を含む、例えばそれからなる:

(式中、mは2’O−メチル修飾を有する塩基を示し、*はホスホロチオエート結合を示し、およびNは、例えば本明細書に記載されるとおりの標的化ドメインの残基を示す)(任意選択で5’末端および/または3’末端に逆位脱塩基残基を有する)。
ある実施形態において、gRNAはsgRNAであり、以下を含む、例えばそれからなる:

(式中、mは2’O−メチル修飾を有する塩基を示し、*はホスホロチオエート結合を示し、およびNは、例えば本明細書に記載されるとおりの標的化ドメインの残基を示す)(任意選択で5’末端および/または3’末端に逆位脱塩基残基を有する)。
6)第1のTracr伸長部
gRNAが第1のフラッグポール伸長部を含む場合、tracrは第1のtracr伸長部を含み得る。第1のtracr伸長部は、第1のフラッグポール伸長部のヌクレオチドと相補的、例えば、80%、85%、90%、95%または99%、例えば完全に相補的なヌクレオチドを含み得る。一部の態様において、第1のフラッグポール伸長部の相補ヌクレオチドとハイブリダイズする第1のtracr伸長部ヌクレオチドは連続している。一部の態様において、第1のフラッグポール伸長部の相補ヌクレオチドとハイブリダイズする第1のtracr伸長部ヌクレオチドは不連続であり、例えば、第1のフラッグポール伸長部のヌクレオチドと塩基対合しないヌクレオチドによって分離された2つ以上のハイブリダイゼーション領域を含む。一部の態様において、第1のtracr伸長部は、少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20またはそれを超えるヌクレオチドを含む。一部の態様において、第1のtracr伸長部は配列番号6591を含む。一部の態様において第1のtracr伸長部は、配列番号6591と少なくとも80%、85%、90%、95%または99%の相同性である核酸を含む。
第1のtracr伸長部のヌクレオチドの一部または全てが、修飾、例えば本明細書の第XIII節に掲載される修飾を有し得る。
一部の実施形態において、sgRNAは、5’から3’に、標的化ドメインの3’側に配置された以下を含み得る:

e)3’末端に少なくとも1、2、3、4、5、6または7個のウラシル(U)ヌクレオチド、例えば、1、2、3、4、5、6、または7個のウラシル(U)ヌクレオチドをさらに含む上記a)〜d)のいずれか;
f)3’末端に少なくとも1、2、3、4、5、6または7個のアデニン(A)ヌクレオチド、例えば、1、2、3、4、5、6、または7個のアデニン(A)ヌクレオチドをさらに含む上記a)〜d)のいずれか;または
g)5’末端(例えば、5’側端、例えば、標的化ドメインの5’側)に、少なくとも1、2、3、4、5、6または7個のアデニン(A)ヌクレオチド、例えば、1、2、3、4、5、6、または7個のアデニン(A)ヌクレオチドをさらに含む上記a)〜f)のいずれか。実施形態において、上記a)〜g)のいずれかは、標的化ドメインのすぐ3’側に配置される。
ある実施形態において、本発明のsgRNAは、5’から3’に、[標的化ドメイン]−

を含む、例えばそれからなる。
ある実施形態において、本発明のsgRNAは、5’から3’に、
[標的化ドメイン]−

を含む、例えばそれからなる。
一部の実施形態において、dgRNAは以下を含み得る:
5’から3’に、好ましくは標的化ドメインのすぐ3’側に配置された以下を含むcrRNA:
a) GUUUUAGAGCUA(配列番号6584);
b) GUUUAAGAGCUA(配列番号6585);
c) GUUUUAGAGCUAUGCUG(配列番号6605);
d) GUUUAAGAGCUAUGCUG(配列番号6606);
e) GUUUUAGAGCUAUGCUGUUUUG(配列番号6607);
f) GUUUAAGAGCUAUGCUGUUUUG(配列番号6608);または
g) GUUUUAGAGCUAUGCU (配列番号7806):
および5’から3’に以下を含むtracr:

k)3’末端に少なくとも1、2、3、4、5、6または7個のウラシル(U)ヌクレオチド、例えば、1、2、3、4、5、6、または7個のウラシル(U)ヌクレオチドをさらに含む上記a)〜j)のいずれか;
l)3’末端に少なくとも1、2、3、4、5、6または7個のアデニン(A)ヌクレオチド、例えば、1、2、3、4、5、6、または7個のアデニン(A)ヌクレオチドをさらに含む上記a)〜j)のいずれか;または
m)5’末端に(例えば、5’側端に)少なくとも1、2、3、4、5、6または7個のアデニン(A)ヌクレオチド、例えば、1、2、3、4、5、6、または7個のアデニン(A)ヌクレオチドをさらに含む上記a)〜l)のいずれか。
ある実施形態において、上記k)の配列は、例えば転写にU6プロモーターが使用される場合、3’配列UUUUUUを含む。ある実施形態において、上記k)の配列は、例えば転写にHIプロモーターが使用される場合、3’配列UUUUを含む。ある実施形態において、上記k)の配列は、例えば使用されるpol−IIIプロモーターの終結シグナルに応じて変わり得る数の3’Uを含む。ある実施形態において、上記k)の配列は、T7プロモーターが使用される場合、DNA鋳型に由来する可変的な3’配列を含む。ある実施形態において、上記k)の配列は、例えばインビトロ転写を用いてRNA分子が作成される場合、DNA鋳型に由来する可変的な3’配列を含む。ある実施形態において、上記k)の配列は、例えばpol−IIプロモーターを用いて転写がドライブされる場合、DNA鋳型に由来する可変的な3’配列を含む。
ある実施形態において、crRNAは、標的化ドメインと、標的化ドメインの3’側に配置される(例えば、標的化ドメインのすぐ3’側に配置される)、配列番号6607を含む、例えばそれからなる配列と、

を含む、例えばそれからなるtracrとを含む、例えばそれからなる。
ある実施形態において、crRNAは、標的化ドメインと、標的化ドメインの3’側に配置される(例えば、標的化ドメインのすぐ3’側に配置される)、配列番号6608を含む、例えばそれからなる配列と、

を含む、例えばそれからなるtracrとを含む、例えばそれからなる。
ある実施形態において、crRNAは、標的化ドメインと、標的化ドメインの3’側に配置される(例えば、標的化ドメインのすぐ3’側に配置される)、GUUUUAGAGCUAUGCU(配列番号7806)を含む、例えばそれからなる配列と、

を含む、例えばそれからなるtracrとを含む、例えばそれからなる。
ある実施形態において、crRNAは、標的化ドメインと、標的化ドメインの3’側に配置される(例えば、標的化ドメインのすぐ3’側に配置される)、GUUUUAGAGCUAUGCU(配列番号7806)を含む、例えばそれからなる配列と、

を含む、例えばそれからなるtracrとを含む、例えばそれからなる。
ある実施形態において、crRNAは、標的化ドメインと、標的化ドメインの3’側に配置される(例えば、標的化ドメインのすぐ3’側に配置される)、GUUUUAGAGCUAUGCUGUUUUG(配列番号6607)を含む、例えばそれからなる配列と、

を含む、例えばそれからなるtracrとを含む、例えばそれからなる。
II.グロビン遺伝子の発現を改変するのに有用な標的化ドメイン
以下の表に、本発明の様々な態様、例えば、グロビン遺伝子、例えば胎児ヘモグロビン遺伝子またはヘモグロビンβ遺伝子の発現の改変に用いられるgRNA分子の標的化ドメインを提供する。
実施形態において、gRNA標的化ドメインは、上記の表中にある配列のいずれか1つの20個の3’ntからなる。
本発明の組成物および方法において有用な例示的な好ましいgRNA標的化ドメインを以下の表に記載する。
本発明の一部の態様において、HPFH領域に対するgRNA分子は、例えば実施例4に記載されるアッセイにおいて、対照と比べて少なくとも約20%のF細胞の増加を生じさせる能力を有するgRNAの標的化ドメインを含む、例えばそれからなることが好ましい。ある態様において、gRNA分子は、配列番号113を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号99を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号112を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号98を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号1580を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号106を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号1589を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号1503を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号160を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号1537を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号159を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号101を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号162を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号104を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号138を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号1536を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号1539を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号1585を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。
本発明の一部の態様において、例えば、本明細書において指摘するとおり、2つ以上の、例えば2つの標的部位を標的とするgRNA分子(例えば、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子)を含むことが有益であり得る。一部の実施形態において、2つの標的部位は両方ともにHPFH領域に位置する。かかる態様において、表6に挙げる標的化ドメインを含む2つ以上の、例えば2つのgRNA分子(例えば、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子)の任意の組み合わせを用いることができる。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号100および配列番号165を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号100および配列番号113を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号100および配列番号99を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号100および配列番号112を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号100および配列番号98を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号100および配列番号1580を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号100および配列番号106を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号100および配列番号1503を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号100および配列番号1589を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号100および配列番号160を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号100および配列番号1537を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号100および配列番号159を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号100および配列番号101を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号100および配列番号162を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号100および配列番号104を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号100および配列番号138を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号100および配列番号1536を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号100および配列番号1539を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号100および配列番号1585を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号165および配列番号113を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号165および配列番号99を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号165および配列番号112を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号165および配列番号98を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号165および配列番号1580を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号165および配列番号106を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号165および配列番号1503を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号165および配列番号1589を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号165および配列番号160を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号165および配列番号1537を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号165および配列番号159を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号165および配列番号101を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号165および配列番号162を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号165および配列番号104を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号165および配列番号138を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号165および配列番号1536を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号165および配列番号1539を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号165および配列番号1585を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号113および配列番号165を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号113および配列番号99を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号113および配列番号112を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号113および配列番号98を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号113および配列番号1580を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号113および配列番号106を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号113および配列番号1503を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号113および配列番号1589を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号113および配列番号160を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号113および配列番号1537を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号113および配列番号159を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号113および配列番号101を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号113および配列番号162を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号113および配列番号104を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号113および配列番号138を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号113および配列番号1536を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号113および配列番号1539を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号113および配列番号1585を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号99および配列番号165を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号99および配列番号113を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号99および配列番号112を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号99および配列番号98を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号99および配列番号1580を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号99および配列番号106を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号99および配列番号1503を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号99および配列番号1589を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分

子は、それぞれ配列番号99および配列番号160を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号99および配列番号1537を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号99および配列番号159を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号99および配列番号101を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号99および配列番号162を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号99および配列番号104を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号99および配列番号138を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号99および配列番号1536を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号99および配列番号1539を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号99および配列番号1585を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号112および配列番号165を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号112および配列番号113を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号112および配列番号99を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号112および配列番号98を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号112および配列番号1580を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号112および配列番号106を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号112および配列番号1503を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号112および配列番号1589を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号112および配列番号160を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号112および配列番号1537を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号112および配列番号159を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号112および配列番号101を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号112および配列番号162を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号112および配列番号104を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号112および配列番号138を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号112および配列番号1536を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号112および配列番号1539を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号112および配列番号1585を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号98および配列番号165を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号98および配列番号113を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号98および配列番号99を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号98および配列番号112を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号98および配列番号1580を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号98および配列番号106を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号98および配列番号1503を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号98および配列番号1589を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号98および配列番号160を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号98および配列番号1537を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号98および配列番号159を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号98および配列番号101を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号98および配列番号162を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号98および配列番号104を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号98および配列番号138を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号98および配列番号1536を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号98および配列番号1539を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号98および配列番号1585を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1580および配列番号165を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1580および配列番号113を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1580および配列番号99を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1580および配列番号112を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1580および配列番号98を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1580および配列番号106を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1580および配列番号1503を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1580および配列番号1589を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1580および配列番号160を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1580および配列番号1537を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1580および配列番号159を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1580および配列番号101を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1580および配列番号162を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1580および配列番号104を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1580および配列番号138を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1580および配列番号1536を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1580および配列番号1539を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1580および配列番号1585を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号106および配列番号165を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号106および配列番号113を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号106および配列番号99を含む、例えば

それからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号106および配列番号112を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号106および配列番号98を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号106および配列番号1580を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号106および配列番号1503を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号106および配列番号1589を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号106および配列番号160を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号106および配列番号1537を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号106および配列番号159を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号106および配列番号101を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号106および配列番号162を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号106および配列番号104を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号106および配列番号138を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号106および配列番号1536を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号106および配列番号1539を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号106および配列番号1585を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1503および配列番号165を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1503および配列番号113を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1503および配列番号99を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1503および配列番号112を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1503および配列番号98を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1503および配列番号1580を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1503および配列番号106を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1503および配列番号1589を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1503および配列番号160を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1503および配列番号1537を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1503および配列番号159を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1503および配列番号101を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1503および配列番号162を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1503および配列番号104を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1503および配列番号138を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1503および配列番号1536を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1503および配列番号1539を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1503および配列番号1585を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1589および配列番号165を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1589および配列番号113を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1589および配列番号99を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1589および配列番号112を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1589および配列番号98を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1589および配列番号1580を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1589および配列番号106を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1589および配列番号1503を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1589および配列番号160を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1589および配列番号1537を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1589および配列番号159を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1589および配列番号101を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1589および配列番号162を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1589および配列番号104を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1589および配列番号138を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1589および配列番号1536を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1589および配列番号1539を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1589および配列番号1585を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号160および配列番号165を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号160および配列番号113を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号160および配列番号99を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号160および配列番号112を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号160および配列番号98を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号160および配列番号1580を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号160および配列番号106を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号160および配列番号1503を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号160および配列番号1589を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号160および配列番号1537を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号160および配列番号159を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号160および配列番号101を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号160および配列番号162を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号160および配列番号104を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号160および配

列番号138を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号160および配列番号1536を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号160および配列番号1539を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号160および配列番号1585を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1537および配列番号165を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1537および配列番号113を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1537および配列番号99を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1537および配列番号112を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1537および配列番号98を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1537および配列番号1580を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1537および配列番号106を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1537および配列番号1503を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1537および配列番号1589を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1537および配列番号160を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1537および配列番号159を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1537および配列番号101を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1537および配列番号162を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1537および配列番号104を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1537および配列番号138を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1537および配列番号1536を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1537および配列番号1539を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1537および配列番号1585を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号159および配列番号165を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号159および配列番号113を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号159および配列番号99を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号159および配列番号112を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号159および配列番号98を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号159および配列番号1580を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号159および配列番号106を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号159および配列番号1503を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号159および配列番号1589を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号159および配列番号160を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号159および配列番号1537を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号159および配列番号101を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号159および配列番号162を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号159および配列番号104を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号159および配列番号138を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号159および配列番号1536を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号159および配列番号1539を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号159および配列番号1585を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号101および配列番号165を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号101および配列番号113を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号101および配列番号99を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号101および配列番号112を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号101および配列番号98を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号101および配列番号1580を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号101および配列番号106を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号101および配列番号1503を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号101および配列番号1589を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号101および配列番号160を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号101および配列番号1537を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号101および配列番号159を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号101および配列番号162を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号101および配列番号104を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号101および配列番号138を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号101および配列番号1536を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号101および配列番号1539を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号101および配列番号1585を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号162および配列番号165を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号162および配列番号113を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号162および配列番号99を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号162および配列番号112を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号162および配列番号98を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号162および配列番号1580を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号162および配列番号106を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号162および配列番号1503を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号162および配列番号1

589を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号162および配列番号160を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号162および配列番号1537を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号162および配列番号159を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号162および配列番号101を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号104および配列番号165を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号104および配列番号113を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号104および配列番号99を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号104および配列番号112を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号104および配列番号98を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号104および配列番号1580を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号104および配列番号106を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号104および配列番号1503を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号104および配列番号1589を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号104および配列番号160を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号104および配列番号1537を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号104および配列番号159を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号104および配列番号101を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号104および配列番号162を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号104および配列番号138を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号104および配列番号1536を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号104および配列番号1539を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号104および配列番号1585を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号138および配列番号165を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号138および配列番号113を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号138および配列番号99を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号138および配列番号112を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号138および配列番号98を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号138および配列番号1580を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号138および配列番号106を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号138および配列番号1503を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号138および配列番号1589を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号138および配列番号160を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号138および配列番号1537を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号138および配列番号159を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号138および配列番号101を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号138および配列番号162を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号138および配列番号104を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号138および配列番号1536を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号138および配列番号1539を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号138および配列番号1585を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1536および配列番号165を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1536および配列番号113を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1536および配列番号99を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1536および配列番号112を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1536および配列番号98を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1536および配列番号1580を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1536および配列番号106を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1536および配列番号1503を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1536および配列番号1589を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1536および配列番号160を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1536および配列番号1537を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1536および配列番号159を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1536および配列番号101を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1536および配列番号162を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1536および配列番号104を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1536および配列番号138を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1536および配列番号1539を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1536および配列番号1585を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1539および配列番号165を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1539および配列番号113を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1539および配列番号99を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1539および配列番号112を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1539および配列番号98を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1539および配列番号1580を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1539および配列番号106を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1539および配列番

号1503を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1539および配列番号1589を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1539および配列番号160を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1539および配列番号1537を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1539および配列番号159を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1539および配列番号101を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1539および配列番号162を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1539および配列番号104を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1539および配列番号138を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1539および配列番号1536を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1539および配列番号1585を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1585および配列番号165を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1585および配列番号113を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1585および配列番号99を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1585および配列番号112を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1585および配列番号98を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1585および配列番号1580を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1585および配列番号106を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1585および配列番号1503を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1585および配列番号1589を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1585および配列番号160を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1585および配列番号1537を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1585および配列番号159を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1585および配列番号101を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1585および配列番号162を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1585および配列番号104を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1585および配列番号138を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1585および配列番号1536を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1585および配列番号1539を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。
本発明の一部の態様において、BCL11aの+58エンハンサー領域に対するgRNA分子は、図11に挙げるgRNAの標的化ドメインを含むことが好ましい。ある態様において、gRNA分子は、配列番号341を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号246を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号248を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号247を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号245を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号249を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。
本発明の一部の態様において、例えば、本明細書において指摘するとおり、2つ以上の、例えば2つの標的部位を標的とするgRNA分子(例えば、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子)を含むことが有益であり得る。一部の実施形態において、2つの標的部位は両方ともに+58 BCL11aエンハンサー領域に位置する。かかる態様において、表7に挙げる標的化ドメインを含む2つ以上の、例えば2つのgRNA分子(例えば、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子)の任意の組み合わせを用いることができる。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号341および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号341および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号341および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号341および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号341および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号341および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号341および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号341および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号341および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号341および配列番号246を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号341および配列番号248を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号341および配列番号247を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号341および配列番号245を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号341および配列番号249を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号341および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号341および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号341および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号341および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号341および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号341および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号341および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号341および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号341および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号246および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号246および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号246および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号246および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号246および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号246および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号246および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号246および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号246および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号246および配列番号248を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号246および配列番号247を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号246および配列番号245を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号246および配列番号249を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号246および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号246および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号246および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号246および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号246および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号246および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号246および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号246および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号246および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号248および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号248および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号248および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号248および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号248および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号248および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号248および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号248および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号248および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号248および配列番号246を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号248および配列番号247を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号248および配列番号245を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号248および配列番号249を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号248および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号248および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号248および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号248および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号248および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgR

NA分子は、それぞれ配列番号248および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号248および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号248および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号248および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号247および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号247および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号247および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号247および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号247および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号247および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号247および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号247および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号247および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号247および配列番号246を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号247および配列番号248を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号247および配列番号245を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号247および配列番号249を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号247および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号247および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号247および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号247および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号247および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号247および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号247および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号247および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号247および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号245および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号245および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号245および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号245および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号245および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号245および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号245および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号245および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号245および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号245および配列番号246を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号245および配列番号248を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号245および配列番号247を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号245および配列番号249を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号245および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号245および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号245および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号245および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号245および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号245および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号245および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号245および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号245および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号249および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号249および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号249および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号249および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号249および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号249および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号249および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号249および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号249および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号249および配列番号246を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号249および配列番号248を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号249および配列番号247を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号249および配列番号245を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号249および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号249および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号249および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号249および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号249および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号249および配列番号185を含む、例えばそれからな

る標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号249および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号249および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号249および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号244および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号244および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号244および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号244および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号244および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号244および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号244および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号244および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号244および配列番号246を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号244および配列番号248を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号244および配列番号247を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号244および配列番号245を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号244および配列番号249を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号244および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号244および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号244および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号244および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号244および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号244および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号244および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号244および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号199および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号199および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号199および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号199および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号199および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号199および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号199および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号199および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号199および配列番号246を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号199および配列番号248を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号199および配列番号247を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号199および配列番号245を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号199および配列番号249を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号199および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号199および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号199および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号199および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号199および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号199および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号199および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号199および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号251および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号251および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号251および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号251および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号251および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号251および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号251および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号251および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号251および配列番号246を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号251および配列番号248を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号251および配列番号247を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号251および配列番号245を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号251および配列番号249を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号251および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号251および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号251および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号251および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号251および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号251および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号251および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号251および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRN

A分子は、それぞれ配列番号250および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号250および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号250および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号250および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号250および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号250および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号250および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号250および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号250および配列番号246を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号250および配列番号248を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号250および配列番号247を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号250および配列番号245を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号250および配列番号249を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号250および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号250および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号250および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号250および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号250および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号250および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号250および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号250および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号334および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号334および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号334および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号334および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号334および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号334および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号334および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号334および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号334および配列番号246を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号334および配列番号248を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号334および配列番号247を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号334および配列番号245を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号334および配列番号249を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号334および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号334および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号334および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号334および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号334および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号334および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号334および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号334および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号185および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号185および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号185および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号185および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号185および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号185および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号185および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号185および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号185および配列番号246を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号185および配列番号248を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号185および配列番号247を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号185および配列番号245を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号185および配列番号249を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号185および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号185および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号185および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号185および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号185および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号185および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号185および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号185および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号186および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号186および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号186および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号186および配列番号250を含む、例えばそれからなる

標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号186および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号186および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号186および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号186および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号186および配列番号246を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号186および配列番号248を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号186および配列番号247を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号186および配列番号245を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号186および配列番号249を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号186および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号186および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号186および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号186および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号186および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号186および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号186および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号186および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号336および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号336および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号336および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号336および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号336および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号336および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号336および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号336および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号336および配列番号246を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号336および配列番号248を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号336および配列番号247を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号336および配列番号245を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号336および配列番号249を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号336および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号336および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号336および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号336および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号336および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号336および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号336および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号336および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号337および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号337および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号337および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号337および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号337および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号337および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号337および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号337および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号337および配列番号246を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号337および配列番号248を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号337および配列番号247を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号337および配列番号245を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号337および配列番号249を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号337および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号337および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号337および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号337および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号337および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号337および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号337および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号337および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。
実施形態において、本発明の態様は、GATA−1結合部位の3’側、例えばGATA1結合部位およびTAL−1結合部位の3’側に配置されたBCL11a遺伝子の+58エンハンサー領域内にある標的配列と相補的なgRNA分子に関するかまたはそれを包含する。実施形態において、本明細書に記載されるgRNA分子を含むCRISPRシステムは、標的部位にまたはその近傍に1つ以上のインデルを含む。実施形態において、インデルはGATA−1結合部位のヌクレオチドを含まず、および/またはTAL−1結合部位のヌクレオチドを含まない。実施形態において、本CRISPRシステムは、例えばNGSによって計測したとき、例えば少なくとも約10%、少なくとも約20%、少なくとも約30%、少なくとも約40%、または少なくとも約50%の総フレームシフトインデル率で、標的部位にまたはその近傍に1つ以上のフレームシフトインデルを誘導する。実施形態において、総インデル率は、例えばNGSによって計測したとき、少なくとも約70%、少なくとも約80%、少なくとも約90%、または少なくとも約95%である。
本発明の一部の態様において、BCL11aの+62エンハンサー領域に対するgRNA分子は、図12に挙げるgRNAの標的化ドメインを含むことが好ましい。ある態様において、gRNA分子は、配列番号318を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号312を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号313を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号294を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号310を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号319を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号298を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号322を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号311を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号315を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号290を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号317を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号309を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号289を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号281を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。
本発明の一部の態様において、例えば、本明細書において指摘するとおり、2つ以上の、例えば2つの標的部位を標的とするgRNA分子(例えば、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子)を含むことが有益であり得る。一部の実施形態において、2つの標的部位は両方ともに+62 BCL11aエンハンサー領域に位置する。かかる態様において、表8に挙げる標的化ドメインを含む2つ以上の、例えば2つのgRNA分子(例えば、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子)の任意の組み合わせを用いることができる。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号318および配列番号312を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号318および配列番号313を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号318および配列番号294を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号318および配列番号310を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号318および配列番号319を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号318および配列番号298を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号318および配列番号322を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号318および配列番号311を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号318および配列番号315を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号318および配列番号290を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号318および配列番号317を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号318および配列番号309を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号318および配列番号289を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号318および配列番号281を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号312および配列番号313を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号312および配列番号294を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号312および配列番号310を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号312および配列番号319を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号312および配列番号298を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号312および配列番号322を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号312および配列番号311を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号312および配列番号315を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号312および配列番号290を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号312および配列番号317を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号312および配列番号309を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号312および配列番号289を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号312および配列番号281を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号313および配列番号312を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号313および配列番号294を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号313および配列番号310を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号313および配列番号319を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号313および配列番号298を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号313および配列番号322を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号313および配列番号311を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号313および配列番号315を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号313および配列番号290を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号313および配列番号317を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号313および配列番号309を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号313および配列番号289を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号313および配列番号281を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号294および配列番号312を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号294および配列番号313を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号294および配列番号310を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号294および配列番号319を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号294および配列番号298を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号294および配列番号322を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号294および配列番号311を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号294および配列番号315を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号294および配列番号290を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号294および配列番号317を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号294および配列番号309を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号294および配列番号289を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号294および配列番号281を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号310および配列番号312を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号310および配列番号313を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号310および配列番号294を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号310および配列番号319を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号310および配列番号298を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号310および配列番号322を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号310および配列番号311を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号310および配列番号315を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号310および配列番号290を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号310および配列番号317を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgR

NA分子は、それぞれ配列番号310および配列番号309を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号310および配列番号289を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号310および配列番号281を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号319および配列番号312を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号319および配列番号313を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号319および配列番号294を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号319および配列番号310を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号319および配列番号298を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号319および配列番号322を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号319および配列番号311を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号319および配列番号315を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号319および配列番号290を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号319および配列番号317を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号319および配列番号309を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号319および配列番号289を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号319および配列番号281を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号298および配列番号312を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号298および配列番号313を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号298および配列番号294を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号298および配列番号310を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号298および配列番号319を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号298および配列番号322を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号298および配列番号311を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号298および配列番号315を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号298および配列番号290を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号298および配列番号317を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号298および配列番号309を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号298および配列番号289を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号298および配列番号281を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号322および配列番号312を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号322および配列番号313を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号322および配列番号294を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号322および配列番号310を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号322および配列番号319を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号322および配列番号298を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号322および配列番号311を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号322および配列番号315を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号322および配列番号290を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号322および配列番号317を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号322および配列番号309を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号322および配列番号289を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号322および配列番号281を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号311および配列番号312を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号311および配列番号313を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号311および配列番号294を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号311および配列番号310を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号311および配列番号319を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号311および配列番号298を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号311および配列番号322を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号311および配列番号315を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号311および配列番号290を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号311および配列番号317を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号311および配列番号309を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号311および配列番号289を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号311および配列番号281を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号315および配列番号312を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号315および配列番号313を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号315および配列番号294を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号315および配列番号310を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号315および配列番号319を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号315および配列番号298を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号315および配列番号322を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号315および配列番号311を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号315および配列番号290を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号315および配列番号317を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号315および配列番号309を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号315および配列番号289を含む、例えばそれからな

る標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号315および配列番号281を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号290および配列番号312を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号290および配列番号313を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号290および配列番号294を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号290および配列番号310を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号290および配列番号319を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号290および配列番号298を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号290および配列番号322を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号290および配列番号311を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号290および配列番号315を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号290および配列番号317を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号290および配列番号309を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号290および配列番号289を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号290および配列番号281を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号317および配列番号312を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号317および配列番号313を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号317および配列番号294を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号317および配列番号310を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号317および配列番号319を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号317および配列番号298を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号317および配列番号322を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号317および配列番号311を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号317および配列番号315を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号317および配列番号290を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号317および配列番号309を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号317および配列番号289を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号317および配列番号281を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号309および配列番号312を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号309および配列番号313を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号309および配列番号294を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号309および配列番号310を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号309および配列番号319を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号309および配列番号298を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号309および配列番号322を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号309および配列番号311を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号309および配列番号315を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号309および配列番号290を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号309および配列番号317を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号309および配列番号289を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号309および配列番号281を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号289および配列番号312を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号289および配列番号313を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号289および配列番号294を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号289および配列番号310を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号289および配列番号319を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号289および配列番号298を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号289および配列番号322を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号289および配列番号311を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号289および配列番号315を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号289および配列番号290を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号289および配列番号317を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号289および配列番号309を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号289および配列番号281を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号281および配列番号312を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号281および配列番号313を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号281および配列番号294を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号281および配列番号310を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号281および配列番号319を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号281および配列番号298を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号281および配列番号322を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号281および配列番号311を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号281および配列番号315を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号281および配列番号290を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号281および配列番号317を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号281および配列番号309を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号281および配列番号289を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。
本発明の一部の態様において、BCL11aの+55エンハンサー領域に対するgRNA分子は、配列番号1683、配列番号1638、配列番号1647、配列番号1609、配列番号1621、配列番号1617、配列番号1654、配列番号1631、配列番号1620、配列番号1637、配列番号1612、配列番号1656、配列番号1619、配列番号1675、配列番号1645、配列番号1598、配列番号1599、配列番号1663、配列番号1677、および配列番号1626から選択される標的化ドメイン配列を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含むことが好ましい。
本発明の一部の態様において、例えば、本明細書において指摘するとおり、2つ以上の、例えば2つの標的部位を標的とするgRNA分子(例えば、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子)を含むことが有益であり得る。一部の実施形態において、2つの標的部位は両方ともに+55 BCL11aエンハンサー領域に位置する。かかる態様において、+55 BCL11aエンハンサー領域の異なる標的部位を標的とする、表9に挙げる標的化ドメインを含む、例えばそれからなる2つ以上の、例えば2つのgRNA分子(例えば、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子)の任意の組み合わせを用いることができる。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1683および配列番号1638を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1683および配列番号1647を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1683および配列番号1609を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1683および配列番号1621を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1683および配列番号1617を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1683および配列番号1654を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1683および配列番号1631を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1683および配列番号1620を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1683および配列番号1637を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1683および配列番号1612を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1683および配列番号1656を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1683および配列番号1619を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1683および配列番号1675を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1683および配列番号1645を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1683および配列番号1598を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1683および配列番号1599を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1683および配列番号1663を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1683および配列番号1677を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1683および配列番号1626を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1638および配列番号1647を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1638および配列番号1609を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1638および配列番号1621を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1638および配列番号1617を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1638および配列番号1654を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1638および配列番号1631を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1638および配列番号1620を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1638および配列番号1637を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1638および配列番号1612を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1638および配列番号1656を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1638および配列番号1619を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1638および配列番号1675を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1638および配列番号1645を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1638および配列番号1598を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1638および配列番号1599を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1638および配列番号1663を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1638および配列番号1677を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1638および配列番号1626を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1647および配列番号1638を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1647および配列番号1609を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1647および配列番号1621を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1647および配列番号1617を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1647および配列番号1654を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1647および配列番号1631を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1647および配列番号1620を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1647および配列番号1637を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1647および配列番号1612を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1647および配列番号1656を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1647および配列番号1619を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1647および配列番号1675を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1647および配列番号1645を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1647および配列番号1598を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1647および配列番号1599を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1647および配列番号1663を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1647および配列番号1677を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1647および配列番号1626を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1609および配列番号1638を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1609および配列番号1647を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1609および配列番号1621を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1609および配列番号1617を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1609および配列番号1654を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1609および配列番号1631を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRN

A分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1609および配列番号1620を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1609および配列番号1637を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1609および配列番号1612を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1609および配列番号1656を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1609および配列番号1619を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1609および配列番号1675を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1609および配列番号1645を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1609および配列番号1598を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1609および配列番号1599を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1609および配列番号1663を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1609および配列番号1677を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1609および配列番号1626を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1621および配列番号1638を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1621および配列番号1647を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1621および配列番号1609を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1621および配列番号1617を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1621および配列番号1654を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1621および配列番号1631を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1621および配列番号1620を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1621および配列番号1637を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1621および配列番号1612を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1621および配列番号1656を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1621および配列番号1619を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1621および配列番号1675を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1621および配列番号1645を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1621および配列番号1598を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1621および配列番号1599を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1621および配列番号1663を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1621および配列番号1677を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1621および配列番号1626を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1617および配列番号1638を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1617および配列番号1647を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1617および配列番号1609を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1617および配列番号1621を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1617および配列番号1654を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1617および配列番号1631を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1617および配列番号1620を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1617および配列番号1637を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1617および配列番号1612を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1617および配列番号1656を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1617および配列番号1619を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1617および配列番号1675を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1617および配列番号1645を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1617および配列番号1598を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1617および配列番号1599を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1617および配列番号1663を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1617および配列番号1677を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1617および配列番号1626を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1654および配列番号1638を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1654および配列番号1647を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1654および配列番号1609を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1654および配列番号1621を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1654および配列番号1617を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1654および配列番号1631を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1654および配列番号1620を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1654および配列番号1637を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1654および配列番号1612を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1654および配列番号1656を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1654および配列番号1619を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1654および配列番号1675を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1654および配列番号1645を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1654および配列番号1598を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1654および配列番号1599を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1654および配列番号1663を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1654および配列番号1677を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。あ

る態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1654および配列番号1626を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1631および配列番号1638を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1631および配列番号1647を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1631および配列番号1609を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1631および配列番号1621を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1631および配列番号1617を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1631および配列番号1654を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1631および配列番号1620を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1631および配列番号1637を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1631および配列番号1612を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1631および配列番号1656を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1631および配列番号1619を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1631および配列番号1675を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1631および配列番号1645を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1631および配列番号1598を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1631および配列番号1599を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1631および配列番号1663を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1631および配列番号1677を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1631および配列番号1626を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1620および配列番号1638を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1620および配列番号1647を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1620および配列番号1609を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1620および配列番号1621を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1620および配列番号1617を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1620および配列番号1654を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1620および配列番号1631を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1620および配列番号1637を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1620および配列番号1612を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1620および配列番号1656を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1620および配列番号1619を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1620および配列番号1675を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1620および配列番号1645を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1620および配列番号1598を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1620および配列番号1599を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1620および配列番号1663を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1620および配列番号1677を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1620および配列番号1626を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1637および配列番号1638を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1637および配列番号1647を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1637および配列番号1609を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1637および配列番号1621を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1637および配列番号1617を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1637および配列番号1654を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1637および配列番号1631を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1637および配列番号1620を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1637および配列番号1612を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1637および配列番号1656を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1637および配列番号1619を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1637および配列番号1675を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1637および配列番号1645を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1637および配列番号1598を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1637および配列番号1599を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1637および配列番号1663を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1637および配列番号1677を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1637および配列番号1626を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1612および配列番号1638を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1612および配列番号1647を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1612および配列番号1609を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1612および配列番号1621を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1612および配列番号1617を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1612および配列番号1654を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1612および配列番号1631を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1612および配列番号1620を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1612および配列番号1637を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1612および配列番号1656を含む、例えばそれから

なる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1612および配列番号1619を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1612および配列番号1675を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1612および配列番号1645を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1612および配列番号1598を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1612および配列番号1599を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1612および配列番号1663を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1612および配列番号1677を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1612および配列番号1626を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1656および配列番号1638を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1656および配列番号1647を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1656および配列番号1609を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1656および配列番号1621を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1656および配列番号1617を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1656および配列番号1654を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1656および配列番号1631を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1656および配列番号1620を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1656および配列番号1637を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1656および配列番号1612を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1656および配列番号1619を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1656および配列番号1675を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1656および配列番号1645を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1656および配列番号1598を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1656および配列番号1599を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1656および配列番号1663を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1656および配列番号1677を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1656および配列番号1626を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1619および配列番号1638を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1619および配列番号1647を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1619および配列番号1609を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1619および配列番号1621を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1619および配列番号1617を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1619および配列番号1654を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1619および配列番号1631を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1619および配列番号1620を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1619および配列番号1637を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1619および配列番号1612を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1619および配列番号1656を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1619および配列番号1675を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1619および配列番号1645を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1619および配列番号1598を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1619および配列番号1599を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1619および配列番号1663を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1619および配列番号1677を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1619および配列番号1626を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1675および配列番号1638を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1675および配列番号1647を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1675および配列番号1609を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1675および配列番号1621を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1675および配列番号1617を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1675および配列番号1654を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1675および配列番号1631を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1675および配列番号1620を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1675および配列番号1637を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1675および配列番号1612を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1675および配列番号1656を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1675および配列番号1619を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1675および配列番号1645を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1675および配列番号1598を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1675および配列番号1599を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1675および配列番号1663を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1675および配列番号1677を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1675および配列番号1626を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1645および配列番号1638を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1645および配列番号1647を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1645および配列番号1

609を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1645および配列番号1621を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1645および配列番号1617を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1645および配列番号1654を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1645および配列番号1631を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1645および配列番号1620を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1645および配列番号1637を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1645および配列番号1612を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1645および配列番号1656を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1645および配列番号1619を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1645および配列番号1675を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1598および配列番号1638を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1598および配列番号1647を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1598および配列番号1609を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1598および配列番号1621を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1598および配列番号1617を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1598および配列番号1654を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1598および配列番号1631を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1598および配列番号1620を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1598および配列番号1637を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1598および配列番号1612を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1598および配列番号1656を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1598および配列番号1619を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1598および配列番号1675を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1598および配列番号1645を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1598および配列番号1599を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1598および配列番号1663を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1598および配列番号1677を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1598および配列番号1626を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1599および配列番号1638を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1599および配列番号1647を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1599および配列番号1609を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1599および配列番号1621を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1599および配列番号1617を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1599および配列番号1654を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1599および配列番号1631を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1599および配列番号1620を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1599および配列番号1637を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1599および配列番号1612を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1599および配列番号1656を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1599および配列番号1619を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1599および配列番号1675を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1599および配列番号1645を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1599および配列番号1598を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1599および配列番号1663を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1599および配列番号1677を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1599および配列番号1626を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1663および配列番号1638を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1663および配列番号1647を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1663および配列番号1609を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1663および配列番号1621を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1663および配列番号1617を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1663および配列番号1654を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1663および配列番号1631を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1663および配列番号1620を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1663および配列番号1637を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1663および配列番号1612を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1663および配列番号1656を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1663および配列番号1619を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1663および配列番号1675を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1663および配列番号1645を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1663および配列番号1598を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1663および配列番号1599を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1663および配列番号1677を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1663および配列番号1626を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列

番号1677および配列番号1638を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1677および配列番号1647を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1677および配列番号1609を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1677および配列番号1621を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1677および配列番号1617を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1677および配列番号1654を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1677および配列番号1631を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1677および配列番号1620を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1677および配列番号1637を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1677および配列番号1612を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1677および配列番号1656を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1677および配列番号1619を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1677および配列番号1675を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1677および配列番号1645を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1677および配列番号1598を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1677および配列番号1599を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1677および配列番号1663を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1677および配列番号1626を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1626および配列番号1638を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1626および配列番号1647を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1626および配列番号1609を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1626および配列番号1621を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1626および配列番号1617を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1626および配列番号1654を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1626および配列番号1631を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1626および配列番号1620を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1626および配列番号1637を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1626および配列番号1612を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1626および配列番号1656を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1626および配列番号1619を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1626および配列番号1675を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1626および配列番号1645を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1626および配列番号1598を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1626および配列番号1599を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1626および配列番号1663を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1626および配列番号1677を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。
III.gRNAの設計方法
gRNAの設計方法が、標的配列の選択、設計および検証方法を含め、本明細書に記載される。例示的標的化ドメインも本明細書に提供される。本明細書で考察される標的化ドメインは、本明細書に記載されるgRNAに組み込むことができる。
標的配列の選択および検証方法ならびにオフターゲット分析については、例えば、Mali el al.,2013 SCIENCE 339(6121):823−826;Hsu et al,2013 NAT BIOTECHNOL,31(9):827−32;Fu et al,2014 NAT BIOTECHNOL,doi:10.1038/nbt.2808.PubMed PM ID:24463574;Heigwer et al,2014 NAT METHODS ll(2):122−3.doi:10.1038/nmeth.2812.PubMed PMID:24481216;Bae el al,2014 BIOINFORMATICS PubMed PMID:24463181;Xiao A el al,2014 BIOINFORMATICS PubMed PMID:24389662に記載される。
例えば、ソフトウェアツールを使用してユーザーの標的配列の範囲内でgRNAの選択を最適化する、例えば、ゲノムにわたる全オフターゲット活性を最小限に抑えることができる。オフターゲット活性は切断以外であり得る。ツールは、可能なgRNAの選択毎に、例えば化膿レンサ球菌(S.pyogenes)Cas9を用いて、特定の数(例えば、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個)に至るまでのミスマッチ塩基対を含有するゲノムにわたる全てのオフターゲット配列(例えば、NAG PAMまたはNGG PAMのいずれかの前にあるもの)を同定し得る。各オフターゲット配列における切断効率は、例えば、実験的に導き出された重み付けスキームを用いて予想し得る。次に、可能な各gRNAが、その総合的な予想オフターゲット切断に従い順位付けされる。上位順位のgRNAが、オンターゲット切断が最大でオフターゲット切断が最小である可能性が高いものに相当する。他の機能、例えば、CRISPR構築のための自動試薬設計、オンターゲットSurveyorアッセイ用のプライマー設計、および次世代シーケンシングによるオフターゲット切断のハイスループット検出および定量化用のプライマー設計もツールに含まれ得る。候補gRNA分子は、当該技術分野において公知の方法により、または本明細書に記載されるとおり判定することができる。
ソフトウェアアルゴリズムを用いて潜在的gRNA分子の初期リストを作成し得るが、切断効率および特異性は必ずしも予測値を反映しているとは限らず、gRNA分子は、典型的には、特定の細胞株、例えば初代ヒト細胞株、例えばヒトHSPC、例えばヒトCD34+細胞でスクリーニングして、例えば、切断効率、インデル形成、切断特異性および所望の表現型の変化を決定する必要がある。これらの特性は本明細書に記載される方法によってアッセイし得る。
本発明の態様において、CR00312の標的化ドメイン(配列番号248、以下に下線を引く)を含むgRNA、例えば、以下に記載するgRNA分子の1つは、例えば本明細書に記載されるgRNA分子が2つ以上関わる態様を含め、本発明のCRISPRシステム、方法、細胞および他の態様および実施形態において有用である。
本発明の態様において、CR001128の標的化ドメイン(配列番号338、以下に下線を引く)を含むgRNA、例えば、以下に記載するgRNA分子の1つは、例えば本明細書に記載されるgRNA分子が2つ以上関わる態様を含め、本発明のCRISPRシステム、方法、細胞および他の態様および実施形態において有用である。
本発明の態様において、CR001126の標的化ドメイン(配列番号336、以下に下線を引く)を含むgRNA、例えば、以下に記載するgRNA分子の1つは、例えば本明細書に記載されるgRNA分子が2つ以上関わる態様を含め、本発明のCRISPRシステム、方法、細胞および他の態様および実施形態において有用である。
本発明の態様において、CR00311の標的化ドメイン(配列番号247、以下に下線を引く)を含むgRNA、例えば、以下に記載するgRNA分子の1つは、例えば本明細書に記載されるgRNA分子が2つ以上関わる態様を含め、本発明のCRISPRシステム、方法、細胞および他の態様および実施形態において有用である。
本発明の態様において、CR00309の標的化ドメイン(配列番号245、以下に下線を引く)を含むgRNA、例えば、以下に記載するgRNA分子の1つは、例えば本明細書に記載されるgRNA分子が2つ以上関わる態様を含め、本発明のCRISPRシステム、方法、細胞および他の態様および実施形態において有用である。
本発明の態様において、CR001127の標的化ドメイン(配列番号337、以下に下線を引く)を含むgRNA、例えば、以下に記載するgRNA分子の1つは、例えば本明細書に記載されるgRNA分子が2つ以上関わる態様を含め、本発明のCRISPRシステム、方法、細胞および他の態様および実施形態において有用である。
本発明の態様において、CR00316の標的化ドメイン(配列番号252、以下に下線を引く)を含むgRNA、例えば、以下に記載するgRNA分子の1つは、例えば本明細書に記載されるgRNA分子が2つ以上関わる態様を含め、本発明のCRISPRシステム、方法、細胞および他の態様および実施形態において有用である。
本発明の態様において、CR001125の標的化ドメイン(配列番号335、以下に下線を引く)を含むgRNA、例えば、以下に記載するgRNA分子の1つは、例えば本明細書に記載されるgRNA分子が2つ以上関わる態様を含め、本発明のCRISPRシステム、方法、細胞および他の態様および実施形態において有用である。
本発明の態様において、CR001030の標的化ドメイン(配列番号100、以下に下線を引く)を含むgRNA、例えば、以下に記載するgRNA分子の1つは、例えば本明細書に記載されるgRNA分子が2つ以上関わる態様を含め、本発明のCRISPRシステム、方法、細胞および他の態様および実施形態において有用である。
本発明の態様において、CR001028の標的化ドメイン(配列番号98、以下に下線を引く)を含むgRNA、例えば、以下に記載するgRNA分子の1つは、例えば本明細書に記載されるgRNA分子が2つ以上関わる態様を含め、本発明のCRISPRシステム、方法、細胞および他の態様および実施形態において有用である。
本発明の態様において、CR001221の標的化ドメイン(配列番号1589、以下に下線を引く)を含むgRNA、例えば、以下に記載するgRNA分子の1つは、例えば本明細書に記載されるgRNA分子が2つ以上関わる態様を含め、本発明のCRISPRシステム、方法、細胞および他の態様および実施形態において有用である。
本発明の態様において、CR001137の標的化ドメイン(配列番号1505、以下に下線を引く)を含むgRNA、例えば、以下に記載するgRNA分子の1つは、例えば本明細書に記載されるgRNA分子が2つ以上関わる態様を含め、本発明のCRISPRシステム、方法、細胞および他の態様および実施形態において有用である。
本発明の態様において、CR003035の標的化ドメイン(配列番号1505、以下に下線を引く)を含むgRNA、例えば、以下に記載するgRNA分子の1つは、例えば本明細書に記載されるgRNA分子が2つ以上関わる態様を含め、本発明のCRISPRシステム、方法、細胞および他の態様および実施形態において有用である。
本発明の態様において、CR003085の標的化ドメイン(配列番号1750、以下に下線を引く)を含むgRNA、例えば、以下に記載するgRNA分子の1つは、例えば本明細書に記載されるgRNA分子が2つ以上関わる態様を含め、本発明のCRISPRシステム、方法、細胞および他の態様および実施形態において有用である。
上記に記載されるgRNA分子の各々において、「*」は隣接ヌクレオチド間のホスホロチオエート結合を意味し、および「mN」(式中、N=A、G、CまたはU)は2’−OMe修飾ヌクレオチドを意味する。実施形態において、本明細書に記載される任意のgRNA分子、例えば上記に記載されるgRNA分子は、例えば本明細書に記載されるとおりのCas9分子と複合体化してリボ核タンパク質複合体(RNP)を形成する。かかるRNPは、例えば本明細書に記載される本発明の方法、細胞、および他の態様および実施形態において特に有用である。
IV.Cas分子
Cas9分子
好ましい実施形態において、Cas分子はCas9分子である。本明細書に記載される方法および組成物では、様々な種のCas9分子を使用することができる。化膿レンサ球菌(S.pyogenes)Cas9分子が本明細書における開示の多くの主題であるが、本明細書に挙げる他の種のCas9タンパク質のCas9分子、それに由来するCas9分子、またはそれをベースとするCas9分子も同様に使用することができる。換言すれば、他のCas9分子、例えば、S.サーモフィルス(S.thermophilus)、黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)および/または髄膜炎菌(Neisseria meningitidis)Cas9分子が、本明細書に記載されるシステム、方法および組成物で用いられ得る。さらなるCas9種としては、アシドボラクス・アベナエ(Acidovorax avenae)、アクチノバチルス・プルロニューモニエ(Actinobacillus pleuropneumoniae)、アクチノバチルス・サクシノゲネス(Actinobacillus succinogenes)、アクチノバチルス・スイス(Actinobacillus suis)、アクチノミセス属種(Actinomyces sp.)、アリサイクリフィルス・デニトリフィカンス(Alicycliphilus denitrificans)、アミノモナス・パウシボランス(Aminomonas paucivorans)、セレウス菌(Bacillus cereus)、バチルス・スミシイ(Bacillus smithii)、バチルス・チューリンギエンシス(Bacillus thuringiensis)、バクテロイデス属種(Bacteroides sp.)、ブラストピレルラ・マリナ(Blastopirellula marina)、ブラディリゾビウム属種(Bradyrhizobium sp.)、ブレビバチルス・ラテロスポラス(Brevibacillus laterosporus)、カンピロバクター・コリ(Campylobacter coli)、カンピロバクター・ジェジュニ(Campylobacter jejuni)、カンピロバクター・ラド(Campylobacter lad)、カンジダツス・プニセイスピリルム(Candidatus Puniceispirillum)、クロストリジウム・セルロリティカム(Clostridium cellulolyticum)、ウェルシュ菌(Clostridium perfringens)、コリネバクテリウム・アクコレンス(Corynebacterium accolens)、ジフテリア菌(Corynebacterium diphtheria)、コリネバクテリウム・マツルショッティイ(Corynebacterium matruchotii)、ディノロセオバクター・シバエ(Dinoroseobacter shibae)、ユーバクテリウム・ドリクム(Eubacterium dolichum)、ガンマプロテオバクテリア(gamma proteobacterium)、グルコンアセトバクター・ジアゾトロフィクス(Gluconacetobacter diazotrophicus)、パラインフルエンザ菌(Haemophilus parainfluenzae)、ヘモフィルス・スプトルム(Haemophilus sputorum)、ヘリコバクター・カナデンシス(Helicobacter canadensis)、ヘリコバクター・シネディ(Helicobacter cinaedi)、ヘリコバクター・ムステラエ(Helicobacter mustelae)、イリオバクター・ポリトロパス(Ilyobacter polytropus)、キンゲラ・キンゲ(Kingella kingae)、ラクトバチルス・クリスパタス(Lactobacillus crispatus)、リステリア・イバノビイ(Listeria ivanovii)、リステリア・モノサイトゲネス(Listeria monocytogenes)、リステリア科(Listeriaceae)細菌、メチロシスティス属種(Methylocystis sp.)、メチロサイナス・トリコスポリウム(Methylosinus trichosporium)、モビルンカス・ムリエリス(Mobiluncus mulieris)、ナイセリア・バシリフォルミス(Neisseria bacilliformis)、ナイセリア・シネレア(Neisseria cinerea)、黄色球菌(Neisseria flavescens)、ナイセリア・ラクタミカ(Neisseria lactamica)、ナイセリア属種(Neisseria sp.)、ナイセリア・ワズワーシイ(Neisseria wadsworthii)、ニトロソモナス属種(Nitrosomonas sp.)、パルビバクラム・ラバメンチボランス(Parvibaculum lavamentivorans)、パスツレラ・ムルトシダ(Pasteurella multocida)、ファスコラルクトバクテリウム・スクシナツテンス(Phascolarctobacterium succinatutens)、ラルストニア・シジジイ(Ralstonia syzygii)、ロドシュードモナス・パルストリス(Rhodopseudomonas palustris)、ロドブラム属種(Rhodovulum sp.)、シモンシエラ・ムエレリ(Simonsiella muelleri)、スフィンゴモナス属種(Sphingomonas sp.)、スポロラクトバチルス・ビネエ(Sporolactobacillus vineae)、スタフィロコッカス・ルグドゥネンシス(Staphylococcus lugdunensis)、ストレプトコッカス属種(Streptococcus sp.)、サブドリグラヌルム属種(Subdoligranulum sp.)、ティストレラ・モビリス(Tistrella mobilis)、トレポネーマ属種(Treponema sp.)、またはベルミネフォロバクター・エイセニエ(Verminephrobacter eiseniae)が挙げられる。
Cas9分子は、その用語が本明細書において使用されるとき、gRNA分子(例えば、tracrのドメインの配列)と相互作用し、かつgRNA分子と協力して標的配列およびPAM配列を含む部位に局在化する(例えば、それを標的化するかまたはそこにホーミングする)ことのできる分子を指す。
ある実施形態において、Cas9分子は標的核酸分子の切断能を有し、これは本明細書では活性Cas9分子と称され得る。ある実施形態において、活性Cas9分子は以下の活性の1つ以上を含む:ニッカーゼ活性、すなわち、核酸分子の一本鎖、例えば非相補鎖または相補鎖を切断する能力;二本鎖ヌクレアーゼ活性、すなわち、二本鎖核酸の両方の鎖を切断して二本鎖切断を作り出す能力、これはある実施形態では2つのニッカーゼ活性の存在である;エンドヌクレアーゼ活性;エキソヌクレアーゼ活性;およびヘリカーゼ活性、すなわち、二本鎖核酸のらせん構造を巻き戻す能力。
ある実施形態において、酵素的に活性なCas9分子は両方のDNA鎖を切断して二本鎖切断を生じさせる。ある実施形態において、Cas9分子は一方の鎖のみ、例えば、gRNAがハイブリダイズする方の鎖、またはgRNAがハイブリダイズする鎖に相補的な鎖を切断する。ある実施形態において、活性Cas9分子は、HNH様ドメインに関連する切断活性を含む。ある実施形態において、活性Cas9分子は、N末端RuvC様ドメインに関連する切断活性を含む。ある実施形態において、活性Cas9分子は、HNH様ドメインに関連する切断活性とN末端RuvC様ドメインに関連する切断活性とを含む。ある実施形態において、活性Cas9分子は、活性なまたは切断コンピテントなHNH様ドメインと、不活性なまたは切断インコンピテントなN末端RuvC様ドメインとを含む。ある実施形態において、活性Cas9分子は、不活性なまたは切断インコンピテントなHNH様ドメインと、活性なまたは切断コンピテントなN末端RuvC様ドメインとを含む。
ある実施形態において、活性Cas9分子が標的核酸と相互作用してそれを切断する能力は、PAM配列依存的である。PAM配列は標的核酸中の配列である。ある実施形態において、標的核酸の切断はPAM配列から上流で起こる。異なる細菌種の活性Cas9分子は異なる配列モチーフ(例えば、PAM配列)を認識することができる。ある実施形態において、化膿レンサ球菌(S.pyogenes)の活性Cas9分子は配列モチーフNGGを認識し、その配列から1〜10、例えば3〜5塩基対上流の標的核酸配列の切断を導く。例えば、Mali el ai,SCIENCE 2013;339(6121):823−826を参照されたい。ある実施形態において、S.サーモフィルス(S.thermophilus)の活性Cas9分子は配列モチーフNGGNGおよびNNAGAAW(W=AまたはT)を認識し、これらの配列から1〜10、例えば3〜5塩基対上流のコア標的核酸配列の切断を導く。例えば、Horvath et al.,SCIENCE 2010;327(5962):167−170、およびDeveau et al,J BACTERIOL 2008;190(4):1390−1400を参照されたい。ある実施形態において、S.ミュータンス(S.mutans)の活性Cas9分子は配列モチーフNGGまたはNAAR(R−AまたはG)を認識し、この配列から1〜10、例えば3〜5塩基対上流のコア標的核酸配列の切断を導く。例えば、Deveau et al.,J BACTERIOL 2008;190(4):1 390−1400を参照されたい。
ある実施形態において、黄色ブドウ球菌(S.aureus)の活性Cas9分子は配列モチーフNNGRR(R=AまたはG)を認識し、その配列から1〜10、例えば3〜5塩基対上流の標的核酸配列の切断を導く。例えば、Ran F.et al.,NATURE,vol.520,2015,pp.186−191を参照されたい。ある実施形態において、髄膜炎菌(N.meningitidis)の活性Cas9分子は配列モチーフNNNNGATTを認識し、その配列から1〜10、例えば3〜5塩基対上流の標的核酸配列の切断を導く。例えば、Hou et al.,PNAS EARLY EDITION 2013,1−6を参照されたい。Cas9分子がPAM配列を認識する能力は、例えば、Jinek et al,SCIENCE 2012,337:816に記載される形質転換アッセイを用いて決定することができる。
幾つかのCas9分子はgRNA分子と相互作用し、gRNA分子と併せてコア標的ドメインにホーミングする(例えば、標的化または局在化される)能力を有するが、標的核酸を切断する能力は有しない、または効率的な比率で切断する能力は有しない。切断活性を全く有しない、または実質的に有しないCas9分子は、本明細書では、不活性Cas9(酵素的に不活性なCas9)、デッドCas9、またはdCas9分子と称され得る。例えば、不活性Cas9分子は切断活性を欠き、または実質的に低い、例えば本明細書に記載されるアッセイによって計測したときに参照Cas9分子の20、10、5、1または0.1%未満の切断活性を有し得る。
例示的な天然に存在するCas9分子については、Chylinski et al,RNA Biology 2013;10:5,727−737に記載される。かかるCas9分子には、クラスター1細菌ファミリー、クラスター2細菌ファミリー、クラスター3細菌ファミリー、クラスター4細菌ファミリー、クラスター5細菌ファミリー、クラスター6細菌ファミリー、クラスター7細菌ファミリー、クラスター8細菌ファミリー、クラスター9細菌ファミリー、クラスター10細菌ファミリー、クラスター11細菌ファミリー、クラスター12細菌ファミリー、クラスター13細菌ファミリー、クラスター14細菌ファミリー、クラスター1細菌ファミリー、クラスター16細菌ファミリー、クラスター17細菌ファミリー、クラスター18細菌ファミリー、クラスター19細菌ファミリー、クラスター20細菌ファミリー、クラスター21細菌ファミリー、クラスター22細菌ファミリー、クラスター23細菌ファミリー、クラスター24細菌ファミリー、クラスター25細菌ファミリー、クラスター26細菌ファミリー、クラスター27細菌ファミリー、クラスター28細菌ファミリー、クラスター29細菌ファミリー、クラスター30細菌ファミリー、クラスター31細菌ファミリー、クラスター32細菌ファミリー、クラスター33細菌ファミリー、クラスター34細菌ファミリー、クラスター35細菌ファミリー、クラスター36細菌ファミリー、クラスター37細菌ファミリー、クラスター38細菌ファミリー、クラスター39細菌ファミリー、クラスター40細菌ファミリー、クラスター41細菌ファミリー、クラスター42細菌ファミリー、クラスター43細菌ファミリー、クラスター44細菌ファミリー、クラスター45細菌ファミリー、クラスター46細菌ファミリー、クラスター47細菌ファミリー、クラスター48細菌ファミリー、クラスター49細菌ファミリー、クラスター50細菌ファミリー、クラスター51細菌ファミリー、クラスター52細菌ファミリー、クラスター53細菌ファミリー、クラスター54細菌ファミリー、クラスター55細菌ファミリー、クラスター56細菌ファミリー、クラスター57細菌ファミリー、クラスター58細菌ファミリー、クラスター59細菌ファミリー、クラスター60細菌ファミリー、クラスター61細菌ファミリー、クラスター62細菌ファミリー、クラスター63細菌ファミリー、クラスター64細菌ファミリー、クラスター65細菌ファミリー、クラスター66細菌ファミリー、クラスター67細菌ファミリー、クラスター68細菌ファミリー、クラスター69細菌ファミリー、クラスター70細菌ファミリー、クラスター71細菌ファミリー、クラスター72細菌ファミリー、クラスター73細菌ファミリー、クラスター74細菌ファミリー、クラスター75細菌ファミリー、クラスター76細菌ファミリー、クラスター77細菌ファミリー、またはクラスター78細菌ファミリーのCas9分子が含まれる。
例示的な天然に存在するCas9分子には、クラスター1細菌ファミリーのCas9分子が含まれる。例としては、化膿レンサ球菌(S.pyogenes)(例えば、株SF370、MGAS 10270、MGAS 10750、MGAS2096、MGAS315、MGAS5005、MGAS6180、MGAS9429、NZ131およびSSI−1)、S.サーモフィルス(S.thermophilus)(例えば、株LMD−9)、S.シュードポルシヌス(S.pseudoporcinus)(例えば、株SPIN 20026)、S.ミュータンス(S.mutans)(例えば、株UA 159、NN2025)、S.マカカエ(S.macacae)(例えば、株NCTC1 1558)、S.ガロリティカス(S.gallolyticus)(例えば、株UCN34、ATCC BAA−2069)、S.エクイナス(S.equinus)(例えば、株ATCC 9812、MGCS 124)、S.ディスガラクティアエ(S.dysgalactiae)(例えば、株GGS 124)、S.ボビス(S.bovis)(例えば、株ATCC 700338)、S.アンギノサス(S.anginosus)(例えば、株F0211)、S.アガラクティアエ(S.agalactiae)(例えば、株NEM316、A909)、リステリア・モノサイトゲネス(Listeria monocytogenes)(例えば、株F6854)、リステリア・イノキュア(Listeria innocua)(L.イノキュア(L.innocua)、例えば、株Clip l 262)、エンテロコッカス・イタリクス(Enterococcus italicus)(例えば、株DSM 15952)、またはエンテロコッカス・フェシウム(Enterococcus faecium)(例えば、株1,231,408)のCas9分子が挙げられる。さらなる例示的Cas9分子は、髄膜炎菌(Neisseria meningitidis)のCas9分子(Hou et al.PNAS Early Edition 2013,1−6)および黄色ブドウ球菌(S.aureus)Cas9分子である。
ある実施形態において、Cas9分子、例えば活性Cas9分子または不活性Cas9分子は、本明細書に記載される任意のCas9分子配列または天然に存在するCas9分子配列、例えば、本明細書に挙げられるかまたはChylinski et al.,RNA Biology 2013,10:5,’I2’I−Τ,1,Hou et al.PNAS Early Edition 2013,1−6に記載される種のCas9分子と60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、または99%の相同性を有するアミノ酸配列を含み、それと比較したときに1%、2%、5%、10%、15%、20%、30%、または40%以下のアミノ酸残基が異なるか、それと1、2、5、10または20アミノ酸以上100、80、70、60、50、40または30アミノ酸以下異なるか、またはそれと同一である。
ある実施形態において、Cas9分子は、化膿レンサ球菌(S.pyogenes)Cas9:






と60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、または99%の相同性を有するアミノ酸配列を含み、それと比較したときに1%、2%、5%、10%、15%、20%、30%、または40%以下のアミノ酸残基が異なるか、それと1、2、5、10または20アミノ酸以上100、80、70、60、50、40または30アミノ酸以下異なるか、またはそれと同一である。
実施形態において、Cas9分子は、正電荷アミノ酸(例えば、リジン、アルギニンまたはヒスチジン)に対して非荷電または非極性アミノ酸、例えばアラニンを前記位置に導入する1つ以上の突然変異を含む配列番号6611の化膿レンサ球菌(S.pyogenes)Cas9変異体である。実施形態において、突然変異は、Cas9のnt溝にある1つ以上の正電荷アミノ酸に対する突然変異である。実施形態において、Cas9分子は、配列番号6611の855位における突然変異、例えば、配列番号6611の855位における非荷電アミノ酸、例えばアラニンへの突然変異を含む配列番号6611の化膿レンサ球菌(S.pyogenes)Cas9変異体である。実施形態において、Cas9分子は、配列番号6611と比べて配列番号6611の855位にのみ、例えば、非荷電アミノ酸、例えばアラニンへの突然変異を有する。実施形態において、Cas9分子は、配列番号6611の810位における突然変異、1003位における突然変異、および/または1060位における突然変異、例えば配列番号6611の810位、1003位、および/または1060位におけるアラニンへの突然変異を含む配列番号6611の化膿レンサ球菌(S.pyogenes)Cas9変異体である。実施形態において、Cas9分子は、配列番号6611と比べて配列番号6611の810位、1003位、および1060位にのみ突然変異を有し、例えば、ここで、各突然変異は、非荷電アミノ酸、例えばアラニンへの突然変異である。実施形態において、Cas9分子は、配列番号6611の848位における突然変異、1003位における突然変異、および/または1060位における突然変異、例えば配列番号6611の848位、1003位、および/または1060位におけるアラニンへの突然変異を含む配列番号6611の化膿レンサ球菌(S.pyogenes)Cas9変異体である。実施形態において、Cas9分子は、配列番号6611と比べて配列番号6611の848位、1003位、および1060位にのみ突然変異を有し、例えば、ここで、各突然変異は、非荷電アミノ酸、例えばアラニンへの突然変異である。実施形態において、Cas9分子は、Slaymaker et al.,Science Express(2015年12月1日、Science DOI:10.1126/science.aad5227においてオンラインで利用可能)に記載されるとおりのCas9分子である。
実施形態において、Cas9分子は、1つ以上の突然変異を含む配列番号6611の化膿レンサ球菌(S.pyogenes)Cas9変異体である。実施形態において、Cas9変異体は配列番号6611の80位に突然変異を含み、例えば、配列番号6611の80位にロイシンを含む(すなわち、C80L突然変異を有する配列番号6611を含む、例えばそれからなる)。実施形態において、Cas9変異体は配列番号6611の574位に突然変異を含み、例えば、配列番号6611の574位にグルタミン酸を含む(すなわち、C574E突然変異を有する配列番号6611を含む、例えばそれからなる)。実施形態において、Cas9変異体は、配列番号6611の80位における突然変異および574位における突然変異を含み、例えば、配列番号6611の80位にロイシン、および配列番号6611の574位にグルタミン酸を含む(すなわち、C80L突然変異およびC574E突然変異を有する配列番号6611を含む、例えばそれからなる)。理論によって拘束されるものではないが、かかる突然変異はCas9分子の溶解特性を改善すると考えられる。
実施形態において、Cas9分子は、1つ以上の突然変異を含む配列番号6611の化膿レンサ球菌(S.pyogenes)Cas9変異体である。実施形態において、Cas9変異体は配列番号6611の147位に突然変異を含み、例えば、配列番号6611の147位にチロシンを含む(すなわち、D147Y突然変異を有する配列番号6611を含む、例えばそれからなる)。実施形態において、Cas9変異体は配列番号6611の411位に突然変異を含み、例えば、配列番号6611の411位にスレオニンを含む(すなわち、P411T突然変異を有する配列番号6611を含む、例えばそれからなる)。実施形態において、Cas9変異体は、配列番号6611の147位における突然変異および411位における突然変異を含み、例えば、配列番号6611の147位にチロシン、および配列番号6611の411位にスレオニンを含む(すなわち、D147Y突然変異およびP411T突然変異を有する配列番号6611を含む、例えばそれからなる)。理論によって拘束されるものではないが、かかる突然変異はCas9分子の例えば酵母におけるターゲティング効率を改善すると考えられる。
実施形態において、Cas9分子は、1つ以上の突然変異を含む配列番号6611の化膿レンサ球菌(S.pyogenes)Cas9変異体である。実施形態において、Cas9変異体は配列番号6611の1135位に突然変異を含み、例えば、配列番号6611の1135位にグルタミン酸を含む(すなわち、D1135E突然変異を有する配列番号6611を含む、例えばそれからなる)。理論によって拘束されるものではないが、かかる突然変異はCas9分子のNAG PAM配列と比べたNGG PAM配列に対する選択性を改善すると考えられる。
実施形態において、Cas9分子は、特定の位置に非荷電または非極性アミノ酸、例えばアラニンを導入する1つ以上の突然変異を含む配列番号6611の化膿レンサ球菌(S.pyogenes)Cas9変異体である。実施形態において、Cas9分子は、配列番号6611の497位における突然変異、661位における突然変異、695位における突然変異および/または926位における突然変異、例えば配列番号6611の497位、661位、695位および/または926位におけるアラニンへの突然変異を含む配列番号6611の化膿レンサ球菌(S.pyogenes)Cas9変異体である。実施形態において、Cas9分子は、配列番号6611と比べて配列番号6611の497位、661位、695位、および926位にのみ突然変異を有し、例えば、ここで、各突然変異は、非荷電アミノ酸、例えばアラニンへの突然変異である。理論によって拘束されるものではないが、かかる突然変異はCas9分子によるオフターゲット部位の切断を低減すると考えられる。
Cas9分子に対する本明細書に記載される突然変異は組み合わせてもよく、本明細書に記載される融合または他の修飾のいずれかと組み合わせて、そのCas9分子を本明細書に記載されるアッセイで試験してもよいことが理解されるであろう。
本明細書に開示される本発明の実施には、様々なタイプのCas分子を使用することができる。一部の実施形態において、II型CasシステムのCas分子が使用される。他の実施形態において、他のCasシステムのCas分子が使用される。例えば、I型またはIII型Cas分子が使用されてもよい。例示的Cas分子(およびCasシステム)については、Haft et ai,PLoS COMPUTATIONAL BIOLOGY 2005,1(6):e60およびMakarova et al,NATURE REVIEW MICROBIOLOGY 201 1,9:467−477(両方の参考文献の内容が全体として参照により本明細書に援用される)に記載される。
ある実施形態において、Cas9分子は、以下の活性の1つ以上を含む:ニッカーゼ活性;二本鎖切断活性(例えば、エンドヌクレアーゼおよび/またはエキソヌクレアーゼ活性);ヘリカーゼ活性;またはgRNA分子と一緒になって標的核酸に局在化する能力。
改変Cas9分子
天然に存在するCas9分子は、ニッカーゼ活性、ヌクレアーゼ活性(例えば、エンドヌクレアーゼおよび/またはエキソヌクレアーゼ活性);ヘリカーゼ活性;gRNA分子と機能的に関連する能力;および核酸上の部位を標的化する(またはそこに局在化する)能力(例えば、PAM認識および特異性)を含め、幾つもの特性を有する。ある実施形態において、Cas9分子はこれらの特性の全てまたは一部を含み得る。典型的な実施形態において、Cas9分子はgRNA分子と相互作用し、gRNA分子と協力して核酸の部位に局在化する能力を有する。他の活性、例えば、PAM特異性、切断活性、またはヘリカーゼ活性はCas9分子でより広く異なり得る。
所望の特性を有するCas9分子は、幾つもの方法で、例えば、親の、例えば天然に存在するCas9分子の改変によって所望の特性を有する改変Cas9分子を提供することにより作製し得る。例えば、親Cas9分子と比べた1つ以上の突然変異または違いを導入することができる。かかる突然変異および違いには、置換(例えば、保存的置換または非必須アミノ酸の置換);挿入;または欠失が含まれる。ある実施形態において、Cas9分子は、参照Cas9分子と比べて1つ以上の突然変異または違い、例えば1、2、3、4、5、10、15、20、30、40または50個以上の突然変異、200、100、または80個未満の突然変異を含み得る。
ある実施形態において、1つまたは複数の突然変異は、Cas9活性、例えば本明細書に記載されるCas9活性に実質的な効果を及ぼさない。ある実施形態において、1つまたは複数の突然変異は、Cas9活性、例えば本明細書に記載されるCas9活性に対して実質的な効果を及ぼす。ある実施形態において、例示的活性には、PAM特異性、切断活性、およびヘリカーゼ活性の1つ以上が含まれる。1つまたは複数の突然変異は、例えば、1つ以上のRuvC様ドメイン、例えばN末端RuvC様ドメイン;HNH様ドメイン;RuvC様ドメインおよびHNH様ドメインの外側の領域に存在し得る。一部の実施形態において、1つまたは複数の突然変異はN末端RuvC様ドメインに存在する。一部の実施形態において、1つまたは複数の突然変異はHNH様ドメインに存在する。一部の実施形態において、突然変異はN末端RuvC様ドメインおよびHNH様ドメインの両方に存在する。
詳細な配列、例えば置換が、ターゲティング活性、切断活性などの1つ以上の活性に影響を及ぼし得るか否かは、例えば、その突然変異が保存されたものかどうかを判定することにより、または第III節に記載される方法により、判定または予想することができる。ある実施形態において、「非必須」アミノ酸残基とは、Cas9分子との関連において使用されるとき、Cas9活性(例えば、切断活性)を無効にすることなく、またはより好ましくはそれを実質的に改変することなくCas9分子、例えば天然に存在するCas9分子、例えば活性Cas9分子の野生型配列から改変することのできる残基であり、一方、「必須」アミノ酸残基の変化は実質的な活性(例えば、切断活性)の喪失をもたらす。
改変されたPAM認識を有するかまたはPAM認識のないCas9分子
天然に存在するCas9分子は、特異的PAM配列、例えば、化膿レンサ球菌(S.pyogenes)、S.サーモフィルス(S.thermophilus)、S.ミュータンス(S.mutans)、黄色ブドウ球菌(S.aureus)および髄膜炎菌(N.meningitidis)について上記に記載したPAM認識配列を認識することができる。
ある実施形態において、Cas9分子は天然に存在するCas9分子と同じPAM特異性を有する。他の実施形態において、Cas9分子は、天然に存在するCas9分子との関連性がないPAM特異性、またはそれが最も近い配列相同性を有する天然に存在するCas9分子との関連性がないPAM特異性を有する。例えば、天然に存在するCas9分子を改変することにより、例えばPAM認識を改変する、例えばCas9分子が認識するPAM配列を改変してオフターゲット部位を減少させる、および/または特異性を向上させるか、またはPAM認識要件をなくすことができる。ある実施形態において、Cas9分子を改変することにより、例えばPAM認識配列の長さを増加させ、および/またはCas9特異性を高い同一性レベルとなるよう向上させて、オフターゲット部位を減少させ、かつ特異性を高めることができる。ある実施形態において、PAM認識配列の長さは少なくとも4、5、6、7、8、9、10または15アミノ酸長である。異なるPAM配列を認識する、および/またはオフターゲット活性が低下したCas9分子は、定方向進化を用いて作成することができる。Cas9分子の定方向進化に用いることのできる例示的方法およびシステムについては、例えば、Esvelt el al,Nature 2011,472(7344):499−503に記載されている。候補Cas9分子は、例えば本明細書に記載される方法によって評価することができる。
非切断型および修飾切断型Cas9分子
ある実施形態において、Cas9分子は、天然に存在するCas9分子と異なる、例えば、最も近い相同性を有する天然に存在するCas9分子と異なる切断特性を含む。例えば、Cas9分子は、天然に存在するCas9分子、例えば化膿レンサ球菌(S.pyogenes)のCas9分子と以下のとおり異なり得る:例えば天然に存在するCas9分子(例えば、化膿レンサ球菌(S.pyogenes)のCas9分子)と比較したときに二本鎖切断の切断(エンドヌクレアーゼおよび/またはエキソヌクレアーゼ活性)を調整する、例えば低下または増加させるその能力;例えば天然に存在するCas9分子(例えば、化膿レンサ球菌(S.pyogenes)のCas9分子)と比較したときに核酸の一本鎖、例えば核酸分子の非相補鎖または核酸分子の相補鎖の切断(ニッカーゼ活性)を調整する、例えば低下または増加させるその能力;または核酸分子、例えば二本鎖または一本鎖核酸分子を切断する能力を除去し得る。
修飾切断型活性Cas9分子
ある実施形態において、活性Cas9分子は、以下の活性の1つ以上を含む:N末端RuvC様ドメインに関連する切断活性;HNH様ドメインに関連する切断活性;HNHドメインに関連する切断活性およびN末端RuvC様ドメインに関連する切断活性。
ある実施形態において、Cas9分子はCas9ニッカーゼであり、例えばDNAの一本鎖のみを切断する。ある実施形態において、Cas9ニッカーゼは配列番号6611の10位における突然変異および/または840位における突然変異を含み、例えば、配列番号6611に対するD10Aおよび/またはH840A突然変異を含む。
非切断型不活性Cas9分子
ある実施形態において、改変Cas9分子は、核酸分子を(二本鎖核酸分子または一本鎖核酸分子のいずれも)切断しない、または核酸分子を著しく低い効率で、例えば、本明細書に記載されるアッセイによって例えば計測したときに参照Cas9分子の切断活性の20、10、5、1または0.1%未満の効率で切断する不活性Cas9分子である。参照Cas9分子は、天然に存在する非修飾Cas9分子、例えば、化膿レンサ球菌(S.pyogenes)、S.サーモフィルス(S.thermophilus)、黄色ブドウ球菌(S.aureus)または髄膜炎菌(N.meningitidis)のCas9分子など、天然に存在するCas9分子であり得る。ある実施形態において、参照Cas9分子は、最も近い配列同一性または相同性を有する天然に存在するCas9分子である。ある実施形態において、不活性Cas9分子は、実質的なN末端RuvC様ドメインに関連する切断活性およびHNH様ドメインに関連する切断活性を欠いている。
ある実施形態において、Cas9分子はdCas9である。Tsai et al.(2014),Nat.Biotech.32:569−577。
触媒的に不活性なCas9分子が転写リプレッサーと融合してもよい。不活性Cas9融合タンパク質はgRNAと複合体化し、gRNAの標的化ドメインによって指定されるDNA配列に局在化するが、活性Cas9と異なり、それが標的DNAを切断することはない。転写抑制ドメインなどのエフェクタードメインを不活性Cas9に融合すると、gRNAによって指定される任意のDNA部位にそのエフェクターを動員することが可能になる。Cas9融合タンパク質を遺伝子のプロモーター領域に部位特異的に標的化すると、そのプロモーター領域へのポリメラーゼの結合、例えば転写因子(例えば、転写活性化因子)とのCas9融合および/または核酸への転写エンハンサーの結合を遮断し、またはそれに影響を及ぼして、転写活性化を増加させるかまたは阻害することができる。あるいは、転写リプレッサーとのCas9融合物を遺伝子のプロモーター領域に部位特異的に標的化することを用いて、転写活性化を低下させることができる。
不活性Cas9分子と融合させ得る転写リプレッサーまたは転写リプレッサードメインには、クルッペル関連ボックス(KRABまたはSKD)、Mad mSIN3相互作用ドメイン(SID)またはERFリプレッサードメイン(ERD)が含まれ得る。
別の実施形態において、不活性Cas9分子が、クロマチンを修飾するタンパク質と融合してもよい。例えば、不活性Cas9分子が、ヘテロクロマチンタンパク質1(HP1)、ヒストンリジンメチルトランスフェラーゼ(例えば、SUV39H1、SUV39H2、G9A、ESET/SETDB l、Pr−SET7/8、SUV4−20H1,RIZ1)、ヒストンリジンデメチラーゼ(例えば、LSD1/BHC110、SpLsdl/Sw,l/Safl 10、Su(var)3−3、JMJD2A/JHDM3A、JMJD2B、JMJD2C/GASC1、JMJD2D、Rphl、JARID 1A/RBP2、JARIDIB/PLU−I、JAR1D 1C/SMCX、JARID1D/SMCY、Lid、Jhn2、Jmj2)、ヒストンリジンデアセチラーゼ(例えば、HDAC1、HDAC2、HDAC3、HDAC8、Rpd3、Hosl、Cir6、HDAC4、HDAC5、HDAC7、HDAC9、Hdal、Cir3、SIRT1、SIRT2、Sir2、Hstl、Hst2、Hst3、Hst4、HDAC11)およびDNAメチラーゼ(DNMT1,DNMT2a/DMNT3b、MET1)と融合してもよい。不活性Cas9−クロマチン修飾分子融合タンパク質を使用してクロマチン状態を改変し、標的遺伝子の発現を低下させることができる。
異種配列(例えば、転写リプレッサードメイン)は不活性Cas9タンパク質のN末端またはC末端に融合し得る。代替的実施形態において、異種配列(例えば、転写リプレッサードメイン)は不活性Cas9タンパク質の内側部分(すなわち、N末端またはC末端以外の部分)に融合し得る。
Cas9分子/gRNA分子複合体が標的核酸に結合してそれを切断する能力は、例えば、本明細書の第III節に記載される方法によって判定することができる。Cas9分子、例えば活性Cas9または不活性Cas9のいずれかの、単独での、またはgRNA分子との複合体での活性も、遺伝子発現アッセイおよびクロマチンに基づくアッセイ、例えばクロマチン免疫沈降(ChiP)およびクロマチンインビボアッセイ(CiA)を含め、当該技術分野において周知の方法によって判定し得る。
他のCas9分子融合物
実施形態において、Cas9分子、例えば化膿レンサ球菌(S.pyogenes)のCas9は、さらなる活性を付与する1つ以上のアミノ酸配列をさらに含み得る。
一部の態様において、Cas9分子は1つ以上の核移行配列(NLS)、例えば少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10個またはそれを超えるNLSを含み得る。一部の実施形態において、Cas9分子は、アミノ末端にまたはその近傍に少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10個、またはそれを超えるNLSを含むか、カルボキシ末端にまたはその近傍に少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10個、またはそれを超えるNLSを含むか、またはこれらの組み合わせ(例えば、アミノ末端に1つ以上のNLSおよびカルボキシ末端に1つ以上のNLS)である。2つ以上のNLSが存在するとき、各々は他と独立して選択されてもよく、したがって2つ以上のコピーに単一のNLSが存在することも、および/または1つ以上のコピーに存在する1つ以上の他のNLSとの組み合わせで存在することもある。一部の実施形態において、NLSは、NLSの最も近いアミノ酸がポリペプチド鎖に沿ってN末端またはC末端から約1、2、3、4、5、10、15、20、25、30、40、50アミノ酸、またはそれを超える範囲内にあるとき、N末端またはC末端の近傍にあると見なされる。典型的には、NLSは、タンパク質表面に露出した正電荷リジンまたはアルギニンの1つ以上の短い配列からなるが、他のタイプのNLSが公知である。NLSの非限定的な例としては、アミノ酸配列PKKKRKV(配列番号6612)を有する、SV40ウイルスラージT抗原のNLS;ヌクレオプラスミンのNLS(例えば、配列KRPAATKKAGQAKKKK(配列番号6613)を有するヌクレオプラスミンバイパータイトNLS;アミノ酸配列PAAKRVKLD(配列番号6614)またはRQRRNELKRSP(配列番号6615)を有するc−myc NLS;配列NQSSNFGPMKGGNFGGRSSGPYGGGGQYFAKPRNQGGY(配列番号6616)を有するhRNPA1 M9 NLS;インポーチン−αのIBBドメインの配列RMRIZFKNKGKDTAELRRRRVEVSVELRKAKKDEQILKRRNV(配列番号6617);筋腫Tタンパク質の配列VSRKRPRP(配列番号6618)およびPPKKARED(配列番号6619);ヒトp53の配列PQPKKKPL(配列番号6620);マウスc−ab1 IVの配列SALIKKKKKMAP(配列番号6621);インフルエンザウイルスNS1の配列DRLRR(配列番号6622)およびPKQKKRK(配列番号6623);肝炎ウイルスδ抗原の配列RKLKKKIKKL(配列番号6624);マウスMx1タンパク質の配列REKKKFLKRR(配列番号6625);ヒトポリ(ADP−リボース)ポリメラーゼの配列KRKGDEVDGVDEVAKKKSKK(配列番号6626);およびステロイドホルモン受容体(ヒト)グルココルチコイドの配列RKCLQAGMNLEARKTKK(配列番号6627)を含むかまたはそれに由来するNLS配列が挙げられる。他の好適なNLS配列は当該技術分野において公知である(例えば、Sorokin,Biochemistry(Moscow)(2007)72:13,1439−1457;Lange J Biol Chem.(2007)282:8,5101−5)。
ある実施形態において、Cas9分子、例えば化膿レンサ球菌(S.pyogenes)Cas9分子は、例えばCas9分子のN端側に配置された、SV40のNLS配列を含む。ある実施形態において、Cas9分子、例えば化膿レンサ球菌(S.pyogenes)Cas9分子は、Cas9分子のN端側に配置されたSV40のNLS配列およびCas9分子のC端側に配置されたSV40のNLS配列を含む。ある実施形態において、Cas9分子、例えば化膿レンサ球菌(S.pyogenes)Cas9分子は、Cas9分子のN端側に配置されたSV40のNLS配列およびCas9分子のC端側に配置されたヌクレオプラスミンのNLS配列を含む。前述の実施形態のいずれにおいても、この分子は、例えばN末端またはC末端に、タグ、例えばHisタグ、例えばHis(6)タグまたはHis(8)タグをさらに含み得る。
一部の態様において、Cas9分子は、Cas9分子が特異的に認識されることを可能にする1つ以上のアミノ酸配列、例えばタグを含み得る。一実施形態において、タグは、ヒスチジンタグ、例えば、少なくとも3、4、5、6、7、8、9、10個またはそれを超えるヒスチジンアミノ酸を含むヒスチジンタグである。実施形態において、ヒスチジンタグはHis6タグ(6個のヒスチジン)である。他の実施形態において、ヒスチジンタグはHis8タグ(8個のヒスチジン)である。実施形態において、ヒスチジンタグは、リンカーによってCas9分子の1つ以上の他の部分と分離されていてもよい。実施形態において、リンカーはGGSである。かかる融合物の例は、Cas9分子iProt106520である。
一部の態様において、Cas9分子は、プロテアーゼによって認識される1つ以上のアミノ酸配列を含み得る(例えば、プロテアーゼ切断部位を含む)。実施形態において、切断部位はタバコエッチウイルス(TEV)切断部位であり、例えば、配列ENLYFQG(配列番号7810)を含む。一部の態様においてプロテアーゼ切断部位、例えばTEV切断部位は、タグ、例えばHisタグ、例えばHis6またはHis8タグとCas9分子の残りの部分との間に配置される。理論によって拘束されるものではないが、かかる導入により、タグを例えばCas9分子の精製に使用し、次に続いて切断して、タグがCas9分子の機能を妨げないようにすることが可能になると考えられる。
実施形態において、Cas9分子(例えば、本明細書に記載されるとおりのCas9分子)はN末端NLSおよびC末端NLSを含み(例えば、N末端からC末端に、NLS−Cas9−NLSを含み)、例えば、ここで、各NLSはSV40 NLS(PKKKRKV(配列番号6612))である。実施形態において、Cas9分子(例えば、本明細書に記載されるとおりのCas9分子)はN末端NLS、C末端NLS、およびC末端His6タグを含み(例えば、N末端からC末端に、NLS−Cas9−NLS−Hisタグを含み)、例えば、ここで、各NLSはSV40 NLS(PKKKRKV(配列番号6612))である。実施形態において、Cas9分子(例えば、本明細書に記載されるとおりのCas9分子)はN末端Hisタグ(例えば、His6タグ)、N末端NLS、およびC末端NLSを含み(例えば、N末端からC末端に、Hisタグ−NLS−Cas9−NLSを含み)、例えば、ここで、各NLSはSV40 NLS(PKKKRKV(配列番号6612))である。実施形態において、Cas9分子(例えば、本明細書に記載されるとおりのCas9分子)はN末端NLSおよびC末端Hisタグ(例えば、His6タグ)を含み(例えば、N末端からC末端に、Hisタグ−Cas9−NLSを含み)、例えば、ここで、NLSはSV40 NLS(PKKKRKV(配列番号6612))である。実施形態において、Cas9分子(例えば、本明細書に記載されるとおりのCas9分子)はN末端NLSおよびC末端Hisタグ(例えば、His6タグ)を含み(例えば、N末端からC末端に、NLS−Cas9−Hisタグを含み)、例えば、ここで、NLSはSV40 NLS(PKKKRKV(配列番号6612))である。実施形態において、Cas9分子(例えば、本明細書に記載されるとおりのCas9分子)はN末端Hisタグ(例えば、His8タグ)、N末端切断ドメイン(例えば、タバコエッチウイルス(TEV)切断ドメイン(例えば、配列ENLYFQG(配列番号7810)を含む))、N末端NLS(例えば、SV40 NLS;配列番号6612)、およびC末端NLS(例えば、SV40 NLS;配列番号6612)を含む(例えば、N末端からC末端に、Hisタグ−TEV−NLS−Cas9−NLSを含む)。前述の実施形態のいずれにおいてもCas9は配列番号6611の配列を有する。あるいは、前述の実施形態のいずれにおいても、Cas9は、例えば本明細書に記載されるとおりの、配列番号6611のCas9変異体の配列を有する。前述の実施形態のいずれにおいても、Cas9分子は、Hisタグと分子の別の部分との間にリンカー、例えばGGSリンカーを含む。上記に記載される例示的Cas9分子のアミノ酸配列を以下に提供する。「iProt」識別名は図60のものと一致する。










Cas9分子をコードする核酸
Cas9分子、例えば活性Cas9分子または不活性Cas9分子をコードする核酸が本明細書に提供される。
Cas9分子をコードする例示的核酸は、Cong et al,SCIENCE 2013,399(6121):819−823;Wang et al,CELL 2013,153(4):910−918;Mali et al.,SCIENCE 2013,399(6121):823−826;Jinek et al,SCIENCE 2012,337(6096):816−821に記載されている。
ある実施形態において、Cas9分子をコードする核酸は合成核酸配列であってもよい。例えば、合成核酸分子は、例えば第XIII節に記載するとおり、化学的に修飾することができる。ある実施形態において、Cas9 mRNAは以下の特性の1つ以上、例えば全てを有する:これはキャッピングされている、ポリアデニル化されている、5−メチルシチジンおよび/またはプソイドウリジンで置換されている。
加えてまたは代わりに、合成核酸配列はコドン最適化されてもよく、例えば、少なくとも1つのまれな頻度のコドンまたは低頻度のコドンが高頻度のコドンに置き換えられている。例えば、合成核酸は、例えば本明細書に記載される哺乳動物発現系における発現に例えば最適化された、最適化メッセンジャーmRNAの合成を導くことができる。
以下に、化膿レンサ球菌(S.pyogenes)のCas9分子をコードする例示的コドン最適化核酸配列を提供する。



上記のCas9配列をC末端でペプチドまたはポリペプチドと融合させる場合(例えば、C末端で転写リプレッサーと融合した不活性Cas9)、終止コドンは取り除かれるであろうことが理解される。
VI.候補分子の機能分析
候補Cas9分子、候補gRNA分子、候補Cas9分子/gRNA分子複合体は、当該技術分野において公知の方法により、または本明細書に記載されるとおり評価することができる。例えば、Cas9分子のエンドヌクレアーゼ活性を評価する例示的方法が、例えば、Jinek el al.,SCIENCE 2012;337(6096):816−821に記載されている。
VII.鋳型核酸(核酸導入用)
用語「鋳型核酸」または「ドナー鋳型」は、本明細書で使用されるとき、本発明のCRISPRシステムによって修飾、例えば切断された標的配列にまたはその近傍に挿入される核酸を指す。ある実施形態において、標的配列のまたはその近傍の核酸配列が、典型的には1つまたは複数の切断部位にまたはその近傍に鋳型核酸の配列の一部または全てを有するように修飾される。ある実施形態において、鋳型核酸は一本鎖である。代替的実施形態において、鋳型核酸は二本鎖である。ある実施形態において、鋳型核酸はDNA、例えば二本鎖DNAである。代替的実施形態において、鋳型核酸は一本鎖DNAである。
実施形態において、鋳型核酸は、グロビンタンパク質、例えばβグロビンをコードする配列を含み、例えばβグロビン遺伝子を含む。ある実施形態において、核酸によってコードされるβグロビンは1つ以上の突然変異、例えば抗鎌状化突然変異を含む。ある実施形態において、核酸によってコードされるβグロビンは突然変異T87Qを含む。ある実施形態において、核酸によってコードされるβグロビンは突然変異G16Dを含む。ある実施形態において、核酸によってコードされるβグロビンは突然変異E22Aを含む。ある実施形態において、βグロビン遺伝子は、突然変異G16D、E22AおよびT87Qを含む。実施形態において、鋳型核酸は、1つ以上の調節エレメント、例えば、プロモーター(例えば、ヒトβグロビンプロモーター)、3’エンハンサー、および/またはグロビン遺伝子座制御領域の少なくとも一部分(例えば、1つ以上のDNアーゼI高感受性部位(例えば、ヒトグロビン遺伝子座のHS2、HS3および/またはHS4))をさらに含む。
他の実施形態において、鋳型核酸は、γグロビンをコードする配列を含み、例えばγグロビン遺伝子を含む。実施形態において、鋳型核酸は、γグロビンタンパク質の2つ以上のコピーをコードする配列を含み、例えば、2つ以上、例えば2つのγグロビン遺伝子配列を含む。実施形態において、鋳型核酸は1つ以上の調節エレメント、例えばプロモーターおよび/またはエンハンサーをさらに含む。
ある実施形態において、鋳型核酸は、相同組換え修復イベントに関与することによって標的位置の構造を改変する。ある実施形態において、鋳型核酸は標的位置の配列を改変する。ある実施形態において、鋳型核酸は標的核酸への修飾された、または天然に存在しない塩基の取込みをもたらす。
本明細書に記載される遺伝子または経路における突然変異は、本明細書で考察する手法の1つを用いて修正し得る。ある実施形態において、本明細書に記載される遺伝子または経路における突然変異は、鋳型核酸を用いた相同組換え修復(HDR)によって修正される。ある実施形態において、本明細書に記載される遺伝子または経路における突然変異は、鋳型核酸を用いた相同的組換え(HR)によって修正される。ある実施形態において、本明細書に記載される遺伝子または経路における突然変異は、鋳型核酸を用いた非相同末端結合(NHEJ)修復によって修正される。他の実施形態において、目的の分子をコードする核酸が、本発明のCRISPRシステムによって修飾された部位にまたはその近傍に挿入され得る。実施形態において、鋳型核酸は、例えば本明細書に記載されるとおりの、目的の分子をコードする核酸配列に作動可能に連結された調節エレメント、例えば1つ以上のプロモーターおよび/またはエンハンサーを含む。
HDRまたはHR修復および鋳型核酸
本明細書に記載されるとおり、ヌクレアーゼ誘導相同組換え修復(HDR)または相同的組換え(HR)を用いて標的配列を改変し、およびゲノムの突然変異を修正(例えば、修復または編集)することができる。理論によって拘束されることを望むものではないが、標的配列の改変は、ドナー鋳型または鋳型核酸に基づく修復によって起こると考えられる。例えば、ドナー鋳型または鋳型核酸が標的配列の改変をもたらす。プラスミドドナーまたは線状二本鎖鋳型を相同的組換えの鋳型として使用し得ることが企図される。さらに、一本鎖ドナー鋳型を標的配列とドナー鋳型との間の代替的相同組換え修復方法(例えば、一本鎖アニーリング)による標的配列の改変の鋳型として使用し得ることが企図される。ドナー鋳型によって達成される標的配列の改変は、Cas9分子による切断に依存し得る。Cas9による切断には、二本鎖切断、1つの一本鎖切断、または2つの一本鎖切断が含まれ得る。
ある実施形態において、突然変異は単一の二本鎖切断または2つの一本鎖切断のいずれによっても修正することができる。ある実施形態において、突然変異は、(1)1つの二本鎖切断、(2)2つの一本鎖切断、(3)標的配列の各側に切断が生じる2つの二本鎖切断、(4)標的配列の各側に二本鎖切断および2つの一本鎖切断が生じる1つの二本鎖切断および2つの一本鎖切断、(5)標的配列の各側に一対の一本鎖切断が生じる4つの一本鎖切断、または(6)1つの一本鎖切断を作り出すCRISPR/Cas9システムおよび鋳型を提供することにより修正し得る。
二本鎖切断の媒介による修正
ある実施形態において、HNH様ドメインに関連する切断活性とRuvC様ドメイン、例えばN末端RuvC様ドメインに関連する切断活性とを有するCas9分子、例えば野生型Cas9によって二本鎖切断が達成される。かかる実施形態には単一のgRNAのみが必要である。
一本鎖切断の媒介による修正
他の実施形態において、ニッカーゼ活性、例えばHNH様ドメインに関連する切断活性またはN末端RuvC様ドメインに関連する切断活性を有するCas9分子によって2つの一本鎖切断、すなわちニックが達成される。かかる実施形態には、各一本鎖切断の配置につき1つずつ、2つのgRNAが必要である。ある実施形態において、ニッカーゼ活性を有するCas9分子は、gRNAがハイブリダイズする鎖を切断し、gRNAがハイブリダイズする鎖に相補的な鎖は切断しない。ある実施形態において、ニッカーゼ活性を有するCas9分子は、gRNAがハイブリダイズする鎖を切断せず、むしろgRNAがハイブリダイズする鎖に相補的な鎖を切断する。
ある実施形態において、ニッカーゼはHNH活性を有し、例えば、RuvC活性が不活性化されているCas9分子、例えば、D10における突然変異、例えばD10A突然変異を有するCas9分子である。D10AはRuvCを不活性化する。したがって、Cas9ニッカーゼはHNH活性(のみ)を有し、gRNAがハイブリダイズする鎖(例えば、そこにNGG PAMを有しない相補鎖)を切断することになる。他の実施形態において、H840、例えばH840A突然変異を有するCas9分子をニッカーゼとして使用することができる。H840AはHNHを不活性化する。したがって、Cas9ニッカーゼはRuvC活性(のみ)を有し、非相補鎖(例えば、NGG PAMを有し、かつその配列がgRNAと同一である鎖)を切断する。
ニッカーゼおよび2つのgRNAを使用して2つの一本鎖ニックを配置する実施形態において、1つのニックは標的核酸の+鎖上にあり、1つのニックは−鎖上にある。PAMは外側に面している。gRNAは、gRNAが約0〜50、0〜100、または0〜200ヌクレオチド分離されるように選択することができる。ある実施形態において、2つのgRNAの標的化ドメインと相補的な標的配列間にオーバーラップはない。ある実施形態において、gRNAはオーバーラップせず、50、100、または200ヌクレオチドほども分離されている。ある実施形態において、2つのgRNAを使用すると、例えばオフターゲット結合が減少することにより特異性が増加し得る(Ran el cil.,CELL 2013)。
ある実施形態では、単一のニックを使用してHDRが誘導され得る。本明細書では、単一のニックを使用して所与の切断部位におけるHDR、HRまたはNHEJ率を増加させ得ることが企図される。
標的位置に対する二本鎖切断または一本鎖切断の配置
鎖の一方における二本鎖切断点または一本鎖切断点は、修正が起こるように標的位置に十分に近くなければならない。ある実施形態において、距離は50、100、200、300、350または400ヌクレオチド以下である。理論によって拘束されることを望むものではないが、切断点は、末端リセクション間に切断点がエキソヌクレアーゼ媒介性の除去を受ける領域内にあるように、標的位置に十分に近くなければならないと考えられる。ドナー配列は末端リセクション領域内の配列の修正にのみ用いられ得ることに伴い、標的位置と切断点との間の距離が離れ過ぎている場合、末端リセクションに突然変異が含まれないこともあり、したがって修正されないこともある。
gRNA(単分子(またはキメラ)またはモジュラーgRNA)およびCas9ヌクレアーゼがHDR媒介性またはHR媒介性の修正を誘導する目的で二本鎖切断を誘導する実施形態において、切断部位は標的位置から0〜200bp(例えば、0〜175、0〜150、0〜125、0〜100、0〜75、0〜50、0〜25、25〜200、25〜175、25〜150、25〜125、25〜100、25〜75、25〜50、50〜200、50〜175、50〜150、50〜125、50〜100、50〜75、75〜200、75〜175、75〜150、75〜125、75〜100bp)離れている。ある実施形態において、切断部位は標的位置から0〜100bp(例えば、0〜75、0〜50、0〜25、25〜100、25〜75、25〜50、50〜100、50〜75または75〜100bp)離れている。
Cas9ニッカーゼと複合体化した2つのgRNA(独立に、単分子(またはキメラ)またはモジュラーgRNA)がHDR媒介性の修正を誘導する目的で2つの一本鎖切断を誘導する実施形態において、近い方のニックは標的位置から0〜200bp(例えば、0〜175、0〜150、0〜125、0〜100、0〜75、0〜50、0〜25、25〜200、25〜175、25〜150、25〜125、25〜100、25〜75、25〜50、50〜200、50〜175、50〜150、50〜125、50〜100、50〜75、75〜200、75〜175、75〜150、75〜125、75〜100bp)離れており、および2つのニックは、理想的には互いから25〜55bp以内(例えば、25〜50、25〜45、25〜40、25〜35、25〜30、30〜55、30〜50、30〜45、30〜40、30〜35、35〜55、35〜50、35〜45、35〜40、40〜55、40〜50、40〜45bp)にあり、互いに100bp以下離れている(例えば、互いに90、80、70、60、50、40、30、20、10または5bp以下離れている)。ある実施形態において、切断部位は標的位置から0〜100bp(例えば、0〜75、0〜50、0〜25、25〜100、25〜75、25〜50、50〜100、50〜75または75〜100bp)離れている。
一実施形態において、2つのgRNA、例えば、独立に、単分子(またはキメラ)またはモジュラーgRNAが、標的位置の両側に二本鎖切断を置くように構成される。代替的実施形態において、3つのgRNA、例えば、独立に、単分子(またはキメラ)またはモジュラーgRNAが、標的位置のいずれかの側に二本鎖切断(すなわち、1つのgRNAがCas9ヌクレアーゼと複合体化する)、および2つの一本鎖切断または対をなす一本鎖切断(すなわち、2つのgRNAがCas9ニッカーゼと複合体化する)を置くように構成される(例えば、第1のgRNAを用いて標的位置の上流(すなわち5’側)を標的化し、第2のgRNAを用いて標的位置の下流(すなわち3’側)を標的化する)。別の実施形態において、4つのgRNA、例えば、独立に、単分子(またはキメラ)またはモジュラーgRNAが、標的位置のいずれかの側に2対の一本鎖切断を生じさせる(すなわち、2対の2つのgRNAがCas9ニッカーゼと複合体化する)ように構成される(例えば、第1のgRNAを用いて標的位置の上流(すなわち5’側)を標的化し、第2のgRNAを用いて標的位置の下流(すなわち3’側)を標的化する)。二本鎖切断または対における2つの一本鎖ニックのうちのより近い方は、理想的には標的位置から0〜500bp以内(例えば、標的位置から450、400、350、300、250、200、150、100、50または25bp以下)にあり得る。ニッカーゼが用いられる場合、対における2つのニックは互いから25〜55bp以内(例えば、25〜50、25〜45、25〜40、25〜35、25〜30、50〜55、45〜55、40〜55、35〜55、30〜55、30〜50、35〜50、40〜50、45〜50、35〜45、または40〜45bp)にあり、互いに100bp以下(例えば、90、80、70、60、50、40、30、20または10bp以下)離れている。
一実施形態において、2つのgRNA、例えば、独立に、単分子(またはキメラ)またはモジュラーgRNAが、標的位置の両側に二本鎖切断を置くように構成される。代替的実施形態において、3つのgRNA、例えば、独立に、単分子(またはキメラ)またはモジュラーgRNAが、2つの標的配列に二本鎖切断(すなわち、1つのgRNAがCas9ヌクレアーゼと複合体化する)および2つの一本鎖切断または対をなす一本鎖切断(すなわち、2つのgRNAがCas9ニッカーゼと複合体化する)を置くように構成される(例えば、第1のgRNAを用いて挿入部位の上流(すなわち5’側)の標的配列を標的化し、第2のgRNAを用いて下流(すなわち3’側)の標的配列を標的化する)。別の実施形態において、4つのgRNA、例えば、独立に、単分子(またはキメラ)またはモジュラーgRNAが、挿入部位のいずれかの側に2対の一本鎖切断を生じさせる(すなわち、2対の2つのgRNAがCas9ニッカーゼと複合体化する)ように構成される(例えば、第1のgRNAを用いて本明細書に記載される上流(すなわち5’側)の標的配列を標的化し、第2のgRNAを用いて本明細書に記載される下流(すなわち3’側)の標的配列を標的化する)。二本鎖切断または対における2つの一本鎖ニックのうちのより近い方は、理想的には標的位置から0〜500bp以内(例えば、標的位置から450、400、350、300、250、200、150、100、50または25bp以下)である。ニッカーゼが用いられる場合、対における2つのニックは互いから25〜55bp以内(例えば、25〜50、25〜45、25〜40、25〜35、25〜30、50〜55、45〜55、40〜55、35〜55、30〜55、30〜50、35〜50、40〜50、45〜50、35〜45、または40〜45bp)にあり、互いに100bp以下(例えば、90、80、70、60、50、40、30、20または10bp以下)離れている。
相同性アームの長さ
相同性アームは、例えばリセクションされた一本鎖オーバーハングがドナー鋳型内の相補領域を見付けることを可能にするため、少なくとも末端リセクションが起こり得る領域のところまで延在しなければならない。全長は、プラスミドサイズまたはウイルスパッケージング限界などのパラメータによって制限され得る。ある実施形態において、相同性アームは反復エレメント、例えばALUリピート、LINEリピートまでは延在しない。鋳型は同じまたは異なる長さの2つの相同性アームを有し得る。
例示的相同性アーム長さは、少なくとも25、50、100、250、500、750または1000ヌクレオチドを含む。
標的位置とは、本明細書で使用されるとき、Cas9分子依存的過程によって修飾される標的核酸(例えば、染色体)上の部位を指す。例えば、標的位置は、修飾Cas9分子による標的核酸の切断および鋳型核酸によって導かれる標的位置の修飾、例えば修正であってもよい。ある実施形態において、標的位置は、1つ以上のヌクレオチドが付加される標的核酸上の2つのヌクレオチド間、例えば隣接ヌクレオチド間の部位であり得る。標的位置は、鋳型核酸によって改変、例えば修正される1つ以上のヌクレオチドを含み得る。ある実施形態において、標的位置は標的配列(例えば、gRNAが結合する配列)の範囲内にある。ある実施形態において、標的位置は標的配列(例えば、gRNAが結合する配列)の上流または下流にある。
典型的には、鋳型配列は標的配列との切断媒介性または触媒性の組換えを起こす。ある実施形態において、鋳型核酸は、Cas9媒介性の切断イベントによって切断される標的配列上の部位に対応する配列を含む。ある実施形態において、鋳型核酸は、第1のCas9媒介性イベントで切断される標的配列上の第1の部位と、第2のCas9媒介性イベントで切断される標的配列上の第2の部位との両方に対応する配列を含む。
ある実施形態において、鋳型核酸は、翻訳配列のコード配列の改変を生じさせる配列、例えばタンパク質産物における1つのアミノ酸の別のアミノ酸との、例えば突然変異アレルを野生型アレルに転換する、野生型アレルを突然変異アレルに転換する、および/または終止コドンを導入する置換、アミノ酸残基の挿入、アミノ酸残基の欠失、またはナンセンス突然変異を生じさせる配列を含み得る。
他の実施形態において、鋳型核酸は、非コード配列の改変、例えば、エクソンまたは5’もしくは3’非翻訳または非転写領域の改変を生じさせる配列を含み得る。かかる改変には、制御エレメント、例えば、プロモーター、エンハンサーの改変、およびシス作用またはトランス作用制御エレメントの改変が含まれる。
鋳型核酸は、組み込まれたときに以下を生じさせる配列を含み得る:
ポジティブ制御エレメントの活性の低下;
ポジティブ制御エレメントの活性の増加;
ネガティブ制御エレメントの活性の低下;
ネガティブ制御エレメントの活性の増加;
遺伝子の発現の低下;
遺伝子の発現の増加;
障害または疾患に対する抵抗性の増加;
ウイルス侵入に対する抵抗性の増加;
突然変異の修正または望ましくないアミノ酸残基の改変;
遺伝子産物の生物学的特性の付与、増加、消失または低下、例えば、酵素の酵素活性の増加、または遺伝子産物が別の分子と相互作用する能力の増加。
鋳型核酸は、以下を生じさせる配列を含み得る:
標的配列の1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12ヌクレオチドまたはそれを超える配列の変化。
ある実施形態において、鋳型核酸は、20±10、30±10、40±10、50±10、60±10、70±10、80±10、90±10、100±10、110±10、120±10、130±10、140±10、150±10、160±10、170±10、180±10、190±10、200±10、210±10、220±10、200〜300、300〜400、400〜500、500〜600、600〜700、700〜800、800〜900、900〜1000、1000〜2000、2000〜3000または3000超のヌクレオチド長である。
鋳型核酸は、以下の成分を含む:
[5’相同性アーム]−[挿入配列]−[3’相同性アーム]。
相同性アームは染色体への組換えをもたらし、これにより、望ましくないエレメント、例えば突然変異またはシグネチャを置換配列に置き換えることができる。ある実施形態において、相同性アームは最も遠位の切断部位に隣接する。
ある実施形態において、5’相同性アームの3’末端は置換配列の5’末端の隣の位置である。ある実施形態において、5’相同性アームは、置換配列の5’末端から5’側に少なくとも10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、120、150、180、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1500、または2000ヌクレオチド延在し得る。
ある実施形態において、3’相同性アームの5’末端は置換配列の3’末端の隣の位置である。ある実施形態において、3’相同性アームは、置換配列の3’末端から3’側に少なくとも10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、120、150、180、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1500、または2000ヌクレオチド延在し得る。
本明細書では、一方または両方の相同性アームを短縮することにより特定の配列リピートエレメント、例えば、Aluリピート、LINEエレメントが含まれることを回避し得ることが企図される。例えば、5’相同性アームを短縮して配列リピートエレメントを回避し得る。他の実施形態では、3’相同性アームを短縮して配列リピートエレメントを回避し得る。一部の実施形態では、5’および3’相同性アームの両方を短縮して特定の配列リピートエレメントが含まれることを回避し得る。
本明細書では、突然変異の修正用の鋳型核酸を一本鎖オリゴヌクレオチド(ssODN)として用いられるように設計し得ることが企図される。ssODNを使用するとき、5’および3’相同性アームは最大約200塩基対(bp)長、例えば、少なくとも25、50、75、100、125、150、175、または200bp長までの範囲となり得る。ssODNについては、オリゴヌクレオチド合成が改善され続けるように、より長い相同性アームも企図される。
遺伝子ターゲティングのためのNHEJ手法
本明細書に記載されるとおり、ヌクレアーゼ誘導性非相同末端結合(NHEJ)を用いて遺伝子特異的ノックアウトを標的化することができる。ヌクレアーゼ誘導性NHEJを用いてまた、目的の遺伝子の配列を除去する(例えば、欠失させる)こともできる。
理論によって拘束されることを望むものではないが、ある実施形態において、本明細書に記載される方法に関連するゲノム改変は、ヌクレアーゼ誘導性NHEJおよびNHEJ修復経路のエラープローン的性質に頼るものであると考えられる。NHEJはDNAの二本鎖切断を、その両端を共につなぎ合わせることによって修復する。しかしながら、概して、2つの適合性のある末端が二本鎖切断による形成時そのままに完全にライゲートされる場合に限り、元の配列が復元される。二本鎖切断のDNA末端は高頻度で酵素的処理の対象となるため、それらの末端が再びつなぎ合わされる前に一方または両方の鎖にヌクレオチドの付加または除去が生じる。この結果、NHEJ修復部位のDNA配列に挿入および/または欠失(インデル)突然変異が存在することになる。これらの突然変異の3分の2はリーディングフレームを改変し、したがって非機能性タンパク質を生じ得る。加えて、リーディングフレームを維持するが、多量の配列を挿入し、または欠失させる突然変異が、タンパク質の機能を破壊し得る。重要な機能ドメインにおける突然変異はタンパク質の重要でない領域における突然変異と比べて許容されない可能性が高いため、これは遺伝子座依存的である。
NHEJによって作成されるインデル突然変異は本質的に予測不可能である。しかしながら、所与の切断部位で特定のインデル配列が優先され、集団中に多く出現する。欠失の長さは幅広く異なり得、最も一般的には1〜50bpの範囲であるが、100〜200bp超にも容易に達し得る。挿入はそれより短い傾向があり、切断部位を直接取り囲む配列の短い重複を含むことが多い。しかしながら、大きい挿入を達成することが可能であり、その場合、挿入された配列は、ゲノムの他の領域までまたは細胞中に存在するプラスミドDNAまで至ることが多い。
NHEJは変異原性過程であるため、特定の最終配列の作成が不要である限り、NHEJを用いて小さい配列モチーフを欠失させることができる。二本鎖切断が短い標的配列の近傍に標的化される場合、NHEJ修復によって引き起こされる欠失突然変異は多くの場合に望ましくないヌクレオチドに及び、したがってそれを除去する。より大きいDNAセグメントの欠失については、その配列の各側に1つずつ、2つの二本鎖切断を導入すると、末端間でNHEJが生じ、介在配列全体が除去され得る。これらの手法は両方とも、特異的DNA配列の欠失に用いることができる。しかしながら、NHEJのエラープローンの性質は、なおも修復部位にインデル突然変異を生じさせ得る。
本明細書に記載される方法および組成物では、NHEJ媒介性インデルの作成に、二本鎖切断Cas9分子および一本鎖、またはニッカーゼCas9分子の両方を使用することができる。遺伝子、例えば目的の遺伝子のコード領域、例えば初期コード領域を標的とするNHEJ媒介性インデルを用いて目的の遺伝子をノックアウトする(すなわち、その発現を消失させる)ことができる。例えば、目的の遺伝子の初期コード領域は、転写開始部位の直後、コード配列の最初のエクソンの範囲内、または転写開始部位から500bp(例えば、500、450、400、350、300、250、200、150、100または50bp未満)の範囲内の配列を含む。
標的位置に対する二本鎖または一本鎖切断の配置
NHEJ媒介性インデルを誘導する目的でgRNAおよびCas9ヌクレアーゼが二本鎖切断を作成する実施形態において、gRNA、例えば単分子(またはキメラ)またはモジュラーgRNA分子は、標的位置のヌクレオチドにごく接近して1つの二本鎖切断を置くように構成される。ある実施形態において、切断部位は標的位置から0〜500bp(例えば、標的位置から500、400、300、200、100、50、40、30、25、20、15、10、9、8、7、6、5、4、3、2または1bp未満)離れている。
NHEJ媒介性インデルを誘導する目的で2つのgRNAがCas9ニッカーゼと複合体化して2つの一本鎖切断を誘導する実施形態において、2つのgRNA、例えば、独立に、単分子(またはキメラ)またはモジュラーgRNAは、標的位置のヌクレオチドのNHEJ修復をもたらすため2つの一本鎖切断を置くように構成される。ある実施形態において、gRNAは、本質的に二本鎖切断を模倣して、異なる鎖上の同じ位置に、または互いから数ヌクレオチド以内に切断を置くように構成される。ある実施形態において、近い方のニックは標的位置から0〜30bp(例えば、標的位置から30、25、20、1、10、9、8、7、6、5、4、3、2または1bp未満)離れており、および2つのニックは互いから25〜55bp以内(例えば、25〜50、25〜45、25〜40、25〜35、25〜30、50〜55、45〜55、40〜55、35〜55、30〜55、30〜50、35〜50、40〜50、45〜50、35〜45、または40〜45bp)にあり、互いから100bp以下(例えば、90、80、70、60、50、40、30、20または10bp以下)離れている。ある実施形態において、gRNAは標的位置のヌクレオチドのいずれかの側に一本鎖切断を配置するように構成される。
本明細書に記載される方法および組成物では、標的位置の両側への切断の作成に、二本鎖切断Cas9分子および一本鎖、またはニッカーゼCas9分子の両方を使用することができる。標的位置の両側に二本鎖または対をなす一本鎖切断を作成して、2つのカット間にある核酸配列を除去し得る(例えば、2つの切断間にある領域が欠失する)。一実施形態において、2つのgRNA、例えば、独立に、単分子(またはキメラ)またはモジュラーgRNAが、標的位置の両側に二本鎖切断を置くように構成される(例えば、第1のgRNAを用いて本明細書に記載される遺伝子または経路における突然変異の上流(すなわち5’側)を標的化し、第2のgRNAを用いて本明細書に記載される遺伝子または経路における突然変異の下流(すなわち3’側)を標的化する)。代替的実施形態において、3つのgRNA、例えば、独立に、単分子(またはキメラ)またはモジュラーgRNAが、標的位置のいずれかの側に二本鎖切断を置き(すなわち、1つのgRNAがCas9ヌクレアーゼと複合体化する)および2つの一本鎖切断または対をなす一本鎖切断を置く(すなわち、2つのgRNAがCas9ニッカーゼと複合体化する)ように構成される(例えば、第1のgRNAを用いて本明細書に記載される遺伝子または経路における突然変異の上流(すなわち5’側)を標的化し、第2のgRNAを用いて本明細書に記載される遺伝子または経路における突然変異の下流(すなわち3’側)を標的化する)。別の実施形態において、4つのgRNA、例えば、独立に、単分子(またはキメラ)またはモジュラーgRNAが、標的位置のいずれかの側に2対の一本鎖切断を生じさせる(すなわち、2対の2つのgRNAがCas9ニッカーゼと複合体化する)ように構成される(例えば、第1のgRNAを用いて本明細書に記載される遺伝子または経路における突然変異の上流(すなわち5’側)を標的化し、第2のgRNAを用いて本明細書に記載される遺伝子または経路における突然変異の下流(すなわち3’側)を標的化する)。1つまたは複数の二本鎖切断または対における2つの一本鎖ニックのうちのより近い方は、理想的には、標的位置から0〜500bp以内(例えば、標的位置から450、400、350、300、250、200、150、100、50または25bp以下)にあり得る。ニッカーゼが用いられる場合、対における2つのニックは互いから25〜55bp以内(例えば、25〜50、25〜45、25〜40、25〜35、25〜30、50〜55、45〜55、40〜55、35〜55、30〜55、30〜50、35〜50、40〜50、45〜50、35〜45、または40〜45bp)にあり、互いに100bp以下(例えば、90、80、70、60、50、40、30、20または10bp以下)離れている。
他の実施形態において、鋳型核酸の挿入はマイクロホモロジー末端結合(MMEJ)によって媒介され得る。例えば、Saksuma et al.,「TALENおよびCRISPR−Cas9をPITChシステムと共に用いたMMEJに基づく遺伝子ノックイン(MMEJ−assisted gene knock−in using TALENs and CRISPR−Cas9 with the PITCh systems)」Nature Protocols 11,118−133(2016)doi:10.1038/nprot.2015.140、2015年12月17日オンライン発表(この内容は全体として参照により援用される)を参照されたい。
VIII.2つ以上のgRNA分子を含むシステム
理論によって拘束されることを意図するものではないが、意外にも、本明細書では、連続核酸上でごく近接して位置する2つの標的配列を(例えば、各々がそのそれぞれの標的配列にまたはその近傍に一本鎖または二本鎖切断を誘導する2つのgRNA分子/Cas9分子複合体によって)標的化すると、2つの標的配列間に位置する核酸配列(または核酸配列の少なくとも80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%)の切り出し(例えば、欠失)が誘導されることが示されている。一部の態様において、本開示は、連続核酸、例えば染色体、例えばそのイントロン、エクソンおよび調節エレメントを含めた遺伝子または遺伝子座上でごく近接した標的配列を標的化する標的化ドメインを含む2つ以上のgRNA分子の使用を提供する。この使用は、例えば、2つ以上のgRNA分子を1つ以上のCas9分子と共に(または2つ以上のgRNA分子および/または1つ以上のCas9分子をコードする核酸を)細胞に導入することにより得る。
一部の態様において、2つ以上のgRNA分子の標的配列は連続核酸上で5、6、7、8、9、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、2000、3000、4000、5000、6000、7000、8000、9000、10,000、11,000、12,000、13,000、14,000、または15,000ヌクレオチド以上離れ、連続核酸上で25,000ヌクレオチド以下離れて位置する。ある実施形態において、これらの標的配列は約4000ヌクレオチド離れて位置する。ある実施形態において、これらの標的配列は約6000ヌクレオチド離れて位置する。
一部の態様において、複数のgRNA分子は、それぞれ同じ遺伝子内または遺伝子座内の配列を標的とする。別の態様において、複数のgRNA分子は、それぞれ2つ以上の異なる遺伝子内の配列を標的とする。
一部の態様において、本発明は、本発明のgRNA分子を複数、例えば、2つ以上、例えば2つ含む組成物および細胞を提供し、ここで、複数のgRNA分子は、15,000未満、14,000未満、13,000未満、12,000未満、11,000未満、10,000未満、9,000未満、8,000未満、7,000未満、6,000未満、5,000未満、4,000未満、3,000未満、2,000未満、1,000未満、900未満、800未満、700未満、600未満、500未満、400未満、300未満、200未満、100未満、90未満、80未満、70未満、60未満、50未満、40未満、または30未満のヌクレオチド離れた配列を標的とする。ある実施形態において、これらの標的配列は二重鎖核酸の同じ鎖上にある。ある実施形態において、これらの標的配列は二重鎖核酸の異なる鎖上にある。
一実施形態において、本発明は、二重鎖核酸の同じまたは異なる鎖上で25,000未満、20,000未満、15,000未満、14,000未満、13,000未満、12,000未満、11,000未満、10,000未満、9,000未満、8,000未満、7,000未満、6,000未満、5,000未満、4,000未満、3,000未満、2,000未満、1,000未満、900未満、800未満、700未満、600未満、500未満、400未満、300未満、200未満、100未満、90未満、80未満、70未満、60未満、50未満、40未満、または30未満のヌクレオチド離れて配置された2つのgRNA結合部位間に配置された核酸を切り出す(例えば、欠失させる)方法を提供する。ある実施形態において、この方法は、各gRNA結合部位に関連するPAM部位間に配置されたヌクレオチドの50%超、60%超、70%超、80%超、85%超、86%超、87%超、88%超、89%超、90%超、91%超、92%超、93%超、94%超、95%超、96%超、97%超、98%超、99%超、または100%の欠失をもたらす。実施形態において、この欠失は、各gRNA結合部位に関連するPAM部位の1つ以上の範囲内にある1つ以上のヌクレオチドをさらに含む。実施形態において、この欠失は、各gRNA結合部位に関連するPAM部位間の領域外にある1つ以上のヌクレオチドも含む。
一態様において、2つ以上のgRNA分子は、遺伝子調節エレメント、例えば、プロモーター結合部位、エンハンサー領域、またはリプレッサー領域に隣接する標的配列を標的化する標的化ドメインを含み、介在配列(または介在配列の一部分)の切り出しにより目的の遺伝子の上方制御または下方制御を生じさせる。
ある実施形態において、2つ以上のgRNA分子は、表1または表5の標的化ドメイン配列を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。態様において、2つ以上のgRNA分子は、同じ遺伝子内の配列に相補的な標的化ドメインを含む。態様において、2つ以上のgRNA分子は、異なる遺伝子の配列に相補的な標的化ドメインを含む。ある実施形態において、2つ以上のgRNA分子は、表6の標的化ドメイン配列を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある実施形態において、2つ以上のgRNA分子は、表2、表7、表8および/または表9の標的化ドメイン配列を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。態様において、2つ以上のgRNA分子は、同じ遺伝子内の配列に相補的な標的化ドメインを含む。態様において、2つ以上のgRNA分子は、異なる遺伝子の配列に相補的な標的化ドメインを含む。ある実施形態において、2つ以上のgRNA分子は、表7、表8および/または表9のgRNA分子から選択される。ある実施形態において、第1および第2のgRNA分子は、表1〜表9から選択される標的化ドメイン配列を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含み、かつ異なる表から選択され、例えば、かつ異なる遺伝子の配列に相補的な標的化ドメインを含む。
一態様において、2つ以上のgRNA分子は、遺伝子調節エレメント、例えば、プロモーター結合部位、エンハンサー領域、またはリプレッサー領域に隣接する標的配列を標的化する標的化ドメインを含み、介在配列(または介在配列の一部分)の切り出しにより目的の遺伝子の上方制御または下方制御を生じさせる。例として、2つ以上のgRNA分子は、BCL11a遺伝子の赤血球系エンハンサー領域の(例えば、+55、+58または+62領域内の)GATA1結合部位(またはその一部分)またはTAL1結合部位(またはその一部分)に隣接する標的配列を標的化する標的化ドメインを含む。他の実施形態において、1つまたは複数のgRNA分子は、BCL11aエンハンサー内のGATA1結合部位またはTAL1結合部位の破壊をもたらさない。
ある実施形態において、2つ以上のgRNA分子は、表1から選択される標的化ドメインを含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある実施形態において、2つ以上のgRNA分子は、表2から選択される標的化ドメインを含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある実施形態において、2つ以上のgRNA分子は、表3から選択される標的化ドメインを含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある実施形態において、2つ以上のgRNA分子は、表4から選択される標的化ドメインを含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある実施形態において、2つ以上のgRNA分子は、表5から選択される標的化ドメインを含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある実施形態において、2つ以上のgRNA分子は、表6から選択される標的化ドメインを含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある実施形態において、2つ以上のgRNA分子は、表7から選択される標的化ドメインを含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある実施形態において、2つ以上のgRNA分子は、表8から選択される標的化ドメインを含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある実施形態において、2つ以上のgRNA分子は、表9から選択される標的化ドメインを含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。
態様において、2つ以上のgRNA分子は、上記の第II節に挙げられる標的化ドメイン配列対を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。
理論によって拘束されるものではないが、胎児ヘモグロビン(例えば、γグロビン)の発現が増加すると同時にβグロビン(例えば、鎌状赤血球化突然変異を含むβグロビン)の発現が減少または消失することにより、異常ヘモグロビン症、例えば鎌状赤血球症の治療における有効性の増加がもたらされるであろうことが考えられる。したがって、一態様において、2つ以上のgRNA分子は、γグロビン発現の増加を生じさせる第1のgRNA分子と、βグロビン、例えば鎌状赤血球突然変異を有するβグロビンの発現を減少または消失させる第2のgRNA分子とを含む。実施形態において、2つ以上のgRNA分子は、例えば本明細書に記載されるとおりの、BCL11aエンハンサー領域内にある配列を標的とする第1のgRNA分子、例えば、表7、表8または表9の標的化ドメインを含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含むgRNA分子と、鎌状グロビン遺伝子(例えば、鎌状赤血球化突然変異を含むβグロビン遺伝子)の配列を標的とする第2のgRNA分子とを含む。
IX.gRNAの特性
さらに、意外にも、本明細書では、gRNA分子および前記gRNA分子を含むCRISPRシステムが、同じ細胞型、送達方法およびcrRNA/tracr成分を使用すると複数の実験にわたって同様または同一のインデルパターンを生じることが示されている。理論によって拘束されるものではないが、ある種のインデルパターンが他よりも有利であり得ると考えられる。例えば、「フレームシフト突然変異」(例えば、1塩基対または2塩基対の挿入または欠失、またはn/3(式中、n=挿入または欠失におけるヌクレオチドの数)が整数でない場合の任意の挿入または欠失)をもたらす挿入および/または欠失を主に含むインデルが、機能タンパク質の発現を低下または消失させるのに有益であり得る。同様に、「大規模欠失」(10、11、12、13、14、15、20、25、または30ヌクレオチドより多い欠失)を主に含むインデルも、例えば、同様に機能タンパク質の発現に向上した効果を及ぼし得るプロモーター結合部位などの重要な調節配列の除去に有益であり得る。所与のgRNA/CRISPRシステムによって誘導されるインデルパターンは、意外にも、本明細書に記載されるとおり、細胞型にわたって一貫して再現されることが分かっているが、所与の細胞においてgRNA/CRISPRシステムの導入時にいずれかの単一のインデル構造が必ず生じるわけではない。
したがって本発明は、例えばフレームシフト突然変異および/または大規模欠失で主に構成されるインデルパターンまたは構造を有する有益なインデルパターンまたは構造を作り出すgRNA分子を提供する。かかるgRNA分子は、試験細胞(例えば、HEK293細胞)または目的の細胞、例えばHSPC細胞で候補gRNA分子によって作り出されたインデルパターンまたは構造を本明細書に記載されるとおりNGSによって評価することにより選択し得る。実施例に示すとおり、所望の細胞集団に導入されると、標的遺伝子にフレームシフト突然変異を有する細胞が大きな割合を占める細胞の集団をもたらすgRNA分子が発見されている。ある場合には、フレームシフト突然変異の比率は、75%、80%、85%、90%またはそれを超える高さである。したがって本発明は、本明細書に記載されるgRNA分子の標的部位にまたはその近傍に、例えば本明細書に記載されるとおりのフレームシフト突然変異を有する細胞が少なくとも約40%(例えば、少なくとも約45%、少なくとも約50%、少なくとも約55%、少なくとも約60%、少なくとも約65%、少なくとも約70%、少なくとも約75%、少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、または少なくとも約99%)を占める細胞の集団を提供する。本発明は、本明細書に記載されるgRNA分子の標的部位にまたはその近傍に、例えば本明細書に記載されるとおりのフレームシフト突然変異を有する細胞が少なくとも約50%(例えば、少なくとも約55%、少なくとも約60%、少なくとも約65%、少なくとも約70%、少なくとも約75%、少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、または少なくとも約99%)を占める細胞の集団も提供する。
したがって本発明は、本発明の治療方法に用いられるgRNA分子を選択する方法であって、1)目的の標的に対する複数のgRNA分子を提供することと、2)前記gRNA分子の使用によって作り出されるインデルパターンまたは構造を評価することと、3)フレームシフト突然変異、大規模欠失またはこれらの組み合わせで主に構成されるインデルパターンまたは構造を形成するgRNA分子を選択することと、4)前記選択されたgRNAを本発明の方法において使用することとを含む方法を提供する。
本発明はさらに、細胞を改変する方法、および改変された細胞を提供し、ここで、その細胞型では所与のgRNA/CRISPRシステムで一貫して特定のインデルパターンが作製される。本明細書に記載されるgRNA/CRISPRシステムで観察される最も出現頻度が高い上位5つのインデルを含め、インデルパターンが、例えば実施例に開示される。実施例に示すとおり、細胞の集団が作成され、ここで、細胞の大きい割合が上位5つのインデルの1つを含む(例えば、集団の細胞の30%超、40%超、50%超、60%超またはそれを超えて上位5つのインデルの1つが存在する細胞の集団。したがって、本発明は、所与のgRNA/CRISPRシステムで観察される上位5つのインデルのいずれか1つのインデルを含む細胞、例えばHSPC(本明細書に記載されるとおりの)を提供する。さらに、本発明は、例えばNGSによって評価したとき、所与のgRNA/CRISPRシステムについて本明細書に記載される上位5つのインデルの1つを含む細胞が高いパーセンテージを占める細胞の集団、例えばHSPCの集団(本明細書に記載されるとおりの)を提供する。インデルパターン分析との関連において使用するとき、「高いパーセンテージ」は、集団の少なくとも約50%(例えば、少なくとも約55%、少なくとも約60%、少なくとも約65%、少なくとも約70%、少なくとも約75%、少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、または少なくとも約99%)の細胞が所与のgRNA/CRISPRシステムについて本明細書に記載される上位5つのインデルの1つを含むことを指す。他の実施形態において、細胞の集団は、所与のgRNA/CRISPRシステムについて本明細書に記載される上位5つのインデルの1つを有する細胞が少なくとも約25%(例えば、約25%〜約60%、例えば約25%〜約50%、例えば約25%〜約40%、例えば約25%〜約35%)を占める。実施形態において、BCL11aエンハンサーの+58領域を標的とする所与のgRNA/CRISPRシステムについて、上位のインデル、例えば上位5つのインデルは、表15、図25、および表37に提供される。実施形態において、HPFH領域を標的とする所与のgRNA/CRISPRシステムについて、上位のインデル、例えば上位5つのインデルは、表26、表27および表37に提供される。
また、特定のgRNA分子が、標的細胞型のゲノム内にあるオフターゲット配列にインデルを生成しない、またはオフターゲット部位では標的部位におけるインデル生成頻度と比べて極めて低い頻度(例えば、集団中の細胞の<5%)でインデルを生じることも発見されている。したがって、本発明は、標的細胞型においてオフターゲットインデル形成を呈しない、または<5%の頻度のオフターゲットインデル形成を生じるgRNA分子およびCRISPRシステムを提供する。実施形態において、本発明は、標的細胞型においていかなるオフターゲットインデル形成も呈しないgRNA分子およびCRISPRシステムを提供する。したがって、本発明はさらに、本明細書に記載されるgRNA分子の標的部位にまたはその近傍にインデル(例えば、フレームシフトインデル、または例えば本明細書に記載されるとおりの、所与のgRNA/CRISPRシステムによって生じる上位5つのインデルのいずれか1つ)を含むが、gRNA分子のいかなるオフターゲット部位にもインデルを含まない、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞、例えば細胞の集団、例えばHSPCの集団を提供する。他の実施形態において、本発明はさらに、本明細書に記載されるgRNA分子の標的部位にまたはその近傍にインデル(例えば、フレームシフトインデル、または例えば本明細書に記載されるとおりの、所与のgRNA/CRISPRシステムによって生じる上位5つのインデルのいずれか1つ)を有する細胞が>50%を占めるが、gRNA分子の任意のオフターゲット部位にインデルを含む細胞は5%未満、例えば、4%未満、3%未満、2%未満または1%未満を占める、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団、例えばHSPCの集団を提供する。
実施形態において、本明細書に記載されるCRISPRシステム(例えば、本明細書に記載されるgRNA分子を含むCRISPRシステム)によって生じるインデルは、GATA−1結合部位のヌクレオチドを含まず、および/またはTAL−1結合部位のヌクレオチドを含まない(例えば、図25に記載されるGATA−1結合部位および/またはTAL−1結合部位のヌクレオチドを含まない)。
X.送達/コンストラクト
成分、例えばCas9分子またはgRNA分子、または両方は、種々の形態で送達、製剤化、または投与することができる。非限定的な例として、gRNA分子およびCas9分子は、(1つ以上の組成物に)製剤化し、ゲノム編集イベントが所望される細胞に直接送達または投与することができる。あるいは、1つ以上の成分、例えばCas9分子またはgRNA分子、または両方をコードする核酸を(1つ以上の組成物に)製剤化して送達または投与することもできる。一態様において、gRNA分子は、gRNA分子をコードするDNAとして提供され、およびCas9分子は、Cas9分子をコードするDNAとして提供される。一実施形態において、gRNA分子とCas9分子とは別個の核酸分子上にコードされる。一実施形態において、gRNA分子とCas9分子とは同じ核酸分子上にコードされる。一態様において、gRNA分子はRNAとして提供され、およびCas9分子は、Cas9分子をコードするDNAとして提供される。一実施形態において、gRNA分子は、例えば本明細書に記載されるとおりの、1つ以上の修飾を伴い提供される。一態様において、gRNA分子はRNAとして提供され、およびCas9分子は、Cas9分子をコードするmRNAとして提供される。一態様において、gRNA分子はRNAとして提供され、およびCas9分子はタンパク質として提供される。一実施形態において、gRNAおよびCas9分子はリボ核タンパク質複合体(RNP)として提供される。一態様において、gRNA分子は、gRNA分子をコードするDNAとして提供され、およびCas9分子はタンパク質として提供される。
送達、例えばRNPの(例えば、本明細書に記載されるとおりのHSPC細胞への)送達は、例えば、エレクトロポレーション(例えば、当該技術分野において公知のとおりの)または細胞膜を核酸および/またはポリペプチド分子に対して透過性にする他の方法により達成し得る。実施形態において、CRISPRシステム、例えば本明細書に記載されるとおりのRNPは、エレクトロポレーションにより、4D−Nucleofector(Lonza)を用いて、例えば、4D−Nucleofector(Lonza)のプログラムCM−137を用いて送達される。実施形態において、CRISPRシステム、例えば本明細書に記載されるとおりのRNPは、エレクトロポレーションにより、約800ボルト〜約2000ボルト、例えば約1000ボルト〜約1800ボルト、例えば約1200ボルト〜約1800ボルト、例えば約1400ボルト〜約1800ボルト、例えば約1600ボルト〜約1800ボルト、例えば約1700ボルトの電圧を用いて、例えば1700ボルトの電圧で送達される。実施形態において、パルス幅/パルス長は約10ms〜約50ms、例えば約10ms〜約40ms、例えば約10ms〜約30ms、例えば約15ms〜約25ms、例えば約20ms、例えば20msである。実施形態において、1、2、3、4、5つ、またはそれを超える、例えば2つ、例えば1つのパルスが用いられる。ある実施形態において、CRISPRシステム、例えば本明細書に記載されるとおりのRNPは、エレクトロポレーションにより、約1700ボルト(例えば、1700ボルト)の電圧、約20ms(例えば、20ms)のパルス幅を用いて、単一(1つ)のパルスを用いて送達される。実施形態において、エレクトロポレーションはNeonエレクトロポレーターを使用して達成される。膜透過性にするためのさらなる技法は当該技術分野において公知であり、例えば、セルスクイージング(cell squeezing)(例えば、国際公開第2015/023982号パンフレットおよび国際公開第2013/059343号パンフレット(これらの内容は、参照により全体として本明細書に援用される)に記載されるとおり)、ナノニードル(例えば、Chiappini et al.,Nat.Mat.,14;532−39、または米国特許出願公開第2014/0295558号明細書(これらの内容は、参照により全体として本明細書に援用される)に記載されるとおり)およびナノストロー(例えば、Xie,ACS Nano,7(5);4351−58(この内容は、参照により全体として本明細書に援用される)に記載されるとおり)が挙げられる。
成分がDNAにコードされて送達される場合、DNAは、典型的には、発現を生じさせるため、例えばプロモーターを含む制御領域を含むことになる。Cas9分子配列に有用なプロモーターとしては、CMV、EF−1α、MSCV、PGK、CAG制御プロモーターが挙げられる。gRNAに有用なプロモーターとしては、H1、EF−1aおよびU6プロモーターが挙げられる。同様の、または異なる強度のプロモーターを選択して、成分の発現を調整することができる。Cas9分子をコードする配列は、核移行シグナル(NLS)、例えばSV40 NLSを含み得る。ある実施形態において、Cas9分子またはgRNA分子用のプロモーターは、独立に、誘導性、組織特異的、または細胞特異的であり得る。
Cas9分子および/またはgRNA分子のDNAベースの送達
Cas9分子および/またはgRNA分子をコードするDNAは、当該技術分野において公知の方法により、または本明細書に記載されるとおり対象に投与し、または細胞に送達することができる。例えば、Cas9コードDNAおよび/またはgRNAコードDNAは、例えば、ベクター(例えば、ウイルスまたは非ウイルスベクター)、非ベクターベースの方法(例えば、ネイキッドDNAまたはDNA複合体を使用して)、またはこれらの組み合わせによって送達することができる。
一部の実施形態において、Cas9および/またはgRNAコードDNAは、ベクター(例えば、ウイルスベクター/ウイルス、プラスミド、ミニサークルまたはナノプラスミド)によって送達される。
ベクターは、Cas9分子および/またはgRNA分子をコードする配列を含み得る。ベクターは、例えばCas9分子配列に融合した、シグナルペプチド(例えば、核移行、核小体移行、ミトコンドリア移行のための)をコードする配列も含み得る。例えば、ベクターは、Cas9分子をコードする配列に融合した1つ以上の核移行配列(例えば、SV40由来)を含み得る。
ベクターには、1つ以上の調節/制御エレメント、例えば、プロモーター、エンハンサー、イントロン、ポリアデニル化シグナル、コザックコンセンサス配列、配列内リボソーム進入部位(IRES)、2A配列、およびスプライスアクセプターまたはドナーが含まれ得る。一部の実施形態において、プロモーターはRNAポリメラーゼIIによって認識される(例えば、CMVプロモーター)。他の実施形態において、プロモーターはRNAポリメラーゼIIIによって認識される(例えば、U6プロモーター)。一部の実施形態において、プロモーターは調節型プロモーター(例えば、誘導性プロモーター)である。他の実施形態において、プロモーターは構成的プロモーターである。一部の実施形態において、プロモーターは組織特異的プロモーターである。一部の実施形態において、プロモーターはウイルスプロモーターである。他の実施形態において、プロモーターは非ウイルスプロモーターである。
一部の実施形態において、ベクターまたは送達媒体はミニサークルである。一部の実施形態において、ベクターまたは送達媒体はナノプラスミドである。
一部の実施形態において、ベクターまたは送達媒体はウイルスベクター(例えば、組換えウイルスの作成用)である。一部の実施形態において、ウイルスはDNAウイルス(例えば、dsDNAまたはssDNAウイルス)である。他の実施形態において、ウイルスはRNAウイルス(例えば、ssRNAウイルス)である。
例示的ウイルスベクター/ウイルスとしては、例えば、レトロウイルス、レンチウイルス、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス(AAV)、ワクシニアウイルス、ポックスウイルス、および単純ヘルペスウイルスが挙げられる。ウイルスベクター技術は当該技術分野において周知であり、例えば、Sambrook et al.,2012,MOLECULAR CLONING:A LABORATORY MANUAL,volumes 1−4,Cold Spring Harbor Press,NY)、ならびに他のウイルス学および分子生物学マニュアルに記載されている。
一部の実施形態において、ウイルスは分裂細胞を感染させる。他の実施形態において、ウイルスは非分裂細胞を感染させる。一部の実施形態において、ウイルスは分裂細胞および非分裂細胞の両方を感染させる。一部の実施形態において、ウイルスは宿主ゲノムに組み込まれることができる。一部の実施形態において、ウイルスは例えばヒトにおける免疫が低下するように操作される。一部の実施形態において、ウイルスは複製コンピテントである。他の実施形態において、ウイルスは複製欠損であり、例えば、さらなるビリオン複製および/またはパッケージングラウンドに必要な遺伝子の1つ以上のコード領域が他の遺伝子に置き換えられているか、または欠失している。一部の実施形態において、ウイルスはCas9分子および/またはgRNA分子の一過性発現を生じさせる。他の実施形態において、ウイルスはCas9分子および/またはgRNA分子の持続的な、例えば、少なくとも1週間、2週間、1ヵ月、2ヵ月、3ヵ月、6ヵ月、9ヵ月、1年、2年、または永久的な発現を生じさせる。ウイルスのパッケージング能力は、例えば、少なくとも約4kb〜少なくとも約30kbまで様々で、例えば、少なくとも約5kb、10kb、15kb、20kb、25kb、30kb、35kb、40kb、45kb、または50kbであり得る。
一部の実施形態において、Cas9および/またはgRNAコードDNAは組換えレトロウイルスによって送達される。一部の実施形態において、レトロウイルス(例えば、モロニーマウス白血病ウイルス)は、例えば、宿主ゲノムへの組込みを可能にする逆転写酵素を含む。一部の実施形態において、レトロウイルスは複製コンピテントである。他の実施形態において、レトロウイルスは複製欠損であり、例えば、さらなるビリオン複製およびパッケージングラウンドに必要な遺伝子の1つ以上のコード領域が他の遺伝子に置き換えられているか、または欠失している。
一部の実施形態において、Cas9および/またはgRNAコードDNAは組換えレンチウイルスによって送達される。例えば、レンチウイルスは複製欠損であり、例えば、ウイルス複製に必要な1つ以上の遺伝子を含まない。
一部の実施形態において、Cas9および/またはgRNAコードDNAは組換えアデノウイルスによって送達される。一部の実施形態において、アデノウイルスは、ヒトにおける免疫が低下するように操作される。
一部の実施形態において、Cas9および/またはgRNAコードDNAは組換えAAVによって送達される。一部の実施形態において、AAVはそのゲノムを宿主細胞、例えば本明細書に記載されるとおりの標的細胞のゲノムに組み込むことができる。一部の実施形態において、AAVは自己相補性アデノ随伴ウイルス(scAAV)、例えば、一体にアニールして二本鎖DNAを形成する両方の鎖をパッケージングするscAAVである。本開示の方法において使用し得るAAV血清型には、例えば、AAV1、AAV2、修飾AAV2(例えば、Y444F、Y500F、Y730Fおよび/またはS662Vにおける修飾)、AAV3、修飾AAV3(例えば、Y705F、Y731Fおよび/またはT492Vにおける修飾)、AAV4、AAV5、AAV6、修飾AAV6(例えば、S663Vおよび/またはT492Vにおける修飾)、AAV8、AAV8.2、AAV9、AAV rh 10が含まれ、またAAV2/8、AAV2/5およびAAV2/6などのシュードタイプAAVも本開示の方法において使用することができる。
一部の実施形態において、Cas9および/またはgRNAコードDNAは、ハイブリッドウイルス、例えば、本明細書に記載されるウイルスの1つ以上のハイブリッドによって送達される。
パッケージング細胞を使用して、宿主または標的細胞を感染させる能力を有するウイルス粒子が形成される。かかる細胞としては、アデノウイルスをパッケージングすることのできる293細胞、およびレトロウイルスをパッケージングすることのできるψ2細胞またはPA317細胞が挙げられる。遺伝子療法に使用されるウイルスベクターは、通常、核酸ベクターをウイルス粒子にパッケージングするプロデューサー細胞株によって作成される。ベクターは、典型的には、パッケージングおよび続く宿主または標的細胞への組込み(該当する場合)に必要な最小限のウイルス配列を含有し、他のウイルス配列は、発現させるタンパク質をコードする発現カセットに置き換えられている。例えば、遺伝子療法に使用されるAAVベクターは、典型的には、パッケージングおよび宿主または標的細胞における遺伝子発現に必要なAAVゲノム由来の逆方向末端反復(ITR)配列のみを有する。欠損したウイルス機能はパッケージング細胞株によってトランスで付与される。これ以降、ウイルスDNAは細胞株にパッケージングされ、細胞株は、他のAAV遺伝子、すなわちrepおよびcapをコードするがITR配列を欠いているヘルパープラスミドを含有する。細胞株は、ヘルパーとしてのアデノウイルスにも感染する。ヘルパーウイルスは、ヘルパープラスミドからのAAVベクターの複製およびAAV遺伝子の発現を促進する。ヘルパープラスミドはITR配列を欠いているため多量にはパッケージングされない。アデノウイルスによる汚染は、例えばAAVよりもアデノウイルスの方が感受性が高い熱処理によって低減することができる。
ある実施形態において、ウイルスベクターは細胞型および/または組織型認識能力を有する。例えば、ウイルスベクターは、異なる/代替的なウイルスエンベロープ糖タンパク質を有し、細胞型特異的受容体で操作されており(例えば、ペプチドリガンド、単鎖抗体、成長因子などの標的リガンドを取り込むようなウイルスエンベロープ糖タンパク質の遺伝子修飾)、および/またはウイルス糖タンパク質を認識する一端と、標的細胞表面の部分を認識する他端とを含む二重特異性を有する分子架橋を有するように操作されている(例えば、リガンド−受容体、モノクローナル抗体、アビジン−ビオチンおよび化学的コンジュゲーション)シュードタイプであり得る。
ある実施形態において、ウイルスベクターは細胞型特異的発現を実現する。例えば、組織特異的プロモーターを構築して、標的細胞においてのみトランス遺伝子(Cas9およびgRNA)が発現するように制限することができる。ベクターの特異性は、トランス遺伝子発現のマイクロRNA依存的制御によっても媒介され得る。ある実施形態において、ウイルスベクターは、ウイルスベクターと標的細胞膜との高い融合効率を有する。例えば、融合コンピテントな赤血球凝集素(HA)などの融合タンパク質を組み込んで細胞へのウイルスの取込みを増加させることができる。ある実施形態において、ウイルスベクターは核移行能力を有する。例えば、細胞壁の破壊が(細胞分裂中に)必要である、したがって非分裂細胞に感染しないウイルスを改変してウイルスのマトリックスタンパク質に核移行ペプチドを組み込み、それにより非増殖細胞の形質導入を可能にすることができる。
一部の実施形態において、Cas9および/またはgRNAコードDNAは、非ベクターベースの方法により(例えば、ネイキッドDNAまたはDNA複合体を用いて)送達される。例えば、DNAは、例えば、有機修飾シリカまたはケイ酸塩(オルモシル(Ormosil))、エレクトロポレーション、遺伝子銃、ソノポレーション、マグネトフェクション、脂質媒介性トランスフェクション、デンドリマー、無機ナノ粒子、リン酸カルシウム、またはこれらの組み合わせにより送達することができる。
一部の実施形態において、Cas9および/またはgRNAコードDNAは、ベクターおよび非ベクターベースの方法の組み合わせにより送達される。例えば、ビロソームは、不活化ウイルス(例えば、HIVまたはインフルエンザウイルス)と組み合わせたリポソームを含み、これにより、ウイルス方法またはリポソーム方法のいずれか単独と比べて、例えば呼吸上皮細胞においてより効率的な遺伝子トランスファーがもたらされ得る。
ある実施形態において、送達媒体は非ウイルスベクターである。ある実施形態において、非ウイルスベクターは無機ナノ粒子(例えば、ナノ粒子の表面に対するペイロードに付加される)である。例示的無機ナノ粒子としては、例えば、磁気ナノ粒子(例えば、Fe lvln0)、またはシリカが挙げられる。ナノ粒子の外表面は正電荷ポリマー(例えば、ポリエチレンイミン、ポリリジン、ポリセリン)とコンジュゲートすることができ、それによりペイロードの付加(例えば、コンジュゲーションまたは捕捉)が可能となる。ある実施形態において、非ウイルスベクターは有機ナノ粒子である(例えば、ナノ粒子内部へのペイロードの捕捉)。例示的有機ナノ粒子としては、例えば、ポリエチレングリコール(PEG)およびプロタミンで被覆されている中性ヘルパー脂質および脂質コーティングで被覆された核酸複合体と共にカチオン性脂質を含有するSNALPリポソームが挙げられる。
CRISPRシステムまたはCRISPRシステムもしくはその成分をコードする核酸、例えばベクターのトランスファー用の例示的脂質および/またはポリマーとしては、例えば、国際公開第2011/076807号パンフレット、国際公開第2014/136086号パンフレット、国際公開第2005/060697号パンフレット、国際公開第2014/140211号パンフレット、国際公開第2012/031046号パンフレット、国際公開第2013/103467号パンフレット、国際公開第2013/006825号パンフレット、国際公開第2012/006378号パンフレット、国際公開第2015/095340号パンフレット、および国際公開第2015/095346号パンフレット(前述の各々の内容は、参照により全体として本明細書に援用される)に記載されるものが挙げられる。ある実施形態において、媒体は、標的細胞によるナノ粒子およびリポソームの取込みを増加させるためのターゲティング修飾、例えば、細胞特異的抗原、モノクローナル抗体、一本鎖抗体、アプタマー、ポリマー、糖類、および細胞透過性ペプチドを有する。ある実施形態において、媒体は融合性およびエンドソーム不安定化ペプチド/ポリマーを使用する。ある実施形態において、媒体は、酸によって惹起されるコンホメーション変化を受ける(例えば、それによりカーゴのエンドソームエスケープが加速する)。ある実施形態において、刺激によって切断可能なポリマーが、例えば細胞内コンパートメントにおける放出のため使用される。例えば、還元細胞環境で切断されるジスルフィドベースのカチオン性ポリマーを使用することができる。
ある実施形態において、送達媒体は生物学的非ウイルス送達媒体である。ある実施形態において、媒体は、弱毒化細菌(例えば、侵入性だが弱毒化されていて発病およびトランス遺伝子の発現を防ぐように天然に、または人工的に操作されたもの(例えば、リステリア・モノサイトゲネス(Listeria monocytogenes)、ある種のサルモネラ属(Salmonella)株、ビフィドバクテリウム・ロングム(Bifidobacterium longum)、および修飾大腸菌(Escherichia coli))、栄養向性および組織特異的向性を有して特異的組織を標的とする細菌、修飾表面タンパク質を有して標的組織特異性を改変する細菌)である。ある実施形態において、媒体は、遺伝子修飾されたバクテリオファージ(例えば、大きいパッケージング能力、低い免疫原性を有し、哺乳動物プラスミド維持配列を含み、かつ組み込まれた標的リガンドを有する操作されたファージ)である。ある実施形態において、媒体は哺乳動物ウイルス様粒子である。例えば、修飾ウイルス粒子を作成(例えば、「空の」粒子を精製し、続いてエキソビボでウイルスを所望のカーゴとアセンブルすることにより)することができる。媒体は、標的リガンドを組み込んで標的組織特異性を改変させるように操作することもできる。ある実施形態において、媒体は生物学的リポソームである。例えば、生物学的リポソームは、ヒト細胞に由来するリン脂質ベースの粒子(例えば、対象に由来する球構造体に分解される赤血球細胞である赤血球ゴースト(例えば、組織ターゲティングは、様々な組織または細胞特異的リガンドの付加によって実現することができる)、または分泌エキソソーム−エンドサイトーシス起源の対象(すなわち患者)由来膜結合型ナノ小胞(30〜100nm)(例えば、様々な細胞型から作製することができ、したがって標的リガンドの必要性なしに細胞によって取り込まれ得る)である。
ある実施形態において、Casシステムの成分、例えば、本明細書に記載されるCas9分子成分および/またはgRNA分子成分以外の1つ以上の核酸分子(例えば、DNA分子)が送達される。ある実施形態において、核酸分子は、Casシステムの成分の1つ以上が送達されるのと同じ時点で送達される。ある実施形態において、核酸分子はCas9システムの成分の1つ以上の送達の(例えば、約30分、1時間、2時間、3時間、6時間、9時間、12時間、1日、2日、3日、1週、2週間、または4週間未満)前または後に送達される。ある実施形態において、核酸分子は、Cas9システムの成分の1つ以上、例えば、Cas9分子成分および/またはgRNA分子成分が送達されるのと異なる手段によって送達される。核酸分子は、本明細書に記載される送達方法のいずれによっても送達することができる。例えば、核酸分子はウイルスベクター、例えば組込み欠損レンチウイルスによって送達することができ、かつCas9分子成分および/またはgRNA分子成分はエレクトロポレーションによって送達することができ、これにより例えば、核酸(例えば、DNA)によって引き起こされる毒性を低減することができる。ある実施形態において、核酸分子は治療用タンパク質、例えば本明細書に記載されるタンパク質をコードする。ある実施形態において、核酸分子はRNA分子、例えば本明細書に記載されるRNA分子をコードする。
Cas9分子をコードするRNAの送達
Cas9分子(例えば、活性Cas9分子、不活性Cas9分子または不活性Cas9融合タンパク質)および/またはgRNA分子をコードするRNAは、当該技術分野において公知の方法により、または本明細書に記載されるとおり、細胞、例えば本明細書に記載される標的細胞に送達することができる。例えば、Cas9コードRNAおよび/またはgRNAコードRNAは、例えば、マイクロインジェクション、エレクトロポレーション、脂質媒介トランスフェクション、ペプチド媒介送達、またはこれらの組み合わせによって送達することができる。
タンパク質としてのCas9分子の送達
Cas9分子(例えば、活性Cas9分子、不活性Cas9分子または不活性Cas9融合タンパク質)は、当該技術分野において公知の方法により、または本明細書に記載されるとおり細胞に送達することができる。例えば、Cas9タンパク質分子は、例えば、マイクロインジェクション、エレクトロポレーション、脂質媒介トランスフェクション、ペプチド媒介送達、セルスクイージングまたはアブレーション(例えば、ナノニードルによる)またはこれらの組み合わせによって送達することができる。送達は、gRNAをコードするDNAによるか、またはgRNAにより、例えばgRNAとCas9タンパク質とをリボ核タンパク質複合体(RNP)に予め複合体化することによって達成し得る。
ある態様において、例えば本明細書に記載されるとおりのCas9分子はタンパク質として送達され、かつgRNA分子は1つ以上のRNAとして(例えば、本明細書に記載されるとおりのdgRNAまたはsgRNAとして)送達される。実施形態において、Cas9タンパク質は、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞への送達前に、リボ核タンパク質複合体(「RNP」)としてgRNA分子と複合体化される。実施形態において、RNPは、例えば本明細書に記載される細胞に、当該技術分野において公知の任意の方法、例えばエレクトロポレーションによって送達することができる。本明細書に記載されるとおり、および理論によって拘束されるものではないが、細胞に送達されるRNPの濃度が低下する場合でも、例えば本明細書に記載される標的細胞において標的配列に高い%編集率(例えば、>85%、>90%、>95%、>98%、または>99%)をもたらすgRNA分子およびCas9分子を使用することが好ましい。この場合にも、理論によって拘束されるものではないが、標的細胞において(低いRNP濃度の場合を含め)標的配列の高い%編集率を生じるgRNA分子を含むRNPを低下したまたは低い濃度で送達することは、オフターゲット編集イベントの頻度および数を低減し得るため有益であり得る。一態様において、低いまたは低下した濃度のRNPを使用する場合、以下の例示的手順を用いてdgRNA分子を含むRNPを作成することができる:
1.Cas9分子およびtracrを溶液中に高濃度(例えば、細胞に送達される最終RNP濃度よりも高い濃度)で提供し、これらの2つの成分を平衡化させる;
2.crRNA分子を提供し、成分を平衡化させる(それによりRNPの高濃度溶液を形成する);
3.RNP溶液を所望の濃度に希釈する;
4.前記所望の濃度の前記RNPを標的細胞に例えばエレクトロポレーションによって送達する。
上記の手順は、上記のステップ2を省略し、かつステップ1において、溶液中に高濃度のCas9分子およびsgRNA分子を提供して成分を平衡化させることにより、sgRNA分子で用いるように改良し得る。実施形態において、Cas9分子および各gRNA成分は溶液中に1:2比(Cas9:gRNA)、例えば1:2モル比のCas9:gRNA分子で提供される。dgRNA分子が使用される場合、比、例えばモル比は1:2:2(Cas9:tracr:crRNA)である。実施形態において、RNPは20μM以上の濃度、例えば約20μM〜約50μMの濃度で形成される。実施形態において、RNPは10μM以上の濃度、例えば約10μM〜約30μMの濃度で形成される。実施形態において、RNPは、標的細胞(例えば、本明細書に記載されるもの)を含む前記標的細胞への送達用溶液中に10μM以下の最終濃度(例えば、約0.01μM〜約10μMの濃度)に希釈される。実施形態において、RNPは、標的細胞(例えば、本明細書に記載されるもの)を含む前記標的細胞への送達用溶液中に3μM以下の最終濃度(例えば、約0.01μM〜約3μMの濃度)に希釈される。実施形態において、RNPは、標的細胞(例えば、本明細書に記載されるもの)を含む前記標的細胞への送達用溶液中に1μM以下の最終濃度(例えば、約0.01μM〜約1μMの濃度)に希釈される。実施形態において、RNPは、標的細胞(例えば、本明細書に記載されるもの)を含む前記標的細胞への送達用溶液中に0.3μM以下の最終濃度(例えば、約0.01μM〜約0.3μMの濃度)に希釈される。実施形態において、RNPは、標的細胞(例えば、本明細書に記載されるもの)を含む前記標的細胞への送達用溶液中に約3μMの最終濃度で提供される。実施形態において、RNPは、標的細胞(例えば、本明細書に記載されるもの)を含む前記標的細胞への送達用溶液中に約1μMの最終濃度で提供される。実施形態において、RNPは、標的細胞(例えば、本明細書に記載されるもの)を含む前記標的細胞への送達用溶液中に約0.3μMの最終濃度で提供される。実施形態において、RNPは、標的細胞(例えば、本明細書に記載されるもの)を含む前記標的細胞への送達用溶液中に約0.1μMの最終濃度で提供される。実施形態において、RNPは、標的細胞(例えば、本明細書に記載されるもの)を含む前記標的細胞への送達用溶液中に約0.05μMの最終濃度で提供される。実施形態において、RNPは、標的細胞(例えば、本明細書に記載されるもの)を含む前記標的細胞への送達用溶液中に約0.03μMの最終濃度で提供される。実施形態において、RNPは、標的細胞(例えば、本明細書に記載されるもの)を含む前記標的細胞への送達用溶液中に約0.01μMの最終濃度で提供される。実施形態において、RNPは、エレクトロポレーションに好適な媒体中に製剤化される。実施形態において、RNPは、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞、例えばHSPC細胞にエレクトロポレーションにより、例えば本明細書に記載されるエレクトロポレーション条件を用いて送達される。
成分のバイモーダル送達または差次的送達
Casシステムの成分、例えばCas9分子成分およびgRNA分子成分を別々に送達する、より詳細には成分を異なる様式で送達すると、例えば組織特異性および安全性が改善されるため、パフォーマンスを増進させることができる。
ある実施形態において、Cas9分子およびgRNA分子は、異なる様式により、または本明細書においてときに差次的様式と称されるとおり送達される。異なる様式または差次的様式とは、本明細書で使用されるとき、対象成分分子、例えば、Cas9分子、gRNA分子、または鋳型核酸に異なる薬力学的または薬物動態学的特性を付与する送達様式を指す。例えば、送達様式は、例えば、選択されたコンパートメント、組織、または臓器に異なる組織分布、異なる半減期、または異なる時間分布をもたらし得る。
幾つかの送達様式、例えば、細胞、または細胞の子孫において例えば自己複製または細胞核酸への挿入によって持続する核酸ベクターによる送達は、成分のより持続的な発現および存在をもたらす。
XI.治療方法
本明細書に記載されるCas9システム、例えば、1つ以上のgRNA分子および1つ以上のCas9分子は、哺乳動物、例えばヒトにおける疾患の治療に有用である。用語「〜を治療する」、「治療された」、「治療している」、および「治療」には、cas9システム、例えば1つ以上のgRNA分子および1つ以上のcas9分子を細胞に投与することにより、疾患の症状、合併症、または生化学的徴候を予防し、またはその発生を遅延させること、疾患、病態、または障害の症状を軽減し、またはそのさらなる発症を阻止または阻害することが含まれる。治療には、本発明のgRNA分子(または2つ以上のgRNA分子)の導入により、または本明細書に記載されるとおりのCRISPRシステムの導入により、または本明細書に記載される前記細胞の調製方法のいずれかによって修飾された1つ以上の細胞、例えばHSPC(例えば、その集団)の投与により、疾患の症状、合併症、または生化学的徴候を予防し、またはその発生を遅延させること、疾患、病態、または障害の症状を軽減し、またはそのさらなる発症を阻止または阻害することも含まれ得る。治療は予防的であってもよく(それにより疾患を予防し、またはその発生を遅延させるか、またはその臨床的もしくは準臨床的症状の発現を予防する)、または疾患発現後の症状の療法的抑制または軽減であってもよい。治療は、本明細書に記載される療法的手段によって計測することができる。したがって、本発明の「治療」方法には、細胞へのcas9システム(例えば、1つ以上のgRNA分子および1つ以上のCas9分子)の導入によって改変された細胞を対象に投与することにより、疾患または病態の1つ以上の症状を治癒し、その重症度を低減し、またはそれを改善すること、かかる治療がない場合の予想を超えて対象の健康または生存を延ばすことも含まれる。例えば、「治療」には、対象の疾患症状の少なくとも5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%またはそれを超える軽減が含まれる。
本明細書、例えば、表1、表2、表3、表4、表5、表6、表7、表8、および/または表9に記載される標的化ドメインを含むgRNA分子を含むCas9システムは、異常ヘモグロビン症の治療に有用である。
異常ヘモグロビン症
異常ヘモグロビン症には、赤血球細胞(RBC)の産生低下および/または破壊増加(溶血)がある遺伝的原因の幾つもの貧血症が含まれる。それらには、酸素濃度を維持する能力の低下が付随する異常ヘモグロビンの産生をもたらす遺伝的欠陥も含まれる。かかる障害の中には、正常なβ−グロビンを十分な量で産生できないことが関係するものもあれば、正常なβ−グロビンを全く産生できないことが関係するものもある。β−グロビンタンパク質に関連するこれらの障害は、一般にβヘモグロビン異常症と称される。例えば、β−サラセミアは、β−グロビン遺伝子の発現の部分的または完全な欠損がHbA欠損または欠如につながることによって起こる。鎌状赤血球貧血は、β−グロビン構造遺伝子の点突然変異が異常な(鎌状の)ヘモグロビン(HbS)の産生につながることによって起こる。HbSは、特に脱酸素化条件下で重合し易い。HbS RBCは正常RBCと比べて脆弱で溶血を起こし易く、最終的に貧血につながる。
ある実施形態において、αグロビンまたはβグロビンの遺伝的欠陥が、例えば、本明細書に記載されるCas9分子およびgRNA分子、例えばCRISPRシステムを用いた相同組換えによって修正される。
ある実施形態において、αグロビンまたはβグロビンの野生型(例えば、非突然変異型)コピーをコードする遺伝子が、例えば、セーフハーバー部位、例えばAAVS1セーフハーバー部位に、本明細書に記載されるCRISPRシステムおよび方法を用いた相同組換えによって細胞のゲノムに挿入される。
ある実施形態において、本明細書に記載されるCas9分子およびgRNA分子を用いて異常ヘモグロビン症関連遺伝子が標的化される。例示的標的としては、例えば、γ−グロビン遺伝子の制御に関連する遺伝子が挙げられる。ある実施形態において、標的はBCL11Aである。ある実施形態において、標的はBCL11aエンハンサーである。ある実施形態において、標的はHPFH領域である。
胎児ヘモグロビンは(またヘモグロビンFまたはHbFまたはα2γ2も)、2つの成人α−グロビンポリペプチドおよび2つの胎児β様γ−グロビンポリペプチドの四量体である。HbFは、ヒト胎児における子宮内発育期の最後の7ヵ月間および新生児における生後約6ヵ月までの間の主要な酸素輸送タンパク質である。機能上、胎児ヘモグロビンは、発育中の胎児に母体の血流から酸素がより良好に届くように、酸素を成人型よりも高い親和性で結合可能である点が、成人ヘモグロビンと最も異なる。
新生児では、胎児ヘモグロビンは生後約6ヵ月までにほぼ完全に成人ヘモグロビンに置き換わる。成人では、胎児ヘモグロビンの産生を薬理学的に再活性化することができ、これは異常ヘモグロビン症などの疾患の治療に有用である。例えば、特定の異常ヘモグロビン症患者では、高レベルのγ−グロビン発現がβ−グロビン遺伝子産生の欠損または障害を部分的に代償することができ、これらの疾患における臨床的重症度を改善し得る。HbFレベルまたはF−細胞(HbFを含有する赤血球)数の増加は、異常ヘモグロビン症、例えば重症型β−サラセミアおよび鎌状赤血球貧血の疾患重症度を改善することができる。
HbFレベルまたはF−細胞の増加は、細胞におけるBCL11A発現の低下に関連し得る。BCL11A遺伝子はマルチジンクフィンガー転写因子をコードする。ある実施形態において、BCL11Aの発現が調整、例えば下方制御される。ある実施形態において、BCL11A遺伝子が編集される。ある実施形態において、例えば赤血球系統細胞におけるBCL11aの機能が障害され、または下方制御される。ある実施形態において、細胞は造血幹細胞または前駆細胞である。
鎌状赤血球症
鎌状赤血球症は、ヘモグロビンに影響を及ぼす一群の障害である。この障害を持つ人は異型ヘモグロビン分子(ヘモグロビンS)を有し、これによって赤血球細胞が歪んで鎌状、または三日月形の形状になり得る。この障害に特有の特徴としては、低赤血球細胞数(貧血症)、反復感染、および周期性疼痛発作が挙げられる。
HBB遺伝子の突然変異が鎌状赤血球症を引き起こす。HBB遺伝子はβ−グロビン作製の指令を与える。HBB遺伝子の異なる突然変異によって様々なバージョンのβ−グロビンが生じる。1つの特定のHBB遺伝子突然変異は、ヘモグロビンS(HbS)として知られる異常なバージョンのβ−グロビンを作り出す。HBB遺伝子の他の突然変異は、ヘモグロビンC(HbC)およびヘモグロビンE(HbE)など、さらなる異常なバージョンのβ−グロビンにつながる。HBB遺伝子突然変異は、異常に低いレベルのβ−グロビン、すなわちβサラセミアも生じさせ得る。
鎌状赤血球症の人では、ヘモグロビン中のβ−グロビンサブユニットの少なくとも1つがヘモグロビンSに置き換わっている。鎌状赤血球症の一般的な型である鎌状赤血球貧血では、ヘモグロビン中の両方のβ−グロビンサブユニットがヘモグロビンSに置き換わる。他のタイプの鎌状赤血球症では、ヘモグロビン中の一方のβ−グロビンサブユニットのみがヘモグロビンSに置き換わる。他方のβ−グロビンサブユニットは、ヘモグロビンCなど、別の異常変異体に置き換わる。例えば、鎌状ヘモグロビンC(HbSC)症の人は、β−グロビンの代わりにヘモグロビンSおよびヘモグロビンCを含むヘモグロビン分子を有する。ヘモグロビンSを産生する突然変異とβサラセミアとが一緒に起こる場合、個体はヘモグロビンS−βサラセミア(HbSβThal)症を有する。
βサラセミア
βサラセミアは、ヘモグロビンの産生が低下する血液障害である。βサラセミアの人では、低レベルのヘモグロビンが体の多くの箇所の酸素欠乏につながる。罹患者はまた、赤血球細胞の不足も有し(貧血)、そのため青白い皮膚、脱力感、疲労、およびより重篤な合併症を生じ得る。βサラセミアの人は血液凝固異常を発症するリスクが高い。
βサラセミアは症状の重症度に応じて2つのタイプ:重症型サラセミア(クーリー貧血としても知られる)および中間型サラセミアに分けられる。これらの2つのタイプのなかでは、重症型サラセミアがより重篤である。
HBB遺伝子の突然変異がβサラセミアを引き起こす。HBB遺伝子はβ−グロビン作製の指令を与える。HBB遺伝子の幾つかの突然変異が任意のβ−グロビンの産生を妨げる。β−グロビンが存在しない場合、β−ゼロ(B)サラセミアと称される。他のHBB遺伝子突然変異は何らかのβ−グロビンの産生が可能であるものの量が低下し、すなわち、β−プラス(B)サラセミアである。両方のタイプをもつ人が、重症型サラセミアおよび中間型サラセミアと診断されている。
ある実施形態において、第1の遺伝子を標的とするCas9分子/gRNA分子複合体を使用して、第2の遺伝子、例えば第2の遺伝子の突然変異によって特徴付けられる障害が治療される。例として、第1の遺伝子を例えば編集またはペイロード送達によって標的化することにより、第2の遺伝子、例えば突然変異体の第2の遺伝子の影響を代償するか、またはそれからのさらなる損傷を抑えることができる。ある実施形態において、対象が保因する第1の遺伝子の1つまたは複数のアレルは、障害の原因ではない。
一態様において、本発明は、胎児ヘモグロビン(HbF)の増加を必要としている哺乳動物、例えばヒトの治療に関する。
一態様において、本発明は、異常ヘモグロビン症と診断された、またはその発症リスクがある哺乳動物、例えばヒトの治療に関する。
一態様において、異常ヘモグロビン症はβヘモグロビン異常症である。一態様において、異常ヘモグロビン症は鎌状赤血球症である。一態様において、異常ヘモグロビン症はβサラセミアである。
異常ヘモグロビン症の治療方法
別の態様において、本発明は治療方法を提供する。態様において、本発明のgRNA分子、CRISPRシステムおよび/または細胞を使用して、それを必要としている患者が治療される。態様において、患者は哺乳動物、例えばヒトである。態様において、患者は異常ヘモグロビン症を有する。実施形態において、患者は鎌状赤血球症を有する。実施形態において、患者はβサラセミアを有する。
一態様において、本治療方法は、1つ以上のgRNA分子、例えば、表1、表2、表3、表4、表5、表6、表7、表8、または表9に記載される標的化ドメインを含む1つ以上のgRNA分子、および本明細書に記載される1つ以上のcas9分子を哺乳動物、例えばヒトに投与することを含む。
一態様において、本治療方法は哺乳動物に細胞集団を投与することを含み、ここで、細胞集団は、1つ以上のgRNA分子、例えば、表1、表2、表3、表4、表5、表6、表7、表8、または表9に記載される標的化ドメインを含む1つ以上のgRNA分子、および本明細書に記載される1つ以上のcas9分子、例えば本明細書に記載されるとおりのCRISPRシステムを投与された哺乳動物、例えばヒト由来の細胞集団である。一実施形態において、細胞への1つ以上のgRNA分子またはCRISPRシステムの投与はインビボで達成される。一実施形態において、細胞への1つ以上のgRNA分子またはCRISPRシステムの投与はエキソビボで達成される。
一態様において、本治療方法は、1つ以上のgRNA分子、例えば、表1、表2、表3、表4、表5、表6、表7、表8、または表9に記載される標的化ドメインを含む1つ以上のgRNA分子、および本明細書に記載される1つ以上のcas9分子を含む、または一時的にそれらを含んでいた細胞、または前記細胞の子孫を含む細胞集団の有効量を哺乳動物、例えばヒトに投与することを含む。一実施形態において、細胞は哺乳動物にとって同種異系由来である。一実施形態において、細胞は哺乳動物にとって自己由来である。一実施形態において、細胞は哺乳動物から採取され、エキソビボで操作されて、哺乳動物に戻される。
態様において、1つ以上のgRNA分子、例えば、表1、表2、表3、表4、表5、表6、表7、表8、または表9に記載される標的化ドメインを含む1つ以上のgRNA分子、および本明細書に記載される1つ以上のcas9分子を含む、または一時的にそれらを含んでいた細胞、または前記細胞の子孫は、幹細胞または前駆細胞を含む。一態様において、幹細胞は造血幹細胞である。一態様において、前駆細胞は造血前駆細胞である。一態様において、細胞は造血幹細胞および造血前駆細胞の両方を含み、例えばHSPCである。一態様において、細胞はCD34+細胞を含む、例えばそれからなる。一態様において、細胞はCD34−細胞を実質的に含まない。一態様において、細胞はCD34+/CD90+幹細胞を含む、例えばそれからなる。一態様において、細胞はCD34+/CD90−細胞を含む、例えばそれからなる。ある態様において、細胞は、上記に記載されるまたは本明細書に記載される細胞型の1つ以上を含む集団である。
一実施形態において、本開示は、異常ヘモグロビン症、例えば鎌状赤血球症またはβ−サラセミアを治療する方法、またはそれを必要としている哺乳動物、例えばヒトの胎児ヘモグロビン発現を増加させる方法を提供し、この方法は、
a)哺乳動物からHSPC(例えば、CD34+細胞)の集団を提供する、例えば採取または単離するステップ;
b)前記細胞をエキソビボで、例えば細胞培養培地中に、任意選択で少なくとも1つの幹細胞増殖剤を含む組成物の有効量の存在下で提供するステップであって、それにより前記HSPC(例えば、CD34+細胞)の集団を未処理の集団よりも高い程度に増殖させるステップ;
c)HSPC(例えば、CD34+細胞)の集団を、有効量の、本明細書に記載される標的化ドメイン、例えば、表1、表2、表3、表4、表5、表6、表7、表8、または表9に記載される標的化ドメインを含む少なくとも1つのgRNA分子、または前記gRNA分子をコードする核酸と、例えば本明細書に記載される少なくとも1つのcas9分子、または前記cas9分子をコードする核酸とを含む組成物、例えば本明細書に記載されるとおりの1つ以上のRNPに、例えば、本明細書に記載されるCRISPRシステムに接触させるステップ;
d)集団の細胞の少なくとも一部(例えば、集団のHSPC、例えばCD34+細胞の少なくとも一部)に少なくとも1つの修飾を生じさせるステップであって、それにより、例えば、前記HSPCが赤血球系統の細胞、例えば赤血球細胞に分化したとき、例えばステップc)により接触させていない細胞と比べて胎児ヘモグロビン発現が増加するステップ;および
f)前記修飾HSPC(例えば、CD34+細胞)を含む細胞の集団を哺乳動物に戻すステップ
を含む。
ある態様において、HSPCは、それが戻される哺乳動物にとって同種異系由来である。ある態様において、HSPCは、それが戻される哺乳動物にとって自己由来である。態様において、HSPCは骨髄から単離されたものである。態様において、HSPCは末梢血、例えば動員末梢血から単離されたものである。態様において、動員末梢血は、G−CSFが投与された対象から単離されたものである。態様において、動員末梢血は、G−CSF以外の動員剤、例えばPlerixafor(登録商標)(AMD3100)が投与された対象から単離されたものである。態様において、HSPCは臍帯血から単離されたものである。
本方法のさらなる実施形態において、本方法は、HSPC(例えば、CD34+細胞)の集団を例えば上記に記載される供給源から提供した後、細胞の集団をHSPC(例えば、CD34+細胞)について富化するステップをさらに含む。本方法の実施形態において、前記富化後、細胞、例えばHSPCの集団は、CD34−細胞を実質的に含まない。
実施形態において、哺乳動物に戻される細胞の集団は、少なくとも70%の生存細胞を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される細胞の集団は、少なくとも75%の生存細胞を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される細胞の集団は、少なくとも80%の生存細胞を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される細胞の集団は、少なくとも85%の生存細胞を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される細胞の集団は、少なくとも90%の生存細胞を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される細胞の集団は、少なくとも95%の生存細胞を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される細胞の集団は、少なくとも99%の生存細胞を含む。生存率は、代表的な一部の細胞の集団を例えば当該技術分野において公知のとおりの細胞生死判別マーカーに関して染色することにより決定し得る。
別の実施形態において、本開示は、異常ヘモグロビン症、例えば鎌状赤血球症またはβ−サラセミアを治療する方法、またはそれを必要としている哺乳動物、例えばヒトの胎児ヘモグロビン発現を増加させる方法を提供し、この方法は、
a)例えば哺乳動物の骨髄から、哺乳動物のHSPC(例えば、CD34+細胞)の集団を提供する、例えば採取または単離するステップ;
b)ステップa)の細胞の集団からCD34+細胞を単離するステップ;
c)前記CD34+細胞をエキソビボで提供し、および前記細胞を例えば細胞培養培地中、少なくとも1つの幹細胞増殖剤、例えば化合物4、例えば約0.5〜約0.75マイクロモル濃度の化合物4を含む組成物の有効量の存在下で培養するステップであって、それにより前記CD34+細胞の集団を未処理の集団よりも高い程度に増殖させるステップ;
d)CD34+細胞の集団の細胞に、有効量の、例えば本明細書に記載されるとおりのCas9分子と、例えば本明細書に記載されるとおりのgRNA分子とを含む組成物を導入するステップであって、例えば、任意選択でCas9分子およびgRNA分子は、例えば本明細書に記載されるとおりのRNPの形態であり、および任意選択で前記導入は、前記細胞への前記RNPの、例えば本明細書に記載されるとおりのエレクトロポレーションによる導入である、ステップ;
e)集団の細胞の少なくとも一部(例えば、集団のHSPC、例えばCD34+細胞の少なくとも一部)に少なくとも1つの遺伝子修飾を生じさせるステップであって、それにより、ステップd)で導入されたgRNAの標的化ドメインと相補的なゲノム部位にまたはその近傍に、例えば本明細書に記載されるとおりのインデルを作り出すステップ;
f)任意選択で、加えて、前記導入後に、例えば細胞培養培地中、少なくとも1つの幹細胞増殖剤、例えば化合物4、例えば約0.5〜約0.75マイクロモル濃度の化合物4を含む組成物の有効量の存在下で前記細胞を培養するステップであって、それにより細胞が少なくとも2倍、例えば少なくとも4倍、例えば少なくとも5倍に増殖するステップ;
g)前記細胞を凍結保存するステップ;および
h)細胞を哺乳動物に戻すステップであって、哺乳動物に戻される細胞が、1)赤血球系統の細胞、例えば赤血球細胞に分化する能力を維持しており、2)赤血球細胞に分化したとき、例えばステップe)のgRNAによって修飾されていない細胞と比べて高いレベルの胎児ヘモグロビンを産生する、例えば、1細胞当たり少なくとも6ピコグラムの胎児ヘモグロビンを産生する細胞を含む、ステップ
を含む。
ある態様において、HSPCは、それが戻される哺乳動物にとって同種異系由来である。ある態様において、HSPCは、それが戻される哺乳動物にとって自己由来である。態様において、HSPCは骨髄から単離されたものである。態様において、HSPCは末梢血、例えば動員末梢血から単離されたものである。態様において、動員末梢血は、G−CSFが投与された対象から単離されたものである。態様において、動員末梢血は、G−CSF以外の動員剤、例えばPlerixafor(登録商標)(AMD3100)が投与された対象から単離されたものである。態様において、HSPCは臍帯血から単離されたものである。
上記の方法の実施形態において、記載されるステップb)は、CD34−細胞を実質的に含まない細胞の集団をもたらす。
本方法のさらなる実施形態において、本方法は、HSPC(例えば、CD34+細胞)の集団を例えば上記に記載される供給源から提供した後、細胞の集団がHSPC(例えば、CD34+細胞)に関して富化されることをさらに含む。
これらの方法のさらなる実施形態において、増加した胎児ヘモグロビン発現を分化する能力を有する修飾HSPC(例えば、CD34+幹細胞)の集団が凍結保存され、哺乳動物への再導入まで貯蔵される。実施形態において、赤血球系統の細胞、例えば赤血球細胞に分化する能力、および/または赤血球系統の細胞、例えば赤血球細胞に分化したときに高いレベルの胎児ヘモグロビンを産生する能力を有するHSPCの凍結保存された集団が解凍され、次に哺乳動物に再導入される。これらの方法のさらなる実施形態において、本方法は、哺乳動物の内因性造血前駆細胞または幹細胞を除去または低減するため化学療法および/または放射線療法を含む。これらの方法のさらなる実施形態において、本方法は、哺乳動物の内因性造血前駆細胞または幹細胞を除去または低減するため化学療法および/または放射線療法ステップを含まない。これらの方法のさらなる実施形態において、本方法は、哺乳動物の内因性造血前駆細胞または幹細胞を部分的に低減する(例えば、部分的リンパ球枯渇)ため化学療法および/または放射線療法を含む。実施形態において、患者が完全リンパ球枯渇用量のブスルファンで治療された後、修飾HSPCが哺乳動物に再導入される。実施形態において、患者が部分的リンパ球枯渇用量のブスルファンで治療された後、修飾HSPCが哺乳動物に再導入される。
実施形態において、細胞は、+58 BCL11aエンハンサー領域に対するgRNAと複合体化したCas9分子、例えば本明細書に記載されるとおりのCas9分子を含むRNPと接触させる。実施形態において、gRNAはCR000312の標的化ドメインを含む。実施形態において、gRNAはCR000311の標的化ドメインを含む。実施形態において、gRNAはCR001128の標的化ドメインを含む。実施形態において、gRNAはCR001125の標的化ドメインを含む。実施形態において、gRNAはCR001126の標的化ドメインを含む。実施形態において、gRNAはCR001127の標的化ドメインを含む。実施形態において、gRNAは、[配列番号248]−[配列番号6607]を含む、例えばそれからなるcrRNAと、[配列番号7812]を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracrとを含むデュアルガイドRNAである。実施形態において、gRNAは、[配列番号248]−[配列番号6601を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば[配列番号248]−[配列番号7811]を含む、例えばそれからなるsgRNAである。実施形態において、gRNAは、[配列番号247]−[配列番号6607]を含む、例えばそれからなるcrRNAと、配列番号7812を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracrとを含むデュアルガイドRNAである。実施形態において、gRNAは、[配列番号247]−[配列番号6601を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば[配列番号247]−[配列番号7811]を含む、例えばそれからなるsgRNAである。実施形態において、gRNAは、[配列番号338]−[配列番号6607]を含む、例えばそれからなるcrRNAと、配列番号7812を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracrとを含むデュアルガイドRNAである。実施形態において、gRNAは、[配列番号338]−[配列番号6601]を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば[配列番号338]−[配列番号7811]を含む、例えばそれからなるsgRNAである。実施形態において、gRNAは、[配列番号335]−[配列番号6607]を含む、例えばそれからなるcrRNAと、配列番号7812を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracrとを含むデュアルガイドRNAである。実施形態において、gRNAは、[配列番号335]−[配列番号6601]を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば[配列番号335]−[配列番号7811]を含む、例えばそれからなるsgRNAである。実施形態において、gRNAは、[配列番号336]−[配列番号6607]を含む、例えばそれからなるcrRNAと、配列番号7812を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracrとを含むデュアルガイドRNAである。実施形態において、gRNAは、[配列番号336]−[配列番号6601]を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば[配列番号336]−[配列番号7811]を含む、例えばそれからなるsgRNAである。実施形態において、gRNAは、[配列番号337]−[配列番号6607]を含む、例えばそれからなるcrRNAと、配列番号7812を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracrとを含むデュアルガイドRNAである。実施形態において、gRNAは、[配列番号337]−[配列番号6601]を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば[配列番号337]−[配列番号7811]を含む、例えばそれからなるsgRNAである。前述の実施形態のいずれにおいても、gRNAのRNA成分の一部または全てが、例えば本明細書に記載されるとおりの1つ以上のヌクレオチドで修飾されていてもよい。実施形態において、gRNA分子は配列番号342である。実施形態において、gRNA分子は配列番号343である。実施形態において、gRNA分子は配列番号1762である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号344および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号344および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号345および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号345および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は配列番号347である。実施形態において、gRNA分子は配列番号348である。実施形態において、gRNA分子は配列番号1763である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号349および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号349および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号350および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号350および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は配列番号351である。実施形態において、gRNA分子は配列番号352である。実施形態において、gRNA分子は配列番号1764である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号353および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号353および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号354および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号354および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は配列番号355である。実施形態において、gRNA分子は配列番号356である。実施形態において、gRNA分子は配列番号1765である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号357および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号357および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号358および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号358および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は配列番号359である。実施形態において、gRNA分子は配列番号360である。実施形態において、gRNA分子は配列番号1766である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号361および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号361および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号362および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号362および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は配列番号363である。実施形態において、gRNA分子は配列番号364である。実施形態において、gRNA分子は配列番号1767である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号365および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号365および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号366および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号366および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は配列番号367である。実施形態において、gRNA分子は配列番号368である。実施形態において、gRNA分子は配列番号1768である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号369および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号369および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号370および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号370および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は配列番号371である。実施形態において、gRNA分子は配列番号372である。実施形態において、gRNA分子は配列番号1769である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号373および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号373および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号374および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号374および配列番号346からなるdgRNA分子である。
実施形態において、細胞は、HPFH領域に対するgRNAと複合体化したCas9分子、例えば本明細書に記載されるとおりのCas9分子を含むRNPと接触させる。実施形態において、gRNAはCR001030の標的化ドメインを含む。実施形態において、gRNAはCR001028の標的化ドメインを含む。実施形態において、gRNAはCR001221の標的化ドメインを含む。実施形態において、gRNAはCR001137の標的化ドメインを含む。実施形態において、gRNAはCR003035の標的化ドメインを含む。実施形態において、gRNAはCR003085の標的化ドメインを含む。実施形態において、gRNAは、[配列番号98]−[配列番号6607]を含む、例えばそれからなるcrRNAと、配列番号7812を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracrとを含むデュアルガイドRNAである。実施形態において、gRNAは、[配列番号98]−[配列番号6601]を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば[配列番号98]−[配列番号7811]を含む、例えばそれからなるsgRNAである。実施形態において、gRNAは、[配列番号100]−[配列番号6607]を含む、例えばそれからなるcrRNAと、配列番号7812を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracrとを含むデュアルガイドRNAである。実施形態において、gRNAは、[配列番号100]−[配列番号6601]を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば[配列番号100]−[配列番号7811]を含む、例えばそれからなるsgRNAである。実施形態において、gRNAは、[配列番号1589]−[配列番号6607]を含む、例えばそれからなるcrRNAと、配列番号7812を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracrとを含むデュアルガイドRNAである。実施形態において、gRNAは、[配列番号1589]−[配列番号6601]を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば[配列番号1589]−[配列番号7811]を含む、例えばそれからなるsgRNAである。実施形態において、gRNAは、[配列番号1505]−[配列番号6607]を含む、例えばそれからなるcrRNAと、配列番号7812を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracrとを含むデュアルガイドRNAである。実施形態において、gRNAは、[配列番号1505]−[配列番号6601]を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば[配列番号1505]−[配列番号7811]を含む、例えばそれからなるsgRNAである。実施形態において、gRNAは、[配列番号1700]−[配列番号6607]を含む、例えばそれからなるcrRNAと、配列番号7812を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracrとを含むデュアルガイドRNAである。実施形態において、gRNAは、[配列番号1700]−[配列番号6601]を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば[配列番号1700]−[配列番号7811]を含む、例えばそれからなるsgRNAである。実施形態において、gRNAは、[配列番号1750]−[配列番号6607]を含む、例えばそれからなるcrRNAと、配列番号7812を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracrとを含むデュアルガイドRNAである。実施形態において、gRNAは、[配列番号1750]−[配列番号6601]を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば[配列番号1750]−[配列番号7811]を含む、例えばそれからなるsgRNAである。実施形態において、gRNA分子は配列番号375である。実施形態において、gRNA分子は配列番号376である。実施形態において、gRNA分子は配列番号1770である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号377および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号377および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号378および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号378および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は配列番号379である。実施形態において、gRNA分子は配列番号380である。実施形態において、gRNA分子は配列番号1771である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号381および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号381および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号382および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号382および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は配列番号383である。実施形態において、gRNA分子は配列番号384である。実施形態において、gRNA分子は配列番号1772である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号385および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号385および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号386および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号386および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は配列番号387である。実施形態において、gRNA分子は配列番号388である。実施形態において、gRNA分子は配列番号1773である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号389および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号389および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号390および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号390および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は配列番号391である。実施形態において、gRNA分子は配列番号392である。実施形態において、gRNA分子は配列番号1774である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号393および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号393および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号394および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号394および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は配列番号395である。実施形態において、gRNA分子は配列番号396である。実施形態において、gRNA分子は配列番号1775である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号397および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号397および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号398および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号398および配列番号346からなるdgRNA分子である。
実施形態において、幹細胞増殖剤は化合物1である。実施形態において、幹細胞増殖剤は化合物2である。実施形態において、幹細胞増殖剤は化合物3である。実施形態において、幹細胞増殖剤は化合物4である。実施形態において、幹細胞増殖剤は化合物4であり、2〜0.1マイクロモル濃度、例えば1〜0.25マイクロモル濃度、例えば0.75〜0.5マイクロモル濃度で存在する。実施形態において、幹細胞増殖剤は、国際公開第2010/059401号パンフレットに記載される分子(例えば、国際公開第2010/059401号パンフレットの実施例1に記載される分子)である。
実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞、例えばHSPCは、例えば本明細書に記載されるCRISPRシステムと細胞を接触させるステップの前に、約1時間〜約15日の期間、例えば約12時間〜約12日の期間、例えば約12時間〜4日の期間、例えば約1日〜約4日の期間、例えば約1日〜約2日の期間、例えば約1日の期間または約2日の期間にわたってエキソビボで培養される。実施形態において、前記接触させるステップの前の前記培養は、幹細胞増殖剤、例えば本明細書に記載されるもの、例えば化合物4、例えば約0.25μM〜約1μMの濃度の化合物4、例えば約0.75〜0.5マイクロモル濃度の化合物4を含む組成物(例えば、細胞培養培地)中における培養である。実施形態において、細胞は、例えば本明細書に記載されるCRISPRシステムと細胞を接触させるステップの後、例えば、幹細胞増殖剤、例えば本明細書に記載されるもの、例えば化合物4、例えば約0.25μM〜約1μMの濃度の化合物4、例えば約0.75〜0.5マイクロモル濃度の化合物4を含む細胞培養培地中で約1日以下、例えば、約18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、または1時間以下の期間にわたってエキソビボで培養される。他の実施形態において、細胞は、例えば本明細書に記載されるCRISPRシステムと細胞を接触させるステップの後、細胞培養培地中、例えば、幹細胞増殖剤、例えば本明細書に記載されるもの、例えば化合物4、例えば約0.25μM〜約1μMの濃度の化合物4、例えば約0.75〜0.5マイクロモル濃度の化合物4を含む細胞培養培地中で約1時間〜約15日の期間、例えば約12時間〜約10日の期間、例えば約1日〜約10日の期間、例えば約1日〜約5日の期間、例えば約1日〜約4日の期間、例えば約2日〜約4日の期間、例えば約2日、約3日または約4日の期間にわたってエキソビボで培養される。実施形態において、細胞は、約1時間〜約20日の期間、例えば約6〜12日の期間、例えば約6、約7、約8、約9、約10、約11、または約12日の期間にわたってエキソビボで培養される(例えば、前記接触させるステップの前に培養される、および/または前記接触させるステップの後に培養される)。
実施形態において、哺乳動物に戻される修飾HSPCを含む細胞の集団は、1kg当たり少なくとも約100万個の細胞(例えば、少なくとも約100万個のCD34+細胞)を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される修飾HSPCを含む細胞の集団は、1kg当たり少なくとも約200万個の細胞(例えば、少なくとも約200万個のCD34+細胞)を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される修飾HSPCを含む細胞の集団は、1kg当たり少なくとも約300万個の細胞(例えば、少なくとも約300万個のCD34+細胞)を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される修飾HSPCを含む細胞の集団は、1kg当たり少なくとも約400万個の細胞(例えば、少なくとも約400万個のCD34+細胞)を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される修飾HSPCを含む細胞の集団は、1kg当たり少なくとも約500万個の細胞(例えば、少なくとも約500万個のCD34+細胞)を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される修飾HSPCを含む細胞の集団は、1kg当たり少なくとも約600万個の細胞(例えば、少なくとも約600万個のCD34+細胞)を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される修飾HSPCを含む細胞の集団は、1kg当たり少なくとも100万個の細胞(例えば、少なくとも100万個のCD34+細胞)を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される修飾HSPCを含む細胞の集団は、1kg当たり少なくとも200万個の細胞(例えば、少なくとも200万個のCD34+細胞)を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される修飾HSPCを含む細胞の集団は、1kg当たり少なくとも300万個の細胞(例えば、少なくとも300万個のCD34+細胞)を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される修飾HSPCを含む細胞の集団は、1kg当たり少なくとも400万個の細胞(例えば、少なくとも400万個のCD34+細胞)を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される修飾HSPCを含む細胞の集団は、1kg当たり少なくとも500万個の細胞(例えば、少なくとも500万個のCD34+細胞)を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される修飾HSPCを含む細胞の集団は、1kg当たり少なくとも600万個の細胞(例えば、少なくとも600万個のCD34+細胞)を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される修飾HSPCを含む細胞の集団は、1kg当たり約100万個の細胞(例えば、約100万個のCD34+細胞)を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される修飾HSPCを含む細胞の集団は、1kg当たり約200万個の細胞(例えば、約200万個のCD34+細胞)を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される修飾HSPCを含む細胞の集団は、1kg当たり約300万個の細胞(例えば、約300万個のCD34+細胞)を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される修飾HSPCを含む細胞の集団は、1kg当たり約400万個の細胞(例えば、約400万個のCD34+細胞)を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される修飾HSPCを含む細胞の集団は、1kg当たり約500万個の細胞(例えば、約500万個のCD34+細胞)を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される修飾HSPCを含む細胞の集団は、1kg当たり約600万個の細胞(例えば、約600万個のCD34+細胞)を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される修飾HSPCを含む細胞の集団は、患者の体重1kg当たり約2×10個の細胞を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される修飾HSPCを含む細胞の集団は、患者の体重1kg当たり少なくとも2×10個の細胞を含む。
実施形態において、上記に記載される方法のいずれによっても、例えば、哺乳動物への細胞の再導入から少なくとも15日後、例えば、少なくとも20、少なくとも30、少なくとも40、少なくとも50または少なくとも60日後に計測したとき、患者が有するその循環CD34+細胞の少なくとも80%が、本方法で使用されるgRNA分子の標的化ドメインと相補的なゲノム部位にまたはその近傍にインデルを含むことになる。
実施形態において、上記に記載される方法のいずれによっても、例えば、哺乳動物への細胞の再導入から少なくとも15日後、例えば、少なくとも20、少なくとも30、少なくとも40、少なくとも50または少なくとも60日後に計測したとき、患者が有するその骨髄CD34+細胞の少なくとも20%が、本方法で使用されるgRNA分子の標的化ドメインと相補的なゲノム部位にまたはその近傍にインデルを含むことになる。
実施形態において、哺乳動物に再導入されるHSPCは、インビボで赤血球系統の細胞、例えば赤血球細胞に分化可能であり、および前記分化細胞は、胎児ヘモグロビンの増加したレベルを呈し、例えば、1細胞当たり少なくとも6ピコグラムの胎児ヘモグロビン、例えば、1細胞当たり少なくとも7ピコグラムの胎児ヘモグロビン、1細胞当たり少なくとも8ピコグラムの胎児ヘモグロビン、1細胞当たり少なくとも9ピコグラムの胎児ヘモグロビン、1細胞当たり少なくとも10ピコグラムの胎児ヘモグロビン、例えば1細胞当たり約9〜約10ピコグラムの胎児ヘモグロビンを産生して、例えばそれにより哺乳動物の異常ヘモグロビン症が治療される。
細胞が増加した胎児ヘモグロビンを有すると特徴付けられるとき、それには、その細胞の子孫、例えば分化した子孫が増加した胎児ヘモグロビンを呈する実施形態が含まれることは理解されるであろう。例えば、本明細書に記載される方法において、改変または修飾CD34+細胞(または細胞集団)は増加した胎児ヘモグロビンを発現しないこともあるが、赤血球系統の細胞、例えば赤血球細胞に分化すると、細胞は増加した胎児ヘモグロビン、例えば同様の条件下にある非修飾または非改変細胞と比べて増加した胎児ヘモグロビンを発現する。
XII.培養方法および細胞の製造方法
本開示は、本明細書に記載されるgRNA分子で修飾された、または修飾されることになる細胞、例えばHSPC、例えば造血幹細胞、例えばCD34+細胞の培養方法を提供する。
DNA修復経路阻害剤
理論によって拘束されるものではないが、特定の標的配列において所与のgRNA分子によって作り出されるインデルのパターンは、細胞内の活性DNA修復機構(例えば、非相同末端結合、マイクロホモロジー媒介末端結合等)の各々の産物であると考えられる。理論によって拘束されるものではないが、編集しようとする細胞を、所望のインデルを生じないDNA修復経路の阻害剤と接触させることにより、特に有利なインデルを選択または富化し得ると考えられる。したがって、本発明のgRNA分子、CRISPRシステム、方法および他の態様は、かかる阻害剤と組み合わせて実施し得る。かかる阻害剤の例としては、例えば、国際公開第2014/130955号パンフレット(この内容は、参照により全体として本明細書に援用される)に記載されるものが挙げられる。実施形態において、阻害剤はDNAPKc阻害剤、例えばNU7441である。
幹細胞増殖剤
一態様において本発明は、本明細書に記載されるgRNA分子で修飾された、または修飾されることになる細胞、例えばHSPC、例えばCD34+細胞を、薬剤で処理されていない細胞と比べて増殖速度の増加、増殖レベルの増加、または生着の増加をもたらす1つ以上の薬剤と共に培養することに関する。かかる薬剤は、本明細書では幹細胞増殖剤と称される。
ある態様において、薬剤で処理されていない細胞と比べて増殖速度の増加または増殖レベルの増加をもたらす1つ以上の薬剤、例えば幹細胞増殖剤には、アリール炭化水素受容体(AHR)経路の阻害剤である薬剤が含まれる。態様において、幹細胞増殖剤は、国際公開第2013/110198号パンフレットに開示される化合物または国際公開第2010/059401号パンフレットに開示される化合物である(これらの明細書の内容は全体として参照により援用される)。
一態様において、薬剤で処理されていない細胞と比べて増殖速度の増加または増殖レベルの増加をもたらす1つ以上の薬剤は、例えば国際公開第2013/110198号パンフレット(この内容は、参照により全体として本明細書に援用される)に開示されるとおりの、ピリミド[4,5−b]インドール誘導体である。一実施形態において薬剤は化合物1((1r,4r)−N−(2−ベンジル−7−(2−メチル−2H−テトラゾール−5−イル)−9H−ピリミド[4,5−b]インドール−4−イル)シクロヘキサン−1,4−ジアミン):
化合物1:

である。
別の態様において、薬剤は化合物2(メチル4−(3−ピペリジン−1−イルプロピルアミノ)−9H−ピリミド[4,5−b]インドール−7−カルボキシレート):
化合物2:

である。
別の態様において、薬剤で処理されていない細胞と比べて増殖速度の増加または増殖レベルの増加をもたらす1つ以上の薬剤は、国際公開第2010/059401号パンフレット(この内容は、参照により全体として本明細書に援用される)に開示される薬剤である。
一実施形態において、幹細胞増殖剤は4−(2−(2−(ベンゾ[b]チオフェン−3−イル)−9−イソプロピル−9H−プリン−6−イルアミノ)エチル)フェノールであり、すなわち、以下の構造を有する国際公開第2010/059401号パンフレットの実施例1の化合物:
化合物3:

である。
別の態様において、幹細胞増殖剤は化合物4((S)−2−(6−(2−(1H−インドール−3−イル)エチルアミノ)−2−(5−フルオロピリジン−3−イル)−9H−プリン−9−イル)プロパン−1−オールであり、すなわち、以下の構造を有する国際公開第2010/059401号パンフレット)に係る化合物157S:
化合物4:

である。
実施形態においてHSPCの集団は、CRISPRシステム(例えば、本発明のgRNA分子および/またはCas9分子)を前記HSPCに導入する前に、幹細胞増殖剤、例えば、化合物1、化合物2、化合物3、化合物4、またはこれらの組み合わせ(例えば、化合物1と化合物4との組み合わせ)に接触させる。実施形態において、HSPCの集団は、CRISPRシステム(例えば、本発明のgRNA分子および/またはCas9分子)を前記HSPCに導入した後、幹細胞増殖剤、例えば、化合物1、化合物2、化合物3、化合物4、またはこれらの組み合わせ(例えば、化合物1と化合物4との組み合わせ)に接触させる。実施形態において、HSPCの集団は、CRISPRシステム(例えば、本発明のgRNA分子および/またはCas9分子)を前記HSPCに導入する前および導入した後の両方に、幹細胞増殖剤、例えば、化合物1、化合物2、化合物3、化合物4、またはこれらの組み合わせ(例えば、化合物1と化合物4との組み合わせ)に接触させる。
実施形態において、幹細胞増殖剤は、同じ培地中にあるが幹細胞増殖剤の非存在下であるHSPCと比べてHSPCの増殖レベルを増加させるのに有効な量で存在する。実施形態において、幹細胞増殖剤は約0.01〜約10μM、例えば約0.1μM〜約1μMの濃度で存在する。実施形態において、幹細胞増殖剤は細胞培養培地中に約1μM、約950nM、約900nM、約850nM、約800nM、約750nM、約700nM、約650nM、約600nM、約550nM、約500nM、約450nM、約400nM、約350nM、約300nM、約250nM、約200nM、約150nM、約100nM、約50nM、約25nM、または約10nMの濃度で存在する。実施形態において、幹細胞増殖剤は約500nM〜約750nMの範囲の濃度で存在する。
実施形態において、幹細胞増殖剤は化合物4であり、これは細胞培養培地中に約0.01〜約10マイクロモル(μM)の範囲の濃度で存在する。実施形態において、幹細胞増殖剤は化合物4であり、これは細胞培養培地中に約0.1〜約1マイクロモル(μM)の範囲の濃度で存在する。実施形態において、幹細胞増殖剤は化合物4であり、これは細胞培養培地中に約0.75マイクロモル(μM)の濃度で存在する。実施形態において、幹細胞増殖剤は化合物4であり、これは細胞培養培地中に約0.5マイクロモル(μM)の濃度で存在する。前述のいずれの実施形態においても、細胞培養培地は化合物1をさらに含む。
実施形態において、幹細胞増殖剤は化合物1と化合物4との混合物である。
実施形態において、本発明の細胞は、CD34+細胞の2〜10,000倍の増殖、例えばCD34+細胞の2〜1000倍の増殖、例えばCD34+細胞の2〜100倍の増殖、例えばCD34+細胞の20〜200倍の増殖を生じさせるのに十分な時間にわたって、それに十分な量の1つ以上の幹細胞増殖剤分子と接触させる。本明細書に記載されるとおり、1つ以上の幹細胞増殖剤との接触は、細胞を例えば本明細書に記載されるとおりのCRISPRシステムに接触させる前、細胞を例えば本明細書に記載されるとおりのCRISPRシステムに接触させた後、またはこれらの組み合わせであり得る。ある実施形態において、細胞は、CD34+細胞、例えば、前記細胞に導入されるCRISPR/Cas9システムのgRNAの標的化ドメインと相補性を有する標的部位にまたはその近傍にインデルを含むCD34+細胞の少なくとも2倍の増殖を生じさせるのに十分な時間にわたって、それに十分な量の1つ以上の幹細胞増殖剤分子、例えば化合物4に接触させる。ある実施形態において、細胞は、CD34+細胞、例えば、前記細胞に導入されるCRISPR/Cas9システムのgRNAの標的化ドメインと相補性を有する標的部位にまたはその近傍にインデルを含むCD34+細胞の少なくとも4倍の増殖を生じさせるのに十分な時間にわたって、それに十分な量の1つ以上の幹細胞増殖剤分子、例えば化合物4に接触させる。ある実施形態において、細胞は、CD34+細胞、例えば、前記細胞に導入されるCRISPR/Cas9システムのgRNAの標的化ドメインと相補性を有する標的部位にまたはその近傍にインデルを含むCD34+細胞の少なくとも5倍の増殖を生じさせるのに十分な時間にわたって、それに十分な量の1つ以上の幹細胞増殖剤分子、例えば化合物4に接触させる。ある実施形態において、細胞は、CD34+細胞の少なくとも10倍の増殖を生じさせるのに十分な時間にわたって、それに十分な量の1つ以上の幹細胞増殖剤分子に接触させる。ある実施形態において、細胞は、CD34+細胞の少なくとも20倍の増殖を生じさせるのに十分な時間にわたって、それに十分な量の1つ以上の幹細胞増殖剤分子に接触させる。ある実施形態において、細胞は、CD34+細胞の少なくとも30倍の増殖を生じさせるのに十分な時間にわたって、それに十分な量の1つ以上の幹細胞増殖剤分子に接触させる。ある実施形態において、細胞は、CD34+細胞の少なくとも40倍の増殖を生じさせるのに十分な時間にわたって、それに十分な量の1つ以上の幹細胞増殖剤分子に接触させる。ある実施形態において、細胞は、CD34+細胞の少なくとも50倍の増殖を生じさせるのに十分な時間にわたって、それに十分な量の1つ以上の幹細胞増殖剤分子に接触させる。ある実施形態において、細胞は、CD34+細胞の少なくとも60倍の増殖を生じさせるのに十分な時間にわたって、それに十分な量の1つ以上の幹細胞増殖剤分子に接触させる。実施形態において、細胞は、約1〜60日、例えば約1〜50日、例えば約1〜40日、例えば約1〜30日、例えば1〜20日、例えば約1〜10日、例えば約7日、例えば約1〜5日、例えば約2〜5日、例えば約2〜4日、例えば約2日、または例えば約4日の期間にわたって1つ以上の幹細胞増殖剤に接触させる。
実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞、例えばHSPCは、例えば本明細書に記載されるCRISPRシステムと細胞を接触させるステップの前に、約1時間〜約10日の期間、例えば約12時間〜約5日の期間、例えば約12時間〜4日の期間、例えば約1日〜約4日の期間、例えば約1日〜約2日の期間、例えば約1日の期間または約2日の期間にわたってエキソビボで培養される。実施形態において、前記接触させるステップの前の前記培養は、幹細胞増殖剤、例えば本明細書に記載されるもの、例えば化合物4、例えば約0.25μM〜約1μMの濃度の化合物4、例えば約0.75〜0.5マイクロモル濃度の化合物4を含む組成物(例えば、細胞培養培地)中における培養である。実施形態において、細胞は、例えば本明細書に記載されるCRISPRシステムと細胞を接触させるステップの後、例えば、幹細胞増殖剤、例えば本明細書に記載されるもの、例えば化合物4、例えば約0.25μM〜約1μMの濃度の化合物4、例えば約0.75〜0.5マイクロモル濃度の化合物4を含む細胞培養培地中で約1日以下、例えば、約18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、または1時間以下の期間にわたってエキソビボで培養される。他の実施形態において、細胞は、例えば本明細書に記載されるCRISPRシステムと細胞を接触させるステップの後、細胞培養培地中、例えば、幹細胞増殖剤、例えば本明細書に記載されるもの、例えば化合物4、例えば約0.25μM〜約1μMの濃度の化合物4、例えば約0.75〜0.5マイクロモル濃度の化合物4を含む細胞培養培地中で約1時間〜約14日の期間、例えば約12時間〜約10日の期間、例えば約1日〜約10日の期間、例えば約1日〜約5日の期間、例えば約1日〜約4日の期間、例えば約2日〜約4日の期間、例えば約2日、約3日または約4日の期間にわたってエキソビボで培養される。
実施形態において、細胞培養培地は化学限定培地である。実施形態において、細胞培養培地は、例えばStemSpan SFEM(StemCell Technologies;カタログ番号09650)をさらに含有し得る。実施形態において、細胞培養培地は、それに代えてまたは加えて、例えば、HSC Brew、GMP(Miltenyi)を含有し得る。実施形態において、培地には、トロンボポエチン(TPO)、ヒトFlt3リガンド(Flt−3L)、ヒト幹細胞因子(SCF)、ヒトインターロイキン−6、L−グルタミン、および/またはペニシリン/ストレプトマイシンが補足され得る。実施形態において、培地には、トロンボポエチン(TPO)、ヒトFlt3リガンド(Flt−3L)、ヒト幹細胞因子(SCF)、ヒトインターロイキン−6、およびL−グルタミンが補足される。他の実施形態において、培地には、トロンボポエチン(TPO)、ヒトFlt3リガンド(Flt−3L)、ヒト幹細胞因子(SCF)、およびヒトインターロイキン−6が補足される。他の実施形態において、培地には、トロンボポエチン(TPO)、ヒトFlt3リガンド(Flt−3L)、およびヒト幹細胞因子(SCF)が補足されるが、ヒトインターロイキン−6は補足されない。培地中に存在するとき、トロンボポエチン(TPO)、ヒトFlt3リガンド(Flt−3L)、ヒト幹細胞因子(SCF)、ヒトインターロイキン−6、および/またはL−グルタミンは、それぞれ約1ng/mL〜約1000ng/mLの範囲の濃度、例えば約10ng/mL〜約500ng/mLの範囲の濃度、例えば約10ng/mL〜約100ng/mLの範囲の濃度、例えば約25ng/mL〜約75ng/mLの範囲の濃度、例えば約50ng/mLの濃度で存在する。実施形態において、補足される成分の各々は同じ濃度である。他の実施形態において、補足される成分の各々は異なる濃度である。ある実施形態において、培地は、StemSpan SFEM(StemCell Technologies;カタログ番号09650)、50ng/mLのトロンボポエチン(Tpo)、50ng/mLのヒトFlt3リガンド(Flt−3L)、50ng/mLのヒト幹細胞因子(SCF)、および50ng/mLのヒトインターロイキン−6(IL−6)を含む。ある実施形態において、培地は、StemSpan SFEM(StemCell Technologies;カタログ番号09650)、50ng/mLのトロンボポエチン(Tpo)、50ng/mLのヒトFlt3リガンド(Flt−3L)、および50ng/mLのヒト幹細胞因子(SCF)を含み、かつIL−6を含まない。実施形態において、培地は、幹細胞増殖剤、例えば化合物4、例えば0.75μMの濃度の化合物4をさらに含む。実施形態において、培地は、幹細胞増殖剤、例えば化合物4、例えば0.5μMの濃度の化合物4をさらに含む。実施形態において、培地は、1%L−グルタミンおよび2%ペニシリン/ストレプトマイシンをさらに含む。実施形態において、細胞培養培地は無血清である。
XII.併用療法
本開示は、本明細書に記載されるgRNA分子、または本明細書に記載されるgRNA分子で修飾された細胞(例えば、造血幹細胞、例えばCD34+細胞)を1つ以上の他の治療モダリティおよび/または薬剤と併用した使用を企図する。したがって、本明細書に記載されるgRNA分子またはgRNA分子で修飾された細胞の使用に加えて、異常ヘモグロビン症を治療するための1つ以上の「標準」療法も対象に投与し得る。
異常ヘモグロビン症を治療するための1つ以上の追加的な療法には、例えば、追加的な幹細胞移植、例えば造血幹細胞移植が含まれ得る。幹細胞移植は同種異系由来または自己由来であり得る。
異常ヘモグロビン症を治療するための1つ以上の追加的な療法には、例えば、輸血および/または鉄キレート化(例えば、除去)療法が含まれ得る。公知の鉄キレート化剤としては、例えば、デフェロキサミンおよびデフェラシロクスが挙げられる。
異常ヘモグロビン症を治療するための1つ以上の追加的な療法としては、例えば、葉酸補充、またはヒドロキシウレア(例えば、5−ヒドロキシウレア)を挙げることができる。異常ヘモグロビン症を治療するための1つ以上の追加的な療法はヒドロキシウレアであり得る。実施形態において、ヒドロキシウレアは、例えば1日10〜35mg/kg、例えば1日10〜20mg/kgの用量で投与され得る。実施形態において、ヒドロキシウレアは1日10mg/kgの用量で投与される。実施形態において、ヒドロキシウレアは1日10mg/kgの用量で投与される。実施形態において、ヒドロキシウレアは1日20mg/kgの用量で投与される。実施形態において、ヒドロキシウレアは、例えば本明細書に記載されるとおりの、本発明の細胞(または細胞の集団)、例えばCD34+細胞(または細胞の集団)の前および/または後に投与される。
1つ以上の追加的な療法剤としては、例えば、抗p−セレクチン抗体、例えばSelG1(Selexys)を挙げることができる。P−セレクチン抗体については、例えば、国際公開第1993/021956号パンフレット、国際公開第1995/034324号パンフレット、国際公開第2005/100402号パンフレット、国際公開第2008/069999号パンフレット、米国特許出願公開第2011/0293617号明細書、米国特許第5800815号明細書、米国特許第6667036号明細書、米国特許第8945565号明細書、米国特許第8377440号明細書および米国特許第9068001号明細書(これらの各々の内容は全体として本明細書に援用される)に記載されている。
1つ以上の追加的な薬剤としては、例えば、胎児ヘモグロビンを上方制御する小分子を挙げることができる。かかる分子の例としては、TN1(例えば、Nam,T.et al.,ChemMedChem 2011,6,777−780,DOI:10.1002/cmdc.201000505(本明細書において参照により援用される)に記載されるとおり)が挙げられる。
1つ以上の追加的な療法としては、照射または当該技術分野において公知の他の骨髄アブレーション療法も挙げることができる。かかる療法の例はブスルファンである。かかる追加的な療法は、本発明の細胞を対象に導入する前に実施され得る。ある実施形態において、本明細書に記載される治療方法(例えば、本明細書に記載される方法によって修飾された(例えば、本明細書に記載されるCRISPRシステムで例えばHbF産生が増加するように修飾された)細胞(例えば、HSPC)の投与を含む治療方法)であり、本方法は、骨髄アブレーションステップを含まない。実施形態において、本方法は部分的骨髄アブレーションステップを含む。
本明細書に記載される療法(例えば、HSPC、例えば、本明細書に記載されるCRISPRシステムを用いて修飾されたHSPCの集団を投与することを含む)は、追加的な療法剤と併用することもできる。ある実施形態において、追加的な療法剤はHDAC阻害薬、例えばパノビノスタットである。ある実施形態において、追加的な療法薬は、国際公開第2014/150256号パンフレットに記載される化合物、例えば、国際公開第2014/150256号パンフレットの表1に記載される化合物、例えばGBT440である。HDAC阻害薬の他の例としては、例えばスベロイルアニリドヒドロキサム酸(SAHA)が挙げられる。1つ以上の追加的な薬剤としては、例えばDNAメチル化阻害薬を挙げることができる。かかる薬剤は、BCL11a活性が低下した細胞におけるHbF誘導を増加させることが示されている(例えば、Jian Xu et al,Science 334,993(2011);DOI:0.1126/science.1211053(本明細書において参照により援用される))。他のHDAC阻害薬としては、当該技術分野において公知の任意のHDAC阻害薬、例えば、トリコスタチンA、HC毒素、DACI−2、FK228、DACI−14、デピュディシン(depudicin)、DACI−16、チュバシン(tubacin)、NK57、MAZ1536、NK125、スクリプタイド、ピロキサミド、MS−275、ITF−2357、MCG−D0103、CRA−024781、CI−994、およびLBH589が挙げられる(例えば、Bradner JE,et al.,PNAS,2010(vol.107:28),12617−12622(本明細書において全体として参照により援用される)を参照されたい)。
本明細書に記載されるgRNA分子、または本明細書に記載されるgRNA分子で修飾された細胞(例えば、造血幹細胞、例えばCD34+細胞)と、共療法剤または共療法とは、同じ製剤でまたは別個に投与することができる。別個に投与する場合、本明細書に記載されるgRNA分子、または本明細書に記載されるgRNA分子で修飾された細胞は、共療法薬または共療法の前、その後、またはそれと同時に投与することができる。一方の薬剤が他方の薬剤の投与に数分間〜数週間の範囲にわたる間隔で先行または後続してもよい。2つ以上の異なる種類の療法剤が別個に対象に適用される実施形態では、概して各送達時点間に著しく長い期間が経過しないことが確実にされ、したがってこれらの異なる種類の薬剤はなおも有利には標的組織または細胞に併用効果を発揮し得る。
XIII.修飾ヌクレオシド、ヌクレオチド、および核酸
修飾ヌクレオシドおよび修飾ヌクレオチドは核酸、例えば、特にgRNAに存在し、しかし他の形態のRNA、例えば、mRNA、RNAi、またはsiRNAにも存在し得る。本明細書に記載されるとおり「ヌクレオシド」は、五炭糖分子(ペントースまたはリボース)またはその誘導体、および有機塩基、プリンまたはピリミジンまたはその誘導体を含有する化合物として定義される。本明細書に記載されるとおり、「ヌクレオチド」は、リン酸基をさらに含むヌクレオシドとして定義される。
修飾ヌクレオシドおよびヌクレオチドは、以下の1つ以上を含み得る:
(i)非連結リン酸酸素の一方または両方、および/またはリン酸ジエステル骨格連結における連結リン酸酸素の1つ以上の改変、例えば置換;
(ii)リボース糖の構成要素、例えばリボース糖上の2’ヒドロキシルの改変、例えば置換;
(iii)「デホスホ」リンカーによるリン酸部分のホールセール置換;
(iv)非カノニカル核酸塩基によるものを含めた、天然に存在する核酸塩基の修飾または置換;
(v)リボース−リン酸骨格の置換または修飾;
(vi)オリゴヌクレオチドの3’末端または5’末端の修飾、例えば、末端リン酸基の除去、修飾もしくは置換、または部分、キャップもしくはリンカーのコンジュゲーション;および
(vii)糖の修飾または置換。
上記に列挙する修飾を組み合わせて、2、3、4個、またはそれを超える修飾を有し得る修飾ヌクレオシドおよびヌクレオチドを提供することができる。例えば、修飾ヌクレオシドまたはヌクレオチドは修飾糖および修飾核酸塩基を有し得る。ある実施形態において、gRNAのあらゆる塩基が修飾され、例えば、全ての塩基が修飾リン酸基を有し、例えば、全てがホスホロチオエート基である。ある実施形態において、単分子またはモジュラーgRNA分子のリン酸基の全て、または実質的に全てがホスホロチオエート基に置換されている。実施形態において、gRNAの5つの3’末端塩基の1つ以上および/または5つの5’末端塩基の1つ以上がホスホロチオエート基で修飾されている。
ある実施形態において、修飾ヌクレオチド、例えば本明細書に記載されるとおりの修飾を有するヌクレオチドは、核酸、例えば「修飾核酸」に取り込まれ得る。一部の実施形態において、修飾核酸は、1、2、3個またはそれを超える修飾ヌクレオチドを含む。一部の実施形態において、修飾核酸中の位置の少なくとも5%(例えば、少なくとも約5%、少なくとも約10%、少なくとも約15%、少なくとも約20%、少なくとも約25%、少なくとも約30%、少なくとも約35%、少なくとも約40%、少なくとも約45%、少なくとも約50%、少なくとも約55%、少なくとも約60%、少なくとも約65%、少なくとも約70%、少なくとも約75%、少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、または約100%)が修飾ヌクレオチドである。
非修飾核酸は、例えば細胞ヌクレアーゼによる分解を受け易いものであり得る。例えば、ヌクレアーゼは核酸リン酸ジエステル結合を加水分解し得る。したがって、一態様において、本明細書に記載される修飾核酸は1つ以上の修飾ヌクレオシドまたはヌクレオチドを含有し、それにより例えばヌクレアーゼに対する安定性を導入し得る。
一部の実施形態において、本明細書に記載される修飾ヌクレオシド、修飾ヌクレオチド、および修飾核酸は、インビボおよびエキソビボの両方で、細胞の集団に導入されたときに自然免疫応答の低下を呈し得る。用語「自然免疫応答」には、サイトカインの発現および放出、特にインターフェロンの誘導、および細胞死に関わる、概してウイルスまたは細菌起源の、一本鎖核酸を含めた外因性核酸に対する細胞応答が含まれる。一部の実施形態において、本明細書に記載される修飾ヌクレオシド、修飾ヌクレオチド、および修飾核酸は、核酸との主溝相互作用パートナーの結合を破壊し得る。一部の実施形態において、本明細書に記載される修飾ヌクレオシド、修飾ヌクレオチド、および修飾核酸は、インビボおよびエキソビボの両方で、細胞の集団に導入されたときに自然免疫応答の低下を呈し、また核酸との主溝相互作用パートナーの結合も破壊し得る。
化学基の定義
本明細書で使用されるとき、「アルキル」とは、直鎖状または分枝状の飽和炭化水素基を指すことが意図される。例示的なアルキル基としては、メチル(Me)、エチル(Et)、プロピル(例えば、n−プロピルおよびイソプロピル)、ブチル(例えば、n−ブチル、イソブチル、t−ブチル)、ペンチル(例えば、n−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル)などが挙げられる。アルキル基は、1〜約20、2〜約20、1〜約12、1〜約8、1〜約6、1〜約4、または1〜約3個の炭素原子を含有し得る。
本明細書で使用されるとき、「アリール」は、例えば、フェニル、ナフチル、アントラセニル、フェナントレニル、インダニル、インデニルなど、単環式または多環式(例えば、2、3または4個の縮合環を有する)芳香族炭化水素を指す。一部の実施形態において、アリール基は6〜約20個の炭素原子を有する。
本明細書で使用されるとき、「アルケニル」は、少なくとも1つの二重結合を含有する脂肪族基を指す。本明細書で使用されるとき、「アルキニル」は、2〜12個の炭素原子を含有し、かつ1つ以上の三重結合を有することを特徴とする直鎖状または分枝状炭化水素鎖を指す。例示的なアルキニル基としては、限定はされないが、エチニル、プロパルギル、および3−ヘキシニルが挙げられる。
本明細書で使用されるとき、「アリールアルキル」または「アラルキル」は、アルキル水素原子がアリール基に置換されているアルキル部分を指す。アラルキルは、2つ以上の水素原子がアリール基に置換されている基を含む。「アリールアルキル」または「アラルキル」の例としては、ベンジル、2−フェニルエチル、3−フェニルプロピル、9−フルオレニル、ベンズヒドリル、およびトリチル基が挙げられる。
本明細書で使用されるとき、「シクロアルキル」は、3〜12個の炭素を有する環式、二環式、三環式、または多環式非芳香族炭化水素基を指す。シクロアルキル部分の例としては、限定はされないが、シクロプロピル、シクロペンチル、およびシクロヘキシルが挙げられる。
本明細書で使用されるとき、「ヘテロシクリル」は、複素環系の一価ラジカルを指す。代表的なヘテロシクリルとしては、限定なしに、テトラヒドロフラニル、テトラヒドロチエニル、ピロリジニル、ピロリドニル、ピペリジニル、ピロリニル、ピペラジニル、ジオキサニル、ジオキソラニル、ジアゼピニル、オキサゼピニル、チアゼピニル、およびモルホリニルが挙げられる。
本明細書で使用されるとき、「ヘテロアリール」は、ヘテロ芳香環系の一価ラジカルを指す。ヘテロアリール部分の例としては、限定はされないが、イミダゾリル、オキサゾリル、チアゾリル、トリアゾリル、ピロリル、フラニル、インドリル、チオフェニル、ピラゾリル、ピリジニル、ピラジニル、ピリダジニル、ピリミジニル、インドリジニル、プリニル、ナフチリジニル、キノリル、およびプテリジニルが挙げられる。
リン酸骨格修飾
リン酸基
一部の実施形態において、修飾ヌクレオチドのリン酸基が、酸素の1つ以上を異なる置換基に置換することによって修飾されてもよい。さらに、修飾ヌクレオチド、例えば修飾核酸に存在する修飾ヌクレオチドは、本明細書に記載されるとおりの修飾リン酸による非修飾リン酸部分のホールセール置換を含み得る。一部の実施形態において、リン酸骨格の修飾は、非荷電リンカーまたは非対称電荷分布の荷電リンカーのいずれかをもたらす改変を含み得る。
修飾リン酸基の例としては、ホスホロチオエート、ホスホロセレネート類、ボラノホスフェート類、ボラノリン酸エステル、水素ホスホネート類、ホスホロアミデート類、アルキルまたはアリールホスホネート類およびリン酸トリエステル類が挙げられる。一部の実施形態において、リン酸骨格部分における非架橋リン酸酸素原子の1つが以下の基:硫黄(S)、セレン(Se)、BR(式中、Rは、例えば、水素、アルキル、またはアリールであり得る)、C(例えば、アルキル基、アリール基など)、H、NR(式中、Rは、例えば、水素、アルキル、またはアリールであり得る)、またはOR(式中、Rは、例えばアルキルまたはアリールであり得る)のいずれかに置換されてもよい。非修飾リン酸基のリン原子はアキラルである。しかしながら、非架橋酸素の1つを上記の原子または原子団の1つに置換すると、リン原子をキラルにすることができる。すなわち、このように修飾されたリン酸基のリン原子はステレオジェン中心である。ステレオジェニックなリン原子は「R」配置(本明細書ではRp)または「S」配置(本明細書ではSp)のいずれかを有し得る。
ホスホロジチオエート類では両方の非架橋酸素が硫黄によって置換される。ホスホロジチオエート類のリン中心はアキラルであり、これがオリゴリボヌクレオチドジアステレオマーの形成を妨げる。一部の実施形態において、一方または両方の非架橋酸素に対する修飾は、S、Se、B、C、H、N、およびOR(Rは、例えばアルキルまたはアリールであり得る)から独立して選択される基による非架橋酸素の置換も含み得る。
リン酸リンカーは、架橋酸素(すなわち、リン酸をヌクレオシドに連結する酸素)を窒素(架橋ホスホロアミデート類)、硫黄(架橋ホスホロチオエート類)および炭素(架橋メチレンホスホネート類)で置換することによっても修飾し得る。この置換は、連結酸素のいずれか、または連結酸素の両方に行うことができる。
リン酸基の置換
リン酸基は非リン含有連結基によって置換することができる。一部の実施形態において、荷電リン酸基が中性部分によって置換されてもよい。
リン酸基を置換することのできる部分の例としては、限定なしに、例えば、メチルホスホネート、ヒドロキシルアミノ、シロキサン、カーボネート、カルボキシメチル、カルバメート、アミド、チオエーテル、エチレンオキシドリンカー、スルホネート、スルホンアミド、チオホルムアセタール、ホルムアセタール、オキシム、メチレンイミノ、メチレンメチルイミノ、メチレンヒドラゾ、メチレンジメチルヒドラゾおよびメチレンオキシメチルイミノを挙げることができる。
リボリン酸骨格の置換
核酸を模倣することのできる足場も構築することができ、ここで、リン酸リンカーおよびリボース糖がヌクレアーゼ耐性ヌクレオシドまたはヌクレオチドサロゲートに置換される。一部の実施形態において、核酸塩基はサロゲート骨格によってテザー係留することができる。例としては、限定なしに、モルホリノ、シクロブチル、ピロリジンおよびペプチド核酸(PNA)ヌクレオシドサロゲートを挙げることができる。
糖修飾
修飾ヌクレオシドおよび修飾ヌクレオチドは、糖基に1つ以上の修飾を含み得る。例えば、2’ヒドロキシル基(OH)が幾つもの異なる「オキシ」または「デオキシ」置換基によって修飾または置換されてもよい。一部の実施形態において、2’ヒドロキシル基に対する修飾は、ヒドロキシルが脱プロトン化して2’−アルコキシドイオンを形成することがもはやできないため、核酸の安定性を増進し得る。2’−アルコキシドは、リンカーリン原子に対する分子内求核攻撃による分解を触媒し得る。
「オキシ」−2’ヒドロキシル基修飾の例としては、アルコキシまたはアリールオキシ(OR、式中、「R」は、例えば、アルキル、シクロアルキル、アリール、アラルキル、ヘテロアリールまたは糖であってよい);ポリエチレングリコール類(PEG)、O(CHCHO)CH2CHOR(式中、Rは、例えば、Hまたは任意選択で置換されていてもよいアルキルであってよく、およびnは、0〜20(例えば、0〜4、0〜8、0〜10、0〜16、1〜4、1〜8、1〜10、1〜16、1〜20、2〜4、2〜8、2〜10、2〜16、2〜20、4〜8、4〜10、4〜16、および4〜20)の整数であってよい)を挙げることができる。一部の実施形態において、「オキシ」−2’ヒドロキシル基修飾としては、2’ヒドロキシルが例えばC1〜6アルキレンまたはC1〜6ヘテロアルキレン架橋によって同じリボース糖の4’炭素に結合されていてもよい「ロックド」核酸(LNA)を挙げることができ、ここで、例示的架橋としては、メチレン、プロピレン、エーテル、またはアミノ架橋;O−アミノ(ここで、アミノは、例えば、NH;アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、ヘテロシクリル、アリールアミノ、ジアリールアミノ、ヘテロアリールアミノ、またはジヘテロアリールアミノ、エチレンジアミン、またはポリアミノであってよい)およびアミノアルコキシ、O(CH−アミノ(ここで、アミノは、例えば、NH;アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、ヘテロシクリル、アリールアミノ、ジアリールアミノ、ヘテロアリールアミノ、またはジヘテロアリールアミノ、エチレンジアミン、またはポリアミノであってよい)を挙げることができる。一部の実施形態において、「オキシ」−2’ヒドロキシル基修飾としては、メトキシエチル基(MOE)(OCHCHOCH、例えばPEG誘導体)を挙げることができる。
「デオキシ」修飾としては、水素(すなわちデオキシリボース糖、例えば部分的dsRNAのオーバーハング部分におけるもの);ハロ(例えば、ブロモ、クロロ、フルオロ、またはヨード);アミノ(ここで、アミノは、例えば、NH;アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、ヘテロシクリル、アリールアミノ、ジアリールアミノ、ヘテロアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、またはアミノ酸であってよい);NH(CHCHNH)CH2CH−アミノ(ここで、アミノは、例えば本明細書に記載されるとおりであってよい)、−NHC(0)R(式中、Rは、例えば、アルキル、シクロアルキル、アリール、アラルキル、ヘテロアリールまたは糖であってよい)、シアノ;メルカプト;アルキル−チオ−アルキル;チオアルコキシ;およびアルキル、シクロアルキル、アリール、アルケニルおよびアルキニル(これらは任意選択で、例えば本明細書に記載されるとおりのアミノによって置換されていてもよい)を挙げることができる。
糖基は、リボースの対応する炭素と逆の立体化学的配置を有する1つ以上の炭素も含有し得る。したがって、修飾核酸は、例えばアラビノースを糖として含有するヌクレオチドを含み得る。ヌクレオチド「単量体」は、糖上のγ位にα結合、例えばα−ヌクレオシドを有し得る。修飾核酸は、C−に核酸塩基を欠く「脱塩基」糖も含み得る。これらの脱塩基糖はまた、構成糖原子の1つ以上でさらに修飾されてもよい。修飾核酸は、L型の1つ以上の糖、例えばL−ヌクレオシドも含み得る。
概して、RNAは、酸素を有する5員環である糖基リボースを含む。例示的修飾ヌクレオシドおよび修飾ヌクレオチドは、限定なしに、リボースの酸素の(例えば、硫黄(S)、セレン(Se)、または例えばメチレンもしくはエチレンなどのアルキレンによる)置換;二重結合の付加(例えば、リボースをシクロペンテニルまたはシクロヘキセニルで置換する);リボースの環縮小(例えば、シクロブタンまたはオキセタンの4員環を形成する);リボースの環拡大(例えば、アンヒドロヘキシトール、アルトリトール、マンニトール、シクロヘキサニル、シクロヘキセニル、およびホスホルアミデート骨格も有するモルホリノなど、追加の炭素またはヘテロ原子を有する6員または7員環を例えば形成する)を含み得る。一部の実施形態において、修飾ヌクレオチドは、多環型(例えば、トリシクロ;および「アンロックド」型、例えば、グリコール核酸(GNA)(例えば、R−GNAまたはS−GNA(リン酸ジエステル結合に付加されたグリコール単位によってリボースが置換されている)、トレオース核酸(TNA、a−L−トレオフラノシル−(3’−→2’)によってリボースが置換されている))を含み得る。
核酸塩基に対する修飾
修飾核酸に組み込むことのできる本明細書に記載される修飾ヌクレオシドおよび修飾ヌクレオチドは、修飾核酸塩基を含み得る。核酸塩基の例としては、限定はされないが、アデニン(A)、グアニン(G)、シトシン(C)、およびウラシル(U)が挙げられる。これらの核酸塩基を修飾し、または完全に置換して、修飾核酸に組み込むことのできる修飾ヌクレオシドおよび修飾ヌクレオチドを提供することができる。ヌクレオチドの核酸塩基は、プリン、ピリミジン、プリンまたはピリミジン類似体から独立して選択することができる。一部の実施形態において、核酸塩基は、例えば、塩基の天然に存在するおよび合成の誘導体を含み得る。
ウラシル
一部の実施形態において、修飾核酸塩基は修飾ウラシルである。修飾ウラシルを有する例示的核酸塩基およびヌクレオシドとしては、限定なしに、プソイドウリジン(ψ)、ピリジン−4−オンリボヌクレオシド、5−アザ−ウリジン、6−アザ−ウリジン、2−チオ−5−アザ−ウリジン、2−チオ−ウリジン(s2U)、4−チオ−ウリジン(s4U)、4−チオ−プソイドウリジン、2−チオ−プソイドウリジン、5−ヒドロキシ−ウリジン(hoU)、5−アミノアリル−ウリジン、5−ハロ−ウリジン(例えば、5−ヨード−ウリジンまたは5−ブロモ−ウリジン)、3−メチル−ウリジン(mU)、5−メトキシ−ウリジン(moU)、ウリジン5−オキシ酢酸(cmoU)、ウリジン5−オキシ酢酸メチルエステル(mcmoU)、5−カルボキシメチル−ウリジン(cmU)、1−カルボキシメチル−プソイドウリジン、5−カルボキシヒドロキシメチル−ウリジン(chmU)、5−カルボキシヒドロキシメチル−ウリジンメチルエステル(mchmU)、5−メトキシカルボニルメチル−ウリジン(mcmU)、5−メトキシカルボニルメチル−2−チオ−ウリジン(mcms2U)、5−アミノメチル−2−チオ−ウリジン(nms2U)、5−メチルアミノメチル−ウリジン(mnmU)、5−メチルアミノメチル−2−チオ−ウリジン(mnms2U)、5−メチルアミノメチル−2−セレノ−ウリジン(mnmseU)、5−カルバモイルメチル−ウリジン(ncmU)、5−カルボキシメチルアミノメチル−ウリジン(cmnmU)、5−カルボキシメチルアミノメチル−2−チオ−ウリジン(cmnms2U)、5−プロピニル−ウリジン、1−プロピニル−プソイドウリジン、5−タウリノメチル−ウリジン(tcmU)、1−タウリノメチル−プソイドウリジン、5−タウリノメチル−2−チオ−ウリジン(trns2U)、1−タウリノメチル−4−チオ−プソイドウリジン、5−メチル−ウリジン(mU、すなわち、核酸塩基デオキシチミンを有する)、1−メチル−プソイドウリジン(mψ)、5−メチル−2−チオ−ウリジン(ms2U)、1−メチル−4−チオ−プソイドウリジン(mψ)、4−チオ−1−メチル−プソイドウリジン、3−メチル−プソイドウリジン(mψ)、2−チオ−1−メチル−プソイドウリジン、1−メチル−1−デアザ−プソイドウリジン、2−チオ−1−メチル−1−デアザ−プソイドウリジン、ジヒドロウリジン(D)、ジヒドロプソイドウリジン、5,6−ジヒドロウリジン、5−メチル−ジヒドロウリジン(mD)、2−チオ−ジヒドロウリジン、2−チオ−ジヒドロプソイドウリジン、2−メトキシ−ウリジン、2−メトキシ−4−チオ−ウリジン、4−メトキシ−プソイドウリジン、4−メトキシ−2−チオ−プソイドウリジン、N1−メチル−プソイドウリジン、3−(3−アミノ−3−カルボキシプロピル)ウリジン(acpU)、1−メチル−3−(3−アミノ−3−カルボキシプロピルプソイドウリジン、5−(イソペンテニルアミノメチル)ウリジン(inmU)、5−(イソペンテニルアミノメチル]))−2−チオ−ウリジン(inms2U)、a−チオ−ウリジン、2’−0−メチル−ウリジン(Um)、5,2’−0−ジメチル−ウリジン(mUm)、2’−0−メチル−プソイドウリジン(ψm)、2−チオ−2’−0−メチル−ウリジン(s2Um)、5−メトキシカルボニルメチル−2’−0−メチル−ウリジン(mcmUm)、5−カルバモイルメチル−2’−0−メチル−ウリジン(ncmUm)、5−カルボキシメチルアミノメチル−2’−0−メチル−ウリジン(cmnmUm)、3,2’−0−ジメチル−ウリジン(mUm)、5−(イソペンテニルアミノメチル)−2’−0−メチル−ウリジン(inmUm)、1−チオ−ウリジン、デオキシチミジン、2’−F−ara−ウリジン、2’−F−ウリジン、2’−OH−ara−ウリジン、5−(2−カルボメトキシビニル)ウリジン、5−[3−(1−E−プロペニルアミノ)ウリジン、ピラゾロ[3,4−d]ピリミジン類、キサンチン、およびヒポキサンチンが挙げられる。
シトシン
一部の実施形態において、修飾核酸塩基は修飾シトシンである。修飾シトシンを有する例示的核酸塩基およびヌクレオシドとしては、限定なしに、5−アザ−シチジン、6−アザ−シチジン、プソイドイソシチジン、3−メチル−シチジン(mC)、N4−アセチル−シチジン(act)、5−ホルミル−シチジン(fC)、N4−メチル−シチジン(mC)、5−メチル−シチジン(mC)、5−ハロ−シチジン(例えば、5−ヨード−シチジン)、5−ヒドロキシメチル−シチジン(hmC)、1−メチル−プソイドイソシチジン、ピロロ−シチジン、ピロロ−プソイドイソシチジン、2−チオ−シチジン(s2C)、2−チオ−5−メチル−シチジン、4−チオ−プソイドイソシチジン、4−チオ−1−メチル−プソイドイソシチジン、4−チオ−1−メチル−1−デアザ−プソイドイソシチジン、1−メチル−1−デアザ−プソイドイソシチジン、ゼブラリン、5−アザ−ゼブラリン、5−メチル−ゼブラリン、5−アザ−2−チオ−ゼブラリン、2−チオ−ゼブラリン、2−メトキシ−シチジン、2−メトキシ−5−メチル−シチジン、4−メトキシ−プソイドイソシチジン、4−メトキシ−1−メチル−プソイドイソシチジン、リシジン(kC)、a−チオ−シチジン、2’−0−メチル−シチジン(Cm)、5,2’−0−ジメチル−シチジン(mCm)、N4−アセチル−2’−0−メチル−シチジン(acCm)、N4,2’−0−ジメチル−シチジン(mCm)、5−ホルミル−2’−0−メチル−シチジン(fCm)、N4,N4,2’−0−トリメチル−シチジン(m Cm)、1−チオ−シチジン、2’−F−ara−シチジン、2’−F−シチジン、および2’−OH−ara−シチジンが挙げられる。
アデニン
一部の実施形態において、修飾核酸塩基は修飾アデニンである。修飾アデニンを有する例示的核酸塩基およびヌクレオシドとしては、限定なしに、2−アミノ−プリン、2,6−ジアミノプリン、2−アミノ−6−ハロ−プリン(例えば、2−アミノ−6−クロロ−プリン)、6−ハロ−プリン(例えば、6−クロロ−プリン)、2−アミノ−6−メチル−プリン、8−アジド−アデノシン、7−デアザ−アデニン、7−デアザ−8−アザ−アデニン、7−デアザ−2−アミノ−プリン、7−デアザ−8−アザ−2−アミノ−プリン、7−デアザ−2,6−ジアミノプリン、7−デアザ−8−アザ−2,6−ジアミノプリン、1−メチル−アデノシン(mA)、2−メチル−アデニン(mA)、N6−メチル−アデノシン(mA)、2−メチルチオ−N6−メチル−アデノシン(ms2mA)、N6−イソペンテニル−アデノシン(iA)、2−メチルチオ−N6−イソペンテニル−アデノシン(msA)、N6−(cis−ヒドロキシイソペンテニル)アデノシン(ioA)、2−メチルチオ−N6−(cis−ヒドロキシイソペンテニル)アデノシン(ms2ioA)、N6−グリシニルカルバモイル−アデノシン(gA)、N6−スレオニルカルバモイル−アデノシン(tA)、N6−メチル−N6−スレオニルカルバモイル−アデノシン(mA)、2−メチルチオ−N6−スレオニルカルバモイル−アデノシン(msA)、N6,N6−ジメチル−アデノシン(m A)、N6−ヒドロキシノルバリルカルバモイル−アデノシン(hnA)、2−メチルチオ−N6−ヒドロキシノルバリルカルバモイル−アデノシン(ms2hnA)、N6−アセチル−アデノシン(acA)、7−メチル−アデニン、2−メチルチオ−アデニン、2−メトキシ−アデニン、a−チオ−アデノシン、2’−0−メチル−アデノシン(Am)、N,2’−0−ジメチル−アデノシン(mAm)、N−メチル−2’−デオキシアデノシン、N6,N6,2’−0−トリメチル−アデノシン(m Am)、l,2’−0−ジメチル−アデノシン(m’Am)、2’−0−リボシルアデノシン(リン酸)(Ar(p))、2−アミノ−N6−メチル−プリン、1−チオ−アデノシン、8−アジド−アデノシン、2’−F−ara−アデノシン、2’−F−アデノシン、2’−OH−ara−アデノシン、およびN6−(19−アミノ−ペンタオキサノナデシル)−アデノシンが挙げられる。
グアニン
一部の実施形態において、修飾核酸塩基は修飾グアニンである。修飾グアニンを有する例示的核酸塩基およびヌクレオシドとしては、限定なしに、イノシン(I)、1−メチル−イノシン(m’l)、ワイオシン(imG)、メチルワイオシン(mimG)、4−デメチル−ワイオシン(imG−14)、イソワイオシン(imG2)、ワイブトシン(yW)、ペルオキシワイブトシン(oyW)、ヒドロキシワイブトシン(OHyW)、不完全修飾型ヒドロキシワイブトシン(OHyW*)、7−デアザ−グアノシン、キューオシン(Q)、エポキシキューオシン(oQ)、ガラクトシル−キューオシン(galQ)、マンノシル−キューオシン(manQ)、7−シアノ−7−デアザ−グアノシン(preQ)、7−アミノメチル−7−デアザ−グアノシン(preQi)、アーケオシン(G)、7−デアザ−8−アザ−グアノシン、6−チオ−グアノシン、6−チオ−7−デアザ−グアノシン、6−チオ−7−デアザ−8−アザ−グアノシン、7−メチル−グアノシン(mG)、6−チオ−7−メチル−グアノシン、7−メチル−イノシン、6−メトキシ−グアノシン、1−メチル−グアノシン(mG)、N2−メチル−グアノシン(mG)、N2,N2−ジメチル−グアノシン(m G)、N2,7−ジメチル−グアノシン(m,7G)、N2,N2,7−ジメチル−グアノシン(m,2,7G)、8−オキソ−グアノシン、7−メチル−8−オキソ−グアノシン、1−メト チオ−グアノシン、N2−メチル−6−チオ−グアノシン、N2,N2−ジメチル−6−チオ−グアノシン、a−チオ−グアノシン、2’−0−メチル−グアノシン(Gm)、N2−メチル−2’−0−メチル−グアノシン(mGm)、N2,N2−ジメチル−2’−0−メチル−グアノシン(m Gm)、1−メチル−2’−0−メチル−グアノシン(mGm)、N2,7−ジメチル−2’−0−メチル−グアノシン(m,7Gm)、2’−0−メチル−イノシン(Im)、l,2’−0−ジメチル−イノシン(mIm)、0−フェニル−2’−デオキシイノシン、2’−0−リボシルグアノシン(ホスフェート)(Gr(p))、1−チオ−グアノシン、0−メチル])−グアノシン、0−メチル−2’−デオキシグアノシン、2’−F−ara−グアノシン、および2’−F−グアノシンが挙げられる。
修飾gRNA
一部の実施形態において、修飾核酸は修飾gRNAであり得る。一部の実施形態において、gRNAは3’末端で修飾されてもよい。この実施形態において、gRNAは3’末端Uリボースで修飾されてもよい。例えば、Uリボースの2つの末端ヒドロキシル基をアルデヒド基に酸化し、同時にリボース環を開環すると、修飾ヌクレオシド(Uは非修飾または修飾ウリジンであってよい)を得ることができる。
別の実施形態において、3’末端Uは2’3’環状リン酸で修飾されてもよい(Uは非修飾または修飾ウリジンであってよい)。一部の実施形態において、gRNA分子は、例えば本明細書に記載される修飾ヌクレオチドの1つ以上を取り入れることにより、分解に対して安定化させ得る3’ヌクレオチドを含有し得る。この実施形態において、例えばウリジンは、修飾ウリジン、例えば、5−(2−アミノ)プロピルウリジン、および5−ブロモウリジンに置換するか、または本明細書に記載される修飾ウリジンのいずれかに置換することができ、アデノシンおよびグアノシンは、修飾アデノシンおよびグアノシン、例えば8位の修飾、例えば8−ブロモグアノシンに置換するか、または本明細書に記載される修飾アデノシンまたはグアノシンのいずれかに置換することができる。一部の実施形態において、デアザヌクレオチド、例えば7−デアザ−アデノシンをgRNAに取り入れることができる。一部の実施形態において、O−およびN−アルキル化ヌクレオチド、例えばN6−メチルアデノシンをgRNAに取り入れることができる。一部の実施形態において、糖修飾リボヌクレオチドを取り入れることができ、例えば、ここで、2’OH基が、H、−OR、−R(式中、Rは、例えば、メチル、アルキル、シクロアルキル、アリール、アラルキル、ヘテロアリールまたは糖であってよい)、ハロ、−SH、−SR(式中、Rは、例えば、アルキル、シクロアルキル、アリール、アラルキル、ヘテロアリールまたは糖であってよい)、アミノ(式中、アミノは、例えば、NH;アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、ヘテロシクリル、アリールアミノ、ジアリールアミノ、ヘテロアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、またはアミノ酸であってよい);またはシアノ(−CN)から選択される基に置換される。一部の実施形態において、リン酸骨格が本明細書に記載されるとおり、例えばホスホチオエート基で修飾されてもよい。一部の実施形態において、gRNAのオーバーハング領域のヌクレオチドが、各々独立して、2−F 2’−0−メチル,チミジン(T)、2’−O−メトキシエチル−5−メチルウリジン(Teo)、2’−O−メトキシエチルアデノシン(Aeo)、2’−O−メトキシエチル−5−メチルシチジン(m5Ceo)、およびこれらの任意の組み合わせなど、限定はされないが2’−糖修飾型を含め、修飾型または非修飾型ヌクレオチドであってよい。
ある実施形態において、RNA分子、例えばgRNA分子の一本鎖オーバーハングにおけるヌクレオチドの1つ以上または全てがデオキシヌクレオチドである。
医薬組成物
本発明の医薬組成物は、本明細書に記載されるgRNA分子、例えば本明細書に記載されるとおりの複数のgRNA分子、または本明細書に記載される1つ以上のgRNA分子で修飾された1つ以上の細胞を含む細胞(例えば、細胞の集団、例えば、造血幹細胞の、例えばCD34+細胞の集団)を、1つ以上の薬学的または生理学的に許容可能な担体、希釈剤または賦形剤と組み合わせて含み得る。かかる組成物は、中性緩衝生理食塩水、リン酸緩衝生理食塩水などの緩衝液;グルコース、マンノース、スクロースまたはデキストラン類、マンニトールなどの炭水化物;タンパク質;ポリペプチドまたはグリシンなどのアミノ酸;抗酸化剤;EDTAまたはグルタチオンなどのキレート剤;アジュバント(例えば、水酸化アルミニウム);および保存剤を含み得る。本発明の組成物は、一態様では、静脈内投与用に製剤化される。
本発明の医薬組成物は、治療(または予防)しようとする疾患に適切な方法で投与し得る。投与の分量および頻度は、患者の状態、ならびに患者の疾患のタイプおよび重症度などの要因によって決まることになるが、適切な投薬量は臨床試験によって決定されてもよい。
一実施形態において、本医薬組成物は、例えば、エンドトキシン、マイコプラズマ、マウス抗体、ヒトプール血清、ウシ血清アルブミン、ウシ血清、培養培地成分、望ましくないCRISPRシステム成分、細菌および真菌からなる群から選択される夾雑物を実質的に含まず、例えば、検出可能なレベルの夾雑物は存在しない。一実施形態において、細菌は、アルガリゲネス・フェカリス(Alcaligenes faecalis)、カンジダ・アルビカンス(Candida albicans)、大腸菌(Escherichia coli)、インフルエンザ菌(Haeomphilus influenzae)、髄膜炎菌(Neisseria meningitidis)、緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa)、黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)、肺炎レンサ球菌(Streptococcus pneumonia)、およびA群化膿レンサ球菌(Streptococcus pyogenes)からなる群から選択される少なくとも1つである。
主題組成物の投与は、エアロゾル吸入、注射、摂取、輸液、植込みまたは移植によることを含め、任意の好都合な方法で行われてもよい。本明細書に記載される組成物は、患者に対し、経動脈的に、皮下に、皮内に、腫瘍内に、節内に、髄内に、筋肉内に、静脈内(i.v.)注射により、または腹腔内に投与され得る。一態様において、本発明の組成物は患者に対して皮内または皮下注射によって投与される。一態様において、本発明の細胞組成物はi.v.注射によって投与される。
患者に投与する上記の治療の投薬量は、治療下の病態および治療の被投与者の詳細な性質によって異なり得る。ヒト投与についての投薬量のスケーリングは、当該技術分野で認められている手法に従い実施することができる。
細胞
本発明は、本発明のgRNA分子、または前記gRNA分子をコードする核酸を含む細胞にも関する。
ある態様において本細胞は、本明細書に記載される方法によって作製される細胞である。
実施形態において、細胞は造血幹細胞(例えば、造血幹細胞・前駆細胞;HSPC)、例えばCD34+幹細胞である。実施形態において、細胞はCD34+/CD90+幹細胞である。実施形態において、細胞はCD34+/CD90−幹細胞である。実施形態において、細胞はヒト造血幹細胞である。実施形態において、細胞は自己由来である。実施形態において、細胞は同種異系由来である。
実施形態において、細胞は骨髄、例えば自己由来の骨髄に由来する。実施形態において、細胞は末梢血、例えば動員末梢血、例えば自己由来の動員末梢血に由来する。動員末梢血を用いる実施形態において、細胞は、動員剤を投与された患者から単離されたものである。実施形態において、動員剤はG−CSFである。実施形態において、動員剤はPlerixafor(登録商標)(AMD3100)である。実施形態において、細胞は臍帯血、例えば同種異系由来の臍帯血に由来する。
実施形態において、細胞は哺乳動物細胞である。実施形態において、細胞はヒト細胞である。
ある態様において、本発明は、例えば本明細書に記載されるとおりのCRISPRシステムの一部として前記細胞に導入される例えば本明細書に記載されるとおりの1つまたは複数のgRNA分子と相補性を有する核酸配列にまたはその近傍に(例えば、それから20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2または1ヌクレオチド以内に)修飾または改変、例えばインデルを含む細胞を提供する。実施形態において、細胞はCD34+細胞である。実施形態において、改変または修飾された細胞、例えばCD34+細胞は、多系統の細胞に分化する能力を維持しており、例えば、赤血球系統の細胞に分化する能力を維持している。実施形態において、改変または修飾された細胞、例えばCD34+細胞は、培養液中、例えば、幹細胞増殖剤、例えば化合物4を含む培養液中で少なくとも2、少なくとも3、少なくとも4、少なくとも5、少なくとも6、少なくとも7、少なくとも8、少なくとも9または少なくとも10回またはそれを超える倍加を起こしているか、またはそれを起こす能力がある。実施形態において、改変または修飾された細胞、例えばCD34+細胞は、培養液中、例えば、幹細胞増殖剤分子、例えば本明細書に記載されるとおりのもの、例えば化合物4を含む培養液中で少なくとも5回、例えば約5回の倍加を起こしているか、またはそれを起こす能力がある。実施形態において、改変または修飾された細胞、例えばCD34+細胞は、同様の非修飾または非改変細胞と比べて胎児ヘモグロビンレベル(例えば、発現レベルおよび/またはタンパク質レベル)の増加、例えば胎児ヘモグロビンタンパク質レベルの少なくとも20%の増加を呈する、および/またはそれを呈する細胞、例えば赤血球系統の細胞、例えば赤血球細胞に分化する能力がある。実施形態において、改変または修飾された細胞、例えばCD34+細胞は、同様の非修飾または非改変細胞と比べて胎児ヘモグロビンレベル(例えば、発現レベルおよび/またはタンパク質レベル)の増加を呈し、および/またはそれを呈する細胞、例えば赤血球系統の細胞、例えば赤血球細胞に分化する能力があり、例えば、少なくとも6ピコグラム、例えば、少なくとも7ピコグラム、少なくとも8ピコグラム、少なくとも9ピコグラム、または少なくとも10ピコグラムの胎児ヘモグロビンを産生する。実施形態において、改変または修飾された細胞、例えばCD34+細胞は、同様の非修飾または非改変細胞と比べて胎児ヘモグロビンレベル(例えば、発現レベルおよび/またはタンパク質レベル)の増加を呈し、および/またはそれを呈する細胞、例えば赤血球系統の細胞、例えば赤血球細胞に分化する能力があり、例えば、約6〜約12、約6〜約7、約7〜約8、約8〜約9、約9〜約10、約10〜約11または約11〜約12ピコグラムの胎児ヘモグロビンを産生する。
ある態様において、本発明は、例えば本明細書に記載されるとおりのCRISPRシステムの一部として前記細胞に導入される例えば本明細書に記載されるとおりの1つまたは複数のgRNA分子と相補性を有する核酸配列にまたはその近傍に(例えば、それから20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2または1ヌクレオチド以内に)修飾または改変、例えばインデルを有する細胞を含む細胞の集団を提供する。実施形態において、例えば本発明のgRNAおよび/またはCRISPRシステムの導入後2日目に、例えば本明細書に記載されるとおり例えばNGSによって計測したとき、集団の細胞の少なくとも50%、例えば、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%または少なくとも90%は、修飾または改変を有する(例えば、少なくとも1つの修飾または改変を有する)。実施形態において、例えば本発明のgRNAおよび/またはCRISPRシステムの導入後2日目に、例えば本明細書に記載されるとおり例えばNGSによって計測したとき、集団の細胞の少なくとも90%、例えば、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%または少なくとも99%は、修飾または改変を有する(例えば、少なくとも1つの修飾または改変を有する)。実施形態において、細胞の集団はCD34+細胞を含み、例えば少なくとも約50%、少なくとも約60%、少なくとも約70%、少なくとも約80%、少なくとも約90%、少なくとも約95%または少なくとも約98%のCD34+細胞を含む。実施形態において、細胞の集団は改変または修飾された細胞、例えばCD34+細胞を含み、例えば、多系統の細胞を産生する能力、例えばそれに分化する能力を維持しており、例えば、赤血球系統の細胞を産生する能力、例えばそれに分化する能力を維持している。実施形態において、細胞の集団、例えばCD34+細胞の集団は、培養液中、例えば、幹細胞増殖剤、例えば化合物4を含む培養液中で少なくとも2、少なくとも3、少なくとも4、少なくとも5、少なくとも6、少なくとも7、少なくとも8、少なくとも9または少なくとも10回またはそれを超える集団倍加を起こしているか、またはそれを起こす能力がある。実施形態において、改変または修飾された細胞の集団、例えばCD34+細胞の集団は、培養液中、例えば、幹細胞増殖剤分子、例えば本明細書に記載されるとおりのもの、例えば化合物4を含む培養液中で少なくとも5回、例えば約5回の集団倍加を起こしているか、またはそれを起こす能力がある。実施形態において、改変または修飾された細胞、例えばCD34+細胞を含む細胞の集団は、同様の非修飾または非改変細胞と比べて胎児ヘモグロビンレベル(例えば、発現レベルおよび/またはタンパク質レベル)の増加、例えば胎児ヘモグロビンタンパク質レベルの少なくとも20%の増加を呈する、および/またはそれを呈する細胞の集団、例えば赤血球系統の細胞の集団、例えば赤血球細胞の集団に分化する能力がある。実施形態において、改変または修飾された細胞、例えばCD34+細胞を含む細胞の集団は、同様の非修飾または非改変細胞と比べて胎児ヘモグロビンレベル(例えば、発現レベルおよび/またはタンパク質レベル)の増加を呈し、および/またはそれを呈する細胞の集団、例えば赤血球系統の細胞の集団、例えば赤血球細胞の集団に分化する能力があり、例えば、1細胞当たり少なくとも6ピコグラム、例えば、少なくとも7ピコグラム、少なくとも8ピコグラム、少なくとも9ピコグラム、または少なくとも10ピコグラムの胎児ヘモグロビンを産生する細胞を含む。実施形態において、改変または修飾された細胞、例えばCD34+細胞の集団は、同様の非修飾または非改変細胞と比べて胎児ヘモグロビンレベル(例えば、発現レベルおよび/またはタンパク質レベル)の増加を呈し、および/またはそれを呈する細胞の集団、例えば赤血球系統の細胞の集団、例えば赤血球細胞の集団に分化する能力があり、例えば、1細胞当たり約6〜約12、約6〜約7、約7〜約8、約8〜約9、約9〜約10、約10〜約11または約11〜約12ピコグラムの胎児ヘモグロビンを産生する細胞を含む。
実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、少なくとも約1e3個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、少なくとも約1e4個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、少なくとも約1e5個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、少なくとも約1e6個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、少なくとも約1e7個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、少なくとも約1e8個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、少なくとも約1e9個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、少なくとも約1e10個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、少なくとも約1e11個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、少なくとも約1e12個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約1e13個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約1e6個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約2e6個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約3e6個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約4e6個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約5e6個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約6e6個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約7e6個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約8e6個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約9e6個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約1e7個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約2e7個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約3e7個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約4e7個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約5e7個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約6e7個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約7e7個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約8e7個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約9e7個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約1e8個の細胞を含む。前述の実施形態のいずれにおいても、細胞の集団は、少なくとも約50%(例えば、少なくとも約60%、少なくとも約70%、少なくとも約80%、少なくとも約90%、少なくとも約95%または少なくとも約99%)のHSPC、例えばCD34+細胞を含み得る。前述の実施形態のいずれにおいても、細胞の集団は、約60%のHSPC、例えばCD34+細胞を含み得る。ある実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、約3e7個の細胞を含み、および約2e7個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。
実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約1e6個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約1.5e6個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約2e6個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約3e6個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約4e6個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約5e6個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約6e6個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約7e6個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約8e6個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約9e6個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約1e7個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約2e7個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約3e7個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約4e7個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約5e7個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約6e7個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約7e7個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約8e7個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約9e7個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約1e8個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約2e8個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約3e8個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約4e8個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約5e8個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。
実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約1e6個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約1.5e6個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約2e6個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約3e6個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約4e6個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約5e6個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約6e6個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約7e6個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約8e6個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約9e6個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約1e7個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約2e7個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約3e7個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約4e7個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約5e7個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約6e7個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約7e7個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約8e7個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約9e7個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約1e8個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約2e8個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約3e8個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約4e8個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約5e8個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。
実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約2e6〜約10e6個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり2e6〜10e6個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。
本発明の細胞は、本発明のgRNA分子、または前記gRNA分子をコードする核酸、および本発明のCas9分子、または前記Cas9分子をコードする核酸を含み得る。ある実施形態において、本発明の細胞は、本発明のgRNA分子と本発明のCas9分子とを含むリボ核タンパク質(RNP)複合体を含み得る。
本発明の細胞は、好ましくは、本発明のgRNA分子を含むように、例えば本明細書に記載される方法、例えばエレクトロポレーションによってエキソビボで修飾される。
本発明の細胞には、本発明のgRNAを含むCRISPRシステムの導入によって1つ以上の遺伝子の発現が改変されている、例えば低下または阻害されている細胞が含まれる。例えば、本発明の細胞は、非修飾細胞と比べて低下したBCL11a発現レベルを有し得る。別の例として、本発明の細胞は、非修飾細胞と比べて増加した胎児ヘモグロビン発現レベルを有し得る。別の例として、本発明の細胞は、非修飾細胞と比べて低下したβグロビン発現レベルを有し得る。それに代えて、または加えて、本発明の細胞は、非修飾細胞から分化した細胞と比べて低下したBCL11a発現レベルを有する別のタイプの細胞、例えば赤血球を生じ得る、例えばそれに分化し得る。それに代えて、または加えて、本発明の細胞は、非修飾細胞から分化した細胞と比べて増加した胎児ヘモグロビン発現レベルを有する別のタイプの細胞、例えば赤血球を生じ得る、例えばそれに分化し得る。それに代えて、または加えて、本発明の細胞は、非修飾細胞から分化した細胞と比べて低下したβグロビン発現レベルを有する別のタイプの細胞、例えば赤血球を生じ得る、例えばそれに分化し得る。
本発明の細胞には、本発明のgRNAを含むCRISPRシステムの導入によって1つ以上の遺伝子の発現が改変されている、例えば低下または阻害されている細胞が含まれる。例えば、本発明の細胞は、非修飾細胞と比べて低下したヘモグロビンβ、例えば突然変異型または野生型ヘモグロビンβの発現レベルを有し得る。別の態様において、本発明は、本発明のgRNAを含むCRISPRシステムが導入された細胞から誘導された、例えばそれから分化した細胞を提供する。かかる態様において、本発明のgRNAを含むCRISPRシステムが導入された細胞は、ヘモグロビンβ、例えば突然変異型または野生型ヘモグロビンβのレベルの低下を呈しないものであり得るが、前記細胞から誘導された、例えばそれから分化した細胞は、ヘモグロビンβ、例えば突然変異型または野生型ヘモグロビンβのレベルの低下を呈し得る。実施形態において、誘導、例えば分化は、インビボで(例えば、患者の体内で)達成される。実施形態において、本発明のgRNAを含むCRISPRシステムが導入された細胞はCD34+細胞であり、それから誘導された、例えば分化した細胞は赤血球系統の細胞、例えば赤血球細胞である。
本発明の細胞には、本発明のgRNAを含むCRISPRシステムの導入によって1つ以上の遺伝子の発現が改変されている、例えば増加しているか、または促進されている細胞が含まれる。例えば、本発明の細胞は、非修飾細胞と比べて増加した胎児ヘモグロビン発現レベルを有し得る。別の態様において、本発明は、本発明のgRNAを含むCRISPRシステムが導入された細胞から誘導された、例えばそれから分化した細胞を提供する。かかる態様において、本発明のgRNAを含むCRISPRシステムが導入された細胞は、胎児ヘモグロビンレベルの増加を呈しないものであり得るが、前記細胞から誘導された、例えばそれから分化した細胞は、胎児ヘモグロビンレベルの増加を呈し得る。実施形態において、誘導、例えば分化は、インビボで(例えば、患者の体内で)達成される。実施形態において、本発明のgRNAを含むCRISPRシステムが導入された細胞はCD34+細胞であり、それから誘導された、例えば分化した細胞は赤血球系統の細胞、例えば赤血球細胞である。
別の態様において、本発明は、細胞に導入される1つまたは複数のgRNA分子と相補性を有する核酸配列に(例えば、その範囲内に)またはその近傍に(例えば、それから20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2または1ヌクレオチド以内に)インデルを含む細胞に関する。実施形態において、インデルはフレームシフトインデルである。実施形態において、インデルは、表15に挙げられるインデルである。実施形態において、インデルは、表26、表27または表37に挙げられるインデルである。実施形態において本発明は、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団に関し、ここで、細胞の集団は、表15に挙げられるインデルを有する細胞を含む。実施形態において本発明は、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団に関し、ここで、細胞の集団は、表26、表27または表37に挙げられるインデルを有する細胞を含む。
ある態様において、本発明は、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞に導入される例えば本明細書に記載されるとおりの1つまたは複数のgRNA分子と相補性を有する核酸配列にまたはその近傍に(例えば、それから20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2または1ヌクレオチド以内に)、例えば本明細書に記載されるとおりのインデル、例えば、図25、表15、表26、表27または表37に記載されるインデルまたはインデルパターンを含む細胞を含む細胞の集団、例えばHSPCの集団に関する。実施形態において、インデルはフレームシフトインデルである。実施形態において、集団の細胞の20%〜100%が前記1つまたは複数のインデルを含む。実施形態において、集団の細胞の30%〜100%が前記1つまたは複数のインデルを含む。実施形態において、集団の細胞の40%〜100%が前記1つまたは複数のインデルを含む。実施形態において、集団の細胞の50%〜100%が前記1つまたは複数のインデルを含む。実施形態において、集団の細胞の60%〜100%が前記1つまたは複数のインデルを含む。実施形態において、集団の細胞の70%〜100%が前記1つまたは複数のインデルを含む。実施形態において、集団の細胞の80%〜100%が前記1つまたは複数のインデルを含む。実施形態において、集団の細胞の90%〜100%が前記1つまたは複数のインデルを含む。実施形態において、細胞の集団は複数の細胞型に分化する能力を保持しており、例えば、赤血球系統の細胞、例えば赤血球細胞に分化する能力を維持している。実施形態において、編集され、かつ分化した細胞(例えば、赤血球細胞)は、増殖する能力、例えば、例えば実施例に記載されるとおりの赤血球系分化培地(EDM)中で7日後に少なくとも5倍、少なくとも10倍、少なくとも15倍、少なくとも20倍、少なくとも25倍、少なくとも30倍、少なくとも35倍、少なくとも40倍、少なくとも45倍、少なくとも50倍またはそれを超えて増殖する能力、および/または例えば実施例に記載されるとおりの赤血球系分化培地(EDM)中で21日後に少なくとも30倍、少なくとも35倍、少なくとも40倍、少なくとも45倍、少なくとも50倍、少なくとも55倍、少なくとも60倍、少なくとも65倍、少なくとも70倍、少なくとも75倍、少なくとも80倍、少なくとも85倍、少なくとも90倍、少なくとも95倍、少なくとも100倍、少なくとも110倍、少なくとも120倍、少なくとも130倍、少なくとも140倍、少なくとも150倍、少なくとも200倍、少なくとも300倍、少なくとも400倍、少なくとも500倍、少なくとも600倍、少なくとも700倍、少なくとも800倍、少なくとも900倍、少なくとも1000倍、少なくとも1100倍、少なくとも1200倍、少なくとも1300倍、少なくとも1400倍、少なくとも1500倍またはそれを超えて増殖する能力を維持している。
ある実施形態において、本発明は、集団の細胞の少なくとも90%、例えば少なくとも95%、例えば少なくとも98%は、本明細書に記載されるgRNA分子の標的化ドメインと相補的な部位にまたはその近傍に、例えば本明細書に記載されるとおりのインデルを含む細胞、例えばCD34+細胞の集団を提供し(理論によって拘束されるものではないが、本明細書に記載されるとおりのgRNA分子またはCRISPRシステムを細胞の集団に導入すると、前記集団にインデルパターンが生じ、したがってインデルを含む集団の各細胞が同じインデルを呈しないこともあると考えられる)、ここで、前記細胞は、赤血球系統の細胞、例えば赤血球細胞に分化する能力を維持している、および/または同様の非修飾細胞の集団から分化した細胞と比べて、細胞の集団から分化した前記細胞は増加した胎児ヘモグロビンレベルを有する(例えば、集団はより高い%F細胞を有する)。実施形態において、細胞の集団はエキソビボで、例えば化合物4を含む培養液中で少なくとも5倍の増殖を起こしている。
実施形態において、インデルは、約50ヌクレオチド未満、例えば、約45未満、約40未満、約35未満、約30未満または約25未満のヌクレオチドである。実施形態において、インデルは約25ヌクレオチド未満である。実施形態において、インデルは約20ヌクレオチド未満である。実施形態において、インデルは約15ヌクレオチド未満である。実施形態において、インデルは約10ヌクレオチド未満である。実施形態において、インデルは約9ヌクレオチド未満である。実施形態において、インデルは約9ヌクレオチド未満である。実施形態において、インデルは約7ヌクレオチド未満である。実施形態において、インデルは約6ヌクレオチド未満である。実施形態において、インデルは約5ヌクレオチド未満である。実施形態において、インデルは約4ヌクレオチド未満である。実施形態において、インデルは約3ヌクレオチド未満である。実施形態において、インデルは約2ヌクレオチド未満である。前述の実施形態のいずれにおいても、インデルは少なくとも1ヌクレオチドである。実施形態において、インデルは1ヌクレオチドである。
ある態様において、本発明は、例えば本明細書に記載されるとおりの、修飾HSPCまたは前記HSPCから分化した(例えば、エキソビボでまたは患者の体内で分化した)赤血球系細胞の集団を提供し、ここで、細胞の少なくとも15%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも35%、少なくとも40%、少なくとも45%、少なくとも50%、少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、または少なくとも95%がF細胞である。実施形態において、細胞の集団は、例えば本明細書に記載されるとおりの1つまたは複数のgRNA分子が細胞に導入されていない同様の細胞の集団と比べてより高い割合のF細胞を含有する(またはそれを含有する赤血球系の集団への例えばインビボでの分化能を有する)。実施形態において、細胞の集団は、例えば本明細書に記載されるとおりの1つまたは複数のgRNA分子が細胞に導入されていない同様の細胞の集団と比べてF細胞の少なくとも20%の増加、例えば、少なくとも21%の増加、少なくとも22%の増加、少なくとも23%の増加、少なくとも24%の増加、少なくとも25%の増加、少なくとも26%の増加、少なくとも27%の増加、少なくとも28%の増加、または少なくとも29%の増加を有する(またはそれを有する赤血球系の集団への例えばインビボでの分化能を有する)。実施形態において、細胞の集団は、例えば本明細書に記載されるとおりの1つまたは複数のgRNA分子が細胞に導入されていない同様の細胞の集団と比べてF細胞の少なくとも30%の増加、例えば、少なくとも35%の増加、少なくとも40%の増加、少なくとも45%の増加、少なくとも50%の増加、少なくとも55%の増加、少なくとも60%の増加、少なくとも65%の増加、少なくとも70%の増加、少なくとも75%の増加、少なくとも80%の増加、少なくとも85%の増加、少なくとも90%の増加または少なくとも95%の増加を有する(またはそれを有する赤血球系の集団への例えばインビボでの分化能を有する)。実施形態において、細胞の集団は、例えば本明細書に記載されるとおりの1つまたは複数のgRNA分子が細胞に導入されていない同様の細胞の集団と比べてF細胞の10〜90%、20%〜80%、20%〜70%、20%〜60%、20%〜50%、20%〜40%、20%〜30%、25%〜80%、25%〜70%、25%〜60%、25%〜50%、25%〜40%、25%〜35%、25%〜30%、30%〜80%、30%〜70%、30%〜60%、30%〜50%、30%〜40%、または30%〜35%の増加を有する(またはそれを有する赤血球系の集団への例えばインビボでの分化能を有する)。実施形態において、細胞の集団、例えば本明細書に記載される方法によって作製されるとおりの細胞の集団は、それを必要としている患者に例えば治療有効量で導入したとき、前記患者の異常ヘモグロビン症、例えば本明細書に記載されるとおりのもの、例えば鎌状赤血球症および/またはβサラセミアを治療するのに十分な数の細胞および/または十分な%F細胞の増加を含む。実施形態において、F細胞の増加は、例えば本明細書に記載されるとおりの赤血球系分化アッセイで計測されるとおりである。
本明細書に記載される実施形態および態様のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明は、例えば、本明細書に記載されるgRNA、方法および/またはCRISPRシステムのいずれかによって修飾されるとおりの、1細胞当たり少なくとも6ピコグラムの胎児ヘモグロビンを産生するF細胞を含む細胞、例えば細胞の集団に関する。実施形態において、F細胞は1細胞当たり少なくとも7ピコグラムの胎児ヘモグロビンを産生する。実施形態において、F細胞は1細胞当たり少なくとも8ピコグラムの胎児ヘモグロビンを産生する。実施形態において、F細胞は1細胞当たり少なくとも9ピコグラムの胎児ヘモグロビンを産生する。実施形態において、F細胞は1細胞当たり少なくとも10ピコグラムの胎児ヘモグロビンを産生する。実施形態において、F細胞は1細胞当たり平均6.0〜7.0ピコグラム、7.0〜8.0、8.0〜9.0、9.0〜10.0、10.0〜11.0、または11.0〜12.0ピコグラムの胎児ヘモグロビンを産生する。
前述の実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明の細胞および/または細胞の集団は、Cas9分子をコードする核酸を含まない細胞を含む、例えばそれからなる。
治療方法
送達タイミング
ある実施形態において、本明細書に記載されるCasシステムの成分、例えばCas9分子成分および/またはgRNA分子成分以外の1つ以上の核酸分子(例えば、DNA分子)が送達される。ある実施形態において、核酸分子は、Casシステムの成分の1つ以上が送達されるのと同時に送達される。ある実施形態において、核酸分子は、Casシステムの成分の1つ以上が送達される前またはその後(例えば、約30分、1時間、2時間、3時間、6時間、9時間、12時間、1日、2日、3日、1週、2週間、または4週間未満)に送達される。ある実施形態において、核酸分子は、Casシステムの成分の1つ以上、例えば、Cas9分子成分および/またはgRNA分子成分が送達されるのと異なる手段によって送達される。核酸分子は、本明細書に記載される送達方法のいずれかによって送達することができる。例えば、核酸分子はウイルスベクター、例えば組込み欠損レンチウイルスによって送達することができ、かつCas9分子成分および/またはgRNA分子成分はエレクトロポレーションによって送達することができ、これにより例えば、核酸(例えば、DNA)によって引き起こされる毒性を低減することができる。ある実施形態において、核酸分子は治療用タンパク質、例えば、本明細書に記載されるタンパク質をコードする。ある実施形態において、核酸分子はRNA分子、例えば、本明細書に記載されるRNA分子をコードする。
成分のバイモーダル送達または差次的送達
Casシステムの成分、例えばCas9分子成分およびgRNA分子成分を別々に送達する、より詳細には成分を異なる様式で送達すると、例えば組織特異性および安全性が改善されるため、パフォーマンスを増進させることができる。ある実施形態において、Cas9分子およびgRNA分子は、異なる様式により、または本明細書においてときに差次的様式と称されるとおり送達される。異なる様式または差次的様式とは、本明細書で使用されるとき、対象成分分子、例えば、Cas9分子、gRNA分子、鋳型核酸、またはペイロードに異なる薬力学的または薬物動態学的特性を付与する送達様式を指す。例えば、送達様式は、例えば、選択されたコンパートメント、組織、または臓器に異なる組織分布、異なる半減期、または異なる時間分布をもたらし得る。
幾つかの送達様式、例えば、細胞、または細胞の子孫において例えば自己複製または細胞核酸への挿入によって持続する核酸ベクターによる送達は、成分のより持続的な発現および存在をもたらす。例としては、ウイルス送達、例えばアデノ随伴ウイルスまたはレンチウイルス送達が挙げられる。
例として、成分、例えばCas9分子およびgRNA分子は、身体、または特定のコンパートメント、組織もしくは臓器における送達された成分がもたらす半減期または持続性の点で異なる様式によって送達することができる。ある実施形態において、gRNA分子は、かかる様式によって送達することができる。Cas9分子成分は、持続性がより低い、または身体または特定のコンパートメントもしくは組織もしくは臓器へのその曝露量がより低い様式によって送達することができる。
より一般的には、ある実施形態において、第1の送達様式を用いて第1の成分が送達され、および第2の送達様式を用いて第2の成分が送達される。第1の送達様式は第1の薬力学的または薬物動態学的特性を付与する。第1の薬力学的特性は、例えば、身体、コンパートメント、組織または臓器における成分または成分をコードする核酸の分布、持続性、または曝露量であり得る。第2の送達様式は第2の薬力学的または薬物動態学的特性を付与する。第2の薬力学的特性は、例えば、身体、コンパートメント、組織または臓器における成分または成分をコードする核酸の分布、持続性、または曝露量であり得る。
ある実施形態において、第1の薬力学的または薬物動態学的特性、例えば、分布、持続性または曝露量は、第2の薬力学的または薬物動態学的特性よりも限定的である。
ある実施形態において、第1の送達様式は、薬力学的または薬物動態学的特性、例えば、分布、持続性または曝露量を最適化する、例えば最小限に抑えるように選択される。
ある実施形態において、第2の送達様式は、薬力学的または薬物動態学的特性、例えば、分布、持続性または曝露量を最適化する、例えば最大化するように選択される。
ある実施形態において、第1の送達様式は、比較的持続性の高いエレメント、例えば核酸、例えばプラスミドまたはウイルスベクター、例えばAAVまたはレンチウイルスの使用を含む。かかるベクターは比較的持続性が高いため、それから転写された産物は比較的持続性が高いものとなり得る。
ある実施形態において、第2の送達様式は、比較的一過性のエレメント、例えばRNAまたはタンパク質を含む。
ある実施形態において、第1の成分はgRNAを含み、および送達様式は比較的持続性が高く、例えばgRNAはプラスミドまたはウイルスベクター、例えばAAVまたはレンチウイルスから転写される。これらの遺伝子の転写は、遺伝子がタンパク質産物をコードせず、かつgRNAは単独では作用できないため、生理学的影響がほとんどないものであり得る。第2の成分、Cas9分子は一過性方式で、例えばmRNAとして、またはタンパク質として送達され、完全なCas9分子/gRNA分子複合体が短期間のみ存在して活性であることが確実にされる。
さらに、成分を異なる分子型でまたは互いに相補的な異なる送達ベクターによって送達することにより、安全性および組織特異性を増進させることができる。
差次的送達様式を用いると、パフォーマンス、安全性および有効性を増進させることができる。例えば、最終的なオフターゲット修飾の可能性を低下させることができる。免疫原性成分、例えばCas9分子を持続性の低い様式で送達すると、細菌由来のCas酵素からのペプチドはMHC分子によって細胞の表面上に提示されるため、免疫原性が低下し得る。2パート送達システムはこのような欠点を緩和することができる。
差次的送達様式を用いて、異なる、しかしオーバーラップする標的領域に成分を送達することができる。標的領域のオーバーラップ外での活性複合体の形成は最小限に抑えられる。したがって、ある実施形態において、第1の成分、例えばgRNA分子が、第1の空間分布、例えば組織分布をもたらす第1の送達様式によって送達される。第2の成分、例えばCas9分子が、第2の空間分布、例えば組織分布をもたらす第2の送達様式によって送達される。ある実施形態において、第1の様式は、リポソーム、ナノ粒子、例えばポリマーナノ粒子、および核酸、例えばウイルスベクターから選択される第1のエレメントを含む。第2の様式は、この群から選択される第2のエレメントを含む。ある実施形態において、第1の送達様式は第1の標的化エレメント、例えば細胞特異的受容体または抗体を含み、第2の送達様式はそのエレメントを含まない。ある実施形態において、第2の送達様式は第2の標的化エレメント、例えば第2の細胞特異的受容体または二次抗体を含む。
Cas9分子がウイルス送達ベクター、リポソーム、またはポリマーナノ粒子で送達されるとき、単一組織のみの標的化が所望され得る場合に複数の組織に送達されて治療活性が生じる可能性がある。2パート送達系はこの難題を解消し、組織特異性を増進させることができる。gRNA分子およびCas9分子が、異なるが重複もある組織向性を有する別々の送達媒体にパッケージングされる場合、完全に機能性の複合体は、両方のベクターによって標的化される組織においてのみ形成される。
候補Cas分子、例えばCas9分子、候補gRNA分子、候補Cas9分子/gRNA分子複合体、および候補CRISPRシステムは、当該技術分野において公知の方法により、または本明細書に記載されるとおり評価することができる。例えば、Cas9分子のエンドヌクレアーゼ活性を評価する例示的方法が、例えば、Jinek el al.,SCIENCE 2012;337(6096):8 16−821に記載されている。
実施例1
ガイド選択および設計
目的の領域内にあるPAMを同定するため、インシリコでヒト参照ゲノムおよびユーザー定義による目的のゲノム領域(例えば、遺伝子、遺伝子のエクソン、非コード調節領域等)を使用して初期ガイド選択を実施した。同定されたPAMの各々について分析を実施し、統計が報告された。例えば、本明細書に記載されるとおり、効率および有効性を決定するための幾つもの方法に基づきgRNA分子をさらに選択し、順位付けした。
本実施例全体を通じて、以下の実験では、sgRNA分子またはdgRNA分子のいずれかを使用した。特に指示がない限り、dgRNA分子を使用した場合、gRNAは以下を含む。
crRNA:[標的化ドメイン]−[配列番号6607]
tracr(trRNA):配列番号6660
特に指示がない限り、sgRNA分子を用いる実験では、以下の配列を使用した。
[標的化ドメイン]−[配列番号6601]−UUUU
特に指示がない限り、「BC」と表示されるsgRNA分子を用いる実験では、以下の配列を使用した。
[標的化ドメイン]−[配列番号6604]−UUUU
一次ガイドスクリーニングのためのHEK−293_Cas9GFP細胞のトランスフェクション
標的特異的crRNAの一次スクリーニングには、Cas9GFPを発現するHEK293細胞(HEK−293_Cas9GFP)のトランスフェクションを用いた。この例では、例えば本明細書に記載されるとおりのインシリコオフターゲット検出を含む定義された基準を用いて一次スクリーニング用に標的特異的crRNAを設計し、選択した。選択されたcrRNAを化学的に合成し、96ウェルフォーマットで送達した。HEK−293−Cas9GFP細胞に標的crRNAをストックtrRNAと1:1比でトランスフェクトした。トランスフェクションは、製造者のプロトコル(Lipofectamine 2000、Life Technologies)に従いリポフェクション技術を用いて媒介した。リポフェクション後24時間でトランスフェクト細胞を溶解させて、ライセート中でT7E1アッセイおよび/または次世代シーケンシング(NGS;以下)によって編集(例えば、切断)を検出した。
T7E1アッセイ
T7E1アッセイを用いて、Cas9によるDNA切断後の非相同末端結合(NHEJ)によって作り出された挿入、欠失および置換などのゲノムDNAの突然変異イベントを検出した(Cho et al.,「Cas9 RNA誘導型エンドヌクレアーゼによるヒト細胞の標的ゲノムエンジニアリング(Targeted genome engineering in human cells with the Cas9 RNA−guided endonuclease)」.Nature Biotechnology.2013;31,230−232を参照されたい)。
CRISPR/Cas9によって切断の標的となったゲノムDNA領域をPCR増幅し、95℃で10分間変性させて、次に95℃から25℃まで0.5℃/秒で降下させることによりリアニールした。増幅領域内に突然変異が存在した場合、そのDNAを組み合わせてヘテロ二重鎖を形成した。次にリアニールしたヘテロ二重鎖をT7E1(New England Biolabs)によって37℃で25分間またはそれを超えて消化した。T7E1エンドヌクレアーゼはDNAミスマッチ、ヘテロ二重鎖およびニック入りの二本鎖DNAを認識して、それらの部位に二本鎖切断を作成する。得られたDNA断片を、フラグメントアナライザーを用いて分析し、定量化して切断効率を決定した。
次世代シーケンシング(NGS)ならびにオンターゲット切断効率およびインデル形成に関する分析
ゲノムにおける標的位置の編集(例えば、切断)効率を決定するため、ディープシーケンシングを利用して、非相同末端結合によって導入された挿入および欠失の存在を同定した。
初めに標的部位に関するPCRプライマーを設計し、目的のゲノム範囲をPCR増幅した。製造者のプロトコル(Illumina)に従いさらなるPCRを実施して、シーケンシングに必要な化学基を加えた。次にIllumina MiSeq機器でアンプリコンをシーケンシングした。次に、低品質スコアを有するものを除去した後、リードをヒト参照ゲノム(例えば、hg38)とアラインメントした。参照ゲノムにマッピングしたリードを含む得られたファイル(BAMファイル)から、目的の標的領域とオーバーラップするリードを選択し、野生型リードの数に対する挿入または欠失を含むリードの数を計算した。次に編集率パーセンテージを、野生型を含めたリードの総数に対する、挿入または欠失を有するリードの総数として定義した。編集によって生じた挿入および/または欠失パターンを決定するため、インデルを含むアラインメントされたリードを選択し、所与のインデルを含むリードの数を合計した。次にこの情報をリストとして表示すると共に、各インデルの頻度を表すヒストグラムの形式で視覚化した。
RNP作成
Cas9タンパク質にcrRNAおよびtrRNAを加えると活性Cas9 リボ核タンパク質複合体(RNP)が形成され、これはcrRNAによって指定される標的領域への結合および標的ゲノムDNAの特異的切断を媒介する。trRNAおよびcrRNAをCas9に負荷することによってこの複合体を形成した。これはCas9にコンホメーション変化を引き起こし、Cas9によるdsDNAへの結合および切断が可能になるものと考えられる。
crRNAおよびtrRNAを別々に95℃で2分間変性させ、室温に戻した。Cas9タンパク質(10mg/ml)を5×CCE緩衝液(20mM HEPES、100mM KCl、5mM MgCl、1mM DTT、5%グリセロール)に加え、次にそこにtrRNAおよび様々なcrRNAを(別個の反応で)加え、37℃で10分間インキュベートすると、それにより活性RNP複合体が形成された。この複合体をエレクトロポレーションおよび他の方法によってHEK−293およびCD34+造血細胞を含めた多様な細胞に送達した。
CD34+ HSCへのRNPの送達
CD34+ HSCにCas9 RNPを送達した。
CD34+ HSCを解凍し、IL12、SCF、TPO、Flt3Lおよびペニシリン/ストレプトマイシンを添加したStemSpan SFEM(StemCell Technologies)培地で一晩培養した(約500,000細胞/ml)。約90,000細胞をアリコートに分け、それぞれのRNP送達反応毎にペレット化した。次に細胞を60μl P3ヌクレオフェクション緩衝液(Lonza)に再懸濁し、続いてそこに活性RNPを加えた。次にトリプリケート(20μL/エレクトロポレーション)でHSCをエレクトロポレートした(例えば、Lonza NucleofectorのプログラムCA−137を使用してヌクレオフェクションした)。エレクトロポレーション後直ちにHSCにStemSpan SFEM培地(IL12、SCF、TPO、Flt3Lおよびペニシリン/ストレプトマイシン含有)を加え、これを少なくとも24時間培養した。次にHSCを回収し、T7E1、NGS、および/または表面マーカー発現分析に供した。
HSC機能アッセイ
CD34+ HSCは、フローサイトメトリーまたはインビトロコロニー形成アッセイなど、既知の技法を用いて幹細胞表現型に関してアッセイし得る。例として、製造者のプロトコルを用いたMethocult H4034 Optimumキット(StemCell Technologies)を使用するインビトロコロニー形成アッセイ(CFC)により、細胞をアッセイした。簡潔に言えば、1〜1.25ml methocultに≦100μl容積中の500〜2000個のCD34+細胞を加える。この混合物を4〜5秒間激しくボルテックスして完全に混合し、次に室温に少なくとも5分間放置した。シリンジを使用して1〜1.25mlのMethoCult+細胞を35mmディッシュまたは6ウェルプレートのウェルに移した。12〜14日後に製造者のプロトコルに従いコロニーの数および形態を評価した。
インビボ異種移植
HSCは、機能的には、その自己複製能力により、および多系統分化について定義される。この機能性はインビボでのみ評価することができる。ヒトHSC機能を決定する際のゴールドスタンダードは、一連の突然変異によって重度免疫不全となり、したがってヒト細胞のレシピエントとしての役割を果たすことができるNOD−SCIDγマウス(NSG)への異種移植によるものである。編集後のHSCがNSGマウスに移植され、誘導された編集がHSC機能に影響しないことを検証し得る。毎月の末梢血分析を用いてヒトキメラ状態および系統発達を評価し、20週後の二次移植を用いて機能性HSCの存在を確立し得る。
結果
T7E1(「T7」)および/またはNGSによってアッセイしたときの、本明細書に記載されるgRNA分子(例えば、上記に記載されるとおりのdgRNA分子)を用いたHEK293_Cas9GFP細胞における編集の結果は、図1(+58 BCL11aエンハンサー領域に対するgRNA分子)および図2(+62 BCL11aエンハンサー領域に対するgRNA分子)、ならびに以下の表に指示されるとおり要約される。CD34+ HSPCにおける平均編集率は、例えば、以下の表10(+58 BCL11aエンハンサー領域に対するgRNA分子)、表11(+62 BCL11aエンハンサー領域に対するgRNA分子)、表12B(+55 BCL11aエンハンサー領域に対するgRNA分子)、および表13(フランス型HPFH領域に対するgRNA分子)に報告される。T7E1アッセイ結果を報告する場合、「2」は高効率切断を示し、「1」は低効率切断を示し、および「0」は切断がないことを示す。一般に、T7E1結果は、NGSによってアッセイされる定量的切断と相関する。上位15個のgRNA(CD34+細胞における最も高い%編集率によって順位付けしたとき)を図11(+58 BCL11aエンハンサー領域)および図12(+62 BCL11aエンハンサー領域)に示す。
上記の実験後、同じガイドRNA分子をHEK−293−Cas9細胞およびCD34+細胞の両方において、新規に設計したNGS分析用プライマーの組を用いてトリプリケートで再び試験した。結果は以下の表12Bに報告する。
BCL11aエンハンサー部位におけるゲノム編集
BCL11aの+58または+62赤血球系エンハンサー領域内のゲノムDNAに特異的な標的化ドメインを含有する合成sgRNA分子を注文した。図5は、sgEH1〜sgEH9と命名した、sgRNAによって標的化されるゲノムDNAを示す。
sgEH1標的化ドメイン(CR00276):AUCACAUAUAGGCACCUAUC(配列番号212)
sgEH2標的化ドメイン(CR00275):CACAGUAGCUGGUACCUGAU(配列番号211)
sgEH8標的化ドメイン(CR00273):CAGGUACCAGCUACUGUGUU(配列番号209)
sgEH9(CR00277)標的化ドメイン:UGAUAGGUGCCUAUAUGUGA(配列番号213)
Cas9と予め複合体化したsgEH[X]を含有するRNPをCD34+骨髄細胞(Lonzaに注文した骨髄CD34+細胞、カタログ番号2M−101C、ロット番号466977、30y、F、B(96.8%))にエレクトロポレーション(NEONエレクトロポレーター)を用いて導入した。T7E1およびNGSを用いてCD34+幹細胞で切断を決定した。結果は図6A〜図6Dに要約し、これらの図は、4つの実験(2人の異なるドナーから2つの実験)にわたる総合的なインデル形成、ならびに上位のインデルパターンを示す。sgEH1、2および9は、切断を高効率で導く能力があった。
意外にも、異なるドナー由来の細胞を用いる実験を含め、複数の実験にわたってインデルパターンが一定のままであったことが分かった(図6A〜図6Dを参照されたい)。すなわち、各gRNAが一定のインデル形成パターンをもたらした。同様に欠失も、切断部位近傍のマイクロホモロジー領域と関係があるように見えた。
この現象をさらに調べるため、BCL11a遺伝子座に対するgRNAを設計し、異なる生体試料ならびに異なる送達方法、およびgRNA足場を用いて試験した。この実験には、以下の標的化ドメインを含むgRNAを使用した。
G7(g7とも称される)標的化ドメイン:GUGCCAGAUGAACUUCCCAU(例えば、配列番号1191の3’20nt)
G8(g8とも称される)標的化ドメイン:CACAAACGGAAACAAUGCAA(例えば、配列番号1186の3’20nt)
最初の実験では、2つの異なる生体試料にわたってg7およびg8を試験した。図7に示すとおり、各gRNAについて上位3つの最も高頻度に見られるインデルのパターンは同一であった。次に、G7およびG8標的化ドメインを含むgRNA分子を異なるtracrRNA成分で試験した。前の実験では、配列番号6601と、続く−UUUUをgRNA標的化ドメインに直接付加してsgRNAを形成した。次の実験セットでは、配列番号6604と、続く−UUUUをg7およびg8のgRNA標的化ドメインに直接付加して、異なる足場を有するsgRNA分子(g7BCまたはg8BCと呼ばれるgRNA)を作った。図8に示すとおり、異なるsgRNA足場を使用した場合でもインデルパターンは一定のままであった。最後に、異なる送達方法を用いてインデルパターンを比較した。RNPエレクトロポレーションを用いるか、またはg7をコードするプラスミドのLipofectamine 2000を用いた送達によるかのいずれかの293細胞へのg7の送達を調べ、結果を図9に報告した。示されるとおり、インデルパターンは同じままであった。総合すると、これらの結果は、インデルパターン形成が配列依存的であることを強く示唆している。切断が大規模欠失および/またはフレームシフト欠失をもたらす場合の配列を標的とするgRNA分子は、機能喪失に有益であり得る。
複数のガイドによる切り出し
上記のG7およびg8は、近接部位のゲノムDNAを標的とする(PAM配列はBCL11a遺伝子内で互いから50ヌクレオチド以内にある)。2つの近接部位を同時に標的化する効果を調べるため、G7の標的化ドメインを有するgRNAを含むRNPならびにG8の標的化ドメインを有するgRNAを含むRNPでCD34+細胞をトランスフェクトした。切断効率およびインデルパターンをNGSによって評価した。図10に示すとおり、主要なインデルは、2つのgRNA結合部位間のヌクレオチドの欠失である。これらの結果は、近接して結合する複数の、例えば2つのガイドを使用して、それらの2つの結合部位間にあるDNAの切り出しを達成し得ることを実証している。
CD34+幹細胞におけるゲノム編集
CD34+初代造血幹細胞でBCL11a遺伝子座におけるゲノム編集を実証した。簡潔に言えば、製造者の指示に従い免疫選択(Miltenyi)を用いて成人ドナー由来のG−CSF動員末梢血(AllCells)からCD34+細胞を単離した。細胞ゲーティングは図3に示す。細胞をアリコートに分けて凍結保存した。解凍した細胞を2×10/mlでSFEM(StemCell Technologies)+1×抗生物質/抗真菌薬+各50ng/mlのサイトカイン(TPO、FLT3L、IL6およびSCF)+500nM化合物4に播種し、加湿インキュベーターにおいて37℃、5%CO2で5日間培養した。5日後の細胞濃度は1×10/mlであった。
各150ngのCas9(Genscript #265425−7)およびsgRNA(TriLink、sgBCL11A_7標的化ドメイン(すなわちg7の標的化ドメイン):

を含む)からなるプレインキュベートしたRNP複合体を2×10細胞に加え、製造者のプロトコルに従いNeonシステム(Lifetechnologies)でパルスパラメータ:1600V、20ms、1パルスを用いてエレクトロポレートした。デュプリケートのエレクトロポレーションを実施した。RNP複合体の非存在下でモックエレクトロポレーションも実施した。エレクトロポレーション後、細胞を1ml培地に播種して一晩回復させた。
エレクトロポレーションの翌日、未選別の培養物の1/20をSFEM(StemCell Technologies)+1×抗生物質/抗真菌薬+各50ng/mlのTPO、FLT3L、IL6、SCF、IL3およびGCSFに6日間播種した。残りの細胞はヒトCD34およびヒトCD90に対する抗体で染色し、フローサイトメトリーによってCD34+CD90+およびCD34+CD90−集団を選別した。CD34+CD90+細胞は、免疫不全マウスにおける長期多系統生着によって定義付けられるとおり、造血幹細胞を含有することが知られている(Majeti et al.2007 Cell Stem Cell 1,635−645を参照されたい)。選別用に選択した細胞集団は、図3の代表的なドットプロットにゲートによって指示する。選別した細胞をSFEM(StemCell Technologies)+1×抗生物質/抗真菌薬+各50ng/mlのTPO、FLT3L、IL6、SCF、IL3およびGCSFで6日間培養し、6日経った時点でゲノム編集分析のため全ての培養物を回収した。
回収した細胞からゲノムDNAを精製し、以下のプライマー:BCL11A−7 F、gcttggctacagcacctctga;BCL11A−7 R、ggcatggggttgagatgtgctで標的領域を増幅した。PCR産物を変性させてリアニーリングし、続いて製造者の推奨に従いT7E1(New England Biolabs)と共にインキュベートした。次にこの反応物をアガロースゲル電気泳動によって分析した(図4)。上側のバンドは切断されていないホモ二重鎖DNAを表し、下側のバンドはヘテロ二重鎖DNAから生じた切断産物を示す。一番左寄りのレーンはDNAラダーである。バンド強度はImageJソフトウェアによる未処理画像のピーク積分によって計算した。%遺伝子修飾(インデル)は以下のとおり計算した:%遺伝子修飾=100×(1−(1−切断割合)1/2)、ゲルの対応する各レーンの下に示す。
結果は図4に示す。造血幹細胞を含有するCD34+CD90+集団の遺伝子編集効率はCD34+CD90−細胞または未選別と均等であった。これらの実験は、HSCがさらに富化されているCD34+ HSPCおよびCD34+CD90+細胞で遺伝子編集を達成し得ることを実証している。
実施例3.成人赤血球系細胞における胎児グロビン発現の抑制を解除するためのCRISPR−Cas9を用いた造血幹細胞・前駆細胞(HSPC)におけるBCL11A赤血球系エンハンサー編集
方法:
ヒトCD34細胞培養。ヒト骨髄CD34細胞をAllCells(カタログ番号:ABM017F)またはLonza(カタログ番号:2M−101C)のいずれかから購入し、50ng/mLのトロンボポエチン(Tpo、Peprotech;カタログ番号300−18)、50ng/mLのヒトFlt3リガンド(Flt−3L、Peprotech;カタログ番号300−19)、50ng/mLのヒト幹細胞因子(SCF、Peprotech;カタログ番号300−07)、ヒトインターロイキン−6(IL−6、Peprotech;カタログ番号200−06)、1%L−グルタミン;2%ペニシリン/ストレプトマイシン、および化合物4(0.75μM)を補足したStemSpan SFEM(StemCell Technologies;カタログ番号09650)を用いて2〜3日間増殖させた。2〜3日間増殖させた後、培養物をAllCellsから購入した出発細胞数と比べて2倍〜3倍およびLonzaからのと比べて1倍〜1.5倍に増殖させた。本明細書に記載されるとおりのCRISPR/Casシステムの導入前および導入後の両方を含め、全てのCD34+増殖ステップについてこれらの培養条件を用いた。
Cas9およびガイドRNAリボ核タンパク質(RNP)複合体のアセンブリ、HSCの調製、およびHSCへのRNPのエレクトロポレーション。Cas9−ガイドRNAリボ核タンパク質複合体(RNP)はエレクトロポレーションの直前に調製した。デュアルガイドRNA(dgRNA)を用いるRNPの形成については、初めに各3μgのcrRNA(2.24μL中)およびtracr(1.25μL中)を別個のチューブにおいて95℃で2分間変性させて、次に室温に冷却した。Cas9タンパク質の調製のため、7.3μgのCAS9タンパク質(1.21μL中)を0.52μLの5×CCE緩衝液(20mM HEPES、100mM KCL、5mM MgCL2、5%グリセロールおよび新たに添加した1mM DTT)と混合した。初めにTracrをCas9調製物と混合し、37℃で5分間インキュベートした。次にcrRNAをTracr/CAS9複合体に加え、37℃で5分間インキュベートした。200×gで15分間遠心することによりHSCを回収し、Neonエレクトロポレーションキット(Invitrogen;カタログ番号:MPK1096)に付属するT緩衝液中に2×10/mLの細胞密度で再懸濁した。RNPを12μLの細胞と上下に3回穏やかにピペッティングすることによって混合した。シングルガイドRNA(sgRNA)およびCas9複合体の調製には、2.25μg sgRNA(1.5μL中)を2.25μg Cas9タンパク質(3μL中)と混合し、室温で5分間インキュベートした。次にsgRNA/Cas9複合体を10.5μLの2×10/mL細胞と上下に数回穏やかにピペッティングすることによって混合し、室温で2分間インキュベートした。RNP/細胞混合物(10μL)をNeonエレクトロポレーションプローブに移した。Neonトランスフェクションシステム(Invitrogen;MPK5000S)で1700ボルト/20ミリ秒および1パルスを用いてエレクトロポレーションを実施した。エレクトロポレーション後、上記に記載したとおりの成長因子およびサイトカインを補足した0.5mLの予め温めたStemSpan SFEM培地に細胞を移し、37℃で2日間培養した。
ゲノムDNA調製。エレクトロポレーションの48時間後、編集済みおよび未編集HSCからゲノムDNAを調製した。10mMトリス−HCL、pH8.0;0.05%SDSおよび25μg/mLの新たに添加したプロテアーゼK中に細胞を溶解させ、37℃で1時間インキュベートした後、85℃で15分間さらにインキュベートしてプロテアーゼKを不活性化した。
T7E1アッセイ。HSCの編集効率を決定するため、T7E1およびアッセイを実施した。Phusion Hot Start II High−Fidelityキット(Thermo Scientific;カタログ番号:F−549L)を以下のサイクル条件で用いてPCRを実施した:98℃で30秒;98℃で5秒、68℃で20分、72℃で30秒を35サイクル;72℃で5分。以下のプライマーを使用した:フォワードプライマー:5’−AGCTCCAAACTCTCAAACCACAGGG−3’(配列番号2001)およびリバースプライマー:5’−TACAATTTTGGGAGTCCACACGGCA−3’(配列番号2002)。以下の条件を用いてPCR産物を変性させてリアニーリングした:95℃で5分、−2℃/sで95〜85℃、−0.1℃/sで85〜25℃、4℃で保持。アニーリング後、10μLの上記のPCR産物に1μLのミスマッチ高感受性T7 E1ヌクレアーゼ(NEB、カタログ番号M0302L)を加え、37℃で15分間さらにインキュベートしてヘテロ二重鎖を消化し、得られたDNA断片をアガロースゲル(2%)電気泳動によって分析した。編集効率はImageJソフトウェア(http://rsb.info.nih.gov/ij/)を用いて定量化した。
次世代シーケンシング(NGS)。編集効率ならびに挿入および欠失(インデル)のパターンをより正確に決定するため、PCR産物を次世代シーケンシング(NGS)に供した。Titanium Taq PCRキット(Clontech Laboratories;カタログ番号:639210)を以下のサイクル条件で使用してPCRをデュプリケートで実施した:98℃で5分;95℃で15秒、68℃で15秒、72℃で1分を30サイクル;72℃で7分。以下のプライマーを使用した:フォワードプライマー:5’−AGCTCCAAACTCTCAAACCACAGGG−3’(配列番号2001)およびリバースプライマー:5’−TACAATTTTGGGAGTCCACACGGCA−3’(配列番号2002)。PCR産物を2%アガロースゲル電気泳動によって分析し、ディープシーケンシングにかけた。
HSPC培養物のフローサイトメトリー分析。HSPCをフローサイトメトリーに供して幹細胞および前駆細胞集団を特徴付けた。細胞培養物のアリコートでゲノム編集前および編集後のCD34、CD34CD90細胞サブセットのパーセンテージを決定した。0.5%BSAを補足したPBSを含有する染色緩衝液中、抗CD34(BD Biosciences、カタログ番号555824)、抗CD90(Biolegend、カタログ番号328109)と共に細胞を暗所下4℃で30分間インキュベートした。細胞生存率は7AADによって決定する。細胞を染色緩衝液で洗浄し、FACSCanto(Becton Dickinson)で多色FACS分析を実施した。Flowjoを用いてフローサイトメトリー結果を分析し、データは全細胞集団に対するパーセントCD34、CD34CD90として提示した。培養物中の各細胞型集団の絶対数は、細胞の総数に各集団のパーセンテージを乗じることにより計算した。
インビトロ赤血球新生およびHbF含有赤血球系細胞に関するFACS分析。エレクトロポレーションの48時間後、ゲノム編集したHSCをインビトロ赤血球系分化に供した。簡潔に言えば、330μg/mLヒトホロトランスフェリン(Sigma、カタログ番号T0665)、10μg/mL組換えヒトインスリン(Sigma、カタログ番号I3536)、2IU/mLヘパリン(Sigma、カタログ番号H3149)、5%ヒト血漿(Sigma、カタログ番号P9523)、3IU/mLヒトエリスロポエチン(R&D、カタログ番号287−TC)、1%L−グルタミン、および2%ペニシリン/ストレプトマイシンを補足したIMDM(Invitrogen、カタログ番号31980−097)からなる赤血球系分化培地(EDM)中において編集済みHSCを培養した。培養0〜7日目の間、EDMには、10−6Mヒドロコルチゾン(Sigma、カタログ番号H0888)、100ng/mLヒトSCF(Peprotech、カタログ番号300−07)、および5ng/mLヒトIL−3(Peprotech、カタログ番号200−03)を7日間にわたってさらに補足した。培養7〜11日目の間、EDMには100ng/mLのヒトSCFのみを補足した。培養11〜21日目の間、EDMに追加の補足はしない。培養7、14および21日目、細胞(2〜10×10)をHbF発現に関して細胞内染色によって分析した。簡潔に言えば、350×gで5分間遠心することによって細胞を回収し、染色緩衝液(Biolegend、カタログ番号420201)で1回洗浄した。細胞を0.5mLの固定化緩衝液(Biolegend、カタログ番号420801)で固定化し、350×gで5分間遠心することによって2mLの1×細胞内染色・透過処理・洗浄緩衝液(Biolegend、カタログ番号421002)で3回洗浄した。次に、100μLの1×細胞内染色・透過処理・洗浄緩衝液中、細胞を5μLの抗HbF抗体(Life technologies、カタログ番号MHFH01)と共に室温で20分間インキュベートした。細胞を2mLの1×細胞内染色・透過処理・洗浄緩衝液で2回洗浄し、200μL染色緩衝液中に再懸濁して、FACS Canto(Becton Dickinson)でHbF発現に関して分析した。Flowjoを用いて結果を分析し、データは全細胞集団中のHbF陽性細胞(F−細胞)の%として提示した。
遺伝子発現アッセイ。RNeasy miniキット(Qiagen、カタログ番号74104)を使用したRNAの精製に、約1×10細胞を使用した。qScript cDNA合成キット(Quanta、カタログ番号95047−500)を使用した第1鎖合成に、200〜400ngのRNAを使用した。供給者のプロトコルに従いTaq−Man Fast Advance PR Mix(Life technologies、カタログ番号4444963)およびGAPDH(Life technologies、ID番号Hs02758991_g1)、HbB(Life technologies、ID番号:Hs00747223_g1)、HbG2/HbG1(Life technologies、ID番号Hs00361131_g1)およびBCL11A(Life technologies、ID番号:Hs01093197_m1)を使用してTaq−man PCRを実施した。各遺伝子の相対発現はGAPDH発現に対して正規化した。
コロニー形成単位細胞アッセイ。コロニー形成単位(CFU)アッセイのため、SCF、GM−CSF、IL−3、およびエリスロポエチンを含有するMethocult H4434メチルセルロース培地(StemCell Technologies)にデュプリケートで1.1mL Methocult/35mmディッシュ当たり300細胞をプレーティングした。Methocultにペニシリン/ストレプトマイシンを添加した。培養ディッシュを加湿インキュベーターにおいて37℃でインキュベートした。プレーティング後14日目に、StemVision(StemCell Technologies)を使用してプレート全体の画像を撮ることにより、少なくとも30細胞を含有するコロニーをカウントした。次に、コロニーの総数、CFU−GEMM(顆粒球、赤血球、マクロファージ、巨核球)、CFU−GM(顆粒球、マクロファージ)、CFU−M(マクロファージ)、CFU−E(赤血球)およびBFU−E(赤芽球バースト形成細胞)の数をStemVision画像分析ソフトウェアでカウントし、StemVisionコロニーマーカーソフトウェアを使用して手動で確認した。
インビボ生着試験。インビボ生着試験はIACUCの承認を得たプロトコル下で行われる。30,000出発細胞と均等なゲノム編集済みHSCの最終培養物の一部を亜致死的に照射された(200cGY)6〜8週齢NSGマウスに尾静脈から静脈内注射する。生着は照射後24時間以内に実施する。生着は、抗ヒトCD45および抗マウスCD45抗体を使用した、注射後4、8、および12週間で採取した血液のフローサイトメトリー分析によってモニタする。移植後13週間でマウスを犠牲にし、フローサイトメトリーおよびコロニー形成細胞単位アッセイによる分析のため、骨髄、脾臓および胸腺を採取する。二次生着については、各レシピエントマウスの骨髄の50%を1匹の亜致死的に照射された二次NSGマウスに移植する。生着は、抗ヒトCD45および抗マウスCD45抗体を用いた汎白血球マーカーCD45を使用した、注射後4、8、および12週間で採取した血液のフローサイトメトリー分析によってモニタする。移植15週間後、二次マウスから骨髄および脾臓を摘出し、フローサイトメトリーおよびコロニー形成細胞単位アッセイによって分析した。
結果:
理論によって拘束されるものではないが、HSCのBCL11A赤血球系エンハンサーを標的化して遺伝子破壊すると、赤血球系細胞系統におけるBCL11Aの発現が選択的に下方制御され、γ−グロビン発現の抑制が解除されて、HbFタンパク質の含有量が高い赤血球細胞であるF−細胞の産生が可能になると考えられる。高いHbFは脱酸素化条件下で赤血球細胞の鎌状化を防ぎ、β−サラセミアおよびSCDの両方の患者に治療効果/治癒効果があり得る。エキソビボでゲノム編集したSCD患者由来のHSCによる自家造血幹細胞移植(HSCT)はまた、幹細胞増殖の増進技術、例えばアリール炭化水素受容体(AHR)阻害剤、例えば国際公開第2010/059401号パンフレット(この内容は全体として参照により援用される)に記載されるとおりのもの、例えば化合物4と併用すると、エキソビボ増殖が改善し、かつ遺伝子修飾HSCの送達用量が増加した。
プログラム可能なヌクレアーゼ、Cas9による効率的なゲノム編集には、標的細胞および組織へのガイドRNA(gRNA)およびCas9タンパク質の送達の成功が不可欠である。最近の報告では、幾つかの異なる細胞型で、Cas9リボ核タンパク質(RNP)複合体がエレクトロポレーションによって標的細胞に送達された場合に効率的かつ特異的ゲノム編集を達成し得ることが実証された。Cas9−RNP複合体はほぼ送達直後に染色体DNAを切断し、細胞内で急速に分解されるため、オフターゲット効果が低下する。対照的に、Cas9の送達に用いられるプラスミドおよびウイルスベクターシステムを使用すると、酵素の発現が長引き、このシステムに付随するオフターゲット効果が悪化する。加えて、RNPを標的細胞に送達するのに追加的なツールは不要であり、これにより臨床における治療を目的としたゲノム編集の適用が大幅に促進され得る。精製組換えCas9タンパク質およびgRNA複合体(RNP)を培養HSPCに送達した。用いた実験概要は図17に示す。
大腸菌(Escherichia coli)から組換えCas9タンパク質を精製し、crRNAおよびtracrからなる合成デュアルgRNA(dgRNA)または完全長シングルガイドRNA(sgRNA)と複合体化して、リボ核タンパク質(RNP)複合体を作成した。本研究に使用したgRNAのリストおよび配列は、表14に示す。「材料および方法」に記載されるとおりエレクトロポレーションによってRNP複合体を健常またはSCD患者由来の骨髄CD34+ HSPCにエレクトロポレートした。RNP複合体の送達前に、化合物4を含有するHSC増殖培地で細胞を2日間にわたって増殖させた。活発に分裂している細胞は、エレクトロポレーションによって送達されたRNP複合体の取込みを促進し得る。トランスフェクション過程からの回復を促進するため、化合物4を含有する変法増殖培地で細胞をさらに2日間培養した。エレクトロポレーション後48時間の細胞の生存率を、7AADを用いたフローサイトメトリーにより決定した。生存率は比較的高く、>80%の細胞が生存していた(図18)ことから、文献に報告されるCas9およびgRNA送達システムの他の方法と比べてHSPCがRNP複合体のエレクトロポレーションに比較的よく耐えたことが示唆される。
T7E1アッセイは、ゲノム中の特定の部位における編集を評価する簡便な方法である。エレクトロポレーションの2日後にHSPCからゲノムDNAを抽出した。標的BCL11A赤血球系エンハンサー領域をポリメラーゼ連鎖反応(PCR)によって増幅した。PCR産物をT7E1アッセイに供した。T7E1アッセイの最終産物を2%アガロースゲル電気泳動に供し、編集されたアレルのパーセントをimageJ(http://rsb.info.nih.gov/ij/)によって定量化した。予想PCR産物サイズおよびT7E1消化断片の近似的予想サイズを図19に示す。総編集頻度はアガロースゲル画像の下に全編集に対するパーセンテージとして示す。BCL11A Cas9 RNPで処理した細胞ではBCL11A遺伝子座におけるゲノム編集が観察されたが、モックエレクトロポレーション対照細胞では観察されなかった(図19)。
BCL11Aの+58赤血球系エンハンサー領域のゲノムPCR産物は、次世代シーケンシング(NGS)にも供した。NGSは多数の試料の同時モニタリングを促進し、アレルの全体像をもたらす。さらに、NGSは、挿入および欠失(インデル)の不均一性に関する情報を提供する。配列を対照(モック)処理細胞の配列と比較した。配列解析の結果から、CRISPR−Cas9によって誘導された二本鎖切断がNHEJによって修復され、+58 BCL11A赤血球系エンハンサー領域に位置するCas9切断部位の近傍に様々な頻度の小さい欠失および挿入(インデル)が生じたことが示された(図20および表15)。全体的に見て、観察された編集効率は、同じ配列を標的とするdgRNAと比較してsgRNAでより高く、14個中12個のsgRNAが50%超のアレルに編集を生じたが(図20および表15)、しかしながら(理論によって拘束されるものではないが)sgRNAとdgRNAとの間の効率の差は、材料の供給源の影響を受けたものであり得る。
CD34+ HSPCがゲノム編集を含めたエキソビボ操作後にもエフェクター細胞に分化するその多系統分化能を保持しているかどうかを決定するため、選択のgRNAについてインビトロコロニー形成細胞(CFC)単位アッセイを実施した。ゲノム編集済み細胞をサイトカイン添加メチルセルロース中に懸濁し、5%CO2の加湿雰囲気中、37℃で14日間維持した。個別のコロニーが発達し、それらに含まれる成熟細胞の数およびタイプに基づき形態学上および表現型上の基準を用いて(STEMvision)それらを分類してカウントし、赤芽球コロニー形成細胞(CFU−E)、赤芽球バースト形成細胞(BFU−E)、顆粒球/マクロファージコロニー形成細胞(CFU−GM)および顆粒球/赤血球/マクロファージ/巨核球コロニー形成細胞(CFU−GEMM;図21)への寄与に関してスコア化した。モックトランスフェクト細胞のコロニー形成能が最も高く、それにBCL11Aの+58赤血球系エンハンサーを標的とするgRNAが続いた。BCL11A赤血球系エンハンサーを標的とするgRNAについて同様の数およびタイプのコロニーが観察された。BCL11Aのエクソン2を標的とするガイドRNAで得られたコロニーが最小数であった(図22)。
単系統赤血球系培養物におけるBCL11A、γ−およびβ−グロビン鎖の相対mRNA発現レベルをリアルタイムPCRによって定量化した。転写物レベルはヒトGAPDH転写物レベルに対して正規化した。ゲノム編集済みHSPCではBCL11A mRNAレベルが低下した。対照的に、赤血球系分化の7日目および14日目におけるBCL11Aのエクソン2のBCL11A mRNAレベルは未編集または編集済みHSPCで同じままであった(図23)。赤血球系分化中、編集済みHSPCではγグロビンmRNAレベルが増加し、対応してβ−グロビン mRNAが徐々に減少した(図23)。ゲノム編集済み細胞に由来する赤血球におけるHbFレベルの増加およびβ−グロビン(鎌状化グロビン)レベルの減少は、鎌状化の低下による治療的意味を有するものと思われる。
赤血球系分化の様々な段階(7、14および21日目)にあるゲノム編集済みおよび未編集のHSPCについて、蛍光色素にコンジュゲートした抗体を使用して胎児グロビンならびに2つの赤血球系細胞表面マーカー、トランスフェリン受容体(CD71)およびグリコホリンA(CD235a)の発現レベルをフローサイトメトリーによって分析した。7AADの除外によって生存細胞を同定し、ゲーティングした。培養細胞が後期赤芽球に一致する同様のCD71およびCD235A陽性レベルを示したとおり、ゲノム編集は赤血球系分化に悪影響を及ぼさなかった。+58赤血球系エンハンサー領域のゲノム編集により、他のgRNAおよびモックエレクトロポレート細胞と比べてHbF含有細胞の増加(最大67%)が大きくなった(図24)。BCL11Aのエクソン2を標的とするg7 gRNAによるHbF陽性細胞の極めて高い誘導が観察された。しかしながら、エクソン2標的化細胞の細胞増殖およびコロニー形成能は劇的に低下した(図21および図22)。
本発明者らは、標的領域のディープシーケンシングに基づき、ゲノム編集した標的領域においてGATA1およびTAL1結合モチーフがインタクトであったことを認めた(図25)。最近の文献において、BCL11A発現の調節および胎児グロビンの抑制解除におけるGATA1結合部位の重要性が実証された。Viestra et al.,Nature Methods.2015,12:927。成人赤血球系細胞におけるBCL11Aレベルの維持にこれらの2つのモチーフが重要であることを示した文献報告と対照的に、本発明者らの知見は、これらの2つの転写因子結合部位の上流の配列もBCL11a遺伝子発現の調節において重要であり、およびこれらの上流部位のみをゲノム編集することにより、GATA1およびTAL1結合部位がインタクトなままであっても、HbFの上方制御がもたらされることを実証している。
実施例3.1
方法:
ヒトCD34細胞培養。製造業者の説明書に従って免疫選択(Miltenyi)を用いて成人ドナーのG−CSF動員末梢血(AllCells)からヒトCD34+細胞を単離し、各50ng/mLのトロンボポイエチン(Tpo)、Flt3リガンド(Flt3L、Life Technologies、カタログ番号PHC9413)、ヒト幹細胞因子(SCF、Life Technologies、カタログ番号PHC2113)、およびヒトインターロイキン−6(IL−6、Life Technologies、カタログ番号PHC0063)、さらには1×抗生物質/抗真菌剤(Gibco、カタログ番号10378−016)および500nMの化合物4が追加されたStemSpan SFEM(StemCell Technologies、カタログ番号09650)を用いて3日間増殖させた。
Cas9およびガイドRNAのリボ核タンパク質(RNP)複合体のアセンブリ、HSPCの調製、ならびにHSPCへのRNPのエレクトロポレーション。Cas9−ガイドRNAリボ核タンパク質複合体(RNP)は、エレクトロポレーションの直前に調製した。デュアルガイドRNA(dgRNA)を用いてRNPを形成するために、最初に、各3μgのcrRNA(2.24μL中)およびtracr(1.25μL中)を個別のチューブにおいて95℃で2分間変性し、次いで室温に冷却した。Cas9タンパク質の調製物を得るために、6μgのCAS9タンパク質(1μL中)を0.5μLの5×CCE緩衝液(20mM HEPES、100mM KCL、5mM MgCL2、5%グリセロール、および新たに添加した1mM DTT)と混合した。最初に、TracrをCas9調製物と混合し、37℃で5分間インキュベートした。次いで、crRNAをTracr/CAS9複合体に添加し、37℃で5分間インキュベートした。無/対照条件では、crRNAではなく媒体をTracr/CAS9複合体に添加した。HSPCを遠心分離により捕集し、2.5×10/mLの細胞密度でP3初代細胞溶液(Lonza、カタログ番号PBP3−00675)に再懸濁した。上下にピペッティングすることによってRNPを20μLの細胞と混合し、室温で2分間インキュベートした。4D−Nucleofector(Lonza)でコードCM−137を用いてRNP/細胞混合物(20μL)をエレクトロポレートした。デュプリケートで20μLのエレクトロポレーションを行った。この実施例3.1の実験では、使用したtracrは、配列番号7808であり、crRNAは、指定された2’O−メチル(m)修飾およびホスホロチオエート結合()修飾を伴って以下の形式および配列:mNmNmNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrGrUrUrUrUrArGrArGrCrUrArUmGmCmU(式中、Nは、指定された(例えば、CRxxxxx識別子によって指定された)標的化ドメインのヌクレオチドである)を有していた。
インビトロ赤血球新生およびHbF含有赤血球系細胞のFACS分析。エレクトロポレーション後、IMDM(Hyclone、カタログ番号SH30228.01)、330μg/mLヒトホロトランスフェリン(Invitria、カタログ番号777TRF029)、10μg/mL組換えヒトインスリン(Gibco、カタログ番号A1138211)、2IU/mLヘパリン(Sigma、品番H3393)、5%ヒトAB血清(Sigma、カタログ番号H4522)、125ng/mLヒトエリトロポイエチン(Peprotech番号10779−058)、および1×抗生物質/抗真菌剤(Gibco、カタログ番号10378−016)からなる250μLの予備加温した赤血球系分化培地(EDM)に細胞を直ちに移した。1μMヒドロコルチゾン(Sigma H8672)、100ng/mLヒトSCF(Life Technologies、カタログ番号PHC2113)、および5ng/mLヒトIL−3(Peprotech番号10779−598)をEDMにさらに追加した。2日後、細胞培養物を新鮮培地で希釈した。培養物を合計7日間にわたり維持し、その時点でHbF発現に関して細胞内染色により細胞を分析した。簡潔に述べると、細胞をPBSで1回洗浄し、LIVE/DEAD(登録商標)固定可能菫色死細胞染色液(ThermoFisher L34963、PBS中1:1000)に再懸濁し、30分間インキュベートした。次いで、細胞を洗浄し、抗CD71−BV711抗体(Fisher Scientific Company Llc.BDB563767)および抗CD235a−APC抗体(BD551336)で30分間染色した。次いで、細胞を洗浄し、続いて固定緩衝液(Biolegend、カタログ番号420801)で固定し、かつ製造業者の説明書に従って1×細胞内染色透過化洗浄緩衝液(Biolegend、カタログ番号421002)で透過化した。次いで、50μLの1×細胞内染色透過化洗浄緩衝液中で0.5μLの抗HbF−PE抗体(Life Technologies、品番MHFH04)と共に細胞を室温で20分間インキュベートした。2mLの1×細胞内染色透過化洗浄緩衝液で細胞を2回洗浄し、染色緩衝液に再懸濁し、HbF発現に関してLSRFortessaフローサイトメーター(BD Biosciences)で分析した。Flowjoを用いて結果を分析し、生存可能CD71陽性赤血球系細胞集団中のHbF陽性細胞(F細胞)の%としてデータを提示した。
ゲノムDNAの調製および次世代シーケンシング(NGS)。Quick Extract DNA抽出溶液(Epicentre、カタログ番号QE09050)を用いて、エレクトロポレーションの48時間後に編集および未編集のHSPCからゲノムDNAを調製した。挿入および欠失(インデル)の編集効率およびパターンを決定するために、標的部位にフランキングするプライマーを用いてPCR産物を生成し、次いでそれを次世代シーケンシング(NGS)に供した。未編集サンプル中の対応する配列のパーセント編集は、典型的には1%未満であり、決して3%を超えなかった。
結果:
理論によって拘束されるものではないが、BCL11A赤血球系エンハンサー領域の標的遺伝子破壊は、γ−グロビン発現の抑制を解除することにより、上昇したHbFタンパク質を含有する赤血球の産生を可能にするであろうと考えられる(胎児ヘモグロビンを発現する細胞、例えば、上昇したレベルの胎児ヘモグロビンを発現する細胞は、本明細書では「F細胞」ということがある。実施形態では、1細胞当たり少なくとも6ピコグラムの胎児ヘモグロビンを産生する場合、細胞はF細胞と見なされる)。上昇したHbFは、脱酸素条件下で赤血球の鎌状化を予防するため、βサラセミア患者およびSCD患者の両方に治療効果/治癒効果があるであろう。また、エキソビボ増殖を向上させて、送達される遺伝子改変HSCの用量を増加させるために、SCD患者のエキソビボゲノム編集HSCを用いた自己造血幹細胞移植(HSCT)と、幹細胞増殖促進技術、例えば、アリール炭化水素レセプター(AHR)阻害剤、例えば、国際公開第2010/059401号パンフレット(その内容は、その全体が参照により組み込まれる)に記載のもの、例えば化合物4とが組み合わされた。
プログラマブルヌクレアーゼCas9を介して効率的ゲノム編集を行うには、標的細胞内および標的組織内へのガイドRNA(gRNA)およびCas9タンパク質の送達に成功することが不可欠である。Cas9リボ核タンパク質(RNP)複合体は、エレクトロポレーションによって標的細胞内に送達した場合、幾つかの異なる細胞型で効率的かつ特異的なゲノム編集を達成可能であることが最近の報告で実証された。Cas9−RNP複合体は、ほぼ送達直後に染色体DNAを切断し、細胞内で迅速に分解されるため、オフターゲット効果を低減する。これとは対照的に、Cas9送達に用いられるプラスミドベクター系およびウイルスベクター系の使用は、酵素の長期発現をもたらすため、系に関連するオフターゲット効果を悪化させる。加えて、標的細胞内へのRNPの送達は、追加のツールを必要としないため、ゲノム編集を治療目的の診療に移すことがかなり容易になるであろう。精製した組換えCas9タンパク質およびgRNAの複合体(RNP)を培養HSPC内に送達した。また、使用した実験の概要を図17に示す。
大腸菌(Escherichia coli)から組換えCas9タンパク質を精製し、かつcrRNAおよびtracrからなる合成デュアルgRNA(dgRNA)と複合体化することにより、リボ核タンパク質(RNP)複合体を生成した。研究に使用したgRNAのリストを表17に示す(例えば、指定されたCRxxxxxx識別子の標的化ドメインを含むgRNA)。材料および方法に記載したように、エレクトロポレーションを介してRNP複合体をCD34+ HSPCにエレクトロポレートした。RNP複合体の送達前に細胞を増殖させた。活発に分裂する細胞は、エレクトロポレーションによって送達されたRNP複合体の取込みを促進し得る。
蛍光色素にコンジュゲートされた抗体を用いて、胎児グロビンならびに2種の赤血球系細胞表面マーカー、すなわちトランスフェリンレセプター(CD71)およびグリコホリンA(CD235a)の発現レベルに関して、ゲノム編集およびゲノム未編集のHSPCをフローサイトメトリーによって分析した。生細胞を同定し、Live Dead Violetの排除によってゲートした。BCL11A赤血球特異的エンハンサー領域標的化は、モックエレクトロポレート細胞(22.4%)と比較して、HbFを含有する赤血球系細胞のパーセントの増加(50.7%まで)をもたらした(表17)。BCL11Aのエクソン2を標的とするg8の標的化ドメインを含むdgRNAによるHbF陽性細胞の誘導も並行して観測された。また、BCL11A赤血球系エンハンサー領域のゲノムPCR産物を次世代シーケンシング(NGS)に供して、細胞集団中の編集対立遺伝子のパーセントを決定した。40%超のHbF+細胞を生じたdgRNA処理は、74.8%〜94.0%の範囲内の編集を有していた(表17)。同じ標的化ドメインに対して、この実施例のdgRNAは、tracrおよびcrRNAの配列が実施例3のものと異なっていたが、編集およびHbF誘導は、dgRNA形式全体にわたりほとんどの標的化ドメインで類似していた。注目すべきことに、本研究のdgRNA形式のCR000317_EH4は、50.7%のHbF+細胞までの高いHbF誘導をもたらした。ゲノム編集細胞に由来するHbF含有赤血球の増加は、鎌状化が低減されることから、確かな治療的意義を有する可能性がある。
実施例3.2.HSPCにおけるBCL11aエンハンサーの+58領域を標的とするgRNAを使用したgRNA編集および胎児ヘモグロビン上方制御の最適化
BCL11aエンハンサーの+58領域を標的とするgRNAの包括的スクリーニングによる%編集率の結果に基づき、さらなる研究および最適化に8つのgRNA標的化ドメインを選択した。gRNA分子に対する修飾が%編集率、赤血球系分化、および胎児ヘモグロビン発現に及ぼす効果を試験するため、BCL11aエンハンサー領域の+58領域内にある部位を標的とする種々のバージョンの8つのgRNA分子を設計した。CR00309、CR00311、CR00312、CR00316、CR01125、CR01126、CR01127、およびCR01128の標的化ドメインを含む以下のバージョンのgRNAを作製した。
dgRNA(標的化ドメインの配列以外の全配列は実施例1に記載されるとおり):
1.非修飾crRNAおよび非修飾tracr(「非修飾」または「Unmod」)
2.非修飾crRNAおよび非修飾tracr、但し、指示される標的化ドメインの5’−18ntのみを含む(完全な20ntでない)(「18nt」)
3.ホスホロチオエート結合で修飾されたcrRNAの3個の3’ntおよび3個の5’nt、および非修飾tracr(「PS」)
4.crRNAの5’末端および3’末端の両方に追加的な逆位脱塩基残基、および非修飾tracr(「Invd」)
5.ホスホロチオエート結合および2’−Oメチル基で修飾されたcrRNAの3個の3’ntおよび3個の5’nt、および非修飾tracr(「OMePS」)
6.2’−フルオロ基で修飾されたcrRNAの3個の3’ntおよび3個の5’nt、および非修飾tracr(「F」)
7.ホスホロチオエート結合および2’−フルオロ基で修飾されたcrRNAの3個の3’ntおよび3個の5’nt、および非修飾tracr(「F−PS」)
sgRNA(標的化ドメイン以外の全配列は実施例1に記載されるとおりである):
1.非修飾sgRNA(「非修飾」または「Unmod」)
2.指示される標的化ドメインの5’−18ntのみからなる標的化ドメイン(完全な20ntでない)(「18nt」)
3.ホスホロチオエート結合で修飾されたsgRNAの3個の3’ntおよび3個の5’nt(「PS」)
4.sgRNAの5’末端および3’末端の両方に追加的な逆位脱塩基残基(「Invd」)
5.ホスホロチオエート結合および2’−Oメチル基で修飾されたsgRNAの3個の3’ntおよび3個の5’nt(「OMePS」)
6.2’−フルオロ基で修飾されたsgRNAの3個の3’ntおよび3個の5’nt(「F」)
7.ホスホロチオエート結合および2’−フルオロ基で修飾されたsgRNAの3個の3’ntおよび3個の5’nt(「F−PS」)
他の全ての試薬および方法は実施例3に記載されるとおりであった。結果は全てデュプリケートで実行したものであり、結果は図28〜図32に報告する。図28Aおよび図28Bは、指示されるデュアルガイドRNA(dgRNA)を含むRNPのエレクトロポレーション後2日のCD34+細胞におけるNGSによって計測したときの%編集率を示す。図29は、指示されるシングルガイドRNA(sgRNA)を含むRNPのエレクトロポレーション後2日のCD34+細胞におけるNGSによって計測したときの%編集率を示す。図30は、指示されるデュアルガイドRNA(dgRNA)を含むRNPのエレクトロポレーション後、編集したCD34+細胞を赤血球系分化培地に移してから14日目にフローサイトメトリーによって計測したときの%HbF陽性細胞を示す。図31は、指示されるシングルガイドRNA(sgRNA)を含むRNPのエレクトロポレーション後、編集したCD34+細胞を赤血球系分化培地に移してから14日目にフローサイトメトリーによって計測したときの%HbF陽性細胞を示す。図32は、赤血球系分化培地中で14日後の編集済み細胞の増殖倍数を示す。これらの結果は、選択されたgRNA分子の多くが、dgRNAおよびsgRNAの両方のフォーマットとも、RNPとしてエレクトロポレーションによってCD34+細胞に送達したとき、標的部位におけるゲノム編集を90%より高い効率、ある場合には98%より高い効率で実現する能力を有することを示している。同様に、選択されたgRNAの多くが、非修飾細胞(「モック」)と比べて20%より高い%F細胞の増加を実現することが可能であった。最後に、HSPCにおけるBCL11A赤血球系エンハンサーのゲノム編集によって赤血球系細胞の増殖能が低下し、一部のgRNA(例えば、CR00309)は他のgRNA(例えば、CR00312)よりもその効果が一層顕著であったが、赤血球に分化した編集済み細胞集団のほとんどは、それでもなおエキソビボで赤血球系分化培地中において14日間で500〜1500倍の集団倍加を実現する能力を有したことから、編集済み細胞は患者の鎌状赤血球症またはβサラセミアなどの異常ヘモグロビン症の治療において療法として有用であり得ることが示される。
実施例4.成人赤血球系細胞における胎児グロビン発現の抑制を解除するためのCRISPR−Cas9を用いた造血幹細胞・前駆細胞(HSPC)におけるHPFH領域編集
方法:
ヒトCD34細胞培養。製造者の指示に従い免疫選択(Miltenyi)を用いて成人ドナー由来のG−CSF動員末梢血(AllCells)からヒトCD34+細胞を単離し、各50ng/mLのトロンボポエチン(Tpo)、Flt3リガンド(Flt−3L、Life Technologies、カタログ番号PHC9413)、ヒト幹細胞因子(SCF、Life Technologies、カタログ番号PHC2113)およびヒトインターロイキン−6(IL−6、Life Technologies、カタログ番号PHC0063)、ならびに1×抗生物質/抗真菌薬(Gibco、カタログ番号10378−016)および500nM化合物4を補足したStemSpan SFEM(StemCell Technologies;カタログ番号09650)を用いて4〜6日間増殖させた。この実施例全体を通じて(そのサブ実施例を含め)、プロトコルがその細胞を「増殖させた」と指示する場合、この培地を使用した。この培地は本実施例では(そのサブ実施例を含め)「幹細胞増殖培地」、または「増殖培地」とも称される。
Cas9およびガイドRNAリボ核タンパク質(RNP)複合体のアセンブリ、HSPCの調製、およびHSPCへのRNPのエレクトロポレーション。Cas9−ガイドRNAリボ核タンパク質複合体(RNP)はエレクトロポレーションの直前に調製した。デュアルガイドRNA(dgRNA)を用いるRNPの形成については、初めに各3μgのcrRNA(2.24μL中)およびtracr(1.25μL中)を別個のチューブにおいて95℃で2分間変性させて、次に室温に冷却した。Cas9タンパク質の調製のため、6μgのCAS9タンパク質(0.8〜1μL中)を0.5μLの5×CCE緩衝液(20mM HEPES、100mM KCL、5mM MgCL2、5%グリセロールおよび新たに添加した1mM DTT)と混合した。初めにTracrをCas9調製物と混合し、37℃で5分間インキュベートした。次にcrRNAをTracr/CAS9複合体に加え、37℃で5分間インキュベートした。無し/対照条件については、Tracr/CAS9複合体にcrRNAではなく媒体を加えた。遠心によってHSPCを回収し、Neonエレクトロポレーションキット(Invitrogen;カタログ番号:MPK1096)に付属するT緩衝液中に5×10/mLの細胞密度で再懸濁した。RNPを20μLの細胞と上下にピペッティングすることにより混合し、室温で2分間インキュベートした。RNP/細胞混合物(10μL)をNeonエレクトロポレーションプローブに移した。Neonトランスフェクションシステム(Invitrogen;MPK5000S)で1700ボルト/20ミリ秒および1パルスを用いてエレクトロポレーションを実施した。デュプリケートの10μLエレクトロポレーションを実施した。
インビトロ赤血球新生およびHbFを含有する赤血球系細胞に関するFACS分析。エレクトロポレーション後、直ちに、IMDM(Hyclone、カタログ番号SH30228.01)、330μg/mLヒトホロトランスフェリン(Invitria カタログ番号777TRF029)、10μg/mL組換えヒトインスリン(Gibco カタログ番号A1138211)、2IU/mLヘパリン(Sigma、品番H3393)、5%ヒトAB血清(Sigma、カタログ番号H4522)、125ng/mLヒトエリスロポエチン(Peprotech #10779−058)、および1×抗生物質/抗真菌薬(Gibco、カタログ番号10378−016)からなる250μLの予め温めた赤血球系分化培地(EDM)に細胞を移した。EDMには、1μMヒドロコルチゾン(Sigma H8672)、100ng/mLヒトSCF(Life Technologies、カタログ番号PHC2113)、および5ng/mLヒトIL−3(Peprotech #10779−598)をさらに補足した。2日後、細胞培養物を新鮮培地に希釈した。培養物は合計7日間維持し、7日経った時点で細胞をHbF発現に関して細胞内染色によって分析した。簡潔に言えば、細胞をPBSで1回洗浄し、LIVE/DEAD(登録商標)Fixable Violet死細胞染色(ThermoFisher L34963;PBS中1:1000)に再懸濁して、30分間インキュベートした。次に細胞を洗浄し、抗CD71−BV711(Fisher Scientific Company Llc.BDB563767)および抗CD235a−APC(BD 551336)抗体で30分間染色した。次に細胞を洗浄し、続いて製造者の指示に従い固定化緩衝液(Biolegend、カタログ番号420801)で固定化し、および1×細胞内染色・透過処理・洗浄緩衝液(Biolegend、カタログ番号421002)で透過処理した。次に細胞を50μLの1×細胞内染色・透過処理・洗浄緩衝液中0.5μLの抗HbF−PE抗体(Life Technologies、品番MHFH04)と共に室温で20分間インキュベートした。細胞を2mLの1×細胞内染色・透過処理・洗浄緩衝液で2回洗浄し、染色緩衝液中に再懸濁し、LSRFortessaフローサイトメーター(BD Biosciences)でHbF発現に関して分析した。結果はFlowjoを使用して分析し、およびデータは、生存CD71陽性赤血球系細胞集団中のHbF陽性細胞(F−細胞)の%として提示した。
遺伝子発現解析。記載されるとおりのインビトロ赤血球新生の7日後、Zymo Research ZR−96 quick RNAキット(Zymo カタログ番号R1053)を使用したRNAの精製に、約1×10細胞を使用した。Quantiscript逆転写キット(Qiagen、カタログ番号205313)を使用した第1鎖合成に、最大1μgのRNAを使用した。供給業者のプロトコルに従い2×Taq−Man Fast Advance PR Mix(Life technologies、カタログ番号4444963)を使用してTaq−man定量的リアルタイムPCRを実施し、およびGAPDH(Life technologies、ID番号Hs02758991_g1、VIC)、HBB(Life technologies、ID番号Hs00747223_g1、VIC)およびHBG2/HBG1(Life technologies、ID番号Hs00361131_g1、FAM)に関してTaq−Man遺伝子発現アッセイを実施した。各遺伝子の相対発現はGAPDH発現に対して正規化し、ΔΔCt法による無し/対照RNPを送達した試料の倍数として報告した。あるいは、転写物をGAPDH正規化相対量に変換した後(2^−ΔCt)、HBBおよびHBG2/HBG1発現の合計に対するパーセンテージとしてHBG2/HBG1発現レベルを計算した。
ゲノムDNA調製および次世代シーケンシング(NGS)。エレクトロポレーションの48時間後に、Quick Extract DNA抽出溶液(Epicentre カタログ番号QE09050)を使用して編集済みおよび未編集HSPCからゲノムDNAを調製した。編集効率ならびに挿入および欠失(インデル)のパターンを決定するため、文献に記載されるとおり標的部位に隣接するプライマーを用いてPCR産物を作成し、次にこれを次世代シーケンシング(NGS)に供した。未編集試料(Cas9およびTracrのみからなるRNPをエレクトロポレートした)における対応する配列のパーセント編集率は、典型的には1%未満であり、3%を超えることはなかった。
結果:
理論によって拘束されるものではないが、HPFH領域を標的化して遺伝子破壊するとγ−グロビン発現の抑制が解除され、高いHbFタンパク質を含有する赤血球細胞(胎児ヘモグロビンを発現する細胞は、ときに本明細書において「F−細胞」と称されることもある)の産生が可能になると考えられる。高いHbFは脱酸素化条件下で赤血球細胞の鎌状化を防ぎ、β−サラセミアおよびSCDの両方の患者に治療効果/治癒効果があり得る。エキソビボでゲノム編集したSCD患者由来のHSCによる自家造血幹細胞移植(HSCT)はまた、幹細胞増殖の増進技術、例えばアリール炭化水素受容体(AHR)阻害剤、例えば国際公開第2010/059401号パンフレット(この内容は全体として参照により援用される)に記載されるとおりのもの、例えば化合物4と併用すると、エキソビボ増殖が改善し、かつ遺伝子修飾HSCの送達用量が増加した。
プログラム可能なヌクレアーゼ、Cas9による効率的なゲノム編集には、標的細胞および組織へのガイドRNA(gRNA)およびCas9タンパク質の送達の成功が不可欠である。最近の報告では、幾つかの異なる細胞型で、Cas9リボ核タンパク質(RNP)複合体がエレクトロポレーションによって標的細胞に送達された場合に効率的かつ特異的ゲノム編集を達成し得ることが実証された。Cas9−RNP複合体はほぼ送達直後に染色体DNAを切断し、細胞内で急速に分解されるため、オフターゲット効果が低下する。対照的に、Cas9の送達に用いられるプラスミドおよびウイルスベクターシステムを使用すると、酵素の発現が長引き、このシステムに付随するオフターゲット効果が悪化する。加えて、RNPを標的細胞に送達するのに追加的なツールは不要であり、これにより臨床における治療を目的としたゲノム編集の適用が大幅に促進され得る。精製組換えCas9タンパク質およびgRNA複合体(RNP)を培養HSPCに送達した。用いた実験概要は図17に示す。
大腸菌(Escherichia coli)から組換えCas9タンパク質を精製し、crRNAおよびtracrからなる合成デュアルgRNA(dgRNA)と複合体化して、リボ核タンパク質(RNP)複合体を作成した。本研究に使用したgRNAのリストおよび配列は、表16に示す。「材料および方法」に記載されるとおりエレクトロポレーションによってRNP複合体をCD34+ HSPCにエレクトロポレートした。RNP複合体の送達前に細胞は増殖させた。活発に分裂している細胞は、エレクトロポレーションによって送達されたRNP複合体の取込みを促進し得る。
ゲノム編集済みおよび未編集のHSPCについて、蛍光色素にコンジュゲートした抗体を使用して胎児グロビンならびに2つの赤血球系細胞表面マーカー、トランスフェリン受容体(CD71)およびグリコホリンA(CD235a)の発現レベルをフローサイトメトリーによって分析した。Live Dead Violetの除外によって生存細胞を同定し、ゲーティングした。培養細胞が未編集細胞と同様の赤芽球と一致するCD71+細胞のパーセンテージを示したとおり、ゲノム編集は赤血球系分化に悪影響を及ぼさなかった。HPFH領域を標的化すると、モックエレクトロポレート細胞(21.0%)と比較して、HbFを含有する赤血球系細胞のパーセンテージが(51.4%まで)増加した(表16)。BCL11Aのエクソン2を標的とするg8の標的化ドメインを含むdgRNAによるHbF陽性細胞の誘導も並行して観察された。またHPFH領域のゲノムPCR産物を次世代シーケンシング(NGS)に供し、細胞集団中の編集されたアレルのパーセンテージを決定した。Cas9、所与の標的化ドメインのcrRNAおよびTracrを含むRNPをエレクトロポレートした細胞培養物の多くでは、HFPH遺伝子座における高いゲノム編集パーセンテージが観察されたが(表16)、標的化ドメインを送達しない対照細胞(Cas9およびTracrのみを含むRNP)では観察されなかった。詳細には、40%より高いHbF+細胞をもたらしたdgRNA処理では、編集されたアレルは43.0%〜91.7%の範囲であった(表16)。
本研究における一部の培養物をヘモグロビン遺伝子発現に関して分析した。これらの標的化ドメインのうち、胎児γ−グロビン遺伝子発現が無し/対照と比べて1.6〜3.8倍誘導され、これは成人β−グロビン発現の中程度の低下を伴った(無し/対照の0.58〜0.91倍)(表18)。これらの効果が一緒になって、細胞集団における全β型グロビンの13.8%〜26.6%の範囲のγ−グロビン発現レベル(γ/[γ+β])をもたらし(表17)、標的化ドメインにわたる相対的胎児グロビン誘導は、HbFタンパク質誘導について観察されるものと同様であった(表16)。ゲノム編集済み細胞に由来する赤血球におけるHbF/γ−グロビンの増加またはβ−グロビン(鎌状化したグロビン)レベルの低下と併せたHbF/γ−グロビンの増加のいずれも、鎌状化の低下による治療的意味を有するものと思われる。
実施例4.2
方法:方法は、以下の点を除いて実施例4にあるとおりである。
Cas9およびガイドRNAリボ核タンパク質(RNP)複合体のアセンブリ、HSPCの調製、およびHSPCへのRNPのエレクトロポレーション。遠心によって収集したHSPCをP3初代細胞溶液(Lonza カタログ番号PBP3−00675)に2.5×10/mLの細胞密度で再懸濁した。RNPを20μLの細胞と上下にピペッティングすることにより混合し、室温で2分間インキュベートした。4D−Nucleofector(Lonza)でコードCM−137を用いてRNP/細胞混合物(20μL)をエレクトロポレートした。
結果:
理論によって拘束されるものではないが、HPFH領域を標的化して遺伝子破壊するとγ−グロビン発現の抑制が解除され、高いHbFタンパク質を含有する赤血球細胞(胎児ヘモグロビンを発現する細胞は、ときに本明細書において「F−細胞」と称されることもある)の産生が可能になると考えられる。高いHbFは脱酸素化条件下で赤血球細胞の鎌状化を防ぎ、β−サラセミアおよびSCDの両方の患者に治療効果/治癒効果があり得る。エキソビボでゲノム編集したSCD患者由来のHSCによる自家造血幹細胞移植(HSCT)はまた、幹細胞増殖の増進技術、例えばアリール炭化水素受容体(AHR)阻害剤、例えば国際公開第2010/059401号パンフレット(この内容は全体として参照により援用される)に記載されるとおりのもの、例えば化合物4と併用すると、エキソビボ増殖が改善し、かつ遺伝子修飾HSCの送達用量が増加した。
プログラム可能なヌクレアーゼ、Cas9による効率的なゲノム編集には、標的細胞および組織へのガイドRNA(gRNA)およびCas9タンパク質の送達の成功が不可欠である。最近の報告では、幾つかの異なる細胞型で、Cas9リボ核タンパク質(RNP)複合体がエレクトロポレーションによって標的細胞に送達された場合に効率的かつ特異的ゲノム編集を達成し得ることが実証された。Cas9−RNP複合体はほぼ送達直後に染色体DNAを切断し、細胞内で急速に分解されるため、オフターゲット効果が低下する。対照的に、Cas9の送達に用いられるプラスミドおよびウイルスベクターシステムを使用すると、酵素の発現が長引き、このシステムに付随するオフターゲット効果が悪化する。加えて、RNPを標的細胞に送達するのに追加的なツールは不要であり、これにより臨床における治療を目的としたゲノム編集の適用が大幅に促進され得る。精製組換えCas9タンパク質およびgRNA複合体(RNP)を培養HSPCに送達した。用いた実験概要は図17に示す。
大腸菌(Escherichia coli)から組換えCas9タンパク質を精製し、crRNAおよびtracrからなる合成デュアルgRNA(dgRNA)と複合体化して、リボ核タンパク質(RNP)複合体を作成した。本研究に使用したgRNAのリストは、表19に示す。「材料および方法」に記載されるとおりエレクトロポレーションによってRNP複合体をCD34+ HSPCにエレクトロポレートした。RNP複合体の送達前に細胞は増殖させた。活発に分裂している細胞は、エレクトロポレーションによって送達されたRNP複合体の取込みを促進し得る。
ゲノム編集済みおよび未編集のHSPCについて、蛍光色素にコンジュゲートした抗体を使用して胎児グロビンならびに2つの赤血球系細胞表面マーカー、トランスフェリン受容体(CD71)およびグリコホリンA(CD235a)の発現レベルをフローサイトメトリーによって分析した。Live Dead Violetの除外によって生存細胞を同定し、ゲーティングした。培養細胞が未編集細胞と同様の赤芽球と一致するCD71+細胞のパーセンテージを示したとおり、ゲノム編集は赤血球系分化に悪影響を及ぼさなかった。HPFH領域を標的化すると、モックエレクトロポレート細胞(18.9および21.1%)と比較して、HbFを含有する赤血球系細胞のパーセンテージが(46.6%まで)増加した(表19)。BCL11Aのエクソン2を標的とするg8の標的化ドメインを含むdgRNAによるHbF陽性細胞の誘導も並行して観察された。
最後に、CR003031、CR003033、CR003035、CR003037、CR003038、CR003052、CR003085の標的化ドメインを含むdgRNAについて標的部位にまたはその近傍に作り出されたインデルパターンをNGSによって評価した。各位置における上位5つの最も高頻度のインデルを表27に示す。
これらの結果は、指示されるgRNA分子によって標的とされるHPFH領域の小さいインデル(例えば、この場合、1〜20ヌクレオチドのインデル)が、HbFの発現および産生に大きい影響を有し得るという本明細書に記載される前出の実験の結論を裏付けている。ゲノム編集済み細胞に由来するHbF含有赤血球の増加は、鎌状化の低下による治療的意味を有するものと思われる。
実施例4.3
方法:方法は、以下の点を除いて実施例4にあるとおりである。
ヒトCD34細胞培養。ヒトCD34+細胞を増殖培地でRNP送達前に3日間増殖させた。
Cas9およびガイドRNAリボ核タンパク質(RNP)複合体のアセンブリ、HSPCの調製、およびHSPCへのRNPのエレクトロポレーション。遠心によって収集したHSPCをP3初代細胞溶液(Lonza カタログ番号PBP3−00675)に6.4×10/mLの細胞密度で再懸濁した。RNPを20μLの細胞と上下にピペッティングすることにより混合し、室温で2分間インキュベートした。4D−Nucleofector(Lonza)でコードCM−137を用いてRNP/細胞混合物(20μL)をエレクトロポレートした。エレクトロポレーションはデュプリケートで実施した。Tracrは配列番号7808であり、およびcrRNAは、以下のフォーマット(2’O−メチル(m)およびホスホロチオエート結合(*)修飾が指示される):mN*mN*mN*rNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrGrUrUrUrUrArGrArGrCrUrArU*mG*mC*mU(式中、Nは標的化ドメインのヌクレオチドである)を有した。
インビトロ赤血球新生およびHbFを含有する赤血球系細胞に関するFACS分析。エレクトロポレーション後、直ちに、EDMおよび補足物からなる予め温めた培地に細胞を移した。培養0〜7日目の間、EDMには、1μMヒドロコルチゾン(Sigma H8672)、100ng/mLヒトSCF(Life Technologies、カタログ番号PHC2113)、および5ng/mLヒトIL−3(Peprotech #10779−598)をさらに補足した。培養7〜11日目の間、EDMには100ng/mLのヒトSCFのみを補足した。培養11〜21日目の間、EDMに追加の補足はしなかった。細胞培養物0日目に2.6×10細胞/mlで開始し、7日目に4.0×10細胞/mlに調整し、および11日目に1.0×10細胞/mlに調整した。14日目および19日目に培地を補充した。RNP送達後1、4、7、11、14および21日に生存細胞をカウントした。生存細胞数は全て、AccuCheck Counting Beads(ThermoFisher カタログ番号PCB100)を用いたフローサイトメトリーにより、DAPI(4’,6−ジアミジノ−2−フェニルインドール)染色によって生存不能細胞を判別して決定した。培養7、16および21日目、細胞(1×10)をHbF発現に関して細胞内染色によって分析した。16日目および21日目、HbF発現に関する細胞内染色に抗CD71および抗CD235a抗体は含まず、生存細胞集団全体におけるHbF陽性細胞(F−細胞)の%を報告した。21日目、生死判別色素としてLIVE/DEAD(登録商標)Fixable Near−IR Dead Cell Stain(ThermoFisher L34975)を使用した。
ゲノムDNA調製および次世代シーケンシング(NGS)。エレクトロポレーションの7日後に、Quick Extract DNA抽出溶液(Epicentre カタログ番号QE09050)を使用して編集済みおよび未編集HSPCからゲノムDNAを調製した。
結果:
理論によって拘束されるものではないが、HPFH領域を標的化して遺伝子破壊するとγ−グロビン発現の抑制が解除され、高いHbFタンパク質を含有する赤血球細胞(胎児ヘモグロビンを発現する細胞は、ときに本明細書において「F−細胞」と称されることもある)の産生が可能になると考えられる。高いHbFは脱酸素化条件下で赤血球細胞の鎌状化を防ぎ、β−サラセミアおよびSCDの両方の患者に治療効果/治癒効果があり得る。エキソビボでゲノム編集したSCD患者由来のHSCによる自家造血幹細胞移植(HSCT)はまた、幹細胞増殖の増進技術、例えばアリール炭化水素受容体(AHR)阻害剤、例えば国際公開第2010/059401号パンフレット(この内容は全体として参照により援用される)に記載されるとおりのもの、例えば化合物4と併用すると、エキソビボ増殖が改善し、かつ遺伝子修飾HSCの送達用量が増加した。
プログラム可能なヌクレアーゼ、Cas9による効率的なゲノム編集には、標的細胞および組織へのガイドRNA(gRNA)およびCas9タンパク質の送達の成功が不可欠である。最近の報告では、幾つかの異なる細胞型で、Cas9リボ核タンパク質(RNP)複合体がエレクトロポレーションによって標的細胞に送達された場合に効率的かつ特異的ゲノム編集を達成し得ることが実証された。Cas9−RNP複合体はほぼ送達直後に染色体DNAを切断し、細胞内で急速に分解されるため、オフターゲット効果が低下する。対照的に、Cas9の送達に用いられるプラスミドおよびウイルスベクターシステムを使用すると、酵素の発現が長引き、このシステムに付随するオフターゲット効果が悪化する。加えて、RNPを標的細胞に送達するのに追加的なツールは不要であり、これにより臨床における治療を目的としたゲノム編集の適用が大幅に促進され得る。精製組換えCas9タンパク質およびgRNA複合体(RNP)を培養HSPCに送達した。用いた実験概要は図17に示す。
大腸菌(Escherichia coli)から組換えCas9タンパク質を精製し、crRNAおよびtracrからなる合成デュアルgRNA(dgRNA)と複合体化して、リボ核タンパク質(RNP)複合体を作成した。本研究に使用したgRNAのリストは、表20に示す。「材料および方法」に記載されるとおりエレクトロポレーションによってRNP複合体をCD34+ HSPCにエレクトロポレートした。RNP複合体の送達前に細胞は増殖させた。活発に分裂している細胞は、エレクトロポレーションによって送達されたRNP複合体の取込みを促進し得る。
ゲノム編集済みおよび未編集のHSPCについて、三段階赤血球系分化細胞培養プロトコルで増殖に関して分析した。エレクトロポレーション後1日のパーセント細胞回収率は58%〜96%の範囲であり、未編集であるがエレクトロポレートした対照を含め、条件間で同様であった(表20)。増殖は、BCL11Aのエクソン2を標的とするg8の標的化ドメインを含むdgRNAによって編集した細胞では抑制されたが(21日目に未編集対照の10〜12%、表20)、含まれたHPFH領域を標的とするdgRNAによって編集した細胞の増殖は対照と同様であった(21日目に未編集対照の47〜99%、表20)。
ゲノム編集済みおよび未編集のHSPCについて、蛍光色素にコンジュゲートした抗体を使用して胎児グロビンならびに2つの赤血球系細胞表面マーカー、トランスフェリン受容体(CD71)およびグリコホリンA(CD235a)の発現レベルをフローサイトメトリーによって分析した。Live/Dead Fixable死細胞染色の除外によって生存細胞を同定し、ゲーティングした。分化7日目に培養細胞が未編集細胞と同様の赤芽球と一致するCD71+細胞のパーセンテージを示したとおり、ゲノム編集は赤血球系分化に悪影響を及ぼさなかった。含まれたHPFH領域標的化dgRNAで培養物を処理すると、モックエレクトロポレート細胞と比較して、21日間の培養期間全体を通じてHbFを含有する赤血球系細胞のパーセンテージが増加した(表21)。BCL11Aのエクソン2を標的とするg8の標的化ドメインを含むdgRNAによるHbF陽性細胞の誘導も並行して観察された。またHPFH領域のゲノムPCR産物を次世代シーケンシング(NGS)に供し、細胞集団中の編集されたアレルのパーセンテージを決定した。Cas9、所与の標的化ドメインのcrRNAおよびTracrを含有するRNPをエレクトロポレートした細胞培養物ではHFPH遺伝子座におけるゲノム編集が観察されたが(表21)、標的化ドメインを送達しない対照細胞(Cas9およびTracrのみを含むRNP)では観察されなかった。ゲノム編集済み細胞に由来するHbF含有赤血球の増加は、鎌状化の低下による治療的意味を有するものと思われる。
実施例4.4
方法:方法は、以下の点を除いて実施例4にあるとおりである。
ヒトCD34細胞培養。研究に応じて、RNP送達前の3〜6日間にわたって増殖培地でヒトCD34+細胞を増殖させた。
Cas9およびガイドRNAリボ核タンパク質(RNP)複合体のアセンブリ、HSPCの調製、およびHSPCへのRNPのエレクトロポレーション。一部の研究については、RNP複合体は4D−Nucleofector(Lonza)を使用して送達した。そのような研究では、遠心によって収集したHSPCをP3初代細胞溶液(Lonza カタログ番号PBP3−00675)に、研究に応じて2.2×10/mL〜6.4×10/mLの細胞密度で再懸濁した。RNPを20μLの細胞と上下にピペッティングすることにより混合し、室温で2分間インキュベートした。4D−Nucleofector(Lonza)でコードCM−137を用いてRNP/細胞混合物(20μL)をエレクトロポレートした。エレクトロポレーションはデュプリケートで実施した。dgRNAフォーマットは、研究間で異なり、以下の表記法によって表22に示す。フォームAは、上記の実施例1に記載したdgRNAフォーマットであり、指示される標的化ドメイン配列を含む。フォームBは、rNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrGrUrUrUrUrArGrArGrCrUrArUrGrCrU(式中、rはRNA塩基を示し、およびNは、指示される標的化ドメイン配列に対応する)のcrRNA、および配列番号7808からなるtracrを用いるdgRNAフォーマットである。フォームCは、配列mN*mN*mN*rNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrGrUrUrUrUrArGrArGrCrUrArU*mG*mC*mU(式中、rはRNA塩基を示し、Nは、指示される標的化ドメイン配列に対応し、mは2’O−メチル修飾を有する塩基を示し、および*はホスホロチオエート結合を示す)のcrRNA、および配列番号7808からなるtracrを用いるdgRNAフォーマットである。
インビトロ赤血球新生およびHbFを含有する赤血球系細胞に関するFACS分析。一研究では、細胞培養は0日目に2.6×10細胞/mlで開始した。250μlに直接播種することにより開始したものについては(実施例4に記載されるとおり)、研究に応じて1〜3日後に細胞培養物を新鮮培地に希釈した。
ゲノムDNA調製および次世代シーケンシング(NGS)。研究に応じてエレクトロポレーションの24時間〜7日後に、Quick Extract DNA抽出溶液(Epicentre カタログ番号QE09050)を使用して編集済みおよび未編集HSPCからゲノムDNAを調製した。
結果:
理論によって拘束されるものではないが、HPFH領域を標的化して遺伝子破壊するとγ−グロビン発現の抑制が解除され、高いHbFタンパク質を含有する赤血球細胞(胎児ヘモグロビンを発現する細胞は、ときに本明細書において「F−細胞」と称されることもある)の産生が可能になると考えられる。高いHbFは脱酸素化条件下で赤血球細胞の鎌状化を防ぎ、β−サラセミアおよびSCDの両方の患者に治療効果/治癒効果があり得る。エキソビボでゲノム編集したSCD患者由来のHSCによる自家造血幹細胞移植(HSCT)はまた、幹細胞増殖の増進技術、例えばアリール炭化水素受容体(AHR)阻害剤、例えば国際公開第2010/059401号パンフレット(この内容は全体として参照により援用される)に記載されるとおりのもの、例えば化合物4と併用すると、エキソビボ増殖が改善し、かつ遺伝子修飾HSCの送達用量が増加した。
プログラム可能なヌクレアーゼ、Cas9による効率的なゲノム編集には、標的細胞および組織へのガイドRNA(gRNA)およびCas9タンパク質の送達の成功が不可欠である。最近の報告では、幾つかの異なる細胞型で、Cas9リボ核タンパク質(RNP)複合体がエレクトロポレーションによって標的細胞に送達された場合に効率的かつ特異的ゲノム編集を達成し得ることが実証された。Cas9−RNP複合体はほぼ送達直後に染色体DNAを切断し、細胞内で急速に分解されるため、オフターゲット効果が低下する。対照的に、Cas9の送達に用いられるプラスミドおよびウイルスベクターシステムを使用すると、酵素の発現が長引き、このシステムに付随するオフターゲット効果が悪化する。加えて、RNPを標的細胞に送達するのに追加的なツールは不要であり、これにより臨床における治療を目的としたゲノム編集の適用が大幅に促進され得る。精製組換えCas9タンパク質およびgRNA複合体(RNP)を培養HSPCに送達した。用いた実験概要は図17に示す。
大腸菌(Escherichia coli)から組換えCas9タンパク質を精製し、crRNAおよびtracrからなる合成デュアルgRNA(dgRNA)と複合体化して、リボ核タンパク質(RNP)複合体を作成した。本研究に使用したgRNAのリストは、表22に示す。「材料および方法」に記載されるとおりエレクトロポレーションによってRNP複合体をCD34+ HSPCにエレクトロポレートした。RNP複合体の送達前に細胞は増殖させた。活発に分裂している細胞は、エレクトロポレーションによって送達されたRNP複合体の取込みを促進し得る。
ゲノム編集済みおよび未編集のHSPCについて、蛍光色素にコンジュゲートした抗体を使用して胎児グロビンならびに2つの赤血球系細胞表面マーカー、トランスフェリン受容体(CD71)およびグリコホリンA(CD235a)の発現レベルをフローサイトメトリーによって分析した。Live Dead Violetの除外によって生存細胞を同定し、ゲーティングした。HPFH領域を標的化すると、モックエレクトロポレート細胞と比較して、HbFを含有する赤血球系細胞のパーセンテージが増加し、これは複数の評価およびdgRNAフォーマット間で一貫した結果であった(表22)。一部の例では、%HbF+細胞の増加は特定のdgRNAフォーム、例えばCR001028についてのフォームCと関連付けられた(表22)。BCL11Aのエクソン2を標的とするg8の標的化ドメインを含むdgRNAによるHbF陽性細胞の誘導も並行して観察された。またHPFH領域のゲノムPCR産物を次世代シーケンシング(NGS)に供し、細胞集団中の編集されたアレルのパーセンテージを決定した。Cas9、所与の標的化ドメインのcrRNAおよびTracrを含有するRNPをエレクトロポレートした細胞培養物ではHFPH遺伝子座におけるゲノム編集が観察されたが(表22)、標的化ドメインを送達しない対照細胞(Cas9およびTracrのみを含むRNP)では観察されなかった。
最後に、各gRNAについてインデルパターンならびに各インデルの頻度をNGSによって評価した。各標的部位に最も高頻度に出現するインデルを表26に示す。
ある場合には、最も高頻度のインデルの相対的存在量は実験毎に異なったが、上位のインデルは、いずれの所与のgRNAについても両方の実験で概して同じであった。これは、これらのdgRNAについて、HSC細胞に作り出されたインデルパターンが一貫していたことを示している。同様に、これらの結果は、これらのgRNAによって標的化されるHPFH領域における小さいインデル(例えば、この場合、1〜20ヌクレオチドのインデル)が胎児ヘモグロビンの大幅な上方制御をもたらし得るという前出の実験からの意外な知見を裏付けている。ゲノム編集済み細胞に由来するHbF含有赤血球の増加は、鎌状化の低下による治療的意味を有するものと思われる。
実施例4.5
方法:方法は、以下の点を除いてサブ実施例4.1にあるとおりである。
ヒトCD34細胞培養。ヒトCD34+細胞は骨髄に由来した(Hemacare Corporation、カタログ番号BM34C−3)。CD34+細胞を解凍し、RNP送達前に増殖培地で1日増殖させた。RNP送達後、細胞を直ちに200μl増殖培地に戻し、一晩回復させた。翌日、培養物をカウントし、2.0×10生存細胞/mlに調整した。パーセント回収率は、エレクトロポレートした生存細胞のパーセンテージとしてRNP送達後1日の生存細胞数として計算した。増殖培地中でさらに7日後(RNP送達後8日)、生存細胞数を再び決定した。増殖倍数は、増殖培地中で7日後の生存細胞数を2.0×10細胞/mlで除したものとして計算した。生存細胞数は全て、AccuCheck Counting Beads(ThermoFisher カタログ番号PCB100)を用いたフローサイトメトリーにより、DAPI(4’,6−ジアミジノ−2−フェニルインドール)染色によって生存不能細胞を判別して計測した。増殖培地中でさらに1日後(RNP送達後9日)、細胞培養物の表現型を「細胞フェノタイピング」に記載するとおりフローサイトメトリーによって決定した。
Cas9およびガイドRNAリボ核タンパク質(RNP)複合体のアセンブリ、HSPCの調製、およびHSPCへのRNPのエレクトロポレーション。遠心によって収集したHSPCをP3初代細胞溶液(Lonza カタログ番号PBP3−00675)に5.4×10/mLの細胞密度で再懸濁した。RNPを20μLの細胞と上下にピペッティングすることにより混合し、室温で2分間インキュベートした。4D−Nucleofector(Lonza)でコードCM−137を用いてRNP/細胞混合物(20μL)をエレクトロポレートした。エレクトロポレーションはデュプリケートで実施した。使用したcrRNAは配列mN*mN*mN*rNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrGrUrUrUrUrArGrArGrCrUrArU*mG*mC*mU(式中、rはRNA塩基を示し、mは2’O−メチル修飾を有する塩基を示し、および*はホスホロチオエート結合を示す)のものであった。Nは、指示される標的化ドメインの残基を示す。使用したtracr配列は配列番号7808であった。
コロニー形成単位細胞アッセイ。RNP送達の翌日、「ヒトCD34+細胞培養」に記載されるとおり生存細胞をカウントした。顆粒球/マクロファージ前駆細胞コロニー形成単位(CFU)アッセイについて、1mLのMethocult H4035メチルセルロース培地(StemCell Technologies)当たり227細胞をデュプリケートでプレーティングした。Methocultに1×抗生物質/抗真菌薬(Gibco、カタログ番号10378−016)を添加した。培養ディッシュを加湿インキュベーターにおいて37℃でインキュベートした。プレーティング後15日目に、少なくとも50細胞を含むコロニーをカウントした。Methocult 1ml当たりのコロニー数を227で除して1000を乗じることにより、1000細胞当たりのCFU頻度を求めた。
細胞フェノタイピング。以下の抗体パネルで染色した後、表面マーカー発現に関して細胞を分析した。パネル1:CD38(FITCコンジュゲート、BD Biosciences #340926、クローンHB7)、CD133エピトープ1(PEコンジュゲート、Miltenyi #130−080−801、クローンAC133)、CD34(PerCPコンジュゲート、BD Biosciences #340666、クローン8G12)、CD90(APCコンジュゲート、BD Biosciences #598695、クローンE10)、CD45RA(Pe−Cy7コンジュゲート、eBioscience #25−0458−42、クローンHI100)。パネル2:CD34(PerCPコンジュゲート、BD Biosciences #340666、クローン8G12)、CD33(PE−Cy7コンジュゲート、BD Biosciences #333946、クローンP67.6)、CD14(APC−H7コンジュゲート、BD Biosciences #560270、クローンMφP9)、CD15(PEコンジュゲート、Biolegend #301905、クローンHI98)。パネル3:CD34(PerCPコンジュゲート、BD Biosciences #340666、クローン8G12)、CD41a(APC−H7コンジュゲート、BD Biosciences #561422、クローンHIP8)、CD71(FITCコンジュゲート、BD Biosciences #555536、クローンM−A712)、CD19(PEコンジュゲート、BD Biosciences #340720、クローンSJ25C1)、CD56(APCコンジュゲート、Biolegend #318310、クローンHCD56)に特異的な抗体。並行して、対応するアイソタイプ対照抗体パネルを使用して培養物を染色し、但し、そのアイソタイプ対照の代わりに抗CD45RAを含めた。生存不能細胞はDAPI(4’,6−ジアミジノ−2−フェニルインドール)染色によって判別した。染色した試料をLSRFortessaフローサイトメーター(BD Biosciences)で細胞表面タンパク質発現に関して分析した。結果はFlowjoを使用して分析し、データはDAPI陰性生存細胞集団の%として提示した。
ゲノムDNA調製および次世代シーケンシング(NGS)。エレクトロポレーションの1日および8日後に、Quick Extract DNA抽出溶液(Epicentre カタログ番号QE09050)を使用して編集済みおよび未編集HSPCからゲノムDNAを調製した。
結果:
理論によって拘束されるものではないが、HPFHまたはBCL11A赤血球系エンハンサー領域を標的化して遺伝子破壊すると、γ−グロビン発現の抑制が解除されて、高いHbFタンパク質を含有する赤血球細胞(胎児ヘモグロビンを発現する細胞は、ときに本明細書において「F−細胞」と称されることもある)の産生が可能になると考えられる。高いHbFは脱酸素化条件下で赤血球細胞の鎌状化を防ぎ、β−サラセミアおよびSCDの両方の患者に治療効果/治癒効果があり得る。エキソビボでゲノム編集したSCD患者由来のHSCによる自家造血幹細胞移植(HSCT)はまた、幹細胞増殖の増進技術、例えばアリール炭化水素受容体(AHR)阻害剤、例えば国際公開第2010/059401号パンフレット(この内容は全体として参照により援用される)に記載されるとおりのもの、例えば化合物4と併用すると、エキソビボ増殖が改善し、かつ遺伝子修飾HSCの送達用量が増加した。
プログラム可能なヌクレアーゼ、Cas9による効率的なゲノム編集には、標的細胞および組織へのガイドRNA(gRNA)およびCas9タンパク質の送達の成功が不可欠である。最近の報告では、幾つかの異なる細胞型で、Cas9リボ核タンパク質(RNP)複合体がエレクトロポレーションによって標的細胞に送達された場合に効率的かつ特異的ゲノム編集を達成し得ることが実証された。Cas9−RNP複合体はほぼ送達直後に染色体DNAを切断し、細胞内で急速に分解されるため、オフターゲット効果が低下する。対照的に、Cas9の送達に用いられるプラスミドおよびウイルスベクターシステムを使用すると、酵素の発現が長引き、このシステムに付随するオフターゲット効果が悪化する。加えて、RNPを標的細胞に送達するのに追加的なツールは不要であり、これにより臨床における治療を目的としたゲノム編集の適用が大幅に促進され得る。精製組換えCas9タンパク質およびgRNA複合体(RNP)を培養HSPCに送達した。用いた実験概要は図17に示す。
大腸菌(Escherichia coli)から組換えCas9タンパク質を精製し、crRNAおよびtracrからなる合成デュアルgRNA(dgRNA)と複合体化して、リボ核タンパク質(RNP)複合体を作成した。本研究に使用したgRNAのリストは、表23に示す。「材料および方法」に記載されるとおりエレクトロポレーションによってRNP複合体をCD34+ HSPCにエレクトロポレートした。RNP複合体の送達前に細胞は増殖させた。活発に分裂している細胞は、エレクトロポレーションによって送達されたRNP複合体の取込みを促進し得る。
エレクトロポレーション1日後のパーセント細胞回収率は72.5%〜89.8%の範囲であり、未編集であるがエレクトロポレートした対照を含め、条件間で同様であった(表23)。ゲノム編集済みおよび未編集HSPCをCD34+細胞増殖培地での増殖に関して分析した。増殖は7日間で編集済み細胞培養物について4.8倍〜17.3倍の範囲であり、未編集の細胞について19.3〜20.5倍の範囲であった(表22)。表面マーカー発現によって決定するとき、未編集対照と比較して培養物における細胞型の組成が、HPFHまたはBCL11A赤血球系エンハンサー領域を標的とする本研究におけるdgRNAによる編集によって変化することはなく、これらの条件下でこれらの部位のターゲティングによってはHSPC運命が変化しないことが示された(図26A〜図26B)。対照的に、BCL11Aエクソンのg8を標的とするdgRNAで編集すると、増殖は中程度の低下となったが、細胞組成の顕著なシフトが起こり、特に全CD34+ HSPCサブタイプならびにCD71+赤血球系集団のパーセンテージが減少し、およびCD14+単球およびCD15+顆粒球集団のパーセンテージが増加した(表23および図26A〜図26B)。顆粒球/マクロファージ前駆細胞コロニー形成単位(CFU)の頻度は編集済み培養物間で同様で、未編集の培養物(1000細胞当たり154〜185CFU)と比較して編集済み培養物ではCFUの低下は僅かであった(1000細胞当たり95〜145CFUの範囲)ことから、これらの部位を標的化することにより顆粒球/マクロファージ前駆細胞機能が著しく変化することはないことが示唆される(表23)。
実施例4.6
方法:方法は、以下の点を除いて実施例4にあるとおりである。
Cas9およびガイドRNAリボ核タンパク質(RNP)複合体のアセンブリ、HSPCの調製、およびHSPCへのRNPのエレクトロポレーション。一部の例では、2つの異なる標的化ドメインを含むcrRNAを同じ細胞培養物に送達した。このような場合、細胞に送達される全RNPは、サブ実施例4.1にあるとおり、6μgのCas9、3μgのcrRNAおよび3μgのTracrを含んだ。しかしながら、各1.5μgを含む2つのcrRNAは、1.5μg Tracrおよび3μg Cas9を含むTracr/CAS9混合物と独立に複合体化し、細胞に加えるときにのみ組み合わせた。遠心によって収集したHSPCをP3初代細胞溶液(Lonza カタログ番号PBP3−00675)に2.5×10/mLの細胞密度で再懸濁した。RNPを20μLの細胞と上下にピペッティングすることにより混合し、室温で2分間インキュベートした。4D−Nucleofector(Lonza)でコードCM−137を用いてRNP/細胞混合物(20μL)をエレクトロポレートした。エレクトロポレーションはデュプリケートで実施した。dgRNAフォーマットは、配列番号7808を有するtracr、および配列mN*mN*mN*rNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrGrUrUrUrUrArGrArGrCrUrArU*mG*mC*mU(式中、rはRNA塩基を示し、mは2’O−メチル修飾を有する塩基を示し、および*はホスホロチオエート結合を示し、およびNは、指示される標的化ドメインの残基を示す)のcrRNAを使用した。
インビトロ赤血球新生およびHbFを含有する赤血球系細胞に関するFACS分析。3日後に細胞培養物を新鮮培地に希釈した。
ゲノムDNA調製および次世代シーケンシング(NGS)。エレクトロポレーションの3日後に、Quick Extract DNA抽出溶液(Epicentre カタログ番号QE09050)を使用して編集済みおよび未編集HSPCからゲノムDNAを調製した。
結果:
理論によって拘束されるものではないが、HPFHまたはBCL11A赤血球系エンハンサー領域を標的化して遺伝子破壊すると、γ−グロビン発現の抑制が解除されて、高いHbFタンパク質を含有する赤血球細胞(胎児ヘモグロビンを発現する細胞は、ときに本明細書において「F−細胞」と称されることもある)の産生が可能になると考えられる。高いHbFは脱酸素化条件下で赤血球細胞の鎌状化を防ぎ、β−サラセミアおよびSCDの両方の患者に治療効果/治癒効果があり得る。エキソビボでゲノム編集したSCD患者由来のHSCによる自家造血幹細胞移植(HSCT)はまた、幹細胞増殖の増進技術、例えばアリール炭化水素受容体(AHR)阻害剤、例えば国際公開第2010/059401号パンフレット(この内容は全体として参照により援用される)に記載されるとおりのもの、例えば化合物4と併用すると、エキソビボ増殖が改善し、かつ遺伝子修飾HSCの送達用量が増加した。
プログラム可能なヌクレアーゼ、Cas9による効率的なゲノム編集には、標的細胞および組織へのガイドRNA(gRNA)およびCas9タンパク質の送達の成功が不可欠である。最近の報告では、幾つかの異なる細胞型で、Cas9リボ核タンパク質(RNP)複合体がエレクトロポレーションによって標的細胞に送達された場合に効率的かつ特異的ゲノム編集を達成し得ることが実証された。Cas9−RNP複合体はほぼ送達直後に染色体DNAを切断し、細胞内で急速に分解されるため、オフターゲット効果が低下する。対照的に、Cas9の送達に用いられるプラスミドおよびウイルスベクターシステムを使用すると、酵素の発現が長引き、このシステムに付随するオフターゲット効果が悪化する。加えて、RNPを標的細胞に送達するのに追加的なツールは不要であり、これにより臨床における治療を目的としたゲノム編集の適用が大幅に促進され得る。精製組換えCas9タンパク質およびgRNA複合体(RNP)を培養HSPCに送達した。用いた実験概要は図17に示す。
大腸菌(Escherichia coli)から組換えCas9タンパク質を精製し、crRNAおよびtracrからなる合成デュアルgRNA(dgRNA)と複合体化して、リボ核タンパク質(RNP)複合体を作成した。本研究に使用したgRNAのリストは、表24に示す。「材料および方法」に記載されるとおりエレクトロポレーションによってRNP複合体をCD34+ HSPCにエレクトロポレートした。RNP複合体の送達前に細胞は増殖させた。活発に分裂している細胞は、エレクトロポレーションによって送達されたRNP複合体の取込みを促進し得る。
ゲノム編集済みおよび未編集のHSPCについて、蛍光色素にコンジュゲートした抗体を使用して胎児グロビンならびに2つの赤血球系細胞表面マーカー、トランスフェリン受容体(CD71)およびグリコホリンA(CD235a)の発現レベルをフローサイトメトリーによって分析した。Live Dead Violetの除外によって生存細胞を同定し、ゲーティングした。HPFH領域またはBCL11A赤血球系エンハンサーを標的化すると、モックエレクトロポレート細胞と比較して、HbFを含有する赤血球系細胞のパーセンテージが増加した(表24)。BCL11Aのエクソン2を標的とするg8の標的化ドメインを含むdgRNAによるHbF陽性細胞の誘導も並行して観察された。HPFH領域およびBCL11A赤血球系エンハンサーを同じ細胞集団中で同時に標的化したとき、HbF含有細胞のパーセンテージは、いずれか一方の領域を独立に標的化した場合を上回って増加した(表24)。したがって、編集済み細胞に由来するHbF含有赤血球の増加は、HPFH領域またはBCL11A赤血球系エンハンサーのいずれかを標的化することによって実現できると共に、両方の領域を同時に標的化することによっても一層高い程度で実現できる。
両方の領域のゲノムPCR産物を独立に次世代シーケンシング(NGS)に供して、細胞集団中における編集されたアレルのパーセンテージを決定した。Cas9、所与の標的化ドメインのcrRNAおよびTracrを含有するRNPをエレクトロポレートした細胞培養物ではゲノム編集が観察されたが(表24)、標的化ドメインを送達しない対照細胞(Cas9およびTracrのみを含むRNP)では観察されなかった。2つの部位を標的とするRNPを同じ細胞集団に送達したとき、両方の部位における編集が観察された(表24)。一部の例では、2つのRNPを送達したとき、1つのみのRNPを送達したときと比較して、所与の部位におけるパーセント編集済み細胞がやや低下し(表24)、これは恐らく、所与の部位を標的化するRNP濃度が前者の例では低かったことに起因した。2つのRNPを同時に送達する場合、各個別のRNP濃度を増加させることにより、より高い編集率パーセンテージおよび潜在的にはより高いHbF含有細胞パーセンテージを実現し得る。ゲノム編集済み細胞に由来するHbF含有赤血球の増加は、鎌状化の低下による治療的意味を有するものと思われる。
実施例4.7
方法:方法は、以下の点を除いて実施例4にあるとおりである。
ヒトCD34+細胞培養。ヒトCD34+細胞は骨髄に由来した(Lonza、カタログ番号2M−101D)。CD34+細胞を解凍し、RNP送達前に増殖培地で2日間増殖させた。
Cas9およびガイドRNAリボ核タンパク質(RNP)複合体のアセンブリ、HSPCの調製、およびHSPCへのRNPのエレクトロポレーション。シングルガイドRNA(sgRNA)を用いるRNPの形成については、5μLの総容積中の6μgのCas9タンパク質(0.8〜1μL中)および0.5μLの5×CCE緩衝液(20mM HEPES、100mM KCL、5mM MgCL2、5%グリセロールおよび新たに添加した1mM DTT)に6μgのsgRNAを加え、37℃で5分間インキュベートした。HSPCを遠心によって収集し、P3初代細胞溶液(Lonza カタログ番号PBP3−00675)に6.4×106/mLの細胞密度で再懸濁した。RNPを20μLの細胞と上下にピペッティングすることにより混合し、室温で2分間インキュベートした。4D−Nucleofector(Lonza)でコードCM−137を用いてRNP/細胞混合物(20μL)をエレクトロポレートした。エレクトロポレーションはデュプリケートで実施した。dgRNAについては、dgRNA−PSおよびdgRNA−OMePS Tracrは配列番号6660であり、但しg8は除き、これはtracr配列番号7808と使用した。この実験で使用した全てのgRNAのフォーマットを表36に示し、但しdgRNA g8 OMePSは除き、これは配列mC*mA*mC*AAACGGAAACAAUGCAAGUUUUAGAGCUAU*mG*mC*mUを有するcrRNAおよび配列番号7808の配列を有するtracrを含んだ。
インビトロ赤血球新生およびHbFを含有する赤血球系細胞に関するFACS分析。RNP送達後、細胞をプロトコル1またはプロトコル2に従い維持した。プロトコル1については、細胞は直ちに、EDMおよび補足物からなる予め温めた培地に移した。培養0〜7日目の間、EDMには、1μMヒドロコルチゾン(Sigma H8672)、100ng/mLヒトSCF(Life Technologies、カタログ番号PHC2113)、および5ng/mLヒトIL−3(Peprotech #10779−598)をさらに補足した。培養7〜11日目の間、EDMには100ng/mLのヒトSCFのみを補足した。培養11〜21日目の間、EDMに追加の補足はしなかった。7日目に細胞培養物を4.0×10細胞/mlに調整した。11、14および19日目に培地を補充した。プロトコル2については、細胞を直ちに200μl増殖培地に戻し、さらに2日間増殖させた。RNP送達2日後に培養物をカウントした。次に細胞をペレット化し、EDMおよび補足物からなる予め温めた培地に再懸濁した。EDM培養0〜7日目の間、EDMには、1μMヒドロコルチゾン(Sigma H8672)、100ng/mLヒトSCF(Life Technologies、カタログ番号PHC2113)、および5ng/mLヒトIL−3(Peprotech #10779−598)をさらに補足した。培養7〜11日目の間、EDMには100ng/mLのヒトSCFのみを補足した。培養11〜21日目の間、EDMに追加の補足はしなかった。細胞培養は0日目に4.0×10細胞/mlで開始し、4日目に新鮮培地で4倍希釈し、および7日目に2.0×10細胞/mlに調整した。11、14および19日目に培地を補充した。7、18および21日にEDM培養物中の生存細胞をカウントした。生存細胞数は全て、AccuCheck Counting Beads(ThermoFisher カタログ番号PCB100)を用いたフローサイトメトリーにより、DAPI(4’,6−ジアミジノ−2−フェニルインドール)染色によって生存不能細胞を判別して決定した。両方のプロトコルとも、赤血球系分化培養7、14および21日目に、細胞をHbF発現に関して細胞内染色によって分析した。14日目および21日目に、HbF発現に関する細胞内染色に抗CD71および抗CD235a抗体は含まず、生存細胞集団全体におけるHbF陽性細胞(F−細胞)の%を報告した。生死判別色素としてLIVE/DEAD(登録商標)Fixable Near−IR Dead Cell Stain(ThermoFisher L34975)を使用した。
ゲノムDNA調製および次世代シーケンシング(NGS)。プロトコル2によって培養した編集済みおよび未編集のHSPCから、エレクトロポレーションの2日および6日後にQuick Extract DNA抽出溶液(Epicentre カタログ番号QE09050)を使用してゲノムDNAを調製した。
結果:
理論によって拘束されるものではないが、HPFH領域を標的化して遺伝子破壊するとγ−グロビン発現の抑制が解除され、高いHbFタンパク質を含有する赤血球細胞(胎児ヘモグロビンを発現する細胞は、ときに本明細書において「F−細胞」と称されることもある)の産生が可能になると考えられる。高いHbFは脱酸素化条件下で赤血球細胞の鎌状化を防ぎ、β−サラセミアおよびSCDの両方の患者に治療効果/治癒効果があり得る。エキソビボでゲノム編集したSCD患者由来のHSCによる自家造血幹細胞移植(HSCT)はまた、幹細胞増殖の増進技術、例えばアリール炭化水素受容体(AHR)阻害剤、例えば国際公開第2010/059401号パンフレット(この内容は全体として参照により援用される)に記載されるとおりのもの、例えば化合物4と併用すると、エキソビボ増殖が改善し、かつ遺伝子修飾HSCの送達用量が増加した。
プログラム可能なヌクレアーゼ、Cas9による効率的なゲノム編集には、標的細胞および組織へのガイドRNA(gRNA)およびCas9タンパク質の送達の成功が不可欠である。最近の報告では、幾つかの異なる細胞型で、Cas9リボ核タンパク質(RNP)複合体がエレクトロポレーションによって標的細胞に送達された場合に効率的かつ特異的ゲノム編集を達成し得ることが実証された。Cas9−RNP複合体はほぼ送達直後に染色体DNAを切断し、細胞内で急速に分解されるため、オフターゲット効果が低下する。対照的に、Cas9の送達に用いられるプラスミドおよびウイルスベクターシステムを使用すると、酵素の発現が長引き、このシステムに付随するオフターゲット効果が悪化する。加えて、RNPを標的細胞に送達するのに追加的なツールは不要であり、これにより臨床における治療を目的としたゲノム編集の適用が大幅に促進され得る。精製組換えCas9タンパク質およびgRNA複合体(RNP)を培養HSPCに送達した。用いた実験概要は図17に示す。
大腸菌(Escherichia coli)から組換えCas9タンパク質を精製し、合成シングルgRNA(sgRNA)またはcrRNAおよびtracrからなるデュアルgRNA(dgRNA)と複合体化して、リボ核タンパク質(RNP)複合体を作成した。本研究に使用したgRNAのフォーマットは、表36に示す。「材料および方法」に記載されるとおりエレクトロポレーションによってRNP複合体をCD34+ HSPCにエレクトロポレートした。RNP複合体の送達前に、ある場合には(プロトコル2)エレクトロポレーション後にも細胞を増殖させた。活発に分裂している細胞は、エレクトロポレーションによって送達されたRNP複合体の取込みを促進し得る。
HPFH領域のゲノムPCR産物を次世代シーケンシング(NGS)に供し、細胞集団中の編集されたアレルのパーセンテージを決定した。Cas9、所与の標的化ドメインのcrRNAおよびTracrを含有するRNPをエレクトロポレートした細胞培養物ではHFPH遺伝子座におけるゲノム編集が観察されたが(図43)、標的化ドメインを送達しない対照細胞(Cas9およびTracrのみを含むRNP)では観察されなかった。一部の例では、修飾sgRNAを使用した所与の標的部位における編集率が、他のgRNAフォーマットと比べて高かった(図43)。最後に、各gRNAについてインデルパターンならびに各インデルの頻度をNGSによって評価した。同じgRNA/Cas9を使用した複数のレプリケート間でインデルパターンは同様であった。各標的部位に最も高頻度に出現する代表的なインデルを表37に示す。
ゲノム編集済みおよび未編集HSPCについて、三段階赤血球系分化細胞培養プロトコルで増殖およびHbF上方制御に関して分析した。ゲノム編集済みおよび未編集HSPCについて、胎児グロビンの発現レベルをフローサイトメトリーによって分析し、7日目に、2つの赤血球系細胞表面マーカー、トランスフェリン受容体(CD71)およびグリコホリンA(CD235a)について、蛍光色素にコンジュゲートした抗体を使用して分析した。Live/Dead Fixable死細胞染色の除外によって生存細胞を同定し、ゲーティングした。含まれたHPFH領域標的化およびBCL11A赤血球系エンハンサー標的化gRNAによるゲノム編集は、培養細胞が分化7日目に未編集の細胞と同様の赤芽球と一致するCD71+細胞のパーセンテージを示したとおり、赤血球系分化に悪影響を及ぼさなかったが、プロトコル1およびプロトコル2は条件間でCD71+のパーセンテージに違いがあった(図44)。含まれたHPFH領域標的化およびBCL11A赤血球系エンハンサー標的化gRNAで培養物を処理すると、21日間の培養期間全体を通じてモックエレクトロポレート細胞と比較して、およびこれらの2つのプロトコル間で、HbFを含有する赤血球系細胞のパーセンテージの相対的変化は同様のパターンになった(図45、図46および図47)。RNPに曝露し、かつプロトコル1またはプロトコル2のいずれかで維持した細胞ではHbFが誘導されたが、しかしながら、HbF陽性の細胞のパーセンテージはプロトコル2を用いた条件および時点で低くなる傾向があった(図45、図46および図47)。HbFの誘導は、標的ドメインCR001030、CR00312およびCR001128からなるgRNAで、特に遅い時点において最も顕著であった(図45、図46および図47)。標的化ドメイン間では、sgRNA、特にOMePS修飾sgRNAが、dgRNAよりも高いHbFを誘導する傾向があった(図45、図46および図47)。標的化ドメインCR001137による比較的低いHbFの誘導は、この標的部位における低い編集レベルによって説明し得る(図43、図45〜図47)。BCL11Aのエクソン2を標的とするg8の標的化ドメインを含むdgRNAによるHbF陽性細胞の誘導も並行して観察された(図45〜図47)。ゲノム編集済み細胞に由来するHbF含有赤血球の増加は、鎌状化の低下による治療的意味を有するものと思われる。編集済み細胞は、赤血球系分化条件下で増殖能を有したが(7日目に9〜53倍および21日目に36〜143倍、図48)、しかしながら、ある場合には、未編集対照細胞と比べて増殖は抑制された(7日目に未編集対照の14〜83%および21日目に未編集対照の18〜95%)(図48)。BCL11Aのエクソン2を標的とするg8の標的化ドメインを含むdgRNA(7日目に未編集対照の30%および21日目に未編集対照の18%)およびOMePS修飾sgRNAの多くによって編集した細胞で最も低い増殖が観察された(図48)。
実施例5 HPFH領域に対する2つのgRNAを使用した切り出し
初代ヒトCD34+ HSPCに、HPFH領域内の異なる部位に対する2つの異なるgRNA分子を含有するRNPをエレクトロポレートした。各RNPに、上記に記載したとおりのdgRNA分子を使用した。簡潔に言えば、フランス型HPFH領域内の第1の部位を標的とするdgRNAを含むRNPと、フランス型HPFH領域内の第2の部位を標的とするdgRNAを含むRNPとを以下の比で組み合わせて、CD34+ HSPCにエレクトロポレートした:0.5×第1のdgRNA RNP+0.5×第2のdgRNA RNP;1.0×g2 dgRNA(「g2」=BCL11a遺伝子のコード配列を標的とする、CR000088の標的化ドメインを含む陽性対照);RNPなし(「対照」)。上記に記載されるプロトコルを用いて細胞を上記に記載したとおり培養し、赤血球に分化させた(図17を参照されたい)。胎児ヘモグロビン発現を評価した。結果は図27および表25に示す。理論によって拘束されるものではないが、2つの標的配列に対するgRNA分子を含むRNPを同時に導入すると、その領域内に含まれる任意の調節配列またはコード配列を含め、2つの切断部位間のDNA(例えば、2つの切断部位間にある全てまたはほとんどのDNA)の欠失(すなわち、切り出し)が起こることになると考えられる。これらの結果は、HPFH領域内の2つの別個の領域を標的とするRNPをエレクトロポレーションによってCD34+ HSPCに同時に送達して、赤血球に分化した編集済み細胞に胎児ヘモグロビン発現を誘導できたことを示している。
実施例6.BCL11aエンハンサーを標的とするgRNAの潜在的オフターゲット編集の評価
オリゴ挿入に基づくアッセイ(例えば、Tsai et al.,Nature Biotechnology.33,187−197;2015を参照されたい)を用いて、BCL11aエンハンサーを標的とするCas9によって切断される潜在的オフターゲットゲノム部位を決定した。BCL11aエンハンサーを標的とする合計28個のガイド(指示される標的化ドメインを含むデュアルガイドRNA)およびHPFH領域を標的とする10個のgRNAを上記に記載されるCas9発現HEK293細胞でスクリーニングした。結果は図33(BCL11aエンハンサー)および図49(HPFH)にプロットする。BCL11aエンハンサーを標的とするgRNAに関して、このアッセイで一部のガイドの潜在的オフターゲット部位が同定されたが、しかしながら標的ディープシーケンシングを用いて、それらの潜在的な部位が本当にCas9によって切断されるオフターゲット部位かどうかを決定した。潜在的オフターゲット部位に隣接するプライマーを用いて単離ゲノムDNAを増幅し、アンプリコンをシーケンシングした。潜在的オフターゲット部位がCas9によって切断された場合、その部位にインデルが検出されるはずである。ガイドRNAの少なくとも3つ:CR000311、CR000312、CR001128について、これらの潜在的オフターゲット部位に関する後続研究からは、潜在的オフターゲット部位にインデルは検出されなかった。BCL11aエンハンサーを標的とするgRNAに関しては、少なくともgRNA、CR001137、CR001212、およびCR001221について、このアッセイでいかなる潜在的オフターゲット部位も同定されなかった。標的ディープシーケンシングを実施して、他のgRNA分子について同定された潜在的オフターゲット部位が本当にCas9によって切断されるオフターゲット部位かどうかを決定することになる。
実施例7:Cas9変異体の評価
CD34+造血幹細胞における評価
本発明者らは、初代ヒト造血幹細胞(HSC)におけるβ−2−ミクログロブリン(B2M)遺伝子のノックアウト効率を計測することにより、14個の精製化膿レンサ球菌(Streptococcus pyogenes)Cas9(SPyCas9)タンパク質を評価した。これらのタンパク質は3群に分けた:第1群は、選択性が向上したSPyCas9変異体からなった(Slaymaker et al.2015,Science 351:84(e1.0、e1.1およびK855A);Kleinstiver et al.2016,Nature 529:490(HF))。第2群は、数および/または位置が異なるSV40核移行シグナル(NLS)および切断可能なTEV部位を伴うまたは伴わない6×ヒスチジン(His6)または8×ヒスチジン(His8)タグを含む野生型SPyCas9、および2つのシステイン置換(C80L、C574E)(構造研究用にCas9を安定化させることが報告されている(Nishimasu et al.2014,Cell 156:935))を有するSPyCas9タンパク質からなった。第3群は、異なるプロセスによって作製した同じ組換えSPyCas9からなった(図60)。B2MノックアウトはFACSおよび次世代シーケンシング(NGS)によって決定した。
方法
材料
1.Neonエレクトロポレーション機器(Invitrogen、MPK5000)
2.Neonエレクトロポレーションキット(Invitrogen、MPK1025)
3.crRNA(GGCCACGGAGCGAGACAUCUの標的化ドメイン配列、B2M遺伝子中の配列と相補的、配列番号6607と融合)
4.tracrRNA(配列番号6660)
5.Cas9保存緩衝液:20mMトリス−Cl、pH8.0、200mM KCl、10mM MgCl
6.骨髄由来CD34+ HSC(Lonza、2M−101C)
7.細胞培養培地(Stemcell Technologies、StemSpam SFEM II、StemSpam CC−100含有)
8.FACS洗浄緩衝液:PBS中2%FCS
9.FACSブロック緩衝液:PBS1mL当たり、0.5ugマウスIgG、150ug Fcブロック、20μL FCSを添加
10.Chelex懸濁液:HO中10%Chelex 100(bioRad、カタログ番号142−1253)
11.抗B2M抗体:Biolegend、カタログ番号316304
プロセス
Lonzaの推奨に従い細胞を解凍して成長させ、2〜3日おきに培地を加える。5日目、細胞を200×gで15分間ペレット化し、PBSで1回洗浄し、細胞をNEONキットのT−緩衝液に2×10/μLで再懸濁し、氷上に置く。Cas9タンパク質をCas9保存緩衝液で5mg/mlに希釈する。crRNAおよびtracrRNAをHOで100μMに再構成する。各0.8μLのCAS9タンパク質、crRNAおよびtracrRNAを0.6μLのCas9保存緩衝液と混合することによりリボ核タンパク質(RNP)複合体を作製し、室温で10分間インキュベートする。7μLのHSCをRNP複合体と2分間混合し、10μL全てをNeonピペットティップに移し、1700v、20msおよび1パルスでエレクトロポレートする。エレクトロポレーション後直ちに、37℃、5%COで予めキャリブレーションした1ml培地が入った24ウェルプレートのウェルに細胞を移す。エレクトロポレーション後72時間でFACSおよびNGS分析のため細胞を回収する。
FACS:24ウェルプレートの各ウェルから250μLの細胞を96ウェルU底プレートのウェルに取り、細胞をペレット化する。2%FCS(ウシ胎仔血清)−PBSで1回洗浄する。細胞に50μL FACSブロック緩衝液を加え、氷上で10分間インキュベートし、1μL FITC標識B2M抗体を加え、30分間インキュベートする。150μL FACS洗浄緩衝液で1回洗浄し、続いてもう1回200μL FACS洗浄緩衝液で1回洗浄する。細胞を200μL FACS緩衝液に再懸濁してFACS分析を行った。
NGS試料調製:24ウェルプレートの各ウェルから250μLの細胞懸濁液を1.5mlエッペンドルフチューブに移し、1mL PBSを加え、細胞をペレット化する。100μLのChelex懸濁液を加え、99℃で8分間インキュベートして10秒間ボルテックスし、続いて99℃で8分間インキュベートし、10秒間ボルテックスする。10,000×gで3分間遠心することにより樹脂をペレットダウンさせて、上清ライセートをPCRに使用する。4μLライセートを取り、Titaniumキット(Clonetech、カタログ番号639208)を使用して、かつ製造者の指示に従い、b2mプライマー(b2mg67F:CAGACAGCAAACTCACCCAGT、b2mg67R:CTGACGCTTATCGACGCCCT)でPCR反応を行う。以下のPCR条件を用いる:98℃で5分を1サイクル;95℃で15秒、62℃で15秒、および72℃で1分を30サイクル;および最後に72℃で3分を1サイクル。このPCR産物をNGSに使用した。
統計:FACSによるB2M KO細胞のパーセンテージおよびNGSによるインデルのパーセンテージを用いてCAS9切断効率を評価する。この実験はCas9を固定効果として設計した。各実験は、入れ子型変量効果として、ドナー内に入れ子になっている。したがって、FACSおよびNGSデータの分析には混合線形モデルを適用した。
結果
実験およびドナーのばらつきを正規化するため、本発明者らは、2つのSV40 NLSが野生型SPyCas9に隣接し、かつタンパク質のC末端のHis6タグを含む元の設計であるiProt105026に対する各タンパク質の相対活性をグラフ化した(図34)。統計的分析は、参照Cas9タンパク質iProt105026と比較して、iProt106331、iProt106518、iProt106520およびiProt106521のHSCにおけるB2Mのノックアウトに有意な差はないが、試験した他の変異体(PID426303、iProt106519、iProt106522、iProt106545、iProt106658、iProt106745、iProt106746、iProt106747、iProt106884)はHSCにおけるB2Mのノックアウトに参照iProt105026と比べて大きい有意差があることを示している。本発明者らは、His6タグをC末端からN末端に動かしても(iProt106520)、タンパク質の活性に影響が及ばないことを見出した(図34)。NLSがタンパク質のC末端に配置された場合に限り、活性を維持するのに1つのNLSで十分であった(iProt106521対iProt106522、図34)。プロセス1から精製したタンパク質は、一貫してプロセス2および3よりも高いノックアウト効率を有した(iProt106331対iProt106545およびPID426303、図34)。一般に、既報告の向上した選択性を有するSPyCas9変異体は、野生型SPyCas9ほど活性でなかった(iProt106745、iProt106746およびiProt106747、図34)。興味深いことに、iProt106884は標的化部位を切断しなかった。これは、この変異体が哺乳動物細胞における論理的な標的化部位の最大20%を切断できなかったというKleinstiver et alによる報告と一致する(Kleinstiver et al.2016,Nature 529:490)。最後に、2つのシステイン置換を含むCas9変異体(iProt106518)は高レベルの酵素活性を維持した(図34)。
次に、+58エンハンサー領域を標的とする修飾gRNAまたは非修飾gRNAのいずれかと共に、異なるCas9変異体を含むRNPの編集効率を試験した。非修飾(CR00312=配列番号342;CR001128=配列番号347)または修飾(OMePS CR00312=配列番号1762;OMePS CR001128=配列番号1763)のいずれかでcr00312およびcr1128の標的化ドメインを含むsgRNA分子を試験し、表35に示すCas9変異体と予め複合体化した。
これらの実施例に記載されるとおり、上記に記載したとおり形成したRNPを上記に記載したとおりHSPC細胞に送達し、%編集率(NGSによる)および赤血球系分化時の%HbF誘導に関して細胞を評価した。結果は図42A(%編集率)および図42B(HbF誘導)に示す。これらの結果は、試験した変異体間でCas9成分が異なっても非修飾および修飾の両方のバージョンのsgRNA CR00312およびCR001128の遺伝子編集効率は変わらず、Cas9変異体が赤血球分化した遺伝子編集済み細胞のHbF産生能力にも影響を与えなかったことを示している。
実施例8:遺伝子編集済みHSPCのエキソビボ増殖、およびHSPCサブセットにおける編集分析
遺伝子編集前の細胞の増殖
ヒト骨髄CD34細胞をAllCells(カタログ番号:ABM017F)またはLonza(カタログ番号:2M−101C)のいずれかから購入し、50ng/mLのトロンボポエチン(Tpo、Peprotech;カタログ番号300−18)、50ng/mLのヒトFlt3リガンド(Flt−3L、Peprotech;カタログ番号300−19)、50ng/mLのヒト幹細胞因子(SCF、Peprotech;カタログ番号300−07)、ヒトインターロイキン−6(IL−6、Peprotech;カタログ番号200−06)、1%L−グルタミン;2%ペニシリン/ストレプトマイシン、および化合物4(0.75μM)を補足したStemSpan SFEM(StemCell Technologies;カタログ番号09650)を使用して2〜3日間増殖させた。
細胞へのCas9およびガイドRNAリボ核タンパク質(RNP)複合体のエレクトロポレーション
Cas9−ガイドRNAリボ核タンパク質複合体(RNP)はエレクトロポレーションの直前に調製した。デュアルガイドRNAを用いるRNPの形成については、初めに各3μgのcrRNA(2.24μL中)およびtracrRNA(1.25μL中)を別個のチューブにおいて95℃で2分間変性させて、次に室温に冷却した。Cas9タンパク質の調製のため、7.3μgのCas9タンパク質(1.21μL中)を0.52μLの5×CCE緩衝液(20mM HEPES、100mM KCL、5mM MgCL2、5%グリセロールおよび新たに添加した1mM DTT)と混合した。初めにTracrRNAをCas9調製物と混合し、37℃で5分間インキュベートした。次にCrRNAをTracrRNA/CAS9複合体に加え、37℃で5分間インキュベートした。200×gで15分間遠心することによりHSPCを収集し、Neonエレクトロポレーションキット(Invitrogen;カタログ番号:MPK1096)に付属するT緩衝液に2×10/mLの細胞密度で再懸濁した。RNPを12μLの細胞と上下に3回穏やかにピペッティングすることによって混合した。シングルガイドRNA(sgRNA)およびCas9複合体の調製には、2.25μg sgRNA(1.5μL中)を2.25μg Cas9タンパク質(3μL中)と混合し、室温で5分間インキュベートした。次にsgRNA/Cas9複合体を10.5μLの2×10/mL細胞と上下に数回穏やかにピペッティングすることにより混合し、室温で2分間インキュベートした。RNP/細胞混合物(10μL)をNeonエレクトロポレーションプローブに移した。Neonトランスフェクションシステム(Invitrogen;MPK5000S)で1700ボルト/20ミリ秒および1パルスを用いてエレクトロポレーションを実施した。
遺伝子編集後の細胞の増殖
エレクトロポレーション後、上記に記載したとおりの成長因子、サイトカインおよび化合物4を補足した0.5mLの予め温めたStemSpan SFEM培地に細胞を移し、37℃で3日間培養した。エレクトロポレーション前3日間およびエレクトロポレーション後7日間の合計10日間の細胞増殖の後、総細胞数は出発細胞数と比べて2〜7倍増加した(図35)。
ゲノムDNA調製
エレクトロポレーションの48時間後、編集済みおよび未編集HSPCからゲノムDNAを調製した。10mMトリス−HCL、pH8.0;0.05%SDSおよび25μg/mLの新たに添加したプロテアーゼK中に細胞を溶解させ、37℃で1時間インキュベートした後、85℃で15分間さらにインキュベートしてプロテアーゼKを不活性化した。
T7E1アッセイ
HSPCの編集効率を決定するため、T7E1アッセイを実施した。Phusion Hot Start II High−Fidelityキット(Thermo Scientific;カタログ番号:F−549L)を以下のサイクル条件で用いてPCRを実施した:98℃で30秒;98℃で5秒、68℃で20分、72℃で30秒を35サイクル;72℃で5分。以下のプライマーを使用した:フォワードプライマー:5’−AGCTCCAAACTCTCAAACCACAGGG−3’およびリバースプライマー:5’−TACAATTTTGGGAGTCCACACGGCA−3’。以下の条件を用いてPCR産物を変性させてリアニーリングした:95℃で5分、−2℃/sで95〜85℃、−0.1℃/sで85〜25℃、4℃で保持。アニーリング後、10μLの上記のPCR産物に1μLのミスマッチ高感受性T7 E1ヌクレアーゼ(NEB、カタログ番号M0302L)を加え、37℃で15分間さらにインキュベートしてヘテロ二重鎖を消化し、得られたDNA断片をアガロースゲル(2%)電気泳動によって分析した。編集効率はImageJソフトウェア(http://rsb.info.nih.gov/ij/)を用いて定量化した。
次世代シーケンシング(NGS)用のPCR調製
編集効率ならびに挿入および欠失(インデル)のパターンをより正確に決定するため、PCR産物を次世代シーケンシング(NGS)に供した。Titanium Taq PCRキット(Clontech Laboratories;カタログ番号:639210)を以下のサイクル条件で使用してPCRをデュプリケートで実施した:98℃で5分;95℃で15秒、68℃で15秒、72℃で1分を30サイクル;72℃で7分。以下のプライマーを使用した:フォワードプライマー:5’−AGCTCCAAACTCTCAAACCACAGGG−3’およびリバースプライマー:5’−TACAATTTTGGGAGTCCACACGGCA−3’。PCR産物を2%アガロースゲル電気泳動によって分析し、ディープシーケンシングにかけた。
造血幹細胞・前駆細胞サブ集団における編集効率のフローサイトメトリー分析
細胞をフローサイトメトリーに供して幹細胞・前駆細胞(HSPC)サブ集団における編集効率を特徴付けた。ゲノム編集前(培養下48時間)およびゲノム編集後(培養下10日;ゲノム編集後3日)における、CD34+細胞、CD34+CD90+細胞、CD34+CD90+CD45RA−細胞、およびCD34+CD90+CD45RA−CD49f+細胞を含むHSPCサブセットの頻度を細胞培養物のサンプリングアリコートから決定した(図36、図37、図38)。細胞を抗CD34(BD Biosciences、カタログ番号555824)、抗CD38(BD Biosciences、カタログ番号560677)、抗CD90(BD Biosciences、カタログ番号555596)、抗CD45RA(BD Biosciences、カタログ番号563963)、抗CD49f(BD Biosciences、カタログ番号562582)と共に、0.5%BSA、2mM EDTA pH7.4を補足したPBSを含有する改良FACS緩衝液中、暗所下4℃で30分間インキュベートした。細胞生存率は7AADによって決定した。細胞を改良FACS緩衝液で洗浄し、Fortessa(BD Biosciences)で多色FACS分析を実施した。フローサイトメトリー結果はFlowjoソフトウェアを使用して分析した。化合物4(単独)の存在下で成長させたゲノム編集済み細胞は、CD34+、CD34+CD90+、CD34+CD90+CD45RA−、およびCD34+CD90+CD45RA−CD49f+サブセットを含め、評価した全てのHSPCサブセットについて検出可能なレベルを呈したことから、ゲノム編集後に化合物4(単独)の存在下で細胞培養物中に長期HSC集団が存在し続けることが示される(図38)。
遺伝子編集の4時間後、細胞培養物のアリコートをサンプリングし、細胞をHSPCサブセット(CD34+、CD34+CD38+、CD34+CD38−、CD34+CD38−CD45RA−、CD34+CD38−CD45RA−CD90+CD49f−、CD34+CD38−CD45RA−CD90−CD49f−、およびCD34+CD38−CD45RA−CD90−CD49f+細胞)に選別し、NGSに供して編集効率を計測した(表28)。長期HSCが富化されたサブセットを含め、全ての造血サブセットが、同様に高い遺伝子編集効率(>95%)を示した点に留意することが重要である。これらの細胞は長期にわたる患者への生着能を有し、かつ生涯の造血多系統再生を維持するため、長期HSCにおけるこの高い遺伝子編集効率は大きい治療的影響を有する。
実施例9 潜在的オフターゲット編集の評価
HSPC培養およびCRISPR/Cas9ゲノム編集
RNP作成および細胞操作方法は、以下を除いて実施例4にあるとおりである。ヒトCD34細胞培養。ヒトCD34+細胞は、成人ドナー由来のG−CSF動員末梢血(AllCells、カタログ番号mPB025−Reg.E)から製造者の指示に従い免疫選択(Miltenyi)を用いて単離するか、または骨髄(Hemacare Corporation、カタログ番号BM34C−3)から誘導するかのいずれかであった。CD34+細胞を解凍し、RNP送達前に2日間または5日間増殖させた。RNP送達後、以下のとおり、細胞を増殖培地でさらに13日間培養するか、または赤血球系分化培地で7日または11日間培養した。培養0〜7日目の間、EDMには、1μMヒドロコルチゾン(Sigma H8672)、100ng/mLヒトSCF(Life Technologies、カタログ番号PHC2113)、および5ng/mLヒトIL−3(Peprotech #10779−598)をさらに補足した。培養7〜11日目の間、EDMには100ng/mLのヒトSCFのみを補足した。培養期間の終わりに、ゲノムDNA調製および分析用に細胞を回収した。
Cas9およびガイドRNAリボ核タンパク質(RNP)複合体のアセンブリ、HSPCの調製、およびHSPCへのRNPのエレクトロポレーション。遠心によって収集したHSPCをP3初代細胞溶液(Lonza カタログ番号PBP3−00675)に再懸濁した。RNPを20μLの細胞と上下にピペッティングすることにより混合し、室温で2分間インキュベートした。4D−Nucleofector(Lonza)でコードCM−137を用いてRNP/細胞混合物(20μL)をエレクトロポレートした。配列NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNGUUUUAGAGCUAUGCUGUUUUG(式中、Nは、指示される標的化ドメインの残基を示す)を有するcrRNAと、配列番号6660の配列を有するtracrとを含むdgRNAを使用した。
ゲノムDNA抽出
製造者の推奨に従いDNeasy血液および組織キット(Qiagen、カタログ番号69506)を使用してRNP処理済みおよび未処理HSPCからゲノムDNAを単離した。
潜在的gRNAオフターゲット遺伝子座のインシリコ同定
BCL11+58領域gRNA、CR00309、CR00311、CR00312、CR00316、CR001125、CR001126、CR001127、およびCR001128、およびHPFH領域gRNA、CR001028、CR001030、CR001137、CR001221、CR003035、およびCR003085の潜在的オフターゲット遺伝子座を以下のとおり同定した。各gRNAについて、BFASTシーケンスアライナー(バージョン0.6.4f、Homer et al,PLoS One,2009,4(11),e7767,PMID:19907642)を使用して、最大5ヌクレオチドまでのミスマッチを許容する標準パラメータを用いて、20ヌクレオチドgRNAプロトスペーサー配列をヒトゲノム参照配列(build GRCh38)とアラインメントした。Cas9カノニカル5’−NGG−3’PAM配列に隣接して5’側にある部位のみを含むように同定された遺伝子座をフィルタリングした(すなわち5’−オフターゲット遺伝子座−PAM−3’)。BEDToolsスクリプト(バージョン2.11.2、Quinlan and Hall,Bioinformatics,2010 26(6):841−2,PMID:20110278)を用いて、5ヌクレオチドミスマッチを有する部位をRefSeq遺伝子アノテーションに対して、エクソンとしてアノテートされた遺伝子座のみを含むようにさらにフィルタリングした(Pruitt et al,Nucleic Acids Res.,2014 42(Database issue):D756−63,PMID:24259432)。BCL11+58領域およびHPFH領域gRNAについて同定された潜在的オフターゲット遺伝子座のカウントを、それぞれ表1および表2に示す。
潜在的オフターゲット部位の標的増幅用PCRプライマー設計
Primer3(バージョン2.3.6、Untergasser et al,Nucleic Acids Res.,2012 40(15):e115,PMID:22730293)を使用して、アンプリコンの中心にgRNAプロトスペーサー配列が位置する約160〜300塩基対長のアンプリコンサイズ範囲を目標とするデフォルトパラメータを用いて、BCL11+58領域gRNA(CR00309、CR00311、CR00312、CR00316、CR001125、CR001126、CR001127、およびCR001128)およびHPFH領域gRNA(CR001028、CR001030、CR001137、CR001221、CR003035、およびCR003085)について同定された潜在的オフターゲット遺伝子座(およびオンターゲット遺伝子座)を標的とするPCRアンプリコンを設計した。gRNA CR001127については、PCRプライマーは0〜4ヌクレオチドミスマッチを含む部位のみを設計し、RefSeqエクソン内に5ヌクレオチドミスマッチを含む部位のプライマーは設計しなかった。得られたPCRプライマー対およびアンプリコン配列は、ヒトゲノム参照配列(build GRCh38)に対して配列をBLAST検索(バージョン2.2.19、Altschul et al,J Mol Biol.,1990,215(3):403−10,PMID:2231712)することによりユニークさを調べた。2つ以上のアンプリコン配列をもたらすプライマー対は破棄し、設計し直した。表3および表5は、それぞれBCL11+58領域およびHPFH領域gRNAについて設計した成功するPCRプライマー対のカウントを示す。
Illuminaシーケンシングライブラリ調製、定量化およびシーケンシング
製造者の推奨を用いてQuant−iT PicoGreen dsDNAキット(Thermo Fisher、カタログ番号P7581)を使用して、RNP処理済み(gRNA当たり2レプリケート)、および未処理(gRNA当たり1レプリケート)のHSPC試料からのゲノムDNAを定量化した。各試料について、二連続PCR反応を用いて、個々のオフターゲット遺伝子座(およびオンターゲット遺伝子座)を標的とするIlluminaシーケンシングライブラリを作成した。最初のPCRでは、ユニバーサルなIlluminaシーケンシング適合配列をテール付加した標的特異的PCRプライマー(上記で設計した)を使用して標的遺伝子座を増幅した。2回目のPCRでは、シーケンシング時の多重化を可能にするサンプルバーコードを含め、追加的なIlluminaシーケンシング適合配列を最初のPCRアンプリコンに加えた。PCR1は10μLの最終容積で実施し、各反応には、3〜6ngのgDNA(約500〜1000細胞相当)、0.25μMの最終濃度のPCR1プライマー対(Integrated DNA Technologies)および1×最終濃度のQ5 Hot Start Master Mix(New England BioLabs、カタログ番号102500−140)が含まれた。PCR1左プライマーは、配列5’−TCGTCGGCAGCGTCAGATGTGTATAAGAGACAG−3’で5’テールが付加され(すなわち5’−テール−標的特異的左プライマー−3’)、および右プライマーは、配列5’−GTCTCGTGGGCTCGGAGATGTGTATAAGAGACAG−3’で5’テールが付加された(すなわち5’−テール−標的特異的右プライマー−3’)。PCR1は、サーモサイクラーで以下のサイクル条件を用いて実施した:98℃で1分を1サイクル;98℃で10秒、63℃で20秒、および72℃で30秒を25サイクル;72℃で2分を1サイクル。次にヌクレアーゼフリー水(Ambion、カタログ番号AM9932)を使用してPCR1を100に対して1で希釈し、PCR2への入力として使用した。PCR2は10μLの最終容積で実施し、各反応には、2μLの希釈したPCR1産物、0.5μMの最終濃度のPCR2プライマー対(Integrated DNA Technologies)および1×最終濃度のQ5 Hot Start Master Mix(New England BioLabs、カタログ番号102500−140)が含まれた。使用したPCR2左プライマー配列は5’−AATGATACGGCGACCACCGAGATCTACACNNNNNNNNTCGTCGGCAGCGTC−3’であり、使用したPCR2右プライマー配列は5’−CAAGCAGAAGACGGCATACGAGATNNNNNNNNGTCTCGTGGGCTCGG−3’であった(式中、NNNNNNNNは、標準Illuminaシーケンシングプロセスの一部としてサンプル多重化に使用した8ヌクレオチドバーコード配列を意味する)。PCR2は、サーモサイクラーで以下のサイクル条件を用いて実施した:72℃で3分を1サイクル;98℃で2分を1サイクル;98℃で10秒、63℃で30秒、および72℃で2分を15サイクル。ここで、実行可能となったIlluminaシーケンシングライブラリであるPCR2アンプリコンを、製造者の推奨に従いAgencourt AMPure XPビーズ(Beckman Coulter、カタログ番号A63882)を使用してクリーンアップした。次に、Power SYBRグリーンPCRマスターミックス(Life Technologies、カタログ番号4367660)およびIlluminaシーケンシングライブラリ末端に特異的なプライマー(フォワードプライマー配列5’−CAAGCAGAAGACGGCATACGA−3’およびリバースプライマー配列5’−AATGATACGGCGACCACCGAGA−3’)を使用した標準的なqPCR定量化方法を用いて、クリーンなIlluminaシーケンシングライブラリを定量化した。次にIlluminaシーケンシングライブラリを等モルでプールし、製造者の推奨に従いMiSeq試薬キットv3(Illumina、カタログ番号MS−102−3003)を使用してMiSeq機器(Illumina、カタログ番号SY−410−1003)で300塩基ペアエンドリードによってIlluminaシーケンシングに供した。少なくとも1つの処理済みレプリケートについて各遺伝子座につき最低1000倍の配列カバレッジが生成された。処理済みおよび未処理の試料のPCR、クリーンアップ、プールおよびシーケンシングは別個に実施して、処理済み試料と未処理試料との間のクロスコンタミネーションまたはそれから生成されるPCRアンプリコンのいかなる可能性も回避した。
IlluminaシーケンシングデータQCおよび変異体分析
デフォルトパラメータを用いて、Illumina MiSeq分析ソフトウェア(MiSeqレポーター、バージョン2.6.2、Illumina)を使用してアンプリコン特異的FASTQシーケンシングデータファイルを作成した(Cock et al,Nucleic Acids Res.2010,38(6):1767−71,PMID:20015970)。次に、標準Perlスクリプトラッパーを用いて一体に結合した一連のパブリックドメインソフトウェアパッケージからなる内部開発の変異体分析パイプラインでFASTQファイルを処理した。使用したワークフローは5段階に分けられた。
ステージ1、PCRプライマーならびにオンターゲットおよびオフターゲット配列QC:オンターゲット部位およびオフターゲット部位の両方について、20ヌクレオチドgRNAプロトスペーサー配列+PAM配列および標的特異的PCRプライマー配列(左および右、追加的なIllumina配列はなし)をBLAST検索(バージョン2.2.29+、Altschul et al,J Mol Biol.,1990,215(3):403−10,PMID:2231712)を用いてヒトゲノム参照配列(build GRCh38)とアラインメントした。複数のゲノム位置を含むオンターゲット部位およびオフターゲット部位にフラグを立てた。
ステージ2、シーケンサーファイル解凍:gzipスクリプト(バージョン1.3.12)を使用してIlluminaシーケンサーにより作成されたFASTQ.GZファイルを解凍してFASTQファイルにし、ファイル当たりのリード数を計算した。リードのないファイルは以降の分析から除外した。
ステージ3、配列リードアラインメントおよびクオリティトリミング:BWA−MEMアライナー(バージョン0.7.4−r385、Li and Durbin,Bioinformatics,2009,25(14):1754−60,PMID:19451168)を使用して、「ハードクリッピング」を用いてIllumina配列のリードの3’末端および低品質塩基をトリミングして、FASTQファイルのシーケンシングリードをヒトゲノム参照配列(build GRCh38)とアラインメントした。BAMファイル形式(Li et al,Bioinformatics,2009 25(16):2078−9,PMID:19505943)の得られたアラインメント後のリードをSAMtoolsスクリプト(バージョン0.1.19−44428cd、Li et al,Bioinformatics,2009 25(16):2078−9,PMID:19505943)を使用してFASTQファイルに変換した。次にBWA−MEMアライナーを今回は「ハードクリッピング」なしで使用して、FASTQファイルを再びヒトゲノム参照配列(build GRCh38)とアラインメントした。
ステージ4、変異体(SNPおよびインデル)分析:アレル頻度検出限界を>=0.0001に設定したVarDictバリアントコーラー(開発者ZhangWu Liaによって改良されたバージョン1.0「Cas9アウェア(Cas9 aware)」、Lai et al,Nucleic Acids Res.,2016,44(11):e108,PMID:27060149)を使用して、アラインメントされたリードのBAMファイルを処理し、変異体(SNPおよびインデル)を同定した。Cas9アウェアVarDictコーラーはパブリックドメインパッケージに基づくが、変異イベントのアラインメント領域における反復配列に起因して生成された曖昧な変異体コールを、PAM配列の5’側の3塩基に位置するgRNAプロトスペーサー配列の潜在的Cas9ヌクレアーゼ切断部位の方へ動かすことができる。SAMtoolsスクリプトを使用してサンプルアンプリコン当たりのリードカバレッジを計算し、オンターゲット部位およびオフターゲット部位が>1000倍配列カバレッジでカバーされたかどうかを決定した。<1000倍配列カバレッジの部位にフラグを立てた。
ステージ5、dbSNPフィルタリングおよび処理済み/未処理判別分析:同定された変異体は、dbSNPに見られる公知の変異体(SNPおよびインデル)に関してフィルタリングした(build 142、Shery et al,Nucleic Acids Res.2001,29(1):308−11,PMID:11125122)。処理済みサンプルの変異体をさらにフィルタリングして、以下を除外した:1)未処理対照サンプルに同定される変異体;2)VarDict鎖バイアスが2:1の変異体(ここでは参照配列を支持するフォワードおよびリバースリードカウントがバランスしているが、非参照変異体コールについてはアンバランスである);3)潜在的Cas9切断部位の周囲100bpウィンドウ外に位置する変異体;4)潜在的Cas9切断部位の周囲100bpウィンドウ内にあるシングルヌクレオチド変異体。最後に、潜在的Cas9切断部位の100bpウィンドウにおける合計インデル頻度が>2%(約10〜20細胞超における編集)の部位のみが考慮された。ゲノム参照配列とのリードアラインメントの目視検査を可能にするIntegrative Genome Viewer(IGVバージョン2.3、Robinson et al,Nat Biotechnol.2011,9(1):24−6,PMID:21221095)を使用して、潜在的な活性編集部位をリードアラインメントレベルでさらに調べた。
オンターゲットおよびオフターゲット分析結果
BCL11+58領域およびHPFH領域gRNAのオンターゲット部位は、処理済みサンプルにおいて意図したCas9切断部位でロバストな編集を示し、インデル頻度は全てのgRNAについて88%より高かった。表3および表5は、少なくとも1つのバイオロジカルレプリケートで特徴付けられたオフターゲット部位の数を示す。特徴付けられていない部位はPCRプライマー設計またはPCR増幅に失敗したものであり、引き続き調査中である。
BCL11+58領域インシリコ標的分析結果
gRNA CR00309:gRNA CR00309のオンターゲット部位は意図したCas9切断部位でロバストな編集を示し、平均インデル頻度は約92%であった。表31は、特徴付けられたオフターゲット部位の数を示す。特徴付けられていない部位はPCRプライマー設計またはPCR増幅に失敗したものであり、引き続き調査中である。潜在的オフターゲット部位の特徴付けにより、両方の処理済みレプリケートにおいて、提案されるCas9切断部位の周囲100bpウィンドウに4つのオフターゲット部位が同定された。部位1は約18%の平均インデル頻度を有し、オンターゲットgRNAプロトスペーサー配列と比べて

を有し、およびエクソン1から約2.3kb離れた、11番染色体上の塩基対位置22,195,800〜22,195,819におけるアノクタミン5遺伝子(ANO5)のイントロン1に位置する。部位2は約18%の平均インデル頻度を有し、オンターゲットgRNAプロトスペーサー配列と比べて

を有し、および12番染色体上の塩基対位置3,311,901〜3,311,926における遺伝子間領域に位置する。部位3は約80%の平均インデル頻度を有し、オンターゲットgRNAプロトスペーサー配列と比べて

を有し、および1番染色体上の塩基対位置236,065,415〜236,065,434におけるGenBank(Clark et al.,Nucleic Acids Res.2016 Jan 4;44(Database issue):D67−D72,PMID:26590407)転写物(BC012501 RefSeqでアノテーションなし)に位置する。部位4は約2%の平均インデル頻度を有し、オンターゲットgRNAプロトスペーサー配列と比べて

を有し、および1番染色体上の塩基対位置33,412,659〜33,412,678におけるポリホメオティック2タンパク質(RefSeqでアノテーションなし)と呼ばれるGenBankアノテーション付き転写物のイントロン1に位置する。
gRNA CR00311:gRNA CR00311のオンターゲット部位は意図したCas9切断部位でロバストな編集を示し、平均インデル頻度は約95%であった。表31は、特徴付けに成功したオフターゲット部位の数を示す。特徴付けられていない部位はPCRプライマー設計またはPCR増幅に失敗したものであり、引き続き調査中である。これまでのところ、調べた部位に有意なオフターゲット活性は観察されなかった。
gRNA CR000312:gRNA CR000312のオンターゲット部位は意図したCas9切断部位でロバストな編集を示し、平均インデル頻度は約98%であった。表31は、特徴付けに成功したオフターゲット部位の数を示す。特徴付けられていない部位はPCRプライマー設計またはPCR増幅に失敗したものであり、引き続き調査中である。これまでのところ、調べた部位に有意なオフターゲット活性は観察されなかった。
gRNA CR000316:gRNA CR000316のオンターゲット部位は意図したCas9切断部位でロバストな編集を示し、平均インデル頻度は約91%であったが、しかしながらオフターゲット部位の大多数は依然として特徴付けられていない。
gRNA CR001125:gRNA CR0001125のオンターゲット部位は意図したCas9切断部位でロバストな編集を示し、平均インデル頻度は約91%であった。表31は、特徴付けに成功したオフターゲット部位の数を示す。特徴付けられていない部位はPCRプライマー設計またはPCR増幅に失敗したものであり、引き続き調査中である。これまでのところ、調べた部位に有意なオフターゲット活性は観察されなかった。
gRNA CR001126:gRNA CR0001126のオンターゲット部位は意図したCas9切断部位でロバストな編集を示し、平均インデル頻度は約92%であった。表31は、特徴付けに成功したオフターゲット部位の数を示す。特徴付けられていない部位はPCRプライマー設計またはPCR増幅に失敗したものであり、引き続き調査中である。潜在的オフターゲット部位の特徴付けにより、これまでに、両方の処理済みレプリケートにおいて、提案されるCas9切断部位の周囲100bpウィンドウに2つのオフターゲット部位が同定された。第1の部位は約2%の平均インデル頻度を有し、オンターゲットgRNAプロトスペーサー配列と比べて3つのミスマッチ

を有し、および最も近いGenBank転写物(RefSeqでアノテーションなし)から約9.5kb離れた、4番染色体上の塩基対位置35,881,815〜35,881,834における遺伝子間領域に位置する。第2の部位は約1.7%の平均インデル頻度を有し、オンターゲットgRNAプロトスペーサー配列と比べて4つのミスマッチ

を有し、およびエクソン6から約2.7kb離れた、6番染色体上の塩基対位置16,519,907〜16,519,926におけるアタキシン1遺伝子(ATXN1)のイントロン6に位置する。
gRNA CR001127:gRNA CR0001127のオンターゲット部位は意図したCas9切断部位でロバストな編集を示し、平均インデル頻度は約97%であった。表31は、特徴付けに成功したオフターゲット部位の数を示す。特徴付けられていない部位はPCRプライマー設計またはPCR増幅に失敗したものであり、引き続き調査中である。これまでのところ、調べた部位に有意なオフターゲット活性は観察されなかった。
gRNA CR001128:gRNA CR0001128のオンターゲット部位は意図したCas9切断部位でロバストな編集を示し、平均インデル頻度は約94%であった。表31は、特徴付けに成功したオフターゲット部位の数を示す。特徴付けられていない部位はPCRプライマー設計またはPCR増幅に失敗したものであり、引き続き調査中である。これまでのところ、調べた部位に有意なオフターゲット活性は観察されなかった。
同定された全ての活性に編集されたBCL11 +58領域オフターゲット部位を手動で調べると、Cas9媒介性二本鎖切断の非相同末端結合DNA修復に典型的である、提案されるCas9切断部位を取り囲む典型的なインデルパターンが示された。同定された部位における編集が遺伝子発現または細胞生存率に有害な影響を及ぼすかどうかは不明であり、さらなる分析が必要である。
BCL11+58領域GUIDE−Seqヒットバリデーション結果
GUIDE−seq(Tsai et al,Nat Biotechnol.2015,33(2):187−97,PMID:25513782)によって同定された潜在的オフターゲットヒットをRNP処理済みおよび未処理HSPCにおいて上記にインシリコで定義された部位に関して記載した標的シーケンシング方法を用いて特徴付けた。gRNA CR00312、CR00316、CR001125、CR001126、CR001127およびCR001128について、GUIDE−seq潜在的ヒットが同定された。gRNA CR00311およびCR001128について、潜在的ヒットは同定されなかった。標的シーケンシングを用いて潜在的ヒットをHSPCで調べたとき、gRNA CR00312、CR001125およびCR001127について処理済みHSPCでは潜在的ヒットのいずれもバリデートされなかった。gRNA CR001126について1つの潜在的ヒットがバリデートされ、インシリコ主導の方法(in silico directed method)によってATXN1のイントロン6に同定されたのと同じ部位(6番染色体:16,519,907〜16,519,926塩基対)であった。gRNA CR00309およびCR00316の潜在的ヒットのバリデーションはなおも進行中である。
HPFH領域インシリコ標的分析結果
gRNA CR001028:gRNA CR0001028のオンターゲット部位は意図したCas9切断部位でロバストな編集を示し、平均インデル頻度は約91%であった。表32は、特徴付けに成功したオフターゲット部位の数を示す。特徴付けられていない部位はPCRプライマー設計またはPCR増幅に失敗したものであり、引き続き調査中である。潜在的オフターゲット部位の特徴付けにより、これまでに、両方の処理済みレプリケートにおいて、提案されるCas9切断部位の周囲100bpウィンドウに2つのオフターゲット部位が同定された。部位1は約2.8%の平均インデル頻度を有し、オンターゲットgRNAプロトスペーサー配列と比べて2つのミスマッチ

を有し、および4番染色体上の塩基対位置58,169,308〜58,169,327に位置する非コードRNA(LF330410、RefSeqでアノテーションなし)のイントロン2に位置する。部位2は約3.5%の平均インデル頻度を有し、オンターゲットgRNAプロトスペーサー配列と比べて3つのミスマッチ

を有し、およびエクソン2から約1.3kbの、6番染色体上の塩基対位置26,366,733〜26,366,752に位置するブチロフィリンサブファミリー3メンバーA2遺伝子(BTN3A2)のイントロン1に位置する。
gRNA CR001030:gRNA CR0001030のオンターゲット部位は意図したCas9切断部位でロバストな編集を示し、平均インデル頻度は約89%であった。表32は、特徴付けに成功したオフターゲット部位の数を示す。特徴付けられていない部位はPCRプライマー設計またはPCR増幅に失敗したものであり、引き続き調査中である。潜在的オフターゲット部位の特徴付けにより、これまでに、両方の処理済みレプリケートにおいて、提案されるCas9切断部位の周囲100bpウィンドウに57%の平均インデル頻度で1つのオフターゲット部位が同定された。この部位はオンターゲットgRNAプロトスペーサー配列と比べて3つのミスマッチ

を有し、およびX染色体上の塩基対位置24,503,476〜24,503,495に位置するピルビン酸デヒドロゲナーゼキナーゼ3遺伝子(PDK3)のエクソン4に位置する。
gRNA CR001137:gRNA CR0001037のオンターゲット部位は意図したCas9切断部位でロバストな編集を示し、平均インデル頻度は約84%であった。表32は、特徴付けに成功したオフターゲット部位の数を示す。特徴付けられていない部位はPCRプライマー設計またはPCR増幅に失敗したものであり、引き続き調査中である。これまでのところ、調べた部位に有意なオフターゲット活性は観察されなかった。
gRNA CR001221:gRNA CR0001221のオンターゲット部位は意図したCas9切断部位でロバストな編集を示し、平均インデル頻度は約95%であった。表32は、特徴付けに成功したオフターゲット部位の数を示す。特徴付けられていない部位はPCRプライマー設計またはPCR増幅に失敗したものであり、引き続き調査中である。これまでのところ、調べた部位に有意なオフターゲット活性は観察されなかった。
gRNA CR003035:gRNA CR0003035のオンターゲット部位は意図したCas9切断部位でロバストな編集を示し、平均インデル頻度は約89%であった。表32は、特徴付けに成功したオフターゲット部位の数を示す。特徴付けられていない部位はPCRプライマー設計またはPCR増幅に失敗したものであり、引き続き調査中である。潜在的オフターゲット部位の特徴付けにより、これまでに、両方の処理済みレプリケートにおいて、提案されるCas9切断部位の周囲100bpウィンドウに2つのオフターゲット部位が同定された。部位1は約20%の平均インデル頻度を有し、オンターゲットgRNAプロトスペーサー配列と比べて2つのミスマッチ

を有し、および2番染色体上の塩基対位置66,281,781〜66,281,800における遺伝子間領域に位置し、最も近い転写物(JD432564、RefSeqでアノテーションなし)から約7.1kbである。部位2は約2.5%の平均インデル頻度を有し、オンターゲットgRNAプロトスペーサー配列と比べて3つのミスマッチ

を有し、および10番染色体上の塩基対位置42,997,289〜42,997,308における遺伝子間領域に位置し、マイクロRNA5100(MIR5100)から約0.3kbである。
gRNA CR003085:gRNA CR0003038のオンターゲット部位は意図したCas9切断部位でロバストな編集を示し、平均インデル頻度は約94%であった。表32は、特徴付けに成功したオフターゲット部位の数を示す。特徴付けられていない部位はPCRプライマー設計またはPCR増幅に失敗したものであり、引き続き調査中である。潜在的オフターゲット部位の特徴付けにより、これまでに、両方の処理済みレプリケートにおいて、提案されるCas9切断部位の周囲100bpウィンドウに約2%の平均インデル頻度で1つのオフターゲット部位が同定された。この部位はオンターゲットgRNAプロトスペーサー配列と比べて3つのミスマッチ

を有し、および2番染色体上の塩基対位置171,872,630〜171,872,649に位置する溶質輸送体ファミリー25メンバー12遺伝子(SLC25A12)のイントロン2に位置し、エクソン3から約3.8kbである。
同定された全ての活性に編集されたHPFH領域オフターゲット部位を手動で調べると、Cas9媒介性二本鎖切断の非相同末端結合DNA修復に典型的である、提案されるCas9切断部位を取り囲む典型的なインデルパターンが示された。同定された部位における編集が遺伝子発現または細胞生存率に有害な影響を及ぼすかどうかは不明であり、さらなる分析が必要である。
HPFH領域GUIDE−Seqヒットバリデーション結果
GUIDE−seq(Tsai et al,Nat Biotechnol.2015,33(2):187−97,PMID:25513782)を用いて同定された潜在的オフターゲットヒットをRNP処理済みおよび未処理のHSPCにおいてインシリコ部位に関して記載したのと同じ方法を用いて調べた。gRNA CR001028、CR001030、CR003035およびCR003085についてGUIDE−seq潜在的オフターゲットヒットが(現在までのところ)同定された。gRNA CR001137およびCR001221については現在までにヒットは同定されていない。HSPCにおいてgRNA CR001028について1つのヒットがバリデートされ、インシリコ主導の方法によって4番染色体上の塩基対位置58,169,308〜58,169,327に同定されたのと同じ部位であった。HSPCにおいてgRNA CR001030について1つのヒットがバリデートされ、インシリコ主導の方法によってPDK3遺伝子のエクソン4に同定されたのと同じ部位であった。HSPCにおいてgRNA CR003035について1つのヒットがバリデートされ、インシリコ主導の方法によって2番染色体上の塩基対位置66,281,781〜66,281,800における遺伝子間領域に同定されたのと同じ部位であった。HSPCにおいてgRNA CR003085について1つのヒットがバリデートされ、インシリコ主導の方法によって2番染色体上の塩基対位置171,872,630〜171,872,649に同定されたのと同じ部位であった。
gRNA編集効率スクリーニングのオンターゲット分析
gRNAオンターゲット部位を標的とするPCRアンプリコンを製造者の推奨に従いAgencourt AMPure XPビーズ(Beckman Coulter、カタログ番号A63882)を使用してクリーンアップした。製造者の推奨を用いてQuant−iT PicoGreen dsDNAキット(Thermo Fisher、カタログ番号P7581)を使用して試料を定量化した。製造者の推奨に従いNextera DNAライブラリ調製キット(Illumina、カタログ番号 FC−121−1031)を使用してアンプリコンをIlluminaシーケンシングライブラリに転換した。得られたシーケンシングライブラリをAMPureビーズでクリーンアップし、qPCRで定量化し、プールし、およびオフターゲット分析の節に記載されるとおり、Illumina MiSeq機器で150塩基(Illumina、カタログ番号MS−102−2002)または250塩基(Illumina、カタログ番号MS−102−2003)のペアエンドリードを用いてシーケンシングした。各ライブラリにつき最低1000倍のシーケンシングカバレッジが生じ、一連のインハウススクリプトを用いて変異体をコールした。簡単に言えば、ストリングベースの配列検索を用いてgRNA配列の中央にある80〜100塩基対ウィンドウにわたるシーケンシングリードを同定し、アンプリコン配列と比較し、配列の違いでビニングして、変異体頻度を計算した。加えて、Illumina MiSeqレポーターソフトウェア(Illuminaバージョン2.6.1)を使用してシーケンシングリードをアンプリコン配列とアラインメントし、得られたリードアラインメントをIntegrative Genome Viewer(IGVバージョン2.3、Robinson et al,Nat Biotechnol.2011,9(1):24−6,PMID:21221095)を用いて調べた。
実施例10:遺伝子編集およびHbF誘導に対するRNP濃度の評価
RNP希釈アッセイによる遺伝子編集に最適なRNP濃度の決定
Cas9(iProt:106331)およびガイドリボヌクレオチド複合体(RNP)濃縮物の段階希釈液を用いて遺伝子編集を実施した(表33)。使用した様々なgRNA、そのフォーマット、およびこのアッセイで適用した修飾を表34に挙げる。
CD34+細胞を先述のとおりエレクトロポレートし、細胞生存率、遺伝子編集効率、およびHbF産生能力の測定に供した。細胞生存率を評価したとき、結果は、シングルまたはデュアルのいずれのガイドフォーマットを使用したときも、RNP濃度の違いはエレクトロポレーション時の細胞生存率に影響を与えなかったことを示した(図39Aおよび図39B)。CD34+細胞の遺伝子編集では、NGSデータは、1.47μMに至るまでの低いRNP濃度が非修飾CR00312およびCR001128、および修飾CR00312について最大%遺伝子編集効率を達成した一方、修飾CR001228について最大%遺伝子編集効率は2.94μMもの低いRNP濃度で達成されたことを示した(図40A)。sgRNAフォーマットについては、試験した全てのgRNAが、0.48μMに至るまでの低いRNP濃度で最大%編集率を達成した(図40B)。遺伝子編集済み細胞が赤血球系統に分化してHbFを産生する能力の測定では、本発明者らのデータは、dgRNA含有RNPについて2.94μMに至るまでの低いRNP濃度(図41A)およびsgRNA含有RNPについて0.97μMに至るまでの低いRNP濃度(図41B)が最高レベルのHbF誘導をもたらしたことを示した。
本願は配列表と共に出願されるものである。配列表と本明細書に記載される任意の配列との間に相違がある範囲において、本明細書に記載される配列が正しい配列であると見なされるべきである。特に指示されない限り、全てのゲノム位置はhg38に基づく。
参照による援用
本明細書で言及される全ての刊行物、特許、および特許出願は、各個別の刊行物、特許または特許出願が参照によって援用されることが具体的かつ個別的に指示されたものとして参照により全体として本明細書に援用される。矛盾が生じる場合、本明細書における任意の定義を含め、本願が優先する。
均等物
当業者は、本明細書に記載される本発明の具体的な実施形態の多くの均等物を認識し、またはルーチンに過ぎない実験を用いて確認することができるであろう。本発明は具体的な態様を参照して開示されているが、本発明の他の態様および変形形態が当業者によって本発明の真の趣旨および範囲から逸脱することなく考案され得ることは明らかである。添付の特許請求の範囲は、かかる態様および均等な変形形態の全てを含むものと解釈されることが意図される。
関連出願
本願は、2015年12月28日に出願された米国仮特許出願第62/271,968号明細書、および2016年6月8日に出願された米国仮特許出願第62/347,484号明細書に対する優先権を主張する。これらの出願の内容全体は、参照により本明細書に援用される。
配列表
本願は、ASCII形式で電子的に提出された、参照により全体として本明細書に援用される配列表を含む。2017年1月26日に作成された前記ASCII複製物は、名称がPAT057179−WO−PCT_SL.txtであり、サイズが1,115,217バイトである。
CRISPR(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats(クラスター化した規則的な間隔の短いパリンドローム型リピート))は、細菌においてウイルスの攻撃を防御するための適応免疫システムとして進化した。ウイルスへの曝露時、ウイルスDNAの短いセグメントが細菌ゲノムのCRISPR遺伝子座に組み込まれる。ウイルス配列を含むCRISPR遺伝子座の一部からRNAが転写される。ウイルスゲノムに相補的な配列を含むこのRNAがウイルスゲノム中の配列へのCas9タンパク質のターゲティングを媒介する。Cas9タンパク質がウイルス標的を切断し、それによってサイレンシングする。
近年、このCRISPR/Casシステムが真核細胞のゲノム編集に応用されるようになっている。部位特異的一本鎖切断(SSB)または二本鎖切断(DSB)の導入により、例えば非相同末端結合(NHEJ)または相同組換え修復(HDR)を用いて標的配列を改変することが可能になる。
理論によって拘束されるものではないが、本発明は、一部には、例えば本明細書に記載されるとおりのCRISPRシステム、例えばCas9 CRISPRシステムを用いることにより、胎児ヘモグロビン(HbF)発現が増加し、および/またはβグロビン(例えば、疾患原因突然変異を有するβグロビン遺伝子)の発現が低下するように細胞(例えば、造血幹細胞・前駆細胞(HSPC))を修飾することができ、およびかかる細胞を用いることにより、異常ヘモグロビン症、例えば鎌状赤血球症およびβサラセミアを治療し得るという発見に基づく。
したがって、ある態様において、本発明は、本明細書に記載されるとおりのgRNA分子を1つ以上、例えば1つ含むCRISPRシステム(例えば、Cas CRISPRシステム、例えばCas9 CRISPRシステム、例えば化膿レンサ球菌(S.pyogenes)Cas9 CRISPRシステム)を提供する。かかるシステム、ならびに本明細書に記載される方法および細胞では、本明細書に記載されるgRNA分子のいずれも使用し得る。
ある態様において、本発明は、tracrとcrRNAとを含むgRNA分子を提供し、ここで、crRNAは、BCL11A遺伝子、BCL11aエンハンサー、またはHFPH領域の標的配列に相補的な標的化ドメインを含む。
別の態様において、本発明は、BCL11A遺伝子の標的配列に相補的、例えば、BCL11aコード領域内(例えば、BCL11aエクソン内、例えばBCL11aエクソン2内)の標的配列に相補的な標的化ドメインを含むgRNA分子を提供する。実施形態において、本gRNAは、配列番号1〜配列番号85または配列番号400〜配列番号1231のいずれか1つを含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。
別の態様において、本発明は、BCL11Aエンハンサーの標的配列に相補的な標的化ドメインを含むgRNA分子を提供する。
実施形態において、本gRNAは、配列番号1232〜配列番号1499のいずれか1つを含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。
実施形態において、BCL11aエンハンサーの標的配列に対するgRNAは、BCL11aエンハンサーの+58領域内の標的配列に対するgRNAであり、標的化ドメインは、配列番号182〜配列番号277または配列番号334〜配列番号341のいずれか1つを含む、例えばそれからなる。実施形態において、標的化ドメインは、配列番号341、配列番号246、配列番号248、配列番号247、配列番号245、配列番号249、配列番号244、配列番号199、配列番号251、配列番号250、配列番号334、配列番号185、配列番号186、配列番号336、または配列番号337のいずれか1つを含む、例えばそれからなる。実施形態において、標的化ドメインは、配列番号248を含む、例えばそれからなる。実施形態において、標的化ドメインは、配列番号247を含む、例えばそれからなる。実施形態において、標的化ドメインは、配列番号245を含む、例えばそれからなる。実施形態において、標的化ドメインは、配列番号336を含む、例えばそれからなる。実施形態において、標的化ドメインは、配列番号337を含む、例えばそれからなる。実施形態において、標的化ドメインは、配列番号338を含む、例えばそれからなる。実施形態において、標的化ドメインは、配列番号335を含む、例えばそれからなる。実施形態において、標的化ドメインは、配列番号252を含む、例えばそれからなる。ある実施形態において、gRNAは、例えば5’から3’に、配列番号248−配列番号6607を含む、例えばそれからなるcrRNAと、例えば5’から3’に、配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracrとを含むdgRNAである。ある実施形態において、gRNAは、例えば5’から3’に、配列番号247−配列番号6607を含む、例えばそれからなるcrRNAと、例えば5’から3’に、配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracrとを含むdgRNAである。ある実施形態において、gRNA分子はsgRNA分子であり、例えば5’から3’に、配列番号338−配列番号6604−UUUUを含む、例えばそれからなる。ある実施形態において、gRNA分子はsgRNA分子であり、例えば5’から3’に、配列番号335−配列番号6604−UUUUを含む、例えばそれからなる。ある実施形態において、gRNA分子はsgRNA分子であり、例えば5’から3’に、配列番号336−配列番号6604−UUUUを含む、例えばそれからなる。ある実施形態において、gRNA分子はsgRNA分子であり、例えば5’から3’に、配列番号245−配列番号6604−UUUUを含む、例えばそれからなる。ある実施形態において、gRNA分子はsgRNA分子であり、例えば5’から3’に、配列番号337−配列番号6604−UUUUを含む、例えばそれからなる。ある実施形態において、gRNA分子はsgRNA分子であり、例えば5’から3’に、配列番号252−配列番号6604−UUUUを含む、例えばそれからなる。
実施形態において、BCL11aエンハンサーの標的配列に対するgRNAは、BCL11aエンハンサーの+62領域内の標的配列に対するgRNAであり、標的化ドメインは、配列番号278〜配列番号333のいずれか1つを含む、例えばそれからなる。実施形態において、標的化ドメインは、配列番号318、配列番号312、配列番号313、配列番号294、配列番号310、配列番号319、配列番号298、配列番号322、配列番号311、配列番号315、配列番号290、配列番号317、配列番号309、配列番号289、または配列番号281のいずれか1つを含む、例えばそれからなる。実施形態において、標的化ドメインは、配列番号318を含む、例えばそれからなる。
実施形態において、BCL11aエンハンサーの標的配列に対するgRNAは、BCL11aエンハンサーの+55領域内の標的配列に対するgRNAであり、標的化ドメインは、配列番号1596〜配列番号1691のいずれか1つを含む、例えばそれからなる。実施形態において、標的化ドメインは、配列番号1683、配列番号1638、配列番号1647、配列番号1609、配列番号1621、配列番号1617、配列番号1654、配列番号1631、配列番号1620、配列番号1637、配列番号1612、配列番号1656、配列番号1619、配列番号1675、配列番号1645、配列番号1598、配列番号1599、配列番号1663、配列番号1677、または配列番号1626のいずれか1つを含む、例えばそれからなる。
別の態様において、本発明は、遺伝性高胎児ヘモグロビン血症(HPFH)領域の標的配列に相補的な標的化ドメインを含むgRNA分子を提供する。ある実施形態において、HPFH領域はフランス型HPFH領域である。実施形態において、標的化ドメインは、配列番号86〜配列番号181または配列番号1500〜配列番号1595のいずれか1つを含む、例えばそれからなる。実施形態において、標的化ドメインは、配列番号100、配列番号165、配列番号113、配列番号99、配列番号112、配列番号98、配列番号1580、配列番号106、配列番号1503、配列番号1589、配列番号160、配列番号1537、配列番号159、配列番号101、配列番号162、配列番号104、配列番号138、配列番号1536、配列番号1539、配列番号1585のいずれか1つを含む、例えばそれからなる。実施形態において、標的化ドメインは、配列番号100を含む、例えばそれからなる。実施形態において、標的化ドメインは、配列番号165を含む、例えばそれからなる。実施形態において、標的化ドメインは、配列番号113を含む、例えばそれからなる。
前述の実施形態のいずれにおいても、gRNA分子は、本明細書に記載される領域および/または特性をさらに有し得る。ある態様において、gRNA分子(例えば、前述の態様または実施形態のいずれかのgRNA分子)は、記載される標的化ドメイン配列のいずれか1つの17、18、19、20、21、22、23、または24個の連続する核酸を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。実施形態において、記載される標的化ドメイン配列のいずれか1つの17、18、19、20、21、22、23、または24個の連続する核酸は、記載される標的化ドメイン配列の3’末端に配置された17、18、19、20、21、22、23、または24個の連続する核酸である。実施形態において、記載される標的化ドメイン配列のいずれか1つの17、18、19、20、21、22、23、または24個の連続する核酸は、記載される標的化ドメイン配列の5’末端に配置された17、18、19、20、21、22、23、または24個の連続する核酸である。実施形態において、記載される標的化ドメイン配列のいずれか1つの17、18、19、20、21、22、23、または24個の連続する核酸は、記載される標的化ドメイン配列の5’核酸または3’核酸のいずれも含まない。前述の態様または実施形態のいずれにおいても、標的化ドメインは、記載される標的化ドメイン配列からなり得る。
前述の態様および実施形態のいずれかにあるものを含め、gRNA分子の実施形態において、標的化ドメインは、記載される標的化ドメイン配列のいずれか1つの17、18、19、20、21(参照配列に存在する場合)、22(参照配列に存在する場合)、23(参照配列に存在する場合)、24(参照配列に存在する場合)、または25(参照配列に存在する場合)個の連続する核酸を含む。前述の態様および実施形態のいずれかにあるものを含め、gRNA分子の他の実施形態において、標的化ドメインは、記載される標的化ドメイン配列のいずれか1つの17、18、19、20、21(参照配列に存在する場合)、22(参照配列に存在する場合)、23(参照配列に存在する場合)、または24(参照配列に存在する場合)、または25(参照配列に存在する場合)個の連続する核酸からなる。前述の態様および実施形態のいずれかにあるものを含め、gRNA分子の実施形態において、記載される標的化ドメイン配列のいずれか1つの17、18、19、20、21(参照配列に存在する場合)、22(参照配列に存在する場合)、23(参照配列に存在する場合)、または24(参照配列に存在する場合)、または25(参照配列に存在する場合)個の連続する核酸は、記載される標的化ドメイン配列の3’末端に配置された17、18、19、20、21(参照配列に存在する場合)、22(参照配列に存在する場合)、23(参照配列に存在する場合)、または24(参照配列に存在する場合)、または25(参照配列に存在する場合)個の連続する核酸である。前述の態様および実施形態のいずれかにあるものを含め、gRNA分子の他の実施形態において、記載される標的化ドメイン配列のいずれか1つの17、18、19、20、21(参照配列に存在する場合)、22(参照配列に存在する場合)、23(参照配列に存在する場合)、または24(参照配列に存在する場合)、または25(参照配列に存在する場合)個の連続する核酸は、記載される標的化ドメイン配列の5’末端に配置された17、18、19、20、21(参照配列に存在する場合)、22(参照配列に存在する場合)、23(参照配列に存在する場合)、または24(参照配列に存在する場合)、または25(参照配列に存在する場合)個の連続する核酸である。前述の態様および実施形態のいずれかにあるものを含め、gRNA分子の他の実施形態において、記載される標的化ドメイン配列のいずれか1つの17、18、19、20、21(参照配列に存在する場合)、22(参照配列に存在する場合)、23(参照配列に存在する場合)、または24(参照配列に存在する場合)、または25(参照配列に存在する場合)個の連続する核酸は、記載される標的化ドメイン配列の5’核酸または3’核酸のいずれも含まない。
前述の態様または実施形態のいずれかにあるものを含め、ある態様において、gRNA分子は、ハイブリダイズして配列番号6584または6585を含むフラッグポールを形成するcrRNAの一部分とtracrの一部分とを含む。実施形態において、フラッグポールは、フラッグポールのcrRNA部分の3’側に位置する第1のフラッグポール伸長部をさらに含み、前記第1のフラッグポール伸長部は配列番号6586を含む。実施形態において、フラッグポールは、フラッグポールのcrRNA部分の3’側に位置する第2のフラッグポール伸長部、および存在する場合には第1のフラッグポール伸長部をさらに含み、前記第2のフラッグポール伸長部は配列番号6587を含む。
前述の態様または実施形態のいずれかにあるものを含め、ある態様において、本発明は、配列番号6660または配列番号6661を含む、例えばそれからなるtracrを含むgRNA分子を提供する。実施形態において、フラッグポールのcrRNA部分は配列番号6607または配列番号6608を含む。
前述の態様または実施形態のいずれかにあるものを含め、ある態様において、本発明は、配列番号6589または6590を含むtracrと、任意選択で、第1のフラッグポール伸長部が存在する場合、配列番号6589または6590の5’側に配置された第1のtracr伸長部であって、配列番号6591を含む第1のtracr伸長部とを含むgRNA分子を提供する。
前述の態様または実施形態のいずれかにあるものを含め、ある態様において、本発明は、標的化ドメインとtracrとが別個の核酸分子に配置されるgRNA分子(例えば、dgRNA分子)を提供する。
前述の態様または実施形態のいずれかにあるものを含め、ある態様において、本発明は、標的化ドメインとtracrとが単一の核酸分子に配置され、ここで、tracrが標的化ドメインの3’側に配置されたgRNA分子(例えば、sgRNA分子)を提供する。実施形態において、sgRNA分子は、標的化ドメインの3’側かつtracrの5’側に配置されたループ、例えば、配列番号6588を含む、例えばそれからなるループを含む。
前述の態様または実施形態のいずれかにあるものを含め、ある態様において、本発明は、5’から3’に、[標的化ドメイン]−:
(a)配列番号6601;
(b)配列番号6602;
(c)配列番号6603;
(d)配列番号6604;または
(e)1、2、3、4、5、6または7個のウラシル(U)ヌクレオチド、例えば4個のウラシルヌクレオチドを3’末端にさらに含む上記(a)〜(d)のいずれかを含むgRNA分子を提供する。実施形態において、標的化ドメインと(a)〜(e)のいずれかの配列との間に介在ヌクレオチドはない。
別の態様において、本発明は、前述の態様および実施形態のいずれかのgRNA分子を1つ以上、例えば1つ含むCRISPRシステム、例えばCas CRISPRシステム、例えばCas9 CRISPRシステム、例えば化膿レンサ球菌(S.pyogenes)Cas9 CRISPRシステムを提供する。ある態様において、本発明は、前述の態様および実施形態のいずれかの第1のgRNA分子を含み、Cas9分子をさらに含む組成物を提供する。実施形態において、Cas9分子は活性または不活性化膿レンサ球菌(s.pyogenes)Cas9である。実施形態において、第1のgRNA分子およびCas9分子はリボ核タンパク質複合体(RNP)中に存在する。
別の態様において、本発明は、gRNAを2つ以上含む、例えば、本明細書に記載されるとおりのgRNA分子を2つ以上含む、例えば、前述のgRNA分子の態様または実施形態のいずれかのgRNA分子を2つ以上含む組成物を提供する。したがって、さらなる態様において、本発明は、第2のgRNA分子;第2のgRNA分子および第3のgRNA分子;または第2のgRNA分子、第3のgRNA分子、および第4のgRNA分子をさらに含む、前述の組成物の態様および実施形態のいずれかの組成物を提供し、ここで、第2のgRNA分子、第3のgRNA分子(存在する場合)、および第4のgRNA分子(存在する場合)は、本明細書に記載されるとおりのgRNA分子、例えば、前述のgRNA分子の態様または実施形態のいずれかのgRNA分子である。ある実施形態において、本組成物の各gRNA分子は異なる標的配列に相補的である。ある実施形態において、各gRNA分子は同じ遺伝子内または領域内の標的配列と相補的である。ある態様において、第1のgRNA分子、第2のgRNA分子、第3のgRNA分子(存在する場合)、および第4のgRNA分子(存在する場合)は、20000ヌクレオチド以下、10000ヌクレオチド以下、6000以下、5000ヌクレオチド以下、4000以下、1000ヌクレオチド以下、500ヌクレオチド以下、400ヌクレオチド以下、300ヌクレオチド以下、200ヌクレオチド以下、100ヌクレオチド以下、90ヌクレオチド以下、80ヌクレオチド以下、70ヌクレオチド以下、60ヌクレオチド以下、50ヌクレオチド以下、40ヌクレオチド以下、30ヌクレオチド以下、20ヌクレオチド以下または10ヌクレオチド以下離れた標的配列と相補的である。別の態様において、本組成物の各gRNA分子は異なる遺伝子内または領域内の標的配列と相補的である。
本発明の2つ以上のgRNA分子の具体的かつ好ましい組み合わせが本明細書に記載される。ある態様において、本組成物は第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とを含み、ここで、第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とは異なる標的配列に相補的であり、および:
(a)BCL11a遺伝子に対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から独立して選択されるか;
(b)+58 BCL11aエンハンサーに対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から独立して選択されるか;
(c)+62 BCL11aエンハンサーに対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から独立して選択されるか;
(d)+55 BCL11aエンハンサーに対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から独立して選択されるか;または
(e)HPFH領域に対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から独立して選択される。
ある態様において、本組成物は第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とを含み、ここで、第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とは異なる標的配列に相補的であり、および:
(a)第1のgRNA分子はBCL11a遺伝子に対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から選択され、かつ第2のgRNA分子は+58 BCL11aエンハンサーに対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から選択され;
(b)第1のgRNA分子はBCL11a遺伝子に対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から選択され、かつ第2のgRNA分子は+62 BCL11aエンハンサーに対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から選択され;
(c)第1のgRNA分子はBCL11a遺伝子に対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から選択され、かつ第2のgRNA分子は+55 BCL11aエンハンサーに対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から選択され;
(d)第1のgRNA分子はBCL11a遺伝子に対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から選択され、かつ第2のgRNA分子はHPFH領域に対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から選択され;
(e)第1のgRNA分子は+58 BCL11aエンハンサーに対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から選択され、かつ第2のgRNA分子は+62 BCL11aエンハンサーに対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から選択され;
(f)第1のgRNA分子は+58 BCL11aエンハンサーに対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から選択され、かつ第2のgRNA分子は+55 BCL11aエンハンサーに対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から選択され;
(g)第1のgRNA分子は+58 BCL11aエンハンサーに対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から選択され、かつ第2のgRNA分子はHPFH領域に対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から選択され;
(h)第1のgRNA分子は+62 BCL11aエンハンサーに対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から選択され、かつ第2のgRNA分子は+55 BCL11aエンハンサーに対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から選択され;
(i)第1のgRNA分子は+62 BCL11aエンハンサーに対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から選択され、かつ第2のgRNA分子はHPFH領域に対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から選択され;
(j)第1のgRNA分子は+55 BCL11aエンハンサーに対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から選択され、かつ第2のgRNA分子はHPFH領域に対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から選択される。
別の態様において、第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とを含む本組成物は、以下を含む:
(a)HPFH領域に対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から選択される第1のgRNA分子を含み、かつ第2のgRNA分子が、βグロビン遺伝子の標的配列に相補的な標的化ドメインを含むか;または
(b)BCL11aエンハンサー、例えば、+58 BCL11aエンハンサー、+55 BCL11aエンハンサーまたは+62 BCL11aエンハンサーに対する本明細書(例えば、上記)に記載のgRNA分子から選択される第1のgRNA分子を含み、かつ第2のgRNA分子が、βグロビン遺伝子の標的配列に相補的な標的化ドメインを含む。
前述の組成物の態様および実施形態のいずれにおいても、本組成物は、組成物のgRNA成分に関して、第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とからなり得る。
前述の組成物の態様および実施形態のいずれにおいても、本組成物は、エレクトロポレーションに好適な媒体中に製剤化し得る。
別の態様において、本発明は、CRISPRシステムのgRNA分子および/またはCas分子をコードする核酸を提供する。理論によって拘束されるものではないが、かかる核酸を細胞に送達すると、細胞内でCRISPRシステムの発現が起こるであろうと考えられる。ある態様において、本発明は、前出のgRNAの態様および実施形態のいずれかの1つ以上のgRNA分子をコードする核酸配列を提供する。実施形態において、核酸は、1つ以上のgRNA分子をコードする配列に作動可能に連結されたプロモーターを含む。実施形態において、このプロモーターは、RNAポリメラーゼIIまたはRNAポリメラーゼIIIによって認識されるプロモーターである。実施形態において、このプロモーターはU6プロモーターまたはHIプロモーターである。
さらなる態様において、核酸は、Cas9分子をコードする配列をさらに含む。実施形態において、核酸は、Cas9分子をコードする配列に作動可能に連結されたプロモーターを含む。実施形態において、このプロモーターは、EF−1プロモーター、CMV IE遺伝子プロモーター、EF−1αプロモーター、ユビキチンCプロモーター、またはホスホグリセリン酸キナーゼ(PGK)プロモーターである。
ある態様において、本発明は、前出の核酸の態様および実施形態のいずれかの核酸を含むベクターを提供する。実施形態において、ベクターは、レンチウイルスベクター、アデノウイルスベクター、アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクター、単純ヘルペスウイルス(HSV)ベクター、プラスミド、ミニサークル、ナノプラスミド、およびRNAベクターからなる群から選択される。
別の態様において、本発明は、1つ以上のgRNA分子、例えば本明細書に記載されるとおりのgRNA分子、例えば前出のgRNA分子の態様および実施形態のいずれかにおけるgRNA分子と、Cas9分子をコードする核酸とを含む組成物を提供する。
別の態様において、本発明は、1つ以上のgRNA分子(例えば、本明細書に記載されるとおりのgRNA分子、例えば前出のgRNA分子の態様および実施形態のいずれかのgRNA分子)をコードする核酸と、Cas9分子とを含む組成物を提供する。
別の態様において、本発明は、鋳型核酸をさらに含む組成物、例えば、前述の組成物の態様および実施形態のいずれかの組成物を提供する。別の態様において、本発明は、鋳型核酸をコードする核酸配列をさらに含む組成物、例えば、前述の組成物の態様および実施形態のいずれかの組成物を提供する。実施形態において、鋳型核酸は、gRNA分子の標的配列のヌクレオチドに対応するヌクレオチドを含む。実施形態において、鋳型核酸は、ヒトβグロビン、例えば、突然変異G16D、E22AおよびT87Qの1つ以上を含むヒトβグロビンをコードする核酸を含む。実施形態において、鋳型核酸は、ヒトγグロビンをコードする核酸を含む。
別の態様において、本発明は、gRNA分子、CRISPRシステム、組成物または核酸(例えば、本明細書に記載されるとおりのもの、例えば、前述の態様および実施形態のいずれかにあるとおりのもの)を含む(または任意の時点で含んでいた)細胞を提供する。かかる態様において、本発明は、このように含むことによって修飾されている細胞を提供する。
したがって、ある態様において、本発明は、細胞の核酸内にある標的配列を改変する方法、例えば、その構造、例えば配列を改変する方法であって、前記細胞を、
1)前述のgRNA分子の態様および実施形態のいずれかの1つ以上のgRNA分子、およびCas9分子(例えば、本明細書に記載されるとおりの);
2)前述のgRNA分子の態様および実施形態のいずれかの1つ以上のgRNA分子、およびCas9分子(例えば、本明細書に記載されるとおりの)をコードする核酸;
3)前述のgRNA分子の態様および実施形態のいずれかの1つ以上のgRNA分子をコードする核酸、およびCas9分子(例えば、本明細書に記載されるとおりの);
4)前述のgRNA分子の態様および実施形態の1つ以上のgRNA分子をコードする核酸、およびCas9分子(例えば、本明細書に記載されるとおりの)をコードする核酸;または
5)上記1)〜4)のいずれか、および鋳型核酸(例えば、本明細書に記載されるとおりの);
6)上記1)〜4)のいずれか、および鋳型核酸(例えば、本明細書に記載されるとおりの)をコードする配列を含む核酸;
7)本明細書に記載されるとおりの(例えば、前述の組成物の態様および実施形態のいずれかの)組成物;または
8)前述のベクターの態様および実施形態のいずれかのベクター
と接触させることを含む方法を提供する。
実施形態において、gRNA分子またはgRNA分子をコードする核酸と、Cas9分子またはCas9分子をコードする核酸とは、単一の組成物に製剤化される。他の実施形態において、gRNA分子またはgRNA分子をコードする核酸と、Cas9分子またはCas9分子をコードする核酸とは、2つ以上の組成物に製剤化される。実施形態において、2つ以上の組成物は同時にまたは逐次的に送達される。
実施形態において、細胞は動物細胞である。実施形態において、細胞は哺乳動物細胞、霊長類細胞またはヒト細胞である。実施形態において、細胞は造血幹細胞・前駆細胞(HSPC)(例えば、HSPCの集団)である。実施形態において、細胞はCD34+細胞である。実施形態において、細胞はCD34+/CD38−/CD90+/CD45RA−細胞である。実施形態において、細胞はCD34+/CD90+/CD49f+細胞である。実施形態において、細胞はCD34+/CD38−/CD90+/CD45RA−/CD49f+細胞である。実施形態において、本方法は、HSPC、例えばCD34+細胞を富化した細胞の集団を含む。
実施形態において、細胞(例えば、細胞の集団)は骨髄から単離されている。実施形態において、細胞(例えば、細胞の集団)は動員末梢血から単離されている。実施形態において、細胞(例えば、細胞の集団)は臍帯血から単離されている。
実施形態において、細胞(例えば、細胞の集団)は、前記細胞(例えば、細胞の集団)が投与される患者にとって自己由来である。実施形態において、細胞(例えば、細胞の集団)は、前記細胞(例えば、細胞の集団)が投与される患者にとって同種異系由来である。
本明細書に記載される方法の実施形態では、改変する結果として細胞の胎児ヘモグロビン発現が増加する。本明細書に記載される方法の実施形態では、改変する結果として細胞の胎児ヘモグロビン発現が減少する。
別の態様において、本発明は、前述の方法の態様および実施形態のいずれかの方法によって改変された細胞を提供する。別の態様において、本発明は、前出の態様および実施形態のいずれかの第1のgRNA分子(例えば、本明細書に記載されるとおりの)、または組成物(例えば、本明細書に記載されるとおりの)、または第1のgRNA分子(例えば、本明細書に記載されるとおりの)をコードする核酸を含む細胞を提供する。実施形態において、細胞は動物細胞である。実施形態において、細胞は哺乳動物細胞、霊長類細胞またはヒト細胞である。実施形態において、細胞は造血幹細胞・前駆細胞(HSPC)(例えば、HSPCの集団)である。実施形態において、細胞はCD34+細胞である。実施形態において、細胞はCD34+/CD38−/CD90+/CD45RA−細胞である。実施形態において、細胞はCD34+/CD90+/CD49f+細胞である。実施形態において、本方法は、HSPC、例えばCD34+細胞を富化した細胞の集団を含む。
実施形態において、細胞(例えば、細胞の集団)は骨髄から単離されている。実施形態において、細胞(例えば、細胞の集団)は動員末梢血から単離されている。実施形態において、細胞(例えば、細胞の集団)は臍帯血から単離されている。
実施形態において、細胞(例えば、細胞の集団)は、前記細胞(例えば、細胞の集団)が投与される患者にとって自己由来である。実施形態において、細胞(例えば、細胞の集団)は、前記細胞(例えば、細胞の集団)が投与される患者にとって同種異系由来である。
実施形態において、細胞は、第2のgRNA分子、例えば本明細書に記載されるとおりの第2のgRNA分子、例えば前出のgRNA分子の態様および実施形態のいずれかの第2のgRNA分子、または第2のgRNA分子をコードする核酸を含むか、それを含んでいたか、またはそれを含むことになり、ここで、第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とは同一でない標的化ドメインを含む。
実施形態において、細胞における胎児ヘモグロビンの発現が、例えばgRNA分子(例えば、本明細書に記載されるとおりの)を含むように修飾されていない同じ細胞型の細胞と比べて増加する。実施形態において、細胞におけるβグロビンの発現が、例えばgRNA分子(例えば、本明細書に記載されるとおりの)を含むように修飾されていない同じ細胞型の細胞と比べて低下する。実施形態において、例えばgRNA分子(例えば、本明細書に記載されるとおりの)を含むように修飾されていない同じ細胞型の細胞と比べて細胞における胎児ヘモグロビンの発現が増加し、かつβグロビンの発現が低下する。
ある態様において、本発明の細胞(または細胞を含む方法)は、幹細胞増殖剤、例えば本明細書に記載されるとおりの幹細胞増殖剤、例えば、化合物1、化合物2、化合物3または化合物4と接触させたものである。ある態様において、本発明の細胞(または細胞を含む方法)は、幹細胞増殖剤、例えば本明細書に記載されるとおりの幹細胞増殖剤、例えば、化合物1、化合物2、化合物3、化合物4またはこれらの組み合わせ(例えば、化合物1および化合物4)と接触させたものである。ある実施形態において、幹細胞増殖剤は化合物4である。ある実施形態において、幹細胞増殖剤は化合物1と化合物4との組み合わせである。実施形態において、接触はエキソビボである。
別の態様において、本発明は、治療方法、例えば異常ヘモグロビン症の治療方法を提供する。ある態様において、本発明は、前出の細胞または方法の態様および実施形態のいずれかの細胞(例えば、細胞の集団)を患者に投与することを含む、異常ヘモグロビン症を治療する方法を提供する。
別の態様において、本発明は、前出の細胞または方法の態様および実施形態のいずれかの細胞を患者に投与することを含む、哺乳動物における胎児ヘモグロビン発現を増加させる方法を提供する。ある実施形態において、異常ヘモグロビン症はβ−サラセミアまたは鎌状赤血球症である。
別の態様において、本発明は、薬剤として用いられる、例えば疾患の治療に用いられるガイドRNA分子、例えば本明細書に記載されるとおりのガイドRNA分子を提供する。実施形態において、疾患は異常ヘモグロビン症、例えばβ−サラセミアまたは鎌状赤血球症である。
別の態様において、本発明は、gRNA分子、例えば、本明細書に記載されるとおりのgRNA分子、例えば、前述のgRNA分子の態様および実施形態のいずれかに記載されるとおりのgRNA分子を提供し、ここで、gRNAを含むCRISPRシステムが細胞(例えば、CD34+細胞、例えばHSC)に導入されると、NGSによって計測したとき、生じるインデルの少なくとも約15%が、非修飾標的DNAと比べて(a)フレームシフト突然変異;または(b)大規模欠失を含む。実施形態において、NGSによって計測したとき、生じるインデルの少なくとも約25%が、非修飾標的DNAと比べて(a)フレームシフト突然変異;または(b)大規模欠失を含む。実施形態において、NGSによって計測したとき、生じるインデルの少なくとも約40%、少なくとも約50%、少なくとも約60%、少なくとも約70% 少なくとも約80%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、または少なくとも約99%が、非修飾標的DNAと比べて(a)フレームシフト突然変異;または(b)大規模欠失を含む。
別の態様において、本発明は、HSPC(例えば、CD34+細胞)のエキソビボ増殖および修飾方法を提供する。ある態様において、本発明は、細胞(例えば、細胞の集団)を修飾する方法であって、
(a)細胞の集団を提供するステップと;
(b)エキソビボで幹細胞増殖剤の存在下で前記細胞を増殖させるステップと;
(c)第1のgRNA分子(例えば、本明細書に記載されるとおりの第1のgRNA分子、例えば、前述のgRNA分子の態様および実施形態のいずれかの第1のgRNA分子)、第1のgRNA分子をコードする核酸分子、または組成物(例えば、本明細書に記載されるとおりの組成物、例えば、前述の組成物の態様および実施形態のいずれかの組成物)を前記細胞に導入するステップと
を含み、これによりステップ(c)に供されていない同じ細胞型と比べて前記細胞におけるヘモグロビン、例えば胎児ヘモグロビンの発現が増加する方法を提供する。
実施形態において、細胞は、それを必要としている対象、例えば、異常ヘモグロビン症、例えば鎌状赤血球症またはβサラセミアを有する対象に導入される。
実施形態において、細胞はCD34+細胞であるか、またはそれを含む。実施形態において、細胞はHSPCであるか、またはそれを含む。実施形態において、細胞は骨髄、動員末梢血または臍帯血から単離されたものである。好ましい実施形態において、細胞は骨髄から単離されたものである。他の実施形態において、細胞は動員末梢血から単離されたものである。態様において、動員末梢血は、G−CSFが投与された対象から単離されたものである。態様において、動員末梢血は、G−CSF以外の動員剤、例えばPlerixafor(登録商標)(AMD3100)が投与された対象から単離されたものである。実施形態において、細胞は、富化された細胞の集団である。
実施形態において、幹細胞増殖剤は、化合物1、化合物2、化合物3、または化合物4、例えば化合物4である。実施形態において、幹細胞増殖剤は、化合物1、化合物2、化合物3、化合物4、またはこれらの組み合わせ(例えば、化合物1と化合物4との組み合わせ)である。実施形態において、細胞は、約1〜約200マイクロモル(μM)の濃度の化合物4に接触させる。ある実施形態において、化合物4の濃度は約75マイクロモル(μM)である。実施形態において、エキソビボで幹細胞増殖剤の存在下で前記細胞を増殖させるステップは、約1〜10日、例えば約1〜5日、例えば約2〜5日、例えば約4日の期間にわたって行われる。
実施形態において、細胞は、前記細胞の投与が意図される患者にとって自己由来である。実施形態において、細胞は、前記細胞の投与が意図される患者にとって同種異系由来である。
実施形態において、ステップ(b)の増殖は、さらに、トロンボポエチン(Tpo)、Flt3リガンド(Flt−3L)、ヒト幹細胞因子(SCF)およびヒトインターロイキン−6(IL−6)の存在下である。実施形態において、トロンボポエチン(Tpo)、Flt3リガンド(Flt−3L)、ヒト幹細胞因子(SCF)およびヒトインターロイキン−6(IL−6)は、それぞれ約50ng/mLの濃度である。実施形態において、トロンボポエチン(Tpo)、Flt3リガンド(Flt−3L)、ヒト幹細胞因子(SCF)およびヒトインターロイキン−6(IL−6)は、それぞれ50ng/mLの濃度である。
さらなる態様および実施形態を以下に記載する。
ある態様において、本発明は、tracrとcrRNAとを含むgRNA分子を提供し、ここで、crRNAは、BCL11A遺伝子(例えば、ヒトBCL11a遺伝子)、BCL11aエンハンサー(例えば、ヒトBCL11aエンハンサー)、またはHFPH領域(例えば、ヒトHPFH領域)の標的配列に相補的な標的化ドメインを含む。
実施形態において、標的配列はBCL11A遺伝子の標的配列であり、標的化ドメインは、配列番号1〜配列番号85または配列番号400〜配列番号1231のいずれか1つを含む、例えばそれからなる。これらの実施形態は、本明細書ではgRNA分子の実施形態2と称される。
他の実施形態において、標的配列はBCL11aエンハンサーのものであり、標的化ドメインは、配列番号1232〜配列番号1499のいずれか1つを含む、例えばそれからなる。これらの実施形態は、本明細書ではgRNA分子の実施形態3と称される。好ましい実施形態において、標的配列はBCL11aエンハンサーのものであり、標的化ドメインは、配列番号182〜配列番号277または配列番号334〜配列番号341のいずれか1つを含む、例えばそれからなる。これらの実施形態は、本明細書ではgRNA分子の実施形態4と称される。より好ましい実施形態において、標的化ドメインは、配列番号341、配列番号246、配列番号248、配列番号247、配列番号245、配列番号249、配列番号244、配列番号199、配列番号251、配列番号250、配列番号334、配列番号185、配列番号186、配列番号336、または配列番号337のいずれか1つを含む、例えばそれからなる。これらの実施形態は、本明細書ではgRNA分子の実施形態5と称される。さらにより好ましい実施形態において、標的化ドメインは、配列番号247、配列番号248、配列番号335、配列番号336、配列番号337、または配列番号338のいずれか1つを含み、例えばそれからなり(本明細書においてgRNA分子の実施形態6と称される)、例えば、配列番号248または配列番号338のいずれか1つを含む、例えばそれからなる(本明細書においてgRNA分子の実施形態7と称される)。実施形態において、標的化ドメインは、配列番号248を含む、例えばそれからなる(本明細書においてgRNA分子の実施形態8と称される)。実施形態において、標的化ドメインは、配列番号338を含む、例えばそれからなる(本明細書においてgRNA分子の実施形態9と称される)。
他の実施形態において、標的配列はBCL11aエンハンサーのものであり、標的化ドメインは、配列番号278〜配列番号333のいずれか1つを含む、例えばそれからなる(本明細書においてgRNA分子の実施形態10と称される)。好ましい実施形態において、標的化ドメインは、配列番号318、配列番号312、配列番号313、配列番号294、配列番号310、配列番号319、配列番号298、配列番号322、配列番号311、配列番号315、配列番号290、配列番号317、配列番号309、配列番号289、または配列番号281のいずれか1つを含む、例えばそれからなる(本明細書においてgRNA分子の実施形態11と称される)。好ましい一実施形態において、標的化ドメインは、配列番号318を含む、例えばそれからなる(本明細書においてgRNA分子の実施形態12と称される)。
他の実施形態において、標的配列はBCL11aエンハンサーのものであり、標的化ドメインは、配列番号1596〜配列番号1691のいずれか1つを含む、例えばそれからなる(本明細書においてgRNA分子の実施形態13と称される)。好ましい実施形態において、標的化ドメインは、配列番号1683、配列番号1638、配列番号1647、配列番号1609、配列番号1621、配列番号1617、配列番号1654、配列番号1631、配列番号1620、配列番号1637、配列番号1612、配列番号1656、配列番号1619、配列番号1675、配列番号1645、配列番号1598、配列番号1599、配列番号1663、配列番号1677、または配列番号1626のいずれか1つを含む、例えばそれからなる(本明細書においてgRNA分子の実施形態14と称される)。
他の実施形態において、標的配列はHFPH領域(例えば、フランス型HPFH領域)のものであり、標的化ドメインは、配列番号86〜配列番号181、配列番号1500〜配列番号1595、または配列番号1692〜配列番号1761のいずれか1つを含む、例えばそれからなる(本明細書においてgRNA分子の実施形態15と称される)。好ましい実施形態において、標的化ドメインは、配列番号100、配列番号165、配列番号113、配列番号99、配列番号112、配列番号98、配列番号1580、配列番号106、配列番号1503、配列番号1589、配列番号160、配列番号1537、配列番号159、配列番号101、配列番号162、配列番号104、配列番号138、配列番号1536、配列番号1539、配列番号1585のいずれか1つを含む、例えばそれからなる(本明細書においてgRNA分子の実施形態16と称される)。さらにより好ましい実施形態において、標的化ドメインは、配列番号98、配列番号100、配列番号1505、配列番号1589、配列番号1700、または配列番号1750のいずれか1つを含む、例えばそれからなる(本明細書においてgRNA分子の実施形態17と称される)。他の好ましい実施形態において、標的化ドメインは、配列番号100、配列番号165、または配列番号113のいずれか1つを含む、例えばそれからなる(本明細書においてgRNA分子の実施形態18と称される)。
実施形態において、gRNA分子は、本明細書に記載される任意の標的化ドメイン配列、例えば表1または表2の標的化ドメイン配列の17、18、19、20、21、22、23、または24個、好ましくは20個の連続する核酸を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。実施形態において、本明細書に記載される標的化ドメイン配列のいずれか1つ、例えば表1または表2の標的化ドメイン配列の17、18、19、20、21、22、23、または24個、好ましくは20個の連続する核酸は、記載される標的化ドメイン配列の3’末端に配置された17、18、19、20、21、22、23、または24個、好ましくは20個の連続する核酸である。他の実施形態において、本明細書に記載される標的化ドメイン配列のいずれか1つ、例えば表1または表2の標的化ドメイン配列の17、18、19、20、21、22、23、または24個、好ましくは20個の連続する核酸は、記載される標的化ドメイン配列の5’末端に配置された17、18、19、20、21、22、23、または24個、好ましくは20個の連続する核酸である。他の実施形態において、本明細書に記載される標的化ドメイン配列のいずれか1つ、例えば表1または表2の標的化ドメイン配列の17、18、19、20、21、22、23、または24個、好ましくは20個の連続する核酸は、記載される標的化ドメイン配列の5’核酸または3’核酸のいずれも含まない。
実施形態において、gRNA分子は、本明細書に記載される任意の標的化ドメイン配列、例えば表5、表6、表7、表8または表9の標的化ドメイン配列の17、18、19、または20個、好ましくは20個の連続する核酸を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。実施形態において、本明細書に記載される標的化ドメイン配列のいずれか1つ、例えば表5、表6、表7、表8または表9の標的化ドメイン配列の17、18、19、または20個、好ましくは20個の連続する核酸は、記載される標的化ドメイン配列の3’末端に配置された17、18、19、または20個、好ましくは20個の連続する核酸である。他の実施形態において、本明細書に記載される標的化ドメイン配列のいずれか1つ、例えば表5、表6、表7、表8または表9の標的化ドメイン配列の17、18、19、または20個、好ましくは20個の連続する核酸は、記載される標的化ドメイン配列の5’末端に配置された17、18、19、または20個、好ましくは20個の連続する核酸である。他の実施形態において、本明細書に記載される標的化ドメイン配列のいずれか1つ、例えば表5、表6、表7、表8または表9の標的化ドメイン配列の17、18、19、または20個、好ましくは20個の連続する核酸は、記載される標的化ドメイン配列の5’核酸または3’核酸のいずれも含まない。
以下の態様は、前述の態様および実施形態のいずれかと組み合わせ得るgRNA分子の特徴について記載する。実施形態において、gRNA分子は、前述の態様および実施形態のいずれかのgRNA分子を含め、ハイブリダイズして配列番号6584または6585を含むフラッグポールを形成するcrRNAの一部分とtracrの一部分とを含む。実施形態において、フラッグポールは、フラッグポールのcrRNA部分の3’側に位置する第1のフラッグポール伸長部をさらに含み、前記第1のフラッグポール伸長部は配列番号6586を含む。実施形態において、フラッグポールは(第1のフラッグポール伸長部に加えてまたはそれに代えて)フラッグポールのcrRNA部分の3’側に位置する第2のフラッグポール伸長部、および存在する場合には第1のフラッグポール伸長部をさらに含み、ここで、前記第2のフラッグポール伸長部は配列番号6587を含む。
前述の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、tracrは配列番号6660または配列番号6661を含む。実施形態において、tracrは配列番号7812を含み、任意選択で3’末端に追加的な1、2、3、4、5、6、または7個のウラシル(U)ヌクレオチドをさらに含む。実施形態において、crRNAは、5’から3’に、[標的化ドメイン]−:a)配列番号6584;b)配列番号6585;c)配列番号6605;d)配列番号6606;e)配列番号6607;f)配列番号6608;またはg)配列番号7806を含む。
前述の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、tracrは、5’から3’に、a)配列番号6589;b)配列番号6590;c)配列番号6609;d)配列番号6610;e)配列番号6660;f)配列番号6661;g)配列番号7812;h)配列番号7807;i)配列番号7808;j)配列番号7809;k)少なくとも1、2、3、4、5、6または7個のウラシル(U)ヌクレオチド、例えば、1、2、3、4、5、6、または7個のウラシル(U)ヌクレオチドを3’末端にさらに含む上記a)〜j)のいずれか;l)少なくとも1、2、3、4、5、6または7個のアデニン(A)ヌクレオチド、例えば、1、2、3、4、5、6、または7個のアデニン(A)ヌクレオチドを3’末端にさらに含む上記a)〜k)のいずれか;またはm)少なくとも1、2、3、4、5、6または7個のアデニン(A)ヌクレオチド、例えば、1、2、3、4、5、6、または7個のアデニン(A)ヌクレオチドを5’末端に(例えば、5’側端に)さらに含む上記a)〜l)のいずれかを含む。
実施形態において、標的化ドメインとtracrとは別個の核酸分子上に配置される。かかるgRNA分子の実施形態において、標的化ドメインを含む核酸分子は、任意選択で標的化ドメインのすぐ3’側に配置された配列番号6607を含み、およびtracrを含む核酸分子は配列番号6660を含む、例えばそれからなる。
実施形態において、フラッグポールのcrRNA部分は配列番号6607または配列番号6608を含む。
実施形態において、tracrは、配列番号6589または6590と、任意選択で、第1のフラッグポール伸長部が存在する場合、配列番号6589または6590の5’側に配置された第1のtracr伸長部とを含み、前記第1のtracr伸長部は配列番号6591を含む。
前述の態様および実施形態のいずれかの実施形態におけるものを含め、実施形態において、標的化ドメインとtracrとは別個の核酸分子に配置される。前述の態様および実施形態のいずれかの実施形態におけるものを含め、他の実施形態において、標的化ドメインとtracrとは単一の核酸分子に配置され、例えば、tracrは標的化ドメインの3’側に配置される。
実施形態において、標的化ドメインとtracrとが単一の核酸分子に配置されるとき、gRNA分子は、標的化ドメインの3’側かつtracrの5’側に配置されたループをさらに含む。実施形態において、ループは配列番号6588を含む、例えばそれからなる。
実施形態において、標的化ドメインとtracrとが単一の核酸分子に配置されるとき、gRNA分子は、5’から3’に、[標的化ドメイン]−:(a)配列番号6601;(b)配列番号6602;(c)配列番号6603;(d)配列番号6604;(e)配列番号7811;または(f)1、2、3、4、5、6または7個のウラシル(U)ヌクレオチドを3’末端にさらに含む上記(a)〜(e)のいずれかを含む。実施形態において、gRNA分子は、前記標的化ドメインと配列番号7811とを含み、例えばそれからなり、配列番号7811は任意選択で前記標的化ドメインのすぐ3’側に配置される。
前述の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、gRNA分子の核酸残基の各々は、核酸分子の各残基間にある非修飾A、U、GまたはC核酸残基および非修飾リン酸結合である。前述の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、他の実施形態において、gRNA分子を構成する核酸分子の1つ、または任意選択で2つ以上が、a)前記1つまたは複数の核酸分子の3’末端における1つ以上、例えば3つのホスホロチオエート修飾;b)前記1つまたは複数の核酸分子の5’末端における1つ以上、例えば3つのホスホロチオエート修飾;c)前記1つまたは複数の核酸分子の3’末端における1つ以上、例えば3つの2’−O−メチル修飾;d)前記1つまたは複数の核酸分子の5’末端における1つ以上、例えば3つの2’−O−メチル修飾;e)前記1つまたは複数の核酸分子の末端から4番目、末端から3番目、および末端から2番目の3’残基の各々における2’O−メチル修飾;f)前記1つまたは複数の核酸分子の末端から4番目、末端から3番目、および末端から2番目の5’残基の各々における2’O−メチル修飾;またはf)これらの任意の組み合わせを含む。
好ましい実施形態において、本発明は、配列:(a)配列番号342;(b)配列番号343;または(c)配列番号1762を含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、sgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態41と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、(a)配列番号344を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;(b)配列番号344を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr;(c)配列番号345を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;または(d)配列番号345を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracrを含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、デュアルgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態42と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、配列:(a)配列番号347;(b)配列番号348;または(c)配列番号1763を含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、sgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態43と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、(a)配列番号349を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;(b)配列番号349を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr;(c)配列番号350を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;または(d)配列番号350を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracrを含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、デュアルgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態44と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、配列:(a)配列番号351;(b)配列番号352;または(c)配列番号1764を含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、sgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態45と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、(a)配列番号353を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;(b)配列番号353を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr;(c)配列番号354を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;または(d)配列番号354を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracrを含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、デュアルgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態46と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、配列:(a)配列番号355;(b)配列番号356;または(c)配列番号1765を含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、sgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態47と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、(a)配列番号357を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;(b)配列番号357を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr;(c)配列番号358を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;または(d)配列番号358を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracrを含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、デュアルgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態48と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、配列:(a)配列番号359;(b)配列番号360;または(c)配列番号1766を含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、sgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態49と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、(a)配列番号361を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;(b)配列番号361を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr;(c)配列番号362を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;または(d)配列番号362を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracrを含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、デュアルgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態50と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、配列:(a)配列番号363;(b)配列番号364;または(c)配列番号1767を含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、sgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態51と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、(a)配列番号365を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;(b)配列番号365を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr;(c)配列番号366を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;または(d)配列番号366を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracrを含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、デュアルgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態52と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、配列:(a)配列番号367;(b)配列番号368;または(c)配列番号1768を含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、sgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態53と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、(a)配列番号369を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;(b)配列番号369を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr;(c)配列番号370を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;または(d)配列番号370を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracrを含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、デュアルgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態54と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、配列:(a)配列番号371;(b)配列番号372;または(c)配列番号1769を含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、sgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態55と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、(a)配列番号373を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;(b)配列番号373を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr;(c)配列番号374を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;または(d)配列番号374を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracrを含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、デュアルgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態56と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、配列:(a)配列番号375;(b)配列番号376;または(c)配列番号1770を含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、sgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態57と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、(a)配列番号377を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;(b)配列番号377を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr;(c)配列番号378を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;または(d)配列番号378を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracrを含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、デュアルgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態58と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、配列:(a)配列番号379;(b)配列番号380;または(c)配列番号1771を含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、sgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態59と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、(a)配列番号381を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;(b)配列番号381を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr;(c)配列番号382を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;または(d)配列番号382を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracrを含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、デュアルgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態60と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、配列:(a)配列番号383;(b)配列番号384;または(c)配列番号1772を含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、sgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態61と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、(a)配列番号385を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;(b)配列番号385を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr;(c)配列番号386を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;または(d)配列番号386を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracrを含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、デュアルgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態62と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、配列:(a)配列番号387;(b)配列番号388;または(c)配列番号1773を含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、sgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態63と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、(a)配列番号389を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;(b)配列番号389を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr;(c)配列番号390を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;または(d)配列番号390を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracrを含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、デュアルgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態64と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、配列:(a)配列番号391;(b)配列番号392;または(c)配列番号1774を含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、sgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態65と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、(a)配列番号393を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;(b)配列番号393を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr;(c)配列番号394を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;または(d)配列番号394を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracrを含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、デュアルgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態66と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、配列:(a)配列番号395;(b)配列番号396;または(c)配列番号1775を含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、sgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態67と称される)。
他の好ましい実施形態において、本発明は、(a)配列番号397を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;(b)配列番号397を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr;(c)配列番号398を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;または(d)配列番号398を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracrを含む、例えばそれからなるgRNA分子(例えば、デュアルgRNA分子である)を提供する(本発明のこの概要ではgRNA分子の実施形態68と称される)。
前述の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明はgRNA分子を提供し、ここで、gRNA分子を含むCRISPRシステム(例えば、本明細書に記載されるとおりのRNP)が細胞に導入されると、インデルは、gRNA分子の標的化ドメインと相補的な標的配列にまたはその近傍に形成される。+58エンハンサー領域の標的配列に相補的な標的化ドメインを含む実施形態におけるものを含め、実施形態において、インデルはGATA−1および/またはTAL−1結合部位のヌクレオチドを含まない。実施形態において、インデルはGATA−1および/またはTAL−1のその結合部位への結合を妨げない。前述の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明はgRNA分子を提供し、ここで、gRNA分子を含むCRISPRシステム(例えば、本明細書に記載されるとおりのRNP)が細胞の集団に導入されると、インデルは、集団の細胞の少なくとも約40%、例えば少なくとも約50%、例えば少なくとも約60%、例えば少なくとも約70%、例えば少なくとも約80%、例えば少なくとも約90%、例えば少なくとも約95%、例えば少なくとも約96%、例えば少なくとも約97%、例えば少なくとも約98%、例えば少なくとも約99%において、gRNA分子の標的化ドメインと相補的な標的配列にまたはその近傍に形成される。前述の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明はgRNA分子を提供し、ここで、gRNA分子を含むCRISPRシステム(例えば、本明細書に記載されるとおりのRNP)が細胞の集団に導入されると、GATA−1および/またはTAL−1結合部位のヌクレオチドを含まないインデルは、集団の細胞の少なくとも約20%、例えば少なくとも約30%、例えば少なくとも約35%、例えば少なくとも約40%、例えば少なくとも約45%、例えば少なくとも約50%、例えば少なくとも約55%、例えば少なくとも約60%、例えば少なくとも約65%、例えば少なくとも約70%、例えば少なくとも約75%、例えば少なくとも約80%、例えば少なくとも約85%、例えば少なくとも約90%、例えば少なくとも約95%、例えば少なくとも約99%において、gRNA分子の標的化ドメインと相補的な標的配列にまたはその近傍に形成される。前述の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、インデルは、図25、表15、表26、表27または表37のいずれかに挙げられるインデルである。実施形態において、集団の細胞の少なくとも約30%、例えば少なくとも約40%、例えば少なくとも約50%、例えば少なくとも約60%、例えば少なくとも約70%、例えば少なくとも約80%、例えば少なくとも約90%、例えば少なくとも約95%、例えば少なくとも約96%、例えば少なくとも約97%、例えば少なくとも約98%、例えば少なくとも約99%において、インデルは、図25、表15、表26、表27または表37のいずれかに挙げられるインデルである。実施形態において、前記細胞の集団中において最も高頻度で検出される3つのインデルには、図25、表15、表26、表27または表37のいずれかに挙げられる任意のgRNA分子に関連するインデルが含まれる。実施形態において、インデル(または上位インデルのパターン)は、例えば当該技術分野で記載されるとおりの次世代シーケンシング(NGS)によって計測されるとおりである。前述の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明はgRNA分子を提供し、ここで、gRNA分子を含むCRISPRシステム(例えば、本明細書に記載されるとおりのRNP)が細胞に導入されると、例えば、HPCS細胞、例えばCD34+細胞でアッセイされる、例えば次世代シーケンシングおよび/またはヌクレオチド挿入アッセイによって検出可能なとおりのオフターゲットインデルは、前記細胞において形成されない。前述の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明はgRNA分子を提供し、ここで、gRNA分子を含むCRISPRシステム(例えば、本明細書に記載されるとおりのRNP)が細胞の集団に導入されると、例えば、HPSC細胞の集団、例えばCD34+細胞の集団でアッセイされる、例えば次世代シーケンシングおよび/またはヌクレオチド挿入アッセイによって検出可能なとおりのオフターゲットインデルは、細胞の集団の約5%超、例えば約1%超、例えば約0.1%超、例えば約0.01%超の細胞において検出されない。
前述の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明はgRNA分子を提供し、ここで、gRNA分子を含むCRISPRシステム(例えば、本明細書に記載されるとおりのRNP)が細胞に導入されると、胎児ヘモグロビンの発現は、前記細胞またはその子孫、例えばその赤血球系子孫、例えばその赤血球細胞子孫において増加する。実施形態において、前記細胞またはその子孫、例えばその赤血球系子孫、例えばその赤血球細胞子孫において胎児ヘモグロビンの発現は、少なくとも約20%、例えば少なくとも約30%、例えば少なくとも約40%、例えば少なくとも約50%、例えば少なくとも約60%、例えば少なくとも約70%、例えば少なくとも約80%、例えば少なくとも約90%、例えば少なくとも約95%、例えば少なくとも約96%、例えば少なくとも約97%、例えば少なくとも約98%、例えば少なくとも約99%増加する。実施形態において、前記細胞またはその子孫、例えばその赤血球系子孫、例えばその赤血球細胞子孫は1細胞当たり少なくとも約6ピコグラム(例えば、少なくとも約7ピコグラム、少なくとも約8ピコグラム、少なくとも約9ピコグラム、少なくとも約10ピコグラム、または約8〜約9ピコグラム、または約9〜約10ピコグラム)の胎児ヘモグロビンを産生する。前述の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明はgRNA分子を提供し、ここで、gRNA分子を含むCRISPRシステム(例えば、本明細書に記載されるとおりのRNP)が細胞に導入されると、胎児ヘモグロビン(例えば、γグロビン)mRNAのレベルは、前記細胞またはその子孫、例えばその赤血球系子孫、例えばその赤血球細胞子孫において増加する。前述の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明はgRNA分子を提供し、ここで、gRNA分子を含むCRISPRシステム(例えば、本明細書に記載されるとおりのRNP)が細胞に導入されると、BCL11a mRNAの発現は、前記細胞またはその子孫、例えばその赤血球系子孫、例えばその赤血球細胞子孫において増加する。前述の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明はgRNA分子を提供し、ここで、gRNA分子を含むCRISPRシステム(例えば、本明細書に記載されるとおりのRNP)が細胞に導入されると、BCL11a mRNAのレベルは、前記細胞またはその子孫、例えばその赤血球系子孫、例えばその赤血球細胞子孫において低下する。
細胞に言及する前述の態様および実施形態のいずれにおいても、細胞は哺乳動物細胞、霊長類細胞またはヒト細胞であり(または細胞の集団はそれを含み)、例えばヒト細胞またはヒト細胞の集団である。実施形態において、細胞はHSPCであり(または細胞の集団はそれを含み)、例えばCD34+であり、例えばCD34+CD90+である。実施形態において、細胞(または細胞の集団)は、前記細胞の投与を受ける患者にとって自己由来である。他の実施形態において、細胞(または細胞の集団)は、前記細胞の投与を受ける患者にとって同種異系由来である。
別の態様において、本発明は、1)本明細書に記載される1つ以上のgRNA分子(第1のgRNA分子を含む)、例えば前出の態様および実施形態のいずれかの1つ以上のgRNA分子、およびCas9分子、例えば本明細書に記載されるとおりのCas9分子;2)本明細書に記載される1つ以上のgRNA分子(第1のgRNA分子を含む)、例えば前出の態様および実施形態のいずれかの1つ以上のgRNA分子、およびCas9分子(本明細書に記載される)をコードする核酸;3)本明細書に記載される1つ以上のgRNA分子(第1のgRNA分子を含む)、例えば前出の態様および実施形態のいずれかの1つ以上のgRNA分子をコードする核酸、およびCas9分子(本明細書に記載される);4)本明細書に記載される1つ以上のgRNA分子(第1のgRNA分子を含む)、例えば前出の態様および実施形態のいずれかの1つ以上のgRNA分子をコードする核酸、およびCas9分子(本明細書に記載される)をコードする核酸;または5)上記1)〜4)のいずれか、および鋳型核酸;または6)上記1)〜4)のいずれか、および鋳型核酸をコードする配列を含む核酸を含む組成物を提供する。
好ましい実施形態において、本発明は、第1のgRNA分子(例えば、本明細書に記載されるもの、例えば、前出のgRNA分子の態様および実施形態のいずれかの第1のgRNA分子)を含み、さらにCas9分子(本明細書に記載される)を含む組成物を提供する。
実施形態において、Cas9分子は活性または不活性化膿レンサ球菌(s.pyogenes)Cas9である。実施形態において、Cas9分子は配列番号6611を含む。実施形態において、Cas9分子は、(a)配列番号7821;(b)配列番号7822;(c)配列番号7823;(d)配列番号7824;(e)配列番号7825;(f)配列番号7826;(g)配列番号7827;(h)配列番号7828;(i)配列番号7829;(j)配列番号7830;または(k)配列番号7831を含む、例えばそれからなる。
好ましい実施形態において、第1のgRNA分子およびCas9分子はリボ核タンパク質複合体(RNP)に存在する。
実施形態において、本発明は、第2のgRNA分子;第2のgRNA分子および第3のgRNA分子;または第2のgRNA分子、任意選択で第3のgRNA分子、および任意選択で第4のgRNA分子をさらに含む組成物、例えば前出の態様および実施形態のいずれかの組成物を提供し、ここで、第2のgRNA分子、任意選択の第3のgRNA分子、および任意選択の第4のgRNA分子は、本明細書に記載されるgRNA分子、例えば、前出のgRNA分子の態様および実施形態のいずれかのgRNA分子のgRNA分子であり、ここで、組成物の各gRNA分子は異なる標的配列に相補的である。
実施形態において、第1のgRNA分子、第2のgRNA分子、任意選択の第3のgRNA分子、および任意選択の第4のgRNA分子の2つ以上は、同じ遺伝子内または領域内の標的配列に相補的である。実施形態において、第1のgRNA分子、第2のgRNA分子、任意選択の第3のgRNA分子、および任意選択の第4のgRNA分子は、20000ヌクレオチド以下、10000ヌクレオチド以下、6000以下、5000ヌクレオチド以下、4000以下、1000ヌクレオチド以下、500ヌクレオチド以下、400ヌクレオチド以下、300ヌクレオチド以下、200ヌクレオチド以下、100ヌクレオチド以下、90ヌクレオチド以下、80ヌクレオチド以下、70ヌクレオチド以下、60ヌクレオチド以下、50ヌクレオチド以下、40ヌクレオチド以下、30ヌクレオチド以下、20ヌクレオチド以下または10ヌクレオチド以下離れた標的配列に相補的である。
他の実施形態において、第1のgRNA分子、第2のgRNA分子、任意選択の第3のgRNA分子、および任意選択の第4のgRNA分子の2つ以上は、異なる遺伝子内または領域内の標的配列に相補的である。
前述の組成物の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明は、第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とを含む組成物を提供し、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、
(a)gRNA分子の実施形態4のgRNA分子から独立して選択され、かつ異なる標的配列に相補的であるか;
(b)gRNA分子の実施形態5のgRNA分子から独立して選択され、かつ異なる標的配列に相補的であるか;
c)gRNA分子の実施形態6のgRNA分子から独立して選択され、かつ異なる標的配列に相補的であるか;または
(d)gRNA分子の実施形態7のgRNA分子から独立して選択され、かつ異なる標的配列に相補的であるか;または
(e)gRNA分子の実施形態41〜56のいずれかのgRNA分子から独立して選択され、かつ異なる標的配列に相補的である。
前述の組成物の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明は、第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とを含む組成物を提供し、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、
(a)gRNA分子の実施形態10のgRNA分子から独立して選択され、かつ異なる標的配列に相補的であるか;または
(b)gRNA分子の実施形態11のgRNA分子から独立して選択され、かつ異なる標的配列に相補的である。
前述の組成物の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明は、第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とを含む組成物を提供し、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、
(a)gRNA分子の実施形態13のgRNA分子から独立して選択され、かつ異なる標的配列に相補的であるか;または
(b)gRNA分子の実施形態14のgRNA分子から独立して選択され、かつ異なる標的配列に相補的である。
前述の組成物の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明は、第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とを含む組成物を提供し、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、
(a)gRNA分子の実施形態16のgRNA分子から独立して選択され、かつ異なる標的配列に相補的であるか;
(b)gRNA分子の実施形態17のgRNA分子から独立して選択され、かつ異なる標的配列に相補的であるか;
(c)gRNA分子の実施形態18のgRNA分子から独立して選択され、かつ異なる標的配列に相補的であるか;または
(d)gRNA分子の実施形態57〜68のいずれかのgRNA分子から独立して選択され、かつ異なる標的配列に相補的である。
前述の組成物の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明は、第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とを含む組成物を提供し、
(1)第1のgRNA分子は、(a)gRNA分子の実施形態4のgRNA分子から選択されるか、(b)gRNA分子の実施形態5のgRNA分子から選択されるか、(c)gRNA分子の実施形態6のgRNA分子から選択されるか、(d)gRNA分子の実施形態7のgRNA分子から選択されるか、または(e)gRNA分子の実施形態41〜56のいずれかのgRNA分子から選択され;および
(2)第2のgRNA分子は、(a)gRNA分子の実施形態10のgRNA分子から選択されるか、または(b)gRNA分子の実施形態11のgRNA分子から選択される。
前述の組成物の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明は、第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とを含む組成物を提供し、
(1)第1のgRNA分子は、(a)gRNA分子の実施形態4のgRNA分子から選択されるか、(b)gRNA分子の実施形態5のgRNA分子から選択されるか、(c)gRNA分子の実施形態6のgRNA分子から選択されるか、(d)gRNA分子の実施形態7のgRNA分子から選択されるか、または(e)gRNA分子の実施形態41〜56のいずれかのgRNA分子から選択され;および
(2)第2のgRNA分子は、(a)gRNA分子の実施形態13のgRNA分子から選択され、(b)gRNA分子の実施形態14のgRNA分子から選択される。
前述の組成物の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明は、第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とを含む組成物を提供し、
(1)第1のgRNA分子は、(a)gRNA分子の実施形態4のgRNA分子から選択されるか、(b)gRNA分子の実施形態5のgRNA分子から選択されるか、(c)gRNA分子の実施形態6のgRNA分子から選択されるか、(d)gRNA分子の実施形態7のgRNA分子から選択されるか、または(e)gRNA分子の実施形態41〜56のいずれかのgRNA分子から選択され;および
(2)第2のgRNA分子は、(a)gRNA分子の実施形態16のgRNA分子から選択されるか、(b)gRNA分子の実施形態17のgRNA分子から選択されるか、(c)gRNA分子の実施形態18のgRNA分子から選択されるか、または(d)gRNA分子の実施形態57〜68のいずれかのgRNA分子から選択される。
前述の組成物の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明は、第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とを含む組成物を提供し、
(1)第1のgRNA分子は、(a)gRNA分子の実施形態10のgRNA分子から選択されるか、または(b)gRNA分子の実施形態11のgRNA分子から選択され;および
(2)第2のgRNA分子は、(a)gRNA分子の実施形態13のgRNA分子から選択され、(b)gRNA分子の実施形態14のgRNA分子から選択される。
前述の組成物の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明は、第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とを含む組成物を提供し、
(1)第1のgRNA分子は、(a)gRNA分子の実施形態10のgRNA分子から選択されるか、または(b)gRNA分子の実施形態11のgRNA分子から選択され;および
(2)第2のgRNA分子は、(a)gRNA分子の実施形態16のgRNA分子から選択されるか、(b)gRNA分子の実施形態17のgRNA分子から選択されるか、(c)gRNA分子の実施形態18のgRNA分子から選択されるか、または(d)gRNA分子の実施形態57〜68のいずれかのgRNA分子から選択される。
前述の組成物の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明は、第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とを含む組成物を提供し、
(1)第1のgRNA分子は、(a)gRNA分子の実施形態13のgRNA分子から選択され、(b)gRNA分子の実施形態14のgRNA分子から選択され;および
(2)第2のgRNA分子は、(a)gRNA分子の実施形態16のgRNA分子から選択されるか、(b)gRNA分子の実施形態17のgRNA分子から選択されるか、(c)gRNA分子の実施形態18のgRNA分子から選択されるか、または(d)gRNA分子の実施形態57〜68のいずれかのgRNA分子から選択される。
前述の組成物の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明は、第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とを含む組成物を提供し、
(1)第1のgRNA分子は、(a)gRNA分子の実施形態16のgRNA分子から選択されるか、(b)gRNA分子の実施形態17のgRNA分子から選択されるか、(c)gRNA分子の実施形態18のgRNA分子から選択されるか、または(d)gRNA分子の実施形態57〜68のいずれかのgRNA分子から選択され;および(2)第2のgRNA分子は、βグロビン遺伝子の標的配列と相補的な標的化ドメインを含むか;または
(1)第1のgRNA分子は、(a)gRNA分子の実施形態4のgRNA分子から選択されるか、(b)gRNA分子の実施形態5のgRNA分子から選択されるか、(c)gRNA分子の実施形態6のgRNA分子から選択されるか、(d)gRNA分子の実施形態7のgRNA分子から選択されるか、(e)gRNA分子の実施形態41〜56のいずれかのgRNA分子から選択されるか、(f)gRNA分子の実施形態10のgRNA分子から選択されるか、(g)gRNA分子の実施形態11のgRNA分子から選択されるか、(h)gRNA分子の実施形態13のgRNA分子から選択されるか、または(i)gRNA分子の実施形態14のgRNA分子から選択され;および(2)第2のgRNA分子は、βグロビン遺伝子の標的配列に相補的な標的化ドメインを含む。
前述の組成物の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明は、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子がgRNA分子の実施形態41〜68のいずれかのgRNA分子から独立して選択される組成物を提供する。
本組成物の実施形態において、組成物のgRNA分子成分に関して、本組成物は第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とからなる。
本組成物の実施形態において、前記gRNA分子の各々は、本明細書に記載されるCas9分子と共にリボ核タンパク質複合体(RNP)中にある。
前述の組成物の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明は、鋳型核酸をさらに含む組成物を提供し、鋳型核酸は、第1のgRNA分子の標的配列にまたはその近傍にあるヌクレオチドに対応するヌクレオチドを含む。実施形態において、鋳型核酸は、(a)ヒトβグロビン、例えば突然変異G16D、E22AおよびT87Qの1つ以上を含むヒトβグロビン、もしくはその断片;または(b)ヒトγグロビン、もしくはその断片をコードする核酸を含む。
前述の組成物の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本組成物は、エレクトロポレーションに好適、例えばHSPC細胞へのエレクトロポレーションに好適な媒体中に製剤化される。1つ以上のgRNA分子を含む本組成物の実施形態において、前記gRNA分子の各々は、本明細書に記載されるCas9分子と共にRNP中にあり、および前記RNPの各々は、約10μM未満、例えば約3μM未満、例えば約1μM未満、例えば約0.5μM未満、例えば約0.3μM未満、例えば約0.1μM未満の濃度である。
別の態様において、本発明は、本明細書に記載される1つ以上のgRNA分子、例えば、前出の態様および実施形態のいずれかのgRNA分子をコードする核酸配列を提供する。実施形態において、本核酸は、1つ以上のgRNA分子をコードする配列に作動可能に連結されたプロモーター、例えば、RNAポリメラーゼIIまたはRNAポリメラーゼIIIによって認識されるプロモーター、例えばU6プロモーターまたはHIプロモーターを含む。実施形態において、本核酸は、Cas9分子、例えば、本明細書に記載されるCas9分子、例えば、配列番号6611、配列番号7821、配列番号7822、配列番号7823、配列番号7824、配列番号7825、配列番号7826、配列番号7827、配列番号7828、配列番号7829、配列番号7830、または配列番号7831のいずれかを含む(例えば、それからなる)Cas9分子をさらにコードする。実施形態において、本核酸は、Cas9分子をコードする配列に作動可能に連結されたプロモーター、例えば、EF−1プロモーター、CMV IE遺伝子プロモーター、EF−1αプロモーター、ユビキチンCプロモーター、またはホスホグリセリン酸キナーゼ(PGK)プロモーターを含む。
別の態様において、本発明は、前出の核酸の態様および実施形態のいずれかの核酸を含むベクターを提供する。実施形態において、本ベクターは、レンチウイルスベクター、アデノウイルスベクター、アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクター、単純ヘルペスウイルス(HSV)ベクター、プラスミド、ミニサークル、ナノプラスミド、およびRNAベクターからなる群から選択される。
別の態様において、本発明は、細胞(例えば、細胞の集団)を前記細胞内の標的配列でまたはその近傍で改変する(例えば、核酸の構造(例えば、配列)を改変する)方法であって、前記細胞(例えば、細胞の集団)を、1)前出のgRNA分子の態様および実施形態のいずれかの1つ以上のgRNA分子、およびCas9分子(例えば、本明細書に記載される);2)前出のgRNA分子の態様および実施形態のいずれかの1つ以上のgRNA分子、およびCas9分子(例えば、本明細書に記載される)をコードする核酸;3)前出のgRNA分子の態様および実施形態のいずれかの1つ以上のgRNA分子をコードする核酸、およびCas9分子(例えば、本明細書に記載される);4)前出のgRNA分子の態様および実施形態のいずれかの1つ以上のgRNA分子をコードする核酸、およびCas9分子(例えば、本明細書に記載される)をコードする核酸;5)上記1)〜4)のいずれか、および鋳型核酸;6)上記1)〜4)のいずれか、および鋳型核酸をコードする配列を含む核酸;7)前出の組成物の態様および実施形態のいずれかの組成物;または8)前出のベクターの態様および実施形態のいずれかのベクターと接触させる(例えば、それに導入する)ステップを含む方法を提供する。実施形態において、gRNA分子またはgRNA分子をコードする核酸と、Cas9分子またはCas9分子をコードする核酸とは、単一の組成物に製剤化される。他の実施形態において、gRNA分子またはgRNA分子をコードする核酸と、Cas9分子またはCas9分子をコードする核酸とは、2つ以上の組成物に製剤化される。2つ以上の組成物を含む実施形態において、2つ以上の組成物は同時にまたは逐次的に送達される。実施形態において、細胞は動物細胞、例えば、哺乳動物細胞、霊長類細胞またはヒト細胞である。実施形態において、細胞は造血幹細胞・前駆細胞(HSPC)(例えば、HSPCの集団)であり、例えば細胞はCD34+細胞であり、例えば細胞はCD34+CD90+細胞である。実施形態において、細胞は、CD34+細胞に関して富化された細胞の集団を含む組成物中に配置される。実施形態において、細胞(例えば、細胞の集団)は骨髄、動員末梢血または臍帯血から単離されている。実施形態において、細胞は、前記細胞の投与を受ける患者にとって自己由来である。他の実施形態において、細胞は、前記細胞の投与を受ける患者にとって同種異系由来である。実施形態において、本方法は、1つ以上のgRNA分子の標的化ドメインと相補的なゲノムDNA配列にまたはその近傍にインデル、例えば、図25、表15、表26、表27または表37に示されるインデル、例えば、図25、表15、表26、表27または表37に示されるとおりのgRNA分子の標的化ドメインに関連するインデルをもたらす。実施形態において、インデルは、約40ヌクレオチド未満、例えば30ヌクレオチド未満、例えば20ヌクレオチド未満、例えば10ヌクレオチド未満の挿入または欠失であり、例えば、単一のヌクレオチド欠失である。実施形態において、本方法は、集団の少なくとも約50%、例えば少なくとも約60%、例えば少なくとも約70%、例えば少なくとも約80%、例えば少なくとも約90%(例えば、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、または少なくとも約99%)の細胞が改変されている、例えばインデルを含む細胞の集団をもたらす。実施形態において、本方法(例えば、細胞の集団、例えば本明細書に記載される細胞の集団に対して実施される方法)は、赤血球系統の分化細胞(例えば、赤血球細胞)への分化能を有する細胞(例えば、細胞の集団)をもたらし、ここで、前記分化細胞は、例えば非改変細胞(例えば、細胞の集団)と比べて胎児ヘモグロビンの増加したレベルを呈する。実施形態において、本方法は、分化細胞の集団、例えば、赤血球系統の細胞の集団(例えば、赤血球細胞の集団)への分化能を有する細胞の集団をもたらし、ここで、前記分化細胞の集団は、例えば非改変細胞の集団と比べてF細胞の増加した(例えば、少なくとも約15%、少なくとも約20%、少なくとも約25%、少なくとも約30%、または少なくとも約40%高い)割合を有する。実施形態において、本方法は、分化細胞、例えば赤血球系統の細胞(例えば、赤血球細胞)への分化能を有する細胞をもたらし、ここで、前記分化細胞は1細胞当たり少なくとも約6ピコグラム(例えば、少なくとも約7ピコグラム、少なくとも約8ピコグラム、少なくとも約9ピコグラム、少なくとも約10ピコグラム、または約8〜約9ピコグラム、または約9〜約10ピコグラム)の胎児ヘモグロビンを産生する。実施形態において、本方法はエキソビボで実施される。他の実施形態において、本方法はインビボで実施される。
別の態様において、本発明は、前出の方法の態様および実施形態のいずれかの細胞を改変する方法によって改変された細胞を提供する。
別の態様において、本発明は、前出の方法の態様および実施形態のいずれかの細胞を改変する方法によって得ることが可能な細胞を提供する。
別の態様において、本発明は、第1のgRNA分子、例えば、本明細書に記載される第1のgRNA分子、例えば、前出のgRNA分子の態様および実施形態のいずれかの第1のgRNA分子、または組成物、例えば、本明細書に記載される組成物、例えば、前出の組成物の態様および実施形態のいずれかの組成物、核酸、例えば、本明細書に記載される核酸、例えば、前出の核酸の態様および実施形態のいずれかの核酸、またはベクター、例えば、本明細書に記載されるベクター、例えば、前出のベクターの態様および実施形態のいずれかのベクターを含む細胞を提供する。実施形態において、本細胞は、Cas9分子、例えば、本明細書に記載されるCas9分子、例えば、配列番号6611、配列番号7821、配列番号7822、配列番号7823、配列番号7824、配列番号7825、配列番号7826、配列番号7827、配列番号7828、配列番号7829、配列番号7830、または配列番号7831のいずれかを含む、例えばそれからなるCas9分子をさらに含む。実施形態において、細胞は、第2のgRNA分子、例えば、本明細書に記載される第2のgRNA分子、例えば、前出のgRNA分子の態様および実施形態のいずれかの第2のgRNA分子、または第2のgRNA分子をコードする、例えば、本明細書に記載される第2のgRNA分子をコードする、例えば、前出のgRNA分子の態様および実施形態のいずれかの第2のgRNA分子をコードする核酸を含むか、それを含んでいたか、またはそれを含むことになり、ここで、第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とは同一でない標的化ドメインを含む。実施形態において、胎児ヘモグロビンの発現は、gRNA分子を含むように修飾されていない同じ細胞型の細胞またはその子孫と比べて前記細胞またはその子孫(例えば、その赤血球系子孫、例えば、その赤血球細胞子孫)において増加する。実施形態において、本細胞は、分化細胞、例えば赤血球系統の細胞(例えば、赤血球細胞)への分化能を有し、ここで、前記分化細胞は、例えばgRNA分子を含むように修飾されていない同じ型の細胞と比べて胎児ヘモグロビンの増加したレベルを呈する。実施形態において、分化細胞(例えば、赤血球系統の細胞、例えば、赤血球細胞)は、例えばgRNA分子を含むように修飾されていない同じ型の細胞と比べて少なくとも約6ピコグラム(例えば、少なくとも約7ピコグラム、少なくとも約8ピコグラム、少なくとも約9ピコグラム、少なくとも約10ピコグラム、または約8〜約9ピコグラム、または約9〜約10ピコグラム)の胎児ヘモグロビンを産生する。実施形態において、本細胞は、幹細胞増殖剤、例えば、本明細書に記載されるもの、例えば、化合物1、化合物2、化合物3、化合物4、またはこれらの組み合わせ(例えば、化合物1および化合物4)である幹細胞増殖剤、例えば、化合物4である幹細胞増殖剤と接触させたもの、例えばエキソビボで接触させたものである。前述の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本細胞は、そこに導入されたgRNA分子(本明細書に記載されるとおりのもの、例えば、前述の態様および実施形態のいずれかのgRNA分子)の標的化ドメインと相補的なゲノムDNA配列にまたはその近傍にインデル、例えば、図25、表15、表26、表27または表37に示されるインデル、例えば、そこに導入されたgRNA分子(本明細書に記載されるとおりのもの、例えば、前述の態様および実施形態のいずれかのgRNA分子)に関連する図25、表15、表26、表27または表37に示されるインデルを含む。実施形態において、インデルは、約40ヌクレオチド未満、例えば30ヌクレオチド未満、例えば20ヌクレオチド未満、例えば10ヌクレオチド未満の挿入または欠失であり、例えば、インデルは単一のヌクレオチド欠失である。前述の細胞の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本細胞は動物細胞であり、例えば、本細胞は哺乳動物細胞、霊長類細胞またはヒト細胞である。前述の細胞の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本細胞は造血幹細胞・前駆細胞(HSPC)(例えば、HSPCの集団)であり、例えば、本細胞はCD34+細胞であり、例えば、本細胞はCD34+CD90+細胞である。前述の細胞の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本細胞(例えば、細胞の集団)は骨髄、動員末梢血または臍帯血から単離されている。前述の細胞の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本細胞は、前記細胞の投与を受ける患者にとって自己由来である。実施形態において、本細胞は、前記細胞の投与を受ける患者にとって同種異系由来である。
別の態様において、本発明は、前出の細胞の態様および実施形態のいずれかの細胞を含む細胞の集団を提供する。実施形態において、本集団の少なくとも約50%、例えば少なくとも約60%、例えば少なくとも約70%、例えば少なくとも約80%、例えば少なくとも約90%(例えば、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、または少なくとも約99%)の細胞が前出の細胞の態様および実施形態のいずれかに係る細胞である。実施形態において、本細胞の集団は、分化細胞の集団、例えば、赤血球系統の細胞の集団(例えば、赤血球細胞の集団)への分化能を有し、ここで、前記分化細胞の集団は、例えば同じ型の非修飾細胞の集団と比べてF細胞の増加した(例えば、少なくとも約15%、少なくとも約20%、少なくとも約25%、少なくとも約30%、または少なくとも約40%高い)割合を有する。実施形態において、分化細胞の集団のF細胞は1細胞当たり平均で少なくとも約6ピコグラム(例えば、少なくとも約7ピコグラム、少なくとも約8ピコグラム、少なくとも約9ピコグラム、少なくとも約10ピコグラム、または約8〜約9ピコグラム、または約9〜約10ピコグラム)の胎児ヘモグロビンを産生する。実施形態において、本集団は、1)少なくとも1e6 CD34+細胞/細胞を投与する患者の体重kg;2)少なくとも2e6 CD34+細胞/細胞を投与する患者の体重kg;3)少なくとも3e6 CD34+細胞/細胞を投与する患者の体重kg;4)少なくとも4e6 CD34+細胞/細胞を投与する患者の体重kg;または5)2e6〜10e6 CD34+細胞/細胞を投与する患者の体重kgを含む。実施形態において、本集団の少なくとも約40%、例えば少なくとも約50%(例えば、少なくとも約60%、少なくとも約70%、少なくとも約80%、または少なくとも約90%)の細胞がCD34+細胞である。実施形態において、本集団の細胞の少なくとも約10%、例えば少なくとも約15%、例えば少なくとも約20%、例えば少なくとも約30%は、CD34+CD90+細胞である。実施形態において、本細胞の集団は、骨髄、末梢血(例えば、動員末梢血)、臍帯血、または人工多能性幹細胞(iPSC)に由来する。好ましい実施形態において、本細胞の集団は骨髄に由来する。実施形態において、本細胞の集団は、哺乳動物細胞、例えばヒト細胞を含む、例えばそれからなる。実施形態において、本細胞の集団は、それが投与される患者にとって自己由来である。他の実施形態において、細胞の集団は、それが投与される患者にとって同種異系由来である。
別の態様において、本発明は、前出の細胞の態様および実施形態のいずれかの細胞、または前出の細胞の集団の態様および実施形態のいずれかの細胞の集団を含む組成物を提供する。実施形態において、本組成物は、薬学的に許容可能な媒体、例えば、凍結保存に好適な薬学的に許容可能な媒体を含む。
別の態様において、本発明は、前出の細胞の態様および実施形態のいずれかの細胞、前出の細胞の集団の態様および実施形態のいずれかの細胞の集団、または前出の組成物の態様および実施形態のいずれかの組成物を患者に投与するステップを含む、異常ヘモグロビン症を治療する方法を提供する。実施形態において、異常ヘモグロビン症はサラセミア、例えば、β−サラセミア、または鎌状赤血球症である。
別の態様において、本発明は、前出の細胞の態様および実施形態のいずれかの細胞、前出の細胞の集団の態様および実施形態のいずれかの細胞の集団、または前出の組成物の態様および実施形態のいずれかの組成物を患者に投与するステップを含む、哺乳動物における胎児ヘモグロビン発現を増加させる方法を提供する。
別の態様において、本発明は、(a)細胞(例えば、細胞の集団)(例えば、HSPC(例えば、HSPCの集団))を提供するステップ;(b)幹細胞増殖剤を含む細胞培養培地中で前記細胞(例えば、前記細胞の集団)をエキソビボで培養するステップ;および(c)第1のgRNA分子(例えば、本明細書に記載されるもの、例えば、前出のgRNA分子の態様および実施形態のいずれかのgRNA分子)、第1のgRNA分子(例えば、本明細書に記載されるもの、例えば、前出のgRNA分子の態様および実施形態のいずれかのgRNA分子)をコードする核酸分子、組成物(例えば、本明細書に記載されるもの、例えば、前出の組成物の態様および実施形態のいずれかの組成物)、核酸(例えば、本明細書に記載されるもの、例えば、前出の核酸の態様および実施形態のいずれかの核酸)、またはベクター(例えば、本明細書に記載されるもの、例えば、前出のベクターの態様および実施形態のいずれかのベクター)を前記細胞に導入するステップを含む、細胞(例えば、細胞の集団)を調製する方法を提供する。前記方法の実施形態において、前記ステップ(c)の導入の後、前記細胞(例えば、細胞の集団)は、分化細胞(例えば、分化細胞の集団)、例えば、赤血球系統の細胞(例えば、赤血球系統の細胞の集団)、例えば、赤血球細胞(例えば、赤血球細胞の集団)への分化能を有し、ここで、前記分化細胞(例えば、分化細胞の集団)は、例えばステップ(c)に供されていない同じ細胞と比べて増加した胎児ヘモグロビンを産生する。前述の方法の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、幹細胞増殖剤は、化合物1、化合物2、化合物3、化合物4またはこれらの組み合わせ(例えば、化合物1および化合物4)であり、例えば化合物4である。前述の方法の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、細胞培養培地は、トロンボポエチン(Tpo)、Flt3リガンド(Flt−3L)、およびヒト幹細胞因子(SCF)を含む。前述の方法の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、細胞培養培地はヒトインターロイキン−6(IL−6)をさらに含む。前述の方法の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、細胞培養培地は、トロンボポエチン(Tpo)、Flt3リガンド(Flt−3L)、およびヒト幹細胞因子(SCF)をそれぞれ約10ng/mL〜約1000ng/mLの範囲の濃度、例えばそれぞれ約50ng/mLの濃度、例えば50ng/mLの濃度で含む。前述の方法の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、細胞培養培地はヒトインターロイキン−6(IL−6)を約10ng/mL〜約1000ng/mLの範囲の濃度、例えば約50ng/mLの濃度、例えば50ng/mLの濃度で含む。前述の方法の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、細胞培養培地は幹細胞増殖剤を約1nM〜約1mMの範囲の濃度、例えば約1μM〜約100μMの範囲の濃度、例えば約50μM〜約75μMの範囲の濃度、例えば約50μMの濃度、例えば50μMの濃度、または約75μMの濃度、例えば75μMの濃度で含む。前述の方法の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、ステップ(b)の培養はステップ(c)の導入の前の培養期間を含み、例えば、ステップ(c)の導入の前の培養期間は少なくとも12時間であり、例えば約1日〜約3日の期間であり、例えば約1日〜約2日の期間であり、例えば約2日の期間である。前述の方法の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、ステップ(b)の培養はステップ(c)の導入の後の培養期間を含み、例えば、ステップ(c)の導入の後の培養期間は少なくとも12時間であり、例えば約1日〜約10日の期間であり、例えば約1日〜約5日の期間であり、例えば約2日〜約4日の期間であり、例えば約2日の期間であり、または約3日の期間であり、または約4日の期間である。前述の方法の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、細胞の集団は、例えばステップ(b)により培養されていない細胞と比べて少なくとも4倍、例えば、少なくとも5倍、例えば、少なくとも10倍増殖する。前述の方法の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、ステップ(c)の導入は、エレクトロポレーション、例えば、1〜5パルス、例えば1パルスを含むエレクトロポレーションを含み、ここで、各パルスは700ボルト〜2000ボルトの範囲のパルス電圧であり、かつ10ms〜100msの範囲のパルス持続時間を有する。前述の方法の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、エレクトロポレーションは1パルスを含む、例えばそれからなる。前述の方法の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、パルス電圧は1500〜1900ボルトの範囲であり、例えば1700ボルトである。前述の方法の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、パルス持続時間は10ms〜40msの範囲であり、例えば20msである。前述の方法の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、ステップ(a)で提供される細胞(例えば、細胞の集団)はヒト細胞(例えば、ヒト細胞の集団)である。前述の方法の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、ステップ(a)で提供される細胞(例えば、細胞の集団)は骨髄、末梢血(例えば、動員末梢血)、臍帯血、または人工多能性幹細胞(iPSC)、好ましくは骨髄から単離されたものである。前述の方法の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、ステップ(a)で提供される細胞(例えば、細胞の集団)は骨髄から単離されたもの、例えば、異常ヘモグロビン症に罹患している患者の骨髄から単離されたものである。前述の方法の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、ステップ(a)で提供される細胞の集団は、HSPC、例えばCD34+細胞に関して富化されている。前述の方法の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、ステップ(c)の導入の後、細胞(例えば、細胞の集団)は凍結保存される。前述の方法の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、ステップ(c)の導入の後、細胞(例えば、細胞の集団)は、第1のgRNA分子の標的化ドメインと相補的なゲノムDNA配列にまたはその近傍にインデル、例えば、図25、表15、表26、表27または表37に示されるインデル、例えば第1のgRNA分子に関連するとおりの図25、表15、表26、表27または表37に示されるインデルを含む。前述の方法の態様および実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、ステップ(c)の導入の後、細胞の集団の細胞の少なくとも約50%、少なくとも約60%、少なくとも約70%、少なくとも約80%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%または少なくとも約99%は、第1のgRNA分子の標的化ドメインと相補的なゲノムDNA配列にまたはその近傍にインデル、例えば、図25、表15、表26、表27または表37に示されるインデル、例えば第1のgRNA分子に関連するとおりの図25、表15、表26、表27または表37に示されるインデルを含む。
別の態様において、本発明は、前出の態様および実施形態のいずれかの細胞調製方法によって得ることが可能な細胞(例えば、細胞の集団)を提供する。別の態様において、本発明は、異常ヘモグロビン症(例えば、サラセミア(例えば、β−サラセミア)または鎌状赤血球症)を治療する方法であって、前記細胞(例えば、細胞の集団)を含む組成物をヒト患者に投与するステップを含む方法を提供する。別の態様において、本発明は、ヒト患者の胎児ヘモグロビン発現を増加させる方法であって、前記細胞(例えば、細胞の集団)を含む組成物を前記ヒト患者に投与するステップを含む方法を提供する。実施形態において、ヒト患者には、細胞(例えば、CD34+細胞、例えば、前出の態様および実施形態のいずれかの細胞調製方法によって得ることが可能な細胞)をヒト患者の体重1kg当たり少なくとも約1e6個含む、例えば、前出の態様および実施形態のいずれかの細胞調製方法によって得ることが可能なCD34+細胞をヒト患者の体重1kg当たり少なくとも約1e6個含む組成物が投与される。実施形態において、ヒト患者には、細胞(例えば、CD34+細胞、例えば、前出の態様および実施形態のいずれかの細胞調製方法によって得ることが可能な細胞)をヒト患者の体重1kg当たり少なくとも約2e6個含む、例えば、前出の態様および実施形態のいずれかの細胞調製方法によって得ることが可能なCD34+細胞をヒト患者の体重1kg当たり少なくとも約2e6個含む組成物が投与される。実施形態において、ヒト患者には、細胞(例えば、CD34+細胞、例えば、前出の態様および実施形態のいずれかの細胞調製方法によって得ることが可能な細胞)をヒト患者の体重1kg当たり約2e6〜約10e6個含む、例えば、前出の態様および実施形態のいずれかの細胞調製方法によって得ることが可能なCD34+細胞をヒト患者の体重1kg当たり少なくとも約2e6〜約10e6個含む組成物が投与される。
別の態様において、本発明は、薬剤として用いられる、本明細書に記載されるgRNA分子、例えば、前出のgRNA分子の態様および実施形態のいずれかのgRNA分子、本明細書に記載される組成物、例えば、前出の組成物の態様および実施形態のいずれかの組成物、本明細書に記載される核酸、例えば、前出の核酸の態様および実施形態のいずれかの核酸、本明細書に記載されるベクター、例えば、前出のベクターの態様および実施形態のいずれかのベクター、本明細書に記載される細胞、例えば、前出の細胞の態様および実施形態のいずれかの細胞、または本明細書に記載される細胞の集団、例えば、前出の細胞の集団の態様および実施形態のいずれかの細胞の集団を提供する。
別の態様において、本発明は、薬剤の製造に用いられる、本明細書に記載されるgRNA分子、例えば、前出のgRNA分子の態様および実施形態のいずれかのgRNA分子、本明細書に記載される組成物、例えば、前出の組成物の態様および実施形態のいずれかの組成物、本明細書に記載される核酸、例えば、前出の核酸の態様および実施形態のいずれかの核酸、本明細書に記載されるベクター、例えば、前出のベクターの態様および実施形態のいずれかのベクター、本明細書に記載される細胞、例えば、前出の細胞の態様および実施形態のいずれかの細胞、または本明細書に記載される細胞の集団、例えば、前出の細胞の集団の態様および実施形態のいずれかの細胞の集団を提供する。
別の態様において、本発明は、疾患の治療に用いられる、本明細書に記載されるgRNA分子、例えば、前出のgRNA分子の態様および実施形態のいずれかのgRNA分子、本明細書に記載される組成物、例えば、前出の組成物の態様および実施形態のいずれかの組成物、本明細書に記載される核酸、例えば、前出の核酸の態様および実施形態のいずれかの核酸、本明細書に記載されるベクター、例えば、前出のベクターの態様および実施形態のいずれかのベクター、本明細書に記載される細胞、例えば、前出の細胞の態様および実施形態のいずれかの細胞、または本明細書に記載される細胞の集団、例えば、前出の細胞の集団の態様および実施形態のいずれかの細胞の集団を提供する。
別の態様において、本発明は、疾患の治療に用いられる、本明細書に記載されるgRNA分子、例えば、前出のgRNA分子の態様および実施形態のいずれかのgRNA分子、本明細書に記載される組成物、例えば、前出の組成物の態様および実施形態のいずれかの組成物、本明細書に記載される核酸、例えば、前出の核酸の態様および実施形態のいずれかの核酸、本明細書に記載されるベクター、例えば、前出のベクターの態様および実施形態のいずれかのベクター、本明細書に記載される細胞、例えば、前出の細胞の態様および実施形態のいずれかの細胞、または本明細書に記載される細胞の集団、例えば、前出の細胞の集団の態様および実施形態のいずれかの細胞の集団を提供し、ここで、疾患は異常ヘモグロビン症、例えばサラセミア(例えば、β−サラセミア)または鎌状赤血球症である。
Bcl11a +58赤血球系エンハンサー領域のCas9編集。+58エンハンサー領域を標的とするcrRNAおよびtrRNAをリポフェクションによって送達した24時間後にHEK−293 Cas9GFPにおいてNGSにより検出された編集の割合。各ドットが異なるcrRNAを示し、trRNAは一定とした。ゲノム座標は、例えばhg38をリファレンスとした2番染色体上の位置を示す。(n=1) Bcl11a +62赤血球系エンハンサー領域のCas9編集。+62エンハンサー領域を標的とするcrRNAおよびtrRNAをリポフェクションによって送達した24時間後にHEK−293 Cas9GFPにおいてNGSにより検出された編集の割合。各ドットが異なるcrRNAを示し、trRNAは一定とした。ゲノム座標は、例えばhg38をリファレンスとした2番染色体上の位置を示す。(n=1) Cas9編集システム導入後の細胞の選択に関するゲーティング戦略。 Cas9編集システムで処理したCD34+細胞の遺伝子断片のアガロースゲル電気泳動(CD34+CD90+およびCD34+CD90−細胞集団の両方を、ソートしていない参照細胞と共に示す)。上側のバンドは切断されていないホモ二重鎖DNAを表し、下側のバンドはヘテロ二重鎖DNAから生じた切断産物を示す。一番左寄りのレーンはDNAラダーである。バンド強度はImageJソフトウェアによる未処理画像のピーク積分によって計算した。%遺伝子修飾(インデル)は以下のとおり計算したもの:%遺伝子修飾=100×(1−(1−切断割合)1/2)であり、ゲルの対応する各レーンの下に示す。 下線のヌクレオチドと相補的な標的化ドメインを含むsgRNA分子によって標的化されるゲノムDNAの部位を示す赤血球系エンハンサー領域。図は、配列番号2841を開示する。 CD34+ HSC細胞におけるsgEH1(CR00276)(A)によるインデル形成のNGS結果。挿入は大文字である。欠失は破線によって示す。切断部位近傍のマイクロホモロジー領域は太字下線で強調表示する。いずれも掲載順にそれぞれ、図6Aは配列番号2842〜2854を開示し、図6Bは配列番号2855〜2867を開示する。 CD34+ HSC細胞におけるsgEH2(CR00275)(B)によるインデル形成のNGS結果。挿入は大文字である。欠失は破線によって示す。切断部位近傍のマイクロホモロジー領域は太字下線で強調表示する。いずれも掲載順にそれぞれ、図6Aは配列番号2842〜2854を開示し、図6Bは配列番号2855〜2867を開示する。 CD34+ HSC細胞におけるsgEH8(CR00273)(C)によるインデル形成のNGS結果。挿入は大文字である。欠失は破線によって示す。切断部位近傍のマイクロホモロジー領域は太字下線で強調表示する。いずれも掲載順にそれぞれ、図6Cは配列番号2868〜2880を開示し、図6Dは配列番号2881〜2893を開示する。 CD34+ HSC細胞におけるsgEH9(CR00277)(D)によるインデル形成のNGS結果。挿入は大文字である。欠失は破線によって示す。切断部位近傍のマイクロホモロジー領域は太字下線で強調表示する。いずれも掲載順にそれぞれ、図6Cは配列番号2868〜2880を開示し、図6Dは配列番号2881〜2893を開示する。 g7、g8およびg2に関するNGS結果および複数のドナーにわたるインデルパターン形成。g7およびg8を用いた2つのバイオロジカルレプリケート実験からの上位3つのインデルの配列は同一であり、g2を用いた上位3つのインデルの配列は前の実験と同一であった。図は、掲載順にそれぞれ配列番号2894〜2911を開示する。 修飾gRNA足場(BC)を用いたNGS結果およびインデルパターン形成。これらの実験からの上位3つのインデルの配列は、標準gRNA足場の使用時に形成されるものと同一である。図は、掲載順にそれぞれ配列番号2912〜2921を開示する。 異なる送達方法間におけるインデルパターンの比較。平均%は、指示されるインデルを呈するNGSリードの%(2つの実験の平均)を指す。図は、掲載順にそれぞれ配列番号2922〜2946を開示する。 非伸長フラッグポール領域(「reg」)または第1のフラッグポール伸長部および第1のtracr伸長部あり(「BC」)のいずれかを有するg7 gRNAとg8 gRNAとの共導入によるインデル形成。これらの2つのgRNAのPAM配列は囲み線で囲む。図は、掲載順にそれぞれ配列番号2947〜2955を開示する。 NGSによって計測したときの(n=3)、CD34+細胞におけるBCL11a遺伝子の+58エンハンサー領域を指向する上位gRNA配列。 NGSによって計測したときの(n=3)、CD34+細胞におけるBCL11a遺伝子の+62エンハンサー領域を指向する上位gRNA配列。 CR00187(薄い灰色のバー)またはCR00202(濃い灰色のバー)のいずれかを一定として、指示されるgRNAの標的化ドメインを含む第2のgRNA分子と共に細胞に共挿入したときの、BCL11 +62エンハンサー遺伝子座を標的とする2つのgRNA分子をHEK293_Cas9細胞に導入したときの予想切り出しサイズ。 CR00187の標的化ドメインを含むgRNA分子およびグラフに指示する第2のgRNA分子を加えることによるBCL11aの+62エンハンサー内のゲノムDNAの切り出し。星印(*)は、30%より高い頻度で観察された切り出しを示し、キャレット(^)は、それより低い頻度(<30%)で観察された切り出しを示す。50nt未満の断片をもたらす予想切り出し産物は区別することができなかった。 CR00202の標的化ドメインを含むgRNA分子およびグラフに指示する第2のgRNA分子を加えることによるBCL11aの+62エンハンサー内のゲノムDNAの切り出し。星印(*)は、30%より高い頻度で観察された切り出しを示し、キャレット(^)は、それより低い頻度(<30%)で観察された切り出しを示す。 フランス型HPFH領域に標的化された192個のgRNA分子による%インデル形成(Sankaran VG et al.「胎児ヘモグロビンサイレンシングに必要な機能エレメント(A functional element necessary for fetal hemoglobin silencing)」.NEJM(2011)365:807−814)。 ゲノム編集と続く遺伝子および表現型の特徴付けのための初代ヒトCD34+ HSPCへのCas9:gRNAリボ核タンパク質(Cas9−RNP)送達の実験スキーム。 CD34+ HSPCへのモックエレクトロポレーションまたはCas9−RNP複合体のエレクトロポレーション後の細胞生存率。RNP複合体のエレクトロポレーション後48時間にわたってHSPCをインビトロで増殖させて、細胞生存率をモニタし、およびパーセント生存率を決定した。RNP複合体の作製に使用したgRNAの名称をx軸に示し、対応する細胞生存率をy軸に示す。CRxxxx識別名はgRNA分子の標的化ドメインを示す。 T7エンドヌクレアーゼアッセイを用いたミスマッチ検出。ヒトHSCをエレクトロポレートしてRNP複合体を送達することにより、NHEJによってBCL11A赤血球系エンハンサーの+58 DHS領域にインデルを導入した。標的領域にわたるPCRアンプリコンをT7E1アッセイに供し、得られた断片を2%アガロースゲル電気泳動によって分析した。+58赤血球系エンハンサーBCL11Aの領域を両方のガイドRNAフォーマットによって破壊した(デュアルガイドRNA−黒色;シングルガイドRNA−灰色(下のグラフ、および上のグラフのg7BCL11a−BC(1)およびg7BCL11A−BC(2)))。DNAバンド強度をImageJソフトウェア(http://rsb.info.nih.gov/ij/)によって推定することにより、編集されたアレルのパーセントを求めた。使用したgRNAの名称およびミスマッチ検出アッセイから求めた対応する遺伝子編集効率もゲル画像の下の表に示す。 次世代シーケンシングによるパーセントアレル編集。ラベルは図18および図19について記載されるとおりである。 5つの選択のgRNAに関して観察されたコロニー数およびコロニーのタイプを示すコロニー形成細胞(CFC)単位アッセイ。+58赤血球系エンハンサーで編集されたHSPCゲノムをメチルセルロースにプレーティングし、STEMvisionを使用して形態学上および表現型上の基準を用いた成熟細胞の数およびタイプに基づきクローナルコロニーを分類およびカウントした。コロニーは、赤芽球コロニー形成細胞(CFU−E)、赤芽球バースト形成細胞(BFU−E)、顆粒球/マクロファージコロニー形成細胞(CFU−GM)および顆粒球/赤血球/マクロファージ/巨核球コロニー形成細胞(CFU−GEMM)に分類された。 赤血球系分化中の細胞分裂の動態。赤血球系分化中、0、7、14および21日目に細胞の総数を決定し、細胞増殖倍数を計算した。 ゲノム編集および赤血球系分化後のHSCにおけるBCL11A、γおよびβ−グロビンmRNAレベル。単系統赤血球系培養物におけるBCL11A、γおよびβ−グロビン鎖の相対mRNA発現をリアルタイムPCRによって定量化した。転写物レベルはヒトGAPDH転写物レベルに対して正規化した。 BCL11aエンハンサー(+58)を破壊するためのデュアルgRNA/cas9システムで達成されたHSCの効率的編集により、高レベルのHbFが誘導された。エレクトロポレーション後48時間のHSCをインビトロ赤血球系分化に供し、HbF発現を計測した。7、14および21日目にFACS分析によってHbF陽性細胞(F−細胞)パーセントをモニタした。この図に示すデータは、dgRNAが指示される標的化ドメインを含むdgRNAシステムで作成した。 BCL11aエンハンサー(+58)を破壊するためのsgRNA/cas9システムで達成されたHSCの効率的編集により、高レベルのHbFが誘導された。エレクトロポレーション後48時間のHSCをインビトロ赤血球系分化に供し、HbF発現を計測した。7、14および21日目にFACS分析によってHbF陽性細胞(F−細胞)パーセントをモニタした。この図に示すデータは、sgRNAが指示される標的化ドメインを含むsgRNAシステムで作成した。 指示される標的化ドメインを含むgRNAによってHSPCに生じるインデルパターン。図は、掲載順にそれぞれ配列番号2956〜2968を開示する。 細胞表面マーカー染色によるCD34+細胞増殖培地中の編集済みおよび未編集培養物のフェノタイピング。gRNA分子は全てdgRNAフォーマットで試験した。使用したTracrは配列番号7808であり、crRNAは以下のフォーマットおよび配列を有した(2’O−メチル(m)修飾およびホスホロチオエート結合(*)修飾を示す):mN*mN*mN*rNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrGrUrUrUrUrArGrArGrCrUrArU*mG*mC*mU(配列番号2003)(式中、Nは、指示される標的化ドメインの残基である)。「材料および方法」に記載するとおり各抗体パネルまたは対応するアイソタイプ対照で染色した細胞の蛍光を示す代表的なドットプロットを示す。示される細胞は、生存細胞集団に関して前方・側方散乱特性およびDAPI(4’,6−ジアミジノ−2−フェニルインドール)判別によって予めゲーティングした。プロットの上に名称を指示した各細胞集団のパーセンテージは、太線で囲んで示したゲートによって決定した。 細胞表面マーカー染色によるCD34+細胞増殖培地中の編集済みおよび未編集培養物のフェノタイピング。gRNA分子は全てdgRNAフォーマットで試験した。使用したTracrは配列番号7808であり、crRNAは以下のフォーマットおよび配列を有した(2’O−メチル(m)修飾およびホスホロチオエート結合(*)修飾を示す):mN*mN*mN*rNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrGrUrUrUrUrArGrArGrCrUrArU*mG*mC*mU(配列番号2004)(式中、Nは、指示される標的化ドメインの残基である)。編集済みおよび未編集培養物中にある名称を指示した各細胞集団のパーセンテージを示す。編集済み培養物の標的化ドメインは指示されるとおりである。 HPFH領域内の2つの部位を標的とするdgRNAを含むRNPで編集したCD34+細胞の集団から分化した赤血球における%F細胞。「g2」は陽性対照であり(BCL11a遺伝子のコード領域に対する標的化ドメイン)、「cntrl」は陰性対照である(Cas9のみの導入)。 指示されるdgRNA(非修飾(unmod)または修飾は指示するとおり)を含むRNPのエレクトロポレーション後2日目のCD34+ HSPCにおけるNGSによって決定したときの%編集率。対照は、非修飾CR00317の標的化ドメインを含むdgRNA(CR00317−m)、または緩衝液のみでのエレクトロポレーション(Cas9またはgRNAなし;「モック」)を含む。 指示されるdgRNA(非修飾(unmod)または修飾は指示するとおり)を含むRNPのエレクトロポレーション後2日目のCD34+ HSPCにおけるNGSによって決定したときの%編集率。対照は、緩衝液のみでのエレクトロポレーション(Cas9またはgRNAなし;「モック」)を含む。 指示されるsgRNA(非修飾(unmod)または修飾は指示するとおり。いずれの場合にも数字は標的化ドメインのCRxxxxxx識別名に対応し、例えば、Unmod sg312は、CR00312の標的化ドメインを含む非修飾sgRNAを指す)を含むRNPのエレクトロポレーション後2日目のCD34+ HSPCにおけるNGSによって決定したときの%編集率。対照は、Cas9タンパク質のみのエレクトロポレーション(「Cas9」)、緩衝液のみによるエレクトロポレーション(「モック」)、またはエレクトロポレーションなし(「WT」)を含む。 指示されるdgRNA(非修飾(unmod)または修飾は指示するとおり)を含むRNPでCD34+ HSPCをエレクトロポレートし、次に赤血球系分化培地中で培養することにより分化を誘導した後のHbF+である正規化%赤血球(「モック」の%F細胞を減じた)。対照は、緩衝液のみのエレクトロポレーション(「モック」)を含む。 指示されるdgRNA(非修飾(unmod)または修飾は指示するとおり)を含むRNPでCD34+ HSPCをエレクトロポレートし、次に赤血球系分化培地中で培養することにより分化を誘導した後のHbF+である正規化%赤血球(「モック」の%F細胞を減じた)。対照は、緩衝液のみのエレクトロポレーション(「モック」)を含む。 指示されるsgRNA(非修飾(unmod)または修飾は指示するとおり。いずれの場合にも数字は標的化ドメインのCRxxxxxx識別名に対応し、例えば、Unmod sg312は、CR00312の標的化ドメインを含む非修飾sgRNAを指す)を含むRNPでCD34+ HSPCをエレクトロポレートし、次に赤血球系分化培地中で培養することにより分化を誘導した後のHbF+である正規化%赤血球(「モック」の%F細胞を減じた)。対照は、Cas9タンパク質およびtracrのみのエレクトロポレーション(「Cas9+TracRNAのみ」)、緩衝液のみでのエレクトロポレーション(「細胞のみ+パルス」)、またはエレクトロポレーションなし(「細胞のみ、パルスなし」)を含む。 指示されるsgRNA(いずれの場合でも、数字は標的化ドメインのCRxxxxxx識別名に対応し、例えば、Unmod sg312は、CR00312の標的化ドメインを含む非修飾sgRNAを指す)を含むRNPをCD34+細胞にエレクトロポレートした後の赤血球系分化後14日目の培養物における総細胞増殖倍数。対照は、Cas9タンパク質およびtracrのみのエレクトロポレーション(「Cas9+TracRNAのみ」)、緩衝液のみでのエレクトロポレーション(「細胞のみ+パルス」)、またはエレクトロポレーションなし(「細胞のみ、パルスなし」)を含む。 BCL11aエンハンサー領域を標的とするdgRNA分子によって導かれるCas9により切断された潜在的オフターゲット部位の評価。試験した各ガイドRNAについて、三角はオンターゲット部位を表し、一方、白抜きの丸は潜在的オフターゲット部位を表す。 NGSおよびフローサイトメトリーによって判定したときの、種々のCas9変異体によるCD34+造血幹細胞の標的B2M遺伝子座における編集効率。NLS=SV40 NLS、His6またはHis8は、それぞれ6個または8個のヒスチジン残基(それぞれ配列番号2969および2670)を指し、TEV=タバコエッチウイルス切断部位、Cas9=野生型化膿レンサ球菌(S.pyogenes)Cas9−突然変異体または変異体は指示されるとおりである)。 データは、増殖培地で合計10日間培養(エレクトロポレーション前に3日間培養、およびエレクトロポレーション後に7日間培養)した後の細胞数の増加倍数を示す。シングルおよびデュアルガイドRNAフォーマットの両方を含め、試験した全てのガイドRNAで細胞増殖は2〜7倍の範囲であった。矢印で示すCR00312およびCR001128は、10日間の細胞増殖後に3〜6倍の増加を実証した。ラベル「Crxxxx」は、指示される標的化ドメインを有するdgRNAを指し、「sgxxxx」は、同じ数字のCRxxxxx識別名の標的化ドメインを有するsgRNAを指し(例えば、sg312はCR00312の標的化ドメインを有する)、「Unmod」は、そのRNAに修飾がないことを示し、「O’MePS」は、dgRNAに関して用いられるとき、非修飾tracrとの組み合わせで、3つの3’および3つの5’ 2’−OMe修飾およびホスホロチオエート結合を有するcrRNAを指し、「O’MePS」は、sgRNAに関して用いられるとき、3つの5’側端2’−OMe修飾およびホスホロチオエート結合、3つの3’側端ホスホロチオエート結合、ならびに最後から4番目、最後から3番目および最後から2番目の3’ヌクレオチドの3つの2’OMe修飾を有するgRNAを指す。 異なるHSPCサブ集団を区別するためのゲーティング戦略。 指示される培地(IL6、化合物4、またはIL6と化合物4との両方を含む変法STF)中における48時間のエキソビボ培養後、但しCRISPRシステムのエレクトロポレーション前の各造血サブセットの頻度。STF=StemSpan SFEM。 指示される培地(IL6、化合物4、またはIL6と化合物4との両方を含む変法STF)で培養した、BCL11aの+58エンハンサーを標的とするCRISPRシステムを導入するエレクトロポレーション後7日の各造血サブセットの頻度。STF=StemSpan SFEM。 種々のRNP濃度を用いて遺伝子編集したときの細胞生存率であり、ここで、RNPは、+58領域を標的とするdgRNAを含有する。 種々のRNP濃度を用いて遺伝子編集したときの細胞生存率であり、ここで、RNPは、+58領域を標的とするsgRNAを含有する。 種々のRNP濃度を用いて遺伝子編集したときのNGSによって計測した遺伝子編集効率であり、ここで、RNPは、+58領域を標的とするdgRNAを含有する。 種々のRNP濃度を用いて遺伝子編集したときのNGSによって計測した遺伝子編集効率であり、ここで、RNPは、+58領域を標的とするsgRNAを含有する。 種々のRNP濃度を用いて遺伝子編集したときのフローサイトメトリーによって計測したHbF誘導のパーセンテージであり、ここで、RNPは、+58領域を標的とするdgRNAを含有する。 種々のRNP濃度を用いて遺伝子編集したときのフローサイトメトリーによって計測したHbF誘導のパーセンテージであり、ここで、RNPは、+58領域を標的とするsgRNAを含有する。 種々のCas9タンパク質を含むRNPの遺伝子編集効率。遺伝子編集は、種々のCas9変異体(X軸に挙げる)を非修飾バージョンのsgRNA CR00312およびsgRNA CR001128、または修飾バージョンのsgRNA CR00312およびsgRNA CR001128のいずれかと組み合わせて用いて実施した。編集した細胞はNGSに供して%編集率(Y軸)を決定した。 種々のCas9タンパク質を用いて遺伝子編集したときのHbF+細胞の誘導。遺伝子編集は、種々のCas9変異体(X軸に挙げる)を非修飾バージョンのsgRNA CR00312およびsgRNA CR001128、または修飾バージョンのsgRNA CR00312およびsgRNA CR001128のいずれかと組み合わせて用いて実施した。編集した細胞は赤血球系統に分化させ、フルオロフォアをコンジュゲートした抗HbF抗体を用いたフローサイトメトリーによってHbF産生を評価した。 指示されるdgRNAまたはsgRNA(非修飾(unmod)または修飾は指示するとおり)(ラベルは、表36に指示するとおりのgRNA配列を指す)を含むRNPのエレクトロポレーションによるCD34+ HSPCにおけるNGSによって決定したときの%編集率。編集はエレクトロポレーションの2日後(黒色のバー)または6日後(灰色のバー)に決定した。Cas9タンパク質およびTracrのみ(「なし」、データは示さず)の対照エレクトロポレーション後は各部位で1.5%未満の編集率が検出された。2つのエレクトロポレーションレプリケートの平均値+標準偏差を示す。 指示されるdgRNAまたはsgRNA(非修飾(unmod)または修飾は指示するとおり)(ラベルは、表36に指示するとおりのgRNA配列を指す)を含むRNPをCD34+ HSPCにエレクトロポレートし、赤血球系分化条件で7日間培養した後のCD71+である生存細胞のパーセント。エレクトロポレーション後、細胞は、実施例4.7に記載されるとおりのプロトコル1(黒色のバー)またはプロトコル2(灰色のバー)によって維持した。対照は、Cas9タンパク質およびTracrのみのエレクトロポレーション(「なし」)を含む。2つのエレクトロポレーションレプリケートの平均値+標準偏差を示す。 指示されるdgRNAまたはsgRNA(非修飾(unmod)または修飾は指示するとおり)(ラベルは、表36に指示するとおりのgRNA配列を指す)を含むRNPをCD34+ HSPCにエレクトロポレートし、赤血球系分化条件で7日間培養した後のHbF+である赤血球系細胞のパーセント。エレクトロポレーション後、細胞は、実施例4.7に記載されるとおりのプロトコル1(黒色のバー)またはプロトコル2(灰色のバー)によって維持した。対照は、Cas9タンパク質およびTracrのみのエレクトロポレーション(「なし」)を含む。2つのエレクトロポレーションレプリケートの平均値+標準偏差を示す。 指示されるdgRNAまたはsgRNA(非修飾(unmod)または修飾は指示するとおり)(ラベルは、表36に指示するとおりのgRNA配列を指す)を含むRNPをCD34+ HSPCにエレクトロポレートし、赤血球系分化条件で14日間培養した後のHbF+である細胞のパーセント。エレクトロポレーション後、細胞は、実施例4.7に記載されるとおりのプロトコル1(黒色のバー)またはプロトコル2(灰色のバー)によって維持した。対照は、Cas9タンパク質およびTracrのみのエレクトロポレーション(「なし」)を含む。2つのエレクトロポレーションレプリケートの平均値+標準偏差を示す。 指示されるdgRNAまたはsgRNA(非修飾(unmod)または修飾は指示するとおり)(ラベルは、表36に指示するとおりのgRNA配列を指す)を含むRNPをCD34+ HSPCにエレクトロポレートし、赤血球系分化条件で21日間培養した後のHbF+である細胞のパーセント。エレクトロポレーション後、細胞は、実施例4.7に記載されるとおりのプロトコル1(黒色のバー)またはプロトコル2(灰色のバー)によって維持した。対照は、Cas9タンパク質およびTracrのみのエレクトロポレーション(「なし」)を含む。2つのエレクトロポレーションレプリケートの平均値+標準偏差を示す。 指示されるdgRNAまたはsgRNA(非修飾(unmod)または修飾は指示するとおり)(ラベルは、表36に指示するとおりのgRNA配列を指す)を含むRNPをCD34+ HSPCにエレクトロポレートした後の7日間(黒色のバー)または21日間(黒色のバー)にわたる赤血球系分化培養での総細胞増殖倍数。エレクトロポレーション後、細胞は、実施例4.7に記載されるとおりのプロトコル2によって維持した。対照は、Cas9タンパク質およびTracrのみのエレクトロポレーション(「なし」)を含む。2つのエレクトロポレーションレプリケートの平均値+標準偏差を示す。 HPFH領域を標的とするdgRNA分子によって導かれるCas9により切断された潜在的オフターゲット部位の評価。試験した各ガイドRNAについて、三角はオンターゲット部位を表し、一方、白抜きの丸は潜在的オフターゲット部位を表す。
定義
用語「CRISPRシステム」、「Casシステム」または「CRISPR/Casシステム」は、一緒になって標的配列でRNAガイド型ヌクレアーゼまたは他のエフェクター分子による核酸の修飾を誘導し達成するのに必要かつ十分なRNAガイド型ヌクレアーゼまたは他のエフェクター分子とgRNA分子とを含む分子の組を指す。一実施形態において、CRISPRシステムは、gRNAとCasタンパク質、例えばCas9タンパク質とを含む。Cas9または修飾Cas9分子を含むかかるシステムは、本明細書では「Cas9システム」または「CRISPR/Cas9システム」と称される。一例において、gRNA分子とCas分子とは複合体化してリボ核タンパク質(RNP)複合体を形成し得る。
用語「ガイドRNA」、「ガイドRNA分子」、「gRNA分子」または「gRNA」は同義的に使用され、RNAガイド型ヌクレアーゼまたは他のエフェクター分子(典型的にはgRNA分子と複合体化している)が標的配列へ特異的に誘導されるよう促進する核酸分子の組を指す。一部の実施形態において、前記誘導は、gRNAの一部分がDNAに(例えば、gRNA標的化ドメインを介して)ハイブリダイズすることを通じて、およびgRNA分子の一部分がRNAガイド型ヌクレアーゼまたは他のエフェクター分子に(例えば、少なくともgRNA tracrを介して)結合することにより達成される。実施形態において、gRNA分子は単一の連続するポリヌクレオチド分子からなり、本明細書において「シングルガイドRNA」または「sgRNA」などと称される。他の実施形態において、gRNA分子は、それ自体が通常ハイブリダイゼーションを通じて会合する能力を有する複数の、通常2つのポリヌクレオチド分子からなり、本明細書において「デュアルガイドRNA」または「dgRNA」などと称される。gRNA分子について以下にさらに詳細に記載するが、概して標的化ドメインとtracrとを含むものである。実施形態において、標的化ドメインとtracrとは単一のポリヌクレオチドに配置される。他の実施形態において、標的化ドメインとtracrとは別個のポリヌクレオチドに配置される。
用語「標的化ドメイン」とは、この用語がgRNAに関連して使用されるとき、標的配列、例えば、細胞の核酸内、例えば遺伝子内の標的配列を認識する、例えばそれと相補的であるgRNA分子の一部分である。
用語「crRNA」は、この用語がgRNA分子に関連して使用されるとき、標的化ドメインと、tracrと相互作用してフラッグポール領域を形成する領域とを含むgRNA分子の一部分である。
用語「標的配列」は、gRNA標的化ドメインと相補的、例えば完全に相補的な核酸の配列を指す。実施形態において、標的配列はゲノムDNA上に配置されている。ある実施形態において、標的配列は、ヌクレアーゼ活性または他のエフェクター活性を有するタンパク質によって認識されるプロトスペーサー隣接モチーフ(PAM)配列、例えばCas9によって認識されるPAM配列に(DNAの同じ鎖上または相補鎖上のいずれかで)隣接している。実施形態において、標的配列は、グロビン遺伝子の発現に影響を及ぼす遺伝子内または遺伝子座内、例えばβグロビンまたは胎児ヘモグロビン(HbF)の発現に影響を及ぼす遺伝子内または遺伝子座内にある標的配列である。実施形態において、標的配列は、グロビン遺伝子座内にある標的配列である。実施形態において、標的配列は、BCL11a遺伝子内にある標的配列である。実施形態において、標的配列は、BCL11aエンハンサー領域内にある標的配列である。実施形態において、標的配列は、HPFH領域内にある標的配列である。
用語「フラッグポール」は、本明細書でgRNA分子に関連して使用されるとき、crRNAとtracrとが互いに結合するかまたはハイブリダイズするgRNAの一部分を指す。
用語「tracr」は、本明細書でgRNA分子に関連して使用されるとき、ヌクレアーゼまたは他のエフェクター分子に結合するgRNAの一部分を指す。実施形態において、tracrは、Cas9に特異的に結合する核酸配列を含む。実施形態において、tracrは、フラッグポールの一部を形成する核酸配列を含む。
用語「Cas9」または「Cas9分子」は、DNA切断に関与する細菌II型CRISPR/Casシステムの酵素を指す。Cas9には、野生型タンパク質ならびにその機能性および非機能性突然変異体も含まれる。実施形態において、Cas9は化膿レンサ球菌(S.pyogenes)のCas9である。
用語「相補的」は、核酸に関連して使用されるとき、AとTまたはU、およびGとCの塩基の対合を指す。相補的という用語は、完全に相補的である、すなわち参照配列全体にわたってAがTまたはUと対を形成し、およびGがCと対を形成する核酸分子、ならびに少なくとも80%、85%、90%、95%、99%相補的な分子を指す。
「鋳型核酸」は、相同組換え修復または相同的組換えに関連して使用されるとき、切断部位における遺伝子修復(挿入)のためCRISPRシステムドナー配列によって修飾部位に挿入される核酸を指す。
「インデル」は、本明細書においてこの用語が使用されるとき、gRNA分子を含む組成物、例えばCRISPRシステムへの曝露後に生じる、参照核酸と比べた1つ以上のヌクレオチド挿入、1つ以上のヌクレオチド欠失、またはヌクレオチド挿入および欠失の組み合わせを含む核酸を指す。インデルは、gRNA分子を含む組成物に曝露した後の核酸を例えばNGSによってシーケンシングすることにより決定し得る。インデルの部位に関して、インデルは、それが参照部位から約10、9、8、7、6、5、4、3、2、または1ヌクレオチドの範囲内に少なくとも1つの挿入または欠失を含むか、または前記参照部位の一部または全てとオーバーラップしている(例えば、gRNA分子、例えば本明細書に記載されるgRNA分子の標的化ドメインに相補的な部位とオーバーラップしているか、またはそれから10、9、8、7、6、5、4、3、2、または1ヌクレオチドの範囲内にある少なくとも1つの挿入または欠失を含む)場合、参照部位(例えば、gRNA分子の標的化ドメインと相補的な部位)「にあるかまたはその近傍にある」と言われる。
「インデルパターン」は、本明細書においてこの用語が使用されるとき、gRNA分子を含む組成物への曝露後に生じるインデルの組を指す。ある実施形態において、インデルパターンは、出現頻度を基準として上位3つのインデルからなる。ある実施形態において、インデルパターンは、出現頻度を基準として上位5つのインデルからなる。ある実施形態において、インデルパターンは、全シーケンシングリードに対して約5%より高い頻度で存在するインデルからなる。ある実施形態において、インデルパターンは、インデルシーケンシングリードの総数(すなわち、非修飾参照核酸配列からなるのでないリード)に対して約10%より高い頻度で存在するインデルからなる。ある実施形態において、インデルパターンは、上位5つの最も高頻度に観察されるインデルの任意の3つを含む。インデルパターンは、例えばgRNA分子に曝露した細胞の集団の細胞をシーケンシングすることにより決定し得る。
「オフターゲットインデル」は、本明細書においてこの用語が使用されるとき、gRNA分子の標的化ドメインの標的配列以外の部位にまたはその近傍にあるインデルを指す。かかる部位は、gRNAの標的化ドメインの配列と比べて例えば1、2、3、4、5個またはそれを超えるミスマッチヌクレオチドを含み得る。例示的実施形態において、かかる部位は、インシリコで予想されるオフターゲット部位の標的シーケンシングを用いるか、または当該技術分野において公知の挿入法によって検出される。
用語「1つの(a)」および「1つの(an)」は、その冠詞の文法上の指示対象の1つまたは2つ以上(すなわち少なくとも1つ)を指す。例として、「要素」は1つの要素または2つ以上の要素を意味する。
量、時間的持続などの計測可能な値に言及するときの用語「約」は、指定される値から±20%または一部の例では±10%、または一部の例では±5%、または一部の例では±1%、または一部の例では±0.1%の変動を(かかる変動が本開示の方法の実施に適切であるものとして)包含することが意図される。
用語「抗原」または「Ag」は、免疫応答を引き起こす分子を指す。この免疫応答には、抗体産生、または特異的免疫適格細胞の活性化のいずれか、または両方が含まれ得る。当業者は、任意の巨大分子が、事実上あらゆるタンパク質またはペプチドを含めて、抗原となり得ることを理解するであろう。さらに、抗原は組換えDNAまたはゲノムDNAに由来し得る。当業者は、したがって免疫応答を生じさせるタンパク質をコードするヌクレオチド配列または部分的ヌクレオチド配列を含む任意のDNAが、その用語が本明細書において使用されるとおりの「抗原」をコードすることを理解するであろう。さらに、当業者は、抗原が、ある遺伝子の完全長ヌクレオチド配列によってのみコードされる必要はないことを理解するであろう。本発明には、限定はされないが、2つ以上の遺伝子の部分的ヌクレオチド配列の使用が含まれること、およびこれらのヌクレオチド配列が所望の免疫応答を生じさせるポリペプチドをコードするように様々な組み合わせで配列されることは容易に明らかである。さらに、当業者は、抗原が「遺伝子」によってコードされる必要は全くないことを理解するであろう。抗原は合成してもよく、もしくは生体試料から得てもよく、またはポリペプチド以外の巨大分子である可能性もあることは容易に明らかである。かかる生体試料には、限定はされないが、組織試料、細胞または他の生物学的成分を含む体液が含まれ得る。
用語「自己由来」は、後にそれが再び導入されることになる同じ個体に由来する任意の材料を指す。
用語「同種異系由来」は、材料が導入される個体と同じ種の異なる動物に由来する任意の材料を指す。2つ以上の個体は、1つ以上の遺伝子座の遺伝子が同一でないとき、互いに同種異系由来であると言われる。一部の態様において、同じ種の個体からの同種異系由来材料は、抗原として相互作用するのに遺伝的に十分に異なるものであり得る。
用語「異種」は、異なる種の動物に由来する移植片を指す。
「〜に由来する」は、その用語が本明細書において使用されるとき、第1の分子と第2の分子との間の関係を示す。これは、概して、第1の分子と第2の分子との間の構造的類似性を指し、第2の分子に由来する第1の分子に対するプロセスまたは供給源の限定は含意または包含しない。
用語「コードする」は、遺伝子、cDNA、またはmRNAなど、ポリヌクレオチド中の特異的ヌクレオチド配列が、定義付けられたヌクレオチド配列(例えば、rRNA、tRNAおよびmRNA)または定義付けられたアミノ酸配列のいずれかおよびそれから生じる生物学的特性を有する生物学的過程における他のポリマーおよび巨大分子の合成用鋳型としての役割を果たす固有の特性を指す。したがって、遺伝子、cDNA、またはRNAは、その遺伝子に対応するmRNAの転写および翻訳によって細胞または他の生物学的システムでタンパク質が産生される場合、タンパク質をコードする。そのヌクレオチド配列がmRNA配列と同一で、通常配列表に提供されるコード鎖と、遺伝子またはcDNAの転写用鋳型として用いられる非コード鎖との両方が、その遺伝子またはcDNAのタンパク質または他の産物をコードすると称され得る。
特記されない限り、「アミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列」は、互いの縮重バージョンであり、同じアミノ酸配列をコードするヌクレオチド配列を全て含む。タンパク質またはRNAをコードするヌクレオチド配列という語句には、そのタンパク質をコードするヌクレオチド配列が何らかのバージョンで1つまたは複数のイントロンを含み得る限りにおいて、イントロンも含まれ得る。
用語「有効量」または「治療有効量」は、本明細書では同義的に使用され、本明細書に記載されるとおりの化合物、製剤、材料、または組成物が特定の生物学的結果を達成するのに有効な量を指す。
用語「内因性」は、生物、細胞、組織または系由来のまたはその内部で産生される任意の材料を指す。
用語「外因性」は、生物、細胞、組織または系の外側から導入されるかまたはその外側で産生される任意の材料を指す。
用語「発現」は、プロモーターによってドライブされる特定のヌクレオチド配列の転写および/または翻訳を指す。
用語「トランスファーベクター」は、単離核酸を含む組成物であって、細胞の内部への単離核酸の送達に使用し得る組成物を指す。限定はされないが、線状ポリヌクレオチド、イオン性または両親媒性化合物に関連するポリヌクレオチド、プラスミド、およびウイルスを含め、多くのベクターが当該技術分野において公知である。したがって、用語「トランスファーベクター」には自己複製プラスミドまたはウイルスが含まれる。この用語はまた、例えば、ポリリジン化合物、リポソームなど、細胞への核酸のトランスファーを促進する非プラスミドおよび非ウイルス化合物をさらに含むものと解釈されなければならない。ウイルストランスファーベクターの例としては、限定はされないが、アデノウイルスベクター、アデノ随伴ウイルスベクター、レトロウイルスベクター、レンチウイルスベクターなどが挙げられる。
用語「発現ベクター」は、発現させるヌクレオチド配列に作動可能に連結した発現制御配列を含む組換えポリヌクレオチドを含むベクターを指す。発現ベクターは、発現のための十分なシス作用エレメントを含む。他の発現用エレメントは宿主細胞によって供給するか、またはインビトロ発現系に供給することができる。発現ベクターには、組換えポリヌクレオチドを組み込むコスミド、プラスミド(例えば、ネイキッドまたはリポソームに含まれるもの)およびウイルス(例えば、レンチウイルス、レトロウイルス、アデノウイルス、およびアデノ随伴ウイルス)を含め、当該技術分野において公知のもの全てが含まれる。
用語「相同」または「同一性」は、2つのポリマー分子間、例えば、2つのDNA分子または2つのRNA分子など、2つの核酸分子間、または2つのポリペプチド分子間におけるサブユニットの配列同一性を指す。2つの分子の両方におけるサブユニット位置が同じ単量体サブユニットによって占有されるとき、例えば、2つのDNA分子の各々の位置がアデニンによって占有される場合、それらはその位置で相同または同一である。2つの配列間の相同性は、一致する位置または相同な位置の数の直接の関数である。例えば、2つの配列における位置の半分(例えば、10サブユニット長のポリマーにおける5個の位置)が相同である場合、それらの2つの配列は50%相同である。位置の90%(例えば、10個中9個)が一致するかまたは相同である場合、それらの2つの配列は90%相同である。
用語「単離されている」は、自然状態から改変されているかまたは取り出されていることを意味する。例えば、生きている動物に天然に存在する核酸またはペプチドは「単離されている」のではないが、その自然状態の共存する材料から部分的または完全に分離された同じ核酸またはペプチドは「単離されている」。単離核酸またはタンパク質は、実質的に精製された形態で存在することができ、または例えば宿主細胞など、非天然環境中に存在することができる。
用語「作動可能に連結された」または「転写制御」は、調節配列と異種核酸配列との間における後者の発現をもたらす機能的な連結を指す。例えば、第1の核酸配列が第2の核酸配列と機能的に関係した状態に置かれているとき、第1の核酸配列は第2の核酸配列と作動可能に連結されている。例えば、プロモーターがコード配列の転写または発現に影響を及ぼす場合、プロモーターはコード配列に作動可能に連結されている。作動可能に連結されるDNA配列は互いに隣接していてもよく、例えば2つのタンパク質コード領域をつなぎ合わせる必要がある場合、同じリーディングフレーム内にある。
免疫原性組成物の「非経口」投与という用語は、例えば、皮下(s.c.)、静脈内(i.v.)、筋肉内(i.m.)、または胸骨内注射、腫瘍内、または注入技法を含む。
用語「核酸」または「ポリヌクレオチド」は、一本鎖または二本鎖のいずれかの形態のデオキシリボ核酸(DNA)またはリボ核酸(RNA)およびそのポリマーを指す。具体的に限定しない限り、この用語には、参照核酸と同様の結合特性を有し、かつ天然に存在するヌクレオチドと同じように代謝される、天然ヌクレオチドの公知の類似体を含む核酸が包含される。特に指示されない限り、ある詳細な核酸配列がまた、黙示的に、その保存的に修飾された変異体(例えば、縮重コドン置換)、アレル、オルソログ、SNP、および相補配列ならびに明示的に指示される配列も包含する。具体的には、縮重コドン置換は、1つ以上の選択の(または全ての)コドンの3番目の位置が混合塩基および/またはデオキシイノシン残基で置換されている配列を作成することによって達成し得る(Batzer et al.,Nucleic Acid Res.19:5081(1991);Ohtsuka et al.,J.Biol.Chem.260:2605−2608(1985);およびRossolini et al.,Mol.Cell.Probes 8:91−98(1994))。
用語「ペプチド」、「ポリペプチド」、および「タンパク質」は同義的に使用され、ペプチド結合によって共有結合的に連結したアミノ酸残基で構成される化合物を指す。タンパク質またはペプチドは少なくとも2つのアミノ酸を含有しなければならず、タンパク質の配列またはペプチドの配列を含むことのできるアミノ酸の最大数に制限は課されない。ポリペプチドは、互いにペプチド結合によってつなぎ合わされた2つ以上のアミノ酸を含む任意のペプチドまたはタンパク質を含む。本明細書で使用されるとき、この用語は、当該技術分野では、一般に例えばペプチド、オリゴペプチドおよびオリゴマーとも称される短鎖と、当該技術分野では概してタンパク質と称される、多数の種類があるより長い鎖との両方を指す。「ポリペプチド」には、例えば、生物学的に活性な断片、実質的に相同なポリペプチド、オリゴペプチド、ホモ二量体、ヘテロ二量体、ポリペプチドの変異体、修飾ポリペプチド、誘導体、類似体、融合タンパク質が特に含まれる。ポリペプチドには、天然ペプチド、組換えペプチド、またはこれらの組み合わせが含まれる。
用語「プロモーター」は、ポリヌクレオチド配列の特異的転写を開始させるのに必要である、細胞の合成機構、または導入された合成機構によって認識されるDNA配列を指す。
用語「プロモーター/調節配列」は、そのプロモーター/調節配列に作動可能に連結された遺伝子産物の発現に必要な核酸配列を指す。一部の例では、この配列はコアプロモーター配列であってもよく、他の場合、この配列は、エンハンサー配列および遺伝子産物の発現に必要な他の調節エレメントも含み得る。プロモーター/調節配列は、例えば、遺伝子産物を組織特異的に発現するものであり得る。
用語「構成的」プロモーターは、遺伝子産物をコードするかまたはそれを指定するポリヌクレオチドと作動可能に連結されているとき、細胞のほとんどまたは全ての生理条件下で細胞において遺伝子産物の産生を生じさせるヌクレオチド配列を指す。
用語「誘導性」プロモーターは、遺伝子産物をコードするかまたはそれを指定するポリヌクレオチドと作動可能に連結されているとき、実質的にプロモーターに対応する誘発物質が細胞に存在する場合に限り細胞において遺伝子産物の産生を生じさせるヌクレオチド配列を指す。
用語「組織特異的」プロモーターは、遺伝子をコードするかまたはそれによって指定されるポリヌクレオチドと作動可能に連結されているとき、実質的に細胞がプロモーターに対応する組織型の細胞である場合に限り細胞において遺伝子産物の産生を生じさせるヌクレオチド配列を指す。
本明細書でメッセンジャーRNA(mRNA)に関連して使用されるとき、5’キャップ(RNAキャップ、RNA7−メチルグアノシンキャップまたはRNA m7Gキャップとも称される)は、転写開始直後に真核生物メッセンジャーRNAの「前」または5’末端に付加された修飾グアニンヌクレオチドである。5’キャップは、1番目の転写ヌクレオチドに連結される末端基からなる。その存在は、リボソームによる認識およびRNアーゼからの保護に重要である。キャップ付加は転写と結び付いており、それぞれが他方に影響を与えるようにして同時転写的に起こる。転写開始直後、合成されるmRNAの5’末端に、RNAポリメラーゼに関連するキャップ合成複合体が結合する。この酵素複合体が、mRNAキャッピングに必要な化学反応を触媒する。合成は多段階生化学反応として進行する。キャッピング部分は、mRNAのその安定性または翻訳効率などの機能を調整するため修飾することができる。
本明細書で使用されるとき、「インビトロ転写RNA」は、インビトロ合成されたRNA、好ましくはmRNAを指す。概して、インビトロ転写RNAはインビトロ転写ベクターから作成される。インビトロ転写ベクターは、インビトロ転写RNAの作成に使用される鋳型を含む。
本明細書で使用されるとき、「ポリ(A)」は、ポリアデニル化によってmRNAに付加される一連のアデノシンである。一過性発現用のコンストラクトの好ましい実施形態において、ポリAは50〜5000(配列番号6596)、好ましくは64より多く、より好ましくは100より多く、最も好ましくは300または400より多い。ポリ(A)配列は、局在性、安定性または翻訳効率などのmRNA機能を調整するために化学的または酵素的に修飾することができる。
本明細書で使用されるとき、「ポリアデニル化」は、メッセンジャーRNA分子へのポリアデニリル部分またはその修飾変異体の共有結合を指す。真核生物では、ほとんどのメッセンジャーRNA(mRNA)分子が3’末端でポリアデニル化される。3’ポリ(A)テールは、酵素、ポリアデニル酸ポリメラーゼの作用によってmRNA前駆体に付加されるアデニンヌクレオチドの長い配列(多くの場合に数百個)である。高等真核生物では、ポリ(A)テールは、特異的配列、ポリアデニル化シグナルを含有する転写物に付加される。ポリ(A)テールおよびそれに結合したタンパク質は、mRNAをエキソヌクレアーゼによる分解から保護するのに役立つ。ポリアデニル化は、転写終結、核からのmRNAの搬出、および翻訳にも重要である。ポリアデニル化はDNAからRNAへの転写直後に核内で起こるが、さらに後に細胞質でも起こり得る。転写が終了した後、RNAポリメラーゼに関連するエンドヌクレアーゼ複合体の作用によってmRNA鎖が切断される。切断部位は、通常、切断部位近傍の塩基配列AAUAAAの存在によって特徴付けられる。mRNAが切断された後、切断部位の遊離3’末端にアデノシン残基が付加される。
本明細書で使用されるとき、「一過性」は、数時間、数日間または数週間の期間にわたる組み込まれないトランス遺伝子の発現を指し、この発現期間は、宿主細胞のゲノムに組み込まれた場合または安定プラスミドレプリコンの中に含まれている場合の遺伝子の発現期間よりも短い。
本明細書で使用されるとき、用語「治療する」、「治療」および「治療している」は、1つ以上の療法(例えば、本発明のgRNA分子、CRISPRシステム、または修飾細胞など、1つ以上の療法剤)の投与によってもたらされる障害、例えば異常ヘモグロビン症の進行、重症度および/または持続期間の低減または改善、または障害、例えば異常ヘモグロビン症の1つ以上の症状(好ましくは、1つ以上の認識し得る症状)の改善を指す。具体的な実施形態において、用語「治療する」、「治療」および「治療している」は、患者には認識できない、異常ヘモグロビン症障害の少なくとも1つの計測可能な理学的パラメータの改善を指す。他の実施形態において、用語「治療する」、「治療」および「治療している」は、障害の進行の物理的な、例えば認識し得る症状の安定化による阻害、生理学的な、例えば理学的パラメータの安定化による阻害のいずれか、または両方を指す。他の実施形態において、用語「治療する」、「治療」および「治療している」は、異常ヘモグロビン症、例えば鎌状赤血球症またはβ−サラセミアの症状の低減または安定化を指す。
用語「シグナル伝達経路」は、細胞のある部分から細胞の別の部分へのシグナルの伝達において役割を果たす種々のシグナル伝達分子間の生化学的関係を指す。語句「細胞表面受容体」は、シグナルを受け取り、細胞の膜を越えてシグナルを伝える分子および分子複合体を含む。
用語「対象」は、免疫応答を生じさせることのできる生きている生物(例えば、哺乳動物、ヒト)を含むことが意図される。
用語の「実質的に精製された」細胞は、他の細胞型を本質的に含まない細胞を指す。実質的に精製された細胞とは、その天然に存在する状態でそれが通常結び付いている他の細胞型と分離されている細胞も指す。一部の例では、実質的に精製された細胞の集団とは、均質な細胞の集団を指す。他の例では、この用語は単に、その自然状態でそれが天然に結び付いている細胞から分離されている細胞を指す。一部の態様において、これらの細胞はインビトロで培養される。他の態様において、これら細胞はインビトロで培養されない。
用語「療法的」とは、本明細書で使用されるとき、治療を意味する。療法的効果は疾患状態の低減、抑制、寛解、または根絶によって達成される。
用語「予防」とは、本明細書で使用されるときに疾患または疾患状態の予防または防御的治療を意味する。
用語「トランスフェクトされた」または「形質転換された」または「形質導入された」は、外因性核酸および/またはタンパク質を宿主細胞に移入させるかまたは導入するプロセスを指す。「トランスフェクトされた」または「形質転換された」または「形質導入された」細胞は、外因性核酸および/またはタンパク質をトランスフェクトされた、形質転換された、または形質導入されたものである。細胞には初代対象細胞およびその子孫が含まれる。
用語「特異的に結合する」は、試料中に存在する結合パートナー(例えば、タンパク質または核酸)を認識してそれと結合する分子であって、しかし試料中の他の分子を実質的に認識または結合しない分子を指す。
用語「生物学的に均等」は、参照用量または参照量の参照化合物によって生じる効果と均等な効果を生じさせるのに必要な量の参照化合物以外の薬剤を指す。
「不応性」は、本明細書で使用されるとき、治療に応答しない疾患、例えば異常ヘモグロビン症を指す。実施形態において、不応性異常ヘモグロビン症は治療の開始前または開始時点で治療に抵抗性であり得る。他の実施形態において、不応性異常ヘモグロビン症は治療中に抵抗性になり得る。不応性異常ヘモグロビン症は抵抗性異常ヘモグロビン症とも称される。
「再発性」は、本明細書で使用されるとき、改善期間後、例えば、ある療法、例えば異常ヘモグロビン症療法の先行治療後に異常ヘモグロビン症などの疾患(例えば、異常ヘモグロビン症)または疾患の徴候および症状が再来することを指す。
範囲:本開示全体を通じて、本発明の様々な態様が範囲の形式で提示され得る。範囲の形式による記載は単に便宜上のものであり、簡潔にするために過ぎないことが理解されなければならず、本発明の範囲を柔軟性なく限定するものと解釈されてはならない。したがって、範囲の記載は、あらゆる可能な部分的範囲ならびにその範囲内にある個々の数値を具体的に開示したものと見なされなければならない。例えば、1〜6のような範囲の記載は、1〜3、1〜4、1〜5、2〜4、2〜6、3〜6などの部分的範囲、ならびにその範囲内にある個々の数、例えば、1、2、2.7、3、4、5、5.3、および6を具体的に開示したものと見なされなければならない。別の例として、95〜99%の同一性のような範囲には、95%、96%、97%、98%または99%の同一性を有するあるものが含まれ、および96〜99%、96〜98%、96〜97%、97〜99%、97〜98%および98〜99%の同一性などの部分的範囲が含まれる。これは範囲の広さとは無関係に適用される。
用語「BCL11a」は、RNAポリメラーゼIIコアプロモーター近接領域配列特異的DNA結合タンパク質であるB細胞リンパ腫/白血病11A、および前記タンパク質をコードする遺伝子を、全てのイントロンおよびエクソンと共に指す。この遺伝子はC2H2型ジンクフィンガータンパク質をコードする。BCL11Aは、胎児ヘモグロビン産生の抑制において役割を果たすことが分かっている。BCL11aは、B細胞CLL/リンパ腫11A(ジンクフィンガータンパク質)、CTIP1、EVI9、エコトロピックウイルス組込み部位9タンパク質ホモログ、COUP−TF相互作用タンパク質1、ジンクフィンガータンパク質856、KIAA1809、BCL−11A、ZNF856、EVI−9、およびB細胞CLL/リンパ腫11Aとしても知られる。この用語にはBCL11aのあらゆるアイソフォームおよびスプライス変異体が包含される。BCL11aをコードするヒト遺伝子は染色体位置2p16.1にマッピングされる(Ensemblによる)。ヒトおよびマウスアミノ酸および核酸配列は、GenBank、UniProtおよびSwiss−Protなどの公開データベースを参照することができ、およびヒトBCL11aのゲノム配列はGenBankにおいてNC_000002.12を参照することができる。BCL11a遺伝子は、全てのイントロンおよびエクソンを含め、このゲノム位置を指す。BCL11aには複数の既知のアイソタイプがある。
ヒトBCL11aのアイソフォーム1をコードするmRNAの配列はNM_022893を参照することができる。
ヒトBCL11aのアイソフォーム1のペプチド配列は以下である。
他のBCL11aタンパク質アイソフォームの配列は以下に提供される。
アイソフォーム2:Q9H165−2
アイソフォーム3:Q9H165−3
アイソフォーム4:Q9H165−4
アイソフォーム5:Q9H165−5
アイソフォーム6:Q9H165−6
本明細書で使用されるとき、ヒトBCL11aタンパク質には、その完全長にわたってBCL11aアイソフォーム1〜6と少なくとも約70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%の配列同一性を有するタンパク質も包含され、ここで、かかるタンパク質はなおもBCL11aの機能の少なくとも1つを有する。
用語「グロビン遺伝子座」は、本明細書で使用されるとき、胚(ε)、胎児(G(γ)およびA(γ))、成人グロビン遺伝子(γおよびβ)、遺伝子座制御領域およびDNアーゼI高感受性部位の遺伝子を含むヒト11番染色体の領域を指す。
用語「相補的」は、核酸に関連して使用されるとき、AとTまたはU、およびGとCの塩基の対合を指す。相補的という用語は、完全に相補的である、すなわち参照配列全体にわたってAがTまたはUと対を形成し、およびGがCと対を形成する核酸分子、ならびに少なくとも80%、85%、90%、95%、99%相補的な分子を指す。
用語「HPFH」は遺伝性高胎児ヘモグロビン血症を指し、成人赤血球細胞における胎児ヘモグロビンの増加を特徴とする。用語「HPFH領域」は、修飾されると(例えば、突然変異または欠失すると)成人赤血球細胞におけるHbF産生の増加を引き起こすゲノム部位を指し、文献に同定されているHPFH部位が含まれる(例えば、Online Mendelian Inheritance in Man:http://www.omim.org/entry/141749を参照されたい)。例示的実施形態において、HPFH領域は、11番染色体p15上のβグロビン遺伝子クラスター内にあるかまたはそれを包含する領域である。例示的実施形態において、HPFH領域は、δグロビン遺伝子の少なくとも一部の範囲内にあるかまたはそれを包含する。例示的実施形態において、HPFH領域は、HBG1のプロモーターの領域である。例示的実施形態において、HPFH領域は、HBG1のプロモーターの領域である。例示的実施形態において、HPFH領域は、Sankaran VG et al.NEJM(2011)365:807−814に記載される領域である。例示的実施形態において、HPFH領域は、Sankaran VG et al.NEJM(2011)365:807−814に記載されるとおりのフランス型ブレイクポイント欠失HPFHである。例示的実施形態において、HPFH領域は、Sankaran VG et al.NEJM(2011)365:807−814に記載されるとおりのアルジェリア型HPFHである。例示的実施形態において、HPFH領域は、Sankaran VG et al.NEJM(2011)365:807−814に記載されるとおりのスリランカ型HPFHである。例示的実施形態において、HPFH領域は、Sankaran VG et al.NEJM(2011)365:807−814に記載されるとおりのHPFH−3である。例示的実施形態において、HPFH領域は、Sankaran VG et al.NEJM(2011)365:807−814に記載されるとおりのHPFH−2である。ある実施形態において、HPFH−1領域は、Sankaran VG et al.NEJM(2011)365:807−814に記載されるとおりのHPFH−3である。例示的実施形態において、HPFH領域は、Sankaran VG et al.NEJM(2011)365:807−814に記載されるとおりのスリランカ型(δβ)−サラセミアHPFHである。例示的実施形態において、HPFH領域は、Sankaran VG et al.NEJM(2011)365:807−814に記載されるとおりのシチリア型(δβ)−サラセミアHPFHである。例示的実施形態において、HPFH領域は、Sankaran VG et al.NEJM(2011)365:807−814に記載されるとおりのマケドニア型(δβ)−サラセミアHPFHである。例示的実施形態において、HPFH領域は、Sankaran VG et al.NEJM(2011)365:807−814に記載されるとおりのクルド型β−サラセミアHPFHである。例示的実施形態において、HPFH領域は、Chr11:5213874〜5214400(hg18)に位置する領域である。例示的実施形態において、HPFH領域は、Chr11:5215943〜5215046(hg18)に位置する領域である。例示的実施形態において、HPFH領域は、Chr11:5234390〜5238486(hg38)に位置する領域である。
「BCL11aエンハンサー」は、本明細書においてこの用語が使用されるとき、BCL11aの発現または機能に影響を及ぼす、例えばそれを増進させる核酸配列を指す。例えば、Bauer et al.,Science,vol.342,2013,pp.253−257を参照されたい。BCL11aエンハンサーは、例えば、ある種の細胞型、例えば赤血球系統の細胞においてのみ作用することが可能であり得る。BCL11aエンハンサーの一例は、BCL11a遺伝子のエクソン2とエクソン3との間の核酸配列(例えば、hg38に記録されているとおりの位置+55:Chr2:60497676〜60498941;+58:Chr2:60494251〜60495546;+62:Chr2:60490409〜60491734にあるかまたはそれに対応する核酸)である。ある実施形態において、BCL11aエンハンサーは、BCL11a遺伝子のエクソン2とエクソン3との間にある核酸配列の+62領域である。ある実施形態において、BCL11aエンハンサーは、BCL11a遺伝子のエクソン2とエクソン3との間にある核酸配列の+58領域である。ある実施形態において、BCL11aエンハンサーは、BCL11a遺伝子のエクソン2とエクソン3との間にある核酸配列の+55領域である。
用語「造血幹細胞・前駆細胞」または「HSPC」は同義的に使用され、造血幹細胞(「HSC」)および造血前駆細胞(「HPC」)の両方を含む細胞の集団を指す。かかる細胞は、例えばCD34+として特徴付けられる。例示的実施形態において、HSPCは骨髄から単離されたものである。他の例示的実施形態において、HSPCは末梢血から単離されたものである。他の例示的実施形態において、HSPCは臍帯血から単離されたものである。
「幹細胞増殖剤」は、本明細書で使用されるとき、細胞、例えば、HSPC、HSCおよび/またはHPCを、前記薬剤がない同じ細胞型と比べて速い速度で増殖させる、例えば数を増加させる化合物を指す。例示的な一態様において、幹細胞増殖剤はアリール炭化水素受容体経路の阻害剤である。幹細胞増殖剤のさらなる例は以下に提供する。実施形態において、増殖、例えば数の増加はエキソビボで達成される。
「生着」または「生着する」は、レシピエント、例えば哺乳動物またはヒト対象の体内への細胞または組織、例えばHSPCの集団の取込みを指す。一例において、生着は、レシピエントにおける生着細胞の成長、増殖および/または分化を含む。一例では、HSPCの生着は、レシピエントの体内における前記HSPCの赤血球系細胞への分化および成長を含む。
用語「造血前駆細胞」(HPC)は、本明細書で使用されるとき、自己複製能が限られた、かつ造血ヒエラルキー内における位置に応じて多系統分化(例えば、骨髄、リンパ)、単系統分化(例えば、骨髄またはリンパ)または細胞型限定的分化(例えば、赤血球系前駆細胞)の潜在的能力を有する原始的な造血細胞を指す(Doulatov et al.,Cell Stem Cell 2012)。
「造血幹細胞」(HSC)は、本明細書で使用されるとき、自己複製して、顆粒球(例えば、前骨髄球、好中球、好酸球、好塩基球)、赤血球(例えば、網赤血球、赤血球)、栓球(例えば、巨核芽球、血小板産生巨核球、血小板)、および単球(例えば、単球、マクロファージ)を含むより成熟した血球細胞に分化する能力を有する未熟血球細胞を指す。本明細書全体を通じてHSCは幹細胞と同義的に記載される。当該技術分野において、かかる細胞はCD34+細胞を含むこともまたは含まないこともあることは公知である。CD34+細胞は、CD34細胞表面マーカーを発現する未熟細胞である。CD34+細胞は、上記に定義した幹細胞特性を有する細胞のサブ集団を占めると考えられる。HSCが、原始的前駆細胞(例えば、多能性前駆細胞)および/または特異的造血系統(例えば、リンパ球前駆細胞)にコミットした前駆細胞を生じさせることができる多能性細胞であることは当該技術分野において周知である。特異的造血系統にコミットした幹細胞は、T細胞系統、B細胞系統、樹状細胞系統、ランゲルハンス細胞系統および/またはリンパ系組織特異的マクロファージ細胞系統のものであり得る。加えて、HSCはまた、長期HSC(LT−HSC)および短期HSC(ST−HSC)も指す。ST−HSCはLT−HSCよりも高活性かつ高増殖性である。しかしながら、LT−HSCは無制限の自己複製を有し(すなわち、これは成人期を通して生存する)、一方、ST−HSCは自己複製が限られている(すなわち、これは限られた期間のみ生存する)。本明細書に記載される方法のいずれにおいても、これらのHSCのいずれを使用することもできる。ST−HSCは高増殖性で、したがってHSCおよびその子孫の数が急速に増加するため、任意選択でST−HSCが有用である。造血幹細胞は、任意選択で血液製剤から入手される。血液製剤には、造血起源の細胞を含む身体または身体の臓器から得られた製剤が含まれる。かかる供給源には、未分画骨髄、臍帯、末梢血(例えば、動員末梢血、例えば、G−CSFまたはPlerixafor(登録商標)(AMD3100)などの動員剤で動員したもの)、肝臓、胸腺、リンパおよび脾臓が含まれる。前述の粗製または未分画血液製剤は全て、造血幹細胞特徴を有する細胞を当業者に公知の方法で富化することができる。ある実施形態において、HSCはCD34+/CD38−/CD90+/CD45RA−として特徴付けられる。実施形態において、HSCはCD34+/CD90+/CD49f+細胞として特徴付けられる。
細胞との関連において「増殖」または「増殖する」は、同じであってもまたは同じでなくてもよい細胞の初期細胞集団からの1つまたは複数の特徴的細胞型の数の増加を指す。増殖に使用される初期細胞は、増殖によって生じる細胞と同じでなくてもよい。
「細胞集団」は、生物学的供給源、例えば血液製剤または組織から単離された、かつ2つ以上の細胞に由来する真核生物哺乳動物、好ましくはヒトの細胞を指す。
「富化された」は、細胞集団との関連で使用されるとき、1つ以上のマーカー、例えばCD34+の存在に基づき選択された細胞集団を指す。
用語「CD34+細胞」は、その表面にCD34マーカーを発現する細胞を指す。CD34+細胞は、例えばフローサイトメトリーおよび蛍光標識抗CD34抗体を用いて検出およびカウントすることができる。
「CD34+細胞が富化された」は、細胞集団がCD34マーカーの存在に基づき選択されていることを意味する。したがって、選択方法後の細胞集団中のCD34+細胞のパーセンテージは、CD34マーカーに基づく選択ステップ前の初期細胞集団中のCD34+細胞のパーセンテージよりも高い。例えば、CD34+細胞は、CD34+細胞を富化した細胞集団中の細胞の少なくとも50%、60%、70%、80%または少なくとも90%を占め得る。
用語「F細胞」および「F−細胞」は、胎児ヘモグロビンを含有および/または産生する(例えば、発現する)細胞、通常、赤血球(例えば、赤血球細胞)を指す。例えば、F−細胞は、検出可能なレベルの胎児ヘモグロビンを含有または産生する細胞である。例えば、F−細胞は、少なくとも5ピコグラムの胎児ヘモグロビンを含有または産生する細胞である。別の例において、F−細胞は、少なくとも6ピコグラムの胎児ヘモグロビンを含有または産生する細胞である。別の例において、F−細胞は、少なくとも7ピコグラムの胎児ヘモグロビンを含有または産生する細胞である。別の例において、F−細胞は、少なくとも8ピコグラムの胎児ヘモグロビンを含有または産生する細胞である。別の例において、F−細胞は、少なくとも9ピコグラムの胎児ヘモグロビンを含有または産生する細胞である。別の例において、F−細胞は、少なくとも10ピコグラムの胎児ヘモグロビンを含有または産生する細胞である。胎児ヘモグロビンのレベルは、本明細書に記載されるアッセイを用いるか、または当該技術分野において公知の他の方法、例えば抗胎児ヘモグロビン検出試薬を用いたフローサイトメトリー、高速液体クロマトグラフィー、質量分析法、または酵素結合免疫吸着アッセイにより計測し得る。
特に指定されない限り、全てのゲノムまたは染色体座標はhg38に基づく。
本明細書に記載されるgRNA分子、組成物および方法は、CRISPR/Cas9システムを用いた真核細胞におけるゲノム編集に関する。詳細には、本明細書に記載されるgRNA分子、組成物および方法は、グロビンレベルの調節に関し、例えば、グロビン遺伝子およびタンパク質の発現および産生の調節において有用である。本gRNA分子、組成物および方法は、異常ヘモグロビン症の治療において有用であり得る。
I.gRNA分子
gRNA分子は、以下にさらに詳しく記載するとおり幾つものドメインを有し得るが、しかしながら、gRNA分子は、典型的には、少なくともcrRNAドメイン(標的化ドメインを含む)とtracrとを含む。CRISPRシステムの一成分として使用される本発明のgRNA分子は、標的部位にまたはその近傍にあるDNAの修飾(例えば、配列の修飾)に有用である。かかる修飾には、例えば標的部位を含む遺伝子の機能性産物の発現の低下または消失をもたらす欠失および/または挿入が含まれる。これらの使用およびさらなる使用について、以下にさらに詳しく説明する。
ある実施形態では、単分子の、すなわちsgRNAが、好ましくは5’から3’に、crRNA(標的配列と相補的な標的化ドメインおよびフラッグポールの一部を形成する領域(すなわち、crRNAフラッグポール領域)を含有する);ループ;およびtracr(crRNAフラッグポール領域と相補的なドメイン、およびヌクレアーゼまたは他のエフェクター分子、例えばCas分子、例えばCas9分子をさらに結合するドメインを含有する)を含み、以下のフォーマットをとり得る(5’から3’に):
[標的化ドメイン]−[crRNAフラッグポール領域]−[任意選択の第1のフラッグポール伸長部]−[ループ]−[任意選択の第1のtracr伸長部]−[tracrフラッグポール領域]−[tracrヌクレアーゼ結合ドメイン]。
実施形態において、tracrヌクレアーゼ結合ドメインはCasタンパク質、例えばCas9タンパク質に結合する。
ある実施形態では、二分子の、すなわちdgRNAが、2つのポリヌクレオチド;第1のポリヌクレオチド、好ましくは5’から3’に、crRNA(標的配列と相補的な標的化ドメインおよびフラッグポールの一部を形成する領域を含有し;および第2のポリヌクレオチド、好ましくは5’から3’に、tracr(crRNAフラッグポール領域と相補的なドメイン、およびヌクレアーゼまたは他のエフェクター分子、例えばCas分子、例えばCas9分子をさらに結合するドメインを含有する)を含み、以下のフォーマットをとり得る(5’から3’に):
ポリヌクレオチド1(crRNA):[標的化ドメイン]−[crRNAフラッグポール領域]−[任意選択の第1のフラッグポール伸長部]−[任意選択の第2のフラッグポール伸長部]
ポリヌクレオチド2(tracr):[任意選択の第1のtracr伸長部]−[tracrフラッグポール領域]−[tracrヌクレアーゼ結合ドメイン]。
実施形態において、tracrヌクレアーゼ結合ドメインはCasタンパク質、例えばCas9タンパク質に結合する。
一部の態様において、標的化ドメインは、本明細書に記載される標的化ドメイン配列、例えば、表1、表2、表3、表4、表5、または表6に記載される標的化ドメイン、または表1、表2、表3、表4、表5、または表6に記載される標的化ドメイン配列の17、18、19、20、21、22、23、24、または25個(好ましくは20個)の連続するヌクレオチドを含むかまたはそれからなる標的化ドメインを含むかまたはそれからなる。
一部の態様において、フラッグポール、例えばcrRNAフラッグポール領域は、5’から3’に、GUUUUAGAGCUA(配列番号6584)を含む。
一部の態様において、フラッグポール、例えばcrRNAフラッグポール領域は、5’から3’に、GUUUAAGAGCUA(配列番号6585)を含む。
一部の態様においてループは、5’から3’に、GAAA(配列番号6588)を含む。
一部の態様においてtracrは、5’から3’に、

を含み、好ましくは配列番号6584を含むgRNA分子に使用される。
一部の態様においてtracrは、5’から3’に、

を含み、好ましくは配列番号6585を含むgRNA分子に使用される。
一部の態様において、gRNAは、3’末端に追加的なU核酸も含み得る。例えば、gRNAは、3’末端に追加的な1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のU核酸(配列番号2006)を含み得る。ある実施形態において、gRNAは3’末端に追加的な4個のU核酸を含む。dgRNAの場合、dgRNAのポリヌクレオチド(例えば、標的化ドメインを含むポリヌクレオチドおよびtracrを含むポリヌクレオチド)の1つ以上が3’末端に追加的なU核酸を含み得る。例えば、dgRNAの場合、dgRNAのポリヌクレオチド(例えば、標的化ドメインを含むポリヌクレオチドおよびtracrを含むポリヌクレオチド)の1つ以上が3’末端に追加的な1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のU核酸(配列番号2006)を含み得る。ある実施形態において、dgRNAの場合、dgRNAのポリヌクレオチド(例えば、標的化ドメインを含むポリヌクレオチドおよびtracrを含むポリヌクレオチド)の1つ以上が3’末端に追加的な4個のU核酸を含む。dgRNAの実施形態において、tracrを含むポリヌクレオチドのみが追加的なU核酸、例えば4個のU核酸を含む。dgRNAの実施形態において、標的化ドメインを含むポリヌクレオチドのみが追加的なU核酸を含む。dgRNAの実施形態において、標的化ドメインを含むポリヌクレオチドおよびtracrを含むポリヌクレオチドの両方が追加的なU核酸、例えば4個のU核酸を含む。
一部の態様において、gRNAは、3’末端に追加的なA核酸も含み得る。例えば、gRNAは、3’末端に追加的な1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のA核酸(配列番号2007)を含み得る。ある実施形態において、gRNAは3’末端に追加的な4個のA核酸を含む。dgRNAの場合、dgRNAのポリヌクレオチド(例えば、標的化ドメインを含むポリヌクレオチドおよびtracrを含むポリヌクレオチド)の1つ以上が3’末端に追加的なA核酸を含み得る。例えば、dgRNAの場合、dgRNAのポリヌクレオチド(例えば、標的化ドメインを含むポリヌクレオチドおよびtracrを含むポリヌクレオチド)の1つ以上が3’末端に追加的な1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のA核酸(配列番号2007)を含み得る。ある実施形態において、dgRNAの場合、dgRNAのポリヌクレオチド(例えば、標的化ドメインを含むポリヌクレオチドおよびtracrを含むポリヌクレオチド)の1つ以上が3’末端に追加的な4個のA核酸を含む。dgRNAの実施形態において、tracrを含むポリヌクレオチドのみが追加的なA核酸、例えば4個のA核酸を含む。dgRNAの実施形態において、標的化ドメインを含むポリヌクレオチドのみが追加的なA核酸を含む。dgRNAの実施形態において、標的化ドメインを含むポリヌクレオチドおよびtracrを含むポリヌクレオチドの両方が追加的なU核酸、例えば4個のA核酸を含む。
実施形態において、gRNA分子のポリヌクレオチドの1つ以上が5’末端にキャップを含み得る。
ある実施形態において、単分子の、すなわちsgRNAが、好ましくは5’から3’に、crRNA(標的配列と相補的な標的化ドメインを含有する;crRNAフラッグポール領域;第1のフラッグポール伸長部;ループ;第1のtracr伸長部(第1のフラッグポール伸長部の少なくとも一部分と相補的なドメインを含有する);およびtracr(crRNAフラッグポール領域と相補的なドメイン、およびCas9分子をさらに結合するドメインを含有する)を含む。一部の態様において、標的化ドメインは、本明細書に記載される標的化ドメイン配列、例えば、表1、表2、表3、表4、表5、または表6に記載される標的化ドメイン、または表1、表2、表3、表4、表5、または表6に記載される標的化ドメイン配列の17、18、19、20、21、22、23、24、または25個(好ましくは20個)の連続するヌクレオチド、例えば、表1、表2、表3、表4、表5、または表6に記載される標的化ドメイン配列の3’側の17、18、19、20、21、22、23、24または25個(好ましくは20個)の連続するヌクレオチドを含むかまたはそれからなる標的化ドメインを含む。
第1のフラッグポール伸長部および/または第1のtracr伸長部を含む態様において、フラッグポール、ループおよびtracr配列は上記に記載したとおりであり得る。一般に任意の第1のフラッグポール伸長部および第1のtracr伸長部を用いることができ、但しそれらは相補的であるものとする。実施形態において、第1のフラッグポール伸長部および第1のtracr伸長部は、3、4、5、6、7、8、9、10個またはそれを超える相補ヌクレオチドからなる。
一部の態様において、第1のフラッグポール伸長部は、5’から3’に、UGCUG(配列番号6586)を含む。一部の態様において、第1のフラッグポール伸長部は配列番号6586からなる。
一部の態様において、第1のtracr伸長部は、5’から3’に、CAGCA(配列番号6591)を含む。一部の態様において、第1のtracr伸長部は配列番号6591からなる。
ある実施形態において、dgRNAは2つの核酸分子を含む。一部の態様において、dgRNAは、好ましくは5’から3’に、標的配列と相補的な標的化ドメイン;crRNAフラッグポール領域;任意選択で第1のフラッグポール伸長部;および任意選択で第2のフラッグポール伸長部を含有する第1の核酸と;好ましくは5’から3’に、任意選択で第1のtracr伸長部;およびtracr(crRNAフラッグポール領域と相補的なドメイン、およびCas、例えばCas9分子をさらに結合するドメインを含有する)を含む第2の核酸(本明細書ではtracrと称され得る)、および少なくとも、Cas分子、例えばCas9分子を結合するドメインを含む)とを含む。第2の核酸は、加えて、3’末端に(例えば、tracrの3’側に)追加的なU核酸(配列番号2006)を含み得る。例えば、tracrは、3’末端に(例えば、tracrの3’側に)追加的な1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のU核酸を含み得る。第2の核酸は、加えてまたは代わりに、3’末端に(例えば、tracrの3’側に)追加的なA核酸を含み得る。例えば、tracrは、3’末端に(例えば、tracrの3’側に)追加的な1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個のA核酸(配列番号2007)を含み得る。一部の態様において、標的化ドメインは、本明細書に記載される標的化ドメイン配列、例えば、表1、表2、表3、表4、表5、または表6に記載される標的化ドメイン、または表1、表2、表3、表4、表5、または表6に記載される標的化ドメイン配列の17、18、19、20、21、22、23、24、または25個(好ましくは20個)の連続するヌクレオチドを含むかまたはそれからなる標的化ドメインを含む。
dgRNAが関わる態様において、crRNAフラッグポール領域、任意選択の第1のフラッグポール伸長部、任意選択の第1のtracr伸長部およびtracr配列は上記に記載したとおりであり得る。
一部の態様において、任意選択の第2のフラッグポール伸長部は、5’から3’に、UUUUG(配列番号6587)を含む。
実施形態において、gRNA分子(およびdgRNA分子の場合、標的化ドメインを含むポリヌクレオチドおよび/またはtracrを含むポリヌクレオチド)の3’側の1、2、3、4、または5ヌクレオチド、5’側の1、2、3、4、または5ヌクレオチド、または3’側および5’側の両方の1、2、3、4、または5ヌクレオチドは、以下の第XIII節にさらに詳しく説明するとおり、修飾核酸である。
これらのドメインについて以下に手短に考察する:
1)標的化ドメイン:
標的化ドメインの選択に関する指針については、例えば、Fu Y el al.NAT BIOTECHNOL 2014(doi:10.1038/nbt.2808)およびSternberg SH el al.NATURE 2014(doi:10.1038/naturel3011)を参照することができる。
標的化ドメインは、標的核酸上の標的配列と相補的、例えば、少なくとも80、85、90、95、または99%相補的、例えば完全に相補的なヌクレオチド配列を含む。標的化ドメインはRNA分子の一部であり、したがって塩基ウラシル(U)を含むことになり、一方、gRNA分子をコードする任意のDNAは塩基チミン(T)を含むことになる。理論によって拘束されることを望むものではないが、標的配列との標的化ドメインの相補性は、標的核酸とのgRNA分子/Cas9分子複合体の相互作用の特異性に寄与すると考えられる。標的化ドメインと標的配列との対において、標的化ドメイン中のウラシル塩基は標的配列中のアデニン塩基と対合し得ることが理解される。
ある実施形態において、標的化ドメインは、5〜50、例えば10〜40、例えば10〜30、例えば15〜30、例えば15〜25ヌクレオチド長である。ある実施形態において、標的化ドメインは、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24または25ヌクレオチド長である。ある実施形態において、標的化ドメインは16ヌクレオチド長である。ある実施形態において、標的化ドメインは17ヌクレオチド長である。ある実施形態において、標的化ドメインは18ヌクレオチド長である。ある実施形態において、標的化ドメインは19ヌクレオチド長である。ある実施形態において、標的化ドメインは20ヌクレオチド長である。ある実施形態において、標的化ドメインは21ヌクレオチド長である。ある実施形態において、標的化ドメインは22ヌクレオチド長である。ある実施形態において、標的化ドメインは23ヌクレオチド長である。ある実施形態において、標的化ドメインは24ヌクレオチド長である。ある実施形態において、標的化ドメインは25ヌクレオチド長である。実施形態において、前述の16、17、18、19、20、21、22、23、24、または25ヌクレオチドは、表1、表2、表3、表4、表5、または表6に記載される標的化ドメインからの5’−16、17、18、19、20、21、22、23、24、または25ヌクレオチドを含む。実施形態において、前述の16、17、18、19、20、21、22、23、24、または25ヌクレオチドは、表1、表2、表3、表4、表5、または表6に記載される標的化ドメインからの3’−16、17、18、19、20、21、22、23、24、または25ヌクレオチドを含む。
理論によって拘束されるものではないが、標的化ドメインの3’末端に配置された標的化ドメインの8、9、10、11または12個の核酸が標的配列のターゲティングに重要であると考えられ、したがって標的化ドメインの「コア」領域と称され得る。ある実施形態において、コアドメインは標的配列に完全に相補的である。
標的化ドメインが相補的である標的核酸の鎖が、本明細書では標的配列と称される。一部の態様において、標的配列は染色体上に配置され、例えば遺伝子内の標的である。一部の態様において標的配列は遺伝子のエクソン内に配置される。一部の態様において標的配列は遺伝子のイントロン内に配置される。一部の態様において、標的配列は、目的の遺伝子の調節エレメントの結合部位、例えばプロモーターまたは転写因子結合部位を含むかまたはそれに近接している(例えば、10、20、30、40、50、100、200、300、400、500、または1000核酸以内にある)。ドメインのヌクレオチドの一部または全てが、修飾、例えば本明細書の第XIII節に掲載される修飾を有し得る。
2)crRNAフラッグポール領域:
フラッグポールは、crRNAおよびtracrの両方からの一部分を含む。crRNAフラッグポール領域はtracrの一部分に相補的であり、ある実施形態では、少なくとも一部の生理条件下、例えば通常の生理条件下で二重鎖化した領域を形成するのに十分なtracrの一部分との相補性を有する。ある実施形態において、crRNAフラッグポール領域は5〜30ヌクレオチド長である。ある実施形態において、crRNAフラッグポール領域は5〜25ヌクレオチド長である。crRNAフラッグポール領域は、細菌CRISPRアレイからのリピート配列の天然に存在する一部分と相同性を共有するかまたはそれに由来し得る。ある実施形態において、これは本明細書に開示されるcrRNAフラッグポール領域、例えば化膿レンサ球菌(S.pyogenes)またはS.サーモフィルス(S.thermophilus)crRNAフラッグポール領域と少なくとも50%の相同性を有する。
ある実施形態において、フラッグポール、例えばcrRNAフラッグポール領域は、配列番号6584を含む。ある実施形態において、フラッグポール、例えばcrRNAフラッグポール領域は、配列番号6584と少なくとも50%、60%、70%、80%、85%、90%、95%または99%の相同性を有する配列を含む。ある実施形態において、フラッグポール、例えばcrRNAフラッグポール領域は、配列番号6584の少なくとも5、6、7、8、9、10、または11ヌクレオチドを含む。ある実施形態において、フラッグポール、例えばcrRNAフラッグポール領域は、配列番号6585を含む。ある実施形態において、フラッグポールは、配列番号6585と少なくとも50%、60%、70%、80%、85%、90%、95%または99%の相同性を有する配列を含む。ある実施形態において、フラッグポール、例えばcrRNAフラッグポール領域は、配列番号6585の少なくとも5、6、7、8、9、10、または11ヌクレオチドを含む。
ドメインのヌクレオチドの一部または全てが、修飾、例えば本明細書の第XIII節に記載される修飾を有し得る。
3)第1のフラッグポール伸長部
第1のtracr伸長部を含むtracrが使用されるとき、crRNAは第1のフラッグポール伸長部を含み得る。一般に任意の第1のフラッグポール伸長部および第1のtracr伸長部を用いることができ、但しそれらは相補的であるものとする。実施形態において、第1のフラッグポール伸長部および第1のtracr伸長部は、3、4、5、6、7、8、9、10個またはそれを超える相補ヌクレオチドからなる。
第1のフラッグポール伸長部は、第1のtracr伸長部のヌクレオチドと相補的、例えば、80%、85%、90%、95%または99%、例えば完全に相補的なヌクレオチドを含み得る。一部の態様において、第1のtracr伸長部の相補ヌクレオチドとハイブリダイズする第1のフラッグポール伸長部のヌクレオチドは連続している。一部の態様において、第1のtracr伸長部の相補ヌクレオチドとハイブリダイズする第1のフラッグポール伸長部のヌクレオチドは不連続であり、例えば、第1のtracr伸長部のヌクレオチドと塩基対合しないヌクレオチドによって分離された2つ以上のハイブリダイゼーション領域を含む。一部の態様において、第1のフラッグポール伸長部は、少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20またはそれを超えるヌクレオチドを含む。一部の態様において、第1のフラッグポール伸長部は、5’から3’に、UGCUG(配列番号6586)を含む。一部の態様において、第1のフラッグポール伸長部は配列番号6586からなる。一部の態様において第1のフラッグポール伸長部は、配列番号6586と少なくとも80%、85%、90%、95%または99%の相同性である核酸を含む。
第1のtracr伸長部のヌクレオチドの一部または全てが、修飾、例えば本明細書の第XIII節に掲載される修飾を有し得る。
3)ループ
ループは、sgRNAのcrRNAフラッグポール領域(または存在する場合には任意選択で第1のフラッグポール伸長部)をtracr(または存在する場合には任意選択で第1のtracr伸長部)と連結する役割を果たす。ループはcrRNAフラッグポール領域とtracrとを共有結合的または非共有結合的に連結し得る。ある実施形態において、この連結は共有結合性である。ある実施形態において、ループはcrRNAフラッグポール領域とtracrとを共有結合的にカップリングする。ある実施形態において、ループは第1のフラッグポール伸長部と第1のtracr伸長部とを共有結合的にカップリングする。ある実施形態において、ループは、crRNAフラッグポール領域と、crRNAフラッグポール領域にハイブリダイズするtracrのドメインとの間に介在する共有結合であるか、またはそれを含む。典型的には、ループは1ヌクレオチド以上、例えば、2、3、4、5、6、7、8、9、または10ヌクレオチドを含む。
dgRNA分子では、2つの分子は、crRNAの少なくとも一部分(例えば、crRNAフラッグポール領域)とtracrの少なくとも一部分(例えば、crRNAフラッグポール領域と相補的なtracrのドメイン)との間のハイブリダイゼーションによって会合することができる。
多様なループがsgRNAにおける使用に好適である。ループは共有結合からなってもよく、または1または数ヌクレオチドほどの短さ、例えば、1、2、3、4、または5ヌクレオチド長であってもよい。ある実施形態において、ループは、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、または25ヌクレオチド長であるかまたはそれを超える。ある実施形態において、ループは、2〜50、2〜40、2〜30、2〜20、2〜10、または2〜5ヌクレオチド長である。ある実施形態において、ループは天然に存在する配列と相同性を共有するかまたはそれに由来する。ある実施形態において、ループは、本明細書に開示されるループと少なくとも50%の相同性を有する。ある実施形態において、ループは配列番号6588を含む。
ドメインのヌクレオチドの一部または全てが、修飾、例えば本明細書の第XIII節に記載される修飾を有し得る。
4)第2のフラッグポール伸長部
ある実施形態において、dgRNAは、crRNAフラッグポール領域、または存在する場合には第1のフラッグポール伸長部の3’側に、本明細書において第2のフラッグポール伸長部と称される追加的な配列を含み得る。ある実施形態において、第2のフラッグポール伸長部は、2〜10、2〜9、2〜8、2〜7、2〜6、2〜5、または2〜4ヌクレオチド長である。ある実施形態において、第2のフラッグポール伸長部は、2、3、4、5、6、7、8、9、または10ヌクレオチド長であるかまたはそれを超える。ある実施形態において、第2のフラッグポール伸長部は配列番号6587を含む。
5)Tracr:
tracrは、ヌクレアーゼ、例えばCas9の結合に必要な核酸配列である。理論によって拘束されるものではないが、各Cas9種が特定のtracr配列に関連付けられると考えられる。tracr配列はsgRNAおよびdgRNAの両方のシステムで利用される。ある実施形態において、tracrは、化膿レンサ球菌(S.pyogenes)tracrからの配列を含むかまたはそれに由来する。一部の態様において、tracrは、crRNAのフラッグポール部分にハイブリダイズする一部分、例えば、少なくともある生理条件下で二重鎖化した領域を形成するのに十分なcrRNAフラッグポール領域との相補性を有する一部分(ときに本明細書においてtracrフラッグポール領域またはcrRNAフラッグポール領域と相補的なtracrドメインと称されることもある)を有する。実施形態において、crRNAフラッグポール領域とハイブリダイズするtracrのドメインは、crRNAフラッグポール領域の相補ヌクレオチドとハイブリダイズする少なくとも5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20ヌクレオチドを含む。一部の態様において、crRNAフラッグポール領域の相補ヌクレオチドとハイブリダイズするtracrヌクレオチドは連続している。一部の態様において、crRNAフラッグポール領域の相補ヌクレオチドとハイブリダイズするtracrヌクレオチドは不連続であり、例えば、crRNAフラッグポール領域のヌクレオチドと塩基対合しないヌクレオチドによって分離された2つ以上のハイブリダイゼーション領域を含む。一部の態様において、crRNAフラッグポール領域にハイブリダイズするtracrの一部分は、5’から3’に、UAGCAAGUUAAAA(配列番号6597)を含む。一部の態様において、crRNAフラッグポール領域にハイブリダイズするtracrの一部分は、5’から3’に、UAGCAAGUUUAAA(配列番号6598)を含む。実施形態において、crRNAフラッグポール領域とハイブリダイズする配列は、ヌクレアーゼ、例えばCas分子、例えばCas9分子をさらに結合するtracrの配列の5’側のtracr上に配置される。
tracrは、ヌクレアーゼ、例えばCas分子、例えばCas9分子にさらに結合するドメインをさらに含む。理論によって拘束されるものではないが、異なる種のCas9は異なるtracr配列に結合すると考えられる。一部の態様において、tracrは、化膿レンサ球菌(S.pyogenes)Cas9分子に結合する配列を含む。一部の態様において、tracrは、本明細書に開示されるCas9分子に結合する配列を含む。一部の態様において、Cas9分子をさらに結合するドメインは、5’から3’に、
UAAGGCUAGUCCGUUAUCAACUUGAAAAAGUGGCACCGAGUCGGUGC(配列番号6599)
を含む。一部の態様において、Cas9分子をさらに結合するドメインは、5’から3’に、
UAAGGCUAGUCCGUUAUCAACUUGAAAAAGUGGCACCGAGUCGGUGCUUUU(配列番号6600)
を含む。
一部の実施形態において、tracrは配列番号6589を含む。一部の実施形態において、tracrは配列番号6590を含む。
tracrのヌクレオチドの一部または全てが、修飾、例えば本明細書の第XIII節に掲載される修飾を有し得る。実施形態において、gRNA(例えば、sgRNAまたはdgRNAのtracrおよび/またはcrRNA)、例えば、上記に記載されるgRNAまたはgRNA成分のいずれかは、gRNAの5’末端、3’末端または5’末端と3’末端との両方に逆位脱塩基残基を含む。実施形態において、gRNA(例えば、sgRNAまたはdgRNAのtracrおよび/またはcrRNA)、例えば、上記に記載されるgRNAまたはgRNA成分のいずれかは、ポリヌクレオチドの5’末端の残基間に1つ以上のホスホロチオエート結合を含み、例えば、最初の2つの5’残基間、最初の3つの5’残基の各々の間、最初の4つの5’残基の各々の間、または最初の5つの5’残基の各々の間にホスホロチオエート結合を含む。実施形態において、gRNAまたはgRNA成分は、それに代えてまたは加えて、ポリヌクレオチドの3’末端の残基間に1つ以上のホスホロチオエート結合を含み、例えば、最初の2つの3’残基間、最初の3つの3’残基の各々の間、最初の4つの3’残基の各々の間、または最初の5つの3’残基の各々の間にホスホロチオエート結合を含み得る。ある実施形態において、gRNA(例えば、sgRNAまたはdgRNAのtracrおよび/またはcrRNA)、例えば、上記に記載されるgRNAまたはgRNA成分のいずれかは、最初の4つの5’残基の各々の間にホスホロチオエート結合を含み(例えば、5’末端に3つのホスホロチオエート結合を含み、例えばそれからなり)、かつ最初の4つの3’残基の各々の間にホスホロチオエート結合を含む(例えば、3’末端に3つのホスホロチオエート結合を含む、例えばそれからなる)。ある実施形態において、上記に記載されるホスホロチオエート修飾のいずれかが、ポリヌクレオチドの5’末端、3’末端、または5’末端と3’末端との両方における逆位脱塩基残基と組み合わされる。かかる実施形態において、逆位脱塩基ヌクレオチドはリン酸結合またはホスホロチオエート結合によって5’および/または3’ヌクレオチドに連結され得る。実施形態において、gRNA(例えば、sgRNAまたはdgRNAのtracrおよび/またはcrRNA)、例えば、上記に記載されるgRNAまたはgRNA成分のいずれかは、2’O−メチル修飾を含むヌクレオチドを1つ以上含む。実施形態において、5’残基の最初の1、2、3つ、またはまたはそれを超えるものの各々が2’O−メチル修飾を含む。実施形態において、3’残基の最初の1、2、3つ、またはまたはそれを超えるものの各々が2’O−メチル修飾を含む。実施形態において、末端から4番目、末端から3番目、および末端から2番目の3’残基が2’O−メチル修飾を含む。実施形態において、5’残基の最初の1、2、3つまたはまたはそれを超えるものの各々が2’O−メチル修飾を含み、かつ3’残基の最初の1、2、3つまたはまたはそれを超えるものの各々が2’O−メチル修飾を含む。ある実施形態において、5’残基の最初の3つの各々が2’O−メチル修飾を含み、かつ3’残基の最初の3つの各々が2’O−メチル修飾を含む。実施形態において、5’残基の最初の3つの各々が2’O−メチル修飾を含み、かつ末端から4番目、末端から3番目、および末端から2番目の3’残基が2’O−メチル修飾を含む。実施形態において、2’O−メチル修飾のいずれか、例えば上記に記載したとおりのものが、1つ以上のホスホロチオエート修飾、例えば上記に記載したとおりのもの、および/または1つ以上の逆位脱塩基修飾、例えば上記に記載したとおりのものと組み合わされてもよい。ある実施形態において、gRNA(例えば、sgRNAまたはdgRNAのtracrおよび/またはcrRNA)、例えば、上記に記載されるgRNAまたはgRNA成分のいずれかは、最初の4つの5’残基の各々の間にホスホロチオエート結合(例えば、ポリヌクレオチドの5’末端に3つのホスホロチオエート結合を含む、例えばそれからなる)、最初の4つの3’残基の各々の間にホスホロチオエート結合(例えば、ポリヌクレオチドの5’末端に3つのホスホロチオエート結合を含む、例えばそれからなる)、最初の3つの5’残基の各々に2’O−メチル修飾、かつ最初の3つの3’残基の各々に2’O−メチル修飾を含む、例えばそれからなる。ある実施形態において、gRNA(例えば、sgRNAまたはdgRNAのtracrおよび/またはcrRNA)、例えば、上記に記載されるgRNAまたはgRNA成分のいずれかは、最初の4つの5’残基の各々の間にホスホロチオエート結合(例えば、ポリヌクレオチドの5’末端に3つのホスホロチオエート結合を含む、例えばそれからなる)、最初の4つの3’残基の各々の間にホスホロチオエート結合(例えば、ポリヌクレオチドの5’末端に3つのホスホロチオエート結合を含む、例えばそれからなる)、最初の3つの5’残基の各々に2’O−メチル修飾、かつ末端から4番目、末端から3番目、および末端から2番目の3’残基の各々に2’O−メチル修飾を含む、例えばそれからなる。
ある実施形態において、gRNA(例えば、sgRNAまたはdgRNAのtracrおよび/またはcrRNA)、例えば、上記に記載されるgRNAまたはgRNA成分のいずれかは、最初の4つの5’残基の各々の間にホスホロチオエート結合(例えば、ポリヌクレオチドの5’末端に3つのホスホロチオエート結合を含む、例えばそれからなる)、最初の4つの3’残基の各々の間にホスホロチオエート結合(例えば、ポリヌクレオチドの5’末端に3つのホスホロチオエート結合を含む、例えばそれからなる)、最初の3つの5’残基の各々に2’O−メチル修飾、最初の3つの3’残基の各々に2’O−メチル修飾、および5’末端および3’末端の各々に追加的な逆位脱塩基残基を含む、例えばそれからなる。
ある実施形態において、gRNA(例えば、sgRNAまたはdgRNAのtracrおよび/またはcrRNA)、例えば、上記に記載されるgRNAまたはgRNA成分のいずれかは、最初の4つの5’残基の各々の間にホスホロチオエート結合(例えば、ポリヌクレオチドの5’末端に3つのホスホロチオエート結合を含む、例えばそれからなる)、最初の4つの3’残基の各々の間にホスホロチオエート結合(例えば、ポリヌクレオチドの5’末端に3つのホスホロチオエート結合を含む、例えばそれからなる)、最初の3つの5’残基の各々に2’O−メチル修飾、および末端から4番目、末端から3番目、および末端から2番目の3’残基の各々に2’O−メチル修飾、および5’末端および3’末端の各々に追加的な逆位脱塩基残基を含む、例えばそれからなる。
ある実施形態において、gRNAはdgRNAであり、以下を含む、例えばそれからなる:
crRNA:
mN*mN*mN*NNNNNNNNNNNNNNNNNGUUUUAGAGCUAU*mG*mC*mU(配列番号2008)
(式中、mは2’O−メチル修飾を有する塩基を示し、*はホスホロチオエート結合を示し、およびNは、例えば本明細書に記載されるとおりの標的化ドメインの残基を示す)(任意選択で5’末端および/または3’末端に逆位脱塩基残基を有する);および
tracr:

(任意選択で5’末端および/または3’末端に逆位脱塩基残基を有する)。
ある実施形態において、gRNAはdgRNAであり、以下を含む、例えばそれからなる:
crRNA:
mN*mN*mN*NNNNNNNNNNNNNNNNNGUUUUAGAGCUAU*mG*mC*mU(配列番号2009)
(式中、mは2’O−メチル修飾を有する塩基を示し、*はホスホロチオエート結合を示し、およびNは、例えば本明細書に記載されるとおりの標的化ドメインの残基を示す)(任意選択で5’末端および/または3’末端に逆位脱塩基残基を有する);および
tracr:

(式中、mは2’O−メチル修飾を有する塩基を示し、*はホスホロチオエート結合を示し、およびNは、例えば本明細書に記載されるとおりの標的化ドメインの残基を示す)(任意選択で5’末端および/または3’末端に逆位脱塩基残基を有する)。
ある実施形態において、gRNAはdgRNAであり、以下を含む、例えばそれからなる:
crRNA:
mN*mN*mN*NNNNNNNNNNNNNNNNNGUUUUAGAGCUAUGCUGUU*mU*mU*mG(配列番号2010)
(式中、mは2’O−メチル修飾を有する塩基を示し、*はホスホロチオエート結合を示し、およびNは、例えば本明細書に記載されるとおりの標的化ドメインの残基を示す)(任意選択で5’末端および/または3’末端に逆位脱塩基残基を有する);および
tracr:

(任意選択で5’末端および/または3’末端に逆位脱塩基残基を有する)。
ある実施形態において、gRNAはdgRNAであり、以下を含む、例えばそれからなる:
crRNA:
mN*mN*mN*NNNNNNNNNNNNNNNNNGUUUUAGAGCUAUGCUGUU*mU*mU*mG(配列番号2011)
(式中、mは2’O−メチル修飾を有する塩基を示し、*はホスホロチオエート結合を示し、およびNは、例えば本明細書に記載されるとおりの標的化ドメインの残基を示す)(任意選択で5’末端および/または3’末端に逆位脱塩基残基を有する);および
tracr:

(式中、mは2’O−メチル修飾を有する塩基を示し、および*はホスホロチオエート結合を示す)(任意選択で5’末端および/または3’末端に逆位脱塩基残基を有する)。
ある実施形態において、gRNAはdgRNAであり、以下を含む、例えばそれからなる:
crRNA:
NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNGUUUUAGAGCUAUGCUGUUUUG(配列番号2012)
(式中、Nは、例えば本明細書に記載されるとおりの標的化ドメインの残基を示す)(任意選択で5’末端および/または3’末端に逆位脱塩基残基を有する);および
tracr:

(式中、mは2’O−メチル修飾を有する塩基を示し、および*はホスホロチオエート結合を示す)(任意選択で5’末端および/または3’末端に逆位脱塩基残基を有する)。
ある実施形態において、gRNAはsgRNAであり、以下を含む、例えばそれからなる:

(式中、mは2’O−メチル修飾を有する塩基を示し、*はホスホロチオエート結合を示し、およびNは、例えば本明細書に記載されるとおりの標的化ドメインの残基を示す)(任意選択で5’末端および/または3’末端に逆位脱塩基残基を有する)。
ある実施形態において、gRNAはsgRNAであり、以下を含む、例えばそれからなる:

(式中、mは2’O−メチル修飾を有する塩基を示し、*はホスホロチオエート結合を示し、およびNは、例えば本明細書に記載されるとおりの標的化ドメインの残基を示す)(任意選択で5’末端および/または3’末端に逆位脱塩基残基を有する)。
ある実施形態において、gRNAはsgRNAであり、以下を含む、例えばそれからなる:

(式中、mは2’O−メチル修飾を有する塩基を示し、*はホスホロチオエート結合を示し、およびNは、例えば本明細書に記載されるとおりの標的化ドメインの残基を示す)(任意選択で5’末端および/または3’末端に逆位脱塩基残基を有する)。
6)第1のTracr伸長部
gRNAが第1のフラッグポール伸長部を含む場合、tracrは第1のtracr伸長部を含み得る。第1のtracr伸長部は、第1のフラッグポール伸長部のヌクレオチドと相補的、例えば、80%、85%、90%、95%または99%、例えば完全に相補的なヌクレオチドを含み得る。一部の態様において、第1のフラッグポール伸長部の相補ヌクレオチドとハイブリダイズする第1のtracr伸長部ヌクレオチドは連続している。一部の態様において、第1のフラッグポール伸長部の相補ヌクレオチドとハイブリダイズする第1のtracr伸長部ヌクレオチドは不連続であり、例えば、第1のフラッグポール伸長部のヌクレオチドと塩基対合しないヌクレオチドによって分離された2つ以上のハイブリダイゼーション領域を含む。一部の態様において、第1のtracr伸長部は、少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20またはそれを超えるヌクレオチドを含む。一部の態様において、第1のtracr伸長部は配列番号6591を含む。一部の態様において第1のtracr伸長部は、配列番号6591と少なくとも80%、85%、90%、95%または99%の相同性である核酸を含む。
第1のtracr伸長部のヌクレオチドの一部または全てが、修飾、例えば本明細書の第XIII節に掲載される修飾を有し得る。
一部の実施形態において、sgRNAは、5’から3’に、標的化ドメインの3’側に配置された以下を含み得る:

e)3’末端に少なくとも1、2、3、4、5、6または7個のウラシル(U)ヌクレオチド、例えば、1、2、3、4、5、6、または7個のウラシル(U)ヌクレオチドをさらに含む上記a)〜d)のいずれか;
f)3’末端に少なくとも1、2、3、4、5、6または7個のアデニン(A)ヌクレオチド、例えば、1、2、3、4、5、6、または7個のアデニン(A)ヌクレオチドをさらに含む上記a)〜d)のいずれか;または
g)5’末端(例えば、5’側端、例えば、標的化ドメインの5’側)に、少なくとも1、2、3、4、5、6または7個のアデニン(A)ヌクレオチド、例えば、1、2、3、4、5、6、または7個のアデニン(A)ヌクレオチドをさらに含む上記a)〜f)のいずれか。実施形態において、上記a)〜g)のいずれかは、標的化ドメインのすぐ3’側に配置される。
ある実施形態において、本発明のsgRNAは、5’から3’に、[標的化ドメイン]−

を含む、例えばそれからなる。
ある実施形態において、本発明のsgRNAは、5’から3’に、
[標的化ドメイン]−

を含む、例えばそれからなる。
一部の実施形態において、dgRNAは以下を含み得る:
5’から3’に、好ましくは標的化ドメインのすぐ3’側に配置された以下を含むcrRNA:
a) GUUUUAGAGCUA(配列番号6584);
b) GUUUAAGAGCUA(配列番号6585);
c) GUUUUAGAGCUAUGCUG(配列番号6605);
d) GUUUAAGAGCUAUGCUG(配列番号6606);
e) GUUUUAGAGCUAUGCUGUUUUG(配列番号6607);
f) GUUUAAGAGCUAUGCUGUUUUG(配列番号6608);または
g) GUUUUAGAGCUAUGCU (配列番号7806):
および5’から3’に以下を含むtracr:

k)3’末端に少なくとも1、2、3、4、5、6または7個のウラシル(U)ヌクレオチド、例えば、1、2、3、4、5、6、または7個のウラシル(U)ヌクレオチドをさらに含む上記a)〜j)のいずれか;
l)3’末端に少なくとも1、2、3、4、5、6または7個のアデニン(A)ヌクレオチド、例えば、1、2、3、4、5、6、または7個のアデニン(A)ヌクレオチドをさらに含む上記a)〜j)のいずれか;または
m)5’末端に(例えば、5’側端に)少なくとも1、2、3、4、5、6または7個のアデニン(A)ヌクレオチド、例えば、1、2、3、4、5、6、または7個のアデニン(A)ヌクレオチドをさらに含む上記a)〜l)のいずれか。
ある実施形態において、上記k)の配列は、例えば転写にU6プロモーターが使用される場合、3’配列UUUUUUを含む。ある実施形態において、上記k)の配列は、例えば転写にHIプロモーターが使用される場合、3’配列UUUUを含む。ある実施形態において、上記k)の配列は、例えば使用されるpol−IIIプロモーターの終結シグナルに応じて変わり得る数の3’Uを含む。ある実施形態において、上記k)の配列は、T7プロモーターが使用される場合、DNA鋳型に由来する可変的な3’配列を含む。ある実施形態において、上記k)の配列は、例えばインビトロ転写を用いてRNA分子が作成される場合、DNA鋳型に由来する可変的な3’配列を含む。ある実施形態において、上記k)の配列は、例えばpol−IIプロモーターを用いて転写がドライブされる場合、DNA鋳型に由来する可変的な3’配列を含む。
ある実施形態において、crRNAは、標的化ドメインと、標的化ドメインの3’側に配置される(例えば、標的化ドメインのすぐ3’側に配置される)、配列番号6607を含む、例えばそれからなる配列と、

を含む、例えばそれからなるtracrとを含む、例えばそれからなる。
ある実施形態において、crRNAは、標的化ドメインと、標的化ドメインの3’側に配置される(例えば、標的化ドメインのすぐ3’側に配置される)、配列番号6608を含む、例えばそれからなる配列と、

を含む、例えばそれからなるtracrとを含む、例えばそれからなる。
ある実施形態において、crRNAは、標的化ドメインと、標的化ドメインの3’側に配置される(例えば、標的化ドメインのすぐ3’側に配置される)、GUUUUAGAGCUAUGCU(配列番号7806)を含む、例えばそれからなる配列と、

を含む、例えばそれからなるtracrとを含む、例えばそれからなる。
ある実施形態において、crRNAは、標的化ドメインと、標的化ドメインの3’側に配置される(例えば、標的化ドメインのすぐ3’側に配置される)、GUUUUAGAGCUAUGCU(配列番号7806)を含む、例えばそれからなる配列と、

を含む、例えばそれからなるtracrとを含む、例えばそれからなる。
ある実施形態において、crRNAは、標的化ドメインと、標的化ドメインの3’側に配置される(例えば、標的化ドメインのすぐ3’側に配置される)、GUUUUAGAGCUAUGCUGUUUUG(配列番号6607)を含む、例えばそれからなる配列と、

を含む、例えばそれからなるtracrとを含む、例えばそれからなる。
II.グロビン遺伝子の発現を改変するのに有用な標的化ドメイン
以下の表に、本発明の様々な態様、例えば、グロビン遺伝子、例えば胎児ヘモグロビン遺伝子またはヘモグロビンβ遺伝子の発現の改変に用いられるgRNA分子の標的化ドメインを提供する。
実施形態において、gRNA標的化ドメインは、上記の表中にある配列のいずれか1つの20個の3’ntからなる。
本発明の組成物および方法において有用な例示的な好ましいgRNA標的化ドメインを以下の表に記載する。
本発明の一部の態様において、HPFH領域に対するgRNA分子は、例えば実施例4に記載されるアッセイにおいて、対照と比べて少なくとも約20%のF細胞の増加を生じさせる能力を有するgRNAの標的化ドメインを含む、例えばそれからなることが好ましい。ある態様において、gRNA分子は、配列番号113を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号99を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号112を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号98を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号1580を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号106を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号1589を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号1503を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号160を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号1537を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号159を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号101を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号162を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号104を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号138を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号1536を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号1539を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号1585を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。
本発明の一部の態様において、例えば、本明細書において指摘するとおり、2つ以上の、例えば2つの標的部位を標的とするgRNA分子(例えば、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子)を含むことが有益であり得る。一部の実施形態において、2つの標的部位は両方ともにHPFH領域に位置する。かかる態様において、表6に挙げる標的化ドメインを含む2つ以上の、例えば2つのgRNA分子(例えば、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子)の任意の組み合わせを用いることができる。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号100および配列番号165を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号100および配列番号113を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号100および配列番号99を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号100および配列番号112を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号100および配列番号98を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号100および配列番号1580を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号100および配列番号106を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号100および配列番号1503を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号100および配列番号1589を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号100および配列番号160を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号100および配列番号1537を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号100および配列番号159を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号100および配列番号101を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号100および配列番号162を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号100および配列番号104を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号100および配列番号138を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号100および配列番号1536を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号100および配列番号1539を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号100および配列番号1585を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号165および配列番号113を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号165および配列番号99を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号165および配列番号112を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号165および配列番号98を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号165および配列番号1580を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号165および配列番号106を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号165および配列番号1503を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号165および配列番号1589を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号165および配列番号160を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号165および配列番号1537を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号165および配列番号159を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号165および配列番号101を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号165および配列番号162を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号165および配列番号104を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号165および配列番号138を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号165および配列番号1536を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号165および配列番号1539を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号165および配列番号1585を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号113および配列番号165を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号113および配列番号99を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号113および配列番号112を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号113および配列番号98を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号113および配列番号1580を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号113および配列番号106を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号113および配列番号1503を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号113および配列番号1589を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号113および配列番号160を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号113および配列番号1537を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号113および配列番号159を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号113および配列番号101を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号113および配列番号162を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号113および配列番号104を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号113および配列番号138を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号113および配列番号1536を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号113および配列番号1539を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号113および配列番号1585を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号99および配列番号165を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号99および配列番号113を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号99および配列番号112を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号99および配列番号98を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号99および配列番号1580を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号99および配列番号106を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号99および配列番号1503を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号99および配列番号1589を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分
子は、それぞれ配列番号99および配列番号160を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号99および配列番号1537を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号99および配列番号159を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号99および配列番号101を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号99および配列番号162を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号99および配列番号104を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号99および配列番号138を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号99および配列番号1536を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号99および配列番号1539を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号99および配列番号1585を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号112および配列番号165を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号112および配列番号113を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号112および配列番号99を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号112および配列番号98を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号112および配列番号1580を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号112および配列番号106を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号112および配列番号1503を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号112および配列番号1589を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号112および配列番号160を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号112および配列番号1537を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号112および配列番号159を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号112および配列番号101を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号112および配列番号162を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号112および配列番号104を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号112および配列番号138を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号112および配列番号1536を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号112および配列番号1539を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号112および配列番号1585を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号98および配列番号165を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号98および配列番号113を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号98および配列番号99を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号98および配列番号112を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号98および配列番号1580を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号98および配列番号106を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号98および配列番号1503を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号98および配列番号1589を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号98および配列番号160を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号98および配列番号1537を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号98および配列番号159を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号98および配列番号101を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号98および配列番号162を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号98および配列番号104を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号98および配列番号138を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号98および配列番号1536を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号98および配列番号1539を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号98および配列番号1585を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1580および配列番号165を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1580および配列番号113を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1580および配列番号99を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1580および配列番号112を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1580および配列番号98を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1580および配列番号106を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1580および配列番号1503を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1580および配列番号1589を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1580および配列番号160を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1580および配列番号1537を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1580および配列番号159を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1580および配列番号101を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1580および配列番号162を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1580および配列番号104を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1580および配列番号138を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1580および配列番号1536を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1580および配列番号1539を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1580および配列番号1585を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号106および配列番号165を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号106および配列番号113を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号106および配列番号99を含む、例えば
それからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号106および配列番号112を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号106および配列番号98を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号106および配列番号1580を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号106および配列番号1503を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号106および配列番号1589を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号106および配列番号160を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号106および配列番号1537を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号106および配列番号159を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号106および配列番号101を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号106および配列番号162を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号106および配列番号104を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号106および配列番号138を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号106および配列番号1536を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号106および配列番号1539を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号106および配列番号1585を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1503および配列番号165を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1503および配列番号113を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1503および配列番号99を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1503および配列番号112を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1503および配列番号98を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1503および配列番号1580を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1503および配列番号106を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1503および配列番号1589を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1503および配列番号160を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1503および配列番号1537を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1503および配列番号159を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1503および配列番号101を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1503および配列番号162を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1503および配列番号104を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1503および配列番号138を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1503および配列番号1536を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1503および配列番号1539を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1503および配列番号1585を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1589および配列番号165を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1589および配列番号113を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1589および配列番号99を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1589および配列番号112を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1589および配列番号98を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1589および配列番号1580を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1589および配列番号106を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1589および配列番号1503を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1589および配列番号160を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1589および配列番号1537を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1589および配列番号159を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1589および配列番号101を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1589および配列番号162を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1589および配列番号104を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1589および配列番号138を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1589および配列番号1536を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1589および配列番号1539を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1589および配列番号1585を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号160および配列番号165を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号160および配列番号113を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号160および配列番号99を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号160および配列番号112を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号160および配列番号98を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号160および配列番号1580を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号160および配列番号106を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号160および配列番号1503を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号160および配列番号1589を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号160および配列番号1537を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号160および配列番号159を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号160および配列番号101を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号160および配列番号162を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号160および配列番号104を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号160および配
列番号138を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号160および配列番号1536を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号160および配列番号1539を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号160および配列番号1585を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1537および配列番号165を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1537および配列番号113を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1537および配列番号99を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1537および配列番号112を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1537および配列番号98を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1537および配列番号1580を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1537および配列番号106を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1537および配列番号1503を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1537および配列番号1589を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1537および配列番号160を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1537および配列番号159を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1537および配列番号101を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1537および配列番号162を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1537および配列番号104を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1537および配列番号138を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1537および配列番号1536を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1537および配列番号1539を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1537および配列番号1585を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号159および配列番号165を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号159および配列番号113を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号159および配列番号99を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号159および配列番号112を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号159および配列番号98を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号159および配列番号1580を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号159および配列番号106を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号159および配列番号1503を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号159および配列番号1589を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号159および配列番号160を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号159および配列番号1537を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号159および配列番号101を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号159および配列番号162を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号159および配列番号104を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号159および配列番号138を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号159および配列番号1536を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号159および配列番号1539を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号159および配列番号1585を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号101および配列番号165を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号101および配列番号113を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号101および配列番号99を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号101および配列番号112を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号101および配列番号98を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号101および配列番号1580を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号101および配列番号106を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号101および配列番号1503を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号101および配列番号1589を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号101および配列番号160を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号101および配列番号1537を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号101および配列番号159を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号101および配列番号162を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号101および配列番号104を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号101および配列番号138を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号101および配列番号1536を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号101および配列番号1539を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号101および配列番号1585を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号162および配列番号165を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号162および配列番号113を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号162および配列番号99を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号162および配列番号112を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号162および配列番号98を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号162および配列番号1580を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号162および配列番号106を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号162および配列番号1503を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号162および配列番号1
589を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号162および配列番号160を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号162および配列番号1537を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号162および配列番号159を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号162および配列番号101を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号104および配列番号165を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号104および配列番号113を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号104および配列番号99を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号104および配列番号112を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号104および配列番号98を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号104および配列番号1580を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号104および配列番号106を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号104および配列番号1503を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号104および配列番号1589を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号104および配列番号160を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号104および配列番号1537を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号104および配列番号159を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号104および配列番号101を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号104および配列番号162を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号104および配列番号138を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号104および配列番号1536を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号104および配列番号1539を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号104および配列番号1585を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号138および配列番号165を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号138および配列番号113を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号138および配列番号99を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号138および配列番号112を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号138および配列番号98を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号138および配列番号1580を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号138および配列番号106を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号138および配列番号1503を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号138および配列番号1589を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号138および配列番号160を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号138および配列番号1537を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号138および配列番号159を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号138および配列番号101を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号138および配列番号162を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号138および配列番号104を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号138および配列番号1536を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号138および配列番号1539を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号138および配列番号1585を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1536および配列番号165を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1536および配列番号113を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1536および配列番号99を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1536および配列番号112を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1536および配列番号98を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1536および配列番号1580を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1536および配列番号106を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1536および配列番号1503を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1536および配列番号1589を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1536および配列番号160を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1536および配列番号1537を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1536および配列番号159を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1536および配列番号101を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1536および配列番号162を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1536および配列番号104を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1536および配列番号138を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1536および配列番号1539を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1536および配列番号1585を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1539および配列番号165を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1539および配列番号113を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1539および配列番号99を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1539および配列番号112を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1539および配列番号98を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1539および配列番号1580を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1539および配列番号106を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1539および配列番
号1503を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1539および配列番号1589を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1539および配列番号160を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1539および配列番号1537を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1539および配列番号159を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1539および配列番号101を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1539および配列番号162を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1539および配列番号104を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1539および配列番号138を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1539および配列番号1536を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1539および配列番号1585を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1585および配列番号165を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1585および配列番号113を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1585および配列番号99を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1585および配列番号112を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1585および配列番号98を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1585および配列番号1580を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1585および配列番号106を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1585および配列番号1503を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1585および配列番号1589を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1585および配列番号160を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1585および配列番号1537を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1585および配列番号159を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1585および配列番号101を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1585および配列番号162を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1585および配列番号104を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1585および配列番号138を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1585および配列番号1536を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1585および配列番号1539を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。
本発明の一部の態様において、BCL11aの+58エンハンサー領域に対するgRNA分子は、図11に挙げるgRNAの標的化ドメインを含むことが好ましい。ある態様において、gRNA分子は、配列番号341を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号246を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号248を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号247を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号245を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号249を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。
本発明の一部の態様において、例えば、本明細書において指摘するとおり、2つ以上の、例えば2つの標的部位を標的とするgRNA分子(例えば、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子)を含むことが有益であり得る。一部の実施形態において、2つの標的部位は両方ともに+58 BCL11aエンハンサー領域に位置する。かかる態様において、表7に挙げる標的化ドメインを含む2つ以上の、例えば2つのgRNA分子(例えば、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子)の任意の組み合わせを用いることができる。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号341および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号341および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号341および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号341および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号341および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号341および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号341および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号341および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号341および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号341および配列番号246を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号341および配列番号248を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号341および配列番号247を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号341および配列番号245を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号341および配列番号249を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号341および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号341および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号341および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号341および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号341および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号341および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号341および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号341および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号341および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号246および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号246および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号246および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号246および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号246および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号246および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号246および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号246および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号246および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号246および配列番号248を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号246および配列番号247を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号246および配列番号245を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号246および配列番号249を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号246および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号246および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号246および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号246および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号246および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号246および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号246および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号246および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号246および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号248および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号248および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号248および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号248および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号248および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号248および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号248および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号248および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号248および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号248および配列番号246を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号248および配列番号247を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号248および配列番号245を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号248および配列番号249を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号248および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号248および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号248および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号248および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号248および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgR
NA分子は、それぞれ配列番号248および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号248および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号248および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号248および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号247および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号247および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号247および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号247および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号247および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号247および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号247および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号247および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号247および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号247および配列番号246を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号247および配列番号248を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号247および配列番号245を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号247および配列番号249を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号247および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号247および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号247および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号247および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号247および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号247および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号247および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号247および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号247および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号245および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号245および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号245および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号245および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号245および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号245および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号245および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号245および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号245および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号245および配列番号246を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号245および配列番号248を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号245および配列番号247を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号245および配列番号249を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号245および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号245および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号245および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号245および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号245および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号245および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号245および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号245および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号245および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号249および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号249および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号249および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号249および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号249および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号249および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号249および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号249および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号249および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号249および配列番号246を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号249および配列番号248を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号249および配列番号247を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号249および配列番号245を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号249および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号249および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号249および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号249および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号249および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号249および配列番号185を含む、例えばそれからな
る標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号249および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号249および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号249および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号244および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号244および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号244および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号244および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号244および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号244および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号244および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号244および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号244および配列番号246を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号244および配列番号248を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号244および配列番号247を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号244および配列番号245を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号244および配列番号249を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号244および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号244および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号244および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号244および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号244および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号244および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号244および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号244および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号199および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号199および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号199および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号199および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号199および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号199および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号199および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号199および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号199および配列番号246を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号199および配列番号248を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号199および配列番号247を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号199および配列番号245を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号199および配列番号249を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号199および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号199および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号199および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号199および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号199および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号199および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号199および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号199および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号251および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号251および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号251および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号251および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号251および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号251および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号251および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号251および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号251および配列番号246を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号251および配列番号248を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号251および配列番号247を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号251および配列番号245を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号251および配列番号249を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号251および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号251および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号251および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号251および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号251および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号251および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号251および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号251および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRN
A分子は、それぞれ配列番号250および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号250および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号250および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号250および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号250および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号250および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号250および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号250および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号250および配列番号246を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号250および配列番号248を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号250および配列番号247を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号250および配列番号245を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号250および配列番号249を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号250および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号250および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号250および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号250および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号250および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号250および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号250および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号250および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号334および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号334および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号334および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号334および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号334および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号334および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号334および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号334および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号334および配列番号246を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号334および配列番号248を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号334および配列番号247を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号334および配列番号245を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号334および配列番号249を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号334および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号334および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号334および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号334および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号334および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号334および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号334および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号334および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号185および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号185および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号185および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号185および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号185および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号185および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号185および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号185および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号185および配列番号246を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号185および配列番号248を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号185および配列番号247を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号185および配列番号245を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号185および配列番号249を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号185および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号185および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号185および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号185および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号185および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号185および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号185および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号185および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号186および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号186および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号186および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号186および配列番号250を含む、例えばそれからなる
標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号186および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号186および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号186および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号186および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号186および配列番号246を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号186および配列番号248を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号186および配列番号247を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号186および配列番号245を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号186および配列番号249を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号186および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号186および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号186および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号186および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号186および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号186および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号186および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号186および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号336および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号336および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号336および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号336および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号336および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号336および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号336および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号336および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号336および配列番号246を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号336および配列番号248を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号336および配列番号247を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号336および配列番号245を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号336および配列番号249を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号336および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号336および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号336および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号336および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号336および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号336および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号336および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号336および配列番号337を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号337および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号337および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号337および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号337および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号337および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号337および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号337および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号337および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号337および配列番号246を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号337および配列番号248を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号337および配列番号247を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号337および配列番号245を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号337および配列番号249を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号337および配列番号244を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号337および配列番号199を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号337および配列番号251を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号337および配列番号250を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号337および配列番号334を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号337および配列番号185を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号337および配列番号186を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号337および配列番号336を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。
実施形態において、本発明の態様は、GATA−1結合部位の3’側、例えばGATA1結合部位およびTAL−1結合部位の3’側に配置されたBCL11a遺伝子の+58エンハンサー領域内にある標的配列と相補的なgRNA分子に関するかまたはそれを包含する。実施形態において、本明細書に記載されるgRNA分子を含むCRISPRシステムは、標的部位にまたはその近傍に1つ以上のインデルを含む。実施形態において、インデルはGATA−1結合部位のヌクレオチドを含まず、および/またはTAL−1結合部位のヌクレオチドを含まない。実施形態において、本CRISPRシステムは、例えばNGSによって計測したとき、例えば少なくとも約10%、少なくとも約20%、少なくとも約30%、少なくとも約40%、または少なくとも約50%の総フレームシフトインデル率で、標的部位にまたはその近傍に1つ以上のフレームシフトインデルを誘導する。実施形態において、総インデル率は、例えばNGSによって計測したとき、少なくとも約70%、少なくとも約80%、少なくとも約90%、または少なくとも約95%である。
本発明の一部の態様において、BCL11aの+62エンハンサー領域に対するgRNA分子は、図12に挙げるgRNAの標的化ドメインを含むことが好ましい。ある態様において、gRNA分子は、配列番号318を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号312を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号313を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号294を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号310を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号319を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号298を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号322を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号311を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号315を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号290を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号317を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号309を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号289を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、gRNA分子は、配列番号281を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。
本発明の一部の態様において、例えば、本明細書において指摘するとおり、2つ以上の、例えば2つの標的部位を標的とするgRNA分子(例えば、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子)を含むことが有益であり得る。一部の実施形態において、2つの標的部位は両方ともに+62 BCL11aエンハンサー領域に位置する。かかる態様において、表8に挙げる標的化ドメインを含む2つ以上の、例えば2つのgRNA分子(例えば、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子)の任意の組み合わせを用いることができる。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号318および配列番号312を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号318および配列番号313を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号318および配列番号294を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号318および配列番号310を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号318および配列番号319を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号318および配列番号298を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号318および配列番号322を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号318および配列番号311を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号318および配列番号315を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号318および配列番号290を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号318および配列番号317を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号318および配列番号309を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号318および配列番号289を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号318および配列番号281を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号312および配列番号313を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号312および配列番号294を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号312および配列番号310を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号312および配列番号319を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号312および配列番号298を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号312および配列番号322を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号312および配列番号311を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号312および配列番号315を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号312および配列番号290を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号312および配列番号317を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号312および配列番号309を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号312および配列番号289を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号312および配列番号281を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号313および配列番号312を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号313および配列番号294を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号313および配列番号310を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号313および配列番号319を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号313および配列番号298を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号313および配列番号322を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号313および配列番号311を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号313および配列番号315を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号313および配列番号290を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号313および配列番号317を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号313および配列番号309を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号313および配列番号289を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号313および配列番号281を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号294および配列番号312を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号294および配列番号313を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号294および配列番号310を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号294および配列番号319を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号294および配列番号298を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号294および配列番号322を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号294および配列番号311を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号294および配列番号315を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号294および配列番号290を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号294および配列番号317を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号294および配列番号309を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号294および配列番号289を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号294および配列番号281を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号310および配列番号312を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号310および配列番号313を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号310および配列番号294を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号310および配列番号319を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号310および配列番号298を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号310および配列番号322を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号310および配列番号311を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号310および配列番号315を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号310および配列番号290を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号310および配列番号317を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgR
NA分子は、それぞれ配列番号310および配列番号309を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号310および配列番号289を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号310および配列番号281を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号319および配列番号312を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号319および配列番号313を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号319および配列番号294を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号319および配列番号310を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号319および配列番号298を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号319および配列番号322を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号319および配列番号311を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号319および配列番号315を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号319および配列番号290を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号319および配列番号317を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号319および配列番号309を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号319および配列番号289を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号319および配列番号281を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号298および配列番号312を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号298および配列番号313を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号298および配列番号294を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号298および配列番号310を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号298および配列番号319を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号298および配列番号322を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号298および配列番号311を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号298および配列番号315を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号298および配列番号290を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号298および配列番号317を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号298および配列番号309を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号298および配列番号289を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号298および配列番号281を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号322および配列番号312を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号322および配列番号313を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号322および配列番号294を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号322および配列番号310を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号322および配列番号319を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号322および配列番号298を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号322および配列番号311を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号322および配列番号315を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号322および配列番号290を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号322および配列番号317を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号322および配列番号309を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号322および配列番号289を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号322および配列番号281を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号311および配列番号312を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号311および配列番号313を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号311および配列番号294を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号311および配列番号310を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号311および配列番号319を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号311および配列番号298を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号311および配列番号322を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号311および配列番号315を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号311および配列番号290を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号311および配列番号317を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号311および配列番号309を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号311および配列番号289を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号311および配列番号281を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号315および配列番号312を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号315および配列番号313を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号315および配列番号294を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号315および配列番号310を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号315および配列番号319を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号315および配列番号298を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号315および配列番号322を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号315および配列番号311を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号315および配列番号290を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号315および配列番号317を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号315および配列番号309を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号315および配列番号289を含む、例えばそれからな
る標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号315および配列番号281を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号290および配列番号312を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号290および配列番号313を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号290および配列番号294を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号290および配列番号310を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号290および配列番号319を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号290および配列番号298を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号290および配列番号322を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号290および配列番号311を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号290および配列番号315を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号290および配列番号317を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号290および配列番号309を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号290および配列番号289を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号290および配列番号281を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号317および配列番号312を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号317および配列番号313を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号317および配列番号294を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号317および配列番号310を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号317および配列番号319を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号317および配列番号298を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号317および配列番号322を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号317および配列番号311を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号317および配列番号315を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号317および配列番号290を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号317および配列番号309を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号317および配列番号289を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号317および配列番号281を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号309および配列番号312を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号309および配列番号313を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号309および配列番号294を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号309および配列番号310を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号309および配列番号319を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号309および配列番号298を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号309および配列番号322を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号309および配列番号311を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号309および配列番号315を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号309および配列番号290を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号309および配列番号317を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号309および配列番号289を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号309および配列番号281を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号289および配列番号312を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号289および配列番号313を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号289および配列番号294を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号289および配列番号310を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号289および配列番号319を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号289および配列番号298を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号289および配列番号322を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号289および配列番号311を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号289および配列番号315を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号289および配列番号290を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号289および配列番号317を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号289および配列番号309を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号289および配列番号281を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号281および配列番号312を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号281および配列番号313を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号281および配列番号294を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号281および配列番号310を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号281および配列番号319を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号281および配列番号298を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号281および配列番号322を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号281および配列番号311を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号281および配列番号315を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号281および配列番号290を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号281および配列番号317を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号281および配列番号309を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号281および配列番号289を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。
本発明の一部の態様において、BCL11aの+55エンハンサー領域に対するgRNA分子は、配列番号1683、配列番号1638、配列番号1647、配列番号1609、配列番号1621、配列番号1617、配列番号1654、配列番号1631、配列番号1620、配列番号1637、配列番号1612、配列番号1656、配列番号1619、配列番号1675、配列番号1645、配列番号1598、配列番号1599、配列番号1663、配列番号1677、および配列番号1626から選択される標的化ドメイン配列を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含むことが好ましい。
本発明の一部の態様において、例えば、本明細書において指摘するとおり、2つ以上の、例えば2つの標的部位を標的とするgRNA分子(例えば、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子)を含むことが有益であり得る。一部の実施形態において、2つの標的部位は両方ともに+55 BCL11aエンハンサー領域に位置する。かかる態様において、+55 BCL11aエンハンサー領域の異なる標的部位を標的とする、表9に挙げる標的化ドメインを含む、例えばそれからなる2つ以上の、例えば2つのgRNA分子(例えば、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子)の任意の組み合わせを用いることができる。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1683および配列番号1638を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1683および配列番号1647を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1683および配列番号1609を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1683および配列番号1621を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1683および配列番号1617を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1683および配列番号1654を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1683および配列番号1631を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1683および配列番号1620を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1683および配列番号1637を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1683および配列番号1612を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1683および配列番号1656を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1683および配列番号1619を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1683および配列番号1675を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1683および配列番号1645を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1683および配列番号1598を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1683および配列番号1599を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1683および配列番号1663を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1683および配列番号1677を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1683および配列番号1626を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1638および配列番号1647を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1638および配列番号1609を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1638および配列番号1621を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1638および配列番号1617を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1638および配列番号1654を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1638および配列番号1631を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1638および配列番号1620を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1638および配列番号1637を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1638および配列番号1612を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1638および配列番号1656を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1638および配列番号1619を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1638および配列番号1675を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1638および配列番号1645を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1638および配列番号1598を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1638および配列番号1599を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1638および配列番号1663を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1638および配列番号1677を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1638および配列番号1626を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1647および配列番号1638を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1647および配列番号1609を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1647および配列番号1621を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1647および配列番号1617を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1647および配列番号1654を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1647および配列番号1631を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1647および配列番号1620を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1647および配列番号1637を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1647および配列番号1612を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1647および配列番号1656を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1647および配列番号1619を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1647および配列番号1675を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1647および配列番号1645を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1647および配列番号1598を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1647および配列番号1599を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1647および配列番号1663を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1647および配列番号1677を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1647および配列番号1626を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1609および配列番号1638を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1609および配列番号1647を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1609および配列番号1621を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1609および配列番号1617を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1609および配列番号1654を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1609および配列番号1631を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRN
A分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1609および配列番号1620を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1609および配列番号1637を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1609および配列番号1612を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1609および配列番号1656を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1609および配列番号1619を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1609および配列番号1675を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1609および配列番号1645を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1609および配列番号1598を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1609および配列番号1599を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1609および配列番号1663を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1609および配列番号1677を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1609および配列番号1626を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1621および配列番号1638を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1621および配列番号1647を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1621および配列番号1609を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1621および配列番号1617を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1621および配列番号1654を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1621および配列番号1631を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1621および配列番号1620を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1621および配列番号1637を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1621および配列番号1612を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1621および配列番号1656を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1621および配列番号1619を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1621および配列番号1675を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1621および配列番号1645を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1621および配列番号1598を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1621および配列番号1599を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1621および配列番号1663を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1621および配列番号1677を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1621および配列番号1626を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1617および配列番号1638を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1617および配列番号1647を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1617および配列番号1609を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1617および配列番号1621を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1617および配列番号1654を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1617および配列番号1631を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1617および配列番号1620を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1617および配列番号1637を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1617および配列番号1612を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1617および配列番号1656を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1617および配列番号1619を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1617および配列番号1675を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1617および配列番号1645を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1617および配列番号1598を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1617および配列番号1599を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1617および配列番号1663を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1617および配列番号1677を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1617および配列番号1626を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1654および配列番号1638を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1654および配列番号1647を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1654および配列番号1609を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1654および配列番号1621を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1654および配列番号1617を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1654および配列番号1631を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1654および配列番号1620を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1654および配列番号1637を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1654および配列番号1612を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1654および配列番号1656を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1654および配列番号1619を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1654および配列番号1675を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1654および配列番号1645を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1654および配列番号1598を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1654および配列番号1599を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1654および配列番号1663を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1654および配列番号1677を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。あ
る態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1654および配列番号1626を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1631および配列番号1638を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1631および配列番号1647を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1631および配列番号1609を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1631および配列番号1621を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1631および配列番号1617を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1631および配列番号1654を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1631および配列番号1620を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1631および配列番号1637を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1631および配列番号1612を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1631および配列番号1656を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1631および配列番号1619を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1631および配列番号1675を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1631および配列番号1645を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1631および配列番号1598を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1631および配列番号1599を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1631および配列番号1663を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1631および配列番号1677を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1631および配列番号1626を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1620および配列番号1638を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1620および配列番号1647を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1620および配列番号1609を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1620および配列番号1621を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1620および配列番号1617を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1620および配列番号1654を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1620および配列番号1631を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1620および配列番号1637を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1620および配列番号1612を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1620および配列番号1656を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1620および配列番号1619を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1620および配列番号1675を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1620および配列番号1645を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1620および配列番号1598を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1620および配列番号1599を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1620および配列番号1663を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1620および配列番号1677を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1620および配列番号1626を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1637および配列番号1638を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1637および配列番号1647を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1637および配列番号1609を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1637および配列番号1621を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1637および配列番号1617を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1637および配列番号1654を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1637および配列番号1631を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1637および配列番号1620を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1637および配列番号1612を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1637および配列番号1656を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1637および配列番号1619を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1637および配列番号1675を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1637および配列番号1645を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1637および配列番号1598を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1637および配列番号1599を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1637および配列番号1663を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1637および配列番号1677を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1637および配列番号1626を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1612および配列番号1638を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1612および配列番号1647を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1612および配列番号1609を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1612および配列番号1621を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1612および配列番号1617を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1612および配列番号1654を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1612および配列番号1631を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1612および配列番号1620を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1612および配列番号1637を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1612および配列番号1656を含む、例えばそれから
なる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1612および配列番号1619を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1612および配列番号1675を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1612および配列番号1645を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1612および配列番号1598を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1612および配列番号1599を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1612および配列番号1663を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1612および配列番号1677を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1612および配列番号1626を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1656および配列番号1638を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1656および配列番号1647を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1656および配列番号1609を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1656および配列番号1621を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1656および配列番号1617を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1656および配列番号1654を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1656および配列番号1631を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1656および配列番号1620を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1656および配列番号1637を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1656および配列番号1612を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1656および配列番号1619を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1656および配列番号1675を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1656および配列番号1645を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1656および配列番号1598を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1656および配列番号1599を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1656および配列番号1663を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1656および配列番号1677を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1656および配列番号1626を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1619および配列番号1638を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1619および配列番号1647を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1619および配列番号1609を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1619および配列番号1621を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1619および配列番号1617を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1619および配列番号1654を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1619および配列番号1631を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1619および配列番号1620を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1619および配列番号1637を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1619および配列番号1612を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1619および配列番号1656を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1619および配列番号1675を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1619および配列番号1645を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1619および配列番号1598を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1619および配列番号1599を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1619および配列番号1663を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1619および配列番号1677を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1619および配列番号1626を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1675および配列番号1638を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1675および配列番号1647を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1675および配列番号1609を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1675および配列番号1621を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1675および配列番号1617を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1675および配列番号1654を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1675および配列番号1631を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1675および配列番号1620を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1675および配列番号1637を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1675および配列番号1612を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1675および配列番号1656を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1675および配列番号1619を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1675および配列番号1645を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1675および配列番号1598を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1675および配列番号1599を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1675および配列番号1663を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1675および配列番号1677を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1675および配列番号1626を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1645および配列番号1638を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1645および配列番号1647を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1645および配列番号1
609を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1645および配列番号1621を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1645および配列番号1617を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1645および配列番号1654を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1645および配列番号1631を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1645および配列番号1620を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1645および配列番号1637を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1645および配列番号1612を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1645および配列番号1656を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1645および配列番号1619を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1645および配列番号1675を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1598および配列番号1638を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1598および配列番号1647を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1598および配列番号1609を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1598および配列番号1621を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1598および配列番号1617を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1598および配列番号1654を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1598および配列番号1631を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1598および配列番号1620を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1598および配列番号1637を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1598および配列番号1612を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1598および配列番号1656を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1598および配列番号1619を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1598および配列番号1675を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1598および配列番号1645を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1598および配列番号1599を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1598および配列番号1663を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1598および配列番号1677を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1598および配列番号1626を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1599および配列番号1638を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1599および配列番号1647を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1599および配列番号1609を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1599および配列番号1621を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1599および配列番号1617を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1599および配列番号1654を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1599および配列番号1631を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1599および配列番号1620を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1599および配列番号1637を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1599および配列番号1612を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1599および配列番号1656を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1599および配列番号1619を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1599および配列番号1675を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1599および配列番号1645を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1599および配列番号1598を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1599および配列番号1663を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1599および配列番号1677を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1599および配列番号1626を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1663および配列番号1638を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1663および配列番号1647を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1663および配列番号1609を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1663および配列番号1621を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1663および配列番号1617を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1663および配列番号1654を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1663および配列番号1631を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1663および配列番号1620を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1663および配列番号1637を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1663および配列番号1612を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1663および配列番号1656を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1663および配列番号1619を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1663および配列番号1675を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1663および配列番号1645を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1663および配列番号1598を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1663および配列番号1599を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1663および配列番号1677を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1663および配列番号1626を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列
番号1677および配列番号1638を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1677および配列番号1647を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1677および配列番号1609を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1677および配列番号1621を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1677および配列番号1617を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1677および配列番号1654を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1677および配列番号1631を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1677および配列番号1620を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1677および配列番号1637を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1677および配列番号1612を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1677および配列番号1656を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1677および配列番号1619を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1677および配列番号1675を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1677および配列番号1645を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1677および配列番号1598を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1677および配列番号1599を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1677および配列番号1663を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1677および配列番号1626を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1626および配列番号1638を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1626および配列番号1647を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1626および配列番号1609を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1626および配列番号1621を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1626および配列番号1617を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1626および配列番号1654を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1626および配列番号1631を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1626および配列番号1620を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1626および配列番号1637を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1626および配列番号1612を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1626および配列番号1656を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1626および配列番号1619を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1626および配列番号1675を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1626および配列番号1645を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1626および配列番号1598を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1626および配列番号1599を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1626および配列番号1663を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある態様において、第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、それぞれ配列番号1626および配列番号1677を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。
III.gRNAの設計方法
gRNAの設計方法が、標的配列の選択、設計および検証方法を含め、本明細書に記載される。例示的標的化ドメインも本明細書に提供される。本明細書で考察される標的化ドメインは、本明細書に記載されるgRNAに組み込むことができる。
標的配列の選択および検証方法ならびにオフターゲット分析については、例えば、Mali el al.,2013 SCIENCE 339(6121):823−826;Hsu et al,2013 NAT BIOTECHNOL,31(9):827−32;Fu et al,2014 NAT BIOTECHNOL,doi:10.1038/nbt.2808.PubMed PM ID:24463574;Heigwer et al,2014 NAT METHODS ll(2):122−3.doi:10.1038/nmeth.2812.PubMed PMID:24481216;Bae el al,2014 BIOINFORMATICS PubMed PMID:24463181;Xiao A el al,2014 BIOINFORMATICS PubMed PMID:24389662に記載される。
例えば、ソフトウェアツールを使用してユーザーの標的配列の範囲内でgRNAの選択を最適化する、例えば、ゲノムにわたる全オフターゲット活性を最小限に抑えることができる。オフターゲット活性は切断以外であり得る。ツールは、可能なgRNAの選択毎に、例えば化膿レンサ球菌(S.pyogenes)Cas9を用いて、特定の数(例えば、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個)に至るまでのミスマッチ塩基対を含有するゲノムにわたる全てのオフターゲット配列(例えば、NAG PAMまたはNGG PAMのいずれかの前にあるもの)を同定し得る。各オフターゲット配列における切断効率は、例えば、実験的に導き出された重み付けスキームを用いて予想し得る。次に、可能な各gRNAが、その総合的な予想オフターゲット切断に従い順位付けされる。上位順位のgRNAが、オンターゲット切断が最大でオフターゲット切断が最小である可能性が高いものに相当する。他の機能、例えば、CRISPR構築のための自動試薬設計、オンターゲットSurveyorアッセイ用のプライマー設計、および次世代シーケンシングによるオフターゲット切断のハイスループット検出および定量化用のプライマー設計もツールに含まれ得る。候補gRNA分子は、当該技術分野において公知の方法により、または本明細書に記載されるとおり判定することができる。
ソフトウェアアルゴリズムを用いて潜在的gRNA分子の初期リストを作成し得るが、切断効率および特異性は必ずしも予測値を反映しているとは限らず、gRNA分子は、典型的には、特定の細胞株、例えば初代ヒト細胞株、例えばヒトHSPC、例えばヒトCD34+細胞でスクリーニングして、例えば、切断効率、インデル形成、切断特異性および所望の表現型の変化を決定する必要がある。これらの特性は本明細書に記載される方法によってアッセイし得る。
本発明の態様において、CR00312の標的化ドメイン(配列番号248、以下に下線を引く)を含むgRNA、例えば、以下に記載するgRNA分子の1つは、例えば本明細書に記載されるgRNA分子が2つ以上関わる態様を含め、本発明のCRISPRシステム、方法、細胞および他の態様および実施形態において有用である。
本発明の態様において、CR001128の標的化ドメイン(配列番号338、以下に下線を引く)を含むgRNA、例えば、以下に記載するgRNA分子の1つは、例えば本明細書に記載されるgRNA分子が2つ以上関わる態様を含め、本発明のCRISPRシステム、方法、細胞および他の態様および実施形態において有用である。
本発明の態様において、CR001126の標的化ドメイン(配列番号336、以下に下線を引く)を含むgRNA、例えば、以下に記載するgRNA分子の1つは、例えば本明細書に記載されるgRNA分子が2つ以上関わる態様を含め、本発明のCRISPRシステム、方法、細胞および他の態様および実施形態において有用である。
本発明の態様において、CR00311の標的化ドメイン(配列番号247、以下に下線を引く)を含むgRNA、例えば、以下に記載するgRNA分子の1つは、例えば本明細書に記載されるgRNA分子が2つ以上関わる態様を含め、本発明のCRISPRシステム、方法、細胞および他の態様および実施形態において有用である。
本発明の態様において、CR00309の標的化ドメイン(配列番号245、以下に下線を引く)を含むgRNA、例えば、以下に記載するgRNA分子の1つは、例えば本明細書に記載されるgRNA分子が2つ以上関わる態様を含め、本発明のCRISPRシステム、方法、細胞および他の態様および実施形態において有用である。
本発明の態様において、CR001127の標的化ドメイン(配列番号337、以下に下線を引く)を含むgRNA、例えば、以下に記載するgRNA分子の1つは、例えば本明細書に記載されるgRNA分子が2つ以上関わる態様を含め、本発明のCRISPRシステム、方法、細胞および他の態様および実施形態において有用である。
本発明の態様において、CR00316の標的化ドメイン(配列番号252、以下に下線を引く)を含むgRNA、例えば、以下に記載するgRNA分子の1つは、例えば本明細書に記載されるgRNA分子が2つ以上関わる態様を含め、本発明のCRISPRシステム、方法、細胞および他の態様および実施形態において有用である。
本発明の態様において、CR001125の標的化ドメイン(配列番号335、以下に下線を引く)を含むgRNA、例えば、以下に記載するgRNA分子の1つは、例えば本明細書に記載されるgRNA分子が2つ以上関わる態様を含め、本発明のCRISPRシステム、方法、細胞および他の態様および実施形態において有用である。
本発明の態様において、CR001030の標的化ドメイン(配列番号100、以下に下線を引く)を含むgRNA、例えば、以下に記載するgRNA分子の1つは、例えば本明細書に記載されるgRNA分子が2つ以上関わる態様を含め、本発明のCRISPRシステム、方法、細胞および他の態様および実施形態において有用である。
本発明の態様において、CR001028の標的化ドメイン(配列番号98、以下に下線を引く)を含むgRNA、例えば、以下に記載するgRNA分子の1つは、例えば本明細書に記載されるgRNA分子が2つ以上関わる態様を含め、本発明のCRISPRシステム、方法、細胞および他の態様および実施形態において有用である。
本発明の態様において、CR001221の標的化ドメイン(配列番号1589、以下に下線を引く)を含むgRNA、例えば、以下に記載するgRNA分子の1つは、例えば本明細書に記載されるgRNA分子が2つ以上関わる態様を含め、本発明のCRISPRシステム、方法、細胞および他の態様および実施形態において有用である。
本発明の態様において、CR001137の標的化ドメイン(配列番号1505、以下に下線を引く)を含むgRNA、例えば、以下に記載するgRNA分子の1つは、例えば本明細書に記載されるgRNA分子が2つ以上関わる態様を含め、本発明のCRISPRシステム、方法、細胞および他の態様および実施形態において有用である。
本発明の態様において、CR003035の標的化ドメイン(配列番号1505、以下に下線を引く)を含むgRNA、例えば、以下に記載するgRNA分子の1つは、例えば本明細書に記載されるgRNA分子が2つ以上関わる態様を含め、本発明のCRISPRシステム、方法、細胞および他の態様および実施形態において有用である。
本発明の態様において、CR003085の標的化ドメイン(配列番号1750、以下に下線を引く)を含むgRNA、例えば、以下に記載するgRNA分子の1つは、例えば本明細書に記載されるgRNA分子が2つ以上関わる態様を含め、本発明のCRISPRシステム、方法、細胞および他の態様および実施形態において有用である。
上記に記載されるgRNA分子の各々において、「*」は隣接ヌクレオチド間のホスホロチオエート結合を意味し、および「mN」(式中、N=A、G、CまたはU)は2’−OMe修飾ヌクレオチドを意味する。実施形態において、本明細書に記載される任意のgRNA分子、例えば上記に記載されるgRNA分子は、例えば本明細書に記載されるとおりのCas9分子と複合体化してリボ核タンパク質複合体(RNP)を形成する。かかるRNPは、例えば本明細書に記載される本発明の方法、細胞、および他の態様および実施形態において特に有用である。
IV.Cas分子
Cas9分子
好ましい実施形態において、Cas分子はCas9分子である。本明細書に記載される方法および組成物では、様々な種のCas9分子を使用することができる。化膿レンサ球菌(S.pyogenes)Cas9分子が本明細書における開示の多くの主題であるが、本明細書に挙げる他の種のCas9タンパク質のCas9分子、それに由来するCas9分子、またはそれをベースとするCas9分子も同様に使用することができる。換言すれば、他のCas9分子、例えば、S.サーモフィルス(S.thermophilus)、黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)および/または髄膜炎菌(Neisseria meningitidis)Cas9分子が、本明細書に記載されるシステム、方法および組成物で用いられ得る。さらなるCas9種としては、アシドボラクス・アベナエ(Acidovorax avenae)、アクチノバチルス・プルロニューモニエ(Actinobacillus pleuropneumoniae)、アクチノバチルス・サクシノゲネス(Actinobacillus succinogenes)、アクチノバチルス・スイス(Actinobacillus suis)、アクチノミセス属種(Actinomyces sp.)、アリサイクリフィルス・デニトリフィカンス(Alicycliphilus denitrificans)、アミノモナス・パウシボランス(Aminomonas paucivorans)、セレウス菌(Bacillus cereus)、バチルス・スミシイ(Bacillus smithii)、バチルス・チューリンギエンシス(Bacillus thuringiensis)、バクテロイデス属種(Bacteroides sp.)、ブラストピレルラ・マリナ(Blastopirellula marina)、ブラディリゾビウム属種(Bradyrhizobium sp.)、ブレビバチルス・ラテロスポラス(Brevibacillus laterosporus)、カンピロバクター・コリ(Campylobacter coli)、カンピロバクター・ジェジュニ(Campylobacter jejuni)、カンピロバクター・ラド(Campylobacter lad)、カンジダツス・プニセイスピリルム(Candidatus Puniceispirillum)、クロストリジウム・セルロリティカム(Clostridium cellulolyticum)、ウェルシュ菌(Clostridium perfringens)、コリネバクテリウム・アクコレンス(Corynebacterium accolens)、ジフテリア菌(Corynebacterium diphtheria)、コリネバクテリウム・マツルショッティイ(Corynebacterium matruchotii)、ディノロセオバクター・シバエ(Dinoroseobacter shibae)、ユーバクテリウム・ドリクム(Eubacterium dolichum)、ガンマプロテオバクテリア(gamma proteobacterium)、グルコンアセトバクター・ジアゾトロフィクス(Gluconacetobacter diazotrophicus)、パラインフルエンザ菌(Haemophilus parainfluenzae)、ヘモフィルス・スプトルム(Haemophilus sputorum)、ヘリコバクター・カナデンシス(Helicobacter canadensis)、ヘリコバクター・シネディ(Helicobacter cinaedi)、ヘリコバクター・ムステラエ(Helicobacter mustelae)、イリオバクター・ポリトロパス(Ilyobacter polytropus)、キンゲラ・キンゲ(Kingella kingae)、ラクトバチルス・クリスパタス(Lactobacillus crispatus)、リステリア・イバノビイ(Listeria ivanovii)、リステリア・モノサイトゲネス(Listeria monocytogenes)、リステリア科(Listeriaceae)細菌、メチロシスティス属種(Methylocystis sp.)、メチロサイナス・トリコスポリウム(Methylosinus trichosporium)、モビルンカス・ムリエリス(Mobiluncus mulieris)、ナイセリア・バシリフォルミス(Neisseria bacilliformis)、ナイセリア・シネレア(Neisseria cinerea)、黄色球菌(Neisseria flavescens)、ナイセリア・ラクタミカ(Neisseria lactamica)、ナイセリア属種(Neisseria sp.)、ナイセリア・ワズワーシイ(Neisseria wadsworthii)、ニトロソモナス属種(Nitrosomonas sp.)、パルビバクラム・ラバメンチボランス(Parvibaculum lavamentivorans)、パスツレラ・ムルトシダ(Pasteurella multocida)、ファスコラルクトバクテリウム・スクシナツテンス(Phascolarctobacterium succinatutens)、ラルストニア・シジジイ(Ralstonia syzygii)、ロドシュードモナス・パルストリス(Rhodopseudomonas palustris)、ロドブラム属種(Rhodovulum sp.)、シモンシエラ・ムエレリ(Simonsiella muelleri)、スフィンゴモナス属種(Sphingomonas sp.)、スポロラクトバチルス・ビネエ(Sporolactobacillus vineae)、スタフィロコッカス・ルグドゥネンシス(Staphylococcus lugdunensis)、ストレプトコッカス属種(Streptococcus sp.)、サブドリグラヌルム属種(Subdoligranulum sp.)、ティストレラ・モビリス(Tistrella mobilis)、トレポネーマ属種(Treponema sp.)、またはベルミネフォロバクター・エイセニエ(Verminephrobacter eiseniae)が挙げられる。
Cas9分子は、その用語が本明細書において使用されるとき、gRNA分子(例えば、tracrのドメインの配列)と相互作用し、かつgRNA分子と協力して標的配列およびPAM配列を含む部位に局在化する(例えば、それを標的化するかまたはそこにホーミングする)ことのできる分子を指す。
ある実施形態において、Cas9分子は標的核酸分子の切断能を有し、これは本明細書では活性Cas9分子と称され得る。ある実施形態において、活性Cas9分子は以下の活性の1つ以上を含む:ニッカーゼ活性、すなわち、核酸分子の一本鎖、例えば非相補鎖または相補鎖を切断する能力;二本鎖ヌクレアーゼ活性、すなわち、二本鎖核酸の両方の鎖を切断して二本鎖切断を作り出す能力、これはある実施形態では2つのニッカーゼ活性の存在である;エンドヌクレアーゼ活性;エキソヌクレアーゼ活性;およびヘリカーゼ活性、すなわち、二本鎖核酸のらせん構造を巻き戻す能力。
ある実施形態において、酵素的に活性なCas9分子は両方のDNA鎖を切断して二本鎖切断を生じさせる。ある実施形態において、Cas9分子は一方の鎖のみ、例えば、gRNAがハイブリダイズする方の鎖、またはgRNAがハイブリダイズする鎖に相補的な鎖を切断する。ある実施形態において、活性Cas9分子は、HNH様ドメインに関連する切断活性を含む。ある実施形態において、活性Cas9分子は、N末端RuvC様ドメインに関連する切断活性を含む。ある実施形態において、活性Cas9分子は、HNH様ドメインに関連する切断活性とN末端RuvC様ドメインに関連する切断活性とを含む。ある実施形態において、活性Cas9分子は、活性なまたは切断コンピテントなHNH様ドメインと、不活性なまたは切断インコンピテントなN末端RuvC様ドメインとを含む。ある実施形態において、活性Cas9分子は、不活性なまたは切断インコンピテントなHNH様ドメインと、活性なまたは切断コンピテントなN末端RuvC様ドメインとを含む。
ある実施形態において、活性Cas9分子が標的核酸と相互作用してそれを切断する能力は、PAM配列依存的である。PAM配列は標的核酸中の配列である。ある実施形態において、標的核酸の切断はPAM配列から上流で起こる。異なる細菌種の活性Cas9分子は異なる配列モチーフ(例えば、PAM配列)を認識することができる。ある実施形態において、化膿レンサ球菌(S.pyogenes)の活性Cas9分子は配列モチーフNGGを認識し、その配列から1〜10、例えば3〜5塩基対上流の標的核酸配列の切断を導く。例えば、Mali el ai,SCIENCE 2013;339(6121):823−826を参照されたい。ある実施形態において、S.サーモフィルス(S.thermophilus)の活性Cas9分子は配列モチーフNGGNGおよびNNAGAAW(W=AまたはT)を認識し、これらの配列から1〜10、例えば3〜5塩基対上流のコア標的核酸配列の切断を導く。例えば、Horvath et al.,SCIENCE 2010;327(5962):167−170、およびDeveau et al,J BACTERIOL 2008;190(4):1390−1400を参照されたい。ある実施形態において、S.ミュータンス(S.mutans)の活性Cas9分子は配列モチーフNGGまたはNAAR(R−AまたはG)を認識し、この配列から1〜10、例えば3〜5塩基対上流のコア標的核酸配列の切断を導く。例えば、Deveau et al.,J BACTERIOL 2008;190(4):1 390−1400を参照されたい。
ある実施形態において、黄色ブドウ球菌(S.aureus)の活性Cas9分子は配列モチーフNNGRR(R=AまたはG)を認識し、その配列から1〜10、例えば3〜5塩基対上流の標的核酸配列の切断を導く。例えば、Ran F.et al.,NATURE,vol.520,2015,pp.186−191を参照されたい。ある実施形態において、髄膜炎菌(N.meningitidis)の活性Cas9分子は配列モチーフNNNNGATTを認識し、その配列から1〜10、例えば3〜5塩基対上流の標的核酸配列の切断を導く。例えば、Hou et al.,PNAS EARLY EDITION 2013,1−6を参照されたい。Cas9分子がPAM配列を認識する能力は、例えば、Jinek et al,SCIENCE 2012,337:816に記載される形質転換アッセイを用いて決定することができる。
幾つかのCas9分子はgRNA分子と相互作用し、gRNA分子と併せてコア標的ドメインにホーミングする(例えば、標的化または局在化される)能力を有するが、標的核酸を切断する能力は有しない、または効率的な比率で切断する能力は有しない。切断活性を全く有しない、または実質的に有しないCas9分子は、本明細書では、不活性Cas9(酵素的に不活性なCas9)、デッドCas9、またはdCas9分子と称され得る。例えば、不活性Cas9分子は切断活性を欠き、または実質的に低い、例えば本明細書に記載されるアッセイによって計測したときに参照Cas9分子の20、10、5、1または0.1%未満の切断活性を有し得る。
例示的な天然に存在するCas9分子については、Chylinski et al,RNA Biology 2013;10:5,727−737に記載される。かかるCas9分子には、クラスター1細菌ファミリー、クラスター2細菌ファミリー、クラスター3細菌ファミリー、クラスター4細菌ファミリー、クラスター5細菌ファミリー、クラスター6細菌ファミリー、クラスター7細菌ファミリー、クラスター8細菌ファミリー、クラスター9細菌ファミリー、クラスター10細菌ファミリー、クラスター11細菌ファミリー、クラスター12細菌ファミリー、クラスター13細菌ファミリー、クラスター14細菌ファミリー、クラスター1細菌ファミリー、クラスター16細菌ファミリー、クラスター17細菌ファミリー、クラスター18細菌ファミリー、クラスター19細菌ファミリー、クラスター20細菌ファミリー、クラスター21細菌ファミリー、クラスター22細菌ファミリー、クラスター23細菌ファミリー、クラスター24細菌ファミリー、クラスター25細菌ファミリー、クラスター26細菌ファミリー、クラスター27細菌ファミリー、クラスター28細菌ファミリー、クラスター29細菌ファミリー、クラスター30細菌ファミリー、クラスター31細菌ファミリー、クラスター32細菌ファミリー、クラスター33細菌ファミリー、クラスター34細菌ファミリー、クラスター35細菌ファミリー、クラスター36細菌ファミリー、クラスター37細菌ファミリー、クラスター38細菌ファミリー、クラスター39細菌ファミリー、クラスター40細菌ファミリー、クラスター41細菌ファミリー、クラスター42細菌ファミリー、クラスター43細菌ファミリー、クラスター44細菌ファミリー、クラスター45細菌ファミリー、クラスター46細菌ファミリー、クラスター47細菌ファミリー、クラスター48細菌ファミリー、クラスター49細菌ファミリー、クラスター50細菌ファミリー、クラスター51細菌ファミリー、クラスター52細菌ファミリー、クラスター53細菌ファミリー、クラスター54細菌ファミリー、クラスター55細菌ファミリー、クラスター56細菌ファミリー、クラスター57細菌ファミリー、クラスター58細菌ファミリー、クラスター59細菌ファミリー、クラスター60細菌ファミリー、クラスター61細菌ファミリー、クラスター62細菌ファミリー、クラスター63細菌ファミリー、クラスター64細菌ファミリー、クラスター65細菌ファミリー、クラスター66細菌ファミリー、クラスター67細菌ファミリー、クラスター68細菌ファミリー、クラスター69細菌ファミリー、クラスター70細菌ファミリー、クラスター71細菌ファミリー、クラスター72細菌ファミリー、クラスター73細菌ファミリー、クラスター74細菌ファミリー、クラスター75細菌ファミリー、クラスター76細菌ファミリー、クラスター77細菌ファミリー、またはクラスター78細菌ファミリーのCas9分子が含まれる。
例示的な天然に存在するCas9分子には、クラスター1細菌ファミリーのCas9分子が含まれる。例としては、化膿レンサ球菌(S.pyogenes)(例えば、株SF370、MGAS 10270、MGAS 10750、MGAS2096、MGAS315、MGAS5005、MGAS6180、MGAS9429、NZ131およびSSI−1)、S.サーモフィルス(S.thermophilus)(例えば、株LMD−9)、S.シュードポルシヌス(S.pseudoporcinus)(例えば、株SPIN 20026)、S.ミュータンス(S.mutans)(例えば、株UA 159、NN2025)、S.マカカエ(S.macacae)(例えば、株NCTC1 1558)、S.ガロリティカス(S.gallolyticus)(例えば、株UCN34、ATCC BAA−2069)、S.エクイナス(S.equinus)(例えば、株ATCC 9812、MGCS 124)、S.ディスガラクティアエ(S.dysgalactiae)(例えば、株GGS 124)、S.ボビス(S.bovis)(例えば、株ATCC 700338)、S.アンギノサス(S.anginosus)(例えば、株F0211)、S.アガラクティアエ(S.agalactiae)(例えば、株NEM316、A909)、リステリア・モノサイトゲネス(Listeria monocytogenes)(例えば、株F6854)、リステリア・イノキュア(Listeria innocua)(L.イノキュア(L.innocua)、例えば、株Clip l 262)、エンテロコッカス・イタリクス(Enterococcus italicus)(例えば、株DSM 15952)、またはエンテロコッカス・フェシウム(Enterococcus faecium)(例えば、株1,231,408)のCas9分子が挙げられる。さらなる例示的Cas9分子は、髄膜炎菌(Neisseria meningitidis)のCas9分子(Hou et al.PNAS Early Edition 2013,1−6)および黄色ブドウ球菌(S.aureus)Cas9分子である。
ある実施形態において、Cas9分子、例えば活性Cas9分子または不活性Cas9分子は、本明細書に記載される任意のCas9分子配列または天然に存在するCas9分子配列、例えば、本明細書に挙げられるかまたはChylinski et al.,RNA Biology 2013,10:5,’I2’I−Τ,1,Hou et al.PNAS Early Edition 2013,1−6に記載される種のCas9分子と60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、または99%の相同性を有するアミノ酸配列を含み、それと比較したときに1%、2%、5%、10%、15%、20%、30%、または40%以下のアミノ酸残基が異なるか、それと1、2、5、10または20アミノ酸以上100、80、70、60、50、40または30アミノ酸以下異なるか、またはそれと同一である。
ある実施形態において、Cas9分子は、化膿レンサ球菌(S.pyogenes)Cas9:






と60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、または99%の相同性を有するアミノ酸配列を含み、それと比較したときに1%、2%、5%、10%、15%、20%、30%、または40%以下のアミノ酸残基が異なるか、それと1、2、5、10または20アミノ酸以上100、80、70、60、50、40または30アミノ酸以下異なるか、またはそれと同一である。
実施形態において、Cas9分子は、正電荷アミノ酸(例えば、リジン、アルギニンまたはヒスチジン)に対して非荷電または非極性アミノ酸、例えばアラニンを前記位置に導入する1つ以上の突然変異を含む配列番号6611の化膿レンサ球菌(S.pyogenes)Cas9変異体である。実施形態において、突然変異は、Cas9のnt溝にある1つ以上の正電荷アミノ酸に対する突然変異である。実施形態において、Cas9分子は、配列番号6611の855位における突然変異、例えば、配列番号6611の855位における非荷電アミノ酸、例えばアラニンへの突然変異を含む配列番号6611の化膿レンサ球菌(S.pyogenes)Cas9変異体である。実施形態において、Cas9分子は、配列番号6611と比べて配列番号6611の855位にのみ、例えば、非荷電アミノ酸、例えばアラニンへの突然変異を有する。実施形態において、Cas9分子は、配列番号6611の810位における突然変異、1003位における突然変異、および/または1060位における突然変異、例えば配列番号6611の810位、1003位、および/または1060位におけるアラニンへの突然変異を含む配列番号6611の化膿レンサ球菌(S.pyogenes)Cas9変異体である。実施形態において、Cas9分子は、配列番号6611と比べて配列番号6611の810位、1003位、および1060位にのみ突然変異を有し、例えば、ここで、各突然変異は、非荷電アミノ酸、例えばアラニンへの突然変異である。実施形態において、Cas9分子は、配列番号6611の848位における突然変異、1003位における突然変異、および/または1060位における突然変異、例えば配列番号6611の848位、1003位、および/または1060位におけるアラニンへの突然変異を含む配列番号6611の化膿レンサ球菌(S.pyogenes)Cas9変異体である。実施形態において、Cas9分子は、配列番号6611と比べて配列番号6611の848位、1003位、および1060位にのみ突然変異を有し、例えば、ここで、各突然変異は、非荷電アミノ酸、例えばアラニンへの突然変異である。実施形態において、Cas9分子は、Slaymaker et al.,Science Express(2015年12月1日、Science DOI:10.1126/science.aad5227においてオンラインで利用可能)に記載されるとおりのCas9分子である。
実施形態において、Cas9分子は、1つ以上の突然変異を含む配列番号6611の化膿レンサ球菌(S.pyogenes)Cas9変異体である。実施形態において、Cas9変異体は配列番号6611の80位に突然変異を含み、例えば、配列番号6611の80位にロイシンを含む(すなわち、C80L突然変異を有する配列番号6611を含む、例えばそれからなる)。実施形態において、Cas9変異体は配列番号6611の574位に突然変異を含み、例えば、配列番号6611の574位にグルタミン酸を含む(すなわち、C574E突然変異を有する配列番号6611を含む、例えばそれからなる)。実施形態において、Cas9変異体は、配列番号6611の80位における突然変異および574位における突然変異を含み、例えば、配列番号6611の80位にロイシン、および配列番号6611の574位にグルタミン酸を含む(すなわち、C80L突然変異およびC574E突然変異を有する配列番号6611を含む、例えばそれからなる)。理論によって拘束されるものではないが、かかる突然変異はCas9分子の溶解特性を改善すると考えられる。
実施形態において、Cas9分子は、1つ以上の突然変異を含む配列番号6611の化膿レンサ球菌(S.pyogenes)Cas9変異体である。実施形態において、Cas9変異体は配列番号6611の147位に突然変異を含み、例えば、配列番号6611の147位にチロシンを含む(すなわち、D147Y突然変異を有する配列番号6611を含む、例えばそれからなる)。実施形態において、Cas9変異体は配列番号6611の411位に突然変異を含み、例えば、配列番号6611の411位にスレオニンを含む(すなわち、P411T突然変異を有する配列番号6611を含む、例えばそれからなる)。実施形態において、Cas9変異体は、配列番号6611の147位における突然変異および411位における突然変異を含み、例えば、配列番号6611の147位にチロシン、および配列番号6611の411位にスレオニンを含む(すなわち、D147Y突然変異およびP411T突然変異を有する配列番号6611を含む、例えばそれからなる)。理論によって拘束されるものではないが、かかる突然変異はCas9分子の例えば酵母におけるターゲティング効率を改善すると考えられる。
実施形態において、Cas9分子は、1つ以上の突然変異を含む配列番号6611の化膿レンサ球菌(S.pyogenes)Cas9変異体である。実施形態において、Cas9変異体は配列番号6611の1135位に突然変異を含み、例えば、配列番号6611の1135位にグルタミン酸を含む(すなわち、D1135E突然変異を有する配列番号6611を含む、例えばそれからなる)。理論によって拘束されるものではないが、かかる突然変異はCas9分子のNAG PAM配列と比べたNGG PAM配列に対する選択性を改善すると考えられる。
実施形態において、Cas9分子は、特定の位置に非荷電または非極性アミノ酸、例えばアラニンを導入する1つ以上の突然変異を含む配列番号6611の化膿レンサ球菌(S.pyogenes)Cas9変異体である。実施形態において、Cas9分子は、配列番号6611の497位における突然変異、661位における突然変異、695位における突然変異および/または926位における突然変異、例えば配列番号6611の497位、661位、695位および/または926位におけるアラニンへの突然変異を含む配列番号6611の化膿レンサ球菌(S.pyogenes)Cas9変異体である。実施形態において、Cas9分子は、配列番号6611と比べて配列番号6611の497位、661位、695位、および926位にのみ突然変異を有し、例えば、ここで、各突然変異は、非荷電アミノ酸、例えばアラニンへの突然変異である。理論によって拘束されるものではないが、かかる突然変異はCas9分子によるオフターゲット部位の切断を低減すると考えられる。
Cas9分子に対する本明細書に記載される突然変異は組み合わせてもよく、本明細書に記載される融合または他の修飾のいずれかと組み合わせて、そのCas9分子を本明細書に記載されるアッセイで試験してもよいことが理解されるであろう。
本明細書に開示される本発明の実施には、様々なタイプのCas分子を使用することができる。一部の実施形態において、II型CasシステムのCas分子が使用される。他の実施形態において、他のCasシステムのCas分子が使用される。例えば、I型またはIII型Cas分子が使用されてもよい。例示的Cas分子(およびCasシステム)については、Haft et ai,PLoS COMPUTATIONAL BIOLOGY 2005,1(6):e60およびMakarova et al,NATURE REVIEW MICROBIOLOGY 201 1,9:467−477(両方の参考文献の内容が全体として参照により本明細書に援用される)に記載される。
ある実施形態において、Cas9分子は、以下の活性の1つ以上を含む:ニッカーゼ活性;二本鎖切断活性(例えば、エンドヌクレアーゼおよび/またはエキソヌクレアーゼ活性);ヘリカーゼ活性;またはgRNA分子と一緒になって標的核酸に局在化する能力。
改変Cas9分子
天然に存在するCas9分子は、ニッカーゼ活性、ヌクレアーゼ活性(例えば、エンドヌクレアーゼおよび/またはエキソヌクレアーゼ活性);ヘリカーゼ活性;gRNA分子と機能的に関連する能力;および核酸上の部位を標的化する(またはそこに局在化する)能力(例えば、PAM認識および特異性)を含め、幾つもの特性を有する。ある実施形態において、Cas9分子はこれらの特性の全てまたは一部を含み得る。典型的な実施形態において、Cas9分子はgRNA分子と相互作用し、gRNA分子と協力して核酸の部位に局在化する能力を有する。他の活性、例えば、PAM特異性、切断活性、またはヘリカーゼ活性はCas9分子でより広く異なり得る。
所望の特性を有するCas9分子は、幾つもの方法で、例えば、親の、例えば天然に存在するCas9分子の改変によって所望の特性を有する改変Cas9分子を提供することにより作製し得る。例えば、親Cas9分子と比べた1つ以上の突然変異または違いを導入することができる。かかる突然変異および違いには、置換(例えば、保存的置換または非必須アミノ酸の置換);挿入;または欠失が含まれる。ある実施形態において、Cas9分子は、参照Cas9分子と比べて1つ以上の突然変異または違い、例えば1、2、3、4、5、10、15、20、30、40または50個以上の突然変異、200、100、または80個未満の突然変異を含み得る。
ある実施形態において、1つまたは複数の突然変異は、Cas9活性、例えば本明細書に記載されるCas9活性に実質的な効果を及ぼさない。ある実施形態において、1つまたは複数の突然変異は、Cas9活性、例えば本明細書に記載されるCas9活性に対して実質的な効果を及ぼす。ある実施形態において、例示的活性には、PAM特異性、切断活性、およびヘリカーゼ活性の1つ以上が含まれる。1つまたは複数の突然変異は、例えば、1つ以上のRuvC様ドメイン、例えばN末端RuvC様ドメイン;HNH様ドメイン;RuvC様ドメインおよびHNH様ドメインの外側の領域に存在し得る。一部の実施形態において、1つまたは複数の突然変異はN末端RuvC様ドメインに存在する。一部の実施形態において、1つまたは複数の突然変異はHNH様ドメインに存在する。一部の実施形態において、突然変異はN末端RuvC様ドメインおよびHNH様ドメインの両方に存在する。
詳細な配列、例えば置換が、ターゲティング活性、切断活性などの1つ以上の活性に影響を及ぼし得るか否かは、例えば、その突然変異が保存されたものかどうかを判定することにより、または第III節に記載される方法により、判定または予想することができる。ある実施形態において、「非必須」アミノ酸残基とは、Cas9分子との関連において使用されるとき、Cas9活性(例えば、切断活性)を無効にすることなく、またはより好ましくはそれを実質的に改変することなくCas9分子、例えば天然に存在するCas9分子、例えば活性Cas9分子の野生型配列から改変することのできる残基であり、一方、「必須」アミノ酸残基の変化は実質的な活性(例えば、切断活性)の喪失をもたらす。
改変されたPAM認識を有するかまたはPAM認識のないCas9分子
天然に存在するCas9分子は、特異的PAM配列、例えば、化膿レンサ球菌(S.pyogenes)、S.サーモフィルス(S.thermophilus)、S.ミュータンス(S.mutans)、黄色ブドウ球菌(S.aureus)および髄膜炎菌(N.meningitidis)について上記に記載したPAM認識配列を認識することができる。
ある実施形態において、Cas9分子は天然に存在するCas9分子と同じPAM特異性を有する。他の実施形態において、Cas9分子は、天然に存在するCas9分子との関連性がないPAM特異性、またはそれが最も近い配列相同性を有する天然に存在するCas9分子との関連性がないPAM特異性を有する。例えば、天然に存在するCas9分子を改変することにより、例えばPAM認識を改変する、例えばCas9分子が認識するPAM配列を改変してオフターゲット部位を減少させる、および/または特異性を向上させるか、またはPAM認識要件をなくすことができる。ある実施形態において、Cas9分子を改変することにより、例えばPAM認識配列の長さを増加させ、および/またはCas9特異性を高い同一性レベルとなるよう向上させて、オフターゲット部位を減少させ、かつ特異性を高めることができる。ある実施形態において、PAM認識配列の長さは少なくとも4、5、6、7、8、9、10または15アミノ酸長である。異なるPAM配列を認識する、および/またはオフターゲット活性が低下したCas9分子は、定方向進化を用いて作成することができる。Cas9分子の定方向進化に用いることのできる例示的方法およびシステムについては、例えば、Esvelt el al,Nature 2011,472(7344):499−503に記載されている。候補Cas9分子は、例えば本明細書に記載される方法によって評価することができる。
非切断型および修飾切断型Cas9分子
ある実施形態において、Cas9分子は、天然に存在するCas9分子と異なる、例えば、最も近い相同性を有する天然に存在するCas9分子と異なる切断特性を含む。例えば、Cas9分子は、天然に存在するCas9分子、例えば化膿レンサ球菌(S.pyogenes)のCas9分子と以下のとおり異なり得る:例えば天然に存在するCas9分子(例えば、化膿レンサ球菌(S.pyogenes)のCas9分子)と比較したときに二本鎖切断の切断(エンドヌクレアーゼおよび/またはエキソヌクレアーゼ活性)を調整する、例えば低下または増加させるその能力;例えば天然に存在するCas9分子(例えば、化膿レンサ球菌(S.pyogenes)のCas9分子)と比較したときに核酸の一本鎖、例えば核酸分子の非相補鎖または核酸分子の相補鎖の切断(ニッカーゼ活性)を調整する、例えば低下または増加させるその能力;または核酸分子、例えば二本鎖または一本鎖核酸分子を切断する能力を除去し得る。
修飾切断型活性Cas9分子
ある実施形態において、活性Cas9分子は、以下の活性の1つ以上を含む:N末端RuvC様ドメインに関連する切断活性;HNH様ドメインに関連する切断活性;HNHドメインに関連する切断活性およびN末端RuvC様ドメインに関連する切断活性。
ある実施形態において、Cas9分子はCas9ニッカーゼであり、例えばDNAの一本鎖のみを切断する。ある実施形態において、Cas9ニッカーゼは配列番号6611の10位における突然変異および/または840位における突然変異を含み、例えば、配列番号6611に対するD10Aおよび/またはH840A突然変異を含む。
非切断型不活性Cas9分子
ある実施形態において、改変Cas9分子は、核酸分子を(二本鎖核酸分子または一本鎖核酸分子のいずれも)切断しない、または核酸分子を著しく低い効率で、例えば、本明細書に記載されるアッセイによって例えば計測したときに参照Cas9分子の切断活性の20、10、5、1または0.1%未満の効率で切断する不活性Cas9分子である。参照Cas9分子は、天然に存在する非修飾Cas9分子、例えば、化膿レンサ球菌(S.pyogenes)、S.サーモフィルス(S.thermophilus)、黄色ブドウ球菌(S.aureus)または髄膜炎菌(N.meningitidis)のCas9分子など、天然に存在するCas9分子であり得る。ある実施形態において、参照Cas9分子は、最も近い配列同一性または相同性を有する天然に存在するCas9分子である。ある実施形態において、不活性Cas9分子は、実質的なN末端RuvC様ドメインに関連する切断活性およびHNH様ドメインに関連する切断活性を欠いている。
ある実施形態において、Cas9分子はdCas9である。Tsai et al.(2014),Nat.Biotech.32:569−577。
触媒的に不活性なCas9分子が転写リプレッサーと融合してもよい。不活性Cas9融合タンパク質はgRNAと複合体化し、gRNAの標的化ドメインによって指定されるDNA配列に局在化するが、活性Cas9と異なり、それが標的DNAを切断することはない。転写抑制ドメインなどのエフェクタードメインを不活性Cas9に融合すると、gRNAによって指定される任意のDNA部位にそのエフェクターを動員することが可能になる。Cas9融合タンパク質を遺伝子のプロモーター領域に部位特異的に標的化すると、そのプロモーター領域へのポリメラーゼの結合、例えば転写因子(例えば、転写活性化因子)とのCas9融合および/または核酸への転写エンハンサーの結合を遮断し、またはそれに影響を及ぼして、転写活性化を増加させるかまたは阻害することができる。あるいは、転写リプレッサーとのCas9融合物を遺伝子のプロモーター領域に部位特異的に標的化することを用いて、転写活性化を低下させることができる。
不活性Cas9分子と融合させ得る転写リプレッサーまたは転写リプレッサードメインには、クルッペル関連ボックス(KRABまたはSKD)、Mad mSIN3相互作用ドメイン(SID)またはERFリプレッサードメイン(ERD)が含まれ得る。
別の実施形態において、不活性Cas9分子が、クロマチンを修飾するタンパク質と融合してもよい。例えば、不活性Cas9分子が、ヘテロクロマチンタンパク質1(HP1)、ヒストンリジンメチルトランスフェラーゼ(例えば、SUV39H1、SUV39H2、G9A、ESET/SETDB l、Pr−SET7/8、SUV4−20H1,RIZ1)、ヒストンリジンデメチラーゼ(例えば、LSD1/BHC110、SpLsdl/Sw,l/Safl 10、Su(var)3−3、JMJD2A/JHDM3A、JMJD2B、JMJD2C/GASC1、JMJD2D、Rphl、JARID 1A/RBP2、JARIDIB/PLU−I、JAR1D 1C/SMCX、JARID1D/SMCY、Lid、Jhn2、Jmj2)、ヒストンリジンデアセチラーゼ(例えば、HDAC1、HDAC2、HDAC3、HDAC8、Rpd3、Hosl、Cir6、HDAC4、HDAC5、HDAC7、HDAC9、Hdal、Cir3、SIRT1、SIRT2、Sir2、Hstl、Hst2、Hst3、Hst4、HDAC11)およびDNAメチラーゼ(DNMT1,DNMT2a/DMNT3b、MET1)と融合してもよい。不活性Cas9−クロマチン修飾分子融合タンパク質を使用してクロマチン状態を改変し、標的遺伝子の発現を低下させることができる。
異種配列(例えば、転写リプレッサードメイン)は不活性Cas9タンパク質のN末端またはC末端に融合し得る。代替的実施形態において、異種配列(例えば、転写リプレッサードメイン)は不活性Cas9タンパク質の内側部分(すなわち、N末端またはC末端以外の部分)に融合し得る。
Cas9分子/gRNA分子複合体が標的核酸に結合してそれを切断する能力は、例えば、本明細書の第III節に記載される方法によって判定することができる。Cas9分子、例えば活性Cas9または不活性Cas9のいずれかの、単独での、またはgRNA分子との複合体での活性も、遺伝子発現アッセイおよびクロマチンに基づくアッセイ、例えばクロマチン免疫沈降(ChiP)およびクロマチンインビボアッセイ(CiA)を含め、当該技術分野において周知の方法によって判定し得る。
他のCas9分子融合物
実施形態において、Cas9分子、例えば化膿レンサ球菌(S.pyogenes)のCas9は、さらなる活性を付与する1つ以上のアミノ酸配列をさらに含み得る。
一部の態様において、Cas9分子は1つ以上の核移行配列(NLS)、例えば少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10個またはそれを超えるNLSを含み得る。一部の実施形態において、Cas9分子は、アミノ末端にまたはその近傍に少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10個、またはそれを超えるNLSを含むか、カルボキシ末端にまたはその近傍に少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10個、またはそれを超えるNLSを含むか、またはこれらの組み合わせ(例えば、アミノ末端に1つ以上のNLSおよびカルボキシ末端に1つ以上のNLS)である。2つ以上のNLSが存在するとき、各々は他と独立して選択されてもよく、したがって2つ以上のコピーに単一のNLSが存在することも、および/または1つ以上のコピーに存在する1つ以上の他のNLSとの組み合わせで存在することもある。一部の実施形態において、NLSは、NLSの最も近いアミノ酸がポリペプチド鎖に沿ってN末端またはC末端から約1、2、3、4、5、10、15、20、25、30、40、50アミノ酸、またはそれを超える範囲内にあるとき、N末端またはC末端の近傍にあると見なされる。典型的には、NLSは、タンパク質表面に露出した正電荷リジンまたはアルギニンの1つ以上の短い配列からなるが、他のタイプのNLSが公知である。NLSの非限定的な例としては、アミノ酸配列PKKKRKV(配列番号6612)を有する、SV40ウイルスラージT抗原のNLS;ヌクレオプラスミンのNLS(例えば、配列KRPAATKKAGQAKKKK(配列番号6613)を有するヌクレオプラスミンバイパータイトNLS;アミノ酸配列PAAKRVKLD(配列番号6614)またはRQRRNELKRSP(配列番号6615)を有するc−myc NLS;配列NQSSNFGPMKGGNFGGRSSGPYGGGGQYFAKPRNQGGY(配列番号6616)を有するhRNPA1 M9 NLS;インポーチン−αのIBBドメインの配列RMRIZFKNKGKDTAELRRRRVEVSVELRKAKKDEQILKRRNV(配列番号6617);筋腫Tタンパク質の配列VSRKRPRP(配列番号6618)およびPPKKARED(配列番号6619);ヒトp53の配列PQPKKKPL(配列番号6620);マウスc−ab1 IVの配列SALIKKKKKMAP(配列番号6621);インフルエンザウイルスNS1の配列DRLRR(配列番号6622)およびPKQKKRK(配列番号6623);肝炎ウイルスδ抗原の配列RKLKKKIKKL(配列番号6624);マウスMx1タンパク質の配列REKKKFLKRR(配列番号6625);ヒトポリ(ADP−リボース)ポリメラーゼの配列KRKGDEVDGVDEVAKKKSKK(配列番号6626);およびステロイドホルモン受容体(ヒト)グルココルチコイドの配列RKCLQAGMNLEARKTKK(配列番号6627)を含むかまたはそれに由来するNLS配列が挙げられる。他の好適なNLS配列は当該技術分野において公知である(例えば、Sorokin,Biochemistry(Moscow)(2007)72:13,1439−1457;Lange J Biol Chem.(2007)282:8,5101−5)。
ある実施形態において、Cas9分子、例えば化膿レンサ球菌(S.pyogenes)Cas9分子は、例えばCas9分子のN端側に配置された、SV40のNLS配列を含む。ある実施形態において、Cas9分子、例えば化膿レンサ球菌(S.pyogenes)Cas9分子は、Cas9分子のN端側に配置されたSV40のNLS配列およびCas9分子のC端側に配置されたSV40のNLS配列を含む。ある実施形態において、Cas9分子、例えば化膿レンサ球菌(S.pyogenes)Cas9分子は、Cas9分子のN端側に配置されたSV40のNLS配列およびCas9分子のC端側に配置されたヌクレオプラスミンのNLS配列を含む。前述の実施形態のいずれにおいても、この分子は、例えばN末端またはC末端に、タグ、例えばHisタグ、例えばHis(6)タグまたはHis(8)タグ(それぞれ配列番号2969および2970)をさらに含み得る。
一部の態様において、Cas9分子は、Cas9分子が特異的に認識されることを可能にする1つ以上のアミノ酸配列、例えばタグを含み得る。一実施形態において、タグは、ヒスチジンタグ、例えば、少なくとも3、4、5、6、7、8、9、10個またはそれを超えるヒスチジンアミノ酸を含むヒスチジンタグ(配列番号2971)である。実施形態において、ヒスチジンタグはHis6タグ(6個のヒスチジン)(配列番号2969)である。他の実施形態において、ヒスチジンタグはHis8タグ(8個のヒスチジン)(配列番号2970)である。実施形態において、ヒスチジンタグは、リンカーによってCas9分子の1つ以上の他の部分と分離されていてもよい。実施形態において、リンカーはGGSである。かかる融合物の例は、Cas9分子iProt106520である。
一部の態様において、Cas9分子は、プロテアーゼによって認識される1つ以上のアミノ酸配列を含み得る(例えば、プロテアーゼ切断部位を含む)。実施形態において、切断部位はタバコエッチウイルス(TEV)切断部位であり、例えば、配列ENLYFQG(配列番号7810)を含む。一部の態様においてプロテアーゼ切断部位、例えばTEV切断部位は、タグ、例えばHisタグ、例えばHis6またはHis8タグ(それぞれ配列番号2969および2970)とCas9分子の残りの部分との間に配置される。理論によって拘束されるものではないが、かかる導入により、タグを例えばCas9分子の精製に使用し、次に続いて切断して、タグがCas9分子の機能を妨げないようにすることが可能になると考えられる。
実施形態において、Cas9分子(例えば、本明細書に記載されるとおりのCas9分子)はN末端NLSおよびC末端NLSを含み(例えば、N末端からC末端に、NLS−Cas9−NLSを含み)、例えば、ここで、各NLSはSV40 NLS(PKKKRKV(配列番号6612))である。実施形態において、Cas9分子(例えば、本明細書に記載されるとおりのCas9分子)はN末端NLS、C末端NLS、およびC末端His6タグ(配列番号2969)を含み(例えば、N末端からC末端に、NLS−Cas9−NLS−Hisタグを含み)、例えば、ここで、各NLSはSV40 NLS(PKKKRKV(配列番号6612))である。実施形態において、Cas9分子(例えば、本明細書に記載されるとおりのCas9分子)はN末端Hisタグ(例えば、His6タグ(配列番号2969))、N末端NLS、およびC末端NLSを含み(例えば、N末端からC末端に、Hisタグ−NLS−Cas9−NLSを含み)、例えば、ここで、各NLSはSV40 NLS(PKKKRKV(配列番号6612))である。実施形態において、Cas9分子(例えば、本明細書に記載されるとおりのCas9分子)はN末端NLSおよびC末端Hisタグ(例えば、His6タグ(配列番号2969))を含み(例えば、N末端からC末端に、Hisタグ−Cas9−NLSを含み)、例えば、ここで、NLSはSV40 NLS(PKKKRKV(配列番号6612))である。実施形態において、Cas9分子(例えば、本明細書に記載されるとおりのCas9分子)はN末端NLSおよびC末端Hisタグ(例えば、His6タグ(配列番号2969))を含み(例えば、N末端からC末端に、NLS−Cas9−Hisタグを含み)、例えば、ここで、NLSはSV40 NLS(PKKKRKV(配列番号6612))である。実施形態において、Cas9分子(例えば、本明細書に記載されるとおりのCas9分子)はN末端Hisタグ(例えば、His8タグ(配列番号2970))、N末端切断ドメイン(例えば、タバコエッチウイルス(TEV)切断ドメイン(例えば、配列ENLYFQG(配列番号7810)を含む))、N末端NLS(例えば、SV40 NLS;配列番号6612)、およびC末端NLS(例えば、SV40 NLS;配列番号6612)を含む(例えば、N末端からC末端に、Hisタグ−TEV−NLS−Cas9−NLSを含む)。前述の実施形態のいずれにおいてもCas9は配列番号6611の配列を有する。あるいは、前述の実施形態のいずれにおいても、Cas9は、例えば本明細書に記載されるとおりの、配列番号6611のCas9変異体の配列を有する。前述の実施形態のいずれにおいても、Cas9分子は、Hisタグと分子の別の部分との間にリンカー、例えばGGSリンカーを含む。上記に記載される例示的Cas9分子のアミノ酸配列を以下に提供する。「iProt」識別名は図60のものと一致する。










Cas9分子をコードする核酸
Cas9分子、例えば活性Cas9分子または不活性Cas9分子をコードする核酸が本明細書に提供される。
Cas9分子をコードする例示的核酸は、Cong et al,SCIENCE 2013,399(6121):819−823;Wang et al,CELL 2013,153(4):910−918;Mali et al.,SCIENCE 2013,399(6121):823−826;Jinek et al,SCIENCE 2012,337(6096):816−821に記載されている。
ある実施形態において、Cas9分子をコードする核酸は合成核酸配列であってもよい。例えば、合成核酸分子は、例えば第XIII節に記載するとおり、化学的に修飾することができる。ある実施形態において、Cas9 mRNAは以下の特性の1つ以上、例えば全てを有する:これはキャッピングされている、ポリアデニル化されている、5−メチルシチジンおよび/またはプソイドウリジンで置換されている。
加えてまたは代わりに、合成核酸配列はコドン最適化されてもよく、例えば、少なくとも1つのまれな頻度のコドンまたは低頻度のコドンが高頻度のコドンに置き換えられている。例えば、合成核酸は、例えば本明細書に記載される哺乳動物発現系における発現に例えば最適化された、最適化メッセンジャーmRNAの合成を導くことができる。
以下に、化膿レンサ球菌(S.pyogenes)のCas9分子をコードする例示的コドン最適化核酸配列を提供する。



上記のCas9配列をC末端でペプチドまたはポリペプチドと融合させる場合(例えば、C末端で転写リプレッサーと融合した不活性Cas9)、終止コドンは取り除かれるであろうことが理解される。
VI.候補分子の機能分析
候補Cas9分子、候補gRNA分子、候補Cas9分子/gRNA分子複合体は、当該技術分野において公知の方法により、または本明細書に記載されるとおり評価することができる。例えば、Cas9分子のエンドヌクレアーゼ活性を評価する例示的方法が、例えば、Jinek el al.,SCIENCE 2012;337(6096):816−821に記載されている。
VII.鋳型核酸(核酸導入用)
用語「鋳型核酸」または「ドナー鋳型」は、本明細書で使用されるとき、本発明のCRISPRシステムによって修飾、例えば切断された標的配列にまたはその近傍に挿入される核酸を指す。ある実施形態において、標的配列のまたはその近傍の核酸配列が、典型的には1つまたは複数の切断部位にまたはその近傍に鋳型核酸の配列の一部または全てを有するように修飾される。ある実施形態において、鋳型核酸は一本鎖である。代替的実施形態において、鋳型核酸は二本鎖である。ある実施形態において、鋳型核酸はDNA、例えば二本鎖DNAである。代替的実施形態において、鋳型核酸は一本鎖DNAである。
実施形態において、鋳型核酸は、グロビンタンパク質、例えばβグロビンをコードする配列を含み、例えばβグロビン遺伝子を含む。ある実施形態において、核酸によってコードされるβグロビンは1つ以上の突然変異、例えば抗鎌状化突然変異を含む。ある実施形態において、核酸によってコードされるβグロビンは突然変異T87Qを含む。ある実施形態において、核酸によってコードされるβグロビンは突然変異G16Dを含む。ある実施形態において、核酸によってコードされるβグロビンは突然変異E22Aを含む。ある実施形態において、βグロビン遺伝子は、突然変異G16D、E22AおよびT87Qを含む。実施形態において、鋳型核酸は、1つ以上の調節エレメント、例えば、プロモーター(例えば、ヒトβグロビンプロモーター)、3’エンハンサー、および/またはグロビン遺伝子座制御領域の少なくとも一部分(例えば、1つ以上のDNアーゼI高感受性部位(例えば、ヒトグロビン遺伝子座のHS2、HS3および/またはHS4))をさらに含む。
他の実施形態において、鋳型核酸は、γグロビンをコードする配列を含み、例えばγグロビン遺伝子を含む。実施形態において、鋳型核酸は、γグロビンタンパク質の2つ以上のコピーをコードする配列を含み、例えば、2つ以上、例えば2つのγグロビン遺伝子配列を含む。実施形態において、鋳型核酸は1つ以上の調節エレメント、例えばプロモーターおよび/またはエンハンサーをさらに含む。
ある実施形態において、鋳型核酸は、相同組換え修復イベントに関与することによって標的位置の構造を改変する。ある実施形態において、鋳型核酸は標的位置の配列を改変する。ある実施形態において、鋳型核酸は標的核酸への修飾された、または天然に存在しない塩基の取込みをもたらす。
本明細書に記載される遺伝子または経路における突然変異は、本明細書で考察する手法の1つを用いて修正し得る。ある実施形態において、本明細書に記載される遺伝子または経路における突然変異は、鋳型核酸を用いた相同組換え修復(HDR)によって修正される。ある実施形態において、本明細書に記載される遺伝子または経路における突然変異は、鋳型核酸を用いた相同的組換え(HR)によって修正される。ある実施形態において、本明細書に記載される遺伝子または経路における突然変異は、鋳型核酸を用いた非相同末端結合(NHEJ)修復によって修正される。他の実施形態において、目的の分子をコードする核酸が、本発明のCRISPRシステムによって修飾された部位にまたはその近傍に挿入され得る。実施形態において、鋳型核酸は、例えば本明細書に記載されるとおりの、目的の分子をコードする核酸配列に作動可能に連結された調節エレメント、例えば1つ以上のプロモーターおよび/またはエンハンサーを含む。
HDRまたはHR修復および鋳型核酸
本明細書に記載されるとおり、ヌクレアーゼ誘導相同組換え修復(HDR)または相同的組換え(HR)を用いて標的配列を改変し、およびゲノムの突然変異を修正(例えば、修復または編集)することができる。理論によって拘束されることを望むものではないが、標的配列の改変は、ドナー鋳型または鋳型核酸に基づく修復によって起こると考えられる。例えば、ドナー鋳型または鋳型核酸が標的配列の改変をもたらす。プラスミドドナーまたは線状二本鎖鋳型を相同的組換えの鋳型として使用し得ることが企図される。さらに、一本鎖ドナー鋳型を標的配列とドナー鋳型との間の代替的相同組換え修復方法(例えば、一本鎖アニーリング)による標的配列の改変の鋳型として使用し得ることが企図される。ドナー鋳型によって達成される標的配列の改変は、Cas9分子による切断に依存し得る。Cas9による切断には、二本鎖切断、1つの一本鎖切断、または2つの一本鎖切断が含まれ得る。
ある実施形態において、突然変異は単一の二本鎖切断または2つの一本鎖切断のいずれによっても修正することができる。ある実施形態において、突然変異は、(1)1つの二本鎖切断、(2)2つの一本鎖切断、(3)標的配列の各側に切断が生じる2つの二本鎖切断、(4)標的配列の各側に二本鎖切断および2つの一本鎖切断が生じる1つの二本鎖切断および2つの一本鎖切断、(5)標的配列の各側に一対の一本鎖切断が生じる4つの一本鎖切断、または(6)1つの一本鎖切断を作り出すCRISPR/Cas9システムおよび鋳型を提供することにより修正し得る。
二本鎖切断の媒介による修正
ある実施形態において、HNH様ドメインに関連する切断活性とRuvC様ドメイン、例えばN末端RuvC様ドメインに関連する切断活性とを有するCas9分子、例えば野生型Cas9によって二本鎖切断が達成される。かかる実施形態には単一のgRNAのみが必要である。
一本鎖切断の媒介による修正
他の実施形態において、ニッカーゼ活性、例えばHNH様ドメインに関連する切断活性またはN末端RuvC様ドメインに関連する切断活性を有するCas9分子によって2つの一本鎖切断、すなわちニックが達成される。かかる実施形態には、各一本鎖切断の配置につき1つずつ、2つのgRNAが必要である。ある実施形態において、ニッカーゼ活性を有するCas9分子は、gRNAがハイブリダイズする鎖を切断し、gRNAがハイブリダイズする鎖に相補的な鎖は切断しない。ある実施形態において、ニッカーゼ活性を有するCas9分子は、gRNAがハイブリダイズする鎖を切断せず、むしろgRNAがハイブリダイズする鎖に相補的な鎖を切断する。
ある実施形態において、ニッカーゼはHNH活性を有し、例えば、RuvC活性が不活性化されているCas9分子、例えば、D10における突然変異、例えばD10A突然変異を有するCas9分子である。D10AはRuvCを不活性化する。したがって、Cas9ニッカーゼはHNH活性(のみ)を有し、gRNAがハイブリダイズする鎖(例えば、そこにNGG PAMを有しない相補鎖)を切断することになる。他の実施形態において、H840、例えばH840A突然変異を有するCas9分子をニッカーゼとして使用することができる。H840AはHNHを不活性化する。したがって、Cas9ニッカーゼはRuvC活性(のみ)を有し、非相補鎖(例えば、NGG PAMを有し、かつその配列がgRNAと同一である鎖)を切断する。
ニッカーゼおよび2つのgRNAを使用して2つの一本鎖ニックを配置する実施形態において、1つのニックは標的核酸の+鎖上にあり、1つのニックは−鎖上にある。PAMは外側に面している。gRNAは、gRNAが約0〜50、0〜100、または0〜200ヌクレオチド分離されるように選択することができる。ある実施形態において、2つのgRNAの標的化ドメインと相補的な標的配列間にオーバーラップはない。ある実施形態において、gRNAはオーバーラップせず、50、100、または200ヌクレオチドほども分離されている。ある実施形態において、2つのgRNAを使用すると、例えばオフターゲット結合が減少することにより特異性が増加し得る(Ran el cil.,CELL 2013)。
ある実施形態では、単一のニックを使用してHDRが誘導され得る。本明細書では、単一のニックを使用して所与の切断部位におけるHDR、HRまたはNHEJ率を増加させ得ることが企図される。
標的位置に対する二本鎖切断または一本鎖切断の配置
鎖の一方における二本鎖切断点または一本鎖切断点は、修正が起こるように標的位置に十分に近くなければならない。ある実施形態において、距離は50、100、200、300、350または400ヌクレオチド以下である。理論によって拘束されることを望むものではないが、切断点は、末端リセクション間に切断点がエキソヌクレアーゼ媒介性の除去を受ける領域内にあるように、標的位置に十分に近くなければならないと考えられる。ドナー配列は末端リセクション領域内の配列の修正にのみ用いられ得ることに伴い、標的位置と切断点との間の距離が離れ過ぎている場合、末端リセクションに突然変異が含まれないこともあり、したがって修正されないこともある。
gRNA(単分子(またはキメラ)またはモジュラーgRNA)およびCas9ヌクレアーゼがHDR媒介性またはHR媒介性の修正を誘導する目的で二本鎖切断を誘導する実施形態において、切断部位は標的位置から0〜200bp(例えば、0〜175、0〜150、0〜125、0〜100、0〜75、0〜50、0〜25、25〜200、25〜175、25〜150、25〜125、25〜100、25〜75、25〜50、50〜200、50〜175、50〜150、50〜125、50〜100、50〜75、75〜200、75〜175、75〜150、75〜125、75〜100bp)離れている。ある実施形態において、切断部位は標的位置から0〜100bp(例えば、0〜75、0〜50、0〜25、25〜100、25〜75、25〜50、50〜100、50〜75または75〜100bp)離れている。
Cas9ニッカーゼと複合体化した2つのgRNA(独立に、単分子(またはキメラ)またはモジュラーgRNA)がHDR媒介性の修正を誘導する目的で2つの一本鎖切断を誘導する実施形態において、近い方のニックは標的位置から0〜200bp(例えば、0〜175、0〜150、0〜125、0〜100、0〜75、0〜50、0〜25、25〜200、25〜175、25〜150、25〜125、25〜100、25〜75、25〜50、50〜200、50〜175、50〜150、50〜125、50〜100、50〜75、75〜200、75〜175、75〜150、75〜125、75〜100bp)離れており、および2つのニックは、理想的には互いから25〜55bp以内(例えば、25〜50、25〜45、25〜40、25〜35、25〜30、30〜55、30〜50、30〜45、30〜40、30〜35、35〜55、35〜50、35〜45、35〜40、40〜55、40〜50、40〜45bp)にあり、互いに100bp以下離れている(例えば、互いに90、80、70、60、50、40、30、20、10または5bp以下離れている)。ある実施形態において、切断部位は標的位置から0〜100bp(例えば、0〜75、0〜50、0〜25、25〜100、25〜75、25〜50、50〜100、50〜75または75〜100bp)離れている。
一実施形態において、2つのgRNA、例えば、独立に、単分子(またはキメラ)またはモジュラーgRNAが、標的位置の両側に二本鎖切断を置くように構成される。代替的実施形態において、3つのgRNA、例えば、独立に、単分子(またはキメラ)またはモジュラーgRNAが、標的位置のいずれかの側に二本鎖切断(すなわち、1つのgRNAがCas9ヌクレアーゼと複合体化する)、および2つの一本鎖切断または対をなす一本鎖切断(すなわち、2つのgRNAがCas9ニッカーゼと複合体化する)を置くように構成される(例えば、第1のgRNAを用いて標的位置の上流(すなわち5’側)を標的化し、第2のgRNAを用いて標的位置の下流(すなわち3’側)を標的化する)。別の実施形態において、4つのgRNA、例えば、独立に、単分子(またはキメラ)またはモジュラーgRNAが、標的位置のいずれかの側に2対の一本鎖切断を生じさせる(すなわち、2対の2つのgRNAがCas9ニッカーゼと複合体化する)ように構成される(例えば、第1のgRNAを用いて標的位置の上流(すなわち5’側)を標的化し、第2のgRNAを用いて標的位置の下流(すなわち3’側)を標的化する)。二本鎖切断または対における2つの一本鎖ニックのうちのより近い方は、理想的には標的位置から0〜500bp以内(例えば、標的位置から450、400、350、300、250、200、150、100、50または25bp以下)にあり得る。ニッカーゼが用いられる場合、対における2つのニックは互いから25〜55bp以内(例えば、25〜50、25〜45、25〜40、25〜35、25〜30、50〜55、45〜55、40〜55、35〜55、30〜55、30〜50、35〜50、40〜50、45〜50、35〜45、または40〜45bp)にあり、互いに100bp以下(例えば、90、80、70、60、50、40、30、20または10bp以下)離れている。
一実施形態において、2つのgRNA、例えば、独立に、単分子(またはキメラ)またはモジュラーgRNAが、標的位置の両側に二本鎖切断を置くように構成される。代替的実施形態において、3つのgRNA、例えば、独立に、単分子(またはキメラ)またはモジュラーgRNAが、2つの標的配列に二本鎖切断(すなわち、1つのgRNAがCas9ヌクレアーゼと複合体化する)および2つの一本鎖切断または対をなす一本鎖切断(すなわち、2つのgRNAがCas9ニッカーゼと複合体化する)を置くように構成される(例えば、第1のgRNAを用いて挿入部位の上流(すなわち5’側)の標的配列を標的化し、第2のgRNAを用いて下流(すなわち3’側)の標的配列を標的化する)。別の実施形態において、4つのgRNA、例えば、独立に、単分子(またはキメラ)またはモジュラーgRNAが、挿入部位のいずれかの側に2対の一本鎖切断を生じさせる(すなわち、2対の2つのgRNAがCas9ニッカーゼと複合体化する)ように構成される(例えば、第1のgRNAを用いて本明細書に記載される上流(すなわち5’側)の標的配列を標的化し、第2のgRNAを用いて本明細書に記載される下流(すなわち3’側)の標的配列を標的化する)。二本鎖切断または対における2つの一本鎖ニックのうちのより近い方は、理想的には標的位置から0〜500bp以内(例えば、標的位置から450、400、350、300、250、200、150、100、50または25bp以下)である。ニッカーゼが用いられる場合、対における2つのニックは互いから25〜55bp以内(例えば、25〜50、25〜45、25〜40、25〜35、25〜30、50〜55、45〜55、40〜55、35〜55、30〜55、30〜50、35〜50、40〜50、45〜50、35〜45、または40〜45bp)にあり、互いに100bp以下(例えば、90、80、70、60、50、40、30、20または10bp以下)離れている。
相同性アームの長さ
相同性アームは、例えばリセクションされた一本鎖オーバーハングがドナー鋳型内の相補領域を見付けることを可能にするため、少なくとも末端リセクションが起こり得る領域のところまで延在しなければならない。全長は、プラスミドサイズまたはウイルスパッケージング限界などのパラメータによって制限され得る。ある実施形態において、相同性アームは反復エレメント、例えばALUリピート、LINEリピートまでは延在しない。鋳型は同じまたは異なる長さの2つの相同性アームを有し得る。
例示的相同性アーム長さは、少なくとも25、50、100、250、500、750または1000ヌクレオチドを含む。
標的位置とは、本明細書で使用されるとき、Cas9分子依存的過程によって修飾される標的核酸(例えば、染色体)上の部位を指す。例えば、標的位置は、修飾Cas9分子による標的核酸の切断および鋳型核酸によって導かれる標的位置の修飾、例えば修正であってもよい。ある実施形態において、標的位置は、1つ以上のヌクレオチドが付加される標的核酸上の2つのヌクレオチド間、例えば隣接ヌクレオチド間の部位であり得る。標的位置は、鋳型核酸によって改変、例えば修正される1つ以上のヌクレオチドを含み得る。ある実施形態において、標的位置は標的配列(例えば、gRNAが結合する配列)の範囲内にある。ある実施形態において、標的位置は標的配列(例えば、gRNAが結合する配列)の上流または下流にある。
典型的には、鋳型配列は標的配列との切断媒介性または触媒性の組換えを起こす。ある実施形態において、鋳型核酸は、Cas9媒介性の切断イベントによって切断される標的配列上の部位に対応する配列を含む。ある実施形態において、鋳型核酸は、第1のCas9媒介性イベントで切断される標的配列上の第1の部位と、第2のCas9媒介性イベントで切断される標的配列上の第2の部位との両方に対応する配列を含む。
ある実施形態において、鋳型核酸は、翻訳配列のコード配列の改変を生じさせる配列、例えばタンパク質産物における1つのアミノ酸の別のアミノ酸との、例えば突然変異アレルを野生型アレルに転換する、野生型アレルを突然変異アレルに転換する、および/または終止コドンを導入する置換、アミノ酸残基の挿入、アミノ酸残基の欠失、またはナンセンス突然変異を生じさせる配列を含み得る。
他の実施形態において、鋳型核酸は、非コード配列の改変、例えば、エクソンまたは5’もしくは3’非翻訳または非転写領域の改変を生じさせる配列を含み得る。かかる改変には、制御エレメント、例えば、プロモーター、エンハンサーの改変、およびシス作用またはトランス作用制御エレメントの改変が含まれる。
鋳型核酸は、組み込まれたときに以下を生じさせる配列を含み得る:
ポジティブ制御エレメントの活性の低下;
ポジティブ制御エレメントの活性の増加;
ネガティブ制御エレメントの活性の低下;
ネガティブ制御エレメントの活性の増加;
遺伝子の発現の低下;
遺伝子の発現の増加;
障害または疾患に対する抵抗性の増加;
ウイルス侵入に対する抵抗性の増加;
突然変異の修正または望ましくないアミノ酸残基の改変;
遺伝子産物の生物学的特性の付与、増加、消失または低下、例えば、酵素の酵素活性の増加、または遺伝子産物が別の分子と相互作用する能力の増加。
鋳型核酸は、以下を生じさせる配列を含み得る:
標的配列の1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12ヌクレオチドまたはそれを超える配列の変化。
ある実施形態において、鋳型核酸は、20±10、30±10、40±10、50±10、60±10、70±10、80±10、90±10、100±10、110±10、120±10、130±10、140±10、150±10、160±10、170±10、180±10、190±10、200±10、210±10、220±10、200〜300、300〜400、400〜500、500〜600、600〜700、700〜800、800〜900、900〜1000、1000〜2000、2000〜3000または3000超のヌクレオチド長である。
鋳型核酸は、以下の成分を含む:
[5’相同性アーム]−[挿入配列]−[3’相同性アーム]。
相同性アームは染色体への組換えをもたらし、これにより、望ましくないエレメント、例えば突然変異またはシグネチャを置換配列に置き換えることができる。ある実施形態において、相同性アームは最も遠位の切断部位に隣接する。
ある実施形態において、5’相同性アームの3’末端は置換配列の5’末端の隣の位置である。ある実施形態において、5’相同性アームは、置換配列の5’末端から5’側に少なくとも10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、120、150、180、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1500、または2000ヌクレオチド延在し得る。
ある実施形態において、3’相同性アームの5’末端は置換配列の3’末端の隣の位置である。ある実施形態において、3’相同性アームは、置換配列の3’末端から3’側に少なくとも10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、120、150、180、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1500、または2000ヌクレオチド延在し得る。
本明細書では、一方または両方の相同性アームを短縮することにより特定の配列リピートエレメント、例えば、Aluリピート、LINEエレメントが含まれることを回避し得ることが企図される。例えば、5’相同性アームを短縮して配列リピートエレメントを回避し得る。他の実施形態では、3’相同性アームを短縮して配列リピートエレメントを回避し得る。一部の実施形態では、5’および3’相同性アームの両方を短縮して特定の配列リピートエレメントが含まれることを回避し得る。
本明細書では、突然変異の修正用の鋳型核酸を一本鎖オリゴヌクレオチド(ssODN)として用いられるように設計し得ることが企図される。ssODNを使用するとき、5’および3’相同性アームは最大約200塩基対(bp)長、例えば、少なくとも25、50、75、100、125、150、175、または200bp長までの範囲となり得る。ssODNについては、オリゴヌクレオチド合成が改善され続けるように、より長い相同性アームも企図される。
遺伝子ターゲティングのためのNHEJ手法
本明細書に記載されるとおり、ヌクレアーゼ誘導性非相同末端結合(NHEJ)を用いて遺伝子特異的ノックアウトを標的化することができる。ヌクレアーゼ誘導性NHEJを用いてまた、目的の遺伝子の配列を除去する(例えば、欠失させる)こともできる。
理論によって拘束されることを望むものではないが、ある実施形態において、本明細書に記載される方法に関連するゲノム改変は、ヌクレアーゼ誘導性NHEJおよびNHEJ修復経路のエラープローン的性質に頼るものであると考えられる。NHEJはDNAの二本鎖切断を、その両端を共につなぎ合わせることによって修復する。しかしながら、概して、2つの適合性のある末端が二本鎖切断による形成時そのままに完全にライゲートされる場合に限り、元の配列が復元される。二本鎖切断のDNA末端は高頻度で酵素的処理の対象となるため、それらの末端が再びつなぎ合わされる前に一方または両方の鎖にヌクレオチドの付加または除去が生じる。この結果、NHEJ修復部位のDNA配列に挿入および/または欠失(インデル)突然変異が存在することになる。これらの突然変異の3分の2はリーディングフレームを改変し、したがって非機能性タンパク質を生じ得る。加えて、リーディングフレームを維持するが、多量の配列を挿入し、または欠失させる突然変異が、タンパク質の機能を破壊し得る。重要な機能ドメインにおける突然変異はタンパク質の重要でない領域における突然変異と比べて許容されない可能性が高いため、これは遺伝子座依存的である。
NHEJによって作成されるインデル突然変異は本質的に予測不可能である。しかしながら、所与の切断部位で特定のインデル配列が優先され、集団中に多く出現する。欠失の長さは幅広く異なり得、最も一般的には1〜50bpの範囲であるが、100〜200bp超にも容易に達し得る。挿入はそれより短い傾向があり、切断部位を直接取り囲む配列の短い重複を含むことが多い。しかしながら、大きい挿入を達成することが可能であり、その場合、挿入された配列は、ゲノムの他の領域までまたは細胞中に存在するプラスミドDNAまで至ることが多い。
NHEJは変異原性過程であるため、特定の最終配列の作成が不要である限り、NHEJを用いて小さい配列モチーフを欠失させることができる。二本鎖切断が短い標的配列の近傍に標的化される場合、NHEJ修復によって引き起こされる欠失突然変異は多くの場合に望ましくないヌクレオチドに及び、したがってそれを除去する。より大きいDNAセグメントの欠失については、その配列の各側に1つずつ、2つの二本鎖切断を導入すると、末端間でNHEJが生じ、介在配列全体が除去され得る。これらの手法は両方とも、特異的DNA配列の欠失に用いることができる。しかしながら、NHEJのエラープローンの性質は、なおも修復部位にインデル突然変異を生じさせ得る。
本明細書に記載される方法および組成物では、NHEJ媒介性インデルの作成に、二本鎖切断Cas9分子および一本鎖、またはニッカーゼCas9分子の両方を使用することができる。遺伝子、例えば目的の遺伝子のコード領域、例えば初期コード領域を標的とするNHEJ媒介性インデルを用いて目的の遺伝子をノックアウトする(すなわち、その発現を消失させる)ことができる。例えば、目的の遺伝子の初期コード領域は、転写開始部位の直後、コード配列の最初のエクソンの範囲内、または転写開始部位から500bp(例えば、500、450、400、350、300、250、200、150、100または50bp未満)の範囲内の配列を含む。
標的位置に対する二本鎖または一本鎖切断の配置
NHEJ媒介性インデルを誘導する目的でgRNAおよびCas9ヌクレアーゼが二本鎖切断を作成する実施形態において、gRNA、例えば単分子(またはキメラ)またはモジュラーgRNA分子は、標的位置のヌクレオチドにごく接近して1つの二本鎖切断を置くように構成される。ある実施形態において、切断部位は標的位置から0〜500bp(例えば、標的位置から500、400、300、200、100、50、40、30、25、20、15、10、9、8、7、6、5、4、3、2または1bp未満)離れている。
NHEJ媒介性インデルを誘導する目的で2つのgRNAがCas9ニッカーゼと複合体化して2つの一本鎖切断を誘導する実施形態において、2つのgRNA、例えば、独立に、単分子(またはキメラ)またはモジュラーgRNAは、標的位置のヌクレオチドのNHEJ修復をもたらすため2つの一本鎖切断を置くように構成される。ある実施形態において、gRNAは、本質的に二本鎖切断を模倣して、異なる鎖上の同じ位置に、または互いから数ヌクレオチド以内に切断を置くように構成される。ある実施形態において、近い方のニックは標的位置から0〜30bp(例えば、標的位置から30、25、20、1、10、9、8、7、6、5、4、3、2または1bp未満)離れており、および2つのニックは互いから25〜55bp以内(例えば、25〜50、25〜45、25〜40、25〜35、25〜30、50〜55、45〜55、40〜55、35〜55、30〜55、30〜50、35〜50、40〜50、45〜50、35〜45、または40〜45bp)にあり、互いから100bp以下(例えば、90、80、70、60、50、40、30、20または10bp以下)離れている。ある実施形態において、gRNAは標的位置のヌクレオチドのいずれかの側に一本鎖切断を配置するように構成される。
本明細書に記載される方法および組成物では、標的位置の両側への切断の作成に、二本鎖切断Cas9分子および一本鎖、またはニッカーゼCas9分子の両方を使用することができる。標的位置の両側に二本鎖または対をなす一本鎖切断を作成して、2つのカット間にある核酸配列を除去し得る(例えば、2つの切断間にある領域が欠失する)。一実施形態において、2つのgRNA、例えば、独立に、単分子(またはキメラ)またはモジュラーgRNAが、標的位置の両側に二本鎖切断を置くように構成される(例えば、第1のgRNAを用いて本明細書に記載される遺伝子または経路における突然変異の上流(すなわち5’側)を標的化し、第2のgRNAを用いて本明細書に記載される遺伝子または経路における突然変異の下流(すなわち3’側)を標的化する)。代替的実施形態において、3つのgRNA、例えば、独立に、単分子(またはキメラ)またはモジュラーgRNAが、標的位置のいずれかの側に二本鎖切断を置き(すなわち、1つのgRNAがCas9ヌクレアーゼと複合体化する)および2つの一本鎖切断または対をなす一本鎖切断を置く(すなわち、2つのgRNAがCas9ニッカーゼと複合体化する)ように構成される(例えば、第1のgRNAを用いて本明細書に記載される遺伝子または経路における突然変異の上流(すなわち5’側)を標的化し、第2のgRNAを用いて本明細書に記載される遺伝子または経路における突然変異の下流(すなわち3’側)を標的化する)。別の実施形態において、4つのgRNA、例えば、独立に、単分子(またはキメラ)またはモジュラーgRNAが、標的位置のいずれかの側に2対の一本鎖切断を生じさせる(すなわち、2対の2つのgRNAがCas9ニッカーゼと複合体化する)ように構成される(例えば、第1のgRNAを用いて本明細書に記載される遺伝子または経路における突然変異の上流(すなわち5’側)を標的化し、第2のgRNAを用いて本明細書に記載される遺伝子または経路における突然変異の下流(すなわち3’側)を標的化する)。1つまたは複数の二本鎖切断または対における2つの一本鎖ニックのうちのより近い方は、理想的には、標的位置から0〜500bp以内(例えば、標的位置から450、400、350、300、250、200、150、100、50または25bp以下)にあり得る。ニッカーゼが用いられる場合、対における2つのニックは互いから25〜55bp以内(例えば、25〜50、25〜45、25〜40、25〜35、25〜30、50〜55、45〜55、40〜55、35〜55、30〜55、30〜50、35〜50、40〜50、45〜50、35〜45、または40〜45bp)にあり、互いに100bp以下(例えば、90、80、70、60、50、40、30、20または10bp以下)離れている。
他の実施形態において、鋳型核酸の挿入はマイクロホモロジー末端結合(MMEJ)によって媒介され得る。例えば、Saksuma et al.,「TALENおよびCRISPR−Cas9をPITChシステムと共に用いたMMEJに基づく遺伝子ノックイン(MMEJ−assisted gene knock−in using TALENs and CRISPR−Cas9 with the PITCh systems)」Nature Protocols 11,118−133(2016)doi:10.1038/nprot.2015.140、2015年12月17日オンライン発表(この内容は全体として参照により援用される)を参照されたい。
VIII.2つ以上のgRNA分子を含むシステム
理論によって拘束されることを意図するものではないが、意外にも、本明細書では、連続核酸上でごく近接して位置する2つの標的配列を(例えば、各々がそのそれぞれの標的配列にまたはその近傍に一本鎖または二本鎖切断を誘導する2つのgRNA分子/Cas9分子複合体によって)標的化すると、2つの標的配列間に位置する核酸配列(または核酸配列の少なくとも80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%、99%)の切り出し(例えば、欠失)が誘導されることが示されている。一部の態様において、本開示は、連続核酸、例えば染色体、例えばそのイントロン、エクソンおよび調節エレメントを含めた遺伝子または遺伝子座上でごく近接した標的配列を標的化する標的化ドメインを含む2つ以上のgRNA分子の使用を提供する。この使用は、例えば、2つ以上のgRNA分子を1つ以上のCas9分子と共に(または2つ以上のgRNA分子および/または1つ以上のCas9分子をコードする核酸を)細胞に導入することにより得る。
一部の態様において、2つ以上のgRNA分子の標的配列は連続核酸上で5、6、7、8、9、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、2000、3000、4000、5000、6000、7000、8000、9000、10,000、11,000、12,000、13,000、14,000、または15,000ヌクレオチド以上離れ、連続核酸上で25,000ヌクレオチド以下離れて位置する。ある実施形態において、これらの標的配列は約4000ヌクレオチド離れて位置する。ある実施形態において、これらの標的配列は約6000ヌクレオチド離れて位置する。
一部の態様において、複数のgRNA分子は、それぞれ同じ遺伝子内または遺伝子座内の配列を標的とする。別の態様において、複数のgRNA分子は、それぞれ2つ以上の異なる遺伝子内の配列を標的とする。
一部の態様において、本発明は、本発明のgRNA分子を複数、例えば、2つ以上、例えば2つ含む組成物および細胞を提供し、ここで、複数のgRNA分子は、15,000未満、14,000未満、13,000未満、12,000未満、11,000未満、10,000未満、9,000未満、8,000未満、7,000未満、6,000未満、5,000未満、4,000未満、3,000未満、2,000未満、1,000未満、900未満、800未満、700未満、600未満、500未満、400未満、300未満、200未満、100未満、90未満、80未満、70未満、60未満、50未満、40未満、または30未満のヌクレオチド離れた配列を標的とする。ある実施形態において、これらの標的配列は二重鎖核酸の同じ鎖上にある。ある実施形態において、これらの標的配列は二重鎖核酸の異なる鎖上にある。
一実施形態において、本発明は、二重鎖核酸の同じまたは異なる鎖上で25,000未満、20,000未満、15,000未満、14,000未満、13,000未満、12,000未満、11,000未満、10,000未満、9,000未満、8,000未満、7,000未満、6,000未満、5,000未満、4,000未満、3,000未満、2,000未満、1,000未満、900未満、800未満、700未満、600未満、500未満、400未満、300未満、200未満、100未満、90未満、80未満、70未満、60未満、50未満、40未満、または30未満のヌクレオチド離れて配置された2つのgRNA結合部位間に配置された核酸を切り出す(例えば、欠失させる)方法を提供する。ある実施形態において、この方法は、各gRNA結合部位に関連するPAM部位間に配置されたヌクレオチドの50%超、60%超、70%超、80%超、85%超、86%超、87%超、88%超、89%超、90%超、91%超、92%超、93%超、94%超、95%超、96%超、97%超、98%超、99%超、または100%の欠失をもたらす。実施形態において、この欠失は、各gRNA結合部位に関連するPAM部位の1つ以上の範囲内にある1つ以上のヌクレオチドをさらに含む。実施形態において、この欠失は、各gRNA結合部位に関連するPAM部位間の領域外にある1つ以上のヌクレオチドも含む。
一態様において、2つ以上のgRNA分子は、遺伝子調節エレメント、例えば、プロモーター結合部位、エンハンサー領域、またはリプレッサー領域に隣接する標的配列を標的化する標的化ドメインを含み、介在配列(または介在配列の一部分)の切り出しにより目的の遺伝子の上方制御または下方制御を生じさせる。
ある実施形態において、2つ以上のgRNA分子は、表1または表5の標的化ドメイン配列を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。態様において、2つ以上のgRNA分子は、同じ遺伝子内の配列に相補的な標的化ドメインを含む。態様において、2つ以上のgRNA分子は、異なる遺伝子の配列に相補的な標的化ドメインを含む。ある実施形態において、2つ以上のgRNA分子は、表6の標的化ドメイン配列を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある実施形態において、2つ以上のgRNA分子は、表2、表7、表8および/または表9の標的化ドメイン配列を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。態様において、2つ以上のgRNA分子は、同じ遺伝子内の配列に相補的な標的化ドメインを含む。態様において、2つ以上のgRNA分子は、異なる遺伝子の配列に相補的な標的化ドメインを含む。ある実施形態において、2つ以上のgRNA分子は、表7、表8および/または表9のgRNA分子から選択される。ある実施形態において、第1および第2のgRNA分子は、表1〜表9から選択される標的化ドメイン配列を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含み、かつ異なる表から選択され、例えば、かつ異なる遺伝子の配列に相補的な標的化ドメインを含む。
一態様において、2つ以上のgRNA分子は、遺伝子調節エレメント、例えば、プロモーター結合部位、エンハンサー領域、またはリプレッサー領域に隣接する標的配列を標的化する標的化ドメインを含み、介在配列(または介在配列の一部分)の切り出しにより目的の遺伝子の上方制御または下方制御を生じさせる。例として、2つ以上のgRNA分子は、BCL11a遺伝子の赤血球系エンハンサー領域の(例えば、+55、+58または+62領域内の)GATA1結合部位(またはその一部分)またはTAL1結合部位(またはその一部分)に隣接する標的配列を標的化する標的化ドメインを含む。他の実施形態において、1つまたは複数のgRNA分子は、BCL11aエンハンサー内のGATA1結合部位またはTAL1結合部位の破壊をもたらさない。
ある実施形態において、2つ以上のgRNA分子は、表1から選択される標的化ドメインを含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある実施形態において、2つ以上のgRNA分子は、表2から選択される標的化ドメインを含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある実施形態において、2つ以上のgRNA分子は、表3から選択される標的化ドメインを含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある実施形態において、2つ以上のgRNA分子は、表4から選択される標的化ドメインを含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある実施形態において、2つ以上のgRNA分子は、表5から選択される標的化ドメインを含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある実施形態において、2つ以上のgRNA分子は、表6から選択される標的化ドメインを含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある実施形態において、2つ以上のgRNA分子は、表7から選択される標的化ドメインを含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある実施形態において、2つ以上のgRNA分子は、表8から選択される標的化ドメインを含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。ある実施形態において、2つ以上のgRNA分子は、表9から選択される標的化ドメインを含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。
態様において、2つ以上のgRNA分子は、上記の第II節に挙げられる標的化ドメイン配列対を含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含む。
理論によって拘束されるものではないが、胎児ヘモグロビン(例えば、γグロビン)の発現が増加すると同時にβグロビン(例えば、鎌状赤血球化突然変異を含むβグロビン)の発現が減少または消失することにより、異常ヘモグロビン症、例えば鎌状赤血球症の治療における有効性の増加がもたらされるであろうことが考えられる。したがって、一態様において、2つ以上のgRNA分子は、γグロビン発現の増加を生じさせる第1のgRNA分子と、βグロビン、例えば鎌状赤血球突然変異を有するβグロビンの発現を減少または消失させる第2のgRNA分子とを含む。実施形態において、2つ以上のgRNA分子は、例えば本明細書に記載されるとおりの、BCL11aエンハンサー領域内にある配列を標的とする第1のgRNA分子、例えば、表7、表8または表9の標的化ドメインを含む、例えばそれからなる標的化ドメインを含むgRNA分子と、鎌状グロビン遺伝子(例えば、鎌状赤血球化突然変異を含むβグロビン遺伝子)の配列を標的とする第2のgRNA分子とを含む。
IX.gRNAの特性
さらに、意外にも、本明細書では、gRNA分子および前記gRNA分子を含むCRISPRシステムが、同じ細胞型、送達方法およびcrRNA/tracr成分を使用すると複数の実験にわたって同様または同一のインデルパターンを生じることが示されている。理論によって拘束されるものではないが、ある種のインデルパターンが他よりも有利であり得ると考えられる。例えば、「フレームシフト突然変異」(例えば、1塩基対または2塩基対の挿入または欠失、またはn/3(式中、n=挿入または欠失におけるヌクレオチドの数)が整数でない場合の任意の挿入または欠失)をもたらす挿入および/または欠失を主に含むインデルが、機能タンパク質の発現を低下または消失させるのに有益であり得る。同様に、「大規模欠失」(10、11、12、13、14、15、20、25、または30ヌクレオチドより多い欠失)を主に含むインデルも、例えば、同様に機能タンパク質の発現に向上した効果を及ぼし得るプロモーター結合部位などの重要な調節配列の除去に有益であり得る。所与のgRNA/CRISPRシステムによって誘導されるインデルパターンは、意外にも、本明細書に記載されるとおり、細胞型にわたって一貫して再現されることが分かっているが、所与の細胞においてgRNA/CRISPRシステムの導入時にいずれかの単一のインデル構造が必ず生じるわけではない。
したがって本発明は、例えばフレームシフト突然変異および/または大規模欠失で主に構成されるインデルパターンまたは構造を有する有益なインデルパターンまたは構造を作り出すgRNA分子を提供する。かかるgRNA分子は、試験細胞(例えば、HEK293細胞)または目的の細胞、例えばHSPC細胞で候補gRNA分子によって作り出されたインデルパターンまたは構造を本明細書に記載されるとおりNGSによって評価することにより選択し得る。実施例に示すとおり、所望の細胞集団に導入されると、標的遺伝子にフレームシフト突然変異を有する細胞が大きな割合を占める細胞の集団をもたらすgRNA分子が発見されている。ある場合には、フレームシフト突然変異の比率は、75%、80%、85%、90%またはそれを超える高さである。したがって本発明は、本明細書に記載されるgRNA分子の標的部位にまたはその近傍に、例えば本明細書に記載されるとおりのフレームシフト突然変異を有する細胞が少なくとも約40%(例えば、少なくとも約45%、少なくとも約50%、少なくとも約55%、少なくとも約60%、少なくとも約65%、少なくとも約70%、少なくとも約75%、少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、または少なくとも約99%)を占める細胞の集団を提供する。本発明は、本明細書に記載されるgRNA分子の標的部位にまたはその近傍に、例えば本明細書に記載されるとおりのフレームシフト突然変異を有する細胞が少なくとも約50%(例えば、少なくとも約55%、少なくとも約60%、少なくとも約65%、少なくとも約70%、少なくとも約75%、少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、または少なくとも約99%)を占める細胞の集団も提供する。
したがって本発明は、本発明の治療方法に用いられるgRNA分子を選択する方法であって、1)目的の標的に対する複数のgRNA分子を提供することと、2)前記gRNA分子の使用によって作り出されるインデルパターンまたは構造を評価することと、3)フレームシフト突然変異、大規模欠失またはこれらの組み合わせで主に構成されるインデルパターンまたは構造を形成するgRNA分子を選択することと、4)前記選択されたgRNAを本発明の方法において使用することとを含む方法を提供する。
本発明はさらに、細胞を改変する方法、および改変された細胞を提供し、ここで、その細胞型では所与のgRNA/CRISPRシステムで一貫して特定のインデルパターンが作製される。本明細書に記載されるgRNA/CRISPRシステムで観察される最も出現頻度が高い上位5つのインデルを含め、インデルパターンが、例えば実施例に開示される。実施例に示すとおり、細胞の集団が作成され、ここで、細胞の大きい割合が上位5つのインデルの1つを含む(例えば、集団の細胞の30%超、40%超、50%超、60%超またはそれを超えて上位5つのインデルの1つが存在する細胞の集団。したがって、本発明は、所与のgRNA/CRISPRシステムで観察される上位5つのインデルのいずれか1つのインデルを含む細胞、例えばHSPC(本明細書に記載されるとおりの)を提供する。さらに、本発明は、例えばNGSによって評価したとき、所与のgRNA/CRISPRシステムについて本明細書に記載される上位5つのインデルの1つを含む細胞が高いパーセンテージを占める細胞の集団、例えばHSPCの集団(本明細書に記載されるとおりの)を提供する。インデルパターン分析との関連において使用するとき、「高いパーセンテージ」は、集団の少なくとも約50%(例えば、少なくとも約55%、少なくとも約60%、少なくとも約65%、少なくとも約70%、少なくとも約75%、少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、または少なくとも約99%)の細胞が所与のgRNA/CRISPRシステムについて本明細書に記載される上位5つのインデルの1つを含むことを指す。他の実施形態において、細胞の集団は、所与のgRNA/CRISPRシステムについて本明細書に記載される上位5つのインデルの1つを有する細胞が少なくとも約25%(例えば、約25%〜約60%、例えば約25%〜約50%、例えば約25%〜約40%、例えば約25%〜約35%)を占める。実施形態において、BCL11aエンハンサーの+58領域を標的とする所与のgRNA/CRISPRシステムについて、上位のインデル、例えば上位5つのインデルは、表15、図25、および表37に提供される。実施形態において、HPFH領域を標的とする所与のgRNA/CRISPRシステムについて、上位のインデル、例えば上位5つのインデルは、表26、表27および表37に提供される。
また、特定のgRNA分子が、標的細胞型のゲノム内にあるオフターゲット配列にインデルを生成しない、またはオフターゲット部位では標的部位におけるインデル生成頻度と比べて極めて低い頻度(例えば、集団中の細胞の<5%)でインデルを生じることも発見されている。したがって、本発明は、標的細胞型においてオフターゲットインデル形成を呈しない、または<5%の頻度のオフターゲットインデル形成を生じるgRNA分子およびCRISPRシステムを提供する。実施形態において、本発明は、標的細胞型においていかなるオフターゲットインデル形成も呈しないgRNA分子およびCRISPRシステムを提供する。したがって、本発明はさらに、本明細書に記載されるgRNA分子の標的部位にまたはその近傍にインデル(例えば、フレームシフトインデル、または例えば本明細書に記載されるとおりの、所与のgRNA/CRISPRシステムによって生じる上位5つのインデルのいずれか1つ)を含むが、gRNA分子のいかなるオフターゲット部位にもインデルを含まない、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞、例えば細胞の集団、例えばHSPCの集団を提供する。他の実施形態において、本発明はさらに、本明細書に記載されるgRNA分子の標的部位にまたはその近傍にインデル(例えば、フレームシフトインデル、または例えば本明細書に記載されるとおりの、所与のgRNA/CRISPRシステムによって生じる上位5つのインデルのいずれか1つ)を有する細胞が>50%を占めるが、gRNA分子の任意のオフターゲット部位にインデルを含む細胞は5%未満、例えば、4%未満、3%未満、2%未満または1%未満を占める、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団、例えばHSPCの集団を提供する。
実施形態において、本明細書に記載されるCRISPRシステム(例えば、本明細書に記載されるgRNA分子を含むCRISPRシステム)によって生じるインデルは、GATA−1結合部位のヌクレオチドを含まず、および/またはTAL−1結合部位のヌクレオチドを含まない(例えば、図25に記載されるGATA−1結合部位および/またはTAL−1結合部位のヌクレオチドを含まない)。
X.送達/コンストラクト
成分、例えばCas9分子またはgRNA分子、または両方は、種々の形態で送達、製剤化、または投与することができる。非限定的な例として、gRNA分子およびCas9分子は、(1つ以上の組成物に)製剤化し、ゲノム編集イベントが所望される細胞に直接送達または投与することができる。あるいは、1つ以上の成分、例えばCas9分子またはgRNA分子、または両方をコードする核酸を(1つ以上の組成物に)製剤化して送達または投与することもできる。一態様において、gRNA分子は、gRNA分子をコードするDNAとして提供され、およびCas9分子は、Cas9分子をコードするDNAとして提供される。一実施形態において、gRNA分子とCas9分子とは別個の核酸分子上にコードされる。一実施形態において、gRNA分子とCas9分子とは同じ核酸分子上にコードされる。一態様において、gRNA分子はRNAとして提供され、およびCas9分子は、Cas9分子をコードするDNAとして提供される。一実施形態において、gRNA分子は、例えば本明細書に記載されるとおりの、1つ以上の修飾を伴い提供される。一態様において、gRNA分子はRNAとして提供され、およびCas9分子は、Cas9分子をコードするmRNAとして提供される。一態様において、gRNA分子はRNAとして提供され、およびCas9分子はタンパク質として提供される。一実施形態において、gRNAおよびCas9分子はリボ核タンパク質複合体(RNP)として提供される。一態様において、gRNA分子は、gRNA分子をコードするDNAとして提供され、およびCas9分子はタンパク質として提供される。
送達、例えばRNPの(例えば、本明細書に記載されるとおりのHSPC細胞への)送達は、例えば、エレクトロポレーション(例えば、当該技術分野において公知のとおりの)または細胞膜を核酸および/またはポリペプチド分子に対して透過性にする他の方法により達成し得る。実施形態において、CRISPRシステム、例えば本明細書に記載されるとおりのRNPは、エレクトロポレーションにより、4D−Nucleofector(Lonza)を用いて、例えば、4D−Nucleofector(Lonza)のプログラムCM−137を用いて送達される。実施形態において、CRISPRシステム、例えば本明細書に記載されるとおりのRNPは、エレクトロポレーションにより、約800ボルト〜約2000ボルト、例えば約1000ボルト〜約1800ボルト、例えば約1200ボルト〜約1800ボルト、例えば約1400ボルト〜約1800ボルト、例えば約1600ボルト〜約1800ボルト、例えば約1700ボルトの電圧を用いて、例えば1700ボルトの電圧で送達される。実施形態において、パルス幅/パルス長は約10ms〜約50ms、例えば約10ms〜約40ms、例えば約10ms〜約30ms、例えば約15ms〜約25ms、例えば約20ms、例えば20msである。実施形態において、1、2、3、4、5つ、またはそれを超える、例えば2つ、例えば1つのパルスが用いられる。ある実施形態において、CRISPRシステム、例えば本明細書に記載されるとおりのRNPは、エレクトロポレーションにより、約1700ボルト(例えば、1700ボルト)の電圧、約20ms(例えば、20ms)のパルス幅を用いて、単一(1つ)のパルスを用いて送達される。実施形態において、エレクトロポレーションはNeonエレクトロポレーターを使用して達成される。膜透過性にするためのさらなる技法は当該技術分野において公知であり、例えば、セルスクイージング(cell squeezing)(例えば、国際公開第2015/023982号パンフレットおよび国際公開第2013/059343号パンフレット(これらの内容は、参照により全体として本明細書に援用される)に記載されるとおり)、ナノニードル(例えば、Chiappini et al.,Nat.Mat.,14;532−39、または米国特許出願公開第2014/0295558号明細書(これらの内容は、参照により全体として本明細書に援用される)に記載されるとおり)およびナノストロー(例えば、Xie,ACS Nano,7(5);4351−58(この内容は、参照により全体として本明細書に援用される)に記載されるとおり)が挙げられる。
成分がDNAにコードされて送達される場合、DNAは、典型的には、発現を生じさせるため、例えばプロモーターを含む制御領域を含むことになる。Cas9分子配列に有用なプロモーターとしては、CMV、EF−1α、MSCV、PGK、CAG制御プロモーターが挙げられる。gRNAに有用なプロモーターとしては、H1、EF−1aおよびU6プロモーターが挙げられる。同様の、または異なる強度のプロモーターを選択して、成分の発現を調整することができる。Cas9分子をコードする配列は、核移行シグナル(NLS)、例えばSV40 NLSを含み得る。ある実施形態において、Cas9分子またはgRNA分子用のプロモーターは、独立に、誘導性、組織特異的、または細胞特異的であり得る。
Cas9分子および/またはgRNA分子のDNAベースの送達
Cas9分子および/またはgRNA分子をコードするDNAは、当該技術分野において公知の方法により、または本明細書に記載されるとおり対象に投与し、または細胞に送達することができる。例えば、Cas9コードDNAおよび/またはgRNAコードDNAは、例えば、ベクター(例えば、ウイルスまたは非ウイルスベクター)、非ベクターベースの方法(例えば、ネイキッドDNAまたはDNA複合体を使用して)、またはこれらの組み合わせによって送達することができる。
一部の実施形態において、Cas9および/またはgRNAコードDNAは、ベクター(例えば、ウイルスベクター/ウイルス、プラスミド、ミニサークルまたはナノプラスミド)によって送達される。
ベクターは、Cas9分子および/またはgRNA分子をコードする配列を含み得る。ベクターは、例えばCas9分子配列に融合した、シグナルペプチド(例えば、核移行、核小体移行、ミトコンドリア移行のための)をコードする配列も含み得る。例えば、ベクターは、Cas9分子をコードする配列に融合した1つ以上の核移行配列(例えば、SV40由来)を含み得る。
ベクターには、1つ以上の調節/制御エレメント、例えば、プロモーター、エンハンサー、イントロン、ポリアデニル化シグナル、コザックコンセンサス配列、配列内リボソーム進入部位(IRES)、2A配列、およびスプライスアクセプターまたはドナーが含まれ得る。一部の実施形態において、プロモーターはRNAポリメラーゼIIによって認識される(例えば、CMVプロモーター)。他の実施形態において、プロモーターはRNAポリメラーゼIIIによって認識される(例えば、U6プロモーター)。一部の実施形態において、プロモーターは調節型プロモーター(例えば、誘導性プロモーター)である。他の実施形態において、プロモーターは構成的プロモーターである。一部の実施形態において、プロモーターは組織特異的プロモーターである。一部の実施形態において、プロモーターはウイルスプロモーターである。他の実施形態において、プロモーターは非ウイルスプロモーターである。
一部の実施形態において、ベクターまたは送達媒体はミニサークルである。一部の実施形態において、ベクターまたは送達媒体はナノプラスミドである。
一部の実施形態において、ベクターまたは送達媒体はウイルスベクター(例えば、組換えウイルスの作成用)である。一部の実施形態において、ウイルスはDNAウイルス(例えば、dsDNAまたはssDNAウイルス)である。他の実施形態において、ウイルスはRNAウイルス(例えば、ssRNAウイルス)である。
例示的ウイルスベクター/ウイルスとしては、例えば、レトロウイルス、レンチウイルス、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス(AAV)、ワクシニアウイルス、ポックスウイルス、および単純ヘルペスウイルスが挙げられる。ウイルスベクター技術は当該技術分野において周知であり、例えば、Sambrook et al.,2012,MOLECULAR CLONING:A LABORATORY MANUAL,volumes 1−4,Cold Spring Harbor Press,NY)、ならびに他のウイルス学および分子生物学マニュアルに記載されている。
一部の実施形態において、ウイルスは分裂細胞を感染させる。他の実施形態において、ウイルスは非分裂細胞を感染させる。一部の実施形態において、ウイルスは分裂細胞および非分裂細胞の両方を感染させる。一部の実施形態において、ウイルスは宿主ゲノムに組み込まれることができる。一部の実施形態において、ウイルスは例えばヒトにおける免疫が低下するように操作される。一部の実施形態において、ウイルスは複製コンピテントである。他の実施形態において、ウイルスは複製欠損であり、例えば、さらなるビリオン複製および/またはパッケージングラウンドに必要な遺伝子の1つ以上のコード領域が他の遺伝子に置き換えられているか、または欠失している。一部の実施形態において、ウイルスはCas9分子および/またはgRNA分子の一過性発現を生じさせる。他の実施形態において、ウイルスはCas9分子および/またはgRNA分子の持続的な、例えば、少なくとも1週間、2週間、1ヵ月、2ヵ月、3ヵ月、6ヵ月、9ヵ月、1年、2年、または永久的な発現を生じさせる。ウイルスのパッケージング能力は、例えば、少なくとも約4kb〜少なくとも約30kbまで様々で、例えば、少なくとも約5kb、10kb、15kb、20kb、25kb、30kb、35kb、40kb、45kb、または50kbであり得る。
一部の実施形態において、Cas9および/またはgRNAコードDNAは組換えレトロウイルスによって送達される。一部の実施形態において、レトロウイルス(例えば、モロニーマウス白血病ウイルス)は、例えば、宿主ゲノムへの組込みを可能にする逆転写酵素を含む。一部の実施形態において、レトロウイルスは複製コンピテントである。他の実施形態において、レトロウイルスは複製欠損であり、例えば、さらなるビリオン複製およびパッケージングラウンドに必要な遺伝子の1つ以上のコード領域が他の遺伝子に置き換えられているか、または欠失している。
一部の実施形態において、Cas9および/またはgRNAコードDNAは組換えレンチウイルスによって送達される。例えば、レンチウイルスは複製欠損であり、例えば、ウイルス複製に必要な1つ以上の遺伝子を含まない。
一部の実施形態において、Cas9および/またはgRNAコードDNAは組換えアデノウイルスによって送達される。一部の実施形態において、アデノウイルスは、ヒトにおける免疫が低下するように操作される。
一部の実施形態において、Cas9および/またはgRNAコードDNAは組換えAAVによって送達される。一部の実施形態において、AAVはそのゲノムを宿主細胞、例えば本明細書に記載されるとおりの標的細胞のゲノムに組み込むことができる。一部の実施形態において、AAVは自己相補性アデノ随伴ウイルス(scAAV)、例えば、一体にアニールして二本鎖DNAを形成する両方の鎖をパッケージングするscAAVである。本開示の方法において使用し得るAAV血清型には、例えば、AAV1、AAV2、修飾AAV2(例えば、Y444F、Y500F、Y730Fおよび/またはS662Vにおける修飾)、AAV3、修飾AAV3(例えば、Y705F、Y731Fおよび/またはT492Vにおける修飾)、AAV4、AAV5、AAV6、修飾AAV6(例えば、S663Vおよび/またはT492Vにおける修飾)、AAV8、AAV8.2、AAV9、AAV rh 10が含まれ、またAAV2/8、AAV2/5およびAAV2/6などのシュードタイプAAVも本開示の方法において使用することができる。
一部の実施形態において、Cas9および/またはgRNAコードDNAは、ハイブリッドウイルス、例えば、本明細書に記載されるウイルスの1つ以上のハイブリッドによって送達される。
パッケージング細胞を使用して、宿主または標的細胞を感染させる能力を有するウイルス粒子が形成される。かかる細胞としては、アデノウイルスをパッケージングすることのできる293細胞、およびレトロウイルスをパッケージングすることのできるψ2細胞またはPA317細胞が挙げられる。遺伝子療法に使用されるウイルスベクターは、通常、核酸ベクターをウイルス粒子にパッケージングするプロデューサー細胞株によって作成される。ベクターは、典型的には、パッケージングおよび続く宿主または標的細胞への組込み(該当する場合)に必要な最小限のウイルス配列を含有し、他のウイルス配列は、発現させるタンパク質をコードする発現カセットに置き換えられている。例えば、遺伝子療法に使用されるAAVベクターは、典型的には、パッケージングおよび宿主または標的細胞における遺伝子発現に必要なAAVゲノム由来の逆方向末端反復(ITR)配列のみを有する。欠損したウイルス機能はパッケージング細胞株によってトランスで付与される。これ以降、ウイルスDNAは細胞株にパッケージングされ、細胞株は、他のAAV遺伝子、すなわちrepおよびcapをコードするがITR配列を欠いているヘルパープラスミドを含有する。細胞株は、ヘルパーとしてのアデノウイルスにも感染する。ヘルパーウイルスは、ヘルパープラスミドからのAAVベクターの複製およびAAV遺伝子の発現を促進する。ヘルパープラスミドはITR配列を欠いているため多量にはパッケージングされない。アデノウイルスによる汚染は、例えばAAVよりもアデノウイルスの方が感受性が高い熱処理によって低減することができる。
ある実施形態において、ウイルスベクターは細胞型および/または組織型認識能力を有する。例えば、ウイルスベクターは、異なる/代替的なウイルスエンベロープ糖タンパク質を有し、細胞型特異的受容体で操作されており(例えば、ペプチドリガンド、単鎖抗体、成長因子などの標的リガンドを取り込むようなウイルスエンベロープ糖タンパク質の遺伝子修飾)、および/またはウイルス糖タンパク質を認識する一端と、標的細胞表面の部分を認識する他端とを含む二重特異性を有する分子架橋を有するように操作されている(例えば、リガンド−受容体、モノクローナル抗体、アビジン−ビオチンおよび化学的コンジュゲーション)シュードタイプであり得る。
ある実施形態において、ウイルスベクターは細胞型特異的発現を実現する。例えば、組織特異的プロモーターを構築して、標的細胞においてのみトランス遺伝子(Cas9およびgRNA)が発現するように制限することができる。ベクターの特異性は、トランス遺伝子発現のマイクロRNA依存的制御によっても媒介され得る。ある実施形態において、ウイルスベクターは、ウイルスベクターと標的細胞膜との高い融合効率を有する。例えば、融合コンピテントな赤血球凝集素(HA)などの融合タンパク質を組み込んで細胞へのウイルスの取込みを増加させることができる。ある実施形態において、ウイルスベクターは核移行能力を有する。例えば、細胞壁の破壊が(細胞分裂中に)必要である、したがって非分裂細胞に感染しないウイルスを改変してウイルスのマトリックスタンパク質に核移行ペプチドを組み込み、それにより非増殖細胞の形質導入を可能にすることができる。
一部の実施形態において、Cas9および/またはgRNAコードDNAは、非ベクターベースの方法により(例えば、ネイキッドDNAまたはDNA複合体を用いて)送達される。例えば、DNAは、例えば、有機修飾シリカまたはケイ酸塩(オルモシル(Ormosil))、エレクトロポレーション、遺伝子銃、ソノポレーション、マグネトフェクション、脂質媒介性トランスフェクション、デンドリマー、無機ナノ粒子、リン酸カルシウム、またはこれらの組み合わせにより送達することができる。
一部の実施形態において、Cas9および/またはgRNAコードDNAは、ベクターおよび非ベクターベースの方法の組み合わせにより送達される。例えば、ビロソームは、不活化ウイルス(例えば、HIVまたはインフルエンザウイルス)と組み合わせたリポソームを含み、これにより、ウイルス方法またはリポソーム方法のいずれか単独と比べて、例えば呼吸上皮細胞においてより効率的な遺伝子トランスファーがもたらされ得る。
ある実施形態において、送達媒体は非ウイルスベクターである。ある実施形態において、非ウイルスベクターは無機ナノ粒子(例えば、ナノ粒子の表面に対するペイロードに付加される)である。例示的無機ナノ粒子としては、例えば、磁気ナノ粒子(例えば、Fe lvln0)、またはシリカが挙げられる。ナノ粒子の外表面は正電荷ポリマー(例えば、ポリエチレンイミン、ポリリジン、ポリセリン)とコンジュゲートすることができ、それによりペイロードの付加(例えば、コンジュゲーションまたは捕捉)が可能となる。ある実施形態において、非ウイルスベクターは有機ナノ粒子である(例えば、ナノ粒子内部へのペイロードの捕捉)。例示的有機ナノ粒子としては、例えば、ポリエチレングリコール(PEG)およびプロタミンで被覆されている中性ヘルパー脂質および脂質コーティングで被覆された核酸複合体と共にカチオン性脂質を含有するSNALPリポソームが挙げられる。
CRISPRシステムまたはCRISPRシステムもしくはその成分をコードする核酸、例えばベクターのトランスファー用の例示的脂質および/またはポリマーとしては、例えば、国際公開第2011/076807号パンフレット、国際公開第2014/136086号パンフレット、国際公開第2005/060697号パンフレット、国際公開第2014/140211号パンフレット、国際公開第2012/031046号パンフレット、国際公開第2013/103467号パンフレット、国際公開第2013/006825号パンフレット、国際公開第2012/006378号パンフレット、国際公開第2015/095340号パンフレット、および国際公開第2015/095346号パンフレット(前述の各々の内容は、参照により全体として本明細書に援用される)に記載されるものが挙げられる。ある実施形態において、媒体は、標的細胞によるナノ粒子およびリポソームの取込みを増加させるためのターゲティング修飾、例えば、細胞特異的抗原、モノクローナル抗体、一本鎖抗体、アプタマー、ポリマー、糖類、および細胞透過性ペプチドを有する。ある実施形態において、媒体は融合性およびエンドソーム不安定化ペプチド/ポリマーを使用する。ある実施形態において、媒体は、酸によって惹起されるコンホメーション変化を受ける(例えば、それによりカーゴのエンドソームエスケープが加速する)。ある実施形態において、刺激によって切断可能なポリマーが、例えば細胞内コンパートメントにおける放出のため使用される。例えば、還元細胞環境で切断されるジスルフィドベースのカチオン性ポリマーを使用することができる。
ある実施形態において、送達媒体は生物学的非ウイルス送達媒体である。ある実施形態において、媒体は、弱毒化細菌(例えば、侵入性だが弱毒化されていて発病およびトランス遺伝子の発現を防ぐように天然に、または人工的に操作されたもの(例えば、リステリア・モノサイトゲネス(Listeria monocytogenes)、ある種のサルモネラ属(Salmonella)株、ビフィドバクテリウム・ロングム(Bifidobacterium longum)、および修飾大腸菌(Escherichia coli))、栄養向性および組織特異的向性を有して特異的組織を標的とする細菌、修飾表面タンパク質を有して標的組織特異性を改変する細菌)である。ある実施形態において、媒体は、遺伝子修飾されたバクテリオファージ(例えば、大きいパッケージング能力、低い免疫原性を有し、哺乳動物プラスミド維持配列を含み、かつ組み込まれた標的リガンドを有する操作されたファージ)である。ある実施形態において、媒体は哺乳動物ウイルス様粒子である。例えば、修飾ウイルス粒子を作成(例えば、「空の」粒子を精製し、続いてエキソビボでウイルスを所望のカーゴとアセンブルすることにより)することができる。媒体は、標的リガンドを組み込んで標的組織特異性を改変させるように操作することもできる。ある実施形態において、媒体は生物学的リポソームである。例えば、生物学的リポソームは、ヒト細胞に由来するリン脂質ベースの粒子(例えば、対象に由来する球構造体に分解される赤血球細胞である赤血球ゴースト(例えば、組織ターゲティングは、様々な組織または細胞特異的リガンドの付加によって実現することができる)、または分泌エキソソーム−エンドサイトーシス起源の対象(すなわち患者)由来膜結合型ナノ小胞(30〜100nm)(例えば、様々な細胞型から作製することができ、したがって標的リガンドの必要性なしに細胞によって取り込まれ得る)である。
ある実施形態において、Casシステムの成分、例えば、本明細書に記載されるCas9分子成分および/またはgRNA分子成分以外の1つ以上の核酸分子(例えば、DNA分子)が送達される。ある実施形態において、核酸分子は、Casシステムの成分の1つ以上が送達されるのと同じ時点で送達される。ある実施形態において、核酸分子はCas9システムの成分の1つ以上の送達の(例えば、約30分、1時間、2時間、3時間、6時間、9時間、12時間、1日、2日、3日、1週、2週間、または4週間未満)前または後に送達される。ある実施形態において、核酸分子は、Cas9システムの成分の1つ以上、例えば、Cas9分子成分および/またはgRNA分子成分が送達されるのと異なる手段によって送達される。核酸分子は、本明細書に記載される送達方法のいずれによっても送達することができる。例えば、核酸分子はウイルスベクター、例えば組込み欠損レンチウイルスによって送達することができ、かつCas9分子成分および/またはgRNA分子成分はエレクトロポレーションによって送達することができ、これにより例えば、核酸(例えば、DNA)によって引き起こされる毒性を低減することができる。ある実施形態において、核酸分子は治療用タンパク質、例えば本明細書に記載されるタンパク質をコードする。ある実施形態において、核酸分子はRNA分子、例えば本明細書に記載されるRNA分子をコードする。
Cas9分子をコードするRNAの送達
Cas9分子(例えば、活性Cas9分子、不活性Cas9分子または不活性Cas9融合タンパク質)および/またはgRNA分子をコードするRNAは、当該技術分野において公知の方法により、または本明細書に記載されるとおり、細胞、例えば本明細書に記載される標的細胞に送達することができる。例えば、Cas9コードRNAおよび/またはgRNAコードRNAは、例えば、マイクロインジェクション、エレクトロポレーション、脂質媒介トランスフェクション、ペプチド媒介送達、またはこれらの組み合わせによって送達することができる。
タンパク質としてのCas9分子の送達
Cas9分子(例えば、活性Cas9分子、不活性Cas9分子または不活性Cas9融合タンパク質)は、当該技術分野において公知の方法により、または本明細書に記載されるとおり細胞に送達することができる。例えば、Cas9タンパク質分子は、例えば、マイクロインジェクション、エレクトロポレーション、脂質媒介トランスフェクション、ペプチド媒介送達、セルスクイージングまたはアブレーション(例えば、ナノニードルによる)またはこれらの組み合わせによって送達することができる。送達は、gRNAをコードするDNAによるか、またはgRNAにより、例えばgRNAとCas9タンパク質とをリボ核タンパク質複合体(RNP)に予め複合体化することによって達成し得る。
ある態様において、例えば本明細書に記載されるとおりのCas9分子はタンパク質として送達され、かつgRNA分子は1つ以上のRNAとして(例えば、本明細書に記載されるとおりのdgRNAまたはsgRNAとして)送達される。実施形態において、Cas9タンパク質は、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞への送達前に、リボ核タンパク質複合体(「RNP」)としてgRNA分子と複合体化される。実施形態において、RNPは、例えば本明細書に記載される細胞に、当該技術分野において公知の任意の方法、例えばエレクトロポレーションによって送達することができる。本明細書に記載されるとおり、および理論によって拘束されるものではないが、細胞に送達されるRNPの濃度が低下する場合でも、例えば本明細書に記載される標的細胞において標的配列に高い%編集率(例えば、>85%、>90%、>95%、>98%、または>99%)をもたらすgRNA分子およびCas9分子を使用することが好ましい。この場合にも、理論によって拘束されるものではないが、標的細胞において(低いRNP濃度の場合を含め)標的配列の高い%編集率を生じるgRNA分子を含むRNPを低下したまたは低い濃度で送達することは、オフターゲット編集イベントの頻度および数を低減し得るため有益であり得る。一態様において、低いまたは低下した濃度のRNPを使用する場合、以下の例示的手順を用いてdgRNA分子を含むRNPを作成することができる:
1.Cas9分子およびtracrを溶液中に高濃度(例えば、細胞に送達される最終RNP濃度よりも高い濃度)で提供し、これらの2つの成分を平衡化させる;
2.crRNA分子を提供し、成分を平衡化させる(それによりRNPの高濃度溶液を形成する);
3.RNP溶液を所望の濃度に希釈する;
4.前記所望の濃度の前記RNPを標的細胞に例えばエレクトロポレーションによって送達する。
上記の手順は、上記のステップ2を省略し、かつステップ1において、溶液中に高濃度のCas9分子およびsgRNA分子を提供して成分を平衡化させることにより、sgRNA分子で用いるように改良し得る。実施形態において、Cas9分子および各gRNA成分は溶液中に1:2比(Cas9:gRNA)、例えば1:2モル比のCas9:gRNA分子で提供される。dgRNA分子が使用される場合、比、例えばモル比は1:2:2(Cas9:tracr:crRNA)である。実施形態において、RNPは20μM以上の濃度、例えば約20μM〜約50μMの濃度で形成される。実施形態において、RNPは10μM以上の濃度、例えば約10μM〜約30μMの濃度で形成される。実施形態において、RNPは、標的細胞(例えば、本明細書に記載されるもの)を含む前記標的細胞への送達用溶液中に10μM以下の最終濃度(例えば、約0.01μM〜約10μMの濃度)に希釈される。実施形態において、RNPは、標的細胞(例えば、本明細書に記載されるもの)を含む前記標的細胞への送達用溶液中に3μM以下の最終濃度(例えば、約0.01μM〜約3μMの濃度)に希釈される。実施形態において、RNPは、標的細胞(例えば、本明細書に記載されるもの)を含む前記標的細胞への送達用溶液中に1μM以下の最終濃度(例えば、約0.01μM〜約1μMの濃度)に希釈される。実施形態において、RNPは、標的細胞(例えば、本明細書に記載されるもの)を含む前記標的細胞への送達用溶液中に0.3μM以下の最終濃度(例えば、約0.01μM〜約0.3μMの濃度)に希釈される。実施形態において、RNPは、標的細胞(例えば、本明細書に記載されるもの)を含む前記標的細胞への送達用溶液中に約3μMの最終濃度で提供される。実施形態において、RNPは、標的細胞(例えば、本明細書に記載されるもの)を含む前記標的細胞への送達用溶液中に約1μMの最終濃度で提供される。実施形態において、RNPは、標的細胞(例えば、本明細書に記載されるもの)を含む前記標的細胞への送達用溶液中に約0.3μMの最終濃度で提供される。実施形態において、RNPは、標的細胞(例えば、本明細書に記載されるもの)を含む前記標的細胞への送達用溶液中に約0.1μMの最終濃度で提供される。実施形態において、RNPは、標的細胞(例えば、本明細書に記載されるもの)を含む前記標的細胞への送達用溶液中に約0.05μMの最終濃度で提供される。実施形態において、RNPは、標的細胞(例えば、本明細書に記載されるもの)を含む前記標的細胞への送達用溶液中に約0.03μMの最終濃度で提供される。実施形態において、RNPは、標的細胞(例えば、本明細書に記載されるもの)を含む前記標的細胞への送達用溶液中に約0.01μMの最終濃度で提供される。実施形態において、RNPは、エレクトロポレーションに好適な媒体中に製剤化される。実施形態において、RNPは、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞、例えばHSPC細胞にエレクトロポレーションにより、例えば本明細書に記載されるエレクトロポレーション条件を用いて送達される。
成分のバイモーダル送達または差次的送達
Casシステムの成分、例えばCas9分子成分およびgRNA分子成分を別々に送達する、より詳細には成分を異なる様式で送達すると、例えば組織特異性および安全性が改善されるため、パフォーマンスを増進させることができる。
ある実施形態において、Cas9分子およびgRNA分子は、異なる様式により、または本明細書においてときに差次的様式と称されるとおり送達される。異なる様式または差次的様式とは、本明細書で使用されるとき、対象成分分子、例えば、Cas9分子、gRNA分子、または鋳型核酸に異なる薬力学的または薬物動態学的特性を付与する送達様式を指す。例えば、送達様式は、例えば、選択されたコンパートメント、組織、または臓器に異なる組織分布、異なる半減期、または異なる時間分布をもたらし得る。
幾つかの送達様式、例えば、細胞、または細胞の子孫において例えば自己複製または細胞核酸への挿入によって持続する核酸ベクターによる送達は、成分のより持続的な発現および存在をもたらす。
XI.治療方法
本明細書に記載されるCas9システム、例えば、1つ以上のgRNA分子および1つ以上のCas9分子は、哺乳動物、例えばヒトにおける疾患の治療に有用である。用語「〜を治療する」、「治療された」、「治療している」、および「治療」には、cas9システム、例えば1つ以上のgRNA分子および1つ以上のcas9分子を細胞に投与することにより、疾患の症状、合併症、または生化学的徴候を予防し、またはその発生を遅延させること、疾患、病態、または障害の症状を軽減し、またはそのさらなる発症を阻止または阻害することが含まれる。治療には、本発明のgRNA分子(または2つ以上のgRNA分子)の導入により、または本明細書に記載されるとおりのCRISPRシステムの導入により、または本明細書に記載される前記細胞の調製方法のいずれかによって修飾された1つ以上の細胞、例えばHSPC(例えば、その集団)の投与により、疾患の症状、合併症、または生化学的徴候を予防し、またはその発生を遅延させること、疾患、病態、または障害の症状を軽減し、またはそのさらなる発症を阻止または阻害することも含まれ得る。治療は予防的であってもよく(それにより疾患を予防し、またはその発生を遅延させるか、またはその臨床的もしくは準臨床的症状の発現を予防する)、または疾患発現後の症状の療法的抑制または軽減であってもよい。治療は、本明細書に記載される療法的手段によって計測することができる。したがって、本発明の「治療」方法には、細胞へのcas9システム(例えば、1つ以上のgRNA分子および1つ以上のCas9分子)の導入によって改変された細胞を対象に投与することにより、疾患または病態の1つ以上の症状を治癒し、その重症度を低減し、またはそれを改善すること、かかる治療がない場合の予想を超えて対象の健康または生存を延ばすことも含まれる。例えば、「治療」には、対象の疾患症状の少なくとも5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%またはそれを超える軽減が含まれる。
本明細書、例えば、表1、表2、表3、表4、表5、表6、表7、表8、および/または表9に記載される標的化ドメインを含むgRNA分子を含むCas9システムは、異常ヘモグロビン症の治療に有用である。
異常ヘモグロビン症
異常ヘモグロビン症には、赤血球細胞(RBC)の産生低下および/または破壊増加(溶血)がある遺伝的原因の幾つもの貧血症が含まれる。それらには、酸素濃度を維持する能力の低下が付随する異常ヘモグロビンの産生をもたらす遺伝的欠陥も含まれる。かかる障害の中には、正常なβ−グロビンを十分な量で産生できないことが関係するものもあれば、正常なβ−グロビンを全く産生できないことが関係するものもある。β−グロビンタンパク質に関連するこれらの障害は、一般にβヘモグロビン異常症と称される。例えば、β−サラセミアは、β−グロビン遺伝子の発現の部分的または完全な欠損がHbA欠損または欠如につながることによって起こる。鎌状赤血球貧血は、β−グロビン構造遺伝子の点突然変異が異常な(鎌状の)ヘモグロビン(HbS)の産生につながることによって起こる。HbSは、特に脱酸素化条件下で重合し易い。HbS RBCは正常RBCと比べて脆弱で溶血を起こし易く、最終的に貧血につながる。
ある実施形態において、αグロビンまたはβグロビンの遺伝的欠陥が、例えば、本明細書に記載されるCas9分子およびgRNA分子、例えばCRISPRシステムを用いた相同組換えによって修正される。
ある実施形態において、αグロビンまたはβグロビンの野生型(例えば、非突然変異型)コピーをコードする遺伝子が、例えば、セーフハーバー部位、例えばAAVS1セーフハーバー部位に、本明細書に記載されるCRISPRシステムおよび方法を用いた相同組換えによって細胞のゲノムに挿入される。
ある実施形態において、本明細書に記載されるCas9分子およびgRNA分子を用いて異常ヘモグロビン症関連遺伝子が標的化される。例示的標的としては、例えば、γ−グロビン遺伝子の制御に関連する遺伝子が挙げられる。ある実施形態において、標的はBCL11Aである。ある実施形態において、標的はBCL11aエンハンサーである。ある実施形態において、標的はHPFH領域である。
胎児ヘモグロビンは(またヘモグロビンFまたはHbFまたはα2γ2も)、2つの成人α−グロビンポリペプチドおよび2つの胎児β様γ−グロビンポリペプチドの四量体である。HbFは、ヒト胎児における子宮内発育期の最後の7ヵ月間および新生児における生後約6ヵ月までの間の主要な酸素輸送タンパク質である。機能上、胎児ヘモグロビンは、発育中の胎児に母体の血流から酸素がより良好に届くように、酸素を成人型よりも高い親和性で結合可能である点が、成人ヘモグロビンと最も異なる。
新生児では、胎児ヘモグロビンは生後約6ヵ月までにほぼ完全に成人ヘモグロビンに置き換わる。成人では、胎児ヘモグロビンの産生を薬理学的に再活性化することができ、これは異常ヘモグロビン症などの疾患の治療に有用である。例えば、特定の異常ヘモグロビン症患者では、高レベルのγ−グロビン発現がβ−グロビン遺伝子産生の欠損または障害を部分的に代償することができ、これらの疾患における臨床的重症度を改善し得る。HbFレベルまたはF−細胞(HbFを含有する赤血球)数の増加は、異常ヘモグロビン症、例えば重症型β−サラセミアおよび鎌状赤血球貧血の疾患重症度を改善することができる。
HbFレベルまたはF−細胞の増加は、細胞におけるBCL11A発現の低下に関連し得る。BCL11A遺伝子はマルチジンクフィンガー転写因子をコードする。ある実施形態において、BCL11Aの発現が調整、例えば下方制御される。ある実施形態において、BCL11A遺伝子が編集される。ある実施形態において、例えば赤血球系統細胞におけるBCL11aの機能が障害され、または下方制御される。ある実施形態において、細胞は造血幹細胞または前駆細胞である。
鎌状赤血球症
鎌状赤血球症は、ヘモグロビンに影響を及ぼす一群の障害である。この障害を持つ人は異型ヘモグロビン分子(ヘモグロビンS)を有し、これによって赤血球細胞が歪んで鎌状、または三日月形の形状になり得る。この障害に特有の特徴としては、低赤血球細胞数(貧血症)、反復感染、および周期性疼痛発作が挙げられる。
HBB遺伝子の突然変異が鎌状赤血球症を引き起こす。HBB遺伝子はβ−グロビン作製の指令を与える。HBB遺伝子の異なる突然変異によって様々なバージョンのβ−グロビンが生じる。1つの特定のHBB遺伝子突然変異は、ヘモグロビンS(HbS)として知られる異常なバージョンのβ−グロビンを作り出す。HBB遺伝子の他の突然変異は、ヘモグロビンC(HbC)およびヘモグロビンE(HbE)など、さらなる異常なバージョンのβ−グロビンにつながる。HBB遺伝子突然変異は、異常に低いレベルのβ−グロビン、すなわちβサラセミアも生じさせ得る。
鎌状赤血球症の人では、ヘモグロビン中のβ−グロビンサブユニットの少なくとも1つがヘモグロビンSに置き換わっている。鎌状赤血球症の一般的な型である鎌状赤血球貧血では、ヘモグロビン中の両方のβ−グロビンサブユニットがヘモグロビンSに置き換わる。他のタイプの鎌状赤血球症では、ヘモグロビン中の一方のβ−グロビンサブユニットのみがヘモグロビンSに置き換わる。他方のβ−グロビンサブユニットは、ヘモグロビンCなど、別の異常変異体に置き換わる。例えば、鎌状ヘモグロビンC(HbSC)症の人は、β−グロビンの代わりにヘモグロビンSおよびヘモグロビンCを含むヘモグロビン分子を有する。ヘモグロビンSを産生する突然変異とβサラセミアとが一緒に起こる場合、個体はヘモグロビンS−βサラセミア(HbSβThal)症を有する。
βサラセミア
βサラセミアは、ヘモグロビンの産生が低下する血液障害である。βサラセミアの人では、低レベルのヘモグロビンが体の多くの箇所の酸素欠乏につながる。罹患者はまた、赤血球細胞の不足も有し(貧血)、そのため青白い皮膚、脱力感、疲労、およびより重篤な合併症を生じ得る。βサラセミアの人は血液凝固異常を発症するリスクが高い。
βサラセミアは症状の重症度に応じて2つのタイプ:重症型サラセミア(クーリー貧血としても知られる)および中間型サラセミアに分けられる。これらの2つのタイプのなかでは、重症型サラセミアがより重篤である。
HBB遺伝子の突然変異がβサラセミアを引き起こす。HBB遺伝子はβ−グロビン作製の指令を与える。HBB遺伝子の幾つかの突然変異が任意のβ−グロビンの産生を妨げる。β−グロビンが存在しない場合、β−ゼロ(B)サラセミアと称される。他のHBB遺伝子突然変異は何らかのβ−グロビンの産生が可能であるものの量が低下し、すなわち、β−プラス(B)サラセミアである。両方のタイプをもつ人が、重症型サラセミアおよび中間型サラセミアと診断されている。
ある実施形態において、第1の遺伝子を標的とするCas9分子/gRNA分子複合体を使用して、第2の遺伝子、例えば第2の遺伝子の突然変異によって特徴付けられる障害が治療される。例として、第1の遺伝子を例えば編集またはペイロード送達によって標的化することにより、第2の遺伝子、例えば突然変異体の第2の遺伝子の影響を代償するか、またはそれからのさらなる損傷を抑えることができる。ある実施形態において、対象が保因する第1の遺伝子の1つまたは複数のアレルは、障害の原因ではない。
一態様において、本発明は、胎児ヘモグロビン(HbF)の増加を必要としている哺乳動物、例えばヒトの治療に関する。
一態様において、本発明は、異常ヘモグロビン症と診断された、またはその発症リスクがある哺乳動物、例えばヒトの治療に関する。
一態様において、異常ヘモグロビン症はβヘモグロビン異常症である。一態様において、異常ヘモグロビン症は鎌状赤血球症である。一態様において、異常ヘモグロビン症はβサラセミアである。
異常ヘモグロビン症の治療方法
別の態様において、本発明は治療方法を提供する。態様において、本発明のgRNA分子、CRISPRシステムおよび/または細胞を使用して、それを必要としている患者が治療される。態様において、患者は哺乳動物、例えばヒトである。態様において、患者は異常ヘモグロビン症を有する。実施形態において、患者は鎌状赤血球症を有する。実施形態において、患者はβサラセミアを有する。
一態様において、本治療方法は、1つ以上のgRNA分子、例えば、表1、表2、表3、表4、表5、表6、表7、表8、または表9に記載される標的化ドメインを含む1つ以上のgRNA分子、および本明細書に記載される1つ以上のcas9分子を哺乳動物、例えばヒトに投与することを含む。
一態様において、本治療方法は哺乳動物に細胞集団を投与することを含み、ここで、細胞集団は、1つ以上のgRNA分子、例えば、表1、表2、表3、表4、表5、表6、表7、表8、または表9に記載される標的化ドメインを含む1つ以上のgRNA分子、および本明細書に記載される1つ以上のcas9分子、例えば本明細書に記載されるとおりのCRISPRシステムを投与された哺乳動物、例えばヒト由来の細胞集団である。一実施形態において、細胞への1つ以上のgRNA分子またはCRISPRシステムの投与はインビボで達成される。一実施形態において、細胞への1つ以上のgRNA分子またはCRISPRシステムの投与はエキソビボで達成される。
一態様において、本治療方法は、1つ以上のgRNA分子、例えば、表1、表2、表3、表4、表5、表6、表7、表8、または表9に記載される標的化ドメインを含む1つ以上のgRNA分子、および本明細書に記載される1つ以上のcas9分子を含む、または一時的にそれらを含んでいた細胞、または前記細胞の子孫を含む細胞集団の有効量を哺乳動物、例えばヒトに投与することを含む。一実施形態において、細胞は哺乳動物にとって同種異系由来である。一実施形態において、細胞は哺乳動物にとって自己由来である。一実施形態において、細胞は哺乳動物から採取され、エキソビボで操作されて、哺乳動物に戻される。
態様において、1つ以上のgRNA分子、例えば、表1、表2、表3、表4、表5、表6、表7、表8、または表9に記載される標的化ドメインを含む1つ以上のgRNA分子、および本明細書に記載される1つ以上のcas9分子を含む、または一時的にそれらを含んでいた細胞、または前記細胞の子孫は、幹細胞または前駆細胞を含む。一態様において、幹細胞は造血幹細胞である。一態様において、前駆細胞は造血前駆細胞である。一態様において、細胞は造血幹細胞および造血前駆細胞の両方を含み、例えばHSPCである。一態様において、細胞はCD34+細胞を含む、例えばそれからなる。一態様において、細胞はCD34−細胞を実質的に含まない。一態様において、細胞はCD34+/CD90+幹細胞を含む、例えばそれからなる。一態様において、細胞はCD34+/CD90−細胞を含む、例えばそれからなる。ある態様において、細胞は、上記に記載されるまたは本明細書に記載される細胞型の1つ以上を含む集団である。
一実施形態において、本開示は、異常ヘモグロビン症、例えば鎌状赤血球症またはβ−サラセミアを治療する方法、またはそれを必要としている哺乳動物、例えばヒトの胎児ヘモグロビン発現を増加させる方法を提供し、この方法は、
a)哺乳動物からHSPC(例えば、CD34+細胞)の集団を提供する、例えば採取または単離するステップ;
b)前記細胞をエキソビボで、例えば細胞培養培地中に、任意選択で少なくとも1つの幹細胞増殖剤を含む組成物の有効量の存在下で提供するステップであって、それにより前記HSPC(例えば、CD34+細胞)の集団を未処理の集団よりも高い程度に増殖させるステップ;
c)HSPC(例えば、CD34+細胞)の集団を、有効量の、本明細書に記載される標的化ドメイン、例えば、表1、表2、表3、表4、表5、表6、表7、表8、または表9に記載される標的化ドメインを含む少なくとも1つのgRNA分子、または前記gRNA分子をコードする核酸と、例えば本明細書に記載される少なくとも1つのcas9分子、または前記cas9分子をコードする核酸とを含む組成物、例えば本明細書に記載されるとおりの1つ以上のRNPに、例えば、本明細書に記載されるCRISPRシステムに接触させるステップ;
d)集団の細胞の少なくとも一部(例えば、集団のHSPC、例えばCD34+細胞の少なくとも一部)に少なくとも1つの修飾を生じさせるステップであって、それにより、例えば、前記HSPCが赤血球系統の細胞、例えば赤血球細胞に分化したとき、例えばステップc)により接触させていない細胞と比べて胎児ヘモグロビン発現が増加するステップ;および
f)前記修飾HSPC(例えば、CD34+細胞)を含む細胞の集団を哺乳動物に戻すステップ
を含む。
ある態様において、HSPCは、それが戻される哺乳動物にとって同種異系由来である。ある態様において、HSPCは、それが戻される哺乳動物にとって自己由来である。態様において、HSPCは骨髄から単離されたものである。態様において、HSPCは末梢血、例えば動員末梢血から単離されたものである。態様において、動員末梢血は、G−CSFが投与された対象から単離されたものである。態様において、動員末梢血は、G−CSF以外の動員剤、例えばPlerixafor(登録商標)(AMD3100)が投与された対象から単離されたものである。態様において、HSPCは臍帯血から単離されたものである。
本方法のさらなる実施形態において、本方法は、HSPC(例えば、CD34+細胞)の集団を例えば上記に記載される供給源から提供した後、細胞の集団をHSPC(例えば、CD34+細胞)について富化するステップをさらに含む。本方法の実施形態において、前記富化後、細胞、例えばHSPCの集団は、CD34−細胞を実質的に含まない。
実施形態において、哺乳動物に戻される細胞の集団は、少なくとも70%の生存細胞を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される細胞の集団は、少なくとも75%の生存細胞を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される細胞の集団は、少なくとも80%の生存細胞を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される細胞の集団は、少なくとも85%の生存細胞を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される細胞の集団は、少なくとも90%の生存細胞を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される細胞の集団は、少なくとも95%の生存細胞を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される細胞の集団は、少なくとも99%の生存細胞を含む。生存率は、代表的な一部の細胞の集団を例えば当該技術分野において公知のとおりの細胞生死判別マーカーに関して染色することにより決定し得る。
別の実施形態において、本開示は、異常ヘモグロビン症、例えば鎌状赤血球症またはβ−サラセミアを治療する方法、またはそれを必要としている哺乳動物、例えばヒトの胎児ヘモグロビン発現を増加させる方法を提供し、この方法は、
a)例えば哺乳動物の骨髄から、哺乳動物のHSPC(例えば、CD34+細胞)の集団を提供する、例えば採取または単離するステップ;
b)ステップa)の細胞の集団からCD34+細胞を単離するステップ;
c)前記CD34+細胞をエキソビボで提供し、および前記細胞を例えば細胞培養培地中、少なくとも1つの幹細胞増殖剤、例えば化合物4、例えば約0.5〜約0.75マイクロモル濃度の化合物4を含む組成物の有効量の存在下で培養するステップであって、それにより前記CD34+細胞の集団を未処理の集団よりも高い程度に増殖させるステップ;
d)CD34+細胞の集団の細胞に、有効量の、例えば本明細書に記載されるとおりのCas9分子と、例えば本明細書に記載されるとおりのgRNA分子とを含む組成物を導入するステップであって、例えば、任意選択でCas9分子およびgRNA分子は、例えば本明細書に記載されるとおりのRNPの形態であり、および任意選択で前記導入は、前記細胞への前記RNPの、例えば本明細書に記載されるとおりのエレクトロポレーションによる導入である、ステップ;
e)集団の細胞の少なくとも一部(例えば、集団のHSPC、例えばCD34+細胞の少なくとも一部)に少なくとも1つの遺伝子修飾を生じさせるステップであって、それにより、ステップd)で導入されたgRNAの標的化ドメインと相補的なゲノム部位にまたはその近傍に、例えば本明細書に記載されるとおりのインデルを作り出すステップ;
f)任意選択で、加えて、前記導入後に、例えば細胞培養培地中、少なくとも1つの幹細胞増殖剤、例えば化合物4、例えば約0.5〜約0.75マイクロモル濃度の化合物4を含む組成物の有効量の存在下で前記細胞を培養するステップであって、それにより細胞が少なくとも2倍、例えば少なくとも4倍、例えば少なくとも5倍に増殖するステップ;
g)前記細胞を凍結保存するステップ;および
h)細胞を哺乳動物に戻すステップであって、哺乳動物に戻される細胞が、1)赤血球系統の細胞、例えば赤血球細胞に分化する能力を維持しており、2)赤血球細胞に分化したとき、例えばステップe)のgRNAによって修飾されていない細胞と比べて高いレベルの胎児ヘモグロビンを産生する、例えば、1細胞当たり少なくとも6ピコグラムの胎児ヘモグロビンを産生する細胞を含む、ステップ
を含む。
ある態様において、HSPCは、それが戻される哺乳動物にとって同種異系由来である。ある態様において、HSPCは、それが戻される哺乳動物にとって自己由来である。態様において、HSPCは骨髄から単離されたものである。態様において、HSPCは末梢血、例えば動員末梢血から単離されたものである。態様において、動員末梢血は、G−CSFが投与された対象から単離されたものである。態様において、動員末梢血は、G−CSF以外の動員剤、例えばPlerixafor(登録商標)(AMD3100)が投与された対象から単離されたものである。態様において、HSPCは臍帯血から単離されたものである。
上記の方法の実施形態において、記載されるステップb)は、CD34−細胞を実質的に含まない細胞の集団をもたらす。
本方法のさらなる実施形態において、本方法は、HSPC(例えば、CD34+細胞)の集団を例えば上記に記載される供給源から提供した後、細胞の集団がHSPC(例えば、CD34+細胞)に関して富化されることをさらに含む。
これらの方法のさらなる実施形態において、増加した胎児ヘモグロビン発現を分化する能力を有する修飾HSPC(例えば、CD34+幹細胞)の集団が凍結保存され、哺乳動物への再導入まで貯蔵される。実施形態において、赤血球系統の細胞、例えば赤血球細胞に分化する能力、および/または赤血球系統の細胞、例えば赤血球細胞に分化したときに高いレベルの胎児ヘモグロビンを産生する能力を有するHSPCの凍結保存された集団が解凍され、次に哺乳動物に再導入される。これらの方法のさらなる実施形態において、本方法は、哺乳動物の内因性造血前駆細胞または幹細胞を除去または低減するため化学療法および/または放射線療法を含む。これらの方法のさらなる実施形態において、本方法は、哺乳動物の内因性造血前駆細胞または幹細胞を除去または低減するため化学療法および/または放射線療法ステップを含まない。これらの方法のさらなる実施形態において、本方法は、哺乳動物の内因性造血前駆細胞または幹細胞を部分的に低減する(例えば、部分的リンパ球枯渇)ため化学療法および/または放射線療法を含む。実施形態において、患者が完全リンパ球枯渇用量のブスルファンで治療された後、修飾HSPCが哺乳動物に再導入される。実施形態において、患者が部分的リンパ球枯渇用量のブスルファンで治療された後、修飾HSPCが哺乳動物に再導入される。
実施形態において、細胞は、+58 BCL11aエンハンサー領域に対するgRNAと複合体化したCas9分子、例えば本明細書に記載されるとおりのCas9分子を含むRNPと接触させる。実施形態において、gRNAはCR000312の標的化ドメインを含む。実施形態において、gRNAはCR000311の標的化ドメインを含む。実施形態において、gRNAはCR001128の標的化ドメインを含む。実施形態において、gRNAはCR001125の標的化ドメインを含む。実施形態において、gRNAはCR001126の標的化ドメインを含む。実施形態において、gRNAはCR001127の標的化ドメインを含む。実施形態において、gRNAは、[配列番号248]−[配列番号6607]を含む、例えばそれからなるcrRNAと、[配列番号7812]を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracrとを含むデュアルガイドRNAである。実施形態において、gRNAは、[配列番号248]−[配列番号6601を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば[配列番号248]−[配列番号7811]を含む、例えばそれからなるsgRNAである。実施形態において、gRNAは、[配列番号247]−[配列番号6607]を含む、例えばそれからなるcrRNAと、配列番号7812を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracrとを含むデュアルガイドRNAである。実施形態において、gRNAは、[配列番号247]−[配列番号6601を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば[配列番号247]−[配列番号7811]を含む、例えばそれからなるsgRNAである。実施形態において、gRNAは、[配列番号338]−[配列番号6607]を含む、例えばそれからなるcrRNAと、配列番号7812を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracrとを含むデュアルガイドRNAである。実施形態において、gRNAは、[配列番号338]−[配列番号6601]を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば[配列番号338]−[配列番号7811]を含む、例えばそれからなるsgRNAである。実施形態において、gRNAは、[配列番号335]−[配列番号6607]を含む、例えばそれからなるcrRNAと、配列番号7812を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracrとを含むデュアルガイドRNAである。実施形態において、gRNAは、[配列番号335]−[配列番号6601]を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば[配列番号335]−[配列番号7811]を含む、例えばそれからなるsgRNAである。実施形態において、gRNAは、[配列番号336]−[配列番号6607]を含む、例えばそれからなるcrRNAと、配列番号7812を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracrとを含むデュアルガイドRNAである。実施形態において、gRNAは、[配列番号336]−[配列番号6601]を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば[配列番号336]−[配列番号7811]を含む、例えばそれからなるsgRNAである。実施形態において、gRNAは、[配列番号337]−[配列番号6607]を含む、例えばそれからなるcrRNAと、配列番号7812を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracrとを含むデュアルガイドRNAである。実施形態において、gRNAは、[配列番号337]−[配列番号6601]を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば[配列番号337]−[配列番号7811]を含む、例えばそれからなるsgRNAである。前述の実施形態のいずれにおいても、gRNAのRNA成分の一部または全てが、例えば本明細書に記載されるとおりの1つ以上のヌクレオチドで修飾されていてもよい。実施形態において、gRNA分子は配列番号342である。実施形態において、gRNA分子は配列番号343である。実施形態において、gRNA分子は配列番号1762である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号344および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号344および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号345および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号345および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は配列番号347である。実施形態において、gRNA分子は配列番号348である。実施形態において、gRNA分子は配列番号1763である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号349および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号349および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号350および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号350および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は配列番号351である。実施形態において、gRNA分子は配列番号352である。実施形態において、gRNA分子は配列番号1764である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号353および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号353および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号354および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号354および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は配列番号355である。実施形態において、gRNA分子は配列番号356である。実施形態において、gRNA分子は配列番号1765である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号357および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号357および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号358および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号358および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は配列番号359である。実施形態において、gRNA分子は配列番号360である。実施形態において、gRNA分子は配列番号1766である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号361および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号361および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号362および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号362および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は配列番号363である。実施形態において、gRNA分子は配列番号364である。実施形態において、gRNA分子は配列番号1767である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号365および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号365および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号366および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号366および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は配列番号367である。実施形態において、gRNA分子は配列番号368である。実施形態において、gRNA分子は配列番号1768である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号369および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号369および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号370および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号370および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は配列番号371である。実施形態において、gRNA分子は配列番号372である。実施形態において、gRNA分子は配列番号1769である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号373および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号373および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号374および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号374および配列番号346からなるdgRNA分子である。
実施形態において、細胞は、HPFH領域に対するgRNAと複合体化したCas9分子、例えば本明細書に記載されるとおりのCas9分子を含むRNPと接触させる。実施形態において、gRNAはCR001030の標的化ドメインを含む。実施形態において、gRNAはCR001028の標的化ドメインを含む。実施形態において、gRNAはCR001221の標的化ドメインを含む。実施形態において、gRNAはCR001137の標的化ドメインを含む。実施形態において、gRNAはCR003035の標的化ドメインを含む。実施形態において、gRNAはCR003085の標的化ドメインを含む。実施形態において、gRNAは、[配列番号98]−[配列番号6607]を含む、例えばそれからなるcrRNAと、配列番号7812を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracrとを含むデュアルガイドRNAである。実施形態において、gRNAは、[配列番号98]−[配列番号6601]を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば[配列番号98]−[配列番号7811]を含む、例えばそれからなるsgRNAである。実施形態において、gRNAは、[配列番号100]−[配列番号6607]を含む、例えばそれからなるcrRNAと、配列番号7812を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracrとを含むデュアルガイドRNAである。実施形態において、gRNAは、[配列番号100]−[配列番号6601]を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば[配列番号100]−[配列番号7811]を含む、例えばそれからなるsgRNAである。実施形態において、gRNAは、[配列番号1589]−[配列番号6607]を含む、例えばそれからなるcrRNAと、配列番号7812を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracrとを含むデュアルガイドRNAである。実施形態において、gRNAは、[配列番号1589]−[配列番号6601]を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば[配列番号1589]−[配列番号7811]を含む、例えばそれからなるsgRNAである。実施形態において、gRNAは、[配列番号1505]−[配列番号6607]を含む、例えばそれからなるcrRNAと、配列番号7812を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracrとを含むデュアルガイドRNAである。実施形態において、gRNAは、[配列番号1505]−[配列番号6601]を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば[配列番号1505]−[配列番号7811]を含む、例えばそれからなるsgRNAである。実施形態において、gRNAは、[配列番号1700]−[配列番号6607]を含む、例えばそれからなるcrRNAと、配列番号7812を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracrとを含むデュアルガイドRNAである。実施形態において、gRNAは、[配列番号1700]−[配列番号6601]を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば[配列番号1700]−[配列番号7811]を含む、例えばそれからなるsgRNAである。実施形態において、gRNAは、[配列番号1750]−[配列番号6607]を含む、例えばそれからなるcrRNAと、配列番号7812を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracrとを含むデュアルガイドRNAである。実施形態において、gRNAは、[配列番号1750]−[配列番号6601]を含む、例えばそれからなる、任意選択で1、2、3、4、5、6、または7個の追加的な3’ウラシルヌクレオチドを伴う、例えば[配列番号1750]−[配列番号7811]を含む、例えばそれからなるsgRNAである。実施形態において、gRNA分子は配列番号375である。実施形態において、gRNA分子は配列番号376である。実施形態において、gRNA分子は配列番号1770である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号377および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号377および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号378および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号378および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は配列番号379である。実施形態において、gRNA分子は配列番号380である。実施形態において、gRNA分子は配列番号1771である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号381および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号381および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号382および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号382および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は配列番号383である。実施形態において、gRNA分子は配列番号384である。実施形態において、gRNA分子は配列番号1772である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号385および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号385および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号386および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号386および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は配列番号387である。実施形態において、gRNA分子は配列番号388である。実施形態において、gRNA分子は配列番号1773である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号389および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号389および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号390および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号390および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は配列番号391である。実施形態において、gRNA分子は配列番号392である。実施形態において、gRNA分子は配列番号1774である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号393および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号393および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号394および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号394および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は配列番号395である。実施形態において、gRNA分子は配列番号396である。実施形態において、gRNA分子は配列番号1775である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号397および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号397および配列番号346からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号398および配列番号6660からなるdgRNA分子である。実施形態において、gRNA分子は、配列番号398および配列番号346からなるdgRNA分子である。
実施形態において、幹細胞増殖剤は化合物1である。実施形態において、幹細胞増殖剤は化合物2である。実施形態において、幹細胞増殖剤は化合物3である。実施形態において、幹細胞増殖剤は化合物4である。実施形態において、幹細胞増殖剤は化合物4であり、2〜0.1マイクロモル濃度、例えば1〜0.25マイクロモル濃度、例えば0.75〜0.5マイクロモル濃度で存在する。実施形態において、幹細胞増殖剤は、国際公開第2010/059401号パンフレットに記載される分子(例えば、国際公開第2010/059401号パンフレットの実施例1に記載される分子)である。
実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞、例えばHSPCは、例えば本明細書に記載されるCRISPRシステムと細胞を接触させるステップの前に、約1時間〜約15日の期間、例えば約12時間〜約12日の期間、例えば約12時間〜4日の期間、例えば約1日〜約4日の期間、例えば約1日〜約2日の期間、例えば約1日の期間または約2日の期間にわたってエキソビボで培養される。実施形態において、前記接触させるステップの前の前記培養は、幹細胞増殖剤、例えば本明細書に記載されるもの、例えば化合物4、例えば約0.25μM〜約1μMの濃度の化合物4、例えば約0.75〜0.5マイクロモル濃度の化合物4を含む組成物(例えば、細胞培養培地)中における培養である。実施形態において、細胞は、例えば本明細書に記載されるCRISPRシステムと細胞を接触させるステップの後、例えば、幹細胞増殖剤、例えば本明細書に記載されるもの、例えば化合物4、例えば約0.25μM〜約1μMの濃度の化合物4、例えば約0.75〜0.5マイクロモル濃度の化合物4を含む細胞培養培地中で約1日以下、例えば、約18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、または1時間以下の期間にわたってエキソビボで培養される。他の実施形態において、細胞は、例えば本明細書に記載されるCRISPRシステムと細胞を接触させるステップの後、細胞培養培地中、例えば、幹細胞増殖剤、例えば本明細書に記載されるもの、例えば化合物4、例えば約0.25μM〜約1μMの濃度の化合物4、例えば約0.75〜0.5マイクロモル濃度の化合物4を含む細胞培養培地中で約1時間〜約15日の期間、例えば約12時間〜約10日の期間、例えば約1日〜約10日の期間、例えば約1日〜約5日の期間、例えば約1日〜約4日の期間、例えば約2日〜約4日の期間、例えば約2日、約3日または約4日の期間にわたってエキソビボで培養される。実施形態において、細胞は、約1時間〜約20日の期間、例えば約6〜12日の期間、例えば約6、約7、約8、約9、約10、約11、または約12日の期間にわたってエキソビボで培養される(例えば、前記接触させるステップの前に培養される、および/または前記接触させるステップの後に培養される)。
実施形態において、哺乳動物に戻される修飾HSPCを含む細胞の集団は、1kg当たり少なくとも約100万個の細胞(例えば、少なくとも約100万個のCD34+細胞)を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される修飾HSPCを含む細胞の集団は、1kg当たり少なくとも約200万個の細胞(例えば、少なくとも約200万個のCD34+細胞)を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される修飾HSPCを含む細胞の集団は、1kg当たり少なくとも約300万個の細胞(例えば、少なくとも約300万個のCD34+細胞)を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される修飾HSPCを含む細胞の集団は、1kg当たり少なくとも約400万個の細胞(例えば、少なくとも約400万個のCD34+細胞)を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される修飾HSPCを含む細胞の集団は、1kg当たり少なくとも約500万個の細胞(例えば、少なくとも約500万個のCD34+細胞)を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される修飾HSPCを含む細胞の集団は、1kg当たり少なくとも約600万個の細胞(例えば、少なくとも約600万個のCD34+細胞)を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される修飾HSPCを含む細胞の集団は、1kg当たり少なくとも100万個の細胞(例えば、少なくとも100万個のCD34+細胞)を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される修飾HSPCを含む細胞の集団は、1kg当たり少なくとも200万個の細胞(例えば、少なくとも200万個のCD34+細胞)を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される修飾HSPCを含む細胞の集団は、1kg当たり少なくとも300万個の細胞(例えば、少なくとも300万個のCD34+細胞)を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される修飾HSPCを含む細胞の集団は、1kg当たり少なくとも400万個の細胞(例えば、少なくとも400万個のCD34+細胞)を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される修飾HSPCを含む細胞の集団は、1kg当たり少なくとも500万個の細胞(例えば、少なくとも500万個のCD34+細胞)を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される修飾HSPCを含む細胞の集団は、1kg当たり少なくとも600万個の細胞(例えば、少なくとも600万個のCD34+細胞)を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される修飾HSPCを含む細胞の集団は、1kg当たり約100万個の細胞(例えば、約100万個のCD34+細胞)を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される修飾HSPCを含む細胞の集団は、1kg当たり約200万個の細胞(例えば、約200万個のCD34+細胞)を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される修飾HSPCを含む細胞の集団は、1kg当たり約300万個の細胞(例えば、約300万個のCD34+細胞)を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される修飾HSPCを含む細胞の集団は、1kg当たり約400万個の細胞(例えば、約400万個のCD34+細胞)を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される修飾HSPCを含む細胞の集団は、1kg当たり約500万個の細胞(例えば、約500万個のCD34+細胞)を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される修飾HSPCを含む細胞の集団は、1kg当たり約600万個の細胞(例えば、約600万個のCD34+細胞)を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される修飾HSPCを含む細胞の集団は、患者の体重1kg当たり約2×10個の細胞を含む。実施形態において、哺乳動物に戻される修飾HSPCを含む細胞の集団は、患者の体重1kg当たり少なくとも2×10個の細胞を含む。
実施形態において、上記に記載される方法のいずれによっても、例えば、哺乳動物への細胞の再導入から少なくとも15日後、例えば、少なくとも20、少なくとも30、少なくとも40、少なくとも50または少なくとも60日後に計測したとき、患者が有するその循環CD34+細胞の少なくとも80%が、本方法で使用されるgRNA分子の標的化ドメインと相補的なゲノム部位にまたはその近傍にインデルを含むことになる。
実施形態において、上記に記載される方法のいずれによっても、例えば、哺乳動物への細胞の再導入から少なくとも15日後、例えば、少なくとも20、少なくとも30、少なくとも40、少なくとも50または少なくとも60日後に計測したとき、患者が有するその骨髄CD34+細胞の少なくとも20%が、本方法で使用されるgRNA分子の標的化ドメインと相補的なゲノム部位にまたはその近傍にインデルを含むことになる。
実施形態において、哺乳動物に再導入されるHSPCは、インビボで赤血球系統の細胞、例えば赤血球細胞に分化可能であり、および前記分化細胞は、胎児ヘモグロビンの増加したレベルを呈し、例えば、1細胞当たり少なくとも6ピコグラムの胎児ヘモグロビン、例えば、1細胞当たり少なくとも7ピコグラムの胎児ヘモグロビン、1細胞当たり少なくとも8ピコグラムの胎児ヘモグロビン、1細胞当たり少なくとも9ピコグラムの胎児ヘモグロビン、1細胞当たり少なくとも10ピコグラムの胎児ヘモグロビン、例えば1細胞当たり約9〜約10ピコグラムの胎児ヘモグロビンを産生して、例えばそれにより哺乳動物の異常ヘモグロビン症が治療される。
細胞が増加した胎児ヘモグロビンを有すると特徴付けられるとき、それには、その細胞の子孫、例えば分化した子孫が増加した胎児ヘモグロビンを呈する実施形態が含まれることは理解されるであろう。例えば、本明細書に記載される方法において、改変または修飾CD34+細胞(または細胞集団)は増加した胎児ヘモグロビンを発現しないこともあるが、赤血球系統の細胞、例えば赤血球細胞に分化すると、細胞は増加した胎児ヘモグロビン、例えば同様の条件下にある非修飾または非改変細胞と比べて増加した胎児ヘモグロビンを発現する。
XII.培養方法および細胞の製造方法
本開示は、本明細書に記載されるgRNA分子で修飾された、または修飾されることになる細胞、例えばHSPC、例えば造血幹細胞、例えばCD34+細胞の培養方法を提供する。
DNA修復経路阻害剤
理論によって拘束されるものではないが、特定の標的配列において所与のgRNA分子によって作り出されるインデルのパターンは、細胞内の活性DNA修復機構(例えば、非相同末端結合、マイクロホモロジー媒介末端結合等)の各々の産物であると考えられる。理論によって拘束されるものではないが、編集しようとする細胞を、所望のインデルを生じないDNA修復経路の阻害剤と接触させることにより、特に有利なインデルを選択または富化し得ると考えられる。したがって、本発明のgRNA分子、CRISPRシステム、方法および他の態様は、かかる阻害剤と組み合わせて実施し得る。かかる阻害剤の例としては、例えば、国際公開第2014/130955号パンフレット(この内容は、参照により全体として本明細書に援用される)に記載されるものが挙げられる。実施形態において、阻害剤はDNAPKc阻害剤、例えばNU7441である。
幹細胞増殖剤
一態様において本発明は、本明細書に記載されるgRNA分子で修飾された、または修飾されることになる細胞、例えばHSPC、例えばCD34+細胞を、薬剤で処理されていない細胞と比べて増殖速度の増加、増殖レベルの増加、または生着の増加をもたらす1つ以上の薬剤と共に培養することに関する。かかる薬剤は、本明細書では幹細胞増殖剤と称される。
ある態様において、薬剤で処理されていない細胞と比べて増殖速度の増加または増殖レベルの増加をもたらす1つ以上の薬剤、例えば幹細胞増殖剤には、アリール炭化水素受容体(AHR)経路の阻害剤である薬剤が含まれる。態様において、幹細胞増殖剤は、国際公開第2013/110198号パンフレットに開示される化合物または国際公開第2010/059401号パンフレットに開示される化合物である(これらの明細書の内容は全体として参照により援用される)。
一態様において、薬剤で処理されていない細胞と比べて増殖速度の増加または増殖レベルの増加をもたらす1つ以上の薬剤は、例えば国際公開第2013/110198号パンフレット(この内容は、参照により全体として本明細書に援用される)に開示されるとおりの、ピリミド[4,5−b]インドール誘導体である。一実施形態において薬剤は化合物1((1r,4r)−N−(2−ベンジル−7−(2−メチル−2H−テトラゾール−5−イル)−9H−ピリミド[4,5−b]インドール−4−イル)シクロヘキサン−1,4−ジアミン):
化合物1:

である。
別の態様において、薬剤は化合物2(メチル4−(3−ピペリジン−1−イルプロピルアミノ)−9H−ピリミド[4,5−b]インドール−7−カルボキシレート):
化合物2:

である。
別の態様において、薬剤で処理されていない細胞と比べて増殖速度の増加または増殖レベルの増加をもたらす1つ以上の薬剤は、国際公開第2010/059401号パンフレット(この内容は、参照により全体として本明細書に援用される)に開示される薬剤である。
一実施形態において、幹細胞増殖剤は4−(2−(2−(ベンゾ[b]チオフェン−3−イル)−9−イソプロピル−9H−プリン−6−イルアミノ)エチル)フェノールであり、すなわち、以下の構造を有する国際公開第2010/059401号パンフレットの実施例1の化合物:
化合物3:

である。
別の態様において、幹細胞増殖剤は化合物4((S)−2−(6−(2−(1H−インドール−3−イル)エチルアミノ)−2−(5−フルオロピリジン−3−イル)−9H−プリン−9−イル)プロパン−1−オールであり、すなわち、以下の構造を有する国際公開第2010/059401号パンフレット)に係る化合物157S:
化合物4:

である。
実施形態においてHSPCの集団は、CRISPRシステム(例えば、本発明のgRNA分子および/またはCas9分子)を前記HSPCに導入する前に、幹細胞増殖剤、例えば、化合物1、化合物2、化合物3、化合物4、またはこれらの組み合わせ(例えば、化合物1と化合物4との組み合わせ)に接触させる。実施形態において、HSPCの集団は、CRISPRシステム(例えば、本発明のgRNA分子および/またはCas9分子)を前記HSPCに導入した後、幹細胞増殖剤、例えば、化合物1、化合物2、化合物3、化合物4、またはこれらの組み合わせ(例えば、化合物1と化合物4との組み合わせ)に接触させる。実施形態において、HSPCの集団は、CRISPRシステム(例えば、本発明のgRNA分子および/またはCas9分子)を前記HSPCに導入する前および導入した後の両方に、幹細胞増殖剤、例えば、化合物1、化合物2、化合物3、化合物4、またはこれらの組み合わせ(例えば、化合物1と化合物4との組み合わせ)に接触させる。
実施形態において、幹細胞増殖剤は、同じ培地中にあるが幹細胞増殖剤の非存在下であるHSPCと比べてHSPCの増殖レベルを増加させるのに有効な量で存在する。実施形態において、幹細胞増殖剤は約0.01〜約10μM、例えば約0.1μM〜約1μMの濃度で存在する。実施形態において、幹細胞増殖剤は細胞培養培地中に約1μM、約950nM、約900nM、約850nM、約800nM、約750nM、約700nM、約650nM、約600nM、約550nM、約500nM、約450nM、約400nM、約350nM、約300nM、約250nM、約200nM、約150nM、約100nM、約50nM、約25nM、または約10nMの濃度で存在する。実施形態において、幹細胞増殖剤は約500nM〜約750nMの範囲の濃度で存在する。
実施形態において、幹細胞増殖剤は化合物4であり、これは細胞培養培地中に約0.01〜約10マイクロモル(μM)の範囲の濃度で存在する。実施形態において、幹細胞増殖剤は化合物4であり、これは細胞培養培地中に約0.1〜約1マイクロモル(μM)の範囲の濃度で存在する。実施形態において、幹細胞増殖剤は化合物4であり、これは細胞培養培地中に約0.75マイクロモル(μM)の濃度で存在する。実施形態において、幹細胞増殖剤は化合物4であり、これは細胞培養培地中に約0.5マイクロモル(μM)の濃度で存在する。前述のいずれの実施形態においても、細胞培養培地は化合物1をさらに含む。
実施形態において、幹細胞増殖剤は化合物1と化合物4との混合物である。
実施形態において、本発明の細胞は、CD34+細胞の2〜10,000倍の増殖、例えばCD34+細胞の2〜1000倍の増殖、例えばCD34+細胞の2〜100倍の増殖、例えばCD34+細胞の20〜200倍の増殖を生じさせるのに十分な時間にわたって、それに十分な量の1つ以上の幹細胞増殖剤分子と接触させる。本明細書に記載されるとおり、1つ以上の幹細胞増殖剤との接触は、細胞を例えば本明細書に記載されるとおりのCRISPRシステムに接触させる前、細胞を例えば本明細書に記載されるとおりのCRISPRシステムに接触させた後、またはこれらの組み合わせであり得る。ある実施形態において、細胞は、CD34+細胞、例えば、前記細胞に導入されるCRISPR/Cas9システムのgRNAの標的化ドメインと相補性を有する標的部位にまたはその近傍にインデルを含むCD34+細胞の少なくとも2倍の増殖を生じさせるのに十分な時間にわたって、それに十分な量の1つ以上の幹細胞増殖剤分子、例えば化合物4に接触させる。ある実施形態において、細胞は、CD34+細胞、例えば、前記細胞に導入されるCRISPR/Cas9システムのgRNAの標的化ドメインと相補性を有する標的部位にまたはその近傍にインデルを含むCD34+細胞の少なくとも4倍の増殖を生じさせるのに十分な時間にわたって、それに十分な量の1つ以上の幹細胞増殖剤分子、例えば化合物4に接触させる。ある実施形態において、細胞は、CD34+細胞、例えば、前記細胞に導入されるCRISPR/Cas9システムのgRNAの標的化ドメインと相補性を有する標的部位にまたはその近傍にインデルを含むCD34+細胞の少なくとも5倍の増殖を生じさせるのに十分な時間にわたって、それに十分な量の1つ以上の幹細胞増殖剤分子、例えば化合物4に接触させる。ある実施形態において、細胞は、CD34+細胞の少なくとも10倍の増殖を生じさせるのに十分な時間にわたって、それに十分な量の1つ以上の幹細胞増殖剤分子に接触させる。ある実施形態において、細胞は、CD34+細胞の少なくとも20倍の増殖を生じさせるのに十分な時間にわたって、それに十分な量の1つ以上の幹細胞増殖剤分子に接触させる。ある実施形態において、細胞は、CD34+細胞の少なくとも30倍の増殖を生じさせるのに十分な時間にわたって、それに十分な量の1つ以上の幹細胞増殖剤分子に接触させる。ある実施形態において、細胞は、CD34+細胞の少なくとも40倍の増殖を生じさせるのに十分な時間にわたって、それに十分な量の1つ以上の幹細胞増殖剤分子に接触させる。ある実施形態において、細胞は、CD34+細胞の少なくとも50倍の増殖を生じさせるのに十分な時間にわたって、それに十分な量の1つ以上の幹細胞増殖剤分子に接触させる。ある実施形態において、細胞は、CD34+細胞の少なくとも60倍の増殖を生じさせるのに十分な時間にわたって、それに十分な量の1つ以上の幹細胞増殖剤分子に接触させる。実施形態において、細胞は、約1〜60日、例えば約1〜50日、例えば約1〜40日、例えば約1〜30日、例えば1〜20日、例えば約1〜10日、例えば約7日、例えば約1〜5日、例えば約2〜5日、例えば約2〜4日、例えば約2日、または例えば約4日の期間にわたって1つ以上の幹細胞増殖剤に接触させる。
実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞、例えばHSPCは、例えば本明細書に記載されるCRISPRシステムと細胞を接触させるステップの前に、約1時間〜約10日の期間、例えば約12時間〜約5日の期間、例えば約12時間〜4日の期間、例えば約1日〜約4日の期間、例えば約1日〜約2日の期間、例えば約1日の期間または約2日の期間にわたってエキソビボで培養される。実施形態において、前記接触させるステップの前の前記培養は、幹細胞増殖剤、例えば本明細書に記載されるもの、例えば化合物4、例えば約0.25μM〜約1μMの濃度の化合物4、例えば約0.75〜0.5マイクロモル濃度の化合物4を含む組成物(例えば、細胞培養培地)中における培養である。実施形態において、細胞は、例えば本明細書に記載されるCRISPRシステムと細胞を接触させるステップの後、例えば、幹細胞増殖剤、例えば本明細書に記載されるもの、例えば化合物4、例えば約0.25μM〜約1μMの濃度の化合物4、例えば約0.75〜0.5マイクロモル濃度の化合物4を含む細胞培養培地中で約1日以下、例えば、約18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、または1時間以下の期間にわたってエキソビボで培養される。他の実施形態において、細胞は、例えば本明細書に記載されるCRISPRシステムと細胞を接触させるステップの後、細胞培養培地中、例えば、幹細胞増殖剤、例えば本明細書に記載されるもの、例えば化合物4、例えば約0.25μM〜約1μMの濃度の化合物4、例えば約0.75〜0.5マイクロモル濃度の化合物4を含む細胞培養培地中で約1時間〜約14日の期間、例えば約12時間〜約10日の期間、例えば約1日〜約10日の期間、例えば約1日〜約5日の期間、例えば約1日〜約4日の期間、例えば約2日〜約4日の期間、例えば約2日、約3日または約4日の期間にわたってエキソビボで培養される。
実施形態において、細胞培養培地は化学限定培地である。実施形態において、細胞培養培地は、例えばStemSpan SFEM(StemCell Technologies;カタログ番号09650)をさらに含有し得る。実施形態において、細胞培養培地は、それに代えてまたは加えて、例えば、HSC Brew、GMP(Miltenyi)を含有し得る。実施形態において、培地には、トロンボポエチン(TPO)、ヒトFlt3リガンド(Flt−3L)、ヒト幹細胞因子(SCF)、ヒトインターロイキン−6、L−グルタミン、および/またはペニシリン/ストレプトマイシンが補足され得る。実施形態において、培地には、トロンボポエチン(TPO)、ヒトFlt3リガンド(Flt−3L)、ヒト幹細胞因子(SCF)、ヒトインターロイキン−6、およびL−グルタミンが補足される。他の実施形態において、培地には、トロンボポエチン(TPO)、ヒトFlt3リガンド(Flt−3L)、ヒト幹細胞因子(SCF)、およびヒトインターロイキン−6が補足される。他の実施形態において、培地には、トロンボポエチン(TPO)、ヒトFlt3リガンド(Flt−3L)、およびヒト幹細胞因子(SCF)が補足されるが、ヒトインターロイキン−6は補足されない。培地中に存在するとき、トロンボポエチン(TPO)、ヒトFlt3リガンド(Flt−3L)、ヒト幹細胞因子(SCF)、ヒトインターロイキン−6、および/またはL−グルタミンは、それぞれ約1ng/mL〜約1000ng/mLの範囲の濃度、例えば約10ng/mL〜約500ng/mLの範囲の濃度、例えば約10ng/mL〜約100ng/mLの範囲の濃度、例えば約25ng/mL〜約75ng/mLの範囲の濃度、例えば約50ng/mLの濃度で存在する。実施形態において、補足される成分の各々は同じ濃度である。他の実施形態において、補足される成分の各々は異なる濃度である。ある実施形態において、培地は、StemSpan SFEM(StemCell Technologies;カタログ番号09650)、50ng/mLのトロンボポエチン(Tpo)、50ng/mLのヒトFlt3リガンド(Flt−3L)、50ng/mLのヒト幹細胞因子(SCF)、および50ng/mLのヒトインターロイキン−6(IL−6)を含む。ある実施形態において、培地は、StemSpan SFEM(StemCell Technologies;カタログ番号09650)、50ng/mLのトロンボポエチン(Tpo)、50ng/mLのヒトFlt3リガンド(Flt−3L)、および50ng/mLのヒト幹細胞因子(SCF)を含み、かつIL−6を含まない。実施形態において、培地は、幹細胞増殖剤、例えば化合物4、例えば0.75μMの濃度の化合物4をさらに含む。実施形態において、培地は、幹細胞増殖剤、例えば化合物4、例えば0.5μMの濃度の化合物4をさらに含む。実施形態において、培地は、1%L−グルタミンおよび2%ペニシリン/ストレプトマイシンをさらに含む。実施形態において、細胞培養培地は無血清である。
XII.併用療法
本開示は、本明細書に記載されるgRNA分子、または本明細書に記載されるgRNA分子で修飾された細胞(例えば、造血幹細胞、例えばCD34+細胞)を1つ以上の他の治療モダリティおよび/または薬剤と併用した使用を企図する。したがって、本明細書に記載されるgRNA分子またはgRNA分子で修飾された細胞の使用に加えて、異常ヘモグロビン症を治療するための1つ以上の「標準」療法も対象に投与し得る。
異常ヘモグロビン症を治療するための1つ以上の追加的な療法には、例えば、追加的な幹細胞移植、例えば造血幹細胞移植が含まれ得る。幹細胞移植は同種異系由来または自己由来であり得る。
異常ヘモグロビン症を治療するための1つ以上の追加的な療法には、例えば、輸血および/または鉄キレート化(例えば、除去)療法が含まれ得る。公知の鉄キレート化剤としては、例えば、デフェロキサミンおよびデフェラシロクスが挙げられる。
異常ヘモグロビン症を治療するための1つ以上の追加的な療法としては、例えば、葉酸補充、またはヒドロキシウレア(例えば、5−ヒドロキシウレア)を挙げることができる。異常ヘモグロビン症を治療するための1つ以上の追加的な療法はヒドロキシウレアであり得る。実施形態において、ヒドロキシウレアは、例えば1日10〜35mg/kg、例えば1日10〜20mg/kgの用量で投与され得る。実施形態において、ヒドロキシウレアは1日10mg/kgの用量で投与される。実施形態において、ヒドロキシウレアは1日10mg/kgの用量で投与される。実施形態において、ヒドロキシウレアは1日20mg/kgの用量で投与される。実施形態において、ヒドロキシウレアは、例えば本明細書に記載されるとおりの、本発明の細胞(または細胞の集団)、例えばCD34+細胞(または細胞の集団)の前および/または後に投与される。
1つ以上の追加的な療法剤としては、例えば、抗p−セレクチン抗体、例えばSelG1(Selexys)を挙げることができる。P−セレクチン抗体については、例えば、国際公開第1993/021956号パンフレット、国際公開第1995/034324号パンフレット、国際公開第2005/100402号パンフレット、国際公開第2008/069999号パンフレット、米国特許出願公開第2011/0293617号明細書、米国特許第5800815号明細書、米国特許第6667036号明細書、米国特許第8945565号明細書、米国特許第8377440号明細書および米国特許第9068001号明細書(これらの各々の内容は全体として本明細書に援用される)に記載されている。
1つ以上の追加的な薬剤としては、例えば、胎児ヘモグロビンを上方制御する小分子を挙げることができる。かかる分子の例としては、TN1(例えば、Nam,T.et al.,ChemMedChem 2011,6,777−780,DOI:10.1002/cmdc.201000505(本明細書において参照により援用される)に記載されるとおり)が挙げられる。
1つ以上の追加的な療法としては、照射または当該技術分野において公知の他の骨髄アブレーション療法も挙げることができる。かかる療法の例はブスルファンである。かかる追加的な療法は、本発明の細胞を対象に導入する前に実施され得る。ある実施形態において、本明細書に記載される治療方法(例えば、本明細書に記載される方法によって修飾された(例えば、本明細書に記載されるCRISPRシステムで例えばHbF産生が増加するように修飾された)細胞(例えば、HSPC)の投与を含む治療方法)であり、本方法は、骨髄アブレーションステップを含まない。実施形態において、本方法は部分的骨髄アブレーションステップを含む。
本明細書に記載される療法(例えば、HSPC、例えば、本明細書に記載されるCRISPRシステムを用いて修飾されたHSPCの集団を投与することを含む)は、追加的な療法剤と併用することもできる。ある実施形態において、追加的な療法剤はHDAC阻害薬、例えばパノビノスタットである。ある実施形態において、追加的な療法薬は、国際公開第2014/150256号パンフレットに記載される化合物、例えば、国際公開第2014/150256号パンフレットの表1に記載される化合物、例えばGBT440である。HDAC阻害薬の他の例としては、例えばスベロイルアニリドヒドロキサム酸(SAHA)が挙げられる。1つ以上の追加的な薬剤としては、例えばDNAメチル化阻害薬を挙げることができる。かかる薬剤は、BCL11a活性が低下した細胞におけるHbF誘導を増加させることが示されている(例えば、Jian Xu et al,Science 334,993(2011);DOI:0.1126/science.1211053(本明細書において参照により援用される))。他のHDAC阻害薬としては、当該技術分野において公知の任意のHDAC阻害薬、例えば、トリコスタチンA、HC毒素、DACI−2、FK228、DACI−14、デピュディシン(depudicin)、DACI−16、チュバシン(tubacin)、NK57、MAZ1536、NK125、スクリプタイド、ピロキサミド、MS−275、ITF−2357、MCG−D0103、CRA−024781、CI−994、およびLBH589が挙げられる(例えば、Bradner JE,et al.,PNAS,2010(vol.107:28),12617−12622(本明細書において全体として参照により援用される)を参照されたい)。
本明細書に記載されるgRNA分子、または本明細書に記載されるgRNA分子で修飾された細胞(例えば、造血幹細胞、例えばCD34+細胞)と、共療法剤または共療法とは、同じ製剤でまたは別個に投与することができる。別個に投与する場合、本明細書に記載されるgRNA分子、または本明細書に記載されるgRNA分子で修飾された細胞は、共療法薬または共療法の前、その後、またはそれと同時に投与することができる。一方の薬剤が他方の薬剤の投与に数分間〜数週間の範囲にわたる間隔で先行または後続してもよい。2つ以上の異なる種類の療法剤が別個に対象に適用される実施形態では、概して各送達時点間に著しく長い期間が経過しないことが確実にされ、したがってこれらの異なる種類の薬剤はなおも有利には標的組織または細胞に併用効果を発揮し得る。
XIII.修飾ヌクレオシド、ヌクレオチド、および核酸
修飾ヌクレオシドおよび修飾ヌクレオチドは核酸、例えば、特にgRNAに存在し、しかし他の形態のRNA、例えば、mRNA、RNAi、またはsiRNAにも存在し得る。本明細書に記載されるとおり「ヌクレオシド」は、五炭糖分子(ペントースまたはリボース)またはその誘導体、および有機塩基、プリンまたはピリミジンまたはその誘導体を含有する化合物として定義される。本明細書に記載されるとおり、「ヌクレオチド」は、リン酸基をさらに含むヌクレオシドとして定義される。
修飾ヌクレオシドおよびヌクレオチドは、以下の1つ以上を含み得る:
(i)非連結リン酸酸素の一方または両方、および/またはリン酸ジエステル骨格連結における連結リン酸酸素の1つ以上の改変、例えば置換;
(ii)リボース糖の構成要素、例えばリボース糖上の2’ヒドロキシルの改変、例えば置換;
(iii)「デホスホ」リンカーによるリン酸部分のホールセール置換;
(iv)非カノニカル核酸塩基によるものを含めた、天然に存在する核酸塩基の修飾または置換;
(v)リボース−リン酸骨格の置換または修飾;
(vi)オリゴヌクレオチドの3’末端または5’末端の修飾、例えば、末端リン酸基の除去、修飾もしくは置換、または部分、キャップもしくはリンカーのコンジュゲーション;および
(vii)糖の修飾または置換。
上記に列挙する修飾を組み合わせて、2、3、4個、またはそれを超える修飾を有し得る修飾ヌクレオシドおよびヌクレオチドを提供することができる。例えば、修飾ヌクレオシドまたはヌクレオチドは修飾糖および修飾核酸塩基を有し得る。ある実施形態において、gRNAのあらゆる塩基が修飾され、例えば、全ての塩基が修飾リン酸基を有し、例えば、全てがホスホロチオエート基である。ある実施形態において、単分子またはモジュラーgRNA分子のリン酸基の全て、または実質的に全てがホスホロチオエート基に置換されている。実施形態において、gRNAの5つの3’末端塩基の1つ以上および/または5つの5’末端塩基の1つ以上がホスホロチオエート基で修飾されている。
ある実施形態において、修飾ヌクレオチド、例えば本明細書に記載されるとおりの修飾を有するヌクレオチドは、核酸、例えば「修飾核酸」に取り込まれ得る。一部の実施形態において、修飾核酸は、1、2、3個またはそれを超える修飾ヌクレオチドを含む。一部の実施形態において、修飾核酸中の位置の少なくとも5%(例えば、少なくとも約5%、少なくとも約10%、少なくとも約15%、少なくとも約20%、少なくとも約25%、少なくとも約30%、少なくとも約35%、少なくとも約40%、少なくとも約45%、少なくとも約50%、少なくとも約55%、少なくとも約60%、少なくとも約65%、少なくとも約70%、少なくとも約75%、少なくとも約80%、少なくとも約85%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、または約100%)が修飾ヌクレオチドである。
非修飾核酸は、例えば細胞ヌクレアーゼによる分解を受け易いものであり得る。例えば、ヌクレアーゼは核酸リン酸ジエステル結合を加水分解し得る。したがって、一態様において、本明細書に記載される修飾核酸は1つ以上の修飾ヌクレオシドまたはヌクレオチドを含有し、それにより例えばヌクレアーゼに対する安定性を導入し得る。
一部の実施形態において、本明細書に記載される修飾ヌクレオシド、修飾ヌクレオチド、および修飾核酸は、インビボおよびエキソビボの両方で、細胞の集団に導入されたときに自然免疫応答の低下を呈し得る。用語「自然免疫応答」には、サイトカインの発現および放出、特にインターフェロンの誘導、および細胞死に関わる、概してウイルスまたは細菌起源の、一本鎖核酸を含めた外因性核酸に対する細胞応答が含まれる。一部の実施形態において、本明細書に記載される修飾ヌクレオシド、修飾ヌクレオチド、および修飾核酸は、核酸との主溝相互作用パートナーの結合を破壊し得る。一部の実施形態において、本明細書に記載される修飾ヌクレオシド、修飾ヌクレオチド、および修飾核酸は、インビボおよびエキソビボの両方で、細胞の集団に導入されたときに自然免疫応答の低下を呈し、また核酸との主溝相互作用パートナーの結合も破壊し得る。
化学基の定義
本明細書で使用されるとき、「アルキル」とは、直鎖状または分枝状の飽和炭化水素基を指すことが意図される。例示的なアルキル基としては、メチル(Me)、エチル(Et)、プロピル(例えば、n−プロピルおよびイソプロピル)、ブチル(例えば、n−ブチル、イソブチル、t−ブチル)、ペンチル(例えば、n−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル)などが挙げられる。アルキル基は、1〜約20、2〜約20、1〜約12、1〜約8、1〜約6、1〜約4、または1〜約3個の炭素原子を含有し得る。
本明細書で使用されるとき、「アリール」は、例えば、フェニル、ナフチル、アントラセニル、フェナントレニル、インダニル、インデニルなど、単環式または多環式(例えば、2、3または4個の縮合環を有する)芳香族炭化水素を指す。一部の実施形態において、アリール基は6〜約20個の炭素原子を有する。
本明細書で使用されるとき、「アルケニル」は、少なくとも1つの二重結合を含有する脂肪族基を指す。本明細書で使用されるとき、「アルキニル」は、2〜12個の炭素原子を含有し、かつ1つ以上の三重結合を有することを特徴とする直鎖状または分枝状炭化水素鎖を指す。例示的なアルキニル基としては、限定はされないが、エチニル、プロパルギル、および3−ヘキシニルが挙げられる。
本明細書で使用されるとき、「アリールアルキル」または「アラルキル」は、アルキル水素原子がアリール基に置換されているアルキル部分を指す。アラルキルは、2つ以上の水素原子がアリール基に置換されている基を含む。「アリールアルキル」または「アラルキル」の例としては、ベンジル、2−フェニルエチル、3−フェニルプロピル、9−フルオレニル、ベンズヒドリル、およびトリチル基が挙げられる。
本明細書で使用されるとき、「シクロアルキル」は、3〜12個の炭素を有する環式、二環式、三環式、または多環式非芳香族炭化水素基を指す。シクロアルキル部分の例としては、限定はされないが、シクロプロピル、シクロペンチル、およびシクロヘキシルが挙げられる。
本明細書で使用されるとき、「ヘテロシクリル」は、複素環系の一価ラジカルを指す。代表的なヘテロシクリルとしては、限定なしに、テトラヒドロフラニル、テトラヒドロチエニル、ピロリジニル、ピロリドニル、ピペリジニル、ピロリニル、ピペラジニル、ジオキサニル、ジオキソラニル、ジアゼピニル、オキサゼピニル、チアゼピニル、およびモルホリニルが挙げられる。
本明細書で使用されるとき、「ヘテロアリール」は、ヘテロ芳香環系の一価ラジカルを指す。ヘテロアリール部分の例としては、限定はされないが、イミダゾリル、オキサゾリル、チアゾリル、トリアゾリル、ピロリル、フラニル、インドリル、チオフェニル、ピラゾリル、ピリジニル、ピラジニル、ピリダジニル、ピリミジニル、インドリジニル、プリニル、ナフチリジニル、キノリル、およびプテリジニルが挙げられる。
リン酸骨格修飾
リン酸基
一部の実施形態において、修飾ヌクレオチドのリン酸基が、酸素の1つ以上を異なる置換基に置換することによって修飾されてもよい。さらに、修飾ヌクレオチド、例えば修飾核酸に存在する修飾ヌクレオチドは、本明細書に記載されるとおりの修飾リン酸による非修飾リン酸部分のホールセール置換を含み得る。一部の実施形態において、リン酸骨格の修飾は、非荷電リンカーまたは非対称電荷分布の荷電リンカーのいずれかをもたらす改変を含み得る。
修飾リン酸基の例としては、ホスホロチオエート、ホスホロセレネート類、ボラノホスフェート類、ボラノリン酸エステル、水素ホスホネート類、ホスホロアミデート類、アルキルまたはアリールホスホネート類およびリン酸トリエステル類が挙げられる。一部の実施形態において、リン酸骨格部分における非架橋リン酸酸素原子の1つが以下の基:硫黄(S)、セレン(Se)、BR(式中、Rは、例えば、水素、アルキル、またはアリールであり得る)、C(例えば、アルキル基、アリール基など)、H、NR(式中、Rは、例えば、水素、アルキル、またはアリールであり得る)、またはOR(式中、Rは、例えばアルキルまたはアリールであり得る)のいずれかに置換されてもよい。非修飾リン酸基のリン原子はアキラルである。しかしながら、非架橋酸素の1つを上記の原子または原子団の1つに置換すると、リン原子をキラルにすることができる。すなわち、このように修飾されたリン酸基のリン原子はステレオジェン中心である。ステレオジェニックなリン原子は「R」配置(本明細書ではRp)または「S」配置(本明細書ではSp)のいずれかを有し得る。
ホスホロジチオエート類では両方の非架橋酸素が硫黄によって置換される。ホスホロジチオエート類のリン中心はアキラルであり、これがオリゴリボヌクレオチドジアステレオマーの形成を妨げる。一部の実施形態において、一方または両方の非架橋酸素に対する修飾は、S、Se、B、C、H、N、およびOR(Rは、例えばアルキルまたはアリールであり得る)から独立して選択される基による非架橋酸素の置換も含み得る。
リン酸リンカーは、架橋酸素(すなわち、リン酸をヌクレオシドに連結する酸素)を窒素(架橋ホスホロアミデート類)、硫黄(架橋ホスホロチオエート類)および炭素(架橋メチレンホスホネート類)で置換することによっても修飾し得る。この置換は、連結酸素のいずれか、または連結酸素の両方に行うことができる。
リン酸基の置換
リン酸基は非リン含有連結基によって置換することができる。一部の実施形態において、荷電リン酸基が中性部分によって置換されてもよい。
リン酸基を置換することのできる部分の例としては、限定なしに、例えば、メチルホスホネート、ヒドロキシルアミノ、シロキサン、カーボネート、カルボキシメチル、カルバメート、アミド、チオエーテル、エチレンオキシドリンカー、スルホネート、スルホンアミド、チオホルムアセタール、ホルムアセタール、オキシム、メチレンイミノ、メチレンメチルイミノ、メチレンヒドラゾ、メチレンジメチルヒドラゾおよびメチレンオキシメチルイミノを挙げることができる。
リボリン酸骨格の置換
核酸を模倣することのできる足場も構築することができ、ここで、リン酸リンカーおよびリボース糖がヌクレアーゼ耐性ヌクレオシドまたはヌクレオチドサロゲートに置換される。一部の実施形態において、核酸塩基はサロゲート骨格によってテザー係留することができる。例としては、限定なしに、モルホリノ、シクロブチル、ピロリジンおよびペプチド核酸(PNA)ヌクレオシドサロゲートを挙げることができる。
糖修飾
修飾ヌクレオシドおよび修飾ヌクレオチドは、糖基に1つ以上の修飾を含み得る。例えば、2’ヒドロキシル基(OH)が幾つもの異なる「オキシ」または「デオキシ」置換基によって修飾または置換されてもよい。一部の実施形態において、2’ヒドロキシル基に対する修飾は、ヒドロキシルが脱プロトン化して2’−アルコキシドイオンを形成することがもはやできないため、核酸の安定性を増進し得る。2’−アルコキシドは、リンカーリン原子に対する分子内求核攻撃による分解を触媒し得る。
「オキシ」−2’ヒドロキシル基修飾の例としては、アルコキシまたはアリールオキシ(OR、式中、「R」は、例えば、アルキル、シクロアルキル、アリール、アラルキル、ヘテロアリールまたは糖であってよい);ポリエチレングリコール類(PEG)、O(CHCHO)CH2CHOR(式中、Rは、例えば、Hまたは任意選択で置換されていてもよいアルキルであってよく、およびnは、0〜20(例えば、0〜4、0〜8、0〜10、0〜16、1〜4、1〜8、1〜10、1〜16、1〜20、2〜4、2〜8、2〜10、2〜16、2〜20、4〜8、4〜10、4〜16、および4〜20)の整数であってよい)を挙げることができる。一部の実施形態において、「オキシ」−2’ヒドロキシル基修飾としては、2’ヒドロキシルが例えばC1〜6アルキレンまたはC1〜6ヘテロアルキレン架橋によって同じリボース糖の4’炭素に結合されていてもよい「ロックド」核酸(LNA)を挙げることができ、ここで、例示的架橋としては、メチレン、プロピレン、エーテル、またはアミノ架橋;O−アミノ(ここで、アミノは、例えば、NH;アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、ヘテロシクリル、アリールアミノ、ジアリールアミノ、ヘテロアリールアミノ、またはジヘテロアリールアミノ、エチレンジアミン、またはポリアミノであってよい)およびアミノアルコキシ、O(CH−アミノ(ここで、アミノは、例えば、NH;アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、ヘテロシクリル、アリールアミノ、ジアリールアミノ、ヘテロアリールアミノ、またはジヘテロアリールアミノ、エチレンジアミン、またはポリアミノであってよい)を挙げることができる。一部の実施形態において、「オキシ」−2’ヒドロキシル基修飾としては、メトキシエチル基(MOE)(OCHCHOCH、例えばPEG誘導体)を挙げることができる。
「デオキシ」修飾としては、水素(すなわちデオキシリボース糖、例えば部分的dsRNAのオーバーハング部分におけるもの);ハロ(例えば、ブロモ、クロロ、フルオロ、またはヨード);アミノ(ここで、アミノは、例えば、NH;アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、ヘテロシクリル、アリールアミノ、ジアリールアミノ、ヘテロアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、またはアミノ酸であってよい);NH(CHCHNH)CH2CH−アミノ(ここで、アミノは、例えば本明細書に記載されるとおりであってよい)、−NHC(0)R(式中、Rは、例えば、アルキル、シクロアルキル、アリール、アラルキル、ヘテロアリールまたは糖であってよい)、シアノ;メルカプト;アルキル−チオ−アルキル;チオアルコキシ;およびアルキル、シクロアルキル、アリール、アルケニルおよびアルキニル(これらは任意選択で、例えば本明細書に記載されるとおりのアミノによって置換されていてもよい)を挙げることができる。
糖基は、リボースの対応する炭素と逆の立体化学的配置を有する1つ以上の炭素も含有し得る。したがって、修飾核酸は、例えばアラビノースを糖として含有するヌクレオチドを含み得る。ヌクレオチド「単量体」は、糖上のγ位にα結合、例えばα−ヌクレオシドを有し得る。修飾核酸は、C−に核酸塩基を欠く「脱塩基」糖も含み得る。これらの脱塩基糖はまた、構成糖原子の1つ以上でさらに修飾されてもよい。修飾核酸は、L型の1つ以上の糖、例えばL−ヌクレオシドも含み得る。
概して、RNAは、酸素を有する5員環である糖基リボースを含む。例示的修飾ヌクレオシドおよび修飾ヌクレオチドは、限定なしに、リボースの酸素の(例えば、硫黄(S)、セレン(Se)、または例えばメチレンもしくはエチレンなどのアルキレンによる)置換;二重結合の付加(例えば、リボースをシクロペンテニルまたはシクロヘキセニルで置換する);リボースの環縮小(例えば、シクロブタンまたはオキセタンの4員環を形成する);リボースの環拡大(例えば、アンヒドロヘキシトール、アルトリトール、マンニトール、シクロヘキサニル、シクロヘキセニル、およびホスホルアミデート骨格も有するモルホリノなど、追加の炭素またはヘテロ原子を有する6員または7員環を例えば形成する)を含み得る。一部の実施形態において、修飾ヌクレオチドは、多環型(例えば、トリシクロ;および「アンロックド」型、例えば、グリコール核酸(GNA)(例えば、R−GNAまたはS−GNA(リン酸ジエステル結合に付加されたグリコール単位によってリボースが置換されている)、トレオース核酸(TNA、a−L−トレオフラノシル−(3’−→2’)によってリボースが置換されている))を含み得る。
核酸塩基に対する修飾
修飾核酸に組み込むことのできる本明細書に記載される修飾ヌクレオシドおよび修飾ヌクレオチドは、修飾核酸塩基を含み得る。核酸塩基の例としては、限定はされないが、アデニン(A)、グアニン(G)、シトシン(C)、およびウラシル(U)が挙げられる。これらの核酸塩基を修飾し、または完全に置換して、修飾核酸に組み込むことのできる修飾ヌクレオシドおよび修飾ヌクレオチドを提供することができる。ヌクレオチドの核酸塩基は、プリン、ピリミジン、プリンまたはピリミジン類似体から独立して選択することができる。一部の実施形態において、核酸塩基は、例えば、塩基の天然に存在するおよび合成の誘導体を含み得る。
ウラシル
一部の実施形態において、修飾核酸塩基は修飾ウラシルである。修飾ウラシルを有する例示的核酸塩基およびヌクレオシドとしては、限定なしに、プソイドウリジン(ψ)、ピリジン−4−オンリボヌクレオシド、5−アザ−ウリジン、6−アザ−ウリジン、2−チオ−5−アザ−ウリジン、2−チオ−ウリジン(s2U)、4−チオ−ウリジン(s4U)、4−チオ−プソイドウリジン、2−チオ−プソイドウリジン、5−ヒドロキシ−ウリジン(hoU)、5−アミノアリル−ウリジン、5−ハロ−ウリジン(例えば、5−ヨード−ウリジンまたは5−ブロモ−ウリジン)、3−メチル−ウリジン(mU)、5−メトキシ−ウリジン(moU)、ウリジン5−オキシ酢酸(cmoU)、ウリジン5−オキシ酢酸メチルエステル(mcmoU)、5−カルボキシメチル−ウリジン(cmU)、1−カルボキシメチル−プソイドウリジン、5−カルボキシヒドロキシメチル−ウリジン(chmU)、5−カルボキシヒドロキシメチル−ウリジンメチルエステル(mchmU)、5−メトキシカルボニルメチル−ウリジン(mcmU)、5−メトキシカルボニルメチル−2−チオ−ウリジン(mcms2U)、5−アミノメチル−2−チオ−ウリジン(nms2U)、5−メチルアミノメチル−ウリジン(mnmU)、5−メチルアミノメチル−2−チオ−ウリジン(mnms2U)、5−メチルアミノメチル−2−セレノ−ウリジン(mnmseU)、5−カルバモイルメチル−ウリジン(ncmU)、5−カルボキシメチルアミノメチル−ウリジン(cmnmU)、5−カルボキシメチルアミノメチル−2−チオ−ウリジン(cmnms2U)、5−プロピニル−ウリジン、1−プロピニル−プソイドウリジン、5−タウリノメチル−ウリジン(tcmU)、1−タウリノメチル−プソイドウリジン、5−タウリノメチル−2−チオ−ウリジン(trns2U)、1−タウリノメチル−4−チオ−プソイドウリジン、5−メチル−ウリジン(mU、すなわち、核酸塩基デオキシチミンを有する)、1−メチル−プソイドウリジン(mψ)、5−メチル−2−チオ−ウリジン(ms2U)、1−メチル−4−チオ−プソイドウリジン(mψ)、4−チオ−1−メチル−プソイドウリジン、3−メチル−プソイドウリジン(mψ)、2−チオ−1−メチル−プソイドウリジン、1−メチル−1−デアザ−プソイドウリジン、2−チオ−1−メチル−1−デアザ−プソイドウリジン、ジヒドロウリジン(D)、ジヒドロプソイドウリジン、5,6−ジヒドロウリジン、5−メチル−ジヒドロウリジン(mD)、2−チオ−ジヒドロウリジン、2−チオ−ジヒドロプソイドウリジン、2−メトキシ−ウリジン、2−メトキシ−4−チオ−ウリジン、4−メトキシ−プソイドウリジン、4−メトキシ−2−チオ−プソイドウリジン、N1−メチル−プソイドウリジン、3−(3−アミノ−3−カルボキシプロピル)ウリジン(acpU)、1−メチル−3−(3−アミノ−3−カルボキシプロピルプソイドウリジン、5−(イソペンテニルアミノメチル)ウリジン(inmU)、5−(イソペンテニルアミノメチル]))−2−チオ−ウリジン(inms2U)、a−チオ−ウリジン、2’−0−メチル−ウリジン(Urn)、5,2’−0−ジメチル−ウリジン(mUm)、2’−0−メチル−プソイドウリジン(ψm)、2−チオ−2’−0−メチル−ウリジン(s2Um)、5−メトキシカルボニルメチル−2’−0−メチル−ウリジン(mcmUm)、5−カルバモイルメチル−2’−0−メチル−ウリジン(ncmUm)、5−カルボキシメチルアミノメチル−2’−0−メチル−ウリジン(cmnmUm)、3,2’−0−ジメチル−ウリジン(mUm)、5−(イソペンテニルアミノメチル)−2’−0−メチル−ウリジン(inmUm)、1−チオ−ウリジン、デオキシチミジン、2’−F−ara−ウリジン、2’−F−ウリジン、2’−OH−ara−ウリジン、5−(2−カルボメトキシビニル)ウリジン、5−[3−(1−E−プロペニルアミノ)ウリジン、ピラゾロ[3,4−d]ピリミジン類、キサンチン、およびヒポキサンチンが挙げられる。
シトシン
一部の実施形態において、修飾核酸塩基は修飾シトシンである。修飾シトシンを有する例示的核酸塩基およびヌクレオシドとしては、限定なしに、5−アザ−シチジン、6−アザ−シチジン、プソイドイソシチジン、3−メチル−シチジン(mC)、N4−アセチル−シチジン(act)、5−ホルミル−シチジン(fC)、N4−メチル−シチジン(mC)、5−メチル−シチジン(mC)、5−ハロ−シチジン(例えば、5−ヨード−シチジン)、5−ヒドロキシメチル−シチジン(hmC)、1−メチル−プソイドイソシチジン、ピロロ−シチジン、ピロロ−プソイドイソシチジン、2−チオ−シチジン(s2C)、2−チオ−5−メチル−シチジン、4−チオ−プソイドイソシチジン、4−チオ−1−メチル−プソイドイソシチジン、4−チオ−1−メチル−1−デアザ−プソイドイソシチジン、1−メチル−1−デアザ−プソイドイソシチジン、ゼブラリン、5−アザ−ゼブラリン、5−メチル−ゼブラリン、5−アザ−2−チオ−ゼブラリン、2−チオ−ゼブラリン、2−メトキシ−シチジン、2−メトキシ−5−メチル−シチジン、4−メトキシ−プソイドイソシチジン、4−メトキシ−1−メチル−プソイドイソシチジン、リシジン(kC)、a−チオ−シチジン、2’−0−メチル−シチジン(Cm)、5,2’−0−ジメチル−シチジン(mCm)、N4−アセチル−2’−0−メチル−シチジン(acCm)、N4,2’−0−ジメチル−シチジン(mCm)、5−ホルミル−2’−0−メチル−シチジン(fCm)、N4,N4,2’−0−トリメチル−シチジン(m Cm)、1−チオ−シチジン、2’−F−ara−シチジン、2’−F−シチジン、および2’−OH−ara−シチジンが挙げられる。
アデニン
一部の実施形態において、修飾核酸塩基は修飾アデニンである。修飾アデニンを有する例示的核酸塩基およびヌクレオシドとしては、限定なしに、2−アミノ−プリン、2,6−ジアミノプリン、2−アミノ−6−ハロ−プリン(例えば、2−アミノ−6−クロロ−プリン)、6−ハロ−プリン(例えば、6−クロロ−プリン)、2−アミノ−6−メチル−プリン、8−アジド−アデノシン、7−デアザ−アデニン、7−デアザ−8−アザ−アデニン、7−デアザ−2−アミノ−プリン、7−デアザ−8−アザ−2−アミノ−プリン、7−デアザ−2,6−ジアミノプリン、7−デアザ−8−アザ−2,6−ジアミノプリン、1−メチル−アデノシン(mA)、2−メチル−アデニン(mA)、N6−メチル−アデノシン(mA)、2−メチルチオ−N6−メチル−アデノシン(ms2mA)、N6−イソペンテニル−アデノシン(iA)、2−メチルチオ−N6−イソペンテニル−アデノシン(msA)、N6−(cis−ヒドロキシイソペンテニル)アデノシン(ioA)、2−メチルチオ−N6−(cis−ヒドロキシイソペンテニル)アデノシン(ms2ioA)、N6−グリシニルカルバモイル−アデノシン(gA)、N6−スレオニルカルバモイル−アデノシン(tA)、N6−メチル−N6−スレオニルカルバモイル−アデノシン(mA)、2−メチルチオ−N6−スレオニルカルバモイル−アデノシン(msA)、N6,N6−ジメチル−アデノシン(m A)、N6−ヒドロキシノルバリルカルバモイル−アデノシン(hnA)、2−メチルチオ−N6−ヒドロキシノルバリルカルバモイル−アデノシン(ms2hnA)、N6−アセチル−アデノシン(acA)、7−メチル−アデニン、2−メチルチオ−アデニン、2−メトキシ−アデニン、a−チオ−アデノシン、2’−0−メチル−アデノシン(Am)、N,2’−0−ジメチル−アデノシン(mAm)、N−メチル−2’−デオキシアデノシン、N6,N6,2’−0−トリメチル−アデノシン(m Am)、l,2’−0−ジメチル−アデノシン(m’Am)、2’−0−リボシルアデノシン(リン酸)(Ar(p))、2−アミノ−N6−メチル−プリン、1−チオ−アデノシン、8−アジド−アデノシン、2’−F−ara−アデノシン、2’−F−アデノシン、2’−OH−ara−アデノシン、およびN6−(19−アミノ−ペンタオキサノナデシル)−アデノシンが挙げられる。
グアニン
一部の実施形態において、修飾核酸塩基は修飾グアニンである。修飾グアニンを有する例示的核酸塩基およびヌクレオシドとしては、限定なしに、イノシン(I)、1−メチル−イノシン(m’l)、ワイオシン(imG)、メチルワイオシン(mimG)、4−デメチル−ワイオシン(imG−14)、イソワイオシン(imG2)、ワイブトシン(yW)、ペルオキシワイブトシン(oyW)、ヒドロキシワイブトシン(OHyW)、不完全修飾型ヒドロキシワイブトシン(OHyW*)、7−デアザ−グアノシン、キューオシン(Q)、エポキシキューオシン(oQ)、ガラクトシル−キューオシン(galQ)、マンノシル−キューオシン(manQ)、7−シアノ−7−デアザ−グアノシン(preQ)、7−アミノメチル−7−デアザ−グアノシン(preQi)、アーケオシン(G)、7−デアザ−8−アザ−グアノシン、6−チオ−グアノシン、6−チオ−7−デアザ−グアノシン、6−チオ−7−デアザ−8−アザ−グアノシン、7−メチル−グアノシン(mG)、6−チオ−7−メチル−グアノシン、7−メチル−イノシン、6−メトキシ−グアノシン、1−メチル−グアノシン(mG)、N2−メチル−グアノシン(mG)、N2,N2−ジメチル−グアノシン(m G)、N2,7−ジメチル−グアノシン(m,7G)、N2,N2,7−ジメチル−グアノシン(m,2,7G)、8−オキソ−グアノシン、7−メチル−8−オキソ−グアノシン、1−メト チオ−グアノシン、N2−メチル−6−チオ−グアノシン、N2,N2−ジメチル−6−チオ−グアノシン、a−チオ−グアノシン、2’−0−メチル−グアノシン(Gm)、N2−メチル−2’−0−メチル−グアノシン(mGm)、N2,N2−ジメチル−2’−0−メチル−グアノシン(m Gm)、1−メチル−2’−0−メチル−グアノシン(mGm)、N2,7−ジメチル−2’−0−メチル−グアノシン(m,7Gm)、2’−0−メチル−イノシン(Im)、l,2’−0−ジメチル−イノシン(mIm)、0−フェニル−2’−デオキシイノシン、2’−0−リボシルグアノシン(ホスフェート)(Gr(p))、1−チオ−グアノシン、0−メチル])−グアノシン、0−メチル−2’−デオキシグアノシン、2’−F−ara−グアノシン、および2’−F−グアノシンが挙げられる。
修飾gRNA
一部の実施形態において、修飾核酸は修飾gRNAであり得る。一部の実施形態において、gRNAは3’末端で修飾されてもよい。この実施形態において、gRNAは3’末端Uリボースで修飾されてもよい。例えば、Uリボースの2つの末端ヒドロキシル基をアルデヒド基に酸化し、同時にリボース環を開環すると、修飾ヌクレオシド(Uは非修飾または修飾ウリジンであってよい)を得ることができる。
別の実施形態において、3’末端Uは2’3’環状リン酸で修飾されてもよい(Uは非修飾または修飾ウリジンであってよい)。一部の実施形態において、gRNA分子は、例えば本明細書に記載される修飾ヌクレオチドの1つ以上を取り入れることにより、分解に対して安定化させ得る3’ヌクレオチドを含有し得る。この実施形態において、例えばウリジンは、修飾ウリジン、例えば、5−(2−アミノ)プロピルウリジン、および5−ブロモウリジンに置換するか、または本明細書に記載される修飾ウリジンのいずれかに置換することができ、アデノシンおよびグアノシンは、修飾アデノシンおよびグアノシン、例えば8位の修飾、例えば8−ブロモグアノシンに置換するか、または本明細書に記載される修飾アデノシンまたはグアノシンのいずれかに置換することができる。一部の実施形態において、デアザヌクレオチド、例えば7−デアザ−アデノシンをgRNAに取り入れることができる。一部の実施形態において、O−およびN−アルキル化ヌクレオチド、例えばN6−メチルアデノシンをgRNAに取り入れることができる。一部の実施形態において、糖修飾リボヌクレオチドを取り入れることができ、例えば、ここで、2’OH基が、H、−OR、−R(式中、Rは、例えば、メチル、アルキル、シクロアルキル、アリール、アラルキル、ヘテロアリールまたは糖であってよい)、ハロ、−SH、−SR(式中、Rは、例えば、アルキル、シクロアルキル、アリール、アラルキル、ヘテロアリールまたは糖であってよい)、アミノ(式中、アミノは、例えば、NH;アルキルアミノ、ジアルキルアミノ、ヘテロシクリル、アリールアミノ、ジアリールアミノ、ヘテロアリールアミノ、ジヘテロアリールアミノ、またはアミノ酸であってよい);またはシアノ(−CN)から選択される基に置換される。一部の実施形態において、リン酸骨格が本明細書に記載されるとおり、例えばホスホチオエート基で修飾されてもよい。一部の実施形態において、gRNAのオーバーハング領域のヌクレオチドが、各々独立して、2−F 2’−0−メチル,チミジン(T)、2’−O−メトキシエチル−5−メチルウリジン(Teo)、2’−O−メトキシエチルアデノシン(Aeo)、2’−O−メトキシエチル−5−メチルシチジン(m5Ceo)、およびこれらの任意の組み合わせなど、限定はされないが2’−糖修飾型を含め、修飾型または非修飾型ヌクレオチドであってよい。
ある実施形態において、RNA分子、例えばgRNA分子の一本鎖オーバーハングにおけるヌクレオチドの1つ以上または全てがデオキシヌクレオチドである。
医薬組成物
本発明の医薬組成物は、本明細書に記載されるgRNA分子、例えば本明細書に記載されるとおりの複数のgRNA分子、または本明細書に記載される1つ以上のgRNA分子で修飾された1つ以上の細胞を含む細胞(例えば、細胞の集団、例えば、造血幹細胞の、例えばCD34+細胞の集団)を、1つ以上の薬学的または生理学的に許容可能な担体、希釈剤または賦形剤と組み合わせて含み得る。かかる組成物は、中性緩衝生理食塩水、リン酸緩衝生理食塩水などの緩衝液;グルコース、マンノース、スクロースまたはデキストラン類、マンニトールなどの炭水化物;タンパク質;ポリペプチドまたはグリシンなどのアミノ酸;抗酸化剤;EDTAまたはグルタチオンなどのキレート剤;アジュバント(例えば、水酸化アルミニウム);および保存剤を含み得る。本発明の組成物は、一態様では、静脈内投与用に製剤化される。
本発明の医薬組成物は、治療(または予防)しようとする疾患に適切な方法で投与し得る。投与の分量および頻度は、患者の状態、ならびに患者の疾患のタイプおよび重症度などの要因によって決まることになるが、適切な投薬量は臨床試験によって決定されてもよい。
一実施形態において、本医薬組成物は、例えば、エンドトキシン、マイコプラズマ、マウス抗体、ヒトプール血清、ウシ血清アルブミン、ウシ血清、培養培地成分、望ましくないCRISPRシステム成分、細菌および真菌からなる群から選択される夾雑物を実質的に含まず、例えば、検出可能なレベルの夾雑物は存在しない。一実施形態において、細菌は、アルガリゲネス・フェカリス(Alcaligenes faecalis)、カンジダ・アルビカンス(Candida albicans)、大腸菌(Escherichia coli)、インフルエンザ菌(Haeomphilus influenzae)、髄膜炎菌(Neisseria meningitidis)、緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa)、黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)、肺炎レンサ球菌(Streptococcus pneumonia)、およびA群化膿レンサ球菌(Streptococcus pyogenes)からなる群から選択される少なくとも1つである。
主題組成物の投与は、エアロゾル吸入、注射、摂取、輸液、植込みまたは移植によることを含め、任意の好都合な方法で行われてもよい。本明細書に記載される組成物は、患者に対し、経動脈的に、皮下に、皮内に、腫瘍内に、節内に、髄内に、筋肉内に、静脈内(i.v.)注射により、または腹腔内に投与され得る。一態様において、本発明の組成物は患者に対して皮内または皮下注射によって投与される。一態様において、本発明の細胞組成物はi.v.注射によって投与される。
患者に投与する上記の治療の投薬量は、治療下の病態および治療の被投与者の詳細な性質によって異なり得る。ヒト投与についての投薬量のスケーリングは、当該技術分野で認められている手法に従い実施することができる。
細胞
本発明は、本発明のgRNA分子、または前記gRNA分子をコードする核酸を含む細胞にも関する。
ある態様において本細胞は、本明細書に記載される方法によって作製される細胞である。
実施形態において、細胞は造血幹細胞(例えば、造血幹細胞・前駆細胞;HSPC)、例えばCD34+幹細胞である。実施形態において、細胞はCD34+/CD90+幹細胞である。実施形態において、細胞はCD34+/CD90−幹細胞である。実施形態において、細胞はヒト造血幹細胞である。実施形態において、細胞は自己由来である。実施形態において、細胞は同種異系由来である。
実施形態において、細胞は骨髄、例えば自己由来の骨髄に由来する。実施形態において、細胞は末梢血、例えば動員末梢血、例えば自己由来の動員末梢血に由来する。動員末梢血を用いる実施形態において、細胞は、動員剤を投与された患者から単離されたものである。実施形態において、動員剤はG−CSFである。実施形態において、動員剤はPlerixafor(登録商標)(AMD3100)である。実施形態において、細胞は臍帯血、例えば同種異系由来の臍帯血に由来する。
実施形態において、細胞は哺乳動物細胞である。実施形態において、細胞はヒト細胞である。
ある態様において、本発明は、例えば本明細書に記載されるとおりのCRISPRシステムの一部として前記細胞に導入される例えば本明細書に記載されるとおりの1つまたは複数のgRNA分子と相補性を有する核酸配列にまたはその近傍に(例えば、それから20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2または1ヌクレオチド以内に)修飾または改変、例えばインデルを含む細胞を提供する。実施形態において、細胞はCD34+細胞である。実施形態において、改変または修飾された細胞、例えばCD34+細胞は、多系統の細胞に分化する能力を維持しており、例えば、赤血球系統の細胞に分化する能力を維持している。実施形態において、改変または修飾された細胞、例えばCD34+細胞は、培養液中、例えば、幹細胞増殖剤、例えば化合物4を含む培養液中で少なくとも2、少なくとも3、少なくとも4、少なくとも5、少なくとも6、少なくとも7、少なくとも8、少なくとも9または少なくとも10回またはそれを超える倍加を起こしているか、またはそれを起こす能力がある。実施形態において、改変または修飾された細胞、例えばCD34+細胞は、培養液中、例えば、幹細胞増殖剤分子、例えば本明細書に記載されるとおりのもの、例えば化合物4を含む培養液中で少なくとも5回、例えば約5回の倍加を起こしているか、またはそれを起こす能力がある。実施形態において、改変または修飾された細胞、例えばCD34+細胞は、同様の非修飾または非改変細胞と比べて胎児ヘモグロビンレベル(例えば、発現レベルおよび/またはタンパク質レベル)の増加、例えば胎児ヘモグロビンタンパク質レベルの少なくとも20%の増加を呈する、および/またはそれを呈する細胞、例えば赤血球系統の細胞、例えば赤血球細胞に分化する能力がある。実施形態において、改変または修飾された細胞、例えばCD34+細胞は、同様の非修飾または非改変細胞と比べて胎児ヘモグロビンレベル(例えば、発現レベルおよび/またはタンパク質レベル)の増加を呈し、および/またはそれを呈する細胞、例えば赤血球系統の細胞、例えば赤血球細胞に分化する能力があり、例えば、少なくとも6ピコグラム、例えば、少なくとも7ピコグラム、少なくとも8ピコグラム、少なくとも9ピコグラム、または少なくとも10ピコグラムの胎児ヘモグロビンを産生する。実施形態において、改変または修飾された細胞、例えばCD34+細胞は、同様の非修飾または非改変細胞と比べて胎児ヘモグロビンレベル(例えば、発現レベルおよび/またはタンパク質レベル)の増加を呈し、および/またはそれを呈する細胞、例えば赤血球系統の細胞、例えば赤血球細胞に分化する能力があり、例えば、約6〜約12、約6〜約7、約7〜約8、約8〜約9、約9〜約10、約10〜約11または約11〜約12ピコグラムの胎児ヘモグロビンを産生する。
ある態様において、本発明は、例えば本明細書に記載されるとおりのCRISPRシステムの一部として前記細胞に導入される例えば本明細書に記載されるとおりの1つまたは複数のgRNA分子と相補性を有する核酸配列にまたはその近傍に(例えば、それから20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2または1ヌクレオチド以内に)修飾または改変、例えばインデルを有する細胞を含む細胞の集団を提供する。実施形態において、例えば本発明のgRNAおよび/またはCRISPRシステムの導入後2日目に、例えば本明細書に記載されるとおり例えばNGSによって計測したとき、集団の細胞の少なくとも50%、例えば、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%または少なくとも90%は、修飾または改変を有する(例えば、少なくとも1つの修飾または改変を有する)。実施形態において、例えば本発明のgRNAおよび/またはCRISPRシステムの導入後2日目に、例えば本明細書に記載されるとおり例えばNGSによって計測したとき、集団の細胞の少なくとも90%、例えば、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%または少なくとも99%は、修飾または改変を有する(例えば、少なくとも1つの修飾または改変を有する)。実施形態において、細胞の集団はCD34+細胞を含み、例えば少なくとも約50%、少なくとも約60%、少なくとも約70%、少なくとも約80%、少なくとも約90%、少なくとも約95%または少なくとも約98%のCD34+細胞を含む。実施形態において、細胞の集団は改変または修飾された細胞、例えばCD34+細胞を含み、例えば、多系統の細胞を産生する能力、例えばそれに分化する能力を維持しており、例えば、赤血球系統の細胞を産生する能力、例えばそれに分化する能力を維持している。実施形態において、細胞の集団、例えばCD34+細胞の集団は、培養液中、例えば、幹細胞増殖剤、例えば化合物4を含む培養液中で少なくとも2、少なくとも3、少なくとも4、少なくとも5、少なくとも6、少なくとも7、少なくとも8、少なくとも9または少なくとも10回またはそれを超える集団倍加を起こしているか、またはそれを起こす能力がある。実施形態において、改変または修飾された細胞の集団、例えばCD34+細胞の集団は、培養液中、例えば、幹細胞増殖剤分子、例えば本明細書に記載されるとおりのもの、例えば化合物4を含む培養液中で少なくとも5回、例えば約5回の集団倍加を起こしているか、またはそれを起こす能力がある。実施形態において、改変または修飾された細胞、例えばCD34+細胞を含む細胞の集団は、同様の非修飾または非改変細胞と比べて胎児ヘモグロビンレベル(例えば、発現レベルおよび/またはタンパク質レベル)の増加、例えば胎児ヘモグロビンタンパク質レベルの少なくとも20%の増加を呈する、および/またはそれを呈する細胞の集団、例えば赤血球系統の細胞の集団、例えば赤血球細胞の集団に分化する能力がある。実施形態において、改変または修飾された細胞、例えばCD34+細胞を含む細胞の集団は、同様の非修飾または非改変細胞と比べて胎児ヘモグロビンレベル(例えば、発現レベルおよび/またはタンパク質レベル)の増加を呈し、および/またはそれを呈する細胞の集団、例えば赤血球系統の細胞の集団、例えば赤血球細胞の集団に分化する能力があり、例えば、1細胞当たり少なくとも6ピコグラム、例えば、少なくとも7ピコグラム、少なくとも8ピコグラム、少なくとも9ピコグラム、または少なくとも10ピコグラムの胎児ヘモグロビンを産生する細胞を含む。実施形態において、改変または修飾された細胞、例えばCD34+細胞の集団は、同様の非修飾または非改変細胞と比べて胎児ヘモグロビンレベル(例えば、発現レベルおよび/またはタンパク質レベル)の増加を呈し、および/またはそれを呈する細胞の集団、例えば赤血球系統の細胞の集団、例えば赤血球細胞の集団に分化する能力があり、例えば、1細胞当たり約6〜約12、約6〜約7、約7〜約8、約8〜約9、約9〜約10、約10〜約11または約11〜約12ピコグラムの胎児ヘモグロビンを産生する細胞を含む。
実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、少なくとも約1e3個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、少なくとも約1e4個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、少なくとも約1e5個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、少なくとも約1e6個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、少なくとも約1e7個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、少なくとも約1e8個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、少なくとも約1e9個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、少なくとも約1e10個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、少なくとも約1e11個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、少なくとも約1e12個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約1e13個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約1e6個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約2e6個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約3e6個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約4e6個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約5e6個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約6e6個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約7e6個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約8e6個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約9e6個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約1e7個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約2e7個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約3e7個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約4e7個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約5e7個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約6e7個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約7e7個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約8e7個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約9e7個の細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約1e8個の細胞を含む。前述の実施形態のいずれにおいても、細胞の集団は、少なくとも約50%(例えば、少なくとも約60%、少なくとも約70%、少なくとも約80%、少なくとも約90%、少なくとも約95%または少なくとも約99%)のHSPC、例えばCD34+細胞を含み得る。前述の実施形態のいずれにおいても、細胞の集団は、約60%のHSPC、例えばCD34+細胞を含み得る。ある実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、約3e7個の細胞を含み、および約2e7個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。
実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約1e6個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約1.5e6個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約2e6個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約3e6個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約4e6個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約5e6個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約6e6個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約7e6個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約8e6個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約9e6個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約1e7個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約2e7個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約3e7個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約4e7個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約5e7個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約6e7個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約7e7個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約8e7個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約9e7個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約1e8個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約2e8個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約3e8個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約4e8個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり少なくとも約5e8個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。
実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約1e6個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約1.5e6個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約2e6個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約3e6個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約4e6個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約5e6個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約6e6個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約7e6個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約8e6個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約9e6個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約1e7個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約2e7個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約3e7個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約4e7個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約5e7個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約6e7個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約7e7個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約8e7個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約9e7個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約1e8個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約2e8個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約3e8個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約4e8個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約5e8個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。
実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり約2e6〜約10e6個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。実施形態において、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団は、それを投与する患者の体重1キログラム当たり2e6〜10e6個のHSPC、例えばCD34+細胞を含む。
本発明の細胞は、本発明のgRNA分子、または前記gRNA分子をコードする核酸、および本発明のCas9分子、または前記Cas9分子をコードする核酸を含み得る。ある実施形態において、本発明の細胞は、本発明のgRNA分子と本発明のCas9分子とを含むリボ核タンパク質(RNP)複合体を含み得る。
本発明の細胞は、好ましくは、本発明のgRNA分子を含むように、例えば本明細書に記載される方法、例えばエレクトロポレーションによってエキソビボで修飾される。
本発明の細胞には、本発明のgRNAを含むCRISPRシステムの導入によって1つ以上の遺伝子の発現が改変されている、例えば低下または阻害されている細胞が含まれる。例えば、本発明の細胞は、非修飾細胞と比べて低下したBCL11a発現レベルを有し得る。別の例として、本発明の細胞は、非修飾細胞と比べて増加した胎児ヘモグロビン発現レベルを有し得る。別の例として、本発明の細胞は、非修飾細胞と比べて低下したβグロビン発現レベルを有し得る。それに代えて、または加えて、本発明の細胞は、非修飾細胞から分化した細胞と比べて低下したBCL11a発現レベルを有する別のタイプの細胞、例えば赤血球を生じ得る、例えばそれに分化し得る。それに代えて、または加えて、本発明の細胞は、非修飾細胞から分化した細胞と比べて増加した胎児ヘモグロビン発現レベルを有する別のタイプの細胞、例えば赤血球を生じ得る、例えばそれに分化し得る。それに代えて、または加えて、本発明の細胞は、非修飾細胞から分化した細胞と比べて低下したβグロビン発現レベルを有する別のタイプの細胞、例えば赤血球を生じ得る、例えばそれに分化し得る。
本発明の細胞には、本発明のgRNAを含むCRISPRシステムの導入によって1つ以上の遺伝子の発現が改変されている、例えば低下または阻害されている細胞が含まれる。例えば、本発明の細胞は、非修飾細胞と比べて低下したヘモグロビンβ、例えば突然変異型または野生型ヘモグロビンβの発現レベルを有し得る。別の態様において、本発明は、本発明のgRNAを含むCRISPRシステムが導入された細胞から誘導された、例えばそれから分化した細胞を提供する。かかる態様において、本発明のgRNAを含むCRISPRシステムが導入された細胞は、ヘモグロビンβ、例えば突然変異型または野生型ヘモグロビンβのレベルの低下を呈しないものであり得るが、前記細胞から誘導された、例えばそれから分化した細胞は、ヘモグロビンβ、例えば突然変異型または野生型ヘモグロビンβのレベルの低下を呈し得る。実施形態において、誘導、例えば分化は、インビボで(例えば、患者の体内で)達成される。実施形態において、本発明のgRNAを含むCRISPRシステムが導入された細胞はCD34+細胞であり、それから誘導された、例えば分化した細胞は赤血球系統の細胞、例えば赤血球細胞である。
本発明の細胞には、本発明のgRNAを含むCRISPRシステムの導入によって1つ以上の遺伝子の発現が改変されている、例えば増加しているか、または促進されている細胞が含まれる。例えば、本発明の細胞は、非修飾細胞と比べて増加した胎児ヘモグロビン発現レベルを有し得る。別の態様において、本発明は、本発明のgRNAを含むCRISPRシステムが導入された細胞から誘導された、例えばそれから分化した細胞を提供する。かかる態様において、本発明のgRNAを含むCRISPRシステムが導入された細胞は、胎児ヘモグロビンレベルの増加を呈しないものであり得るが、前記細胞から誘導された、例えばそれから分化した細胞は、胎児ヘモグロビンレベルの増加を呈し得る。実施形態において、誘導、例えば分化は、インビボで(例えば、患者の体内で)達成される。実施形態において、本発明のgRNAを含むCRISPRシステムが導入された細胞はCD34+細胞であり、それから誘導された、例えば分化した細胞は赤血球系統の細胞、例えば赤血球細胞である。
別の態様において、本発明は、細胞に導入される1つまたは複数のgRNA分子と相補性を有する核酸配列に(例えば、その範囲内に)またはその近傍に(例えば、それから20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2または1ヌクレオチド以内に)インデルを含む細胞に関する。実施形態において、インデルはフレームシフトインデルである。実施形態において、インデルは、表15に挙げられるインデルである。実施形態において、インデルは、表26、表27または表37に挙げられるインデルである。実施形態において本発明は、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団に関し、ここで、細胞の集団は、表15に挙げられるインデルを有する細胞を含む。実施形態において本発明は、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞の集団に関し、ここで、細胞の集団は、表26、表27または表37に挙げられるインデルを有する細胞を含む。
ある態様において、本発明は、例えば本明細書に記載されるとおりの細胞に導入される例えば本明細書に記載されるとおりの1つまたは複数のgRNA分子と相補性を有する核酸配列にまたはその近傍に(例えば、それから20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2または1ヌクレオチド以内に)、例えば本明細書に記載されるとおりのインデル、例えば、図25、表15、表26、表27または表37に記載されるインデルまたはインデルパターンを含む細胞を含む細胞の集団、例えばHSPCの集団に関する。実施形態において、インデルはフレームシフトインデルである。実施形態において、集団の細胞の20%〜100%が前記1つまたは複数のインデルを含む。実施形態において、集団の細胞の30%〜100%が前記1つまたは複数のインデルを含む。実施形態において、集団の細胞の40%〜100%が前記1つまたは複数のインデルを含む。実施形態において、集団の細胞の50%〜100%が前記1つまたは複数のインデルを含む。実施形態において、集団の細胞の60%〜100%が前記1つまたは複数のインデルを含む。実施形態において、集団の細胞の70%〜100%が前記1つまたは複数のインデルを含む。実施形態において、集団の細胞の80%〜100%が前記1つまたは複数のインデルを含む。実施形態において、集団の細胞の90%〜100%が前記1つまたは複数のインデルを含む。実施形態において、細胞の集団は複数の細胞型に分化する能力を保持しており、例えば、赤血球系統の細胞、例えば赤血球細胞に分化する能力を維持している。実施形態において、編集され、かつ分化した細胞(例えば、赤血球細胞)は、増殖する能力、例えば、例えば実施例に記載されるとおりの赤血球系分化培地(EDM)中で7日後に少なくとも5倍、少なくとも10倍、少なくとも15倍、少なくとも20倍、少なくとも25倍、少なくとも30倍、少なくとも35倍、少なくとも40倍、少なくとも45倍、少なくとも50倍またはそれを超えて増殖する能力、および/または例えば実施例に記載されるとおりの赤血球系分化培地(EDM)中で21日後に少なくとも30倍、少なくとも35倍、少なくとも40倍、少なくとも45倍、少なくとも50倍、少なくとも55倍、少なくとも60倍、少なくとも65倍、少なくとも70倍、少なくとも75倍、少なくとも80倍、少なくとも85倍、少なくとも90倍、少なくとも95倍、少なくとも100倍、少なくとも110倍、少なくとも120倍、少なくとも130倍、少なくとも140倍、少なくとも150倍、少なくとも200倍、少なくとも300倍、少なくとも400倍、少なくとも500倍、少なくとも600倍、少なくとも700倍、少なくとも800倍、少なくとも900倍、少なくとも1000倍、少なくとも1100倍、少なくとも1200倍、少なくとも1300倍、少なくとも1400倍、少なくとも1500倍またはそれを超えて増殖する能力を維持している。
ある実施形態において、本発明は、集団の細胞の少なくとも90%、例えば少なくとも95%、例えば少なくとも98%は、本明細書に記載されるgRNA分子の標的化ドメインと相補的な部位にまたはその近傍に、例えば本明細書に記載されるとおりのインデルを含む細胞、例えばCD34+細胞の集団を提供し(理論によって拘束されるものではないが、本明細書に記載されるとおりのgRNA分子またはCRISPRシステムを細胞の集団に導入すると、前記集団にインデルパターンが生じ、したがってインデルを含む集団の各細胞が同じインデルを呈しないこともあると考えられる)、ここで、前記細胞は、赤血球系統の細胞、例えば赤血球細胞に分化する能力を維持している、および/または同様の非修飾細胞の集団から分化した細胞と比べて、細胞の集団から分化した前記細胞は増加した胎児ヘモグロビンレベルを有する(例えば、集団はより高い%F細胞を有する)。実施形態において、細胞の集団はエキソビボで、例えば化合物4を含む培養液中で少なくとも5倍の増殖を起こしている。
実施形態において、インデルは、約50ヌクレオチド未満、例えば、約45未満、約40未満、約35未満、約30未満または約25未満のヌクレオチドである。実施形態において、インデルは約25ヌクレオチド未満である。実施形態において、インデルは約20ヌクレオチド未満である。実施形態において、インデルは約15ヌクレオチド未満である。実施形態において、インデルは約10ヌクレオチド未満である。実施形態において、インデルは約9ヌクレオチド未満である。実施形態において、インデルは約9ヌクレオチド未満である。実施形態において、インデルは約7ヌクレオチド未満である。実施形態において、インデルは約6ヌクレオチド未満である。実施形態において、インデルは約5ヌクレオチド未満である。実施形態において、インデルは約4ヌクレオチド未満である。実施形態において、インデルは約3ヌクレオチド未満である。実施形態において、インデルは約2ヌクレオチド未満である。前述の実施形態のいずれにおいても、インデルは少なくとも1ヌクレオチドである。実施形態において、インデルは1ヌクレオチドである。
ある態様において、本発明は、例えば本明細書に記載されるとおりの、修飾HSPCまたは前記HSPCから分化した(例えば、エキソビボでまたは患者の体内で分化した)赤血球系細胞の集団を提供し、ここで、細胞の少なくとも15%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも35%、少なくとも40%、少なくとも45%、少なくとも50%、少なくとも55%、少なくとも60%、少なくとも65%、少なくとも70%、少なくとも75%、少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、または少なくとも95%がF細胞である。実施形態において、細胞の集団は、例えば本明細書に記載されるとおりの1つまたは複数のgRNA分子が細胞に導入されていない同様の細胞の集団と比べてより高い割合のF細胞を含有する(またはそれを含有する赤血球系の集団への例えばインビボでの分化能を有する)。実施形態において、細胞の集団は、例えば本明細書に記載されるとおりの1つまたは複数のgRNA分子が細胞に導入されていない同様の細胞の集団と比べてF細胞の少なくとも20%の増加、例えば、少なくとも21%の増加、少なくとも22%の増加、少なくとも23%の増加、少なくとも24%の増加、少なくとも25%の増加、少なくとも26%の増加、少なくとも27%の増加、少なくとも28%の増加、または少なくとも29%の増加を有する(またはそれを有する赤血球系の集団への例えばインビボでの分化能を有する)。実施形態において、細胞の集団は、例えば本明細書に記載されるとおりの1つまたは複数のgRNA分子が細胞に導入されていない同様の細胞の集団と比べてF細胞の少なくとも30%の増加、例えば、少なくとも35%の増加、少なくとも40%の増加、少なくとも45%の増加、少なくとも50%の増加、少なくとも55%の増加、少なくとも60%の増加、少なくとも65%の増加、少なくとも70%の増加、少なくとも75%の増加、少なくとも80%の増加、少なくとも85%の増加、少なくとも90%の増加または少なくとも95%の増加を有する(またはそれを有する赤血球系の集団への例えばインビボでの分化能を有する)。実施形態において、細胞の集団は、例えば本明細書に記載されるとおりの1つまたは複数のgRNA分子が細胞に導入されていない同様の細胞の集団と比べてF細胞の10〜90%、20%〜80%、20%〜70%、20%〜60%、20%〜50%、20%〜40%、20%〜30%、25%〜80%、25%〜70%、25%〜60%、25%〜50%、25%〜40%、25%〜35%、25%〜30%、30%〜80%、30%〜70%、30%〜60%、30%〜50%、30%〜40%、または30%〜35%の増加を有する(またはそれを有する赤血球系の集団への例えばインビボでの分化能を有する)。実施形態において、細胞の集団、例えば本明細書に記載される方法によって作製されるとおりの細胞の集団は、それを必要としている患者に例えば治療有効量で導入したとき、前記患者の異常ヘモグロビン症、例えば本明細書に記載されるとおりのもの、例えば鎌状赤血球症および/またはβサラセミアを治療するのに十分な数の細胞および/または十分な%F細胞の増加を含む。実施形態において、F細胞の増加は、例えば本明細書に記載されるとおりの赤血球系分化アッセイで計測されるとおりである。
本明細書に記載される実施形態および態様のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明は、例えば、本明細書に記載されるgRNA、方法および/またはCRISPRシステムのいずれかによって修飾されるとおりの、1細胞当たり少なくとも6ピコグラムの胎児ヘモグロビンを産生するF細胞を含む細胞、例えば細胞の集団に関する。実施形態において、F細胞は1細胞当たり少なくとも7ピコグラムの胎児ヘモグロビンを産生する。実施形態において、F細胞は1細胞当たり少なくとも8ピコグラムの胎児ヘモグロビンを産生する。実施形態において、F細胞は1細胞当たり少なくとも9ピコグラムの胎児ヘモグロビンを産生する。実施形態において、F細胞は1細胞当たり少なくとも10ピコグラムの胎児ヘモグロビンを産生する。実施形態において、F細胞は1細胞当たり平均6.0〜7.0ピコグラム、7.0〜8.0、8.0〜9.0、9.0〜10.0、10.0〜11.0、または11.0〜12.0ピコグラムの胎児ヘモグロビンを産生する。
前述の実施形態のいずれかにおける実施形態を含め、実施形態において、本発明の細胞および/または細胞の集団は、Cas9分子をコードする核酸を含まない細胞を含む、例えばそれからなる。
治療方法
送達タイミング
ある実施形態において、本明細書に記載されるCasシステムの成分、例えばCas9分子成分および/またはgRNA分子成分以外の1つ以上の核酸分子(例えば、DNA分子)が送達される。ある実施形態において、核酸分子は、Casシステムの成分の1つ以上が送達されるのと同時に送達される。ある実施形態において、核酸分子は、Casシステムの成分の1つ以上が送達される前またはその後(例えば、約30分、1時間、2時間、3時間、6時間、9時間、12時間、1日、2日、3日、1週、2週間、または4週間未満)に送達される。ある実施形態において、核酸分子は、Casシステムの成分の1つ以上、例えば、Cas9分子成分および/またはgRNA分子成分が送達されるのと異なる手段によって送達される。核酸分子は、本明細書に記載される送達方法のいずれかによって送達することができる。例えば、核酸分子はウイルスベクター、例えば組込み欠損レンチウイルスによって送達することができ、かつCas9分子成分および/またはgRNA分子成分はエレクトロポレーションによって送達することができ、これにより例えば、核酸(例えば、DNA)によって引き起こされる毒性を低減することができる。ある実施形態において、核酸分子は治療用タンパク質、例えば、本明細書に記載されるタンパク質をコードする。ある実施形態において、核酸分子はRNA分子、例えば、本明細書に記載されるRNA分子をコードする。
成分のバイモーダル送達または差次的送達
Casシステムの成分、例えばCas9分子成分およびgRNA分子成分を別々に送達する、より詳細には成分を異なる様式で送達すると、例えば組織特異性および安全性が改善されるため、パフォーマンスを増進させることができる。ある実施形態において、Cas9分子およびgRNA分子は、異なる様式により、または本明細書においてときに差次的様式と称されるとおり送達される。異なる様式または差次的様式とは、本明細書で使用されるとき、対象成分分子、例えば、Cas9分子、gRNA分子、鋳型核酸、またはペイロードに異なる薬力学的または薬物動態学的特性を付与する送達様式を指す。例えば、送達様式は、例えば、選択されたコンパートメント、組織、または臓器に異なる組織分布、異なる半減期、または異なる時間分布をもたらし得る。
幾つかの送達様式、例えば、細胞、または細胞の子孫において例えば自己複製または細胞核酸への挿入によって持続する核酸ベクターによる送達は、成分のより持続的な発現および存在をもたらす。例としては、ウイルス送達、例えばアデノ随伴ウイルスまたはレンチウイルス送達が挙げられる。
例として、成分、例えばCas9分子およびgRNA分子は、身体、または特定のコンパートメント、組織もしくは臓器における送達された成分がもたらす半減期または持続性の点で異なる様式によって送達することができる。ある実施形態において、gRNA分子は、かかる様式によって送達することができる。Cas9分子成分は、持続性がより低い、または身体または特定のコンパートメントもしくは組織もしくは臓器へのその曝露量がより低い様式によって送達することができる。
より一般的には、ある実施形態において、第1の送達様式を用いて第1の成分が送達され、および第2の送達様式を用いて第2の成分が送達される。第1の送達様式は第1の薬力学的または薬物動態学的特性を付与する。第1の薬力学的特性は、例えば、身体、コンパートメント、組織または臓器における成分または成分をコードする核酸の分布、持続性、または曝露量であり得る。第2の送達様式は第2の薬力学的または薬物動態学的特性を付与する。第2の薬力学的特性は、例えば、身体、コンパートメント、組織または臓器における成分または成分をコードする核酸の分布、持続性、または曝露量であり得る。
ある実施形態において、第1の薬力学的または薬物動態学的特性、例えば、分布、持続性または曝露量は、第2の薬力学的または薬物動態学的特性よりも限定的である。
ある実施形態において、第1の送達様式は、薬力学的または薬物動態学的特性、例えば、分布、持続性または曝露量を最適化する、例えば最小限に抑えるように選択される。
ある実施形態において、第2の送達様式は、薬力学的または薬物動態学的特性、例えば、分布、持続性または曝露量を最適化する、例えば最大化するように選択される。
ある実施形態において、第1の送達様式は、比較的持続性の高いエレメント、例えば核酸、例えばプラスミドまたはウイルスベクター、例えばAAVまたはレンチウイルスの使用を含む。かかるベクターは比較的持続性が高いため、それから転写された産物は比較的持続性が高いものとなり得る。
ある実施形態において、第2の送達様式は、比較的一過性のエレメント、例えばRNAまたはタンパク質を含む。
ある実施形態において、第1の成分はgRNAを含み、および送達様式は比較的持続性が高く、例えばgRNAはプラスミドまたはウイルスベクター、例えばAAVまたはレンチウイルスから転写される。これらの遺伝子の転写は、遺伝子がタンパク質産物をコードせず、かつgRNAは単独では作用できないため、生理学的影響がほとんどないものであり得る。第2の成分、Cas9分子は一過性方式で、例えばmRNAとして、またはタンパク質として送達され、完全なCas9分子/gRNA分子複合体が短期間のみ存在して活性であることが確実にされる。
さらに、成分を異なる分子型でまたは互いに相補的な異なる送達ベクターによって送達することにより、安全性および組織特異性を増進させることができる。
差次的送達様式を用いると、パフォーマンス、安全性および有効性を増進させることができる。例えば、最終的なオフターゲット修飾の可能性を低下させることができる。免疫原性成分、例えばCas9分子を持続性の低い様式で送達すると、細菌由来のCas酵素からのペプチドはMHC分子によって細胞の表面上に提示されるため、免疫原性が低下し得る。2パート送達システムはこのような欠点を緩和することができる。
差次的送達様式を用いて、異なる、しかしオーバーラップする標的領域に成分を送達することができる。標的領域のオーバーラップ外での活性複合体の形成は最小限に抑えられる。したがって、ある実施形態において、第1の成分、例えばgRNA分子が、第1の空間分布、例えば組織分布をもたらす第1の送達様式によって送達される。第2の成分、例えばCas9分子が、第2の空間分布、例えば組織分布をもたらす第2の送達様式によって送達される。ある実施形態において、第1の様式は、リポソーム、ナノ粒子、例えばポリマーナノ粒子、および核酸、例えばウイルスベクターから選択される第1のエレメントを含む。第2の様式は、この群から選択される第2のエレメントを含む。ある実施形態において、第1の送達様式は第1の標的化エレメント、例えば細胞特異的受容体または抗体を含み、第2の送達様式はそのエレメントを含まない。ある実施形態において、第2の送達様式は第2の標的化エレメント、例えば第2の細胞特異的受容体または二次抗体を含む。
Cas9分子がウイルス送達ベクター、リポソーム、またはポリマーナノ粒子で送達されるとき、単一組織のみの標的化が所望され得る場合に複数の組織に送達されて治療活性が生じる可能性がある。2パート送達系はこの難題を解消し、組織特異性を増進させることができる。gRNA分子およびCas9分子が、異なるが重複もある組織向性を有する別々の送達媒体にパッケージングされる場合、完全に機能性の複合体は、両方のベクターによって標的化される組織においてのみ形成される。
候補Cas分子、例えばCas9分子、候補gRNA分子、候補Cas9分子/gRNA分子複合体、および候補CRISPRシステムは、当該技術分野において公知の方法により、または本明細書に記載されるとおり評価することができる。例えば、Cas9分子のエンドヌクレアーゼ活性を評価する例示的方法が、例えば、Jinek el al.,SCIENCE 2012;337(6096):8 16−821に記載されている。
実施例1
ガイド選択および設計
目的の領域内にあるPAMを同定するため、インシリコでヒト参照ゲノムおよびユーザー定義による目的のゲノム領域(例えば、遺伝子、遺伝子のエクソン、非コード調節領域等)を使用して初期ガイド選択を実施した。同定されたPAMの各々について分析を実施し、統計が報告された。例えば、本明細書に記載されるとおり、効率および有効性を決定するための幾つもの方法に基づきgRNA分子をさらに選択し、順位付けした。
本実施例全体を通じて、以下の実験では、sgRNA分子またはdgRNA分子のいずれかを使用した。特に指示がない限り、dgRNA分子を使用した場合、gRNAは以下を含む。
crRNA:[標的化ドメイン]−[配列番号6607]
tracr(trRNA):配列番号6660
特に指示がない限り、sgRNA分子を用いる実験では、以下の配列を使用した。
[標的化ドメイン]−[配列番号6601]−UUUU
特に指示がない限り、「BC」と表示されるsgRNA分子を用いる実験では、以下の配列を使用した。
[標的化ドメイン]−[配列番号6604]−UUUU
一次ガイドスクリーニングのためのHEK−293_Cas9GFP細胞のトランスフェクション
標的特異的crRNAの一次スクリーニングには、Cas9GFPを発現するHEK293細胞(HEK−293_Cas9GFP)のトランスフェクションを用いた。この例では、例えば本明細書に記載されるとおりのインシリコオフターゲット検出を含む定義された基準を用いて一次スクリーニング用に標的特異的crRNAを設計し、選択した。選択されたcrRNAを化学的に合成し、96ウェルフォーマットで送達した。HEK−293−Cas9GFP細胞に標的crRNAをストックtrRNAと1:1比でトランスフェクトした。トランスフェクションは、製造者のプロトコル(Lipofectamine 2000、Life Technologies)に従いリポフェクション技術を用いて媒介した。リポフェクション後24時間でトランスフェクト細胞を溶解させて、ライセート中でT7E1アッセイおよび/または次世代シーケンシング(NGS;以下)によって編集(例えば、切断)を検出した。
T7E1アッセイ
T7E1アッセイを用いて、Cas9によるDNA切断後の非相同末端結合(NHEJ)によって作り出された挿入、欠失および置換などのゲノムDNAの突然変異イベントを検出した(Cho et al.,「Cas9 RNA誘導型エンドヌクレアーゼによるヒト細胞の標的ゲノムエンジニアリング(Targeted genome engineering in human cells with the Cas9 RNA−guided endonuclease)」.Nature Biotechnology.2013;31,230−232を参照されたい)。
CRISPR/Cas9によって切断の標的となったゲノムDNA領域をPCR増幅し、95℃で10分間変性させて、次に95℃から25℃まで0.5℃/秒で降下させることによりリアニールした。増幅領域内に突然変異が存在した場合、そのDNAを組み合わせてヘテロ二重鎖を形成した。次にリアニールしたヘテロ二重鎖をT7E1(New England Biolabs)によって37℃で25分間またはそれを超えて消化した。T7E1エンドヌクレアーゼはDNAミスマッチ、ヘテロ二重鎖およびニック入りの二本鎖DNAを認識して、それらの部位に二本鎖切断を作成する。得られたDNA断片を、フラグメントアナライザーを用いて分析し、定量化して切断効率を決定した。
次世代シーケンシング(NGS)ならびにオンターゲット切断効率およびインデル形成に関する分析
ゲノムにおける標的位置の編集(例えば、切断)効率を決定するため、ディープシーケンシングを利用して、非相同末端結合によって導入された挿入および欠失の存在を同定した。
初めに標的部位に関するPCRプライマーを設計し、目的のゲノム範囲をPCR増幅した。製造者のプロトコル(Illumina)に従いさらなるPCRを実施して、シーケンシングに必要な化学基を加えた。次にIllumina MiSeq機器でアンプリコンをシーケンシングした。次に、低品質スコアを有するものを除去した後、リードをヒト参照ゲノム(例えば、hg38)とアラインメントした。参照ゲノムにマッピングしたリードを含む得られたファイル(BAMファイル)から、目的の標的領域とオーバーラップするリードを選択し、野生型リードの数に対する挿入または欠失を含むリードの数を計算した。次に編集率パーセンテージを、野生型を含めたリードの総数に対する、挿入または欠失を有するリードの総数として定義した。編集によって生じた挿入および/または欠失パターンを決定するため、インデルを含むアラインメントされたリードを選択し、所与のインデルを含むリードの数を合計した。次にこの情報をリストとして表示すると共に、各インデルの頻度を表すヒストグラムの形式で視覚化した。
RNP作成
Cas9タンパク質にcrRNAおよびtrRNAを加えると活性Cas9 リボ核タンパク質複合体(RNP)が形成され、これはcrRNAによって指定される標的領域への結合および標的ゲノムDNAの特異的切断を媒介する。trRNAおよびcrRNAをCas9に負荷することによってこの複合体を形成した。これはCas9にコンホメーション変化を引き起こし、Cas9によるdsDNAへの結合および切断が可能になるものと考えられる。
crRNAおよびtrRNAを別々に95℃で2分間変性させ、室温に戻した。Cas9タンパク質(10mg/ml)を5×CCE緩衝液(20mM HEPES、100mM KCl、5mM MgCl、1mM DTT、5%グリセロール)に加え、次にそこにtrRNAおよび様々なcrRNAを(別個の反応で)加え、37℃で10分間インキュベートすると、それにより活性RNP複合体が形成された。この複合体をエレクトロポレーションおよび他の方法によってHEK−293およびCD34+造血細胞を含めた多様な細胞に送達した。
CD34+ HSCへのRNPの送達
CD34+ HSCにCas9 RNPを送達した。
CD34+ HSCを解凍し、IL12、SCF、TPO、Flt3Lおよびペニシリン/ストレプトマイシンを添加したStemSpan SFEM(StemCell Technologies)培地で一晩培養した(約500,000細胞/ml)。約90,000細胞をアリコートに分け、それぞれのRNP送達反応毎にペレット化した。次に細胞を60μl P3ヌクレオフェクション緩衝液(Lonza)に再懸濁し、続いてそこに活性RNPを加えた。次にトリプリケート(20μL/エレクトロポレーション)でHSCをエレクトロポレートした(例えば、Lonza NucleofectorのプログラムCA−137を使用してヌクレオフェクションした)。エレクトロポレーション後直ちにHSCにStemSpan SFEM培地(IL12、SCF、TPO、Flt3Lおよびペニシリン/ストレプトマイシン含有)を加え、これを少なくとも24時間培養した。次にHSCを回収し、T7E1、NGS、および/または表面マーカー発現分析に供した。
HSC機能アッセイ
CD34+ HSCは、フローサイトメトリーまたはインビトロコロニー形成アッセイなど、既知の技法を用いて幹細胞表現型に関してアッセイし得る。例として、製造者のプロトコルを用いたMethocult H4034 Optimumキット(StemCell Technologies)を使用するインビトロコロニー形成アッセイ(CFC)により、細胞をアッセイした。簡潔に言えば、1〜1.25ml methocultに≦100ul容積中の500〜2000個のCD34+細胞を加える。この混合物を4〜5秒間激しくボルテックスして完全に混合し、次に室温に少なくとも5分間放置した。シリンジを使用して1〜1.25mlのMethoCult+細胞を35mmディッシュまたは6ウェルプレートのウェルに移した。12〜14日後に製造者のプロトコルに従いコロニーの数および形態を評価した。
インビボ異種移植
HSCは、機能的には、その自己複製能力により、および多系統分化について定義される。この機能性はインビボでのみ評価することができる。ヒトHSC機能を決定する際のゴールドスタンダードは、一連の突然変異によって重度免疫不全となり、したがってヒト細胞のレシピエントとしての役割を果たすことができるNOD−SCIDγマウス(NSG)への異種移植によるものである。編集後のHSCがNSGマウスに移植され、誘導された編集がHSC機能に影響しないことを検証し得る。毎月の末梢血分析を用いてヒトキメラ状態および系統発達を評価し、20週後の二次移植を用いて機能性HSCの存在を確立し得る。
結果
T7E1(「T7」)および/またはNGSによってアッセイしたときの、本明細書に記載されるgRNA分子(例えば、上記に記載されるとおりのdgRNA分子)を用いたHEK293_Cas9GFP細胞における編集の結果は、図1(+58 BCL11aエンハンサー領域に対するgRNA分子)および図2(+62 BCL11aエンハンサー領域に対するgRNA分子)、ならびに以下の表に指示されるとおり要約される。CD34+ HSPCにおける平均編集率は、例えば、以下の表10(+58 BCL11aエンハンサー領域に対するgRNA分子)、表11(+62 BCL11aエンハンサー領域に対するgRNA分子)、表12B(+55 BCL11aエンハンサー領域に対するgRNA分子)、および表13(フランス型HPFH領域に対するgRNA分子)に報告される。T7E1アッセイ結果を報告する場合、「2」は高効率切断を示し、「1」は低効率切断を示し、および「0」は切断がないことを示す。一般に、T7E1結果は、NGSによってアッセイされる定量的切断と相関する。上位15個のgRNA(CD34+細胞における最も高い%編集率によって順位付けしたとき)を図11(+58 BCL11aエンハンサー領域)および図12(+62 BCL11aエンハンサー領域)に示す。
上記の実験後、同じガイドRNA分子をHEK−293−Cas9細胞およびCD34+細胞の両方において、新規に設計したNGS分析用プライマーの組を用いてトリプリケートで再び試験した。結果は以下の表12Bに報告する。
BCL11aエンハンサー部位におけるゲノム編集
BCL11aの+58または+62赤血球系エンハンサー領域内のゲノムDNAに特異的な標的化ドメインを含有する合成sgRNA分子を注文した。図5は、sgEH1〜sgEH9と命名した、sgRNAによって標的化されるゲノムDNAを示す。
sgEH1標的化ドメイン(CR00276):AUCACAUAUAGGCACCUAUC(配列番号212)
sgEH2標的化ドメイン(CR00275):CACAGUAGCUGGUACCUGAU(配列番号211)
sgEH8標的化ドメイン(CR00273):CAGGUACCAGCUACUGUGUU(配列番号209)
sgEH9(CR00277)標的化ドメイン:UGAUAGGUGCCUAUAUGUGA(配列番号213)
Cas9と予め複合体化したsgEH[X]を含有するRNPをCD34+骨髄細胞(Lonzaに注文した骨髄CD34+細胞、カタログ番号2M−101C、ロット番号466977、30y、F、B(96.8%))にエレクトロポレーション(NEONエレクトロポレーター)を用いて導入した。T7E1およびNGSを用いてCD34+幹細胞で切断を決定した。結果は図6A〜図6Dに要約し、これらの図は、4つの実験(2人の異なるドナーから2つの実験)にわたる総合的なインデル形成、ならびに上位のインデルパターンを示す。sgEH1、2および9は、切断を高効率で導く能力があった。
意外にも、異なるドナー由来の細胞を用いる実験を含め、複数の実験にわたってインデルパターンが一定のままであったことが分かった(図6A〜図6Dを参照されたい)。すなわち、各gRNAが一定のインデル形成パターンをもたらした。同様に欠失も、切断部位近傍のマイクロホモロジー領域と関係があるように見えた。
この現象をさらに調べるため、BCL11a遺伝子座に対するgRNAを設計し、異なる生体試料ならびに異なる送達方法、およびgRNA足場を用いて試験した。この実験には、以下の標的化ドメインを含むgRNAを使用した。
G7(g7とも称される)標的化ドメイン:GUGCCAGAUGAACUUCCCAU(配列番号2016)(例えば、配列番号1191の3’20nt)
G8(g8とも称される)標的化ドメイン:CACAAACGGAAACAAUGCAA(配列番号2017)(例えば、配列番号1186の3’20nt)
最初の実験では、2つの異なる生体試料にわたってg7およびg8を試験した。図7に示すとおり、各gRNAについて上位3つの最も高頻度に見られるインデルのパターンは同一であった。次に、G7およびG8標的化ドメインを含むgRNA分子を異なるtracrRNA成分で試験した。前の実験では、配列番号6601と、続く−UUUUをgRNA標的化ドメインに直接付加してsgRNAを形成した。次の実験セットでは、配列番号6604と、続く−UUUUをg7およびg8のgRNA標的化ドメインに直接付加して、異なる足場を有するsgRNA分子(g7BCまたはg8BCと呼ばれるgRNA)を作った。図8に示すとおり、異なるsgRNA足場を使用した場合でもインデルパターンは一定のままであった。最後に、異なる送達方法を用いてインデルパターンを比較した。RNPエレクトロポレーションを用いるか、またはg7をコードするプラスミドのLipofectamine 2000を用いた送達によるかのいずれかの293細胞へのg7の送達を調べ、結果を図9に報告した。示されるとおり、インデルパターンは同じままであった。総合すると、これらの結果は、インデルパターン形成が配列依存的であることを強く示唆している。切断が大規模欠失および/またはフレームシフト欠失をもたらす場合の配列を標的とするgRNA分子は、機能喪失に有益であり得る。
複数のガイドによる切り出し
上記のG7およびg8は、近接部位のゲノムDNAを標的とする(PAM配列はBCL11a遺伝子内で互いから50ヌクレオチド以内にある)。2つの近接部位を同時に標的化する効果を調べるため、G7の標的化ドメインを有するgRNAを含むRNPならびにG8の標的化ドメインを有するgRNAを含むRNPでCD34+細胞をトランスフェクトした。切断効率およびインデルパターンをNGSによって評価した。図10に示すとおり、主要なインデルは、2つのgRNA結合部位間のヌクレオチドの欠失である。これらの結果は、近接して結合する複数の、例えば2つのガイドを使用して、それらの2つの結合部位間にあるDNAの切り出しを達成し得ることを実証している。
CD34+幹細胞におけるゲノム編集
CD34+初代造血幹細胞でBCL11a遺伝子座におけるゲノム編集を実証した。簡潔に言えば、製造者の指示に従い免疫選択(Miltenyi)を用いて成人ドナー由来のG−CSF動員末梢血(AllCells)からCD34+細胞を単離した。細胞ゲーティングは図3に示す。細胞をアリコートに分けて凍結保存した。解凍した細胞を2×10/mlでSFEM(StemCell Technologies)+1×抗生物質/抗真菌薬+各50ng/mlのサイトカイン(TPO、FLT3L、IL6およびSCF)+500nM化合物4に播種し、加湿インキュベーターにおいて37℃、5%CO2で5日間培養した。5日後の細胞濃度は1×10/mlであった。
各150ngのCas9(Genscript #265425−7)およびsgRNA(TriLink、sgBCL11A_7標的化ドメイン(すなわちg7の標的化ドメイン):

を含む)からなるプレインキュベートしたRNP複合体を2×10細胞に加え、製造者のプロトコルに従いNeonシステム(Lifetechnologies)でパルスパラメータ:1600V、20ms、1パルスを用いてエレクトロポレートした。デュプリケートのエレクトロポレーションを実施した。RNP複合体の非存在下でモックエレクトロポレーションも実施した。エレクトロポレーション後、細胞を1ml培地に播種して一晩回復させた。
エレクトロポレーションの翌日、未選別の培養物の1/20をSFEM(StemCell Technologies)+1×抗生物質/抗真菌薬+各50ng/mlのTPO、FLT3L、IL6、SCF、IL3およびGCSFに6日間播種した。残りの細胞はヒトCD34およびヒトCD90に対する抗体で染色し、フローサイトメトリーによってCD34+CD90+およびCD34+CD90−集団を選別した。CD34+CD90+細胞は、免疫不全マウスにおける長期多系統生着によって定義付けられるとおり、造血幹細胞を含有することが知られている(Majeti et al.2007 Cell Stem Cell 1,635−645を参照されたい)。選別用に選択した細胞集団は、図3の代表的なドットプロットにゲートによって指示する。選別した細胞をSFEM(StemCell Technologies)+1×抗生物質/抗真菌薬+各50ng/mlのTPO、FLT3L、IL6、SCF、IL3およびGCSFで6日間培養し、6日経った時点でゲノム編集分析のため全ての培養物を回収した。
回収した細胞からゲノムDNAを精製し、以下のプライマー:BCL11A−7 F、gcttggctacagcacctctga(配列番号2018);BCL11A−7 R、ggcatggggttgagatgtgct(配列番号2019)で標的領域を増幅した。PCR産物を変性させてリアニーリングし、続いて製造者の推奨に従いT7E1(New England Biolabs)と共にインキュベートした。次にこの反応物をアガロースゲル電気泳動によって分析した(図4)。上側のバンドは切断されていないホモ二重鎖DNAを表し、下側のバンドはヘテロ二重鎖DNAから生じた切断産物を示す。一番左寄りのレーンはDNAラダーである。バンド強度はImageJソフトウェアによる未処理画像のピーク積分によって計算した。%遺伝子修飾(インデル)は以下のとおり計算した:%遺伝子修飾=100×(1−(1−切断割合)1/2)、ゲルの対応する各レーンの下に示す。
結果は図4に示す。造血幹細胞を含有するCD34+CD90+集団の遺伝子編集効率はCD34+CD90−細胞または未選別と均等であった。これらの実験は、HSCがさらに富化されているCD34+ HSPCおよびCD34+CD90+細胞で遺伝子編集を達成し得ることを実証している。
実施例3.成人赤血球系細胞における胎児グロビン発現の抑制を解除するためのCRISPR−Cas9を用いた造血幹細胞・前駆細胞(HSPC)におけるBCL11A赤血球系エンハンサー編集
方法:
ヒトCD34細胞培養。ヒト骨髄CD34細胞をAllCells(カタログ番号:ABM017F)またはLonza(カタログ番号:2M−101C)のいずれかから購入し、50ng/mLのトロンボポエチン(Tpo、Peprotech;カタログ番号300−18)、50ng/mLのヒトFlt3リガンド(Flt−3L、Peprotech;カタログ番号300−19)、50ng/mLのヒト幹細胞因子(SCF、Peprotech;カタログ番号300−07)、ヒトインターロイキン−6(IL−6、Peprotech;カタログ番号200−06)、1%L−グルタミン;2%ペニシリン/ストレプトマイシン、および化合物4(0.75μM)を補足したStemSpan SFEM(StemCell Technologies;カタログ番号09650)を用いて2〜3日間増殖させた。2〜3日間増殖させた後、培養物をAllCellsから購入した出発細胞数と比べて2倍〜3倍およびLonzaからのと比べて1倍〜1.5倍に増殖させた。本明細書に記載されるとおりのCRISPR/Casシステムの導入前および導入後の両方を含め、全てのCD34+増殖ステップについてこれらの培養条件を用いた。
Cas9およびガイドRNAリボ核タンパク質(RNP)複合体のアセンブリ、HSCの調製、およびHSCへのRNPのエレクトロポレーション。Cas9−ガイドRNAリボ核タンパク質複合体(RNP)はエレクトロポレーションの直前に調製した。デュアルガイドRNA(dgRNA)を用いるRNPの形成については、初めに各3μgのcrRNA(2.24μL中)およびtracr(1.25μL中)を別個のチューブにおいて95℃で2分間変性させて、次に室温に冷却した。Cas9タンパク質の調製のため、7.3μgのCAS9タンパク質(1.21μL中)を0.52μLの5×CCE緩衝液(20mM HEPES、100mM KCL、5mM MgCL2、5%グリセロールおよび新たに添加した1mM DTT)と混合した。初めにTracrをCas9調製物と混合し、37℃で5分間インキュベートした。次にcrRNAをTracr/CAS9複合体に加え、37℃で5分間インキュベートした。200×gで15分間遠心することによりHSCを回収し、Neonエレクトロポレーションキット(Invitrogen;カタログ番号:MPK1096)に付属するT緩衝液中に2×10/mLの細胞密度で再懸濁した。RNPを12μLの細胞と上下に3回穏やかにピペッティングすることによって混合した。シングルガイドRNA(sgRNA)およびCas9複合体の調製には、2.25μg sgRNA(1.5μL中)を2.25μg Cas9タンパク質(3μL中)と混合し、室温で5分間インキュベートした。次にsgRNA/Cas9複合体を10.5μLの2×10/mL細胞と上下に数回穏やかにピペッティングすることによって混合し、室温で2分間インキュベートした。RNP/細胞混合物(10μL)をNeonエレクトロポレーションプローブに移した。Neonトランスフェクションシステム(Invitrogen;MPK5000S)で1700ボルト/20ミリ秒および1パルスを用いてエレクトロポレーションを実施した。エレクトロポレーション後、上記に記載したとおりの成長因子およびサイトカインを補足した0.5mLの予め温めたStemSpan SFEM培地に細胞を移し、37℃で2日間培養した。
ゲノムDNA調製。エレクトロポレーションの48時間後、編集済みおよび未編集HSCからゲノムDNAを調製した。10mMトリス−HCL、pH8.0;0.05%SDSおよび25μg/mLの新たに添加したプロテアーゼK中に細胞を溶解させ、37℃で1時間インキュベートした後、85℃で15分間さらにインキュベートしてプロテアーゼKを不活性化した。
T7E1アッセイ。HSCの編集効率を決定するため、T7E1およびアッセイを実施した。Phusion Hot Start II High−Fidelityキット(Thermo Scientific;カタログ番号:F−549L)を以下のサイクル条件で用いてPCRを実施した:98℃で30秒;98℃で5秒、68℃で20分、72℃で30秒を35サイクル;72℃で5分。以下のプライマーを使用した:フォワードプライマー:5’−AGCTCCAAACTCTCAAACCACAGGG−3’(配列番号2001)およびリバースプライマー:5’−TACAATTTTGGGAGTCCACACGGCA−3’(配列番号2002)。以下の条件を用いてPCR産物を変性させてリアニーリングした:95℃で5分、−2℃/sで95〜85℃、−0.1℃/sで85〜25℃、4℃で保持。アニーリング後、10μLの上記のPCR産物に1μLのミスマッチ高感受性T7 E1ヌクレアーゼ(NEB、カタログ番号M0302L)を加え、37℃で15分間さらにインキュベートしてヘテロ二重鎖を消化し、得られたDNA断片をアガロースゲル(2%)電気泳動によって分析した。編集効率はImageJソフトウェア(http://rsb.info.nih.gov/ij/)を用いて定量化した。
次世代シーケンシング(NGS)。編集効率ならびに挿入および欠失(インデル)のパターンをより正確に決定するため、PCR産物を次世代シーケンシング(NGS)に供した。Titanium Taq PCRキット(Clontech Laboratories;カタログ番号:639210)を以下のサイクル条件で使用してPCRをデュプリケートで実施した:98℃で5分;95℃で15秒、68℃で15秒、72℃で1分を30サイクル;72℃で7分。以下のプライマーを使用した:フォワードプライマー:5’−AGCTCCAAACTCTCAAACCACAGGG−3’(配列番号2001)およびリバースプライマー:5’−TACAATTTTGGGAGTCCACACGGCA−3’(配列番号2002)。PCR産物を2%アガロースゲル電気泳動によって分析し、ディープシーケンシングにかけた。
HSPC培養物のフローサイトメトリー分析。HSPCをフローサイトメトリーに供して幹細胞および前駆細胞集団を特徴付けた。細胞培養物のアリコートでゲノム編集前および編集後のCD34、CD34CD90細胞サブセットのパーセンテージを決定した。0.5%BSAを補足したPBSを含有する染色緩衝液中、抗CD34(BD Biosciences、カタログ番号555824)、抗CD90(Biolegend、カタログ番号328109)と共に細胞を暗所下4℃で30分間インキュベートした。細胞生存率は7AADによって決定する。細胞を染色緩衝液で洗浄し、FACSCanto(Becton Dickinson)で多色FACS分析を実施した。Flowjoを用いてフローサイトメトリー結果を分析し、データは全細胞集団に対するパーセントCD34、CD34CD90として提示した。培養物中の各細胞型集団の絶対数は、細胞の総数に各集団のパーセンテージを乗じることにより計算した。
インビトロ赤血球新生およびHbF含有赤血球系細胞に関するFACS分析。エレクトロポレーションの48時間後、ゲノム編集したHSCをインビトロ赤血球系分化に供した。簡潔に言えば、330μg/mLヒトホロトランスフェリン(Sigma、カタログ番号T0665)、10μg/mL組換えヒトインスリン(Sigma、カタログ番号I3536)、2IU/mLヘパリン(Sigma、カタログ番号H3149)、5%ヒト血漿(Sigma、カタログ番号P9523)、3IU/mLヒトエリスロポエチン(R&D、カタログ番号287−TC)、1%L−グルタミン、および2%ペニシリン/ストレプトマイシンを補足したIMDM(Invitrogen、カタログ番号31980−097)からなる赤血球系分化培地(EDM)中において編集済みHSCを培養した。培養0〜7日目の間、EDMには、10−6Mヒドロコルチゾン(Sigma、カタログ番号H0888)、100ng/mLヒトSCF(Peprotech、カタログ番号300−07)、および5ng/mLヒトIL−3(Peprotech、カタログ番号200−03)を7日間にわたってさらに補足した。培養7〜11日目の間、EDMには100ng/mLのヒトSCFのみを補足した。培養11〜21日目の間、EDMに追加の補足はしない。培養7、14および21日目、細胞(2〜10×10)をHbF発現に関して細胞内染色によって分析した。簡潔に言えば、350×gで5分間遠心することによって細胞を回収し、染色緩衝液(Biolegend、カタログ番号420201)で1回洗浄した。細胞を0.5mLの固定化緩衝液(Biolegend、カタログ番号420801)で固定化し、350×gで5分間遠心することによって2mLの1×細胞内染色・透過処理・洗浄緩衝液(Biolegend、カタログ番号421002)で3回洗浄した。次に、100μLの1×細胞内染色・透過処理・洗浄緩衝液中、細胞を5μLの抗HbF抗体(Life technologies、カタログ番号MHFH01)と共に室温で20分間インキュベートした。細胞を2mLの1×細胞内染色・透過処理・洗浄緩衝液で2回洗浄し、200μL染色緩衝液中に再懸濁して、FACS Canto(Becton Dickinson)でHbF発現に関して分析した。Flowjoを用いて結果を分析し、データは全細胞集団中のHbF陽性細胞(F−細胞)の%として提示した。
遺伝子発現アッセイ。RNeasy miniキット(Qiagen、カタログ番号74104)を使用したRNAの精製に、約1×10細胞を使用した。qScript cDNA合成キット(Quanta、カタログ番号95047−500)を使用した第1鎖合成に、200〜400ngのRNAを使用した。供給者のプロトコルに従いTaq−Man Fast Advance PR Mix(Life technologies、カタログ番号4444963)およびGAPDH(Life technologies、ID番号Hs02758991_g1)、HbB(Life technologies、ID番号:Hs00747223_g1)、HbG2/HbG1(Life technologies、ID番号Hs00361131_g1)およびBCL11A(Life technologies、ID番号:Hs01093197_m1)を使用してTaq−man PCRを実施した。各遺伝子の相対発現はGAPDH発現に対して正規化した。
コロニー形成単位細胞アッセイ。コロニー形成単位(CFU)アッセイのため、SCF、GM−CSF、IL−3、およびエリスロポエチンを含有するMethocult H4434メチルセルロース培地(StemCell Technologies)にデュプリケートで1.1mL Methocult/35mmディッシュ当たり300細胞をプレーティングした。Methocultにペニシリン/ストレプトマイシンを添加した。培養ディッシュを加湿インキュベーターにおいて37℃でインキュベートした。プレーティング後14日目に、StemVision(StemCell Technologies)を使用してプレート全体の画像を撮ることにより、少なくとも30細胞を含有するコロニーをカウントした。次に、コロニーの総数、CFU−GEMM(顆粒球、赤血球、マクロファージ、巨核球)、CFU−GM(顆粒球、マクロファージ)、CFU−M(マクロファージ)、CFU−E(赤血球)およびBFU−E(赤芽球バースト形成細胞)の数をStemVision画像分析ソフトウェアでカウントし、StemVisionコロニーマーカーソフトウェアを使用して手動で確認した。
インビボ生着試験。インビボ生着試験はIACUCの承認を得たプロトコル下で行われる。30,000出発細胞と均等なゲノム編集済みHSCの最終培養物の一部を亜致死的に照射された(200cGY)6〜8週齢NSGマウスに尾静脈から静脈内注射する。生着は照射後24時間以内に実施する。生着は、抗ヒトCD45および抗マウスCD45抗体を使用した、注射後4、8、および12週間で採取した血液のフローサイトメトリー分析によってモニタする。移植後13週間でマウスを犠牲にし、フローサイトメトリーおよびコロニー形成細胞単位アッセイによる分析のため、骨髄、脾臓および胸腺を採取する。二次生着については、各レシピエントマウスの骨髄の50%を1匹の亜致死的に照射された二次NSGマウスに移植する。生着は、抗ヒトCD45および抗マウスCD45抗体を用いた汎白血球マーカーCD45を使用した、注射後4、8、および12週間で採取した血液のフローサイトメトリー分析によってモニタする。移植15週間後、二次マウスから骨髄および脾臓を摘出し、フローサイトメトリーおよびコロニー形成細胞単位アッセイによって分析した。
結果:
理論によって拘束されるものではないが、HSCのBCL11A赤血球系エンハンサーを標的化して遺伝子破壊すると、赤血球系細胞系統におけるBCL11Aの発現が選択的に下方制御され、γ−グロビン発現の抑制が解除されて、HbFタンパク質の含有量が高い赤血球細胞であるF−細胞の産生が可能になると考えられる。高いHbFは脱酸素化条件下で赤血球細胞の鎌状化を防ぎ、β−サラセミアおよびSCDの両方の患者に治療効果/治癒効果があり得る。エキソビボでゲノム編集したSCD患者由来のHSCによる自家造血幹細胞移植(HSCT)はまた、幹細胞増殖の増進技術、例えばアリール炭化水素受容体(AHR)阻害剤、例えば国際公開第2010/059401号パンフレット(この内容は全体として参照により援用される)に記載されるとおりのもの、例えば化合物4と併用すると、エキソビボ増殖が改善し、かつ遺伝子修飾HSCの送達用量が増加した。
プログラム可能なヌクレアーゼ、Cas9による効率的なゲノム編集には、標的細胞および組織へのガイドRNA(gRNA)およびCas9タンパク質の送達の成功が不可欠である。最近の報告では、幾つかの異なる細胞型で、Cas9リボ核タンパク質(RNP)複合体がエレクトロポレーションによって標的細胞に送達された場合に効率的かつ特異的ゲノム編集を達成し得ることが実証された。Cas9−RNP複合体はほぼ送達直後に染色体DNAを切断し、細胞内で急速に分解されるため、オフターゲット効果が低下する。対照的に、Cas9の送達に用いられるプラスミドおよびウイルスベクターシステムを使用すると、酵素の発現が長引き、このシステムに付随するオフターゲット効果が悪化する。加えて、RNPを標的細胞に送達するのに追加的なツールは不要であり、これにより臨床における治療を目的としたゲノム編集の適用が大幅に促進され得る。精製組換えCas9タンパク質およびgRNA複合体(RNP)を培養HSPCに送達した。用いた実験概要は図17に示す。
大腸菌(Escherichia coli)から組換えCas9タンパク質を精製し、crRNAおよびtracrからなる合成デュアルgRNA(dgRNA)または完全長シングルガイドRNA(sgRNA)と複合体化して、リボ核タンパク質(RNP)複合体を作成した。本研究に使用したgRNAのリストおよび配列は、表14に示す。「材料および方法」に記載されるとおりエレクトロポレーションによってRNP複合体を健常またはSCD患者由来の骨髄CD34+ HSPCにエレクトロポレートした。RNP複合体の送達前に、化合物4を含有するHSC増殖培地で細胞を2日間にわたって増殖させた。活発に分裂している細胞は、エレクトロポレーションによって送達されたRNP複合体の取込みを促進し得る。トランスフェクション過程からの回復を促進するため、化合物4を含有する変法増殖培地で細胞をさらに2日間培養した。エレクトロポレーション後48時間の細胞の生存率を、7AADを用いたフローサイトメトリーにより決定した。生存率は比較的高く、>80%の細胞が生存していた(図18)ことから、文献に報告されるCas9およびgRNA送達システムの他の方法と比べてHSPCがRNP複合体のエレクトロポレーションに比較的よく耐えたことが示唆される。
T7E1アッセイは、ゲノム中の特定の部位における編集を評価する簡便な方法である。エレクトロポレーションの2日後にHSPCからゲノムDNAを抽出した。標的BCL11A赤血球系エンハンサー領域をポリメラーゼ連鎖反応(PCR)によって増幅した。PCR産物をT7E1アッセイに供した。T7E1アッセイの最終産物を2%アガロースゲル電気泳動に供し、編集されたアレルのパーセントをimageJ(http://rsb.info.nih.gov/ij/)によって定量化した。予想PCR産物サイズおよびT7E1消化断片の近似的予想サイズを図19に示す。総編集頻度はアガロースゲル画像の下に全編集に対するパーセンテージとして示す。BCL11A Cas9 RNPで処理した細胞ではBCL11A遺伝子座におけるゲノム編集が観察されたが、モックエレクトロポレーション対照細胞では観察されなかった(図19)。
BCL11Aの+58赤血球系エンハンサー領域のゲノムPCR産物は、次世代シーケンシング(NGS)にも供した。NGSは多数の試料の同時モニタリングを促進し、アレルの全体像をもたらす。さらに、NGSは、挿入および欠失(インデル)の不均一性に関する情報を提供する。配列を対照(モック)処理細胞の配列と比較した。配列解析の結果から、CRISPR−Cas9によって誘導された二本鎖切断がNHEJによって修復され、+58 BCL11A赤血球系エンハンサー領域に位置するCas9切断部位の近傍に様々な頻度の小さい欠失および挿入(インデル)が生じたことが示された(図20および表15)。全体的に見て、観察された編集効率は、同じ配列を標的とするdgRNAと比較してsgRNAでより高く、14個中12個のsgRNAが50%超のアレルに編集を生じたが(図20および表15)、しかしながら(理論によって拘束されるものではないが)sgRNAとdgRNAとの間の効率の差は、材料の供給源の影響を受けたものであり得る。
CD34+ HSPCがゲノム編集を含めたエキソビボ操作後にもエフェクター細胞に分化するその多系統分化能を保持しているかどうかを決定するため、選択のgRNAについてインビトロコロニー形成細胞(CFC)単位アッセイを実施した。ゲノム編集済み細胞をサイトカイン添加メチルセルロース中に懸濁し、5%CO2の加湿雰囲気中、37℃で14日間維持した。個別のコロニーが発達し、それらに含まれる成熟細胞の数およびタイプに基づき形態学上および表現型上の基準を用いて(STEMvision)それらを分類してカウントし、赤芽球コロニー形成細胞(CFU−E)、赤芽球バースト形成細胞(BFU−E)、顆粒球/マクロファージコロニー形成細胞(CFU−GM)および顆粒球/赤血球/マクロファージ/巨核球コロニー形成細胞(CFU−GEMM;図21)への寄与に関してスコア化した。モックトランスフェクト細胞のコロニー形成能が最も高く、それにBCL11Aの+58赤血球系エンハンサーを標的とするgRNAが続いた。BCL11A赤血球系エンハンサーを標的とするgRNAについて同様の数およびタイプのコロニーが観察された。BCL11Aのエクソン2を標的とするガイドRNAで得られたコロニーが最小数であった(図22)。
単系統赤血球系培養物におけるBCL11A、γ−およびβ−グロビン鎖の相対mRNA発現レベルをリアルタイムPCRによって定量化した。転写物レベルはヒトGAPDH転写物レベルに対して正規化した。ゲノム編集済みHSPCではBCL11A mRNAレベルが低下した。対照的に、赤血球系分化の7日目および14日目におけるBCL11Aのエクソン2のBCL11A mRNAレベルは未編集または編集済みHSPCで同じままであった(図23)。赤血球系分化中、編集済みHSPCではγグロビンmRNAレベルが増加し、対応してβ−グロビン mRNAが徐々に減少した(図23)。ゲノム編集済み細胞に由来する赤血球におけるHbFレベルの増加およびβ−グロビン(鎌状化グロビン)レベルの減少は、鎌状化の低下による治療的意味を有するものと思われる。
赤血球系分化の様々な段階(7、14および21日目)にあるゲノム編集済みおよび未編集のHSPCについて、蛍光色素にコンジュゲートした抗体を使用して胎児グロビンならびに2つの赤血球系細胞表面マーカー、トランスフェリン受容体(CD71)およびグリコホリンA(CD235a)の発現レベルをフローサイトメトリーによって分析した。7AADの除外によって生存細胞を同定し、ゲーティングした。培養細胞が後期赤芽球に一致する同様のCD71およびCD235A陽性レベルを示したとおり、ゲノム編集は赤血球系分化に悪影響を及ぼさなかった。+58赤血球系エンハンサー領域のゲノム編集により、他のgRNAおよびモックエレクトロポレート細胞と比べてHbF含有細胞の増加(最大67%)が大きくなった(図24)。BCL11Aのエクソン2を標的とするg7 gRNAによるHbF陽性細胞の極めて高い誘導が観察された。しかしながら、エクソン2標的化細胞の細胞増殖およびコロニー形成能は劇的に低下した(図21および図22)。
本発明者らは、標的領域のディープシーケンシングに基づき、ゲノム編集した標的領域においてGATA1およびTAL1結合モチーフがインタクトであったことを認めた(図25)。最近の文献において、BCL11A発現の調節および胎児グロビンの抑制解除におけるGATA1結合部位の重要性が実証された。Viestra et al.,Nature Methods.2015,12:927。成人赤血球系細胞におけるBCL11Aレベルの維持にこれらの2つのモチーフが重要であることを示した文献報告と対照的に、本発明者らの知見は、これらの2つの転写因子結合部位の上流の配列もBCL11a遺伝子発現の調節において重要であり、およびこれらの上流部位のみをゲノム編集することにより、GATA1およびTAL1結合部位がインタクトなままであっても、HbFの上方制御がもたらされることを実証している。
実施例3.1
方法:
ヒトCD34細胞培養。製造業者の説明書に従って免疫選択(Miltenyi)を用いて成人ドナーのG−CSF動員末梢血(AllCells)からヒトCD34+細胞を単離し、各50ng/mLのトロンボポイエチン(Tpo)、Flt3リガンド(Flt3L、Life Technologies、カタログ番号PHC9413)、ヒト幹細胞因子(SCF、Life Technologies、カタログ番号PHC2113)、およびヒトインターロイキン−6(IL−6、Life Technologies、カタログ番号PHC0063)、さらには1×抗生物質/抗真菌剤(Gibco、カタログ番号10378−016)および500nMの化合物4が追加されたStemSpan SFEM(StemCell Technologies、カタログ番号09650)を用いて3日間増殖させた。
Cas9およびガイドRNAのリボ核タンパク質(RNP)複合体のアセンブリ、HSPCの調製、ならびにHSPCへのRNPのエレクトロポレーション。Cas9−ガイドRNAリボ核タンパク質複合体(RNP)は、エレクトロポレーションの直前に調製した。デュアルガイドRNA(dgRNA)を用いてRNPを形成するために、最初に、各3μgのcrRNA(2.24μL中)およびtracr(1.25μL中)を個別のチューブにおいて95℃で2分間変性し、次いで室温に冷却した。Cas9タンパク質の調製物を得るために、6μgのCAS9タンパク質(1μL中)を0.5μLの5×CCE緩衝液(20mM HEPES、100mM KCL、5mM MgCL2、5%グリセロール、および新たに添加した1mM DTT)と混合した。最初に、TracrをCas9調製物と混合し、37℃で5分間インキュベートした。次いで、crRNAをTracr/CAS9複合体に添加し、37℃で5分間インキュベートした。無/対照条件では、crRNAではなく媒体をTracr/CAS9複合体に添加した。HSPCを遠心分離により捕集し、2.5×10/mLの細胞密度でP3初代細胞溶液(Lonza、カタログ番号PBP3−00675)に再懸濁した。上下にピペッティングすることによってRNPを20μLの細胞と混合し、室温で2分間インキュベートした。4D−Nucleofector(Lonza)でコードCM−137を用いてRNP/細胞混合物(20μL)をエレクトロポレートした。デュプリケートで20μLのエレクトロポレーションを行った。この実施例3.1の実験では、使用したtracrは、配列番号7808であり、crRNAは、指定された2’O−メチル(m)修飾およびホスホロチオエート結合()修飾を伴って以下の形式および配列:mNmNmNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrGrUrUrUrUrArGrArGrCrUrArUmGmCmU(配列番号2298)(式中、Nは、指定された(例えば、CRxxxxx識別子によって指定された)標的化ドメインのヌクレオチドである)を有していた。
インビトロ赤血球新生およびHbF含有赤血球系細胞のFACS分析。エレクトロポレーション後、IMDM(Hyclone、カタログ番号SH30228.01)、330μg/mLヒトホロトランスフェリン(Invitria、カタログ番号777TRF029)、10μg/mL組換えヒトインスリン(Gibco、カタログ番号A1138211)、2IU/mLヘパリン(Sigma、品番H3393)、5%ヒトAB血清(Sigma、カタログ番号H4522)、125ng/mLヒトエリトロポイエチン(Peprotech番号10779−058)、および1×抗生物質/抗真菌剤(Gibco、カタログ番号10378−016)からなる250μLの予備加温した赤血球系分化培地(EDM)に細胞を直ちに移した。1μMヒドロコルチゾン(Sigma H8672)、100ng/mLヒトSCF(Life Technologies、カタログ番号PHC2113)、および5ng/mLヒトIL−3(Peprotech番号10779−598)をEDMにさらに追加した。2日後、細胞培養物を新鮮培地で希釈した。培養物を合計7日間にわたり維持し、その時点でHbF発現に関して細胞内染色により細胞を分析した。簡潔に述べると、細胞をPBSで1回洗浄し、LIVE/DEAD(登録商標)固定可能菫色死細胞染色液(ThermoFisher L34963、PBS中1:1000)に再懸濁し、30分間インキュベートした。次いで、細胞を洗浄し、抗CD71−BV711抗体(Fisher Scientific Company Llc.BDB563767)および抗CD235a−APC抗体(BD551336)で30分間染色した。次いで、細胞を洗浄し、続いて固定緩衝液(Biolegend、カタログ番号420801)で固定し、かつ製造業者の説明書に従って1×細胞内染色透過化洗浄緩衝液(Biolegend、カタログ番号421002)で透過化した。次いで、50μLの1×細胞内染色透過化洗浄緩衝液中で0.5μLの抗HbF−PE抗体(Life Technologies、品番MHFH04)と共に細胞を室温で20分間インキュベートした。2mLの1×細胞内染色透過化洗浄緩衝液で細胞を2回洗浄し、染色緩衝液に再懸濁し、HbF発現に関してLSRFortessaフローサイトメーター(BD Biosciences)で分析した。Flowjoを用いて結果を分析し、生存可能CD71陽性赤血球系細胞集団中のHbF陽性細胞(F細胞)の%としてデータを提示した。
ゲノムDNAの調製および次世代シーケンシング(NGS)。Quick Extract DNA抽出溶液(Epicentre、カタログ番号QE09050)を用いて、エレクトロポレーションの48時間後に編集および未編集のHSPCからゲノムDNAを調製した。挿入および欠失(インデル)の編集効率およびパターンを決定するために、標的部位にフランキングするプライマーを用いてPCR産物を生成し、次いでそれを次世代シーケンシング(NGS)に供した。未編集サンプル中の対応する配列のパーセント編集は、典型的には1%未満であり、決して3%を超えなかった。
結果:
理論によって拘束されるものではないが、BCL11A赤血球系エンハンサー領域の標的遺伝子破壊は、γ−グロビン発現の抑制を解除することにより、上昇したHbFタンパク質を含有する赤血球の産生を可能にするであろうと考えられる(胎児ヘモグロビンを発現する細胞、例えば、上昇したレベルの胎児ヘモグロビンを発現する細胞は、本明細書では「F細胞」ということがある。実施形態では、1細胞当たり少なくとも6ピコグラムの胎児ヘモグロビンを産生する場合、細胞はF細胞と見なされる)。上昇したHbFは、脱酸素条件下で赤血球の鎌状化を予防するため、βサラセミア患者およびSCD患者の両方に治療効果/治癒効果があるであろう。また、エキソビボ増殖を向上させて、送達される遺伝子改変HSCの用量を増加させるために、SCD患者のエキソビボゲノム編集HSCを用いた自己造血幹細胞移植(HSCT)と、幹細胞増殖促進技術、例えば、アリール炭化水素レセプター(AHR)阻害剤、例えば、国際公開第2010/059401号パンフレット(その内容は、その全体が参照により組み込まれる)に記載のもの、例えば化合物4とが組み合わされた。
プログラマブルヌクレアーゼCas9を介して効率的ゲノム編集を行うには、標的細胞内および標的組織内へのガイドRNA(gRNA)およびCas9タンパク質の送達に成功することが不可欠である。Cas9リボ核タンパク質(RNP)複合体は、エレクトロポレーションによって標的細胞内に送達した場合、幾つかの異なる細胞型で効率的かつ特異的なゲノム編集を達成可能であることが最近の報告で実証された。Cas9−RNP複合体は、ほぼ送達直後に染色体DNAを切断し、細胞内で迅速に分解されるため、オフターゲット効果を低減する。これとは対照的に、Cas9送達に用いられるプラスミドベクター系およびウイルスベクター系の使用は、酵素の長期発現をもたらすため、系に関連するオフターゲット効果を悪化させる。加えて、標的細胞内へのRNPの送達は、追加のツールを必要としないため、ゲノム編集を治療目的の診療に移すことがかなり容易になるであろう。精製した組換えCas9タンパク質およびgRNAの複合体(RNP)を培養HSPC内に送達した。また、使用した実験の概要を図17に示す。
大腸菌(Escherichia coli)から組換えCas9タンパク質を精製し、かつcrRNAおよびtracrからなる合成デュアルgRNA(dgRNA)と複合体化することにより、リボ核タンパク質(RNP)複合体を生成した。研究に使用したgRNAのリストを表17に示す(例えば、指定されたCRxxxxxx識別子の標的化ドメインを含むgRNA)。材料および方法に記載したように、エレクトロポレーションを介してRNP複合体をCD34+ HSPCにエレクトロポレートした。RNP複合体の送達前に細胞を増殖させた。活発に分裂する細胞は、エレクトロポレーションによって送達されたRNP複合体の取込みを促進し得る。
蛍光色素にコンジュゲートされた抗体を用いて、胎児グロビンならびに2種の赤血球系細胞表面マーカー、すなわちトランスフェリンレセプター(CD71)およびグリコホリンA(CD235a)の発現レベルに関して、ゲノム編集およびゲノム未編集のHSPCをフローサイトメトリーによって分析した。生細胞を同定し、Live Dead Violetの排除によってゲートした。BCL11A赤血球特異的エンハンサー領域標的化は、モックエレクトロポレート細胞(22.4%)と比較して、HbFを含有する赤血球系細胞のパーセントの増加(50.7%まで)をもたらした(表17)。BCL11Aのエクソン2を標的とするg8の標的化ドメインを含むdgRNAによるHbF陽性細胞の誘導も並行して観測された。また、BCL11A赤血球系エンハンサー領域のゲノムPCR産物を次世代シーケンシング(NGS)に供して、細胞集団中の編集対立遺伝子のパーセントを決定した。40%超のHbF+細胞を生じたdgRNA処理は、74.8%〜94.0%の範囲内の編集を有していた(表17)。同じ標的化ドメインに対して、この実施例のdgRNAは、tracrおよびcrRNAの配列が実施例3のものと異なっていたが、編集およびHbF誘導は、dgRNA形式全体にわたりほとんどの標的化ドメインで類似していた。注目すべきことに、本研究のdgRNA形式のCR000317_EH4は、50.7%のHbF+細胞までの高いHbF誘導をもたらした。ゲノム編集細胞に由来するHbF含有赤血球の増加は、鎌状化が低減されることから、確かな治療的意義を有する可能性がある。
実施例3.2.HSPCにおけるBCL11aエンハンサーの+58領域を標的とするgRNAを使用したgRNA編集および胎児ヘモグロビン上方制御の最適化
BCL11aエンハンサーの+58領域を標的とするgRNAの包括的スクリーニングによる%編集率の結果に基づき、さらなる研究および最適化に8つのgRNA標的化ドメインを選択した。gRNA分子に対する修飾が%編集率、赤血球系分化、および胎児ヘモグロビン発現に及ぼす効果を試験するため、BCL11aエンハンサー領域の+58領域内にある部位を標的とする種々のバージョンの8つのgRNA分子を設計した。CR00309、CR00311、CR00312、CR00316、CR01125、CR01126、CR01127、およびCR01128の標的化ドメインを含む以下のバージョンのgRNAを作製した。
dgRNA(標的化ドメインの配列以外の全配列は実施例1に記載されるとおり):
1.非修飾crRNAおよび非修飾tracr(「非修飾」または「Unmod」)
2.非修飾crRNAおよび非修飾tracr、但し、指示される標的化ドメインの5’−18ntのみを含む(完全な20ntでない)(「18nt」)
3.ホスホロチオエート結合で修飾されたcrRNAの3個の3’ntおよび3個の5’nt、および非修飾tracr(「PS」)
4.crRNAの5’末端および3’末端の両方に追加的な逆位脱塩基残基、および非修飾tracr(「Invd」)
5.ホスホロチオエート結合および2’−Oメチル基で修飾されたcrRNAの3個の3’ntおよび3個の5’nt、および非修飾tracr(「OMePS」)
6.2’−フルオロ基で修飾されたcrRNAの3個の3’ntおよび3個の5’nt、および非修飾tracr(「F」)
7.ホスホロチオエート結合および2’−フルオロ基で修飾されたcrRNAの3個の3’ntおよび3個の5’nt、および非修飾tracr(「F−PS」)
sgRNA(標的化ドメイン以外の全配列は実施例1に記載されるとおりである):
1.非修飾sgRNA(「非修飾」または「Unmod」)
2.指示される標的化ドメインの5’−18ntのみからなる標的化ドメイン(完全な20ntでない)(「18nt」)
3.ホスホロチオエート結合で修飾されたsgRNAの3個の3’ntおよび3個の5’nt(「PS」)
4.sgRNAの5’末端および3’末端の両方に追加的な逆位脱塩基残基(「Invd」)
5.ホスホロチオエート結合および2’−Oメチル基で修飾されたsgRNAの3個の3’ntおよび3個の5’nt(「OMePS」)
6.2’−フルオロ基で修飾されたsgRNAの3個の3’ntおよび3個の5’nt(「F」)
7.ホスホロチオエート結合および2’−フルオロ基で修飾されたsgRNAの3個の3’ntおよび3個の5’nt(「F−PS」)
他の全ての試薬および方法は実施例3に記載されるとおりであった。結果は全てデュプリケートで実行したものであり、結果は図28〜図32に報告する。図28Aおよび図28Bは、指示されるデュアルガイドRNA(dgRNA)を含むRNPのエレクトロポレーション後2日のCD34+細胞におけるNGSによって計測したときの%編集率を示す。図29は、指示されるシングルガイドRNA(sgRNA)を含むRNPのエレクトロポレーション後2日のCD34+細胞におけるNGSによって計測したときの%編集率を示す。図30は、指示されるデュアルガイドRNA(dgRNA)を含むRNPのエレクトロポレーション後、編集したCD34+細胞を赤血球系分化培地に移してから14日目にフローサイトメトリーによって計測したときの%HbF陽性細胞を示す。図31は、指示されるシングルガイドRNA(sgRNA)を含むRNPのエレクトロポレーション後、編集したCD34+細胞を赤血球系分化培地に移してから14日目にフローサイトメトリーによって計測したときの%HbF陽性細胞を示す。図32は、赤血球系分化培地中で14日後の編集済み細胞の増殖倍数を示す。これらの結果は、選択されたgRNA分子の多くが、dgRNAおよびsgRNAの両方のフォーマットとも、RNPとしてエレクトロポレーションによってCD34+細胞に送達したとき、標的部位におけるゲノム編集を90%より高い効率、ある場合には98%より高い効率で実現する能力を有することを示している。同様に、選択されたgRNAの多くが、非修飾細胞(「モック」)と比べて20%より高い%F細胞の増加を実現することが可能であった。最後に、HSPCにおけるBCL11A赤血球系エンハンサーのゲノム編集によって赤血球系細胞の増殖能が低下し、一部のgRNA(例えば、CR00309)は他のgRNA(例えば、CR00312)よりもその効果が一層顕著であったが、赤血球に分化した編集済み細胞集団のほとんどは、それでもなおエキソビボで赤血球系分化培地中において14日間で500〜1500倍の集団倍加を実現する能力を有したことから、編集済み細胞は患者の鎌状赤血球症またはβサラセミアなどの異常ヘモグロビン症の治療において療法として有用であり得ることが示される。
実施例4.成人赤血球系細胞における胎児グロビン発現の抑制を解除するためのCRISPR−Cas9を用いた造血幹細胞・前駆細胞(HSPC)におけるHPFH領域編集
方法:
ヒトCD34細胞培養。製造者の指示に従い免疫選択(Miltenyi)を用いて成人ドナー由来のG−CSF動員末梢血(AllCells)からヒトCD34+細胞を単離し、各50ng/mLのトロンボポエチン(Tpo)、Flt3リガンド(Flt−3L、Life Technologies、カタログ番号PHC9413)、ヒト幹細胞因子(SCF、Life Technologies、カタログ番号PHC2113)およびヒトインターロイキン−6(IL−6、Life Technologies、カタログ番号PHC0063)、ならびに1×抗生物質/抗真菌薬(Gibco、カタログ番号10378−016)および500nM化合物4を補足したStemSpan SFEM(StemCell Technologies;カタログ番号09650)を用いて4〜6日間増殖させた。この実施例全体を通じて(そのサブ実施例を含め)、プロトコルがその細胞を「増殖させた」と指示する場合、この培地を使用した。この培地は本実施例では(そのサブ実施例を含め)「幹細胞増殖培地」、または「増殖培地」とも称される。
Cas9およびガイドRNAリボ核タンパク質(RNP)複合体のアセンブリ、HSPCの調製、およびHSPCへのRNPのエレクトロポレーション。Cas9−ガイドRNAリボ核タンパク質複合体(RNP)はエレクトロポレーションの直前に調製した。デュアルガイドRNA(dgRNA)を用いるRNPの形成については、初めに各3μgのcrRNA(2.24μL中)およびtracr(1.25μL中)を別個のチューブにおいて95℃で2分間変性させて、次に室温に冷却した。Cas9タンパク質の調製のため、6μgのCAS9タンパク質(0.8〜1μL中)を0.5μLの5×CCE緩衝液(20mM HEPES、100mM KCL、5mM MgCL2、5%グリセロールおよび新たに添加した1mM DTT)と混合した。初めにTracrをCas9調製物と混合し、37℃で5分間インキュベートした。次にcrRNAをTracr/CAS9複合体に加え、37℃で5分間インキュベートした。無し/対照条件については、Tracr/CAS9複合体にcrRNAではなく媒体を加えた。遠心によってHSPCを回収し、Neonエレクトロポレーションキット(Invitrogen;カタログ番号:MPK1096)に付属するT緩衝液中に5×10/mLの細胞密度で再懸濁した。RNPを20μLの細胞と上下にピペッティングすることにより混合し、室温で2分間インキュベートした。RNP/細胞混合物(10μL)をNeonエレクトロポレーションプローブに移した。Neonトランスフェクションシステム(Invitrogen;MPK5000S)で1700ボルト/20ミリ秒および1パルスを用いてエレクトロポレーションを実施した。デュプリケートの10μLエレクトロポレーションを実施した。
インビトロ赤血球新生およびHbFを含有する赤血球系細胞に関するFACS分析。エレクトロポレーション後、直ちに、IMDM(Hyclone、カタログ番号SH30228.01)、330μg/mLヒトホロトランスフェリン(Invitria カタログ番号777TRF029)、10μg/mL組換えヒトインスリン(Gibco カタログ番号A1138211)、2IU/mLヘパリン(Sigma、品番H3393)、5%ヒトAB血清(Sigma、カタログ番号H4522)、125ng/mLヒトエリスロポエチン(Peprotech #10779−058)、および1×抗生物質/抗真菌薬(Gibco、カタログ番号10378−016)からなる250μLの予め温めた赤血球系分化培地(EDM)に細胞を移した。EDMには、1μMヒドロコルチゾン(Sigma H8672)、100ng/mLヒトSCF(Life Technologies、カタログ番号PHC2113)、および5ng/mLヒトIL−3(Peprotech #10779−598)をさらに補足した。2日後、細胞培養物を新鮮培地に希釈した。培養物は合計7日間維持し、7日経った時点で細胞をHbF発現に関して細胞内染色によって分析した。簡潔に言えば、細胞をPBSで1回洗浄し、LIVE/DEAD(登録商標)Fixable Violet死細胞染色(ThermoFisher L34963;PBS中1:1000)に再懸濁して、30分間インキュベートした。次に細胞を洗浄し、抗CD71−BV711(Fisher Scientific Company Llc.BDB563767)および抗CD235a−APC(BD 551336)抗体で30分間染色した。次に細胞を洗浄し、続いて製造者の指示に従い固定化緩衝液(Biolegend、カタログ番号420801)で固定化し、および1×細胞内染色・透過処理・洗浄緩衝液(Biolegend、カタログ番号421002)で透過処理した。次に細胞を50μLの1×細胞内染色・透過処理・洗浄緩衝液中0.5μLの抗HbF−PE抗体(Life Technologies、品番MHFH04)と共に室温で20分間インキュベートした。細胞を2mLの1×細胞内染色・透過処理・洗浄緩衝液で2回洗浄し、染色緩衝液中に再懸濁し、LSRFortessaフローサイトメーター(BD Biosciences)でHbF発現に関して分析した。結果はFlowjoを使用して分析し、およびデータは、生存CD71陽性赤血球系細胞集団中のHbF陽性細胞(F−細胞)の%として提示した。
遺伝子発現解析。記載されるとおりのインビトロ赤血球新生の7日後、Zymo Research ZR−96 quick RNAキット(Zymo カタログ番号R1053)を使用したRNAの精製に、約1×10細胞を使用した。Quantiscript逆転写キット(Qiagen、カタログ番号205313)を使用した第1鎖合成に、最大1μgのRNAを使用した。供給業者のプロトコルに従い2×Taq−Man Fast Advance PR Mix(Life technologies、カタログ番号4444963)を使用してTaq−man定量的リアルタイムPCRを実施し、およびGAPDH(Life technologies、ID番号Hs02758991_g1、VIC)、HBB(Life technologies、ID番号Hs00747223_g1、VIC)およびHBG2/HBG1(Life technologies、ID番号Hs00361131_g1、FAM)に関してTaq−Man遺伝子発現アッセイを実施した。各遺伝子の相対発現はGAPDH発現に対して正規化し、ΔΔCt法による無し/対照RNPを送達した試料の倍数として報告した。あるいは、転写物をGAPDH正規化相対量に変換した後(2^−ΔCt)、HBBおよびHBG2/HBG1発現の合計に対するパーセンテージとしてHBG2/HBG1発現レベルを計算した。
ゲノムDNA調製および次世代シーケンシング(NGS)。エレクトロポレーションの48時間後に、Quick Extract DNA抽出溶液(Epicentre カタログ番号QE09050)を使用して編集済みおよび未編集HSPCからゲノムDNAを調製した。編集効率ならびに挿入および欠失(インデル)のパターンを決定するため、文献に記載されるとおり標的部位に隣接するプライマーを用いてPCR産物を作成し、次にこれを次世代シーケンシング(NGS)に供した。未編集試料(Cas9およびTracrのみからなるRNPをエレクトロポレートした)における対応する配列のパーセント編集率は、典型的には1%未満であり、3%を超えることはなかった。
結果:
理論によって拘束されるものではないが、HPFH領域を標的化して遺伝子破壊するとγ−グロビン発現の抑制が解除され、高いHbFタンパク質を含有する赤血球細胞(胎児ヘモグロビンを発現する細胞は、ときに本明細書において「F−細胞」と称されることもある)の産生が可能になると考えられる。高いHbFは脱酸素化条件下で赤血球細胞の鎌状化を防ぎ、β−サラセミアおよびSCDの両方の患者に治療効果/治癒効果があり得る。エキソビボでゲノム編集したSCD患者由来のHSCによる自家造血幹細胞移植(HSCT)はまた、幹細胞増殖の増進技術、例えばアリール炭化水素受容体(AHR)阻害剤、例えば国際公開第2010/059401号パンフレット(この内容は全体として参照により援用される)に記載されるとおりのもの、例えば化合物4と併用すると、エキソビボ増殖が改善し、かつ遺伝子修飾HSCの送達用量が増加した。
プログラム可能なヌクレアーゼ、Cas9による効率的なゲノム編集には、標的細胞および組織へのガイドRNA(gRNA)およびCas9タンパク質の送達の成功が不可欠である。最近の報告では、幾つかの異なる細胞型で、Cas9リボ核タンパク質(RNP)複合体がエレクトロポレーションによって標的細胞に送達された場合に効率的かつ特異的ゲノム編集を達成し得ることが実証された。Cas9−RNP複合体はほぼ送達直後に染色体DNAを切断し、細胞内で急速に分解されるため、オフターゲット効果が低下する。対照的に、Cas9の送達に用いられるプラスミドおよびウイルスベクターシステムを使用すると、酵素の発現が長引き、このシステムに付随するオフターゲット効果が悪化する。加えて、RNPを標的細胞に送達するのに追加的なツールは不要であり、これにより臨床における治療を目的としたゲノム編集の適用が大幅に促進され得る。精製組換えCas9タンパク質およびgRNA複合体(RNP)を培養HSPCに送達した。用いた実験概要は図17に示す。
大腸菌(Escherichia coli)から組換えCas9タンパク質を精製し、crRNAおよびtracrからなる合成デュアルgRNA(dgRNA)と複合体化して、リボ核タンパク質(RNP)複合体を作成した。本研究に使用したgRNAのリストおよび配列は、表16に示す。「材料および方法」に記載されるとおりエレクトロポレーションによってRNP複合体をCD34+ HSPCにエレクトロポレートした。RNP複合体の送達前に細胞は増殖させた。活発に分裂している細胞は、エレクトロポレーションによって送達されたRNP複合体の取込みを促進し得る。
ゲノム編集済みおよび未編集のHSPCについて、蛍光色素にコンジュゲートした抗体を使用して胎児グロビンならびに2つの赤血球系細胞表面マーカー、トランスフェリン受容体(CD71)およびグリコホリンA(CD235a)の発現レベルをフローサイトメトリーによって分析した。Live Dead Violetの除外によって生存細胞を同定し、ゲーティングした。培養細胞が未編集細胞と同様の赤芽球と一致するCD71+細胞のパーセンテージを示したとおり、ゲノム編集は赤血球系分化に悪影響を及ぼさなかった。HPFH領域を標的化すると、モックエレクトロポレート細胞(21.0%)と比較して、HbFを含有する赤血球系細胞のパーセンテージが(51.4%まで)増加した(表16)。BCL11Aのエクソン2を標的とするg8の標的化ドメインを含むdgRNAによるHbF陽性細胞の誘導も並行して観察された。またHPFH領域のゲノムPCR産物を次世代シーケンシング(NGS)に供し、細胞集団中の編集されたアレルのパーセンテージを決定した。Cas9、所与の標的化ドメインのcrRNAおよびTracrを含むRNPをエレクトロポレートした細胞培養物の多くでは、HFPH遺伝子座における高いゲノム編集パーセンテージが観察されたが(表16)、標的化ドメインを送達しない対照細胞(Cas9およびTracrのみを含むRNP)では観察されなかった。詳細には、40%より高いHbF+細胞をもたらしたdgRNA処理では、編集されたアレルは43.0%〜91.7%の範囲であった(表16)。
本研究における一部の培養物をヘモグロビン遺伝子発現に関して分析した。これらの標的化ドメインのうち、胎児γ−グロビン遺伝子発現が無し/対照と比べて1.6〜3.8倍誘導され、これは成人β−グロビン発現の中程度の低下を伴った(無し/対照の0.58〜0.91倍)(表18)。これらの効果が一緒になって、細胞集団における全β型グロビンの13.8%〜26.6%の範囲のγ−グロビン発現レベル(γ/[γ+β])をもたらし(表17)、標的化ドメインにわたる相対的胎児グロビン誘導は、HbFタンパク質誘導について観察されるものと同様であった(表16)。ゲノム編集済み細胞に由来する赤血球におけるHbF/γ−グロビンの増加またはβ−グロビン(鎌状化したグロビン)レベルの低下と併せたHbF/γ−グロビンの増加のいずれも、鎌状化の低下による治療的意味を有するものと思われる。
実施例4.2
方法:方法は、以下の点を除いて実施例4にあるとおりである。
Cas9およびガイドRNAリボ核タンパク質(RNP)複合体のアセンブリ、HSPCの調製、およびHSPCへのRNPのエレクトロポレーション。遠心によって収集したHSPCをP3初代細胞溶液(Lonza カタログ番号PBP3−00675)に2.5×10/mLの細胞密度で再懸濁した。RNPを20μLの細胞と上下にピペッティングすることにより混合し、室温で2分間インキュベートした。4D−Nucleofector(Lonza)でコードCM−137を用いてRNP/細胞混合物(20μL)をエレクトロポレートした。
結果:
理論によって拘束されるものではないが、HPFH領域を標的化して遺伝子破壊するとγ−グロビン発現の抑制が解除され、高いHbFタンパク質を含有する赤血球細胞(胎児ヘモグロビンを発現する細胞は、ときに本明細書において「F−細胞」と称されることもある)の産生が可能になると考えられる。高いHbFは脱酸素化条件下で赤血球細胞の鎌状化を防ぎ、β−サラセミアおよびSCDの両方の患者に治療効果/治癒効果があり得る。エキソビボでゲノム編集したSCD患者由来のHSCによる自家造血幹細胞移植(HSCT)はまた、幹細胞増殖の増進技術、例えばアリール炭化水素受容体(AHR)阻害剤、例えば国際公開第2010/059401号パンフレット(この内容は全体として参照により援用される)に記載されるとおりのもの、例えば化合物4と併用すると、エキソビボ増殖が改善し、かつ遺伝子修飾HSCの送達用量が増加した。
プログラム可能なヌクレアーゼ、Cas9による効率的なゲノム編集には、標的細胞および組織へのガイドRNA(gRNA)およびCas9タンパク質の送達の成功が不可欠である。最近の報告では、幾つかの異なる細胞型で、Cas9リボ核タンパク質(RNP)複合体がエレクトロポレーションによって標的細胞に送達された場合に効率的かつ特異的ゲノム編集を達成し得ることが実証された。Cas9−RNP複合体はほぼ送達直後に染色体DNAを切断し、細胞内で急速に分解されるため、オフターゲット効果が低下する。対照的に、Cas9の送達に用いられるプラスミドおよびウイルスベクターシステムを使用すると、酵素の発現が長引き、このシステムに付随するオフターゲット効果が悪化する。加えて、RNPを標的細胞に送達するのに追加的なツールは不要であり、これにより臨床における治療を目的としたゲノム編集の適用が大幅に促進され得る。精製組換えCas9タンパク質およびgRNA複合体(RNP)を培養HSPCに送達した。用いた実験概要は図17に示す。
大腸菌(Escherichia coli)から組換えCas9タンパク質を精製し、crRNAおよびtracrからなる合成デュアルgRNA(dgRNA)と複合体化して、リボ核タンパク質(RNP)複合体を作成した。本研究に使用したgRNAのリストは、表19に示す。「材料および方法」に記載されるとおりエレクトロポレーションによってRNP複合体をCD34+ HSPCにエレクトロポレートした。RNP複合体の送達前に細胞は増殖させた。活発に分裂している細胞は、エレクトロポレーションによって送達されたRNP複合体の取込みを促進し得る。
ゲノム編集済みおよび未編集のHSPCについて、蛍光色素にコンジュゲートした抗体を使用して胎児グロビンならびに2つの赤血球系細胞表面マーカー、トランスフェリン受容体(CD71)およびグリコホリンA(CD235a)の発現レベルをフローサイトメトリーによって分析した。Live Dead Violetの除外によって生存細胞を同定し、ゲーティングした。培養細胞が未編集細胞と同様の赤芽球と一致するCD71+細胞のパーセンテージを示したとおり、ゲノム編集は赤血球系分化に悪影響を及ぼさなかった。HPFH領域を標的化すると、モックエレクトロポレート細胞(18.9および21.1%)と比較して、HbFを含有する赤血球系細胞のパーセンテージが(46.6%まで)増加した(表19)。BCL11Aのエクソン2を標的とするg8の標的化ドメインを含むdgRNAによるHbF陽性細胞の誘導も並行して観察された。
最後に、CR003031、CR003033、CR003035、CR003037、CR003038、CR003052、CR003085の標的化ドメインを含むdgRNAについて標的部位にまたはその近傍に作り出されたインデルパターンをNGSによって評価した。各位置における上位5つの最も高頻度のインデルを表27に示す。
これらの結果は、指示されるgRNA分子によって標的とされるHPFH領域の小さいインデル(例えば、この場合、1〜20ヌクレオチドのインデル)が、HbFの発現および産生に大きい影響を有し得るという本明細書に記載される前出の実験の結論を裏付けている。ゲノム編集済み細胞に由来するHbF含有赤血球の増加は、鎌状化の低下による治療的意味を有するものと思われる。
実施例4.3
方法:方法は、以下の点を除いて実施例4にあるとおりである。
ヒトCD34細胞培養。ヒトCD34+細胞を増殖培地でRNP送達前に3日間増殖させた。
Cas9およびガイドRNAリボ核タンパク質(RNP)複合体のアセンブリ、HSPCの調製、およびHSPCへのRNPのエレクトロポレーション。遠心によって収集したHSPCをP3初代細胞溶液(Lonza カタログ番号PBP3−00675)に6.4×10/mLの細胞密度で再懸濁した。RNPを20μLの細胞と上下にピペッティングすることにより混合し、室温で2分間インキュベートした。4D−Nucleofector(Lonza)でコードCM−137を用いてRNP/細胞混合物(20μL)をエレクトロポレートした。エレクトロポレーションはデュプリケートで実施した。Tracrは配列番号7808であり、およびcrRNAは、以下のフォーマット(2’O−メチル(m)およびホスホロチオエート結合(*)修飾が指示される):mN*mN*mN*rNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrGrUrUrUrUrArGrArGrCrUrArU*mG*mC*mU(配列番号2341)(式中、Nは標的化ドメインのヌクレオチドである)を有した。
インビトロ赤血球新生およびHbFを含有する赤血球系細胞に関するFACS分析。エレクトロポレーション後、直ちに、EDMおよび補足物からなる予め温めた培地に細胞を移した。培養0〜7日目の間、EDMには、1μMヒドロコルチゾン(Sigma H8672)、100ng/mLヒトSCF(Life Technologies、カタログ番号PHC2113)、および5ng/mLヒトIL−3(Peprotech #10779−598)をさらに補足した。培養7〜11日目の間、EDMには100ng/mLのヒトSCFのみを補足した。培養11〜21日目の間、EDMに追加の補足はしなかった。細胞培養物0日目に2.6×10細胞/mlで開始し、7日目に4.0×10細胞/mlに調整し、および11日目に1.0×10細胞/mlに調整した。14日目および19日目に培地を補充した。RNP送達後1、4、7、11、14および21日に生存細胞をカウントした。生存細胞数は全て、AccuCheck Counting Beads(ThermoFisher カタログ番号PCB100)を用いたフローサイトメトリーにより、DAPI(4’,6−ジアミジノ−2−フェニルインドール)染色によって生存不能細胞を判別して決定した。培養7、16および21日目、細胞(1×10)をHbF発現に関して細胞内染色によって分析した。16日目および21日目、HbF発現に関する細胞内染色に抗CD71および抗CD235a抗体は含まず、生存細胞集団全体におけるHbF陽性細胞(F−細胞)の%を報告した。21日目、生死判別色素としてLIVE/DEAD(登録商標)Fixable Near−IR Dead Cell Stain(ThermoFisher L34975)を使用した。
ゲノムDNA調製および次世代シーケンシング(NGS)。エレクトロポレーションの7日後に、Quick Extract DNA抽出溶液(Epicentre カタログ番号QE09050)を使用して編集済みおよび未編集HSPCからゲノムDNAを調製した。
結果:
理論によって拘束されるものではないが、HPFH領域を標的化して遺伝子破壊するとγ−グロビン発現の抑制が解除され、高いHbFタンパク質を含有する赤血球細胞(胎児ヘモグロビンを発現する細胞は、ときに本明細書において「F−細胞」と称されることもある)の産生が可能になると考えられる。高いHbFは脱酸素化条件下で赤血球細胞の鎌状化を防ぎ、β−サラセミアおよびSCDの両方の患者に治療効果/治癒効果があり得る。エキソビボでゲノム編集したSCD患者由来のHSCによる自家造血幹細胞移植(HSCT)はまた、幹細胞増殖の増進技術、例えばアリール炭化水素受容体(AHR)阻害剤、例えば国際公開第2010/059401号パンフレット(この内容は全体として参照により援用される)に記載されるとおりのもの、例えば化合物4と併用すると、エキソビボ増殖が改善し、かつ遺伝子修飾HSCの送達用量が増加した。
プログラム可能なヌクレアーゼ、Cas9による効率的なゲノム編集には、標的細胞および組織へのガイドRNA(gRNA)およびCas9タンパク質の送達の成功が不可欠である。最近の報告では、幾つかの異なる細胞型で、Cas9リボ核タンパク質(RNP)複合体がエレクトロポレーションによって標的細胞に送達された場合に効率的かつ特異的ゲノム編集を達成し得ることが実証された。Cas9−RNP複合体はほぼ送達直後に染色体DNAを切断し、細胞内で急速に分解されるため、オフターゲット効果が低下する。対照的に、Cas9の送達に用いられるプラスミドおよびウイルスベクターシステムを使用すると、酵素の発現が長引き、このシステムに付随するオフターゲット効果が悪化する。加えて、RNPを標的細胞に送達するのに追加的なツールは不要であり、これにより臨床における治療を目的としたゲノム編集の適用が大幅に促進され得る。精製組換えCas9タンパク質およびgRNA複合体(RNP)を培養HSPCに送達した。用いた実験概要は図17に示す。
大腸菌(Escherichia coli)から組換えCas9タンパク質を精製し、crRNAおよびtracrからなる合成デュアルgRNA(dgRNA)と複合体化して、リボ核タンパク質(RNP)複合体を作成した。本研究に使用したgRNAのリストは、表20に示す。「材料および方法」に記載されるとおりエレクトロポレーションによってRNP複合体をCD34+ HSPCにエレクトロポレートした。RNP複合体の送達前に細胞は増殖させた。活発に分裂している細胞は、エレクトロポレーションによって送達されたRNP複合体の取込みを促進し得る。
ゲノム編集済みおよび未編集のHSPCについて、三段階赤血球系分化細胞培養プロトコルで増殖に関して分析した。エレクトロポレーション後1日のパーセント細胞回収率は58%〜96%の範囲であり、未編集であるがエレクトロポレートした対照を含め、条件間で同様であった(表20)。増殖は、BCL11Aのエクソン2を標的とするg8の標的化ドメインを含むdgRNAによって編集した細胞では抑制されたが(21日目に未編集対照の10〜12%、表20)、含まれたHPFH領域を標的とするdgRNAによって編集した細胞の増殖は対照と同様であった(21日目に未編集対照の47〜99%、表20)。
ゲノム編集済みおよび未編集のHSPCについて、蛍光色素にコンジュゲートした抗体を使用して胎児グロビンならびに2つの赤血球系細胞表面マーカー、トランスフェリン受容体(CD71)およびグリコホリンA(CD235a)の発現レベルをフローサイトメトリーによって分析した。Live/Dead Fixable死細胞染色の除外によって生存細胞を同定し、ゲーティングした。分化7日目に培養細胞が未編集細胞と同様の赤芽球と一致するCD71+細胞のパーセンテージを示したとおり、ゲノム編集は赤血球系分化に悪影響を及ぼさなかった。含まれたHPFH領域標的化dgRNAで培養物を処理すると、モックエレクトロポレート細胞と比較して、21日間の培養期間全体を通じてHbFを含有する赤血球系細胞のパーセンテージが増加した(表21)。BCL11Aのエクソン2を標的とするg8の標的化ドメインを含むdgRNAによるHbF陽性細胞の誘導も並行して観察された。またHPFH領域のゲノムPCR産物を次世代シーケンシング(NGS)に供し、細胞集団中の編集されたアレルのパーセンテージを決定した。Cas9、所与の標的化ドメインのcrRNAおよびTracrを含有するRNPをエレクトロポレートした細胞培養物ではHFPH遺伝子座におけるゲノム編集が観察されたが(表21)、標的化ドメインを送達しない対照細胞(Cas9およびTracrのみを含むRNP)では観察されなかった。ゲノム編集済み細胞に由来するHbF含有赤血球の増加は、鎌状化の低下による治療的意味を有するものと思われる。
実施例4.4
方法:方法は、以下の点を除いて実施例4にあるとおりである。
ヒトCD34細胞培養。研究に応じて、RNP送達前の3〜6日間にわたって増殖培地でヒトCD34+細胞を増殖させた。
Cas9およびガイドRNAリボ核タンパク質(RNP)複合体のアセンブリ、HSPCの調製、およびHSPCへのRNPのエレクトロポレーション。一部の研究については、RNP複合体は4D−Nucleofector(Lonza)を使用して送達した。そのような研究では、遠心によって収集したHSPCをP3初代細胞溶液(Lonza カタログ番号PBP3−00675)に、研究に応じて2.2×10/mL〜6.4×10/mLの細胞密度で再懸濁した。RNPを20μLの細胞と上下にピペッティングすることにより混合し、室温で2分間インキュベートした。4D−Nucleofector(Lonza)でコードCM−137を用いてRNP/細胞混合物(20μL)をエレクトロポレートした。エレクトロポレーションはデュプリケートで実施した。dgRNAフォーマットは、研究間で異なり、以下の表記法によって表22に示す。フォームAは、上記の実施例1に記載したdgRNAフォーマットであり、指示される標的化ドメイン配列を含む。フォームBは、rNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrGrUrUrUrUrArGrArGrCrUrArUrGrCrU(配列番号2344)(式中、rはRNA塩基を示し、およびNは、指示される標的化ドメイン配列に対応する)のcrRNA、および配列番号7808からなるtracrを用いるdgRNAフォーマットである。フォームCは、配列mN*mN*mN*rNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrGrUrUrUrUrArGrArGrCrUrArU*mG*mC*mU(配列番号2345)(式中、rはRNA塩基を示し、Nは、指示される標的化ドメイン配列に対応し、mは2’O−メチル修飾を有する塩基を示し、および*はホスホロチオエート結合を示す)のcrRNA、および配列番号7808からなるtracrを用いるdgRNAフォーマットである。
インビトロ赤血球新生およびHbFを含有する赤血球系細胞に関するFACS分析。一研究では、細胞培養は0日目に2.6×10細胞/mlで開始した。250μlに直接播種することにより開始したものについては(実施例4に記載されるとおり)、研究に応じて1〜3日後に細胞培養物を新鮮培地に希釈した。
ゲノムDNA調製および次世代シーケンシング(NGS)。研究に応じてエレクトロポレーションの24時間〜7日後に、Quick Extract DNA抽出溶液(Epicentre カタログ番号QE09050)を使用して編集済みおよび未編集HSPCからゲノムDNAを調製した。
結果:
理論によって拘束されるものではないが、HPFH領域を標的化して遺伝子破壊するとγ−グロビン発現の抑制が解除され、高いHbFタンパク質を含有する赤血球細胞(胎児ヘモグロビンを発現する細胞は、ときに本明細書において「F−細胞」と称されることもある)の産生が可能になると考えられる。高いHbFは脱酸素化条件下で赤血球細胞の鎌状化を防ぎ、β−サラセミアおよびSCDの両方の患者に治療効果/治癒効果があり得る。エキソビボでゲノム編集したSCD患者由来のHSCによる自家造血幹細胞移植(HSCT)はまた、幹細胞増殖の増進技術、例えばアリール炭化水素受容体(AHR)阻害剤、例えば国際公開第2010/059401号パンフレット(この内容は全体として参照により援用される)に記載されるとおりのもの、例えば化合物4と併用すると、エキソビボ増殖が改善し、かつ遺伝子修飾HSCの送達用量が増加した。
プログラム可能なヌクレアーゼ、Cas9による効率的なゲノム編集には、標的細胞および組織へのガイドRNA(gRNA)およびCas9タンパク質の送達の成功が不可欠である。最近の報告では、幾つかの異なる細胞型で、Cas9リボ核タンパク質(RNP)複合体がエレクトロポレーションによって標的細胞に送達された場合に効率的かつ特異的ゲノム編集を達成し得ることが実証された。Cas9−RNP複合体はほぼ送達直後に染色体DNAを切断し、細胞内で急速に分解されるため、オフターゲット効果が低下する。対照的に、Cas9の送達に用いられるプラスミドおよびウイルスベクターシステムを使用すると、酵素の発現が長引き、このシステムに付随するオフターゲット効果が悪化する。加えて、RNPを標的細胞に送達するのに追加的なツールは不要であり、これにより臨床における治療を目的としたゲノム編集の適用が大幅に促進され得る。精製組換えCas9タンパク質およびgRNA複合体(RNP)を培養HSPCに送達した。用いた実験概要は図17に示す。
大腸菌(Escherichia coli)から組換えCas9タンパク質を精製し、crRNAおよびtracrからなる合成デュアルgRNA(dgRNA)と複合体化して、リボ核タンパク質(RNP)複合体を作成した。本研究に使用したgRNAのリストは、表22に示す。「材料および方法」に記載されるとおりエレクトロポレーションによってRNP複合体をCD34+ HSPCにエレクトロポレートした。RNP複合体の送達前に細胞は増殖させた。活発に分裂している細胞は、エレクトロポレーションによって送達されたRNP複合体の取込みを促進し得る。
ゲノム編集済みおよび未編集のHSPCについて、蛍光色素にコンジュゲートした抗体を使用して胎児グロビンならびに2つの赤血球系細胞表面マーカー、トランスフェリン受容体(CD71)およびグリコホリンA(CD235a)の発現レベルをフローサイトメトリーによって分析した。Live Dead Violetの除外によって生存細胞を同定し、ゲーティングした。HPFH領域を標的化すると、モックエレクトロポレート細胞と比較して、HbFを含有する赤血球系細胞のパーセンテージが増加し、これは複数の評価およびdgRNAフォーマット間で一貫した結果であった(表22)。一部の例では、%HbF+細胞の増加は特定のdgRNAフォーム、例えばCR001028についてのフォームCと関連付けられた(表22)。BCL11Aのエクソン2を標的とするg8の標的化ドメインを含むdgRNAによるHbF陽性細胞の誘導も並行して観察された。またHPFH領域のゲノムPCR産物を次世代シーケンシング(NGS)に供し、細胞集団中の編集されたアレルのパーセンテージを決定した。Cas9、所与の標的化ドメインのcrRNAおよびTracrを含有するRNPをエレクトロポレートした細胞培養物ではHFPH遺伝子座におけるゲノム編集が観察されたが(表22)、標的化ドメインを送達しない対照細胞(Cas9およびTracrのみを含むRNP)では観察されなかった。
最後に、各gRNAについてインデルパターンならびに各インデルの頻度をNGSによって評価した。各標的部位に最も高頻度に出現するインデルを表26に示す。
ある場合には、最も高頻度のインデルの相対的存在量は実験毎に異なったが、上位のインデルは、いずれの所与のgRNAについても両方の実験で概して同じであった。これは、これらのdgRNAについて、HSC細胞に作り出されたインデルパターンが一貫していたことを示している。同様に、これらの結果は、これらのgRNAによって標的化されるHPFH領域における小さいインデル(例えば、この場合、1〜20ヌクレオチドのインデル)が胎児ヘモグロビンの大幅な上方制御をもたらし得るという前出の実験からの意外な知見を裏付けている。ゲノム編集済み細胞に由来するHbF含有赤血球の増加は、鎌状化の低下による治療的意味を有するものと思われる。
実施例4.5
方法:方法は、以下の点を除いてサブ実施例4.1にあるとおりである。
ヒトCD34細胞培養。ヒトCD34+細胞は骨髄に由来した(Hemacare Corporation、カタログ番号BM34C−3)。CD34+細胞を解凍し、RNP送達前に増殖培地で1日増殖させた。RNP送達後、細胞を直ちに200μl増殖培地に戻し、一晩回復させた。翌日、培養物をカウントし、2.0×10生存細胞/mlに調整した。パーセント回収率は、エレクトロポレートした生存細胞のパーセンテージとしてRNP送達後1日の生存細胞数として計算した。増殖培地中でさらに7日後(RNP送達後8日)、生存細胞数を再び決定した。増殖倍数は、増殖培地中で7日後の生存細胞数を2.0×10細胞/mlで除したものとして計算した。生存細胞数は全て、AccuCheck Counting Beads(ThermoFisher カタログ番号PCB100)を用いたフローサイトメトリーにより、DAPI(4’,6−ジアミジノ−2−フェニルインドール)染色によって生存不能細胞を判別して計測した。増殖培地中でさらに1日後(RNP送達後9日)、細胞培養物の表現型を「細胞フェノタイピング」に記載するとおりフローサイトメトリーによって決定した。
Cas9およびガイドRNAリボ核タンパク質(RNP)複合体のアセンブリ、HSPCの調製、およびHSPCへのRNPのエレクトロポレーション。遠心によって収集したHSPCをP3初代細胞溶液(Lonza カタログ番号PBP3−00675)に5.4×10/mLの細胞密度で再懸濁した。RNPを20μLの細胞と上下にピペッティングすることにより混合し、室温で2分間インキュベートした。4D−Nucleofector(Lonza)でコードCM−137を用いてRNP/細胞混合物(20μL)をエレクトロポレートした。エレクトロポレーションはデュプリケートで実施した。使用したcrRNAは配列mN*mN*mN*rNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrGrUrUrUrUrArGrArGrCrUrArU*mG*mC*mU(配列番号2466)(式中、rはRNA塩基を示し、mは2’O−メチル修飾を有する塩基を示し、および*はホスホロチオエート結合を示す)のものであった。Nは、指示される標的化ドメインの残基を示す。使用したtracr配列は配列番号7808であった。
コロニー形成単位細胞アッセイ。RNP送達の翌日、「ヒトCD34+細胞培養」に記載されるとおり生存細胞をカウントした。顆粒球/マクロファージ前駆細胞コロニー形成単位(CFU)アッセイについて、1mLのMethocult H4035メチルセルロース培地(StemCell Technologies)当たり227細胞をデュプリケートでプレーティングした。Methocultに1×抗生物質/抗真菌薬(Gibco、カタログ番号10378−016)を添加した。培養ディッシュを加湿インキュベーターにおいて37℃でインキュベートした。プレーティング後15日目に、少なくとも50細胞を含むコロニーをカウントした。Methocult 1ml当たりのコロニー数を227で除して1000を乗じることにより、1000細胞当たりのCFU頻度を求めた。
細胞フェノタイピング。以下の抗体パネルで染色した後、表面マーカー発現に関して細胞を分析した。パネル1:CD38(FITCコンジュゲート、BD Biosciences #340926、クローンHB7)、CD133エピトープ1(PEコンジュゲート、Miltenyi #130−080−801、クローンAC133)、CD34(PerCPコンジュゲート、BD Biosciences #340666、クローン8G12)、CD90(APCコンジュゲート、BD Biosciences #598695、クローンE10)、CD45RA(Pe−Cy7コンジュゲート、eBioscience #25−0458−42、クローンHI100)。パネル2:CD34(PerCPコンジュゲート、BD Biosciences #340666、クローン8G12)、CD33(PE−Cy7コンジュゲート、BD Biosciences #333946、クローンP67.6)、CD14(APC−H7コンジュゲート、BD Biosciences #560270、クローンMφP9)、CD15(PEコンジュゲート、Biolegend #301905、クローンHI98)。パネル3:CD34(PerCPコンジュゲート、BD Biosciences #340666、クローン8G12)、CD41a(APC−H7コンジュゲート、BD Biosciences #561422、クローンHIP8)、CD71(FITCコンジュゲート、BD Biosciences #555536、クローンM−A712)、CD19(PEコンジュゲート、BD Biosciences #340720、クローンSJ25C1)、CD56(APCコンジュゲート、Biolegend #318310、クローンHCD56)に特異的な抗体。並行して、対応するアイソタイプ対照抗体パネルを使用して培養物を染色し、但し、そのアイソタイプ対照の代わりに抗CD45RAを含めた。生存不能細胞はDAPI(4’,6−ジアミジノ−2−フェニルインドール)染色によって判別した。染色した試料をLSRFortessaフローサイトメーター(BD Biosciences)で細胞表面タンパク質発現に関して分析した。結果はFlowjoを使用して分析し、データはDAPI陰性生存細胞集団の%として提示した。
ゲノムDNA調製および次世代シーケンシング(NGS)。エレクトロポレーションの1日および8日後に、Quick Extract DNA抽出溶液(Epicentre カタログ番号QE09050)を使用して編集済みおよび未編集HSPCからゲノムDNAを調製した。
結果:
理論によって拘束されるものではないが、HPFHまたはBCL11A赤血球系エンハンサー領域を標的化して遺伝子破壊すると、γ−グロビン発現の抑制が解除されて、高いHbFタンパク質を含有する赤血球細胞(胎児ヘモグロビンを発現する細胞は、ときに本明細書において「F−細胞」と称されることもある)の産生が可能になると考えられる。高いHbFは脱酸素化条件下で赤血球細胞の鎌状化を防ぎ、β−サラセミアおよびSCDの両方の患者に治療効果/治癒効果があり得る。エキソビボでゲノム編集したSCD患者由来のHSCによる自家造血幹細胞移植(HSCT)はまた、幹細胞増殖の増進技術、例えばアリール炭化水素受容体(AHR)阻害剤、例えば国際公開第2010/059401号パンフレット(この内容は全体として参照により援用される)に記載されるとおりのもの、例えば化合物4と併用すると、エキソビボ増殖が改善し、かつ遺伝子修飾HSCの送達用量が増加した。
プログラム可能なヌクレアーゼ、Cas9による効率的なゲノム編集には、標的細胞および組織へのガイドRNA(gRNA)およびCas9タンパク質の送達の成功が不可欠である。最近の報告では、幾つかの異なる細胞型で、Cas9リボ核タンパク質(RNP)複合体がエレクトロポレーションによって標的細胞に送達された場合に効率的かつ特異的ゲノム編集を達成し得ることが実証された。Cas9−RNP複合体はほぼ送達直後に染色体DNAを切断し、細胞内で急速に分解されるため、オフターゲット効果が低下する。対照的に、Cas9の送達に用いられるプラスミドおよびウイルスベクターシステムを使用すると、酵素の発現が長引き、このシステムに付随するオフターゲット効果が悪化する。加えて、RNPを標的細胞に送達するのに追加的なツールは不要であり、これにより臨床における治療を目的としたゲノム編集の適用が大幅に促進され得る。精製組換えCas9タンパク質およびgRNA複合体(RNP)を培養HSPCに送達した。用いた実験概要は図17に示す。
大腸菌(Escherichia coli)から組換えCas9タンパク質を精製し、crRNAおよびtracrからなる合成デュアルgRNA(dgRNA)と複合体化して、リボ核タンパク質(RNP)複合体を作成した。本研究に使用したgRNAのリストは、表23に示す。「材料および方法」に記載されるとおりエレクトロポレーションによってRNP複合体をCD34+ HSPCにエレクトロポレートした。RNP複合体の送達前に細胞は増殖させた。活発に分裂している細胞は、エレクトロポレーションによって送達されたRNP複合体の取込みを促進し得る。
エレクトロポレーション1日後のパーセント細胞回収率は72.5%〜89.8%の範囲であり、未編集であるがエレクトロポレートした対照を含め、条件間で同様であった(表23)。ゲノム編集済みおよび未編集HSPCをCD34+細胞増殖培地での増殖に関して分析した。増殖は7日間で編集済み細胞培養物について4.8倍〜17.3倍の範囲であり、未編集の細胞について19.3〜20.5倍の範囲であった(表22)。表面マーカー発現によって決定するとき、未編集対照と比較して培養物における細胞型の組成が、HPFHまたはBCL11A赤血球系エンハンサー領域を標的とする本研究におけるdgRNAによる編集によって変化することはなく、これらの条件下でこれらの部位のターゲティングによってはHSPC運命が変化しないことが示された(図26A〜図26B)。対照的に、BCL11Aエクソンのg8を標的とするdgRNAで編集すると、増殖は中程度の低下となったが、細胞組成の顕著なシフトが起こり、特に全CD34+ HSPCサブタイプならびにCD71+赤血球系集団のパーセンテージが減少し、およびCD14+単球およびCD15+顆粒球集団のパーセンテージが増加した(表23および図26A〜図26B)。顆粒球/マクロファージ前駆細胞コロニー形成単位(CFU)の頻度は編集済み培養物間で同様で、未編集の培養物(1000細胞当たり154〜185CFU)と比較して編集済み培養物ではCFUの低下は僅かであった(1000細胞当たり95〜145CFUの範囲)ことから、これらの部位を標的化することにより顆粒球/マクロファージ前駆細胞機能が著しく変化することはないことが示唆される(表23)。
実施例4.6
方法:方法は、以下の点を除いて実施例4にあるとおりである。
Cas9およびガイドRNAリボ核タンパク質(RNP)複合体のアセンブリ、HSPCの調製、およびHSPCへのRNPのエレクトロポレーション。一部の例では、2つの異なる標的化ドメインを含むcrRNAを同じ細胞培養物に送達した。このような場合、細胞に送達される全RNPは、サブ実施例4.1にあるとおり、6μgのCas9、3μgのcrRNAおよび3μgのTracrを含んだ。しかしながら、各1.5μgを含む2つのcrRNAは、1.5μg Tracrおよび3μg Cas9を含むTracr/CAS9混合物と独立に複合体化し、細胞に加えるときにのみ組み合わせた。遠心によって収集したHSPCをP3初代細胞溶液(Lonza カタログ番号PBP3−00675)に2.5×10/mLの細胞密度で再懸濁した。RNPを20μLの細胞と上下にピペッティングすることにより混合し、室温で2分間インキュベートした。4D−Nucleofector(Lonza)でコードCM−137を用いてRNP/細胞混合物(20μL)をエレクトロポレートした。エレクトロポレーションはデュプリケートで実施した。dgRNAフォーマットは、配列番号7808を有するtracr、および配列mN*mN*mN*rNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrNrGrUrUrUrUrArGrArGrCrUrArU*mG*mC*mU(配列番号2468)(式中、rはRNA塩基を示し、mは2’O−メチル修飾を有する塩基を示し、および*はホスホロチオエート結合を示し、およびNは、指示される標的化ドメインの残基を示す)のcrRNAを使用した。
インビトロ赤血球新生およびHbFを含有する赤血球系細胞に関するFACS分析。3日後に細胞培養物を新鮮培地に希釈した。
ゲノムDNA調製および次世代シーケンシング(NGS)。エレクトロポレーションの3日後に、Quick Extract DNA抽出溶液(Epicentre カタログ番号QE09050)を使用して編集済みおよび未編集HSPCからゲノムDNAを調製した。
結果:
理論によって拘束されるものではないが、HPFHまたはBCL11A赤血球系エンハンサー領域を標的化して遺伝子破壊すると、γ−グロビン発現の抑制が解除されて、高いHbFタンパク質を含有する赤血球細胞(胎児ヘモグロビンを発現する細胞は、ときに本明細書において「F−細胞」と称されることもある)の産生が可能になると考えられる。高いHbFは脱酸素化条件下で赤血球細胞の鎌状化を防ぎ、β−サラセミアおよびSCDの両方の患者に治療効果/治癒効果があり得る。エキソビボでゲノム編集したSCD患者由来のHSCによる自家造血幹細胞移植(HSCT)はまた、幹細胞増殖の増進技術、例えばアリール炭化水素受容体(AHR)阻害剤、例えば国際公開第2010/059401号パンフレット(この内容は全体として参照により援用される)に記載されるとおりのもの、例えば化合物4と併用すると、エキソビボ増殖が改善し、かつ遺伝子修飾HSCの送達用量が増加した。
プログラム可能なヌクレアーゼ、Cas9による効率的なゲノム編集には、標的細胞および組織へのガイドRNA(gRNA)およびCas9タンパク質の送達の成功が不可欠である。最近の報告では、幾つかの異なる細胞型で、Cas9リボ核タンパク質(RNP)複合体がエレクトロポレーションによって標的細胞に送達された場合に効率的かつ特異的ゲノム編集を達成し得ることが実証された。Cas9−RNP複合体はほぼ送達直後に染色体DNAを切断し、細胞内で急速に分解されるため、オフターゲット効果が低下する。対照的に、Cas9の送達に用いられるプラスミドおよびウイルスベクターシステムを使用すると、酵素の発現が長引き、このシステムに付随するオフターゲット効果が悪化する。加えて、RNPを標的細胞に送達するのに追加的なツールは不要であり、これにより臨床における治療を目的としたゲノム編集の適用が大幅に促進され得る。精製組換えCas9タンパク質およびgRNA複合体(RNP)を培養HSPCに送達した。用いた実験概要は図17に示す。
大腸菌(Escherichia coli)から組換えCas9タンパク質を精製し、crRNAおよびtracrからなる合成デュアルgRNA(dgRNA)と複合体化して、リボ核タンパク質(RNP)複合体を作成した。本研究に使用したgRNAのリストは、表24に示す。「材料および方法」に記載されるとおりエレクトロポレーションによってRNP複合体をCD34+ HSPCにエレクトロポレートした。RNP複合体の送達前に細胞は増殖させた。活発に分裂している細胞は、エレクトロポレーションによって送達されたRNP複合体の取込みを促進し得る。
ゲノム編集済みおよび未編集のHSPCについて、蛍光色素にコンジュゲートした抗体を使用して胎児グロビンならびに2つの赤血球系細胞表面マーカー、トランスフェリン受容体(CD71)およびグリコホリンA(CD235a)の発現レベルをフローサイトメトリーによって分析した。Live Dead Violetの除外によって生存細胞を同定し、ゲーティングした。HPFH領域またはBCL11A赤血球系エンハンサーを標的化すると、モックエレクトロポレート細胞と比較して、HbFを含有する赤血球系細胞のパーセンテージが増加した(表24)。BCL11Aのエクソン2を標的とするg8の標的化ドメインを含むdgRNAによるHbF陽性細胞の誘導も並行して観察された。HPFH領域およびBCL11A赤血球系エンハンサーを同じ細胞集団中で同時に標的化したとき、HbF含有細胞のパーセンテージは、いずれか一方の領域を独立に標的化した場合を上回って増加した(表24)。したがって、編集済み細胞に由来するHbF含有赤血球の増加は、HPFH領域またはBCL11A赤血球系エンハンサーのいずれかを標的化することによって実現できると共に、両方の領域を同時に標的化することによっても一層高い程度で実現できる。
両方の領域のゲノムPCR産物を独立に次世代シーケンシング(NGS)に供して、細胞集団中における編集されたアレルのパーセンテージを決定した。Cas9、所与の標的化ドメインのcrRNAおよびTracrを含有するRNPをエレクトロポレートした細胞培養物ではゲノム編集が観察されたが(表24)、標的化ドメインを送達しない対照細胞(Cas9およびTracrのみを含むRNP)では観察されなかった。2つの部位を標的とするRNPを同じ細胞集団に送達したとき、両方の部位における編集が観察された(表24)。一部の例では、2つのRNPを送達したとき、1つのみのRNPを送達したときと比較して、所与の部位におけるパーセント編集済み細胞がやや低下し(表24)、これは恐らく、所与の部位を標的化するRNP濃度が前者の例では低かったことに起因した。2つのRNPを同時に送達する場合、各個別のRNP濃度を増加させることにより、より高い編集率パーセンテージおよび潜在的にはより高いHbF含有細胞パーセンテージを実現し得る。ゲノム編集済み細胞に由来するHbF含有赤血球の増加は、鎌状化の低下による治療的意味を有するものと思われる。
実施例4.7
方法:方法は、以下の点を除いて実施例4にあるとおりである。
ヒトCD34+細胞培養。ヒトCD34+細胞は骨髄に由来した(Lonza、カタログ番号2M−101D)。CD34+細胞を解凍し、RNP送達前に増殖培地で2日間増殖させた。
Cas9およびガイドRNAリボ核タンパク質(RNP)複合体のアセンブリ、HSPCの調製、およびHSPCへのRNPのエレクトロポレーション。シングルガイドRNA(sgRNA)を用いるRNPの形成については、5μLの総容積中の6μgのCas9タンパク質(0.8〜1μL中)および0.5μLの5×CCE緩衝液(20mM HEPES、100mM KCL、5mM MgCL2、5%グリセロールおよび新たに添加した1mM DTT)に6μgのsgRNAを加え、37℃で5分間インキュベートした。HSPCを遠心によって収集し、P3初代細胞溶液(Lonza カタログ番号PBP3−00675)に6.4×106/mLの細胞密度で再懸濁した。RNPを20μLの細胞と上下にピペッティングすることにより混合し、室温で2分間インキュベートした。4D−Nucleofector(Lonza)でコードCM−137を用いてRNP/細胞混合物(20μL)をエレクトロポレートした。エレクトロポレーションはデュプリケートで実施した。dgRNAについては、dgRNA−PSおよびdgRNA−OMePS Tracrは配列番号6660であり、但しg8は除き、これはtracr配列番号7808と使用した。この実験で使用した全てのgRNAのフォーマットを表36に示し、但しdgRNA g8 OMePSは除き、これは配列mC*mA*mC*AAACGGAAACAAUGCAAGUUUUAGAGCUAU*mG*mC*mU(配列番号2470)を有するcrRNAおよび配列番号7808の配列を有するtracrを含んだ。
インビトロ赤血球新生およびHbFを含有する赤血球系細胞に関するFACS分析。RNP送達後、細胞をプロトコル1またはプロトコル2に従い維持した。プロトコル1については、細胞は直ちに、EDMおよび補足物からなる予め温めた培地に移した。培養0〜7日目の間、EDMには、1μMヒドロコルチゾン(Sigma H8672)、100ng/mLヒトSCF(Life Technologies、カタログ番号PHC2113)、および5ng/mLヒトIL−3(Peprotech #10779−598)をさらに補足した。培養7〜11日目の間、EDMには100ng/mLのヒトSCFのみを補足した。培養11〜21日目の間、EDMに追加の補足はしなかった。7日目に細胞培養物を4.0×10細胞/mlに調整した。11、14および19日目に培地を補充した。プロトコル2については、細胞を直ちに200μl増殖培地に戻し、さらに2日間増殖させた。RNP送達2日後に培養物をカウントした。次に細胞をペレット化し、EDMおよび補足物からなる予め温めた培地に再懸濁した。EDM培養0〜7日目の間、EDMには、1μMヒドロコルチゾン(Sigma H8672)、100ng/mLヒトSCF(Life Technologies、カタログ番号PHC2113)、および5ng/mLヒトIL−3(Peprotech #10779−598)をさらに補足した。培養7〜11日目の間、EDMには100ng/mLのヒトSCFのみを補足した。培養11〜21日目の間、EDMに追加の補足はしなかった。細胞培養は0日目に4.0×10細胞/mlで開始し、4日目に新鮮培地で4倍希釈し、および7日目に2.0×10細胞/mlに調整した。11、14および19日目に培地を補充した。7、18および21日にEDM培養物中の生存細胞をカウントした。生存細胞数は全て、AccuCheck Counting Beads(ThermoFisher カタログ番号PCB100)を用いたフローサイトメトリーにより、DAPI(4’,6−ジアミジノ−2−フェニルインドール)染色によって生存不能細胞を判別して決定した。両方のプロトコルとも、赤血球系分化培養7、14および21日目に、細胞をHbF発現に関して細胞内染色によって分析した。14日目および21日目に、HbF発現に関する細胞内染色に抗CD71および抗CD235a抗体は含まず、生存細胞集団全体におけるHbF陽性細胞(F−細胞)の%を報告した。生死判別色素としてLIVE/DEAD(登録商標)Fixable Near−IR Dead Cell Stain(ThermoFisher L34975)を使用した。
ゲノムDNA調製および次世代シーケンシング(NGS)。プロトコル2によって培養した編集済みおよび未編集のHSPCから、エレクトロポレーションの2日および6日後にQuick Extract DNA抽出溶液(Epicentre カタログ番号QE09050)を使用してゲノムDNAを調製した。
結果:
理論によって拘束されるものではないが、HPFH領域を標的化して遺伝子破壊するとγ−グロビン発現の抑制が解除され、高いHbFタンパク質を含有する赤血球細胞(胎児ヘモグロビンを発現する細胞は、ときに本明細書において「F−細胞」と称されることもある)の産生が可能になると考えられる。高いHbFは脱酸素化条件下で赤血球細胞の鎌状化を防ぎ、β−サラセミアおよびSCDの両方の患者に治療効果/治癒効果があり得る。エキソビボでゲノム編集したSCD患者由来のHSCによる自家造血幹細胞移植(HSCT)はまた、幹細胞増殖の増進技術、例えばアリール炭化水素受容体(AHR)阻害剤、例えば国際公開第2010/059401号パンフレット(この内容は全体として参照により援用される)に記載されるとおりのもの、例えば化合物4と併用すると、エキソビボ増殖が改善し、かつ遺伝子修飾HSCの送達用量が増加した。
プログラム可能なヌクレアーゼ、Cas9による効率的なゲノム編集には、標的細胞および組織へのガイドRNA(gRNA)およびCas9タンパク質の送達の成功が不可欠である。最近の報告では、幾つかの異なる細胞型で、Cas9リボ核タンパク質(RNP)複合体がエレクトロポレーションによって標的細胞に送達された場合に効率的かつ特異的ゲノム編集を達成し得ることが実証された。Cas9−RNP複合体はほぼ送達直後に染色体DNAを切断し、細胞内で急速に分解されるため、オフターゲット効果が低下する。対照的に、Cas9の送達に用いられるプラスミドおよびウイルスベクターシステムを使用すると、酵素の発現が長引き、このシステムに付随するオフターゲット効果が悪化する。加えて、RNPを標的細胞に送達するのに追加的なツールは不要であり、これにより臨床における治療を目的としたゲノム編集の適用が大幅に促進され得る。精製組換えCas9タンパク質およびgRNA複合体(RNP)を培養HSPCに送達した。用いた実験概要は図17に示す。
大腸菌(Escherichia coli)から組換えCas9タンパク質を精製し、合成シングルgRNA(sgRNA)またはcrRNAおよびtracrからなるデュアルgRNA(dgRNA)と複合体化して、リボ核タンパク質(RNP)複合体を作成した。本研究に使用したgRNAのフォーマットは、表36に示す。「材料および方法」に記載されるとおりエレクトロポレーションによってRNP複合体をCD34+ HSPCにエレクトロポレートした。RNP複合体の送達前に、ある場合には(プロトコル2)エレクトロポレーション後にも細胞を増殖させた。活発に分裂している細胞は、エレクトロポレーションによって送達されたRNP複合体の取込みを促進し得る。
HPFH領域のゲノムPCR産物を次世代シーケンシング(NGS)に供し、細胞集団中の編集されたアレルのパーセンテージを決定した。Cas9、所与の標的化ドメインのcrRNAおよびTracrを含有するRNPをエレクトロポレートした細胞培養物ではHFPH遺伝子座におけるゲノム編集が観察されたが(図43)、標的化ドメインを送達しない対照細胞(Cas9およびTracrのみを含むRNP)では観察されなかった。一部の例では、修飾sgRNAを使用した所与の標的部位における編集率が、他のgRNAフォーマットと比べて高かった(図43)。最後に、各gRNAについてインデルパターンならびに各インデルの頻度をNGSによって評価した。同じgRNA/Cas9を使用した複数のレプリケート間でインデルパターンは同様であった。各標的部位に最も高頻度に出現する代表的なインデルを表37に示す。
ゲノム編集済みおよび未編集HSPCについて、三段階赤血球系分化細胞培養プロトコルで増殖およびHbF上方制御に関して分析した。ゲノム編集済みおよび未編集HSPCについて、胎児グロビンの発現レベルをフローサイトメトリーによって分析し、7日目に、2つの赤血球系細胞表面マーカー、トランスフェリン受容体(CD71)およびグリコホリンA(CD235a)について、蛍光色素にコンジュゲートした抗体を使用して分析した。Live/Dead Fixable死細胞染色の除外によって生存細胞を同定し、ゲーティングした。含まれたHPFH領域標的化およびBCL11A赤血球系エンハンサー標的化gRNAによるゲノム編集は、培養細胞が分化7日目に未編集の細胞と同様の赤芽球と一致するCD71+細胞のパーセンテージを示したとおり、赤血球系分化に悪影響を及ぼさなかったが、プロトコル1およびプロトコル2は条件間でCD71+のパーセンテージに違いがあった(図44)。含まれたHPFH領域標的化およびBCL11A赤血球系エンハンサー標的化gRNAで培養物を処理すると、21日間の培養期間全体を通じてモックエレクトロポレート細胞と比較して、およびこれらの2つのプロトコル間で、HbFを含有する赤血球系細胞のパーセンテージの相対的変化は同様のパターンになった(図45、図46および図47)。RNPに曝露し、かつプロトコル1またはプロトコル2のいずれかで維持した細胞ではHbFが誘導されたが、しかしながら、HbF陽性の細胞のパーセンテージはプロトコル2を用いた条件および時点で低くなる傾向があった(図45、図46および図47)。HbFの誘導は、標的ドメインCR001030、CR00312およびCR001128からなるgRNAで、特に遅い時点において最も顕著であった(図45、図46および図47)。標的化ドメイン間では、sgRNA、特にOMePS修飾sgRNAが、dgRNAよりも高いHbFを誘導する傾向があった(図45、図46および図47)。標的化ドメインCR001137による比較的低いHbFの誘導は、この標的部位における低い編集レベルによって説明し得る(図43、図45〜図47)。BCL11Aのエクソン2を標的とするg8の標的化ドメインを含むdgRNAによるHbF陽性細胞の誘導も並行して観察された(図45〜図47)。ゲノム編集済み細胞に由来するHbF含有赤血球の増加は、鎌状化の低下による治療的意味を有するものと思われる。編集済み細胞は、赤血球系分化条件下で増殖能を有したが(7日目に9〜53倍および21日目に36〜143倍、図48)、しかしながら、ある場合には、未編集対照細胞と比べて増殖は抑制された(7日目に未編集対照の14〜83%および21日目に未編集対照の18〜95%)(図48)。BCL11Aのエクソン2を標的とするg8の標的化ドメインを含むdgRNA(7日目に未編集対照の30%および21日目に未編集対照の18%)およびOMePS修飾sgRNAの多くによって編集した細胞で最も低い増殖が観察された(図48)。
実施例5 HPFH領域に対する2つのgRNAを使用した切り出し
初代ヒトCD34+ HSPCに、HPFH領域内の異なる部位に対する2つの異なるgRNA分子を含有するRNPをエレクトロポレートした。各RNPに、上記に記載したとおりのdgRNA分子を使用した。簡潔に言えば、フランス型HPFH領域内の第1の部位を標的とするdgRNAを含むRNPと、フランス型HPFH領域内の第2の部位を標的とするdgRNAを含むRNPとを以下の比で組み合わせて、CD34+ HSPCにエレクトロポレートした:0.5×第1のdgRNA RNP+0.5×第2のdgRNA RNP;1.0×g2 dgRNA(「g2」=BCL11a遺伝子のコード配列を標的とする、CR000088の標的化ドメインを含む陽性対照);RNPなし(「対照」)。上記に記載されるプロトコルを用いて細胞を上記に記載したとおり培養し、赤血球に分化させた(図17を参照されたい)。胎児ヘモグロビン発現を評価した。結果は図27および表25に示す。理論によって拘束されるものではないが、2つの標的配列に対するgRNA分子を含むRNPを同時に導入すると、その領域内に含まれる任意の調節配列またはコード配列を含め、2つの切断部位間のDNA(例えば、2つの切断部位間にある全てまたはほとんどのDNA)の欠失(すなわち、切り出し)が起こることになると考えられる。これらの結果は、HPFH領域内の2つの別個の領域を標的とするRNPをエレクトロポレーションによってCD34+ HSPCに同時に送達して、赤血球に分化した編集済み細胞に胎児ヘモグロビン発現を誘導できたことを示している。
実施例6.BCL11aエンハンサーを標的とするgRNAの潜在的オフターゲット編集の評価
オリゴ挿入に基づくアッセイ(例えば、Tsai et al.,Nature Biotechnology.33,187−197;2015を参照されたい)を用いて、BCL11aエンハンサーを標的とするCas9によって切断される潜在的オフターゲットゲノム部位を決定した。BCL11aエンハンサーを標的とする合計28個のガイド(指示される標的化ドメインを含むデュアルガイドRNA)およびHPFH領域を標的とする10個のgRNAを上記に記載されるCas9発現HEK293細胞でスクリーニングした。結果は図33(BCL11aエンハンサー)および図49(HPFH)にプロットする。BCL11aエンハンサーを標的とするgRNAに関して、このアッセイで一部のガイドの潜在的オフターゲット部位が同定されたが、しかしながら標的ディープシーケンシングを用いて、それらの潜在的な部位が本当にCas9によって切断されるオフターゲット部位かどうかを決定した。潜在的オフターゲット部位に隣接するプライマーを用いて単離ゲノムDNAを増幅し、アンプリコンをシーケンシングした。潜在的オフターゲット部位がCas9によって切断された場合、その部位にインデルが検出されるはずである。ガイドRNAの少なくとも3つ:CR000311、CR000312、CR001128について、これらの潜在的オフターゲット部位に関する後続研究からは、潜在的オフターゲット部位にインデルは検出されなかった。BCL11aエンハンサーを標的とするgRNAに関しては、少なくともgRNA、CR001137、CR001212、およびCR001221について、このアッセイでいかなる潜在的オフターゲット部位も同定されなかった。標的ディープシーケンシングを実施して、他のgRNA分子について同定された潜在的オフターゲット部位が本当にCas9によって切断されるオフターゲット部位かどうかを決定することになる。
実施例7:Cas9変異体の評価
CD34+造血幹細胞における評価
本発明者らは、初代ヒト造血幹細胞(HSC)におけるβ−2−ミクログロブリン(B2M)遺伝子のノックアウト効率を計測することにより、14個の精製化膿レンサ球菌(Streptococcus pyogenes)Cas9(SPyCas9)タンパク質を評価した。これらのタンパク質は3群に分けた:第1群は、選択性が向上したSPyCas9変異体からなった(Slaymaker et al.2015,Science 351:84(e1.0、e1.1およびK855A);Kleinstiver et al.2016,Nature 529:490(HF))。第2群は、数および/または位置が異なるSV40核移行シグナル(NLS)および切断可能なTEV部位を伴うまたは伴わない6×ヒスチジン(His6)または8×ヒスチジン(His8)タグ(それぞれ配列番号2969および2970)を含む野生型SPyCas9、および2つのシステイン置換(C80L、C574E)(構造研究用にCas9を安定化させることが報告されている(Nishimasu et al.2014,Cell 156:935))を有するSPyCas9タンパク質からなった。第3群は、異なるプロセスによって作製した同じ組換えSPyCas9からなった(図60)。B2MノックアウトはFACSおよび次世代シーケンシング(NGS)によって決定した。
方法
材料
1.Neonエレクトロポレーション機器(Invitrogen、MPK5000)
2.Neonエレクトロポレーションキット(Invitrogen、MPK1025)
3.crRNA(GGCCACGGAGCGAGACAUCU(配列番号2811)の標的化ドメイン配列、B2M遺伝子中の配列と相補的、配列番号6607と融合)
4.tracrRNA(配列番号6660)
5.Cas9保存緩衝液:20mMトリス−Cl、pH8.0、200mM KCl、10mM MgCl
6.骨髄由来CD34+ HSC(Lonza、2M−101C)
7.細胞培養培地(Stemcell Technologies、StemSpam SFEM II、StemSpam CC−100含有)
8.FACS洗浄緩衝液:PBS中2%FCS
9.FACSブロック緩衝液:PBS1mL当たり、0.5ugマウスIgG、150ug Fcブロック、20μL FCSを添加
10.Chelex懸濁液:HO中10%Chelex 100(bioRad、カタログ番号142−1253)
11.抗B2M抗体:Biolegend、カタログ番号316304
プロセス
Lonzaの推奨に従い細胞を解凍して成長させ、2〜3日おきに培地を加える。5日目、細胞を200×gで15分間ペレット化し、PBSで1回洗浄し、細胞をNEONキットのT−緩衝液に2×10/μLで再懸濁し、氷上に置く。Cas9タンパク質をCas9保存緩衝液で5mg/mlに希釈する。crRNAおよびtracrRNAをHOで100μMに再構成する。各0.8μLのCAS9タンパク質、crRNAおよびtracrRNAを0.6μLのCas9保存緩衝液と混合することによりリボ核タンパク質(RNP)複合体を作製し、室温で10分間インキュベートする。7μLのHSCをRNP複合体と2分間混合し、10μL全てをNeonピペットティップに移し、1700v、20msおよび1パルスでエレクトロポレートする。エレクトロポレーション後直ちに、37℃、5%COで予めキャリブレーションした1ml培地が入った24ウェルプレートのウェルに細胞を移す。エレクトロポレーション後72時間でFACSおよびNGS分析のため細胞を回収する。
FACS:24ウェルプレートの各ウェルから250μLの細胞を96ウェルU底プレートのウェルに取り、細胞をペレット化する。2%FCS(ウシ胎仔血清)−PBSで1回洗浄する。細胞に50μL FACSブロック緩衝液を加え、氷上で10分間インキュベートし、1μL FITC標識B2M抗体を加え、30分間インキュベートする。150μL FACS洗浄緩衝液で1回洗浄し、続いてもう1回200μL FACS洗浄緩衝液で1回洗浄する。細胞を200μL FACS緩衝液に再懸濁してFACS分析を行った。
NGS試料調製:24ウェルプレートの各ウェルから250μLの細胞懸濁液を1.5mlエッペンドルフチューブに移し、1mL PBSを加え、細胞をペレット化する。100μLのChelex懸濁液を加え、99℃で8分間インキュベートして10秒間ボルテックスし、続いて99℃で8分間インキュベートし、10秒間ボルテックスする。10,000×gで3分間遠心することにより樹脂をペレットダウンさせて、上清ライセートをPCRに使用する。4μLライセートを取り、Titaniumキット(Clonetech、カタログ番号639208)を使用して、かつ製造者の指示に従い、b2mプライマー(b2mg67F:CAGACAGCAAACTCACCCAGT(配列番号2812)、b2mg67R:CTGACGCTTATCGACGCCCT(配列番号2813))でPCR反応を行う。以下のPCR条件を用いる:98℃で5分を1サイクル;95℃で15秒、62℃で15秒、および72℃で1分を30サイクル;および最後に72℃で3分を1サイクル。このPCR産物をNGSに使用した。
統計:FACSによるB2M KO細胞のパーセンテージおよびNGSによるインデルのパーセンテージを用いてCAS9切断効率を評価する。この実験はCas9を固定効果として設計した。各実験は、入れ子型変量効果として、ドナー内に入れ子になっている。したがって、FACSおよびNGSデータの分析には混合線形モデルを適用した。
結果
実験およびドナーのばらつきを正規化するため、本発明者らは、2つのSV40 NLSが野生型SPyCas9に隣接し、かつタンパク質のC末端のHis6タグ(配列番号2969)を含む元の設計であるiProt105026に対する各タンパク質の相対活性をグラフ化した(図34)。統計的分析は、参照Cas9タンパク質iProt105026と比較して、iProt106331、iProt106518、iProt106520およびiProt106521のHSCにおけるB2Mのノックアウトに有意な差はないが、試験した他の変異体(PID426303、iProt106519、iProt106522、iProt106545、iProt106658、iProt106745、iProt106746、iProt106747、iProt106884)はHSCにおけるB2Mのノックアウトに参照iProt105026と比べて大きい有意差があることを示している。本発明者らは、His6タグ(配列番号2969)をC末端からN末端に動かしても(iProt106520)、タンパク質の活性に影響が及ばないことを見出した(図34)。NLSがタンパク質のC末端に配置された場合に限り、活性を維持するのに1つのNLSで十分であった(iProt106521対iProt106522、図34)。プロセス1から精製したタンパク質は、一貫してプロセス2および3よりも高いノックアウト効率を有した(iProt106331対iProt106545およびPID426303、図34)。一般に、既報告の向上した選択性を有するSPyCas9変異体は、野生型SPyCas9ほど活性でなかった(iProt106745、iProt106746およびiProt106747、図34)。興味深いことに、iProt106884は標的化部位を切断しなかった。これは、この変異体が哺乳動物細胞における論理的な標的化部位の最大20%を切断できなかったというKleinstiver et alによる報告と一致する(Kleinstiver et al.2016,Nature 529:490)。最後に、2つのシステイン置換を含むCas9変異体(iProt106518)は高レベルの酵素活性を維持した(図34)。
次に、+58エンハンサー領域を標的とする修飾gRNAまたは非修飾gRNAのいずれかと共に、異なるCas9変異体を含むRNPの編集効率を試験した。非修飾(CR00312=配列番号342;CR001128=配列番号347)または修飾(OMePS CR00312=配列番号1762;OMePS CR001128=配列番号1763)のいずれかでcr00312およびcr1128の標的化ドメインを含むsgRNA分子を試験し、表35に示すCas9変異体と予め複合体化した。
これらの実施例に記載されるとおり、上記に記載したとおり形成したRNPを上記に記載したとおりHSPC細胞に送達し、%編集率(NGSによる)および赤血球系分化時の%HbF誘導に関して細胞を評価した。結果は図42A(%編集率)および図42B(HbF誘導)に示す。これらの結果は、試験した変異体間でCas9成分が異なっても非修飾および修飾の両方のバージョンのsgRNA CR00312およびCR001128の遺伝子編集効率は変わらず、Cas9変異体が赤血球分化した遺伝子編集済み細胞のHbF産生能力にも影響を与えなかったことを示している。
実施例8:遺伝子編集済みHSPCのエキソビボ増殖、およびHSPCサブセットにおける編集分析
遺伝子編集前の細胞の増殖
ヒト骨髄CD34細胞をAllCells(カタログ番号:ABM017F)またはLonza(カタログ番号:2M−101C)のいずれかから購入し、50ng/mLのトロンボポエチン(Tpo、Peprotech;カタログ番号300−18)、50ng/mLのヒトFlt3リガンド(Flt−3L、Peprotech;カタログ番号300−19)、50ng/mLのヒト幹細胞因子(SCF、Peprotech;カタログ番号300−07)、ヒトインターロイキン−6(IL−6、Peprotech;カタログ番号200−06)、1%L−グルタミン;2%ペニシリン/ストレプトマイシン、および化合物4(0.75μM)を補足したStemSpan SFEM(StemCell Technologies;カタログ番号09650)を使用して2〜3日間増殖させた。
細胞へのCas9およびガイドRNAリボ核タンパク質(RNP)複合体のエレクトロポレーション
Cas9−ガイドRNAリボ核タンパク質複合体(RNP)はエレクトロポレーションの直前に調製した。デュアルガイドRNAを用いるRNPの形成については、初めに各3μgのcrRNA(2.24μL中)およびtracrRNA(1.25μL中)を別個のチューブにおいて95℃で2分間変性させて、次に室温に冷却した。Cas9タンパク質の調製のため、7.3μgのCas9タンパク質(1.21μL中)を0.52μLの5×CCE緩衝液(20mM HEPES、100mM KCL、5mM MgCL2、5%グリセロールおよび新たに添加した1mM DTT)と混合した。初めにTracrRNAをCas9調製物と混合し、37℃で5分間インキュベートした。次にCrRNAをTracrRNA/CAS9複合体に加え、37℃で5分間インキュベートした。200×gで15分間遠心することによりHSPCを収集し、Neonエレクトロポレーションキット(Invitrogen;カタログ番号:MPK1096)に付属するT緩衝液に2×10/mLの細胞密度で再懸濁した。RNPを12μLの細胞と上下に3回穏やかにピペッティングすることによって混合した。シングルガイドRNA(sgRNA)およびCas9複合体の調製には、2.25μg sgRNA(1.5μL中)を2.25μg Cas9タンパク質(3μL中)と混合し、室温で5分間インキュベートした。次にsgRNA/Cas9複合体を10.5μLの2×10/mL細胞と上下に数回穏やかにピペッティングすることにより混合し、室温で2分間インキュベートした。RNP/細胞混合物(10μL)をNeonエレクトロポレーションプローブに移した。Neonトランスフェクションシステム(Invitrogen;MPK5000S)で1700ボルト/20ミリ秒および1パルスを用いてエレクトロポレーションを実施した。
遺伝子編集後の細胞の増殖
エレクトロポレーション後、上記に記載したとおりの成長因子、サイトカインおよび化合物4を補足した0.5mLの予め温めたStemSpan SFEM培地に細胞を移し、37℃で3日間培養した。エレクトロポレーション前3日間およびエレクトロポレーション後7日間の合計10日間の細胞増殖の後、総細胞数は出発細胞数と比べて2〜7倍増加した(図35)。
ゲノムDNA調製
エレクトロポレーションの48時間後、編集済みおよび未編集HSPCからゲノムDNAを調製した。10mMトリス−HCL、pH8.0;0.05%SDSおよび25μg/mLの新たに添加したプロテアーゼK中に細胞を溶解させ、37℃で1時間インキュベートした後、85℃で15分間さらにインキュベートしてプロテアーゼKを不活性化した。
T7E1アッセイ
HSPCの編集効率を決定するため、T7E1アッセイを実施した。Phusion Hot Start II High−Fidelityキット(Thermo Scientific;カタログ番号:F−549L)を以下のサイクル条件で用いてPCRを実施した:98℃で30秒;98℃で5秒、68℃で20分、72℃で30秒を35サイクル;72℃で5分。以下のプライマーを使用した:フォワードプライマー:5’−AGCTCCAAACTCTCAAACCACAGGG−3’(配列番号2814)およびリバースプライマー:5’−TACAATTTTGGGAGTCCACACGGCA−3’(配列番号2815)。以下の条件を用いてPCR産物を変性させてリアニーリングした:95℃で5分、−2℃/sで95〜85℃、−0.1℃/sで85〜25℃、4℃で保持。アニーリング後、10μLの上記のPCR産物に1μLのミスマッチ高感受性T7 E1ヌクレアーゼ(NEB、カタログ番号M0302L)を加え、37℃で15分間さらにインキュベートしてヘテロ二重鎖を消化し、得られたDNA断片をアガロースゲル(2%)電気泳動によって分析した。編集効率はImageJソフトウェア(http://rsb.info.nih.gov/ij/)を用いて定量化した。
次世代シーケンシング(NGS)用のPCR調製
編集効率ならびに挿入および欠失(インデル)のパターンをより正確に決定するため、PCR産物を次世代シーケンシング(NGS)に供した。Titanium Taq PCRキット(Clontech Laboratories;カタログ番号:639210)を以下のサイクル条件で使用してPCRをデュプリケートで実施した:98℃で5分;95℃で15秒、68℃で15秒、72℃で1分を30サイクル;72℃で7分。以下のプライマーを使用した:フォワードプライマー:5’−AGCTCCAAACTCTCAAACCACAGGG−3’(配列番号2816)およびリバースプライマー:5’−TACAATTTTGGGAGTCCACACGGCA−3’(配列番号2817)。PCR産物を2%アガロースゲル電気泳動によって分析し、ディープシーケンシングにかけた。
造血幹細胞・前駆細胞サブ集団における編集効率のフローサイトメトリー分析
細胞をフローサイトメトリーに供して幹細胞・前駆細胞(HSPC)サブ集団における編集効率を特徴付けた。ゲノム編集前(培養下48時間)およびゲノム編集後(培養下10日;ゲノム編集後3日)における、CD34+細胞、CD34+CD90+細胞、CD34+CD90+CD45RA−細胞、およびCD34+CD90+CD45RA−CD49f+細胞を含むHSPCサブセットの頻度を細胞培養物のサンプリングアリコートから決定した(図36、図37、図38)。細胞を抗CD34(BD Biosciences、カタログ番号555824)、抗CD38(BD Biosciences、カタログ番号560677)、抗CD90(BD Biosciences、カタログ番号555596)、抗CD45RA(BD Biosciences、カタログ番号563963)、抗CD49f(BD Biosciences、カタログ番号562582)と共に、0.5%BSA、2mM EDTA pH7.4を補足したPBSを含有する改良FACS緩衝液中、暗所下4℃で30分間インキュベートした。細胞生存率は7AADによって決定した。細胞を改良FACS緩衝液で洗浄し、Fortessa(BD Biosciences)で多色FACS分析を実施した。フローサイトメトリー結果はFlowjoソフトウェアを使用して分析した。化合物4(単独)の存在下で成長させたゲノム編集済み細胞は、CD34+、CD34+CD90+、CD34+CD90+CD45RA−、およびCD34+CD90+CD45RA−CD49f+サブセットを含め、評価した全てのHSPCサブセットについて検出可能なレベルを呈したことから、ゲノム編集後に化合物4(単独)の存在下で細胞培養物中に長期HSC集団が存在し続けることが示される(図38)。
遺伝子編集の4時間後、細胞培養物のアリコートをサンプリングし、細胞をHSPCサブセット(CD34+、CD34+CD38+、CD34+CD38−、CD34+CD38−CD45RA−、CD34+CD38−CD45RA−CD90+CD49f−、CD34+CD38−CD45RA−CD90−CD49f−、およびCD34+CD38−CD45RA−CD90−CD49f+細胞)に選別し、NGSに供して編集効率を計測した(表28)。長期HSCが富化されたサブセットを含め、全ての造血サブセットが、同様に高い遺伝子編集効率(>95%)を示した点に留意することが重要である。これらの細胞は長期にわたる患者への生着能を有し、かつ生涯の造血多系統再生を維持するため、長期HSCにおけるこの高い遺伝子編集効率は大きい治療的影響を有する。
実施例9 潜在的オフターゲット編集の評価
HSPC培養およびCRISPR/Cas9ゲノム編集
RNP作成および細胞操作方法は、以下を除いて実施例4にあるとおりである。ヒトCD34細胞培養。ヒトCD34+細胞は、成人ドナー由来のG−CSF動員末梢血(AllCells、カタログ番号mPB025−Reg.E)から製造者の指示に従い免疫選択(Miltenyi)を用いて単離するか、または骨髄(Hemacare Corporation、カタログ番号BM34C−3)から誘導するかのいずれかであった。CD34+細胞を解凍し、RNP送達前に2日間または5日間増殖させた。RNP送達後、以下のとおり、細胞を増殖培地でさらに13日間培養するか、または赤血球系分化培地で7日または11日間培養した。培養0〜7日目の間、EDMには、1μMヒドロコルチゾン(Sigma H8672)、100ng/mLヒトSCF(Life Technologies、カタログ番号PHC2113)、および5ng/mLヒトIL−3(Peprotech #10779−598)をさらに補足した。培養7〜11日目の間、EDMには100ng/mLのヒトSCFのみを補足した。培養期間の終わりに、ゲノムDNA調製および分析用に細胞を回収した。
Cas9およびガイドRNAリボ核タンパク質(RNP)複合体のアセンブリ、HSPCの調製、およびHSPCへのRNPのエレクトロポレーション。遠心によって収集したHSPCをP3初代細胞溶液(Lonza カタログ番号PBP3−00675)に再懸濁した。RNPを20μLの細胞と上下にピペッティングすることにより混合し、室温で2分間インキュベートした。4D−Nucleofector(Lonza)でコードCM−137を用いてRNP/細胞混合物(20μL)をエレクトロポレートした。配列NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNGUUUUAGAGCUAUGCUGUUUUG(配列番号2818)(式中、Nは、指示される標的化ドメインの残基を示す)を有するcrRNAと、配列番号6660の配列を有するtracrとを含むdgRNAを使用した。
ゲノムDNA抽出
製造者の推奨に従いDNeasy血液および組織キット(Qiagen、カタログ番号69506)を使用してRNP処理済みおよび未処理HSPCからゲノムDNAを単離した。
潜在的gRNAオフターゲット遺伝子座のインシリコ同定
BCL11+58領域gRNA、CR00309、CR00311、CR00312、CR00316、CR001125、CR001126、CR001127、およびCR001128、およびHPFH領域gRNA、CR001028、CR001030、CR001137、CR001221、CR003035、およびCR003085の潜在的オフターゲット遺伝子座を以下のとおり同定した。各gRNAについて、BFASTシーケンスアライナー(バージョン0.6.4f、Homer et al,PLoS One,2009,4(11),e7767,PMID:19907642)を使用して、最大5ヌクレオチドまでのミスマッチを許容する標準パラメータを用いて、20ヌクレオチドgRNAプロトスペーサー配列をヒトゲノム参照配列(build GRCh38)とアラインメントした。Cas9カノニカル5’−NGG−3’PAM配列に隣接して5’側にある部位のみを含むように同定された遺伝子座をフィルタリングした(すなわち5’−オフターゲット遺伝子座−PAM−3’)。BEDToolsスクリプト(バージョン2.11.2、Quinlan and Hall,Bioinformatics,2010 26(6):841−2,PMID:20110278)を用いて、5ヌクレオチドミスマッチを有する部位をRefSeq遺伝子アノテーションに対して、エクソンとしてアノテートされた遺伝子座のみを含むようにさらにフィルタリングした(Pruitt et al,Nucleic Acids Res.,2014 42(Database issue):D756−63,PMID:24259432)。BCL11+58領域およびHPFH領域gRNAについて同定された潜在的オフターゲット遺伝子座のカウントを、それぞれ表1および表2に示す。
潜在的オフターゲット部位の標的増幅用PCRプライマー設計
Primer3(バージョン2.3.6、Untergasser et al,Nucleic Acids Res.,2012 40(15):e115,PMID:22730293)を使用して、アンプリコンの中心にgRNAプロトスペーサー配列が位置する約160〜300塩基対長のアンプリコンサイズ範囲を目標とするデフォルトパラメータを用いて、BCL11+58領域gRNA(CR00309、CR00311、CR00312、CR00316、CR001125、CR001126、CR001127、およびCR001128)およびHPFH領域gRNA(CR001028、CR001030、CR001137、CR001221、CR003035、およびCR003085)について同定された潜在的オフターゲット遺伝子座(およびオンターゲット遺伝子座)を標的とするPCRアンプリコンを設計した。gRNA CR001127については、PCRプライマーは0〜4ヌクレオチドミスマッチを含む部位のみを設計し、RefSeqエクソン内に5ヌクレオチドミスマッチを含む部位のプライマーは設計しなかった。得られたPCRプライマー対およびアンプリコン配列は、ヒトゲノム参照配列(build GRCh38)に対して配列をBLAST検索(バージョン2.2.19、Altschul et al,J Mol Biol.,1990,215(3):403−10,PMID:2231712)することによりユニークさを調べた。2つ以上のアンプリコン配列をもたらすプライマー対は破棄し、設計し直した。表3および表5は、それぞれBCL11+58領域およびHPFH領域gRNAについて設計した成功するPCRプライマー対のカウントを示す。
Illuminaシーケンシングライブラリ調製、定量化およびシーケンシング
製造者の推奨を用いてQuant−iT PicoGreen dsDNAキット(Thermo Fisher、カタログ番号P7581)を使用して、RNP処理済み(gRNA当たり2レプリケート)、および未処理(gRNA当たり1レプリケート)のHSPC試料からのゲノムDNAを定量化した。各試料について、二連続PCR反応を用いて、個々のオフターゲット遺伝子座(およびオンターゲット遺伝子座)を標的とするIlluminaシーケンシングライブラリを作成した。最初のPCRでは、ユニバーサルなIlluminaシーケンシング適合配列をテール付加した標的特異的PCRプライマー(上記で設計した)を使用して標的遺伝子座を増幅した。2回目のPCRでは、シーケンシング時の多重化を可能にするサンプルバーコードを含め、追加的なIlluminaシーケンシング適合配列を最初のPCRアンプリコンに加えた。PCR1は10μLの最終容積で実施し、各反応には、3〜6ngのgDNA(約500〜1000細胞相当)、0.25μMの最終濃度のPCR1プライマー対(Integrated DNA Technologies)および1×最終濃度のQ5 Hot Start Master Mix(New England BioLabs、カタログ番号102500−140)が含まれた。PCR1左プライマーは、配列5’−TCGTCGGCAGCGTCAGATGTGTATAAGAGACAG−3’(配列番号2819)で5’テールが付加され(すなわち5’−テール−標的特異的左プライマー−3’)、および右プライマーは、配列5’−GTCTCGTGGGCTCGGAGATGTGTATAAGAGACAG−3’(配列番号2820)で5’テールが付加された(すなわち5’−テール−標的特異的右プライマー−3’)。PCR1は、サーモサイクラーで以下のサイクル条件を用いて実施した:98℃で1分を1サイクル;98℃で10秒、63℃で20秒、および72℃で30秒を25サイクル;72℃で2分を1サイクル。次にヌクレアーゼフリー水(Ambion、カタログ番号AM9932)を使用してPCR1を100に対して1で希釈し、PCR2への入力として使用した。PCR2は10μLの最終容積で実施し、各反応には、2μLの希釈したPCR1産物、0.5μMの最終濃度のPCR2プライマー対(Integrated DNA Technologies)および1×最終濃度のQ5 Hot Start Master Mix(New England BioLabs、カタログ番号102500−140)が含まれた。使用したPCR2左プライマー配列は5’−AATGATACGGCGACCACCGAGATCTACACNNNNNNNNTCGTCGGCAGCGTC−3’(配列番号2821)であり、使用したPCR2右プライマー配列は5’−CAAGCAGAAGACGGCATACGAGATNNNNNNNNGTCTCGTGGGCTCGG−3’(配列番号2822)であった(式中、NNNNNNNNは、標準Illuminaシーケンシングプロセスの一部としてサンプル多重化に使用した8ヌクレオチドバーコード配列を意味する)。PCR2は、サーモサイクラーで以下のサイクル条件を用いて実施した:72℃で3分を1サイクル;98℃で2分を1サイクル;98℃で10秒、63℃で30秒、および72℃で2分を15サイクル。ここで、実行可能となったIlluminaシーケンシングライブラリであるPCR2アンプリコンを、製造者の推奨に従いAgencourt AMPure XPビーズ(Beckman Coulter、カタログ番号A63882)を使用してクリーンアップした。次に、Power SYBRグリーンPCRマスターミックス(Life Technologies、カタログ番号4367660)およびIlluminaシーケンシングライブラリ末端に特異的なプライマー(フォワードプライマー配列5’−CAAGCAGAAGACGGCATACGA−3’(配列番号2823)およびリバースプライマー配列5’−AATGATACGGCGACCACCGAGA−3’(配列番号2824))を使用した標準的なqPCR定量化方法を用いて、クリーンなIlluminaシーケンシングライブラリを定量化した。次にIlluminaシーケンシングライブラリを等モルでプールし、製造者の推奨に従いMiSeq試薬キットv3(Illumina、カタログ番号MS−102−3003)を使用してMiSeq機器(Illumina、カタログ番号SY−410−1003)で300塩基ペアエンドリードによってIlluminaシーケンシングに供した。少なくとも1つの処理済みレプリケートについて各遺伝子座につき最低1000倍の配列カバレッジが生成された。処理済みおよび未処理の試料のPCR、クリーンアップ、プールおよびシーケンシングは別個に実施して、処理済み試料と未処理試料との間のクロスコンタミネーションまたはそれから生成されるPCRアンプリコンのいかなる可能性も回避した。
IlluminaシーケンシングデータQCおよび変異体分析
デフォルトパラメータを用いて、Illumina MiSeq分析ソフトウェア(MiSeqレポーター、バージョン2.6.2、Illumina)を使用してアンプリコン特異的FASTQシーケンシングデータファイルを作成した(Cock et al,Nucleic Acids Res.2010,38(6):1767−71,PMID:20015970)。次に、標準Perlスクリプトラッパーを用いて一体に結合した一連のパブリックドメインソフトウェアパッケージからなる内部開発の変異体分析パイプラインでFASTQファイルを処理した。使用したワークフローは5段階に分けられた。
ステージ1、PCRプライマーならびにオンターゲットおよびオフターゲット配列QC:オンターゲット部位およびオフターゲット部位の両方について、20ヌクレオチドgRNAプロトスペーサー配列+PAM配列および標的特異的PCRプライマー配列(左および右、追加的なIllumina配列はなし)をBLAST検索(バージョン2.2.29+、Altschul et al,J Mol Biol.,1990,215(3):403−10,PMID:2231712)を用いてヒトゲノム参照配列(build GRCh38)とアラインメントした。複数のゲノム位置を含むオンターゲット部位およびオフターゲット部位にフラグを立てた。
ステージ2、シーケンサーファイル解凍:gzipスクリプト(バージョン1.3.12)を使用してIlluminaシーケンサーにより作成されたFASTQ.GZファイルを解凍してFASTQファイルにし、ファイル当たりのリード数を計算した。リードのないファイルは以降の分析から除外した。
ステージ3、配列リードアラインメントおよびクオリティトリミング:BWA−MEMアライナー(バージョン0.7.4−r385、Li and Durbin,Bioinformatics,2009,25(14):1754−60,PMID:19451168)を使用して、「ハードクリッピング」を用いてIllumina配列のリードの3’末端および低品質塩基をトリミングして、FASTQファイルのシーケンシングリードをヒトゲノム参照配列(build GRCh38)とアラインメントした。BAMファイル形式(Li et al,Bioinformatics,2009 25(16):2078−9,PMID:19505943)の得られたアラインメント後のリードをSAMtoolsスクリプト(バージョン0.1.19−44428cd、Li et al,Bioinformatics,2009 25(16):2078−9,PMID:19505943)を使用してFASTQファイルに変換した。次にBWA−MEMアライナーを今回は「ハードクリッピング」なしで使用して、FASTQファイルを再びヒトゲノム参照配列(build GRCh38)とアラインメントした。
ステージ4、変異体(SNPおよびインデル)分析:アレル頻度検出限界を>=0.0001に設定したVarDictバリアントコーラー(開発者ZhangWu Liaによって改良されたバージョン1.0「Cas9アウェア(Cas9 aware)」、Lai et al,Nucleic Acids Res.,2016,44(11):e108,PMID:27060149)を使用して、アラインメントされたリードのBAMファイルを処理し、変異体(SNPおよびインデル)を同定した。Cas9アウェアVarDictコーラーはパブリックドメインパッケージに基づくが、変異イベントのアラインメント領域における反復配列に起因して生成された曖昧な変異体コールを、PAM配列の5’側の3塩基に位置するgRNAプロトスペーサー配列の潜在的Cas9ヌクレアーゼ切断部位の方へ動かすことができる。SAMtoolsスクリプトを使用してサンプルアンプリコン当たりのリードカバレッジを計算し、オンターゲット部位およびオフターゲット部位が>1000倍配列カバレッジでカバーされたかどうかを決定した。<1000倍配列カバレッジの部位にフラグを立てた。
ステージ5、dbSNPフィルタリングおよび処理済み/未処理判別分析:同定された変異体は、dbSNPに見られる公知の変異体(SNPおよびインデル)に関してフィルタリングした(build 142、Shery et al,Nucleic Acids Res.2001,29(1):308−11,PMID:11125122)。処理済みサンプルの変異体をさらにフィルタリングして、以下を除外した:1)未処理対照サンプルに同定される変異体;2)VarDict鎖バイアスが2:1の変異体(ここでは参照配列を支持するフォワードおよびリバースリードカウントがバランスしているが、非参照変異体コールについてはアンバランスである);3)潜在的Cas9切断部位の周囲100bpウィンドウ外に位置する変異体;4)潜在的Cas9切断部位の周囲100bpウィンドウ内にあるシングルヌクレオチド変異体。最後に、潜在的Cas9切断部位の100bpウィンドウにおける合計インデル頻度が>2%(約10〜20細胞超における編集)の部位のみが考慮された。ゲノム参照配列とのリードアラインメントの目視検査を可能にするIntegrative Genome Viewer(IGVバージョン2.3、Robinson et al,Nat Biotechnol.2011,9(1):24−6,PMID:21221095)を使用して、潜在的な活性編集部位をリードアラインメントレベルでさらに調べた。
オンターゲットおよびオフターゲット分析結果
BCL11+58領域およびHPFH領域gRNAのオンターゲット部位は、処理済みサンプルにおいて意図したCas9切断部位でロバストな編集を示し、インデル頻度は全てのgRNAについて88%より高かった。表3および表5は、少なくとも1つのバイオロジカルレプリケートで特徴付けられたオフターゲット部位の数を示す。特徴付けられていない部位はPCRプライマー設計またはPCR増幅に失敗したものであり、引き続き調査中である。
BCL11+58領域インシリコ標的分析結果
gRNA CR00309:gRNA CR00309のオンターゲット部位は意図したCas9切断部位でロバストな編集を示し、平均インデル頻度は約92%であった。表31は、特徴付けられたオフターゲット部位の数を示す。特徴付けられていない部位はPCRプライマー設計またはPCR増幅に失敗したものであり、引き続き調査中である。潜在的オフターゲット部位の特徴付けにより、両方の処理済みレプリケートにおいて、提案されるCas9切断部位の周囲100bpウィンドウに4つのオフターゲット部位が同定された。部位1は約18%の平均インデル頻度を有し、オンターゲットgRNAプロトスペーサー配列と比べて

を有し、およびエクソン1から約2.3kb離れた、11番染色体上の塩基対位置22,195,800〜22,195,819におけるアノクタミン5遺伝子(ANO5)のイントロン1に位置する。部位2は約18%の平均インデル頻度を有し、オンターゲットgRNAプロトスペーサー配列と比べて

を有し、および12番染色体上の塩基対位置3,311,901〜3,311,926における遺伝子間領域に位置する。部位3は約80%の平均インデル頻度を有し、オンターゲットgRNAプロトスペーサー配列と比べて

を有し、および1番染色体上の塩基対位置236,065,415〜236,065,434におけるGenBank(Clark et al.,Nucleic Acids Res.2016 Jan 4;44(Database issue):D67−D72,PMID:26590407)転写物(BC012501 RefSeqでアノテーションなし)に位置する。部位4は約2%の平均インデル頻度を有し、オンターゲットgRNAプロトスペーサー配列と比べて

を有し、および1番染色体上の塩基対位置33,412,659〜33,412,678におけるポリホメオティック2タンパク質(RefSeqでアノテーションなし)と呼ばれるGenBankアノテーション付き転写物のイントロン1に位置する。
gRNA CR00311:gRNA CR00311のオンターゲット部位は意図したCas9切断部位でロバストな編集を示し、平均インデル頻度は約95%であった。表31は、特徴付けに成功したオフターゲット部位の数を示す。特徴付けられていない部位はPCRプライマー設計またはPCR増幅に失敗したものであり、引き続き調査中である。これまでのところ、調べた部位に有意なオフターゲット活性は観察されなかった。
gRNA CR000312:gRNA CR000312のオンターゲット部位は意図したCas9切断部位でロバストな編集を示し、平均インデル頻度は約98%であった。表31は、特徴付けに成功したオフターゲット部位の数を示す。特徴付けられていない部位はPCRプライマー設計またはPCR増幅に失敗したものであり、引き続き調査中である。これまでのところ、調べた部位に有意なオフターゲット活性は観察されなかった。
gRNA CR000316:gRNA CR000316のオンターゲット部位は意図したCas9切断部位でロバストな編集を示し、平均インデル頻度は約91%であったが、しかしながらオフターゲット部位の大多数は依然として特徴付けられていない。
gRNA CR001125:gRNA CR0001125のオンターゲット部位は意図したCas9切断部位でロバストな編集を示し、平均インデル頻度は約91%であった。表31は、特徴付けに成功したオフターゲット部位の数を示す。特徴付けられていない部位はPCRプライマー設計またはPCR増幅に失敗したものであり、引き続き調査中である。これまでのところ、調べた部位に有意なオフターゲット活性は観察されなかった。
gRNA CR001126:gRNA CR0001126のオンターゲット部位は意図したCas9切断部位でロバストな編集を示し、平均インデル頻度は約92%であった。表31は、特徴付けに成功したオフターゲット部位の数を示す。特徴付けられていない部位はPCRプライマー設計またはPCR増幅に失敗したものであり、引き続き調査中である。潜在的オフターゲット部位の特徴付けにより、これまでに、両方の処理済みレプリケートにおいて、提案されるCas9切断部位の周囲100bpウィンドウに2つのオフターゲット部位が同定された。第1の部位は約2%の平均インデル頻度を有し、オンターゲットgRNAプロトスペーサー配列と比べて3つのミスマッチ

を有し、および最も近いGenBank転写物(RefSeqでアノテーションなし)から約9.5kb離れた、4番染色体上の塩基対位置35,881,815〜35,881,834における遺伝子間領域に位置する。第2の部位は約1.7%の平均インデル頻度を有し、オンターゲットgRNAプロトスペーサー配列と比べて4つのミスマッチ

を有し、およびエクソン6から約2.7kb離れた、6番染色体上の塩基対位置16,519,907〜16,519,926におけるアタキシン1遺伝子(ATXN1)のイントロン6に位置する。
gRNA CR001127:gRNA CR0001127のオンターゲット部位は意図したCas9切断部位でロバストな編集を示し、平均インデル頻度は約97%であった。表31は、特徴付けに成功したオフターゲット部位の数を示す。特徴付けられていない部位はPCRプライマー設計またはPCR増幅に失敗したものであり、引き続き調査中である。これまでのところ、調べた部位に有意なオフターゲット活性は観察されなかった。
gRNA CR001128:gRNA CR0001128のオンターゲット部位は意図したCas9切断部位でロバストな編集を示し、平均インデル頻度は約94%であった。表31は、特徴付けに成功したオフターゲット部位の数を示す。特徴付けられていない部位はPCRプライマー設計またはPCR増幅に失敗したものであり、引き続き調査中である。これまでのところ、調べた部位に有意なオフターゲット活性は観察されなかった。
同定された全ての活性に編集されたBCL11 +58領域オフターゲット部位を手動で調べると、Cas9媒介性二本鎖切断の非相同末端結合DNA修復に典型的である、提案されるCas9切断部位を取り囲む典型的なインデルパターンが示された。同定された部位における編集が遺伝子発現または細胞生存率に有害な影響を及ぼすかどうかは不明であり、さらなる分析が必要である。
BCL11+58領域GUIDE−Seqヒットバリデーション結果
GUIDE−seq(Tsai et al,Nat Biotechnol.2015,33(2):187−97,PMID:25513782)によって同定された潜在的オフターゲットヒットをRNP処理済みおよび未処理HSPCにおいて上記にインシリコで定義された部位に関して記載した標的シーケンシング方法を用いて特徴付けた。gRNA CR00312、CR00316、CR001125、CR001126、CR001127およびCR001128について、GUIDE−seq潜在的ヒットが同定された。gRNA CR00311およびCR001128について、潜在的ヒットは同定されなかった。標的シーケンシングを用いて潜在的ヒットをHSPCで調べたとき、gRNA CR00312、CR001125およびCR001127について処理済みHSPCでは潜在的ヒットのいずれもバリデートされなかった。gRNA CR001126について1つの潜在的ヒットがバリデートされ、インシリコ主導の方法(in silico directed method)によってATXN1のイントロン6に同定されたのと同じ部位(6番染色体:16,519,907〜16,519,926塩基対)であった。gRNA CR00309およびCR00316の潜在的ヒットのバリデーションはなおも進行中である。
HPFH領域インシリコ標的分析結果
gRNA CR001028:gRNA CR0001028のオンターゲット部位は意図したCas9切断部位でロバストな編集を示し、平均インデル頻度は約91%であった。表32は、特徴付けに成功したオフターゲット部位の数を示す。特徴付けられていない部位はPCRプライマー設計またはPCR増幅に失敗したものであり、引き続き調査中である。潜在的オフターゲット部位の特徴付けにより、これまでに、両方の処理済みレプリケートにおいて、提案されるCas9切断部位の周囲100bpウィンドウに2つのオフターゲット部位が同定された。部位1は約2.8%の平均インデル頻度を有し、オンターゲットgRNAプロトスペーサー配列と比べて2つのミスマッチ

を有し、および4番染色体上の塩基対位置58,169,308〜58,169,327に位置する非コードRNA(LF330410、RefSeqでアノテーションなし)のイントロン2に位置する。部位2は約3.5%の平均インデル頻度を有し、オンターゲットgRNAプロトスペーサー配列と比べて3つのミスマッチ

を有し、およびエクソン2から約1.3kbの、6番染色体上の塩基対位置26,366,733〜26,366,752に位置するブチロフィリンサブファミリー3メンバーA2遺伝子(BTN3A2)のイントロン1に位置する。
gRNA CR001030:gRNA CR0001030のオンターゲット部位は意図したCas9切断部位でロバストな編集を示し、平均インデル頻度は約89%であった。表32は、特徴付けに成功したオフターゲット部位の数を示す。特徴付けられていない部位はPCRプライマー設計またはPCR増幅に失敗したものであり、引き続き調査中である。潜在的オフターゲット部位の特徴付けにより、これまでに、両方の処理済みレプリケートにおいて、提案されるCas9切断部位の周囲100bpウィンドウに57%の平均インデル頻度で1つのオフターゲット部位が同定された。この部位はオンターゲットgRNAプロトスペーサー配列と比べて3つのミスマッチ

を有し、およびX染色体上の塩基対位置24,503,476〜24,503,495に位置するピルビン酸デヒドロゲナーゼキナーゼ3遺伝子(PDK3)のエクソン4に位置する。
gRNA CR001137:gRNA CR0001037のオンターゲット部位は意図したCas9切断部位でロバストな編集を示し、平均インデル頻度は約84%であった。表32は、特徴付けに成功したオフターゲット部位の数を示す。特徴付けられていない部位はPCRプライマー設計またはPCR増幅に失敗したものであり、引き続き調査中である。これまでのところ、調べた部位に有意なオフターゲット活性は観察されなかった。
gRNA CR001221:gRNA CR0001221のオンターゲット部位は意図したCas9切断部位でロバストな編集を示し、平均インデル頻度は約95%であった。表32は、特徴付けに成功したオフターゲット部位の数を示す。特徴付けられていない部位はPCRプライマー設計またはPCR増幅に失敗したものであり、引き続き調査中である。これまでのところ、調べた部位に有意なオフターゲット活性は観察されなかった。
gRNA CR003035:gRNA CR0003035のオンターゲット部位は意図したCas9切断部位でロバストな編集を示し、平均インデル頻度は約89%であった。表32は、特徴付けに成功したオフターゲット部位の数を示す。特徴付けられていない部位はPCRプライマー設計またはPCR増幅に失敗したものであり、引き続き調査中である。潜在的オフターゲット部位の特徴付けにより、これまでに、両方の処理済みレプリケートにおいて、提案されるCas9切断部位の周囲100bpウィンドウに2つのオフターゲット部位が同定された。部位1は約20%の平均インデル頻度を有し、オンターゲットgRNAプロトスペーサー配列と比べて2つのミスマッチ

を有し、および2番染色体上の塩基対位置66,281,781〜66,281,800における遺伝子間領域に位置し、最も近い転写物(JD432564、RefSeqでアノテーションなし)から約7.1kbである。部位2は約2.5%の平均インデル頻度を有し、オンターゲットgRNAプロトスペーサー配列と比べて3つのミスマッチ

を有し、および10番染色体上の塩基対位置42,997,289〜42,997,308における遺伝子間領域に位置し、マイクロRNA5100(MIR5100)から約0.3kbである。
gRNA CR003085:gRNA CR0003038のオンターゲット部位は意図したCas9切断部位でロバストな編集を示し、平均インデル頻度は約94%であった。表32は、特徴付けに成功したオフターゲット部位の数を示す。特徴付けられていない部位はPCRプライマー設計またはPCR増幅に失敗したものであり、引き続き調査中である。潜在的オフターゲット部位の特徴付けにより、これまでに、両方の処理済みレプリケートにおいて、提案されるCas9切断部位の周囲100bpウィンドウに約2%の平均インデル頻度で1つのオフターゲット部位が同定された。この部位はオンターゲットgRNAプロトスペーサー配列と比べて3つのミスマッチ

を有し、および2番染色体上の塩基対位置171,872,630〜171,872,649に位置する溶質輸送体ファミリー25メンバー12遺伝子(SLC25A12)のイントロン2に位置し、エクソン3から約3.8kbである。
同定された全ての活性に編集されたHPFH領域オフターゲット部位を手動で調べると、Cas9媒介性二本鎖切断の非相同末端結合DNA修復に典型的である、提案されるCas9切断部位を取り囲む典型的なインデルパターンが示された。同定された部位における編集が遺伝子発現または細胞生存率に有害な影響を及ぼすかどうかは不明であり、さらなる分析が必要である。
HPFH領域GUIDE−Seqヒットバリデーション結果
GUIDE−seq(Tsai et al,Nat Biotechnol.2015,33(2):187−97,PMID:25513782)を用いて同定された潜在的オフターゲットヒットをRNP処理済みおよび未処理のHSPCにおいてインシリコ部位に関して記載したのと同じ方法を用いて調べた。gRNA CR001028、CR001030、CR003035およびCR003085についてGUIDE−seq潜在的オフターゲットヒットが(現在までのところ)同定された。gRNA CR001137およびCR001221については現在までにヒットは同定されていない。HSPCにおいてgRNA CR001028について1つのヒットがバリデートされ、インシリコ主導の方法によって4番染色体上の塩基対位置58,169,308〜58,169,327に同定されたのと同じ部位であった。HSPCにおいてgRNA CR001030について1つのヒットがバリデートされ、インシリコ主導の方法によってPDK3遺伝子のエクソン4に同定されたのと同じ部位であった。HSPCにおいてgRNA CR003035について1つのヒットがバリデートされ、インシリコ主導の方法によって2番染色体上の塩基対位置66,281,781〜66,281,800における遺伝子間領域に同定されたのと同じ部位であった。HSPCにおいてgRNA CR003085について1つのヒットがバリデートされ、インシリコ主導の方法によって2番染色体上の塩基対位置171,872,630〜171,872,649に同定されたのと同じ部位であった。
gRNA編集効率スクリーニングのオンターゲット分析
gRNAオンターゲット部位を標的とするPCRアンプリコンを製造者の推奨に従いAgencourt AMPure XPビーズ(Beckman Coulter、カタログ番号A63882)を使用してクリーンアップした。製造者の推奨を用いてQuant−iT PicoGreen dsDNAキット(Thermo Fisher、カタログ番号P7581)を使用して試料を定量化した。製造者の推奨に従いNextera DNAライブラリ調製キット(Illumina、カタログ番号 FC−121−1031)を使用してアンプリコンをIlluminaシーケンシングライブラリに転換した。得られたシーケンシングライブラリをAMPureビーズでクリーンアップし、qPCRで定量化し、プールし、およびオフターゲット分析の節に記載されるとおり、Illumina MiSeq機器で150塩基(Illumina、カタログ番号MS−102−2002)または250塩基(Illumina、カタログ番号MS−102−2003)のペアエンドリードを用いてシーケンシングした。各ライブラリにつき最低1000倍のシーケンシングカバレッジが生じ、一連のインハウススクリプトを用いて変異体をコールした。簡単に言えば、ストリングベースの配列検索を用いてgRNA配列の中央にある80〜100塩基対ウィンドウにわたるシーケンシングリードを同定し、アンプリコン配列と比較し、配列の違いでビニングして、変異体頻度を計算した。加えて、Illumina MiSeqレポーターソフトウェア(Illuminaバージョン2.6.1)を使用してシーケンシングリードをアンプリコン配列とアラインメントし、得られたリードアラインメントをIntegrative Genome Viewer(IGVバージョン2.3、Robinson et al,Nat Biotechnol.2011,9(1):24−6,PMID:21221095)を用いて調べた。
実施例10:遺伝子編集およびHbF誘導に対するRNP濃度の評価
RNP希釈アッセイによる遺伝子編集に最適なRNP濃度の決定
Cas9(iProt:106331)およびガイドリボヌクレオチド複合体(RNP)濃縮物の段階希釈液を用いて遺伝子編集を実施した(表33)。使用した様々なgRNA、そのフォーマット、およびこのアッセイで適用した修飾を表34に挙げる。
CD34+細胞を先述のとおりエレクトロポレートし、細胞生存率、遺伝子編集効率、およびHbF産生能力の測定に供した。細胞生存率を評価したとき、結果は、シングルまたはデュアルのいずれのガイドフォーマットを使用したときも、RNP濃度の違いはエレクトロポレーション時の細胞生存率に影響を与えなかったことを示した(図39Aおよび図39B)。CD34+細胞の遺伝子編集では、NGSデータは、1.47μMに至るまでの低いRNP濃度が非修飾CR00312およびCR001128、および修飾CR00312について最大%遺伝子編集効率を達成した一方、修飾CR001228について最大%遺伝子編集効率は2.94μMもの低いRNP濃度で達成されたことを示した(図40A)。sgRNAフォーマットについては、試験した全てのgRNAが、0.48μMに至るまでの低いRNP濃度で最大%編集率を達成した(図40B)。遺伝子編集済み細胞が赤血球系統に分化してHbFを産生する能力の測定では、本発明者らのデータは、dgRNA含有RNPについて2.94μMに至るまでの低いRNP濃度(図41A)およびsgRNA含有RNPについて0.97μMに至るまでの低いRNP濃度(図41B)が最高レベルのHbF誘導をもたらしたことを示した。
本願は配列表と共に出願されるものである。配列表と本明細書に記載される任意の配列との間に相違がある範囲において、本明細書に記載される配列が正しい配列であると見なされるべきである。特に指示されない限り、全てのゲノム位置はhg38に基づく。
参照による援用
本明細書で言及される全ての刊行物、特許、および特許出願は、各個別の刊行物、特許または特許出願が参照によって援用されることが具体的かつ個別的に指示されたものとして参照により全体として本明細書に援用される。矛盾が生じる場合、本明細書における任意の定義を含め、本願が優先する。
均等物
当業者は、本明細書に記載される本発明の具体的な実施形態の多くの均等物を認識し、またはルーチンに過ぎない実験を用いて確認することができるであろう。本発明は具体的な態様を参照して開示されているが、本発明の他の態様および変形形態が当業者によって本発明の真の趣旨および範囲から逸脱することなく考案され得ることは明らかである。添付の特許請求の範囲は、かかる態様および均等な変形形態の全てを含むものと解釈されることが意図される。

Claims (230)

  1. tracrとcrRNAとを含むgRNA分子であって、前記crRNAは、BCL11A遺伝子(例えば、ヒトBCL11a遺伝子)、BCL11aエンハンサー(例えば、ヒトBCL11aエンハンサー)、またはHFPH領域(例えば、ヒトHPFH領域)の標的配列に相補的な標的化ドメインを含む、gRNA分子。
  2. 前記標的配列は、前記BCL11A遺伝子のものであり、かつ前記標的化ドメインは、配列番号1〜配列番号85または配列番号400〜配列番号1231のいずれか1つを含む、例えばそれからなる、請求項1に記載のgRNA分子。
  3. 前記標的配列は、BCL11aエンハンサーのものであり、かつ前記標的化ドメインは、配列番号1232〜配列番号1499のいずれか1つを含む、例えばそれからなる、請求項1に記載のgRNA分子。
  4. 前記標的配列は、BCL11aエンハンサーのものであり、かつ前記標的化ドメインは、配列番号182〜配列番号277または配列番号334〜配列番号341のいずれか1つを含む、例えばそれからなる、請求項1に記載のgRNA分子。
  5. 前記標的化ドメインは、配列番号341、配列番号246、配列番号248、配列番号247、配列番号245、配列番号249、配列番号244、配列番号199、配列番号251、配列番号250、配列番号334、配列番号185、配列番号186、配列番号336、または配列番号337のいずれか1つを含む、例えばそれからなる、請求項4に記載のgRNA分子。
  6. 前記標的化ドメインは、配列番号247、配列番号248、配列番号335、配列番号336、配列番号337、または配列番号338のいずれか1つを含む、例えばそれからなる、請求項4に記載のgRNA分子。
  7. 前記標的化ドメインは、配列番号248または配列番号338のいずれか1つを含む、例えばそれからなる、請求項4に記載のgRNA分子。
  8. 前記標的化ドメインは、配列番号248を含む、例えばそれからなる、請求項4に記載のgRNA分子。
  9. 前記標的化ドメインは、配列番号338を含む、例えばそれからなる、請求項4に記載のgRNA分子。
  10. 前記標的配列は、BCL11aエンハンサーのものであり、かつ標的化ドメインは、配列番号278〜配列番号333のいずれか1つを含む、例えばそれからなる、請求項1に記載のgRNA分子。
  11. 前記標的化ドメインは、配列番号318、配列番号312、配列番号313、配列番号294、配列番号310、配列番号319、配列番号298、配列番号322、配列番号311、配列番号315、配列番号290、配列番号317、配列番号309、配列番号289、または配列番号281のいずれか1つを含む、例えばそれからなる、請求項10に記載のgRNA分子。
  12. 前記標的化ドメインは、配列番号318を含む、例えばそれからなる、請求項10に記載のgRNA分子。
  13. 前記標的配列は、BCL11aエンハンサーのものであり、かつ前記標的化ドメインは、配列番号1596〜配列番号1691のいずれか1つを含む、例えばそれからなる、請求項1に記載のgRNA分子。
  14. 前記標的化ドメインは、配列番号1683、配列番号1638、配列番号1647、配列番号1609、配列番号1621、配列番号1617、配列番号1654、配列番号1631、配列番号1620、配列番号1637、配列番号1612、配列番号1656、配列番号1619、配列番号1675、配列番号1645、配列番号1598、配列番号1599、配列番号1663、配列番号1677、または配列番号1626のいずれか1つを含む、例えばそれからなる、請求項13に記載のgRNA分子。
  15. 前記標的配列は、HFPH領域(例えば、フランス型HPFH領域)のものであり、かつ前記標的化ドメインは、配列番号86〜配列番号181、配列番号1500〜配列番号1595、または配列番号1692〜配列番号1761のいずれか1つを含む、例えばそれからなる、請求項1に記載のgRNA分子。
  16. 前記標的化ドメインは、配列番号100、配列番号165、配列番号113、配列番号99、配列番号112、配列番号98、配列番号1580、配列番号106、配列番号1503、配列番号1589、配列番号160、配列番号1537、配列番号159、配列番号101、配列番号162、配列番号104、配列番号138、配列番号1536、配列番号1539、配列番号1585のいずれか1つを含む、例えばそれからなる、請求項15に記載のgRNA分子。
  17. 前記標的化ドメインは、配列番号98、配列番号100、配列番号1505、配列番号1589、配列番号1700、または配列番号1750のいずれか1つを含む、例えばそれからなる、請求項15に記載のgRNA分子。
  18. 前記標的化ドメインは、配列番号100、配列番号165、または配列番号113のいずれか1つを含む、例えばそれからなる、請求項15に記載のgRNA分子。
  19. 前記標的化ドメインは、前記記載される標的化ドメイン配列のいずれか1つの17、18、19、20、21、22、23、または24個の連続する核酸を含む、例えばそれからなる、請求項2〜18のいずれか一項に記載のgRNA分子。
  20. 前記記載される標的化ドメイン配列のいずれか1つの17、18、19、20、21、22、23、または24個の連続する核酸は、前記記載される標的化ドメイン配列の3’末端に配置された17、18、19、20、21、22、23、または24個の連続する核酸である、請求項16に記載のgRNA分子。
  21. 前記記載される標的化ドメイン配列のいずれか1つの17、18、19、20、21、22、23、または24個の連続する核酸は、前記記載される標的化ドメイン配列の5’末端に配置された17、18、19、20、21、22、23、または24個の連続する核酸である、請求項16に記載のgRNA分子。
  22. 前記記載される標的化ドメイン配列のいずれか1つの17、18、19、20、21、22、23、または24個の連続する核酸は、前記記載される標的化ドメイン配列の5’核酸または3’核酸のいずれも含まない、請求項16に記載のgRNA分子。
  23. 前記標的化ドメインは、前記記載される標的化ドメイン配列からなる、請求項2〜22のいずれか一項に記載のgRNA分子。
  24. 前記crRNAの一部分と前記tracrの一部分とは、ハイブリダイズして、配列番号6584または6585を含むフラッグポールを形成する、請求項1〜23のいずれか一項に記載のgRNA分子。
  25. 前記フラッグポールは、前記フラッグポールの前記crRNA部分の3’側に位置する第1のフラッグポール伸長部をさらに含み、前記第1のフラッグポール伸長部は、配列番号6586を含む、請求項24に記載のgRNA分子。
  26. 前記フラッグポールは、前記フラッグポールの前記crRNA部分の3’側に位置する第2のフラッグポール伸長部および存在する場合には前記第1のフラッグポール伸長部をさらに含み、前記第2のフラッグポール伸長部は、配列番号6587を含む、請求項24または25に記載のgRNA分子。
  27. 前記tracrは、配列番号6660または配列番号6661を含む、請求項1〜26のいずれか一項に記載のgRNA分子。
  28. 前記tracrは、配列番号7812を含み、任意選択で3’末端に追加の1、2、3、4、5、6、または7個のウラシル(U)ヌクレオチドをさらに含む、請求項1〜26のいずれか一項に記載のgRNA分子。
  29. 前記crRNAは、5’から3’に、[標的化ドメイン]−:
    a)配列番号6584;
    b)配列番号6585;
    c)配列番号6605;
    d)配列番号6606;
    e)配列番号6607;
    f)配列番号6608;または
    g)配列番号7806
    を含む、請求項1〜28のいずれか一項に記載のgRNA分子。
  30. 前記tracrは、5’から3’に、
    a)配列番号6589;
    b)配列番号6590;
    c)配列番号6609;
    d)配列番号6610;
    e)配列番号6660;
    f)配列番号6661;
    g)配列番号7812;
    h)配列番号7807;
    i)(配列番号7808;
    j)配列番号7809;
    k)3’末端に少なくとも1、2、3、4、5、6または7個のウラシル(U)ヌクレオチド、例えば1、2、3、4、5、6、または7個のウラシル(U)ヌクレオチドをさらに含む前記a)〜j)のいずれか;
    l)3’末端に少なくとも1、2、3、4、5、6または7個のアデニン(A)ヌクレオチド、例えば1、2、3、4、5、6、または7個のアデニン(A)ヌクレオチドをさらに含む前記a)〜k)のいずれか;または
    m)5’末端に(例えば、5’側端に)少なくとも1、2、3、4、5、6または7個のアデニン(A)ヌクレオチド、例えば1、2、3、4、5、6、または7個のアデニン(A)ヌクレオチドをさらに含む前記a)〜l)のいずれか
    を含む、請求項1〜23または29のいずれか一項に記載のgRNA分子。
  31. 前記標的化ドメインと前記tracrとは、別個の核酸分子に配置され、前記標的化ドメインを含む前記核酸分子は配列番号6607を含み、配列番号6607は任意選択で前記標的化ドメインのすぐ3’側に配置され、および前記tracrを含む前記核酸分子は、配列番号6660を含む、例えばそれからなる、請求項1〜23のいずれか一項に記載のgRNA分子。
  32. 前記フラッグポールの前記crRNA部分は、配列番号6607または配列番号6608を含む、請求項27または28に記載のgRNA分子。
  33. 前記tracrは、配列番号6589または6590と、任意選択で、第1のフラッグポール伸長部が存在する場合、配列番号6589または6590の5’側に配置された第1のtracr伸長部とを含み、前記第1のtracr伸長部は、配列番号6591を含む、請求項1〜26のいずれか一項に記載のgRNA分子。
  34. 前記標的化ドメインと前記tracrとは、別個の核酸分子に配置される、請求項1〜33のいずれか一項に記載のgRNA分子。
  35. 前記標的化ドメインと前記tracrとは、単一の核酸分子に配置され、前記tracrは、前記標的化ドメインの3’側に配置される、請求項1〜33のいずれか一項に記載のgRNA分子。
  36. 前記標的化ドメインの3’側かつ前記tracrの5’側に配置されたループをさらに含む、請求項35に記載のgRNA分子。
  37. 前記ループは、配列番号6588を含む、請求項36に記載のgRNA分子。
  38. 5’から3’に、[標的化ドメイン]−:
    (a)配列番号6601;
    (b)配列番号6602;
    (c)配列番号6603;
    (d)配列番号6604;
    (e)配列番号7811;または
    (f)3’末端に1、2、3、4、5、6または7個のウラシル(U)ヌクレオチドをさらに含む前記(a)〜(e)のいずれか
    を含む、請求項1〜23のいずれか一項に記載のgRNA分子。
  39. 前記標的化ドメインと前記tracrとは、単一の核酸分子に配置され、前記核酸分子は、前記標的化ドメインと配列番号7811とを含み、例えばそれからなり、配列番号7811は任意選択で前記標的化ドメインのすぐ3’側に配置される、請求項1〜40のいずれか一項に記載のgRNA分子。
  40. 前記gRNA分子を含む前記核酸分子の1つまたは任意選択で2つ以上は、
    a)前記1つまたは複数の核酸分子の3’末端における1つ以上、例えば3つのホスホロチオエート修飾;
    b)前記1つまたは複数の核酸分子の5’末端における1つ以上、例えば3つのホスホロチオエート修飾;
    c)前記1つまたは複数の核酸分子の前記3’末端における1つ以上、例えば3つの2’−O−メチル修飾;
    d)前記1つまたは複数の核酸分子の前記5’末端における1つ以上、例えば3つの2’−O−メチル修飾;
    e)前記1つまたは複数の核酸分子の末端から4番目、末端から3番目、および末端から2番目の3’残基の各々における2’O−メチル修飾;
    f)前記1つまたは複数の核酸分子の末端から4番目、末端から3番目、および末端から2番目の5’残基の各々における2’O−メチル修飾;または
    f)これらの任意の組み合わせ
    を含む、請求項1〜39のいずれか一項に記載のgRNA分子。
  41. 配列:
    (a)配列番号342;
    (b)配列番号343;または
    (c)配列番号1762
    を含む、例えばそれからなる、請求項1に記載のgRNA分子。
  42. (a)配列番号344を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;
    (b)配列番号344を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr;
    (c)配列番号345を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;または
    (d)配列番号345を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr
    を含む、例えばそれからなる、請求項1に記載のgRNA分子。
  43. 配列:
    (a)配列番号347;
    (b)配列番号348;または
    (c)配列番号1763
    を含む、例えばそれからなる、請求項1に記載のgRNA分子。
  44. (a)配列番号349を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;
    (b)配列番号349を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr;
    (c)配列番号350を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;または
    (d)配列番号350を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr
    を含む、例えばそれからなる、請求項1に記載のgRNA分子。
  45. 配列:
    (a)配列番号351;
    (b)配列番号352;または
    (c)配列番号1764
    を含む、例えばそれからなる、請求項1に記載のgRNA分子。
  46. (a)配列番号353を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;
    (b)配列番号353を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr;
    (c)配列番号354を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;または
    (d)配列番号354を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr
    を含む、例えばそれからなる、請求項1に記載のgRNA分子。
  47. 配列:
    (a)配列番号355;
    (b)配列番号356;または
    (c)配列番号1765
    を含む、例えばそれからなる、請求項1に記載のgRNA分子。
  48. (a)配列番号357を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;
    (b)配列番号357を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr;
    (c)配列番号358を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;または
    (d)配列番号358を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr
    を含む、例えばそれからなる、請求項1に記載のgRNA分子。
  49. 配列:
    (a)配列番号359;
    (b)配列番号360;または
    (c)配列番号1766
    を含む、例えばそれからなる、請求項1に記載のgRNA分子。
  50. (a)配列番号361を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;
    (b)配列番号361を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr;
    (c)配列番号362を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;または
    (d)配列番号362を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr
    を含む、例えばそれからなる、請求項1に記載のgRNA分子。
  51. 配列:
    (a)配列番号363;
    (b)配列番号364;または
    (c)配列番号1767
    を含む、例えばそれからなる、請求項1に記載のgRNA分子。
  52. (a)配列番号365を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;
    (b)配列番号365を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr;
    (c)配列番号366を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;または
    (d)配列番号366を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr
    を含む、例えばそれからなる、請求項1に記載のgRNA分子。
  53. 配列:
    (a)配列番号367;
    (b)配列番号368;または
    (c)配列番号1768
    を含む、例えばそれからなる、請求項1に記載のgRNA分子。
  54. (a)配列番号369を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;
    (b)配列番号369を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr;
    (c)配列番号370を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;または
    (d)配列番号370を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr
    を含む、例えばそれからなる、請求項1に記載のgRNA分子。
  55. 配列:
    (a)配列番号371;
    (b)配列番号372;または
    (c)配列番号1769
    を含む、例えばそれからなる、請求項1に記載のgRNA分子。
  56. (a)配列番号373を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;
    (b)配列番号373を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr;
    (c)配列番号374を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;または
    (d)配列番号374を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr
    を含む、例えばそれからなる、請求項1に記載のgRNA分子。
  57. 配列:
    (a)配列番号375;
    (b)配列番号376;または
    (c)配列番号1770
    を含む、例えばそれからなる、請求項1に記載のgRNA分子。
  58. (a)配列番号377を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;
    (b)配列番号377を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr;
    (c)配列番号378を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;または
    (d)配列番号378を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr
    を含む、例えばそれからなる、請求項1に記載のgRNA分子。
  59. 配列:
    (a)配列番号379;
    (b)配列番号380;または
    (c)配列番号1771
    を含む、例えばそれからなる、請求項1に記載のgRNA分子。
  60. (a)配列番号381を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;
    (b)配列番号381を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr;
    (c)配列番号382を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;または
    (d)配列番号382を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr
    を含む、例えばそれからなる、請求項1に記載のgRNA分子。
  61. 配列:
    (a)配列番号383;
    (b)配列番号384;または
    (c)配列番号1772
    を含む、例えばそれからなる、請求項1に記載のgRNA分子。
  62. (a)配列番号385を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;
    (b)配列番号385を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr;
    (c)配列番号386を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;または
    (d)配列番号386を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr
    を含む、例えばそれからなる、請求項1に記載のgRNA分子。
  63. 配列:
    (a)配列番号387;
    (b)配列番号388;または
    (c)配列番号1773
    を含む、例えばそれからなる、請求項1に記載のgRNA分子。
  64. (a)配列番号389を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;
    (b)配列番号389を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr;
    (c)配列番号390を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;または
    (d)配列番号390を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr
    を含む、例えばそれからなる、請求項1に記載のgRNA分子。
  65. 配列:
    (a)配列番号391;
    (b)配列番号392;または
    (c)配列番号1774
    を含む、例えばそれからなる、請求項1に記載のgRNA分子。
  66. (a)配列番号393を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;
    (b)配列番号393を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr;
    (c)配列番号394を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;または
    (d)配列番号394を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr
    を含む、例えばそれからなる、請求項1に記載のgRNA分子。
  67. 配列:
    (a)配列番号395;
    (b)配列番号396;または
    (c)配列番号1775
    を含む、例えばそれからなる、請求項1に記載のgRNA分子。
  68. (a)配列番号397を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;
    (b)配列番号397を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr;
    (c)配列番号398を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号6660を含む、例えばそれからなるtracr;または
    (d)配列番号398を含む、例えばそれからなるcrRNA、および配列番号346を含む、例えばそれからなるtracr
    を含む、例えばそれからなる、請求項1に記載のgRNA分子。
  69. 前記gRNA分子を含むCRISPRシステム(例えば、本明細書に記載されるとおりのRNP)が細胞に導入されると、インデルは、前記gRNA分子の前記標的化ドメインと相補的な前記標的配列にまたはその近傍に形成される、請求項1〜68のいずれか一項に記載のgRNA分子。
  70. 前記インデルは、GATA−1またはTAL−1結合部位のヌクレオチドを含まない、請求項69に記載のgRNA分子。
  71. 前記gRNA分子を含むCRISPRシステム(例えば、本明細書に記載されるとおりのRNP)が細胞の集団に導入されると、インデルは、前記集団の細胞の少なくとも約40%、例えば少なくとも約50%、例えば少なくとも約60%、例えば少なくとも約70%、例えば少なくとも約80%、例えば少なくとも約90%、例えば少なくとも約95%、例えば少なくとも約96%、例えば少なくとも約97%、例えば少なくとも約98%、例えば少なくとも約99%において、前記gRNA分子の前記標的化ドメインと相補的な前記標的配列にまたはその近傍に形成される、請求項1〜70のいずれか一項に記載のgRNA分子。
  72. 前記gRNA分子を含むCRISPRシステム(例えば、本明細書に記載されるとおりのRNP)が細胞の集団に導入されると、GATA−1またはTAL−1結合部位のヌクレオチドを含まないインデルは、前記集団の細胞の少なくとも約20%、例えば少なくとも約30%、例えば少なくとも約35%、例えば少なくとも約40%、例えば少なくとも約45%、例えば少なくとも約50%、例えば少なくとも約55%、例えば少なくとも約60%、例えば少なくとも約65%、例えば少なくとも約70%、例えば少なくとも約75%、例えば少なくとも約80%、例えば少なくとも約85%、例えば少なくとも約90%、例えば少なくとも約95%、例えば少なくとも約99%において、前記gRNA分子の前記標的化ドメインと相補的な前記標的配列にまたはその近傍に形成される、請求項1〜68のいずれか一項に記載のgRNA分子。
  73. 前記インデルは、前記集団の細胞の少なくとも約30%、例えば少なくとも約40%、例えば少なくとも約50%、例えば少なくとも約60%、例えば少なくとも約70%、例えば少なくとも約80%、例えば少なくとも約90%、例えば少なくとも約95%、例えば少なくとも約96%、例えば少なくとも約97%、例えば少なくとも約98%、例えば少なくとも約99%において、図25、表15、表26、表27または表37のいずれかに挙げられるインデルである、請求項71または72に記載のgRNA分子。
  74. 前記細胞の集団中において最も高頻度で検出される3つのインデルは、図25、表15、表26、表27または表37のいずれかに挙げられる任意のgRNA分子に関連するインデルを含む、請求項71〜73のいずれか一項に記載のgRNA分子。
  75. 前記インデルは、次世代シーケンシング(NGS)によって計測されるとおりである、請求項69〜74のいずれか一項に記載のgRNA分子。
  76. 前記gRNA分子を含むCRISPRシステム(例えば、本明細書に記載されるとおりのRNP)が細胞に導入されると、胎児ヘモグロビンの発現は、前記細胞またはその子孫、例えばその赤血球系子孫、例えばその赤血球細胞子孫において増加する、請求項1〜75のいずれか一項に記載のgRNA分子。
  77. 胎児ヘモグロビンの発現は、前記細胞またはその子孫、例えばその赤血球系子孫、例えばその赤血球細胞子孫において少なくとも約20%、例えば少なくとも約30%、例えば少なくとも約40%、例えば少なくとも約50%、例えば少なくとも約60%、例えば少なくとも約70%、例えば少なくとも約80%、例えば少なくとも約90%、例えば少なくとも約95%、例えば少なくとも約96%、例えば少なくとも約97%、例えば少なくとも約98%、例えば少なくとも約99%増加する、請求項76に記載のgRNA分子。
  78. 前記細胞またはその子孫、例えばその赤血球系子孫、例えばその赤血球細胞子孫は、1細胞当たり少なくとも約6ピコグラム(例えば、少なくとも約7ピコグラム、少なくとも約8ピコグラム、少なくとも約9ピコグラム、少なくとも約10ピコグラム、または約8〜約9ピコグラム、または約9〜約10ピコグラム)の胎児ヘモグロビンを産生する、請求項76または77に記載のgRNA分子。
  79. 前記gRNA分子を含むCRISPRシステム(例えば、本明細書に記載されるとおりのRNP)が細胞に導入されると、オフターゲットインデル、例えば次世代シーケンシングおよび/またはヌクレオチド挿入アッセイによって検出可能なとおりのオフターゲットインデルは、前記細胞において形成されない、請求項1〜78のいずれか一項に記載のgRNA分子。
  80. 前記gRNA分子を含むCRISPRシステム(例えば、本明細書に記載されるとおりのRNP)が細胞の集団に導入されると、オフターゲットインデル、例えば次世代シーケンシングおよび/またはヌクレオチド挿入アッセイによって検出可能なとおりのオフターゲットインデルは、前記細胞の集団の細胞の約5%超、例えば約1%超、例えば約0.1%超、例えば約0.01%超において検出されない、請求項1〜78のいずれか一項に記載のgRNA分子。
  81. 前記細胞は、哺乳動物細胞、霊長類細胞またはヒト細胞であり、例えばヒト細胞である(または細胞の集団はそれを含む)、請求項69〜80のいずれか一項に記載のgRNA分子。
  82. 前記細胞は、HSPCである(または細胞の集団はそれを含む)、請求項81に記載のgRNA分子。
  83. 前記HSPCは、CD34+である、請求項82に記載のgRNA分子。
  84. 前記HSPCは、CD34+CD90+である、請求項83に記載のgRNA分子。
  85. 前記細胞は、前記細胞が投与される患者にとって自己由来である、請求項69〜84のいずれか一項に記載のgRNA分子。
  86. 前記細胞は、前記細胞が投与される患者にとって同種異系由来である、請求項69〜84のいずれか一項に記載のgRNA分子。
  87. 1)請求項1〜86のいずれか一項に記載の1つ以上のgRNA分子(第1のgRNA分子を含む)、およびCas9分子;
    2)請求項1〜86のいずれか一項に記載の1つ以上のgRNA分子(第1のgRNA分子を含む)、およびCas9分子をコードする核酸;
    3)請求項1〜86のいずれか一項に記載の1つ以上のgRNA分子(第1のgRNA分子を含む)をコードする核酸、およびCas9分子;
    4)請求項1〜86のいずれか一項に記載の1つ以上のgRNA分子(第1のgRNA分子を含む)をコードする核酸、およびCas9分子をコードする核酸;または
    5)前記1)〜4)のいずれか、および鋳型核酸;または
    6)前記1)〜4)のいずれか、および鋳型核酸をコードする配列を含む核酸
    を含む組成物。
  88. Cas9分子をさらに含む、請求項1〜86のいずれか一項に記載の第1のgRNA分子を含む組成物。
  89. 前記Cas9分子は、活性または不活性化膿レンサ球菌(s.pyogenes)Cas9である、請求項87または88に記載の組成物。
  90. 前記Cas9分子は、配列番号6611を含む、請求項87〜89のいずれか一項に記載の組成物。
  91. 前記Cas9分子は、
    (a)配列番号7821;
    (b)配列番号7822;
    (c)配列番号7823;
    (d)配列番号7824;
    (e)配列番号7825;
    (f)配列番号7826;
    (g)配列番号7827;
    (h)配列番号7828;
    (i)配列番号7829;
    (j)配列番号7830;または
    (k)配列番号7831
    を含む、例えばそれからなる、請求項87〜89のいずれか一項に記載の組成物。
  92. 前記第1のgRNA分子およびCas9分子は、リボ核タンパク質複合体(RNP)に存在する、請求項88〜91のいずれか一項に記載の組成物。
  93. 第2のgRNA分子;第2のgRNA分子および第3のgRNA分子;または第2のgRNA分子、任意選択で第3のgRNA分子、および任意選択で第4のgRNA分子をさらに含み、前記第2のgRNA分子、前記任意選択の第3のgRNA分子、および前記任意選択の第4のgRNA分子は、請求項1〜68のいずれか一項に記載のgRNA分子であり、前記組成物の各gRNA分子は、異なる標的配列と相補的である、請求項87〜92のいずれか一項に記載の組成物。
  94. 前記第1のgRNA分子、前記第2のgRNA分子、前記任意選択の第3のgRNA分子、および前記任意選択の第4のgRNA分子の2つ以上は、同じ遺伝子または領域内の標的配列と相補的である、請求項93に記載の組成物。
  95. 前記第1のgRNA分子、前記第2のgRNA分子、前記任意選択の第3のgRNA分子、および前記任意選択の第4のgRNA分子は、20000ヌクレオチド以下、10000ヌクレオチド以下、6000以下、5000ヌクレオチド以下、4000以下、1000ヌクレオチド以下、500ヌクレオチド以下、400ヌクレオチド以下、300ヌクレオチド以下、200ヌクレオチド以下、100ヌクレオチド以下、90ヌクレオチド以下、80ヌクレオチド以下、70ヌクレオチド以下、60ヌクレオチド以下、50ヌクレオチド以下、40ヌクレオチド以下、30ヌクレオチド以下、20ヌクレオチド以下または10ヌクレオチド以下離れた標的配列と相補的である、請求項93または94に記載の組成物。
  96. 前記第1のgRNA分子、前記第2のgRNA分子、前記任意選択の第3のgRNA分子、および前記任意選択の第4のgRNA分子の2つ以上は、異なる遺伝子または領域内の標的配列と相補的である、請求項93に記載の組成物。
  97. 第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とを含み、前記第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、
    (a)請求項4に記載のgRNA分子から独立して選択され、かつ異なる標的配列に相補的であるか;
    (b)請求項5に記載のgRNA分子から独立して選択され、かつ異なる標的配列に相補的であるか;
    c)請求項6に記載のgRNA分子から独立して選択され、かつ異なる標的配列に相補的であるか;または
    (d)請求項7に記載のgRNA分子から独立して選択され、かつ異なる標的配列に相補的であるか;または
    (e)請求項41〜56のいずれか一項に記載のgRNA分子から独立して選択され、かつ異なる標的配列に相補的である、請求項94または95に記載の組成物。
  98. 第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とを含み、前記第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、
    (a)請求項10に記載のgRNA分子から独立して選択され、かつ異なる標的配列に相補的であるか;または
    (b)請求項11に記載のgRNA分子から独立して選択され、かつ異なる標的配列に相補的である、請求項94または95に記載の組成物。
  99. 第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とを含み、前記第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、
    (a)請求項13に記載のgRNA分子から独立して選択され、かつ異なる標的配列に相補的であるか;または
    (b)請求項14に記載のgRNA分子から独立して選択され、かつ異なる標的配列に相補的である、請求項94または95に記載の組成物。
  100. 第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とを含み、前記第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、
    (a)請求項16に記載のgRNA分子から独立して選択され、かつ異なる標的配列に相補的であるか;
    (b)請求項17に記載のgRNA分子から独立して選択され、かつ異なる標的配列に相補的であるか;
    (c)請求項18に記載のgRNA分子から独立して選択され、かつ異なる標的配列に相補的であるか;または
    (d)請求項57〜68のいずれか一項に記載のgRNA分子から独立して選択され、かつ異なる標的配列に相補的である、請求項94〜96のいずれか一項に記載の組成物。
  101. 第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とを含み、
    (1)前記第1のgRNA分子は、(a)請求項4に記載のgRNA分子から選択されるか、(b)請求項5に記載のgRNA分子から選択されるか、(c)請求項6に記載のgRNA分子から選択されるか、(d)請求項7に記載のgRNA分子から選択されるか、または(e)請求項41〜56のいずれか一項に記載のgRNA分子から選択され;および
    (2)前記第2のgRNA分子は、(a)請求項10に記載のgRNA分子から選択されるか、または(b)請求項11に記載のgRNA分子から選択される、請求項94〜96のいずれか一項に記載の組成物。
  102. 第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とを含み、
    (1)前記第1のgRNA分子は、(a)請求項4に記載のgRNA分子から選択されるか、(b)請求項5に記載のgRNA分子から選択されるか、(c)請求項6に記載のgRNA分子から選択されるか、(d)請求項7に記載のgRNA分子から選択されるか、または(e)請求項41〜56のいずれか一項に記載のgRNA分子から選択され;および
    (2)前記第2のgRNA分子は、(a)請求項13に記載のgRNA分子から選択され、(b)請求項14に記載のgRNA分子から選択される、請求項94〜96のいずれか一項に記載の組成物。
  103. 第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とを含み、
    (1)前記第1のgRNA分子は、(a)請求項4に記載のgRNA分子から選択されるか、(b)請求項5に記載のgRNA分子から選択されるか、(c)請求項6に記載のgRNA分子から選択されるか、(d)請求項7に記載のgRNA分子から選択されるか、または(e)請求項41〜56のいずれか一項に記載のgRNA分子から選択され;および
    (2)前記第2のgRNA分子は、(a)請求項16に記載のgRNA分子から選択されるか、(b)請求項17に記載のgRNA分子から選択されるか、(c)請求項18に記載のgRNA分子から選択されるか、または(d)請求項57〜68のいずれか一項に記載のgRNA分子から選択される、請求項94〜96のいずれか一項に記載の組成物。
  104. 第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とを含み、
    (1)前記第1のgRNA分子は、(a)請求項10に記載のgRNA分子から選択されるか、または(b)請求項11に記載のgRNA分子から選択され;および
    (2)前記第2のgRNA分子は、(a)請求項13に記載のgRNA分子から選択され、(b)請求項14に記載のgRNA分子から選択される、請求項94〜96のいずれか一項に記載の組成物。
  105. 第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とを含み、
    (1)前記第1のgRNA分子は、(a)請求項10に記載のgRNA分子から選択されるか、または(b)請求項11に記載のgRNA分子から選択され;および
    (2)前記第2のgRNA分子は、(a)請求項16に記載のgRNA分子から選択されるか、(b)請求項17に記載のgRNA分子から選択されるか、(c)請求項18に記載のgRNA分子から選択されるか、または(d)請求項57〜68のいずれか一項に記載のgRNA分子から選択される、請求項94〜96のいずれか一項に記載の組成物。
  106. 第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とを含み、
    (1)前記第1のgRNA分子は、(a)請求項13に記載のgRNA分子から選択され、(b)請求項14に記載のgRNA分子から選択され;および
    (2)前記第2のgRNA分子は、(a)請求項16に記載のgRNA分子から選択されるか、(b)請求項17に記載のgRNA分子から選択されるか、(c)請求項18に記載のgRNA分子から選択されるか、または(d)請求項57〜68のいずれか一項に記載のgRNA分子から選択される、請求項94〜96のいずれか一項に記載の組成物。
  107. 第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とを含み、
    (1)前記第1のgRNA分子は、(a)請求項16に記載のgRNA分子から選択されるか、(b)請求項17に記載のgRNA分子から選択されるか、(c)請求項18に記載のgRNA分子から選択されるか、または(d)請求項57〜68のいずれか一項に記載のgRNA分子から選択され;および(2)前記第2のgRNA分子は、βグロビン遺伝子の標的配列に相補的な標的化ドメインを含むか、または
    (1)前記第1のgRNA分子は、(a)請求項4に記載のgRNA分子から選択されるか、(b)請求項5に記載のgRNA分子から選択されるか、(c)請求項6に記載のgRNA分子から選択されるか、(d)請求項7に記載のgRNA分子から選択されるか、(e)請求項41〜56のいずれか一項に記載のgRNA分子から選択されるか、(f)請求項10に記載のgRNA分子から選択されるか、(g)請求項11に記載のgRNA分子から選択されるか、(h)請求項13に記載のgRNA分子から選択されるか、または(i)請求項14に記載のgRNA分子から選択され;および(2)前記第2のgRNA分子は、βグロビン遺伝子の標的配列に相補的な標的化ドメインを含む、請求項96に記載の組成物。
  108. 前記第1のgRNA分子および前記第2のgRNA分子は、請求項41〜68のいずれか一項に記載のgRNA分子から独立して選択される、請求項94〜96のいずれか一項に記載の組成物。
  109. 前記組成物の前記gRNA分子成分に関して、第1のgRNA分子と第2のgRNA分子とからなる、請求項87〜108のいずれか一項に記載の組成物。
  110. 前記gRNA分子の各々は、本明細書に記載されるCas9分子、例えば請求項90または91に記載のCas9分子と共にリボ核タンパク質複合体(RNP)中にある、請求項87〜109のいずれか一項に記載の組成物。
  111. 鋳型核酸を含み、前記鋳型核酸は、前記第1のgRNA分子の前記標的配列にまたはその近傍にあるヌクレオチドに対応するヌクレオチドを含む、請求項87〜110のいずれか一項に記載の組成物。
  112. 前記鋳型核酸は、
    (a)ヒトβグロビン、例えば突然変異G16D、E22AおよびT87Qの1つ以上を含むヒトβグロビン、もしくはその断片;または
    (b)ヒトγグロビン、もしくはその断片
    をコードする核酸を含む、請求項111に記載の組成物。
  113. エレクトロポレーションに好適な媒体中に製剤化される、請求項87〜112のいずれか一項に記載の組成物。
  114. 前記gRNA分子の各々は、本明細書に記載されるCas9分子と共にRNP中にあり、前記RNPの各々は、約10μM未満、例えば約3μM未満、例えば約1μM未満、例えば約0.5μM未満、例えば約0.3μM未満、例えば約0.1μM未満の濃度である、請求項87〜113のいずれか一項に記載の組成物。
  115. 請求項1〜68のいずれか一項に記載の1つ以上のgRNA分子をコードする核酸配列。
  116. 前記核酸は、前記1つ以上のgRNA分子をコードする前記配列に作動可能に連結されたプロモーターを含む、請求項115に記載の核酸配列。
  117. 前記プロモーターは、RNAポリメラーゼIIまたはRNAポリメラーゼIIIによって認識されるプロモーターである、請求項116に記載の核酸配列。
  118. 前記プロモーターは、U6プロモーターまたはHIプロモーターである、請求項117に記載の核酸配列。
  119. 前記核酸は、Cas9分子をさらにコードする、請求項115〜118のいずれか一項に記載の核酸配列。
  120. 前記Cas9分子は、配列番号6611、配列番号7821、配列番号7822、配列番号7823、配列番号7824、配列番号7825、配列番号7826、配列番号7827、配列番号7828、配列番号7829、配列番号7830、または配列番号7831のいずれかを含む、請求項119に記載の核酸配列。
  121. 前記核酸は、Cas9分子をコードする前記配列に作動可能に連結されたプロモーターを含む、請求項119または120に記載の核酸配列。
  122. 前記プロモーターは、EF−1プロモーター、CMV IE遺伝子プロモーター、EF−1αプロモーター、ユビキチンCプロモーター、またはホスホグリセリン酸キナーゼ(PGK)プロモーターである、請求項121に記載の核酸配列。
  123. 請求項115〜122のいずれか一項に記載の核酸を含むベクター。
  124. 前記ベクターは、レンチウイルスベクター、アデノウイルスベクター、アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクター、単純ヘルペスウイルス(HSV)ベクター、プラスミド、ミニサークル、ナノプラスミド、およびRNAベクターからなる群から選択される、請求項123に記載のベクター。
  125. 細胞(例えば、細胞の集団)を前記細胞内の標的配列でまたはその近傍で改変する(例えば、核酸の構造(例えば、配列)を改変する)方法であって、前記細胞(例えば、細胞の集団)を、
    1)請求項1〜68のいずれか一項に記載の1つ以上のgRNA分子、およびCas9分子;
    2)請求項1〜68のいずれか一項に記載の1つ以上のgRNA分子、およびCas9分子をコードする核酸;
    3)請求項1〜68のいずれか一項に記載の1つ以上のgRNA分子をコードする核酸、およびCas9分子;
    4)請求項1〜68のいずれか一項に記載の1つ以上のgRNA分子をコードする核酸、およびCas9分子をコードする核酸;
    5)前記1)〜4)のいずれか、および鋳型核酸;
    6)前記1)〜4)のいずれか、および鋳型核酸をコードする配列を含む核酸;
    7)請求項87〜114のいずれか一項に記載の組成物;または
    8)請求項123または124に記載のベクター
    と接触させる(例えば、それに導入する)ステップを含む方法。
  126. 前記gRNA分子または前記gRNA分子をコードする核酸と、前記Cas9分子または前記Cas9分子をコードする核酸とは、単一の組成物に製剤化される、請求項125に記載の方法。
  127. 前記gRNA分子または前記gRNA分子をコードする核酸と、前記Cas9分子または前記Cas9分子をコードする核酸とは、2つ以上の組成物に製剤化される、請求項125に記載の方法。
  128. 前記2つ以上の組成物は、同時にまたは逐次的に送達される、請求項127に記載の方法。
  129. 前記細胞は、動物細胞である、請求項125〜128のいずれか一項に記載の方法。
  130. 前記細胞は、哺乳動物細胞、霊長類細胞またはヒト細胞である、請求項125〜128のいずれか一項に記載の方法。
  131. 前記細胞は、造血幹細胞・前駆細胞(HSPC)(例えば、HSPCの集団)である、請求項130に記載の方法。
  132. 前記細胞は、CD34+細胞である、請求項125〜131のいずれか一項に記載の方法。
  133. 前記細胞は、CD34+CD90+細胞である、請求項125〜132のいずれか一項に記載の方法。
  134. 前記細胞は、CD34+細胞に関して富化された細胞の集団を含む組成物中に配置される、請求項125〜133のいずれか一項に記載の方法。
  135. 前記細胞(例えば、細胞の集団)は、骨髄、動員末梢血または臍帯血から単離されている、請求項125〜134のいずれか一項に記載の方法。
  136. 前記細胞は、前記細胞が投与される患者にとって自己由来または同種異系由来である、請求項125〜135のいずれか一項に記載の方法。
  137. 前記改変は、前記1つ以上のgRNA分子の前記標的化ドメインと相補的なゲノムDNA配列にまたはその近傍にインデルをもたらす、請求項125〜136のいずれか一項に記載の方法。
  138. 前記インデルは、図25、表15、表26、表27または表37に示されるインデルである、請求項137に記載の方法。
  139. 前記インデルは、約40ヌクレオチド未満、例えば30ヌクレオチド未満、例えば20ヌクレオチド未満、例えば10ヌクレオチド未満の挿入または欠失である、請求項137または138に記載の方法。
  140. 前記インデルは、単一のヌクレオチド欠失である、請求項139に記載の方法。
  141. 細胞の集団をもたらし、前記集団の細胞の少なくとも約50%、例えば少なくとも約60%、例えば少なくとも約70%、例えば少なくとも約80%、例えば少なくとも約90%(例えば、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、または少なくとも約99%)は、改変されている、例えばインデルを含む、請求項137〜140のいずれか一項に記載の方法。
  142. 前記改変は、赤血球系統の分化細胞(例えば、赤血球細胞)への分化能を有する細胞(例えば、細胞の集団)をもたらし、前記分化細胞は、胎児ヘモグロビンの増加したレベル、例えば非改変細胞(例えば、細胞の集団)と比べて胎児ヘモグロビンの増加したレベルを呈する、請求項125〜141のいずれか一項に記載の方法。
  143. 前記改変は、分化細胞の集団、例えば赤血球系統の細胞の集団(例えば、赤血球細胞の集団)への分化能を有する細胞の集団をもたらし、前記分化細胞の集団は、F細胞の増加した割合、例えば非改変細胞の集団と比べてF細胞の増加した割合(例えば、少なくとも約15%、少なくとも約20%、少なくとも約25%、少なくとも約30%、または少なくとも約40%高い)を有する、請求項125〜142のいずれか一項に記載の方法。
  144. 前記改変は、分化細胞、例えば赤血球系統の細胞(例えば、赤血球細胞)への分化能を有する細胞をもたらし、前記分化細胞は、1細胞当たり少なくとも約6ピコグラム(例えば、少なくとも約7ピコグラム、少なくとも約8ピコグラム、少なくとも約9ピコグラム、少なくとも約10ピコグラム、または約8〜約9ピコグラム、または約9〜約10ピコグラム)の胎児ヘモグロビンを産生する、請求項125〜142のいずれか一項に記載の方法。
  145. 請求項125〜144のいずれか一項に記載の方法によって改変された細胞。
  146. 請求項125〜144のいずれか一項に記載の方法によって得ることが可能な細胞。
  147. 請求項1〜68のいずれか一項に記載の第1のgRNA分子、または請求項87〜114のいずれか一項に記載の組成物、請求項115〜122のいずれか一項に記載の核酸、または請求項123もしくは124に記載のベクターを含む細胞。
  148. Cas9分子を含む、請求項147に記載の細胞。
  149. 前記Cas9分子は、配列番号6611、配列番号7821、配列番号7822、配列番号7823、配列番号7824、配列番号7825、配列番号7826、配列番号7827、配列番号7828、配列番号7829、配列番号7830、または配列番号7831のいずれかを含む、請求項148に記載の細胞。
  150. 請求項1〜68のいずれか一項に記載の第2のgRNA分子、または請求項1〜68のいずれか一項に記載の第2のgRNA分子をコードする核酸を含むか、それを含んでいたか、またはそれを含むことになり、前記第1のgRNA分子および第2のgRNA分子は、同一でない標的化ドメインを含む、請求項145〜149のいずれか一項に記載の細胞。
  151. 胎児ヘモグロビンの発現は、gRNA分子を含むように修飾されていない同じ細胞型の細胞またはその子孫と比べて前記細胞またはその子孫(例えば、その赤血球系子孫、例えばその赤血球細胞子孫)において増加する、請求項145〜150のいずれか一項に記載の細胞。
  152. 分化細胞、例えば赤血球系統の細胞(例えば、赤血球細胞)への分化能を有し、前記分化細胞は、胎児ヘモグロの増加したレベル、例えばgRNA分子を含むように修飾されていない同じタイプの細胞と比べて胎児ヘモグロの増加したレベルを呈する、請求項145〜150のいずれか一項に記載の細胞。
  153. 前記分化細胞(例えば、赤血球系統の細胞、例えば赤血球細胞)は、少なくとも約6ピコグラム(例えば、少なくとも約7ピコグラム、少なくとも約8ピコグラム、少なくとも約9ピコグラム、少なくとも約10ピコグラム、または約8〜約9ピコグラム、または約9〜約10ピコグラム)の胎児ヘモグロビンを、例えばgRNA分子を含むように修飾されていない同じタイプの細胞と比べて、産生する、請求項152に記載の細胞。
  154. 幹細胞増殖剤と接触されていた、請求項145〜153のいずれか一項に記載の細胞。
  155. 前記幹細胞増殖剤は、化合物1、化合物2、化合物3、化合物4、またはこれらの組み合わせ(例えば、化合物1および化合物4)である、請求項154に記載の細胞。
  156. 前記幹細胞増殖剤は、化合物4である、請求項155に記載の細胞。
  157. 請求項1〜68のいずれか一項に記載のgRNA分子の前記標的化ドメインと相補的なゲノムDNA配列にまたはその近傍にインデルを含む細胞、例えば請求項145〜156のいずれか一項に記載の細胞。
  158. 前記インデルは、図25、表15、表26、表27または表37に示されるインデルである、請求項157に記載の細胞。
  159. 前記インデルは、約40ヌクレオチド未満、例えば30ヌクレオチド未満、例えば20ヌクレオチド未満、例えば10ヌクレオチド未満の挿入または欠失である、請求項157または158に記載の細胞。
  160. 前記インデルは、単一のヌクレオチド欠失である、請求項157〜159のいずれか一項に記載の細胞。
  161. 動物細胞である、請求項145〜160のいずれか一項に記載の細胞。
  162. 哺乳動物細胞、霊長類細胞またはヒト細胞である、請求項161に記載の細胞。
  163. 造血幹細胞・前駆細胞(HSPC)(例えば、HSPCの集団)である、請求項145〜162のいずれか一項に記載の細胞。
  164. CD34+細胞である、請求項145〜163のいずれか一項に記載の細胞。
  165. CD34+CD90+細胞である、請求項164に記載の細胞。
  166. 前記細胞(例えば、細胞の集団)は、骨髄、動員末梢血または臍帯血から単離されている、請求項145〜165のいずれか一項に記載の細胞。
  167. 前記細胞が投与される患者にとって自己由来である、請求項145〜166のいずれか一項に記載の細胞。
  168. 前記細胞が投与される患者にとって同種異系由来である、請求項145〜166のいずれか一項に記載の細胞。
  169. 請求項145〜168のいずれか一項に記載の細胞を含む細胞の集団。
  170. 前記集団の細胞の少なくとも約50%、例えば少なくとも約60%、例えば少なくとも約70%、例えば少なくとも約80%、例えば少なくとも約90%(例えば、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%、または少なくとも約99%)は、請求項145〜168のいずれか一項に記載の細胞である、請求項169に記載の細胞の集団。
  171. 分化細胞の集団、例えば赤血球系統の細胞の集団(例えば、赤血球細胞の集団)への分化能を有し、前記分化細胞の集団は、F細胞の増加した割合、例えば同じタイプの修飾されていない細胞の集団と比べてF細胞の増加した割合(例えば、少なくとも約15%、少なくとも約20%、少なくとも約25%、少なくとも約30%、または少なくとも約40%高い)を有する、請求項169または170に記載の細胞の集団。
  172. 前記分化細胞の集団のF細胞は、1細胞当たり平均で少なくとも約6ピコグラム(例えば、少なくとも約7ピコグラム、少なくとも約8ピコグラム、少なくとも約9ピコグラム、少なくとも約10ピコグラム、または約8〜約9ピコグラム、または約9〜約10ピコグラム)の胎児ヘモグロビンを産生する、請求項171に記載の細胞の集団。
  173. 1)少なくとも1e6のCD34+細胞/前記細胞が投与される前記患者の体重kg、
    2)少なくとも2e6のCD34+細胞/前記細胞が投与される前記患者の体重kg、
    3)少なくとも3e6のCD34+細胞/前記細胞が投与される前記患者の体重kg、
    4)少なくとも4e6のCD34+細胞/前記細胞が投与される前記患者の体重kg、または
    5)2e6〜10e6のCD34+細胞/前記細胞が投与される前記患者の体重kg
    を含む、請求項169〜172のいずれか一項に記載の細胞の集団。
  174. 前記集団の細胞の少なくとも約40%、例えば少なくとも約50%(例えば、少なくとも約60%、少なくとも約70%、少なくとも約80%、または少なくとも約90%)は、CD34+細胞である、請求項169〜173のいずれか一項に記載の細胞の集団。
  175. 前記集団の細胞の少なくとも約10%、例えば少なくとも約15%、例えば少なくとも約20%、例えば少なくとも約30%は、CD34+CD90+細胞である、請求項174に記載の細胞の集団。
  176. 骨髄に由来する、請求項169〜175のいずれか一項に記載の細胞の集団。
  177. 哺乳動物細胞、例えばヒト細胞を含む、例えばそれからなる、請求項169〜176のいずれか一項に記載の細胞の集団。
  178. 前記細胞の集団が投与される患者に対して自己由来である、請求項169〜177のいずれか一項に記載の細胞の集団。
  179. 前記細胞の集団が投与される患者に対して同種異系由来である、請求項169〜177のいずれか一項に記載の細胞の集団。
  180. 請求項145〜168のいずれか一項に記載の細胞または請求項169〜179のいずれか一項に記載の細胞の集団を含む組成物。
  181. 薬学的に許容可能な媒体、例えば凍結保存に好適である薬学的に許容可能な媒体を含む、請求項180に記載の組成物。
  182. 異常ヘモグロビン症を治療する方法であって、請求項145〜168のいずれか一項に記載の細胞、請求項169〜179のいずれか一項に記載の細胞の集団、または請求項180もしくは181に記載の組成物を患者に投与するステップを含む方法。
  183. 哺乳動物における胎児ヘモグロビン発現を増加させる方法であって、請求項145〜168のいずれか一項に記載の細胞、請求項169〜179のいずれか一項に記載の細胞の集団、または請求項180もしくは181に記載の組成物を患者に投与するステップを含む方法。
  184. 前記異常ヘモグロビン症は、β−サラセミアまたは鎌状赤血球症である、請求項182に記載の方法。
  185. 細胞(例えば、細胞の集団)を調製する方法であって、
    (a)細胞(例えば、細胞の集団)(例えば、HSPC(例えば、HSPCの集団))を提供するステップ;
    (b)幹細胞増殖剤を含む細胞培養培地中で前記細胞(例えば、前記細胞の集団)をエキソビボで培養するステップ;および
    (c)請求項1〜68のいずれか一項に記載の第1のgRNA分子、請求項1〜68のいずれか一項に記載の第1のgRNA分子をコードする核酸分子、請求項87〜114のいずれか一項に記載の組成物、請求項115〜122のいずれか一項に記載の核酸、または請求項123もしくは124に記載のベクターを前記細胞に導入するステップ
    を含む方法。
  186. 前記ステップ(c)の導入の後、前記細胞(例えば、細胞の集団)は、分化細胞(例えば、分化細胞の集団)、例えば赤血球系統の細胞(例えば、赤血球系統の細胞の集団)、例えば赤血球細胞(例えば、赤血球細胞の集団)への分化能を有し、前記分化細胞(例えば、分化細胞の集団)は、増加した胎児ヘモグロビン、例えばステップ(c)に供されていない同じ細胞と比べて増加した胎児ヘモグロビンを産生する、請求項185に記載の方法。
  187. 前記幹細胞増殖剤は、化合物1、化合物2、化合物3、化合物4またはこれらの組み合わせ(例えば、化合物1および化合物4)である、請求項185または186に記載の方法。
  188. 前記幹細胞増殖剤は、化合物4である、請求項187に記載の方法。
  189. 前記細胞培養培地は、トロンボポエチン(Tpo)、Flt3リガンド(Flt−3L)、およびヒト幹細胞因子(SCF)を含む、請求項185〜188のいずれか一項に記載の方法。
  190. 前記細胞培養培地は、ヒトインターロイキン−6(IL−6)をさらに含む、請求項189に記載の方法。
  191. 前記細胞培養培地は、トロンボポエチン(Tpo)、Flt3リガンド(Flt−3L)、およびヒト幹細胞因子(SCF)をそれぞれ約10ng/mL〜約1000ng/mLの範囲の濃度で含む、請求項189または190に記載の方法。
  192. 前記細胞培養培地は、トロンボポエチン(Tpo)、Flt3リガンド(Flt−3L)、およびヒト幹細胞因子(SCF)をそれぞれ約50ng/mLの濃度、例えば50ng/mLの濃度で含む、請求項191に記載の方法。
  193. 前記細胞培養培地は、ヒトインターロイキン−6(IL−6)を約10ng/mL〜約1000ng/mLの範囲の濃度で含む、請求項190〜192のいずれか一項に記載の方法。
  194. 前記細胞培養培地は、ヒトインターロイキン−6(IL−6)を約50ng/mLの濃度、例えば50ng/mLの濃度で含む、請求項193に記載の方法。
  195. 前記細胞培養培地は、幹細胞増殖剤を約1nM〜約1mMの範囲の濃度で含む、請求項185〜194のいずれか一項に記載の方法。
  196. 前記細胞培養培地は、幹細胞増殖剤を約1μM〜約100μMの範囲の濃度で含む、請求項195に記載の方法。
  197. 前記細胞培養培地は、幹細胞増殖剤を約50μM〜約75μMの範囲の濃度で含む、請求項196に記載の方法。
  198. 前記細胞培養培地は、幹細胞増殖剤を約50μMの濃度、例えば50μMの濃度で含む、請求項197に記載の方法。
  199. 前記細胞培養培地は、幹細胞増殖剤を約75μMの濃度、例えば75μMの濃度で含む、請求項197に記載の方法。
  200. 前記ステップ(b)の培養は、前記ステップ(c)の導入の前の培養期間を含む、請求項185〜199のいずれか一項に記載の方法。
  201. 前記ステップ(c)の導入の前の前記培養期間は、少なくとも12時間、例えば約1日〜約3日の期間であり、例えば約1日〜約2日の期間であり、例えば約2日の期間である、請求項200に記載の方法。
  202. 前記ステップ(b)の培養は、前記ステップ(c)の導入の後の培養期間を含む、請求項185〜201のいずれか一項に記載の方法。
  203. 前記ステップ(c)の導入の後の前記培養期間は、少なくとも12時間、例えば約1日〜約10日の期間であり、例えば約1日〜約5日の期間であり、例えば約2日〜約4日の期間であり、例えば約2日の期間であり、または約3日の期間であり、または約4日の期間である、請求項202に記載の方法。
  204. 前記細胞の集団は、少なくとも4倍、例えば少なくとも5倍、例えば少なくとも10倍、例えばステップ(b)によって培養されていない細胞と比べて、増殖する、請求項185〜203のいずれか一項に記載の方法。
  205. 前記ステップ(c)の導入は、エレクトロポレーションを含む、請求項185〜204のいずれか一項に記載の方法。
  206. 前記エレクトロポレーションは、1〜5パルス、例えば1パルスを含み、各パルスは、700ボルト〜2000ボルトの範囲のパルス電圧であり、かつ10ms〜100msの範囲のパルス持続時間を有する、請求項205に記載の方法。
  207. 前記エレクトロポレーションは、1パルスを含む、請求項206に記載の方法。
  208. 前記パルス電圧は、1500〜1900ボルトの範囲、例えば1700ボルトである、請求項206または207に記載の方法。
  209. 前記パルス持続時間は、10ms〜40msの範囲、例えば20msである、請求項206〜208のいずれか一項に記載の方法。
  210. ステップ(a)で提供される前記細胞(例えば、細胞の集団)は、ヒト細胞(例えば、ヒト細胞の集団)である、請求項185〜209のいずれか一項に記載の方法。
  211. ステップ(a)で提供される前記細胞(例えば、細胞の集団)は、骨髄、末梢血(例えば、動員末梢血)または臍帯血から単離されたものである、請求項210に記載の方法。
  212. ステップ(a)で提供される前記細胞(例えば、細胞の集団)は、骨髄から単離されたものである、例えば異常ヘモグロビン症に罹患している患者の骨髄から単離されたものである、請求項211に記載の方法。
  213. ステップ(a)で提供される前記細胞の集団は、CD34+細胞に関して富化されたものである、請求項185〜212のいずれか一項に記載の方法。
  214. 前記ステップ(c)の導入の後、前記細胞(例えば、細胞の集団)は、凍結保存される、請求項185〜213のいずれか一項に記載の方法。
  215. 前記ステップ(c)の導入の後、前記細胞(例えば、細胞の集団)は、前記第1のgRNA分子の前記標的化ドメインと相補的なゲノムDNA配列にまたはその近傍にインデルを含む、請求項185〜214のいずれか一項に記載の方法。
  216. 前記インデルは、図25、表15、表26、表27または表37に示されるインデルである、請求項132に記載の方法。
  217. 前記ステップ(c)の導入の後、前記細胞の集団の細胞の少なくとも約50%、少なくとも約60%、少なくとも約70%、少なくとも約80%、少なくとも約90%、少なくとも約95%、少なくとも約96%、少なくとも約97%、少なくとも約98%または少なくとも約99%は、前記第1のgRNA分子の前記標的化ドメインと相補的なゲノムDNA配列にまたはその近傍にインデルを含む、請求項185〜216のいずれか一項に記載の方法。
  218. 前記細胞の集団の細胞の各々における前記インデルは、図25、表15、表26、表27または表37に示されるインデルである、請求項217に記載の方法。
  219. 請求項185〜218のいずれか一項に記載の方法によって得ることが可能な細胞(例えば、細胞の集団)。
  220. 異常ヘモグロビン症を治療する方法であって、請求項219に記載の細胞(例えば、細胞の集団)を含む組成物をヒト患者に投与するステップを含む方法。
  221. ヒト患者における胎児ヘモグロビン発現を増加させる方法であって、請求項219に記載の細胞(例えば、細胞の集団)を含む組成物を前記ヒト患者に投与するステップを含む方法。
  222. 前記異常ヘモグロビン症は、β−サラセミアまたは鎌状赤血球症である、請求項220に記載の方法。
  223. 前記ヒト患者は、前記ヒト患者の体重1kg当たり少なくとも約1e6個の請求項219に記載の細胞、例えば前記ヒト患者の体重1kg当たり少なくとも約1e6個の請求項219に記載のCD34+細胞を含む組成物を投与される、請求項220〜222のいずれか一項に記載の方法。
  224. 前記ヒト患者は、前記ヒト患者の体重1kg当たり少なくとも約2e6個の請求項219に記載の細胞、例えば前記ヒト患者の体重1kg当たり少なくとも約2e6個の請求項219に記載のCD34+細胞を含む組成物を投与される、請求項223に記載の方法。
  225. 前記ヒト患者は、前記ヒト患者の体重1kg当たり約2e6〜約10e6個の請求項219に記載の細胞、例えば前記ヒト患者の体重1kg当たり少なくとも約2e6〜約10e6個の請求項219に記載のCD34+細胞を含む組成物を投与される、請求項223に記載の方法。
  226. 薬剤として用いられる、請求項1〜86のいずれか一項に記載のgRNA分子、請求項87〜114または180もしくは181のいずれか一項に記載の組成物、請求項115〜122のいずれか一項に記載の核酸、請求項123または124に記載のベクター、請求項145〜168または219のいずれか一項に記載の細胞、あるいは請求項169〜179のいずれか一項に記載の細胞の集団。
  227. 薬剤の製造に用いられる、請求項1〜86のいずれか一項に記載のgRNA分子、請求項87〜114または180もしくは181のいずれか一項に記載の組成物、請求項115〜122のいずれか一項に記載の核酸、請求項123または124に記載のベクター、請求項145〜168または219のいずれか一項に記載の細胞、あるいは請求項169〜179のいずれか一項に記載の細胞の集団。
  228. 疾患の治療に用いられる、請求項1〜86のいずれか一項に記載のgRNA分子、請求項87〜114または180もしくは181のいずれか一項に記載の組成物、請求項115〜122のいずれか一項に記載の核酸、請求項123または124に記載のベクター、請求項145〜168または219のいずれか一項に記載の細胞、あるいは請求項169〜179のいずれか一項に記載の細胞の集団。
  229. 疾患の治療に用いられ、前記疾患は、異常ヘモグロビン症である、請求項1〜86のいずれか一項に記載のgRNA分子、請求項87〜114または180もしくは181のいずれか一項に記載の組成物、請求項115〜122のいずれか一項に記載の核酸、請求項123または124に記載のベクター、請求項145〜168または219のいずれか一項に記載の細胞、あるいは請求項169〜179のいずれか一項に記載の細胞の集団。
  230. 疾患の治療に用いられ、前記異常ヘモグロビン症は、β−サラセミアまたは鎌状赤血球症である、請求項1〜86のいずれか一項に記載のgRNA分子、請求項87〜114または180もしくは181のいずれか一項に記載の組成物、請求項115〜122のいずれか一項に記載の核酸、請求項123または124に記載のベクター、請求項145〜168または219のいずれか一項に記載の細胞、または請求項169〜179のいずれか一項に記載の細胞の集団。
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