JP2020037599A - Production and utilization of novel therapeutic anti-cancer agents - Google Patents

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Shi-Lung Lin
ティーエス ウー、デイビッド
Ts Wu David
ティーエス ウー、デイビッド
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Abstract

To provide compositions for reprogramming characteristics of malignant human cancer cells to the benign low-grade or normal somatic tissue cell-like conditions.SOLUTION: The composition comprises at least one micro-ribonucleic acid precursor (pre-miRNA) comprising a sequence of SEQ ID NO:3 at a concentration of 1 mg/mL, where the pre-miRNA is used in contact with a cellular sample containing at least one human cancer cell to induce reprogramming of the human cancer cell to benign low-grade or normal somatic tissue cell-like conditions, where the pre-miRNA comprising the sequence of SEQ ID NO:3 is produced by using RNA transcription driven by an eukaryotic promoter in a prokaryotic cell.SELECTED DRAWING: Figure 15

Description

優先権の主張
本発明は2012年12月28日に提出された出願番号が61/761,890で、標題が「汎用的抗癌薬及びワクチンの開発」である米国仮出願の優先権を主張する。本発明はさらに2010年6月2日に提出された出願番号が12/792,413で、標題が「汎用的抗癌薬及びワクチンの開発」である米国出願の優先権を主張する。本発明はさらに2012年8月10日に提出された出願番号が13/572,263で、標題が「原核細胞内においてII型真核ポリメラーゼプロモーター駆動性転写作用を使用するための誘導可能な遺伝子発現組成物及びその応用」である米国出願の優先権を主張する。本願は、2010年6月2日に提出された標題が「汎用的抗癌薬及びワクチンの開発」である米国特許出願12/792,413、2012年8月10日に提出された標題が「原核細胞内においてII型真核ポリメラーゼプロモーター駆動性転写作用を使用するための誘導可能な遺伝子発現組成物及びその応用」である米国特許出願13/572,263の一部継続出願(continuation-in-part)である。これらの出願の内容のすべては参照としてここに組み込まれている。
Priority Claim The present invention claims the priority of a US provisional application filed December 28, 2012, filed with application number 61 / 761,890 and entitled "Development of Universal Anticancer Drugs and Vaccines." The present invention further claims the priority of a U.S. application filed June 2, 2010, filed 12 / 792,413, entitled "Development of Universal Anticancer Drugs and Vaccines." The present invention is further directed to an inducible gene expression composition for use of a type II eukaryotic polymerase promoter-driven transcription effect in prokaryotic cells, with application number 13 / 572,263, filed August 10, 2012. "Applications and their applications". This application is based on U.S. Patent Application 12 / 792,413, entitled `` Development of Universal Anticancer Drugs and Vaccines '' filed on June 2, 2010, and entitled `` Prokaryotic Cells US Patent Application No. 13 / 572,263, which is a continuation-in-part of US Pat. . The entire contents of these applications are incorporated herein by reference.

発明の分野
本発明は一般に新規DNA/RNA治療薬及び/又はワクチンの癌症治療での製品設計と関連使用に関する。より詳細には、本発明は新規核酸組成物を使用する設計及び方法に関し、該核酸組成物がヒト細胞に送達された後、小型リボ核酸(small RNA)遺伝子サイレンシングエフェクターに処理され、mir-302の標的となる細胞周期調節因子及び/又は発癌遺伝子で特定遺伝子のサイレンシング効果を引き起こし、さらに腫瘍/癌細胞の成長、侵入及び転移に対する腫瘍抑制及び/又は癌症予防の効果を奏する。小型リボ核酸遺伝子サイレンシングエフェクターは、mir-302a、mir-302b、mir-302c、mir-302d、mir-302e、mir-302f、それらの前駆体(プレマイクロリボ核酸,pre-miRNAs)、及びそれらの手動で再設計及び/又は修飾された小ヘアピンリボ核酸/小干渉リボ核酸(shRNA/siRNA)などの相同体/誘導体、並びにそれらの組み合わせのような腫瘍抑制因子マイクロリボ核酸(tumor suppressor microRNA,TS-miRNA)を含むことが好ましい。興味を示す該ヒト細胞は、エクスビボ(ex vivo)及び/又はインビボ(in vivo)の正常体細胞又は腫瘍/癌細胞を含む。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to product design and related uses of novel DNA / RNA therapeutics and / or vaccines in the treatment of cancer. More specifically, the present invention relates to designs and methods using the novel nucleic acid compositions, wherein the nucleic acid compositions are delivered to human cells, and then processed into a small ribonucleic acid (small RNA) gene silencing effector, and mir- It induces a silencing effect of a specific gene with 302 target cell cycle regulators and / or oncogenes, and further exerts tumor suppressive effects on tumor / cancer cell growth, invasion and metastasis, and / or a cancer prevention effect. Small ribonucleic acid gene silencing effectors include mir-302a, mir-302b, mir-302c, mir-302d, mir-302e, mir-302f, their precursors (pre-microribonucleic acid, pre-miRNAs), and Manually redesigned and / or modified homologues / derivatives such as small hairpin ribonucleic acid / small interfering ribonucleic acid (shRNA / siRNA), and tumor suppressor microribonucleic acid (TS) such as combinations thereof -miRNA). Such human cells of interest include normal somatic cells or tumor / cancer cells ex vivo and / or in vivo.

発明の背景
幹細胞は宝箱の如く、その内に、幹細胞成長/再生の誘発や損傷/老化組織の回復及び/又は再生、或いは退行性疾患の処置や腫瘍/癌症形成の防止に用いられる複数種の有効成分が含まれている。したがって、本発明者はこれらの幹細胞を新薬の同定や製造の手段とすることが理解できる。このことから、得られた新薬は薬学及び/又は治療への応用の発展、例えば生物薬の利用、診断装置及び/又は装備、幹細胞の生成、幹細胞の研究及び/又は治療、組織/器官の回復及び/又は再生、傷口の治癒処理、腫瘍抑制、癌症の治療及び/又は予防、疾患処置、薬物の製造、及びそれらの組み合わせに用いられる。
Background of the Invention Stem cells, like treasure chests, contain multiple types of stem cells used to induce stem cell growth / renewal, restore and / or regenerate damaged / aged tissue, or treat degenerative diseases or prevent tumor / carcinogenesis. Contains active ingredients. Therefore, the present inventor can understand that these stem cells can be used as a means for identifying or producing a new drug. From this, the new drugs obtained can be applied to pharmaceutical and / or therapeutic applications, such as biopharmaceutical applications, diagnostic devices and / or equipment, stem cell generation, stem cell research and / or treatment, tissue / organ recovery And / or regeneration, wound healing treatment, tumor suppression, treatment and / or prevention of cancer, disease treatment, drug production, and combinations thereof.

マイクロリボ核酸mir-302はヒト胚性幹細胞(human embryonic stem,hES cell)と誘導多能性幹細胞(induced pluripotent stem,iPS cell)において発見された最も主要なマイクロリボ核酸(microRNA,miRNA)であるが、その機能の多くはまだ明らかではない。従来の研究では、mir-302の異所性(extopic)過剰発現、即ちヒト幹細胞(hES cells)内のレベルよりも高い発現が、遅い細胞周期速度(20〜24時間/周期)と休眠細胞様の細胞形態を有している正常のhES様多能性幹細胞にヒト正常細胞と癌細胞を再プログラムできることを示した(Lin氏ら,2008と2011(非特許文献1及び2);US 12/792,413,EP2198025(特許文献1))。相対静止はこれらのmir-302による再プログラムで生成された多能性幹細胞(mirPS)の明確な特徴の1つであるが、一方、ヒト幹細胞(hES)及び従来の報告での3/4個の因子(即ち、Oct4-Sox2-Klf4-c-MycまたはOct4-Sox2-Nanog-Lin28)により誘発されたiPS細胞は、高度の増殖能力(12〜15時間/周期)及び容赦のない腫瘍形成傾向を呈している(Takahashi氏ら,2006(非特許文献3);Yu氏ら,2007(非特許文献4);Wernig氏ら,2007(非特許文献5))。mirPS細胞の抗増殖特性を裏付ける機構のほとんどはまだ解明されていないが、mir-302の標的となる2つのG1チェックポイント調節因子(G1-checkpoint regulators)が関与している可能性を発見した。これらは、サイクリン依存性キナーゼ2(cyclin-dependent kinase 2,CDK2)とサイクリンD(cyclin D)である(Lin氏ら,2010(非特許文献6);US 12/792,413)。真核細胞の細胞周期の進行はサイクリン依存性キナーゼ(cyclin-dependent kinases,CDKs)の活性化により駆動され、サイクリン依存性キナーゼは、正の調節サブユニット(positive regulatory subunits)であるサイクリン及び負の調節因子(negative regulators)であるサイクリン依存性キナーゼ抑制因子(CDK inhibitors、CKI,例えばp14/p19Arf、p15Ink4b、p16Ink4a、p18Ink4c、p21Cip1/Waf1及びp27Kip1)と機能性複合体を形成する。哺乳動物細胞においては、異なるサイクリン−サイクリン依存性キナーゼ複合体(cyclin−CDK complexes)が細胞周期における異なる時期の移行の調節に関与し、例えば、G1期進行に関与するcyclin-D-CDK4/6、G1-S期の移行に関与するcyclin-E-CDK2、S期進行に関与するcyclin-A-CDK2、及びM期進入に関与するcyclinA/B-CDC2(cyclin-A/B-CDK1)である。これにより、mir-302の抗増殖機能はG1−S期移行期間においてCDK2とcyclin Dが共抑制された結果であることが理解できる。   Microribonucleic acid mir-302 is the most major microribonucleic acid (microRNA, miRNA) found in human embryonic stem cells (hES cells) and induced pluripotent stem (iPS cells). But many of its features are not yet clear. Previous studies have shown that ectopic overexpression of mir-302, i.e., higher than levels in human stem cells (hES cells), results in slower cell cycle rates (20-24 hours / cycle) and resting cell-like It has been shown that normal hES-like pluripotent stem cells having the cell morphology can reprogram human normal cells and cancer cells (Lin et al., 2008 and 2011 (Non-Patent Documents 1 and 2); US 12 / 792,413, EP2198025 (Patent Document 1)). Relative quiescence is one of the distinctive features of pluripotent stem cells (mirPS) generated by reprogramming with these mir-302s, while human stem cells (hES) and 3/4 IPS cells induced by a factor (i.e., Oct4-Sox2-Klf4-c-Myc or Oct4-Sox2-Nanog-Lin28) have a high proliferative capacity (12-15 hours / cycle) and a relentless tumorigenic tendency (Takahashi et al., 2006 (Non-patent document 3); Yu et al., 2007 (Non-patent document 4); Wernig et al., 2007 (Non-patent document 5)). Although most of the mechanisms supporting the anti-proliferative properties of mirPS cells have not been elucidated yet, they have discovered that two G1-checkpoint regulators, which are targets of mir-302, may be involved. These are cyclin-dependent kinase 2, CDK2, and cyclin D (Lin et al., 2010 (Non-Patent Document 6); US 12 / 792,413). Eukaryotic cell cycle progression is driven by the activation of cyclin-dependent kinases (CDKs), which are regulated by cyclin, a positive regulatory subunit, and negative regulatory subunits. It forms a functional complex with cyclin-dependent kinase inhibitors (CDK inhibitors, CKIs such as p14 / p19Arf, p15Ink4b, p16Ink4a, p18Ink4c, p21Cip1 / Waf1, and p27Kip1), which are negative regulators. In mammalian cells, different cyclin-cyclin-dependent kinase complexes (cyclin-CDK complexes) are involved in regulating transitions at different times in the cell cycle, such as cyclin-D-CDK4 / 6, which is involved in G1 phase progression. , Cyclin-E-CDK2 involved in G1-S transition, cyclin-A-CDK2 involved in S-phase progression, and cyclinA / B-CDC2 (cyclin-A / B-CDK1) involved in M-phase entry is there. Thus, it can be understood that the antiproliferative function of mir-302 is a result of co-suppression of CDK2 and cyclin D during the G1-S phase transition period.

しかし、ヒトmir-302の類似体であるマウスmir-291/294/295ファミリーに関する研究では、ヒト細胞におけるmir-302と機能が全く違う結果が示された。マウス胚性幹細胞(mES)においては、mir-291/294/295の異所性発現はp21Cip1(又はCDKN1Aと言う)とセリン/スレオニンプロテインキナーゼLats2(Wang氏ら,2008(非特許文献7))を直接サイレンシングすることにより、細胞の急速な増殖を促進し、形質移入された細胞の高度の腫瘍形成を引き起こした。p21Cip1/Waf1遺伝子が欠損した遺伝子導入マウスはG1チェックポイントによる制御が欠けている場合、正常の成長を示した(Deng氏ら,1995(非特許文献8))ことが知られている。しかし、Lats2は、有糸分裂開始時にλ-チューブリン(gamma-tubulin)を動員する、及び紡錘体の形成に関与するなどの機能を有しているため、その役割はまだ解明されていない。また、マウス胚におけるLats2の欠損は、有糸分裂の重度の欠陥を引き起こし、致命的であると発見されたことも、Lats2のサイレンシングは細胞分裂の促進ではなく、それを阻害することを示している(Yabuta氏ら,2007(非特許文献9))。以上により、p21Cip1のサイレンシングはmir-291/294/295により誘発された腫瘍形成の裏にある主要な機構のように思われる。しかし、我々がヒトp21Cip1遺伝子のmir-302の標的部位をスクリーニングした結果はすべてが陰性であった。同様な陰性の結果は最も有名な2つのオンラインのマイクロリボ核酸-標的予測プログラムである「TARGETSCAN」(http://www.targetscan.org/)及び「PICTAR-VERT」(http://pictar.mdc-berlin.de/)によっても示された。したがって、mir-302とmir-291/294/295は相同類似体であっても、それらの細胞の腫瘍形成の制御での機能は実質的に逆である。これは相同マイクロリボ核酸が同一の機能を有しない可能性があることを示した。上記の発見より、現在小干渉リボ核酸などの模倣体(mimics)が天然マイクロリボ核酸に取って代わる研究により天然マイクロリボ核酸と同じ結果が得られない可能性があることも示した。   However, studies on the mouse mir-291 / 294/295 family, analogs of human mir-302, have shown completely different functions from mir-302 in human cells. In mouse embryonic stem cells (mES), ectopic expression of mir-291 / 294/295 is expressed by p21Cip1 (or CDKN1A) and serine / threonine protein kinase Lats2 (Wang et al., 2008 (Non-Patent Document 7)) Directly promoted rapid cell growth and caused a high degree of tumorigenesis of the transfected cells. It is known that transgenic mice lacking the p21Cip1 / Waf1 gene showed normal growth when lacking control by the G1 checkpoint (Deng et al., 1995 (Non-Patent Document 8)). However, since Lats2 has functions such as recruiting λ-tubulin at the onset of mitosis and participating in spindle formation, its role has not been elucidated yet. The lack of Lats2 in mouse embryos also led to severe mitotic defects and was found to be fatal, indicating that silencing of Lats2 inhibits rather than promotes cell division. (Yabuta et al., 2007 (Non-Patent Document 9)). Thus, p21Cip1 silencing appears to be the major mechanism behind mir-291 / 294 / 295-induced tumorigenesis. However, when we screened the target site of mir-302 of the human p21Cip1 gene, all results were negative. Similar negative results indicate the two most famous online microribonucleic acid-target prediction programs, "TARGETSCAN" (http://www.targetscan.org/) and "PICTAR-VERT" (http: // pictar. mdc-berlin.de/). Thus, even though mir-302 and mir-291 / 294/295 are homologous analogs, their function in controlling tumorigenesis is substantially opposite. This indicated that homologous microribonucleic acids may not have the same function. The above findings also indicate that studies where mimics, such as small interfering ribonucleic acids, now replace natural microribonucleic acids, may not yield the same results as natural microribonucleic acids.

mir-302をコードする遺伝子配列はヒト第4染色体の遺伝子座4q25に位置し、長寿によく関わる保守的な領域である。さらに言えば、mir-302はLaリボ核タンパク質ドメインファミリーメンバー7(La ribonucleoprotein domain family member 7(LARP7))遺伝子のイントロン領域によりコードされ、且つイントロンマイクロリボ核酸の生合成経路により発現される(Barroso-delJesus,2008(非特許文献10);Ying氏とLin氏,2004(非特許文献11);図13)。天然mir-302には4個の相同センスファミリーメンバー(mir-302b、c、a及びd)及び3個の区別できるアンチセンスメンバー(mir-302b*、c*及びa*)が含まれ、それらが他のmiRNA、即ちmir-367と一緒に、多シストロン性リボ核酸クラスター(polycistronic RNA cluster)に転写される(Suh氏ら,2004(非特許文献12))。我々の過去の発明であったUS 12/792,413では、発明者はmir-302が他のmiRNA、例えばmir-92、mir-93、mir-367、mir-371、mir-372、mir-373、mir-374、及びmir-520ファミリーメンバー全体の発現を刺激できることを見出した。ウェブサイト「Sanger miRBase::Sequences」(http://microrna.sanger.ac.uk/)のオンラインプログラム「TARGETSCAN」と「PICTAR-VERT」を使用して分析を行ったところ、さらにmir-302とこれらの発現が刺激されるmiRNAとが400個以上の標的遺伝子を共有していることが示された。これにより、これらの発現が刺激されるmiRNAとmir-302は類似した役割を果たす可能性があることを証明した。これらの共有している標的遺伝子はRAB/RAS関連発癌遺伝子のメンバー、ECT関連発癌遺伝子、多形性腺腫遺伝子、E2F転写因子、サイクリンD結合Myb様(cyclin D binding Myb-like)転写因子、HMGボックス転写因子、Sp3転写因子、転写因子CP2様(CP2-like)タンパク質、NFkB活性化タンパク質遺伝子、サイクリン依存性キナーゼ、MAPK/JNK関連キナーゼ、SNF関連キナーゼ、ミオシン軽鎖キナーゼ、TNF-α−誘導タンパク質遺伝子、DAZ関連タンパク質遺伝子、LIM関連ホメオボックス遺伝子、DEAD/Hボックスタンパク質遺伝子、フォークヘッド(forkhead)ボックスタンパク質遺伝子、BMP調節因子、Rho/Racグアニンヌクレオチド交換因子、IGF受容体(IGFR)、エンドセリン受容体、左右決定因子(Lefty)、サイクリン、p53誘導性核タンパク質遺伝子、RB様1、RB結合タンパク質遺伝子、Max結合タンパク質遺伝子、c-MIR免疫認識細胞調節因子、Bcl様アポトーシス促進因子、カドヘリン、インテグリンs4/s8、インヒビン、アンキリン、SENP1、NUFIP2、FGF9/19、SMAD2、CXCR4、EIF2C、PCAF、MECP2、ヒストンアセチルトランスフェラーゼMYST3、核RNP H3、及び多くの核受容体や因子を含むが、これらに制限されない。これらの標的遺伝子の大部分は胚の発生及び癌症/腫瘍の形成に高度に関与している。要するに、miR-302はその相同miRNAs、例えばmiR-92、miR-93、miR-367、miR-371、miR-372、miR-373、miR-374及びmiR-520をさらに促進してその機能を向上及び/又は維持させることができる。   The gene sequence encoding mir-302 is located at locus 4q25 on human chromosome 4, and is a conservative region that is often involved in longevity. Furthermore, mir-302 is encoded by the intron region of the La ribonucleoprotein domain family member 7 (LARP7) gene, and is expressed by the intron microribonucleic acid biosynthetic pathway (Barroso -delJesus, 2008 (Non Patent Literature 10); Ying and Lin, 2004 (Non Patent Literature 11); FIG. 13). Natural mir-302 contains four homologous sense family members (mir-302b, c, a, and d) and three distinct antisense members (mir-302b *, c *, and a *). Is transcribed, together with another miRNA, mir-367, into a polycistronic RNA cluster (Suh et al., 2004 (Non-Patent Document 12)). In US 12 / 792,413, our previous invention, the inventor has noted that mir-302 is not a miRNA, such as mir-92, mir-93, mir-367, mir-371, mir-372, mir-373, It was found that the expression of all mir-374 and mir-520 family members could be stimulated. Analysis using the online programs `` TARGETSCAN '' and `` PICTAR-VERT '' on the website `` Sanger miRBase :: Sequences '' (http://microrna.sanger.ac.uk/), furthermore, mir-302 and It was shown that miRNAs whose expression is stimulated share more than 400 target genes. This demonstrated that miRNAs whose expression is stimulated and mir-302 may play similar roles. These shared target genes are members of RAB / RAS-related oncogenes, ECT-related oncogenes, pleomorphic adenoma genes, E2F transcription factor, cyclin D-binding Myb-like transcription factor, HMG Box transcription factor, Sp3 transcription factor, transcription factor CP2-like protein, NFkB activating protein gene, cyclin-dependent kinase, MAPK / JNK-related kinase, SNF-related kinase, myosin light chain kinase, TNF-α-induction Protein gene, DAZ-related protein gene, LIM-related homeobox gene, DEAD / H box protein gene, forkhead box protein gene, BMP regulator, Rho / Rac guanine nucleotide exchange factor, IGF receptor (IGFR), endothelin Receptor, left / right determinant (Lefty), cyclin, p53-inducible nucleoprotein gene, RB-like 1, RB-binding protein gene, Max-binding protein Clast gene, c-MIR immune-recognizing cell regulator, Bcl-like apoptosis-promoting factor, cadherin, integrin s4 / s8, inhibin, ankyrin, SENP1, NUFIP2, FGF9 / 19, SMAD2, CXCR4, EIF2C, PCAF, MECP2, histone acetyl Including but not limited to transferase MYST3, nuclear RNP H3, and many nuclear receptors and factors. Most of these target genes are highly involved in embryonic development and cancer / tumor formation. In short, miR-302 further promotes its homologous miRNAs, such as miR-92, miR-93, miR-367, miR-371, miR-372, miR-373, miR-374 and miR-520 to function. Can be improved and / or maintained.

MiRNAは細胞質中の遺伝子抑制因子(inhibitor)であり、その通常の機能は高度な相補性(complementarity)により特定の標的部位と結合し、その標的遺伝子の転写物(mRNAs)の翻訳を抑制することであり、そしてRNA-誘導サイレンシング複合体(RISC)を形成してmRNAsを阻害又は分解する。よって、miRNAと標的遺伝子との結合の厳密度によって該miRNAの本来の機能が決められる。これに対し、我々の過去の研究(Lin氏ら,2010(非特許文献6);US 12/792,413)ではmir-302で調節される腫瘍抑制を裏付ける機構について重要な解釈を提供した。ヒト細胞において、mir-302の標的となる複数の細胞周期調節因子はCDK2、cyclins D1/D2、及びBMI-1遺伝子を含んでサイレンシングを行うが、興味深いことに、p21Cip1が含まれていない。前記したように、細胞周期においてCDK2とcyclin Dとの共同サイレンシングはG1期からS期への移行を阻害し、且つ比較的遅い細胞増殖率をもたらす。また、BMI-1のサイレンシングによって主要な2つの腫瘍抑制因子であるp16Ink4aとp14ARFの発現が刺激され、それによりさらに細胞増殖を減少させて腫瘍形成を抑制する。ヒト細胞において、p16Ink4a/p14ARFの発現が増加してp21Cip1が影響を受けないため、mir-302はcyclin-E−CDK2及びcyclin-D−CDK4/6を共抑制する経路以外、p16Ink4a−Rb及び/又はp14/19ARF−p53経路を通じて抗腫瘍形成機能を発揮する可能性がある。   MiRNA is a gene inhibitor in the cytoplasm, and its normal function is to bind to a specific target site with a high degree of complementarity and suppress the translation of transcripts (mRNAs) of that target gene And forms an RNA-induced silencing complex (RISC) to inhibit or degrade mRNAs. Therefore, the original function of the miRNA is determined by the rigor of the binding between the miRNA and the target gene. In contrast, our previous studies (Lin et al., 2010; US 12 / 792,413) provided an important interpretation of the mechanisms supporting mir-302 regulated tumor suppression. In human cells, multiple cell cycle regulators targeted by mir-302 silence, including the CDK2, cyclins D1 / D2, and BMI-1 genes, but, interestingly, do not include p21Cip1. As mentioned above, co-silencing of CDK2 and cyclin D in the cell cycle inhibits the transition from G1 to S phase and results in a relatively slow cell growth rate. In addition, silencing of BMI-1 stimulates the expression of two major tumor suppressors, p16Ink4a and p14ARF, which further reduces cell proliferation and suppresses tumor formation. In human cells, since the expression of p16Ink4a / p14ARF is increased and p21Cip1 is not affected, mir-302 is a pathway that co-suppresses cyclin-E-CDK2 and cyclin-D-CDK4 / 6, except for p16Ink4a-Rb and / or Alternatively, they may exert anti-tumorigenic functions through the p14 / 19ARF-p53 pathway.

前述したmir-302の抗腫瘍形成の特徴に基づき、我々はmir-302を用いてヒト腫瘍と癌症の治療薬とすることができる。しかし、この試みに4つの主要な問題がある可能性がある:(1)遺伝子サイレンシングエフェクターとして、mir-302はその前駆体として機能を発揮する必要がある。現在ヘアピン様の73〜75ヌクレオチドの長さであるRNAを生成する有効なリボ核酸合成技術はない。その配列の正確度を確保するために、合成されるRNAの最大長さが約45〜55ヌクレオチドであるが、mir-302前駆体(pre-mir-302)の形成にはそれが十分ではない。(2)我々には濃度がhES細胞内のmir-302レベルよりも高いmir-302発現が必要であり、それによりその抗腫瘍/癌症効果を誘起する(Lin氏ら,2010(非特許文献6))。しかし、現在ではそれほど多くのpre-mir-302を生産して薬物生産に供する方法がない。hESまたはiPS細胞からのpre-mir-302単離は高価であり、そのうち細菌コンピテント細胞により高度二次構造を有するpre-mir-302を生産することができない。(3)合成されたsiRNAなどの模倣体(mimics)は動物試験において一度も成功したことがない。siRNAなどの模倣体の短い生命周期(3〜5日間)及びその高い毒性のため、インビボ(in vivo)の条件で天然mir-302の代わりにsiRNAを使用することができない。また、siRNAなどの模倣体の使用によって細胞内のmicroRNA経路の過飽和が引き起こされ、毒性も起こす報告がある(Grimm氏ら,2006(非特許文献13))。(4)mir-302の完全の機能はその前駆体中のmir-302センス及びそのmir-302*アンチセンス鎖(例えばmir-302a*、mir-302b*及びmir-302c*)に依存する。そのため、mir-302で調節する抗腫瘍/癌症療法及びその関連薬物の開発から、経済的で有効なpre-mir-302の生産及び/又は単離方法が要件である。   Based on the anti-tumorigenic properties of mir-302 described above, we can use mir-302 to treat human tumors and cancer. However, there may be four major problems with this approach: (1) As a gene silencing effector, mir-302 needs to function as its precursor. There is currently no effective ribonucleic acid synthesis technique to produce hairpin-like RNAs that are 73-75 nucleotides in length. To ensure the accuracy of the sequence, the maximum length of the synthesized RNA is about 45-55 nucleotides, but it is not enough to form the mir-302 precursor (pre-mir-302) . (2) We require mir-302 expression at concentrations higher than mir-302 levels in hES cells, thereby inducing its antitumor / cancer effect (Lin et al., 2010 (Non-Patent Document 6). )). However, there is currently no way to produce so many pre-mir-302s for drug production. Pre-mir-302 isolation from hES or iPS cells is expensive, of which bacterial-competent cells cannot produce pre-mir-302 with a high degree of secondary structure. (3) Synthetic mimics such as siRNA have never been successful in animal studies. Due to the short life cycle (3-5 days) of mimetics such as siRNA and their high toxicity, siRNA cannot be used in place of native mir-302 in in vivo conditions. In addition, there is a report that the use of a mimetic such as siRNA causes supersaturation of the microRNA pathway in cells, and also causes toxicity (Grimm et al., 2006 (Non-Patent Document 13)). (4) The full function of mir-302 depends on the mir-302 sense in its precursor and its mir-302 * antisense strand (eg, mir-302a *, mir-302b * and mir-302c *). Therefore, an economical and effective method for producing and / or isolating pre-mir-302 is a requirement from the development of anti-tumor / cancer therapy and its related drugs regulated by mir-302.

要するに、mir-302及びその前駆体、並びにその関連相同体/誘導体を製造、単離及び使用する有効で安全な方法が必要である。
発明の概要
本発明はマイクロリボ核酸前駆体(microRNA precursors,pre-miRNAs)を癌症治療の治療薬及び/又はワクチンとして使用する設計及び方法である。具体的には、本発明は組換え核酸組成物を使用する設計及び方法に関し、この組換え核酸組成物がヒト細胞に送達された後、小型リボ核酸遺伝子サイレンシングエフェクター(small RNA-based gene silencing effector)に処理され、mir-302の標的となる細胞周期調節因子及び/又は発癌遺伝子に対する特定の遺伝子サイレンシング効果を引き起こし、腫瘍抑制及び/又は癌症予防などの効果をもたらし、これにより腫瘍/癌細胞の成長、増殖、侵入及び転移の抑制に用いることができる。これらの小型リボ核酸遺伝子サイレンシングエフェクターは腫瘍抑制因子マイクロリボ核酸(TS-miRNA)、例えばmir-302a、mir-302b、mir-302c、mir-302d、mir-302e、mir-302f、それらの前駆体(pre-miRNAs)、及びそれらの手動で再設計した小ヘアピンリボ核酸(shRNA)様相同体/誘導体、並びにそれらの組み合わせを含むことが好ましい。小ヘアピンリボ核酸相同体/誘導体の設計はshRNA及びそれと相同の小干渉リボ核酸(small interfering RNA,siRNA)構造における個別の単一ユニット又は複合クラスター(cluster)内のミスマッチ(mismatched)及びパーフェクトマッチ(perfectly matched)核酸組成物を含む。それらは標的特異性を促進するとともに、送達及び治療に必要なmir-302の数量(コピー数,copy number)を低減することができる。前記ヒト細胞はインビトロ、エクスビボ及び/又はインビボの正常細胞及び/又は腫瘍/癌細胞を含む。
In short, there is a need for an effective and safe method of making, isolating and using mir-302 and its precursors and their related homologs / derivatives.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a design and method for using microRNA precursors (pre-miRNAs) as therapeutic agents and / or vaccines for treating cancer. Specifically, the present invention relates to a design and a method using the recombinant nucleic acid composition, wherein the recombinant nucleic acid composition is delivered to human cells, and then the small ribonucleic acid gene silencing effector (small RNA-based gene silencing) is used. effector) to cause a specific gene silencing effect on cell cycle regulators and / or oncogenes targeted by mir-302, resulting in effects such as tumor suppression and / or prevention of cancer, and thereby tumor / cancer It can be used to suppress cell growth, proliferation, invasion and metastasis. These small ribonucleic acid gene silencing effectors are tumor suppressor microribonucleic acids (TS-miRNA), such as mir-302a, mir-302b, mir-302c, mir-302d, mir-302e, mir-302f, their precursors. It is preferred to include bodies (pre-miRNAs) and their manually redesigned small hairpin ribonucleic acid (shRNA) -like homologs / derivatives, and combinations thereof. The design of small hairpin ribonucleic acid homologues / derivatives involves mismatches and perfect matches within individual single units or complex clusters in shRNA and small interfering ribonucleic acid (small interfering RNA, siRNA) structures homologous thereto. matched) nucleic acid composition. They can promote target specificity and reduce the amount of mir-302 required for delivery and treatment (copy number). The human cells include normal cells and / or tumor / cancer cells in vitro, ex vivo and / or in vivo.

天然マイクロリボ核酸(miRNA)は、長さが約18〜27個のヌクレオチド(nucleotides,nt)で、マイクロリボ核酸(miRNA)とその標的との間の相補性によって、その標的となるメッセンジャーリボ核酸(messemger RNA,mRNA)を直接分解し、又はその標的となるメッセンジャーリボ核酸(mRNA)の翻訳を抑制することができる。Mir-302ファミリー(mir-302s)は高度な相同性を有し、数多くの哺乳動物に保存(conserved)されているマイクロリボ核酸(miRNAs)である。Mir-302ファミリー(mir-302s)は4つの主要なファミリーメンバーを含み、それらは5'から3'への順番で、mir-302b、mir-302c、mir-302a、mir-302d、及びmir-367を含む非コードリボ核酸クラスター(non-coding RNA cluster)に転写される(Suh氏ら,2004(非特許文献12))。最近、科学者は本来のファミリークラスターのほかに、5つ目と6つ目のmir-302メンバーであるmir-302eとmir-302fを発見した。mir-367とmir-302sは自然状況で共発現されるが、これらの機能は実に互いに異なっている。本発明では、抗腫瘍形成の機能に基づき、我々はmir-302sのみを発現させるような傾向にある。ある実施例において、我々はさらに、細胞内の送達及び発現のために、5'-GCTAAGCCAG GC-3' (SEQ.ID.NO.1)と5'-GCCTGGCTTA GC-3' (SEQ.ID.NO.2)のような手動で再設計したヘアピンループ(hairpin loops)を用いて、本来のmir-302前駆体(pre-mir-302)のヘアピンループを代替することができる。通常、mir-302はマウス以外のヒト胚性幹(hES)細胞及び誘導多能性幹(iPS)細胞のみにおいて大量に発現され、しかし、他の分化された体細胞においてはそうではない(Tang氏ら,2007(非特許文献14);Suh氏ら,2004(非特許文献12))。mir-302sは相同の小型抑制性RNAsで、それと高度に相補的な標的遺伝子をサイレンシングすることができるので、mir-302sはhES及びiPS細胞において発癌遺伝子の活性化の不規則(errant)及び早熟(premature)の防止に関連する可能性がある。そのため、それは抗腫瘍/癌症治療薬物の開発にも用いられる。実際に、桑実胚期(morula stage,32〜64細胞期)前のhES細胞は、通常、mir-302により誘発された多能性幹(mirPS)細胞のように比較的遅い細胞周期速度を示す(Lin氏ら,2010(非特許文献6))。これはmir-302が正常幹細胞の制御及び腫瘍/癌細胞形成の予防という二重の役割を果たすことを示唆した。   Natural microribonucleic acid (miRNA) is about 18-27 nucleotides (nucleotides, nt) in length, and its target messenger ribonucleic acid is complemented by microribonucleic acid (miRNA) and its target. (messemger RNA, mRNA) can be directly degraded, or the translation of the messenger ribonucleic acid (mRNA) as its target can be suppressed. The Mir-302 family (mir-302s) are microribonucleic acids (miRNAs) that have a high degree of homology and are conserved by many mammals. The Mir-302 family (mir-302s) contains four major family members, which are in 5 'to 3' order, mir-302b, mir-302c, mir-302a, mir-302d, and mir-302. It is transcribed into a non-coding RNA cluster containing 367 (Suh et al., 2004 (Non-Patent Document 12)). Recently, scientists have discovered the fifth and sixth mir-302 members, mir-302e and mir-302f, in addition to the original family cluster. Although mir-367 and mir-302s are co-expressed in natural contexts, their functions are quite different. In the present invention, based on the anti-tumorigenic function, we tend to express only mir-302s. In certain embodiments, we further provide 5′-GCTAAGCCAG GC-3 ′ (SEQ.ID.NO.1) and 5′-GCCTGGCTTA GC-3 ′ (SEQ.ID. Manually redesigned hairpin loops (NO.2) can be used to replace the original mir-302 precursor (pre-mir-302) hairpin loops. Normally, mir-302 is abundantly expressed only in non-mouse human embryonic stem (hES) cells and induced pluripotent stem (iPS) cells, but not in other differentiated somatic cells (Tang Et al., 2007 (Non-Patent Document 14); Suh et al., 2004 (Non-Patent Document 12)). Since mir-302s are homologous small inhibitory RNAs that can silence target genes that are highly complementary to them, mir-302s is an errant and inactive form of oncogene activation in hES and iPS cells. May be related to the prevention of premature. Therefore, it is also used in the development of antitumor / cancer treatment drugs. In fact, hES cells before the morula stage (32-64 cell stage) usually have a relatively slow cell cycle rate, like the pluripotent stem (mirPS) cells induced by mir-302. (Lin et al., 2010 (Non-Patent Document 6)). This suggested that mir-302 plays a dual role in controlling normal stem cells and preventing tumor / cancer cell formation.

全てのmir-302メンバーは、5'末端配列の最初にある17個のヌクレオチドにおいて完全一致な配列を共有し、そのうちシードモチーフ(seed motif)である5'-UAAGUGCUUC CAUGUUU-3' (SEQ.ID.NO.3)を含み、また、同様に23個のヌクレオチドを有する成熟したマイクロリボ核酸(miRNA)において、85%以上の配列相同性(homology)を有する。オンライン演算プログラム「TARGETSCAN」(http://www.targetscan.org/)及び「PICTAR-VERT」(http://pictar.mdc-berlin.de/)による現在の予測結果に基づき、これらのメンバーは同時にほぼ同じ細胞遺伝子を標的とし、そのうちに607個を超えるヒト遺伝子が含まれている。さらに、mir-302は機能上においてある程度似ているかもしれないmir-92、mir-93、mir-200c、mir-367、mir-371、mir-372、mir-373、mir-374及びmir-520ファミリーメンバーとも、多数の標的遺伝子を共有している。これらの標的遺伝子の多くは、初期胚発生中の系列特異的な細胞分化(lineage-specific cell differentiation)の開始及び/又は確立に関与する発生シグナル(developmental signals)及び転写因子である(Lin氏ら,2008(非特許文献1))。そして、標的遺伝子の多くは既知の発癌遺伝子(oncogenes)でもある。これらの標的となる発生シグナルと分化関連転写因子の多くは発癌遺伝子であるため、mir-302は腫瘍抑制機能も有しており、正常hES細胞の成長が腫瘍/癌細胞の形成へ進行することを防止することができる。   All mir-302 members share a perfect match at the first 17 nucleotides of the 5 'terminal sequence, of which the seed motif is 5'-UAAGUGCUUC CAUGUUU-3' (SEQ.ID NO.3), and also has a sequence homology of 85% or more in a mature microribonucleic acid (miRNA) also having 23 nucleotides. Based on the current forecast results from the online calculation program "TARGETSCAN" (http://www.targetscan.org/) and "PICTAR-VERT" (http://pictar.mdc-berlin.de/), these members At the same time, they target nearly the same cellular genes, of which more than 607 human genes are included. Further, mir-302 may be somewhat similar in function to mir-92, mir-93, mir-200c, mir-367, mir-371, mir-372, mir-373, mir-374 and mir-302. The 520 family members also share many target genes. Many of these target genes are developmental signals and transcription factors involved in the initiation and / or establishment of lineage-specific cell differentiation during early embryonic development (Lin et al. , 2008 (Non-Patent Document 1)). And many of the target genes are also known oncogenes. Since many of these target developmental signals and differentiation-related transcription factors are oncogenes, mir-302 also has a tumor suppressor function, and normal hES cell growth progresses to tumor / cancer cell formation. Can be prevented.

ある好ましい実施例において、本発明はヒト腫瘍/癌症の治療に用いられる非ベクター(non-vector-based)のpre-mir-302の製造及び送達の方法である。前記したように、pre-mir-302の長さが約73〜75ヌクレオチドであるが、45〜55ヌクレオチド長さの制限で、我々は従来のRNA合成技術により合成することができない。そのため、我々は、薬物生産に供するように、新しい方法を採用しpre-mir-302を生成してその量を増加させる必要がある。従って、本発明において原核によりmiRNA前駆体(生成物がpro-miRNA)を生産する技術を使用し、pre-mir-302の模倣体を調製する。該技術は優先権出願であるUS 13/572,263の派生発明である。Pro-miRNAは原核コンピテント細胞、例えば大腸菌DH5α細胞株から製造される新しいヘアピン様pre-miRNA模倣体である。当業者にとって知られるように、原核と真核との転写機構は非常に異なっており、且つ互いに相容れないので、我々は真核遺伝子とpre-miRNAsを転写できるように原核転写システムを修正する必要がある。本願の優先権出願であるUS 13/572,263の発明には、ある化学的誘導により、原核細胞が真核pol-2とpol-2様(即ちCMV)プロモーターを用い、大量のpre-mir-302様のヘアピン様RNAs(生成物がpro-mir-302)を転写することができることが既に開示されている。この転写誘導物により原核転写システムと真核遺伝子発現とが相容れるようになるだけではなく、原核細胞内の真核遺伝子転写物の二次構造を安定させることもできる。Pro-miRNA技術の利点は、第1に、細菌コンピテント細胞の速くて簡単な成長天性のため、特定のpre-miRNA又は若干の(必要な)pre-miRNAの生産は費用便益原則に合致していること;第2に、数グラムからキログラムレベルの工業的規模の量産が期待できること;第3に、腫瘍又は哺乳動物細胞を培養して融合させる必要がないため、操作上では簡単で高価ではないこと;第4に、化学試薬により誘導されるpol-2様プロモーターの転写により、高い配列正確度が確保されること;最後に、原核細胞においてはDicer及び他のmiRNAの発現が欠けているため、純度の高いpre-miRNA生成物が得られることにある。得られたpro-miRNAは細菌抽出物及び/又は溶解生成物から簡単に単離して(実施例20)さらに精製される(実施例21)ことができ、該抽出物と溶解生成物が多くの薬学上及び治療上の応用の開発に用いられる。   In one preferred embodiment, the present invention is a method of making and delivering a non-vector-based pre-mir-302 for use in treating human tumors / cancers. As mentioned above, the length of pre-mir-302 is about 73-75 nucleotides, but due to the limitation of 45-55 nucleotides, we cannot synthesize by conventional RNA synthesis techniques. Therefore, we need to adopt new methods to generate and increase the amount of pre-mir-302 to provide for drug production. Therefore, in the present invention, a mimetic of pre-mir-302 is prepared using a technique for producing a miRNA precursor (product is pro-miRNA) by a prokaryote. The technology is a derivative of US 13 / 572,263, which is a priority application. Pro-miRNA is a new hairpin-like pre-miRNA mimic produced from prokaryotic competent cells, such as the E. coli DH5α cell line. As is known to those skilled in the art, the transcription mechanisms of prokaryotes and eukaryotes are very different and incompatible with each other, so we need to modify the prokaryotic transcription system to be able to transcribe eukaryotic genes and pre-miRNAs. is there. The invention of US 13 / 572,263, which is the priority application of the present application, provides that a prokaryotic cell uses eukaryotic pol-2 and pol-2-like (i.e. It has already been disclosed that such hairpin-like RNAs (product pro-mir-302) can be transcribed. This transcription inducer not only makes the prokaryotic transcription system compatible with eukaryotic gene expression, but also stabilizes the secondary structure of the eukaryotic gene transcript in prokaryotic cells. The advantages of Pro-miRNA technology are, firstly, that due to the rapid and easy growth of bacterial competent cells, the production of a particular pre-miRNA or some (required) pre-miRNA meets the cost-benefit principle. Secondly, industrial scale production on the order of several grams to kilograms can be expected; and thirdly, since there is no need to culture and fuse tumors or mammalian cells, operation is simple and expensive. Absent; fourth, chemical reagent-induced transcription of the pol-2-like promoter ensures high sequence accuracy; and finally, lack of expression of Dicer and other miRNAs in prokaryotic cells Therefore, a pre-miRNA product with high purity can be obtained. The resulting pro-miRNA can be easily isolated from the bacterial extract and / or lysate (Example 20) and further purified (Example 21), and the extract and lysate Used in the development of pharmaceutical and therapeutic applications.

我々は既に数多くのpre-mir-302様のpro-miRNA、pro-mir-302を製造して(実施例18〜21)それを傷口治癒の促進に使用した(実施例22)。治療に使用するために、単離されるpro-mir-302は予め用意されたカカオバター、綿実油、オリーブオイル、ピルビン酸ナトリウム及び白色ワセリンを含有する軟膏から調製された。軟膏内のpro-mir-302の濃度は10 μg/mLである。そして解剖用メスで皮膚を切り開いて、開放創を形成した。pro-mir-302を含む又は含まない軟膏はそれぞれ傷口に直接塗布され、創部全体を覆った。そして、さらに液状包帯でこの領域をシールした。図14に示すように、2週間以内に、pro-mir-302で処理された創部の治癒速度が著しく向上し、中でも他のコントロール群のすべてよりも二倍以上速い結果を示した。なお、pro-mir-302で治癒された領域では正常の毛の再生が現れ、かつ瘢痕も残っていない(例えば黒い矢印で示す箇所)。それに対し、他の処理群では少しの瘢痕が残り、かつ毛の成長がない。この結果から明らかなように、pro-mir-302は正常の組織回復と再生を刺激する機能を有する。   We have already produced a number of pre-mir-302-like pro-miRNAs, pro-mir-302 (Examples 18-21) and used it to promote wound healing (Example 22). For therapeutic use, the isolated pro-mir-302 was prepared from a previously prepared ointment containing cocoa butter, cottonseed oil, olive oil, sodium pyruvate and white petrolatum. The concentration of pro-mir-302 in the ointment is 10 μg / mL. The skin was then cut open with a dissecting knife to form an open wound. Each ointment with or without pro-mir-302 was applied directly to the wound and covered the entire wound. This area was further sealed with a liquid bandage. As shown in FIG. 14, within two weeks, the rate of healing of the wound treated with pro-mir-302 was significantly improved, with results more than twice as fast as all of the other control groups. In the area healed by pro-mir-302, normal hair regeneration appears, and no scar remains (for example, the location indicated by the black arrow). In contrast, the other treatment groups leave a small scar and no hair growth. As is clear from these results, pro-mir-302 has a function of stimulating normal tissue recovery and regeneration.

我々も前記pro-mir-302を精製して液体薬剤に調製し、注射を施してインビボで肝臓癌/悪性肝腫瘍の治療をテストした(実施例23)。図15に示すように、3回の注射後、pro-mir-302を含む薬剤は体内に移植された肝臓癌細胞/悪性肝腫瘍の90%に近い体積を縮小させ、即ち未処理グループと比較すると、腫瘍の平均サイズが未処理グループの10%に縮減した。なお、H&E染色で組織学的試験を行った結果により、この癌症/悪性腫瘍に対する治療結果はmir-302の抗腫瘍形成の性質による(Lin氏ら,2010)だけではなく、以前認められていなかった新しく発見された再プログラム機能にもよることがさらに示された。例えば、図16に示すように、mir-302は体内の高度悪性のヒト肝臓癌移植体を正常の肝臓組織に近似した比較的良性の状態に再プログラムできることが明らかに示された。治療された癌細胞移植体はさらに正常の肝臟構造、例えば典型的な肝小葉、中心静脈(CV)及び門脈三管(PT)を形成することができる。従って、mir-302は腫瘍/癌の成長を抑制することができるだけではなく、体内環境で正常組織の回復及び/又は再生にも寄与し、癌症治療に有利な効果に達する。   We also purified the pro-mir-302 and prepared it into a liquid drug and injected it to test the treatment of liver cancer / malignant liver tumor in vivo (Example 23). As shown in FIG. 15, after three injections, the drug containing pro-mir-302 reduced the volume of liver cancer cells / malignant liver tumors implanted in the body to close to 90%, i.e. compared to the untreated group. This reduced the average tumor size to 10% of the untreated group. In addition, the results of histological examination by H & E staining showed that the treatment results for this cancerous / malignant tumor were not recognized not only because of the antitumor forming properties of mir-302 (Lin et al., 2010). It was further shown that this was due to the newly discovered reprogramming feature. For example, as shown in FIG. 16, it was clearly shown that mir-302 can reprogram highly malignant human liver cancer transplants in the body to a relatively benign state that approximates normal liver tissue. The treated cancer cell transplant can further form normal liver structures such as typical hepatic lobules, central vein (CV) and portal triad (PT). Therefore, mir-302 not only can suppress the growth of tumor / cancer, but also contributes to the recovery and / or regeneration of normal tissues in the body environment, and achieves an advantageous effect for the treatment of cancer.

他の好ましい実施例において、本発明はさらに、mir-302を発現し、腫瘍/癌症を治療するベクターを提供する。本願の優先権出願であるUS 12/792,413に開示されるように、発明者は既に誘導可能なpTet-On-tTS-miR302s発現ベクター(図1A)を設計、開発しており、さらにウィルス感染、電気穿孔法又はリポソーム/ポリソーム(polysomal)形質移入法によって正常及び/又はヒト癌細胞中にmir-302を送達する。再設計されたmir-302構造は同じクラスター中のmir-302a、mir-302b、mir-302c、及びmir-302dという4つの小非コードリボ核酸メンバー(small non-coding RNA members)を含む(mir-302s;図1B)。ドキシサイクリン(Doxycycline,Dox)による刺激において、このmir-302s構造は、テトラサイクリン応答要素(tetracycline-responsive element,TRE)に制御されるサイトメガロウィルス(CMV)プロモーターによって駆動され、発現される。感染/形質移入後、mir-302の発現は天然マイクロリボ核酸(miRNA)生合成経路に沿って行われる。そのうち、mir-302s構造は、赤方偏移蛍光タンパク質(red-shifted fluorescent protein,RGFP)のようなレポーター遺伝子とともに共転写され、そしてさらにスプライセオソーム複合体(spliceosomal components)及び/又は細胞質内のRNAエンドリボヌクレアーゼ(RNaseIII)であるダイサー(Dicers)(図2A)(Lin氏ら,2003(非特許文献15))によって、単独のmir-302メンバーに処理される。この施策による結果は、マイクロリボ核酸マイクロアレイ分析(実施例3)において、センス(sense)mir-302メンバーの全てがドキシサイクリンによる刺激後、形質移入された細胞で有効的に発現された(図1C)。mir-302発現ベクターをヒト細胞に形質導入する工程は図2Bに説明される。   In another preferred embodiment, the present invention further provides a vector expressing mir-302 and treating tumor / cancer. The inventors have already designed and developed an inducible pTet-On-tTS-miR302s expression vector (FIG.1A), as disclosed in the priority application of the present application US 12 / 792,413, and further developed viral infection, Mir-302 is delivered into normal and / or human cancer cells by electroporation or liposome / polysomal transfection. The redesigned mir-302 structure contains four small non-coding RNA members, mir-302a, mir-302b, mir-302c, and mir-302d in the same cluster (mir-302 302s; FIG. 1B). Upon stimulation with Doxycycline (Dox), this mir-302s structure is driven and expressed by the cytomegalovirus (CMV) promoter, which is controlled by a tetracycline-responsive element (TRE). Following infection / transfection, expression of mir-302 occurs along the natural microribonucleic acid (miRNA) biosynthetic pathway. Among them, the mir-302s structure is co-transcribed with a reporter gene such as a red-shifted fluorescent protein (RGFP), and further spliceosomal components and / or in the cytoplasm. It is processed into a single mir-302 member by Dicers (FIG. 2A), which is an RNA endoribonuclease (RNase III) (Lin et al., 2003). The result of this measure was that in microribonucleic acid microarray analysis (Example 3), all of the sense (sense) mir-302 members were effectively expressed in transfected cells after stimulation with doxycycline (FIG.1C). . The steps for transducing human cells with the mir-302 expression vector are illustrated in FIG. 2B.

本発明者は天然のイントロンマイクロリボ核酸(intronic miRNA)の生合成経路を模倣して(図2A)、組換えRGFP遺伝子を転写するように、イントロンマイクロリボ核酸発現系、即ちSpRNAi-RGFPを設計した。SpRNAi-RGFPは、人造/人工のスプライシング可能なイントロン(splicing competent intron、SpRNAi)を含有し、該イントロンはイントロンマイクロリボ核酸(intronic miRNA)及び/又は小ヘアピンリボ核酸様(shRNA-like)遺伝子サイレンシングエフェクターを生成することができる(Lin氏ら,2003(非特許文献15);Lin氏ら,(2006) Methods Mol Biol.342:295-312(非特許文献16))。SpRNAiとRGFPはII型RNAポリメラーゼ(Pol-II RNA polymerase)によって共転写されてSpRNAi-RGFP遺伝子のメッセンジャーリボ核酸前駆体/プレメッセンジャーリボ核酸(pre-mRNA)中に包含され、しかも、RGFPはRNAスプライシング複合体(RNA splicing components)によって切り出される。そして、スプライス済みのSpRNAiは更に天然マイクロリボ核酸(native miRNA)及び人工小ヘアピンリボ核酸(shRNAs)のような成熟した遺伝子サイレンシングエフェクターに処理されることで、標的遺伝子に対する特定のリボ核酸干渉効果(RNA interference,RNAi)を誘発する。同時に、イントロンスプライシング(intron splicing)後、SpRNAi-RGFP遺伝子転写物(transcript)のエクソン(exons)が連結されることによって、成熟したメッセンジャーリボ核酸(mRNA)を形成し、その後、miRNA/shRNAの発現を識別するために用いるRGFPレポータータンパク質に翻訳される。定量上では、1倍濃度のRGFPは4倍濃度のmir-302発現に相当する。また、RGFPの代わりに機能性タンパク質エクソン、例えば体細胞再プログラム(somatic cell reprogramming,SCR)中のhES遺伝子マーカーを選択的に用いて付加的な遺伝子機能を提供してもよい。現在、脊椎動物において、機能不明の天然マイクロリボ核酸が1000種類以上発見され、また、より多くの新しいマイクロリボ核酸も相次ぎ識別されているため、我々のイントロンマイクロリボ核酸発現系はインビトロ及びインビボでの上記マイクロリボ核酸機能の測定に有利なツールとなることができる。   The present inventors designed an intron microribonucleic acid expression system, that is, SpRNAi-RGFP, to transcribe the recombinant RGFP gene by mimicking the biosynthetic pathway of natural intronic microribonucleic acid (intronic miRNA) (FIG.2A). did. SpRNAi-RGFP contains an artificial / artificial splicable intron (splicing competent intron, SpRNAi), which is an intron microribonucleic acid (intronic miRNA) and / or small hairpin ribonucleic acid-like (shRNA-like) gene silencing Effectors can be generated (Lin et al., 2003 (Non-Patent Document 15); Lin et al., (2006) Methods Mol Biol. 342: 295-312). SpRNAi and RGFP are co-transcribed by type II RNA polymerase (Pol-II RNA polymerase) and are included in the messenger ribonucleic acid precursor / premessenger ribonucleic acid (pre-mRNA) of the SpRNAi-RGFP gene, and RGFP is RNA It is excised by splicing components (RNA splicing components). Then, the spliced SpRNAi is further processed into mature gene silencing effectors such as natural microribonucleic acids (native miRNA) and artificial small hairpin ribonucleic acids (shRNAs), so that specific ribonucleic acid interference effects on target genes ( Induces RNA interference, RNAi). At the same time, after intron splicing (intron splicing), the exons of the SpRNAi-RGFP gene transcript (transcript) are linked to form a mature messenger ribonucleic acid (mRNA), followed by miRNA / shRNA expression. Translated into an RGFP reporter protein used to identify Quantitatively, a one-fold concentration of RGFP corresponds to a four-fold concentration of mir-302 expression. Further, a functional protein exon, for example, a hES gene marker in somatic cell reprogramming (SCR) may be selectively used in place of RGFP to provide an additional gene function. Currently, more than 1000 types of natural microribonucleic acids of unknown function have been discovered in vertebrates, and more and more new microribonucleic acids have been identified one after another, so our intron microribonucleic acid expression system has been developed in vitro and in vivo. Can be an advantageous tool for measuring the above-mentioned microribonucleic acid function.

SpRNAiイントロンは、5'スプライス部位(5'-splice site)、分岐点配列(Branch-Point,BrP)、ポリピリミジントラクト(poly-pyrimidine tract)、及び3'スプライス部位(3'-splice site)を有する幾つかの共通ヌクレオチド組成分を含む。また、5'スプライス部位と分岐点配列との間に挿入されるヘアピンマイクロリボ核酸(miRNA)又は小ヘアピンリボ核酸(shRNA)前駆体も含む。イントロンのこの部分は通常RNAスプライシングと処理中に投げ縄(lariat)構造を形成する。なお、SpRNAiの3'末端は、イントロンRNAスプライシング(intronic RNA splicing)と処理の正確度を増すために、様々な翻訳終止コードン領域(translational stop codon region(T codon))を含む。このT codonは細胞質内のメッセンジャーリボ核酸(mRNA)に発現されると、細胞内のナンセンス仲介減衰(nonsense-mediated decay,NMD)システムの活性化シグナルを生じさせ、細胞毒性の発生を防ぐために細胞内に蓄積したあらゆる非構造化のリボ核酸を分解する。しかし、高度に構造化された小ヘアピンリボ核酸(shRNA)及びマイクロリボ核酸前駆体(pre-miRNA)が保留され、更にダイサー(Dicer)によって切断され、それぞれ成熟した小干渉リボ核酸(siRNA)及びマイクロリボ核酸(miRNA)を形成する。我々は、イントロンmiRNA/shRNAを発現させるために、SpRNAiを手動でRGFP遺伝子のDraII制限部位に組み込んで(Lin氏ら,2006と2008(非特許文献16及び1))、組換えSpRNAi-RGFP遺伝子を形成した。DraII制限酵素によるRGFPの切断によって、各末端に3個の陥凹ヌクレオチドをもつAG-GNヌクレオチド切断部位が生じ、SpRNAi挿入後にそれぞれ5'及び3'スプライス部位を形成する。このイントロン挿入は、RGFPタンパク質の完全性を破壊するが、これはイントロンのスプライシングによって完全性を回復できるので、我々は形質移入された細胞中に現れる赤色の赤方偏移蛍光タンパク質(RGFP)によって、成熟したmiRNA/shRNAの発現を測定することができる。RGFP遺伝子は、RNAスプライシングの正確度と効率を向上させるように、複数のエクソンスプライシングエンハンサー(exonic splicing enhancers,ESEs)も備えている。   SpRNAi intron has a 5 'splice site (5'-splice site), a branch point sequence (Branch-Point, BrP), a polypyrimidine tract (poly-pyrimidine tract), and a 3' splice site (3'-splice site). Including some common nucleotide components. It also includes a hairpin microribonucleic acid (miRNA) or a small hairpin ribonucleic acid (shRNA) precursor inserted between the 5 'splice site and the branch point sequence. This part of the intron usually forms a lariat structure during RNA splicing and processing. The 3 'end of SpRNAi contains various translational stop codon regions (T codon) in order to increase the accuracy of intronic RNA splicing and processing. This T codon, when expressed on messenger ribonucleic acid (mRNA) in the cytoplasm, generates an activation signal for the nonsense-mediated decay (NMD) system in the cell, and prevents cellular toxicity. Degrades any unstructured ribonucleic acid accumulated within. However, the highly structured small hairpin ribonucleic acid (shRNA) and microribonucleic acid precursor (pre-miRNA) are retained and further cleaved by Dicer, resulting in mature small interfering ribonucleic acid (siRNA) and microRNA, respectively. Form ribonucleic acid (miRNA). We manually incorporated SpRNAi into the DraII restriction site of the RGFP gene to express intronic miRNA / shRNA (Lin et al., 2006 and 2008 (Non-Patent Documents 16 and 1)) and used the recombinant SpRNAi-RGFP gene. Was formed. Cleavage of RGFP by the DraII restriction enzyme creates an AG-GN nucleotide cleavage site with three depressed nucleotides at each end, forming 5 ′ and 3 ′ splice sites after SpRNAi insertion, respectively. This intron insertion destroys the integrity of the RGFP protein, but this can be restored by intron splicing, so we use the red, red-shifted fluorescent protein (RGFP) that appears in transfected cells. The expression of mature miRNA / shRNA can be measured. The RGFP gene also has multiple exonic splicing enhancers (ESEs) to increase the accuracy and efficiency of RNA splicing.

詳細には、SpRNAiイントロンは、5'-GTAAGAGK-3' (SEQ.ID.NO.4)又はGU(A/G)AGU (SEQ.ID.NO.35)モチーフ(即ち5'-GTAAGAGGAT-3'(SEQ.ID.NO.36)、5'-GTAAGAGT-3'(SEQ.ID.NO.37)、5'-GTAGAGT-3'(SEQ.ID.NO.38)及び5'-GTAAGT-3' (SEQ.ID.NO.39))のいずれかと相同である5'スプライス部位(5'- splicing site)を含み、該SpRNAiイントロンの3'末端は、GWKSCYRCAG(SEQ.ID.NO.5)又はCT(A/G)A(C/T)NG(SEQ.ID.NO.40)モチーフ(即ち5'-GATATCCTGC AG-3' (SEQ.ID.NO.41)、5'-GGCTGCAG-3' (SEQ.ID.NO.42)及び5'-CCACAG-3' (SEQ.ID.NO.43))と相同である3'スプライス部位(3'- splicing site)である。また、分岐点配列(branch point sequence)は5'末端と3'末端のスプライス部位の間に位置し、5'-TACTAAC-3' (SEQ.ID.NO.44)及び5'-TACTTAT-3' (SEQ.ID.NO.45)のような5'-TACTWAY-3' (SEQ.ID.NO.6)モチーフと高度相同である。分岐点配列のアデノシン(adenosine)である「A」ヌクレオチドは、ほぼ全てのスプライセオソームイントロン(spliceosomal introns)において細胞の2'-5'オリゴアデニル酸合成酵素((2'-5')-oligoadenylate synthetases)とスプライセオソーム(spliceosomes)によって、(2'-5')結合型の投げ縄イントロンRNA(intron RNA)の一部を形成することができる。なお、ポリピリミジントラクト(poly-pyrimidine tract)が分岐点配列と3'スプライス部位との間に近接して位置し、高T(チミジル酸)又は高C(シチジル酸)含有量の配列であって、5'-(TY)m(C/-)(T)nS(C/-)-3' (SEQ.ID.NO.7)又は5'-(TC)nNCTAG(G/-)-3' (SEQ.ID.NO.8)モチーフのいずれかと相同である。そのうち、符号「m」及び「n」は複数の重複を示し、≧1であり、最も好ましくは、mは1〜3、nは7〜12である。符号「-」は、該配列内にスキップしてもよいヌクレオチドがあることを示す。また、合成されたイントロン成分の全てを連結するために、配列には幾つかのリンカーヌクレオチド配列も含まれる。米国特許法施行規則(37 CFR)1.822におけるヌクレオチド及び/又はアミノ酸配列データを示す符号及び書式に関するガイドラインに基づき、符号Wはアデニン(A)又はチミン(T)/ウラシル(U)、符号Kはグアニン(G)又はチミン(T)/ウラシル(U)、符号Sはシトシン(C)又はグアニン(G)、符号Yはシトシン(C)又はチミン(T)/ウラシル(U)、符号Rはアデニン(A)又はグアニン(G)、符号Nはアデニン(A)、シトシン(C)、グアニン(G)又はチミン(T)/ウラシル(U)を示す。   In particular, the SpRNAi intron has a 5'-GTAAGAGK-3 '(SEQ.ID.NO.4) or GU (A / G) AGU (SEQ.ID.NO.35) motif (i.e., 5'-GTAAGAGGAT-3 '(SEQ.ID.NO.36), 5'-GTAAGAGT-3' (SEQ.ID.NO.37), 5'-GTAGAGT-3 '(SEQ.ID.NO.38) and 5'-GTAAGT- 3 ′ (SEQ.ID.NO.39)), and the 3 ′ end of the SpRNAi intron is GWKSCYRCAG (SEQ.ID.NO.5). ) Or CT (A / G) A (C / T) NG (SEQ.ID.NO.40) motif (i.e., 5'-GATATCCTGCAG-3 '(SEQ.ID.NO.41), 5'-GGCTGCAG- It is a 3'-splicing site that is homologous to 3 '(SEQ. ID. NO. 42) and 5'-CCACAG-3' (SEQ. ID. NO. 43). In addition, the branch point sequence (branch point sequence) is located between the 5 'end and the 3' end splice site, 5'-TACTAAC-3 '(SEQ.ID.NO.44) and 5'-TACTTAT-3 Highly homologous to the 5'-TACTWAY-3 '(SEQ.ID.NO.6) motif, such as' (SEQ.ID.NO.45). The adenosine branch point sequence (adenosine) `` A '' nucleotides, in almost all spliceosomal introns (spliceosomal introns) 2'-5 'oligoadenylate synthase ((2'-5')-oligoadenylate Synthetases and spliceosomes can form part of a (2'-5 ')-linked lasso intron RNA. The poly-pyrimidine tract is located between the branch point sequence and the 3 ′ splice site, and has a high T (thymidylic acid) or high C (cytidylic acid) content. , 5 '-(TY) m (C /-) (T) nS (C /-)-3' (SEQ.ID.NO.7) or 5 '-(TC) nNCTAG (G /-)-3' (SEQ.ID.NO.8) is homologous to any of the motifs. Among them, the symbols “m” and “n” indicate a plurality of overlaps, ≧ 1, and most preferably, m is 1-3 and n is 7-12. The sign "-" indicates that there are nucleotides within the sequence that may be skipped. The sequence also includes several linker nucleotide sequences to link all of the synthesized intron components. Based on the guidelines for codes and formats indicating nucleotide and / or amino acid sequence data in 37 CFR 1.822, the code W is adenine (A) or thymine (T) / uracil (U), and the code K is guanine. (G) or thymine (T) / uracil (U), symbol S is cytosine (C) or guanine (G), symbol Y is cytosine (C) or thymine (T) / uracil (U), symbol R is adenine ( A) or guanine (G), and the symbol N indicates adenine (A), cytosine (C), guanine (G), or thymine (T) / uracil (U).

別の可能性のある実施例において、本発明は直接の(エクソン型)mir-302 miRNA/shRNA発現系であって、細胞内のRNAスプライシング及び/又はNMD機構を経ず、mir-302様遺伝子サイレンシングエフェクターを直接に生成することができる。しかし、この方法の欠点はmir-302様遺伝子サイレンシングエフェクターの発現が、ナンセンス仲介減衰(NMD)のようないずれかの細胞内監視システム(surveillance system)にも制御されないため、天然マイクロリボ核酸生合成経路の過飽和によって細胞毒性を生成するおそれがある(Grimm氏ら,2006(非特許文献13))。この方法に用いられる発現系は、プラスミド(plasmid)、ウィルスベクター(viral vector)、レンチウィルスベクター(lentiviral vector)、トランスポゾン(transposon)、レトロトランスポゾン(retrotransposon)、ジャンピング遺伝子(jumping gene)、タンパク質コード遺伝子(protein-coding gene)、非コード遺伝子(non-coding gene)、人工組換え導入遺伝子(artificially recombinant transgene)及びこれらの組み合わせから選ばれる直鎖状または環状の核酸組成物であってもよい。マイクロリボ核酸、小ヘアピンリボ核酸、小干渉リボ核酸、及びこれらの前駆体と相同体/誘導体を含むmir-302様遺伝子サイレンシングエフェクターは、組織特異的または非特異的なリボ核酸(RNA)プロモーターの制御により発現される。RNAプロモーターはII型RNAポリメラーゼ(type-II RNA polymerase,Pol-II)、ウィルスポリメラーゼ(viral polymerase)、III型RNAポリメラーゼ(type-III RNA polymerase,Pol-III)、I型RNAポリメラーゼ(type-I RNA polymerase,Pol-I)、及びテトラサイクリン応答要素に制御されるRNAポリメラーゼ(TRE)プロモーターから選ばれる。ウィルスプロモーターはPol-II様RNAプロモーターであり、サイトメガロウィルス(cytomegalovirus,CMV)、レトロウィルス末端反復配列(retrovirus long-terminal region,LTR)、B型肝炎ウィルス(hepatitis B virus,HBV)、アデノウィルス(adenovirus,AMV)、及びアデノ関連ウィルス(adeno-associated virus,AAV)から単離されるが、これらに限らない。例として、レンチウィルスLTRプロモーターは1つの細胞において五十万ものプレメッセンジャーリボ核酸転写物(pre-mRNA transcript)(コピー)を生産することができる。また、薬剤感受性抑制体(drug-sensitive repressor、即ちtTS)をRNAポリメラーゼプロモーターの前に挿入することによって遺伝子サイレンシングエフェクターの転写速度を制御することも可能である。抑制因子は化学薬剤、又はG418、ネオマイシン(neomycin)、テトラサイクリン(tetracycline)、ドキシサイクリン(doxycycline)、アンピシリン(ampicillin)、カナマイシン(kanamycin)、ピューロマイシン(puromycin)、及びこれらの誘導体などから選ばれる抗生物質により抑制される。   In another possible embodiment, the present invention relates to a direct (exon-type) mir-302 miRNA / shRNA expression system, which does not undergo intracellular RNA splicing and / or NMD machinery, and Silencing effectors can be generated directly. However, a drawback of this method is that the expression of the mir-302-like gene silencing effector is not controlled by any intracellular surveillance system, such as nonsense-mediated decay (NMD), so that natural microribonucleic acid production is not possible. Cytotoxicity can be generated by supersaturation of the synthetic pathway (Grimm et al., 2006). The expression system used in this method includes a plasmid (plasmid), a viral vector (viral vector), a lentiviral vector (lentiviral vector), a transposon (transposon), a retrotransposon (retrotransposon), a jumping gene, and a protein encoding gene. It may be a linear or circular nucleic acid composition selected from (protein-coding gene), non-coding gene, artificially recombinant transgene, and combinations thereof. Mir-302-like gene silencing effectors, including microribonucleic acids, small hairpin ribonucleic acids, small interfering ribonucleic acids, and their precursors and homologues / derivatives, are capable of treating tissue-specific or non-specific ribonucleic acid (RNA) promoters. Expressed by control. RNA promoters are type II RNA polymerase (type-II RNA polymerase, Pol-II), viral polymerase (viral polymerase), type III RNA polymerase (type-III RNA polymerase, Pol-III), type I RNA polymerase (type-I RNA polymerase, Pol-I), and an RNA polymerase (TRE) promoter controlled by a tetracycline response element. The viral promoter is a Pol-II-like RNA promoter, and includes cytomegalovirus (cytomegalovirus, CMV), retrovirus long-terminal region (LTR), hepatitis B virus (HBV), adenovirus ( adenovirus, AMV) and adeno-associated virus (AAV), but are not limited thereto. As an example, the lentiviral LTR promoter can produce as many as 500,000 pre-messenger ribonucleic acid transcripts (copies) in a single cell. It is also possible to control the transcription rate of the gene silencing effector by inserting a drug-sensitive repressor (tTS) in front of the RNA polymerase promoter. Inhibitors are chemicals or G418, neomycin (neomycin), tetracycline (tetracycline), doxycycline (doxycycline), ampicillin (ampicillin), kanamycin (kanamycin), puromycin (puromycin), and antibiotics selected from such derivatives and the like Is suppressed by

一方で、幾つかのイントロン遺伝子サイレンシングエフェクターを発現する複数の導入遺伝子(transgenes)及び/又はベクターを用いて、mir-302の標的遺伝子に対して遺伝子サイレンシング効果を実現してもよい。また、複数の遺伝子サイレンシングエフェクターは、1つのイントロンインサート(intronic insert)によって生成することができる。例えば、ゼブラフィッシュ中のマイクロリボ核酸前駆体(pre-miRNA)を含有する抗EGFP(anti-EGFP)イントロンの異所性発現(ectopic expression)で、2種類の異なるサイズのmiRNA、即ちmiR-EGFP(282/300)及びmiR-EGFP(280-302)が生成されるとの報告があった。これは、1つのSpRNAiインサートが複数の遺伝子サイレンシングエフェクターを生成できることを示している(Lin氏ら(2005) Gene 356:32-38(非特許文献17))。ある例において、イントロン遺伝子サイレンシングエフェクターは標的遺伝子転写物(即ち、メッセンジャーリボ核酸,mRNA)とハイブリダイゼーションすることで、2本鎖小干渉リボ核酸(siRNAs)を形成してリボ核酸干渉二次効果(RNAi)を引き起こすことができる。これらの遺伝子サイレンシングエフェクターは導入遺伝子ベクターによって絶えず生成されるので、RNAのインビボにおける素早い分解の懸念が軽減される。この施策の利点は、ベクター導入遺伝子による形質移入又はウィルス感染によって、確実で長期的な遺伝子サイレンシング効果を提供することができることにある。   On the other hand, a plurality of transgenes and / or vectors expressing several intron gene silencing effectors may be used to achieve a gene silencing effect on the mir-302 target gene. Also, multiple gene silencing effectors can be generated by one intronic insert. For example, in ectopic expression of an anti-EGFP (anti-EGFP) intron containing microribonucleic acid precursors (pre-miRNA) in zebrafish, two different sized miRNAs, i.e., miR-EGFP (282/300) and miR-EGFP (280-302). This indicates that one SpRNAi insert can generate multiple gene silencing effectors (Lin et al. (2005) Gene 356: 32-38). In some instances, the intron gene silencing effector hybridizes with a target gene transcript (ie, messenger ribonucleic acid, mRNA) to form double-stranded small interfering ribonucleic acids (siRNAs), thereby producing a secondary ribonucleic acid interference effect. (RNAi). Since these gene silencing effectors are constantly produced by the transgene vector, the concern of rapid in vivo degradation of RNA is reduced. The advantage of this measure is that transfection or viral infection with a vector transgene can provide a reliable and long-term gene silencing effect.

一部の天然プレマイクロリボ核酸(pre-miRNAs)のステムループ(stem-loop)構造が過大及び/又は複雑でマイクロリボ核酸発現系/ベクターに適合しないため、本発明者は天然プレマイクロリボ核酸のループに代わって、手動で再設計したメチオニル運搬リボ核酸ループ(tRNAmet loop、即ち5'-(A/U)UCCAAGGGGG-3'(SEQ.ID.NO.46))を用いる場合が多い。tRNAmetループは天然マイクロリボ核酸と同様な輸送機構によって、Ran-GTP及びエクスポーチン-5(Exportin-5)を介して、手動で再設計したマイクロリボ核酸(miRNA)を細胞核から細胞質への輸送を有効的に実行できる(Lin氏ら,2005(非特許文献17))。本発明の利点は、5'-GCTAAGCCAG GC-3' (SEQ.ID.NO.1)と5'-GCCTGGCTTA GC-3' (SEQ.ID.NO.2)を含む人工改良した1対のプレマイクロリボ核酸ループを使用することにより、手動で再設計したマイクロリボ核酸(pre-miRNA)に天然プレマイクロリボ核酸と同じ核外への輸送(nucleus export)効率をあげるとともに、tRNA輸出には干渉しないことができる。なお、この改良は、mir-302a-mir-302a*のデュプレックスとmir-302c-mir-302c*のデュプレックスの形成を促進し、mir-302s全体の機能及び安定性を向上させることができる。これらの新しいプレマイクロリボ核酸ループの設計はtRNAmetループとmir-302b/mir-302aの短鎖ステムループを組み合わせて修飾することによって完成され、そのうち、mir-302b/mir-302aの短鎖ステムループはヒトES細胞では高度に発現しているが、他の分化した組織細胞ではそうでない。従って、mir-302構造内のこれらの組換え/人造/人工ヘアピンループの使用は、人体での天然miRNA経路に干渉しないため、細胞毒性を低減させ、安全性を向上させる。 Because the stem-loop structure of some natural pre-microribonucleic acids (pre-miRNAs) is excessively large and / or complicated and incompatible with microribonucleic acid expression systems / vectors, the present inventors have proposed that natural pre-microribonucleic acids In many cases, a manually redesigned methionyl-carrying ribonucleic acid loop (tRNA met loop, ie, 5 ′-(A / U) UCCAAGGGGG-3 ′ (SEQ. ID. NO. 46)) is used in place of the loop. The tRNA met loop transports manually redesigned microribonucleic acids (miRNAs) from the cell nucleus to the cytoplasm via Ran-GTP and Exportin-5 by a transport mechanism similar to natural microribonucleic acids Can be effectively executed (Lin et al., 2005 (Non-Patent Document 17)). An advantage of the present invention is that an artificially improved pair of preforms comprising 5'-GCTAAGCCAG GC-3 '(SEQ.ID.NO.1) and 5'-GCCTGGCTTA GC-3' (SEQ.ID.NO.2) The use of a microribonucleic acid loop improves the efficiency of manually redesigned microribonucleic acid (pre-miRNA) to the same nucleus export as natural pre-microribonucleic acid, and interferes with tRNA export. Can not. This improvement promotes the formation of the duplex of mir-302a-mir-302a * and the duplex of mir-302c-mir-302c *, and can improve the function and stability of the entire mir-302s. The design of these new pre-microribonucleic acid loops was completed by modifying the tRNA met loop and the short stem loop of mir-302b / mir-302a, including the short stem of mir-302b / mir-302a. The loop is highly expressed in human ES cells, but not in other differentiated tissue cells. Thus, the use of these recombinant / artificial / artificial hairpin loops within the mir-302 structure does not interfere with the natural miRNA pathway in the human body, thus reducing cytotoxicity and improving safety.

Mir-302プレマイクロリボ核酸のファミリークラスターは、合成されたmir-302相同体のハイブリダイゼーション及び連鎖/ライゲーションによって形成され、5'末端から3'末端に向けてmir-302a、mir-302b、mir-302c、及びmir-302dのプレマイクロリボ核酸(pre-miRNAs、図1B)の4つの部分を含む。これら全ての手動で再設計したmir-302 miRNA/shRNA分子は、その5'末端配列の最初に、同じ17個のヌクレオチド[例えば、5'-UAAGUGCUUC CAUGUUU-3' (SEQ.ID.NO.3)]がある。Mir-302のプレマイクロリボ核酸クラスターに使用される合成オリゴヌクレオチドとして、mir-302a-センス:5'-GTCACGCGTT CCCACCACTT AAACGTGGAT GTACTTGCTT TGAAACTAAA GAAGTAAGTG CTTCCATGTT TTGGTGATGG ATAGATCTCT C-3' (SEQ.ID.NO.9)、mir-302a-アンチセンス:5'-GAGAGATCTA TCCATCACCA AAACATGGAA GCACTTACTT CTTTAGTTTC AAAGCAAGTA CATCCACGTT TAAGTGGTGG GAACGCGTGA C-3' (SEQ.ID.NO.10)、mir-302b-センス:5'-ATAGATCTCT CGCTCCCTTC AACTTTAACA TGGAAGTGCT TTCTGTGACT TTGAAAGTAA GTGCTTCCAT GTTTTAGTAG GAGTCGCTCA TATGA-3' (SEQ.ID.NO.11)、mir-302b-アンチセンス:5'-TCATATGAGC GACTCCTACT AAAACATGGA AGCACTTACT TTCAAAGTCA CAGAAAGCAC TTCCATGTTA AAGTTGAAGG GAGCGAGAGA TCTAT-3' (SEQ.ID.NO.12)、mir-302c-センス:5'-CCATATGGCT ACCTTTGCTT TAACATGGAG GTACCTGCTG TGTGAAACAG AAGTAAGTGC TTCCATGTTT CAGTGGAGGC GTCTAGACAT-3' (SEQ.ID.NO.13)、mir-302c-アンチセンス:5'-ATGTCTAGAC GCCTCCACTG AAACATGGAA GCACTTACTT CTGTTTCACA CAGCAGGTAC CTCCATGTTA AAGCAAAGGT AGCCATATGG-3' (SEQ.ID.NO.14)、mir-302d-センス:5'-CGTCTAGACA TAACACTCAA ACATGGAAGC ACTTAGCTAA GCCAGGCTAA GTGCTTCCAT GTTTGAGTGT TCGCGATCGC AT-3' (SEQ.ID.NO.15)、及びmir-302d-アンチセンス:5'-ATGCGATCGC GAACACTCAA ACATGGAAGC ACTTAGCCTG GCTTAGCTAA GTGCTTCCAT GTTTGAGTGT TATGTCTAGA CG-3' (SEQ.ID.NO.16)を含む。また、手動で再設計した小ヘアピンリボ核酸(shRNA)を使用してもよい。該手動で再設計した小ヘアピンリボ核酸は合成miR-302s-センス:5'-GCAGATCTCG AGGTACCGAC GCGTCCTCTT TACTTTAACA TGGAAATTAA GTGCTTCCAT GTTTGAGTGG TGTGGCGCGA TCGATATCTC TAGAGGATCC ACATC-3' (SEQ.ID.NO.17)及びmir-302s-アンチセンス:5'-GATGTGGATC CTCTAGAGAT ATCGATCGCG CCACACCACT CAAACATGGA AGCACTTAAT TTCCATGTTA AAGTAAAGAG GACGCGTCGG TACCTCGAGA TCTGC-3' (SEQ.ID.NO.18)のハイブリダイゼーションによって形成され、mir-302プレマイクロリボ核酸クラスター(mir-302 pre-miRNA cluster)に代わって、簡単なイントロン挿入を行う。Mir-302小ヘアピンリボ核酸(mir-302 shRNA)は、全ての天然mir-302メンバーと85%よりも高い相同性を有し、同じヒト細胞遺伝子を標的とする。mir-302相同体の設計に当たって、ウラシルの代わりにチミンを使ってもよく、逆の場合も同様である。   The Mir-302 pre-microribonucleic acid family cluster is formed by hybridization and ligation / ligation of the synthesized mir-302 homologs, from the 5 'end to the 3' end, mir-302a, mir-302b, mir -302c and four parts of mir-302d pre-microribonucleic acids (pre-miRNAs, FIG. 1B). All these manually redesigned mir-302 miRNA / shRNA molecules have the same 17 nucleotides at the beginning of their 5 ′ terminal sequence [e.g., 5′-UAAGUGCUUC CAUGUUU-3 ′ (SEQ.ID.NO.3). )]. As a synthetic oligonucleotide used for the pre-microribonucleic acid cluster of Mir-302, mir-302a-sense: 5′-GTCACGCGTT CCCACCACTT AAACGTGGAT GTACTTGCTT TGAAACTAAA GAAGTAAGTG CTTCCATGTT TTGGTGATGG ATAGATCTCT C-3 ′ (SEQ.ID.NO.9), mir-302a-antisense: 5'-GAGAGATCTA TCCATCACCA AAACATGGAA GCACTTACTT CTTTAGTTTC AAAGCAAGTA CATCCACGTT TAAGTGGTGG GAACGCGTGA C-3 '(SEQ.ID.NO.10); GAGTCGCTCA TATGA-3 '(SEQ.ID.NO.11), mir-302b-antisense: 5'-TCATATGAGC GACTCCTACT AAAACATGGA AGCACTTACT TTCAAAGTCA CAGAAAGCAC TTCCATGTTA AAGTTGAAGG GAGCGAGAGA TCTAT-3' (SEQ.ID.NO.12), mir-302 302c-sense: 5'-CCATATGGCT ACCTTTGCTT TAACATGGAG GTACCTGCTG TGTGAAACAG AAGTAAGTGC TTCCATGTTT CAGTGGAGGC GTCTAGACAT-3 '(SEQ.ID.NO.13); ' (SEQ.ID.NO.14), mir-302d-sense: 5'-CGTCTAGACA TAACACTCAA ACATGGAAGC ACTTAGCTAA GCCAGGCTAA GTGCTTCCAT GTTTGAGTGT TCGCGATCGC AT-3 '(SEQ.ID.NO.15), and mir-302d-antisense: 5 '-ATGCGATCGC GAACACTCAA ACATGGAAGC ACTTAGCCTG GCTTAGCTAA GTGCTTCCAT GTTTGAGTGT TATGTCTAGA CG-3' (SEQ.ID.NO.16) Alternatively, a manually redesigned small hairpin ribonucleic acid (shRNA) may be used. The manually redesigned small hairpin ribonucleic acid is synthetic miR-302s-sense: 5'-GCAGATCTCG AGGTACCGAC GCGTCCTCTT TACTTTAACA TGGAAATTAA GTGCTTCCAT GTTTGAGTGG TGTGGCGCGA TCGATATCTC TAGAGGATCC ACATC-3 '(SEQ.ID.NO.17) and mir-302s-antisense : 5′-GATGTGGATC CTCTAGAGAT ATCGATCGCG CCACACCACT CAAACATGGA AGCACTTAAT TTCCATGTTA AAGTAAAGAG GACGCGTCGG TACCTCGAGA TCTGC-3 ′ (SEQ.ID.NO.18) formed by hybridization, mir-302 pre-micro ribonucleic acid cluster (mir-302 pre-miRNA cluster) ) Instead of a simple intron insertion. Mir-302 small hairpin ribonucleic acid (mir-302 shRNA) has greater than 85% homology with all natural mir-302 members and targets the same human cellular genes. In designing the mir-302 homolog, thymine may be used instead of uracil, and vice versa.

mir-302のプレmiRNA/shRNAのイントロン挿入(intronic insertion)については、組換えSpRNAi-RGFP導入遺伝子の挿入部位の側面において、それぞれ5'末端にPvuI及び3'末端にMluI制限/クローニング部位があることから、最初のインサートを除去し、様々なプレmiRNA/shRNAインサート(例えば、mir-302のプレmiRNA/shRNA)で置き換えることができる。これらのプレmiRNA/shRNAインサートはPvuI及びMluI制限部位とマッチする付着末端(cohesive ends)を有する。異なる遺伝子転写物を標的とするイントロンインサートを変えることで、本発明のイントロンmir-302s(intronic mir-302s)発現系は、インビトロ(in vitro)、エクスビボ(ex vivo)、及びインビボ(in vivo)で標的遺伝子サイレンシングを誘発する強力なツールとして使用できる。イントロン挿入後、イントロン挿入部位にmir-302を含有するこのSpRNAi-RGFP導入遺伝子は更にドキシサイクリンにより誘導されるpSingle-tTS-shRNAベクターの制限/クローニング部位(即ち、XhoI-HinDIII制限/クローニング部位)に挿入され、細胞内で発現できるpTet-On-tTS-miR302s発現ベクターを形成する(図1A)。   For intronic insertion of the pre-miRNA / shRNA of mir-302, on the side of the insertion site of the recombinant SpRNAi-RGFP transgene, there is a PvuI at the 5 'end and a MluI restriction / cloning site at the 3' end, respectively. Thus, the initial insert can be removed and replaced with various pre-miRNA / shRNA inserts (eg, mir-302 pre-miRNA / shRNA). These pre-miRNA / shRNA inserts have cohesive ends that match PvuI and MluI restriction sites. By altering intron inserts that target different gene transcripts, the intronic mir-302s (intronic mir-302s) expression system of the invention can be used in vitro, in vivo, ex vivo, and in vivo. Can be used as a powerful tool to induce target gene silencing. After intron insertion, this SpRNAi-RGFP transgene containing mir-302 at the intron insertion site is also in the restriction / cloning site of the pSingle-tTS-shRNA vector induced by doxycycline (i.e., the XhoI-HinDIII restriction / cloning site). Inserted to form a pTet-On-tTS-miR302s expression vector that can be expressed in cells (FIG. 1A).

pre-mir-302様(pro-mir-302)又はmir-302を発現する核酸組成物をヒト細胞に送達させる方法として、リポソーム/ポリソーム/化学的形質移入(liposomal/polysomal/chemical transfection)、DNA組換え(DNA recombination)、電気穿孔法(electroporation)、遺伝子銃による貫入(gene gun penetration)、トランスポゾン/レトロトランスポゾン挿入(transposon/retrotransposon insertion)、ジャンピング遺伝子組み込み(jumping gene integration)、マイクロインジェクション(micro-injection)、ウィルス感染(viral infection)、レトロウィルス/レンチウィルス感染(retroviral/lentiviral infection)、及びこれらの組み合わせから選ばれる非遺伝子導入方法又は遺伝子導入方法が用いられる。ランダムな導入遺伝子挿入及び細胞の突然変異のリスクを防ぐために、本発明はリポソーム又はポリソーム形質移入法を用いて、mir-302発現ベクター及び/又はmir-302様遺伝子サイレンシングエフェクター(例えばpre-mir-302及び/又はpro-mir-302)を標的ヒト細胞(即ち、腫瘍/癌細胞)に送達することが好ましい。形質導入後、mir-302sの発現レベルはmir-302様遺伝子サイレンシングエフェクターの濃度又は各濃度のドキシサイクリンにおいて、pTet-On-tTS-miR302sベクターにおけるTREに制御されるCMVプロモーターの発現速度によって決められる。従って、本発明は、既知の薬剤(即ち、ドキシサイクリン)又はpre-/pro-mir-302濃度の使用による制御可能な機構を提供することによって、mir-302のインビトロ、エクスビボ、インビボでの発現レベルを調節する。これにより、我々は被検細胞において、RNA蓄積又は過飽和による任意の細胞毒性を防ぐことができる。また、CMVプロモーターにより制御されるmir-302発現は、常にヒト細胞内で1ヶ月の活性化状態を経てDNAメチル化によってサイレンシングされる。その1ヶ月の活性化機構は、処理された細胞におけるRNAの長期的蓄積又は過飽和を回避できるため、癌症の治療に有益である。   As a method of delivering a nucleic acid composition expressing pre-mir-302 (pro-mir-302) or mir-302 to human cells, liposome / polysome / chemical transfection (liposomal / polysomal / chemical transfection), DNA Recombination (DNA recombination), electroporation, gene gun penetration, transposon / retrotransposon insertion, jumping gene integration, micro-injection (micro- injection, viral infection, retroviral / lentiviral infection, and combinations thereof, or non-gene transfer methods or gene transfer methods. In order to prevent the risk of random transgene insertion and cell mutation, the present invention uses liposome or polysome transfection methods to create mir-302 expression vectors and / or mir-302-like gene silencing effectors (e.g., pre-mir -302 and / or pro-mir-302) are preferably delivered to target human cells (ie, tumor / cancer cells). After transduction, the expression level of mir-302s is determined by the expression rate of the TRE-controlled CMV promoter in the pTet-On-tTS-miR302s vector at the concentration of the mir-302-like gene silencing effector or at each concentration of doxycycline. . Thus, the present invention provides for in vitro, ex vivo, in vivo expression levels of mir-302 by providing a controllable mechanism by using known agents (i.e., doxycycline) or pre- / pro-mir-302 concentrations. Adjust This allows us to prevent any cytotoxicity due to RNA accumulation or supersaturation in the test cells. In addition, mir-302 expression controlled by the CMV promoter is always silenced by DNA methylation in human cells after an activation state of one month. The one-month activation mechanism is beneficial in the treatment of cancer because it can avoid long-term accumulation or supersaturation of RNA in the treated cells.

要するに、本発明は新規な設計及び施策を採用し、ベクター発現又は非発現のmir-302様遺伝子サイレンシングエフェクターを治療薬として、腫瘍抑制及び癌症治療に使用する。mir-302様遺伝子サイレンシングエフェクターは、mir-302a、mir-302b、mir-302c、mir-302d、これらのヘアピン様マイクロリボ核酸前駆体(pre-miRNAs及び/又はpro-miRNAs)、及び手動で再設計した小ヘアピンリボ核酸(shRNA)相同体/誘導体、並びにこれらの組み合わせを含む。好ましい実施例では、本発明は、処理された腫瘍/癌症細胞内で送達可能で十分量のmir-302様遺伝子サイレンシングエフェクターに処理され、mir-302の標的となる細胞周期調節因子と発癌遺伝子を抑制し、腫瘍/癌症の治療に有益な効果を達成する組換え核酸組成物を使用してヒト腫瘍及び癌症を治療する設計及び方法を提供する。この組換え核酸組成物は、処理された細胞内で持続的プロモーター(即ち、CMV)または薬剤誘導性プロモーター(即ち、TRE-CMV)によって駆動される転写によってmir-302様遺伝子サイレンシングエフェクターを発現させることができる。一方で、該組換え核酸組成物は原核細胞により駆動されるpre-mir-302の生産(生成物がpro-mir-302)に用いられる。前記pro-mie-302はヒト腫瘍/癌症を治療するmir-302様遺伝子サイレンシングエフェクターとして使用することができる。好ましくは、mir-302様遺伝子サイレンシングエフェクターは組換えmir-302ファミリークラスター(mir-302s;SEQ.ID.NOs.9〜16の雑種)又は手動で再設計したmir-302小ヘアピンリボ核酸相同体(shRNA、即ちSEQ.ID.NOs.17と18との雑種)から転写される。該処理された細胞マトリックスはインビトロ、エクスビボ又はインビボでmir-302の標的となる細胞遺伝子を発現させることができる。本発明は、mir-302の標的となる細胞遺伝子をサイレンシングすることによって、腫瘍/癌細胞の形成を抑制することができ、高度悪性の癌細胞を比較的良性の低段階状態に再プログラムすることもできる。この現象は癌の退縮(cancer regression)という。   In short, the present invention employs a novel design and strategy, and uses a vector-expressed or non-expressed mir-302-like gene silencing effector as a therapeutic agent for tumor suppression and cancer treatment. mir-302-like gene silencing effectors include mir-302a, mir-302b, mir-302c, mir-302d, their hairpin-like microribonucleic acid precursors (pre-miRNAs and / or pro-miRNAs), and manually. Includes redesigned small hairpin ribonucleic acid (shRNA) homologs / derivatives, as well as combinations thereof. In a preferred embodiment, the present invention is directed to mir-302-targeted cell cycle regulators and oncogenes that are processed into a sufficient amount of a mir-302-like gene silencing effector to be deliverable in the treated tumor / carcinoma cells. The present invention provides designs and methods for treating human tumors and cancers using recombinant nucleic acid compositions that suppress cancer and achieve beneficial effects in the treatment of tumors / cancers. This recombinant nucleic acid composition expresses a mir-302-like gene silencing effector by transcription driven by a persistent promoter (i.e., CMV) or a drug-inducible promoter (i.e., TRE-CMV) in the treated cells. Can be done. On the other hand, the recombinant nucleic acid composition is used for the production of pro-mir-302 driven by prokaryotic cells (product is pro-mir-302). The pro-mie-302 can be used as a mir-302-like gene silencing effector to treat human tumors / cancers. Preferably, the mir-302-like gene silencing effector is a recombinant mir-302 family cluster (mir-302s; hybrid of SEQ. ID. NOs. 9-16) or a manually redesigned mir-302 small hairpin ribonucleic acid homolog (shRNA, a hybrid of SEQ. ID. NOs. 17 and 18). The treated cell matrix can express a cellular gene targeted by mir-302 in vitro, ex vivo or in vivo. The present invention can suppress tumor / cancer cell formation by silencing mir-302 target cellular genes and reprogram highly malignant cancer cells to a relatively benign low-stage state You can also. This phenomenon is called cancer regression.

本発明は、以下の方面でmir-302媒介の抗腫瘍/癌症治療が成功したことを証明した:第1に、正常のヒト細胞に対する安全性である。図1E〜1Fと3A〜3Bに示すように、mir-302を正常ヒト細胞(mirPS-hHFC)に形質移入することにより、細胞周期が軽く減衰するが、アポトーシス又は細胞死を引き起こさない。第2に、mir-302をヒト細胞に形質移入することにより、細胞を幹細胞様状態へ再プログラムすることができ、損傷組織の治療に有益である(図4A〜4Bと図5A〜5D)。第3に、mir-302をヒト腫瘍/癌細胞(例えば前立腺癌細胞PC3、皮膚癌細胞Colo、乳癌細胞MCF7、肝臓癌細胞HepG2及び奇形腫細胞NTera-2)に形質移入することにより、これらの腫瘍/癌細胞の成長が強力に抑制され、>98%の細胞死又はアポトーシスを引き起こす(図6A〜6Dと12A〜12C)。第4に、mir-302は、サイクリン依存性キナーゼ2(CDK2)、サイクリンD1/D2(cyclin D1/D2)とBMI-1のような複数の細胞周期調節因子を共抑制するのみならず、腫瘍抑制因子、例えばp16INK4a及びp14/p19Arfを活性化することにもよって、腫瘍の形成を抑制できる(図7B〜7D)。最後に、インビボでmir-302を腫瘍/癌細胞に送達することによって、>90%の腫瘍/癌細胞の成長を抑制することができる(図8A〜8C及び図15)。また、mir-302はテロメア短縮(telomere shortening)による細胞老化(cell senescence)を引き起こすことはない(図9A〜9C)。注意すべきなのは、我々はmir-302様遺伝子サイレンシングエフェクター及び/又はその発現ベクターを調製し、そしてインビボの標的腫瘍/癌細胞内に形質移入するに成功し、レトロウィルス感染及び導入遺伝子の突然変異というリスクを回避することができた(図8A〜8Cと図15)。これらの発見は、mir-302様遺伝子サイレンシングエフェクターを抗腫瘍/癌症治療の治療薬及び/又はワクチンとして使用できる強力な証拠を提供した。また、mir-302は損傷したヒト組織を回復及び再生させる機能をも有しているため(Lin氏ら,2008と2010(非特許文献1及び6))、本発明は抗腫瘍/癌症治療への応用に有益であるだけではなく、さらに組織の回復及び/又は器官の再生にも用いられる。   The present invention has demonstrated the success of mir-302 mediated anti-tumor / cancer treatment in the following ways: First, safety against normal human cells. As shown in FIGS. 1E-1F and 3A-3B, transfection of mir-302 into normal human cells (mirPS-hHFC) slightly diminishes the cell cycle but does not cause apoptosis or cell death. Second, transfecting mir-302 into human cells allows the cells to be reprogrammed to a stem cell-like state, which is beneficial for treating damaged tissue (FIGS. 4A-4B and 5A-5D). Third, by transfecting mir-302 into human tumor / cancer cells (e.g., prostate cancer cells PC3, skin cancer cells Colo, breast cancer cells MCF7, liver cancer cells HepG2, and teratoma cells NTera-2), Tumor / cancer cell growth is strongly suppressed, causing> 98% cell death or apoptosis (FIGS. 6A-6D and 12A-12C). Fourth, mir-302 not only co-suppresses multiple cell cycle regulators such as cyclin-dependent kinase 2 (CDK2), cyclin D1 / D2 (cyclin D1 / D2) and BMI-1, but also Activation of suppressors, such as p16INK4a and p14 / p19Arf, can also suppress tumor formation (FIGS. 7B-7D). Finally, by delivering mir-302 to tumor / cancer cells in vivo,> 90% tumor / cancer cell growth can be inhibited (FIGS. 8A-8C and FIG. 15). Also, mir-302 does not cause cell senescence due to telomere shortening (FIGS. 9A-9C). Note that we have prepared a mir-302-like gene silencing effector and / or its expression vector and have successfully transfected into target tumor / cancer cells in vivo, The risk of mutation could be avoided (FIGS. 8A-8C and FIG. 15). These findings have provided strong evidence that mir-302-like gene silencing effectors can be used as therapeutics and / or vaccines for antitumor / cancer treatment. In addition, since mir-302 also has a function of recovering and regenerating damaged human tissue (Lin et al., 2008 and 2010 (Non-Patent Documents 1 and 6)), the present invention is intended for antitumor / cancer treatment Not only is it useful for applications of the present invention, but also used for tissue recovery and / or organ regeneration.

明らかに言えば、以下で説明される図面はただ例示するためのものであり、本発明を制限するものではない。   Apparently, the drawings described below are by way of example only and do not limit the invention.

欧州特許出願公開第2198025号明細書European Patent Application No. 2198025

Lin et al. (2008). Mir-302 reprograms human skin cancer cells into a pluripotent ES-cell-like state. RNA 14, 2115-2124.Lin et al. (2008) .Mir-302 reprograms human skin cancer cells into a pluripotent ES-cell-like state.RNA 14, 2115-2124. Lin et al. (2011). Regulation of somatic cell reprogramming through inducible mir-302 expression. Nucleic Acids Res. 39, 1054-1065.Lin et al. (2011) .Regulation of somatic cell reprogramming through inducible mir-302 expression.Nucleic Acids Res. 39, 1054-1065. Takahashi et al. (2006). Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors. Cell 126, 663-676.Takahashi et al. (2006) .Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors.Cell 126, 663-676. Yu et al. (2007). Induced pluripotent stem cell lines derived from human somatic cells. Science 318, 1917-1920.Yu et al. (2007) .Induced pluripotent stem cell lines derived from human somatic cells.Science 318, 1917-1920. Wernig et al. (2007). In vitro reprogramming of fibroblasts into a pluripotent ES-cell-like state. Nature 448, 318-324.Wernig et al. (2007) .In vitro reprogramming of fibroblasts into a pluripotent ES-cell-like state.Nature 448, 318-324. Lin et al. (2010). MicroRNA miR-302 inhibits the tumorigenecity of human pluripotent stem cells by coordinate suppression of CDK2 and CDK4/6 cell cycle pathways. Cancer Res. 70, 9473-9482.Lin et al. (2010) .MicroRNA miR-302 inhibits the tumorigenecity of human pluripotent stem cells by coordinate suppression of CDK2 and CDK4 / 6 cell cycle pathways.Cancer Res. 70, 9473-9482. Wang et al. (2008). Embryonic stem cell-specific microRNAs regulate the G1-S transition and promote rapid proliferation. Nat. Genet. 40, 1478-1483.Wang et al. (2008). Embryonic stem cell-specific microRNAs regulate the G1-S transition and promote rapid proliferation. Nat. Genet. 40, 1478-1483. Deng et al. (1995). Mice lacking p21Cip1/Waf undergo normal development, but are defective in G1 checkpoint control. Cell 82, 675-684.Deng et al. (1995) .Mice lacking p21Cip1 / Waf undergo normal development, but are defective in G1 checkpoint control.Cell 82, 675-684. Yabuta et al. (2007). Lats2 is an essential mitotic regulator required for the coordination of cell division. J Biol Chem. 282, 19259-19271.Yabuta et al. (2007) .Lats2 is an essential mitotic regulator required for the coordination of cell division.J Biol Chem. 282, 19259-19271. Barroso-deUesus et al. (2008) Embryonic stem cell-specific miR302-367 cluster: human gene structure and functional characterization of its core promoter. Mol Cell Biol. 28, 6609-6619.Barroso-deUesus et al. (2008) Embryonic stem cell-specific miR302-367 cluster: human gene structure and functional characterization of its core promoter.Mol Cell Biol. 28, 6609-6619. Ying SY and Lin SL. (2004). Intron-derived microRNAs - Fine tuning of gene functions. Gene 342, 25-28.Ying SY and Lin SL. (2004) .Intron-derived microRNAs-Fine tuning of gene functions.Gene 342, 25-28. Suh et al. (2004). Human embryonic stem cells express a unique set of microRNAs. Dev. Biol. 270, 488-498.Suh et al. (2004) .Human embryonic stem cells express a unique set of microRNAs. Dev. Biol. 270, 488-498. Grimm et al. (2006). Fatality in mice due to oversaturation of cellular microRNA/short hairpin RNA pathways. Nature 441, 537-541.Grimm et al. (2006) .Fatality in mice due to oversaturation of cellular microRNA / short hairpin RNA pathways.Nature 441, 537-541. Tang et al. (2007). Maternal microRNAs are essential for mouse zygotic development. Genes Dev. 21, 644-648.Tang et al. (2007) .Maternal microRNAs are essential for mouse zygotic development.Genes Dev. 21, 644-648. Lin et al. (2003). A novel RNA splicing-mediated gene silencing mechanism potential for genome evolution. Biochem Biophys Res Commun. 310, 754-760.Lin et al. (2003) .A novel RNA splicing-mediated gene silencing mechanism potential for genome evolution.Biochem Biophys Res Commun. 310, 754-760. Lin et al. (2006) Gene silencing in vitro and in vivo using intronic microRNAs. Methods Mol Biol. 342, 295-312.Lin et al. (2006) Gene silencing in vitro and in vivo using intronic microRNAs.Methods Mol Biol. 342, 295-312. Lin et al. (2005). Asymmetry of intronic pre-microRNA structures in functional RISC assembly. Gene 356, 32-38.Lin et al. (2005) .Asymmetry of intronic pre-microRNA structures in functional RISC assembly.Gene 356, 32-38.

図1A〜1Fは誘導性のmir-302発現及び正常ヒト毛嚢細胞(hHFC)を増殖する効果を示す。図1Aはドキシサイクリン(Dox)により誘導可能なpTet-On-tTs-miR302sベクターの構造。1A-1F show inducible mir-302 expression and the effect of proliferating normal human hair follicle cells (hHFC). FIG. 1A shows the structure of a pTet-On-tTs-miR302s vector inducible by doxycycline (Dox). 図1Bはmir-302ファミリー(mir-203s)の構造。Figure 1B shows the structure of the mir-302 family (mir-203s). 図1Cは10μMドキシサイクリン(Dox)により処理され(n=3、p<0.01)、6時間経過後、誘導発現されたmir-302をマイクロリボ核酸マイクロアレイ分析した結果。FIG. 1C shows the result of microribonucleic acid microarray analysis of mir-302 induced and expressed after treatment with 10 μM doxycycline (Dox) (n = 3, p <0.01) and 6 hours later. 図1Dはコア再プログラム転写因子Oct3/4−Sox2−Nanongとメラニン細胞(melanocytic)のマーカー遺伝子TRP1のタンパク質生成物、サイトケラチン(cytokeratin 16)の発現パターンに対するmir-302の用量依存効果(n=5、p<0.01)をノーザン及びウェスタンブロット分析法で分析した。FIG.1D shows the core-reprogrammed transcription factor Oct3 / 4-Sox2-Nanong and the protein product of the marker gene TRP1 in melanocytes (melanocytic), the dose-dependent effect of mir-302 on the expression pattern of cytokeratin (cytokeratin 16) (n = 5, p <0.01) were analyzed by Northern and Western blot analysis. 図1EはmirPS-hHFC細胞クラスターの有糸分裂(M期)と休眠(G0/G1期)の変化に対するmir-302の用量依存効果を示すフローサイトメトリー分析結果の棒グラフ。FIG. 1E is a bar graph of the results of flow cytometry analysis showing the dose-dependent effects of mir-302 on changes in mitosis (M phase) and dormancy (G0 / G1 phase) of the mirPS-hHFC cell cluster. 図1Fは10 μMドキシサイクリン(Dox)による処理後、各mirPS細胞株におけるmir-302の誘導によるアポトーシスDNA断裂のDNAラダーリング(DNA laddering)の特徴。FIG. 1F shows the characteristics of DNA laddering of apoptotic DNA cleavage induced by mir-302 in each mirPS cell line after treatment with 10 μM doxycycline (Dox). 図2A〜2Cはmir-302sの生合成及びmirPS細胞の生成を示す。図2Aはイントロンmir-302の生合成機構。Mir-302ファミリークラスターは赤色蛍光タンパク質をコードする遺伝子(RGFP)と共に転写され、さらにスプライセオソーム複合体(spliceosomal components)及び細胞質酵素であるRNAエンドリボヌクレアーゼ(RNaseIII)のダイサー(Dicers)によって、単独のmir-302メンバーにスプライスされる。そのうち、赤色蛍光タンパク質をmir-302生成量の指標とする。1倍濃度の赤色蛍光タンパク質は4倍濃度のmir-302生成に相当する。2A-2C show the biosynthesis of mir-302s and generation of mirPS cells. FIG. 2A shows the biosynthesis mechanism of intron mir-302. The Mir-302 family cluster is transcribed together with the gene encoding the red fluorescent protein (RGFP), and further isolated by the dicer of RNA endoribonuclease (RNaseIII), a spliceosomal complex and the cytoplasmic enzyme. Spliced to mir-302 member. Among them, the red fluorescent protein is used as an index of the mir-302 production amount. One-fold concentration of red fluorescent protein corresponds to four-fold concentration of mir-302. 図2Bはリポソーム/ポリソーム/電気穿孔法により、mir-302を形質移入する工程を示す。誘導性のmir-302発現ベクターpTet-On-tTs-miR302s(図1A)は低浸透圧pH緩衝液(200μl、Eppendorf)において、300〜400 Vで150μsecの電気穿孔法によって成熟(adult)hHFC細胞に導入された。試験毎に10 μg pTet-On-tTs-miR302sを用いて、2つのヒト毛嚢(真皮乳頭)由来の培養された200,000個のhHFC細胞に形質移入した。ドキシサイクリン(doxyxycline,Dox)により誘導され発現された後、mir-302の生合成は天然のイントロンマイクロリボ核酸(intronic miRNA)経路に基づいた。FIG. 2B shows the step of transfecting mir-302 by liposome / polysome / electroporation. Inducible mir-302 expression vector pTet-On-tTs-miR302s (FIG. Was introduced. 200,000 cultured hHFC cells from two human hair follicles (dermal papillae) were transfected with 10 μg pTet-On-tTs-miR302s per test. After being induced and expressed by doxycycline (Doxyxycline, Dox), the biosynthesis of mir-302 was based on the natural intronic microribonucleic acid (intronic miRNA) pathway. 図2Cはリポソーム/ポリソーム/電気穿孔法により、mir-302を形質移入する工程を示す。誘導性のmir-302発現ベクターpTet-On-tTs-miR302s(図1A)は低浸透圧pH緩衝液(200μl、Eppendorf)において、300〜400 Vで150μsecの電気穿孔法によって成熟(adult)hHFC細胞に導入された。試験毎に10 μg pTet-On-tTs-miR302sを用いて、2つのヒト毛嚢(真皮乳頭)由来の培養された200,000個のhHFC細胞に形質移入した。ドキシサイクリン(doxyxycline,Dox)により誘導され発現された後、mir-302の生合成は天然のイントロンマイクロリボ核酸(intronic miRNA)経路に基づいた。FIG. 2C shows the step of transfecting mir-302 by liposome / polysome / electroporation. Inducible mir-302 expression vector pTet-On-tTs-miR302s (FIG. Was introduced. 200,000 cultured hHFC cells from two human hair follicles (dermal papillae) were transfected with 10 μg pTet-On-tTs-miR302s per test. After being induced and expressed by doxycycline (Doxyxycline, Dox), the biosynthesis of mir-302 was based on the natural intronic microribonucleic acid (intronic miRNA) pathway. 図3A〜3Cはドキシサイクリン(Dox=5又は10 μg)により誘導された後に発現されたmir-302がmirPS-hHFC細胞特性に対して起こした変化を示す。図3Aはドキシサイクリンにより細胞の再プログラムを誘導する前後の、細胞形態と細胞周期の速度の変化を示す。各細胞周期段階とそれに対応するDNA含有量のフローサイトメトリー分析結果を細胞形態学の上にグラフで示す(n=3、p<0.01)。グラフにおいて、第1(左)と第2(右)のピークは、それぞれ全ての被検細胞クラスターに対する休止期(G0/G1)細胞及び有糸分裂期(M)細胞の比率を示す。スケール=100 μm。FIGS. 3A-3C show the changes that mir-302 expressed after being induced by doxycycline (Dox = 5 or 10 μg) made to mirPS-hHFC cell properties. FIG. 3A shows changes in cell morphology and cell cycle rate before and after inducing cell reprogramming by doxycycline. Flow cytometric analysis of each cell cycle stage and its corresponding DNA content is shown graphically above the cell morphology (n = 3, p <0.01). In the graph, the first (left) and second (right) peaks indicate the ratio of resting (G0 / G1) and mitotic (M) cells to all test cell clusters, respectively. Scale = 100 μm. 図3Bはドキシサイクリンにより細胞の再プログラムを誘導する前後の、細胞形態と細胞周期の速度の変化を示す。各細胞周期段階とそれに対応するDNA含有量のフローサイトメトリー分析結果を細胞形態学の上にグラフで示す(n=3、p<0.01)。グラフにおいて、第1(左)と第2(右)のピークは、それぞれ全ての被検細胞クラスターに対する休止期(G0/G1)細胞及び有糸分裂期(M)細胞の比率を示す。スケール=100 μm。FIG. 3B shows changes in cell morphology and cell cycle rate before and after inducing cell reprogramming by doxycycline. Flow cytometric analysis of each cell cycle stage and its corresponding DNA content is shown graphically above the cell morphology (n = 3, p <0.01). In the graph, the first (left) and second (right) peaks indicate the ratio of resting (G0 / G1) and mitotic (M) cells to all test cell clusters, respectively. Scale = 100 μm. 図3Cは限界希釈後、単一のmirPS-hHFC細胞が胚様体(EB)を形成する時間経過。細胞周期は、最初では約20〜24時間であったが、72時間後に徐々に加速したと推測される。スケール=100 μm。FIG. 3C shows the time course of single mirPS-hHFC cells forming embryoid bodies (EB) after limiting dilution. The cell cycle was initially about 20-24 hours, but is presumed to have gradually accelerated after 72 hours. Scale = 100 μm. 図4A〜4Bは多能性マーカーの発現の分析及びインビボでの多能性分化と同化を示す。図4Aはヒト胚性幹細胞(hES)マーカー遺伝子がmirPS細胞において高濃度のmir-302により誘導された後の発現パターンと、ヒト胚性幹細胞(hES)マーカー遺伝子がヒト胚性幹細胞であるWA01-H1(H1)及びWA09-H9(H9)における発現パターンとのノーザンブロット分析による比較の結果(n=5、p<0.01)。7.5 μMドキシサイクリン(Dox)処理後のmirPS細胞におけるmir-302の濃度は、H1及びH9細胞における濃度より30%高くなり(未処理のhHFCの>30倍)、主要な多能性マーカーであるOct3/4、Sox2、Nanog、Lin28及び未分化胚性細胞転写因子1(UTF1)の共発現を誘発し始めた。4A-4B show analysis of pluripotency marker expression and in vivo pluripotency differentiation and assimilation. FIG.4A shows the expression pattern after the human embryonic stem cell (hES) marker gene is induced in mirPS cells by high concentration of mir-302, and the human embryonic stem cell (hES) marker gene is a human embryonic stem cell WA01- Results of comparison by Northern blot analysis with expression patterns in H1 (H1) and WA09-H9 (H9) (n = 5, p <0.01). The concentration of mir-302 in mirPS cells after 7.5 μM doxycycline (Dox) treatment was 30% higher than in H1 and H9 cells (> 30 times that of untreated hHFC), indicating that the major pluripotency marker, Oct3 / 4, began to induce co-expression of Sox2, Nanog, Lin28 and undifferentiated embryonic cell transcription factor 1 (UTF1). 図4BはmirPS細胞を免疫不全SCID-beigeマウスに移植してから1週間経過後、mirPS細胞により分化された組織が注射部位付近の周辺組織に同化された。白い矢印は注射の方向を示す。境界板(intercalated disks)の位置は黄色い三角形で標記する。mirPS-hHFC由来の組織嚢腫はマウスの子宮及び腹腔以外の器官/組織で成長することはない。我々はさらに、移植後1週間経過時、解剖を行い、注射部位の周辺の組織形成を検査した。解剖の前日にマウスに尾静脈注射により10 μgドキシサイクリンを投与した。我々は、腹膜内注射後に形成された腸上皮組織、心臓注射後の心筋、及び背側脇腹(dorsal flank)注射後に形成された骨格筋を含む、RGFP陽性を呈するmirPS細胞が移植位置の周辺組織と同じ種類の細胞に分化したことを観察した。また、同化されたmirPS細胞も、例えば腸上皮のMUC2、心筋のトロポニンT2 (troponin T type 2、cTnT)、及び骨格筋のミオシン重鎖(myosin heavy chain、MHC)のような周辺組織と同様な組織特異的マーカーを発現した。FIG. 4B shows that one week after transplantation of mirPS cells into immunodeficient SCID-beige mice, tissues differentiated by mirPS cells were assimilated into peripheral tissues near the injection site. White arrows indicate the direction of injection. The position of the intercalated disks is marked with a yellow triangle. Tissue cysts derived from mirPS-hHFC do not grow in organs / tissues other than the uterus and peritoneal cavity of mice. We further dissected one week after transplantation and examined tissue formation around the injection site. Mice were administered 10 μg doxycycline by tail vein injection the day before dissection. We show that RGFP-positive mirPS cells, including intestinal epithelial tissue formed after intraperitoneal injection, myocardium after cardiac injection, and skeletal muscle formed after dorsal flank injection, are transplanted into surrounding tissues at the transplant site. And differentiated into cells of the same type. Also, assimilated mirPS cells are similar to peripheral tissues such as intestinal epithelial MUC2, cardiac troponin T2 (troponin T type 2, cTnT), and skeletal muscle myosin heavy chain (myosin heavy chain, MHC). Tissue specific markers were expressed. 図5A〜5Dはドキシサイクリン(Dox=10 μM)により誘導されたmirPS-hHFCsがヒト胚性様幹細胞(hES-like)の特性を得たことを示す。図5Aはヒトゲノム遺伝子チップ(Human genome GeneChip U133 plus 2.0 array、Affymetrix)を用いて、mir-302により誘導される体細胞の再プログラム(SCR)前後の全遺伝子発現パターンを分析した結果(n=5、p<0.01〜0.05)。FIGS. 5A-5D show that mirPS-hHFCs induced by doxycycline (Dox = 10 μM) obtained the properties of human embryonic-like stem cells (hES-like). FIG.5A shows the results of analyzing all gene expression patterns before and after somatic cell reprogramming (SCR) induced by mir-302 using a human genome gene chip (Human genome GeneChip U133 plus 2.0 array, Affymetrix) (n = 5 , P <0.01-0.05). 図5Bは制限酵素HpaIIにより切断された後、比較的小さいDNA断片の出現と増加は、5μMではなく10 μMのドキシサイクリン(Dox)による処理後、mirPS細胞におけるゲノム全体範囲の全CpGメチル化の大幅減少を証明した。Figure 5B shows that after cleavage with the restriction enzyme HpaII, the appearance and increase of relatively small DNA fragments was significantly greater than the genome-wide total CpG methylation in mirPS cells after treatment with 10 μM but not 5 μM doxycycline (Dox). Proven decrease. 図5Cは重亜硫酸塩DNA配列決定法によりOct3/4とNanogのプロモーター領域の配列を決定して得られた詳細なメチル化地図。黒い円形と白い円形はそれぞれメチル化と非メチル化のシトシン部位を表している。FIG. 5C is a detailed methylation map obtained by determining the sequences of the Oct3 / 4 and Nanog promoter regions by bisulfite DNA sequencing. Black and white circles represent methylated and unmethylated cytosine sites, respectively. 図5DはmirPS-hHFCsにより多能性分化された奇形腫様組織嚢腫(teratoma-like tissue cysts)が3つの胚葉(embryonic germ layers)に由来する各種の組織を含む。FIG. 5D includes various tissues in which teratoma-like tissue cysts that have been pluripotently differentiated by mirPS-hHFCs are derived from three germ layers (embryonic germ layers). 図6A〜6Eは、10 μMドキシサイクリン(Dox)によりmir-302を誘導して発現させた後、各種の腫瘍/癌細胞に由来するmirPS細胞のインビトロ腫瘍形成能力の分析を示す。図6Aはドキシサイクリン(Dox)によりmir-302の発現を誘導する前後の、細胞形態と細胞周期の速度の変化を示す。各細胞周期段階とそれに対応するDNA含有量のフローサイトメトリー分析結果を細胞形態学の上にグラフで示す(n=3、p<0.01)。6A-6E show an analysis of the in vitro tumorigenic potential of mirPS cells derived from various tumor / cancer cells after inducing and expressing mir-302 with 10 μM doxycycline (Dox). FIG. 6A shows changes in cell morphology and cell cycle rate before and after inducing mir-302 expression by doxycycline (Dox). Flow cytometric analysis of each cell cycle stage and its corresponding DNA content is shown graphically above the cell morphology (n = 3, p <0.01). 図6Bはドキシサイクリン(Dox)によりmir-302の発現を誘導する前後の、細胞形態と細胞周期の速度の変化を示す。各細胞周期段階とそれに対応するDNA含有量のフローサイトメトリー分析結果を細胞形態学の上にグラフで示す(n=3、p<0.01)。FIG. 6B shows changes in cell morphology and cell cycle speed before and after inducing mir-302 expression by doxycycline (Dox). Flow cytometric analysis of each cell cycle stage and its corresponding DNA content is shown graphically above the cell morphology (n = 3, p <0.01). 図6Cは各種の腫瘍/癌細胞に由来するmirPS細胞クラスターの有糸分裂(M期)と休眠(G0/G1期)の変化に対するmir-302の用量依存効果を示すフローサイトメトリー分析結果の棒グラフ。FIG.6C is a bar graph of flow cytometry analysis showing the dose-dependent effect of mir-302 on changes in mitosis (M phase) and dormancy (G0 / G1 phase) of mirPS cell clusters derived from various tumor / cancer cells. . 図6DはMir-302による腫瘍(及び/又は癌細胞)の抑制がMatrigelチャンバー中で現れた侵入行為の機能的分析(n=4、p<0.05)。FIG. 6D is a functional analysis (n = 4, p <0.05) of invasion in which suppression of tumors (and / or cancer cells) by Mir-302 appeared in the Matrigel chamber. 図6Eはドキシサイクリン誘導のmir-302の発現の前後、細胞がヒト骨髄内皮細胞(hBMECs)単層に接着する比率の比較結果(n=4、p<0.05)。FIG. 6E shows comparison results of the ratio of cells adhering to human bone marrow endothelial cell (hBMECs) monolayer before and after doxycycline-induced mir-302 expression (n = 4, p <0.05). 図7A〜7Dはルシフェラーゼの3'末端非翻訳領域レポーター遺伝子試験(luciferase 3'-UTR reporter gene assay)により、標的となるG1チェックポイント調節因子(G1-checkpoint regulators)においてmir-302が誘発した遺伝子サイレンシング効果を示す。図7Aはルシフェラーゼ3'末端非翻訳領域レポーター遺伝子の構造は3'末端非翻訳領域に2つの正常(T1+T2)の、又は2つの突然変異(M1+M2)の、又は正常と突然変異との混合(T1+M2又はM1+T2)のmir-302標的部位がある。突然変異部位は、正常の標的部位の一致する3'-CTT末端の代わりに、ミスマッチ(mismatched)TCCモチーフを含有する。7A to 7D are luciferase 3'-terminal untranslated region reporter gene test (luciferase 3'-UTR reporter gene assay), target G1 checkpoint regulators (G1-checkpoint regulators) mir-302 induced genes Shows the silencing effect. FIG.7A shows that the structure of the luciferase 3′-terminal untranslated region reporter gene has two normal (T1 + T2), two mutant (M1 + M2), or normal and mutant There are mir-302 target sites in a mixture of (T1 + M2 or M1 + T2). The mutation site contains a mismatched TCC motif in place of the matching 3'-CTT end of the normal target site. 図7Bはドキシサイクリン(Dox)により誘導されたmir-302発現がルシフェラーゼ発現に対する影響(n=5、p<0.01)。Dox濃度=5又は10 μM。CCND1とCCND2は、それぞれサイクリンD1とサイクリンD2を示す。FIG. 7B shows the effect of mir-302 expression induced by doxycycline (Dox) on luciferase expression (n = 5, p <0.01). Dox concentration = 5 or 10 μM. CCND1 and CCND2 indicate cyclin D1 and cyclin D2, respectively. 図7Cと図7Dはウェスタンブロット分析法で高濃度(10 μM Dox)と低濃度(5 μM Dox)のmir-302誘導において、mir-302の主要な標的となるG1チェックポイント調節因子がmirPS細胞、及びヒト胚性幹細胞(hES)であるWA01-H1(H1)及びWA09-H9(H9)における変化の比較結果(n=4、p<0.01)。Figures 7C and 7D show Western blot analysis of G1 checkpoint regulator, a major target of mir-302, at mir-302 induction at high (10 μM Dox) and low (5 μM Dox) concentrations. And comparison results of changes in human embryonic stem cells (hES) WA01-H1 (H1) and WA09-H9 (H9) (n = 4, p <0.01). 図8A〜8Cはインビボ(in vivo)での腫瘍形成能力の分析により、腫瘍NTera2細胞がベクターにより発現されたmir-302s (NTera2+mir-302s)又はmir-302d* (NTera2+mir-302d*)(n=3、p<0.05)に対する反応を示す。形質移入された腫瘍細胞NTera-2中のmir-302sとmir-302d*は、それぞれpCMV-miR302sとpCMV-miR302d*ベクターから転写された。図8Aはインサイチュー注射(post-is)を実施して3週間経過後、腫瘍の平均サイズに対して形態学評価を行った。全ての腫瘍は本来の移植部位に位置した(黒い矢印で示す箇所)。いずれの被検マウスでも悪液質又は腫瘍転移の徴候は観察されなかった。図8Bはノーザンブロット分析とウェスタンブロット分析により、インビボでmir-302がコア再プログラム転写因子Oct3/4-Sox2-Nanogとmir-302の標的となるG1チェックポイント調節因子であるサイクリン依存性キナーゼ2(CDK2)、サイクリンD1/D2(cyclins D1/D2)、BMI-1、及びp16Ink4aとp14Arfの発現パターンに対する効果を示す。FIGS.8A-8C show that tumor NTera2 cells were expressed by vector in mir-302s (NTera2 + mir-302s) or mir-302d * (NTera2 + mir-302d *) in which tumor NTera2 cells were expressed by vector. ) (n = 3, p <0.05). Mir-302s and mir-302d * in the transfected tumor cells NTera-2 were transcribed from the pCMV-miR302s and pCMV-miR302d * vectors, respectively. In FIG. 8A, morphological evaluation was performed on the average size of the tumor three weeks after the in-situ injection (post-is) was performed. All tumors were located at the original implantation site (points indicated by black arrows). No signs of cachexia or tumor metastasis were observed in any of the test mice. FIG.8B shows Northern and Western blot analyzes show that in vivo mir-302 is a G1 checkpoint regulator cyclin-dependent kinase 2 targeted by the core reprogrammed transcription factors Oct3 / 4-Sox2-Nanog and mir-302. 2 shows the effects on (CDK2), cyclins D1 / D2, cyclins D1 / D2, BMI-1, and expression patterns of p16Ink4a and p14Arf. 図8Cは免疫組織化学染色分析により、インビボでmir-302がコア再プログラム転写因子Oct3/4-Sox2-Nanogとmir-302の標的となるG1チェックポイント調節因子であるサイクリン依存性キナーゼ2(CDK2)、サイクリンD1/D2(cyclins D1/D2)、BMI-1、及びp16Ink4aとp14Arfの発現パターンに対する効果を示す。FIG.8C shows immunohistochemical staining analysis that in vivo mir-302 is a core reprogrammed transcription factor Oct3 / 4-Sox2-Nanog and cyclin-dependent kinase 2 (CDK2 ), Cyclins D1 / D2, BMI-1, and the effect on expression patterns of p16Ink4a and p14Arf. 図9A〜9Cは10 μMドキシサイクリンにより誘導されるmir-302の発現において、mirPS-hHFCと各種の腫瘍/癌細胞に由来するmirPS細胞株のテロメラーゼの活性分析を示す。図9Aはテロメアリピート増幅プロトコル試験(TRAP)でテロメラーゼ活性を分析した(n=5、p<0.01)。テロメラーゼの活性はRNase処理に影響される(hHFC+RNase)。9A-9C show telomerase activity analysis of mirPS-hHFC and mirPS cell lines derived from various tumor / cancer cells in the expression of mir-302 induced by 10 μM doxycycline. FIG. 9A analyzed telomerase activity in the Telomere Repeat Amplification Protocol Test (TRAP) (n = 5, p <0.01). Telomerase activity is affected by RNase treatment (hHFC + RNase). 図9Bはウェスタンブロット法の分析により、各種のmirPS細胞株におけるヒトテロメラーゼ逆転写酵素(hTERT)の発現が一致的に増加するが、AOF2とHDAC2の発現が減少することを証明した(n=5、p<0.01)。FIG.9B demonstrated by Western blot analysis that expression of human telomerase reverse transcriptase (hTERT) in various mirPS cell lines was consistently increased, but decreased in AOF2 and HDAC2 expression (n = 5). , P <0.01). 図9CはテロメラーゼPCR ELISA試験でテロメラーゼ活性を測定した(OD470-OD680;n=3、p<0.01)。FIG. 9C shows telomerase activity measured by telomerase PCR ELISA test (OD470-OD680; n = 3, p <0.01). 図10A〜10Dの分析結果により、標的となるエピジェネティック遺伝子(epigenetic gene)に対してmir-302が誘発したサイレンシング効果を示す。図10Aはルシフェラーゼ3'末端非翻訳領域レポーター遺伝子の構造は、3'末端非翻訳領域に2つの正常の(T1+T2)又は2つの突然変異の(M1+M2)、又は正常と突然変異との混合の(T1+M2又はM1+T2)mir-302の標的部位がある。突然変異部位は正常の標的部位の一致する3'末端CTTの代わりに、ミスマッチのTCCモチーフを含有する。The analysis results of FIGS. 10A to 10D show the silencing effect induced by mir-302 on the targeted epigenetic gene. FIG.10A shows that the structure of the luciferase 3′-terminal untranslated region reporter gene has two normal (T1 + T2) or two mutated (M1 + M2), or normal and mutated 3′-terminal untranslated region. There are target sites of mixed (T1 + M2 or M1 + T2) mir-302. The mutation site contains a mismatched TCC motif instead of the matching 3 'terminal CTT of the normal target site. 図10Bはドキシサイクリン(Dox)により誘導して発現されたmir-302のルシフェラーゼ発現に対する影響(n=5、p<0.01)。FIG. 10B shows the effect of mir-302 expressed by doxycycline (Dox) on luciferase expression (n = 5, p <0.01). 図10Cと図10Dはウェスタンブロット分析法で高濃度(10 μM Dox)と低濃度(5 μM Dox)のmir-302の誘導において、mir-302の主要な標的となるエピジェネティック遺伝子(epigenetic gene)はmirPS細胞及びヒト胚性幹細胞であるWA01-H1(H1)及びWA09-H9(H9)における発現の変化の比較結果(n=4、p<0.01)。Figures 10C and 10D show the western blot analysis of the epigenetic gene, which is a major target of mir-302 in inducing high (10 μM Dox) and low (5 μM Dox) mir-302. Shows the results of comparison of changes in expression in mirPS cells and human embryonic stem cells WA01-H1 (H1) and WA09-H9 (H9) (n = 4, p <0.01). 図11はmir-302媒介の体細胞再プログラム(somatic cell reprogramming、SCR)と細胞周期調節機構の模式図である。従来及び現在の研究に基づき、我々は平行する2つの事象を発見した。第1に、mir-302は、複数種のエピジェネティック調節因子(epigenetic regulators)であるAOF1/2、MECP1/2及びHDAC2に対する強力なサイレンシング作用によって再プログラムを開始すると共に、全ゲノムDNAの脱メチル化を引き起こすことで、さらにSCRを誘発するのに必要な(灰色マーカー)ヒト胚性幹細胞の細胞マーカー遺伝子を活性化する。第2に、G1チェックポイント調節因子サイクリン依存性キナーゼ(CDK2)、サイクリンD1/D2(cyclins D1/D2)とBMI-1の共抑制及びp16Ink4aとp14/p19Arfの活性化によって、細胞周期の減衰を引き起こすことで、SCRに備える(黒色マーカー)ように全細胞活動を抑制する。休眠期(G0/G1)の休止も可能なランダム成長(random growth)及び/又は再プログラムされた多能性幹細胞の腫瘍様形質転換(transformation)を防止する。要するに、これら2つの事象の協同効果の結果は、より精確且つ安全な再プログラムプロセスと、早熟(pre-mature)及び腫瘍の形成も同時に抑制できることである。FIG. 11 is a schematic diagram of mir-302-mediated somatic cell reprogramming (SCR) and a cell cycle regulation mechanism. Based on previous and current research, we have found two parallel events. First, mir-302 initiates reprogramming by potent silencing of several epigenetic regulators, AOF1 / 2, MECP1 / 2, and HDAC2, and de-encrypts whole genomic DNA. Inducing methylation further activates the cell marker genes of human embryonic stem cells required to induce SCR (grey marker). Second, co-suppression of the G1 checkpoint regulator cyclin-dependent kinase (CDK2), cyclins D1 / D2 (cyclins D1 / D2) and BMI-1, and activation of p16Ink4a and p14 / p19Arf reduce cell cycle decay. Inducing it suppresses whole cell activity to prepare for SCR (black marker). Resting of the dormant phase (G0 / G1) also prevents possible random growth and / or tumor-like transformation of reprogrammed pluripotent stem cells. In essence, the result of the synergistic effect of these two events is that a more accurate and safe reprogramming process can be simultaneously suppressed, as well as pre-mature and tumor formation. 図12A〜12Cはmir-302様のRNA分子をヒト上皮初代培養細胞(hpESC)、ヒト前立腺癌細胞(PC3)及びヒト初代黒色腫細胞(Colo)に導入遺伝子発現した後、細胞形態及び細胞増殖の変化を示す。mir-302の形質移入後、mir-302発現が陽性である細胞はそれぞれhpESC+mir-302、PC3+mir-302及びColo+mir-302である。FIG. Shows the change in After transfection of mir-302, cells positive for mir-302 expression are hpESC + mir-302, PC3 + mir-302 and Colo + mir-302, respectively. 図13はイントロンmiRNA miR-302の天然の生合成機構を模式的に示す。Mir-302はLaリボ核タンパク質ドメインファミリーメンバー7遺伝子(La ribonucleoprotein domain family member 7 (LARP7))のイントロン領域によりコードされる天然イントロンmiRNAである。mir-302の生合成では、初級のmiRNA前駆体(pri-miRNA)はまずII型RNAポリメラーゼ(Pol-II)によりLARP7遺伝子の転写物と共に転写され、次に細胞スプライセオソームによってヘアピン様のmiRNA前駆体(pre-miRNA)に修飾される。Pre-miRNAはエクスポーチン5(Xpo5)によって細胞核から輸出され、且つ、さらに細胞質中のDicer様のリボ核酸エンドリボヌクレアーゼRNase IIIによって成熟したmiRNAsに処理される。続いて、成熟したmir-302分子はArgonauteタンパク質(Ago 1〜4)と共に、RNA-inducedサイレンシング複合体(RISC)に結合し、特定の遺伝子のサイレンシングを誘発することができる。FIG. 13 schematically shows the natural biosynthetic mechanism of intron miRNA miR-302. Mir-302 is a natural intron miRNA encoded by the intron region of La ribonucleoprotein domain family member 7 (LARP7). In the biosynthesis of mir-302, the primary miRNA precursor (pri-miRNA) is first transcribed by the type II RNA polymerase (Pol-II) along with the transcript of the LARP7 gene, and then the hairpin-like miRNA by cell spliceosomes. Modified into a precursor (pre-miRNA). Pre-miRNA is exported from the cell nucleus by exportin 5 (Xpo5), and further processed into mature miRNAs by Dicer-like ribonucleic acid endoribonuclease RNase III in the cytoplasm. Subsequently, the mature mir-302 molecule, together with the Argonaute protein (Ago 1-4), can bind to the RNA-induced silencing complex (RISC) and induce silencing of specific genes. 図14はpro-mir-302を用いてマウス皮膚開放創を治療するインビボでの新薬臨床前試験(pre-IND)の結果を示す。試験には、上のブランク群、即ち軟膏のみでの処理、中のpro-mir-434濃度10 μg/mLの軟膏(ネガティブコントロール群)、下のpro-mir-302濃度10 μg/mLの軟膏という異なる3つの治療を含む。FIG. 14 shows the results of an in vivo new drug preclinical test (pre-IND) of treating open skin wounds of mice using pro-mir-302. In the test, the upper blank group, that is, the treatment with the ointment alone, the ointment with a pro-mir-434 concentration of 10 μg / mL (negative control group), the ointment with the lower pro-mir-302 concentration of 10 μg / mL Including three different treatments. 図15はpro-mir-302を注射薬剤として、SCIDヌードマウスにおいて異種移植(xenografts)されたヒト肝臓癌細胞を治療するインビボでの新薬臨床前試験(pre-IND)の結果を示す。3回の処理(週に1回)後、pro-mir-302(pre-mir-302)薬が腫瘍を728±328 mm3(未処理のブランク群、コントロール群C)から75±15 mm3(pro-mir-302による処理、グループT)に減少させたことに成功し、平均腫瘍サイズの90%に近い減少率を示した。同じ工程で合成siRNAなどの模倣体(siRNA-302)によって処理された後、顕著な治療効果が発見されなかった。更なる組織学的試験(最右)では、pro-mir-302によって処理された異種移植された肝臓癌細胞/腫瘍のみで正常肝小葉のような構造(黒い矢印で示す丸)が観察され、他の処理グループ又はコントロール群では観察されなかったことを示した。この結果は再プログラム機構が悪性の癌細胞性質を比較的正常の状態に回復させることができる(癌の逆転、cancer reversion)ことを示唆した。FIG. 15 shows the results of an in vivo new drug preclinical test (pre-IND) for treating human liver cancer cells xenografts in SCID nude mice using pro-mir-302 as an injection drug. After three treatments (once a week), the pro-mir-302 (pre-mir-302) drug reduced the tumor from 728 ± 328 mm 3 (untreated blank group, control group C) to 75 ± 15 mm 3 (treatment with pro-mir-302, group T), showing a reduction rate close to 90% of the mean tumor size. No significant therapeutic effect was found after treatment with a mimic such as a synthetic siRNA (siRNA-302) in the same step. Further histological examination (rightmost) showed normal liver lobule-like structures (circles with black arrows) only in xenografted liver cancer cells / tumors treated with pro-mir-302, This was not observed in other treatment groups or control groups. This result suggested that the reprogramming mechanism could restore malignant cancer cell properties to a relatively normal state (cancer reversion). 図16は正常肝臓組織とpro-mir-302で処理されたin vivo異種移植されたヒト肝臓癌細胞/腫瘍との組織学的な相似性を示す。3回の処理(週に1回)後、pro-mir-302(pre-mir-302)薬が高度(grade IV)の異種移植されたヒト肝臓癌を比較的良性である低段階(grade IIより低い)状態に再プログラムすることに成功した。正常の肝臓組織(上図)のように、処理された異種移植の癌(腫瘍)は、中心静脈(CV)様および門脈三管(PT)様の構造(黒い矢印で示す箇所)を有する典型的な肝小葉を形成することができる。一般的には、正常の肝細胞と比べて、癌細胞が酸性を示し、ヘマトキシリン-エオシン(H&E)染色の結果により、癌細胞の色が比較的紫であり、正常の肝細胞の色が比較的赤であることを示す。FIG. 16 shows histological similarity between normal liver tissue and in vivo xenografted human liver cancer cells / tumors treated with pro-mir-302. After three treatments (once a week), the pro-mir-302 (pre-mir-302) drug is a relatively benign low grade (grade II) xenografted human liver cancer. (Lower) state. Like normal liver tissue (top), treated xenograft cancers (tumors) have central venous (CV) -like and portal triad (PT) -like structures (points indicated by black arrows) A typical hepatic lobule can be formed. In general, cancer cells are more acidic than normal hepatocytes, and the results of hematoxylin-eosin (H & E) staining indicate that the color of the cancer cells is relatively purple, and that the color of normal hepatocytes is comparable. Indicates that the target is red. 図17はSCID-beigeヌードマウス体内の、未処理の、siRNAによる処理の、pro-mir-302による処理の異種移植されたヒト肝臓癌(腫瘍)と正常の肝臓組織との病理組織学的比較を示す。未処理では(上図)、異種移植されたヒト肝臓癌(腫瘍)が、正常組織、例えば筋肉と血管に侵略的に侵入し、大規模の細胞-細胞及び癌-組織の融合構造を形成し、その高度悪性及び転移を示した。siRNAなどの模倣体(siRNA-302)による処理では、異種移植された肝腫瘍(中上図)の悪性が著しく低下しなかった。その理由はsiRNA分子のインビボでの短い半減期にある可能性がある。それに反して、pro-mir-302 (=pre-mir-302)による治療では、異種移植された癌細胞を正常肝細胞様の形態(未融合)に再プログラムしただけではなく、癌(細胞)の周囲の正常組織への侵入を抑制することに成功した(中下図)。正常肝臓組織(下図)と比較して、pro-mir-302で処理された悪性腫瘍では肝小葉様の構造、正常腺細胞様の配列、及び細胞-細胞と癌-組織の接合部位(黒い矢印)の非常に明らかな境界を示した。これは、処理された癌(腫瘍)が比較的良性の状態になったことを証明した。FIG. 17 is a histopathological comparison of human liver cancer (tumor) xenografted with untreated siRNA treated with pro-mir-302 in SCID-beige nude mice and normal liver tissue Is shown. Untreated (top), xenografted human liver cancers (tumors) invasively invade normal tissues, such as muscle and blood vessels, forming large cell-cell and cancer-tissue fusion structures. Showed its high malignancy and metastasis. Treatment with mimics such as siRNA (siRNA-302) did not significantly reduce the malignancy of xenografted liver tumors (middle upper panel). The reason may be due to the short half-life of the siRNA molecule in vivo. In contrast, treatment with pro-mir-302 (= pre-mir-302) not only reprogrammed the xenografted cancer cells to a normal hepatocyte-like morphology (unfused), but also Successfully suppressed the invasion of normal tissue around (see middle and lower figures). Compared to normal liver tissue (bottom), pro-mir-302 treated malignant tumors have hepatic lobule-like structures, normal glandular-like sequences, and cell-cell and cancer-tissue junctions (black arrows) Showed very clear boundaries. This proved that the treated cancer (tumor) became relatively benign.

発明の詳細な説明
添付した図面を参照しながら本発明の特定の具体的実施例を説明するが、これらの具体的実施例は実施例に過ぎず、本発明の原理の応用を代表できる少数の可能性のある特定の具体的実施例のみを例示的に挙げることを理解すべきである。当業者であれば、各種の変更や修飾は、添付した特許請求の範囲でさらに定義される本発明の精神、範囲や意図に含まれると見なすべきである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Certain specific embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but these specific embodiments are merely examples, and a small number of examples may be used to represent the application of the principles of the present invention. It should be understood that only certain specific embodiments that are possible are given by way of example only. Those skilled in the art should consider various changes and modifications as falling within the spirit, scope and intention of the present invention, which is further defined in the appended claims.

本発明は、新規な核酸組成物、及び組換えのmir-302様遺伝子サイレンシングエフェクターを利用してヒト腫瘍/癌細胞の増殖と腫瘍形成を抑制する方法を提供する。従来の小ヘアピンリボ核酸(shRNA)の設計と異なり、本発明に係る小ヘアピンリボ核酸は、天然mir-302の前駆体(pre-mir-302)に類似するミスマッチステムアーム(mismatched stem-arm)を含む。なお、本発明に係る小ヘアピンリボ核酸は改良されたpre-mir-302ステムループである5'-GCTAAGCCAG GC-3' (SEQ.ID.NO.1)及び5'-GCCTGGCTTA GC-3' (SEQ.ID.NO.2)を含み、該pre-mir-302ステムループは運搬リボ核酸(tRNA)の輸送に干渉せずに天然マイクロリボ核酸前駆体(pre-miRNAs)と同様な核外への輸送(nucleus export)効率を提供することができる。いかなる特定の理論に制限されず、本発明の抗増殖、抗腫瘍形成の効果は、新たに発見されたmir-302ファミリークラスター(mir-302s)又はmir-302と相同な小ヘアピンリボ核酸を発現できる組換え核酸組成物を形質移入することによって引き起こされるmir-302媒介の遺伝子サイレンシング機構を示す。全ての手動で再設計したmiRNA/shRNA分子は、その5'末端配列の最初の17個のヌクレオチドに同様な配列である5'-UAAGUGCUUC CAUGUUU-3' (SEQ.ID.NO.3)を有する。mir-302様遺伝子サイレンシングエフェクター、及びmir-302を発現する核酸組成物を構築する工程は実施例2及び3において記述する。mir-302と相同な配列を設計する際、ウラシル(U)に代わってチミン(T)を用いてもよい。   The present invention provides novel nucleic acid compositions and methods of using recombinant mir-302-like gene silencing effectors to inhibit human tumor / cancer cell growth and tumor formation. Unlike conventional small hairpin ribonucleic acid (shRNA) designs, small hairpin ribonucleic acids according to the present invention include a mismatched stem-arm similar to the precursor of natural mir-302 (pre-mir-302). . The small hairpin ribonucleic acid according to the present invention is an improved pre-mir-302 stem loop, 5′-GCTAAGCCAG GC-3 ′ (SEQ.ID.NO.1) and 5′-GCCTGGCTTA GC-3 ′ (SEQ. .ID.NO.2), and the pre-mir-302 stem loop does not interfere with the transport of transport ribonucleic acid (tRNA) to the same nuclear export as natural microribonucleic acid precursors (pre-miRNAs). Transportation (nucleus export) efficiency can be provided. Without being limited to any particular theory, the anti-proliferative, anti-tumorigenic effects of the present invention can express newly discovered mir-302 family clusters (mir-302s) or small hairpin ribonucleic acids homologous to mir-302. Figure 4 shows the mir-302 mediated mechanism of gene silencing caused by transfecting a recombinant nucleic acid composition. All manually redesigned miRNA / shRNA molecules have a similar sequence 5'-UAAGUGCUUC CAUGUUU-3 '(SEQ.ID.NO.3) in the first 17 nucleotides of its 5' terminal sequence. . The steps for constructing a mir-302-like gene silencing effector and a nucleic acid composition expressing mir-302 are described in Examples 2 and 3. When designing a sequence homologous to mir-302, thymine (T) may be used instead of uracil (U).

ヒト細胞周期においてmir-302の役割を位置づけるために、我々は誘導可能なpTet-On-tTS-miR302s発現ベクターを設計し(図1A、実施例2)、正常のヒト細胞とヒト癌細胞中に形質移入した。Mir-302sはhES特有のマイクロリボ核酸(miRNA)ファミリーであり、ファミリークラスターにmir-302b、mir-302c、mir-302a、及びmir-302d(mir-302s;図1B)という4つの小型非コード(non-coding)RNAメンバーが含まれる(Suh氏ら,2004)。本発明では、mir-302sの発現は、ドキシサイクリン(Dox)の刺激下で、テトラサイクリン応答要素(tetracycline-response-element,TRE)により制御されるサイトメガロウィルスプロモーター(cytomegaloviral (CMV) promoter)によって駆動される。形質移入後、mir-302の生合成は天然のイントロンマイクロリボ核酸の生合成経路に基づいて行われ、そのうち、mir-302が赤色蛍光タンパク質をコードするレポーター遺伝子(RGFP)とともに転写され、さらにスプライセオソーム複合体(spliceosomal components)及び細胞質RNAエンドリボヌクレアーゼRNaseIIIであるダイサー(Dicers)によって、単独のmir-302メンバーにスプライスされる(図2A)(Lin氏ら,2008)。定量上では、1倍濃度のRGFPは4倍濃度のmir-302に相当する。マイクロリボ核酸のマイクロアレイ分析によって、ドキシサイクリン(Dox)の刺激下で、mir-302b*以外の全てのmir-302メンバーが形質移入された細胞において有効的に発現することを確認した(図1C、実施例3)。pTet-On-tTS-miR302s発現ベクターで細胞を形質移入する工程については図2B〜2Cにおいて概略に記述する。   To position the role of mir-302 in the human cell cycle, we designed an inducible pTet-On-tTS-miR302s expression vector (FIG.1A, Example 2) in normal human cells and human cancer cells. Transfected. Mir-302s is a hES-specific microribonucleic acid (miRNA) family, and its family cluster consists of four small non-coding mir-302b, mir-302c, mir-302a, and mir-302d (mir-302s; FIG. 1B). (non-coding) RNA members are included (Suh et al., 2004). In the present invention, the expression of mir-302s is driven by a cytomegalovirus (CMV) promoter controlled by a tetracycline-response-element (TRE) under the stimulation of doxycycline (Dox). You. After transfection, mir-302 biosynthesis is based on the natural intron microribonucleic acid biosynthetic pathway, in which mir-302 is transcribed along with a reporter gene (RGFP) encoding a red fluorescent protein, and further spliced. Spliceosomal components and the cytoplasmic RNA endoribonuclease RNase III, Dicer, are spliced into a single mir-302 member (FIG. 2A) (Lin et al., 2008). Quantitatively, a 1-fold concentration of RGFP corresponds to a 4-fold concentration of mir-302. Microarray analysis of microribonucleic acids confirmed that under the stimulation of doxycycline (Dox), all mir-302 members except mir-302b * were effectively expressed in transfected cells (FIG. Example 3). The steps of transfecting cells with the pTet-On-tTS-miR302s expression vector are outlined in FIGS. 2B-2C.

また、pTet-On-tTS-miR302sのようなmir-302を発現する核酸組成物は、真核細胞における翻訳効率を向上させるKozak翻訳開始共通配列(Kozak consensus translation initiation site)、mir-302を発現させる構造物(mir-302 construct)の下流側に位置する複数のSV40ポリアデニル化シグナル(SV40 polyadenylation signals)、原核細胞増殖のためのpUC複製起点、mir-302を発現させる構造物(即ち、SpRNAi-RGFP)を該核酸組成物に組み込むための少なくとも2箇所の制限部位、SV40 T抗原を発現させる哺乳動物細胞において複製に必要な選択的SV40複製起点、及び複製可能な原核細胞で抗生物質耐性遺伝子を発現させるための選択的SV40初期プロモーターを含む。抗生物質耐性遺伝子の発現は、導入遺伝子が発現した陽性クローニングを単離するための選択的マーカーとして用いられる。これらの抗生物質は、G418、ネオマイシン(neomycin)、ピューロマイシン(puromycin)、ペニシリンG(penicillin G)、アンピシリン(ampicillin)、カナマイシン(kanamycin)、ストレプトマイシン(streptomycin)、エリスロマイシン(erythromycin)、スペクトロマイシン(spectromycin)、フォフォマイシン(phophomycin)、テトラサイクリン(tetracycline)、ドキシサイクリン(doxycycline)、リファピシン(rifapicin)、アンホテリシンB(amphotericin B)、ゲンタマイシン(gentamycin)、クロラムフェニコール(chloramphenicol)、セファロチン(cephalothin)、チロシン(tylosin)、及びこれらの組み合わせから選ばれる。   Also, nucleic acid compositions that express mir-302, such as pTet-On-tTS-miR302s, express the Kozak translation initiation common sequence (Kozak consensus translation initiation site) that improves translation efficiency in eukaryotic cells, expressing mir-302. A plurality of SV40 polyadenylation signals (SV40 polyadenylation signals) located downstream of the construct to be made (mir-302 construct), a pUC origin of replication for prokaryotic cell proliferation, a construct that expresses mir-302 (i.e., SpRNAi- RGFP) into the nucleic acid composition, at least two restriction sites, a selective SV40 origin of replication necessary for replication in mammalian cells expressing the SV40 T antigen, and an antibiotic resistance gene in a prokaryotic cell capable of replication. Includes an optional SV40 early promoter for expression. Expression of the antibiotic resistance gene is used as a selective marker to isolate positive cloning in which the transgene was expressed. These antibiotics, G418, neomycin (neomycin), puromycin (puromycin), penicillin G (penicillin G), ampicillin (ampicillin), kanamycin (kanamycin), streptomycin (streptomycin), erythromycin (erythromycin), spectromycin (spectromycin) ), Phophomycin, phophomycin, tetracycline, doxycycline, drifcycline, rifapicin, amphotericin B (amphotericin B), gentamicin (gentamycin), chloramphenicol, cephalothin (cephalothin), tyrosine (typhacine) tylosin), and combinations thereof.

Mir-302はアポトーシスを起こさずに正常細胞の細胞周期を減衰させる
我々の過去の研究では、ヒト黒色腫細胞Colo-829及び前立腺癌細胞PC3において、mir-302発現の増加はこれらの悪性癌細胞をhES様の多能性の(pluripotent)状態に再プログラムできることを示した(Lin氏ら,2008)。体細胞の再プログラム(SCR)の過程において、mir-302が98%より多くの(>98%)の癌細胞のアポトーシスを引き起こすとともに、さらに残りの(<2%)再プログラム細胞の増殖速度を大幅に低減した。確かにこれらの特性は癌症治療に有益であるが、mir-302が正常ヒト細胞における機能はまだ確実ではない。その効果を評価するために、我々は誘導可能なpTet-On-tTs-miR302s発現ベクターを正常ヒト毛嚢細胞(hHFCs)中に導入した。hHFCsを選んだ理由はその量が十分で、到達性を有し、且つ成長が速いことにある。我々は、ドキシサイクリン(Dox)の濃度が10 μMまで増加することにつれ、ドキシサイクリン濃度が7.5 μMより高い(>7.5 μM)(図1D、実施例5)の閾値で、コア再プログラム因子(core reprogramming factors)Oct4−Sox2−Nanogが一斉に促進されるとともに、増殖性の細胞クラスターが70%減少し、即ち、本来の37%±2%から11%±2%まで減少した(図1E、M期、実施例7)ことを観察できた。それに応じて、休眠細胞クラスターが41%増加し、即ち、本来の56%±3%から79%±5%まで増加し(図1E、G0/G1期、実施例7)、我々が以前、mir-302によって再プログラムされた多能性幹細胞(mir-302−reprogrammed pluripotent stem cells)において発見された(mirPS cells;Lin氏ら,2008)強力な抗増殖作用と相似することを示唆した。しかし、mir-302により再プログラムされたhHFC細胞(mirPS-hHFC)はアポトーシスを測定できるDNAラダーリング(DNA laddering)又は細胞死のいずれの徴候も示さない(図1F、実施例6)ことから、腫瘍/癌細胞と比較して、正常細胞の方がよりmir-302による抗増殖作用を耐えられることを示した。腫瘍/癌細胞はその旺盛な新陳代謝及び急速な成長拡張により、このような休眠状態における生存が極めて困難となると考えられる。
Mir-302 attenuates the cell cycle of normal cells without apoptosis In our previous studies, in human melanoma cells Colo-829 and prostate cancer cells PC3, increased mir-302 expression was detected in these malignant cells. Can be reprogrammed to an hES-like pluripotent state (Lin et al., 2008). During the process of somatic cell reprogramming (SCR), mir-302 causes more than 98% (> 98%) of cancer cells to undergo apoptosis, while further increasing the growth rate of the remaining (<2%) reprogrammed cells. Significantly reduced. Although these properties are certainly beneficial in treating cancer, the function of mir-302 in normal human cells is not yet certain. To evaluate its effect, we introduced the inducible pTet-On-tTs-miR302s expression vector into normal human hair follicle cells (hHFCs). The reason for choosing hHFCs is that they are sufficient, reachable, and grow fast. We show that as the concentration of doxycycline (Dox) increases to 10 μM, the doxycycline concentration is higher than 7.5 μM (> 7.5 μM) (FIG.1D, Example 5), and that the core reprogramming factors ) Oct4-Sox2-Nanog was promoted simultaneously and proliferating cell clusters were reduced by 70%, i.e., from 37% ± 2% to 11% ± 2% (FIG.1E, M phase, Example 7) could be observed. In response, the dormant cell cluster increased by 41%, i.e. from 56% ± 3% of the original to 79% ± 5% (FIG.1E, G0 / G1, phase 7, Example 7). (MirPS cells; Lin et al., 2008) found in mir-302-reprogrammed pluripotent stem cells, resembling a potent antiproliferative effect. However, hHFC cells reprogrammed with mir-302 (mirPS-hHFC) do not show any signs of DNA laddering or cell death that can measure apoptosis (Figure 1F, Example 6), Normal cells were shown to be more tolerant of the antiproliferative effect of mir-302 compared to tumor / cancer cells. Tumor / cancer cells are considered to be extremely difficult to survive in such a dormant state due to their vigorous metabolism and rapid growth and expansion.

注意すべきなのは、7.5 μMより高い濃度のドキシサイクリンで処理した後、mirPS-hHFCの形態は、紡錘状轉から休眠細胞様の球状に変わったことである(図3A-3B、赤色RGFP陽性細胞)。7.5 μMドキシサイクリンの刺激下で生成された細胞のmir-302濃度はヒト胚性幹細胞H1及びH9細胞中のmir-302濃度水準の約1.3倍である(図4A、実施例4)。このより高い濃度水準下で、mirPS-hHFCsはOct3/4、Sox2、Nanog、及びその他の標準ヒト胚性幹細胞(hES)マーカーを強く発現した(図4A)。全遺伝子発現のマイクロアレイ分析では、約半分のトランスクリプトーム(transcriptome)がhHFC体細胞のパターンからhES様の発現パターンに変化し、且つ、H1/H9細胞と93%よりも高い(>93%)相似性を有することがさらに示された(図5A、実施例8)。体細胞の再プログラム(SCR)開始の最初の徴候である全ゲノムDNAの脱メチル化は、これらのmirPS-hHFCsにおいても明確に測定でき、且つ脱メチル化のパターンもH1/H9細胞中のと同じである(図5B及び5C、実施例9)。また、個々のmirPS-hHFC細胞は胚様体様の単一のコロニーに成長するとともに、1サイクルあたり20〜24時間の細胞分裂速度もmir-302の抗増殖効果に一致している(図3C)。我々は、これらのmirPS-hHFCsは偽妊娠免疫不全のSCID-beigeマウスの子宮及び腹腔中にのみ奇形腫様組織嚢腫を形成するため、これらのmirPS-hHFCsは多能性(pluripotent)であるが、腫瘍形成能力(tumoregenetic)を有しないことに特に注意した。これらの奇形腫様嚢腫は、外胚葉、中胚葉、及び内胚葉という3つの胚葉(embryonic germ layer)組織に由来する種々の組織を含む(図5D、実施例10)。また、mirPS-hHFCsが正常の雄性マウスの体内に異種移植されると、mirPS-hHFCsが周辺組織に同化され、それらと同様な組織マーカーを呈するようになった。このことは、mir-302が損傷細胞の治癒に用いられる可能性も示した(図4B)。以上の発見をまとめると、mir-302は体細胞hHFCsをhES様のiPS細胞(誘導多能性幹細胞)に再プログラムできることを示唆している。Oct3/4とSox2などの転写因子はmir-302の発現にとって重要であり(Marson氏ら,2008;Card氏ら,2008)、mir-302はOct3/4−Sox2に代わって、体細胞再プログラム(SCR)の発生を誘導できるかもしれない。   Note that after treatment with doxycycline at concentrations higher than 7.5 μM, the morphology of mirPS-hHFC changed from spindle-shaped to dormant cell-like spheres (Figures 3A-3B, red RGFP-positive cells). . The mir-302 concentration of cells generated under the stimulation of 7.5 μM doxycycline is about 1.3 times the mir-302 concentration level in human embryonic stem cells H1 and H9 cells (FIG. 4A, Example 4). At this higher concentration level, mirPS-hHFCs strongly expressed Oct3 / 4, Sox2, Nanog, and other standard human embryonic stem cell (hES) markers (FIG. 4A). In microarray analysis of total gene expression, about half of the transcriptome changed from the hHFC somatic cell pattern to the hES-like expression pattern, and was higher than H1 / H9 cells and 93% (> 93%) It was further shown to have similarity (FIG. 5A, Example 8). Demethylation of total genomic DNA, the first sign of the onset of somatic cell reprogramming (SCR), can be clearly measured in these mirPS-hHFCs, and the pattern of demethylation is also in H1 / H9 cells. The same is true (FIGS. 5B and 5C, Example 9). In addition, individual mirPS-hHFC cells grow into a single embryoid body-like colony, and the cell division rate of 20-24 hours per cycle is also consistent with the antiproliferative effect of mir-302 (FIG. ). We show that these mirPS-hHFCs are pluripotent because they form teratoid cysts only in the uterus and peritoneal cavity of pseudopregnant immunodeficient SCID-beige mice. Special attention was given to having no tumoregenetic. These teratoid cysts include various tissues derived from three germ layer (embryonic germ layer) tissues: ectoderm, mesoderm, and endoderm (FIG. 5D, Example 10). When mirPS-hHFCs were xenotransplanted into normal male mice, mirPS-hHFCs were assimilated into surrounding tissues, and exhibited similar tissue markers. This also indicated that mir-302 could be used to heal damaged cells (FIG. 4B). Taken together, these findings suggest that mir-302 can reprogram somatic hHFCs into hES-like iPS cells (induced pluripotent stem cells). Transcription factors such as Oct3 / 4 and Sox2 are important for mir-302 expression (Marson et al., 2008; Card et al., 2008), and mir-302 replaces Oct3 / 4-Sox2 and replaces somatic cell reprogramming. (SCR) may be induced.

Mir-302に誘導されるSCRと細胞周期の減衰と平行に行われることは、mir-302の濃度によって決まる。我々は、mir-302の濃度がヒト胚性幹細胞H1/H9における濃度の1.3倍を超えると、それらはほぼ同時に起こることを発見したことから、この特殊な濃度は前記2つの事象を開始させる最小閾値であることを示した。過去の実験では、単一のmir-302メンバー、又はH1/H9細胞中の比較的低濃度に相当する濃度のmir-302を使用した場合、前記事象を誘発することができなかった。また、我々は比較的低濃度の5 μMドキシサイクリンにより誘導されたmir-302の濃度ではレポーター遺伝子の標的部位又は標的となるG1チェックポイント調節因子をサイレンシングできないことを証明した。自然の発育と比較して、桑実胚期(morula stage,32〜64細胞期)の前の胚性細胞はmirPS細胞の状況と相似な非常に遅い細胞周期速度を示している場合が多いが、このような細胞周期調節作用は胚盤胞由来の(blastocyst-derived)hES細胞では見つからなかった。これより、hES細胞質において比較的低濃度のmir-302では、標的となるG1チェックポイント調節因子及び発癌遺伝子をサイレンシングするのに足りないことが推測できる。これは、胚盤胞由来のhESはなぜ劇的な増殖能力及び腫瘍形成傾向を有する理由を解釈できるかもしれない。従って、本発明は幹細胞治療においてhES細胞の腫瘍形成能力(tumorigenecity)を低減させるためにも適用できる。   What happens in parallel with Mir-302-induced SCR and cell cycle decay depends on the concentration of mir-302. We have found that when the concentration of mir-302 exceeds 1.3 times that in human embryonic stem cells H1 / H9, they occur almost simultaneously, so this particular concentration is the minimum that triggers the two events. The threshold was shown. In previous experiments, the event could not be triggered when a single mir-302 member, or a concentration of mir-302 corresponding to a relatively low concentration in H1 / H9 cells, was used. We have also demonstrated that concentrations of mir-302 induced by relatively low concentrations of 5 μM doxycycline cannot silence the target site or target G1 checkpoint modulator of the reporter gene. Compared to natural development, embryonic cells before the morula stage (32-64 cell stage) often show very slow cell cycle rates similar to those of mirPS cells. However, such a cell cycle regulatory effect was not found in blastocyst-derived hES cells. This suggests that relatively low concentrations of mir-302 in hES cytoplasm are not sufficient to silence the target G1 checkpoint regulator and oncogene. This may explain why hES from blastocysts has dramatic proliferative capacity and propensity to form tumors. Therefore, the present invention is also applicable to reducing the tumorigenicity of hES cells in stem cell therapy.

Mir-302が腫瘍形成能力を抑制するとともに、様々な腫瘍/癌細胞のアポトーシスを誘導する
mir-302は癌細胞のアポトーシス及び細胞周期の減衰を引き起こす機能を有することに鑑みて、我々はmir-302を汎用的ヒト腫瘍/癌細胞の治療薬として使用する可能性を引き続き検討した。我々の過去の研究では、黒色腫(melanoma)と前立腺癌細胞における可能性を既に示した(Lin氏ら,2008)が、現行の研究で、乳癌細胞MCF7、肝臓癌細胞Hep G2、及び胚性奇形腫細胞NTera-2における可能性をさらに試した。図6A-6Bに示すように、3種類の腫瘍/癌細胞はpTet-On-tTS-miR302sベクターによって形質移入され、且つ、10μMドキシサイクリンの刺激下で、全てが休眠mirPS細胞に再プログラムされ、且つ、胚様体様コロニー(embryoid body-like colonoes)を形成した。3種類の腫瘍/癌細胞の全てにおいて、該濃度水準のmir-302は顕著なアポトーシスも引き起こした(>95%)(図1F、実施例6)。さらに、フローサイトメトリーによって、細胞周期の各時期のDNA含有量を分析した結果、全てのmirPS細胞中の有糸分裂細胞クラスターが著しく減少したことを示した(図6C、実施例7)。有糸分裂細胞クラスター(M期)はmirPS-MCF7細胞中では49%±3%から11%±2%まで78%低減し、mirPS-HepG2細胞中では46%±4%から17%±2%まで63%低減し、mirPS-NTera2細胞中では50%±6%から19%±4%まで62%低減した。逆に、休止/休眠の細胞クラスター(G0/G1期)は、mirPS-MCF7、mirPS-HepG2及びmirPS-NTera2細胞では、mirPS-MCF7細胞中では41%±4%から74%±5%まで、mirPS-HepG2細胞中では43%±3%から71%±4%まで、mirPS-NTera2細胞中では40%±7%から69%±8%まで、それぞれ80%、65%及び72%増加した。これらの結果は、mir-302がこれらの腫瘍/癌細胞の速い細胞周期速度を有効的に低減し、顕著なアポトーシスを誘発することができたことを示唆している。
Mir-302 suppresses tumorigenic potential and induces apoptosis of various tumor / cancer cells
In view of mir-302's ability to cause apoptosis of cancer cells and cell cycle decay, we continued to explore the possibility of using mir-302 as a versatile human tumor / cancer cell therapeutic. Our previous studies have already shown potential in melanoma and prostate cancer cells (Lin et al., 2008), but current studies show breast cancer cells MCF7, liver cancer cells Hep G2, and embryonic The potential in teratoma cells NTera-2 was further tested. As shown in FIGS.6A-6B, the three tumor / cancer cells were transfected with the pTet-On-tTS-miR302s vector and all were reprogrammed into dormant mirPS cells under the stimulation of 10 μM doxycycline, and As a result, embryoid body-like colonies were formed. In all three tumor / cancer cells, mir-302 at this concentration level also caused significant apoptosis (> 95%) (FIG. 1F, Example 6). Furthermore, analysis of DNA content at each stage of the cell cycle by flow cytometry showed that mitotic cell clusters in all mirPS cells were significantly reduced (FIG. 6C, Example 7). Mitotic cell cluster (M phase) is reduced by 78% from 49% ± 3% to 11% ± 2% in mirPS-MCF7 cells, and from 46% ± 4% to 17% ± 2% in mirPS-HepG2 cells In mirPS-NTera2 cells, it was reduced by 62% from 50% ± 6% to 19% ± 4%. Conversely, dormant / dormant cell clusters (G0 / G1 phase), in mirPS-MCF7, mirPS-HepG2 and mirPS-NTera2 cells, from 41% ± 4% to 74% ± 5% in mirPS-MCF7 cells, The increase was 43% ± 3% to 71% ± 4% in mirPS-HepG2 cells and 40% ± 7% to 69% ± 8% in mirPS-NTera2 cells, by 80%, 65% and 72%, respectively. These results suggest that mir-302 could effectively reduce the fast cell cycle rate of these tumor / cancer cells and induce significant apoptosis.

細胞侵入試験(Matrigelチャンバーを使用)及び細胞接着試験(細胞がヒト骨髄内皮細胞(hBMEC)の単細胞層に接着する)などのインビトロでの腫瘍形成能力試験(In vitro tumorigenecity assays)では、mir-302が抗増殖特性を有するほか、さらに2種類の抗腫瘍形成の効果も示された。細胞侵入試験(Cell invasion assay)は、全ての3種類の休眠mirPS-腫瘍/癌細胞がその移動能を失ったが(<1%まで低下)、本来の腫瘍/癌細胞がより高い栄養物が補充された区画エリアに強引的に侵入し、MCF7細胞では9%±3%以上の、Hep G2細胞では16%±4%の、NTera-2細胞では3%±2%の細胞クラスターを占めることを示した(図6D、実施例11)。細胞接着試験(Cell adhesion assay)も一貫してこれらのmirPS-腫瘍/癌細胞がhBMEC単細胞層に接着できないことを示したが、本来のMCF7、Hep G2細胞が50分間の培養を経た後、そのうちのかなりの細胞クラスター(MCF7 7%±3%、Hep G2 20%±2%)は速やかにhBMEC単細胞層に転移した(図6E、実施例12)。総括すれば、これまで全ての発見は、mir-302がヒト腫瘍抑制因子であり、細胞の速い成長を減速させ、腫瘍/癌細胞のアポトーシスを誘発でき、腫瘍/癌細胞の侵入(invasion)及び転移(metastasis)を抑制できることを、再びに強く示した。最も重要なのは、このmir-302の新規な機能は、悪性の皮膚癌(Colo-829)、前立腺癌(PC-3)、乳癌(MCF7)、及び肝臓癌(HepG2)に限らない多様なヒト腫瘍/癌に対抗でき、且つ奇形腫(NTera-2)に様々な異なる組織が含まれる観点から、各種の腫瘍に対する汎用的な治療を提供できる。   In vitro tumorigenecity assays, such as cell invasion tests (using a Matrigel chamber) and cell adhesion tests (cells adhere to a single cell layer of human bone marrow endothelial cells (hBMEC)), mir-302 Has anti-proliferative properties and two additional anti-tumorigenic effects. Cell invasion assays show that all three dormant mirPS-tumor / cancer cells lost their ability to migrate (down to <1%) but that the original tumor / cancer cells had higher nutrients. Forced entry into the replenished compartment area, occupying at least 9% ± 3% cell clusters in MCF7 cells, 16% ± 4% in Hep G2 cells, and 3% ± 2% in NTera-2 cells (FIG. 6D, Example 11). Cell adhesion assay (Cell adhesion assay) also consistently showed that these mirPS-tumor / cancer cells could not adhere to the hBMEC monolayer, but after the original MCF7 and Hep G2 cells were cultured for 50 minutes, A significant number of cell clusters (MCF7 7% ± 3%, Hep G2 20% ± 2%) rapidly translocated to the hBMEC monolayer (FIG. 6E, Example 12). Taken together, all the findings so far indicate that mir-302 is a human tumor suppressor, which can slow down the rapid growth of cells, induce apoptosis of tumor / cancer cells, invasion of tumor / cancer cells and It was once again strongly shown that metastasis could be suppressed. Most importantly, the novel function of this mir-302 is a variety of human tumors not limited to malignant skin cancer (Colo-829), prostate cancer (PC-3), breast cancer (MCF7), and liver cancer (HepG2) In view of the fact that teratoma (NTera-2) contains various different tissues, it can provide general-purpose treatment for various tumors.

Mir-302媒介の抗増殖機能は、CDK2、cyclin-D1/D2、及びBMI-1に対する共抑制によって達成される
mir-302とその標的となるG1チェックポイント調節因子との間の実際の相互作用を確認するために、我々はルシフェラーゼの3'末端非翻訳領域レポーター遺伝子(luciferase 3'UTR region reporter)試験を行った(図7A、実施例15)。その結果、異なる濃度のmir-302による処理は、サイクリン依存性キナーゼ2 (CDK2)、サイクリンD1/D2 (cyclins-D1/D2)とBMI-1ポリコームリングフィンガー発癌遺伝子(BMI1 polycomb ring finger oncogene)を含む標的となるG1チェックポイント調節因子に対して、大きく異なる抑制効果を引き起こすこととなった。10 μMドキシサイクリンの存在下で、mir-302はCDK2、cyclins D1/D2、及びBMI-1転写物の標的部位に効果的に結合し、80%より多く(>80%)のレポータールシフェラーゼの発現をサイレンシングすることに成功した(図7B、実施例15)。mirPS細胞中で真の標的遺伝子に対するMir-302の抑制効果をウェスタンブロット分析法によって確認した結果は、ルシフェラーゼの3'末端非翻訳領域レポーター遺伝子試験(図7C、実施例5)による結果と一致する。これに反して、5 μMのドキシサイクリンにより誘導されるmir-302の比較的少量の発現では、レポーター遺伝子の標的部位、又はサイクリンD2以外の標的となるG1チェックポイント調節因子のいずれに対しても顕著なサイレンシング効果を誘発できない(図7B及び7D)。これはmir-302発現の用量依存性(dose-dependent manner)及びmir-302が該用量依存性に基づいて細胞周期速度を微調整する能力を示している。哺乳動物細胞周期では、G1−S期の移行は通常、代償性の2つのサイクリン−サイクリン依存性キナーゼ複合体(cyclin−CDK complexes)であるcyclin-D−CDK4/6及びcyclin-E−CDK2によって制御される(Berthet氏ら,2006)。我々は、高濃度のmir-302がCDK2及びcyclins D1/D2に対する共抑制を通じて2つの複合体を失活させることで、G1−S期移行を制御する2つの経路を阻害するとともに、再プログラムされたmirPS細胞中の細胞周期速度を低下することを発見した。hHFCs及びmirPS細胞において、cyclin D3の有限な発現量は、mirPS細胞におけるcyclins D1/D2損失の代償に及ばない。
Mir-302 mediated antiproliferative function is achieved by co-suppression on CDK2, cyclin-D1 / D2, and BMI-1
To confirm the actual interaction between mir-302 and its targeted G1 checkpoint regulator, we performed a luciferase 3'UTR region reporter test for luciferase. (FIG. 7A, Example 15). As a result, treatment with different concentrations of mir-302 resulted in cyclin-dependent kinase 2 (CDK2), cyclin D1 / D2 (cyclins-D1 / D2) and BMI-1 polycomb ring finger oncogene. Including the target G1 checkpoint modulators, they have significantly different inhibitory effects. In the presence of 10 μM doxycycline, mir-302 effectively binds to target sites on CDK2, cyclins D1 / D2, and BMI-1 transcripts, and increases expression of more than 80% (> 80%) of reporter luciferase. Silencing was successful (FIG. 7B, Example 15). The results of Western blot analysis confirming the inhibitory effect of Mir-302 on the true target gene in mirPS cells are consistent with the results from the 3'-terminal untranslated region reporter gene test for luciferase (Figure 7C, Example 5). . In contrast, the relatively low expression of mir-302 induced by 5 μM doxycycline is prominent either for the target site of the reporter gene or for a G1 checkpoint regulator other than cyclin D2. No significant silencing effect can be induced (FIGS. 7B and 7D). This demonstrates a dose-dependent manner of mir-302 expression and the ability of mir-302 to fine-tune cell cycle velocity based on the dose dependence. In the mammalian cell cycle, the G1-S phase transition is usually mediated by two compensatory cyclin-cyclin-dependent kinase complexes (cyclin-D-CDK4 / 6 and cyclin-E-CDK2). Controlled (Berthet et al., 2006). We show that high concentrations of mir-302 inhibit the two pathways that control the G1-S phase transition by inactivating the two complexes through co-suppression of CDK2 and cyclins D1 / D2, as well as being reprogrammed. Was found to reduce cell cycle velocity in mirPS cells. The limited expression of cyclin D3 in hHFCs and mirPS cells does not compensate for the loss of cyclins D1 / D2 in mirPS cells.

我々は、BMI-1のサイレンシングに伴って、p16Ink4a及びp14Arfの発現は微増する(hHFCsにおける上昇比率はそれぞれ63%±17%と57%±13%である)ことをさらに検知したが、p21Cip1の発現の変化は見られなかった(図7C)。発癌性の癌症幹細胞(oncogenic cancer stem cell)マーカーであるBMI-1の欠乏は、p16Ink4a及びp14Arfなどの腫瘍抑制因子の活性を増加させることによって、G1−S期移行を抑制する(Jacobs氏ら,1999)。このような状況では、16Ink4aは、cyclin-Dに依存するCDK4/6 (cyclin-D-dependent CDK4/6)が網膜芽細胞腫タンパク質(retinoblastoma protein,Rb)をリン酸化する活性を直接抑制することで、RbがS期に入るために必要なE2Fを放出することを防止し、さらにE2F依存性転写(E2F-dependent transcription)を行う(Parry氏ら,1995;Quelle氏ら,1995)。また、p14ArfはHDM2とp53との結合を防止しながら、G1期の停止又はアポトーシスの役割を担うp53依存性転写(p53-dependent transcription)を許容する(Kamijo氏ら,1997)。しかし、現在知られている限りでは、胚性幹細胞はcyclin-D依存性のCDK(cyclin-D-dependent CDK)による調節を受けない(Burdon氏ら,2002;Jirmanova氏ら,2002;Stead氏ら,2002)ことから、hES細胞の細胞周期調節については、CDK2はG1−S期移行を誘発するために主要な決定因子であると認知されている。そのため、CDK2のサイレンシングがmirPS細胞のG1期の停止(G1-arrest)に最も影響を与える可能性が大きく、cyclin-DとBMI-1の共抑制及びp16Ink4aとp14Arfの共活性化は、腫瘍の生成シグナルにより誘発される(tumorigenetic signal-induced)細胞増殖を付加的に抑制する。また、cyclin-Dの損失及びp16Ink4aの活性化は、胚性幹細胞においてcyclin-D依存性(cyclin-D−dependent)のCDKの活性不足についても解釈できる。   We further detected that p16Ink4a and p14Arf expression increased slightly with silencing of BMI-1 (increase rates in hHFCs are 63% ± 17% and 57% ± 13%, respectively), but p21Cip1 Was not changed (FIG. 7C). BMI-1 deficiency, an oncogenic cancer stem cell marker, suppresses G1-S phase transition by increasing the activity of tumor suppressors such as p16Ink4a and p14Arf (Jacobs et al., 1999). In this situation, 16Ink4a directly inhibits the activity of cyclin-D-dependent CDK4 / 6 (cyclin-D-dependent CDK4 / 6) to phosphorylate retinoblastoma protein (Rb) To prevent Rb from releasing E2F necessary to enter the S phase, and perform E2F-dependent transcription (Parry et al., 1995; Quelle et al., 1995). P14Arf also allows p53-dependent transcription that plays a role in G1 arrest or apoptosis while preventing the binding of HDM2 to p53 (Kamijo et al., 1997). However, as currently known, embryonic stem cells are not regulated by cyclin-D-dependent CDKs (Burdon et al., 2002; Jirmanova et al., 2002; Stead et al.). Therefore, CDK2 is recognized as a major determinant for inducing G1-S transition in cell cycle regulation of hES cells. Therefore, CDK2 silencing is most likely to have the greatest effect on G1 arrest (G1-arrest) of mirPS cells, and co-suppression of cyclin-D and BMI-1 and co-activation of p16Ink4a and p14Arf Additionally suppresses cell growth induced by a tumorigenic signal-induced. Further, the loss of cyclin-D and the activation of p16Ink4a can be interpreted as the lack of cyclin-D-dependent CDK activity in embryonic stem cells.

従って、マイクロリボ核酸(miRNA)と標的遺伝子との相互作用の厳密度はマイクロリボ核酸本来の機能を決定できる。異なる細胞条件によって、マイクロリボ核酸は遺伝子標的の異なる嗜好を表す。本発明はその重要なディテールを発見するとともに、mir-302がヒトとマウス細胞における機能が大いに異なることを初めて開示した。mir-302は、ヒト細胞において、CDK2、cyclins D1/D2、及びBMI-1を標的として強く狙うが、興味深いことに、p21Cip1が含まれていない。マウスp21Cip1と違って、ヒトp21Cip1にはmir-302の標的部位がいずれも含まれていない。この遺伝子標的の相違は両者の細胞周期調節における重要な分岐(schism)を招いた。マウス胚性幹細胞(mES)において、mir-302はp21Cip1をサイレンシングするとともに、腫瘍様(tumor-like)の細胞増殖を促進する(Wang氏ら,2008;Judson、2009)が、ヒトmirPS細胞中では、p21Cip1の発現が維持されるとともに、比較的遅い細胞増殖と比較的低い腫瘍形成能力をもたらす。また、マウスのBMI-1も、適切な標的部位を欠けているためmir-302の標的遺伝子とならない。我々は、mirPS細胞において、ヒトBMI-1のサイレンシングは、p16Ink4a/p14ARFの発現をわずかに刺激し、細胞増殖を減弱させるが、一方、mir-302はマウスBMI-1をサイレンシングすることによって、マウス細胞において同様な効果を引き起こすことができないことを開示した。mirPS細胞において、p16Ink4a/p14ARFの発現が増加し、p21Cip1が影響を受けないことから、ヒトmirPS細胞における抗増殖効果及び抗腫瘍形成効果はcyclin-E−CDK2及びcyclin-D−CDK4/6を共抑制する経路以外、p16Ink4a−Rb及び/又はp14/19ARF−p53経路を通じて発揮する可能性が最も大きいと理解されるべきである。Mir-302のヒト及びマウス遺伝子を標的とする嗜好における顕著な違いは、両者の細胞周期調節機構に根本的な相違があることを示唆している。   Therefore, the rigor of the interaction between the microribonucleic acid (miRNA) and the target gene can determine the intrinsic function of the microribonucleic acid. Due to different cell conditions, microribonucleic acids represent different preferences for gene targets. The present invention has discovered its important details and has disclosed for the first time that mir-302 has greatly different functions in human and mouse cells. mir-302 strongly targets CDK2, cyclins D1 / D2, and BMI-1 in human cells, but interestingly does not contain p21Cip1. Unlike mouse p21Cip1, human p21Cip1 does not contain any target sites for mir-302. This difference in gene targets has led to important schism in cell cycle regulation of both. In mouse embryonic stem cells (mES), mir-302 silences p21Cip1 and promotes tumor-like cell growth (Wang et al., 2008; Judson, 2009), but not in human mirPS cells. In this case, expression of p21Cip1 is maintained, resulting in relatively slow cell growth and relatively low tumorigenic potential. Also, mouse BMI-1 is not a target gene for mir-302 due to the lack of an appropriate target site. We show that in mirPS cells, silencing of human BMI-1 slightly stimulates p16Ink4a / p14ARF expression and attenuates cell proliferation, while mir-302 silences mouse BMI-1. Disclose that it cannot produce a similar effect in mouse cells. In mirPS cells, the expression of p16Ink4a / p14ARF is increased, and p21Cip1 is not affected. It should be understood that, apart from the suppressive pathway, it is most likely exerted through the p16Ink4a-Rb and / or p14 / 19ARF-p53 pathway. Significant differences in the preference of Mir-302 targeting human and mouse genes suggest that there is a fundamental difference in the cell cycle regulatory mechanisms of both.

Mir-302の処理は幹細胞の多能性を変えずにインビボでの腫瘍細胞の成長を90%よりも多く減少させる
我々は、mir-302の腫瘍抑制機能及びその正常と腫瘍/癌細胞との間における異なる作用を確認した後、次に8週齢の雄性胸腺欠損マウス(BALB/c-nu/nu種)のインビボNTera2由来の奇形腫を治療する薬物としてmir-302が使用できるか否かの試験を行った(実施例13)。腫瘍Tera-2細胞株(neoplastic Tera-2,NTera-2)は多能性ヒト胚性奇形腫細胞株(human embryonalteratocarcinoma cell line)であって、インビボで多種の原始的体細胞組織(primitive somatic tissue)、特に原始的腺組織及び原始的神経組織に分化することができる(Andrews氏ら,1984)。その多能性のため、NTera-2由来の奇形腫はインビボでの様々な腫瘍を治療するモデルになることができる。薬剤の投与では、我々はインサイチュー(in situ)注射によってポリエチレンイミン(polyethylenimine,PEI)で調製されたpCMV-miR302s発現ベクターを腫瘍にできるだけ近い部位に注射した。pCMV-miR302sベクターはテトラサイクリン応答要素により制御される(TRE-controlled)CMVプロモーターを一般のCMVプロモーターに変えることで構成されたが(実施例2)、DNAメチル化のため、pCMV-miR302sのヒト細胞における発現は1ヶ月くらい期間に続く。上限値の10μg/マウス体重(g)(1回の注射の最大量)のpCMV-miR302sベクターを注射した後、マウスに疾患又は悪液質(cachexia)の徴候が観察されなかったため、この方法の安全性が証明された。組織学的検査においても、脳、心臓、肺、肝臓、腎臓、及び脾臓に組織損傷(lesion)が検出されなかったことが示された。
Treatment of Mir-302 reduces tumor cell growth in vivo by more than 90% without altering stem cell pluripotency.We demonstrate that mir-302 has a tumor suppressor function and its normal versus tumor / cancer cells. Whether the mir-302 can be used as a drug to treat in vivo NTera2-derived teratomas in 8-week-old male athymic mice (BALB / c-nu / nu species) (Example 13). Tumor Tera-2 cell line (neoplastic Tera-2, NTera-2) is a pluripotent human embryonal teratocarcinoma cell line, and in vivo, various types of primitive somatic tissue ), Especially to primitive glandular tissue and primitive neural tissue (Andrews et al., 1984). Due to its pluripotency, NTera-2 derived teratomas can be a model for treating a variety of tumors in vivo. For drug administration, we injected pCMV-miR302s expression vector prepared with polyethylenimine (PEI) by in situ injection at the site as close as possible to the tumor. The pCMV-miR302s vector was controlled by a tetracycline response element (TRE-controlled), which consisted of changing the CMV promoter to a general CMV promoter (Example 2), but for DNA methylation, pCMV-miR302s human cells Expression lasts for about a month. After injection of the upper limit of 10 μg / mouse body weight (g) (maximum dose per injection) of the pCMV-miR302s vector, no signs of disease or cachexia were observed in the mice, so this method was used. Safety has been proven. Histological examination also showed that no tissue lesions were detected in brain, heart, lung, liver, kidney, and spleen.

本発明の実施例では、2 μg/マウス体重(g)のpCMV-miR302sで5回の処理(3日置きに処理する)を行ったところ、奇形腫の成長に対して顕著な抑制作用があることを見出した。図8A(実施例13)に示すように、pCMV-miR302sベクターで処理した後、NTera2由来の奇形腫の平均サイズ(11±5mm3、n=6)は未処理のグループ(104±23mm3,n=4)と比較して、89%より多く(>89%)減少した。これに反して、PEIで調製した等量のアンチセンス-mir-302d(antisense-mir-302d)発現ベクター(pCMV-miR302d*)の投与は、奇形腫のサイズを本来の140%(250±73mm3,n=3)に増大させた。以上の結果により、本発明はNTera-2細胞が中程度のmir-302を発現することを発見した(図8B)。ノーザンブロット分析の結果も、これらの異なる処理を受けた奇形腫細胞において、mir-302の発現は腫瘍の大きさ(図8B)と負の相関関係であることを示し、つまり、mir-302の発現を調節することでインビボの奇形腫の成長を有効に制御することができることを示唆している。過去のインビトロ(in vitro)での発見を証明するために、我々はウェスタンブロット分析を行ってmir-302で処理した奇形腫において、G1チェックポイント調節因子CDK2−cyclins-D1/D2−BMI-1の共抑制及びコア再プログラム因子Oct3/4−Sox2−Nanogの共活性化を確認した(図8B)。免疫組織化学(immunochemical,IHC)染色法で奇形腫組織におけるこれらのタンパク質を分析したところ、同様な結果が証明された(図8C、実施例14)。最も注目すべきなのは、我々は自然の多能分化能に影響せずにmir-302が奇形腫細胞の成長を抑制できることを発見した。このことから、高濃度のmir-302が腫瘍抑制因子と再プログラム因子との両役を担うことも示唆した。mir-302の二重機能及びインビトロとインビボで(in vitro,in vivo)得られた一致した結果に基づき、我々は、インビトロで発見されたmir-302の抗増殖機構はインビボの奇形腫成長の抑制に適用することができ、そのため、各種の腫瘍に対して治療法としての可能性があると推測した。 In Examples of the present invention, when 5 treatments (treatment every 3 days) were performed with 2 μg / mouse weight (g) of pCMV-miR302s, there was a remarkable inhibitory effect on the growth of teratomas. I found that. As shown in FIG.8A (Example 13), after treatment with the pCMV-miR302s vector, the average size of NTera2-derived teratomas (11 ± 5 mm 3 , n = 6) was the untreated group (104 ± 23 mm 3 , Compared with n = 4), it decreased by more than 89% (> 89%). In contrast, administration of an equal volume of antisense-mir-302d (antisense-mir-302d) expression vector (pCMV-miR302d *) prepared with PEI reduced the size of the teratoma to 140% of its original size (250 ± 73 mm). 3 , n = 3). From the above results, the present inventors have found that NTera-2 cells express moderate mir-302 (FIG. 8B). Northern blot analysis also showed that in these differently treated teratoma cells, mir-302 expression was negatively correlated with tumor size (Figure 8B), i.e. It is suggested that regulating expression can effectively control teratoma growth in vivo. To demonstrate previous in vitro findings, we performed Western blot analysis to detect the G1 checkpoint modulator CDK2-cyclins-D1 / D2-BMI-1 in mir-302-treated teratomas. And the co-activation of the core reprogramming factor Oct3 / 4-Sox2-Nanog was confirmed (FIG. 8B). Analysis of these proteins in teratoma tissue by immunochemical (IHC) staining demonstrated similar results (FIG. 8C, Example 14). Most notably, we have found that mir-302 can suppress teratoma cell growth without affecting the natural pluripotency. This suggests that high concentrations of mir-302 play a role as both tumor suppressor and reprogramming factor. Based on the dual function of mir-302 and the consistent results obtained in vitro and in vivo (in vitro, in vivo), we conclude that the anti-proliferative mechanism of mir-302 discovered in vitro is It could be applied for suppression, so it was speculated that it has potential as a treatment for various tumors.

Mir-302がヒト上皮初代培養細胞(hpESC)、ヒト前立腺癌細胞(PC3)及びヒト黒色腫細胞Colo-829(Colo)を抑制する
我々は、試験したhpESC、PC3及びColo細胞においてmir-302の標的となる遺伝子を形質移入によってサイレンシングするために、連結したmir-302a−mir-302b−mir-302c−mir-302dであるpre-miRNAクラスター(SEQ.ID.NOs.9〜16)又は手動で再設計したpre-mir-302などの模倣体(例えば、5'-UAAGUGCUUC CAUGUUU-3'(SEQ.ID.NO.3)を含むヘアピン状の配列)を含む一連のmir-302の構成を設計して試験した。Mir-302a、mir-302b、mir-302c及びmir-302dの成熟配列はそれぞれ、5'-UAAGUGCUUC CAUGUUUUGG UGA-3' (SEQ.ID.NO.71)、5'-UAAGUGCUUC CAUGUUUUAG UAG-3' (SEQ.ID.NO.72)、5'-UAAGUGCUUC CAUGUUUCAG UGG-3' (SEQ.ID.NO.73)及び5'-UAAGUGCUUC CAUGUUUGAG UGU-3' (SEQ.ID.NO.74)である。注意すべきなのは、これらの相同のmir-302様の遺伝子サイレンシングエフェクターは、5'末端領域にある最初の17個のヌクレオチドが高い保存性(100%相同性)、即ち配列5'-UAAGUGCUUC CAUGUUU-3'(SEQ.ID.NO.3)を共有している。これらのmir-302の相同配列において、ウラシル(U)の代わりにチミン(T)を用いてもよい。
Mir-302 suppresses human epithelial primary culture cells (hpESC), human prostate cancer cells (PC3) and human melanoma cells Colo-829 (Colo) .We tested mir-302 in hpESC, PC3 and Colo cells tested. To silence the target gene by transfection, the pre-miRNA cluster (SEQ.ID.NOs. 9-16), which is the linked mir-302a-mir-302b-mir-302c-mir-302d, or manually Mimetic such as pre-mir-302 redesigned in (for example, 5'-UAAGUGCUUC CAUGUUU-3 '(SEQ.ID.NO.3) hairpin-like sequence containing (SEQ.ID.NO.3) containing a series of mir-302 configuration Designed and tested. The mature sequences of Mir-302a, mir-302b, mir-302c and mir-302d are respectively 5'-UAAGUGCUUC CAUGUUUUGG UGA-3 '(SEQ.ID.NO.71), 5'-UAAGUGCUUC CAUGUUUUAG UAG-3' ( SEQ.ID.NO.72), 5'-UAAGUGCUUC CAUGUUUCAG UGG-3 '(SEQ.ID.NO.73) and 5'-UAAGUGCUUC CAUGUUUGAG UGU-3' (SEQ.ID.NO.74). Note that these homologous mir-302-like gene silencing effectors are highly conserved (100% homology) in the first 17 nucleotides in the 5 'terminal region, i.e., the sequence 5'-UAAGUGCUUC CAUGUUU -3 '(SEQ.ID.NO.3). In these homologous sequences of mir-302, thymine (T) may be used instead of uracil (U).

これらの実験において、我々は、hpESC及びPC3細胞にmir-302a-mir-302b-mir-302c-mir-302dのpre-miRNAクラスターを、PC3細胞に再設計したmir-302相同体(SEQ.ID.NO.75)をそれぞれ形質移入した。これらのmir-302の形質移入後、全ての細胞株はその細胞形態(下図)が紡錘形又はアメーバ状からより丸い外形に転換するが、これは細胞が細胞移動能を失う可能性があり、且つ幹細胞の成長と相似する極めて遅い細胞複製速度を有することを示唆している(図12A〜12C)。異なる細胞周期段階(x軸)のDNA含有量(y軸)を示すフローサイトメトリー分析(上図)では、有糸分裂細胞集団が67%以上減少し、mir-302形質移入細胞の遅い細胞増殖速度が確認されたが、細胞集団の数は各細胞周期段階のDNA含有量によって示されている。1番目(左)と2番目(右)のピークはそれぞれ、被検細胞集団全体における休眠のG0/G1期と有糸分裂のM期の細胞集団数のレベルを示している。mir-302形質移入後、有糸分裂細胞集団数は、hpESC細胞では36.1%から10.9%に、PC3細胞では38.4%から12.6%に、またColo細胞では36.5%から11.5%に減少したが、空ベクター又はmir-gfpを含むpre-miRNAを発現するベクターで形質移入されたグループでは、形質移入後、細胞形態又は細胞増殖のいずれにおいても有意な変化はない。mir-gfpを含むpre-miRNAは、ヒト及びマウスの遺伝子と相同性がないホタルのEGFP遺伝子を標的とするために用いられる。これらの知見に基づき、我々は、mir-302相同体の導入遺伝子発現がヒト初代培養細胞及び癌細胞を幹細胞(ES)の形態及び複製速度のように形質転換できることを示しているが、これは以前のiPS細胞研究で観察された変化と相似している(Okita氏ら,(2007) Nature 448: 313-317; Wernig氏ら,(2007) Nature 448: 318-324)。   In these experiments, we redesigned the pre-miRNA cluster of mir-302a-mir-302b-mir-302c-mir-302d in hpESC and PC3 cells and redesigned the mir-302 homologue in PC3 cells (SEQ.ID .NO.75). After transfection of these mir-302s, all cell lines change their cell morphology (bottom) from a spindle or amoeboid shape to a more rounded shape, which may cause the cells to lose cell migration ability, and It suggests that it has a very slow cell replication rate, similar to stem cell growth (FIGS. 12A-12C). Flow cytometry analysis showing DNA content (y-axis) at different cell cycle stages (x-axis) (upper panel) showed a mitotic cell population reduction of more than 67% and slow cell growth of mir-302 transfected cells Although rates were confirmed, the number of cell populations is indicated by the DNA content at each cell cycle stage. The first (left) and second (right) peaks indicate the level of cell population numbers in the dormant G0 / G1 and mitotic M phases, respectively, in the entire test cell population. After mir-302 transfection, the number of mitotic cell populations decreased from 36.1% to 10.9% for hpESC cells, from 38.4% to 12.6% for PC3 cells, and from 36.5% to 11.5% for Colo cells, but remained empty. Groups transfected with vectors or vectors expressing pre-miRNA, including mir-gfp, have no significant changes in either cell morphology or cell proliferation after transfection. Pre-miRNAs, including mir-gfp, are used to target firefly EGFP genes that have no homology to human and mouse genes. Based on these findings, we show that transgene expression of the mir-302 homolog can transform primary human cultured cells and cancer cells, such as stem cell (ES) morphology and replication rate, Similar to the changes observed in previous iPS cell studies (Okita et al., (2007) Nature 448: 313-317; Wernig et al., (2007) Nature 448: 318-324).

Mir-302がインビボで異種移植された高度悪性のヒト肝臓癌を低段階の良性状態に再プログラムする
遺伝子の蓄積突然変異のため、癌の進行過程は不可逆的であるとされている。しかし、本発明はマイクロリボ核酸mir-302の前駆体(pre-mir-302)の新規な機能、即ち高度悪性の癌/腫瘍を低段階に再プログラムして良性状態とすることを開示し、自発性の癌の退縮(Cancer regression)と呼ばれる稀な自然療癒過程に属する可能性もある。自発性の癌の退縮は発生率が約100,000名の癌患者中の1名で、非常に稀に発生する。本発明者は、pre-mir-302による治療で稀な癌の退縮の発生率を約90%に向上させることができることを発見した。図15に示すように、pre-mir-302などの模倣体(pro-mir-302)をSCID-beigeヌードマウスの異種移植された悪性のヒト肝腫瘍の治療薬として使用した結果、pro-mir-302薬が悪性腫瘍を728±328 mm3(未処理のブランク群、コントロール群C)から75±15 mm3(pro-mir-302による処理、グループT)に減少させたことに成功したことを示しており、平均腫瘍サイズの90%に近い減少率を示した。それに比べて、他の合成siRNAなどの模倣体(siRNA-302)による処理ではいかなる近似した治療効果も示さなかった。更なる組織学的試験(最右)では、pro-mir-302で処理された異種移植された悪性腫瘍のグループのみで正常肝小葉のような構造(黒い矢印で示す丸)が観察され、他の処理グループ又はコントロール群では観察されなかったことを示しており、再プログラム機構の発生により悪性の癌細胞性質を比較的正常の状態に回復させた(癌の逆転,cancer reversion)ことを証明した。この新規な再プログラム機構はmir-302の腫瘍抑制因子の機能と関連するかもしれない。この機構は複数のヒト発癌遺伝子を同時で特に標的としてサイレンシングを行い、且つ腫瘍のシグナル伝達経路の起動を解消/予防する。しかし、多能性Oct4陽性幹細胞の現れが確認されていなかったため、この再プログラム機構は以前報告されたmir-302の体細胞に対する再プログラム機能とは異なるかもしれない(Lin氏ら,2008と2011)。
The progression of cancer has been described as irreversible due to a cumulative mutation in the gene by which Mir-302 reprograms highly malignant human liver cancer xenografted in vivo to a low-stage benign state. However, the present invention discloses a novel function of the precursor of the microribonucleic acid mir-302 (pre-mir-302), i.e., reprogramming a highly malignant cancer / tumor to a low stage to a benign state, It may also belong to a rare natural healing process called spontaneous cancer regression. Spontaneous cancer regression occurs very rarely in 1 in 100,000 cancer patients. The present inventor has discovered that treatment with pre-mir-302 can increase the incidence of rare cancer regression to about 90%. As shown in FIG. 15, mimics such as pre-mir-302 (pro-mir-302) were used as therapeutic agents for malignant human liver tumors xenografted in SCID-beige nude mice, pro-mir -302 drug successfully reduced malignant tumor from 728 ± 328 mm 3 (untreated blank group, control group C) to 75 ± 15 mm 3 (pro-mir-302 treatment, group T) And showed a reduction rate close to 90% of the average tumor size. In comparison, treatment with mimetics such as other synthetic siRNAs (siRNA-302) did not show any approximate therapeutic effect. Further histological examination (rightmost) showed that normal liver lobule-like structures (circles with black arrows) were observed only in the group of xenograft malignancies treated with pro-mir-302. No treatment was observed in the control group or control group, demonstrating that the occurrence of the reprogramming mechanism restored the malignant cancer cell properties to a relatively normal state (cancer reversion, cancer reversion) . This novel reprogramming mechanism may be related to the function of mir-302's tumor suppressor. This mechanism silences multiple human oncogenes simultaneously, specifically targeting, and eliminates / prevents activation of tumor signaling pathways. However, this reprogramming mechanism may differ from the previously reported reprogramming function of mir-302 on somatic cells, since the appearance of pluripotent Oct4-positive stem cells has not been confirmed (Lin et al., 2008 and 2011). ).

より詳細な組織学的試験では、pro-mir-302薬により高度(grade IV)の異種移植されたヒト肝臓癌細胞/腫瘍を比較的良性である低段階(grade IIより低い)状態に再プログラムすることに成功したことをさらに開示した。図16に示すように、処理された異種移植された癌(腫瘍)は中心静脈(CV)様及び門脈三管(PT)様の構造(黒い矢印で示す箇所)を有する典型的な肝小葉を形成することができ、正常の肝臓組織構造(上図)と高度に相似する。SCID-beigeヌードマウス体内の、未処理の、siRNAによる処理の、pro-mir-302による処理の異種移植されたヒト肝臓癌(腫瘍)と正常の肝臓組織とを比較して(図17)、未処理では(上図)、異種移植されたヒト肝臓癌(腫瘍)が、周囲の正常組織、例えば筋肉と血管に侵略的に侵入し、大規模の細胞-細胞及び癌-組織の融合構造を形成したことを発見し、その高度悪性及び転移を示した。siRNAなどの模倣体(siRNA-302)による処理では、異種移植された肝臓癌細胞/腫瘍(中上図)の悪性が著しく低下しなかった。その理由はsiRNA分子のインビボでの短い半減期にある可能性がある。それに反して、pro-mir-302(=pre-mir-302)による治療では、異種移植された癌細胞を正常肝細胞様の形態(未融合)に再プログラムしただけではなく、癌(細胞)の周囲の正常組織への侵入を抑制することに成功した(中下図)。正常肝臓組織(下図)と比較して、pro-mir-302で処理された悪性腫瘍では肝小葉様の構造、正常腺細胞様の配列、及び細胞-細胞と癌-組織の接合部位(黒い矢印)の非常に明らかな境界を示した。これは処理された癌(腫瘍)が比較的良性の状態になったことを証明した。次に6回以上のpro-mir-302を含む薬物による連続した治療により、全ての6つのサンプル中の異種移植された癌細胞/腫瘍が完全に解消された。   In a more detailed histological study, pro-mir-302 drug reprograms high-grade (xenograft IV) xenografted human liver cancer cells / tumors to a relatively benign, low-grade (lower than grade II) state He further disclosed that he was successful. As shown in FIG. 16, the treated xenografted cancer (tumor) is a typical hepatic lobule with central vein (CV) -like and portal triad (PT) -like structures (indicated by black arrows) And highly similar to normal liver histology (top). In the SCID-beige nude mouse body, untreated, treated with siRNA, compared with xenografted human liver cancer (tumor) treated with pro-mir-302 and normal liver tissue (FIG. 17), Untreated (top), xenografted human liver cancers (tumors) invasively invade surrounding normal tissues, such as muscle and blood vessels, creating large cell-cell and cancer-tissue fusion structures. It was found to have formed, indicating its advanced malignancy and metastasis. Treatment with mimics such as siRNA (siRNA-302) did not significantly reduce the malignancy of xenografted liver cancer cells / tumors (middle upper panel). The reason may be due to the short half-life of the siRNA molecule in vivo. In contrast, treatment with pro-mir-302 (= pre-mir-302) not only reprogrammed xenografted cancer cells into a normal hepatocyte-like morphology (unfused), but also cancer (cells). Successfully suppressed the invasion of normal tissue around (see middle and lower figures). Compared to normal liver tissue (bottom), pro-mir-302 treated malignant tumors have hepatic lobule-like structures, normal glandular-like sequences, and cell-cell and cancer-tissue junctions (black arrows) Showed very clear boundaries. This proved that the treated cancer (tumor) became relatively benign. Next, six or more consecutive treatments with the drug, including pro-mir-302, completely eliminated xenografted cancer cells / tumors in all six samples.

Mir-302はテロメアを短縮させるのではなく、p16Ink4a/p14ARFの活性化によって、細胞老化(cell senescence)を誘発する
ヒト誘導多能性幹細胞(iPS)には老化を加速し、拡張を制限する問題があるという報告がある(Banito氏ら,2009;Feng氏ら,2010)。正常の成熟細胞は、有限数量の分裂を行い、最終的に複製老化(replective senescence)と呼ばれる静止状態(quiescence state)に至る。複製老化を回避した細胞は大抵腫瘍/癌細胞のような不死化細胞(immortal cells)となるため、複製老化は腫瘍/癌細胞の形成に対抗する正常の防御機構である。本発明では、我々は、mir-302はBMI-1を直接サイレンシングすることによって、p16Ink4a/p14ART関連の細胞周期調節を引き起こすことができることを発見した。他の研究では、BMI-1によってヒトテロメラーゼ逆転写酵素(human telomerase reverse transcriptase,hTERT)の転写作用が活性化され、テロメラーゼの活性が高められることによって複製老化が回避されて、細胞寿命が増長されるとのことがさらに指摘された(Dimri氏ら,2002)。このことから、mir-302の過剰発現はmirPS細胞のhTERT随伴性老化(hTERT-associated senescence)を引き起こすことが分かる。これを解明するために、我々はテロメアリピート増幅プロトコル試験(telomeric repeat amplification protocol,TRAP)(実施例16)を行い、テロメラーゼの活性を測定した。図9Aに示すように、10 μMのドキシサイクリンで処理した全てのmirPS細胞は、意外にもその本来の腫瘍/癌細胞及びヒト幹細胞H1/H9細胞に相似し、強烈なテロメラーゼ活性を示した。また、ウェスタンブロット分析は、これらのmirPS細胞において、hTERTの発現は減少ではなく、増加したことが示された(図9B)。テロメラーゼPCR ELISA試験によって、テロメラーゼの相対活性が増加したことが証明された(図9C)。また、我々はmirPS細胞中のリジン特異的ヒストンデメチラーゼ(lysine-specific histone demethylase AOF2、又はKDM1/LSD1とも言う)及びヒストンデアセチラーゼ(histone deacetylase HDAC2)のサイレンシングもさらに検出できた(図9B)。過去の研究では、hTERT転写の抑制にAOF2が必要であり、AOF2とHDAC2の両者の欠乏がhTERTの過剰発現を引き起こすことは指摘された(Won氏ら,2002;Zhu氏ら,2008)。我々はまた、本発明において、AOF2とHDAC2はmir-302の強い標的であり、且つmirPS細胞中ではいずれもサイレンシングされたことを発見した(図10)。そのため、mirPS細胞中では、mir-302は実際にhTERT随伴性老化を誘発するのではなく、mirPS細胞のテロメラーゼの活性を増強させる。しかしながら、hTERT活性増大の効果はmir-302により引き起こされたBMI-1の抑制とp16Ink4a/p14ARFの活性化で中和され、mir-302細胞中で腫瘍/癌細胞の形成を防ぐバランスに達している。
Mir-302 does not shorten telomeres, but activates cell senescence by activating p16Ink4a / p14ARF.Human induced pluripotent stem cells (iPS) accelerate senescence and limit expansion. (Banito et al., 2009; Feng et al., 2010). Normal mature cells undergo a finite number of divisions and ultimately reach a quiescence state called replicative senescence. Replicative senescence is a normal defense mechanism against the formation of tumor / cancer cells, since cells that have escaped replicative senescence often become immortal cells, such as tumor / cancer cells. In the present invention, we have discovered that mir-302 can trigger p16Ink4a / p14ART-related cell cycle regulation by directly silencing BMI-1. In other studies, BMI-1 activates the transcription of human telomerase reverse transcriptase (hTERT), which enhances telomerase activity to avoid replication senescence and increase cell life. It was further pointed out (Dimri et al., 2002). This indicates that overexpression of mir-302 causes hTERT-associated senescence of mirPS cells. To elucidate this, we performed a telomere repeat amplification protocol (TRAP) (Example 16) to measure telomerase activity. As shown in FIG. 9A, all mirPS cells treated with 10 μM doxycycline surprisingly resembled their native tumor / cancer cells and human stem cell H1 / H9 cells and showed intense telomerase activity. Western blot analysis also showed that hTERT expression was increased, but not decreased, in these mirPS cells (FIG. 9B). Telomerase PCR ELISA tests demonstrated that the relative activity of telomerase was increased (FIG. 9C). We were also able to further detect silencing of lysine-specific histone demethylase (also called lysine-specific histone demethylase AOF2, or KDM1 / LSD1) and histone deacetylase (histone deacetylase HDAC2) in mirPS cells (FIG. ). Previous studies have indicated that AOF2 is required for repression of hTERT transcription and that deficiency of both AOF2 and HDAC2 causes overexpression of hTERT (Won et al., 2002; Zhu et al., 2008). We also found in the present invention that AOF2 and HDAC2 were strong targets of mir-302 and were both silenced in mirPS cells (FIG. 10). Thus, in mirPS cells, mir-302 does not actually induce hTERT-associated senescence, but enhances telomerase activity in mirPS cells. However, the effect of increased hTERT activity was neutralized by suppression of BMI-1 and activation of p16Ink4a / p14ARF caused by mir-302, reaching a balance that prevented tumor / cancer cell formation in mir-302 cells. I have.

要するに、本発明では癌症治療薬として新規な腫瘍抑制機能のあるmir-302を使用する。我々は、mir-302媒介の細胞周期調節は、G1チェックポイント調節因子の共抑制とCDK抑制因子の活性化との間の高度協調的な機構を含むことを発見した。G1−S進行中にいかなるミスを防ぐために、これらの事象は同時に起こる必要がある。細胞周期中のG0/G1期の静止が体細胞の再プログラム(SCR)の開始にとって極めて重要である。該休眠状態において、体細胞ゲノムが大量に脱メチル化され、且つ91%より多くの細胞トランスクリプトームがhES様の遺伝子発現パターンに再プログラムされる。我々は、mir-302とその標的遺伝子との間の相互作用を解明することによって、SCR期間におけるmir-302と関連する細胞周期調節の複雑な機構を認識することができた(図11)。我々の過去の研究では、mir-302はその標的となるエピジェネティック調節因子(epigenetic regulators)をサイレンシングする一方、Oct3/4−Sox2−Nanogの共発現を活性化させ、続いてこれらの再プログラム転写因子はSCRを引き起こすことを証明した(Lin氏ら,2008)。本発明はさらに、mir-302がSCR期間中にCDK2、cyclins D1/D2、及びBMI-1を同時にサイレンシングすることで、細胞分裂を減弱させることを率先的に明らかにした。細胞周期速度を適度に制御することは、SCR期間でよく活性化される発癌遺伝子の腫瘍形成能力を防止することにおいて生物学上の重要性を有している。このことについて、mir-302はCDK2及びcyclins D1/D2をサイレンシングするとともに、G1−S期移行を阻害する。同時に、BMI-1の抑制はp16Ink4aとp19Arfの腫瘍抑制因子の活性をさらに増大させる。これらの細胞周期経路の協調的な調節を介して、mir-302は細胞の腫瘍形成(tumorigenecity)へ悪化せずに、体細胞の再プログラム(SCR)の進行を開始させることができる。   In short, in the present invention, mir-302 having a novel tumor suppressor function is used as a therapeutic drug for cancer. We found that mir-302-mediated cell cycle regulation involves a highly coordinated mechanism between co-suppression of G1 checkpoint regulators and activation of CDK inhibitors. These events need to happen simultaneously to prevent any mistakes during G1-S progression. G0 / G1 quiescence during the cell cycle is crucial for the initiation of somatic cell reprogramming (SCR). In the dormant state, the somatic genome is heavily demethylated and more than 91% of the cell transcriptome is reprogrammed into a hES-like gene expression pattern. By elucidating the interaction between mir-302 and its target gene, we were able to recognize the complex mechanisms of cell cycle regulation associated with mir-302 during SCR (FIG. 11). In our previous studies, mir-302 silenced its targeted epigenetic regulators, while activating co-expression of Oct3 / 4-Sox2-Nanog, and subsequently reprogramming these Transcription factors have been shown to cause SCR (Lin et al., 2008). The present invention further proactively demonstrated that mir-302 attenuates cell division by simultaneously silencing CDK2, cyclins D1 / D2, and BMI-1 during SCR. Moderate control of cell cycle speed has biological significance in preventing the oncogenic ability of oncogenes that are well activated during SCR. In this regard, mir-302 silences CDK2 and cyclins D1 / D2 and inhibits G1-S transition. At the same time, suppression of BMI-1 further increases the activity of p16Ink4a and p19Arf tumor suppressors. Through the coordinated regulation of these cell cycle pathways, mir-302 can initiate the progression of somatic cell reprogramming (SCR) without exacerbating cell tumorigenesis.

本発明は、少なくとも5つの正面的な革新がある。第1に、mir-302様遺伝子サイレンシングエフェクターは4つのコア再プログラム転写因子Oct−Sox2−Klf−c-Myc及びOct4−Sox2−Nanog−Lin28の全てを代替することで、ヒト細胞をhES様幹細胞に再プログラムすることができる。これらの再プログラム細胞は幹細胞治療法に有益である。第2に、mir-302様遺伝子サイレンシングエフェクターは小さいサイズ(約23個のリボヌクレオチドを含む)を有するため、このようなサイズの小さいmir-302様遺伝子サイレンシングエフェクターの発現ベクターは構造上でよりコンパクトであることで、インビボでの形質移入効率を向上させることができる。第3に、細胞内のナンセンス仲介減衰(NMD)システム及び誘導性の発現系はRNAと関連する細胞毒性を防止することができる。第4に、mir-302媒介のアポトーシスは腫瘍/癌細胞のみで起こり、正常ヒト細胞では起こらない。最後に、本発明はレトロウィルス/レンチウィルス感染の代わりに、ポリソーム(polysomal)、リポソーム(liposomal)、及び電気穿孔法による形質移入を用いて、mir-302を発現する核酸組成物を腫瘍/癌細胞に送達させることによって、安全性及びインビトロ(in vitro)とインビボ(in vivo)での治療におけるmir-302様遺伝子サイレンシングエフェクターの使用を確保する。総括すると、これらの革新はmir-302様遺伝子サイレンシングエフェクター及び該mir-302様遺伝子サイレンシングエフェクターを発現する組成物を使用することによって、腫瘍/癌を治療する可能性を示し、汎用的癌症治療薬物及び/又はワクチンに発展できる新規な設計を提供した。   The invention has at least five frontal innovations. First, mir-302-like gene silencing effectors replace human cells with hES-like by replacing all four core reprogramming transcription factors Oct-Sox2-Klf-c-Myc and Oct4-Sox2-Nanog-Lin28. The stem cells can be reprogrammed. These reprogrammed cells are useful for stem cell therapy. Second, since the mir-302-like gene silencing effector has a small size (including about 23 ribonucleotides), the expression vector of such a small mir-302-like gene silencing effector is structurally By being more compact, transfection efficiency in vivo can be improved. Third, intracellular nonsense-mediated decay (NMD) systems and inducible expression systems can prevent cytotoxicity associated with RNA. Fourth, mir-302-mediated apoptosis occurs only in tumor / cancer cells and not in normal human cells. Finally, the present invention uses polysomal, liposomal, and electroporation transfection instead of retroviral / lentiviral infection to transform nucleic acid compositions expressing mir-302 into tumor / cancer. Delivery to cells ensures safety and use of mir-302-like gene silencing effectors in in vitro and in vivo treatments. Taken together, these innovations show the potential to treat tumors / cancers by using mir-302-like gene silencing effectors and compositions expressing the mir-302-like gene silencing effectors, A new design has been provided that can be developed into a therapeutic drug and / or vaccine.

A.定義
本発明をより理解しやすくするために、下記のように、幾つかの用語を定義する。
ヌクレオチド(Nucleotide):糖成分(五炭糖、pentose)、リン酸基(phosphate)及び窒素複素環塩基(nitrogenous heterocyclic base)を含む単分子のデオキシリボ核酸(DNA)又はリボ核酸(RNA)である。該塩基はグリコシド炭素(glycosidic carbon、該五炭糖の1'炭素)によって該糖成分と結合し、該塩基と糖の組み合わせがヌクレオシド(nucleoside)である。該五炭糖の3'末端や5'末端の位置に少なくとも1つのリン酸基が結合しているヌクレオシドはヌクレオチド(nucleotide)である。つまり、DNAとRNAは異なるヌクレオチド単位、即ちデオキシリボヌクレオチドとリボヌクレオチド単位でそれぞれ構成される。
A. Definitions To better understand the present invention, some terms are defined as follows.
Nucleotide: A unimolecular deoxyribonucleic acid (DNA) or ribonucleic acid (RNA) containing a sugar component (pentose), a phosphate group, and a nitrogenous heterocyclic base. The base is linked to the sugar component by a glycosidic carbon (1 ′ carbon of the pentose), and the combination of the base and the sugar is a nucleoside. The nucleoside in which at least one phosphate group is bonded at the 3′-end or the 5′-end of the pentose is a nucleotide. That is, DNA and RNA are composed of different nucleotide units, that is, deoxyribonucleotide and ribonucleotide units, respectively.

オリゴヌクレオチド(Oligonucleotide):2個以上、好ましくは3個以上、通常は10個以上のデオキシリボヌクレオチド(DNAs)又はリボヌクレオチド(RNAs)を含む分子である。長さが13個のヌクレオチドモノマーを超えるオリゴヌクレオチドはポリヌクレオチドとも呼ばれる。正確な長さは多くの要因によって決まり、さらに該オリゴヌクレオチドの最適な機能又は用途によって決まる。オリゴヌクレオチドは化学合成、DNA複製、RNA転写、逆転写、又はこれらの組み合わせを含むいかなる方法で生成してもよい。   Oligonucleotide: A molecule containing two or more, preferably three or more, usually ten or more deoxyribonucleotides (DNAs) or ribonucleotides (RNAs). Oligonucleotides longer than 13 nucleotide monomers in length are also referred to as polynucleotides. The exact length will depend on many factors, as well as on the optimal function or use of the oligonucleotide. Oligonucleotides may be produced by any method, including chemical synthesis, DNA replication, RNA transcription, reverse transcription, or a combination thereof.

ヌクレオチド類似体(Nucleotide Analog):プリン(purine)又はピリミジン(pyrimidine)ヌクレオチドであって、構造において、A(アデニン)、T(チミン)、G(グアニン)、C(シトシン)又はU(ウラシル)ヌクレオチドは異なるが、十分に類似しており、核酸分子中で正常のヌクレオチドと置換できる。   Nucleotide Analog: a purine or pyrimidine nucleotide, which in structure is A (adenine), T (thymine), G (guanine), C (cytosine) or U (uracil) nucleotide Are different but sufficiently similar that they can replace normal nucleotides in a nucleic acid molecule.

核酸組成物(Nucleic Acid Composition):1本鎖又は2本鎖分子構造の形式で存在するデオキシリボ核酸(DNA)、リボ核酸(RNA)、又はデオキシリボ核酸とリボ核酸との混合(DNA/RNA)のようなオリゴヌクレオチド(oligonucleotide)又はポリヌクレオチド(polynucleotide)を指す。   Nucleic Acid Composition: a mixture of deoxyribonucleic acid (DNA), ribonucleic acid (RNA), or a mixture of deoxyribonucleic acid and ribonucleic acid (DNA / RNA) in the form of a single-stranded or double-stranded molecular structure Refers to such an oligonucleotide or polynucleotide.

遺伝子(Gene):核酸組成物であって、そのヌクレオチド配列はRNA及び/又はポリペプチド(タンパク質)をコードする。遺伝子はRNA又はDNAのいずれであってもよい。遺伝子は非コード(non-coding)RNA、例えば小ヘアピンRNA(shRNA)、マイクロRNA(miRNA)、リボソームRNA(rRNA)、運搬RNA(tRNA)、核小体低分子RNA(snoRNA)、核内低分子RNA(snRNA)及びこれらのRNA前駆体と誘導体をコードしてよい。一方、遺伝子はまた、タンパク質/ペプチド類の合成に必須のタンパク質コード(protein-coding)RNA、例えばメッセンジャーRNA(mRNA)及びそのRNA前駆体と誘導体をコードしてよい。幾つかの例において、タンパク質コードRNAは少なくとも1つのmiRNA又はshRNAの配列を含んでもよい。   Gene: A nucleic acid composition, the nucleotide sequence of which encodes RNA and / or polypeptide (protein). The gene may be either RNA or DNA. Genes are non-coding RNAs, such as small hairpin RNA (shRNA), microRNA (miRNA), ribosomal RNA (rRNA), transfer RNA (tRNA), small nucleolar RNA (snoRNA), It may encode molecular RNA (snRNA) and their precursors and derivatives. On the other hand, genes may also encode protein-coding RNAs essential for the synthesis of proteins / peptides, such as messenger RNA (mRNA) and its precursors and derivatives. In some examples, the protein-encoding RNA may include at least one miRNA or shRNA sequence.

一次リボ核酸転写物(Primary RNA Transcript):遺伝子により転写され、いかなるRNA処理又は修飾も施されていないRNA配列である。一次リボ核酸転写物には、mRNA、ヘテロ核RNA(hnRNA)、rRNA、tRNA、snoRNA、snRNAプレマイクロRNA、ウィルスRNA、及びこれらのRNA前駆体と誘導体が含まれる。   Primary ribonucleic acid transcript (Primary RNA Transcript): An RNA sequence transcribed by a gene without any RNA treatment or modification. Primary ribonucleic acid transcripts include mRNA, heteronuclear RNA (hnRNA), rRNA, tRNA, snoRNA, snRNA pre-microRNA, viral RNA, and their precursors and derivatives.

プレメッセンジャーリボ核酸(Precursor messenger RNA,pre-mRNA):真核細胞において、タンパク質をコードする遺伝子が転写(transcription)と呼ばれる細胞内機構によって、II型真核RNAポリメラーゼ(Pol-II)によって生成される一次RNA転写物(primary RNA transcript)である。プレメッセンジャーリボ核酸配列には、5'末端非翻訳領域(5'-untranslated region,5'-UTR)、3'末端非翻訳領域(3'-untranslated region,3-UTR)、エクソン(exon)及びイントロン(intron)が含まれる。   Premessenger ribonucleic acid (Precursor messenger RNA, pre-mRNA): In eukaryotic cells, a gene encoding a protein is produced by a type II eukaryotic RNA polymerase (Pol-II) by an intracellular mechanism called transcription. Primary RNA transcript. The premessenger ribonucleic acid sequence includes a 5'-untranslated region (5'-UTR), a 3'-untranslated region (3'-untranslated region, 3-UTR), an exon (exon) and Introns are included.

イントロン(Intron):非タンパク質読み枠をコードする遺伝子転写物配列の一部分又は複数の部分である。例えば、インフレームイントロン(in-frame intron)、5'末端非翻訳領域(5'-UTR)及び3'末端非翻訳領域(3'-UTR)である。   Intron: A portion or portions of a gene transcript sequence encoding a non-protein reading frame. For example, an in-frame intron, a 5'-terminal untranslated region (5'-UTR), and a 3'-terminal untranslated region (3'-UTR).

エクソン(Exon):タンパク質読み枠(cDNA)をコードする遺伝子転写物配列の一部分又は複数の部分である。該cDNAは、例えば、細胞遺伝子、増殖因子、インシュリン、抗体及びこれらの類似体/相同体と誘導体である。   Exon: A portion or portions of a gene transcript sequence that encodes a protein reading frame (cDNA). Said cDNAs are, for example, cellular genes, growth factors, insulin, antibodies and their analogs / homologs and derivatives.

メッセンジャーリボ核酸(Messenger RNA,mRNA):プレメッセンジャーリボ核酸のエクソンから組み合わせてなる。プレメッセンジャーリボ核酸が細胞質内RNAスプライシング機構(intracellular RNA splicingmachineries,spliceosomes)によるイントロン除去後に形成されるとともに、ペプチド類/タンパク質合成においてタンパク質をコードするRNAとして機能する。mRNAがコードするペプチド類/タンパク質は酵素、増殖因子、インシュリン、抗体及びこれらの類似体/相同体と誘導体を含むが、これらに限定されない。   Messenger RNA (mRNA): Combined from pre-messenger ribonucleic acid exons. Premessenger ribonucleic acid is formed after removal of introns by intracellular RNA splicing machines (spliceosomes), and functions as protein-encoding RNA in peptide / protein synthesis. The peptides / proteins encoded by the mRNA include, but are not limited to, enzymes, growth factors, insulin, antibodies, and analogs / homologues and derivatives thereof.

相補的デオキシリボ核酸(cDNA):mRNA配列と相補的な配列を有し、イントロン配列が全く含まれない1本鎖又は2本鎖デオキシリボ核酸(DNA)である。
センス核酸(Sense):配列順及び組成が相同なmRNAと同じ核酸分子である。符号「+」、「s」又は「sense」で該センス核酸構造形態を示す。
Complementary deoxyribonucleic acid (cDNA): A single- or double-stranded deoxyribonucleic acid (DNA) having a sequence complementary to an mRNA sequence and containing no intron sequence.
Sense nucleic acid (Sense): A nucleic acid molecule identical in sequence and composition to mRNA. The sign “+”, “s” or “sense” indicates the sense nucleic acid structural form.

アンチセンス核酸(Antisense):個々のmRNA分子と相補的な核酸分子である。符号「-」でこのアンチセンス核酸構造形態を示し、又は、「aDNA」又は「aRNA」のように、「a」もしくは「antisense」をDNA又はRNAの前に付けて示す。   Antisense nucleic acid: A nucleic acid molecule that is complementary to an individual mRNA molecule. The symbol "-" indicates this antisense nucleic acid structural form, or "a" or "antisense" is prefixed to DNA or RNA, such as "aDNA" or "aRNA".

塩基対(Base Pair,bp):2本鎖DNA分子中のアデニン(adenine,A)とチミン(thymine,T)、又はシトシン(cytosine,C)とグアニン(guanine,G)のマッチ(partnership)である。RNAでは、チミン(thymine,T)の代わりにウラシル(uracil,U)となる。RNAでは、ウラシルはグアニンとマッチしてもよい。一般に、このマッチは水素結合(hydrogen bonding)を介して連結される。例として、センス核酸配列の「5'-A-T-C-G-U-3'」とそのアンチセンス核酸配列である「5'-A-C-G-A-T-3'」又は「5'-G-C-G-A-T-3'」とは相補的である。   Base Pair (bp): In a double-stranded DNA molecule, adenine (adenine, A) and thymine (thymine, T) or cytosine (cytosine, C) and guanine (guanine, G) match (partnership) is there. In RNA, uracil (uracil, U) is used instead of thymine (thymine, T). In RNA, uracil may match guanine. Generally, the matches are linked via hydrogen bonding. As an example, the sense nucleic acid sequence "5'-A-T-C-G-U-3 '" is complementary to its antisense nucleic acid sequence "5'-A-C-G-A-T-3'" or "5'-G-C-G-A-T-3 '".

5'末端(5'-end):連続したヌクレオチドの5'末端位置で1つのヌクレオチドを欠く末端である。該連続したヌクレオチドにおいて、1つのヌクレオチドの5'ヒドロキシル基がリン酸ジエステル結合によって次のヌクレオチドの3'ヒドロキシル基に連結される。該末端に、1つ又は複数のリン酸基のような他の基が存在してもよい。   5'-end: The end lacking one nucleotide at the 5 'end position of a contiguous nucleotide. In the contiguous nucleotides, the 5 'hydroxyl group of one nucleotide is linked to the 3' hydroxyl group of the next nucleotide by a phosphodiester bond. Other groups may be present at the terminus, such as one or more phosphate groups.

3'末端(3'-end):連続したヌクレオチドの3'末端位置で1つのヌクレオチドを欠く末端である。該連続したヌクレオチドにおいて、1つのヌクレオチドの5'ヒドロキシル基がリン酸ジエステル結合によって次のヌクレオチドの3'ヒドロキシル基に連結される。該末端に、他の基が存在してもよく、通常はヒドロキシル基である。   3'-end: The end that lacks one nucleotide at the 3 'end position of a contiguous nucleotide. In the contiguous nucleotides, the 5 'hydroxyl group of one nucleotide is linked to the 3' hydroxyl group of the next nucleotide by a phosphodiester bond. At the end, other groups may be present, usually a hydroxyl group.

テンプレート(Template):核酸ポリメラーゼによってコピーできる核酸分子である。異なるポリメラーゼにより、テンプレートは1本鎖、2本鎖、又は部分的な2本鎖であってもよい。合成されたコピーはこのテンプレート、2本鎖テンプレートの少なくとも1本鎖、又は部分的な2本鎖テンプレートと相補的である。RNA及びDNAの両者は5'末端から3'末端への方向に合成される。核酸デュプレックス(duplex)の2本の鎖は常にアラインメントしているので、これらの2本鎖の5'末端は該デュプレックスの反対側の末端に位置する(必要があれば、これらの2本鎖の3'末端も同様)。   Template: A nucleic acid molecule that can be copied by a nucleic acid polymerase. Depending on the different polymerases, the template may be single-stranded, double-stranded, or partially double-stranded. The synthesized copy is complementary to this template, at least one strand of the double-stranded template, or a partial double-stranded template. Both RNA and DNA are synthesized in the direction from the 5 'end to the 3' end. Since the two strands of a nucleic acid duplex are always aligned, the 5 'end of these duplexes is located at the opposite end of the duplex (if necessary, the The same applies to the 3 'end).

核酸テンプレート(Nucleic Acid Template):2本鎖DNA分子、2本鎖RNA分子、雑種分子(例えば、DNA-RNAもしくはRNA-DNA雑種)、又は1本鎖のDNAもしくはRNA分子である。
保存性(Conserved):ヌクレオチド配列が予め選択された配列(参照配列)に精確に相補するものと非ランダムにハイブリダイゼーションする場合、両者の配列は保存性を有する。
Nucleic Acid Template: a double-stranded DNA molecule, a double-stranded RNA molecule, a hybrid molecule (eg, a DNA-RNA or RNA-DNA hybrid), or a single-stranded DNA or RNA molecule.
Conserved: When a nucleotide sequence hybridizes non-randomly to one that is exactly complementary to a preselected sequence (the reference sequence), both sequences are conserved.

相同又は相同性(Homologous or Homology):ポリヌクレオチドと遺伝子又はメッセンジャーRNA配列との間の相同性を指す。核酸配列は特定の遺伝子又はメッセンジャーRNA配列と部分的又は完全に相同である可能性がある。例として、相同性は、全ヌクレオチド数のうちの同じヌクレオチドが占める比率で表すことができる。   Homologous or Homology: Refers to homology between a polynucleotide and a gene or messenger RNA sequence. A nucleic acid sequence may be partially or completely homologous to a particular gene or messenger RNA sequence. By way of example, homology can be expressed as a percentage of the total number of nucleotides occupied by the same nucleotide.

相補(Complemetary、又はcomplementarity又はcomplementation):塩基対規則(base pair(bp) rule)に従って塩基のマッチが生じた2つのポリヌクレオチド(即ち、mRNAとcDNAの配列)である。例えば、配列「5'-A-G-T-3'」は配列「5'-A-C-T-3'」と「5'-A-C-U-3'」とそれぞれ相補している。相補は、2本のDNA鎖間、1本のDNA鎖と1本のRNA鎖の間、又は2本のRNA鎖間で生じてよい。相補は「部分」又は「完全」又は「全体」であってもよい。幾つかの核酸塩基のみが塩基対規則に従ってマッチした場合は、部分相補(partial complementarity又はcomplementation)となる。これらの核酸鎖間で塩基が完全又は完璧にマッチした場合は、完全又は全体相補(Complete or total complementarity or complementation)となる。核酸鎖間の相補の程度は核酸鎖間のハイブリダイゼーションにおける効率及び強度に大きく影響する。これは増幅(amplification)反応、さらに核酸間の結合(binding)に依存する検出方法にとって非常に重要である。相補率(Percent complementarity又はcomplementation)とは、該核酸の1本鎖におけるミスマッチの塩基数と全塩基数との比のことである。従って、50%の相補率とは、塩基の半分がミスマッチで、半分がマッチしていることを意味する。核酸の2本鎖は、この2本鎖の塩基数が異なっても相補することができる。この場合、短い方の鎖の塩基とペアを成している一部の比較的長い方の鎖間に相補が生じる。   Complementary (or complementarity or complementation): Two polynucleotides (ie, mRNA and cDNA sequences) whose bases have been matched according to the base pair (bp) rule. For example, the sequence "5'-A-G-T-3 '" is complementary to the sequences "5'-A-C-T-3'" and "5'-A-C-U-3 '", respectively. Complementation may occur between two DNA strands, between one DNA strand and one RNA strand, or between two RNA strands. The complement may be “partial” or “complete” or “whole”. If only some of the nucleobases are matched according to the base pairing rules, there is partial complementarity or complementation. When bases match completely or completely between these nucleic acid chains, complete or total complementarity or complementation is obtained. The degree of complementation between nucleic acid strands greatly affects the efficiency and strength of hybridization between nucleic acid strands. This is very important for amplification reactions, as well as detection methods that rely on binding between nucleic acids. Percent complementarity or complementation is the ratio of the number of mismatched bases to the total number of bases in a single strand of the nucleic acid. Thus, a 50% complementarity means that half of the bases are mismatched and half are matched. The two strands of a nucleic acid can be complementary even if the number of bases of the two strands is different. In this case, complementation occurs between some of the longer strands that are paired with the bases of the shorter strand.

相補的塩基(complemetary base):DNA又はRNAが2本鎖の構造をとる場合に、正常にマッチしているヌクレオチドである。
相補的ヌクレオチド配列(Complemetary Nucleotide Sequence):1本鎖分子のDNA又はRNAにおけるヌクレオチド配列が、もう一方の1本鎖のヌクレオチド配列と十分に相補しており、水素結合によって、2本鎖間で特異的にハイブリダイゼーションする。
Complementary base: A normally matching nucleotide when DNA or RNA has a double-stranded structure.
Complementary Nucleotide Sequence: The nucleotide sequence in the DNA or RNA of a single-stranded molecule is sufficiently complementary to the nucleotide sequence of the other single-stranded molecule, and is unique between the two strands by hydrogen bonding Hybridization.

ハイブリダイゼーション(Hybridize及びHybridization):塩基対形成によって複合体を形成するのに十分相補的なヌクレオチド配列間のデュプレックスの形成である。プライマー(又はスプライステンプレート)が標的(テンプレート)と「ハイブリダイゼーション」する場合、ハイブリダイゼーションで形成された複合体(又は雑種,hybrids)は十分に安定しているので、DNAポリメラーゼによってDNA合成を開始するために必要なプライミング機能が提供される。2つの相補的ポリヌクレオチド間には、競合的に抑制(competitively inhibited)される特異的な相互作用がある(即ち、非ランダムである)。   Hybridization (Hybridization and Hybridization): The formation of a duplex between nucleotide sequences that are sufficiently complementary to form a complex by base pairing. When a primer (or splice template) "hybridizes" with a target (template), the complex (or hybrids) formed by hybridization is sufficiently stable to initiate DNA synthesis by DNA polymerase. The priming function required for this is provided. There is a specific interaction between two complementary polynucleotides that is competitively inhibited (ie, non-random).

転写後遺伝子サイレンシング(Posttranscriptional Gene Silencing):mRNA分解又は翻訳抑制における、標的遺伝子ノックアウト(knockout)又はノックダウン(knockdown)の効果であって、一般的に外来/ウィルスDNA又はRNA導入遺伝子又は小型抑制性RNAのいずれかによって引き起こされる。   Posttranscriptional Gene Silencing: The effect of target gene knockout or knockdown on mRNA degradation or translational repression, generally exogenous / viral DNA or RNA transgene or small repression Triggered by any of the sex RNAs.

リボ核酸干渉(RNA interference,RNAi):真核細胞における転写後遺伝子サイレンシング機構であって、マイクロリボ核酸(miRNA)、小ヘアピンリボ核酸(shRNA)及び小干渉リボ核酸(siRNA)のような小型抑制性RNA分子によって誘発することができる。これらの小型RNA分子は一般的に遺伝子サイレンサーとして機能し、細胞内のこれらの小型RNAと完全又は部分的に相補的な遺伝子の発現を干渉する。   Ribonucleic acid interference (RNAi): A post-transcriptional gene silencing mechanism in eukaryotic cells, which is a small suppression such as microribonucleic acid (miRNA), small hairpin ribonucleic acid (shRNA) and small interfering ribonucleic acid (siRNA) It can be triggered by sex RNA molecules. These small RNA molecules generally function as gene silencers and interfere with the expression of genes that are completely or partially complementary to these small RNAs in cells.

非コードリボ核酸(Non-coding RNA):細胞内翻訳機構によってペプチド類又はタンパク質の合成に用いることができないRNA転写物である。非コードRNAには、miRNA、小ヘアピンRNA、小干渉RNA及び2本鎖RNAのような長い及び短い調節性RNA分子が含まれる。これらの調節性RNA分子は一般的に遺伝子サイレンサーとして機能し、細胞内における非コードRNAと完全又は部分的に相補的な遺伝子の発現を干渉する。   Non-coding RNA: Non-coding RNA is an RNA transcript that cannot be used for the synthesis of peptides or proteins by the mechanism of intracellular translation. Non-coding RNAs include long and short regulatory RNA molecules such as miRNAs, small hairpin RNAs, small interfering RNAs and double-stranded RNAs. These regulatory RNA molecules generally function as gene silencers, interfering with the expression of a gene in a cell that is completely or partially complementary to a non-coding RNA.

マイクロリボ核酸(MicroRNA,miRNA):該マイクロリボ核酸(miRNA)と部分的に相補な標的遺伝子転写物に結合できる1本鎖RNAである。MiRNAは通常長さが約17〜27個のオリゴヌクレオチドで、該miRNAとその標的mRNAとの間の相補程度によって、細胞内のmRNA標的を直接分解するか、又はその標的mRNAのタンパク質翻訳を抑制することができる。天然のmiRNAはほぼ全ての真核細胞で発見され、その役割はウィルス感染に対抗する防御物のようなものであるとともに、動植物の発育期間における遺伝子発現を調節することができる。原則的には、1つのmiRNAは複数の標的となるRNAsを標的としてその機能を完全に実現し、又は、複数のmiRNAの標的となる同じ遺伝子を標的として完全の遺伝子サイレンシングを促進する。   Microribonucleic acid (MicroRNA, miRNA): A single-stranded RNA that can bind to a target gene transcript partially complementary to the microribonucleic acid (miRNA). MiRNAs are usually about 17-27 oligonucleotides in length and, depending on the degree of complementation between the miRNA and its target mRNA, directly degrade mRNA targets in cells or inhibit protein translation of that target mRNA can do. Natural miRNAs are found in almost all eukaryotic cells, and their role is like a defense against viral infection, as well as being able to regulate gene expression during animal and plant development. In principle, one miRNA targets multiple target RNAs to achieve its full function, or promotes complete gene silencing by targeting the same gene targeted by multiple miRNAs.

マイクロリボ核酸前駆体(MicroRNA Precursor,Pre-miRNA):細胞内RNAエンドリボヌクレアーゼRNaseIIIであるDicerと相互作用するステムアーム(stem-arm)及びステムループ(stem-loop)領域を含むヘアピン様の1本鎖リボ核酸であって、1つ又は複数の成熟したマイクロリボ核酸(miRNAs)を生成し、これらのマイクロリボ核酸の標的遺伝子、又はこれらのマイクロリボ核酸配列と相補的な遺伝子をサイレンシングすることができる。プレマイクロリボ核酸(pre-miRNA)のステムアーム領域は完全(100%)又は部分的(ミスマッチ)にハイブリダイゼーションしたデュプレックスを形成し、そのステムループ領域は該ステムアームデュプレックスの一端と連結して、円形又はヘアピンループ状の環状構造を形成することにより、Argonauteタンパク質(AGO)とともにRNA-inducedサイレンシング複合体(RISC)を組み合わせる。   Microribonucleic acid precursor (MicroRNA Precursor, Pre-miRNA): One hairpin like stem-arm and stem-loop region that interacts with Dicer, an intracellular RNA endoribonuclease RNase III Producing one or more mature microribonucleic acids (miRNAs) and silencing target genes of these microribonucleic acids or genes complementary to these microribonucleic acid sequences. Can be. The stem-arm region of the pre-microribonucleic acid (pre-miRNA) forms a completely (100%) or partially (mismatched) hybridized duplex, and the stem-loop region is linked to one end of the stem-arm duplex, The RNA-induced silencing complex (RISC) is combined with the Argonaute protein (AGO) by forming a circular or hairpin loop-like circular structure.

原核生成マイクロリボ核酸(Prokaryote-produced MicroRNA Precursor,Pro-miRNA):天然リボ核酸前駆体(pre-miRNA)と相似する小ヘアピン様リボ核酸であるが、人工で原核コンピテント細胞のmiRNA発現プラスミドに導入して転写させる。例として、構造上で、pro-miRNAはpre-mir-302と相似するが、コンピテント大腸菌DH5α細胞株のpLVX-Grn-miR302+367又はpLenti-EF1alpha-RGFP-miR302ベクターから転写される(実施例18)。通常、原核細胞が真核pre-miRNAのような高度二次構造を発現しないので、原核細胞におけるpro-miRNAの生成には通常、RNA二次構造の生成を安定させるように、化学的刺激が必要である(Lin,UA 13/572,263)。   Prokaryote-produced MicroRNA Precursor (Pro-miRNA): A small hairpin-like ribonucleic acid similar to natural ribonucleic acid precursor (pre-miRNA), but artificially produced in miRNA expression plasmid of prokaryotic competent cells. Introduce and transfer. By way of example, pro-miRNA is structurally similar to pre-mir-302, but is transcribed from the pLVX-Grn-miR302 + 367 or pLenti-EF1alpha-RGFP-miR302 vector of the competent E. coli DH5α cell line (implemented Example 18). Since prokaryotic cells do not normally express highly secondary structures like eukaryotic pre-miRNAs, the production of pro-miRNAs in prokaryotic cells usually involves chemical stimulation to stabilize the production of RNA secondary structures. Required (Lin, UA 13 / 572,263).

小干渉リボ核酸(Small interfering RNA,siRNA):短鎖の2本鎖リボ核酸であって、約18〜27個の完全な塩基対を有するリボヌクレオチドデュプレックスであって、それにほぼ完全相補的である標的遺伝子転写物を分解できる。   Small interfering ribonucleic acid (Small interfering RNA, siRNA): A short double-stranded ribonucleic acid, a ribonucleotide duplex having about 18 to 27 perfect base pairs, which is almost completely complementary thereto Can degrade target gene transcripts.

小ヘアピン又は短鎖ヘアピンリボ核酸(small hairpin又はshort hairpin RNA,shRNA):部分的又は完全にマッチする1対のステムアームヌクレオチド配列を含む1本鎖リボ核酸であって、該ステムアーム配列はミスマッチのループ状オリゴヌクレオチドによって分けられ、ヘアピン様構造を形成する。多くの天然マイクロリボ核酸(miRNAs)はヘアピン様リボ核酸前駆体、即、プレマイクロリボ核酸(pre-miRNA)に由来する。   Small hairpin or short hairpin ribonucleic acid (small hairpin or short hairpin RNA, shRNA): a single-stranded ribonucleic acid comprising a pair of partially or completely matched stem arm nucleotide sequences, wherein the stem arm sequence is Separated by looped oligonucleotides, forming a hairpin-like structure. Many natural microribonucleic acids (miRNAs) are derived from hairpin-like ribonucleic acid precursors, immediately pre-microribonucleic acids (pre-miRNAs).

ベクター(Vector):異なる遺伝子環境において移動又は定着が可能な組換え核酸組成物であって、例えば、組換えDNA(recombinant DNA,rDNA)である。一般に、他の核酸分子はこれに操作的に連結される。該ベクターは細胞中で自己複製が可能であり、そのうち、該ベクターとその連結した断片も複製される。好ましいベクターは、エピソーム(episome)、即ち、染色体外で複製可能な核酸分子である。好ましいベクターは自己複製及び発現可能な核酸である。1つ又は複数のポリペプチド及び/又は非コード(non-coding)RNAをコードする遺伝子の発現を誘導できるベクターを、ここでは「発現ベクター(expression vector)」又は「発現コンピテントベクター(expression-competent vector)」と呼ぶ。特に重要なベクターは、逆転写酵素(reverse transcriptase)を用いてmRNAsからcDNAをクローニングできる。ベクターの成分は、ウィルスプロモーター、II型(Type-II)RNAポリメラーゼ(Pol-II又はpol-2)プロモーターもしくはこれらの両者、Kozak翻訳開始共通配列(Kozak consensus translation initiation site)、ポリアデニル化シグナル(polyadenylation signals)、複数の制限/クローニング部位(restriction/cloning site)、pUC複製起点(pUC origin of replication)、複製コンピテント原核細胞で抗生物質耐性遺伝子を少なくとも1つ発現させるためのSV40初期プロモーター(SV40 early promoter)、哺乳動物細胞での複製のための選択的SV40複製起点(SV40 origin)、及び/又はテトラサイクリン応答要素を含む。ベクターの構造は1本鎖または2本鎖DNAの直鎖状もしくは環状であってもよく、且つプラスミド、ウィルスベクター、トランスポゾン、レトロトランスポゾン、DNA導入遺伝子、ジャンピング遺伝子及びこれらの組み合わせから選ばれる。   Vector: A recombinant nucleic acid composition that can move or colonize in different genetic environments, for example, recombinant DNA (recombinant DNA, rDNA). Generally, other nucleic acid molecules will be operatively linked thereto. The vector is capable of autonomous replication in a cell, of which the vector and its ligated fragment are also replicated. Preferred vectors are episomes, ie, nucleic acid molecules that are extrachromosomally replicable. Preferred vectors are self-replicating and expressible nucleic acids. A vector capable of inducing the expression of a gene encoding one or more polypeptides and / or non-coding (non-coding) RNA is herein referred to as an "expression vector" or an "expression-competent vector". vector) ". Particularly important vectors allow the cloning of cDNA from mRNAs using reverse transcriptase. The components of the vector are a viral promoter, a type II (Type-II) RNA polymerase (Pol-II or pol-2) promoter or both, a Kozak translation initiation common sequence (Kozak consensus translation initiation site), a polyadenylation signal (polyadenylation). signals), multiple restriction / cloning sites, pUC origin of replication, SV40 early promoter to express at least one antibiotic resistance gene in replication competent prokaryotic cells (SV40 early promoter), a selective SV40 origin of replication for replication in mammalian cells (SV40 origin), and / or a tetracycline response element. The structure of the vector may be linear or circular of single-stranded or double-stranded DNA, and is selected from plasmids, viral vectors, transposons, retrotransposons, DNA transgenes, jumping genes and combinations thereof.

プロモーター(Promoter):ポリメラーゼ分子により認識され、又はそれに結合され、RNA転写を抑制する核酸である。本発明では、プロモーターは、既知のポリメラーゼ結合部位、エンハンサー(enhancer)又はその類似体、必要なポリメラーゼによりRNA転写物の合成を開始する配列であってもよい。   Promoter: A nucleic acid that is recognized by or bound to a polymerase molecule and represses RNA transcription. In the present invention, a promoter may be a known polymerase binding site, an enhancer or analog thereof, or a sequence that initiates the synthesis of an RNA transcript by the required polymerase.

真核プロモーター(Eukaryotic Promoter):遺伝子転写に必要な核酸モチーフ配列であって、該配列はII型真核RNAポリメラーゼ(type II RNA polymerase (pol-2))、pol-2等価物及び/又はpol-2適合性ウィルスポリメラーゼにより認識される。   Eukaryotic Promoter: A nucleic acid motif sequence required for gene transcription, which is a type II eukaryotic RNA polymerase (type II RNA polymerase (pol-2)), pol-2 equivalent and / or pol -2 Recognized by a compatible viral polymerase.

II型RNAポリメラーゼプロモーター(Type-II RNA Polymerase(Pol-II又はpol-2) promoter):II型真核RNAポリメラーゼ(Pol-II又はpol-2)によって認識され、かつそれに結合されるRNAプロモーターであって、真核メッセンジャーリボ核酸(mRNA)及び/又はマイクロリボ核酸(miRNA)を転写するためのものである。例として、pol-2プロモーターは哺乳類RNAプロモーター又はサイトメガロウィルス(CMV)プロモーターであってもよいが、これらに限らない。   Type-II RNA polymerase promoter (Type-II RNA polymerase (Pol-II or pol-2) promoter): An RNA promoter recognized by and bound to a type II eukaryotic RNA polymerase (Pol-II or pol-2). To transcribe eukaryotic messenger ribonucleic acid (mRNA) and / or microribonucleic acid (miRNA). By way of example, the pol-2 promoter may be, but is not limited to, a mammalian RNA promoter or a cytomegalovirus (CMV) promoter.

II型RNAポリメラーゼ等価物(Type-II RNA Polymerase (Pol-II又はpol-2) Equivalent):真核転写機構であり、哺乳類II型RNAポリメラーゼ(Pol-II又はpol-2)及びPol-II適合性ウィルスRNAポリメラーゼからなる群から選ばれる。   Type-II RNA polymerase (Pol-II or pol-2) Equivalent: Eukaryotic transcription machinery, compatible with mammalian type II RNA polymerase (Pol-II or pol-2) and Pol-II Selected from the group consisting of viral RNA polymerase.

II型RNAポリメラーゼ適合性ウィルスプロモーター(Pol-II(pol-2) Compatible Viral Promoter):真核pol-2又は真核転写機構を用いて遺伝子発現を行うことができるウィルスRNAプロモーターである。例として、pol-2適合性ウィルスプロモーターは、サイトメガロウィルス(CMV)プロモーター又はレンチウィルスLTR(retroviral long terminal repeat)プロモーターであってもよいが、これらに限らない。   Type II RNA polymerase compatible virus promoter (Pol-II (pol-2) Compatible Viral Promoter): a viral RNA promoter capable of gene expression using eukaryotic pol-2 or eukaryotic transcription machinery. By way of example, the pol-2 compatible viral promoter may be, but is not limited to, a cytomegalovirus (CMV) promoter or a lentiviral LTR (retroviral long terminal repeat) promoter.

シストロン(Cistron):DNA分子中のヌクレオチド配列であって、アミノ酸残基配列をコードし、上流及び下流のDNA発現制御要素を含む。
イントロン切除(Intron Excision):RNA処理、成熟、及び分解を担当する細胞機構であって、RNAスプライシング(RNA splicing)、エキソソーム消化(exosome difestion)、ナンセンス仲介減衰(nonsense-mediated decay,NMD)、及びこれらの組み合わせを含む。
Cistron: A nucleotide sequence in a DNA molecule that encodes an amino acid residue sequence and contains upstream and downstream DNA expression control elements.
Intron Excision: a cellular mechanism responsible for RNA processing, maturation, and degradation, including RNA splicing, exosome difestion, nonsense-mediated decay (NMD), and Including these combinations.

リボ核酸処理(RNA Processing):RNAの成熟、修飾及び分解に関連する細胞機構であって、RNAスプライシング、エキソソーム消化(exosome digestion)、ナンセンス仲介減衰(nonsense-mediated decay,NMD)、RNAエディティング(RNA editing)、RNA処理及びこれらの組み合わせを含む。   Ribonucleic acid processing (RNA Processing): A cellular mechanism related to RNA maturation, modification, and degradation, including RNA splicing, exosome digestion, nonsense-mediated decay (NMD), and RNA editing ( RNA editing), RNA processing and combinations thereof.

供与スプライス部位(Donor Splice Site):SEQ.ID.NO.4配列、SEQ.ID.NO.4に相同な配列、又は5'-GTAAG-3' (SEQ.ID.NO.47)配列を含む核酸配列である。
受容スプライス部位(Acceptor Splice Site):SEQ.ID.NO.5配列、SEQ.ID.NO.5に相同な配列、又は5'-CTGCAG-3' (SEQ.ID.NO.48)配列を含む核酸配列である。
Donor Splice Site: Includes SEQ.ID.NO.4 sequence, sequence homologous to SEQ.ID.NO.4, or 5'-GTAAG-3 '(SEQ.ID.NO.47) sequence It is a nucleic acid sequence.
Acceptor Splice Site: Includes SEQ.ID.NO.5 sequence, sequence homologous to SEQ.ID.NO.5, or 5'-CTGCAG-3 '(SEQ.ID.NO.48) sequence It is a nucleic acid sequence.

分岐点配列(Branch Point):核酸配列におけるアデノシンであって、該核酸配列はSEQ.ID.NO.6配列、SEQ.ID.NO.6に相同な配列、又は5'-TACTAAC-3' (SEQ.ID.NO.44)配列を含む。   Branch Point: Adenosine in a nucleic acid sequence, wherein the nucleic acid sequence is a SEQ.ID.NO.6 sequence, a sequence homologous to SEQ.ID.NO.6, or 5'-TACTAAC-3 '( SEQ.ID.NO.44) sequence.

ポリピリミジントラクト(Poly-Pyrimidine Tract):高割合のチミジル酸とシチジル酸を含む核酸配列であって、該核酸配列はSEQ.ID.NO.7、SEQ.ID.NO.8配列又はこれらに相同な配列を含む。   Poly-Pyrimidine Tract: a nucleic acid sequence containing a high percentage of thymidylic acid and cytidylic acid, wherein the nucleic acid sequence is SEQ.ID.NO.7, SEQ.ID.NO.8 or homologous thereto Including sequences.

標的細胞(Targeted Cell):体細胞、組織、幹細胞、生殖細胞、奇形腫細胞、腫瘍細胞、癌細胞、及びこれらの組み合わせから選ばれる1個又は複数個のヒト細胞である。
癌組織(Cancerous Tissue):皮膚癌、前立腺癌、乳癌、肝臓癌、肺癌、脳腫瘍/癌、リンパ癌、白血病、及びこれらの組み合わせから選ばれる腫瘍組織である。
Targeted Cell: One or more human cells selected from somatic cells, tissues, stem cells, germ cells, teratoma cells, tumor cells, cancer cells, and combinations thereof.
Cancerous Tissue: A tumor tissue selected from skin cancer, prostate cancer, breast cancer, liver cancer, lung cancer, brain tumor / cancer, lymph cancer, leukemia, and combinations thereof.

発現コンピテントベクター(Expression-Competent Vector):直鎖状又は環状の1本鎖または2本鎖DNAであって、プラスミド、ウィルスベクター、トランスポゾン、レトロトランスポゾン、DNA組換え遺伝子、ジャンピング遺伝子、及びこれらの組み合わせから選ばれる。   Expression-Competent Vector: a linear or circular single-stranded or double-stranded DNA, such as a plasmid, a viral vector, a transposon, a retrotransposon, a DNA recombination gene, a jumping gene, and any of these. Selected from a combination.

抗生物質耐性遺伝子(Antibiotic Resistance Gene):抗生物質を分解する能力を備えるように発現する遺伝子であって、該抗生物質はペニシリンG、ストレプトマイシン、アンピシリン(Amp)、ネオマイシン、G418、カナマイシン、エリスロマイシン、パロマイシン、フォフォマイシン、スペクトロマイシン、テトラサイクリン(Tet)、ドキシサイクリン(Dox)、リファピシン、アンホテリシンB、ゲンタマイシン、クロラムフェニコール、セファロチン、チロシン及びこれらの組み合わせから選ばれる。   Antibiotic Resistance Gene: A gene expressed to have the ability to degrade an antibiotic, wherein the antibiotic is penicillin G, streptomycin, ampicillin (Amp), neomycin, G418, kanamycin, erythromycin, paromycin. Fofomycin, spectromycin, tetracycline (Tet), doxycycline (Dox), rifapicin, amphotericin B, gentamicin, chloramphenicol, cephalothin, tyrosine and combinations thereof.

制限/クローニング部位(Restriction/Cloning Site):制限酵素の切断部位であるDNAモチーフ(DNA motif)であって、これらの制限/クローニング部位はAatII、AccI、AflII/III、AgeI、ApaI/LI、AseI、Asp718I、BamHI、BbeI、BclI/II、BglII、BsmI、Bsp120I、BspHI/LU11I/120I、BsrI/BI/GI、BssHII/SI、BstBI/U1/XI、ClaI、Csp6I、DpnI、DraI/II、EagI、Ecl136II、EcoRI/RII/47III/RV、EheI、FspI、HaeIII、HhaI、HinPI、HindIII、HinfI、HpaI/II、KasI、KpnI、MaeII/III、MfeI、MluI、MscI、MseI、NaeI、NarI、NcoI、NdeI、NgoMI、NotI、NruI、NsiI、PmlI、Ppu10I、PstI、PvuI/II、RsaI、SacI/II、SalI、Sau3AI、SmaI、SnaBI、SphI、SspI、StuI、TaiI、TaqI、XbaI、XhoI、XmaIの切断部位を含むが、これらに限らない。   Restriction / Cloning Site: Restriction / Cloning Site: DNA motifs that are cleavage sites for restriction enzymes, and these restriction / cloning sites are AatII, AccI, AflII / III, AgeI, ApaI / LI, AseI. , Asp718I, BamHI, BbeI, BclI / II, BglII, BsmI, Bsp120I, BspHI / LU11I / 120I, BsrI / BI / GI, BssHII / SI, BstBI / U1 / XI, ClaI, Csp6I, DpnI, DraI / II, EagI , Ecl136II, EcoRI / RII / 47III / RV, EheI, FspI, HaeIII, HhaI, HinPI, HindIII, HinfI, HpaI / II, KasI, KpnI, MaeII / III, MfeI, MluI, MscI, MseI, NaeI, NaeI, NcoI , NdeI, NgoMI, NotI, NruI, NsiI, PmlI, Ppu10I, PstI, PvuI / II, RsaI, SacI / II, SalI, Sau3AI, SmaI, SnaBI, SphI, SspI, StuI, TaiI, TaqI, XbaI, XhoIxma But not limited thereto.

遺伝子送達(Gene Delivery):遺伝子工学方法であって、ポリソーム(polysomal)形質移入、リポソーム(liposomal)形質移入、化学的形質移入、電気穿孔法、ウィルス感染、DNA組換え、トランスポゾン挿入、ジャンピング遺伝子挿入、マイクロインジェクション、遺伝子銃による貫入、及びこれらの組み合わせから選ばれる。   Gene Delivery: Genetic engineering methods, including polysomal transfection, liposomal transfection, chemical transfection, electroporation, viral infection, DNA recombination, transposon insertion, jumping gene insertion. , Microinjection, gene gun penetration, and combinations thereof.

遺伝子工学(Genetic Engineering):DNA組換え方法であって、DNA制限酵素反応とライゲーション反応、相同組換え、導入遺伝子の組み込み、トランスポゾン挿入、ジャンピング遺伝子挿入、レトロウィルス感染、及びこれらの組み合わせから選ばれる。   Genetic Engineering: A method of DNA recombination, selected from DNA restriction and ligation reactions, homologous recombination, transgene integration, transposon insertion, jumping gene insertion, retroviral infection, and combinations thereof. .

細胞周期調節因子(Cell Cycle Regulator):細胞分裂及び細胞増殖の速度を制御することに関与する細胞遺伝子であって、サイクリン依存性キナーゼ2(CDK2)、サイクリン依存性キナーゼ4(CDK4)、サイクリン依存性キナーゼ6(CDK6)、サイクリン(cyclins)、BMI-1、p14/p19Arf、p15Ink4b、p16Ink4a、p18Ink4c、p21Cip1/Waf1、p27Kip1、及びこれらの組み合わせを含むが、これらに限らない。   Cell Cycle Regulator: A cell gene involved in controlling the rate of cell division and cell proliferation, and includes cyclin-dependent kinase 2 (CDK2), cyclin-dependent kinase 4 (CDK4), and cyclin-dependent Sex kinase 6 (CDK6), cyclins, BMI-1, p14 / p19Arf, p15Ink4b, p16Ink4a, p18Ink4c, p21Cip1 / Waf1, p27Kip1, and combinations thereof, but are not limited thereto.

腫瘍の抑制効果(Tumor Suppression Effect):細胞の抗腫瘍及び/又は抗癌の機構及び反応であって、細胞周期の減衰、細胞周期の停止(arrest)、腫瘍細胞成長の抑制、細胞の腫瘍形成の抑制、腫瘍/癌細胞の形質転換の抑制、腫瘍/癌のアポトーシスの誘導、正常細胞への回復の誘導、高度悪性の癌細胞の比較的良性の低段階状態への再プログラム(腫瘍の退縮)及びこれらの組み合わせを含むが、これらに限らない。   Tumor Suppression Effect: Mechanism and response of cell anti-tumor and / or anti-cancer, including cell cycle decay, cell cycle arrest, suppression of tumor cell growth, cell tumorigenesis Inhibition of tumor / cancer cell transformation, induction of tumor / cancer apoptosis, induction of recovery to normal cells, reprogramming of highly malignant cancer cells to a relatively benign low-stage state (tumor regression) ) And combinations thereof, but are not limited thereto.

癌の治療効果(Cancer Therapy Effect):薬物処理による細胞反応及び/又は細胞機構であって、発癌遺伝子の発現の抑制、癌細胞の増殖の抑制、癌細胞の侵入及び/又は移動の抑制、癌細胞の転移の抑制、癌細胞の細胞死の誘発、腫瘍/癌の発生の回避、癌の再発の回避、癌の進行の抑制、損傷組織細胞の回復、高度悪性腫瘍の比較的良性で比較的低段階の状態への再プログラム(癌の退縮/寛解)及びこれらの組み合わせを含むが、これらに限らない。   Cancer Therapy Effect: A cell response and / or cellular mechanism by drug treatment, which suppresses the expression of oncogenes, suppresses the growth of cancer cells, suppresses invasion and / or migration of cancer cells, and cancer Inhibits cell metastasis, induces cell death of cancer cells, avoids tumor / cancer development, avoids cancer recurrence, suppresses cancer progression, recovers damaged tissue cells, relatively benign and relatively benign of advanced malignant tumors This includes, but is not limited to, reprogramming to a low-stage state (cancer regression / remission) and combinations thereof.

遺伝子サイレンシング効果(Gene Silencing Effect):遺伝子機能が抑制された後の細胞反応であって、発癌遺伝子の発現の抑制、細胞増殖の抑制、細胞周期停止、G0/G1チェックポイント停止、細胞周期減衰、腫瘍抑制、抗腫瘍形成、癌の退縮、癌の回避、癌細胞のアポトーシス、細胞回復/再生、細胞再プログラム、疾患細胞の相対的正常の状態への再プログラム(自発的治療)及びこれらの組み合わせを含むが、これらに限らない。   Gene Silencing Effect: Cell response after suppression of gene function, suppression of oncogene expression, suppression of cell proliferation, cell cycle arrest, G0 / G1 checkpoint arrest, cell cycle decay , Tumor suppression, antitumor formation, cancer regression, cancer avoidance, cancer cell apoptosis, cell recovery / regeneration, cell reprogramming, reprogramming diseased cells to a relative normal state (spontaneous treatment) and these Including, but not limited to, combinations.

転写誘導物(Transcription Inducer):原核細胞においてpol-2又はpol-2様プロモーターに対して真核遺伝子の転写を誘発及び/又は強化可能な化学剤である。例として、転写誘導物は3-(N-モルホリノ)プロパンスルホン酸(3-(N-Morpholino)propanesulfonic acid (MOPS))、エタノール、グリセリン又はこれらの混合物と類似する化学構造を含むが、これらに限らない。   Transcription Inducer: A chemical agent capable of inducing and / or enhancing transcription of a eukaryotic gene against a pol-2 or pol-2-like promoter in prokaryotic cells. By way of example, the transcriptional derivative may have a chemical structure similar to, but not including, 3- (N-Morpholino) propanesulfonic acid (MOPS), ethanol, glycerin, or mixtures thereof. Not exclusively.

抗体:予め選択した保存ドメイン構造(domain structure)を持つペプチド類又はタンパク質分子であって、予め選択したリガンドと結合する受容体とすることができる。
薬学上及び/又は治療上の応用:生物医学的使用、装置及び/又は設備であって、診断、幹細胞の生成、幹細胞研究及び/又は治療発展、組織/器官の回復及び/又は再生、傷口の治癒処理、腫瘍抑制、癌の治療及び/又は予防、疾患処理、薬の製造及びこれらの組み合わせに用いられる。
Antibody: A peptide or protein molecule having a preselected conserved domain structure, which can be a receptor that binds a preselected ligand.
Pharmaceutical and / or therapeutic applications: biomedical uses, devices and / or equipment, including diagnosis, stem cell generation, stem cell research and / or therapeutic development, tissue / organ recovery and / or regeneration, wound repair It is used for healing treatment, tumor suppression, cancer treatment and / or prevention, disease treatment, drug production, and combinations thereof.

B.組成物及び方法
全面的な腫瘍抑制及び/又は癌の治療効果を誘発する組成物及び方法であり、核酸組成物が用いられている。この核酸組成物は送達され、且つヒト細胞マトリックスでmir-302様遺伝子サイレンシングエフェクターに処理され、細胞におけるmir-302の標的となる細胞周期調節因子及び/又は発癌遺伝子を抑制することにより、腫瘍/癌細胞の成長を抑制及び/又は回避する。そのうち、上記mir-302様遺伝子サイレンシングエフェクターはSEQ.ID.NO.3配列を含み、また上記ヒト細胞マトリックスは正常であってもよいし、腫瘍及び/又は癌細胞を少なくとも1つ含んでもよい。
B. Compositions and Methods Compositions and methods for inducing full tumor suppression and / or therapeutic effect on cancer, wherein nucleic acid compositions are used. The nucleic acid composition is delivered and treated with a mir-302-like gene silencing effector in a human cell matrix to suppress cell cycle regulators and / or oncogenes that are targeted by mir-302 in cells, resulting in tumors. / Suppress and / or avoid cancer cell growth. Wherein the mir-302-like gene silencing effector comprises the sequence SEQ.ID.NO.3, and the human cell matrix may be normal, or may comprise at least one tumor and / or cancer cell. .

好ましくは、本発明は新規設計及び施策を用いて形質移入細胞内で誘導され又は連続して発現されるmir-302様遺伝子サイレンシングエフェクターを送達する。mir-302様遺伝子サイレンシングエフェクターはmir-302a、mir-302b、mir-302c、mir-302d、これらのヘアピン様(hairpin-like)マイクロリボ核酸前駆体(pre-miRNAs)、及び手動で再設計した小ヘアピン(shRNA)、pro-miRNA及び/又は小干渉RNA(siRNA)などの模倣体及びこれらの相同体/誘導体、並びにこれらの組み合わせを含む。mir-302様遺伝子サイレンシングエフェクターの形質移入はベクター又は非ベクターによる遺伝子伝達方式により達成される。そのうち、この伝達方式はポリソーム形質移入(polysomal transfection)、リポソーム形質移入(liposomal transfection)、化学的形質移入、電気穿孔(electroporation)、ウィルス感染(viral infection)、DNA組換え(DNA recombination)、トランスポゾン挿入(transposon insertion)、ジャンピング遺伝子挿入(jumping gene insertion)、マイクロインジェクション(microinjection)、遺伝子銃による貫入(gene gun penetration)及びこれらの組み合わせを含む。ベクターの伝達方式から、mir-302様遺伝子サイレンシングエフェクターの発現は持続的発現のプロモーター(即ちCMV)又は薬剤誘導性の(即ちTRE-CMV)プロモーターによって駆動される。該薬剤誘導性の組換え核酸組成物は、組換えmir-302ファミリークラスター(mir-302s;SEQ.ID.NOs.9〜16の雑種)又は手動で再設計したmi-302 shRNA相同体(即ちSEQ.ID.NOs.17と18の雑種)が挿入された組換え導入遺伝子を含むTet-Onベクターであることが好ましい。該細胞マトリックスはインビトロ(in vitro)、エクスビボ(ex vivo)又はインビボ(in vivo)でmir-302の標的遺伝子を発現する。このmir-302の標的となる細胞周期調節因子及び発癌遺伝子をサイレンシングすることにより、本発明は細胞の腫瘍形成能力を抑制し、且つ処理された細胞を非腫瘍/癌細胞に再プログラムすることができる。   Preferably, the present invention uses a novel design and strategy to deliver a mir-302-like gene silencing effector that is induced or continuously expressed in transfected cells. mir-302-like gene silencing effectors are mir-302a, mir-302b, mir-302c, mir-302d, their hairpin-like microribonucleic acid precursors (pre-miRNAs), and manually redesigned Mimetics such as small hairpins (shRNAs), pro-miRNAs and / or small interfering RNAs (siRNAs) and homologs / derivatives thereof, and combinations thereof. Transfection of the mir-302-like gene silencing effector is achieved by vector or non-vector gene transfer systems. Among them, this transmission method is polysomal transfection, liposomal transfection, chemical transfection, electroporation, viral infection, DNA recombination, transposon insertion. (transposon insertion), jumping gene insertion, microinjection, gene gun penetration and combinations thereof. Due to the mode of vector transfer, expression of the mir-302-like gene silencing effector is driven by a sustained expression promoter (ie, CMV) or a drug-inducible (ie, TRE-CMV) promoter. The drug-inducible recombinant nucleic acid composition can be a recombinant mir-302 family cluster (mir-302s; hybrid of SEQ ID NOs. 9-16) or a manually redesigned mi-302 shRNA homolog (i.e., It is preferably a Tet-On vector containing a recombinant transgene into which a hybrid of SEQ. ID. NOs. 17 and 18 has been inserted. The cell matrix expresses the target gene of mir-302 in vitro, ex vivo or in vivo. By silencing cell cycle regulators and oncogenes targeted by this mir-302, the present invention suppresses the tumorigenic potential of cells and reprograms treated cells into non-tumor / cancer cells. Can be.

以下の実施例は、本発明のある好ましい具体的実施例及び態様を例として説明するものであるが、本発明の範囲を制限するものではない。
以下に開示された実験ファイルにおいて、次の略語を適用する。M(モーラー、molar)、mM(ミリモーラー、millimolar)、μm(マイクロモーラー、micromolar)、mol(モル、moles)、pmol(ピコモル、picomole)、gm(グラム、grams)、mg(ミリグラム、milligrams)、μg(マイクログラム、micrograms)、ng(ナノグラム、nanograms)、L(リットル、liters)、ml(ミリリットル、milliliters)、μl(マイクロリットル、microliters)、°C(摂氏温度、degrees Centigrade)、cDNA(コピー又は相補的DNA、copy or complementary DNA)、DNA(デオキシリボ核酸、deoxyribonucleic acid)、ssDNA(1本鎖DNA、single stranded DNA)、dsDNA(2本鎖DNA、double-stranded DNA)、dNTP(デオキシリボヌクレオシド−3リン酸、deoxyribonucleotide triphosphate)、RNA(リボ核酸、ribonucleic acid)、PBS(リン酸緩衝生理食塩水、phosphate buffered saline)、NaCl(塩化ナトリウム、sodium chloride)、HEPES(N-2-ヒドロキシエチルピペラジン-N-2-エタンスルホン酸、N-2-hydroxyethylpiperazine-N-2-ethanesulfonic acid)、HBS(HEPES緩衝生理食塩水、HEPES buffered saline)、SDS(ドデシル硫酸ナトリウム、sodium dodecyl sulfate)、Tris-HCl(トリスヒドロキシメチルアミノメタン-塩酸塩、tris-hydroxymethylaminomethane-hydrochloride)、ATCC(米国培養細胞系統保存機関、American Type Culture Collection、Rockville、MD)、hES(ヒト胚性幹細胞、human embryonic stem cells)、iPS(誘導多能性幹細胞、induced pluripotent stem cells)、及びSCR(体細胞再プログラム、somatic cell reprogramming)。
The following examples illustrate certain preferred specific embodiments and aspects of the invention by way of example, but do not limit the scope of the invention.
In the experimental files disclosed below, the following abbreviations apply: M (molar, molar), mM (millimolar, millimolar), μm (micromolar, micromolar), mol (mole, moles), pmol (picomole, picomole), gm (gram, grams), mg (milligram, milligrams), μg (micrograms, micrograms), ng (nanograms, nanograms), L (liters, liters), ml (milliliters, milliliters), μl (microliters, microliters), ° C (degrees Celsius, degrees Centigrade), cDNA (copy Or complementary DNA, copy or complementary DNA), DNA (deoxyribonucleic acid, deoxyribonucleic acid), ssDNA (single-stranded DNA, single stranded DNA), dsDNA (double-stranded DNA, double-stranded DNA), dNTP (deoxyribonucleoside- Triphosphate, deoxyribonucleotide triphosphate), RNA (ribonucleic acid, ribonucleic acid), PBS (phosphate buffered saline, phosphate buffered saline), NaCl (sodium chloride, sodium chloride), HEPES (N-2-hydroxyethylpiperazine- N-2-ethanesulfonic acid, N-2-hydroxyethylpi perazine-N-2-ethanesulfonic acid), HBS (HEPES buffered saline, HEPES buffered saline), SDS (sodium dodecyl sulfate, sodium dodecyl sulfate), Tris-HCl (tris-hydroxymethylaminomethane-hydrochloride, tris-hydroxymethylaminomethane -hydrochloride), ATCC (American Type Culture Collection, Rockville, MD), hES (human embryonic stem cells), iPS (induced pluripotent stem cells), And SCR (somatic cell reprogramming).

実施例1
細胞培養及び形質移入
ヒト癌細胞株NTera-2、HepG2、MCF7、PC3及びColo829は米国培養細胞系統保存機関(ATCC、Rockville、MD)から入手し、ヒト毛嚢細胞(hHFCs)は少なくとも2つの毛嚢真皮乳頭(hair dermal papillae)を4 mg/mlコラゲナーゼで分解することによって得られ、そのうち、コラゲナーゼの消化は20%ウシ胎児血清(FBS)を補充した新鮮なRPMI 1640培養液中で45分間作用させた。メラニン細胞(melanocytes)は、37°C、5% CO2で、ヒトメラニン細胞成長補充剤-2(HMGS-2、Invitrogen、Carlsbad、CA)が添加されかつ抗生物質が含まれていない254培養液(Medium 254)において培養された。細胞が70%〜80%の密集度(confluency)までに成長した時に、細胞をtrypsin-EDTA溶液中で1分間暴露することで単離させ、フェノールレッドフリーのDMEM培養液(phenol red-free DMEM medium、Invitrogen)で1回すすいだ後、これらの単離された細胞を1:10に希釈した後、HMGS-2補充剤を含有する新鮮な254培養液中で継代培養を行った。電気穿孔法で遺伝子導入を行う工程については、pTet-On-tTS-miR302sベクター(10 μg)とpTet-On-Adv-Neo(-)ベクター(50 μg)との混合物を、低浸透圧緩衝液(200 μl、Eppendorf、Westbury、NY)における単離された細胞(20,000〜50,000個)に加え、また、電気穿孔は電気穿孔機を用いて300〜400Vで150μsec実施し、これらのベクターを対応したこれらの細胞内に送達した。電気穿孔後の細胞はまずフェノールレッドフリーで、20%血清代替物(Knockout serum)、1% MEM非必須アミノ酸、10ng/ml塩基性線維芽細胞増殖因子(bFGF)、1mM GlutaMax、及び1mMピルビン酸ナトリウムを含有するDMEM培養液(Invitrogen)中で、37°C、5% CO2の条件下で24時間培養した。続いて、850 μg/mlのG418及び3.75 μg/mlより高い濃度のテトラサイクリン(Dox)を追加し、毎日入れ替えるように、細胞が強烈の赤色蛍光(RGFP)を発現するまで3から5日間継続した。次に、TE200倒立顕微鏡システム(Nikon、Melville、NY)で個々の赤色蛍光細胞(mirPS)を監視し、MO-188NE 3D顕微操作システム(Nikon)で96穴プレートに個別的に収集した。ドキシサイクリン(Dox)欠乏の条件下で、20%血清代替物(Knockout serum)、1% MEM非必須アミノ酸、100 μM β-メルカプトエタノール、1mM GlutaMax、1mM ピルビン酸ナトリウム、10ng/ml 塩基性線維芽細胞増殖因子(bFGF)、100 IU/ml ペニシリン/100 μg/ml ストレプトマイシン/250 μg/ml G418、0.1 μM A83-01、及び0.1 μM バルプロ酸(Stemgent、San Diego、CA)を含有するDMEM/F-12培地でmirPS細胞を、37°C、5% CO2の条件で培養した。一方、ドキシサイクリン(Dox、3.75〜5 μg/ml、Sigma-Aldrich、St. Louis、MO)の存在下で、mirPS細胞を同様なフィーダーフリー(feeder-free)の培養条件下で培養し、さらに0.05 μM GSK抑制剤SB216763(Stemgent)を添加した。GSK抑制剤の添加はmirPSの増殖を促進したが、神経分化を引き起こす傾向がわずかに見られた。神経細胞誘導の面では、mirPS細胞を0.05 μM SB216763を含有し、ドキシサイクリン(Dox)を含有しない上記フィーダーフリーの培養条件で培養した。
Example 1
Cell culture and transfection Human cancer cell lines NTera-2, HepG2, MCF7, PC3 and Colo829 were obtained from the American Type Culture Collection (ATCC, Rockville, MD) and human hair follicle cells (hHFCs) were obtained from at least two hairs. Obtained by digesting hair dermal papillae with 4 mg / ml collagenase, of which collagenase digestion works for 45 minutes in fresh RPMI 1640 medium supplemented with 20% fetal bovine serum (FBS) I let it. Melanocytes (melanocytes) is a 37 ° C, 5% CO 2 , human melanocyte growth supplement -2 (HMGS-2, Invitrogen, Carlsbad, CA) is added and 254 culture does not contain antibiotics (Medium 254). When cells have grown to 70% -80% confluency, cells are isolated by exposure to trypsin-EDTA solution for 1 minute, and phenol red-free DMEM culture (phenol red-free DMEM medium, Invitrogen), and the isolated cells were diluted 1:10 before subculturing in fresh 254 medium containing HMGS-2 supplement. For the step of gene transfer by electroporation, a mixture of the pTet-On-tTS-miR302s vector (10 μg) and the pTet-On-Adv-Neo (-) vector (50 μg) was added to a low osmotic buffer solution. In addition to the isolated cells (20,000-50,000) in (200 μl, Eppendorf, Westbury, NY), electroporation was also performed using an electroporator at 300-400 V for 150 μsec and the corresponding vectors were used. Delivered into these cells. Cells after electroporation are first phenol red-free, 20% serum replacement (Knockout serum), 1% MEM non-essential amino acids, 10 ng / ml basic fibroblast growth factor (bFGF), 1 mM GlutaMax, and 1 mM pyruvate. The cells were cultured in a DMEM culture solution containing sodium (Invitrogen) at 37 ° C. and 5% CO 2 for 24 hours. Subsequently, G418 at 850 μg / ml and tetracycline (Dox) at a concentration higher than 3.75 μg / ml were added and continued for 3-5 days until the cells expressed intense red fluorescence (RGFP), as replaced daily. . Next, individual red fluorescent cells (mirPS) were monitored on a TE200 inverted microscope system (Nikon, Melville, NY) and collected individually in 96-well plates with a MO-188NE 3D micromanipulation system (Nikon). Under doxycycline (Dox) deficiency conditions, 20% Knockout serum, 1% MEM non-essential amino acids, 100 μM β-mercaptoethanol, 1 mM GlutaMax, 1 mM sodium pyruvate, 10 ng / ml basic fibroblasts DMEM / F- containing growth factor (bFGF), 100 IU / ml penicillin / 100 μg / ml streptomycin / 250 μg / ml G418, 0.1 μM A83-01, and 0.1 μM valproic acid (Stemgent, San Diego, CA) MirPS cells were cultured in 12 media under the conditions of 37 ° C. and 5% CO 2 . On the other hand, mirPS cells were cultured under the same feeder-free culture conditions in the presence of doxycycline (Dox, 3.75 to 5 μg / ml, Sigma-Aldrich, St. Louis, MO) and further 0.05%. μM GSK inhibitor SB216763 (Stemgent) was added. Addition of GSK inhibitors promoted mirPS proliferation, but showed a slight tendency to induce neuronal differentiation. In terms of nerve cell induction, mirPS cells were cultured under the above feeder-free culture conditions containing 0.05 μM SB216763 and no doxycycline (Dox).

実施例2
mir-302sを発現する組換えベクターの構築
Mir-302ファミリークラスター(mir-302s)の生成は前記報告の通りである(Lin氏ら,2008)。Mir-302sクラスターは、mir-302a、mir-302b、mir-302c、及びmir-302dのプレマイクロリボ核酸(pre-miRNAs)という4つの部分を含有する。mir-302sクラスターを構築するために使用される合成オリゴヌクレオチド(Sigma-Genosys、St. Louis、MO)は下記のように挙げられる。発現ベクターの構築において、我々は等量(1:1)のmir-302sと予め作られたSpRNAi-RGFP組換え遺伝子を混合させ(Lin氏ら,2006と2008)、そしてMluI/PvuI制限酵素によって37°Cでこの混合物を4時間消化させた。次に、ゲル抽出キット(Qiagen、CA)で該消化された混合物を精製して30 μlの再蒸留水(ddH2O)に収集し、T4 DNAリガーゼ(T4 ligase)を用いて8°Cで16時間作用し、該混合物をライゲーションさせた。該工程では、mir-302を発現する組換えSpRNAi-RGFP遺伝子が形成され、さらにXhoI/HindIII制限酵素によって切断された後、ドキシサイクリンにより誘導できるpSingle-tTS-shRNAベクター(Clontech、Palo Alto、CA)中に挿入されたことで、誘導性のpTet-On-tTS-miR302s発現ベクターが形成された。その後、我々は該pTet-On-tTS-miR302sベクターをさらに修飾し、即ち、pTRE-Tightプラスミド(Clontech)から単離されたTRE-CMVプロモーターを用いてpTet-On-tTS-miR302sベクター本来のU6プロモーターを置換した。非誘導性のpCMV-miR302sの持続的発現ベクターを生成するために、我々はEcoRI制限酵素で該修飾されたpTet-On-tTS-miR302sベクターを切断し、さらにゲル電気泳動によりtTS-TREの上流配列(1.5 kb)を除去するとともに、該ゲルから切断されたベクターを改めて得ることによって、DNAライゲーション(ligation)工程を行い、非誘導性のpCMV-miR302sベクターの構築を完成させた。
Example 2
Construction of recombinant vector expressing mir-302s
The generation of the Mir-302 family cluster (mir-302s) is as previously reported (Lin et al., 2008). The Mir-302s cluster contains four parts: pre-miRNAs of mir-302a, mir-302b, mir-302c, and mir-302d. Synthetic oligonucleotides (Sigma-Genosys, St. Louis, MO) used to construct the mir-302s cluster are listed below. In constructing the expression vector, we mixed an equal amount (1: 1) of mir-302s with the pre-made SpRNAi-RGFP recombinant gene (Lin et al., 2006 and 2008) and used the MluI / PvuI restriction enzyme. The mixture was digested at 37 ° C for 4 hours. Next, the digested mixture was purified with a gel extraction kit (Qiagen, CA), collected in 30 μl of double-distilled water (ddH 2 O), and incubated at 8 ° C using T4 DNA ligase (T4 ligase). Working for 16 hours, the mixture was ligated. In this step, a recombinant SpRNAi-RGFP gene expressing mir-302 is formed, and further cleaved by XhoI / HindIII restriction enzymes, and then induced by doxycycline, a pSingle-tTS-shRNA vector (Clontech, Palo Alto, CA) Insertion into it formed an inducible pTet-On-tTS-miR302s expression vector. Subsequently, we further modified the pTet-On-tTS-miR302s vector, i.e., using the TRE-CMV promoter isolated from the pTRE-Tight plasmid (Clontech), the pTet-On-tTS-miR302s vector native U6. The promoter was replaced. In order to generate a non-inducible pCMV-miR302s persistent expression vector, we cut the modified pTet-On-tTS-miR302s vector with EcoRI restriction enzyme, and then upstream of the tTS-TRE by gel electrophoresis. By removing the sequence (1.5 kb) and obtaining a new vector cut from the gel, a DNA ligation step was performed to complete the construction of a non-inducible pCMV-miR302s vector.

mir-302ファミリープレリボ核酸(pre-miRNA)クラスターのDNA組換えに使用される合成オリゴヌクレオチドとして、次のように、mir-302a-センス:5'-GTCACGCGTT CCCACCACTT AAACGTGGAT GTACTTGCTT TGAAACTAAA GAAGTAAGTG CTTCCATGTT TTGGTGATGG ATAGATCTCT C-3' (SEQ.ID.NO.9);mir-302a-アンチセンス:5'-GAGAGATCTA TCCATCACCA AAACATGGAA GCACTTACTT CTTTAGTTTC AAAGCAAGTA CATCCACGTT TAAGTGGTGG GAACGCGTGA C-3' (SEQ.ID.NO.10);mir-302b-センス:5'-ATAGATCTCT CGCTCCCTTC AACTTTAACA TGGAAGTGCT TTCTGTGACT TTGAAAGTAA GTGCTTCCAT GTTTTAGTAG GAGTCGCTCA TATGA-3' (SEQ.ID.NO.11);mir-302b-アンチセンス:5'-TCATATGAGC GACTCCTACT AAAACATGGA AGCACTTACT TTCAAAGTCA CAGAAAGCAC TTCCATGTTA AAGTTGAAGG GAGCGAGAGA TCTAT-3' (SEQ.ID.NO.12);mir-302c-センス:5'-CCATATGGCT ACCTTTGCTT TAACATGGAG GTACCTGCTG TGTGAAACAG AAGTAAGTGC TTCCATGTTT CAGTGGAGGC GTCTAGACAT-3' (SEQ.ID.NO.13);mir-302c-アンチセンス:5'-ATGTCTAGAC GCCTCCACTG AAACATGGAA GCACTTACTT CTGTTTCACA CAGCAGGTAC CTCCATGTTA AAGCAAAGGT AGCCATATGG-3' (SEQ.ID.NO.14);mir-302d-センス:5'-CGTCTAGACA TAACACTCAA ACATGGAAGC ACTTAGCTAA GCCAGGCTAA GTGCTTCCAT GTTTGAGTGT TCGCGATCGC AT-3' (SEQ.ID.NO.15);及びmir-302d-アンチセンス:5'-ATGCGATCGC GAACACTCAA ACATGGAAGC ACTTAGCCTG GCTTAGCTAA GTGCTTCCAT GTTTGAGTGT TATGTCTAGA CG-3' (SEQ.ID.NO.16)が挙げられる。また、我々はmir-302プレマイクロリボ核酸(pre-miRNA)クラスターの代わりに、合成されたmiR-302s-センス:5'-GCAGATCTCG AGGTACCGAC GCGTCCTCTT TACTTTAACA TGGAAATTAA GTGCTTCCAT GTTTGAGTGG TGTGGCGCGA TCGATATCTC TAGAGGATCC ACATC-3' (SEQ.ID.NO.17)及びmir-302s-アンチセンス:5'-GATGTGGATC CTCTAGAGAT ATCGATCGCG CCACACCACT CAAACATGGA AGCACTTAAT TTCCATGTTA AAGTAAAGAG GACGCGTCGG TACCTCGAGA TCTGC-3' (SEQ.ID.NO.18)のハイブリダイゼーションによって形成された手動で再設計したshRNAを用いることで、簡易なイントロン挿入を行った。mir-302相同体を設計する際、ウラシル(U)の代わりにチミン(T)を用いてもよく、逆も同様である。これらの合成配列の全ては、ライゲーション(ligation)を行う前にポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE)によって抽出して精製された。   As a synthetic oligonucleotide used for DNA recombination of the mir-302 family preribonucleic acid (pre-miRNA) cluster, mir-302a-sense: 5′-GTCACGCGTT CCCACCACTT AAACGTGGAT GTACTTGCTT TGAAACTAAA GAAGTAAGTG CTTCCATGTT TTGGTGATGG ATAGATCTCT C -3 '(SEQ.ID.NO.9); mir-302a-antisense: 5'-GAGAGATCTA TCCATCACCA AAACATGGAA GCACTTACTT CTTTAGTTTC AAAGCAAGTA CATCCACGTT TAAGTGGTGG GAACGCGTGA C-3' (SEQ.ID.NO.10); mir-302b- Sense: 5'-ATAGATCTCT CGCTCCCTTC AACTTTAACA TGGAAGTGCT TTCTGTGACT TTGAAAGTAA GTGCTTCCAT GTTTTAGTAG GAGTCGCTCA TATGA-3 '(SEQ.ID.NO.11); '(SEQ.ID.NO.12); mir-302c-sense: 5'-CCATATGGCT ACCTTTGCTT TAACATGGAG GTACCTGCTG TGTGAAACAG AAGTAAGTGC TTCCATGTTT CAGTGGAGGC GTCTAGACAT-3' (SEQ.ID.NO.13); mir-302c-antisense: 5 '-ATGTCTAGAC GCCTCCACTG AAACATGGAA GCACTTACTT CTGTTTCACA CA GCAGGTAC CTCCATGTTA AAGCAAAGGT AGCCATATGG-3 '(SEQ.ID.NO.14); mir-302d-sense: 5'-CGTCTAGACA TAACACTCAA ACATGGAAGC ACTTAGCTAA GCCAGGCTAA GTGCTTCCAT GTTTGAGTGT TCGCGATCGC AT-3' (SEQ.ID.NO.15); and mir -302d-antisense: 5'-ATGCGATCGC GAACACTCAA ACATGGAAGC ACTTAGCCTG GCTTAGCTAA GTGCTTCCAT GTTTGAGTGT TATGTCTAGA CG-3 '(SEQ.ID.NO.16). In addition, instead of the mir-302 pre-micro ribonucleic acid (pre-miRNA) cluster, synthesized miR-302s-sense: 5′-GCAGATCTCG AGGTACCGAC GCGTCCTCTT TACTTTAACA TGGAAATTAA GTGCTTCCAT GTTTGAGTGG TGTGGCGCGA TCGATATCTC TAGAGGATCC ACATC-3 ′ (SEQ. ID.NO.17) and mir-302s-antisense: 5'-GATGTGGATC CTCTAGAGAT ATCGATCGCG CCACACCACT CAAACATGGA AGCACTTAAT TTCCATGTTA AAGTAAAGAG GACGCGTCGG TACCTCGAGA TCTGC-3 '(SEQ.ID.NO.18) Simple intron insertion was performed by using the designed shRNA. In designing the mir-302 homolog, thymine (T) may be used instead of uracil (U), and vice versa. All of these synthetic sequences were extracted and purified by polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE) prior to ligation.

組換えられたmir-302ファミリーのプレマイクロリボ核酸クラスター(mir-302s)は、mir-302a-センスとmir-302a-アンチセンス、mir-302b-センスとmir-302b-アンチセンス、mir-302c-センスとmir-302c-アンチセンス、及びmir-302d-センスとmir-302d-アンチセンスを含む4つのmir-302a〜d雑種を連結することによって形成された。これらのmir-302a、mir-302b、mir-302c、及びmir-302d雑種は、それぞれPvuI/XhoI、XhoI/NheI、NheI/XbaI及びXbaI/MluI制限酵素によって消化され、ゲルで抽出され、その後濾過カラム(Qiagen、CA)で35 μlの滅菌された再蒸留水中に共に収集された。そして、T4 DNAリガーゼ(ligase) (Roche、20U)で該雑種の混合物をライゲーションさせ、クラスターを形成した。最後にmir-302ファミリーのプレマイクロリボ核酸クラスターをPvuI/MluI制限酵素によって直線化されたSpRNAi-RGFP組換え遺伝子に挿入した。また、SEQ.ID.NO.17とSEQ.ID.NO.18をハイブリダイゼーションさせてから、PvuI/MluI制限酵素を用いて該雑種を切断し、切断された雑種をPvuI/MluIにより直線化されたSpRNAi-RGFP中に挿入することにより、mir-302 shRNAを形成した。   Recombined mir-302 family pre-microribonucleic acid cluster (mir-302s) contains mir-302a-sense and mir-302a-antisense, mir-302b-sense and mir-302b-antisense, mir-302c It was formed by linking four mir-302a-d hybrids, including -sense and mir-302c-antisense, and mir-302d-sense and mir-302d-antisense. These mir-302a, mir-302b, mir-302c, and mir-302d hybrids were digested with PvuI / XhoI, XhoI / NheI, NheI / XbaI and XbaI / MluI restriction enzymes, extracted with gel, and then filtered. Collected together in a column (Qiagen, CA) in 35 μl of sterile double distilled water. The hybrid mixture was ligated with T4 DNA ligase (Roche, 20U) to form clusters. Finally, a pre-microribonucleic acid cluster of the mir-302 family was inserted into the SpRNAi-RGFP recombinant gene linearized by PvuI / MluI restriction enzymes. Further, after hybridizing SEQ.ID.NO.17 and SEQ.ID.NO.18, the hybrid was cut using PvuI / MluI restriction enzyme, and the cut hybrid was linearized with PvuI / MluI. Mir-302 shRNA was formed by insertion into the resulting SpRNAi-RGFP.

pTet-On-tTS-miR302s及びCMV-miR302sベクターを増殖させるために、大腸菌DH5aの菌株を濃度100 μg/mlのアンピシリン(Sigma Chemical、St. Louis、MO)を含有するLB培地で培養した。そして、エンドトキシンフリーのマキシプレッププラスミド抽出キット(Endo-Free Maxi-Prep Plasmid Extraction Kit、Qiagen、CA)を用いて、増殖後のpTet-On-tTS-miR302s及びCMV-miR302sベクターを単離、精製した。   In order to propagate the pTet-On-tTS-miR302s and CMV-miR302s vectors, a strain of Escherichia coli DH5a was cultured in an LB medium containing ampicillin (Sigma Chemical, St. Louis, MO) at a concentration of 100 μg / ml. Then, using an endotoxin-free maxi-prep plasmid extraction kit (Endo-Free Maxi-Prep Plasmid Extraction Kit, Qiagen, CA), the pTet-On-tTS-miR302s and CMV-miR302s vectors after growth were isolated and purified. .

実施例3
マイクロリボ核酸(miRNA)のマイクロアレイ分析
細胞密集度70%で、mirVanaTMマイクロリボ核酸単離キット(mirVanaTM miRNA isolation kit、Ambion)を用いて、各細胞培養物から小型RNAsを単離した。単離した小型RNAsの純度と含有量を1%ホルムアルデヒド-寒天ゲル電気泳動及びスペクトロメーターの測定(Bio-Rad)によって評価した後、直ちにドライアイスで凍結させ、マイクロリボ核酸のマイクロアレイ分析を行うためにLC Sciences社(San Diego、CA)に送付した。各マイクロアレイチップは、それぞれCy3もしくはCy5で標識した単一のサンプルとハイブリダイゼーションされ、又はCy3及びCy5で標識した1対のサンプルとハイブリダイゼーションされた。次に、背景差分(background subtraction)及び正規化(normalization)を行った。二重サンプル分析において、p値を算出し、3倍より大きな差で発現した転写物を一覧表に示した。その結果は図1Cに示す。
Example 3
In microarray analysis confluency of 70% of the micro-ribonucleic acid (miRNA), mirVana TM micro ribonucleic acid isolation kit (mirVana TM miRNA isolation kit, Ambion ) using a small RNAs were isolated from each cell culture. To evaluate the purity and content of isolated small RNAs by 1% formaldehyde-agar gel electrophoresis and spectrometer measurement (Bio-Rad), immediately freeze on dry ice, and perform microarray analysis of microribonucleic acid Was sent to LC Sciences (San Diego, CA). Each microarray chip was hybridized with a single sample labeled with Cy3 or Cy5, respectively, or with a pair of samples labeled with Cy3 and Cy5. Next, background subtraction and normalization were performed. In duplicate sample analysis, p-values were calculated and transcripts expressed with a difference greater than three-fold were listed. The results are shown in FIG. 1C.

実施例4
ノーザンブロット分析法
mirVanaTMマイクロリボ核酸単離キット(Ambion、Austin、TX)で全RNAs(10 μg)を単離した後、15% TBE-ウレアポリアクリルアミドゲル又は3.5% 低融点寒天ゲル電気泳動によって該全RNAsを分画し、該分画された全RNAsをナイロンメンブラン(nylon membrane)上に電気ブロットした。続いて、[LNA]-DNAプローブ(5'-[TCACTGAAAC] ATGGAAGCAC TTA-3') (SEQ.ID.NO.19)でmir-302を検出した。その他の遺伝子を検出するプローブはさらに合成され、その配列は表1に示す。全てのプローブは高速液体クロマトグラフィー法(HPLC)によって精製し、且つ[32P]-dATP (> 3000 Ci/mM、Amersham International、Arlington Heights、IL)の存在下で、末端転移酵素(terminal transferase、20 units)で末端標識を行った。ハイブリダイゼーション反応は、50% の新鮮な脱イオンホルムアミド(freshly deionized formamide、pH 7.0)、5倍デンハート(Denhardt's)液、0.5% SDS、4倍SSPE及び250 mg/mLの変性サケ精子DNA断片の混合物中で実施した(18時間、42°C)。次に、メンブランを2倍SSC、0.1%のSDSで2回連続洗浄し(15分間、25°C)、0.2倍SSC、0.1%のSDSで1回洗浄し(45分間、37°C)、そして、オートラジオグラフィーを実施した。その結果を図1D、図4A及び8Bに示す。
Example 4
Northern blot analysis
mirVana TM micro ribonucleic acid isolation kit (Ambion, Austin, TX) was isolated total RNAs (10 [mu] g) in the該全RNAs by 15% TBE-urea polyacrylamide gels or 3.5% low melting point agarose gel electrophoresis After fractionation, the fractionated total RNAs were electroblotted on a nylon membrane. Subsequently, mir-302 was detected with [LNA] -DNA probe (5 '-[TCACTGAAAC] ATGGAAGCAC TTA-3') (SEQ. ID. NO. 19). Probes for detecting other genes were further synthesized, and their sequences are shown in Table 1. All probes were purified by high performance liquid chromatography (HPLC) and in the presence of [ 32 P] -dATP (> 3000 Ci / mM, Amersham International, Arlington Heights, Ill.) In the presence of terminal transferase, 20 units). The hybridization reaction is a mixture of 50% freshly deionized formamide (pH 7.0), 5x Denhardt's solution, 0.5% SDS, 4x SSPE, and 250 mg / mL denatured salmon sperm DNA fragment. (18 hours, 42 ° C). Next, the membrane was washed twice consecutively with 2 × SSC, 0.1% SDS (15 minutes, 25 ° C.), washed once with 0.2 × SSC, 0.1% SDS (45 minutes, 37 ° C.), Then, autoradiography was performed. The results are shown in FIGS. 1D, 4A and 8B.

実施例5
ウェスタンブロット分析法
メーカーの提案に従い、プロテアーゼ抑制剤(protease inhibitor)、ロイペプチン(Leupeptin)、TLCK、TAME及びPMSFを補充したCelLytic-M溶解/抽出試薬(CelLytic-M lysis/extraction reagent、Sigma)で細胞(1,000,000個)を溶解した。次に該溶解液を12,000 rpm、4°Cで20分間遠心分離し、遠心分離後の上澄み液を得た。そして、改良されたSOFTmaxタンパク質測定パッケージソフトウェアにより、E-maxマイクロプレートリーダー(microplate reader、Molecular Devices、CA)でタンパク質濃度を測定した。還元(reducing、+50 mM DTT)及び非還元(non-reducing、DTT無し)の条件下で、それぞれ30 μgの細胞溶解生成物をSDS-PAGEサンプル緩衝液に添加し、さらに3分間沸騰してから、6%〜8%ポリアクリルアミドゲルにロードした。次に、SDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動法(SDS-PAGE)でタンパク質を解析した後、タンパク質をニトロセルロースメンブラン(nitrocellulose membrane)に電気ブロットし、オデッセーブッロキング試薬(Odyssey blocking reagent、Li-Cor Biosciences、Lincoln、NB)でメンブランを室温で2時間培養した。その後、該試薬に一次抗体を加えて4°Cで該混合物を培養した。使用した一次抗体は、Oct3/4 (Santa Cruz Biotechnology、Santa Cruz、CA)、Sox2 (Santa Cruz)、Nanog (Santa Cruz)、Lin28 (Abcam Inc.、Cambridge、MA)、UTF1 (Abcam)、Klf4 (Santa Cruz)、TRP1 (Santa Cruz)、keratin 16 (Abcam)、CDK2 (Santa Cruz)、cyclin D1 (Santa Cruz)、cyclin D2 (Abcam)、BMI-1 (Santa Cruz)、AOF2 (Sigma)、HDAC2 (Abcam)、hTERT (Santa Cruz)、s-actin (Chemicon、Temecula、CA)、及びRGFP (Clontech)を含む。一晩経過後、TBS-Tで該メンブランを3回ためすすぎ、そして、ヤギ抗マウスIgG (goat anti-mouse IgG)中に室温で1時間暴露した。該ヤギ抗マウスIgGとAlexa Fluor 680反応性染料(1:2,000、Invitrogen-Molecular Probes)が結合して二次抗体を形成した。さらにTBS-Tで3回ためすすいだ後、Li-Corオデッセー赤外線画像装置(Li-Cor Odyssey Infrared Imager)及びオデッセーソフトウェアV.10(Li-Cor)を用いて免疫ブロットの蛍光スキャニング及び画像解析を行った。その結果を図1D、図4B、図7C〜7D、図8B及び9Bに示す。
Example 5
Western blot analysis According to the manufacturer's suggestion, cells were treated with CelLytic-M lysis / extraction reagent (Sigma) using CelLytic-M lysis / extraction reagent supplemented with protease inhibitor, leupeptin, TLCK, TAME and PMSF. (1,000,000) were dissolved. Next, the lysate was centrifuged at 12,000 rpm at 4 ° C. for 20 minutes to obtain a supernatant after centrifugation. The protein concentration was measured using an improved SOFTmax protein measurement package software using an E-max microplate reader (microplate reader, Molecular Devices, CA). Under reducing (reducing, +50 mM DTT) and non-reducing (non-reducing, no DTT) conditions, 30 μg of each cell lysate was added to the SDS-PAGE sample buffer, and the mixture was boiled for another 3 minutes. Was loaded on a 6% -8% polyacrylamide gel. Next, after analyzing the protein by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE), the protein was electroblotted on a nitrocellulose membrane, and an Odyssey blocking reagent (Li-Cor The membrane was incubated for 2 hours at room temperature in Biosciences, Lincoln, NB). Then, the primary antibody was added to the reagent, and the mixture was cultured at 4 ° C. Primary antibodies used were Oct3 / 4 (Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA), Sox2 (Santa Cruz), Nanog (Santa Cruz), Lin28 (Abcam Inc., Cambridge, MA), UTF1 (Abcam), Klf4 ( Santa Cruz), TRP1 (Santa Cruz), keratin 16 (Abcam), CDK2 (Santa Cruz), cyclin D1 (Santa Cruz), cyclin D2 (Abcam), BMI-1 (Santa Cruz), AOF2 (Sigma), HDAC2 (Sigma) Abcam), hTERT (Santa Cruz), s-actin (Chemicon, Temecula, CA), and RGFP (Clontech). After overnight, the membrane was rinsed three times with TBS-T and exposed to goat anti-mouse IgG (goat anti-mouse IgG) for 1 hour at room temperature. The goat anti-mouse IgG was combined with Alexa Fluor 680 reactive dye (1: 2,000, Invitrogen-Molecular Probes) to form a secondary antibody. After rinsing three more times with TBS-T, fluorescence scanning and image analysis of immunoblots were performed using a Li-Cor Odyssey Infrared Imager and Odyssey software V.10 (Li-Cor). went. The results are shown in FIGS. 1D, 4B, 7C to 7D, 8B and 9B.

実施例6
アポトーシスした細胞のDNAラダー試験
メーカーの提案に従い、アポトーシス細胞のDNAラダーキット(Apoptotic DNA Ladder Kit、Roche Biochemicals、Indianapolis、IA)を用いて、約2,000,000個の細胞からゲノムDNAを単離し、そして単離されたDNAを2 μg取り、2%の寒天ゲル電気泳動法によって評価した。その結果を図1Fに示す。
Example 6
DNA ladder test for apoptotic cells Isolate and isolate genomic DNA from approximately 2,000,000 cells using the DNA ladder kit for apoptotic cells (Apoptotic DNA Ladder Kit, Roche Biochemicals, Indianapolis, Iowa) as suggested by the manufacturer. 2 μg of the DNA thus obtained was evaluated by 2% agar gel electrophoresis. The result is shown in FIG. 1F.

実施例7
DNA含有量のフローサイトメトリー分析
必要な実験を完成した後、細胞をトリプシンで加水分解させ、粒状に遠心分離し、さらに予め冷却した1 ml 70%メタノールを含有するPBS中に浮遊させ、これらの細胞を-20°Cで1時間固定した。そして、これらの細胞を粒状に遠心分離し、1 mlのPBSで1回洗浄した。再びこれらの細胞を粒状に遠心分離し、37°Cで1 mg/mlのヨウ化プロピジウム(propidium iodide、PI)、0.5 μg/mlのリボヌクレアーゼ(RNase)を含有する1 mlのPBS溶液において30分間再浮遊させた。その後、BD FACSCaliburフローサイトメトリー(San Jose、CA)で約15,000個の細胞を分析した。パルス幅対パルス面積図を描き、単一細胞をゲーティングすることにより細胞ダブレットを除外した。収集したデータをパッケージソフトウェアFlowjoを使用して「Watson Pragmatic」アルゴリズムで解析した。その結果を図3A〜3B、図6A〜6Cに示す。
Example 7
Flow cytometric analysis of DNA content After completing the necessary experiments, cells were hydrolyzed with trypsin, centrifuged into granules, and further suspended in pre-cooled PBS containing 1 ml 70% methanol. Cells were fixed at -20 ° C for 1 hour. Then, these cells were centrifuged into granules and washed once with 1 ml of PBS. The cells were again centrifuged into a granule and incubated at 37 ° C for 30 minutes in 1 ml of a PBS solution containing 1 mg / ml propidium iodide (PI), 0.5 μg / ml ribonuclease (RNase). Resuspended. Thereafter, about 15,000 cells were analyzed by BD FACSCalibur flow cytometry (San Jose, CA). A pulse width vs. pulse area diagram was drawn and cell doublets were excluded by gating single cells. The collected data was analyzed with the "Watson Pragmatic" algorithm using the package software Flowjo. The results are shown in FIGS. 3A to 3B and FIGS. 6A to 6C.

実施例8
ゲノム全体のマイクロアレイ分析
ヒトゲノムGeneChip U133 plus 2.0アレイ(Affymetrix、Santa Clara、CA)を用いて、被検細胞において47,000個を超えたヒト遺伝子の発現パターンの変化を検出した。メーカーの提案に従い、mirVanaTMマイクロリボ核酸単離キット(mirVanaTM miRNA Isolation Kit、Ambion)を用いて、各被検サンプルから全RNAを単離した。単離されたRNAの純度と含有量を1%ホルムアルデヒド-寒天ゲル電気泳動及びスペクトロメーターの測定(Bio-Rad)によって評価した。パーフェクトマッチプローブとミスマッチプローブとの間の全体的平均差によりこれらのサンプルシグナルを正規化した。そして、Affymetrix Microarray Suite 5.0版、Expression ConsoleTM 1.1.1版(Affymetrix)及びGenesprings (Silicon Genetics)ソフトウェアを用いて、ゲノム全体の遺伝子発現パターンの変化を分析した。遺伝子発現の変化が1倍より大きい場合は、陽性差異遺伝子と見なされた。遺伝子クラスター試験(gene clustering)において、プラグインプログラムGenetrix (Epicenter Software)とAffymetrixソフトウェアを組み合わせて使用した。各マイクロアレイ中のコントロール群ハウスキーピング遺伝子の平均で、該サンプルのシグナルを正規化した。その結果を図5Aに示す。
Example 8
Genome-wide microarray analysis Using a human genome GeneChip U133 plus 2.0 array (Affymetrix, Santa Clara, CA), changes in the expression pattern of more than 47,000 human genes in test cells were detected. In accordance with proposal of the manufacturer, mirVana TM micro ribonucleic acid isolation kit (mirVana TM miRNA Isolation Kit, Ambion ) using the total RNA was isolated from each test sample. The purity and content of the isolated RNA were evaluated by 1% formaldehyde-agar gel electrophoresis and spectrometer measurements (Bio-Rad). These sample signals were normalized by the overall average difference between perfect and mismatched probes. Then, using Affymetrix Microarray Suite 5.0 version, Expression Console 1.1.1 version (Affymetrix) and Genesprings (Silicon Genetics) software, changes in gene expression patterns of the entire genome were analyzed. If the change in gene expression was greater than one-fold, it was considered a positive difference gene. In the gene clustering test (gene clustering), a plug-in program Genetrix (Epicenter Software) was used in combination with Affymetrix software. The signal of the sample was normalized by the average of the control group housekeeping genes in each microarray. The result is shown in FIG. 5A.

実施例9
DNAの脱メチル化試験
DNA単離キット(DNA isolation kit、Roche)によって約2,000,000個の細胞中のゲノムDNAを単離した。1 μgの単離されたDNAを取り、メーカーの提案に従い、重亜硫酸塩処理(CpGenome DNA modification kit、Chemicon、Temecula、CA)を行った。一方、2 μgの単離されたDNAsを取り、CCGG切断制限酵素HpaIIで消化した後、1%寒天ゲル電気泳動法により全ゲノムの脱メチル化を判別した(図5B)。重亜硫酸塩でDNAを処理することによって、全ての非メチル化シトシンをウラシルに変換させる一方、メチル化シトシンをシトシンのままに維持させた。重亜硫酸塩DNA配列決定分析においては、我々はポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を用いてOct3/4及びNanogのプロモーター領域を増幅した。Oct3/4プロモーター領域の増幅に使用されるプライマーは、5'-GAGGCTGGAG CAGAAGGATT GCTTTGG-3' (SEQ.ID.NO.20)及び5'-CCCTCCTGAC CCATCACCTC CACCACC-3' (SEQ.ID.NO.21)を含む。また、Nanogプロモーター領域の増幅に使用されるプライマーは、5'-TGGTTAGGTT GGTTTTAAAT TTTTG-3' (SEQ.ID.NO.22)及び5'-AACCCACCCT TATAAATTCT CAATTA-3' (SEQ.ID.NO.23)を含む。まず、重亜硫酸塩修飾後のDNAs(50 ng)とこれらのプライマー(合計100 pmole)を1倍PCR緩衝液中にて混合し、94°Cに加熱した後2分間保ち、そして直ちに氷で冷却した。その後、高感度PCRキット(Expand High Fidelity PCR kit、Roche)を用いて94°Cで1分間、70°Cで3分間のようなPCRを25サイクル行った。増幅反応終了後、3%寒天ゲル電気泳動法により正確な長さを有するDNA生成物をさらに分画し、続いて該DNA生成物をゲル抽出キット(Qiagen)で精製し、DNA配列決定を行った。DNAメチル化部位の詳細なパターンは、重亜硫酸塩で修飾されたDNA配列における変わっていないシトシンと、重亜硫酸塩で修飾されていないDNA配列における変わっていないシトシンとを比較することによって得られた。その結果を図5Cに示す。
Example 9
DNA demethylation test
Genomic DNA in about 2,000,000 cells was isolated using a DNA isolation kit (Roche). 1 μg of the isolated DNA was taken and subjected to bisulfite treatment (CpGenome DNA modification kit, Chemicon, Temecula, CA) according to the manufacturer's proposal. On the other hand, 2 μg of the isolated DNAs was taken and digested with CCGG cleavage restriction enzyme HpaII, and then demethylation of the whole genome was determined by 1% agar gel electrophoresis (FIG. 5B). Treatment of the DNA with bisulfite converted all unmethylated cytosine to uracil, while maintaining methylated cytosine as cytosine. In bisulfite DNA sequencing analysis, we used the polymerase chain reaction (PCR) to amplify the Oct3 / 4 and Nanog promoter regions. Primers used for amplification of the Oct3 / 4 promoter region were 5′-GAGGCTGGAG CAGAAGGATT GCTTTGG-3 ′ (SEQ.ID.NO.20) and 5′-CCCTCCTGAC CCATCACCTC CACCACC-3 ′ (SEQ.ID.NO.21 )including. Primers used for amplification of the Nanog promoter region are 5'-TGGTTAGGTT GGTTTTAAAT TTTTG-3 '(SEQ.ID.NO.22) and 5'-AACCCACCCT TATAAATTCT CAATTA-3' (SEQ.ID.NO.23 )including. First, mix bisulfite-modified DNAs (50 ng) with these primers (total 100 pmole) in 1x PCR buffer, heat to 94 ° C, keep for 2 minutes, and immediately cool on ice did. Thereafter, 25 cycles of PCR were performed using a high sensitivity PCR kit (Expand High Fidelity PCR kit, Roche) at 94 ° C for 1 minute and at 70 ° C for 3 minutes. After completion of the amplification reaction, the DNA product having the correct length was further fractionated by 3% agar gel electrophoresis, and then the DNA product was purified using a gel extraction kit (Qiagen) and subjected to DNA sequencing. Was. The detailed pattern of DNA methylation sites was obtained by comparing unchanged cytosine in bisulfite-modified DNA sequences with unchanged cytosine in bisulfite-unmodified DNA sequences. . The result is shown in FIG. 5C.

実施例10
移植及び奇形腫の形成
約5〜10個のmirPS細胞由来の胚様体(4〜8細胞段階)を50 μlのDMEM培養液とマトリゲルMatrigelの2:1混合液中に浮遊させ、次にこれらのmirPS細胞由来の胚様体を6週齢の雌性偽妊娠の免疫不全SCID-beigeマウスの子宮に移植した。偽妊娠マウスを作る方法は、腹膜内に1 IUのヒト閉経期性腺刺激ホルモン(human menopausal gonadotrophin、HMG)を2日間注射し、そしてヒト絨毛性性腺刺激ホルモン(human chorionic gonadotrophin、hCG)をもう1日間注射した。該細胞及び該マウスは、移植前または移植後にドキシサイクリン(Dox)処理を行わない。移植期間では、2.5%のトリブロモエタノール(Avertin)溶液で、1匹のマウスに0.4 mlの量でマウスを麻酔した。移植後又は該移植細胞集団が100 mm3より大きいサイズに成長した後、該異種移植集団(Xenografted masses)を3から4週間監視した。該嚢腫/奇形腫を切り離した後、数式(長さ×幅2)/2を用いてその体積を算出し、さらにカウント、秤量及び更なる組織学的解析を行った。奇形腫様組織嚢腫の形成(teratoma-like tissue cysts)は、通常移植してから約2.5週間後に観察できる。その結果を図5Dに示す。
Example 10
Transplantation and Teratoma Formation Approximately 5 to 10 mirPS cell-derived embryoid bodies (4 to 8 cell stages) are suspended in 50 μl of a 2: 1 mixture of DMEM culture medium and Matrigel, and then MirPS cell-derived embryoid bodies were transplanted into the uterus of 6-week-old female pseudopregnant immunodeficient SCID-beige mice. A method for making pseudopregnant mice is to inject 1 IU of human menopausal gonadotrophin (HMG) into the peritoneum for 2 days, and then add another human chorionic gonadotrophin (hCG). Injected for days. The cells and the mice are not treated with doxycycline (Dox) before or after transplantation. During the implantation period, a single mouse was anesthetized with a 2.5% tribromoethanol (Avertin) solution in a volume of 0.4 ml. After transplantation or after said transplant cell population is grown to 100 mm 3 larger size was monitored for 4 weeks heterologous transplant population (Xenografted masses) from 3. After disconnecting the該嚢tumor / teratoma, to calculate the volume using equations (length × width 2) / 2, it was carried out further counted, weighed and further histological analysis. Teratoma-like tissue cysts can usually be observed about 2.5 weeks after transplantation. The result is shown in FIG. 5D.

実施例11
細胞侵入試験
まず、200 μg/mlのMatrigelを単独使用し、又は20% FBS及び1% L-グルタミン(L-Glutamine)を含むフェノールレッドフリーのDMEM培養液を補充したMatrigelを用いて、チャンバーインサート(chamber inserts、穴径12μm、Chemicon)を塗布し、無菌環境下において翌日まで乾燥させた。フェノールレッドフリーのDMEM培養液を使用して、最終的に100,000個細胞/mlの細胞密度になるように細胞を収集、すすぎ、及び再浮遊させた。該細胞懸濁液を500 μl取ってトップチャンバー(top chamber)内に分配させ、1.5mlのDMEMならし培養液をボトムチャンバーに添加することで、走化性勾配(chemotactic gradient)を作り出した。37°Cで一晩置きに16時間培養した後、侵入状況について測定を行った。まず、脱脂綿でトップチャンバーを拭き、そして100%メタノールを用いてメンブランの下側に位置する侵入細胞を10分間固定し、風乾させ、クレシルバイオレット(cresyl violet)で20分間染色した後、水で緩やかに洗浄した。乾燥後、1:1の100%エタノールと0.2 Mクエン酸ナトリウム(NaCitrate)を含む洗浄液でメンブラン上のクレシルバイオレット染色を20分間洗い出し、Precisionマイクロプレートリーダー(Precision Microplate Reader、Molecular Dynamics)で波長570 nmの吸光度を読み取った。細胞の侵入率の表示方式は、チャンバーインサートの膜層が未乾燥の場合(総細胞数)に得られた吸光度に対する被検サンプルの吸光度の百分比とした。その結果を図6Dに示す。
Example 11
Cell penetration test First, use 200 μg / ml Matrigel alone, or use Matrigel supplemented with a phenol red-free DMEM culture solution containing 20% FBS and 1% L-glutamine (L-Glutamine) to insert the chamber. (chamber inserts, hole diameter: 12 μm, Chemicon), and dried under a sterile environment until the next day. Cells were collected, rinsed, and resuspended to a final cell density of 100,000 cells / ml using phenol red-free DMEM culture. A 500 μl aliquot of the cell suspension was dispensed into a top chamber and a chemotactic gradient was created by adding 1.5 ml DMEM conditioned medium to the bottom chamber. After culturing at 37 ° C overnight for 16 hours, the invasion state was measured. First, wipe the top chamber with absorbent cotton, and fix the invading cells located on the lower side of the membrane using 100% methanol for 10 minutes, air-dry, stain with cresyl violet (cresyl violet) for 20 minutes, and then use water. Washed gently. After drying, the cresyl violet stain on the membrane was washed with a washing solution containing 1: 1 100% ethanol and 0.2 M sodium citrate (NaCitrate) for 20 minutes, and a wavelength of 570 was collected with a Precision Microplate Reader (Molecular Dynamics). The absorbance at nm was read. The method of indicating the cell invasion rate was the percentage of the absorbance of the test sample to the absorbance obtained when the membrane layer of the chamber insert was not dried (total number of cells). The result is shown in FIG. 6D.

実施例12
細胞接着試験
細胞接着試験は過去の報告に述べられた通りに行われた(Lin氏ら,2007)。ヒト骨髄内皮細胞(hBMECs)を100,000個細胞/mlの密度で96穴プレート中に植え、試験前に接着培養液(adhesion medium)[RPMI 1640/0.1% BSA/20 mM HEPES (pH7.4)]ですすいだ。トリプシン(腫瘍/癌細胞に使用する)又はコラゲナーゼ(mirPS細胞に使用する)を用いて被検細胞を単離させ、無菌生理食塩水で細胞をすすいだ後、10 μM fura-4アセトキシメチルエステルの蛍光プローブ(acetoxymethyl ester、fluorescent probe、Sigma)を含有するPBS中で、細胞を1,000,000個細胞/mlの密度で再浮遊させたまま、37°Cの暗黒環境下で1時間経過した。続いて該細胞を遠心分離し、1%(v/v)プロベネシド(probenecid、100 mM)を含む無血清の培養液で細胞をすすいだ後、該細胞を接着培養液に37°Cの暗黒環境で20分間培養することで、細胞内の蛍光プローブを活性化させた。その後、該100,000個細胞(300 μlの細胞懸濁液/well)をコンフルエント(confluent)なhBMEC内皮細胞単層に投入し、37°Cで50分間培養した。250 μlの接着培地を用いて2回すすいで、未接着の細胞を洗い流した。蛍光プレートリーダー(fluorescent plate reader、Molecular Dynamics)を用いて、37°Cで励起波長485 nm及び発光波長530 nmで蛍光を読み取った。その結果を図6Eに示す。
Example 12
Cell adhesion test The cell adhesion test was performed as described in a previous report (Lin et al., 2007). Human bone marrow endothelial cells (hBMECs) are seeded at a density of 100,000 cells / ml in a 96-well plate, and an adhesion medium [RPMI 1640 / 0.1% BSA / 20 mM HEPES (pH 7.4)] before the test. I was rinsed. The test cells are isolated using trypsin (used for tumor / cancer cells) or collagenase (used for mirPS cells), rinsed with sterile saline, and then 10 μM fura-4 acetoxymethyl ester. The cells were resuspended at a density of 1,000,000 cells / ml in PBS containing a fluorescent probe (acetoxymethyl ester, fluorescent probe, Sigma) for 1 hour in a dark environment at 37 ° C. Subsequently, the cells were centrifuged, and the cells were rinsed with a serum-free culture medium containing 1% (v / v) probenecid (probenecid, 100 mM) .The cells were then placed in an adherent culture medium at 37 ° C in a dark environment. The cells were cultured for 20 minutes to activate the fluorescent probe in the cells. Thereafter, the 100,000 cells (300 μl of cell suspension / well) were added to a confluent hBMEC endothelial cell monolayer and cultured at 37 ° C. for 50 minutes. Non-adhered cells were washed away by rinsing twice with 250 μl of adhesion medium. Fluorescence was read at 37 ° C at an excitation wavelength of 485 nm and an emission wavelength of 530 nm using a fluorescent plate reader (Molecular Dynamics). The result is shown in FIG. 6E.

実施例13
インビボでの腫瘍成長試験
我々はNTera-2細胞(総体積が100 μlであるMatrigel-PBS中の2,000,000個細胞)を8週齢の雄性マウス(BALB/c-nu/nu種)の脇腹部(即ち、後右肢)に異種移植した。該腫瘍に対して毎週監視し、NTera-2異種移植してから1週間後、pCMV-miR302sベクター又はpCMV-miR302d*ベクターをインサイチュー注射で導入した。2 μg(マウス体重の1gあたり)のポリエチレンイミン(PEI)により調製されたpCMV-miR302s又はpCMV-miR302d*ベクター(合計10 μg)で、5回の処理(3日置きに)を行った。メーカーの使用提案に従い、インビボ-jetPEI送達試薬(Polyplus-transfection Inc.、New York、NY)を使用した。注射してから3週間後又は非ベクター処理の腫瘍が平均サイズで約100 mm3に成長した後、サンプリングし始めた。腫瘍の組織学的評価及び免疫反応細胞毒性試験を行うために、血液、脳、心臓、肺、肝臓、腎臓及び脾臓のような主要な器官、及び異種移植腫瘍は全て摘出された。そのうち、触診で腫瘍の形成を監視し、数式(長さ×幅2)/2で腫瘍体積を算出した。また、腫瘍に対してもカウント、解剖、及び秤量を行い、ヘマトキシリン-エオシン染色(H&E)及び免疫染色試験で組織学的な検査を行った。組織学的な検査では、脳、心臓、肺、肝臓、腎臓及び脾臓における検査可能な組織的病変が検出されなかった。その結果を図8A〜8Bに示す。
Example 13
In Vivo Tumor Growth TestsWe injected NTera-2 cells (2,000,000 cells in Matrigel-PBS with a total volume of 100 μl) into 8-week-old male mice (BALB / c-nu / nu species) in the flank ( That is, xenotransplantation was performed on the hind limb. The tumors were monitored weekly and one week after NTera-2 xenograft, the pCMV-miR302s or pCMV-miR302d * vectors were introduced by in situ injection. Five treatments (every 3 days) were performed with 2 μg (per 1 g of mouse body weight) of pCMV-miR302s or pCMV-miR302d * vector (total 10 μg) prepared with polyethyleneimine (PEI). In vivo-jetPEI delivery reagent (Polyplus-transfection Inc., New York, NY) was used according to the manufacturer's use suggestions. Sampling began 3 weeks after injection or after non-vector-treated tumors grew to about 100 mm 3 in average size. All major organs such as blood, brain, heart, lung, liver, kidney and spleen, and xenograft tumors were removed for histological evaluation of tumors and immunoreactivity cytotoxicity studies. The tumor formation was monitored by palpation, and the tumor volume was calculated by the formula (length × width 2 ) / 2. Tumors were also counted, dissected, and weighed, and histologically examined by hematoxylin-eosin staining (H & E) and immunostaining tests. Histological examination did not detect any detectable histological lesions in the brain, heart, lung, liver, kidney and spleen. The results are shown in FIGS.

実施例14
免疫染色試験
組織サンプルを4°Cで4%パラホルムアルデヒド(paraformaldehyde)で一晩固定させた。該サンプルをパラフィンワックスに包埋する前に、1倍PBS、メタノール、イソプロパノール及びテトラヒドロナフタレン(tetrahydronaphthalene)の順で洗浄した。次に包埋されたサンプルをミクロトーム(microtome)で7〜10 μmの厚さに切断し、TESPAでコートした清潔なスライドガラス上に固定した。そして、キシレン(xylene)を用いて該スライドガラスを脱ろうし、封入剤(mounting media;Richard Allan Scientific、Kalamazoo、MI)を用いてカバーガラスの下に固定し、そしてヘマトキシリン(hematoxylin)及びエオシン(eosin)(H&E、Sigma)で染色して形態を観察した。免疫組織化学(IHC)染色キットはImgenex(San Diego、CA)から購入した。メーカーの提案に従い、抗体の希釈及び免疫染色法の工程を行った。用いられた一次抗体は、Oct3/4 (Santa Cruz)、Sox2 (Santa Cruz)、Nanog (Santa Cruz)、CDK2 (Santa Cruz)、cyclin D1 (Santa Cruz)、cyclin D2 (Abcam)、BMI-1 (Santa Cruz)、及びRGFP (Clontech)を含む。二次抗体として、ビオチン結合のヤギ抗ウサギ(goat anti-rabbit)又はビオチン結合のウマ抗マウス(horse anti-mouse)抗体(Chemicon、Temecula、CA)を用いた。三次抗体としてのストレプトアビジンが付いたホースラディッシュペルオキシダーゼ(Streptavidin-HRP)を加えた。スライドガラスをPBTにて3回洗浄した後、DAB基質(DAB substrate)で、結合された抗体の検出を行った。全視野スキャニングを備える100倍の顕微鏡で陽性結果が観察され、Metamorph画像処理プログラム(Nikon 80i顕微鏡定量分析システム)によって200倍の拡大倍率で計測して定量分析を行った。その結果を図8Cに示す。
Example 14
Immunostaining test Tissue samples were fixed overnight at 4 ° C with 4% paraformaldehyde. Before embedding the sample in paraffin wax, it was washed with 1 × PBS, methanol, isopropanol and tetrahydronaphthalene in this order. The embedded samples were then cut with a microtome to a thickness of 7-10 μm and fixed on clean TESPA-coated glass slides. The glass slide was then dewaxed with xylene, fixed under a cover glass with mounting media (Richard Allan Scientific, Kalamazoo, MI), and hematoxylin and eosin (eosin). ) (H & E, Sigma) and observed for morphology. Immunohistochemistry (IHC) staining kit was purchased from Imgenex (San Diego, CA). Antibody dilution and immunostaining steps were performed according to the manufacturer's suggestions. The primary antibodies used were Oct3 / 4 (Santa Cruz), Sox2 (Santa Cruz), Nanog (Santa Cruz), CDK2 (Santa Cruz), cyclin D1 (Santa Cruz), cyclin D2 (Abcam), BMI-1 ( Santa Cruz) and RGFP (Clontech). Biotin-conjugated goat anti-rabbit or biotin-conjugated horse anti-mouse antibody (Chemicon, Temecula, CA) was used as the secondary antibody. Horseradish peroxidase (Streptavidin-HRP) with streptavidin as a tertiary antibody was added. After the slide glass was washed three times with PBT, the bound antibody was detected with a DAB substrate. Positive results were observed with a 100 × microscope equipped with full-field scanning, and quantitative analysis was performed using a Metamorph image processing program (Nikon 80i microscopic quantitative analysis system) at a magnification of 200 ×. The results are shown in FIG. 8C.

実施例15
ルシフェラーゼの3'末端非翻訳領域レポーター遺伝子試験
ルシフェラーゼ試験は、修飾されたpMir-Report miRNA発現レポーターベクターシステム(pMir-Report miRNA Expression Reporter Vector System、Ambion)を用いて行った。Mir-302の標的部位(正常及び/又は突然変異)がpMir-Report Luciferase Reporterレポーターベクターの3'末端非翻訳領域(3'-UTR)のクローニング部位に挿入された。合成された2つの標的部位を12個の-CAGT-重複配列で区切った。もう1つのpMir-Reportβ-gal Controlベクターはレポーターなし(no reporter)の制御ベクターとして使用された。ドキシサイクリン(Dox)によって処理し、又は処理せずに、FuGene HD試薬(Roche)を使用し、メーカーの提案に従い、200 ngのレポーターベクターで50,000個のmirPS細胞を形質移入した。形質移入してから48時間経過後に細胞溶解液を収集した。ルシフェラーゼの分解レベルは正規化(normalize)され、相対的なルシフェラーゼ活性(relative luciferase activity、RLA)で表され、その計算方法は、ドキシサイクリンにより処理された(Dox-on)mirPS細胞のルシフェラーゼ活性レベルをドキシサイクリンにより処理されなかった(Dox-off)mirPS細胞のルシフェラーゼ活性レベルで割ることである。また、mir-434を発現する細胞は電気穿孔法によってpTet-On-tTS-miR434-5pをhHFCsに導入することで生成され、ネガティブコントロール群とした。その結果を図7B及び図10Bに示す。
Example 15
Luciferase 3'-terminal untranslated region reporter gene test The luciferase test was performed using a modified pMir-Report miRNA expression reporter vector system (pMir-Report miRNA Expression Reporter Vector System, Ambion). The target site of Mir-302 (normal and / or mutated) was inserted into the cloning site of the 3 'untranslated region (3'-UTR) of the pMir-Report Luciferase Reporter reporter vector. The two synthesized target sites were separated by 12 -CAGT-overlapping sequences. Another pMir-Reportβ-gal Control vector was used as a control vector without reporter. 50,000 mirPS cells were transfected with 200 ng of reporter vector using FuGene HD reagent (Roche) with or without doxycycline (Dox) according to the manufacturer's suggestion. Cell lysates were collected 48 hours after transfection. The level of luciferase degradation is normalized (normalized) and expressed as relative luciferase activity (relative luciferase activity, RLA), and its calculation method is based on the luciferase activity level of mirPS cells treated with doxycycline (Dox-on). Dividing by the luciferase activity level of mirPS cells not treated with doxycycline (Dox-off). Further, cells expressing mir-434 were generated by introducing pTet-On-tTS-miR434-5p into hHFCs by electroporation, and were used as a negative control group. The results are shown in FIGS. 7B and 10B.

実施例16
テロメアリピート増幅プロトコル試験
メーカーの提案に従い、プロテアーゼ抑制剤、ロイペプチン(Leupeptin)、TLCK、TAME及びPMSFを補充した細胞溶解/抽出試薬(CelLytic-M lysis/extraction reagent、Sigma)で約1,000,000個の細胞を溶解した。12,000 rpmの回転速度で、4°Cで該溶解液を20分間遠心分離し、遠心分離後の溶解液(上澄み液)を収集した。続いて、改良されたSOFTmaxタンパク質測定パッケージソフトウェアにより、E-maxマイクロプレートリーダー(microplate reader、Molecular Devices、CA)でタンパク質の濃度を測定した。赤外蛍光染剤(infrared Alexa Fluor 680 dye、TS Primer、Sigma-Genosys)標識のオリゴヌクレオチド5'-AATCCGTCGAGCAGAGTT-3' (SEQ.ID.NO.24)及び5'-GTGTAACCCTAACCCTAACCC-3' (CX primer、30 μM) (SEQ.ID.NO.25)を用いて、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)生成物を検出した。テロメラーゼ抑制剤は主要な混合液に直接添加された。全ての被検細胞株に対して、反応ごとに50 ngのタンパク質を使用することで最適な結果に達した。30°Cで30分間培養した後、サンプルをポリメラーゼ連鎖反応器に入れ、94°Cまで加熱し、2分間保持した後、94°Cで変性反応(denaturation)を30秒間、57°Cで合成反応(synthesis)を30秒間のPCRを35サイクル行った。最後に57°Cで単一合成後工程を30秒間行った。次に、6%の非変性ポリアクリルアミドゲル(Nondenaturing polyacrylamide gel)電気泳動法でPCR生成物を分画させ、Li-Corオデッセー赤外線画像装置(Li-Cor Odyssey Infrared Imager)及びオデッセーソフトウェアV.10(Li-Cor)を用いて画像の検出及び分析を行った。その結果を図9Aに示す。
Example 16
Telomere repeat amplification protocol test According to the manufacturer's proposal, about 1,000,000 cells were treated with a cell lysis / extraction reagent (CelLytic-M lysis / extraction reagent, Sigma) supplemented with protease inhibitors, leupeptin, TLCK, TAME and PMSF. Dissolved. The lysate was centrifuged at 4 ° C. for 20 minutes at a rotation speed of 12,000 rpm, and the lysate (supernatant) after centrifugation was collected. Subsequently, the protein concentration was measured with an E-max microplate reader (Molecular Devices, CA) using the improved SOFTmax protein measurement package software. Infrared fluorescent dye (infrared Alexa Fluor 680 dye, TS Primer, Sigma-Genosys) labeled oligonucleotide 5'-AATCCGTCGAGCAGAGTT-3 '(SEQ.ID.NO.24) and 5'-GTGTAACCCTAACCCTAACCC-3' (CX primer , 30 μM) (SEQ. ID. NO. 25) was used to detect polymerase chain reaction (PCR) products. Telomerase inhibitors were added directly to the main mixture. For all test cell lines, optimal results were achieved using 50 ng of protein per reaction. After incubating for 30 minutes at 30 ° C, place the sample in a polymerase chain reactor, heat to 94 ° C, hold for 2 minutes, then synthesize denaturation at 94 ° C for 30 seconds, 57 ° C The synthesis was performed for 35 cycles of 30 seconds of PCR. Finally, a single post-synthesis step was performed at 57 ° C. for 30 seconds. Next, the PCR products were fractionated by 6% non-denaturing polyacrylamide gel (Nondenaturing polyacrylamide gel) electrophoresis, and a Li-Cor Odyssey infrared imager (Li-Cor Odyssey Infrared Imager) and Odyssey software V.10 ( The images were detected and analyzed using Li-Cor). The result is shown in FIG. 9A.

実施例17
統計解析
免疫染色、ウェスタンブロット及びノーザンブロットによる分析において、75%より大きいシグナル強度の変化はいずれも陽性結果とみなされ、これらの結果が解析された後、平均値±標準偏差(mean ± SE)で表された。データの統計解析は、一元配置分散分析(one-way ANOVA)によって計算された。主効果が有意な場合、ダネットのポストホックテスト(Dunnett's post-hoc test)でコントロール群と有意に異なる群を判定した。2処理群間でマッチして比較する時に、両側スチューデントt検定(two-tailed student ttest)を用いた。2群より多い処理群を含む実験では、ANOVAを行った後にポストホック多重範囲検定(post-hoc multiple range test)を行った。確率p<0.05を統計上において有意とみなした。両側検定から全てのpを決定した。
Example 17
Statistical analysis In immunostaining, Western blot and Northern blot analysis, any change in signal intensity greater than 75% was considered a positive result, and after these results were analyzed, the mean ± standard deviation (mean ± SE) It was represented by Statistical analysis of the data was calculated by one-way ANOVA. When the main effect was significant, a group significantly different from the control group was determined by Dunnett's post-hoc test. A two-tailed student ttest was used when comparing and comparing two treatment groups. In experiments involving more than two treatment groups, post-hoc multiple range tests were performed after ANOVA. A probability p <0.05 was considered statistically significant. All p's were determined from two-tailed tests.

実施例18
細胞形質転換及びpre-miRNA発現の誘発
z-コンピテント大腸菌形質転換キット(z-competent E. coli transformation kit、Zymo Research、Irvine、CA)から得られたコンピテント大腸菌DH5α細胞株(competent E. coli DH5α)とpLVX-Grn-miR302+367又はpLenti-EF1α-RGFP-miR302のような選ばれたプラスミドベクターとを混合して形質転換作用を行った。非形質転換の細菌細胞を、10 mM硫酸マグネシウム(MgSO4)と0.2 mMグルコースを補充した37℃のLB(Luria-Bertani)培地で正常に成長させながら、170 rpmで頻繁に振盪した。形質転換された細菌細胞をさらに100 μg/mlアンピシリンを添加したLB培地で培養した。一方、10 mM硫酸マグネシウムと0.2 mMグルコースを補充し、且つ100 μg/mlアンピシリンを添加したLB培地中において、1リットルごとに0.5〜2 mlのMOPSを化学的誘導用として添加した。また、形質転換された細菌細胞をネガティブコントロール群として、前記アンピシリンが添加されたが、いかなる化学的誘導物が添加されていないLB培地で培養した。
Example 18
Cell transformation and induction of pre-miRNA expression
Competent Escherichia coli DH5α cell line (competent E. coli DH5α) obtained from z-competent E. coli transformation kit (z-competent E. coli transformation kit, Zymo Research, Irvine, CA) and pLVX-Grn-miR302 + 367 Alternatively, transformation was performed by mixing with a selected plasmid vector such as pLenti-EF1α-RGFP-miR302. Untransformed bacterial cells were frequently shaken at 170 rpm while growing normally in LB (Luria-Bertani) medium at 37 ° C. supplemented with 10 mM magnesium sulfate (MgSO 4 ) and 0.2 mM glucose. The transformed bacterial cells were further cultured in LB medium supplemented with 100 μg / ml ampicillin. On the other hand, in an LB medium supplemented with 10 mM magnesium sulfate and 0.2 mM glucose and supplemented with 100 μg / ml ampicillin, 0.5 to 2 ml of MOPS was added per liter for chemical induction. In addition, the transformed bacterial cells were used as a negative control group and cultured in the LB medium to which the above-mentioned ampicillin was added but no chemical derivative was added.

実施例19
ヒト細胞培養及び細胞内のMir-302の伝達
ヒト上皮初代培養細胞(human primary epidermal skin cells、hpESCs)は、20% ウシ胎児血清(FBS)を補充した新鮮なRPMI 1640培養液で調製された4 mg/mlコラゲナーゼIで、37℃で少なくとも2 mm3体積から35分間処理して単離させて得られたものである。単離された角化細胞(keratinocytes)は、37℃及び5%二酸化炭素の条件下で、ヒト角化細胞成長補充剤(HKGS、Invitrogen、Carlsbad、CA)が添加されかつ抗生物質が含まれていないEpiLife無血清(serum-free)細胞培養液において培養された。細胞が50%〜60%の密集度(confluency)までに成長した時、細胞をtrypsin/EDTA溶液中で1分間暴露し、フェノールレッドフリーのDMEM培養液(phenol red-free DMEM medium、Invitrogen)で1回すすぎ、さらにこれらの単離された細胞を1:10で希釈し、HKGS補充剤を含有する新鮮なEpiLife培養液中で継代培養を行った。ヒト癌/腫瘍細胞株Colo-829、PC3、MCF7、HepG2及びTera-2は米国培養細胞系統保存機関(ATCC、Rockville、MD)から入手し、メーカーが提案した条件で培養した。microRNAの形質移入では、15 μgの単離miR-302及び/又はその前駆体を50 μlリポソーム/ポリソームDNA形質移入剤(X-tremeGENE HP DNA transfection reagent)を混入したEpiLife培養液に溶解させた。10分間培養した後、この混合液を100 mm細胞培養皿で50%〜60%の密集度(confluency)に達したhpESCs又は癌/腫瘍細胞にそれぞれ加えた。12〜18時間の後、HKGS補充剤を含有する新鮮なEpiLife培養液又はATCCが提案した培養液で元の培養液を交換した。3〜4日ごとに、形質移入工程を3〜4回繰り返すことにより形質移入の効率を向上させてもよい。細胞形態がボール状に変化した後、20%血清代替物(Knockout serum)、1% MEM非必須アミノ酸、100 μM β-メルカプトエタノール、1 mM GlutaMax、1 mMピルビン酸ナトリウム、10 ng/ml塩基性線維芽細胞増殖因子(bFGF)、10 ng/ml FGF-4、5 ng/ml LIF、100 IU/mlペニシリン/100 μg/mlストレプトマイシン、0.1 μM A83-01、及び0.1 μM バルプロ酸(Stemgent、San Diego、CA)を補充したknockout DMEM/F-12培養液で、37°C、5% CO2の条件でこれらの細胞(mirPSCs)を培養及び継代した。
Example 19
Human cell culture and intracellular transmission of Mir-302Human primary epidermal skin cells (hpESCs) were prepared in fresh RPMI 1640 medium supplemented with 20% fetal bovine serum (FBS). in mg / ml collagenase I, is obtained by at least 2 mm 3 were treated for 35 minutes from volume isolated at 37 ° C.. The isolated keratinocytes are supplemented with human keratinocyte growth supplements (HKGS, Invitrogen, Carlsbad, CA) at 37 ° C and 5% carbon dioxide and contain antibiotics. Cultured in no EpiLife serum-free cell culture. When the cells have grown to 50% to 60% confluency, the cells are exposed for 1 minute in a trypsin / EDTA solution and phenol red-free DMEM medium (Invitrogen). Rinse once and the isolated cells were diluted 1:10 and subcultured in fresh EpiLife broth containing HKGS supplements. The human cancer / tumor cell lines Colo-829, PC3, MCF7, HepG2 and Tera-2 were obtained from the American Type Culture Collection (ATCC, Rockville, MD) and cultured under the conditions suggested by the manufacturer. For microRNA transfection, 15 μg of isolated miR-302 and / or its precursor were dissolved in EpiLife broth mixed with 50 μl liposome / polysome DNA transfection agent (X-tremeGENE HP DNA transfection reagent). After culturing for 10 minutes, the mixture was added to hpESCs or cancer / tumor cells that reached 50% to 60% confluency, respectively, in a 100 mm cell culture dish. After 12-18 hours, the original culture was replaced with fresh EpiLife culture containing HKGS supplement or the culture proposed by ATCC. The transfection step may be repeated 3-4 times every 3-4 days to improve transfection efficiency. After cell morphology changes into a ball, 20% Knockout serum, 1% MEM non-essential amino acids, 100 μM β-mercaptoethanol, 1 mM GlutaMax, 1 mM sodium pyruvate, 10 ng / ml basic Fibroblast growth factor (bFGF), 10 ng / ml FGF-4, 5 ng / ml LIF, 100 IU / ml penicillin / 100 μg / ml streptomycin, 0.1 μM A83-01, and 0.1 μM valproic acid (Stemgent, Sangen These cells (mirPSCs) were cultured and subcultured in a knockout DMEM / F-12 culture medium supplemented with Diego, CA) at 37 ° C. and 5% CO 2 .

実施例20
プラスミドDNA/全RNA/microRNA抽出
プラスミドで形質転換(実施例18)されたコンピテント大腸菌DH5α細胞を37℃で10 mM硫酸マグネシウム及び0.2 mMグルコースを補充したLB培地で一晩置きに培養し、170 rpmで頻繁に振盪した。細菌培養及び増幅の以外、前記培地1リットルごとにさらに0.5〜2 ml MOPSを添加することで真核プロモーターにより駆動されるリボ核酸及び/又はタンパク質の生産を誘発した。プラスミド精製キット(HiSpeed plasmid purification kit、Qiagen、Valencia、CA)を用いて、全ての増幅されたプラスミドDNAと発現されたmRNA/microRNAs前駆体(pre-miRNAs)とを共に単離した。そのうち、単離工程はメーカーが提案した工程に従うが若干調整したものであり、即ちリボヌクレアーゼRNase AをP1緩衝液に添加しなかった。プラスミド及びmRNAs/pre-miRNAsの両者を含む最終抽出生成物は、DEPCで処理された再蒸留水(ddH2O)中に溶解され、使用されるまで-80℃で保存した。増幅されたプラスミドベクターのみを精製したい場合、メーカーが提案した工程に従ってリボヌクレアーゼRNase AをP1緩衝液に添加するようにする。
Example 20
Plasmid DNA / total RNA / microRNA extractionCompetent Escherichia coli DH5α cells transformed with the plasmid (Example 18) were cultured overnight at 37 ° C. in LB medium supplemented with 10 mM magnesium sulfate and 0.2 mM glucose. Shake frequently at rpm. In addition to bacterial culture and amplification, the addition of an additional 0.5-2 ml MOPS per liter of the medium induced production of ribonucleic acids and / or proteins driven by eukaryotic promoters. Using a plasmid purification kit (HiSpeed plasmid purification kit, Qiagen, Valencia, CA), all the amplified plasmid DNAs and the expressed mRNA / microRNAs precursor (pre-miRNAs) were isolated together. Among them, the isolation step followed the one suggested by the manufacturer but was slightly adjusted, that is, the ribonuclease RNase A was not added to the P1 buffer. Final extraction products, including both plasmids and mRNAs / pre-miRNAs, were dissolved in DEPC-treated double distilled water (ddH 2 O) and stored at -80 ° C until used. If it is desired to purify only the amplified plasmid vector, the ribonuclease RNase A should be added to the P1 buffer according to the steps suggested by the manufacturer.

実施例21
Mir-302及びその前駆体の精製
さらに、メーカーの提案に従い、mirVanaTM miRNA単離キット(Ambion、Austin、TX)を用いて実施例20における方法で単離されたRNA全体を精製した。最終生成物はDEPCで処理された再蒸留水(ddH2O)中に溶解され、使用されるまで-80℃で保存した。細菌RNAsは自然状況で分解が非常に速い(数時間)が、真核poly-A RNAs (mRNAs)及びヘアピン様のmicroRNA前駆体(pre-miRNA/pro-miRNA)は4℃で比較的安定である(半減期が3〜4日に達することが可能)ため、我々はこの差異性を利用して純粋なmRNAs及び/又はpre-miRNAs/pro-miRNAsを得て後の応用に供することができた。例として、RGFPのmRNAは細胞の形質移入の判明に用いられ、pre-miR-302s/pro-miRNAsは体細胞を胚性幹細胞様(hES-like)のiPS細胞に再プログラムすること、又はヒト腫瘍/癌細胞を処理することに用いられる。精製されたpre-miR-302s/pro-mir-302sは高度悪性癌細胞を比較的良性の低段階状態に再プログラムすることにも用いられる。これは癌症治療に有益な結果である。
Example 21
Purification of Mir-302 and its precursor Further, the entire RNA isolated by the method in Example 20 was purified using the mirVana miRNA isolation kit (Ambion, Austin, TX) according to the manufacturer's proposal. The final product was dissolved in double distilled water (ddH 2 O) treated with DEPC and stored at -80 ° C until used. Bacterial RNAs degrade very quickly in nature (several hours), while eukaryotic poly-A RNAs (mRNAs) and hairpin-like microRNA precursors (pre-miRNA / pro-miRNA) are relatively stable at 4 ° C. Because (the half-life can reach 3-4 days), we can take advantage of this difference to obtain pure mRNAs and / or pre-miRNAs / pro-miRNAs for later application. Was. As an example, RGFP mRNA can be used to determine cell transfection, and pre-miR-302s / pro-miRNAs can be used to reprogram somatic cells into embryonic stem cell-like (hES-like) iPS cells, or Used to treat tumor / cancer cells. Purified pre-miR-302s / pro-mir-302s can also be used to reprogram highly malignant cancer cells to a relatively benign, low-stage state. This is a beneficial result for treating cancer.

実施例22
インビボでの傷口治癒及び組織回復/再生試験
Pro-miR-302s及び関連プラスミドベクターは、実施例18及び20に記載の方法により増幅及び抽出が行われ、実施例20及び21に記載の方法によりさらに精製された。次に、単離されたpro-miR-302sは予め用意したカカオバター、綿実油、オリーブオイル、ピルビン酸ナトリウム、及び白色ワセリンを含む軟膏基剤によって調製された。用意された軟膏基剤におけるこのpro-mir-302の濃度は約10 μg/mLであった。解剖用メスで皮膚を切り開いて、皮膚の開放創である約0.5×0.5平方センチメートルの傷口を形成した。軟膏(約0.3 mL)を傷口に直接塗布し、創部全体を覆った。続いて、さらに液状包帯(liquid bandage)で処理された領域をシールした。
Example 22
In vivo wound healing and tissue recovery / regeneration studies
Pro-miR-302s and related plasmid vectors were amplified and extracted by the methods described in Examples 18 and 20, and further purified by the methods described in Examples 20 and 21. Next, the isolated pro-miR-302s was prepared with an ointment base containing previously prepared cocoa butter, cottonseed oil, olive oil, sodium pyruvate, and white petrolatum. The concentration of this pro-mir-302 in the prepared ointment base was about 10 μg / mL. The skin was cut open with a dissecting scalpel to form an open wound on the skin, approximately 0.5 x 0.5 square centimeters. Ointment (about 0.3 mL) was applied directly to the wound and covered the entire wound. Subsequently, the area treated with a further liquid bandage was sealed.

実施例23
インビボでの肝臓癌の治療試験
我々は悪性のヒト肝腫瘍を免疫不全のSCID-beigeマウス体内に異種移植し、肝臓癌転移及び治療を研究するための有効な動物モデルを構築した。このモデルを構築するため、我々は五百万個のヒト肝臓癌細胞(HepG2)と100 μLマトリックスゲル(matrix gel)とを混合し、この混合物をマウス後肢の脇腹に皮下移植した。そのため、マウスの両側の後肢に約等量の癌細胞移植体がある。移植後の約2週間に該悪性腫瘍を観察した。そのうち、該腫瘍の平均サイズが約15.6±8 mm3(即ち治療前の腫瘍の初期サイズ)であった。各マウスで、我々は比較的大きい腫瘍を有する側を実験群とし、腫瘍が比較的小さい他側をコントロール群として選択した。同じマウスの一側がブランク処方剤で処理され(ネガティブコントロール群)、他側がpro-mir-302を含む調製薬で処理されたため、個体間差異が最小化の結果が得られた。
Example 23
In Vivo Therapeutic Study of Liver Cancer We have xenografted malignant human liver tumors into immunodeficient SCID-beige mice and constructed an effective animal model to study liver cancer metastasis and treatment. To construct this model, we mixed 5 million human liver cancer cells (HepG2) with 100 μL matrix gel and implanted this mixture subcutaneously in the hind flank of the mouse hind limb. Therefore, there are approximately equal amounts of cancer cell transplants in the hind legs on both sides of the mouse. About 2 weeks after transplantation, the malignant tumor was observed. Among them, the average size of the tumor was about 15.6 ± 8 mm 3 (ie, the initial size of the tumor before treatment). In each mouse, we selected the side with the larger tumor as the experimental group and the other side with the smaller tumor as the control group. One side of the same mouse was treated with a blank formulation (negative control group) and the other side was treated with a preparation containing pro-mir-302, resulting in minimal inter-individual differences.

pro-mir-302をインビボで標的となる癌領域に伝達するため、我々は専門製剤会社であるLatitude (San Diego、CA)の方法及び製品を採用し、リポソームでpro-mir-302を包み、直径160〜200 nmの顆粒を形成した。テストにより、これらのpro-mir-302を含むナノ顆粒は室温で2週間、また4℃で1ヶ月を経てもほとんど100%安定であったが、それに対して、同じ条件下で、その他の合成されたsiRNAなどの模倣体(siRNA-302)は3〜5日間で迅速に50%超分解し、siRNAではなくpro-miRNAの方が治療薬として十分に安定であることが指摘された。毒性テストを行うため、我々はさらに最大量が300 μLとなるように調製されたpro-mir-302(1 mg/mL)をそれぞれマウスの尾静脈(n=8)に注射した。6ヶ月を超える期間において、我々は被検マウスの全てでは測定できる副作用が観察されなかった。一般的には、未修飾核酸が相対的に免疫性を生じず、組織細胞から容易に代謝することができるため、インビボでの治療の安全ツールとすることができる。   To deliver pro-mir-302 in vivo to the targeted cancer area, we employed the methods and products of a specialized pharmaceutical company, Latitude (San Diego, CA), wrapped pro-mir-302 in liposomes, Granules of 160-200 nm in diameter were formed. Tests show that these granules containing pro-mir-302 were almost 100% stable after 2 weeks at room temperature and 1 month at 4 ° C, whereas other synthetic The mimetic such as siRNA (siRNA-302) was rapidly degraded by more than 50% in 3 to 5 days, indicating that pro-miRNA was more stable than siRNA as a therapeutic agent. To perform the toxicity test, we additionally injected pro-mir-302 (1 mg / mL), prepared to a maximum volume of 300 μL, into the tail vein (n = 8) of each mouse. Over a period of more than 6 months, we observed no measurable side effects in all of the test mice. In general, unmodified nucleic acids are relatively insensitive to immunity and can be readily metabolized from tissue cells, making them a safe tool for in vivo therapeutics.

薬効をテストするため、我々はマウスの一側で調製された200 μLのpro-mir-302を皮下注射し、他側で200 μLブランク処方試薬を注射し、且つ同じ方法で週に1回になるように3回連続して注射した。該薬物及び試薬は腫瘍が位置する周辺領域に投与され、且つ18時間内で腫瘍及びその周辺組織に吸収された。3回目の注射後の1週にサンプルを収集した。心臓、肝臓、腎臓及び移植された悪性腫瘍を摘出して更なる組織学的評価を行った。そのうち、触診で腫瘍の形成を監視し、数式(長さ×幅2)/2で腫瘍体積を算出した。また、腫瘍に対してカウント、解剖、及び秤量も行い、ヘマトキシリン-エオシン染色(H&E)及び免疫染色試験によって組織学的な検査を行った。組織学的な検査では、心臓、肝臓、及び腎臓における検査可能な組織的病変が検出されなかった。その結果を図15、16及び17に示す。 To test efficacy, we injected 200 μL of pro-mir-302 prepared on one side of the mouse subcutaneously, injected 200 μL of blank prescription reagent on the other side, and once a week in the same manner. Three consecutive injections were made. The drug and reagent were administered to the surrounding area where the tumor was located, and were absorbed into the tumor and surrounding tissue within 18 hours. Samples were collected one week after the third injection. Heart, liver, kidney and transplanted malignant tumors were excised for further histological evaluation. The tumor formation was monitored by palpation, and the tumor volume was calculated by the formula (length × width 2 ) / 2. Tumors were also counted, dissected, and weighed, and histologically examined by hematoxylin-eosin staining (H & E) and immunostaining tests. Histological examination did not detect any detectable histological lesions in the heart, liver, and kidney. The results are shown in FIGS.

参考文献
以下の参考文献は、その全文が参照として本明細書に組み込まれている。
1. Lin et al. (2008). Mir-302 reprograms human skin cancer cells into a pluripotent ES-cell-like state. RNA 14, 2115-2124.
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21. Jacobs et al. (1999). The oncogene and Polycomb-group gene bmi-1 regulates cell proliferation and senescence through the ink4a locus. Nature 397, 164-168.
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28. Andrews et al. (1984). Pluripotent embryonal carcinoma clones derived from the human teratocarcinoma cell line Tera-2. Differentiation in vivo and in vitro. Lab Invest. 50, 147-162.
29. Banito et al. (2009). Senescence impairs successful reprogramming to pluripotent stem cells. Gene Dev. 23, 2134-2139.
30. Feng et al. (2010). Hemangioblastic derivatives from human induced pluripotent stem cells exhibit limited expansion and early senescence. Stem Cell in press.
31. Dimri et al. (2002). The Bmi-1 oncogene induces telomerase activity and immortalizes human mammary epithelial cells. Cancer Res. 62, 4736-4745.
32. Won et al. (2002). Sp1 and Sp3 recruit histone deacetylase to repress transcription of human telomerase reverse transcriptase (hTERT) promoter in normal human somstic cells. J Biol Chem. 277, 38230-38238.
33. Zhu et al. (2008). Lysine-specific demethylase 1 (LSD1) is required for the transcriptional repression of the telomerase reverse transcriptase (hTERT) gene. PloS One 3, e1446.
34. EU Pat. No. EP2198025 to Lin.
35. U.S. Pat. No. 5,843,780, 6,200,806, 7,029,913, and 7,220,584 to Thomson.
36. U.S. Pat. No. 6,090,622, 6,245,566, and 6,331,406 to Gearhart.
37. U.S. Pat. No. 6,875,607 to Reubinoff.
38. U.S. Pat. No. 7,250,255 to Shinya Yamanaka.
本明細書に記載されている実施例及び実施形態はただ説明のために用いられるものであり、それらに基づく様々な修正や変更が当業者にとって想到できるものであり、そして添付された特許請求の範囲に記載された本発明の精神と範囲内に含まれるべきであることは理解される。本明細書に引用された全ての刊行物及び特許文献は、その内容の全てを各種の目的の参照として本明細書に援用される。
REFERENCES The following references are incorporated herein by reference in their entirety.
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34. EU Pat. No. EP2198025 to Lin.
35. US Pat. No. 5,843,780, 6,200,806, 7,029,913, and 7,220,584 to Thomson.
36. US Pat. No. 6,090,622, 6,245,566, and 6,331,406 to Gearhart.
37. US Pat. No. 6,875,607 to Reubinoff.
38. US Pat. No. 7,250,255 to Shinya Yamanaka.
The examples and embodiments described herein are for illustrative purposes only, and various modifications and alterations therefrom will occur to those skilled in the art, and are not intended to limit the scope of the appended claims. It is understood that the spirit and scope of the invention described in the scope should be included. All publications and patent documents cited herein are hereby incorporated by reference in their entirety for various purposes.

[付記1]
悪性ヒト癌を比較的低段階で良性、又は正常の状態に再プログラムすることで、治療用抗癌薬の開発に用いられる組成物であって、
(a)3-モルホリノプロパン-1-スルホン酸(3-morpholinopropane-1-sulfonic acid、MOPS)、エタノール、グリセリン、又はそれらの混合物の分子構造を有する少なくとも1つの化学的誘導物剤と、
(b)真核プロモーターにより該マイクロリボ核酸前駆体を発現する少なくとも1つの発現ベクターを有する少なくとも1つの形質転換された原核細胞株と、を含み、ある条件で(a)と(b)とを混合し、該真核プロモーターにより駆動される該マイクロリボ核酸前駆体の転写を誘発する、マイクロリボ核酸前駆体(pre-miRNA)を生産する組成物。
[付記2]
該化学的誘導物剤は、原核細胞内で該真核プロモーターにより駆動されるリボ核酸の転写を刺激する転写誘導物である、付記1に記載の組成物。
[付記3]
該原核細胞が細菌培地に存在し、該化学的誘導物剤が該細菌培地に添加され、且つ該細菌培地で0.05% (v/v)〜0.2% (v/v)の最終濃度を有する、付記1に記載の組成物。
[付記4]
該細菌培地がLB培地である、付記3に記載の組成物。
[付記5]
該原核細胞が大腸菌(E. coli)DH5αのコンピテント細胞である、付記1に記載の組成物。
[付記6]
該発現ベクターがSEQ.ID.NO.3に示す配列をコードする組換えプラスミドである、請求項1に記載の組成物。
[付記7]
該発現ベクターがpLenti-EF1α-RGFP-miR302である、付記1に記載の組成物。
[付記8]
該マイクロリボ核酸前駆体が少なくともSEQ.ID.NO.3に示す配列を含有する、付記1に記載の組成物。
[付記9]
該マイクロリボ核酸が原核細胞により生産されるマイクロリボ核酸(pro-miRNA)である、付記1に記載の組成物。
[付記10]
該原核細胞により生産されるマイクロリボ核酸が少なくともSEQ.ID.NO.9、SEQ.ID.NO.11、SEQ.ID.NO.13、SEQ.ID.NO.15又はSEQ.ID.NO.17に示す配列を含有する、付記9に記載の組成物。
[付記11]
該マイクロリボ核酸が薬学又は治療応用に用いられる、付記1に記載の組成物。
[付記12]
該真核プロモーターがII型リボ核酸ポリメラーゼ(pol-2)プロモーター又はpol-2様プロモーターである、付記1に記載の組成物。
[付記13]
該pol-2プロモーターがEF1αのプロモーターである、付記12に記載の組成物。
[付記14]
該pol-2様プロモーターがCMVプロモーターである、付記12に記載の組成物。
[付記15]
該条件が37℃で頻繁に振盪しているLB培地である、付記1に記載の組成物。
[付記16]
該抗癌薬の抗癌機構は、インビトロ、エクスビボ又はインビボで悪性且つ高度のヒト癌を低段階又は正常の状態に再プログラムする癌の逆転を含む、付記1に記載の組成物。
[付記17]
該ヒト癌が腫瘍又は癌細胞を含む、付記1に記載の組成物。
[付記18]
悪性ヒト癌を低段階で良性、又は正常の状態に再プログラムすることで、治療用抗癌薬の開発に用いられるマイクロリボ核酸前駆体を生産する方法であって、
(a)3-モルホリノプロパン-1-スルホン酸(3-morpholinopropane-1-sulfonic acid、MOPS)、エタノール、グリセリン、又はそれらの混合物の分子構造を有する少なくとも1つの化学的誘導物剤を提供する工程と、
(b)真核プロモーターにより該マイクロリボ核酸前駆体を発現する少なくとも1つの発現ベクターを有する少なくとも1つの形質転換された原核細胞株を提供する工程と、
(c)ある条件で(a)と(b)を混合し、該真核プロモーターにより駆動される該マイクロリボ核酸前駆体の転写を誘発する工程と、を含む、マイクロリボ核酸前駆体(pre-miRNA)を生産する方法。
[付記19]
該化学的誘導物剤は、原核細胞内で該真核プロモーターにより駆動されるリボ核酸の転写を刺激する転写誘導物である、付記18に記載の方法。
[付記20]
該原核細胞を提供する該工程は細菌培地に該原核細胞を提供する工程をさらに含み、(a)と(b)を混合する該工程は該化学的誘導物を該細菌培地に0.05% (v/v)〜0.2% (v/v)の最終濃度まで添加する工程をさらに含む、付記18に記載の方法。
[付記21]
該細菌培地がLB培地である、付記20に記載の方法。
[付記22]
該原核細胞が大腸菌(E. coli)DH5αのコンピテント細胞である、付記18に記載の方法。
[付記23]
該発現ベクターがSEQ.ID.NO.3に示す配列をコードする組換えプラスミドである、請求項18に記載の方法。
[付記24]
該発現ベクターがpLenti-EF1α-RGFP-miR302である、付記18に記載の方法。
[付記25]
該マイクロリボ核酸前駆体が少なくともSEQ.ID.NO.3に示す配列を含有する、付記18に記載の方法。
[付記26]
該マイクロリボ核酸が原核細胞により生産されるマイクロリボ核酸(pro-miRNA)である、付記18に記載の方法。
[付記27]
該原核細胞により生産されるマイクロリボ核酸が少なくともSEQ.ID.NO.9、SEQ.ID.NO.11、SEQ.ID.NO.13、SEQ.ID.NO.15又はSEQ.ID.NO.17に示す配列を含有する、付記26に記載の方法。
[付記28]
該マイクロリボ核酸が薬学又は治療応用に用いられる、付記18に記載の方法。
[付記29]
該真核プロモーターがII型リボ核酸ポリメラーゼ(pol-2)プロモーター又はpol-2様プロモーターである、付記18に記載の方法。
[付記30]
該pol-2プロモーターがEF1αのプロモーターである、付記27に記載の方法。
[付記31]
該pol-2様プロモーターがCMVプロモーターである、付記27に記載の方法。
[付記32]
該条件が37℃で頻繁に振盪しているLB培地である、付記18に記載の方法。
[付記33]
該抗癌薬の抗癌機構は、インビトロ、エクスビボ又はインビボで悪性且つ高度のヒト癌を低段階又は正常の状態に再プログラムする癌の逆転を含む、付記18に記載の方法。
[付記34]
該ヒト癌が腫瘍又は癌細胞を含む、付記18に記載の方法。
[Appendix 1]
By reprogramming a malignant human cancer to a benign or normal state at a relatively low stage, a composition used for the development of a therapeutic anticancer drug,
(A) 3-morpholinopropane-1-sulfonic acid (3-morpholinopropane-1-sulfonic acid, MOPS), ethanol, glycerin, or at least one chemical derivative agent having a molecular structure of a mixture thereof,
(b) at least one transformed prokaryotic cell line having at least one expression vector that expresses the microribonucleic acid precursor with a eukaryotic promoter, and under certain conditions (a) and (b) A composition for producing a microribonucleic acid precursor (pre-miRNA), which is mixed and induces transcription of the microribonucleic acid precursor driven by the eukaryotic promoter.
[Appendix 2]
The composition according to claim 1, wherein the chemical inducer agent is a transcription inducer that stimulates transcription of ribonucleic acid driven by the eukaryotic promoter in prokaryotic cells.
[Appendix 3]
The prokaryotic cells are present in a bacterial medium, the chemical inducer agent is added to the bacterial medium, and has a final concentration of 0.05% (v / v) to 0.2% (v / v) in the bacterial medium. The composition according to Supplementary Note 1.
[Appendix 4]
4. The composition according to claim 3, wherein the bacterial medium is an LB medium.
[Appendix 5]
The composition according to claim 1, wherein the prokaryotic cells are competent cells of E. coli DH5α.
[Appendix 6]
3. The composition according to claim 1, wherein said expression vector is a recombinant plasmid encoding the sequence shown in SEQ. ID. NO.
[Appendix 7]
2. The composition according to claim 1, wherein the expression vector is pLenti-EF1α-RGFP-miR302.
[Appendix 8]
The composition according to claim 1, wherein the microribonucleic acid precursor contains at least the sequence shown in SEQ. ID. NO.
[Appendix 9]
2. The composition according to claim 1, wherein the microribonucleic acid is a microribonucleic acid (pro-miRNA) produced by a prokaryotic cell.
[Appendix 10]
The microribonucleic acid produced by the prokaryotic cell is at least SEQ.ID.NO.9, SEQ.ID.NO.11, SEQ.ID.NO.13, SEQ.ID.NO.15 or SEQ.ID.NO. 18. The composition according to claim 9, comprising the sequence shown in 17.
[Appendix 11]
2. The composition according to claim 1, wherein said microribonucleic acid is used for pharmaceutical or therapeutic applications.
[Supplementary Note 12]
The composition according to claim 1, wherein the eukaryotic promoter is a type II ribonucleic acid polymerase (pol-2) promoter or a pol-2-like promoter.
[Appendix 13]
13. The composition according to appendix 12, wherein the pol-2 promoter is an EF1α promoter.
[Appendix 14]
13. The composition according to appendix 12, wherein the pol-2-like promoter is a CMV promoter.
[Appendix 15]
The composition according to claim 1, wherein the condition is an LB medium that is frequently shaken at 37 ° C.
[Appendix 16]
The composition of claim 1, wherein the anticancer mechanism of the anticancer drug comprises reversing the cancer to reprogram malignant and advanced human cancers to a low stage or normal state in vitro, ex vivo, or in vivo.
[Appendix 17]
2. The composition according to claim 1, wherein said human cancer comprises a tumor or a cancer cell.
[Appendix 18]
By reprogramming malignant human cancer at a low stage benign or normal state, a method for producing microribonucleic acid precursors used for the development of therapeutic anticancer drugs,
(a) providing at least one chemical derivative agent having a molecular structure of 3-morpholinopropane-1-sulfonic acid (MOPS), ethanol, glycerin, or a mixture thereof; When,
(b) providing at least one transformed prokaryotic cell line having at least one expression vector that expresses the microribonucleic acid precursor with a eukaryotic promoter,
(c) mixing (a) and (b) under certain conditions to induce transcription of the microribonucleic acid precursor driven by the eukaryotic promoter, comprising: method of producing miRNA).
[Appendix 19]
19. The method according to claim 18, wherein said chemical inducer agent is a transcription inducer that stimulates transcription of ribonucleic acid driven by said eukaryotic promoter in prokaryotic cells.
[Appendix 20]
The step of providing the prokaryotic cell further comprises the step of providing the prokaryotic cell in a bacterial medium, wherein the step of mixing (a) and (b) comprises adding the chemical derivative to the bacterial medium at 0.05% (v 19. The method according to claim 18, further comprising the step of adding to a final concentration of between 0.2 / v) and 0.2% (v / v).
[Appendix 21]
21. The method according to supplementary note 20, wherein the bacterial medium is an LB medium.
[Supplementary Note 22]
19. The method according to claim 18, wherein the prokaryotic cell is a competent cell of E. coli DH5α.
[Appendix 23]
19. The method according to claim 18, wherein said expression vector is a recombinant plasmid encoding the sequence shown in SEQ. ID. NO.
[Appendix 24]
19. The method according to supplementary note 18, wherein the expression vector is pLenti-EF1α-RGFP-miR302.
[Appendix 25]
19. The method according to claim 18, wherein the microribonucleic acid precursor contains at least the sequence shown in SEQ. ID. NO.
[Supplementary Note 26]
19. The method according to claim 18, wherein the microribonucleic acid is a microribonucleic acid (pro-miRNA) produced by a prokaryotic cell.
[Appendix 27]
The microribonucleic acid produced by the prokaryotic cell is at least SEQ.ID.NO.9, SEQ.ID.NO.11, SEQ.ID.NO.13, SEQ.ID.NO.15 or SEQ.ID.NO. 27. The method according to supplementary note 26, comprising the sequence shown in 17.
[Appendix 28]
19. The method according to Appendix 18, wherein said microribonucleic acid is used for pharmaceutical or therapeutic applications.
[Appendix 29]
19. The method according to claim 18, wherein the eukaryotic promoter is a type II ribonucleic acid polymerase (pol-2) promoter or a pol-2-like promoter.
[Appendix 30]
28. The method according to supplementary note 27, wherein the pol-2 promoter is an EF1α promoter.
[Appendix 31]
28. The method according to Appendix 27, wherein said pol-2-like promoter is a CMV promoter.
[Supplementary Note 32]
19. The method according to supplementary note 18, wherein the condition is an LB medium that is frequently shaken at 37 ° C.
[Appendix 33]
19. The method of claim 18, wherein the anti-cancer mechanism of the anti-cancer drug comprises reversing the cancer to reprogram malignant and advanced human cancer to a low stage or normal state in vitro, ex vivo or in vivo.
[Appendix 34]
19. The method according to claim 18, wherein said human cancer comprises a tumor or a cancer cell.

Claims (9)

悪性のヒト癌細胞の性質を低段階の良性又は正常の体細胞組織の細胞様の状態に再プログラムするための組成物であって、前記組成物は、SEQ.ID.NO.3の配列を含んだ少なくとも1つのマイクロリボ核酸前駆体(pre-miRNA)を1mg/mL以下の濃度で含有し、前記pre-miRNAは、低段階の良性又は正常の体細胞組織の細胞様の状態へのヒト癌細胞の再プログラミングを誘導するべく、少なくとも1つのヒト癌細胞を含んだ細胞被検体と接触させて使用され、SEQ.ID.NO.3の配列を含んだ前記pre-miRNAは、原核細胞内で真核プロモーターにより駆動されるRNAの転写を使用することにより生産される、組成物。   A composition for reprogramming the properties of a malignant human cancer cell to a cell-like state of low-grade benign or normal somatic tissue, said composition comprising the sequence of SEQ.ID.NO.3. At least one microribonucleic acid precursor (pre-miRNA) at a concentration of 1 mg / mL or less, wherein said pre-miRNA is capable of transforming a human into a low-stage benign or normal somatic tissue cell-like state. The pre-miRNA used in contact with a cell specimen containing at least one human cancer cell to induce reprogramming of the cancer cell, wherein the pre-miRNA comprising the sequence of SEQ. ID. NO. A composition produced by using the transcription of an RNA driven by a eukaryotic promoter in E. coli. 前記原核細胞がルリア−ベルターニ(LB)培地で培養される、請求項1に記載の組成物。   2. The composition of claim 1, wherein said prokaryotic cells are cultured in Luria-Bertani (LB) medium. 前記原核細胞がE. coli DH5αのコンピテント細胞である、請求項1に記載の組成物。   The composition according to claim 1, wherein the prokaryotic cells are competent cells of E. coli DH5α. SEQ.ID.NO.3の配列を含んだ前記pre-miRNAは、mir-302ファミリークラスターをコードする組換えプラスミドから転写される、請求項1に記載の組成物。   3. The composition of claim 1, wherein the pre-miRNA comprising the sequence of SEQ. ID. NO. 3 is transcribed from a recombinant plasmid encoding a mir-302 family cluster. SEQ.ID.NO.3の配列を含んだ前記pre-miRNAが少なくともmir-302a、mir-302b、mir-302c又はmir-302dの配列を含有する、請求項1に記載の組成物。   The composition according to claim 1, wherein the pre-miRNA comprising the sequence of SEQ.ID.NO.3 comprises at least the sequence of mir-302a, mir-302b, mir-302c or mir-302d. 前記悪性のヒト癌細胞の性質を低段階の良性又は正常の体細胞組織の細胞様の状態に再プログラムすることは癌の逆転と呼ばれる抗癌機構である、請求項1に記載の組成物。   2. The composition of claim 1, wherein reprogramming the properties of the malignant human cancer cells to a low-grade benign or normal somatic cell-like state is an anti-cancer mechanism called cancer reversal. 前記ヒト癌細胞が肝臓癌細胞である、請求項1に記載の組成物。   2. The composition of claim 1, wherein said human cancer cells are liver cancer cells. 前記pre-miRNAが薬学用途又は治療用途で用いられる、請求項1に記載の組成物。   The composition according to claim 1, wherein the pre-miRNA is used for pharmaceutical or therapeutic use. 前記薬学用途又は治療用途が抗癌薬の開発を含む、請求項8に記載の組成物。   9. The composition of claim 8, wherein said pharmaceutical or therapeutic use comprises the development of an anti-cancer drug.
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