JP2022133312A - エクソン50のスキッピングを誘導するアンチセンス核酸 - Google Patents
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Abstract
Description
[1]
下記(a)~(d):
(a)配列番号3~5のいずれかの塩基配列を含むアンチセンスオリゴマー;
(b)配列番号3~5のいずれかの塩基配列に対して1~5個の塩基が欠失、置換、挿入、および/または付加された塩基配列を含み、かつヒトジストロフィン遺伝子のエクソン50のスキッピングを誘導する活性を有するアンチセンスオリゴマー;
(c)配列番号3~5のいずれかの塩基配列に対して、80%以上の配列同一性を有する塩基配列を含み、かつヒトジストロフィン遺伝子のエクソン50のスキッピングを誘導する活性を有するアンチセンスオリゴマー;および
(d)配列番号3~5のいずれかの塩基配列と相補的な塩基配列からなるオリゴヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするアンチセンスオリゴマーであって、かつヒトジストロフィン遺伝子のエクソン50のスキッピングを誘導する活性を有するアンチセンスオリゴマー
からなる群から選択されるアンチセンスオリゴマーもしくはその医薬的に許容可能な塩またはそれらの水和物。
[2]
以下の(e)~(h):
(e)配列番号3~5のいずれかの塩基配列からなるアンチセンスオリゴマー;
(f)配列番号3~5のいずれかの塩基配列に対して1~5個の塩基が欠失および/または置換された塩基配列からなり、かつヒトジストロフィン遺伝子のエクソン50のスキッピングを誘導する活性を有するアンチセンスオリゴマー;
(g)配列番号3~5のいずれかの塩基配列に対して、80%以上の配列同一性を有する塩基配列からなり、かつヒトジストロフィン遺伝子のエクソン50のスキッピングを誘導する活性を有するアンチセンスオリゴマー;および
(h)配列番号3~5のいずれかの塩基配列と相補的な塩基配列からなるオリゴヌクレオチドと高ストリンジェントな条件下でハイブリダイズするアンチセンスオリゴマーであって、かつヒトジストロフィン遺伝子のエクソン50のスキッピングを誘導する活性を有するアンチセンスオリゴマー
からなる群から選択されるアンチセンスオリゴマーもしくはその医薬的に許容可能な塩またはそれらの水和物。
[3]
前記アンチセンスオリゴマーが、
配列番号3~5のいずれかの塩基配列に対して、90%以上の配列同一性を有するヌクレオチド配列を有し、かつヒトジストロフィン遺伝子のエクソン50のスキッピングを誘導する活性を有するアンチセンスオリゴマー
である、上記[1]又は[2]に記載のアンチセンスオリゴマーもしくはその医薬的に許容可能な塩またはそれらの水和物。
[4]
オリゴヌクレオチドである、上記[1]~[3]のいずれかに記載のアンチセンスオリゴマーもしくはその医薬的に許容可能な塩またはそれらの水和物。
[5]
前記オリゴヌクレオチドを構成する少なくとも1つのヌクレオチドの糖部分及び/又はリン酸結合部分が修飾されている、上記[4]に記載のアンチセンスオリゴマーもしくはその医薬的に許容可能な塩またはそれらの水和物。
[6]
前記オリゴヌクレオチドを構成する少なくとも1つのヌクレオチドの糖部分が、2’位の-OH基が、OR、R、R’OR、SH、SR、NH2、NHR、NR2、N3、CN、F、Cl、Br及びIからなる群より選択されるいずれかの基で置換されたリボースである、上記[4]又は[5]に記載のアンチセンスオリゴマーもしくはその医薬的に許容可能な塩またはそれらの水和物。
(上記Rは、アルキル又はアリールを示し、上記R’は、アルキレンを示す。)
[7]
前記オリゴヌクレオチドを構成する少なくとも1つのヌクレオチドのリン酸結合部分が、ホスホロチオエート結合、ホスホロジチオエート結合、アルキルホスホネート結合、ホスホロアミデート結合、及びボラノフォスフェート結合からなる群から選択されるいずれか1つのものである、上記[4]~[6]のいずれかに記載のアンチセンスオリゴマーもしくはその医薬的に許容可能な塩またはそれらの水和物。
[8]
モルホリノオリゴマーである、上記[1]~[3]のいずれかに記載のアンチセンスオリゴマーもしくはその医薬的に許容可能な塩またはそれらの水和物。
[9]
ホスホロジアミデートモルホリノオリゴマーである、上記[8]に記載のアンチセンスオリゴマーもしくはその医薬的に許容可能な塩またはそれらの水和物。
[10]
5’末端が、下記化学式(1)~(3):
のいずれかの基である、上記[8]又は[9]に記載のアンチセンスオリゴマーもしくはその医薬的に許容可能な塩またはそれらの水和物。
[11]
アンチセンスオリゴマーの長さが19または20塩基である、上記[1]~[10]のいずれかに記載のアンチセンスオリゴマーもしくはその医薬的に許容可能な塩またはそれらの水和物。
[12]
上記[1]~[11]のいずれかに記載のアンチセンスオリゴマーもしくはその医薬的に許容可能な塩またはそれらの水和物を含む、筋ジストロフィー治療用医薬組成物。
[13]
さらに医薬的に許容可能な担体を含む、上記[12]に記載の医薬組成物。
[14]
筋ジストロフィー患者に投与するための上記[12]または[13]に記載の医薬組成物であって、前記患者が、ジストロフィン遺伝子にエクソン50のスキッピングの対象となる変異を有する患者である、医薬組成物。
[15]
前記患者が、少なくともエクソン50近傍のエクソンの欠失によるフレームシフト突然変異を有するとともにエクソン50のスキッピングによりアミノ酸の読み取り枠が修正されるジストロフィン遺伝子を有する、上記[14]に記載の医薬組成物。
[16]
前記患者が、ジストロフィン遺伝子にエクソン51、51-53、51-55、または51-57の欠失によるフレームシフト突然変異を有する、上記[14]または[15]に記載の医薬組成物。
[17]
前記患者がヒトである、上記[14]~[16]のいずれかに記載の医薬組成物。
[18]
筋ジストロフィー治療用医薬の製造における上記[1]~[11]のいずれかに記載のアンチセンスオリゴマーもしくはその医薬的に許容可能な塩またはそれらの水和物の使用。
[19]
上記[1]~[11]のいずれかに記載のアンチセンスオリゴマーもしくはその医薬的に許容可能な塩またはそれらの水和物の有効量、または上記[12]~[16]のいずれかに記載の医薬組成物を、筋ジストロフィー患者に投与する工程を含む、筋ジストロフィーの治療方法。
[20]
前記患者がヒトである、上記[19]に記載の治療方法。
[21]
筋ジストロフィーの治療に使用するための、上記[1]~[11]のいずれかに記載のアンチセンスオリゴマーもしくはその医薬的に許容可能な塩またはそれらの水和物、または上記[12]~[16]のいずれかに記載の医薬組成物。
[22]
前記治療において、筋ジストロフィー患者がヒトである、上記[21]に記載のアンチセンスオリゴマーもしくはその医薬的に許容可能な塩またはそれらの水和物、または医薬組成物。
本発明は、ヒトジストロフィン遺伝子の第50番目のエクソンを高効率にスキッピングするアンチセンスオリゴマー(以下、「本発明のアンチセンスオリゴマー」という)を提供する。
本発明において、「遺伝子」には、ゲノム遺伝子以外に、cDNA、mRNA前駆体及びmRNAも含まれる。好ましくは、遺伝子は、mRNA前駆体、即ち、pre-mRNAである。
ヒトゲノムにおいて、ヒトジストロフィン遺伝子は遺伝子座Xp21.2に存在する。ヒトジストロフィン遺伝子は、220万塩基対のサイズを有しており、既知のヒト遺伝子としては最大の遺伝子である。但し、ヒトジストロフィン遺伝子のコード領域はわずか14kbに過ぎず、該コード領域は79個のエクソンとしてジストロフィン遺伝子内に分散している(Roberts, RG., et al., Genomics, 16: 536-538 (1993); Koenig, M., et al., Cell 53 219-228,1988)。ヒトジストロフィン遺伝子の転写物であるpre-mRNAは、スプライシングを受けて14kbの成熟mRNAを生成する。ヒトの野生型ジストロフィン遺伝子の塩基配列は公知である(GenBank Accession No. NM_004006)。
ヒトの野生型ジストロフィン遺伝子のエクソン50とイントロン50の5’端付近の配列とを含む塩基配列を配列番号1に示す。
本発明のアンチセンスオリゴマーは、ヒトジストロフィン遺伝子のエクソン50のスキッピングにより、DMD型ジストロフィン遺伝子でコードされるタンパク質を、BMD型ジストロフィンタンパク質に改変することを目的として作製されたものである。従って、アンチセンスオリゴマーのエクソンスキッピングの対象となるジストロフィン遺伝子のエクソン50には、野生型だけではなく、変異型も含まれる。
(a)配列番号3~5のいずれかの塩基配列を含むアンチセンスオリゴマー;
(b)配列番号3~5のいずれかの塩基配列に対して1~5個、1~4個、1~3個、1~2個、または1個の塩基が欠失、置換、挿入、及び/又は付加された塩基配列を含み、かつヒトジストロフィン遺伝子のエクソン50のスキッピングを誘導する活性を有するアンチセンスオリゴマー;
(c)配列番号3~5のいずれかの塩基配列に対して、80%以上、84%以上、85%以上、89%以上、90%以上、94%以上、または95%以上の配列同一性を有する塩基配列を含み、かつヒトジストロフィン遺伝子のエクソン50のスキッピングを誘導する活性を有するアンチセンスオリゴマー;および
(d)配列番号3~5のいずれかの塩基配列と相補的な塩基配列からなるオリゴヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするアンチセンスオリゴマーであって、かつヒトジストロフィン遺伝子のエクソン50のスキッピングを誘導する活性を有するアンチセンスオリゴマー
(e)配列番号3~5のいずれかの塩基配列からなるアンチセンスオリゴマー;
(f)配列番号3~5のいずれかの塩基配列に対して1~5個、1~4個、1~3個、1~2個、または1個の塩基が欠失および/または置換された塩基配列からなり、かつヒトジストロフィン遺伝子のエクソン50のスキッピングを誘導する活性を有するアンチセンスオリゴマー;
(g)配列番号3~5のいずれかの塩基配列に対して、80%以上、84%以上、85%以上、89%以上、90%以上、94%以上、または95%以上の配列同一性を有する塩基配列からなり、かつヒトジストロフィン遺伝子のエクソン50のスキッピングを誘導する活性を有するアンチセンスオリゴマー;および
(h)配列番号3~5のいずれかの塩基配列と相補的な塩基配列からなるオリゴヌクレオチドと高ストリンジェントな条件下でハイブリダイズするアンチセンスオリゴマーであって、かつヒトジストロフィン遺伝子のエクソン50のスキッピングを誘導する活性を有するアンチセンスオリゴマー
糖のその他の部分の修飾としては、例えば、リボース又はデオキシリボースの4’位のOをSに置換したもの、糖の2’位と4’位を架橋したもの、例えば、LNA(Locked Nucleic Acid)又はENA(2’-O,4’-C-Ethylene-bridged Nucleic Acids)などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本発明において、シクロアルキルとしては、炭素数5~12のシクロアルキルが好ましい。具体的には、例えば、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロデシル、シクロドデシルが挙げられる。
本発明において、ハロゲンとしては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素を挙げることができる。
アルコキシとしては、直鎖状または分枝鎖状の炭素数1~6のアルコキシ、例えば、メトキシ、エトキシ、n-プロポキシ、イソプロポキシ、n-ブトキシ、イソブトキシ、sec-ブトキシ、tert-ブトキシ、n-ペンチルオキシ、イソペンチルオキシ、n-ヘキシルオキシ、イソヘキシルオキシ等を挙げることができる。とりわけ、炭素数1~3のアルコキシが好ましい。
本発明において、アルキレンとしては、直鎖状または分枝鎖状の炭素数1~6のアルキレンが好ましい。具体的には、例えば、メチレン、エチレン、トリメチレン、テトラメチレン、ペンタメチレン、ヘキサメチレン、2-(エチル)トリメチレン、1-(メチル)テトラメチレンを挙げることができる。
本発明において、アシルとしては、直鎖状若しくは分枝鎖状のアルカノイル、又はアロイルを挙げることができる。アルカノイルとしては、例えば、ホルミル、アセチル、2-メチルアセチル、2,2-ジメチルアセチル、プロピオニル、ブチリル、イソブチリル、ペンタノイル、2,2-ジメチルプロピオニル、ヘキサノイル等が挙げられる。アロイルとしては、例えば、ベンゾイル、トルオイル、ナフトイルを挙げることができる。かかるアロイルは置換可能な位置において置換されていてもよく、アルキルで置換されていてもよい。
(式中、Baseは、核酸塩基を表す。)
(式中、Xは、-CH2R1、-O-CH2R1、-S-CH2R1、-NR2R3又はFを表し;
R1は、H、アルキルを表し;
R2及びR3は、同一又は異なって、H、アルキル、シクロアルキル、又は、アリールを表し;
Y1は、O、S、CH2又はNR1を表し;
Y2は、O、S又はNR1を表し;
Zは、O又はSを表す。))
(式中、Base、R2、R3は、前記と同義である。)
本発明モルホリノオリゴマーは、かかるオリゴマーを構成する核酸塩基、モルホリノ環部分、リン酸結合部分、3’末端及び/又は5’末端の全部又は一部が修飾されているものを含む。
モルホリノオリゴマーは、例えば、国際公開第1991/009033号、又は国際公開第2009/064471号に従って製造することができる。特に、PMOは、国際公開第2009/064471号に記載の方法に従って製造するか、又は以下に示す方法に従って製造することができる。
PMOの1つの態様として、例えば、次の一般式(I)で表される化合物(以下、PMO(I)という。)を挙げることができる。
[式中、各Base、R2、R3は、前記と同義であり;
nは、1~99の範囲内にある任意の整数であり、好ましくは、15~34、15~24又は15~22の範囲内にある任意の整数であり、より好ましくは、18又は19である。]
下記工程に使用されている化合物及び試薬は、PMOの製造に一般的に使用されているものであれば特に限定されない。
また、下記のすべての工程は、液相法又は固相法(マニュアル又は市販の固相自動合成機を用いる)で実施することができる。固相法でPMOを製造する場合、操作手順の簡便化及び合成の正確性の点から自動合成機を用いる方法が望ましい。
次の一般式(II)で表される化合物(以下、化合物(II)という。)に酸を作用させることによって、次の一般式(III)で表される化合物(以下、化合物(III)という。)を製造する工程。
[式中、n、R2、R3は、前記と同義であり;
各BPは,独立して、保護されていてもよい核酸塩基を表し;
Tは、トリチル基、モノメトキシトリチル基、又はジメトキシトリチル基を表し;
Lは、水素、アシル、又は次の一般式(IV)で表される基(以下、基(IV)という。)を表す。]
かかるアミノ基の保護基としては、核酸の保護基として使用されるものであれば特に制限されず、具体的には、例えば、ベンゾイル、4-メトキシベンゾイル、アセチル、プロピオニル、ブチリル、イソブチリル、フェニルアセチル、フェノキシアセチル、4-tert-ブチルフェノキシアセチル、4-イソプロピルフェノキシアセチル、(ジメチルアミノ)メチレンを挙げることができる。水酸基の保護基としては、例えば、2-シアノエチル、4-ニトロフェネチル、フェニルスルホニルエチル、メチルスルホニルエチル、トリメチルシリルエチル、置換可能な任意の位置で1~5個の電子吸引性基で置換されていてもよいフェニル、ジフェニルカルバモイル、ジメチルカルバモイル、ジエチルカルバモイル、メチルフェニルカルバモイル、1-ピロリジニルカルバモイル、モルホリノカルバモイル、4-(tert-ブチルカルボキシ)ベンジル、4-[(ジメチルアミノ)カルボキシ]ベンジル、4-(フェニルカルボキシ)ベンジルを挙げることができる(例えば、国際公開第2009/064471号公報参照)。
「リンカー」としては、通常核酸やモルホリノ核酸誘導体を連結するために使用される公知のものを用いることができるが、例えば、3-アミノプロピル、スクシニル、2,2’-ジエタノールスルホニル、ロングチェーンアルキルアミノ(LCAA)を挙げることができる。
また、前記酸と一緒に、有機アミンを使用することができる。有機アミンとしては、特に限定されるものではないが、例えば、トリエチルアミンを挙げることができる。有機アミンの使用量は、例えば、酸1モルに対して、0.01モル当量~10モル当量の範囲内が適当であり、好ましくは、0.1モル当量~2モル当量の範囲内である。
本工程において酸と有機アミンとの塩又は混合物を使用する場合には、例えば、トリフルオロ酢酸とトリエチルアミンの塩又は混合物を挙げることができ、より具体的には、トリフルオロ酢酸2当量に対してトリエチルアミン1当量を混合したものを挙げることができる。
本工程に使用しうる酸は、0.1%~30%の範囲内の濃度になるように適当な溶媒で希釈して使用することもできる。溶媒としては、反応に関与しなければ特に限定されないが、例えば、ジクロロメタン、アセトニトリル、アルコール類(エタノール、イソプロパノール、トリフルオロエタノールなど)、水又はこれらの混合物を挙げることができる。
反応時間は、使用する酸の種類、反応温度によって異なるが、通常0.1分~24時間の範囲内が適当である。好ましくは、1分~5時間の範囲内である。
本工程に用いる溶媒としては、反応に関与しなければ特に限定されないが、ジクロロメタン、アセトニトリル、アルコール類(エタノール、イソプロパノール、トリフルオロエタノールなど)、水又はこれらの混合物を挙げることができる。反応温度は、例えば、10℃~50℃の範囲内が好ましく、より好ましくは、20℃~40℃の範囲内であり、さらに好ましくは、25℃~35℃の範囲内である。
反応時間は、使用する塩基の種類、反応温度によって異なるが、通常0.1分~24時間の範囲内が適当であり、好ましくは、1分~5時間の範囲内である。
[式中、BP、T、リンカー、固相担体は、前記と同義である。]
次の一般式(V)で表される化合物にアシル化剤を作用させることによって、次の一般式(VI)で表される化合物(以下、化合物(VI)という。)を製造する工程。
[式中、BP、T、リンカーは、前記と同義であり;
R4は、水酸基、ハロゲン、カルボキシル基、又は、アミノを表す。]
特に、次の一般式(VIa)で表される化合物は、化合物(V)と無水コハク酸とを用いてエステル化反応として知られた方法を実施することにより製造することができる。
[式中、BP、Tは、前記と同義である。]
化合物(VI)に縮合剤等を作用させることによって、固相担体と反応させ、化合物(IIa)を製造する工程。
[式中、BP、R4、T、リンカー、固相担体は、前記と同義である。]
本工程は、化合物(VI)と固相担体とを用いて縮合反応として知られた方法により製造することができる。
化合物(II)において、n=2~99(好ましくは16~35、16~25又は16~23の範囲内にある任意の整数であり、好ましくは、19又は20である)であって、Lが基(IV)である、次の一般式(IIa2)で表される化合物は、化合物(IIa)を出発原料とし、本明細書に記載のPMOの製法にかかる工程A及び工程Bを所望の回数繰り返し実施することにより製造することができる。
[式中、BP、R2、R3、T、リンカー、固相担体は、前記と同義であり;
n’は、1~98(特定の態様ではn’は、例えば、1~34、1~24、1~23、1~22、1~21、1~20、1~19、1~18、1~17、1~16、1~15である)を表す。]
化合物(III)に塩基存在下にモルホリノモノマー化合物を作用させることによって、次の一般式(VII)で表される化合物(以下、化合物(VII)という。)を製造する工程。
[式中、各BP、L、n、R2、R3、Tは、前記と同義である。]
[式中、BP、R2、R3、Tは前記と同義である。]
本工程に使用しうる「塩基」としては、例えば、ジイソプロピルエチルアミン、トリエチルアミン、又は、N-エチルモルホリンを挙げることができる。塩基の使用量としては、例えば、化合物(III)1モルに対して、1モル当量~1000モル当量の範囲内が適当であり、好ましくは10モル当量~100モル当量の範囲内である。
本工程に使用しうるモルホリノモノマー化合物および塩基は、0.1%~30%の濃度になるように適当な溶媒で希釈して使用することもできる。溶媒としては、反応に関与しなければ特に限定されないが、例えば、N,N-ジメチルイミダゾリドン、N-メチルピペリドン、DMF、ジクロロメタン、アセトニトリル、テロラヒドロフラン、又はこれらの混合物を挙げることができる。
反応時間は、使用する塩基の種類、反応温度によって異なるが、通常1分~48時間の範囲内が適当であり、好ましくは、30分~24時間の範囲内である。
また、必要であれば、アシル化剤と一緒に、例えば、ピリジン、ルチジン、コリジン、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、N-エチルモルホリン等の塩基を使用することができる。アシル化剤の使用量としては、0.1モル当量~10000モル当量の範囲内が好ましく、1モル当量~1000モル当量の範囲内がより好ましい。塩基の使用量としては、例えば、アシル化剤1モルに対して、0.1モル当量~100モル当量の範囲内が適当であり、好ましくは1モル当量~10モル当量の範囲内である。
本反応の反応温度は、10℃~50℃の範囲内が好ましく、より好ましくは、10℃~50℃の範囲内が好ましく、より好ましくは、20℃~40℃の範囲内であり、さらに好ましくは、25℃~35℃の範囲内である。反応時間は、例えば、使用するアシル化剤の種類、反応温度によって異なるが、通常0.1分~24時間の範囲内が適当であり、好ましくは、1分から5時間の範囲内である。
工程Bにおいて製造される化合物(VII)において、脱保護剤を用いて保護基を脱離し、一般式(IX)で表される化合物を製造する工程。
[式中、Base、BP、L、n、R2、R3、Tは、前記と同義である。]
逆相クロマトグラフィーを用いてPMO(I)を精製する場合には、溶出溶媒として、例えば20mMのトリエチルアミン/酢酸緩衝液とアセトニトリルの混合溶液を使用することができる。
また、イオン交換クロマトグラフィーを用いてPMO(I)を精製する場合には、例えば、1Mの食塩水と10mMの水酸化ナトリウム水溶液の混合溶液を使用することができる。
1)P. E. Nielsen, M. Egholm, R. H. Berg, O. Buchardt,Science, 254, 1497 (1991)
2)M. Egholm, O. Buchardt, P. E. Nielsen, R. H. Berg,Jacs., 114, 1895 (1992)
3)K. L. Dueholm, M. Egholm, C. Behrens, L. Christensen, H. F. Hansen, T. Vulpius, K. H. Petersen, R. H. Berg, P. E. Nielsen, O. Buchardt,J. Org. Chem., 59, 5767 (1994)
4)L. Christensen, R. Fitzpatrick, B. Gildea, K. H. Petersen, H. F. Hansen, T. Koch, M. Egholm,O. Buchardt, P. E. Nielsen, J. Coull, R. H. Berg, J. Pept. Sci., 1, 175 (1995)
5)T. Koch, H. F. Hansen, P. Andersen, T. Larsen, H. G. Batz, K. Otteson, H. Orum, J. Pept. Res., 49, 80 (1997)
以下、上記(1)、(2)及び(3)で示される基を、それぞれ「基(1)」、「基(2)」及び「基(3)」と呼ぶ。
本発明のアンチセンスオリゴマーは、有効性の向上を目的とした機能性ペプチド(例えば、標的細胞への輸送効率の向上を目的とした膜透過性ペプチド)との複合体を形成しているものであってもよい(国際公開第2008/036127号、国際公開第2009/005793号、国際公開第2012/150960号、国際公開第2016/187425号、国際公開第2018/118662号、国際公開第2018/118599号、国際公開第2018/118627号、J. D. Ramsey, N. H. Flynn, Pharmacology & Therapeutics 154, 78-86 (2015)、M. K. Tsoumpra et al., EBioMedicine, https://doi.org/10.1016/j.ebiom.2019.06.036)。結合部位は特に限定されないが、アンチセンスオリゴマーの5’端または3’端と機能性ペプチドのアミノ末端またはカルボキシル末端が結合していることが好ましい。
また、別の態様として、本発明のアンチセンスオリゴマーと機能性ペプチドは、リンカーを介して複合体を形成していてもよい。リンカーは特に限定されないが、アンチセンスオリゴマーの5’端または3’端とリンカーの一方の端が結合し、機能性ペプチドのアミノ末端またはカルボキシル末端とリンカーのもう一方の端が結合していることが好ましい。また、機能性ペプチドとリンカーの間には、付加的なアミノ酸が存在していてもよい。
本発明のアンチセンスオリゴマーは、従来技術に係るアンチセンスオリゴマーと比較してその長さが短い場合であっても、エクソン50のスキッピングを高効率に誘導することができる。また、本発明のアンチセンスオリゴマーは、エクソン50のスキッピングを高効率に誘導する活性を維持しつつ、かつ優れた溶解性を有する。したがって、ジストロフィン遺伝子にエクソン50のスキッピングの対象となる変異(例えば、フレームシフト突然変異、エクソン50の中でのミスセンス突然変異/ナンセンス突然変異など)を有するDMD患者であれば、本発明のアンチセンスオリゴマーを投与することによって、高効率に筋ジストロフィーの症状を緩和することができると予測される。例えば、少なくともエクソン50近傍のエクソンを欠失した所定の変異ジストロフィン遺伝子を有するDMD患者に本発明のアンチセンスオリゴマーを投与することによって、高効率に筋ジストロフィーの症状を緩和することができると予測される。なお、所定の変異ジストロフィン遺伝子とは、少なくともエクソン50近傍のエクソンを欠失してフレームシフト突然変異を有するとともにエクソン50を省いた場合(スキップした場合)にアミノ酸の読み取り枠が修正されるジストロフィン遺伝子を意味する。エクソン51、51-53、51-55、51-57等の欠失を有することによるフレームシフト突然変異を有するDMD患者が挙げられる。
より具体的に述べると、本発明のアンチセンスオリゴマーを含む医薬組成物をDMD患者(エクソン50スキッピングでin-frame化する変異を有する患者、例えば、エクソン51欠失患者、エクソン51-53欠失患者、エクソン51-55欠失患者、エクソン51-57欠失患者等)に投与することにより、高効率に筋ジストロフィーの症状を緩和することができると予測される。例えば、本発明のアンチセンスオリゴマーを含む医薬組成物を用いる場合、従来技術に係るオリゴマーと比べて少量の投与量でも同程度の治療効果を得られるため、副作用を軽減することができ、かつ経済的である。
また、本発明のアンチセンスオリゴマーは、エクソン50のスキッピングを高効率に誘導する活性を維持しつつ、かつ優れた溶解性を有するため、医薬組成物の調製において有用である。
そこで、別の実施態様として、本発明のアンチセンスオリゴマー、その医薬的に許容可能な塩又は水和物を有効成分とする、筋ジストロフィー治療用医薬組成物(以下、「本発明の組成物」という)を提供する。
また、本発明は、本発明のアンチセンスオリゴマーを、DMD患者に投与する工程を含む、筋ジストロフィーの治療方法を提供する。
当該治療方法において、本発明のアンチセンスオリゴマーは、前記筋ジストロフィー治療用医薬組成物として投与してもよい。
さらに、本発明は、筋ジストロフィー治療用医薬組成物の製造における本発明のアンチセンスオリゴマーの使用、及び筋ジストロフィー治療に使用するための本発明のアンチセンスオリゴマーを提供する。
詳細については米国特許第4,235,871号、同第4,737,323号、国際公開第96/14057号、“New RRC, Liposomes: A practical approach, IRL Press, Oxford (1990) pages 33-104”等を参照することができる。
本発明の組成物は、乾燥形態であってもよい。その場合、水溶液形態の本発明の組成物を調製するために、例えば125mg又は250mgの乾燥形態の本発明のアンチセンスオリゴマーを含む乾燥形態の本発明の組成物を、0.5mL~100mLの水と混合して(1.25mg/mL~250mg/mL又は2.5mg/mL~500mg/mLの本発明のアンチセンスオリゴマー濃度に相当する)、好ましくは1mL~50mLの水と混合して(2.5mg/mL~125mg/mL又は5mg/mL~250mg/mLの本発明のアンチセンスオリゴマー濃度に相当する)、より好ましくは5mL~10mLの水と混合して(12.5mg/mL~25mg/mL又は25mg/mL~50mg/mLの本発明のアンチセンスオリゴマー濃度に相当する)用いてもよい。
国際公開第2013/100190号に記載の方法に従い、ヒトジストロフィン遺伝子のエクソン50および/またはその3’側隣接イントロンであるイントロン50の一部の塩基配列を標的とする、表1に示すアンチセンスオリゴマー(PMO No.1~7(配列番号2~8))を合成した。各アンチセンスオリゴマーの全長は19~21merである。各アンチセンスオリゴマーの分子量の理論値およびESI-TOF-MSによる実測値も示す。
表1中において、例えば「H50_109-129」は、ヒトジストロフィン遺伝子のエクソン50の5’末端の塩基を1番目の塩基とし、3’側に続く塩基に順番に番号を付した場合に、アンチセンスオリゴマーが109番目~129番目の塩基の配列を標的とするものであることを示す。なお、エクソン50の全長は109塩基であるため、この例では標的塩基配列中の110番目~130番目の塩基の配列は、イントロン50中の塩基配列である。
ヒトジストロフィン遺伝子のエクソン50スキッピングのIn vitro試験
(1)試験方法
RD細胞(ヒト横紋筋肉腫細胞株、CCL-136、ATCCより購入)3.5×105個に対して、表1の各アンチセンスオリゴマー0.1~1μMをAmaxa Cell Line Nucleofector Kit Lを用いてNucleofector II(Lonza)により導入した。導入のためのパルスプログラムはT-030を用いた。
導入後のRD細胞を、10%ウシ胎児血清(FBS)(インビトロジェン社製)を含むEagle’s minimal essential medium(EMEM)培地(シグマ社製、以下同じ)2 mL中、37℃、5%CO2条件下で三晩培養した。
導入後のRD細胞をPBS(ニッスイ社製、以下同じ)で1回洗浄した後、1%の2-メルカプトエタノール(ナカライテスク社製)を含むBuffer RA1(タカラバイオ社製)350μLを上記細胞に添加し、数分間室温に放置して上記細胞を溶解させ、NucleoSpin(登録商標) Filter(タカラバイオ社製)上に回収した。11,000×gで1分間遠心し、ホモジネートを作製した。NucleoSpin(登録商標) RNA(タカラバイオ社製)に添付のプロトコールに従って上記細胞から全RNAを抽出した。抽出した全RNAの濃度はNanoDrop ONE(Thermo Fisher社製)を用いて測定した。
50℃、30分間:逆転写反応
95℃、15分間:ポリメラーゼ活性化、逆転写酵素不活性化、cDNA熱変性
[94℃、30秒間;60℃、30秒間;72℃、1分間]×35サイクル:PCR増幅
72℃、10分間:最終伸長反応
フォワードプライマー:5’- AACAACCGGATGTGGAAGAG -3’ (配列番号9)
リバースプライマー:5’- TTGGAGATGGCAGTTTCCTT -3’ (配列番号10)
エクソン50がスキップしたバンドのポリヌクレオチド量「A」と、エクソン50がスキップしなかったバンドのポリヌクレオチド量「B」を、バンドのシグナル強度として測定した。これら「A」及び「B」の測定値に基づき、上述の式(1)に従って、スキッピング効率を求めた。
各アンチセンスオリゴマーについて得られたエクソン50のスキッピング効率の結果を図1~3に示す。また、これらの結果より算出した、各アンチセンスオリゴマーが50%のスキッピング効率ESを示す有効濃度(EC50)の値を下記表2~4に示す。本試験により、各アンチセンスオリゴマーのうち、PMO No.1~4はスキッピング効率ESが高くEC50の値が低いため、エクソン50を有効にスキッピングさせることが判明した。
また、PMO No.3及び4と同様に全長が19merと短いアンチセンスオリゴマーのうち、PMO No.5~7はスキッピング効率が低くEC50の値が高かった。PMO No.3及び4とPMO No.5~7は標的とする塩基配列の重複の程度も大きいことから、エクソン50のスキッピングに対するPMO No.3及び4の有効性は特筆すべきものである。
この結果により、本発明のアンチセンスオリゴマーは、従来技術と比較してその長さが短い場合であっても、エクソン50のスキッピングを高効率に誘導することができることが示された。
アンチセンスオリゴマーの生理食塩水に対する溶解性試験
実施例2でスキッピング効率ESが高かったアンチセンスオリゴマーのうち、全長が19~20merと短く合成が簡便であるPMO No.2、3、4の各アンチセンスオリゴマーについて、医薬用途への有用性をさらに検証するため、生理食塩水に対する溶解性試験を行った。
4.5 mgの上記各アンチセンスオリゴマーが入ったサンプル瓶に生理食塩水45μLを加え、超音波とボルテックスを使って撹拌し、100 mg/mLの生理食塩水溶液とした。室温で24時間放置し、沈殿が生じないものを溶解性が高い配列と評価した。
試験した各アンチセンスオリゴマーは、全て生理食塩水に対して100 mg/mL以上の溶解性を示した。これらのアンチセンスオリゴマーは、エクソン50のスキッピング効率が高く、生理食塩水に対する溶解性も高いため、医薬としての利用価値が高いアンチセンスオリゴマーである。
以上の結果より、本発明のアンチセンスオリゴマーは、ジストロフィン遺伝子のエクソン50のスキッピングを高効率に誘導する活性を維持しつつ、かつ医薬として優れた物性を有することが示された。
Claims (22)
- 下記(a)~(d):
(a)配列番号3~5のいずれかの塩基配列を含むアンチセンスオリゴマー;
(b)配列番号3~5のいずれかの塩基配列に対して1~5個の塩基が欠失、置換、挿入、および/または付加された塩基配列を含み、かつヒトジストロフィン遺伝子のエクソン50のスキッピングを誘導する活性を有するアンチセンスオリゴマー;
(c)配列番号3~5のいずれかの塩基配列に対して、80%以上の配列同一性を有する塩基配列を含み、かつヒトジストロフィン遺伝子のエクソン50のスキッピングを誘導する活性を有するアンチセンスオリゴマー;および
(d)配列番号3~5のいずれかの塩基配列と相補的な塩基配列からなるオリゴヌクレオチドとストリンジェントな条件下でハイブリダイズするアンチセンスオリゴマーであって、かつヒトジストロフィン遺伝子のエクソン50のスキッピングを誘導する活性を有するアンチセンスオリゴマー
からなる群から選択されるアンチセンスオリゴマーもしくはその医薬的に許容可能な塩またはそれらの水和物。 - 以下の(e)~(h):
(e)配列番号3~5のいずれかの塩基配列からなるアンチセンスオリゴマー;
(f)配列番号3~5のいずれかの塩基配列に対して1~5個の塩基が欠失および/または置換された塩基配列からなり、かつヒトジストロフィン遺伝子のエクソン50のスキッピングを誘導する活性を有するアンチセンスオリゴマー;
(g)配列番号3~5のいずれかの塩基配列に対して、80%以上の配列同一性を有する塩基配列からなり、かつヒトジストロフィン遺伝子のエクソン50のスキッピングを誘導する活性を有するアンチセンスオリゴマー;および
(h)配列番号3~5のいずれかの塩基配列と相補的な塩基配列からなるオリゴヌクレオチドと高ストリンジェントな条件下でハイブリダイズするアンチセンスオリゴマーであって、かつヒトジストロフィン遺伝子のエクソン50のスキッピングを誘導する活性を有するアンチセンスオリゴマー
からなる群から選択されるアンチセンスオリゴマーもしくはその医薬的に許容可能な塩またはそれらの水和物。 - 前記アンチセンスオリゴマーが、
配列番号3~5のいずれかの塩基配列に対して、90%以上の配列同一性を有するヌクレオチド配列を有し、かつヒトジストロフィン遺伝子のエクソン50のスキッピングを誘導する活性を有するアンチセンスオリゴマー
である、請求項1又は2に記載のアンチセンスオリゴマーもしくはその医薬的に許容可能な塩またはそれらの水和物。 - オリゴヌクレオチドである、請求項1~3のいずれか1項に記載のアンチセンスオリゴマーもしくはその医薬的に許容可能な塩またはそれらの水和物。
- 前記オリゴヌクレオチドを構成する少なくとも1つのヌクレオチドの糖部分及び/又はリン酸結合部分が修飾されている、請求項4に記載のアンチセンスオリゴマーもしくはその医薬的に許容可能な塩またはそれらの水和物。
- 前記オリゴヌクレオチドを構成する少なくとも1つのヌクレオチドの糖部分が、2’位の-OH基が、OR、R、R’OR、SH、SR、NH2、NHR、NR2、N3、CN、F、Cl、Br及びIからなる群より選択されるいずれかの基で置換されたリボースである、請求項4又は5に記載のアンチセンスオリゴマーもしくはその医薬的に許容可能な塩またはそれらの水和物。
(上記Rは、アルキル又はアリールを示し、上記R’は、アルキレンを示す。) - 前記オリゴヌクレオチドを構成する少なくとも1つのヌクレオチドのリン酸結合部分が、ホスホロチオエート結合、ホスホロジチオエート結合、アルキルホスホネート結合、ホスホロアミデート結合、及びボラノフォスフェート結合からなる群から選択されるいずれか1つのものである、請求項4~6のいずれか1項に記載のアンチセンスオリゴマーもしくはその医薬的に許容可能な塩またはそれらの水和物。
- モルホリノオリゴマーである、請求項1~3のいずれか1項に記載のアンチセンスオリゴマーもしくはその医薬的に許容可能な塩またはそれらの水和物。
- ホスホロジアミデートモルホリノオリゴマーである、請求項8に記載のアンチセンスオリゴマーもしくはその医薬的に許容可能な塩またはそれらの水和物。
- アンチセンスオリゴマーの長さが19または20塩基である、請求項1~10のいずれか1項に記載のアンチセンスオリゴマーもしくはその医薬的に許容可能な塩またはそれらの水和物。
- 請求項1~11のいずれか1項に記載のアンチセンスオリゴマーもしくはその医薬的に許容可能な塩またはそれらの水和物を含む、筋ジストロフィー治療用医薬組成物。
- さらに医薬的に許容可能な担体を含む、請求項12に記載の医薬組成物。
- 筋ジストロフィー患者に投与するための請求項12または13に記載の医薬組成物であって、前記患者が、ジストロフィン遺伝子にエクソン50のスキッピングの対象となる変異を有する患者である、医薬組成物。
- 前記患者が、少なくともエクソン50近傍のエクソンの欠失によるフレームシフト突然変異を有するとともにエクソン50のスキッピングによりアミノ酸の読み取り枠が修正されるジストロフィン遺伝子を有する、請求項14に記載の医薬組成物。
- 前記患者が、ジストロフィン遺伝子にエクソン51、51-53、51-55、または51-57の欠失によるフレームシフト突然変異を有する、請求項14または15に記載の医薬組成物。
- 前記患者がヒトである、請求項14~16のいずれか1項に記載の医薬組成物。
- 筋ジストロフィー治療用医薬の製造における請求項1~11のいずれか1項に記載のアンチセンスオリゴマーもしくはその医薬的に許容可能な塩またはそれらの水和物の使用。
- 請求項1~11のいずれか1項に記載のアンチセンスオリゴマーもしくはその医薬的に許容可能な塩またはそれらの水和物の有効量、または請求項12~16のいずれか1項に記載の医薬組成物を、筋ジストロフィー患者に投与する工程を含む、筋ジストロフィーの治療方法。
- 前記患者がヒトである、請求項19に記載の治療方法。
- 筋ジストロフィーの治療に使用するための、請求項1~11のいずれか1項に記載のアンチセンスオリゴマーもしくはその医薬的に許容可能な塩またはそれらの水和物、または請求項12~16のいずれか1項に記載の医薬組成物。
- 前記治療において、筋ジストロフィー患者がヒトである、請求項21に記載のアンチセンスオリゴマーもしくはその医薬的に許容可能な塩またはそれらの水和物、または医薬組成物。
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