JP2022177340A - 疾患特異的なcol3a1変異アレルの遺伝子発現を抑制する核酸および血管型エーラス・ダンロス症候群を処置するための医薬組成物 - Google Patents

疾患特異的なcol3a1変異アレルの遺伝子発現を抑制する核酸および血管型エーラス・ダンロス症候群を処置するための医薬組成物 Download PDF

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Abstract

【課題】コラーゲン3A1の変異に起因する疾患を処置することに用いるための医薬組成物の提供。【解決手段】コラーゲン3A1の変異型をコードする遺伝子と野生型をコードする遺伝子をそれぞれ有する対象において、当該変異型に起因する疾患を処置するための医薬組成物であって、siRNAまたはshRNAから選択される核酸を含み、当該変異型が、特定の塩基配列における755番目に対応する塩基のGからTへの置換を有するコラーゲン3A1をコードする遺伝子であるか、または前記特定の塩基配列における547番目に対応する塩基のGからAへの置換を有するコラーゲン3A1をコードする遺伝子であり、前記核酸が、野生型の発現よりも前記変異型の発現を強く抑制することができる、医薬組成物。【選択図】なし

Description

本発明は、疾患特異的なCOL3A1変異アレルの遺伝子発現を抑制する核酸および血管型エーラス・ダンロス症候群を処置するための医薬組成物に関する。
エーラス・ダンロス症候群(Ehlers-Danlos syndrome:EDS)は、皮膚、関節、血管など全身的な結合組織の脆弱性に基づく遺伝性疾患である。その原因と症状から、6つの主病型(古典型、関節型、血管型、後側彎型、多発関節弛緩型、皮膚脆弱型)に分類されており、全病型を合わせた推定頻度は約1/5,000人とされている。EDSの原因はコラーゲン分子又はコラーゲン成熟過程に関与する酵素の遺伝子変異に基づく。
EDSの一分類である血管型EDS(Vascular TypeEDS、またはvEDS)(MIM 130050)は、動脈・消化管・妊娠中の子宮の破裂など突然死をももたらす重篤な合併症をもつ最重症型EDSであり、遺伝様式は常染色体優性遺伝である。血管型EDSはIII型コラーゲン遺伝子(COL3A1)の変異によりIII型コラーゲン分子の異常をきたし発症する。vEDSには現在のところ、根本的な治療法はなく対症療法が主となっている。
WO2011/019793A
Leistritz, D. F., Pepin, M. G., Schwarze U., Byers, P. H., Genet. Med. 13: 717-722, 2011. Pepin, M. G., Schwarze, U., Rice, K. M., Liu, M., Genet. Med. 16: 881-888, 2014. Frank M, Albuisson J, Ranque B, Golmard L, Mazzella JM, Bal-Theoleyre L, Fauret AL, Mirault T, Denarie N, Mousseaux E, Boutouyrie P, Fiessinger JN, Emmerich J, Messas E, Jeunemaitre X., Eur J Hum Genet. 23:1657-64, 2015. Muller GA1, Hansen U, Xu Z, Griswold B, Talan MI, McDonnell NB, Briest W., FASEB J. 26:668-77, 2012.
本発明は、疾患特異的なCOL3A1変異アレルの遺伝子発現を抑制する核酸および血管型エーラス・ダンロス症候群を処置するための医薬組成物を提供する。
本発明によれば、以下の発明が提供され得る。
[1]コラーゲン3A1の変異型をコードする遺伝子と野生型をコードする遺伝子をそれぞれ有する対象において、当該変異型に起因する疾患を処置するための医薬組成物であって、
siRNAまたはshRNAから選択される核酸を含み、
当該変異型が、配列番号27に記載の塩基配列における755番目に対応する塩基のGからTへの置換を有するコラーゲン3A1をコードする遺伝子であるか、または配列番号27に記載の塩基配列における547番目に対応する塩基のGからAへの置換を有するコラーゲン3A1をコードする遺伝子であり、
前記核酸が、野生型の発現よりも前記変異型の発現を強く抑制することができる、
医薬組成物。
[2]対象が、血管型エーラス・ダンロス症候群(vEDS)に罹患した対象である、上記[1]に記載の医薬組成物。
[3]前記変異型が、配列番号27に記載の塩基配列における755番目に対応する塩基のGからTへの置換を有するコラーゲン3A1をコードする遺伝子である、上記[1]または[2]に記載の医薬組成物。
[4]前記変異型が、配列番号27に記載の塩基配列における547番目に対応する塩基のGからAへの置換を有するコラーゲン3A1をコードする遺伝子である、上記[1]または[2]に記載の医薬組成物。
[5]siRNAまたはshRNAのセンス鎖およびアンチセンス鎖の塩基配列がそれぞれ、配列番号1および2、配列番号3および4、並びに配列番号5および6からなる群から選択される塩基配列を有する、上記[3]に記載の医薬組成物。
[6]siRNAのセンス鎖およびアンチセンス鎖の塩基配列がそれぞれ、配列番号3および4に記載の塩基配列を有する、上記[5]に記載の医薬組成物。
[7]siRNAまたはshRNAのセンス鎖およびアンチセンス鎖の塩基配列がそれぞれ、配列番号7および8、配列番号9および10、配列番号11および12、配列番号13および14、配列番号15および16、並びに配列番号17および18からなる群から選択される塩基配列を有する、上記[4]に記載の医薬組成物。
[8]siRNAのセンス鎖およびアンチセンス鎖の塩基配列がそれぞれ、配列番号9および10に記載の塩基配列であるか、または、配列番号13および14に記載の塩基配列である、上記[7]に記載の医薬組成物。
[9]siRNAまたはshRNAであって、そのセンス鎖およびアンチセンス鎖がそれぞれ、配列番号7および8、配列番号9および10、配列番号11および12、配列番号13および14、配列番号15および16、並びに配列番号17および18からなる群から選択される塩基配列を有する、siRNAまたはshRNA。
[10]siRNAまたはshRNAであって、そのセンス鎖およびアンチセンス鎖がそれぞれ、配列番号7および8、配列番号9および10、配列番号11および12、配列番号13および14、配列番号15および16、並びに配列番号17および18からなる群から選択される塩基配列に対して1~数塩基の追加のミスマッチを有する塩基配列を有する、siRNAまたはshRNA。
[11]
上記[10]のsiRNAまたはshRNAであって、そのセンス鎖およびアンチセンス鎖がそれぞれ、配列番号33および34、配列番号35および36、配列番号37および38、配列番号39および40、配列番号41および42、配列番号43および44、配列番号45および46、配列番号47および48、並びに配列番号49および50からなる群から選択される塩基配列を有する、siRNAまたはshRNA。
[12]コラーゲン3A1の変異型をコードする遺伝子と野生型をコードする遺伝子をそれぞれ有する細胞において変異型の発現を抑制することに用いるための組成物であって、
請求項9に記載のsiRNAまたはshRNAから選択される核酸を含み、
当該変異型が、配列番号27に記載の塩基配列における547番目に対応する塩基のGからAへの置換を有するコラーゲン3A1をコードする遺伝子である、
組成物。
図1は、HeLa細胞における、コラーゲン3A1の野生型(547Gおよび755G)と変異型(755T)または変異型(547A)に対する各種siRNAのノックダウン効率を示す。 図2は、HeLa細胞における、各種siRNAによるコラーゲン3A1の野生型(547Gおよび755G)と変異型(755T)または変異型(547A)に対するノックダウン効率の濃度依存性(1~100nM)を示す。図2中、siRNA名の末尾の数字と濃度とがハイフンで連結されて表示されている。 図3は、HEK293細胞における、HEK293細胞における、各種siRNAによるコラーゲン3A1の野生型(547Gおよび755G)と変異型(755T)または変異型(547A)に対するノックダウン効率の濃度依存性(1~100nM)を示す。図3中、siRNA名の末尾の数字と濃度とがハイフンで連結されて表示されている。 図4は、HeLa細胞における、各種siRNAによるコラーゲン3A1の野生型(547G)と変異型(547A)に対するノックダウン効率の濃度依存性(0.01~10nM)を示す。図4中、siRNA名の末尾の数字と濃度とがハイフンで連結されて表示されている。 図5は、HEK293細胞における、各種siRNAによるコラーゲン3A1の野生型(547G)と変異型(547A)に対するノックダウン効率の濃度依存性(0.01~10nM)を示す。図5中、siRNA名の末尾の数字と濃度とがハイフンで連結されて表示されている。 図6は、HeLa細胞における各種siRNAによるコラーゲン3A1の野生型(547G)と変異型(547A)に対するノックダウン効率を示す。 図7は、HeLa細胞における各種siRNAによるコラーゲン3A1の野生型(547G)と変異型(547A)に対するノックダウン効率を示す。
発明の具体的な説明
本明細書では、「対象」は、哺乳動物であり、特にヒトであり得る。
本明細書では、「処置」は、治療的処置および予防的処置を意味する。本明細書では、「治療」とは、疾患若しくは障害の治療、治癒、防止若しくは、寛解の改善、または、疾患若しくは障害の進行速度の低減を意味する。本明細書では、「予防」とは、疾患もしくは病態の発症の可能性を低下させる、または疾患もしくは病態の発症を遅らせることを意味する。
本明細書では、「疾患」とは、治療が有益な症状を意味する。
本明細書では、「治療上有効量」とは、疾患や状態を処置(予防または治療)するために有効な薬剤の量を意味する。治療上有効量の薬剤は、疾患または状態の症状の悪化速度を低下させること、前記症状の悪化を止めること、前記症状を改善すること、前記症状を治癒すること、または前記症状の発症または発展を抑制することが可能である。
本明細書では、「コラーゲン3A1」は、III型コラーゲンα-1またはCOL3A1とも呼ばれ、3つのα-1(III)鎖を含む繊維形成性のコラーゲンである。コラーゲン3A1は、初期胚および胚発生にわたって発現している。成体においては、コラーゲン3A1は、内部臓器や皮膚の細胞外マトリックスの主要構成要素である。ヒトコラーゲン3A1をコードする遺伝子は、例えば、NCBI参照番号:NM_000090.3で登録された塩基配列が挙げられ、例えば、配列番号27に記載の塩基配列に対応する塩基配列を有し得る。ヒトコラーゲン3A1をコードする遺伝子は、例えば、配列番号27に記載の塩基配列を有し得る。
本明細書では、「血管型エーラス・ダンロス症候群(vEDS)」は、皮膚、関節、および血管などの全身的な結合組織の脆弱性に基づく遺伝性疾患である。症状としては、皮膚の脆弱性(容易に裂ける、萎縮性瘢痕を来す)、関節の脆弱性(柔軟、脱臼しやすい)、血管の脆弱性(内出血しやすい)、心臓弁の逸脱・逆流、上行大動脈拡張を呈する。血管型EDSにおいては、動脈解離・瘤・破裂、腸管破裂、子宮破裂といった重篤な合併症を呈するとともに、小関節の弛緩、特徴的顔貌、皮下静脈の透見などの身体的特徴がある。vEDSの原因は、大多数は、コラーゲン3A1の遺伝子変異であるとされる。特に、vEDSの原因として、コラーゲン3A1の塩基配列の置換(配列番号27に記載の塩基配列において547番目のGに対応する塩基のAへの置換、および755番目のGに対応する塩基のTへの置換)が挙げられる。vEDSは、片側アレルの変異のみで発症する。
本明細書では、「siRNA」とは、遺伝子のノックダウンに用いられる核酸分子であり、19~25mer程度の長さの二本鎖RNAを含む核酸分子である。標的mRNAの塩基配列と相補的に設計されたsiRNAは、当該mRNAに結合し、mRNAを分解することによってmRNAからのタンパク質の翻訳を阻害することができる。siRNAに用いられるRNAは、天然のRNAに加えて、安定化した核酸アナログ(例えば、AmNA、2’,4’架橋核酸(ロックド核酸)などの架橋型人工核酸、並びにRNAのリボースの2’位がメトキシ基で修飾された2’-OMe体、メトキシエチルで修飾された2’-MOE体およびフルオロ基で修飾された2’-F体、リン酸ジエステル結合に代えてホスホロチオアート結合を有する核酸)またはDNAを含む核酸(例えば、ギャップマーおよびミックスマー)が用いられ得る。当業者であれば、これらの安定化した核酸アナログやDNAを用いてsiRNAを適宜設計することができる。
本明細書では、「shRNA」とは、ヘアピン構造を有する二本鎖RNAを含む核酸分子である。shRNAのヘアピン構造は、細胞内で切断され、siRNAに変換され、これによって標的遺伝子をサイレンシングすることができる。ヘアピン構造は、当業者であれば適宜設計することができる。
血管型エーラス・ダンロス症候群(vEDS)において、コラーゲン3A1の変異は、優性変異である。すなわち、コラーゲン3A1は、三量体を形成して機能し、そのうち1つが変異することでコラーゲン3A1の機能を阻害する。これに対して、コラーゲン3A1の変異型の発現を野生型と比較して減少させる処置は、機能的なコラーゲン3A1の三量体の割合を増加させることができ、これにより、vEDSを処置できると期待される。
本発明者らは、コラーゲン3A1の変異型の発現を野生型と比較して減少させる処置に用いることができる方法を見出した。
本発明のある態様では、
コラーゲン3A1の変異型をコードする遺伝子と野生型をコードする遺伝子をそれぞれ有する対象において、当該変異型に起因する疾患を処置するための医薬組成物であって、
siRNAまたはshRNAから選択される核酸を含み、
当該変異型が、配列番号27に記載の塩基配列における755番目に対応する塩基のGからTへの置換を有するコラーゲン3A1をコードする遺伝子(例えば、配列番号29に記載の塩基配列)であるか、または配列番号27に記載の塩基配列における547番目に対応する塩基のGからAへの置換を有するコラーゲン3A1をコードする遺伝子(例えば、配列番号31に記載の塩基配列)であり、
前記核酸が、野生型の発現よりも前記変異型の発現を強く抑制することができる、
医薬組成物
が提供される。この態様において、対象は、血管型エーラス・ダンロス症候群(vEDS)に罹患した対象であり得る。この態様では、変異型は、好ましくは、前記変異型が、配列番号27に記載の塩基配列における755番目に対応する塩基のGからTへの置換を有するコラーゲン3A1をコードする遺伝子であり得る。この態様ではまた、変異型は、好ましくは、配列番号27に記載の塩基配列における547番目に対応する塩基のGからAへの置換を有するコラーゲン3A1をコードする遺伝子であり得る。
本発明のある態様では、siRNAまたはshRNAのセンス鎖およびアンチセンス鎖の塩基配列がそれぞれ、配列番号1および2、配列番号3および4、並びに配列番号5および6からなる群から選択される塩基配列を有し得る。
本発明のある態様では、siRNAまたはshRNAのセンス鎖およびアンチセンス鎖の塩基配列がそれぞれ、配列番号7および8、配列番号9および10、配列番号11および12、配列番号13および14、配列番号15および16、並びに配列番号17および18からなる群から選択される塩基配列を有し得る。
本発明のある態様では、siRNAまたはshRNAのセンス鎖およびアンチセンス鎖の塩基配列がそれぞれ、配列番号7および8、配列番号9および10、配列番号11および12、配列番号13および14、配列番号15および16、並びに配列番号17および18からなる群から選択される塩基配列に対して1~数塩基(例えば、1つ、2つ、および3つ)の追加のミスマッチを有する塩基配列を有し得る。この態様では、siRNAまたはshRNAは、コラーゲン3A1の野生型をコードする遺伝子よりも、配列番号27に記載の塩基配列における547番目に対応する塩基のGからAへの置換を有するコラーゲン3A1をコードする遺伝子を強くサイレンシングする。
本発明のある態様では、siRNAまたはshRNAのセンス鎖およびアンチセンス鎖の塩基配列がそれぞれ、配列番号33および34、配列番号35および36、配列番号37および38、配列番号39および40、配列番号41および42、配列番号43および44、配列番号45および46、配列番号47および48、並びに配列番号49および50からなる群から選択される塩基配列を有し得る。
shRNAは、センス鎖およびアンチセンス鎖の塩基配列をリンカーループで連結して得られ得る。
本発明によれば、siRNAまたはshRNAであって、そのセンス鎖およびアンチセンス鎖がそれぞれ、配列番号7および8、配列番号9および10、配列番号11および12、配列番号13および14、配列番号15および16、並びに配列番号17および18からなる群から選択される塩基配列を有する、siRNAまたはshRNAが提供される。これらのsiRNAまたはshRNAは、医薬組成物に含まれていてもよい。
本発明によればまた、siRNAまたはshRNAであって、そのセンス鎖およびアンチセンス鎖がそれぞれ、配列番号7および8、配列番号9および10、配列番号11および12、配列番号13および14、配列番号15および16、並びに配列番号17および18からなる群から選択される塩基配列に対して1~数塩基(例えば、1つ、2つ、および3つ)の追加のミスマッチを有する塩基配列を有するsiRNAまたはshRNAは、医薬組成物に含まれていてもよい。
本発明によればまた、siRNAまたはshRNAであって、そのセンス鎖およびアンチセンス鎖がそれぞれ、配列番号33および34、配列番号35および36、配列番号37および38、配列番号39および40、配列番号41および42、配列番号43および44、配列番号45および46、配列番号47および48、並びに配列番号49および50からなる群から選択される塩基配列を有するsiRNAまたはshRNAは、医薬組成物に含まれていてもよい。
本発明のある態様では、変異型の発現が野生型の発現よりも大きく低下し得る。好ましい態様では、変異型の発現は、処置前と比較して70%以下、60%以下、50%以下、40%以下、30%以下、または20%以下に低下し得る。ここで、低下率とは処置前と比較したときの処置後の低下の割合を意味する。一方で、野生型の発現は、処置前と比較して、70%以下、60%以下、50%以下、40%以下、30%以下、または20%以下に低下し得るが、変異型の発現の低下率の60%以下、50%以下、40%以下、30%以下、または20%以下の低下率であり得る。
遺伝子発現の低下率は、ノーザンブロット、および定量的RT-PCRなどの当業者に周知の遺伝子発現量の分析方法によって決定することができる。
本発明の医薬組成物は、薬学的に許容可能な賦形剤をさらに含んでいてもよい。賦形剤としては、特に限定されないが例えば、希釈剤、緩衝剤、塩、溶媒(水など)、等張化剤、保存剤、および製造補助剤(例えば、潤滑剤、タルク、マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、またはステアリン酸)が挙げられる。
本発明の医薬組成物は、ミセルやリポソームなどの小胞に内包されていてもよい。ミセルやリポソームは、ポリカチオン性ポリマーやカチオン性脂質を構成成分として有するものであり得る。ミセルやリポソームは、標的細胞、組織、又は臓器への標的指向性を付与する、標的化分子(例えば、標的細胞、組織、又は臓器の細胞外に発現する分子に結合する分子)で外表面が修飾されていてもよい。当業者であれば、公知のドラッグデリバリーシステムを用いて、標的細胞、組織、又は臓器へのミセルやリポソームの標的指向性を向上させることができる。
本発明の医薬組成物は、腹腔内投与、静脈内投与、皮下投与、または筋肉内投与などの適切な投与経路から投与され得る。本発明の医薬組成物は、ある態様では局所投与され得る。
本発明によれば、
コラーゲン3A1の変異型をコードする遺伝子と野生型をコードする遺伝子をそれぞれ有する対象において、当該変異型に起因する疾患を処置する方法であって、
当該対象に治療上有効量のsiRNAまたはshRNAから選択される核酸を投与することを含み、
当該変異型が、配列番号27に記載の塩基配列 における755番目に対応する塩基のGからTへの置換を有するコラーゲン3A1をコードする遺伝子であるか、または配列番号27に記載の塩基配列における547番目に対応する塩基のGからAへの置換を有するコラーゲン3A1をコードする遺伝子であり、
前記核酸が、野生型の発現よりも前記変異型の発現を強く抑制することができる、方法が提供される。
本発明によれば、
コラーゲン3A1の変異型をコードする遺伝子と野生型をコードする遺伝子をそれぞれ有する対象において、当該変異型に起因する疾患を処置するための医薬の製造における、siRNAまたはshRNAから選択される核酸の使用であって、
当該変異型が、配列番号27に記載の塩基配列における755番目に対応する塩基のGからTへの置換を有するコラーゲン3A1をコードする遺伝子であるか、または配列番号27に記載の塩基配列における547番目に対応する塩基のGからAへの置換を有するコラーゲン3A1をコードする遺伝子であり、
前記核酸が、野生型の発現よりも前記変異型の発現を強く抑制することができる、使用
が提供される。
実施例1:変異Col3A1遺伝子を標的とするsiRNAのデザイン
血管型エーラス・ダンロス症候群(vEDS)の原因となる2種類のヒト変異Col3A1遺伝子(NCBI RefSeq番号:NM_000090)を標的とする以下のsiRNAをデザインした(表1)。
Figure 2022177340000001
標的とした変異Col3A1アレルは、開始コドンより755番目のGがAに変異し、結果としてCOL3A1蛋白質の252番目のGlyがValに変異したもの(c.755G>T; pG252V)、及び開始コドンより547番目のGがAに変異し、結果としてCOL3A1蛋白質の183番目のGlyがSerに変異したもの(c.547G>A; pG183S)の2種類である。
siRNAは配列中に変異箇所を含む形で設計し、アンチセンス側は変異アレルと完全相補配列とし、センス側がその配列と完全相補するようにした。末端オーバーハングはdTdTとして21mer(19merの2本鎖+オーバーハング2残基)のsiRNAとした。合成はジーンデザイン社で行った。
実施例2:変異Col3A1遺伝子を標的とするsiRNAを評価するルシフェラーゼレポータープラスミドの作製
実施例1で設計、合成したsiRNAをルシフェラーゼレポーター系で評価するためのプラスミドを以下の通りに作製した。
CMVプロモーターの下流にNanoLuc(Nluc)レポーター遺伝子をコードするプラスミド、pNFL1-N[CMV/Hygro](プロメガ社)のN-Lucの下流に位置する制限酵素サイトXhoI、及びNotIで切断し、そこに60塩基対からなる合成DNAを挿入した。合成DNAはヒトCol3A1配列に由来し、中央部に変異残基が位置するように設計した。変異c.755G>Tに対し、配列番号19、20を用いて野生型pNLF1-N-755Gを、配列番号21、22を用いて変異型pNLF1-N-755Tをそれぞれ作製した。同様に変異c.547G>Aに対し、配列番号23、24を用いて野生型pNLF1-N-547Gを、配列番号25、26を用いて変異型pNLF1-N-547Aをそれぞれ作製した(表2)。
Figure 2022177340000002
実施例3:変異Col3A1遺伝子を標的とするsiRNAのレポーターアッセイによる評価
実施例1で設計、合成したCol3A1変異特異的siRNA候補を実施例2で作製したルシフェラーゼレポーター系を用いて評価した。細胞はHeLa細胞及びHEK293細胞を用いた(どちらも理研BRCより入手)。
HeLa細胞及びHEK293細胞はMEM(Sigma、M2279)+10%FBS(Sigma)+2mM L-Glutamine(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation)+1% NEAA(MP Biomedicals)で培養した。96穴プレートに8×103/well個(HeLa)、2×104/well個(HEK293)の細胞を播種した。翌日、レポータープラスミド(実施例2で作製したうちの1種) 20pg/wellと、Flucをコードする内部コントロールベクターpGL4.54 1.2ng/well(HeLa実験1及び2)、0.2ng/well(HEK293実験3)またはpGL4.53 0.2ng/well(実験4及び5)、及び終濃度100nM(実験1)、1-100nM(実験2及び3)、0.01-10nM(実験4及び5)のsiRNAを、トランスフェクション試薬(Lipofectoamine2000(Thermo Fischer Scientific)0.1μL/Well を用いて、導入した。
24時間後、ルシフェラーゼ活性をNano-GloR Dual-LuciferaseR Reporter Assay System(Promega)を用いてプレートリーダー(TECAN社 Microplate Reader Infinite M1000 PRO)で測定した。
Nlucの値を内部標準のFlucを用いて補正した。コントロール(ベクターのみ)のサンプルとの比で各siRNAの抑制活性を示した。実験1~5の結果をそれぞれ、図1~5に示す。全ての実験は3連で行い、データは平均値±SEMで示した。
以上の結果より、siRNA 755T-6、755T-8、755T-10はCol3A1 c.755G>T変異選択的siRNAであり、siRNA 547A-5、547A-6、547A-7、547A-8、547A-11、547A-15はCol3A1 c.547G>A変異選択的siRNAであることが示された。
正常のCOL3A1蛋白質はホモ三量体を形成して機能する。機能を失った変異COL3A1蛋白質が一つでも混じると、その複合体は機能を失うと考えられている。従って、片方のアレルにミスセンス変異が生じ、そこから機能を失ったCOL3A1が発現すると、正常のCOL3A1三量体の割合は1/2×1/2×1/2=1/8に減弱すると考えられる。
一方、片方のアレルが欠失したハプロ不全型(ヌル変異)COL3A1では、変異COL3A1蛋白質が発現しないため、正常の1/2のCOL3A1三量体が発現する。これらは全体の約5%を占めるが、ハプロ不全型を示す患者の予後は良好で軽症、期待寿命も健常人と変わらないという結果が出ている(非特許文献2)。
ミスセンス変異はCOL3A1変異の70%と大多数を占めるが、これらは上記の通りドミナントネガティブ変異のため、本発明でミスセンス変異を特異的にサイレンシングするすることは理論上有益であると考えられる。すなわち、正常型コラーゲン3A1に対して変異型コラーゲン3A1の発現量が半分になると、正常のCOL3A1三量体の割合は、理論上約30%にまで回復し、正常のCOL3A1三量体の割合が処置しない場合の約2.4倍に向上する。従って、変異型アレル特異的にCOL3A1遺伝子を抑制することができれば、有効な正常COL3A1三量体は増加し、ミスセンス型をハプロ不全型に変換できると考えられ、本発明の変異型アレル特異的にCOL3A1遺伝子を抑制する医薬組成物は、EDSの各種症状は改善すると期待される。
実施例4:変異Col3A1遺伝子を標的とするsiRNAのデザイン(その2)
実施例3でc.547G>Aに対して特に強い活性を示した2種のsiRNA、547A-6(配列番号9及び10)と547A-8(配列番号13及び14)に関して、さらに変異型選択的抑制を増すために、追加で1か所の変異を入れたsiRNAをそれぞれデザインした(表3)。合成はサーモフィッシャーサイエンティフィック社で行った。
Figure 2022177340000003
実施例5:変異Col3A1遺伝子を標的とするsiRNAのレポーターアッセイによる評価(その2)
実施例4で設計、合成したCol3A1変異特異的siRNA候補を実施例2で作製したルシフェラーゼレポーター系を用いて評価した。細胞はHeLa細胞及びHEK293細胞を用いた(どちらも理研BRCより入手)。
HeLa細胞は、10%FBS(Sigma)、2mM L-Glutamine(FUJIFILM Wako Pure Chemical Corporation)、および1% NEAA(MP Biomedicals)を含むMEM培地(Sigma、M2279)で培養した。96穴プレートに8×103/well個の細胞を播種した。翌日、レポータープラスミド(実施例2で作製したうちの1種) 20pg/wellと、Flucをコードする内部コントロールベクターpGL4.53 0.2ng/well、及び終濃度1nMのsiRNAを、トランスフェクション試薬(Lipofectoamine2000(Thermo Fischer Scientific)0.1μL/Well を用いて、導入した。
24時間後、ルシフェラーゼ活性をNano-GloR Dual-LuciferaseR Reporter Assay System(Promega)を用いてプレートリーダー(TECAN社 Microplate Reader Infinite M1000 PRO)で測定した。
Nlucの値を内部標準のFlucを用いて補正した。コントロール(ベクターのみ)のサンプルとの比で各siRNAの抑制活性を示した。結果を図6及び7に示す。全ての実験は3連で行い、データは平均値±SEMで示した。
図6及び7に示されるように、表3に記載のいずれのsiRNAを用いた場合にも、野生型Col3A1遺伝子の発現に対するサイレンシングが弱まり、かつ、変異型Col3A1遺伝子の発現をより強くサイレンシングした。
配列表についての補足事項
配列番号27:ヒトコラーゲン3A1遺伝子およびアミノ酸配列
配列番号28:ヒトコラーゲン3A1のアミノ酸配列
配列番号29:ヒトコラーゲン3A1のc.547G>A変異体の遺伝子およびアミノ酸配列
配列番号30:ヒトコラーゲン3A1のc.547G>A変異体のアミノ酸配列
配列番号31:ヒトコラーゲン3A1のc.755G>T変異体の遺伝子およびアミノ酸配列
配列番号32:ヒトコラーゲン3A1のc.755G>T変異体のアミノ酸配列

Claims (12)

  1. コラーゲン3A1の変異型をコードする遺伝子と野生型をコードする遺伝子をそれぞれ有する対象において、当該変異型に起因する疾患を処置するための医薬組成物であって、
    siRNAまたはshRNAから選択される核酸を含み、
    当該変異型が、配列番号27に記載の塩基配列における755番目に対応する塩基のGからTへの置換を有するコラーゲン3A1をコードする遺伝子であるか、または配列番号27に記載の塩基配列における547番目に対応する塩基のGからAへの置換を有するコラーゲン3A1をコードする遺伝子であり、
    前記核酸が、野生型の発現よりも前記変異型の発現を強く抑制することができる、
    医薬組成物。
  2. 対象が、血管型エーラス・ダンロス症候群(vEDS)に罹患した対象である、請求項1に記載の医薬組成物。
  3. 前記変異型が、配列番号27に記載の塩基配列における755番目に対応する塩基のGからTへの置換を有するコラーゲン3A1をコードする遺伝子である、請求項1または2に記載の医薬組成物。
  4. 前記変異型が、配列番号27に記載の塩基配列における547番目に対応する塩基のGからAへの置換を有するコラーゲン3A1をコードする遺伝子である、請求項1または2に記載の医薬組成物。
  5. siRNAまたはshRNAのセンス鎖およびアンチセンス鎖の塩基配列がそれぞれ、配列番号1および2、配列番号3および4、並びに配列番号5および6からなる群から選択される塩基配列を有する、請求項3に記載の医薬組成物。
  6. siRNAのセンス鎖およびアンチセンス鎖の塩基配列がそれぞれ、配列番号3および4に記載の塩基配列を有する、請求項5に記載の医薬組成物。
  7. siRNAまたはshRNAのセンス鎖およびアンチセンス鎖の塩基配列がそれぞれ、配列番号7および8、配列番号9および10、配列番号11および12、配列番号13および14、配列番号15および16、並びに配列番号17および18からなる群から選択される塩基配列を有する、請求項4に記載の医薬組成物。
  8. siRNAのセンス鎖およびアンチセンス鎖の塩基配列がそれぞれ、配列番号9および10に記載の塩基配列であるか、または、配列番号13および14に記載の塩基配列である、請求項7に記載の医薬組成物。
  9. siRNAまたはshRNAであって、そのセンス鎖およびアンチセンス鎖がそれぞれ、配列番号7および8、配列番号9および10、配列番号11および12、配列番号13および14、配列番号15および16、並びに配列番号17および18からなる群から選択される塩基配列を有する、siRNAまたはshRNA。
  10. siRNAまたはshRNAであって、そのセンス鎖およびアンチセンス鎖がそれぞれ、配列番号7および8、配列番号9および10、配列番号11および12、配列番号13および14、配列番号15および16、並びに配列番号17および18からなる群から選択される塩基配列に対して1~数塩基の追加のミスマッチを有する塩基配列を有する、siRNAまたはshRNA。
  11. 請求項10のsiRNAまたはshRNAであって、そのセンス鎖およびアンチセンス鎖がそれぞれ、配列番号33および34、配列番号35および36、配列番号37および38、配列番号39および40、配列番号41および42、配列番号43および44、配列番号45および46、配列番号47および48、並びに配列番号49および50からなる群から選択される塩基配列を有する、siRNAまたはshRNA。
  12. コラーゲン3A1の変異型をコードする遺伝子と野生型をコードする遺伝子をそれぞれ有する細胞において変異型の発現を抑制することに用いるための組成物であって、
    請求項9に記載のsiRNAまたはshRNAから選択される核酸を含み、
    当該変異型が、配列番号27に記載の塩基配列における547番目に対応する塩基のGからAへの置換を有するコラーゲン3A1をコードする遺伝子である、
    組成物。
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