JP2023500793A - アルツハイマー病に対する遺伝子治療方法 - Google Patents

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Abstract

哺乳動物におけるAPOE4の発現に関連する疾患または障害を予防、阻害、または治療するための組成物および方法が提供される。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2019年10月16日に出願された米国特許出願第62/915,988号の出願日の利益を主張するものであり、その開示は参照により本明細書に組み込まれる。
背景
アポリポタンパク質E(APOE)は、アルツハイマー病(AD)の最も一般的な遅発型家族性および孤発性形態の病因に密接に関与する重要な中枢神経系(CNS)アポリポタンパク質である(Yu et al.,2014)。一般集団において、主に肝臓および脳において発現される3つのAPOEアイソフォームをコードする3つの一般的なAPOE対立遺伝子(ε4、ε3、およびε2)が存在する。APOE4キャリアは、ADの発症(APOE3ホモ接合体と比較して、ヘテロ接合体およびホモ接合体についてそれぞれ3~15倍)ならびに疾患の発症についてのより早期の発症年齢(各ε4対立遺伝子について約5年)の著しく増加したリスクを有する(Corder et al.,1993、Farrer et al.,1997、Lambert et al.,2013、Saunders et al.,1993、Strittmatter et al.,1993)。AD患者の45%が少なくとも1つのε4対立遺伝子を保有する(同齢健常対照の15%のみと比較して)という事実は、APOE4を、ADの最も一般的な形態である遅発型ADについての断然に最も一般的な遺伝的リスク因子にしている。対照的に、APOE2は、ADのリスクを約50%低減させ、発症年齢を著しく遅延させる保護的対立遺伝子である(Corder et al.,1994、Farrer et al.,1997、Suri et al.,2013、Talbot et al.,1994、Yu et al.,2014)。
最も一般的なアイソフォームであるAPOE3と、APOE2およびAPOE4との間の主要な生理学的差異は、システイン-アルギニン相互交換である、残基112(APOE4)および158(APOE2)の、2つの位置のうちの1つでのアミノ酸の差異に起因する(Hatters et al.,2006)。これら2つのアミノ酸の差異は、タンパク質構造、およびこれらのAPOEアイソフォームのリポタンパク質、リポタンパク質受容体への対応する結合親和性、ならびにAβの凝集、分解、排出、および食作用の調節の差異をもたらす(Castellano et al.,2011、Deane et al.,2008、Hashimoto et al.,2012、Hatters et al.,2006、Holtzman et al.,2012、Li et al.,2012、Manelli et al.,2004、Walker et al.,2000、Yu et al.,2014、Zhao et al.,2009)。
概要
一実施形態では、本開示は、アルツハイマー病に対する遺伝子治療ベクターを提供する。一実施形態では、遺伝子治療ベクターは、ヒトAPOE2遺伝子をコードするAAV発現ベクターと、シスまたはトランスのいずれかで、内因性APOE4を標的とする人工マイクロRNAと、を含む。このベクターシステムは、遺伝子治療ベクター、例えば、AAVベクターからの有益なAPOE2遺伝子の補充と組み合わせて、有害な内因性APOE4の発現をサイレンシングする。本明細書に開示されるように、抑制のために内因性APOE4 mRNAを標的とする例示的な人工マイクロRNA配列が設計された。マイクロRNA(miRNA)は、APOE2コード配列に対して5’である配列、例えば、CAGプロモーターイントロンなどのイントロン、またはAPOE2コード配列に対して3’である配列、例えば、ヒトAPOE2コード配列をコードするベクター導入遺伝子プラスミドのポリAテールに対して5’である配列中に組み込まれ得る。あるいは、マイクロRNAは、APOE2発現カセットのポリA部位に続くPolIIIプロモーター、例えば、U6プロモーターと、ターミネーターとの間に挿入され得る。ベクター由来のヒトAPOE2 DNA配列は、任意選択で、マイクロRNAによる抑制を減少させるかまたは阻害するためのサイレントヌクレオチド変化を含み、一実施形態では、検出のための、例えば、臨床前検出研究のための、HAタグなどのタグを含み得る。一実施形態では、発現構築物は、CNSにおける内因性APOE発現の顕著な部位であるアストロサイトおよびグリア細胞を標的とする血清型(例えば、AAV9)のAAVキャプシド中にパッケージングされるが、他のベクター、例えば、他のウイルスベクター、プラスミド、ナノ粒子、またはリポソーム中で提供され得る。
一実施形態では、APOE2をコードするオープンリーディングフレームおよび3’非翻訳領域を含む核酸配列に機能的に連結された第1のプロモーターを含む遺伝子治療ベクターが提供され、APOE4 mRNAの阻害のための1つ以上のRNAi核酸配列を含む単離されたヌクレオチド配列が提供される。一実施形態では、ベクターは、ヌクレオチド配列を含む。一実施形態では、ヌクレオチド配列は、オープンリーディングフレームに対して5’または3’に挿入されている。一実施形態では、ヌクレオチド配列は、オープンリーディングフレームに対して5’および3’に挿入されている。一実施形態では、ヌクレオチド配列は、異なるベクター上にある。一実施形態では、単離されたヌクレオチド配列は、1つ以上のRNAi核酸配列に機能的に連結された第2のプロモーターを含む。一実施形態では、遺伝子治療ベクターは、ウイルスベクターである。一実施形態では、異なるベクターは、ウイルスベクターである。一実施形態では、ウイルスベクターは、AAV、アデノウイルス、レンチウイルス、ヘルペスウイルス、またはレトロウイルスベクターである。一実施形態では、AAVは、AAV5、AAV9、またはAAVrh10である。一実施形態では、APOE4は、ヒトAPOE4である。一実施形態では、APOE2は、ヒトAPOE2である。一実施形態では、第1のプロモーターは、PolIプロモーター、例えば、構成的プロモーターまたは調節可能プロモーター、例えば、誘導性プロモーターである。一実施形態では、第2のプロモーターは、PolIIIプロモーターである。一実施形態では、単離されたヌクレオチド配列は、2つ以上のRNAi核酸配列を含む1つ以上のmiRNAのための核酸を含み、例えば、1つ以上のRNAi配列は、miRNA配列中に包埋されている。一実施形態では、RNAiは、複数のsiRNA配列を含むsiRNAを含む。一実施形態では、RNAiは、約15~25ヌクレオチド長のshRNA配列を含む。一実施形態では、APOE2のためのオープンリーディングフレームは、配列番号6に対して複数のサイレントヌクレオチド置換を含み、例えば、オープンリーディングフレームは、配列番号7、または配列番号7に対する少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、もしくは98%の核酸配列同一性を有するヌクレオチド配列を含み、APOE2をコードするか、あるいはオープンリーディングフレームは、APOE2をコードし、
Figure 2023500793000001
に対する少なくとも70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、または98%の核酸配列同一性を有するが、その配列は配列番号7ではない、ヌクレオチド配列を含む。一実施形態では、APOE2のオープンリーディングフレームにおける複数のサイレントヌクレオチド置換は、単離されたヌクレオチド配列におけるRNAi核酸配列内中にない、すなわち、ヌクレオチド置換を有する配列は、RNAiヌクレオチド配列とは異なり、その結果、ヌクレオチド置換を有するmRNAは、RNAi配列、例えば、単離されたRNAiまたはベクターから発現されたRNAi配列に(例えば、それとの二本鎖のために)結合しない。一実施形態では、APOE2のためのオープンリーディングフレームにおける少なくとも50%、60%、70%、80%、または90%のコドンは、サイレントヌクレオチド置換を有する。一実施形態では、APOE2のためのオープンリーディングフレームにおける少なくとも5%、10%、20%、30%、または40%のコドンは、サイレントヌクレオチド置換を、例えば、RNAi配列に対応するAPOE2配列の部分において、有する。即ち、ヒトAPOE2コード配列におけるサイレントヌクレオチド置換は、内因性ヒトAPOE4配列と異なり、かつAPOE4 RNAi配列と異なる配列をもたらす。一実施形態では、阻害されるAPOE4は、配列番号22によってコードされたポリペプチドに対する少なくとも80%、85%、90%、95%、またはそれより多いアミノ酸配列同一性を有する配列を有する。一実施形態では、APOE2は、配列番号9によってコードされたポリペプチドに対する少なくとも80%、85%、90%、95%、またはそれより多いアミノ酸配列同一性を有する配列を有する。一実施形態では、1つ以上のRNAi核酸配列は、配列番号1~4もしくは20~22のうちの1つまたはその相補物に対する少なくとも60%、70%、80%、90%、またはそれより多いヌクレオチド配列同一性を有する。一実施形態では、ベクターは、ヒトAPOE2をコードするオープンリーディングフレームを含む核酸配列に機能的に連結された第1のPolIプロモーターと、ヒトAPOE4 mRNAの阻害のための1つ以上のRNAi核酸配列を有する単離されたヌクレオチド配列と、を有する。一実施形態では、ヌクレオチド配列は、オープンリーディングフレームに対して5’に挿入されている。一実施形態では、ヌクレオチド配列は、オープンリーディングフレームに対して3’に挿入されている。一実施形態では、ヌクレオチド配列は、オープンリーディングフレームに対して5’および3’に挿入されている。一実施形態では、単離されたヌクレオチド配列は、1つ以上のRNAi核酸配列に機能的に連結された第2のプロモーターを含む。一実施形態では、RNAi核酸配列は、約125~500、例えば、約150~175ヌクレオチド長である。一実施形態では、遺伝子治療ベクターは、miRNA配列、例えば、APOE4阻害配列に隣接するmiRNA配列を含み得る、2、3、4、またはそれより多いコピーのRNAi核酸配列を有し得る。
一実施形態では、哺乳動物におけるアルツハイマー病を予防、阻害、または治療するための方法であって、哺乳動物に、有効量の、遺伝子治療ベクターを含む組成物を投与することを含む、方法が提供される。一実施形態では、組成物は、遺伝子治療ベクターもしくは異なるベクター、またはその両方を含むナノ粒子を含む。一実施形態では、遺伝子治療ベクターもしくは異なるベクター、またはその両方は、ウイルスベクターを含む。一実施形態では、哺乳動物は、E2/E4ヘテロ接合体である。一実施形態では、哺乳動物は、E4/E4ホモ接合体である。一実施形態では、組成物は、全身投与される。一実施形態では、組成物は、経口投与される。一実施形態では、組成物は、静脈内投与される。一実施形態では、組成物は、局所投与される。一実施形態では、組成物は、注射される。一実施形態では、組成物は、中枢神経系に投与される。一実施形態では、組成物は、脳に投与される。一実施形態では、組成物は、徐放性組成物である。一実施形態では、哺乳動物は、ヒトである。一実施形態では、RNAi核酸配列は、複数のmiRNA配列を含む。
一実施形態では、哺乳動物におけるAPOE4発現に関連する疾患を予防、阻害、または治療するための方法であって、哺乳動物に、有効量の、遺伝子治療ベクターを含む組成物を投与することを含む、方法が提供される。一実施形態では、組成物は、遺伝子治療ベクターもしくは異なるベクター、またはその両方を含むリポソームを含む。一実施形態では、組成物は、遺伝子治療ベクターもしくは異なるベクター、またはその両方を含むナノ粒子を含む。一実施形態では、遺伝子治療ベクターもしくは異なるベクター、またはその両方は、ウイルスベクターを含む。一実施形態では、哺乳動物は、E2/E4ヘテロ接合体である。一実施形態では、哺乳動物は、E4/E4ホモ接合体である。一実施形態では、組成物は、全身投与される。一実施形態では、組成物は、経口投与される。一実施形態では、組成物は、静脈内投与される。一実施形態では、組成物は、局所投与される。一実施形態では、組成物は、注射される。一実施形態では、組成物は、中枢神経系に投与される。一実施形態では、組成物は、脳に投与される。一実施形態では、組成物は、徐放性組成物である。一実施形態では、哺乳動物は、ヒトである。一実施形態では、RNAi配列は、複数のmiRNA配列を含む。
例示的な標的転写物鋳型からの阻害RNAの産生(Boudreau and Davidson.2012.Methods in Enzymology,Volume 507)。 mRNAを阻害するための経路(Borel et al.,2014.Mol Ther 22:692-701)。 miRNA挿入のための例示的な構築物。 単一ベクターおよび二重ベクター構築物。 miRNA配列のための2つの部位を有する単一ベクター構築物。 インビトロでの4つの異なるsiRNAによるAPOEの発現のノックダウン。 miRNA発現のための例示的な足場としてのmir155足場の使用。 マウス実験。
詳細な説明
定義
「ベクター」は、ポリヌクレオチドを含むか、またはそれと会合し、インビトロまたはインビボのいずれかで、ポリヌクレオチドの細胞への送達を媒介するために使用され得る巨大分子または巨大分子の会合を指す。例示的なベクターとしては、例えば、プラスミド、ウイルスベクター、リポソーム、および他の遺伝子送達ビヒクルが挙げられる。時には「標的ポリヌクレオチド」または「導入遺伝子」と称される、送達されるポリヌクレオチドは、遺伝子治療における目的のコード配列(治療目的のタンパク質をコードする遺伝子など)、ワクチン開発における目的のコード配列(哺乳動物における免疫応答の誘発に好適なタンパク質、ポリペプチド、もしくはペプチドを発現するポリヌクレオチドなど)、および/または選択可能もしくは検出可能なマーカーを含み得る。
本明細書で使用される「形質導入」、「トランスフェクション」、「形質転換」、または「形質導入する」は、細胞におけるポリヌクレオチド、例えば、導入遺伝子の発現をもたらす宿主細胞中への外因性ポリヌクレオチドの導入のためのプロセスを指す用語であり、外因性ポリヌクレオチドを宿主細胞に導入するための組換えウイルスの使用を含む。細胞におけるポリヌクレオチドの形質導入、トランスフェクション、または形質転換は、例えば、ELISA、フローサイトメトリー、およびウェスタンブロットによるタンパク質発現(定常状態レベルを含む)、ハイブリダイゼーションアッセイ、例えば、ノーザンブロット、サザンブロット、およびゲルシフト移動度アッセイによるDNAおよびRNAの測定を含むが、これらに限定されない、当該技術分野で周知の方法によって決定され得る。外因性ポリヌクレオチドの導入のために使用される方法には、ウイルス感染またはトランスフェクション、リポフェクション、形質転換、およびエレクトロポレーションなどの周知の技術、ならびに他の非ウイルス遺伝子送達技術が含まれる。導入されたポリヌクレオチドは、宿主細胞において安定にまたは一過性に維持され得る。
「遺伝子送達」は、遺伝子移入のための細胞中への外因性ポリヌクレオチドの導入を指し、標的指向、結合、取り込み、輸送、局在化、レプリコン組み込み、および発現を包含し得る。
「遺伝子移入」は、標的指向、結合、取り込み、輸送、局在化、およびレプリコン組み込みを包含し得るが、その後の遺伝子の発現とは異なるかまたはそれを意味しない、外因性ポリヌクレオチドの細胞中への導入を指す。
「遺伝子発現」または「発現」は、遺伝子の転写、翻訳、および翻訳後修飾のプロセスを指す。
「感染性」ウイルスまたはウイルス粒子は、それに対してウイルス種が栄養性である細胞中に、それが送達することができるポリヌクレオチド構成要素を含むものである。この用語は、必ずしもウイルスの任意の複製能力を意味しない。
「ポリヌクレオチド」という用語は、デオキシリボヌクレオチドもしくはリボヌクレオチド、またはそのアナログを含む、任意の長さのヌクレオチドのポリマー形態を指す。ポリヌクレオチドは、メチル化またはキャッピングされたヌクレオチドおよびヌクレオチドアナログなどの修飾ヌクレオチドを含み得、非ヌクレオチド構成要素によって中断され得る。存在する場合、ヌクレオチド構造に対する修飾は、ポリマーの組み立ての前または後に付与され得る。本明細書で使用されるポリヌクレオチドという用語は、二本鎖および一本鎖分子を互換的に指す。別段の指定または要求がない限り、ポリヌクレオチドである本明細書に記載される任意の実施形態は、二本鎖形態、および二本鎖形態を作り上げることが知られているかまたは予想される2つの相補的な一本鎖形態の各々の両方を包含する。
「単離された」ポリヌクレオチド、例えば、プラスミド、ウイルス、ポリペプチド、または他の物質は、物質または類似の物質が、天然に存在するか、または最初にそこから調製される所にそれもまた存在し得る他の構成要素の少なくともいくらかを欠いている物質の調製物を指す。したがって、例えば、単離された物質は、精製技術を使用して、供給源混合物からそれを濃縮することによって調製され得る。単離された核酸、ペプチドまたはポリペプチドは、それが天然に見出される形態または状況とは異なる形態または状況で存在する。例えば、所与のDNA配列(例えば、遺伝子)は、隣接する遺伝子に近接して宿主細胞染色体上に見出され、RNA配列、例えば、特定のタンパク質をコードする特定のmRNA配列は、多数のタンパク質をコードする多数の他のmRNAとの混合物として細胞において見出される。単離された核酸分子は、一本鎖または二本鎖の形態で存在し得る。単離された核酸分子がタンパク質を発現させるために利用される場合、分子は、最低でもセンス鎖またはコード鎖を含有する(すなわち、分子は、一本鎖であり得る)が、センス鎖およびアンチセンス鎖の両方を含有し得る(すなわち、分子は、二本鎖であり得る)。濃縮は、溶液の体積当たりの重量などの絶対的な基準で測定され得るか、または供給源混合物中に存在する第2の潜在的妨害物質との関連で測定され得る。本発明の実施形態の漸増的濃縮が想定される。したがって、例えば、2倍の濃縮、10倍の濃縮、100倍の濃縮、または1000倍の濃縮。
「転写調節配列」は、それが機能的に連結している遺伝子またはコード配列の転写を制御するゲノム領域を指す。本発明における使用の転写調節配列は、一般に、少なくとも1つの転写プロモーターを含み、1つ以上の転写のエンハンサーおよび/またはターミネーターもまた含み得る。
「機能的に連結された」は、そのように記載された構成要素が、それらが協調的に機能することを可能にする関係にある、2つ以上の構成要素の配置を指す。例示として、転写調節配列またはプロモーターは、TRSまたはプロモーターが、コード配列の転写を促進する場合、コード配列に機能的に連結されている。機能的に連結されたTRSは、一般に、コード配列とシスで連結されるが、必ずしもそれに直接的に隣接しない。
「異種」は、それが比較される実体とは遺伝子型が異なる実体に由来することを意味する。例えば、遺伝子工学技術によって異なる細胞型中に導入されたポリヌクレオチドは、異種ポリヌクレオチドである(そして、発現される場合、異種ポリペプチドをコードし得る)。同様に、そのネイティブなコード配列から取り出され、異なるコード配列に機能的に連結されたプロモーターなどの転写調節エレメントは、異種転写調節エレメントである。
「ターミネーター」は、リードスルー転写を減少または防止する傾向があるポリヌクレオチド配列を指す(すなわち、ターミネーターの一方の側を起源とする転写が、ターミネーターの他方の側まで継続することを減少または防止する)。転写が中断される程度は、典型的には、塩基配列および/またはターミネーター配列の長さに応ずる。特に、多数の分子生物学的システムにおいて周知であるように、一般に「転写終結配列」と称される特定のDNA配列は、RNAポリメラーゼによるリードスルー転写を、おそらくRNAポリメラーゼ分子を停止させること、および/または転写されているDNAから離脱させることによって、中断する傾向がある特定の配列である。そのような配列特異的ターミネーターの典型的な例としては、ポリアデニル化(「ポリA」)配列、例えば、SV40ポリAが挙げられる。そのような配列特異的ターミネーターに加えて、またはその代わりに、プロモーターとコード領域との間の比較的長いDNA配列の挿入もまた、一般に、介在配列の長さに比例して、コード領域の転写を中断する傾向がある。この効果は、おそらく、転写されているDNAからRNAポリメラーゼ分子が離脱するようになるいくらかの傾向が常に存在し、コード領域に到達する前に横切られる配列の長さを増加させることが、一般に、コード領域の転写が完了する前、またはことによると開始される前にさえ離脱が生じる可能性を増加させることから生じる。したがって、ターミネーターは、一方向のみから(「一方向」ターミネーター)または両方向から(「二方向」ターミネーター)の転写を防止し得、配列特異的終結配列もしくは配列非特異的ターミネーター、またはその両方で構成され得る。様々なそのようなターミネーター配列が当該技術分野で既知であり、本発明の文脈内でのそのような配列の例示的な使用が以下に提供される。
「宿主細胞」、「細胞株」、「細胞培養物」、「パッケージング細胞株」、および他のそのような用語は、本発明において、例えば、組換えウイルスまたは組換え融合ポリペプチドを産生するために有用な、ヒト細胞を含む哺乳動物細胞などの高等真核細胞を示す。これらの細胞は、形質導入された元の細胞の子孫を含む。単一細胞の子孫は、必ずしも元の親細胞と完全に同一ではない(形態またはゲノム補完が)場合があることが理解される。
ポリヌクレオチドに適用される「組換え」は、ポリヌクレオチドが、クローニング、制限、および/またはライゲーションステップ、ならびに天然に見出されるポリヌクレオチドとは異なる構築物をもたらす他の手順の種々の組み合わせの産物であることを意味する。組換えウイルスは、組換えポリヌクレオチドを含むウイルス粒子である。この用語は、元のポリヌクレオチド構築物の複製物、および元のウイルス構築物の子孫をそれぞれ含む。
「制御エレメント」または「制御配列」は、ポリヌクレオチドの複製、重複、転写、スプライシング、翻訳、または分解を含む、ポリヌクレオチドの機能調節に寄与する分子の相互作用に関与するヌクレオチド配列である。調節は、プロセスの頻度、速度、または特異性に影響を与え得、本来、増強的または阻害的であり得る。当該技術分野で既知の制御エレメントには、例えば、プロモーターおよびエンハンサーなどの転写調節配列が含まれる。プロモーターは、特定の条件下でRNAポリメラーゼに結合し、通常はプロモーターの下流(3’方向)に位置するコード領域の転写を開始することができるDNA領域である。プロモーターには、AAVプロモーター、例えば、P5、P19、P40、およびAAV ITRプロモーター、ならびに異種プロモーターが含まれる。
「発現ベクター」は、目的の遺伝子産物をコードする領域を含むベクターであり、意図された標的細胞における遺伝子産物の発現をもたらすために使用される。発現ベクターはまた、標的におけるタンパク質の発現を促進するようにコード領域に機能的に連結された制御エレメントを含む。制御エレメントと、発現のためにそれが機能的に連結された1つまたは複数の遺伝子との組み合わせは、時には「発現カセット」と称され、その多数が、当該技術分野で既知であり、利用可能であるか、または当該技術分野で利用可能である構成要素から容易に構築され得る。
「ポリペプチド」および「タンパク質」という用語は、任意の長さのアミノ酸のポリマーを指すために本明細書で互換的に使用される。この用語はまた、修飾された(例えば、ジスルフィド結合形成、グリコシル化、アセチル化、ホスホニル化、脂質付加、または標識構成要素とのコンジュゲーション)アミノ酸ポリマーを包含する。
「外因性」という用語は、細胞または生物におけるタンパク質、遺伝子、核酸、またはポリヌクレオチドに関連して使用される場合、人工的なまたは天然の手段によって細胞または生物中に導入されたタンパク質、遺伝子、核酸、またはポリヌクレオチドを指す。外因性核酸は、異なる生物もしくは細胞からのものであり得、または生物もしくは細胞内で天然に存在する核酸の1つ以上の追加のコピーであり得る。非限定的な例として、外因性核酸は、天然細胞のものとは異なる染色体位置にあるか、またはそうでなければ、天然に見出されるものとは異なる核酸配列によって隣接されている(例えば、1つの遺伝子からのプロモーターを、異なる遺伝子からの遺伝子産物のオープンリーディングフレームに連結する発現カセット)。
「形質転換された」または「トランスジェニック」は、少なくとも1つの組換えDNA配列の存在によって変化または増強させられた任意の宿主細胞または細胞株を含むように本明細書で使用される。本発明の宿主細胞は、典型的には、単離された直鎖DNA配列としての、プラスミド発現ベクター中のDNA配列を用いるトランスフェクション、または組換えウイルスベクターでの感染によって産生される。
「配列相同性」という用語は、2つの核酸配列の間の塩基マッチの割合、または2つのアミノ酸配列の間のアミノ酸マッチの割合を意味する。配列相同性がパーセンテージとして表される場合(例えば、50%)、パーセンテージは、何らかの他の配列と比較される、選択された配列の長さにわたるマッチの割合を示す。ギャップ(2つの配列のいずれかにおける)はマッチングを最大化するために許容され、15塩基以下のギャップ長が通常使用される(6塩基以下、例えば、2塩基以下)。オリゴヌクレオチドをプローブまたは治療として使用する場合、標的核酸とオリゴヌクレオチド配列との間の配列相同性は、一般に、20個の可能なオリゴヌクレオチド塩基対マッチのうち17個以上の標的塩基対マッチ(85%)、10個の可能な塩基対マッチのうち9個以上のマッチ(90%)、または20個の可能な塩基対マッチのうち19個以上のマッチ(95%)である。
2つのアミノ酸配列は、それらの配列の間に部分的なまたは完全な同一性が存在する場合、相同である。例えば、85%の相同性は、2つの配列が最大のマッチングのために整列させられたときに、アミノ酸の85%が同一であることを意味する。ギャップ(マッチングされる2つの配列のいずれかにおける)は、マッチングの最大化において許容される(5以下または2以下のギャップ長)。あるいは、2つのタンパク質配列(または少なくとも30アミノ酸長のそれらに由来するポリペプチド配列)は、変異データマトリックスおよび6以上のギャップペナルティでプログラムALIGNを使用して5超(標準偏差単位)のアラインメントスコアを有する場合、この用語が本明細書で使用されるように相同である。2つの配列またはその部分は、それらのアミノ酸が、ALIGNプログラムを使用して最適に整列させられたときに50%以上同一である場合、より相同である。
「対応する」という用語は、ポリヌクレオチド配列が参照ポリヌクレオチド配列の全部または一部に構造的に関連すること、またはポリペプチド配列が参照ポリペプチド配列の全部または一部に構造的に関連することを意味するために本明細書で使用され、例えば、それらは少なくとも80%、85%、90%、95%、またはそれ以上、例えば、99%または100%の配列同一性を有する。これと対比して、「相補的」という用語は、相補配列が参照ポリヌクレオチド配列の全部または一部に相同であることを意味するために本明細書で使用される。例示のために、ヌクレオチド配列「TATAC」は、参照配列「TATAC」に対応し、参照配列「GTATA」に相補的である。
「配列同一性」という用語は、2つのポリヌクレオチド配列が、比較のウィンドウにわたって(すなわち、ヌクレオチドごとに)同一であることを意味する。「配列同一性のパーセンテージ」という用語は、2つのポリヌクレオチド配列が、比較のウィンドウにわたって(すなわち、ヌクレオチドごとに)同一であることを意味する。「配列同一性のパーセンテージ」という用語は、2つの最適に整列させられた配列を比較のウィンドウにわたって比較し、同一の核酸塩基(例えば、A、T、C、G、U、またはI)が両方の配列において生じる位置の数を決定して、マッチした位置の数を得、マッチした位置の数を比較のウィンドウにおける位置の総数(すなわち、ウィンドウサイズ)で割り、結果に100を掛けて、配列同一性のパーセンテージを得ることによって計算される。本明細書で使用される「実質的な同一性」という用語は、ポリヌクレオチド配列の特徴を示し、ここで、ポリヌクレオチドは、少なくとも20個のヌクレオチド位置の比較ウィンドウにわたって、頻繁には、少なくとも20~50個のヌクレオチドのウィンドウにわたって、参照配列と比較して少なくとも85パーセントの配列同一性、例えば、少なくとも90~95パーセントの配列同一性、または少なくとも99パーセントの配列同一性を有する配列を含み、ここで、配列同一性のパーセンテージは、参照配列を、比較のウィンドウにわたって、参照配列の合計20パーセント以下になる欠失または付加を含み得るポリヌクレオチド配列と比較することによって計算される。
「保存的」アミノ酸置換は、例えば、極性酸性アミノ酸としてのアスパラギン酸-グルタミン酸、極性塩基性アミノ酸としてのリジン/アルギニン/ヒスチジン、非極性または疎水性アミノ酸としてのロイシン/イソロイシン/メチオニン/バリン/アラニン/グリシン/プロリン、極性または非荷電親水性アミノ酸としてのセリン/スレオニンである。保存的アミノ酸置換はまた、側鎖に基づく群化を含む。例えば、脂肪族側鎖を有するアミノ酸の群は、グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、およびイソロイシンであり、脂肪族-ヒドロキシル側鎖を有するアミノ酸の群は、セリンおよびスレオニンであり、アミド含有側鎖を有するアミノ酸の群は、アスパラギンおよびグルタミンであり、芳香族側鎖を有するアミノ酸の群は、フェニルアラニン、チロシン、およびトリプトファンであり、塩基性側鎖を有するアミノ酸の群は、リジン、アルギニン、およびヒスチジンであり、含硫側鎖を有するアミノ酸の群は、システインおよびメチオニンである。例えば、ロイシンのイソロイシンまたはバリンでの、アスパラギン酸のグルタミン酸での、スレオニンのセリンでの置換、またはアミノ酸の構造的に関連するアミノ酸での同様な置換が、得られるポリペプチドの特性に対する大きな効果を有しないと予想することは合理的である。アミノ酸変化が機能性ポリペプチドをもたらすかどうかは、ポリペプチドの比活性をアッセイすることによって容易に決定され得る。天然に存在する残基は、一般的な側鎖特性に基づいて群に分けられる。(1)疎水性:ノルロイシン、met、ala、val、leu、ile、(2)中性親水性:cys、ser、thr、(3)酸性:asp、glu、(4)塩基性:asn、gln、his、lys、arg、(5)鎖配向に影響を及ぼす残基:gly、pro、および(6)芳香族;trp、tyr、phe。
本開示はまた、非保存的置換を有するポリペプチドを想定する。非保存的置換は、上記のクラスのうちの1つのメンバーを別のものと交換することを必然的に伴う。
例示的なヒトAPOE配列には、以下:
Figure 2023500793000002
(シグナルペプチドを含む、上記で斜字体で示す)(配列番号8)、ならびにそれに対する少なくとも80%、85%、90%、95%、またはそれ以上、例えば99%または100%の配列同一性を有する配列(配列番号9に対応する残基112でのCys(成熟ポリペプチド番号付け、上記で太字で示すc)、および残基158でのCys(上記で太字で示すr)を有するもの(APOE2)、または配列番号10に対応する残基112でのArg(成熟ポリペプチド番号付け)、および残基158でのArgを有するもの(APOE4)を含む)が含まれるが、これらに限定されず、ここで、一実施形態では、APOE4は、31K、46P、79T、130R、163C、292H、および/または314Rを有し得、APOE2は、43C、152Q、154C/S、163C/P、164Q、172A、176C、242Q、246C、254Eを有し得る。
配列番号9は、以下を含む。
Figure 2023500793000003
配列番号10は、以下を含む。
Figure 2023500793000004
例示的なヒトAPOE核酸配列、例えば、それがAPOE2をコードする場合のサイレントヌクレオチド置換配列のためのものには、以下:
Figure 2023500793000005
または
Figure 2023500793000006
ならびに、APOEをコードする、それに対する少なくとも40%、50%、60%、70%、80%、85%、90%、95%、またはそれ以上、例えば99%または100%の配列同一性を有する配列が含まれるが、これらに限定されない。
組成物および方法
アルツハイマー病(AD)は、500万人のアメリカ人を直接的に冒しており、有病率および経済的影響を急速に増加させている。既存の薬物は、基礎疾患プロセスに対してほとんど影響を有さず、現在利用可能な予防療法はない。バリアントAPOE4遺伝子の遺伝は、ADの発症の高いリスクを伝え、一方、APOE2遺伝子の遺伝は、保護的であり、ADを発症するリスクを約50%低減し、発症年齢を遅延させる。APOE4は、ADにおける脳アミロイド負荷の増加およびより大きな記憶障害に関連している。逆に、APOE2は、これらの効果を減弱させる。ヒトにおいて、E4/E4ホモ接合型遺伝子型についてのADを発症するオッズ比は14.9であり、E2/E4ヘテロ接合体においては2.6に低減される。APOE4は、アミロイド産生を促進するその役割のほかに、異常な脳機能と関連し得る。
本開示は、APOE2の発現のための遺伝子治療ベクター、APOE4発現を阻害するための配列、ならびにAPOE2およびAPOE4阻害配列を使用する方法を提供する。
例示的な遺伝子治療ベクター
本開示は、APOE2をコードし、内因性APOE4発現の阻害配列を含み得る、または一実施形態では、阻害配列の発現のための別のベクターもしくは阻害RNA配列を有する組成物を含み得る核酸配列を含む遺伝子治療ベクターを提供する。遺伝子治療ベクターおよび方法の種々の態様を以下で考察する。各パラメータは別々に考察されるが、遺伝子治療ベクターおよび方法は、例えば、APOE4関連病理に対する保護を誘起するために、以下に記述されるパラメータの組み合わせを含む。したがって、遺伝子治療ベクターおよび方法に従ってパラメータの任意の組み合わせが使用され得る。
したがって、「遺伝子治療ベクター」は、異種核酸配列を、コードされたタンパク質の合成がそこで生じる好適な宿主細胞中に運ぶ能力を有する任意の分子または組成物である。典型的には、遺伝子治療ベクターは、異種核酸配列(例えば、プロモーターなどの他のベクター配列、またはウイルス配列などのベクター骨格配列に関して異種)を組み込むように、当該技術分野で既知である組換えDNA技術を使用して操作された核酸分子である。望ましくは、遺伝子治療ベクターは、DNAで構成されている。好適なDNAベースの遺伝子治療ベクターの例としては、プラスミドおよびウイルスベクターが挙げられる。しかしながら、リポソームまたはナノ粒子などの核酸のみに基づかない遺伝子治療ベクターもまた用いられ得る。遺伝子治療ベクターは、単一の型の核酸(例えば、プラスミド)に基づき得るか、または非核酸分子(例えば、脂質もしくはポリマー)を含み得る。遺伝子治療ベクターは、宿主細胞ゲノム中に組み込まれ得るか、またはエピソームの形態で宿主細胞中に存在し得る。
本開示の範囲内の遺伝子またはsiRNA送達ベクターには、単離された核酸、例えば、染色体外で維持され得るプラスミドベースのベクター、およびウイルスベクター、例えば、組換えアデノウイルス、レトロウイルス、レンチウイルス、ヘルペスウイルス、ポックスウイルス、パピローマウイルス、またはアデノ随伴ウイルスが含まれるが、これらに限定されず、リポソーム、例えば、DOSPA/DOPE、DOGS/DOPE、またはDMRIE/DOPEリポソームなどの中性またはカチオン性リポソーム中に存在する、および/あるいはDNA-抗DNA抗体-カチオン性脂質(DOTMA/DOPE)複合体または天然もしくは合成ポリマーなどの他の分子と会合したウイルスおよび非ウイルスベクターが含まれる。例示的なウイルス遺伝子送達ベクターを以下に記載する。遺伝子送達ベクターは、頭蓋内、髄腔内、筋肉内、頬側、直腸、静脈内、または冠状動脈内投与を含むが、これらに限定されない、任意の経路を介して投与され得、細胞への移入は、エレクトロポレーションおよび/またはイオントフォレシス、および/または細胞外マトリックスもしくはヒドロゲル、例えば、ヒドロゲルパッチなどの足場を使用して増強され得る。
一実施形態では、遺伝子治療ベクターまたは他のベクターは、ウイルスベクターである。好適なウイルスベクターには、例えば、レトロウイルスベクター、レンチウイルスベクター、単純ヘルペスウイルス(HSV)ベースのベクター、パルボウイルスベースのベクター、例えば、アデノ随伴ウイルス(AAV)ベースのベクター、AAV-アデノウイルスキメラベクター、およびアデノウイルスベースのベクターが含まれる。これらのウイルスベクターは、例えば、Sambrook et al.,Molecular Cloning,a Laboratory Manual,3rd edition,Cold Spring Harbor Press,Cold Spring Harbor,N.Y.(2001)、およびAusubel et al.,Current Protocols in Molecular Biology,Greene Publishing Associates and John Wiley & Sons,New York,N.Y.(1994)に記載される標準的な組換えDNA技術を使用して調製され得る。
レトロウイルスベクター
レトロウイルスベクターは、宿主ゲノム中に安定かつ正確に組み込んで、長期導入遺伝子発現を提供するその能力を含むいくつかの特有の特徴を示す。これらのベクターは、全身感染および患者間伝播のリスクを最小化するために、感染性遺伝子粒子を除去するようにエクスビボで操作され得る。シュードタイプ化レトロウイルスベクターは、宿主細胞の向性を変化させ得る。
レンチウイルス
レンチウイルスは、ヒト免疫不全ウイルスおよびネコ免疫不全ウイルスを含むレトロウイルス科に由来する。しかしながら、分裂細胞のみに感染するレトロウイルスとは異なり、レンチウイルスは、分裂細胞および非分裂細胞の両方に感染し得る。レンチウイルスは特異的な向性を有するが、水泡性口内炎ウイルスでのウイルスエンベロープのシュードタイプ化は、より広域のウイルスをもたらす(Schnepp et al.Meth.Mol.Med.,69:427(2002))。
アデノウイルスベクター
アデノウイルスベクターは、ゲノムからのウイルス遺伝子発現を担う初期(E1AおよびE1B)遺伝子を欠失させることによって複製不全にされ得、染色体外形態で宿主細胞中に安定に維持される。これらのベクターは、複製細胞および非複製細胞の両方にトランスフェクトする能力を有する。アデノウイルスベクターは、インビボで治療遺伝子の一過性発現をもたらすことが示されており、7日でピークに達し、約4週間持続する。加えて、アデノウイルスベクターは、非常に高い力価で産生され得、少量のウイルスを用いた効率的な遺伝子治療を可能にする。
アデノ随伴ウイルスベクター
組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)は、非病原性パルボウイルスに由来し、細胞免疫応答を本質的に誘起せず、大部分のシステムにおいて数ヶ月持続する導入遺伝子発現をもたらす。さらに、アデノウイルスと同様に、アデノ随伴ウイルスベクターもまた、複製細胞および非複製細胞に感染する能力を有する。
AAVベクターには、AAV1、AAV2、AAV5、AAV7、AAV8、AAV9、またはAAVrh10(AAVゲノムが、キャプシドとは異なる供給源からのものであるキメラウイルスを含む)が含まれるが、これらに限定されない。
プラスミドDNAベクター
プラスミドDNAは、より入念なパッケージングシステムが存在しないために、しばしば「裸のDNA」と称される。インビボでの心筋細胞へのプラスミドDNAの直接注射が達成されている。プラスミドベースのベクターは、相対的に非免疫原性であり、非病原性であり、細胞ゲノム中に安定的に組み込まれる潜在力を有し、インビボでの有糸分裂後細胞における長期遺伝子発現をもたらす。さらに、プラスミドDNAは、血流中で迅速に分解され、したがって、遠位の器官系における導入遺伝子発現の見込みは無視できる。プラスミドDNAは、巨大分子複合体、例えば、リポソームまたはDNA-タンパク質複合体の一部として細胞に送達され得、送達は、エレクトロポレーションを含む技術を使用して増強され得る。
例示的なAAVベクター
一実施形態では、本開示は、APOE2をコードする核酸配列を含むか、本質的にそれからなるか、またはそれからなるアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターを提供する。AAVベクターが、APOE2をコードする核酸配列から本質的になる場合、AAVベクターに実質的に影響を与えない追加の構成要素(例えば、ポリ(A)配列、またはインビトロでのベクターの操作を容易にする制限酵素部位などの遺伝子エレメント)が含まれ得る。AAVベクターが、APOE2をコードする核酸配列からなる場合、AAVベクターは、いかなる追加の構成要素(すなわち、AAVに対して内因性ではなく、核酸配列の発現をもたらすために必要とされない構成要素)も含まない。
アデノ随伴ウイルスは、パルボウイルス科のメンバーであり、約5,000ヌクレオチド未満の直鎖一本鎖DNAゲノムを含む。AAVは、効率的な複製のために、ヘルパーウイルス(すなわち、アデノウイルスまたはヘルペスウイルス)との共感染、またはヘルパー遺伝子の発現を必要とする。治療核酸の投与のために使用されるAAVベクターは、典型的には、DNA複製およびパッケージングのための認識シグナルを含有する末端反復(ITR)のみが残るように、親ゲノムの約96%が欠失している。これは、ウイルス遺伝子の発現に起因する免疫学的なまたは毒性の副作用を排除する。さらに、特定のAAVタンパク質を産生細胞に送達することは、所望であれば、AAV ITRを含むAAVベクターの、細胞ゲノムの特定の領域中への組み込みを可能にする(例えば、米国特許第6,342,390号および第6,821,511号を参照されたい)。組み込まれたAAVゲノムを含む宿主細胞は、細胞増殖または形態の変化を示さない(例えば、米国特許第4,797,368号を参照されたい)。
AAV ITRは、非構造複製(Rep)タンパク質および構造キャプシド(Cap)タンパク質(ビリオンタンパク質(VP)としても知られる)のための特有のコードヌクレオチド配列に隣接する。末端の145ヌクレオチドは、自己相補的であり、T字形のヘアピンを形成するエネルギー的に安定な分子内二本鎖が形成され得るように編成されている。これらのヘアピン構造は、細胞DNAポリメラーゼ複合体のためのプライマーとして作用することによって、ウイルスDNA複製のための起点として機能する。Rep遺伝子は、Repタンパク質であるRep78、Rep68、Rep52、およびRep40をコードする。Rep78およびRep68は、p5プロモーターから転写され、Rep52およびRep40は、p19プロモーターから転写される。Rep78およびRep68タンパク質は、増殖性複製の間にヘリカーゼおよびニッカーゼ機能を行って、AAV末端の分解を可能にする多機能性DNA結合タンパク質である(例えば、Im et al.,Cell,61:447(1990)を参照されたい)。これらのタンパク質はまた、内因性AAVプロモーター、およびヘルパーウイルス内のプロモーターからの転写を調節する(例えば、Pereira et al.,J.Virol.,71:1079(1997)を参照されたい)。他のRepタンパク質は、Rep78およびRep68の機能を改変する。cap遺伝子は、キャプシドタンパク質であるVP1、VP2、およびVP3をコードする。cap遺伝子は、p40プロモーターから転写される。
AAVベクターは、当該技術分野で既知の任意のAAV血清型を使用して生成され得る。いくつかのAAV血清型および100を超えるAAVバリアントが、アデノウイルスストックから、またはヒトもしくは非ヒト霊長類組織から単離されている(例えば、Wu et al.,Molecular Therapy,14(3):316(2006)において概説されている)。一般に、AAV血清型は、核酸配列およびアミノ酸配列のレベルで有意な相同性のゲノム配列を有しており、それによって、異なる血清型は、遺伝子機能の同一のセットを有し、本質的に物理的および機能的に同等であるビリオンを産生し、実質的に同一の機構によって複製し、組み立てられる。AAV血清型1~5および7~9は、それらが、全ての他の既存の特徴付けられた血清型に特異的な中和血清と効率的に交差反応しないという点で、「真の」血清型として定義されている。対照的に、AAV血清型6、10(Rh10とも称される)、および11は、「真の」血清型の定義を遵守しないことから、「バリアント」血清型と考えられている。AAV血清型2(AAV2)は、その病原性の欠如、広範囲の感染性、および長期導入遺伝子発現を確立する能力に起因して、遺伝子治療適用のために広く使用されている(例えば、Carter,Hum.Gene Ther.,16:541(2005)、およびWu et al.,上記を参照されたい)。種々のAAV血清型のゲノム配列およびそれらの比較は、例えば、GenBankアクセッション番号U89790、J01901、AF043303、およびAF085716、Chiorini et al.,J.Virol.,71:6823(1997)、Srivastava et al.,J.Virol.,45:555(1983)、Chiorini et al.,J.Virol.,73:1309(1999)、Rutledge et al.,J.Virol.,72:309(1998)、およびWu et al.J.Virol.,74:8635(2000))に開示されている。
AAVのrepおよびITR配列は、大部分のAAV血清型にわたって特に保存されている。例えば、AAV2、AAV3A、AAV3B、AAV4、およびAAV6のRep78タンパク質は、報告によれば、約89~93%同一である(Bantel-Schaal et al.,J.Virol.,73(2):939(1999)を参照されたい)。AAV血清型2、3A、3B、および6は、ゲノムレベルで約82%の全ヌクレオチド配列同一性を共有することが報告されている(Bantel-Schaal et al.,上記)。さらに、多くのAAV血清型のrep配列およびITRは、哺乳動物細胞におけるAAV粒子の産生の間に、他の血清型からの対応する配列を効率的に交差補完する(例えば、機能的に代わりをする)ことが知られている。
一般に、AAV粒子の細胞向性を決定するcapタンパク質、および関連するcapタンパク質コード配列は、異なるAAV血清型にわたってRep遺伝子よりも有意に低く保存されている。他の血清型の対応する配列を交差補完するRepおよびITR配列の能力を考慮すると、AAVベクターは、血清型の混合物を含み得、それにより「キメラ」または「シュードタイプ化」AAVベクターであり得る。キメラAAVベクターは、典型的には、2つ以上(例えば、2つ、3つ、4つなど)の異なるAAV血清型に由来するAAVキャプシドタンパク質を含む。対照的に、シュードタイプ化AAVベクターは、別のAAV血清型のキャプシド中にパッケージングされた1つのAAV血清型の1つ以上のITRを含む。キメラおよびシュードタイプ化AAVベクターは、例えば、米国特許第6,723,551号、Flotte,Mol.Ther.,13(1):1(2006)、Gao et al.,J.Virol.,78:6381(2004)、Gao et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,99:11854(2002)、De et al.,Mol.Ther.,13:67(2006)、およびGao et al.,Mol.Ther.,13:77(2006)にさらに記載されている。
一実施形態では、AAVベクターは、ヒトに感染するAAV(例えば、AAV2)を使用して生成される。あるいは、AAVベクターは、例えば、大型類人猿(例えば、チンパンジー)、旧世界サル(例えば、マカク)、および新世界サル(例えば、マーモセット)などの非ヒト霊長類に感染するAAVを使用して生成される。一実施形態では、AAVベクターは、ヒトに感染するAAVでシュードタイプ化された非ヒト霊長類に感染するAAVを使用して生成される。そのようなシュードタイプ化AAVベクターの例は、例えば、Cearley et al.,Molecular Therapy,13:528(2006)に開示されている。一実施形態では、AAV2逆位末端反復(ITR)でシュードタイプ化されたアカゲザルに感染するAAVからのキャプシドタンパク質を含むAAVベクターが生成され得る。特定の実施形態では、AAVベクターは、AAV2 ITRでシュードタイプ化されたアカゲザルに感染するAAV10(「AAVrh.10」とも称される)からのキャプシドタンパク質を含む(例えば、Watanabe et al.,Gene Ther.,17(8):1042(2010)、およびMao et al,.Hum.Gene Therapy,22:1525(2011)を参照されたい)。
APOE2をコードする核酸配列に加えて、AAVベクターは、宿主細胞における核酸配列の発現を提供する、プロモーター、エンハンサー、ポリアデニル化シグナル、転写ターミネーター、内部リボソーム侵入部位(IRES)などのような発現制御配列、ならびに一実施形態では、APOE4 RNAiの配列を含み得る。例示的な発現制御配列は、当該技術分野で既知であり、例えば、Goeddel,Gene Expression Technology:Methods in Enzymology,Vol.185,Academic Press,San Diego,CA.(1990)に記載されている。
様々な異なる供給源からの、構成的、誘導性、および抑制可能プロモーターを含む多数のプロモーターが、当該技術分野で周知である。プロモーターの代表的な供給源には、例えば、ウイルス、哺乳動物、昆虫、植物、酵母、および細菌が含まれ、これらの供給源からの好適なプロモーターは、容易に入手可能であるか、または例えば、ATCCなどの保管所、ならびに他の商業的または個々の供給源から公的に入手可能な配列に基づいて合成的に作製され得る。プロモーターは、一方向性(すなわち、一方向に転写を開始する)または二方向性(すなわち、3’または5’のいずれかの方向に転写を開始する)であり得る。プロモーターの非限定的な例としては、例えば、T7細菌発現システム、pBAD(araA)細菌発現システム、サイトメガロウイルス(CMV)プロモーター、SV40プロモーター、およびRSVプロモーターが挙げられる。誘導性プロモーターには、例えば、Tetシステム(米国特許第5,464,758号および第5,814,618号)、エクジソン誘導性システム(No et al.Proc.Natl.Acad.Sci.,93:3346(1996))、T-REXTMシステム(Invitrogen,Carlsbad,CA)、LACSWITCH(商標)システム(Stratagene,San Diego,CA)、およびCre-ERTタモキシフェン誘導性リコンビナーゼシステム(Indra et al.,Nuc.Acid.Res.,27:4324(1999)、Nuc.Acid.Res.,28:e99(2000)、米国特許第7,112,715号、およびKramer & Fussenegger,Methods Mol.Biol.,308:123(2005))が含まれる。
本明細書で使用される「エンハンサー」という用語は、例えば、それが機能的に連結している核酸配列の、転写を増加させるDNA配列を指す。エンハンサーは、核酸配列のコード領域から何キロベースも離れて位置し得、調節因子の結合、DNAメチル化のパターン、またはDNA構造の変化を媒介し得る。様々な異なる供給源からの多数のエンハンサーが、当該技術分野で周知であり、クローン化されたポリヌクレオチドとして、またはクローン化されたポリヌクレオチド内で(例えば、ATCCなどの保管所、ならびに他の商業的または個々の供給源から)入手可能である。プロモーター(一般的に使用されるCMVプロモーターなど)を含むいくつかのポリヌクレオチドは、エンハンサー配列もまた含む。エンハンサーは、コード配列の上流、コード配列内、またはコード配列の下流に位置し得る。一実施形態では、APOE2をコードする核酸配列は、CMVエンハンサー/ニワトリベータアクチンプロモーター(「CAGプロモーター」とも称される)に機能的に連結される(例えば、Niwa et al.,Gene,108:193(1991)、Daly et al.Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.,96:2296(1999)、およびSondhi et al.,Mol.Ther.,15:481(2007)を参照されたい)。
典型的には、AAVベクターは、十分に特徴付けられたプラスミドを使用して産生される。例えば、ヒト胎児腎臓293T細胞を、導入遺伝子特異的プラスミドのうちの1つと、アデノウイルスヘルパーならびにAAVのrepおよびcap遺伝子(必要に応じてAAVrh.10、8、または9に特異的)を含有する別のプラスミドとを用いてトランスフェクトする。72時間後、細胞を回収し、ベクターを5回の凍結/解凍サイクルによって細胞から遊離させる。その後の遠心分離およびベンゾナーゼ処理は、細胞デブリおよびキャプシド形成されていないDNAを除去する。各AAVベクターをさらに精製するために、ヨウジキサノール勾配およびイオン交換カラムを使用し得る。次に、精製されたベクターを、サイズ排除遠心スピンカラムによって必要とされる濃度まで濃縮する。最後に、緩衝液を交換して、1×リン酸緩衝食塩水中に(例えば)製剤化された最終ベクター産物を作製する。ウイルス力価を、TaqMan(登録商標)リアルタイムPCRによって測定し得、ウイルス純度を、SDS-PAGEによって評価し得る。
医薬組成物およびベクターの送達
本開示は、上記の遺伝子治療ベクターと、薬学的に許容される(例えば、生理学的に許容される)担体と、またはRNAiの発現のためのベクターを含むか、本質的にそれからなるか、またはそれからなる組成物を提供する。組成物が、遺伝子治療ベクターと、薬学的に許容される担体と、から本質的になる場合、組成物に実質的に影響を与えない追加の構成要素(例えば、アジュバント、緩衝剤、安定化剤、抗炎症剤、可溶化剤、保存剤など)が含まれ得る。組成物が、遺伝子治療ベクターと、薬学的に許容される担体と、からなる場合、組成物は、いかなる追加の構成要素も含まない。任意の好適な担体が、本開示の文脈内で使用され得、そのような担体は、当該技術分野で周知である。担体の選択は、部分的に、組成物が投与され得る特定の部位、および組成物を投与するために使用される特定の方法によって決定される。組成物は、任意選択で、本明細書に記載される遺伝子治療ベクターを例外として、無菌であり得る。組成物は、貯蔵のために凍結または凍結乾燥され、使用前に好適な無菌担体中で再構成され得る。組成物は、例えば、Remington:The Science and Practice of Pharmacy,21st Edition,Lippincott Williams & Wilkins,Philadelphia,PA(2001)に記載される従来の技術に従って生成され得る。
組成物に好適な製剤には、水性および非水性溶液、等張無菌溶液(これは、抗酸化剤、緩衝剤、および静菌剤を含有し得る)、ならびに懸濁剤、可溶化剤、増粘剤、安定化剤、および保存剤を含み得る水性および非水性無菌懸濁液が含まれる。製剤は、単位用量または複数回用量の密封容器、例えば、アンプルおよびバイアル中で提示され得、使用直前に無菌液体担体、例えば、水の添加のみを必要とする、フリーズドライ(凍結乾燥)状態で貯蔵され得る。即時性溶液および懸濁液は、以前に記載された種類の無菌粉末、顆粒、および錠剤から調製され得る。一実施形態では、担体は、緩衝食塩水溶液である。一実施形態では、遺伝子治療ベクターは、投与前に遺伝子治療ベクターを損傷から保護するように製剤化された組成物中で投与される。例えば、組成物は、ガラス器具、シリンジ、または針などの遺伝子治療ベクターを調製、貯蔵、または投与するために使用されるデバイス上での遺伝子治療ベクターの損失を低減するように製剤化され得る。組成物は、遺伝子治療ベクターの光感受性および/または温度感受性を低下させるように製剤化され得る。この目的のために、組成物は、例えば、上記のものなどの薬学的に許容される液体担体、およびポリソルベート80、L-アルギニン、ポリビニルピロリドン、トレハロース、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される安定化剤を含み得る。そのような組成物の使用は、遺伝子治療ベクターの有効期間を延長し、投与を容易にし、方法の効率を増加させる。遺伝子治療ベクター含有組成物のための製剤は、例えば、Wright et al.Curr.Opin.Drug Discov.Devel.,6(2):174-178(2003)およびWright et al.,Molecular Therapy,12:171-178(2005))にさらに記載されている
組成物はまた、形質導入効率を高めるように製剤化され得る。加えて、当業者は、遺伝子治療ベクターが、他の治療剤または生物活性剤と共に組成物中に存在し得ることを理解するであろう。例えば、イブプロフェンまたはステロイドなどの炎症を制御する因子は、遺伝子治療ベクターのインビボ投与に関連する腫脹および炎症を低減するために組成物の一部となり得る。免疫系刺激剤またはアジュバント、例えば、インターロイキン、リポ多糖、および二本鎖RNAは、免疫応答を増強または修飾するために投与され得る。抗生物質、すなわち、殺菌剤および殺真菌剤は、既存の感染症を治療するため、および/または遺伝子治療手順に関連する感染症などの将来の感染症のリスクを低減するために存在し得る。
注射用デポー形態は、ポリラクチド-ポリグリコリドなどの生分解性ポリマー中で、対象化合物のマイクロカプセルマトリックスを形成することによって作製される。ポリマーに対する薬物の比率、および用いられる特定のポリマーの性質に応じて、薬物放出の速度は制御され得る。他の生分解性ポリマーの例としては、ポリ(オルトエステル)およびポリ(無水物)が挙げられる。デポー注射用製剤はまた、体組織と適合性であるリポソームまたはマイクロエマルジョン中に薬物を封入することによって調製される。
特定の実施形態では、製剤は、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアルキレン、アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルのポリマー、ポリビニルポリマー、ポリグリコリド、ポリシロキサン、ポリウレタンおよびそのコポリマー、セルロース、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリスチレン、乳酸およびグリコール酸のポリマー、ポリ無水物、ポリ(オルト)エステル、ポリ(酪酸)、ポリ(吉草酸)、ポリ(ラクチド-コ-カプロラクトン)、多糖、タンパク質、ポリヒアルロン酸、ポリシアノアクリレート、およびそれらのブレンド、混合物、またはコポリマーからなる群から選択される生体適合性ポリマーを含む。
組成物は、スポンジ、生体適合性メッシュワーク、機械的リザーバー、または機械的インプラントなどの、制御放出または徐放を可能にするデバイスの中または上で投与され得る。インプラント(例えば、米国特許第5,443,505号を参照されたい)、デバイス(例えば、米国特許第4,863,457号を参照されたい)、例えば、植え込み型デバイス、例えば、機械的リザーバー、またはポリマー組成で構成されたインプラントもしくはデバイスは、遺伝子治療ベクターの投与に特に有用である。組成物はまた、例えば、ゲルフォーム、ヒアルロン酸、ゼラチン、コンドロイチン硫酸、ポリホスホエステル、例えば、ビス-2-ヒドロキシエチル-テレフタレート(BHET)、および/またはポリ乳酸-グリコール酸を含む徐放性製剤(例えば、米国特許第5,378,475号を参照されたい)の形態で投与され得る。
遺伝子治療ベクターを含む組成物の送達は、当該技術分野で既知のデバイスを使用して、脳内(実質内、脳室内、もしくは大槽内を含むが、これらに限定されない)、髄腔内(腰部もしくは大槽を含むが、これらに限定されない)、または全身(静脈内を含むが、これに限定されない)、あるいはそれらの任意の組み合わせであり得る。送達はまた、植え込まれるデバイスの外科的移植を介したものであり得る。
哺乳動物に投与される組成物中の遺伝子治療ベクターの用量は、哺乳動物のサイズ(質量)、任意の副作用の程度、特定の投与経路などを含むいくつかの要因に依存する。一実施形態では、方法は、「治療有効量」の、本明細書に記載される遺伝子治療ベクターを含む組成物を投与することを含む。「治療有効量」は、所望される治療結果を達成するために、必要な期間および投薬量で、有効な量を指す。治療有効量は、病態の程度、個体の年齢、性別、および体重、ならびに個体において所望される応答を誘発する遺伝子治療ベクターの能力などの要因に応じて変動し得る。特定の治療効果を達成するために必要とされる組成物中の遺伝子治療ベクターの用量は、典型的には、細胞当たりのベクターゲノムコピー(gc/細胞)またはキログラム体重当たりのベクターゲノムコピー(gc/kg)の単位で投与される。当業者は、これらおよび当該技術分野で周知である他の要因に基づいて、特定の疾患または障害を有する患者を治療するための適切な遺伝子治療ベクター用量範囲を容易に決定し得る。治療有効量は、1×1010ゲノムコピー~1×1013ゲノムコピーであり得る。治療有効量は、1×1011ゲノムコピー~1×1014ゲノムコピーであり得る。治療有効量は、1×1012ゲノムコピー~1×1015ゲノムコピーであり得る。治療有効量は、1x1013ゲノムコピー(gc)~1x1016gc、例えば、1x1013gc~1x1014gc、1x1014gc~1x1015gc、または1x1015gc~1x1014gcであり得る。70kgのヒトを想定すると、用量範囲は、1.4×10gc/kg~1.4×1011gc/kg、1.4×10gc/kg~1.4×1012gc/kg、1.4×1010gc/kg~1.4×1013gc/kg、または1.4×1011gc/kg~1.4×1014gc/kgであり得る。
一実施形態では、組成物は、哺乳動物に1回投与される。組成物の単回投与は、最小の副作用で哺乳動物においてAPOE2の発現、およびAPOE4発現の抑制、をもたらすと考えられる。しかしながら、特定の場合では、組成物への細胞の十分な曝露を確実にするために、治療期間の間に組成物を複数回投与することが適切であり得る。例えば、組成物は、治療期間の間に、哺乳動物に2回以上(例えば、2、3、4、5、6、6、8、9、または10回、またはそれ以上)投与され得る。
したがって、本開示は、治療有効量の、APOE2をコードする核酸配列とAPOE4発現を阻害する配列とを含む遺伝子治療ベクターを含む、薬学的に許容される組成物を提供する。
対象
対象は、ヒトおよび非ヒト動物を含む任意の動物であり得る。非ヒト動物には、全ての脊椎動物、例えば、哺乳動物および非哺乳動物、例えば、非ヒト霊長類、ヒツジ、イヌ、ネコ、ウシ、ウマ、ニワトリ、両生類、および爬虫類が含まれるが、非ヒト霊長類、ヒツジ、イヌ、ネコ、ウシ、およびウマなどの哺乳動物が対象として想定される。対象はまた、家畜、例えば、ウシ、ブタ、ヒツジ、家禽、およびウマ、またはペット、例えば、イヌおよびネコであり得る。
一実施形態では、対象には、本明細書に記載される医学的疾患および障害に罹患しているか、またはそのリスクがあるヒト対象が含まれる。対象は、一般に、当業者、例えば、医師によってその状態と診断される。
本明細書に記載される方法は、任意の種、性別、年齢、民族集団、または遺伝子型の対象のため用いられ得る。したがって、対象という用語は、男性および女性を含み、高齢者、高齢者~成人の移行年齢にある対象成人、成人~前成人の移行年齢にある対象、ならびに思春期、小児、および乳幼児を含む前成人を含む。
ヒト民族集団の例としては、コーカサス人、アジア人、ヒスパニック、アフリカ人、アフリカ系アメリカ人、ネイティブアメリカン、セム人、およびパシフィックアイランダーズが挙げられる。方法は、コーカサス人、特に北欧人集団、ならびにアジア人集団などのいくつかの民族集団により適切であり得る。
対象という用語はまた、上記のように、それらが治療を必要とする限り、任意の遺伝子型または表現型の対象を含む。加えて、対象は、任意の毛髪の色、眼の色、皮膚の色、またはそれらの任意の組み合わせのための遺伝子型または表現型を有し得る。対象という用語は、任意の身長、体重、または任意の器官もしくは身体部分のサイズもしくは形状の対象を含む。
例示的なナノ粒子製剤
生分解性ナノ粒子(例えば、遺伝子治療ベクターまたは単離された核酸またはRNAi発現のためのベクターを含む)は、ポリ乳酸(PLA)、ポリグリコール酸(PGA)、PLAおよびPGAのコポリマー(すなわち、ポリ乳酸-コ-グリコール酸(PLGA))、ポリ-ε-カプロラクトン(PCL)、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)、ポリ(p-ジオキサノン)、ポリプロピレンフマレート、ポリ(オルトエステル)、ポリオール/ジケテンアセタール付加ポリマー、ポリ-アルキル-シアノ-アクリレート(PAC)、ポリ(セバシン酸無水物)(PSA)、ポリ(カルボキシビスカルボキシフェノキシフェノキシヘキソン)(PCPP)ポリ[ビス(p-カルボキシフェノキシ)メタン](PCPM)、PSA、PCPP、およびPCPMのコポリマー、ポリ(アミノ酸)、ポリ(シュードアミノ酸)、ポリホスファゼン、ポリ[(ジクロロ)ホスファゼン]およびポリ[(オルガノ)ホスファゼン]の誘導体、ポリヒドロキシ酪酸、またはS-カプロン酸、エラスチン、またはゼラチンを含み得るが、これらに限定されない生分解性ポリマー分子を含み得るかまたはそれから形成され得る。(例えば、Kumari et al.,Colloids and Surfaces B:Biointerfaces 75(2010)1-18、ならびに米国特許第6,913,767号、第6,884,435号、第6,565,777号、第6,534,092号、第6,528,087号、第6,379,704号、第6,309,569号、第6,264,987号、第6,210,707号、第6,090,925号、第6,022,564号、第5,981,719号、第5,871,747号、第5,723,269号、第5,603,960号、および第5,578,709号、ならびに米国出願公開第2007/0081972号、ならびに国際出願公開第WO2012/115806号および第WO2012/054425号(その内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる)を参照されたい)。
生分解性ナノ粒子は、当該技術分野で既知の方法によって調製され得る。(例えば、Nagavarma et al.Asian J.of Pharma.And Clin.Res.,Vol 5,Suppl 3,2012,pages 16-23、Cismaru et al.Rev.,Roum.Chim.,2010,55(8),433-442、ならびに国際出願公開第WO2012/115806号、および第WO2012/054425号(その内容は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる)を参照されたい)。ナノ粒子を調製するための好適な方法には、溶媒蒸発、ナノ沈殿、乳化/溶媒拡散、塩析、透析、および超臨界流体技術を含み得るが、これらに限定されない、予め形成されたポリマーの分散液を利用する方法が含まれ得る。いくつかの実施形態では、ナノ粒子は、ダブルエマルジョン(例えば、水中油中水)を形成し、その後溶媒蒸発を行うことによって調製され得る。開示される方法によって得られたナノ粒子は、所望により、洗浄および凍結乾燥などのさらなる処理ステップに供され得る。任意選択で、ナノ粒子は、保存剤(例えば、トレハロース)と合わされ得る。
典型的には、ナノ粒子は、1ミクロン未満の平均有効径を有し、例えば、ナノ粒子は、約25nm~約500nm、例えば、約50nm~約250nm、約100nm~約150nm、または約450nm~650nmの平均有効径を有する。粒子のサイズ(例えば、平均有効径)は、透過型電子顕微鏡法(TEM)、走査型電子顕微鏡法(SEM)、原子間力顕微鏡法(AFM)、光子相関分光法(PCS)、ナノ粒子表面積モニター(NSAM)、凝縮式粒子計数器(CPC)、微分型電気移動度分析器(DMA)、走査型電気移動度粒径測定器(SMPS)、ナノ粒子トラッキング分析(NTA)、X線回折(XRD)、エアロゾル飛行時間型質量分析法(ATFMS)、およびエアロゾル粒子質量分析器(APM)を含み得るが、これらに限定されない当該技術分野で既知の方法によって評価され得る。
生分解性ナノ粒子は、標的細胞による取り込みを容易にするゼータ電位を有し得る。典型的には、ナノ粒子は、0を超えるゼータ電位を有する。いくつかの実施形態では、ナノ粒子は、約5mV~約45mV、約15mV~約35mV、または約20mV~約40mVのゼータ電位を有する。ゼータ電位は、電気泳動移動度または動的電気泳動移動度を含む特徴によって決定され得る。電気運動現象および電気音響現象を利用して、ゼータ電位を計算し得る。
一実施形態では、非ウイルス送達ビヒクルは、ポリ(乳酸-コ-グリコール酸)(PLGA)、ポリ乳酸(PLA)、異なる分子量(例えば、2、22、および25kDa)を有する直鎖および/もしくは分岐PEI、ポリアミドアミン(PAMAM)およびポリメトアクリレートなどのデンドリマー、カチオン性リポソーム、カチオン性エマルション、DOTAP、DOTMA、DMRIE、DOSPA、ジステアロイルホスファチジルコリン(DSPC)、DOPE、もしくはDCコレステロールを含むが、これらに限定されない脂質、ポリ-L-リジンもしくはプロタミンを含むが、これらに限定されないペプチドベースのベクター、またはポリ(β-アミノエステル)、キトサン、PEI-ポリエチレングリコール、PEI-マンノース-デキストロース、DOTAP-コレステロール、もしくはRNAiMAXを含むが、これらに限定されないポリマーを含む。
一実施形態では、送達ビヒクルは、種々のポリヌクレオチド型と複合体形成し、ナノ粒子を形成する能力を有する、グリコポリマーベースの送達ビヒクルであるポリ(グリコアミドアミン)(PGAA)である。これらの材料は、種々の炭水化物(D-グルカレート(D)、メソ-ガラクタレート(G)、D-マンナレート(M)、およびL-タータレート(T))のメチルエステルまたはラクトン誘導体を、一連のオリゴエチレンアミンモノマー(1~4個のエチレンアミンを含有する)と重合することによって作製される(Liu and Reineke,2006)。ポリマー反復単位中のこれらの炭水化物および4つのエチレンアミンから構成されるサブセットは、卓越した送達効率をもたらした。
一実施形態では、送達ビヒクルは、ポリエチレンイミン(PEI)、ポリアミドアミン(PAMAM)、PEI-PEG、PEI-PEG-マンノース、デキストラン-PEI、OVA抱合体、PLGA微粒子、もしくはPAMAMでコーティングされたPLGA微粒子、またはそれらの任意の組み合わせを含む。開示されるカチオン性ポリマーには、ポリアミドアミン(PAMAM)デンドリマーが含まれ得るが、これに限定されない。本開示のナノ粒子を調製するために好適なポリアミドアミンデンドリマーには、第3、第4、第5、または少なくとも第6世代のデンドリマーが含まれ得る。
一実施形態では、送達ビヒクルは、脂質、例えば、N-[1-(2,3-ジオレオイルオキシ)プロペル]-N,N,N-トリメチルアンモニウム(DOTMA)、2,3-ジオレイルオキシ-N-[2-スペルミンカルボキサミド]エチル-N,N-ジメチル-1-プロパンアンモニウムトリフルオルアセテート(DOSPA,Lipofectamine)、1,2-ジオレオイル-3-トリメチルアンモニウム-プロパン(DOTAP)、N-[1-(2,3-ジミリストルオキシ)プロピル]、N,N-ジメチル-N-(2-ヒドロキシエチル)アンモニウムブロミド(DMRIE)、3-β-[N-(N,N’-ジメチルアミノエタン)カルバモイル]コレステロール(DC-Chol)、ジオクタデシルアミドグリセリルスペルミン(DOGS,Transfectam)、またはイメチルジオクタデクリアンモニウムブロミド(DDAB)を含む。カチオン性脂質の正に荷電した親水性頭部基は、通常、第三級および第四級アミン、ポリアミン、アミジニウム、またはグアニジニウム基などのモノアミンからなる。一連のピリジニウム脂質が開発されている(Zhu et al.,2008、van der Woude et al.,1997、Ilies et al.,2004)。ピリジニウムカチオン性脂質に加えて、他の型の複素環式頭部基には、イミダゾール、ピペリジン、およびアミノ酸が含まれる。カチオン性頭部基の主な機能は、負に荷電した核酸を、わずかに正に荷電したナノ粒子に静電相互作用によって縮合し、細胞取り込みおよびエンドソーム脱出の増強をもたらすことである。
DOTMA、DOTAP、およびSAINT-2、またはDODACなどの2つの直鎖脂肪酸鎖を有する脂質は、テトラアルキル脂質鎖界面活性剤であるN,N-ジオレイル-N,N-ジメチルアンモニウムクロリド(DODAC)の二量体と同様に、送達ビヒクルとして用いられ得る。その疎水性鎖長にかかわらず(C16:1、C18:1、およびC20:1)、全てのトランス配向脂質は、それらのシス配向対応物と比較してトランスフェクション効率を増強させるようである。
送達ビヒクルとして有用なカチオン性ポリマーの構造には、キトサンおよび直鎖ポリ(エチレンイミン)などの直鎖ポリマー、分岐ポリ(エチレンイミン)(PEI)などの分岐ポリマー、シクロデキストリンなどの環様ポリマー、架橋ポリ(アミノ酸)(PAA)などのネットワーク(架橋)型ポリマー、ならびにデンドリマーが含まれるが、これらに限定されない。デンドリマーは、そこからいくつかの高度に分岐したアームが「成長」して、対称または非対称の様式で樹様構造を形成する、中心コア分子からなる。デンドリマーの例としては、ポリアミドアミン(PAMAM)およびポリプロピレンイミン(PPI)デンドリマーが挙げられる。
DOPEおよびコレステロールは、カチオン性リポソームを調製するために一般的に使用される中性共脂質である。分岐PEI-コレステロール水溶性リポポリマー抱合体は、カチオン性ミセルに自己組織化する。非イオン性ポリマーであるPluronic(ポロキサマー)、ならびにPluronic L61およびF127の組み合わせであるSP1017もまた使用され得る。
一実施形態では、PLGA粒子は、カプセル化頻度を増加させるために用いられるが、PLLとの複合体形成もまた、カプセル化効率を増加させ得る。他のカチオン性材料、例えば、PEI、DOTMA、DC-Chol、またはCTABは、ナノスフェアを作製するために使用され得る。
一実施形態では、複合体は、ポロキサマー、ポリアクリルアミド、ポリ(2-ヒドロキシエチルメタクリレート)、カルボキシビニルポリマー(例えば、Carbopol 934、Goodrich Chemical Co.)、セルロース誘導体、例えば、メチルセルロース、酢酸セルロース、およびヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルピロリドンもしくはポリビニルアルコール、またはそれらの組み合わせのヒドロゲルを含むが、これらに限定されない材料中に包埋されるか、またはそれにアプライされる。
いくつかの実施形態では、生体適合性ポリマー材料は、コラーゲン、例えば、ヒドロキシル化コラーゲン、フィブリン、ポリ乳酸-ポリグリコール酸、またはポリ無水物などの生分解性ポリマーに由来する。他の例には、任意の生体適合性ポリマー(親水性、疎水性、または両親媒性のいずれでも)、例えば、エチレン酢酸ビニルコポリマー(EVA)、ポリメチルメタクリレート、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、N-イソプロピルアクリルアミドコポリマー、ポリ(エチレンオキシド)/ポリ(プロピレンオキシド)ブロックコポリマー、ポリ(エチレングリコール)/ポリ(D,L-ラクチド-コ-グリコリド)ブロックコポリマー、ポリグリコリド、ポリラクチド(PLLAまたはPDLA)、ポリ(カプロラクトン)(PCL)、またはポリ(ジオキサノン)(PPS)が含まれるが、これらに限定されない。
別の実施形態では、生体適合性材料には、ポリエチレンテレフアレート、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレンオキシドおよびポリプロピレンオキシドのコポリマー、ポリグリコール酸およびポリヒドロキシアルカノエートの組み合わせ、ゼラチン、アルギネート、ポリ-3-ヒドロキシブチレート、ポリ-4-ヒドロキシブチレート、ならびにポリヒドロキシオクタノエート、ならびにポリアクリロニトリルポリビニルクロリドが含まれる。
一実施形態では、以下のポリマー、例えば、デンプン、キチン、グリコサミノグリカン、例えば、ヒアルロン酸、デルマタン硫酸、およびクロンドロチン硫酸などの天然ポリマー、ならびに微生物ポリエステル、例えば、ヒドロキシバレレートおよびヒドロキシブチレートコポリマーなどのヒドロキシアルカノエート、ならびに合成ポリマー、例えば、ポリ(オルトエステル)およびポリ無水物、ならびにグリコリドおよびラクチドのホモおよびコポリマーを含む(例えば、ポリ(L-ラクチド、ポリ(L-ラクチド-コ-D,L-ラクチド)、ポリ(L-ラクチド-コ-グリコリド、ポリグリコリドおよびポリ(D,L-ラクチド)、ポル(D,L-ラクチド-コグリコリド)、ポリ(乳酸コリジン)、およびポリカプロラクトンが用いられ得る)。
一実施形態では、生体適合性材料は、単離された細胞外マトリックス(ECM)に由来する。ECMは、種々の細胞集団、組織、および/または器官の内皮層、例えば、温血脊椎動物の皮膚、肝臓、消化管、気道、腸管、尿路、または生殖器の真皮を含む任意の器官または組織供給源から単離され得る。本発明において用いられるECMは、供給源の組み合わせからものであり得る。単離されたECMは、シートとして、粒子形態、ゲル形態などで調製され得る。
生体適合性足場ポリマーは、シルク、エラスチン、キチン、キトサン、ポリ(d-ヒドロキシ酸)、ポリ(無水物)、またはポリ(オルトエステル)を含み得る。より具体的には、生体適合性ポリマーは、ポリエチレングリコール、ポリ(乳酸)、ポリ(グリコール酸)、乳酸およびグリコール酸のコポリマー、乳酸およびグリコール酸のポリエチレングリコールとのコポリマー、ポリ(E-カプロラクトン)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)、ポリ(p-ジオキサノン)、ポリプロピレンフマレート、ポリ(オルトエステル)、ポリオール/ジケテンアセタール付加ポリマー、ポリ(セバシン酸無水物)(PSA)、ポリ(カルボキシビスカルボキシフェノキシフェノキシヘキソン(PCPP)ポリ[ビス(p-カルボキシフェノキシ)メタン](PCPM)、SA、CPP、およびCPMのコポリマー、ポリ(アミノ酸)、ポリ(シュードアミノ酸)、ポリホスファゼン、ポリ[(ジクロロ)ホスファゼン]またはポリ[(オルガノ)ホスファゼン]の誘導体、ポリ-ヒドロキシ酪酸、またはS-カプロン酸、ポリラクチド-コ-グリコリド、ポリ乳酸、ポリエチレングリコール、セルロース、酸化セルロース、アルギネート、ゼラチン、またはそれらの誘導体で形成され得る。
したがって、ポリマーは、天然に存在するポリマー、合成ポリマー、またはそれらの組み合わせを含むポリマーを含む広範囲の材料のいずれかで形成され得る。一実施形態では、足場は、生分解性ポリマーを含む。一実施形態では、天然に存在する生分解性ポリマーは、天然に存在するポリマーに由来する合成生分解性ポリマーを提供するために修飾され得る。一実施形態では、ポリマーは、ポリ(乳酸)(「PLA」)またはポリ(乳酸-コ-グリコール酸)(「PLGA」)である。一実施形態では、足場ポリマーには、アルギネート、キトサン、ポリ(2-ヒドロキシエチルメタクリレート)、キシログルカン、2-メタクリロイルオキシエチルホスホリルコリンのコポリマー、ポリ(ビニルアルコール)、シリコーン、疎水性ポリエステルおよび親水性ポリエステル、ポリ(ラクチド-コ-グリコリド)、N-イソプロイルアクリルアミドコポリマー、ポリ(エチレンオキシド)/ポリ(プロピレンオキシド)、ポリ乳酸、ポリ(オルトエステル)、ポリ無水物、ポリウレタン、2-ヒドロキシエチルメタクリレートおよびメタクリル酸ナトリウムのコポリマー、ホスホリルコリン、シクロデキストリン、ポリスルホンおよびポリビニルピロリジン、デンプン、ポリ-D,L-乳酸-パラ-ジオキサノン-ポリエチレングリコールブロックコポリマー、ポリプロピレン、ポリ(エチレンテレフタレート)、ポリ(テトラフルオロエチレン)、ポリ-イプシロン-カプロラクトン、または架橋キトサンヒドロゲルが含まれるが、これらに限定されない。
あるいは、核酸またはベクターは、少なくとも約0.0001mg/kg~約1mg/kg、少なくとも約0.001mg/kg~約0.5mg/kg、少なくとも約0.01mg/kg~約0.25mg/kg、または少なくとも約0.01mg/kg~約0.25mg/kg体重の投薬量で投与され得るが、他の投薬量は有益な結果を与え得る。
あるいは、核酸またはベクターは、少なくとも約0.0001mg/kg~約1mg/kg、少なくとも約0.001mg/kg~約0.5mg/kg、少なくとも約0.01mg/kg~約0.25mg/kg、または少なくとも約0.01mg/kg~約0.25mg/kg体重の投薬量で投与され得るが、他の投薬量は有益な結果を与え得る。
例示的な実施形態
一実施形態では、APOE2をコードするオープンリーディングフレームおよび3’非翻訳領域(3’UTR)を含む核酸配列に機能的に連結されたプロモーターと、APOE4 mRNAの阻害のためのAPOE4に対応するRNAi配列を有するヌクレオチド配列と、を含む遺伝子治療ベクター、が提供される。一実施形態では、ベクターは、ヌクレオチド配列を含む。一実施形態では、ヌクレオチド配列は、オープンリーディングフレームに対して5’または3’である。一実施形態では、ヌクレオチド配列は、オープンリーディングフレームに対して5’および3’である。一実施形態では、ヌクレオチド配列は、異なるベクター上にある。一実施形態では、ベクターは、ウイルスベクターである。一実施形態では、ウイルスベクターは、AAV、アデノウイルス、レンチウイルス、ヘルペスウイルス、またはレトロウイルスベクターである。一実施形態では、AAVは、AAV5、AAV9、またはAAVrh10である。一実施形態では、APOE4は、ヒトAPOE4である。一実施形態では、APOE2は、ヒトAPOE2である。一実施形態では、ヌクレオチド配列は、第2のプロモーターに連結されている。一実施形態では、第2のプロモーターは、PolIIIプロモーターである。一実施形態では、RNAiは、複数のmiRNA配列を含むmiRNAを含む。一実施形態では、RNAiは、複数のsiRNA配列を含むsiRNAを含む。一実施形態では、オープンリーディングフレームは、複数のサイレントヌクレオチド置換を含む。一実施形態では、少なくとも5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、または90%のコドンは、サイレントヌクレオチド置換を有する。一実施形態では、オープンリーディングフレームは、ペプチドタグをさらに含む。一実施形態では、タグは、HA、ヒスチジンタグ、AviTag、マルトース結合タグ、Strep-タグ、FLAG-タグ、V5-タグ、Myc-タグ、Spot-タグ、T7タグ、またはNE-タグを含む。
ベクターを含む宿主細胞または哺乳動物もまた提供される。一実施形態では、細胞は、哺乳動物細胞である。一実施形態では、細胞は、ヒト細胞である。一実施形態では、哺乳動物は、非ヒト霊長類である。一実施形態では、哺乳動物は、ヒトである。
哺乳動物におけるアルツハイマー病を予防、阻害、または治療するための方法であって、哺乳動物に、有効量の、遺伝子治療ベクターを含む組成物を投与することを含む、方法がさらに提供される。
哺乳動物におけるAPOE4発現に関連する疾患を予防、阻害、または治療するための方法であって、哺乳動物に、有効量の、遺伝子治療ベクターを含む組成物を投与することを含む、方法が提供される。
一実施形態では、組成物は、ベクターを含むリポソームを含む。一実施形態では、組成物は、核酸を含むナノ粒子を含む。一実施形態では、遺伝子治療ベクターは、ウイルスベクターを含む。一実施形態では、哺乳動物は、E2/E4ヘテロ接合体である。一実施形態では、哺乳動物は、E4/E4ホモ接合体である。一実施形態では、組成物は、全身投与される。一実施形態では、組成物は、経口投与される。一実施形態では、組成物は、静脈内投与される。一実施形態では、組成物は、局所投与される。一実施形態では、組成物は、注射される。一実施形態では、組成物は、中枢神経系に投与される。一実施形態では、組成物は、脳に投与される。一実施形態では、組成物は、徐放性組成物である。一実施形態では、哺乳動物は、ヒトである。一実施形態では、RNAi配列は、複数のmiRNA配列、例えば、同一のmiRNA配列を含む。
本発明を、以下の非限定的な実施例によって説明する。
実施例1
アルツハイマー病(AD)は、500万人のアメリカ人を冒しており、有病率を急速に増加させている。既存の薬物は、基礎疾患プロセスに対してほとんど影響を有さず、現在利用可能な予防療法はない。APOE4対立遺伝子の遺伝は、疾患の発症の高いリスクを表し、一方、APOE2対立遺伝子の遺伝は、保護的であり、ADを発症するリスクを≧50%低減し、発症年齢を遅延させる。ヒトAPOE4を発現するADのマウスモデル(ホモ接合型発現)へのヒトAPOE2遺伝子のアデノ随伴ウイルス(AAV)送達は、アミロイドβペプチドおよびアミロイド負荷の低減を示した。ADを発症するオッズ比は、E4/E4ホモ接合体と比較して、E2/E4ヘテロ接合体において低減される(2.6対14.9)。ヒトAPOE2を同時に発現しながらの、APOE4の抑制(例えば、AAVベクターの送達を介した)は、ADに対するリスクをなおもさらに低減し得る。一実施形態では、AAV療法などの遺伝子治療を、ヒトAPOE2遺伝子コード配列および人工RNA、例えば、内因性APOE4を標的とするマイクロRNA(miRNA)の両方を送達するように設計する。有害な内因性APOE4発現のノックダウンの、有益なAPOE2対立遺伝子の発現との組み合わせは、APOE4対立遺伝子についてホモ接合型である個体にAD発症からの保護の増強を提供し得る。
一実施形態では、siRNAは、mRNAと相互作用して、翻訳をサイレンシングする。遺伝子治療発現ベクターなどのDNA配列からsiRNAを発現させるために、標的指向配列を、低分子ヘアピンRNA(shRNA)またはmiRNA足場中に包埋しなければならない。ベクター発現された人工miRNAは、内因性RNAiに類似しており、2つのプロセシングステップを経る。miRNAはより低いレベルで発現されることから、それは、遺伝子治療ベクターによる送達に際して肝臓およびCNSの毒性を誘導する可能性がより低い。
一実施形態では、内因性APOEの全てのアイソフォームに対するmiRNAを用いたノックダウンを、APOE mRNAの異なるセクションを標的とする複数のmiRNAを使用して達成し得、それによりサイレンシングを増強する。一実施形態では、ベクター由来のヒトAPOE2は、サイレンシングを防止するために、コード配列中にサイレント変異を含有し得る。
図3に示すように、APOE4発現を阻害するためのRNAi配列を有するmiRNAを、5’非コード配列、例えば、イントロン、および/または3’非コード配列中に挿入し得る。例えば、APOE4のサイレンシングの増強のために、複数のmiRNAをタンデムに配置し得る。hAPOE2-HAおよびmiRNAの発現のレベルが類似することが見出された。より低いレベルのmiRNA発現(U6プロモーターと比較して)が存在し、これは次に、より少ないオフターゲット効果、およびより低い毒性の可能性をもたらす。
一実施形態では(図4を参照されたい)、CAGなどの構成的プロモーターは、hAPOE2-HAを駆動し、U6プロモーター(例示的なPolIIIプロモーター)プロモーターは、miRNAを駆動する。一実施形態では、複数のmiRNAをタンデムに配置して、APOE4のサイレンシングを増強する(例えば、2つ、3つ 4つ、またはそれより多いmiRNA)。一実施形態では、PolIIIプロモーターを、rRNA、tRNA、および/またはmiRNAの転写のために使用する。一実施形態では、ベクターは、規定されたターミネーターを有し得、例えば、polyAは必要でない。なぜなら、PolIII転写は、非鋳型鎖におけるオリゴ(dT)ストレッチ(鋳型鎖におけるdA)によって終結されるからである。一実施形態では、2ベクターシステムを用い得、ここで、第2のベクターは、長さを維持し、発現を追跡するために、スタッファー配列(例えば、レポーター遺伝子のための)を含む。
したがって、本開示は、ヒトAPOE2遺伝子、およびヒトAPOE4を標的とする人工miRNAの両方を送達するベクター、例えば、AAVベクターなどのウイルスベクターを提供する。これらの遺伝子治療ベクターを、有益なAPOE2対立遺伝子の発現に向けてバランスを傾けることによって、APOE4ホモ接合型個体(ならびにE2/E4ヘテロ接合体)におけるAD発症のリスクを軽減するために使用し得る。
一実施形態では、ベクターは、APOE2の増加および/またはAPOE4の減少から恩恵を被り得る障害または疾患において有用である。一実施形態では、ベクターを、ADのリスクがあるヒトなどの哺乳動物に送達する。ADは現在、米国において500万人を冒しており、世界的有病率は、2030年までに6500万人に上昇すると予想されている。APOE4対立遺伝子の全体的有病率は15%であり、AD患者の約50%が、少なくとも1つのAPOE4対立遺伝子を保有している。有害なAPOE4遺伝子を、発現の低下のために標的とし、一方、保護的なAPOE2の発現を提供し、APOE2を送達するのみの遺伝子治療と比較して、APOE4に関連するリスクをさらに低減する。
実施例2
図5は、miRNAが全てのAPOEアイソフォーム発現をノックダウンし、ベクター由来のAPOE2がmiRNAに対して耐性であるシステムを示す。例えば、CAGプロモーターを使用することによって、hApoE2-HAおよびmiRNAの発現のレベルは類似しており、より低いレベルのmiRNA発現(U6プロモーターと比較して)は、サイレンシングはより低いが、しかしながら、より少ないオフターゲットおよび毒性がまた存在することを意味し得る。一実施形態では、miRNAを、CAGイントロンまたは3’非翻訳領域中に挿入し得る。
図6は、U87細胞におけるsiRNAによるAPOEノックダウン効率の試験を示す。複数のsiRNA設計アルゴリズムの比較に基づいて、APOEのコード配列を標的とする4つの異なるsiRNAを生成した。siRNAを、U87細胞(アストログリオーマ細胞株)中にトランスフェクトし、APOE mRNAコピーをRT-qPCRによって定量化した。同定された配列は、以下の通りであった。
Figure 2023500793000007
非標的指向siRNAは、
Figure 2023500793000008
である。
siRNAのための他の配列は、以下を含む。
Figure 2023500793000009
1つのsiRNA(上記の#2)からの配列を、miRNAに変換した。mir155の改変バージョンに基づく足場(Fowler et al.2015 Nucl.Acids Res.,44:e48(その開示は参照により本明細書に組み込まれる))を用いた。しかしながら、任意のmiRNA骨格を用い得る(例えば、mir21、mir30、またはmir33)。
例えば、siRNA#2からのmiRのために、以下を用い得る。
Figure 2023500793000010
一実施形態では、miRNAは、5’マイクロプロセッサ切断部位に対するガイド位置1でのUまたはA、位置2~7、10~14、および17でのUまたはA、ならびに位置19~21でのGまたはC、ならびに/あるいは36.4%~45.5%のG/C含量、ならびに/あるいはパッセンジャー鎖より2ヌクレオチド長いガイド鎖、ならびに/あるいは(1)ガイド鎖の3~5個の隣接ヌクレオチドが標的鎖と塩基対合しないループ、(2)2個の単一ガイド鎖ヌクレオチドミスマッチが3個のガイド/パッセンジャー塩基対によって隔てられている3bp間隔のミスマッチ、および/または(3)2個の単一ガイド鎖ヌクレオチドミスマッチが4個のガイド/パッセンジャー塩基対によって隔てられている4bp間隔のミスマッチ、といったミスマッチのうちの1つ以上を有する。最適なGC含量および位置のために、パッセンジャー鎖におけるミスマッチを選択した。Mfoldを使用して、miRNAヘアピン二次構造を予測した。miRNAの2つのタンデムコピーを、pAAV発現カセットのCAGイントロンまたは3’非翻訳領域のいずれかの中にクローン化した。最大4コピーのmiRNA(その長さの)を、AAVサイズ限度内で挿入し得る。
ベクター由来のAPOE2を、上記の標的指向miRNAによるサイレンシングに対して耐性となるように改変した(以下の下線を付した配列を参照されたい)。サイレント変化を、miRNA標的指向領域のヌクレオチド配列において作製した(赤/太字)。
ベクターからのAPOE2:
Figure 2023500793000011
改変APOE2:
Figure 2023500793000012
上記の配列は、siRNA#2に由来する3つのmiRNAのための複合認識部位内でのコドン使用を考慮しながら、全ての可能なヌクレオチドをサイレントに変化させる。しかしながら、他の例を以下に示す。
改変APOE:
Figure 2023500793000013
改変APOE:
Figure 2023500793000014
改変APOE:
Figure 2023500793000015
改変APOE:
Figure 2023500793000016
改変APOE:
Figure 2023500793000017
改変APOE:
Figure 2023500793000018
または、
改変APOE:
Figure 2023500793000019
ベクターを、マウスなどの非ヒト動物において試験し得る。一実施形態では、ベクターは、ニワトリβアクチンプロモーターの後ろでAPOE2を発現するアデノ随伴ウイルスベクター血清型9であるAAV9-CAG-APOE2ベクター(AAV9-APOE2)からの、またはニワトリβアクチンプロモーターの後ろでAPOE2導入遺伝子を発現するアカゲザルアデノ随伴ウイルスベクター血清型10であるAAVrh.10-CAG-APOE2ベクター(AAVrh.10-APOE2)からの配列を含む。
AAVrh.10およびAAV9ベクターを、以前に記載されたように産生および精製し得る(Sondhi et al.,2007,2012;Zolotukhin et al.,2002)。簡潔に述べると、ベクターを、発現カセットプラスミドおよびアデノウイルスヘルパープラスミドを用いたHEK293T細胞のコトランスフェクションによって産生する。パッケージング細胞株であるHEK293Tを、5%ウシ胎仔血清、100U/mLペニシリン、100mg/mLストレプトマイシンを補充したダルベッコ改変イーグル培地中で維持し、37℃、5%COで維持する。細胞を、CellSTACKS(Corning,Tewksbury,MA)中にプレーティングして30%~40%のコンフルエンスで24時間置き(または70%~80%のコンフルエンスのとき)、続いてPEIpro手順を使用してプラスミドを用いたトランスフェクションを行う。細胞を、37℃で3日間インキュベートした後、回収し、5回の凍結/解凍サイクルによって溶解する。得られた細胞溶解物を、37℃で30分間、50U/mLのベンゾナーゼで処理する。AAVrh.10ベクターについては、細胞溶解物を、ヨウジキサノール密度勾配、それに続くQ-HPイオン交換クロマトグラフィーによって精製する。AAV9ベクターについては、細胞溶解物を、PEG中で(PEGの最終濃度:8%)一晩沈殿させる。遠心分離後、上清を廃棄し、ペレットを15mLの溶解緩衝液(150mM NaCl、50mM Tris-HCl、pH8.5)中に再懸濁する。試料を、24,000rpm(182,000g)、20℃で24時間の、SW28ローターを使用する38.5mLポリアロマーチューブ中の1.37g/mLのCsClを通した遠心分離によって精製する。21ゲージ針(Hamilton,Reno,NV)を遠心チューブの底側を通して挿入し、1mLの画分を収集する。ベクター含有画分を、ベクター構築物の配列を含有する32P標識プローブを用いたドットブロットによって決定する。その後、陽性画分をプールし、1.37g/mLのCsClで希釈し、試料を13.5mL Quick-Sealチューブ中にロードし、超遠心分離器(Beckman LE-80K;Beckman Coulter,Fullerton,CA)90Tiローター中、67,000rpm(384,000g)、20℃で16~20時間遠心分離する。画分(0.5mL)を収集し、陽性画分をプールした。精製したAAVrh.10またはAAV9ベクターを、リン酸緩衝食塩水(PBS)中で濃縮する。ベクターゲノム力価を、Taq-Man定量的ポリメラーゼ連鎖反応によって決定する。精製したベクターを無菌濾過し、好気性細菌、嫌気性細菌、または真菌の増殖を支持する培地上での増殖について14日間試験し、エンドトキシンについて試験し、マイコプラズマ不含であることを実証する。
AAV調製物(2mL、1.0×1010vgまたは別の用量)を、例えば、33ゲージ針(Hamilton)およびシリンジポンプ(KD Scientific,Holliston,MA)を使用して、0.2mL/分の速度で注射し得る。
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全ての刊行物、特許、および特許出願は、参照により本明細書に組み込まれる。先の明細書において、本発明を、その特定の実施形態との関連で説明し、例示の目的で多くの詳細を記述しているが、本発明には追加の実施形態を受け入れる余地があること、および本明細書に記載される詳細のいくらかは、本発明の基本原理から逸脱することなく相当に変動され得ることは当業者には明白であろう。

Claims (52)

  1. APOE2をコードするオープンリーディングフレームおよび3’非翻訳領域を含む核酸配列に機能的に連結された第1のプロモーターと、
    APOE4 mRNAの阻害のための1つ以上のRNAi核酸配列を含む単離されたヌクレオチド配列と
    を含む、遺伝子治療ベクター。
  2. 前記ヌクレオチド配列を含む、請求項1に記載のベクター。
  3. 前記ヌクレオチド配列が、前記オープンリーディングフレームに対して5’または3’に挿入されている、請求項2に記載のベクター。
  4. 前記ヌクレオチド配列が、前記オープンリーディングフレームに対して5’および3’に挿入されている、請求項2に記載のベクター。
  5. 前記ヌクレオチド配列が、異なるベクター上にある、請求項1に記載のベクター。
  6. 前記単離されたヌクレオチド配列が、前記1つ以上のRNAi核酸配列に機能的に連結された第2のプロモーターを含む、請求項1~5のいずれか一項に記載のベクター。
  7. 前記遺伝子治療ベクターが、ウイルスベクターである、請求項1~6のいずれか一項に記載のベクター。
  8. 前記異なるベクターが、ウイルスベクターである、請求項5に記載のベクター。
  9. 前記ウイルスベクターが、AAV、アデノウイルス、レンチウイルス、ヘルペスウイルス、またはレトロウイルスベクターである、請求項7または8に記載のベクター。
  10. 前記AAVが、AAV5、AAV9、またはAAVrh10である、請求項9に記載のベクター。
  11. 前記APOE4が、ヒトAPOE4である、請求項1~10のいずれか一項に記載のベクター。
  12. 前記APOE2が、ヒトAPOE2である、請求項1~10のいずれか一項に記載のベクター。
  13. 前記第1のプロモーターが、PolIプロモーターである、請求項1~13のいずれか一項に記載のベクター。
  14. 前記第2のプロモーターが、PolIIIプロモーターである、請求項6に記載のベクター。
  15. 前記単離されたヌクレオチド配列が、前記RNAi核酸配列のうちの2つ以上を含む1つ以上のmiRNAのための核酸を含む、請求項1~14のいずれか一項に記載のベクター。
  16. 前記RNAiが、複数のsiRNA配列を含むsiRNAを含む、請求項1~14のいずれか一項に記載のベクター。
  17. APOE2のための前記オープンリーディングフレームが、配列番号6に対して複数のサイレントヌクレオチド置換を含む、請求項1~16のいずれか一項に記載のベクター。
  18. 前記APOE2のオープンリーディングフレームにおける前記複数のサイレントヌクレオチド置換が、前記単離されたヌクレオチド配列における前記RNAi核酸配列中にない、請求項17に記載のベクター。
  19. 前記オープンリーディングフレームにおける少なくとも50%、60%、70%、80%、または90%のコドンが、サイレントヌクレオチド置換を有する、請求項16、17、または18に記載のベクター。
  20. 前記オープンリーディングフレームにおける少なくとも5%、10%、20%、30%、または40%のコドンが、サイレントヌクレオチド置換を有する、請求項16、17、または18に記載のベクター。
  21. 阻害される前記APOE4が、配列番号10を含むポリペプチドに対する少なくとも80%、85%、90%、95%、またはそれより多いアミノ酸配列同一性を有する配列を有する、請求項1~20のいずれか一項に記載のベクター。
  22. 前記APOE2が、配列番号11によってコードされたポリペプチドに対する少なくとも80%、85%、90%、95%、またはそれより多いアミノ酸配列同一性を有する配列を有する、請求項1~21のいずれか一項に記載のベクター。
  23. 前記1つ以上のRNAi核酸配列が、配列番号1~4のうちの1つまたはその相補物に対する少なくとも60%、70%、80%、90%、またはそれより多いヌクレオチド配列同一性を有する、請求項1~22のいずれか一項に記載のベクター。
  24. ヒトAPOE2をコードするオープンリーディングフレームを含む核酸配列に機能的に連結された第1のプロモーターと、
    ヒトAPOE4 mRNAの阻害のための1つ以上のRNAi核酸配列を有する単離されたヌクレオチド配列と
    を含む、請求項1に記載のベクター。
  25. 前記ヌクレオチド配列が、前記オープンリーディングフレームに対して5’に挿入されている、請求項24に記載のベクター。
  26. 前記ヌクレオチド配列が、前記オープンリーディングフレームに対して3’に挿入されている、請求項24に記載のベクター。
  27. 前記ヌクレオチド配列が、前記オープンリーディングフレームに対して5’および3’に挿入されている、請求項24に記載のベクター。
  28. 前記単離されたヌクレオチド配列が、前記1つ以上のRNAi核酸配列に機能的に連結された第2のプロモーターを含む、請求項24~27のいずれか一項に記載のベクター。
  29. 請求項1~28のいずれか一項に記載の遺伝子治療ベクターと、
    任意選択で、薬学的に許容される担体と
    を含む、組成物。
  30. 哺乳動物におけるアルツハイマー病を予防、阻害、または治療するための方法であって、
    前記哺乳動物に、有効量の、請求項1~28のいずれか一項に記載の遺伝子治療ベクターを含む組成物または請求項29に記載の組成物を投与すること
    を含む、方法。
  31. 哺乳動物におけるAPOE4発現に関連する疾患を予防、阻害、または治療するための方法であって、
    前記哺乳動物に、有効量の、請求項1~28のいずれか一項に記載の遺伝子治療ベクターを含む組成物または請求項29に記載の組成物を投与すること
    を含む、方法。
  32. 前記組成物が、前記遺伝子治療ベクターもしくは前記異なるベクター、またはその両方を含むリポソームを含む、請求項30または31に記載の方法。
  33. 前記組成物が、前記遺伝子治療ベクターもしくは前記異なるベクター、またはその両方を含むナノ粒子を含む、請求項30または31に記載の方法。
  34. 前記遺伝子治療ベクターもしくは前記異なるベクター、またはその両方が、ウイルスベクターを含む、請求項30または31に記載の方法。
  35. 前記哺乳動物が、E2/E4ヘテロ接合体である、請求項30~34のいずれか一項に記載の方法。
  36. 前記哺乳動物が、E4/E4ホモ接合体である、請求項30~34のいずれか一項に記載の方法。
  37. 前記組成物が、全身投与される、請求項30~36のいずれか一項に記載の方法。
  38. 前記組成物が、経口投与される、請求項30~37のいずれか一項に記載の方法。
  39. 前記組成物が、静脈内投与される、請求項30~37のいずれか一項に記載の方法。
  40. 前記組成物が、局所投与される、請求項30~37のいずれか一項に記載の方法。
  41. 前記組成物が、注射される、請求項30~37のいずれか一項に記載の方法。
  42. 前記組成物が、中枢神経系に投与される、請求項30~37のいずれか一項に記載の方法。
  43. 前記組成物が、脳に投与される、請求項30~37のいずれか一項に記載の方法。
  44. 前記組成物が、徐放性組成物である、請求項30~43のいずれか一項に記載の方法。
  45. 前記哺乳動物が、ヒトである、請求項30~44のいずれか一項に記載の方法。
  46. 前記RNAi配列が、APOE4 mRNAの阻害のための前記1つ以上のRNAi核酸配列を各々が含む複数のmiRNA配列を含む、請求項30~45のいずれか一項に記載の方法。
  47. 前記ベクターにおける前記miRNA配列のうちの1つが、前記オープンリーディングフレームに対して5’に挿入されており、別のmiRNA配列が、前記オープンリーディングフレームに対して3’に挿入されている、請求項46に記載の方法。
  48. 前記RNAi配列が、APOE4 mRNAの阻害のための前記1つ以上のRNAi核酸配列を含むmiRNA配列を含む、請求項30~45のいずれか一項に記載の方法。
  49. 前記ベクターにおける前記miRNA配列が、前記オープンリーディングフレームに対して5’に挿入されている、請求項48に記載の方法。
  50. 前記ベクターにおける前記miRNA配列が、前記オープンリーディングフレームに対して3’に挿入されている、請求項48に記載の方法。
  51. 前記ベクターが、前記RNAi配列に機能的に連結されたPolIIIプロモーターを含む、請求項30~45のいずれか一項に記載の方法。
  52. 第2のベクターが、前記RNAi配列に機能的に連結されたPolIIIプロモーターを含む、請求項30~45のいずれか一項に記載の方法。
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