JP2023504314A - 治療的編集 - Google Patents

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Abstract

操作されたポリヌクレオチドを含む組成物、それを含む医薬組成物、それを作製する方法、および操作されたポリヌクレオチドを含む組成物を含む処置の方法が、本明細書で開示される。一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドが本明細書で開示される。ある態様では、操作されたポリヌクレオチドは、標的RNAの領域に少なくとも部分的に相補的である標的化配列を含む操作されたポリヌクレオチドを含み、この標的RNAの領域は、(a)アミロイド前駆体タンパク質(APP)ポリペプチドを少なくとも部分的にコードする配列を含み、(b)(a)の近位にある配列を含み、または(c)(a)および(b)を含み、この操作されたポリヌクレオチドは、RNA編集実体による標的RNAのヌクレオチドの塩基の編集を助長するように構成されている。

Description

相互参照
本願は、2019年12月2日に出願した米国特許仮出願第62/942,683号、2019年12月2日に出願した米国特許仮出願第62/942,693号、2019年12月2日に出願した米国特許仮出願第62/942,667号、2019年5月11日に出願した米国特許仮出願第63/022,727号、2020年5月26日に出願した仮出願第63/030,165号および2020年11月11日に出願した仮出願第63/112,286号の利益を主張するものであり、これらの出願は、それら全体が参照により本明細書に組み込まれる。
配列表
本願は、ASCII形式で電子的に提出した配列表を含み、この配列表は、その全体がこれにより参照により本明細書に組み込まれる。2020年12月1日に作成した前記ASCIIコピーは、54761_712_601_SL.txtという名であり、サイズが353,400バイトである。
概要
一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドが本明細書で開示される。ある態様では、操作されたポリヌクレオチドは、標的RNAの領域に少なくとも部分的に相補的である標的化配列を含む操作されたポリヌクレオチドを含み、この標的RNAの領域は、(a)アミロイド前駆体タンパク質(APP)ポリペプチドを少なくとも部分的にコードする配列を含み、(b)(a)の近位にある配列を含み、または(c)(a)および(b)を含み、この操作されたポリヌクレオチドは、RNA編集実体による標的RNAのヌクレオチドの塩基の編集を助長するように構成されている。
一部の実施形態では、RNA編集実体による標的RNAのヌクレオチドの塩基の編集は、編集のない標的RNAによりコードされるAPPポリペプチドと比べて、セクレターゼ酵素によるAPPポリペプチドの(a)プロセシング、(b)切断、または(c)(a)および(b)の増加または減少を助長する。一部の実施形態では、セクレターゼ酵素は、アルファセクレターゼ、ベータセクレターゼ、ガンマセクレターゼ、またはこれらの組合せを含む。一部の実施形態では、セクレターゼ酵素は、ベータセクレターゼを含み、このベータセクレターゼは、ベータ部位アミロイド前駆体タンパク質切断酵素1(BACE1)、カテプシンB、またはメプリンベータを含む。
一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドは、標的RNAと会合している場合、RNA編集実体を少なくとも一部は動員する構造的特徴をさらに含む。一部の実施形態では、構造的特徴は、バルジ、内部ループ、ヘアピン、ミスマッチ、ゆらぎ塩基対、またはこれらの任意の組合せを含む。一部の実施形態では、構造的特徴は、バルジを含む。一部の実施形態では、バルジは、非対称バルジを含む。一部の実施形態では、バルジは、対称バルジを含む。一部の実施形態では、バルジは、操作されたポリヌクレオチドの約1~約4ヌクレオチド、および標的RNAの約0~約4ヌクレオチドを含む。一部の実施形態では、バルジは、操作されたポリヌクレオチドの約0~約4ヌクレオチド、および標的RNAの約1~約4ヌクレオチドを含む。一部の実施形態では、バルジは、操作されたポリヌクレオチドの3ヌクレオチド、および標的RNAの3ヌクレオチドを含む。一部の実施形態では、構造的特徴は、内部ループを含む。一部の実施形態では、内部ループは、非対称内部ループを含む。一部の実施形態では、内部ループは、対称内部ループを含む。一部の実施形態では、内部ループは、操作されたポリヌクレオチドまたは標的RNAのいずれかの約5~約10ヌクレオチドにより形成される。一部の実施形態では、構造的特徴は、ヘアピンを含む。一部の実施形態では、ヘアピンは、二本鎖RNA分子を含み、ヘアピンは、標的化配列を含まない。一部の実施形態では、ヘアピンのステムループは、長さ約3~約15ヌクレオチドである。一部の実施形態では、構造的特徴は、ミスマッチを含む。一部の実施形態では、ミスマッチは、標的RNAのヌクレオチドの塩基の向かい側のその塩基と不対合の、操作されたポリヌクレオチドの標的化配列内の塩基を含む。一部の実施形態では、ミスマッチは、グアニン-グアニンミスマッチを含む。一部の実施形態では、ミスマッチは、アデノシン-シトシンミスマッチを含み、この場合、アデノシンは、標的RNA中にあり、シトシンは、操作されたポリヌクレオチドの標的化配列内にある。一部の実施形態では、アデノシン-シトシンミスマッチにおけるアデノシンは、RNA編集実体により編集される標的RNA中のヌクレオチドの塩基である。一部の実施形態では、構造的特徴は、ゆらぎ塩基対を含む。一部の実施形態では、ゆらぎ塩基対は、ウラシルと対合しているグアニンを含む。一部の実施形態では、構造的特徴は、構造モチーフを含み、この構造モチーフは、2つのバルジとアデノシン-シトシンミスマッチとを含む。
一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドは、RNA編集実体を動員することができるRNA編集実体動員ドメインをさらに含む。一部の実施形態では、RNA編集実体は、RNA特異的アデノシンデアミナーゼ(ADAR)ポリペプチドまたはその生物活性断片を含む。一部の実施形態では、ADARポリペプチドまたはその生物活性断片は、ADAR1、ADAR2、またはこれらのいずれかの生物活性断片を含む。一部の実施形態では、ADARポリペプチドまたはその生物活性断片は、標的RNAを含む神経細胞において合成的に過剰発現される。一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドは、RNA編集実体動員ドメインを含まない。一部の実施形態では、ヌクレオチドは、APPポリペプチドの切断部位に近接しているアミノ酸をコードするコドンに含まれており、このアミノ酸は、配列番号1のポリペプチド配列を含むAPPポリペプチドの670、671、672、673、682、684、687、712または714位にある。一部の実施形態では、切断部位は、アルファ-セクレターゼ切断部位、ベータ-セクレターゼ切断部位、ベータ’-セクレターゼ切断部位、ガンマ-セクレターゼ切断部位、およびこれらの任意の組合せからなる群から選択される。一部の実施形態では、標的RNAは、標的RNAのヌクレオチドの塩基の編集から生成される改変APPポリペプチドと比較して少なくとも1つのアミノ酸残基の差異を含む未改変APPポリペプチドをコードする。一部の実施形態では、少なくとも1つのアミノ酸残基の差異は、配列番号1のポリペプチド配列を含むAPPポリペプチドのK670E、K670R、K670G、M671V、D672G、E682G、H684R、K687R、K687E、またはK687Gを含む。一部の実施形態では、少なくとも1つのアミノ酸残基の差異は、配列番号1のポリペプチド配列を含むAPPポリペプチドのK670GまたはM671Vを含む。
一部の実施形態では、組成物は、第2の標的RNAの領域に少なくとも部分的に相補的である第2の標的化配列を含む第2の操作されたポリヌクレオチドをさらに含む。一部の実施形態では、第2の標的RNAの領域は、(a)タウポリペプチドもしくはアルファ-シヌクレイン(SNCA)ポリペプチドを少なくとも部分的にコードする、(b)(a)の近位にある配列を含む、または(c)(a)および(b)を含む。一部の実施形態では、第2の標的RNAの領域は、タウポリペプチドを少なくとも部分的にコードし、この領域は、配列番号16~配列番号27を含む。一部の実施形態では、第2の標的RNAの領域がSNCAポリペプチドを少なくとも部分的にコードし、その領域が配列番号36~配列番号44を含む、請求項39に記載の組成物。
一部の実施形態では、編集は、RNA編集実体による標的RNAの第2のヌクレオチドの少なくとも第2の塩基の編集をさらに含む。一部の実施形態では、RNA編集実体による標的RNAまたは第2の標的RNAのヌクレオチドの塩基の編集は、in vitroアッセイにより判定して、β-アミロイド、SNCAポリペプチド、タウポリペプチドの、またはβ-アミロイド、SNCAポリペプチドもしくはタウポリペプチドをコードするRNAの形成を低減、防止または消失させるのに十分なものであり、前記in vitroアッセイは、(a)操作されたポリヌクレオチドまたは第2の操作されたポリヌクレオチドを標的RNAまたは第2の標的RNAと接触させること、および(b)編集された標的RNAによりコードされる改変APPポリペプチド、編集された第2の標的RNAによりコードされる改変タウポリペプチド、または編集された第2の標的RNAによりコードされる改変SNCAポリペプチドについてのプロセシングの、切断の、またはプロセシングおよび切断のモジュレーションを、未編集の標的RNAによりコードされる未改変APPポリペプチド、未編集の第2の標的RNAによりコードされる未改変タウポリペプチド、または未編集の第2の標的RNAによりコードされる未改変SNCAポリペプチドについてのプロセシングの、切断の、またはプロセシングおよび切断のモジュレーションと比較して判定することを含む。
一部の実施形態では、RNA編集実体による標的RNAおよび第2の標的RNAのヌクレオチドの塩基の編集は、β-アミロイドの形成を低減、防止または消失させるのに十分なものであり、このβ-アミロイドは、Aベータ40断片、Aベータ42断片、またはAベータ40断片およびAベータ42断片を含む。一部の実施形態では、RNA編集実体による標的RNAおよび第2の標的RNAのヌクレオチドの塩基の編集は、組成物との接触のない他の点では同等の細胞と比較して形成を約1/1、1/3、1/5、1/10または1/50に低減させるのに十分なものである。一部の実施形態では、編集は、β-アミロイドペプチド形成を消失させるのに十分なものである。一部の実施形態では、編集は、分泌型細胞外ドメインAPPアルファ(sAPPa)の量を増加させるのに十分なものである。
一部の実施形態では、組成物が本明細書で開示される。ある態様では、組成物は、(a)標的RNAの領域に少なくとも部分的に相補的である標的化配列を含む操作されたポリヌクレオチドであって、標的RNAの領域が、アミロイド前駆体タンパク質(APP)ポリペプチドを少なくとも部分的にコードする、操作されたポリヌクレオチドと、(b)第2の標的RNAの領域に少なくとも部分的に相補的である第2の標的化配列を含む第2の操作されたポリヌクレオチドであって、第2の標的RNAの領域が、タウポリペプチドまたはアルファ-シヌクレイン(SNCA)ポリペプチドを少なくとも部分的にコードする、第2の操作されたポリヌクレオチドとを含み、この操作されたポリヌクレオチドおよび第2の操作されたポリヌクレオチドは、独立して、RNA編集実体による標的RNAまたは第2の標的RNAのヌクレオチドの塩基の編集を助長するように構成されている。
一部の実施形態では、第2の標的RNAの領域は、タウポリペプチドを少なくとも部分的にコードし、この領域は、配列番号16~配列番号27を含む。一部の実施形態では、第2の標的RNAの領域は、SNCAポリペプチドを少なくとも部分的にコードし、この領域は、配列番号36~配列番号44を含む。
一部の実施形態では、RNA編集実体による標的RNAまたは第2の標的RNAのヌクレオチドの塩基の編集は、in vitroアッセイにより判定して、β-アミロイド、SNCAポリペプチド、タウポリペプチドの、またはβ-アミロイド、SNCAポリペプチドもしくはタウポリペプチドをコードするRNAの形成を低減または消失させるのに十分なものであり、前記in vitroアッセイは、(a)操作されたポリヌクレオチドを標的RNAと接触させること、または第2の操作されたポリヌクレオチドを第2の標的RNAと接触させること、および(b)編集された標的RNAによりコードされる改変APPポリペプチド、編集された第2の標的RNAによりコードされる改変タウポリペプチド、または編集された第2の標的RNAによりコードされる改変SNCAポリペプチドについてのプロセシングの、切断の、またはプロセシングおよび切断のモジュレーションを、未編集の標的RNAによりコードされる未改変APPポリペプチド、未編集の第2の標的RNAによりコードされる未改変タウポリペプチド、または未編集の第2の標的RNAによりコードされる未改変SNCAポリペプチドについてのプロセシングの、切断の、またはプロセシングおよび切断のモジュレーションと比較して判定することを含む。
一部の実施形態では、RNA編集実体による標的RNAおよび第2の標的RNAのヌクレオチドの塩基の編集は、組成物との接触のない他の点では同等の細胞と比較して形成を約1/1、1/3、1/5、1/10または1/50に低減させるのに十分なものである。一部の実施形態では、モジュレーションは、a)改変APPポリペプチド、改変タウポリペプチド、改変SNCAポリペプチド、もしくはこれらのいずれかの組合せ、b)改変APPポリペプチドをコードするmRNA転写物、改変タウポリペプチドをコードするmRNA転写物、改変SNCAポリペプチドをコードするmRNA転写物、もしくはこれらのいずれかの組合せ、c)改変APPポリペプチドのリン酸化、改変タウポリペプチドのリン酸化、改変SNCAポリペプチドのリン酸化、もしくはこれらのいずれかの組合せ、d)改変APPポリペプチドの凝集、改変タウポリペプチドの凝集、改変SNCAポリペプチドの凝集、もしくはこれらのいずれかの組合せ、またはe)それらのいずれかの組合せの、レベルを測定することにより判定される。
一部の実施形態では、ベクターが本明細書で開示される。ある態様では、ベクターは、(a)本明細書においておよびそれについて記載される操作されたポリヌクレオチドをコードするポリヌクレオチド配列、(b)第2の操作されたポリヌクレオチド、または(c)これらのいずれかの組合せを含む。一部の実施形態では、第3の操作されたポリヌクレオチドは、siRNA、shRNA、miRNA、piRNA、アンチセンスオリゴヌクレオチドを含む、またはこれらのうちの少なくとも1つを含まない。一部の実施形態では、AAVベクターは、AAV2、AAV5、AAV6、AAV8、AAV9、その一部分、その融合産物、およびこれらの任意の組合せを含む群から選択される血清型のものである。一部の実施形態では、AAVベクターは、repと、AAV2からの逆方向末端反復(ITR)配列と、AAV5からのcap配列とを含む。一部の実施形態では、AAVベクターは、突然変異した末端分離部位(TRS)を有するITRであるITR配列を含む。
一部の実施形態では、単位用量形態の医薬組成物が本明細書で開示される。ある態様では、単位用量形態の医薬組成物は、本明細書においておよびそれについて記載される操作されたポリヌクレオチド、または本明細書においておよびそれについて記載されるベクターを含む。
一部の実施形態では、疾患または状態の処置または予防を必要とする対象における疾患または状態を処置するまたは予防する方法が本明細書で開示される。ある態様では、疾患または状態の処置または予防を必要とする対象における疾患または状態を処置または予防する方法は、対象に、(a)本明細書においておよびそれについて記載されるベクター、(b)本明細書においておよびそれについて記載される医薬組成物、または(c)(a)および(b)を投与するステップを含み、投与するステップの後、対象は、(a)脳スキャン、血液検査もしくは両方により測定して、投与するステップを受けていない他の点では同等の対象と比較してβ-アミロイドの形成の少なくとも1/1への低減;(b)または操作されたポリヌクレオチドを標的RNAと接触させることおよびsAPPaのレベルをウェスタンブロットにより判定することを含む、in vitroアッセイにより判定して、投与するステップを受けていない他の点では同等の対象と比較して分泌型細胞外ドメインAPPアルファ(sAPPa)の少なくとも1倍増加を有する。
一部の実施形態では、β-アミロイドは、Aベータ40断片、Aベータ42断片または両方のうちの少なくとも1つを含む。
一部の実施形態では、疾患または状態の処置または予防を必要とする対象における疾患または状態を処置するまたは予防する方法が本明細書で開示される。ある態様では、疾患または状態の処置または予防を必要とする対象における疾患または状態を処置または予防する方法は、対象に、操作されたポリヌクレオチド、または操作されたポリヌクレオチドをコードするベクターを含む組成物を投与するステップを含み、この操作されたポリヌクレオチドは、標的RNAの領域に少なくとも部分的に相補的である標的化配列を含み、この標的RNAの領域は、(a).アミロイド前駆体タンパク質(APP)ポリペプチドを少なくとも部分的にコードする配列を含み、(b)(a)の近位にある配列を含み、または(c).(a)および(b)を含み、この操作されたポリヌクレオチドは、RNA編集実体による標的RNAのヌクレオチドの塩基の編集を助長するように構成されており、それによって、編集された標的RNAが、他の点では同等の未編集の標的RNAによりコードされる未改変APPポリペプチドと比較してベータセクレターゼによる切断に対する感受性が低下している改変APPポリペプチドをコードし、この改変APPポリペプチドの切断に対する感受性低下は、i.操作されたポリヌクレオチドを標的RNAと接触させること、および編集された標的RNAによりコードされる改変APPポリペプチドのベータセクレターゼによる切断を、未編集の標的RNAによりコードされる未改変APPポリペプチドの切断と比較して判定することを含む、in vitroアッセイ、ii.投与するステップの後のin vivo診断、iii.投与するステップの後の血液検査を含むin vitroアッセイ、iv.投与するステップの後の対象の脳組織の組織学的検査、またはv.これらの任意の組合せにより判定して、β-アミロイド形成の低減をもたらす。
一部の実施形態では、ベータセクレターゼは、ベータ部位アミロイド前駆体タンパク質切断酵素1(BACE1)、カテプシンB、またはメプリンベータを含む。一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドは、標的RNAと会合している場合、RNA編集実体を少なくとも一部は動員する構造的特徴をさらに含む。一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドは、RNA編集実体動員ドメインをさらに含む。一部の実施形態では、疾患または状態は、神経変性疾患または状態を含む。一部の実施形態では、神経変性疾患または状態は、アルツハイマー病、パーキンソン病、認知症、レビー小体型認知症、進行性核上性麻痺、前頭側頭葉変性症、大脳皮質基底核変性症、またはこれらの任意の組合せを含む。
一部の実施形態では、方法は、第2の投与するステップをさらに含む。一部の実施形態では、投与するステップ、第2の投与するステップ、または両方は、独立して、少なくとも月1回、繰り返される。一部の実施形態では、投与するステップ、第2の投与するステップ、または両方は、独立して、非経口経路、経口経路、呼吸器経路、十二指腸内経路、直腸経路、またはこれらの組合せにより行われる。一部の実施形態では、in vivo診断は、陽電子放出断層撮影スキャン、コンピュータ断層撮影法スキャン、磁気共鳴画像法、脊椎穿刺、またはこれらの組合せを含む。
一部の実施形態では、改変APPポリペプチドは、未編集の標的RNAポリペプチドによりコードされる未改変APPポリペプチドと比較して、アルファセクレターゼによる切断に対する感受性の増大を有する。一部の実施形態では、アルファセクレターゼによる改変APPポリペプチドの切断は、投与するステップを受けていない他の点では同等の対象と比較して、対象における分泌型細胞外APPアルファ(sAPPa)の量の増加をもたらす。一部の実施形態では、β-アミロイド形成の低減は、投与するステップを受けていない他の点では同等の対象と比較して、少なくとも約1/1、1/3、1/5、1/10または1/50への低減を含む。
一部の実施形態では、ベクターは、AAV2、AAV5、AAV6、AAV8、AAV9、その一部分、その融合産物、またはこれらの任意の組合せを含む群から選択される血清型のAAVベクターを含む。一部の実施形態では、組成物は、(a)第2の操作されたポリヌクレオチド、(b)第2の操作されたポリヌクレオチドをコードする第2のベクター、(c)第2の操作されたポリヌクレオチドをさらにコードするベクター、または(d)これらの任意の組合せをさらに含み、この第2の操作されたポリヌクレオチドは、第2の標的RNAの領域に少なくとも部分的に相補的である第2の標的化配列を含む。一部の実施形態では、第2の標的RNAの領域は、(a)タウポリペプチドもしくはアルファ-シヌクレイン(SNCA)ポリペプチドを少なくとも部分的にコードする、(b)(a)の近位にある配列を含む、または(c)(a)および(b)を含む。一部の実施形態では、RNA編集実体による標的RNAまたは第2の標的RNAのヌクレオチドの塩基の編集は、in vitroアッセイにより判定して、β-アミロイド、SNCAポリペプチド、タウポリペプチドの、またはβ-アミロイド、SNCAポリペプチドもしくはタウポリペプチドをコードするRNAの形成を低減または消失させるのに十分なものであり、in vitroアッセイは、(a)操作されたポリヌクレオチドを標的RNAと接触させること、または第2の操作されたポリヌクレオチドを第2の標的RNAと接触させること、および(b)編集された標的RNAによりコードされる改変APPポリペプチド、編集された第2の標的RNAによりコードされる改変タウポリペプチド、または編集された第2の標的RNAによりコードされる改変SNCAポリペプチドについてのプロセシングの、切断の、またはプロセシングおよび切断のモジュレーションを、未編集の標的RNAによりコードされる未改変APPポリペプチド、未編集の第2の標的RNAによりコードされる未改変タウポリペプチド、または未編集の第2の標的RNAによりコードされる未改変SNCAポリペプチドについてのプロセシングの、切断の、またはプロセシングおよび切断のモジュレーションと比較して判定することを含む。
一部の実施形態では、神経細胞のex vivo集団を組成物と接触させると、サンガーシークエンシングにより測定して、接触後に集団内の神経細胞の少なくとも5%が編集される。一部の実施形態では、集団内の神経細胞の少なくとも10%、15%、20%、30%、40%または50%が編集される。一部の実施形態では、編集は、RNA編集実体による標的RNAの第2のヌクレオチドの少なくとも第2の塩基の編集をさらに含む。一部の実施形態では、対象は、疾患または状態と診断される。一部の実施形態では、方法は、追加の治療剤の第2の投与するステップをさらに含む。一部の実施形態では、投与するステップおよび第2の投与するステップは連続している。一部の実施形態では、投与するステップおよび第2の投与するステップは同時に行われる。一部の実施形態では、
一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドが本明細書で開示される。ある態様では、操作されたポリヌクレオチドは、配列番号52~配列番号52、配列番号71~配列番号148、および配列番号159~配列番号167から選択される配列の少なくとも一部分と少なくとも90%、95%、97%または99%の配列同一性を有する配列を含む。
一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドが本明細書で開示される。ある態様では、操作されたポリヌクレオチドは、BLASTにより判定して、配列番号150~配列番号158から選択される配列の一部分と少なくとも90%、95%、97%または99%の配列同一性を有する配列に少なくとも部分的に結合することができる標的化配列を含む。
一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドが本明細書で開示される。ある態様では、操作されたポリヌクレオチドは、標的RNAの領域に少なくとも部分的に相補的である標的化配列を含み、この標的RNAの領域は、(a)アミロイド前駆体タンパク質(APP)ポリペプチド、アルファ-シヌクレイン(SNCA)ポリペプチド、またはタウポリペプチドを少なくとも部分的にコードし、(b)(a)の近位にある配列を含み、または(c)(a)および(b)を含み、この操作されたポリヌクレオチドは、RNA編集実体による標的RNAの領域内のポリヌクレオチドのヌクレオチドの塩基の編集を助長するように構成されているか、APPポリペプチド、SNCAポリペプチドもしくはタウポリペプチドの発現のモジュレーションを助長するように構成されているか、またはこれらの組合せである。
RNA編集実体による標的RNAの領域内のポリヌクレオチドのヌクレオチドの塩基の編集を助長する一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドは、セクレターゼ酵素による標的RNAのプロセシングおよび/または切断のモジュレーションを助長するように構成されている。一部の実施形態では、標的RNAは、APPポリペプチドである。一部の実施形態では、標的RNAの領域は、セクレターゼ酵素により切断される。一部の実施形態では、セクレターゼは、ベータセクレターゼ、γ-セクレターゼ、またはベータセクレターゼおよびγ-セクレターゼである。一部の実施形態では、ベータセクレターゼ、およびこのベータセクレターゼは、ベータ部位アミロイド前駆体タンパク質切断酵素1、カテプシンB、またはメプリンベータを含む。一部の実施形態では、(b)を含む操作されたポリヌクレオチドについて、APPポリペプチド、SNCAポリペプチドまたはタウポリペプチドを少なくとも部分的にコードする、標的RNAの領域の近位にある配列は、3’非翻訳領域(3’UTR)の少なくとも一部分を含む。一部の実施形態では、(b)を含む操作されたポリヌクレオチドについて、APPポリペプチド、SNCAポリペプチドまたはタウポリペプチドを少なくとも部分的にコードする標的RNAの領域の近位にある配列は、5’非翻訳領域(5’UTR)の少なくとも一部分を含む。一部の実施形態では、5’UTRの塩基の編集は、APPポリペプチド、SNCAポリペプチド、またはタウポリペプチドの遺伝子翻訳を少なくとも部分的に調節する結果となる。一部の実施形態では、5’UTRの領域のポリヌクレオチドのヌクレオチドの塩基の編集は、APPのmRNA翻訳の調節を助長する結果となる。一部の実施形態では、(b)を含む操作されたポリヌクレオチドについて、APPポリペプチド、SNCAポリペプチドまたはタウポリペプチドを少なくとも部分的にコードする標的RNAの領域の近位にある配列は、ポリ(A)テール、マイクロRNA応答エレメント(MRE)、AUリッチエレメント(ARE)、またはこれらの任意の組合せの、少なくとも一部分を含む。一部の実施形態では、標的RNAの領域は、APPポリペプチドを少なくとも部分的にコードする。一部の実施形態では、標的RNAの領域は、SNCAポリペプチドを少なくとも部分的にコードする。一部の実施形態では、標的RNAの領域は、タウポリペプチドを少なくとも部分的にコードする。一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドは、ベータ部位アミロイド前駆体タンパク質切断酵素1による標的RNAの切断を助長するように構成されている。一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドは、RNA編集実体による標的RNAの領域のポリヌクレオチドのヌクレオチドの塩基の編集を助長するように構成されている。一部の実施形態では、標的RNAの領域に少なくとも部分的に相補的である標的化配列は、標的RNAの領域内のヌクレオチドに相補的でない少なくとも1つのヌクレオチドを含む。一部の実施形態では、相補的でない少なくとも1つのヌクレオチドは、アデノシン(A)であり、このAは、A/Cミスマッチに含まれている。一部の実施形態では、標的RNAは、mRNA、tRNA、lncRNA、lincRNA、miRNA、rRNA、snRNA、マイクロRNA、siRNA、piRNA、snoRNA、snRNA、exRNA、scaRNA、YRNA、およびhnRNAを含む群から選択される。一部の実施形態では、標的RNAは、mRNAである。一部の実施形態では、標的RNAの領域は、野生型APPポリペプチド、野生型SNCAポリペプチド、または野生型タウポリペプチドをコードする他の点では同等の領域と比較して突然変異を含む。一部の実施形態では、突然変異は、多型を含む。一部の実施形態では、標的化配列は、長さ約40、60、80、100、または120ヌクレオチドである。一部の実施形態では、標的化配列は、長さ約100ヌクレオチドである。
一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドは、RNA編集実体を動員することができるRNA編集実体動員ドメインをさらに含む。一部の実施形態では、RNA編集実体動員ドメインは、長さ少なくとも1~約75ヌクレオチドである。一部の実施形態では、RNA編集実体動員ドメインは、長さ少なくとも30~50ヌクレオチドである。
RNA編集実体動員ドメインが、グルタミン酸イオンチャネル型受容体AMPA型サブユニット2(GluR2)配列を含む、請求項25から27のいずれか一項に記載の操作されたポリヌクレオチド。一部の実施形態では、GluR2配列は、配列番号2に対して少なくとも約80%、85%、90%、95%、または99%の配列同一性を有する。一部の実施形態では、GluR2配列は、配列番号2を含む。一部の実施形態では、RNA編集実体は、RNA特異的アデノシンデアミナーゼ(ADAR)ポリペプチドもしくはその生物活性断片、またはtRNA特異的アデノシンデアミナーゼ(ADAT)ポリペプチドもしくはその生物活性断片を含む。一部の実施形態では、ADAR1またはADAR2を含む、ADARポリペプチドまたはその生物活性断片。一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドは、動員ドメインを欠いている。
一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドは、RNA編集実体を少なくとも一部は動員する構造的特徴をさらに含む。一部の実施形態では、構造的特徴は、バルジ、ヘアピン、内部ループ、構造化モチーフ、およびこれらの任意の組合せを含む。一部の実施形態では、構造的特徴は、バルジを含む。一部の実施形態では、バルジは、非対称バルジである。一部の実施形態では、バルジは、対称バルジである。一部の実施形態では、バルジは、長さ1~29ヌクレオチドである。一部の実施形態では、構造的特徴は、ヘアピンを含む。一部の実施形態では、構造的特徴は、内部ループを含む。一部の実施形態では、内部ループは、非対称ループである。一部の実施形態では、内部ループは、対称ループである。一部の実施形態では、構造的特徴は、構造化モチーフを含む。一部の実施形態では、構造化モチーフは、バルジ、ヘアピンおよび内部ループのうちの少なくとも2つを含む。一部の実施形態では、構造化モチーフは、バルジおよびヘアピンを含む。一部の実施形態では、構造化モチーフは、バルジおよび内部ループを含む。
一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドは、互いに共有結合で連結されている複数の糖およびリン酸部分を含む骨格を有し、この骨格は、5’還元性ヒドロキシル、3’還元性ヒドロキシル、または両方を含む。一部の実施形態では、骨格内の5’還元性ヒドロキシルの各々は、ホスホジエステル結合によって3’還元性ヒドロキシルの各々に連結されている。一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドは、互いに共有結合で連結されている複数の糖およびリン酸部分を含む骨格を有し、この骨格は、5’還元性ヒドロキシル、3’還元性ヒドロキシル、または両方を欠いている。一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドは、標的RNAの領域と会合しており、この会合体は、ハイブリダイズしたポリヌクレオチド鎖を含む。一部の実施形態では、ハイブリダイズしたポリヌクレオチド鎖は、少なくとも一部は二重鎖を形成している。一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドは、化学的改変をさらに含む。一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドは、RNA、DNA、または両方を含む。一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドは、RNAを含む。
一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドが本明細書で開示される。ある態様では、操作されたポリヌクレオチドは、アミロイド前駆体タンパク質(APP)を少なくとも部分的にコードする標的RNAの領域のポリヌクレオチドのヌクレオチドの塩基の編集を助長するように構成されており、この場合、操作されたポリヌクレオチドおよび標的RNAと会合しているRNA編集実体が、標的RNAの領域のポリヌクレオチドのヌクレオチドの塩基を編集し、この編集によって、改変アミロイド前駆体タンパク質(APP)を少なくとも部分的にコードする編集された標的RNAが生成されることになる。
一部の実施形態では、RNA編集実体は、セクレターゼ酵素を含む。一部の実施形態では、セクレターゼ酵素は、ベータセクレターゼ、γ-セクレターゼ、またはベータセクレターゼおよびγ-セクレターゼである。一部の実施形態では、セクレターゼ酵素は、ベータセクレターゼであり、このベータセクレターゼは、ベータ部位アミロイド前駆体タンパク質切断酵素1、カテプシンB、およびメプリンベータからなる群から選択される。
一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドが本明細書で開示される。ある態様では、操作されたポリヌクレオチドは、アミロイド前駆体タンパク質(APP)を少なくとも部分的にコードする標的RNAの領域のポリヌクレオチドのヌクレオチドの塩基の編集をRNA編集実体により助長するように構成されており、この編集によって、他の点では同等の未編集の標的RNAと比較して少なくとも1つのアミノ酸置換を含む編集された標的RNAが生成されることになり、この編集された標的RNAは、他の点では同等の未編集の標的RNAによりコードされる他の点では同等のAPPと比較してベータセクレターゼ切断に対する感受性が変更されたAPPをコードし、この編集された標的RNAから生成されるAPPポリペプチドを発現する細胞には、ベータ部位アミロイド前駆体タンパク質切断酵素1(BACE1)による内在性基質の切断を示す代謝物の測定を含むin vitroアッセイにより判定して、未編集の標的RNAから生成されたAPPポリペプチドを発現する対応する細胞と比較してベータセクレターゼの内在性基質に対するベータセクレターゼ活性の低下が実質的になく、この内在性基質は、アミロイド様タンパク質1(APLP1)、アミロイド様タンパク質2(APLP2)、コンタクチン2、Jagged 1、神経細胞接着分子L1(CHL1)、ニューレキシン1α、ニューレキシン3β、ニューレグリン1(NRG1)、発作関連タンパク質6(SEZ6)、発作関連タンパク質6前駆体タンパク質(SEZ6L)、電位依存性ナトリウムイオンチャネル(VGSC)サブタイプNav1のβ(β1-4)補助サブユニット、VGSC補助サブユニットKCNE1もしくはKCNE2、これらのいずれかの機能的部分、またはそれらの任意の組合せを含む。
一部の実施形態では、ベータセクレターゼは、BACE1、カテプシンB、またはメプリンベータを含む。一部の実施形態では、内在性基質は、NRG1、SEZ6、またはCHL1を含む。
一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドが本明細書で開示される。ある態様では、操作されたポリヌクレオチドは、アミロイド前駆体タンパク質(APP)を少なくとも部分的にコードする標的RNAの領域のポリヌクレオチドのヌクレオチドの塩基の編集をRNA編集実体により助長するように構成されており、この編集によって、同等の未編集の標的RNAによりコードされる他の点では同等の未改変APPと比較して少なくとも1つのアミノ酸置換を含む編集された標的RNAによりコードされる改変APPが生成されることになり、この編集された標的RNAから生成される改変APPポリペプチドは、(i)細胞において発現されたとき、Aベータ40もしくはAベータ42酵素結合免疫吸着検定法(ELISA)により測定して、未編集の標的RNAから生成されるAPPポリペプチドと比較し少ない量のAベータ40、Aベータ42、もしくは両方を生じさせる、(ii)細胞において発現されたとき、sAPPa ELISAにより測定して、未編集の標的RNAから生成されるsAPPaと比較して増加した量の分泌型細胞外ドメインAPPアルファ(sAPPa)を生じさせる、または(iii)(i)および(ii)の任意の組合せである。
一部の実施形態では、ベクターが本明細書で開示される。ある態様では、ベクターは、(a)本明細書におけるおよびその操作されたポリヌクレオチド、(b)本明細書におけるおよびその操作されたポリヌクレオチドをコードするポリヌクレオチド、または(c)(a)および(b)を含む。
一部の実施形態では、ベクターは、第2の操作されたポリヌクレオチド、または第2の操作されたポリヌクレオチドをコードする第2のポリヌクレオチドをさらに含む。一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドと第2の操作されたポリヌクレオチドは同じである。一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドと第2の操作されたポリヌクレオチドは異なる。一部の実施形態では、第2の操作されたポリヌクレオチドは、第2の標的RNAの領域に少なくとも部分的にハイブリダイズする第2の標的化配列を含む。一部の実施形態では、第2の操作されたポリヌクレオチドは、siRNA、shRNA、miRNA、piRNA、アンチセンスオリゴヌクレオチドを含む、またはこれらのうちの少なくとも1つを含まない。一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドおよび第2の操作されたポリヌクレオチドは、互いに連続している。一部の実施形態では、ベクターのポリヌクレオチドは、操作されたポリヌクレオチドおよび第2の操作されたポリヌクレオチドを独立してコードし、これらのポリヌクレオチドは、同じプロモーター配列に動作可能に連結されている。一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドおよび第2の操作されたポリヌクレオチドは、互いに連続していない。
一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドは、APP標的RNAの領域に少なくとも部分的に相補的である標的化配列を含み、第2の操作されたポリヌクレオチドは、SNCAまたはタウ標的RNAの領域に少なくとも部分的に相補的である標的化配列を含む。一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドは、APP標的RNAの領域に少なくとも部分的に相補的である標的化配列を含み、第2の操作されたポリヌクレオチドは、SNCAポリペプチドまたはタウポリペプチドを標的とするsiRNA、shRNA、miRNA、piRNAまたはアンチセンスオリゴヌクレオチドを含む。
一部の実施形態では、ベクターは、ウイルスベクターである。一部の実施形態では、ウイルスベクターは、AAVベクターであり、このAAVベクターは、AAV2、AAV5、AAV6、AAV8、AAV9、その一部分、その融合産物、およびそれらの任意の組合せを含む群から選択される血清型のものである。一部の実施形態では、AAVベクターは、repと、AAV2からのITR配列と、AAV5からのcap配列とを含む。一部の実施形態では、AAVベクターは、自己相補型ITRであるITR配列を含む。一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドをコードするAAVベクターは、自己相補型である。
一部の実施形態では、単位用量形態の医薬組成物が本明細書で開示される。ある態様では、単位用量形態(unit dose dorm)の医薬組成物は、本明細書におけるおよびその操作されたポリヌクレオチドおよびベクターを含む。一部の実施形態では、単位用量の医薬組成物は、薬学的に許容される賦形剤、担体または希釈剤をさらに含む。
一部の実施形態では、組成物を作製する方法が本明細書で開示される。ある態様では、本明細書におけるおよびその操作されたポリヌクレオチドを薬学的に許容される賦形剤、希釈剤または担体と混合するステップを含む、医薬組成物を作製する方法。
一部の実施形態では、単離された細胞が本明細書で開示される。ある態様では、単離された細胞は、本明細書におけるもしくはその操作されたポリヌクレオチド、本明細書におけるもしくはそのベクター、または両方を含む。
一部の実施形態では、キットが本明細書で開示される。ある態様では、キットは、容器内の、本明細書におけるおよびその操作されたポリヌクレオチド、本明細書におけるおよびそのベクター、または両方を含む。一部の実施形態では、キットは、請求項1から63のいずれか一項に記載の操作されたポリヌクレオチドを容器に挿入することを含む。
一部の実施形態では、疾患または状態の処置または予防を必要とする対象における疾患または状態を処置するまたは予防する方法が本明細書で開示される。ある態様では、疾患または状態の処置または予防を必要とする対象における疾患または状態を処置または予防する方法は、それを必要とする対象に、(a)本明細書におけるおよびそのベクター、(b)本明細書におけるおよびその医薬組成物、または(c)(a)および(b)を投与するステップを含む。
一部の実施形態では、疾患または状態を処置するまたは予防する方法が本明細書で開示される。ある態様では、疾患または状態を処置または予防する方法は、それを必要とする対象に治療薬を投与するステップを含み、この治療薬は、アミロイド前駆体タンパク質(APP)を少なくとも部分的にコードする標的RNAの領域のポリヌクレオチドのヌクレオチドの塩基の編集をRNA編集実体により助長し、それによって、in vitroアッセイにより判定して、編集されていない他の点では同等のRNAによりコードされる他の点では同等のAPPと比較してベータセクレターゼ耐性APPを少なくとも部分的にコードする編集されたRNAが生成されることになり、前記in vitroアッセイは、ベータセクレターゼ耐性APPおよび他の点では同等のAPPを、a)ベータセクレターゼ、b)γ-セクレターゼ、c)またはベータセクレターゼおよびγ-セクレターゼと接触させることを含む。
一部の実施形態では、ベータセクレターゼは、ベータ部位アミロイド前駆体タンパク質切断酵素1、カテプシンB、またはメプリンベータを含む。一部の実施形態では、治療薬は、標的RNAの領域に少なくとも部分的にハイブリダイズする標的化配列を含む操作されたポリヌクレオチドを含むベクターを含むか、またはそのようなポリヌクレオチドをコードするベクターを含む。一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドは、RNA編集実体を動員することができるRNA編集実体動員ドメインをさらに含む。一部の実施形態では、RNA編集実体動員ドメインは、長さ少なくとも1~約75ヌクレオチドである。一部の実施形態では、RNA編集実体動員ドメインは、グルタミン酸イオンチャネル型受容体AMPA型サブユニット2(GluR2)配列を含む。一部の実施形態では、RNA編集実体は、RNA特異的アデノシンデアミナーゼ(ADAR)ポリペプチドもしくはその生物活性断片、またはtRNA特異的アデノシンデアミナーゼ(ADAT)ポリペプチドもしくはその生物活性断片を含む。一部の実施形態では、RNA編集実体は、ADARポリペプチドまたはその生物活性断片を含み、このADARは、ADAR1またはADAR2を含む。一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドは、RNA編集実体動員配列を欠いている。
一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドは、構造的特徴をさらに含む。一部の実施形態では、構造的特徴は、バルジ、ヘアピン、内部ループ、構造化モチーフ、およびこれらの任意の組合せを含む。一部の実施形態では、構造的特徴は、バルジを含む。一部の実施形態では、バルジは、非対称バルジである。一部の実施形態では、バルジは、対称バルジである。一部の実施形態では、バルジは、長さ1~29ヌクレオチドである。一部の実施形態では、構造的特徴は、ヘアピンを含む。一部の実施形態では、構造的特徴は、内部ループを含む。一部の実施形態では、内部ループは、非対称性である。一部の実施形態では、内部ループは、非対称性である。一部の実施形態では、構造的特徴は、構造化モチーフを含む。一部の実施形態では、構造化モチーフは、バルジ、ヘアピンおよび内部ループのうちの少なくとも2つを含む。一部の実施形態では、構造化モチーフは、バルジおよびヘアピンを含む。一部の実施形態では、構造化モチーフは、バルジおよび内部ループを含む。
一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドは、互いに共有結合で連結されている複数の糖およびリン酸部分を含む骨格を有し、この骨格は、5’還元性ヒドロキシル、3’還元性ヒドロキシル、または両方を含む。一部の実施形態では、骨格内の5’還元性ヒドロキシルの各々は、ホスホジエステル結合によって3’還元性ヒドロキシルの各々に連結されている。一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドは、互いに共有結合で連結されている複数の糖およびリン酸部分を含む骨格を有し、この骨格は、5’還元性ヒドロキシル、3’還元性ヒドロキシル、または両方を欠いている。
一部の実施形態では、ベータセクレターゼ耐性APPは、編集されていない他の点では同等のRNAから産生された他の点では同等のAPPと比較して、ベータセクレターゼにより切断され得る位置での切断に対する感受性が低下している。一部の実施形態では、ベータセクレターゼは、BACE1、カテプシンB、またはメプリンベータを含む。一部の実施形態では、ヌクレオチドは、APPの切断部位に近接しているアミノ酸をコードするコドンに含まれている。一部の実施形態では、APPにおける切断部位は、α-セクレターゼ切断部位、β-セクレターゼ切断部位、β’-セクレターゼ切断部位、γ-セクレターゼ切断部位、およびこれらの任意の組合せからなる群から選択される。一部の実施形態では、アミノ酸は、配列番号1のAPPの669、670、671、672、673、682、683、684、687、688、711、712、713または714位にある。一部の実施形態では、BACEプロテアーゼ耐性APPは、編集されていない他の点では同等のRNAから産生された他の点では同等のAPPと比較して、少なくとも1つのアミノ酸残基の差異を含む。一部の実施形態では、1つのアミノ酸残基の差異は、アミノ酸の電荷、疎水性もしくは極性の変化、またはこれらの任意の組合せをもたらす、アミノ酸置換を含む。一部の実施形態では、アミノ酸の差異は、保存的置換を含む。一部の実施形態では、アミノ酸の差異は、電荷中性置換を含む。一部の実施形態では、アミノ酸残基は、KからEへの変化、KからRへの変化、KからGへの変化、MからVへの変化、DからGへの変化、EからGへの変化、HからRへの変化、またはこれらの任意の組合せを含む。一部の実施形態では、アミノ酸残基の差異は、配列番号1のアミロイド前駆体タンパク質のK670E、K670R、K670G、M671V、D672G、E682G、H684R、K687R、K687E、またはK687Gを含む。一部の実施形態では、1つのアミノ酸の変化は、配列番号1のアミロイド前駆体タンパク質のK670GまたはM671Vを含む。
一部の実施形態では、標的RNAは、mRNA、tRNA、lncRNA、lincRNA、miRNA、rRNA、snRNA、siRNA、piRNA、snoRNA、exRNA、scaRNA、YRNA、eRNA、およびhnRNAを含む群から選択される。一部の実施形態では、標的RNAは、mRNAである。
一部の実施形態では、治療薬は、編集を直接助長する。一部の実施形態では、治療薬は、編集を間接的に助長する。一部の実施形態では、疾患または状態は、神経変性疾患または状態を含む。一部の実施形態では、神経変性状態は、アルツハイマー病、パーキンソン病、認知症、レビー小体型認知症、進行性核上性麻痺、前頭側頭葉変性症、大脳皮質基底核変性症、またはこれらの任意の組合せを含む。一部の実施形態では、状態は、外傷性脳損傷、ダウン症候群、がん、脆弱X症候群、自閉症、筋萎縮性側索硬化症、多発性硬化症、レッシュ・ナイハン病、代謝障害、またはこれらの任意の組合せを含む。一部の実施形態では、編集されたRNAまたはBACEプロテアーゼ耐性APPが、臨床試験で治療薬を投与された対象の少なくとも5%、8%、10%、15%、20%、30%、40%、または50%において生成される。一部の実施形態では、方法は、追加の治療剤の第2の投与するステップをさらに含む。一部の実施形態では、投与するステップおよび第2の投与するステップは、連続している。一部の実施形態では、投与するステップおよび第2の投与するステップは、同時に行われる。一部の実施形態では、投与するステップ、第2の投与するステップ、または両方は、独立して、少なくとも週1回、繰り返される。一部の実施形態では、投与するステップ、第2の投与するステップ、または両方は、独立して、非経口投与経路により行われる。一部の実施形態では、投与するステップ、第2の投与するステップ、または両方は、独立して、実質注射、髄腔内注射、側脳室内注射、大槽内注射、静脈内注射、もしくは鼻腔内注射、またはこれらの任意の組合せにより行われる。
図1は、異なる病原性タンパク質により引き起こされる疾患のベン図を示す。Aベータ斑、アルファ-シヌクレインレビー小体およびタウNFT病態は組み合わさって、対象のより不良な予後をもたらし得る。アルツハイマー病は、他の神経変性疾患とタンパク質病態を共有し得る。例えば、アルツハイマー病(AD)は、次のうちの1つまたは複数に関するタンパク質病態を共有し得る:CBD:大脳皮質基底核変性症;DLB:レビー小体認知症;FTDP-17T:タウ突然変異による17番染色体に連鎖する前頭側頭型認知症パーキンソニズム;LBVAD:レビー小体型アルツハイマー病;PD:パーキンソン病;PDD:認知症を伴うパーキンソン病;PiD:ピック病;またはPSP:進行性核上性麻痺。
図2Aは、APPのプロセシングの例示的な概略図を示す。この図は、Aベータ断片の形成につながり得る、APP上のベータおよびガンマセクレターゼ切断部位も示す。さらに、異なる集団においてアルツハイマー病に関与する病原性突然変異が示されている。β-およびγ-セクレターゼ切断部位の周辺の常染色体優性遺伝子突然変異は、全Aベータ代謝物産生レベルの上昇を引き起こすこともあり、またはより疎水性であり得るAベータ42ペプチドの特異的増加を引き起こすこともあり、早期発症アルツハイマー病リスク(リスク増加とリスク減少の両方)に関連し得る。これらのデータは、β-およびγ-セクレターゼ阻害剤の開発および臨床試験を支援するために使用されている。そのような突然変異の例をさらに説明する。例えば、A673V突然変異は、APPプロセシングをアミロイド形成経路の方にシフトさせてAベータペプチドの産生を増加させることができ、Aベータ40とAベータ42の両方の凝集および原線維形成特性を著しく強化することができる。A673T突然変異は、APP遺伝子中のβ-セクレターゼ切断部位に隣接して存在し、in vitroでAベータペプチドの形成の約40%低減をもたらすことができる。このバリアントは、ADの症例におけるより加齢対照群におけるほうが有意に多く見られることが判明しており、これは、A673TがADのリスクを低下させることを示唆する。APPの遺伝学およびゲノム研究によって、脳実質および脳血管へのAベータの堆積につながり得るAPPの52の病原性突然変異が同定されている。これらのファミリーの研究によって、正常APP配列の過剰発現(トリソミー21もしくはAPP重複)、または全Aベータの上昇、Aベータ42の上昇もしくはAベータ凝集の増加につながる突然変異は、認知症またはAD神経病態につながり得ることが示されている。図は、配列番号197を開示するものである。 図2Bは、APPのmRNA塩基編集についての可能な部位を示す例示的な概略図を示す。mRNA塩基編集を使用することにより、本明細書に記載の組成物は、BACE1媒介タンパク質分解に必要不可欠であり得るアミノ酸残基を特異的に変更することによって、BACE1機能と正常なAPPレベルの両方を保ちつつアルツハイマー病リスクの増加に関連するAベータ断片の形成を低減または消失させることができる。図は、出現順に配列番号197~198をそれぞれ開示するものである。
図2Cは、in vivoでのAPPプロセシングの略画概略図を示す。APPタンパク質である201は、N末端細胞外ドメインおよびより短いC末端を有し、このC末端は、アダプタータンパク質であるX11およびFe65が結合する極めて重要なチロシン-グルタミン酸-アスパラギン-プロリン-トレオニン-チロシン(YENPTY)(配列番号193)タンパク質選別ドメインを含有する。配列番号2の672番目~727番目のアミノ酸であるAベータペプチドを含有する断片である202が、203に拡大されている。アルファ、ベータ、ベータ’およびガンマ切断部位が、203のアミノ酸配列上に記入されている。図は、配列番号199を開示するものでもある。
図2Dおよび図2Eは、APPの正常および病原性プロセシングを示す略画概略図を描示する。図2Dは、APPの正常な非アミロイド形成性のプロセシング中に、アルファセクレターゼによる切断、続いてのガンマセクレターゼによる切断によって、可溶性細胞外ドメインアルファsAPPアルファ、細胞内C末端断片AICD、およびp3断片が生成されることになることを示す。図2Eは、APPの病原性でアミロイド形成性のプロセシング中に、BACE1が関与する切断、続いてのガンマセクレターゼが関与する切断によって、可溶性細胞外ドメインsAPPベータAICD、および病原性Aベータ断片が生成されることになることを示す。
図3は、APP、Aベータ断片の生成、ならびにAPPプロセシングにおけるA673TおよびA673V突然変異の効果を示す。APPの一部分のアミノ酸配列が示されている。Aベータ40の長さおよびAベータ42の配列も示されている。加えて、保護的(Aベータ1~Aベータ42レベルの低下、加齢に伴う認知の改善)であり得、BACE1切断の低減を示唆し得る突然変異である、A673T突然変異の位置が、示されている。リスク増加(Aベータ1~Aベータ42レベルの増加、認知障害)をもたらし得、BACE1切断の増加を示唆し得る突然変異である、A673V突然変異の位置が、示されている。完全長APPのアミノ酸コンセンサス配列は、配列番号2で提供される。図は、配列番号200を開示するものである。
図4は、疾患、状態の診断のためのまたはその進行をモニターするための例示的な方法を示す。この方法では、遺伝物質を含有する試料402を、対象401、例えば、APPの突然変異を有すると推定されるヒト対象から採取することができる。試料402を本明細書に記載の1つまたは複数の方法に付すことができる。一部の場合には、方法は、シークエンシング(例えば、ハイスループットシークエンシング)、遺伝子型判定、ハイブリダイゼーション、増幅、標識、またはこれらの任意の組合せを行うステップ(403)を含み得る。方法からの1つまたは複数の結果をプロセシングモジュール406に入力することができる。406では、1つまたは複数の入力パラメーター、例えば、試料識別情報、対象識別情報、試料型情報、参照情報または他の情報を、プロセッサー404に入力することができる。アッセイからの1つまたは複数の測定基準をプロセッサー404に入力することができ、その結果、プロセッサーは、結果、例えば、神経変性状態の診断、神経変性状態を発症するリスク、神経変性状態の処置の特定、神経変性状態の処置に対する応答性、またはこれらの任意の組合せを生成することができる。プロセッサーは、結果、入力パラメーター、測定基準、参照、またはこれらの任意の組合せを、ディスプレー405、例えば、ビジュアルディスプレーまたはグラフィカルユーザーインタフェースに送信することができる。プロセッサー404は、(i)結果、入力パラメーター、測定基準もしくはこれらの任意の組合せをサーバー407に送信することができ、(ii)結果、入力パラメーター、測定基準もしくはこれらの任意の組合せをサーバー407から受信することができ、(iii)またはそれらの組合せを行うことができる。
図5は、プロテアーゼによる切断をモジュレートしてAベータ断片の産生を減じるためのAPPタンパク質配列の標的突然変異部位の非限定的な例を示す、APPアミノ酸の模式的な略画(schematic carton)を示す。APPは、内在性プロテアーゼ、例えば、ベータ-セクレターゼ1(BACE1)およびアルファセクレターゼ(例えば、ADAM10)により切断される非常に多くの切断部位を含有する。図5に示すようなβ部位、β’部位およびα部位付近の突然変異を、ADARによる編集に適していると同定し、さらなる分析に選択した。15の標的突然変異が最も近い切断部位と共に下記の表1に示される。図は、出現順に配列番号201および203をそれぞれ開示するものである。
図6は、細胞における突然変異型APPの発現に使用するための、表1に収載されている、可能性のある突然変異を各々が独立して含む、APP695アイソフォームをコードする例示的なプラスミドを示す。両方向性CMVプロモーターは、プロモーターの両側からのmCherryおよびAPP 695の発現を駆動することができる。
図7は、改変APPタンパク質を生成するために使用したAPPにおける標的ヌクレオチド突然変異を示す略画を示す。BACEおよびADAM10切断部位が示されている。枠で囲まれたヌクレオチドは、標的突然変異を示す。図は、出現順に配列番号207~208、207、207、および209~218をそれぞれ開示するものである。
図8は、改変APPタンパク質を生成するために使用したAPPにおける標的ヌクレオチド突然変異を示す略画を示す。BACEおよびADAM10切断部位が示されている。枠で囲まれたヌクレオチドは、標的突然変異を示す。図は、出現順に配列番号219~220、219、219、および221~225をそれぞれ開示するものである。
図9は、APPノックアウトに成功した単離された細胞系についてのウェスタンブロットを示す。画像の左側に、発現されたAPP(BiolegendクローンLN27、1:1000希釈、予想サイズ110kDa)に対する抗体での処理が示されている。画像の右側は、負荷対照のためのGAPDH(BiolegendクローンFF26A/F9、1:1000希釈、予想サイズ36kDa)に対する抗体での処理を示す。CRISPR/Cas9リボ核タンパク質(RNP)を用いる標的化の成功は、細胞系22~26で示されるように、APPの発現を低減または消失させる。
図10は、標的APPバリアントを含有するプラスミドをトランスフェクトしたAPP KO HEK293細胞におけるHPRTのもの(図9を参照されたい)と比べて異なるAPP構築物のmRNA発現レベルを示す。
図11Aは、標的APPバリアントを含有するプラスミドをトランスフェクトしたAPP KO HEK293細胞におけるAPP mRNA発現レベル(図9を参照されたい)に正規化したAベータ40タンパク質発現レベル(ELISAにより検出した)の棒グラフを示す。K670G、K670R+M671V、K670E+M671V、K670G+M671V、およびM671V APPタンパク質は、対照(KO+WT-APP)と比較して、Aベータ40タンパク質の発現レベルの統計的に有意な低下を示す。A673V APPタンパク質は、対照と比較して発現レベルの統計的に有意な上昇を示す。データは、平均+/-SEMを表す。ダネット事後検定を伴う一元配置ANOVA。p<0.05、**p<0.005、***P<0.001、****P<0.0001。
図11Bは、対照と比較して発現が減少した5つの構築物に注目する、図11Aの拡大バージョンである。データは、平均+/-SEMを表す。ダネット事後検定を伴う一元配置ANOVA。p<0.05、**p<0.005、***P<0.001。
図12Aは、標的APPバリアントを含有するプラスミドをトランスフェクトしたAPP KO HEK293細胞におけるAPP mRNA発現レベル(図9を参照されたい)に正規化したAベータ42タンパク質発現レベル(ELISAにより検出した)の棒グラフを示す。K670E、K670R+M671V、K670E+M671V、K670G+M671V、およびM671V APPタンパク質は、対照(KO+WT-APP)と比較して発現レベルの統計的に有意な低下を示す。A673V APPタンパク質は、対照と比較して発現レベルの統計的に有意な上昇を示す。データは、平均+/-SEMを表す。多重比較のためのダネット補正を伴う一元配置ANOVA。p<0.05、**p<0.005、***P<0.001、****P<0.0001。
図12Bは、対照と比較して発現が減少した5つの構築物に注目する、図12Aの拡大バージョンである。データは、平均+/-SEMを表す。多重比較のためのダネット補正を伴う一元配置ANOVA。p<0.05、**p<0.005、***P<0.001。
図13A~13Dは、最小限の意図せぬエクソンスキッピングでさらなる遺伝子標的に対する特異的なガイドRNA編集を増進する、3’SmOPTおよびU7ヘアピンを有する操作されたガイドRNAのU7駆動発現を示す。図13Aは、ヒトRAB7AおよびSNCAのエクソン構造を示す。エクソンが灰色セグメントとして示されており、コード領域が上に黒線として示されている。ガイドRNA標的化部位の位置が紫色で示されており、PCRプライマーが緑色で示されている。図13Bは、各標的部位でのADAR編集(サンガーシークエンシングにより測定した)を示す。図13Cは、編集された転写物からのcDNAを、上記プライマーを使用してPCR増幅し、アガロースゲルで分析したことを示す。PCRアンプリコンは、正しくスプライシングされたエクソンについての予測サイズを示した。図13Dは、サンガーシークエンシングクロマトグラムが、示されている転写物の標的アデノシンに対する特異的編集を示すことを示す。図は、出現順に配列番号202、202、202、202、202、202、202、204、204、204~205、204、204、および204をそれぞれ開示するものである。 図13A~13Dは、最小限の意図せぬエクソンスキッピングでさらなる遺伝子標的に対する特異的なガイドRNA編集を増進する、3’SmOPTおよびU7ヘアピンを有する操作されたガイドRNAのU7駆動発現を示す。図13Aは、ヒトRAB7AおよびSNCAのエクソン構造を示す。エクソンが灰色セグメントとして示されており、コード領域が上に黒線として示されている。ガイドRNA標的化部位の位置が紫色で示されており、PCRプライマーが緑色で示されている。図13Bは、各標的部位でのADAR編集(サンガーシークエンシングにより測定した)を示す。図13Cは、編集された転写物からのcDNAを、上記プライマーを使用してPCR増幅し、アガロースゲルで分析したことを示す。PCRアンプリコンは、正しくスプライシングされたエクソンについての予測サイズを示した。図13Dは、サンガーシークエンシングクロマトグラムが、示されている転写物の標的アデノシンに対する特異的編集を示すことを示す。図は、出現順に配列番号202、202、202、202、202、202、202、204、204、204~205、204、204、および204をそれぞれ開示するものである。
図14A~14Cは、SNCAの3’UTRの編集を示す。図14Aは、3’UTRの編集された部位、および起こり得るオフターゲット編集についての、サンガーシークエンシングクロマトグラムの一例を示す。図は、配列番号206を開示するものである。図14Bは、異なるトランスフェクション条件(ヌクレオフェクション、Lonza)下で異なる細胞型(K562-VPR-SNCA)においてADAR2を過剰発現するまたしない、ヒトSNCA 3’UTR標的部位の3’SmOPT U7ヘアピン構築物を有するマウスまたはヒトU7プロモーターを示す。図14Cは、図14Bと同じ構築物を使用して3’UTRの5’Gに対して起こるオフターゲット編集のパーセンテージを示す。 図14A~14Cは、SNCAの3’UTRの編集を示す。図14Aは、3’UTRの編集された部位、および起こり得るオフターゲット編集についての、サンガーシークエンシングクロマトグラムの一例を示す。図は、配列番号206を開示するものである。図14Bは、異なるトランスフェクション条件(ヌクレオフェクション、Lonza)下で異なる細胞型(K562-VPR-SNCA)においてADAR2を過剰発現するまたしない、ヒトSNCA 3’UTR標的部位の3’SmOPT U7ヘアピン構築物を有するマウスまたはヒトU7プロモーターを示す。図14Cは、図14Bと同じ構築物を使用して3’UTRの5’Gに対して起こるオフターゲット編集のパーセンテージを示す。 図14A~14Cは、SNCAの3’UTRの編集を示す。図14Aは、3’UTRの編集された部位、および起こり得るオフターゲット編集についての、サンガーシークエンシングクロマトグラムの一例を示す。図は、配列番号206を開示するものである。図14Bは、異なるトランスフェクション条件(ヌクレオフェクション、Lonza)下で異なる細胞型(K562-VPR-SNCA)においてADAR2を過剰発現するまたしない、ヒトSNCA 3’UTR標的部位の3’SmOPT U7ヘアピン構築物を有するマウスまたはヒトU7プロモーターを示す。図14Cは、図14Bと同じ構築物を使用して3’UTRの5’Gに対して起こるオフターゲット編集のパーセンテージを示す。
図15は、模擬gRNAを用いたHEK293細胞におけるWT SNCA発現レベルに正規化したgRNA媒介SNCAタンパク質発現低減(ELISAにより検出した)の棒グラフを示す。操作された標的ポリヌクレオチドであるガイドA、ガイドB、SNCAタンパク質を標的とする2つのshRNA(shRNA1およびshRNA2)、および模擬gRNAを含有するプラスミドを、細胞にトランスフェクトした。ガイドAおよびガイドBは、SNCA mRNAの開始コドンおよび3’UTRをそれぞれ標的とする。これら2つのガイドは、異なる特徴も有する。ガイドAおよびガイドBのこれらの特徴および配列は、表14に収載されている。ガイドAおよびガイドBは、野生型SNCAタンパク質と比較したとき、SNCAタンパク質の存在量をそれぞれ約65%および40%減少させた。それに対して、SNCAタンパク質を標的とする2つのshRNA(shRNA1およびshRNA2)は、その発現を約90%~99%ノックダウンした。
図16A~図16Bは、APP転写物の異なる領域を標的とする操作されたポリヌクレオチドを使用する、APPのRNA編集を示す。図16Aは、異なる操作されたポリヌクレオチドの標的化戦略の略画概略図を示す。0.100.50(エクソン-エクソン)(配列番号97)は、標的アデノシンを有するエクソンおよびその前のエクソンにわたる連続配列を標的とするので、APP mRNAに対して特異的である。0.100.50(エクソン-イントロン)(配列番号98)は、標的アデノシンを有するエクソンとその前のイントロンの間の連続配列を標的とするので、APP mRNA前駆体に対して特異的である。0.90.45(エクソンのみ)(配列番号99)は、標的アデノシンの配列のみを標的とするので、APPのmRNA前駆体とmRNAの両方を標的とすることができる。白い長方形は、APP転写物のエクソンを示す。斜めの縞模様のある長方形は、APP転写物のイントロンを示す。操作されたポリヌクレオチドの標的化配列は、APP転写物の上に黒線として示されている。図16Bは、図16Aにおける操作されたポリヌクレオチドおよびそれらの陰性対照(GFPプラスミド、およびトランスフェクション無し)を使用するRNA編集効率の棒グラフを示す。野生型HEK293細胞に、異なるポリヌクレオチドまたはGFPをコードするプラスミドをトランスフェクトした。APP mRNAのRNA編集をトランスフェクションの48時間後に分析した。陰性対照における3%未満の編集と比較して、図16Aの操作されたポリヌクレオチドを使用してAPP中の標的アデノシンの約15~20%編集を達成した。 図16A~図16Bは、APP転写物の異なる領域を標的とする操作されたポリヌクレオチドを使用する、APPのRNA編集を示す。図16Aは、異なる操作されたポリヌクレオチドの標的化戦略の略画概略図を示す。0.100.50(エクソン-エクソン)(配列番号97)は、標的アデノシンを有するエクソンおよびその前のエクソンにわたる連続配列を標的とするので、APP mRNAに対して特異的である。0.100.50(エクソン-イントロン)(配列番号98)は、標的アデノシンを有するエクソンとその前のイントロンの間の連続配列を標的とするので、APP mRNA前駆体に対して特異的である。0.90.45(エクソンのみ)(配列番号99)は、標的アデノシンの配列のみを標的とするので、APPのmRNA前駆体とmRNAの両方を標的とすることができる。白い長方形は、APP転写物のエクソンを示す。斜めの縞模様のある長方形は、APP転写物のイントロンを示す。操作されたポリヌクレオチドの標的化配列は、APP転写物の上に黒線として示されている。図16Bは、図16Aにおける操作されたポリヌクレオチドおよびそれらの陰性対照(GFPプラスミド、およびトランスフェクション無し)を使用するRNA編集効率の棒グラフを示す。野生型HEK293細胞に、異なるポリヌクレオチドまたはGFPをコードするプラスミドをトランスフェクトした。APP mRNAのRNA編集をトランスフェクションの48時間後に分析した。陰性対照における3%未満の編集と比較して、図16Aの操作されたポリヌクレオチドを使用してAPP中の標的アデノシンの約15~20%編集を達成した。
図17A~図17Cは、SNCA、APPおよびタウを含むがこれらに限定されない、本明細書で提供される操作されたポリヌクレオチドのいずれかについてスクリーニングするための例示的なアッセイを示す。図17Aは、未編集の標的(ATG)および編集された対照(GTG)の場合のルシフェラーゼレポーターの略画概略図を示す。レポーターは、1つのコザックおよびATG開始コドンを各々が有する2つのオープンリーディングフレームを含有する。第1のオープンリーディングフレームは、標的RNA配列を含有し、その一方で第2のものは、分泌されたルシフェラーゼを含有する。標的開始コドン内のアデノシンの脱アミノ化は、編集率に比例してルシフェラーゼの二次翻訳を促進する。第1のATGの周囲に標的RNA配列を組み込むことにより、異なる特徴-例えば、ガイドの長さ、ガイド内のバルジの位置、またはガイド内のGLUR2動員ドメインの位置-を有するガイドのRNA編集効率を試験することができる。図17B~図17Cは、1つのそのような実験の結果を記載するものであり、図17Bは、多数の多様なADARガイドに応じてのfPMP22レポーターのルシフェラーゼ発現のヒートマップを示す。fPMP22レポーターは、シャルコー・マリー・トゥース症候群1Aにおける標的転写物配列を第1のオープンリーディングフレームに挿入することにより生成した。安定的発現のためにレポーターをHEK293細胞内に移した。異なる長さ(20、30、40、50、75、100、150および200ヌクレオチド)のガイド、それがプラスミドから5’から3’へ転写された場合のガイドのミスマッチ配置(10パーセンタイル(5’末端)、90パーセンタイル(3’末端)、または50パーセンタイル(中央))は、表16に収載されている。非特異的ガイドおよびADAR2(ST0145)を有するプラスミドをトランスフェクトした細胞のものに正規化したルシフェラーゼ発現の倍率変化。図17Cは、ガイドの長さ(x軸)とガイドごとに2回の生物学的反復実験でのレポーター発現の倍率変化(y軸)との関係の折れ線グラフを示す。ガイドが自体3’末端にGLUR2動員ドメインを含有する実験であって、バルジの位置を変えた3セットの実験の結果を示した。 図17A~図17Cは、SNCA、APPおよびタウを含むがこれらに限定されない、本明細書で提供される操作されたポリヌクレオチドのいずれかについてスクリーニングするための例示的なアッセイを示す。図17Aは、未編集の標的(ATG)および編集された対照(GTG)の場合のルシフェラーゼレポーターの略画概略図を示す。レポーターは、1つのコザックおよびATG開始コドンを各々が有する2つのオープンリーディングフレームを含有する。第1のオープンリーディングフレームは、標的RNA配列を含有し、その一方で第2のものは、分泌されたルシフェラーゼを含有する。標的開始コドン内のアデノシンの脱アミノ化は、編集率に比例してルシフェラーゼの二次翻訳を促進する。第1のATGの周囲に標的RNA配列を組み込むことにより、異なる特徴-例えば、ガイドの長さ、ガイド内のバルジの位置、またはガイド内のGLUR2動員ドメインの位置-を有するガイドのRNA編集効率を試験することができる。図17B~図17Cは、1つのそのような実験の結果を記載するものであり、図17Bは、多数の多様なADARガイドに応じてのfPMP22レポーターのルシフェラーゼ発現のヒートマップを示す。fPMP22レポーターは、シャルコー・マリー・トゥース症候群1Aにおける標的転写物配列を第1のオープンリーディングフレームに挿入することにより生成した。安定的発現のためにレポーターをHEK293細胞内に移した。異なる長さ(20、30、40、50、75、100、150および200ヌクレオチド)のガイド、それがプラスミドから5’から3’へ転写された場合のガイドのミスマッチ配置(10パーセンタイル(5’末端)、90パーセンタイル(3’末端)、または50パーセンタイル(中央))は、表16に収載されている。非特異的ガイドおよびADAR2(ST0145)を有するプラスミドをトランスフェクトした細胞のものに正規化したルシフェラーゼ発現の倍率変化。図17Cは、ガイドの長さ(x軸)とガイドごとに2回の生物学的反復実験でのレポーター発現の倍率変化(y軸)との関係の折れ線グラフを示す。ガイドが自体3’末端にGLUR2動員ドメインを含有する実験であって、バルジの位置を変えた3セットの実験の結果を示した。 図17A~図17Cは、SNCA、APPおよびタウを含むがこれらに限定されない、本明細書で提供される操作されたポリヌクレオチドのいずれかについてスクリーニングするための例示的なアッセイを示す。図17Aは、未編集の標的(ATG)および編集された対照(GTG)の場合のルシフェラーゼレポーターの略画概略図を示す。レポーターは、1つのコザックおよびATG開始コドンを各々が有する2つのオープンリーディングフレームを含有する。第1のオープンリーディングフレームは、標的RNA配列を含有し、その一方で第2のものは、分泌されたルシフェラーゼを含有する。標的開始コドン内のアデノシンの脱アミノ化は、編集率に比例してルシフェラーゼの二次翻訳を促進する。第1のATGの周囲に標的RNA配列を組み込むことにより、異なる特徴-例えば、ガイドの長さ、ガイド内のバルジの位置、またはガイド内のGLUR2動員ドメインの位置-を有するガイドのRNA編集効率を試験することができる。図17B~図17Cは、1つのそのような実験の結果を記載するものであり、図17Bは、多数の多様なADARガイドに応じてのfPMP22レポーターのルシフェラーゼ発現のヒートマップを示す。fPMP22レポーターは、シャルコー・マリー・トゥース症候群1Aにおける標的転写物配列を第1のオープンリーディングフレームに挿入することにより生成した。安定的発現のためにレポーターをHEK293細胞内に移した。異なる長さ(20、30、40、50、75、100、150および200ヌクレオチド)のガイド、それがプラスミドから5’から3’へ転写された場合のガイドのミスマッチ配置(10パーセンタイル(5’末端)、90パーセンタイル(3’末端)、または50パーセンタイル(中央))は、表16に収載されている。非特異的ガイドおよびADAR2(ST0145)を有するプラスミドをトランスフェクトした細胞のものに正規化したルシフェラーゼ発現の倍率変化。図17Cは、ガイドの長さ(x軸)とガイドごとに2回の生物学的反復実験でのレポーター発現の倍率変化(y軸)との関係の折れ線グラフを示す。ガイドが自体3’末端にGLUR2動員ドメインを含有する実験であって、バルジの位置を変えた3セットの実験の結果を示した。
図18Aおよび図18Bは、ADAR1ノックアウト細胞系の生成を示す。図18Aは、ADAR1の遺伝子構造およびノックアウト戦略の略画概略図(carton schematic)を示す。US gRNAおよびDS gRNAという2つのgRNAを、デアミナーゼドメイン(789番目~1221番目のアミノ酸)を包含する、ADAR1遺伝子座の6kb領域をカバーするように設計した。6kb領域の外側の80bp相同アームを有する相同組換え修復(HDR)オリゴと結合するgRNAにより方向付けられるDNA鎖のニッキングによって、デアミナーゼドメインが除去されてADAR1遺伝子座に6kb欠失が生じる。図18Bは、USおよびDS gRNAをトランスフェクトした異なるクローンにおけるADAR1のウェスタンブロットを示す。GAPDHを対照として使用した。クローン#9および#11は、ウェスタンブロットにより検出可能なADAR1タンパク質発現を示さなかった。
図19Aおよび図19Bは、ADAR2ノックアウト細胞系の生成を示す。図19Aは、ADAR2の遺伝子構造およびノックアウト戦略の略画概略図を示す。US gRNAおよびDS gRNAという2つのgRNAを、デアミナーゼドメイン(70番目~522番目のアミノ酸)を包含する、ADAR1遺伝子座の9.5kb領域をカバーするように設計した。9.5kb領域の外側の80bp相同アームを有する相同組換え修復(HDR)オリゴと結合するgRNAにより方向付けられるDNA鎖のニッキングによって、デアミナーゼドメインが除去されてADAR2遺伝子座に9.5kb欠失が生じる。図19Bは、USおよびDS gRNAをトランスフェクトした異なるクローンにおけるADARのQ-PCRの棒グラフを示す。
図20Aおよび図20Bは、ADAR2を過剰発現(OE)するADAR1ノックアウト細胞系の生成を示す。図20Aは、ADAR2を過剰発現するADAR1ノックアウト(KO)細胞系を生成するための戦略の略画概略図を示す。ピューロマイシン耐性マーカーを有するPiggyBacトランスポゾンとして維持されたADAR2過剰発現構築物を、ADAR1 KO K562細胞系にトランスフェクトし、それに組み込んだ。組込みに成功した細胞をピューロマイシン耐性により選択した。図20Bは、野生型、ADAR1 KO、およびADAR1 KO+ADAR2細胞におけるADAR1およびADAR2タンパク質発現のウェスタンブロットを示す。GAPDHを対照として使用した。野生型またはADAR1 KO細胞は、ADAR2を発現しなかった。ADAR2 OE構築物の組込みに成功したADAR1 KO細胞のみが、ADAR2を発現した。
図21は、RNA編集効率を測定するためのBio-RadドロップオフデジタルドロップレットPCR(ddPCR)アッセイの使用についての略画概略図を示す。PCR試料が調製され、次いで、流体チップで処理されて油懸濁液中のPCR反応のドロップレットが生成される。標的およびバックグラウンド参照配列が、1、インターカレーター性蛍光色素を用いるPCR増幅により、または2、PCR増幅生成物上の蛍光TaqMan型プローブにより、検出される。結果として生じるシグナルがドロップレットリーダーにより分析される。その結果、蛍光チャネルごとに多いおよび少ないドロップレット集団を示す二次元ドットプロットでデータが提示される。
図22Aおよび図22Bは、ヒト細胞におけるRNA編集効率を測定するための図22のドロップオフddPCRアッセイの使用についての略画概略図を示す。図22Aは、RNA編集効率を測定するためのドロップオフddPCRアッセイにおける異なるDNAプローブセットの使用についての略画概略図を示す。フォワードおよびリバースプライマーは、ゲノム遺伝子座または目的のmRNA標的に隣接するように設計される。ドロップオフプローブおよび参照TaqManプローブは、それぞれ、標的部位およびその標的部位に隣接する領域に結合するように設計される。両方のプローブは、標的部位および隣接部位の野生型配列に結合してシグナルを放出することができ、ドロップオフプローブは、標的部位の編集されたまたは突然変異した配列に結合してシグナルを放出することができない。標的分子、ドロップオフプローブおよび参照プローブが1つずつ1つのドロップレットに割り振られる。ドロップオフddPCRにより測定した、編集されたおよび野生型の標的ゲノム遺伝子座またはmRNAの集団のパーセンテージを使用して、編集頻度を決定することができる。図22Bは、ヒト細胞におけるRab7A RNA編集を示す2つのドットプロットを描示する。各Rab7A mRNA分子を逆転写およびPCR増幅によってcDNA分子に変換し、個々のドロップレットに割り振った。2つのTaqManプローブを標的部位および参照部位用に設計し、これらのプローブは、野生型配列に結合してシグナルを提供するが、編集された配列には結合しない。標的分子、ドロップオフプローブ、参照プローブが1つずつ1つのドロップレットに割り振られる。各プローブのシグナル強度をドロップレットごとに測定した。野生型対照(WT)試料では、大部分のドロップレットが両方のプローブについて高い蛍光強度を示した。編集された試料では、ドロップレットの約85%がドロップオフプローブに関して蛍光強度の低下を示した。これは、配列の相当するパーセンテージが編集されたことを示唆する。 図22Aおよび図22Bは、ヒト細胞におけるRNA編集効率を測定するための図22のドロップオフddPCRアッセイの使用についての略画概略図を示す。図22Aは、RNA編集効率を測定するためのドロップオフddPCRアッセイにおける異なるDNAプローブセットの使用についての略画概略図を示す。フォワードおよびリバースプライマーは、ゲノム遺伝子座または目的のmRNA標的に隣接するように設計される。ドロップオフプローブおよび参照TaqManプローブは、それぞれ、標的部位およびその標的部位に隣接する領域に結合するように設計される。両方のプローブは、標的部位および隣接部位の野生型配列に結合してシグナルを放出することができ、ドロップオフプローブは、標的部位の編集されたまたは突然変異した配列に結合してシグナルを放出することができない。標的分子、ドロップオフプローブおよび参照プローブが1つずつ1つのドロップレットに割り振られる。ドロップオフddPCRにより測定した、編集されたおよび野生型の標的ゲノム遺伝子座またはmRNAの集団のパーセンテージを使用して、編集頻度を決定することができる。図22Bは、ヒト細胞におけるRab7A RNA編集を示す2つのドットプロットを描示する。各Rab7A mRNA分子を逆転写およびPCR増幅によってcDNA分子に変換し、個々のドロップレットに割り振った。2つのTaqManプローブを標的部位および参照部位用に設計し、これらのプローブは、野生型配列に結合してシグナルを提供するが、編集された配列には結合しない。標的分子、ドロップオフプローブ、参照プローブが1つずつ1つのドロップレットに割り振られる。各プローブのシグナル強度をドロップレットごとに測定した。野生型対照(WT)試料では、大部分のドロップレットが両方のプローブについて高い蛍光強度を示した。編集された試料では、ドロップレットの約85%がドロップオフプローブに関して蛍光強度の低下を示した。これは、配列の相当するパーセンテージが編集されたことを示唆する。
図23は、ガイドRNAの5’および3’末端に付加されているユニバーサルgRNA定量(gRNA)タグの設計の略画概略図を示す。これらのユニバーサル配列は、ガイド特異的TaqManプローブが付加されたタグ間に挿入されたあらゆるガイドRNAの検出を可能にする。qPCRまたはddPCRでは、プライマーは、増幅用のgRNAタグに結合することになる。ガイド特異的TaqManプローブは、蛍光シグナルを生成することになり、標準曲線とqPCRまたはddPCRを使用してその蛍光シグナルを定量することができる。
図24は、gRNA存在量を測定するための図23のgRNAアッセイの使用を示す。図24Aは、ddPCR反応におけるgRNAタグを有するRab7A gRNAおよびGRAPH mRNAの定量の結果を示す。Rab7 gRNAおよびGAPGHについてポジティブなドロップレットの総数を計数し、次いでポアソン分布により分析して全ての事象の頻度を決定した。図24Bは、試料中のGAPDH mRNAおよびgRNAの増幅を達成するための試料の複数の段階希釈を実証するドットプロットを示す。主要な標的は、全ての増幅試薬を使用し尽くすことができるので、試料の希釈により、確実に、あらゆる標的を、たとえ微量のものであったとしても、十分に増幅することができる。
図25は、異なる構造を有するgRNAを使用する異なるRNA編集の使用を示す。図25Aは、Rab7aに対する異なるgRNAのRNA構造の略画概略図を示す。gRNA A 0.100.50は、ADARを動員するためのいかなるGluR2ループも含まない。gRNA B 2.100.50は、2つのGluR2ループを両末端に含む。gRNA Cは、図23および24の2つのgRNA定量タグ(gRNAタグ)を含む。gRNA Dは、1つの0.100.50(gRNA A)を含み、かつ両端にgRNAタグおよびU6.27保護ループを含む。図25Bは、図25AのgRNAの使用のRNA編集効率を示す。ADAR2とgRNA BおよびDの共発現は、Rab7a RNA編集効率を上昇させることができた。
図26は、異なるエンハンサーエレメントを使用するgRNAの発現に伴うmRNA編集の最適化の棒グラフを示す。配列番号124で示されるガイドRNAを、Rab7a mRNAを標的とするように設計した。それをhU6プロモーターにより駆動した。CMVエンハンサーの2つの構成を構築物のうちの幾つかではhU6プロモーターと逆方向に置き、表17に収載した。構築物を、ADAR2またはGFPと、Rab7aを標的とするガイドの5’および3’末端の2つのGluRDドメインとを共発現するように設計した。約20,000のHEK293細胞に、配列番号124を発現する1μgのプラスミドをトランスフェクトした。全RNAをトランスフェクションの48時間後に回収した。3つの生物学的反復試料を試験した。
図27は、gRNA/標的RNA複合体のGluR2ヘアピン結合に結合しているADAR2二本鎖RNA結合ドメイン(dsRBD)の三次元構造を示す。編集アデノシン部位が示されている。
詳細な説明
本明細書で開示される一部の実施形態の実践は、別段の指示がない限り、当技術分野における技能の範囲内である免疫学、生化学、化学、分子生物学、微生物学、細胞生物学、ゲノミクスおよび組換えDNAの従来の技法を用いる。別段の定義がない限り、本明細書で使用される全ての専門および科学用語は、当業者により一般に理解されているのと同じ意味を有する。
用語「1つの(a)」および「1つの(an)」は、その冠詞の文法上の目的語の1つまたは1つより多く(すなわち、少なくとも1つ)を指す。例として、「エレメント(an element)」は、1つのエレメントまたは1つより多くのエレメントを意味する。
用語「約」または「おおよそ」は、測定可能な値、例えば、量または濃度などを指すときに本明細書で使用される場合、明記されている量の20%、10%、5%、1%、0.5%、またはさらには0.1%の変動量を包含するように意図されている。例えば、「約」は、当技術分野での実務に従ってプラスまたはマイナス10%を意味し得る。あるいは、「約」は、所与の値のプラスもしくはマイナス20%、プラスもしくはマイナス10%、プラスもしくはマイナス5%、またはプラスもしくはマイナス1%の範囲を意味し得る。あるいは、特に生体システムまたは生物学的過程に関して、この用語は、値の1桁以内、最大で5倍、または最大で2倍を意味し得る。特定の値が本願または特許請求の範囲に記載され得る場合、別段の記述がない限り、その特定の値についての許容可能な最大誤差範囲を意味する用語「約」を想定すべきである。また、値の範囲、部分的範囲または両方が提供され得る場合、範囲または部分的範囲は、範囲または部分的範囲の終点を含み得る。用語「実質的に」、「実質的に無い」、「実質的に含まない」、および「おおよそ」は、大きさ、位置または両方を記載する場合、記載されている値がその値についての妥当な最大予想範囲であり得ることを示すために使用され得る。例えば、数値は、述べられている値(もしくは値の範囲)の+/-0.1%、述べられている値(もしくは値の範囲)の+/-1%、述べられている値(もしくは値の範囲)の+/-2%、述べられている値(もしくは値の範囲)の+/-5%、述べられている値(もしくは値の範囲)の+/-10%などであり得る値を有し得る。本明細書で言及されるいずれの数値範囲も、その中の全ての部分的範囲を示すように意図されたものであり得る。
用語「部分的に」、「少なくとも部分的に」、または は、本明細書で使用される場合、所与の値の100%に達する値を指すことができる。一部の場合には、この用語は、総量の少なくとも約60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、99.9%、または99.99%であり得る量を指すことができる。一部の場合には、この用語は、総量の約100%であり得る量を指すことができる。
用語「および/または」は、本明細書で「Aおよび/またはB」などの句で使用される場合、AおよびB、AまたはB、A(単独で)、およびB(単独で)を含むように意図されている。同様に、用語「および/または」は、本明細書で「A、Bおよび/またはC」などの句で使用される場合、次の実施形態の各々を包含するように意図されている:A、B、およびC;A、B、またはC;AまたはC;AまたはB;BまたはC;AおよびC;AおよびB;BおよびC;A(単独で);B(単独で);ならびにC(単独で)。
本明細書で使用される場合、用語「含むこと」は、組成物および方法が述べられている要素を含むが、他のものを除外しないことを意味するように意図されている。組成物および方法を定義するために使用される場合の「から本質的になる」は、意図された使用のための組合せにとってあらゆる本質的に有意なもの以外の要素を除外することを意味するものとする。したがって、本明細書で定義されるような要素から本質的になる組成物は、単離および精製方法からの微量夾雑物、ならびに薬学的に許容される担体、例えばリン酸緩衝食塩水、保存薬などを除外しないことになる。「からなる」は、他の成分の微量元素、および本開示の組成物を投与するための実質的な方法ステップ以外のものを除外することを意味するものとする。これらの移行用語の各々により定義される実施形態は、本開示の範囲内である。
用語「対象」、「宿主」、「個体」、および「患者」は、動物、典型的には哺乳動物を指すために本明細書では同義で使用される。任意の好適な哺乳動物を、本明細書に記載される方法、細胞または組成物により処置することができる。哺乳動物に、本明細書に記載のベクター、操作されたガイドRNA、前駆体ガイドRNA、核酸、または医薬組成物を投与することができる。哺乳動物の非限定的な例としては、ヒト、非ヒト霊長類(例えば、類人猿、テナガザル、チンパンジー、オランウータン、サル、マカクなど)、飼育動物(例えば、イヌおよびネコ)、家畜(例えば、ウマ、雌ウシ、ヤギ、ヒツジ、ブタ)および実験動物(例えば、マウス、ラット、ウサギ、モルモット)が挙げられる。一部の実施形態では、哺乳動物はヒトである。哺乳動物は、いずれの年齢であってもよく、またはいずれの発育段階にあってもよい(例えば、成体、10代の若年、子供、乳幼児、または子宮内哺乳動物)。哺乳動物は、雄であることもあり、または雌であることもある。哺乳動物は、妊婦であることもある。一部の実施形態では、対象はヒトである。一部の実施形態では、対象は、神経変性疾患などの疾患を有するか、または有する疑いがある。一部の実施形態では、対象は、がんまたは腫瘍性障害を有するか、または有する疑いがあり得る。他の実施形態では、対象は、異常なタンパク質発現に関連する疾患または障害を有するか、または有する疑いがあり得る。一部の場合には、ヒトは、約:日齢1日~月齢約10カ月、月齢約9カ月~約24カ月、年齢約1歳~約8歳、年齢約5歳~約25歳、年齢約20歳~約50歳、年齢約1歳~約130歳、または年齢約30歳~約100歳より高齢であることがある。ヒトは、年齢約1、2、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110または120歳より高齢であることがある。ヒトは、年齢約1、2、5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120または130歳より若年であることがある。
用語「対象」、「宿主」、「個体」、および「患者」は、動物、典型的には哺乳動物を指すために本明細書では同義で使用される。任意の好適な哺乳動物に本明細書に記載の組成物(例えば、操作されたガイドRNA)を投与することができ、または任意の好適な哺乳動物を本明細書に記載の方法により処置することができる。対象は、脊椎動物であることもあり、または無脊椎動物であることもある。対象は、実験動物であることもある。哺乳動物の非限定的な例としては、ヒト、非ヒト霊長類(例えば、類人猿、テナガザル、チンパンジー、オランウータン、サル、マカクなど)、飼育動物(例えば、イヌおよびネコ)、家畜(例えば、ウマ、雌ウシ、ヤギ、ヒツジ、ブタ)および実験動物(例えば、マウス、ラット、ウサギ、モルモット)が挙げられる。一部の実施形態では、哺乳動物はヒトである。哺乳動物は、いずれの年齢であってもよく、またはいずれの発育段階にあってもよい(例えば、成体、10代の若年、子供、乳幼児、または子宮内哺乳動物)。哺乳動物は、雄であることもあり、または雌であることもある。一部の実施形態では、対象はヒトである。対象は、患者であることがある。対象は、疾患に罹患していることがある。対象は、疾患の症状を提示することがある。対象は、疾患の症状を提示しないことがあるが、それにもかかわらず疾患を有することがある。対象は、介護者の医療下にあることがある(例えば、対象は入院しており、医師により処置されている)。
用語「タンパク質」、「ペプチド」および「ポリペプチド」は、2つまたはそれより多くのサブユニットアミノ酸、アミノ酸アナログまたはペプチド模倣物の化合物を指すために、同義でおよびそれらの最も広い意味で使用される。これらの用語は、改変されているアミノ酸ポリマー、例えば、ジスルフィド結合形成、グリコシル化、脂質化、アセチル化、リン酸化、または任意の他の操作、例えば標識成分とのコンジュゲーションを有するアミノ酸ポリマーも包含する。本明細書で使用される場合、用語「アミノ酸」は、グリシンおよびD光学異性体とL光学異性体の両方、ならびにアミノ酸アナログならびにペプチド模倣物を含む、天然および/または非天然または合成アミノ酸のいずれかを指す。サブユニットは、ペプチド結合により連結されていることがある。別の実施形態では、サブユニットは、他の結合、例えば、エステル、エーテルなどにより、結合されていることがある。タンパク質またはペプチドは、少なくとも2つのアミノ酸を含有しなければならないが、タンパク質の配列またはペプチドの配列を構成し得るアミノ酸の最大数に課される制限はない。本明細書で使用される場合、用語「アミノ酸」は、グリシンおよびD光学異性体とL光学異性体の両方、アミノ酸アナログならびにペプチド模倣物を含む、天然および/または非天然または合成アミノ酸のいずれかを指す。本明細書で使用される場合、用語「融合タンパク質」は、1つより多くの天然に存在するまたは組換えにより産生されたタンパク質からのドメインから構成されたタンパク質であって、一般に各ドメインが異なる機能を果たす、タンパク質を指す。このことに関連して、用語「リンカー」は、これらのドメインを互いに連結させるために-必要に応じて、融合タンパク質ドメインの高次構造を維持するために、および/またはそれらのそれぞれの機能を損なう可能性がある融合タンパク質ドメイン間の好ましくない相互作用を防止するために-使用されるタンパク質断片を指す。
「相同性」または「同一性」または「類似性」は、2つのペプチド間または2つの核酸分子間の配列類似性を指すことができる。相同性は、比較を目的としてアラインされ得る各配列内の位置を比較することにより判定され得る。比較された配列内の位置が同じ塩基またはアミノ酸基によって占有され得る場合には、それらの分子は、その位置において相同であり得る。配列間の相同度は、配列により共有されるマッチ位置または相同位置の数の関数である。「無関係の」または「非相同」配列は、本開示の配列のうちの1つと40%未満の同一性、または代替的に25%未満の同一性を共有する。配列相同性は、配列の参照配列に対する同一性%を指すことができる。実際問題として、いずれかの特定の配列が、本明細書に記載されるいずれかの配列(本明細書に記載される特定の核酸配列と一致し得る)と少なくとも50%、60%、70%、80%、85%、90%、92%、95%、96%、97%、98%または99%同一であり得るかどうか、Bestfitプログラム(Wisconsin Sequence Analysis Package、Version 8 for Unix(登録商標)、Genetics Computer Group、University Research Park、575 Science Drive、Madison、Wis.53711)などの公知のコンピュータプログラムを従来通りに使用してそのような特定のポリペプチド配列を判定することができる。Bestfitまたは任意の他の配列アラインメントプログラムを使用して、特定の配列が、例えば、参照配列と95%同一であるかどうかを判定する場合、同一性のパーセンテージを参照配列の完全長にわたって計算することができるように、および全参照配列の最大で5%の配列相同性のギャップを許容することができるように、パラメーターを設定することができる。
一部の場合には、グローバル配列アラインメントとも呼ばれる、参照配列(クエリ配列、すなわち、本開示の配列)と対象配列との同一性を、Brutlagら(Comp. App. Biosci. 6:237-245 (1990))のアルゴリズムに基づくFASTDBコンピュータプログラムを使用して判定することができる。一部の実施形態では、FASTDBアミノ酸アラインメントで使用される、同一性が狭く解釈され得る特定の実施形態のためのパラメーターは、スコアリングスキーム=PAM(許容突然変異パーセント)0、kタプル=2、ミスマッチペナルティ=1、結合ペナルティ=20、無作為化群の長さ=0、カットオフスコア=1、ウィンドウサイズ=配列長、ギャップペナルティ=5、ギャップサイズペナルティ=0.05、ウィンドウサイズ=500または対象配列の長さ(いずれか短い方であり得る)を含み得る。この実施形態によれば、対象配列が、内部欠失が原因ではなくNまたはC末端欠失に起因してクエリ配列より短くなり得る場合、結果に手作業での補正を加えて、FASTDBプログラムが全体的な同一性パーセントを計算するときに対象配列のNおよびC末端切断を考慮しないということを考慮に入れることができる。クエリ配列と比べてNおよびC末端が切断された対象配列については、対応する対象残基とマッチ/アラインすることができない対象配列のNおよびC末端の外側性に位置し得るクエリ配列の残基数をクエリ配列の全塩基に対するパーセントとして計算することにより、同一性パーセントを補正することができる。残基をマッチ/アラインすることができるかどうかの判定は、FASTDB配列アラインメントの結果によって行うことができる。次いで、このパーセンテージを、指定パラメーターを使用してFASTDBプログラムにより計算した同一性パーセントから減算して、最終同一性パーセントスコアに到達することができる。この最終同一性パーセントスコアをこの実施形態のために使用することができる。一部の場合には、クエリ配列とマッチ/アラインすることができない対象配列のNおよびC末端側の残基のみが、同一性パーセントスコアを手作業で調整するために考慮され得る。すなわち、対象配列の最も遠位のNおよびC末端残基の外側のクエリ残基位置のみが、この手作業の補正のために考慮され得る。例えば、90残基の対象配列を100残基のクエリ配列とアラインして、同一性パーセントを決定することができる。欠失が対象配列のN末端で起こり、そのためFASTDBアラインメントはN末端の最初の10残基のマッチング/アラインメントを示さない。10の不対残基は、配列の10%(マッチしなかったNおよびC末端の残基の数/クエリ配列内の残基の総数)に相当し、そのため、FASTDBプログラムによって計算した同一性パーセントスコアから10%を減算することができる。残りの90残基が完全にマッチされた場合、最終同一性パーセントは90%になり得る。別の例では、90残基対象配列を100残基クエリ配列と比較することができる。今回は、欠失は、内部欠失であることがあり、そのため、クエリとマッチ/アラインすることができない対象配列のNまたはC末端の残基は存在しないことがある。この場合、FASTDBにより計算される同一性パーセントを手作業で補正することはできない。この場合もやはり、FASTDBアラインメントで表示させて、クエリ配列とマッチ/アラインすることができない対象配列のNおよびC末端の外側の残基位置のみを、手作業で補正することができる。
用語「ポリヌクレオチド」および「オリゴヌクレオチド」は、同義で使用され、任意の長さの多量体型のヌクレオチド、デオキシリボヌクレオチドもしくはリボヌクレオチドのいずれかまたはそのアナログを指す。ポリヌクレオチドは、いかなる三次元構造を有してもよく、公知のまたは未知の、いかなる機能を果してもよい。以下は、ポリヌクレオチドの非限定的な例である:遺伝子もしくは遺伝子断片(例えば、プローブ、プライマー、ESTもしくはSAGEタグ)、エクソン、イントロン、遺伝子間DNA(限定ではないが、ヘテロクロマチンDNAを含む)、メッセンジャーRNA(mRNA)、トランスファーRNA(tRNA)、リボソームRNA(rRNA)、リボザイム、cDNA、組換えポリヌクレオチド、分岐ポリヌクレオチド、プラスミド、ベクター、ある配列の単離されたDNA、ある配列の単離されたRNA、sgRNA、ガイドRNA、核酸プローブ、プライマー、snRNA、長鎖ノンコーディングRNA、snoRNA、siRNA、miRNA、tRNA由来の低分子RNA(tsRNA)、アンチセンスRNA、shRNA、または低分子rDNA由来のRNA(srRNA)。ポリヌクレオチドは、メチル化ヌクレオチドおよびヌクレオチドアナログなどの改変ヌクレオチドを含み得る。存在する場合、ヌクレオチド構造の改変は、ポリヌクレオチドを組み立てる前にもたらされることもあり、または組み立てた後にもたらされることもある。ヌクレオチドの配列に非ヌクレオチド成分が割り込んでいることもある。ポリヌクレオチドは、重合後に、標識成分とのコンジュゲーションなどにより、さらに改変されることもある。この用語はまた、二本鎖分子と一本鎖分子の両方を指す。例えばホスホロチオエート(phosphothioate)骨格を有する核酸を含む、核酸は、1つまたは複数の反応性部分を含み得る。本明細書で使用される場合、反応性部分という用語は、別の分子、例えば、核酸またはポリペプチドと、共有結合性、非共有結合性または他の相互作用によって反応することができる任意の基を含む。例として、核酸は、共有結合性、非共有結合性または他の相互作用によってタンパク質またはポリペプチド上のアミノ酸と反応する、アミノ酸反応性部分を含み得る。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開示のいずれの実施形態も、二本鎖形態と、二本鎖形態を構成することが公知であるかまたは予測される2つの相補的一本鎖形態の各々とを両方とも包含する。
本開示の方法において有用なポリヌクレオチドは、天然核酸配列およびそれらのバリアント、人工核酸配列、またはそのような配列の組合せを含み得る。一部の実施形態では、本開示のポリヌクレオチドは、DNA配列を指す。一部の実施形態では、DNA配列は、類似のRNA配列と交換可能である。一部の実施形態では、本開示のポリヌクレオチドは、RNA配列を指す。一部の実施形態では、RNA配列は、類似のDNA配列と交換可能である。一部の実施形態では、ポリヌクレオチドのUおよびTを、本明細書で提供される配列内で交換することができる。
ポリヌクレオチドは、アデニン(A)と、シトシン(C)と、グアニン(G)と、チミン(T)、ポリヌクレオチドがRNAの場合はチミンの代わりにウラシル(U)、という4つのヌクレオチド塩基の特異的配列で構成されている。一部の実施形態では、ポリヌクレオチドは、1つまたは複数の他のヌクレオチド塩基、例えば、ヒポキサンチンがβ-N9グリコシド結合によってリボフラノースに結合されたときに形成され、結果として下記の化学構造になるヌクレオシドである、イノシン(I)を含み得る:
Figure 2023504314000002
イノシンは、翻訳機構によりグアニン(G)として読み取られる。
用語「ポリヌクレオチド配列」は、ポリヌクレオチド分子のアルファベット表現である。このアルファベット表現を、中央処理装置を有するコンピュータのデータベースに入力し、バイオインフォマティクスへの応用、例えば、機能ゲノミクスおよび相同性検索に使用することができる。
本明細書で使用される場合、「発現」は、ポリヌクレオチドがmRNAに転写されるプロセス、および/または転写されたmRNAが、その後、ペプチド、ポリペプチドもしくはタンパク質に翻訳されるプロセスを指す。ポリヌクレオチドがゲノムDNAに由来する場合、発現は、真核細胞におけるmRNAのスプライシングを含むことがある。
用語「等価物」または「生物学的等価物」は、特定の分子、生物製剤または細胞物質を指す場合、同義で使用され、わずかな相同性しか有さないがそれにもかかわらず所望の構造または機能を維持するものを意図する。
用語「突然変異」は、本明細書で使用される場合、タンパク質をコードする核酸配列が前記タンパク質のコンセンサス配列と比べて変更されることを指す。「ミスセンス」突然変異は、あるコドンでの別のコドンの置換をもたらし、「ナンセンス」突然変異は、コドンを、特定のアミノ酸をコードするものから停止コドンに変化させる。ナンセンス突然変異は、多くの場合、タンパク質の切断翻訳をもたらす。「サイレント」突然変異は、結果として得られるタンパク質に対して影響を及ぼさない突然変異である。本明細書で使用される場合、用語「点突然変異」は、遺伝子配列内の1つのヌクレオチドのみに影響を与える突然変異を指す。「スプライス部位突然変異」は、mRNA前駆体(イントロンを除去するためのプロセシングの前の)をもたらし、その結果、スプライス部位の誤った描出からタンパク質の誤翻訳および多くの場合切断を生じさせることになる、突然変異である。突然変異は、一塩基変異(SNV)を含み得る。突然変異は、配列バリアント、配列変異、配列変更、または対立遺伝子バリアントを含み得る。参照DNA配列は、参照データベースから得ることができる。突然変異は、機能に影響を与え得る。突然変異は、機能に影響を与えないこともある。突然変異は、DNAレベルで1つもしくは複数のヌクレオチドにおいて起こることもあり、リボ核酸(RNA)レベルで1つもしくは複数のヌクレオチドにおいて起こることもあり、タンパク質レベルで1つもしくは複数のアミノ酸において起こることもあり、またはこれらの任意の組合せで起こることもある。参照配列は、NCBI Reference Sequence Database(RefSeq)データベースなどのデータベースから得ることができる。突然変異を構成し得る特異的変化としては、1つもしくは複数のヌクレオチドまたは1つもしくは複数のアミノ酸における置換、欠失、挿入、逆位または変換を挙げることができる。突然変異は、点突然変異であることがある。突然変異は、融合遺伝子であることもある。融合対または融合遺伝子は、突然変異、例えば、転座、中間部欠失、染色体逆位、またはこれらの任意の組合せの結果として生じ得る。突然変異は、三重反復、四重反復または他のものなどの、反復配列の数の可変性を構成する。例えば、突然変異は、所与の配列に関連するコピー数の増加または減少(すなわち、コピー数変異、またはCNV)であり得る。突然変異は、異なる対立遺伝子の2つもしくはそれより多くの配列変化、または1つの対立遺伝子の2つもしくはそれより多くの配列変化を含み得る。突然変異は、1つの対立遺伝子の1つの位置における2つの異なるヌクレオチド、例えば、モザイクを含み得る。突然変異は、1つの対立遺伝子の1つの位置における2つの異なるヌクレオチド、例えば、キメラを含み得る。突然変異は、悪性組織に存在することもある。突然変異の存在または非存在は、疾患または状態を発症するリスクの増加を示すことがある。突然変異の存在または非存在は、疾患または状態の存在を示すこともある。突然変異は、良性組織に存在することもある。突然変異の非存在は、組織または試料が良性であることを示すこともある。別の可能性として、突然変異の非存在は、組織または試料が良性であることを示さないこともある。本明細書に記載の方法は、試料における突然変異の存在を同定するステップを含み得る。
「標準アミノ酸」は、ヒトの体内に自然に見られる20のアミノ酸を指し、これらのアミノ酸を、それらの3文字略号、1文字略号、構造、および対応するコドンの各々と共に下記の表に示す:
Figure 2023504314000003
Figure 2023504314000004
Figure 2023504314000005
Figure 2023504314000006
用語「非標準アミノ酸」は、この群の範囲に入らない合成または別様に改変されたアミノ酸であって、典型的には標準アミノ酸の化学合成または改変によって生成されるアミノ酸(例えば、アミノ酸アナログ)を指す。本開示は、タンパク質を構成する非標準アミノ酸を本明細書で開示される方法およびベクターの一部で用いる。非限定的で例示的な非標準アミノ酸は、ピロリシン(PylまたはO)であり、この化学構造が下記に提供される:
Figure 2023504314000007
イノシン(I)は、もう1つの例示的な非標準アミノ酸であり、これは、tRNAによく見られ、「ゆらぎ塩基対合」による適切な翻訳に不可欠である。イノシンの構造は、上記に提供されている。
用語「相補的」または「相補性」は、核酸が伝統的なワトソン-クリック型または他の非伝統な型のいずれかにより別の核酸配列と水素結合を形成することができることを指す。例えば、配列A-G-Tは、配列T-C-Aに相補的であり得る。相補性パーセントは、第2の核酸配列と水素結合(例えば、ワトソン-クリック塩基対合)を形成することができる、ある核酸分子中の残基のパーセンテージ(例えば、10個のうちの5個、6個、7個、8個、9個、10個は、それぞれ、50%、60%、70%、80%、90%および100%相補的となる)を示す。「完全に相補的」は、核酸配列の連続する残基の全てが、第2の核酸配列内の同数の連続する残基と水素結合することになることを意味する。「実質的に相補的」、「部分的に相補的」、「少なくとも部分的に相補的」、または は、本明細書で使用される場合、10、15、20、25、30、35、40、45、50もしくはそれより多くのヌクレオチドにわたって少なくとも60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%.97%、98%、99%もしくは100%であり得る相補性度を指すか、またはストリンジェントな条件(例えば、ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件)下でハイブリダイズする2つの核酸を指す。核酸は、非特異的配列を含むこともある。本明細書で使用される場合、用語「非特異的配列」または「特異的でない」は、任意の他の核酸配列に相補的であるように設計することができないまたは部分的にしか相補的であることができない一連の残基を含有する核酸配列を指す。
明確な記述がなければ、および他の意図がある場合を除いて、本開示がポリペプチド、タンパク質、ポリヌクレオチドまたは抗体に関する場合、そのようなポリペプチド、タンパク質、ポリヌクレオチドまたは抗体の等価物または生物学的等価物が本開示の範囲内で意図されていると推察されたい。本明細書で使用される場合、用語「その生物学的等価物」は、参照タンパク質、抗体、ポリペプチドまたは核酸への言及が、わずかな相同性しか有さないがそれにもかかわらず所望の構造または機能を維持するものを意図する場合、「その等価物」と同義語であるように意図されている。本明細書に別段の記述がない限り、本明細書で言及されるあらゆるポリヌクレオチド、ポリペプチドまたはタンパク質がその等価物も含むと考えられる。例えば、等価物は、少なくとも約70%の相同性もしくは同一性、または少なくとも80%の相同性もしくは同一性および代替的に、または少なくとも約85%、または代替的に少なくとも約90%、または代替的に少なくとも約95%、または代替的に98%の相同性または同一性パーセントを意図しており、参照タンパク質、ポリペプチドまたは核酸と実質的に等価の生物活性を示す。あるいは、ポリヌクレオチドに言及する場合、その等価物は、ストリンジェントな条件下で参照ポリヌクレオチドまたはその補体にハイブリダイズするポリヌクレオチドである。本明細書で使用される節の見出しは、構成のためのものであり、記載される主題を限定すると見なすべきでない。
大要
RNA編集は、DNA編集の魅力的な代替案として浮上してきた。DNA編集とは異なり、RNA編集は、CRISPRに基づく手法を用いて報告されたものなどの潜在的に危険な免疫反応を引き起こす可能性が低いものであり得る。実際、細菌に由来するDNA編集酵素Cas9とは異なり、RNA特異的アデノシンデアミナーゼ(ADAR)などのRNA編集実体およびそれらの生物活性断片は、適応免疫系を誘発しないヒトタンパク質である。加えて、RNA編集は、DNA編集で見られるような永久的なゲノム変化のリスクを有さないため、遺伝子治療のより安全な手法であり得る。また、オフサイトRNA編集が起こることもあるが、オフサイト編集されたmRNAは、永続的であるオフサイトDNA編集の場合とは異なり希薄化および/または分解され、例えば、DNAの浸透と比較してmRNAの一時的な性質であり、オフサイト編集は、DNAと比べてRNAとの関連で結果として生じる可能性のほうがはるかに低い。
操作されたポリヌクレオチド(「操作されたガイドRNA(gRNA)」または「ガイドRNA」とも呼ばれる)の組成物、ならびにRNAの標的化に使用するための、特に、疾患の予防、改善および/または処置のための方法が、本明細書で提供される。本明細書で提供される組成物および方法を用いて多くの疾患を標的とすることができるが、アミロイド前駆体タンパク質(APP)の突然変異に関連するものを優先的に標的とする。APP突然変異は、中枢神経系(CNS)において生じる疾患に関連している。ある態様では、本開示の組成物および方法は、CNS疾患を処置するのに好適な手段であって、DNA編集を用いる利用可能な技術と比較して標的化が改善され免疫原性が低下した手段を提供する。
一部の場合には、アミロイド前駆体タンパク質(APP)は、ベータセクレターゼ(BACE)またはガンマセクレターゼにより切断され得、そのような切断の結果として生じる断片が、36~43アミノ酸のアミロイドベータ(「Aβ」または「Aベータ」とも呼ばれる)ペプチドであり得る。この切断によるある特定のAベータペプチド代謝物は、アルツハイマー病の病態および進行に大きく関与し得る。
本明細書に記載される組成物は、APPの切断部位を、ベータ/ガンマセクレターゼがAPPの切断の低減を示すようにまたはもはやAPPを切断することができないように編集することができ、したがって、低下したレベルのAベータ40/42を生じさせることまたはいずれのAベータも生じさせないことができる。
RNAを神経変性疾患に関与するタンパク質のノックダウンの標的とするための、操作されたポリヌクレオチドの組成物およびそれらの使用方法も、本明細書で開示される。例えば、本明細書で開示される操作されたポリヌクレオチドは、タウ(例えば、MAPT遺伝子からコードされる微小管関連タンパク質タウ(MAPT))またはα-シヌクレイン(SNCA)をノックダウンの標的とすることができる。本明細書で開示される組成物は、1つより多くの操作されたガイドRNA、例えば、APP中の切断部位をRNA編集の標的とする操作されたガイド、およびタウまたはSNCAをノックダウンの標的とする操作されたガイド、の組合せも含む。これらの開示される組成物は、神経変性疾患を予防および/または治癒するために相乗効果を発揮することができる。本明細書で開示される組成物および方法によって、小分子または抗体療法に見られる結果として生じるいずれの問題も伴うことなく、標的を編集および/またはノックダウンすることになるという結果を得ることができる。組成物は、APPを(標的切断部位の編集ではなく)部分的にノックダウンすることができる。APP中の標的切断部位に対する編集、および部分的ノックダウンを、個々にまたは組み合わせて展開することができる。
リボ核酸の標的化
RNAの標的化は、RNAを特定のヌクレオシドまたは塩基での合成後に酵素的に改変することができるプロセスであり得る。
RNAの標的化は、ポリペプチドの発現をモジュレートするための方法であり得る。例えば、RNA干渉(RNAi)経路に入るポリペプチドコード二本鎖RNA(dsRNA)基質のモジュレーションによる。このモジュレーションは、ひいては、クロマチンレベルで作用してポリペプチドの発現をモジュレートし得る。
RNAの標的化は、遺伝子の翻訳を調節する方法でもあり得る。RNA編集は、サイレント突然変異および/または非同義突然変異を導入するようにトリプレットコドンを調節することにより転写物の再コード化を調節する機序であり得る。
特定のRNA編集は、転写物の再コード化につながり得る。イノシンは、グアノシンの塩基対合特性を共有するため、翻訳機構は、編集されたアデノシンをグアノシンと解釈し、それによってトリプレットコドンが変更され、その結果、タンパク質生成物中でのアミノ酸置換が生じ得る。理論上は、遺伝子コードのトリプレットコドンの半分より多くをRNA編集によって再指定することができるだろう。遺伝子コードの縮重のため、RNA編集は、サイレントアミノ酸置換と非同義アミノ酸置換の両方を引き起こし得る。
RNAの標的化は、標的となるRNAのヌクレオチドの塩基を化学的に転換し得る。一部の場合には、RNAの標的化は、スプライシングに影響を与え得る。編集の標的となるアデノシンは、mRNA前駆体のスプライスジャンクション付近に偏って局在し得る。したがって、dsRNA ADAR基質の形成中に、イントロンのシス作用性配列は、RNA二重鎖を形成することができ、この二重鎖は、スプライシング部位を包含し、スプライシング機構からそれらの部位を見えなくする可能性がある。さらに、選ばれたアデノシンの改変によって、ADARは、スプライシング部位を作出することもあり、または消失させることもあり、したがって、転写物のその後のスプライシングに幅広い影響を与える。転写機構と同様に、スプライセオソームは、イノシンをグアノシン(G)と解釈し、それ故、標準GU 5’スプライス部位およびAG 3’アクセプター部位を、それぞれ、AU(IU=GU)およびAA(AI=AG)の脱アミノ化によって作出し得る。それに応じて、RNA編集は、標準AG 3’スプライス部位(IG=GG)を破壊し得る。
一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドおよび標的RNA分子は、少なくとも1つのミスマッチを有し得る。一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドおよび標的RNA分子は、1つのミスマッチを有し得る。一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドおよび標的RNA分子は、A/C、A/G、U/C、U/G、C/A、C/U、G/A、G/Uミスマッチ、またはこれらの任意の組合せを有し得る。一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドおよび標的RNA分子は、A/Cミスマッチを有し得る。一部の実施形態では、A/C、A/G、C/A、またはG/AにおけるAが、RNA編集実体により改変され得る。他の場合には、A/C、C/A、C/U.またはU/CにおけるCが、RNA編集実体により改変され得る。他の場合には、U/C、C/U、G/U.またはU/GにおけるUが、RNA編集実体により改変され得る。他の場合には、U/G、G/U、G/A.またはA/GにおけるGが、RNA編集実体により改変され得る。一部の実施形態では、A/CミスマッチにおけるAが、RNA編集実体により改変され得る。そのような改変は、任意の改変、例えば、本明細書においておよびそれについて記載される任意のRNA編集実体により誘導される化学的改変を含み得る。ある実施形態では、改変は、標的RNAにおけるミスマッチを、他の点では同等のWT RNA中に存在する残基に復帰させる。
標的となるRNAの化学的転換は、化学的に転換された標的となるRNAの翻訳後、化学的に転換されていない他の点では同等のRNAと比べて増加したレベルのタンパク質またはその断片をもたらし得る。一部の実施形態では、標的となるRNAの化学的転換は、化学的に転換された標的となるRNAの翻訳後、化学的に転換されていない他の点では同等のRNAと比べて減少したレベルのタンパク質またはその断片をもたらし得る。一部の実施形態では、化学的転換は、センスコドンを停止コドンに変換し得る。一部の場合には、化学的転換は、停止コドンをセンスコドンに変換し得る。一部の実施形態では、化学的転換は、第1のセンスコドンを第2のセンスコドンに変換し得る。一部の事例では、化学的転換は、第1の停止コドンを第2の停止コドンに変換し得る。一部の実施形態では、化学的転換は、化学的に転換された標的となるRNAの翻訳後、化学的に転換されていない他の点では同等のRNAと比べてタンパク質またはその断片の局在、フォールディング、安定性または合成を変更し得る。一部の場合には、化学的転換は、化学的に転換された標的となるRNAの局在、フォールディング、安定性または合成を、化学的に転換されていない他の点では同等の標的RNAと比べて変更し得る。一部の実施形態では、標的RNAは、コーディングまたはノンコーディングRNAを含み得る。
RNAの標的化は、塩基の挿入、欠失または置換のうちのいずれか1つを含み得る。RNA標的化の例としては、プソイドウリジン化(ウリジン残基の異性体化)および脱アミノ化(ウリジンを生じさせるためのシチジンからのアミン基の除去、またはC→U編集)が挙げられる。
RNA編集実体およびそれらの生物活性断片
RNA編集実体またはその生物活性断片を含む組成物、およびそれらの使用方法が、本明細書で提供される。ある態様では、RNA編集実体は、RNA特異的アデノシンデアミナーゼ(ADAR)、tRNA特異的アデノシンデアミナーゼ(ADAT)、およびこれらのいずれかのその生物活性断片を含み得る。ADARおよびADATは、RNA中のアデノシンのイノシンへの化学的変換を触媒する酵素であり得る。イノシンの特性はグアノシンのものによく似ている(例えば、イノシンはシトシンと2つの水素結合を形成することになる)ため、イノシンは、細胞の翻訳機構によりグアノシンとして認識され得る。したがって、「アデノシン→イノシン(A→I)RNA編集」は、RNA標的の一次配列を有効に変化させる。一般に、ADARおよびADAT酵素は、可変数のアミノ末端dsRNA結合ドメイン(dsRBD)と単一のカルボキシ末端触媒デアミナーゼドメインとを含む共通ドメイン構造を共有する。ヒトADARおよびADATは、2つまたは3つのdsRBDを保有する。証拠から、ADARおよびADATは、ホモ二量体はもちろん、二本鎖RNAに結合したときに他のADARおよびADATとヘテロ二量体も形成し得ることが示唆されているが、編集を行うために二量体化が必要であるかどうかは、現在のところ不確定である。
3つのヒトADAR遺伝子(ADAR 1~3)が同定されており、ADAR1(公式記号ADAR)およびADAR2(ADARB1)タンパク質は、十分に特徴付けられたアデノシン脱アミノ化活性を有する。ADARは、それらのN末端領域にdsRNA結合ドメイン(dsRBD;ADAR1は、3つのdsRBDを有し、ADAR2およびADAR3は、各々、2つのdsRBDを有する)の少なくとも2つのコピーを含み、続いてC末端デアミナーゼドメインを含む、典型的なモジュール型ドメイン構成を有する。ADATは、tRNAの脱アミノ化を触媒する。ADATは、E.coliではtadAとも呼ばれる。3つのヒトADAT遺伝子(ADAT 1~3)が同定されている。
特定のRNA編集は、転写物再コード化につながり得る。イノシンは、グアノシンの塩基対合特性を共有するため、翻訳機構は、編集されたアデノシンをグアノシンと解釈し、それによってトリプレットコドンが変更され、その結果、タンパク質生成物中でのアミノ酸置換が生じ得る。遺伝子コードのトリプレットコドンの半分より多くをRNA編集によって再指定することができるだろう。遺伝子コードの縮重のため、RNA編集は、サイレントアミノ酸置換と非同義アミノ酸置換の両方を引き起こし得る。
一部の場合には、RNAの標的化は、スプライシングに影響を与え得る。編集の標的となるアデノシンは、mRNA前駆体のスプライスジャンクション付近に偏って局在し得る。したがって、dsRNA ADAR基質の形成中に、イントロンのシス作用性配列は、RNA二重鎖を形成することができ、この二重鎖は、スプライシング部位を包含し、スプライシング機構からそれらの部位を見えなくする可能性がある。さらに、選ばれたアデノシンの改変によって、ADARは、スプライシング部位を作出することもあり、または消失させることもあり、したがって、転写物のその後のスプライシングに幅広い影響を与える。転写機構と同様に、スプライセオソームは、イノシンをグアノシンと解釈し、それ故、標準GU 5’スプライス部位およびAG 3’アクセプター部位を、それぞれ、AU(IU=GU)およびAA(AI=AG)の脱アミノ化によって作出し得る。それに応じて、RNA編集は、標準AG 3’スプライス部位(IG=GG)を破壊し得る。
ある態様では、RNA編集実体は、ADARを含む。一部の実施形態では、ADARは、ADAR1、ADAR1p110、ADAR1p150、ADAR2、ADAR3、APOBECタンパク質のうちのいずれか1つ、またはこれらの任意の組合せを含み得る。一部の実施形態では、ADAR RNA編集実体は、ADAR1である。加えて、または代替的に、ADAR RNA編集実体は、ADAR2である。加えて、または代替的に、ADAR RNA編集実体は、ADAR3である。ある態様では、RNA編集実体は、非ADARであり得る。一部の場合には、RNA編集実体は、APOBEC1、APOBEC2、ADAR1、ADAR1p110、ADAR1p150、ADAR2、ADAR3またはこれらの任意の組合せに対して少なくとも約80%の配列相同性を有し得る。クラスター化して規則的な配置の短い回文配列リピート(CRISPR)システムからのものなどの代替編集実体も企図される。
一部の場合には、RNA編集実体は、ウイルスにコードされたRNA依存性のRNAポリメラーゼであり得る。一部の場合には、RNA編集実体は、麻疹、流行性耳下腺炎またはパラインフルエンザからのウイルスにコードされたRNA依存性のRNAポリメラーゼであり得る。一部の事例では、RNA編集実体は、標的RNAにおいてヌクレオチド(単数または複数)を付加または欠失させることができる、Trypanosoma bruceiからの酵素であり得る。一部の事例では、RNA編集実体は、標的RNAにおいて1つのウラシルまたは1つより多くのウラシルを付加または欠失させることができる、Trypanosoma bruceiからの酵素であり得る。一部の事例では、RNA編集実体は、組換え酵素を含み得る。一部の場合には、RNA編集実体は、融合ポリペプチドを含み得る。
ある態様では、RNA編集実体を操作された対象ポリヌクレオチドにより動員し続けることができる。一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドは、標的RNAの領域のポリヌクレオチドのヌクレオチドの塩基の編集、APP、SNCA、タウなどの、対象標的RNAによりコードされるポリペプチドの発現のモジュレーション、またはこれらの組合せを、操作されたポリヌクレオチドおよび標的RNAと会合しているときまたは標的RNAと会合していないときに助長する、RNA編集実体を動員することができる。操作されたポリヌクレオチドは、RNA編集実体を動員することができるRNA編集実体動員ドメインを含有することができる。
操作されたポリヌクレオチド
ポリヌクレオチド、およびそれらを含む組成物が、本明細書で提供される。ある態様では、ポリヌクレオチドは、操作されたポリヌクレオチドであり得る。ある実施形態では、操作されたポリヌクレオチドは、操作されたポリヌクレオチドであり得る。一部の実施形態では、本開示の操作されたポリヌクレオチドをRNA編集に、例えば、疾患または状態を予防または処置するために用いることができる。一部の場合には、操作されたポリヌクレオチドを対象RNA編集実体に関連して使用して、標的RNAを編集することまたは標的RNAによりコードされるポリペプチドの発現をモジュレートすることができる。ある実施形態では、本明細書で開示される組成物は、ADARもしくはADATポリペプチドまたはその生物活性断片などの対象RNA編集実体による編集を助長することができる、操作されたポリヌクレオチドを含み得る。
操作されたポリヌクレオチドを、RNA標的化に好適な任意の方法で操作することができる。ある態様では、操作されたポリヌクレオチドは、一般に、それが標的RNAの領域にハイブリダイズすることを可能にする標的化配列を少なくとも含む。一部の場合には、標的化配列は、標的化ドメインまたは標的化領域とも呼ばれることがある。
ある態様では、操作されたポリヌクレオチドの標的化配列は、ワトソン・クリック塩基対合などの塩基対合によって、操作されたポリヌクレオチドによるRNA配列の標的化を可能にする。ある実施形態では、標的化配列は、操作されたポリヌクレオチドのN末端またはC末端のいずれかに位置し得る。一部の場合には、標的化配列は、両方の末端に位置する。標的化配列は、いずれの長さのものであってもよい。一部の場合には、標的化配列は、長さが少なくとも約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、137、138、139、140、141、142、143、144、145、146、147、148、149、150ヌクレオチド、または最大で約200ヌクレオチドである。ある実施形態では、操作されたポリヌクレオチドは、長さ約75~100、80~110、90~120、または95~115ヌクレオチドである標的化配列を含む。ある実施形態では、操作されたポリヌクレオチドは、長さ約100ヌクレオチドである標的化配列を含む。
一部の場合には、対象標的化配列は、対象ポリペプチド、例えばAPP、SNCAまたはタウ、を少なくとも部分的にコードする標的RNAの領域に対して少なくとも部分的な配列相補性を有する。一部の場合には、標的化配列は、標的RNAに対して95%、96%、97%、98%、99%または100%の配列相補性を有する。一部の場合には、標的化配列は、標的RNA配列に対して100%未満の相補性を有する。例えば、標的化配列、および標的化配列により結合され得る標的RNAの領域は、単一の塩基ミスマッチを有し得る。他の場合には、操作された対象ポリヌクレオチドの標的化配列は、少なくとも約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、20、30、40または最大で約50の塩基ミスマッチを含む。一部の態様では、ヌクレオチドミスマッチを本明細書で提供される構造的特徴に関連し得る。一部の態様では、標的化配列は、対象標的RNAの野生型RNAとは相補性の点で異なる、少なくとも約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、または最大で約15のヌクレオチドを含む。
ある態様では、操作された対象ポリヌクレオチドは、RNA編集実体動員ドメインを含む。RNA編集実体は、操作されたポリヌクレオチド上のRNA編集実体動員ドメインにより動員され得る。一部の場合には、操作された対象ポリヌクレオチドは、対象標的RNAの領域のポリヌクレオチドのヌクレオチドの塩基の編集、対象標的RNAによりコードされるポリペプチドのモジュレーション発現、または両方を助長するように構成されている。一部の場合には、操作されたポリヌクレオチドを、対象RNA編集実体によるRNAの領域のヌクレオチドまたはポリヌクレオチドの塩基の編集を助長するように、構成することができる。編集を助長するために、本開示の操作されたポリヌクレオチドは、RNA編集実体を動員することができる。ある特定の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドは、RNA編集実体動員ドメインを欠いている。いずれにせよ、操作された対象ポリヌクレオチドは、RNA編集実体に結合すること、またはRNA編集実体により結合されること、および対象標的RNAの編集を助長することが可能であり得る。
様々なRNA編集実体動員ドメインを用いることができる。ある実施形態では、動員ドメインは、グルタミン酸イオンチャネル型受容体AMPA型サブユニット2(GluR2)、APOBEC、MS2-バクテリオファージコートタンパク質動員ドメイン、Alu、TALEN動員ドメイン、Znフィンガーポリペプチド動員ドメイン、メガTAL動員ドメイン、もしくはCas13動員ドメイン、これらの組合せ、またはそれらの改変バージョンを含む。ある特定の実施形態では、1つより多くの動員ドメインを、本開示の操作されたポリヌクレオチドに含めることができる。動員配列が存在する場合、標的化配列、例えばアンチセンス配列、が標的RNAにハイブリダイズした後、動員配列を用いて、RNA編集実体を対象標的RNAと有効に反応するのに適した位置に置くことができる。一部の場合には、動員配列は、RNA編集実体の操作されたポリヌクレオチドへの一時的結合を可能にすることができる。他の場合には、動員配列は、RNA編集実体のポリヌクレオチドへの永久結合を可能にする。動員配列は、いずれの長さのものであってもよい。一部の場合では、動員配列は、長さが約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75から、約80ヌクレオチドまでである。一部の場合には、動員配列は、長さ約45ヌクレオチドである。一部の場合には、動員配列の少なくとも一部分は、少なくとも1~約75ヌクレオチドを含む。一部の場合には、動員配列の少なくとも一部分は、約45ヌクレオチド~約60ヌクレオチドを含む。
ある実施形態では、RNA編集実体動員ドメインは、GluR2配列またはその機能的断片を含む。一部の場合には、GluR2配列は、RNA編集実体、例えば、ADARまたはその生物活性断片によって認識され得る。一部の実施形態では、GluR2配列は、天然に存在しない配列であり得る。一部の場合には、GluR2配列を、例えば動員増進のために、改変することができる。一部の場合には、GluR2配列は、天然に存在するGluR2配列および合成配列の一部分を含み得る。
ある実施形態では、動員ドメインは、GluR2配列を含むか、またはGUGGAAUAGUAUAACAAUAUGCUAAAUGUUGUUAUAGUAUCCCAC(配列番号1)に対して少なくとも約80%、85%、90%、95%、98%、99%、もしくは100%の同一性を有する配列を含む。一部の場合には、動員ドメインは、配列番号1の少なくとも約10、15、20、25または30ヌクレオチドに対して少なくとも約80%の配列相同性を有し得る。一部の実施形態では、動員ドメインは、配列番号1に対して少なくとも約90%、95%、96%、97%、98%または99%の配列相同性を有し得る。
追加のRNA編集実体動員ドメインも企図される。ある実施形態では、動員ドメインは、アポリポタンパク質B mRNA編集酵素、触媒ポリペプチド様(APOBEC)ドメインを含む。一部の場合には、APOBECドメインは、天然に存在しない配列を含むこともあり、または天然に存在する配列を含むこともある。一部の実施形態では、APOBECドメインコード配列は、改変された部分を含み得る。一部の場合には、APOBECドメインコード配列は、天然に存在するAPOBECドメインコード配列の一部分を含み得る。別の実施形態では、動員ドメインは、MS2-バクテリオファージコートタンパク質動員ドメインからのものであり得る。別の実施形態では、動員ドメインは、Aluドメインからのものであり得る。一部の場合には、動員ドメインは、APOBEC、MS2-バクテリオファージコートタンパク質動員ドメイン、またはAluドメインの少なくとも約15、20、25、30または35ヌクレオチドに対して少なくとも約80%、85%、90%または95%の配列相同性を有し得る。いずれの数の動員配列が本開示のポリヌクレオチドに見られてもよい。一部の場合には、少なくとも約1、2、3、4、5、6、7、8、9、または最大で約10の動員配列が、ポリヌクレオチドに含まれている。動員配列は、対象ポリヌクレオチドのいずれの位置にあってもよい。一部の場合には、動員配列は、ポリヌクレオチドのN末端、中央、またはC末端にある。動員配列は、標的配列の上流にあることもあり、または下流にあることもある。一部の場合には、動員配列は、対象ポリヌクレオチドの標的化配列に隣接している。動員配列は、全てのリボヌクレオチドまたはデオキシリボヌクレオチドを含み得るが、リボヌクレオチドとデオキシリボヌクレオチドの両方を含む動員配列は除外されない。
動員配列が非存在であり得る場合、操作されたポリヌクレオチドは、それでもやはり対象RNA編集実体(例えば、ADAR)と会合して、標的RNAの編集を助長することができ、および/または対象標的RNAによりコードされるポリペプチドの発現をモジュレートすることができる。これは、構造的特徴によって達成され得る。構造的特徴は、ミスマッチ、対称バルジ、非対称バルジ、対称内部ループ、非対称内部ループ、ヘアピン、ゆらぎ塩基対、構造化モチーフ、環状化RNA、化学的改変のうちのいずれか1つ、またはこれらの任意の組合せを含み得る。ある態様では、二本鎖RNA(dsRNA)基質、例えば、ハイブリダイズしたポリヌクレオチド鎖は、本開示の操作されたポリヌクレオチドの標的RNAへのハイブリダイゼーションによって形成され得る。本開示のdsRNA基質に存在し得る幾つかの構造的特徴のうちの1つに対応する特徴が、本明細書に記載される。特徴の例としては、ミスマッチ、バルジ(対称バルジもしくは非対称バルジ)、内部ループ(対称内部ループもしくは非対称内部ループ)、またはヘアピン(動員ヘアピン、もしくは非標的化ドメインを含むヘアピン)が挙げられる。本開示の操作されたポリヌクレオチドは、1~50の特徴を有することができる。本開示の操作されたポリヌクレオチドは、1~5、5~10、10~15、15~20、20~25、25~30、30~35、35~40、40~45、45~50、5~20、1~3、4~5、2~10、20~40、10~40、20~50、30~50、4~7、または8~10の特徴を有することができる。
本明細書で開示される場合の構造化モチーフは、dsRNA基質における2つまたはそれより多くの特徴を含む。
二本鎖RNA(dsRNA)基質は、本開示の操作されたポリヌクレオチドの標的RNAへのハイブリダイゼーションによって形成され得る。本明細書で開示される場合のミスマッチは、dsRNA内の標的RNA中の相対するヌクレオチドと不対合であり得る、ポリヌクレオチド中のヌクレオチドを指す。ミスマッチは、塩基対合しない、相補的であることができない、または両方である、いずれか2つのヌクレオチドを含み得る。一部の実施形態では、ミスマッチは、A/Cミスマッチであり得る。A/Cミスマッチは、標的RNA中のAの向かい側の、本開示の操作されたポリヌクレオチド中のCを含み得る。A/Cミスマッチは、標的RNA中のCの向かい側の、本開示の操作されたポリヌクレオチド中のAを含み得る。ある実施形態では、G/Gミスマッチは、標的RNA中のGの向かい側の、本開示の操作されたポリヌクレオチド中のGを含み得る。一部の実施形態では、編集部位の5’に位置するミスマッチは、編集される標的Aの塩基フリッピングを助長し得る。ミスマッチは、配列特異性の付与にも役立ち得る。ある実施形態では、ミスマッチは、G/Gミスマッチを含む。ある実施形態では、ミスマッチは、A/Cミスマッチを含み、この場合、Aは、標的RNA中にあり得、Cは、操作されたポリヌクレオチドの標的化配列内にあり得る。別の実施形態では、A/CミスマッチにおけるAは、対象RNA編集実体により編集される標的RNA中のヌクレオチドの塩基であり得る。
ある態様では、構造的特徴は、操作されたポリヌクレオチドにおいて独立して生じ得る。他の場合には、構造的特徴は、操作されたポリヌクレオチドが標的RNAに結合したときに生じ得る。構造的特徴は、操作されたポリヌクレオチドが、他の分子、例えば、ペプチド、ヌクレオチドまたは小分子と会合したときにも生じ得る。ある特定の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドの構造的特徴は、標的RNAとは無関係に生じることがあり、その構造は、標的RNA領域と操作されたポリペプチドのハイブリダイゼーションの結果として変化することがある。ある特定の実施形態では、構造的特徴は、操作されたポリヌクレオチドが標的RNAと会合している状態であり得るときに存在し得る。
一部の場合には、構造的特徴は、ヘアピンであり得る。一部の場合には、操作されたポリヌクレオチドは、ヘアピンドメインを欠いていることがある。他の場合には、操作されたポリヌクレオチドは、1つのヘアピンドメインまたは1つより多くのヘアピンドメインを含有することがある。ヘアピンは、ポリヌクレオチド中のどこに位置していてもよい。本明細書で開示される場合のヘアピンは、1本のRNA鎖自体が折り重なってRNA二重鎖を形成しているRNA二重鎖であり得る。1本のRNA鎖自体が、折り畳み領域の塩基対の上流および下流にヌクレオチド配列を有するため、互いに折り重なる。ヘアピンは、二重鎖構造全体の長さで10~500ヌクレオチドを有し得る。ヘアピンのステムループ構造は、3~15ヌクレオチド長であり得る。ヘアピンは、本明細書で開示される操作されたポリヌクレオチドのいずれにも存在し得る。本明細書で開示される操作されたポリヌクレオチドは、1~10のヘアピンを有し得る。一部の実施形態では、本明細書で開示される操作されたポリヌクレオチドは、1つのヘアピンを有する。一部の実施形態では、本明細書で開示される操作されたポリヌクレオチドは、2つのヘアピンを有する。本明細書で開示される場合のヘアピンは、動員ヘアピンを指すこともあり、またはヘアピンを指すこともあり、または非動員ヘアピンを指すこともある。ヘアピンは、本開示の操作されたポリヌクレオチド内のどこに位置していてもよい。一部の実施形態では、1つまたは複数のヘアピンは、本開示の操作されたポリヌクレオチドの3’末端に存在することもあり、本開示の操作されたポリヌクレオチドの5’末端に存在することもあり、もしくは本開示の操作されたポリヌクレオチドの標的化配列内に存在することもあり、またはこれらの任意の組合せに存在することもある。
態様では、構造的特徴は、本明細書で開示されるような動員ヘアピンを含む。動員ヘアピンは、ADARなどのRNA編集実体を動員することができる。一部の実施形態では、動員ヘアピンは、GluR2ドメインを含む。一部の実施形態では、動員ヘアピンは、Aluドメインを含む。
さらに別の態様では、構造的特徴は、非動員ヘアピンを含む。非動員ヘアピンは、本明細書で開示される場合、操作されたポリヌクレオチドの標的RNAへの局在を改善する機能を示すことができる。一部の実施形態では、非動員ヘアピンは、核内繋留を改善する。一部の実施形態では、非動員ヘアピンは、U7 snRNAからのヘアピンを含む。
別の態様では、構造的特徴は、ゆらぎ塩基を含む。ゆらぎ塩基対は、弱く対合している2つの塩基を指す。例えば、本開示のゆらぎ塩基対は、Uと対合しているGを指すことができる。
本開示のヘアピンは、いずれの長さのものであってもよい。ある態様では、ヘアピンは、約5~200またはそれより多くのヌクレオチドであり得る。一部の場合には、ヘアピンは、約5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、137、138、139、140、141、142、143、144、145、146、147、148、149、150、151、152、153、154、155、156、157、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、178、179、180、181、182、183、184、185、186、187、188、189、190、191、192、193、194、195、196、197、198、199、200、201、202、203、204、205、206、207、208、209、210、211、212、213、214、215、216、217、218、219、220、221、222、223、224、225、226、227、228、229、230、231、232、233、234、235、236、237、238、239、240、241、242、243、244、245、246、247、248、249、250、251、252、253、254、255、256、257、258、259、260、261、262、263、264、265、266、267、268、269、270、271、272、273、274、275、276、277、278、279、280、281、282、283、284、285、286、287、288、289、290、291、292、293、294、295、296、297、298、299、300、301、302、303、304、305、306、307、308、309、310、311、312、313、314、315、316、317、318、319、320、321、322、323、324、325、326、327、328、329、330、331、332、333、334、335、336、337、338、339、340、341、342、343、344、345、346、347、348、349、350、351、352、353、354、355、356、357、358、359、360、361、362、363、364、365、366、367、368、369、370、371、372、373、374、375、376、377、378、379、380、381、382、383、384、385、386、387、388、389、390、391、392、393、394、395、396、397、398、399、もしくは400またはそれより多くのヌクレオチドを含むことがある。他の場合には、ヘアピンは、5~10、5~20、5~30、5~40、5~50、5~60、5~70、5~80、5~90、5~100、5~110、5~120、5~130、5~140、5~150、5~160、5~170、5~180、5~190、5~200、5~210、5~220、5~230、5~240、5~250、5~260、5~270、5~280、5~290、5~300、5~310、5~320、5~330、5~340、5~350、5~360、5~370、5~380、5~390、または5~400ヌクレオチドを含むこともある。ヘアピンは、自体にハイブリダイズして、ヌクレオチドループによって隔てられた二本鎖のハイブリダイズしたRNAからなる二本鎖RNAモチーフ/構造になるのに十分な相補性を有する、RNAの1本の鎖から生じる構造的特徴であり得る。
一部の場合には、構造的特徴は、バルジであり得る。バルジは、標的鎖と操作されたポリヌクレオチド鎖の間の単一の(意図的な)核酸ミスマッチを含み得る。他の場合には、塩基のミスマッチしたストレッチであるバルジ領域の両側に相補dsRNA領域がハイブリダイズして隣接し得るのであれば、鎖間の1つより多くの連続するミスマッチによってバルジが構成される。バルジは、ポリヌクレオチドのいずれの位置にあってもよい。一部の場合には、バルジは、5’ヒドロキシルまたは3’ヒドロキシルから約30~約70ヌクレオチドの位置にあり得る。
ある実施形態では、二本鎖RNA(dsRNA)基質は、本開示の操作されたポリヌクレオチドの標的RNAへのハイブリダイゼーションによって形成され得る。本明細書で開示される場合のバルジは、dsRNA基質の形成によって形成される構造であって、操作されたポリヌクレオチドまたは標的RNAのいずれかにおけるヌクレオチドが、逆鎖上のそれらの位置的対応物に相補的であることができない、構造を指す。バルジは、dsRNA基質の二次または三次構造を変化させ得る。バルジは、dsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側またはdsRNA基質の標的RNA側の1~4ヌクレオチドを有し得る。一部の実施形態では、本開示の操作されたポリヌクレオチドは、2つのバルジを有する。一部の実施形態では、本開示の操作されたポリヌクレオチドは、3つのバルジを有する。一部の実施形態では、本開示の操作されたポリヌクレオチドは、4つのバルジを有する。一部の実施形態では、dsRNA基質中のバルジの存在は、ADARを、標的RNA中の標的Aを選択的に編集して非標的のオフターゲット編集を低減させるのに適した位置に置くことができる。一部の実施形態では、dsRNA基質中のバルジの存在は、追加のADARを動員し得る。本明細書で開示されるdsRNA基質中のバルジは、他のタンパク質、例えば、他のRNA編集実体を動員し得る。一部の実施形態では、編集部位の5’に位置するバルジは、編集される標的Aの塩基フリッピングを助長し得る。バルジは、配列特異性の付与にも役立ち得る。バルジは、ADAR編集を、それを標的Aの選択的編集を生じさせる向きに拘束することにより方向付けるのに役立ち得る。
ある態様では、二本鎖RNA(dsRNA)基質は、本開示の操作されたポリヌクレオチドの標的RNAへのハイブリダイゼーションによって形成され得る。バルジは、対称バルジであることもあり、非対称バルジであることもある。バルジは、dsRNA基質上のポリヌクレオチド側または標的RNA側のいずれかの1~4つの関与するヌクレオチドによって形成され得る。対称バルジは、同数のヌクレオチドがバルジの両側に存在し得る場合に形成され得る。対称バルジは、dsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側またはdsRNA基質の標的RNA側に2~4つのヌクレオチドを有し得る。例えば、本開示のdsRNA基質中の対称バルジは、dsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側および標的RNA側に同数のヌクレオチドを有し得る。本開示の対称バルジは、dsRNA標的の操作されたポリヌクレオチド側の2つのヌクレオチドとdsRNA基質の標的RNA側の2つのヌクレオチドとによって形成され得る。本開示の対称バルジは、dsRNA標的の操作されたポリヌクレオチド側の3つのヌクレオチドとdsRNA基質の標的RNA側の3つのヌクレオチドとによって形成され得る。本開示の対称バルジは、dsRNA標的の操作されたポリヌクレオチド側の4つのヌクレオチドとdsRNA基質の標的RNA側の4つのヌクレオチドとによって形成され得る。
二本鎖RNA(dsRNA)基質は、本開示の操作されたポリヌクレオチドの標的RNAへのハイブリダイゼーションによって形成され得る。バルジは、対称バルジであることもあり、非対称バルジであることもある。非対称バルジは、異なる数のヌクレオチドがバルジの両側に存在し得る場合に形成され得る。非対称バルジは、dsRNA基質上のポリヌクレオチド側または標的RNA側のいずれかに1~4つの関与するヌクレオチドを有し得る。例えば、本開示のdsRNA基質中の非対称バルジは、dsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側および標的RNA側に異なる数のヌクレオチドを有し得る。本開示の非対称バルジは、dsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の0のヌクレオチドとdsRNA基質の標的RNA側の1つのヌクレオチドとによって形成され得る。本開示の非対称バルジは、dsRNA基質の標的RNA側の0のヌクレオチドとdsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の1つのヌクレオチドとによって形成され得る。本開示の非対称バルジは、dsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の0のヌクレオチドとdsRNA基質の標的RNA側の2つのヌクレオチドとによって形成され得る。本開示の非対称バルジは、dsRNA基質の標的RNA側の0のヌクレオチドとdsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の2つのヌクレオチドとによって形成され得る。本開示の非対称バルジは、dsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の0のヌクレオチドとdsRNA基質の標的RNA側の3つのヌクレオチドとによって形成され得る。本開示の非対称バルジは、dsRNA基質の標的RNA側の0のヌクレオチドとdsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の3つのヌクレオチドとによって形成され得る。本開示の非対称バルジは、dsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の0のヌクレオチドとdsRNA基質の標的RNA側の4つのヌクレオチドとによって形成され得る。本開示の非対称バルジは、dsRNA基質の標的RNA側の0のヌクレオチドとdsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の4つのヌクレオチドとによって形成され得る。本開示の非対称バルジは、dsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の1つのヌクレオチドとdsRNA基質の標的RNA側の2つのヌクレオチドとによって形成され得る。本開示の非対称バルジは、dsRNA基質の標的RNA側の1つのヌクレオチドとdsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の2つのヌクレオチドとによって形成され得る。本開示の非対称バルジは、dsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の1つのヌクレオチドとdsRNA基質の標的RNA側の3つのヌクレオチドとによって形成され得る。本開示の非対称バルジは、dsRNA基質の標的RNA側の1つのヌクレオチドとdsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の3つのヌクレオチドとによって形成され得る。本開示の非対称バルジは、dsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の1のヌクレオチドとdsRNA基質の標的RNA側の4つのヌクレオチドとによって形成され得る。本開示の非対称バルジは、dsRNA基質の標的RNA側の1つのヌクレオチドとdsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の4つのヌクレオチドとによって形成され得る。本開示の非対称バルジは、dsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の2つのヌクレオチドとdsRNA基質の標的RNA側の3つのヌクレオチドとによって形成され得る。本開示の非対称バルジは、dsRNA基質の標的RNA側の2つのヌクレオチドとdsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の3つのヌクレオチドとによって形成され得る。本開示の非対称バルジは、dsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の2つのヌクレオチドとdsRNA基質の標的RNA側の4つのヌクレオチドとによって形成され得る。本開示の非対称バルジは、dsRNA基質の標的RNA側の2つのヌクレオチドとdsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の4つのヌクレオチドとによって形成され得る。本開示の非対称バルジは、dsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の3つのヌクレオチドとdsRNA基質の標的RNA側の4つのヌクレオチドとによって形成され得る。本開示の非対称バルジは、dsRNA基質の標的RNA側の3つのヌクレオチドとdsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の4つのヌクレオチドとによって形成され得る。一部の場合には、構造的特徴は、ループであり得る。
ある態様では、二本鎖RNA(dsRNA)基質は、本開示の操作されたポリヌクレオチドの標的RNAへのハイブリダイゼーションによって形成され得る。本明細書で開示される場合の内部ループは、dsRNA基質の形成により形成される構造であって、操作されたポリヌクレオチドまたは標的RNAのいずれかにおけるヌクレオチドが、逆鎖上のそれらの位置的対応物に相補的であることができず、dsRNA基質の標的RNA側または操作されたポリヌクレオチド側のいずれかの内部ループの片側が、5つより多くのヌクレオチドを有する、構造を指す。内部ループは、対称内部ループであることもあり、非対称内部ループであることもある。編集部位の付近に存在する内部ループは、編集される標的RNA中の標的Aの塩基フリッピングに役立ち得る。二本鎖RNA(dsRNA)基質は、本開示の操作されたポリヌクレオチドの標的RNAへのハイブリダイゼーションによって形成され得る。内部ループは、対称内部ループであることもあり、非対称内部ループであることもある。対称内部ループは、同数のヌクレオチドが内部ループの両側に存在し得る場合に形成され得る。例えば、本開示のdsRNA基質中の対称内部ループは、dsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側および標的RNA側に同数のヌクレオチドを有し得る。本開示の対称内部ループは、dsRNA標的の操作されたポリヌクレオチド側の5つのヌクレオチドとdsRNA基質の標的RNA側の5つのヌクレオチドとによって形成され得る。本開示の対称内部ループは、dsRNA標的の操作されたポリヌクレオチド側の6つのヌクレオチドとdsRNA基質の標的RNA側の6つのヌクレオチドとによって形成され得る。本開示の対称内部ループは、dsRNA標的の操作されたポリヌクレオチド側の7つのヌクレオチドとdsRNA基質の標的RNA側の7つのヌクレオチドとによって形成され得る。本開示の対称内部ループは、dsRNA標的の操作されたポリヌクレオチド側の8つのヌクレオチドとdsRNA基質の標的RNA側の8つのヌクレオチドとによって形成され得る。本開示の対称内部ループは、dsRNA標的の操作されたポリヌクレオチド側の9つのヌクレオチドとdsRNA基質の標的RNA側の9つのヌクレオチドとによって形成され得る。本開示の対称内部ループは、dsRNA標的の操作されたポリヌクレオチド側の10のヌクレオチドとdsRNA基質の標的RNA側の10のヌクレオチドとによって形成され得る。
ある態様では、二本鎖RNA(dsRNA)基質は、本開示の操作されたポリヌクレオチドの標的RNAへのハイブリダイゼーションによって形成され得る。内部ループは、対称内部ループであることもあり、非対称内部ループであることもある。非対称内部ループは、異なる数のヌクレオチドが内部ループの両側に存在し得る場合に形成され得る。例えば、本開示のdsRNA基質中の非対称内部ループは、dsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側および標的RNA側に異なる数のヌクレオチドを有し得る。本開示の非対称内部ループは、dsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の5つのヌクレオチドとdsRNA基質の標的RNA側の6つのヌクレオチドとによって形成され得る。本開示の非対称内部ループは、dsRNA基質の標的RNA側の5つのヌクレオチドとdsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の6つのヌクレオチドとによって形成され得る。本開示の非対称内部ループは、dsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の5つのヌクレオチドとdsRNA基質の標的RNA側の7つのヌクレオチドとによって形成され得る。本開示の非対称内部ループは、dsRNA基質の標的RNA側の5つのヌクレオチドとdsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の7つのヌクレオチドとによって形成され得る。本開示の非対称内部ループは、dsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の5つのヌクレオチドとdsRNA基質の標的RNA側の8つのヌクレオチド内部ループとによって形成され得る。本開示の非対称内部ループは、dsRNA基質の標的RNA側の5つのヌクレオチドとdsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の8つのヌクレオチドとによって形成され得る。本開示の非対称内部ループは、dsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の5つのヌクレオチドとdsRNA基質の標的RNA側の9つのヌクレオチド内部ループとによって形成され得る。本開示の非対称内部ループは、dsRNA基質の標的RNA側の5つのヌクレオチドとdsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の9つのヌクレオチドとによって形成され得る。本開示の非対称内部ループは、dsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の5つのヌクレオチドとdsRNA基質の標的RNA側の10のヌクレオチド内部ループとによって形成され得る。本開示の非対称内部ループは、dsRNA基質の標的RNA側の5つのヌクレオチドとdsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の10のヌクレオチドとによって形成され得る。本開示の非対称内部ループは、dsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の6つのヌクレオチドとdsRNA基質の標的RNA側の7つのヌクレオチド内部ループとによって形成され得る。本開示の非対称内部ループは、dsRNA基質の標的RNA側の6つのヌクレオチドとdsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の7つのヌクレオチドとによって形成され得る。本開示の非対称内部ループは、dsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の6つのヌクレオチドとdsRNA基質の標的RNA側の8つのヌクレオチド内部ループとによって形成され得る。本開示の非対称内部ループは、dsRNA基質の標的RNA側の6つのヌクレオチドとdsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の8つのヌクレオチドとによって形成され得る。本開示の非対称内部ループは、dsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の6つのヌクレオチドとdsRNA基質の標的RNA側の9つのヌクレオチド内部ループとによって形成され得る。本開示の非対称内部ループは、dsRNA基質の標的RNA側の6つのヌクレオチドとdsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の9つのヌクレオチドとによって形成され得る。本開示の非対称内部ループは、dsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の6つのヌクレオチドとdsRNA基質の標的RNA側の10のヌクレオチド内部ループとによって形成され得る。本開示の非対称内部ループは、dsRNA基質の標的RNA側の6つのヌクレオチドとdsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の10のヌクレオチドとによって形成され得る。本開示の非対称内部ループは、dsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の7つのヌクレオチドとdsRNA基質の標的RNA側の8つのヌクレオチド内部ループとによって形成され得る。本開示の非対称内部ループは、dsRNA基質の標的RNA側の7つのヌクレオチドとdsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の8つのヌクレオチドとによって形成され得る。本開示の非対称内部ループは、dsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の7つのヌクレオチドとdsRNA基質の標的RNA側の9つのヌクレオチド内部ループとによって形成され得る。本開示の非対称内部ループは、dsRNA基質の標的RNA側の7つのヌクレオチドとdsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の9つのヌクレオチドとによって形成され得る。本開示の非対称内部ループは、dsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の7つのヌクレオチドとdsRNA基質の標的RNA側の10のヌクレオチド内部ループとによって形成され得る。本開示の非対称内部ループは、dsRNA基質の標的RNA側の7つのヌクレオチドとdsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の10のヌクレオチドとによって形成され得る。本開示の非対称内部ループは、dsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の8つのヌクレオチドとdsRNA基質の標的RNA側の9つのヌクレオチド内部ループとによって形成され得る。本開示の非対称内部ループは、dsRNA基質の標的RNA側の8つのヌクレオチドとdsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の9つのヌクレオチドとによって形成され得る。本開示の非対称内部ループは、dsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の8つのヌクレオチドとdsRNA基質の標的RNA側の10のヌクレオチド内部ループとによって形成され得る。本開示の非対称内部ループは、dsRNA基質の標的RNA側の8つのヌクレオチドとdsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の10のヌクレオチドとによって形成され得る。本開示の非対称内部ループは、dsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の9つのヌクレオチドとdsRNA基質の標的RNA側の10のヌクレオチド内部ループとによって形成され得る。本開示の非対称内部ループは、dsRNA基質の標的RNA側の9つのヌクレオチドとdsRNA基質の操作されたポリヌクレオチド側の10のヌクレオチドとによって形成され得る。
バルジまたはループを含む構造的特徴は、いずれのサイズのものであってもよい。一部の場合には、バルジまたはループは、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、または50塩基を含む。一部の場合には、バルジまたはループは、合計で少なくとも約1~10、5~15、10~20、15~25、または20~30塩基を含む。
一部の場合には、構造的特徴は、構造化モチーフであり得る。本明細書で開示される場合の構造化モチーフは、dsRNA基質における2つまたはそれより多くの構造的特徴を含む。構造化モチーフは、ADAR編集のための理想的な基質を正確な位置に生成するために、上記請求項におけるものなどの、構造的特徴の任意の組合せを含み得る。これらの構造モチーフを人工的に操作してADAR編集を最大にすることができるだろう、および/またはこれらの構造モチーフをモデル化して公知のADAR基質を再現することができる。
一部の場合には、構造的特徴は、ポリヌクレオチドの少なくとも部分的な環状化を含む。一部の場合には、本明細書で提供されるポリヌクレオチドは、環状化することができ、または環状構造であり得る。一部の態様では、少なくとも部分的に環状のポリヌクレオチドは、5’ヒドロキシルまたは3’ヒドロキシルを欠いている。
一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドは、互いに共有結合で連結されている複数の糖およびリン酸部分を含む骨格を有し得る。一部の場合には、操作されたポリヌクレオチドの骨格は、DNAのデオキシリボースまたはRNAのリボースの5’炭素上のリン酸基中の第1のヒドロキシル基と、DNAのデオキシリボースまたはRNAのリボースの3’炭素上の第2のヒドロキシル基との間にホスホジエステル結合連結を含み得る。
一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドの骨格は、溶媒に曝露され得る5’還元性ヒドロキシル、3’還元性ヒドロキシル、または両方を欠いていることがある。一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドの骨格は、ヌクレアーゼに曝露され得る5’還元性ヒドロキシル、3’還元性ヒドロキシル、または両方を欠いていることがある。一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドの骨格は、加水分解酵素に曝露され得る5’還元性ヒドロキシル、3’還元性ヒドロキシル、または両方を欠いていることがある。一部の事例では、操作されたポリヌクレオチドの骨格を、ヌクレオチドを順々に用いて環状2次元形式のポリヌクレオチド配列として表すことができる。一部の事例では、操作されたポリヌクレオチドの骨格を、ヌクレオチドを順々に用いてループ状2次元形式のポリヌクレオチド配列として表すことができる。一部の場合には、5’ヒドロキシル、3’ヒドロキシル、または両方は、リン-酸素結合によって結合されている。一部の場合には、5’ヒドロキシル、3’ヒドロキシル、または両方は、リン含有部分を有するホスホエステルへと改変される。
対象ポリヌクレオチドは、改変を含み得る。改変は、置換、挿入、欠失、化学的改変、物理的改変、安定化、精製、またはこれらの任意の組合せであり得る。一部の場合には、改変は、化学的改変である。好適な化学的改変は、5’アデニル酸、5’グアノシン-三リン酸キャップ、5’N7-メチルグアノシン-三リン酸キャップ、5’三リン酸キャップ、3’リン酸、3’チオリン酸、5’リン酸、5’チオリン酸、Cis-Synチミジンダイマー、トリマー、C12スペーサー、C3スペーサー、C6スペーサー、dスペーサー、PCスペーサー、rスペーサー、スペーサー18、スペーサー9,3’-3’改変、5’-5’改変、脱塩性、アクリジン、アゾベンゼン、ビオチン、ビオチンBB、ビオチンTEG、コレステリルTEG、デスチオビオチンTEG、DNP TEG、DNP-X、DOTA、dT-ビオチン、デュアルビオチン、PCビオチン、ソラレンC2、ソラレンC6、TINA、3’DABCYL、ブラックホールクエンチャー1、ブラックホールクエンチャー2、DABCYL SE、dT-DABCYL、IRDye QC-1、QSY-21、QSY-35、QSY-7、QSY-9、カルボキシルリンカー、チオールリンカー、2’デオキシリボヌクレオシドアナログプリン、2’デオキシリボヌクレオシドアナログピリミジン、リボヌクレオシドアナログ、2’-O-メチルリボヌクレオシドアナログ、糖改変アナログ、ゆらぎ/ユニバーサル塩基、蛍光色素標識、2’フルオロRNA、2’O-メチルRNA、メチルホスホン酸、ホスホジエステルDNA、ホスホジエステルRNA、ホスホロチオエートDNA、ホスホロチオエートRNA、UNA、プソイドウリジン-5’-三リン酸、5-メチルシチジン-5’-三リン酸、2-O-メチル3ホスホロチオエートのうちのいずれか1つ、またはこれらの任意の組合せを含む。
改変をポリヌクレオチドの任意の位置で行うことができる。一部の場合には、改変は、5’または3’末端に位置する。一部の場合には、ポリヌクレオチドは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、137、138、139、140、141、142、143、144、145、146、147、148、149、または150から選択される塩基における改変を含む。1つより多くの改変をポリヌクレオチドに加えることができる。一部の場合には、改変は、永続的であり得る。他の場合には、改変は、一時的であり得る。一部の場合には、複数の改変がポリ核酸に加えられる。ポリ核酸改変は、ヌクレオチドの物理化学的特性、例えば、それらの立体構造、極性、疎水性、化学反応性、塩基対合相互作用、またはこれらの任意の組合せを変えることができる。
改変は、代用ホスホロチオエートであることもある。一部の場合には、天然ホスホジエステル結合は、細胞ヌクレアーゼによって急速に分解されやすいことがあり、代用ホスホロチオエート(PS)結合を使用するヌクレオチド間連結の改変によって、細胞分解による加水分解に対する安定性がより高くなり得る。改変は、ポリ核酸の安定性を増大させることができる。改変は、生物活性を増強することもできる。一部の場合には、ホスホロチオエート増強RNAポリ核酸は、リボヌクレアーゼA、リボヌクレアーゼT1、仔ウシ血清ヌクレアーゼ、またはこれらの任意の組合せを阻害することができる。これらの特性は、in vivoまたはin vitroでのヌクレアーゼへの曝露の可能性が高い応用に使用されるPS-RNAポリ核酸の使用を可能にすることができる。例えば、ホスホロチオエート(PS)結合をポリ核酸の5’または3’末端の最後の3~5ヌクレオチドの間に導入することができ、これはエクソヌクレアーゼ分解を阻害することができる。一部の場合には、ホスホロチオエート結合をポリ核酸全体にわたって付加させて、エンドヌクレアーゼによる攻撃を低減させることができる。
操作されたポリヌクレオチドは、塩基の任意の頻度を有し得る。例えば、ポリヌクレオチドは、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、34%、35%、36%、37%、38%、39%、40%、1~5%、3~8%、5~12%、10~15%、8~20%、15~25%、20~30%、25~35%、または最大で約30~40%のアデニンパーセントを有し得る。ポリヌクレオチドは、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、34%、35%、36%、37%、38%、39%、40%、1~5%、3~8%、5~12%、10~15%、8~20%、15~25%、20~30%、25~35%、または最大で約30~40%のシトシンパーセントを有し得る。ポリヌクレオチドは、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、34%、35%、36%、37%、38%、39%、40%、1~5%、3~8%、5~12%、10~15%、8~20%、15~25%、20~30%、25~35%、または最大で約30~40%のチミンパーセントを有し得る。ポリヌクレオチドは、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、34%、35%、36%、37%、38%、39%、40%、1~5%、3~8%、5~12%、10~15%、8~20%、15~25%、20~30%、25~35%、または最大で約30~40%のグアニンパーセントを有し得る。ポリヌクレオチドは、1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、34%、35%、36%、37%、38%、39%、40%、1~5%、3~8%、5~12%、10~15%、8~20%、15~25%、20~30%、25~35%、または最大で約30~40%のウラシルパーセントを有し得る。
一部の場合には、操作されたポリヌクレオチドに対して改変後に精度管理を行うことができる。一部の場合には、精度管理は、PAGE、HPLC、MSまたはこれらの任意の組合せを含み得る。一部の場合には、ポリヌクレオチドの質量が決定され得る。質量は、LC-MSアッセイにより決定され得る。質量は、30,000amu、50,000amu、70,000amu、90,000amu、100,000amu、120,000amu、150,000amu、175,000amu、200,000amu、250,000amu、300,000amu、350,000amu、400,000amu、~約500,000amuであり得る。質量は、ポリヌクレオチドのナトリウム塩の質量であり得る。
一部の場合には、ポリヌクレオチドのエンドトキシンレベルが決定され得る。エンドトキシンの臨床上/治療上許容されるレベルは、3EU/mL未満であり得る。エンドトキシンの臨床上/治療上許容されるレベルは、10EU/mL未満であり得る。エンドトキシンの臨床上/治療上許容されるレベルは、8EU/mL未満であり得る。エンドトキシンの臨床上/治療上許容されるレベルは、5EU/mL未満であり得る。エンドトキシンの臨床上/治療上許容されるレベルは、4EU/mL未満であり得る。エンドトキシンの臨床上/治療上許容されるレベルは、3EU/mL未満であり得る。エンドトキシンの臨床上/治療上許容されるレベルは、2EU/mL未満であり得る。エンドトキシンの臨床上/治療上許容されるレベルは、1EU/mL未満であり得る。エンドトキシンの臨床上/治療上許容されるレベルは、0.5EU/mL未満であり得る。
一部の場合には、ポリヌクレオチドに対して無菌試験を行うことができる。無菌試験の臨床上/治療上許容されるレベルは、0であることもあり、または培養で増殖がないことにより示されることもある。無菌試験の臨床上/治療上許容されるレベルは、増殖0.5%未満であり得る。無菌試験の臨床上/治療上許容されるレベルは、増殖1%未満であり得る。
一部の場合には、動員配列を含むポリヌクレオチドのいずれか1つもまた、本明細書に記載される構造的特徴を含み得る。
操作された線状ポリヌクレオチドも提供される。線状ポリヌクレオチドは、本明細書で提供される構造的特徴を実質的に欠いていることがある。例えば、線状ポリヌクレオチドは、構造的特徴を欠いていることもあり、または約2つ未満の構造的特徴もしくは部分構造を有することもある。部分構造は、本明細書に記載の構造的特徴を達成するために必要とされる塩基の一部分を含み得る。
他の場合には、操作された線状ポリヌクレオチドは、5’ヒドロキシル、3’ヒドロキシル、または両方のうちの、いずれか1つを含み得る。これらのうちのいずれか1つは、溶媒に曝露されて線状性を維持し得ることが可能である。
本明細書で提供される組成物および方法を用いて標的の発現をモジュレートすることができる。モジュレーションは、遺伝子にまたは遺伝子の突然変異に関連する疾患または状態を緩和することを目的として、様々なステージのいずれか1つにおいて遺伝子またはその一部分の発現を変更することを指すことができる。モジュレーションは、転写レベルで媒介されることもあり、または翻訳後に媒介されることもある。転写のモジュレーションは、遺伝子の突然変異によって生じるスプライスバリアントの異常な発現を修正することができる。一部の場合には、本明細書で提供される組成物および方法を用いて、標的の遺伝子翻訳を調節することができる。モジュレーションは、転写物の存在量を減少させることにより遺伝子またはその一部分の発現を減少またはノックダウンすることを指すことができる。転写物の存在量を減少させることは、転写物のプロセシング、スプライシング、代謝回転もしくは安定性を減少させることにより、またはリボソームなどの翻訳機構による転写物の利用可能性を低下させることにより、媒介され得る。一部の場合には、本明細書に記載される操作されたポリヌクレオチドは、ノックダウンを助長し得る。ノックダウンは、標的RNAの発現を低減させ得る。一部の場合には、ノックダウンは、mRNAの編集に付随して起こり得る。一部の場合には、ノックダウンは、mRNAの編集が実質的に殆ど乃至は全くなくても起こり得る。一部の事例では、ノックダウンは、3’UTR、5’UTRまたは両方などの、標的RNAの非翻訳領域を標的とすることにより行われ得る。一部の場合には、ノックダウンは、標的RNAのコード領域を標的とすることにより行われ得る。一部の事例では、ノックダウンは、RNA編集酵素(例えば、ADAR)により媒介され得る。一部の事例では、RNA編集酵素は、RNA中の複数のアデノシンの加水分解的脱アミノ化によりノックダウンを生じさせ得る。RNA中の複数のアデノシンの加水分解的脱アミノ化は、超編集と呼ばれることもある。一部の場合には、超編集は、シスで(例えば、Aluエレメントにおいて)行われることもあり、またはトランスで(例えば、操作されたポリヌクレオチドにより標的RNAにおいて)行われることもある。
ある態様では、操作された対象ポリヌクレオチドを用いて、標的RNAまたは標的RNA領域を超編集することができる。一部の場合には、超編集は、対象標的RNAの少なくとも2つまたはそれより多くのヌクレオチドに編集を導入することができる。一部の場合には、超編集は、標的RNAの領域に少なくとももしくは多くとも約2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56、58、60、62、64、66、68、70、72、74、76、78、80、82、84、86、88、90、92、94、96、98の、または少なくとももしくは多くとも約100の編集を導入することができる。ある実施形態では、超編集は、非翻訳領域、翻訳領域、3’UTR、5’UTR、またはこの中のおよびその任意の組合せにおいて行われ得る。ある実施形態では、対象APP mRNAの標的RNAを超編集してmRNAに突然変異を起こさせることによって、改変されていない他の点では同等のAPPポリペプチドと比較して切断が低減または消失した改変されたAPPポリペプチドを生成することができる。ある実施形態では、改変されたポリペプチドがβ-セクレターゼによる切断の低減または消失を有するように、標的mRNAの領域におけるβ-セクレターゼ切断部位でならびにその遠位側および近位側の残基で突然変異を起こさせることができる。ある態様では、切断の低減は、例えば、操作された対象ポリペプチド系を使用して、超編集下にない他の点では同等の標的mRNAと比較して少なくとも約または多くとも約1/1、1/3、1/5、1/7、1/10、1/15、1/20、1/40、1/60、1/80、または1/100への低減である。ある実施形態では、超編集は、β-セクレターゼ(BACE1を含むがこれに限定されない)の基質選好性を低下または消失させること、およびAPP発現を大きくモジュレートしないこと(その結果として、APPの主要細胞機能がおおむね影響を受けない状態を維持することを可能にすることができる)により、疾患のドライバー事象をモジュレートすることができる。BACE1基質選好性は、そしてまた(個々にまたは組み合わせて)編集され得る推定的アデノシンを有するAPP mRNA配列も、下記で示される。この方法論の例は、実施例19および20で提供される。
ある態様では、操作された対象ポリヌクレオチドを、タイリングを含む方法を用いて設計することができる。例えば、操作されたポリヌクレオチドを、対象標的RNAの核酸またはポリペプチドに対してタイリングされた、複数の操作されたポリヌクレオチド候補から選択することができる。ある実施形態では、操作されたポリヌクレオチドを、APP、SNCAおよび/またはタウなどの、対象標的RNAの核酸またはポリペプチドに対してタイリングされた、複数の操作されたポリヌクレオチドから選択することができる。一部の場合には、タイリングは、操作されたポリヌクレオチドを対象標的の調節エレメントにわたってタイリングすることを含み得る。一部の場合には、タイリングは、操作されたポリヌクレオチドの、対象標的配列のポリ(A)テール、マイクロRNA応答エレメント(MRE)、AUリッチエレメント(ARE)、5’UTR、3’UTRのうちのいずれか1つ、またはこれらの任意の組合せにわたっての、タイリングを含み得る。
ある態様では、標的RNAまたは核酸に対してタイリングされる操作されたポリヌクレオチドを、本明細書に記載される方法における使用のためにプールすることができる。一部の場合には、操作されたポリヌクレオチドを、単一のアッセイで標的を検出するためにプールすることができる。単一の標的に対してタイリングされる操作されたポリヌクレオチドをプールすることは、本明細書に記載される方法を使用する標的RNAの検出を増進することができる。例えばタイリングは、標的核酸または標的ポリペプチドに沿って逐次的であることがある。時には、タイリングは、標的核酸または標的RNAに沿って重複していることもある。一部の事例では、タイリングは、標的核酸または標的RNAに沿ってタイリングされる操作されたポリヌクレオチド間にギャップを含む。一部の事例では、操作されたポリヌクレオチドのタイリングは、非逐次的であることがある。多くの場合、標的核酸および/または標的RNAを検出する方法は、標的核酸または標的RNAを操作されたポリヌクレオチドおよびRNA編集実体および/またはヌクレアーゼのプールと接触させるステップであって、操作されたポリヌクレオチドのプールの操作されたポリヌクレオチドが標的配列に対する標的化配列を含む、ステップ、および編集についてアッセイするステップを含み得る。
一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドは、シス調節エレメントを含み得る。そのようなシス調節エレメントは、特異的なRNA配列を含み得る。一部の場合には、シス調節エレメントは、操作されたポリヌクレオチドのRNA存在量、RNA合成、RNA安定性、RNA分解またはRNA局在を調節することができる。そのようなシス調節エレメントは、Malat1、Xist、Neat1またはsnoRNA配列を含み得る。Malat1配列は、操作されたポリヌクレオチドを核に局在させることができる。Malat1、Xist、Neat1またはsnoRNA配列は、ポリヌクレオチドについての核内繋留シグナルも提供することができる。
一部の場合には、操作されたポリヌクレオチドは、ポリメラーゼI、IIまたはIIIプロモーターから発現され得る。他の場合には、プロモーターは、組織特異的プロモーターであり得る。一部の場合には、複数の操作されたポリヌクレオチドがポリメラーゼI、IIまたはIIIプロモーターによって発現され得る。一部の場合には、複数の操作されたポリヌクレオチドは、複数の操作されたポリヌクレオチドをポリメラーゼI、IIまたはIIIプロモーターの片側から配置することにより、一方向にポリメラーゼI、IIまたはIIIプロモーターによって発現され得る。他の場合には、複数の操作されたポリヌクレオチドは、複数の操作されたポリヌクレオチドをポリメラーゼI、IIまたはIIIプロモーターの両側から配置することにより、二方向からポリメラーゼI、IIまたはIIIプロモーターによって発現され得る。
一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドは、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、137、138、139、140、141、142、143、144、145、146、147、148、149、150、151、152、153、154、155、156、157、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、178、179、180、181、182、183、184、185、186、187、188、189、190、191、192、193、194、195、196、197、198、199、200、201、202、203、204、205、206、207、208、209、210、211、212、213、214、215、216、217、218、219、220、221、222、223、224、225、226、227、228、229、230、231、232、233、234、235、236、237、238、239、240、241、242、243、244、245、246、247、248、249、250、251、252、253、254、255、256、257、258、259、260、261、262、263、264、265、266、267、268、269、270、271、272、273、274、275、276、277、278、279、280、281、282、283、284、285、286、287、288、289、290、291、292、293、294、295、296、297、298、299、300、301、302、303、304、305、306、307、308、309、310、311、312、313、314、315、316、317、318、319、320、321、322、323、324、325、326、327、328、329、330、331、332、333、334、335、336、337、338、339、340、341、342、343、344、345、346、347、348、349、350、351、352、353、354、355、356、357、358、359、360、361、362、363、364、365、366、367、368、369、370、371、372、373、374、375、376、377、378、379、380、381、382、383、384、385、386、387、388、389、390、391、392、393、394、395、396、397、398、399、400、401、402、403、404、405、406、407、408、409、410、411、412、413、414、415、416、417、418、419、420、421、422、423、424、425、426、427、428、429、430、431、432、433、434、435、436、437、438、439、440、441、442、443、444、445、446、447、448、449、450、451、452、453、454、455、456、457、458、459、460、461、462、463、464、465、466、467、468、469、470、471、472、473、474、475、476、477、478、479、480、481、482、483、484、485、486、487、488、489、490、491、492、493、494、495、496、497、498、499、または500ヌクレオチドの長さを有し得る。一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドは、長さ約5~50、10~50、20~80、30~100、40~130、50~150、50~200、50~300、100~200、100~150、100~250、150~300、200~300、300~400、250~400、250~500、250~450、または400~500ヌクレオチドの長さを有し得る。
一部の実施形態では、レポーターアッセイを使用して、操作されたポリヌクレオチドまたは標的RNA配列の編集効率を測定することができる。レポーターアッセイは、レポーターを含み得る。レポーターは、核酸レポーターまたはタンパク質レポーターであり得る。核酸レポーターは、プラスミド、ウイルスベクター、非ウイルスベクター、線状核酸配列、環状核酸、5’または3’還元性ヒドロキシル基を有する核酸上に維持され得る。一部の実施形態では、レポーターは、転写レポーター、転写後レポーター、翻訳レポーター、または翻訳後レポーターを含み得る。一部の場合には、レポーターは、ルシフェラーゼレポーター、蛍光レポーター、薬物耐性レポーター、細胞生存レポーター、タンパク質活性レポーター、酵素活性レポーター、ポリペプチドもしくはタンパク質結合活性レポーター、核酸活性レポーター、または本明細書においておよびそれについて記載される任意の組合せを含み得る。
一部の実施形態では、レポーターは、2つのコザック開始コドンを含み得る。一部の実施形態では、レポーターは、0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、またはそれより多くのコザック開始コドンを含み得る。開始コドンは、ATGを含み得る。一部の場合には、DNAまたはRNA配列を含むがこれらに限定されない核酸配列を、コザック開始コドンの上流または5’に配置することができる。一部の場合には、DNAまたはRNA配列を含むがこれらに限定されない核酸配列を、コザック開始コドンとインフレームで、および/またはコザック開始コドンの下流もしくは3’に、配置することができる。一部の実施形態では、コザック開始コドンとインフレームでおよび/またはコザック開始コドンの下流もしくは3’に配置された配列は、コザック開始コドンで翻訳によって開始され得る。一部の場合には、コザック開始コドンとインフレームでおよびコザック開始コドンの下流または3’に配置された配列は、コザック開始コドンで翻訳によって開始され得ない。一部の実施形態では、レポーターは、第1のコザック開始コドンの上流または5’に配置された第1の核酸配列と、第1のコザック開始コドンとインフレームでおよび/または第1のコザック開始コドンの下流または3’に配置された第2の核酸配列とを含み得る。一部の実施形態では、レポーターは、第1のコザック開始コドンの上流または5’に配置された第1の核酸配列と、第2のコザック開始コドンとインフレームでおよび/または第2のコザック開始コドンの下流または3’に配置された第2の核酸配列とを含み得る。一部の場合には、第1のコザック開始コドンおよび第2のコザック開始コドンは、0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、200、210、220、230、240、250、260、270、280、290、300、310、320、330、340、350、360、370、380、390、400、410、420、430、440、450、460、470、480、490、または500ヌクレオチド離れていることがある。他の場合には、第1のコザック開始コドンおよび第2のコザック開始コドンは、0~10、9~20、19~30、29~40、39~50、49~100、99~150、149~200、199~250、249~300、299~350、349~400、399~450、または499~500ヌクレオチド離れていることがある。一部の場合には、第1のコザック開始コドンの上流または5’に配置された第1の配列は、第2のコザック開始コドンとインフレームでおよび第2のコザック開始コドンの下流または3’に配置された第2の配列の翻訳を増加させることもあり、または減少させることもある。一部の場合には、第1のコザック開始コドンの下流または3’に、しかし第2のコザック開始コドンの前に配置された第1の配列は、第2のコザック開始コドンとインフレームでおよび第2のコザック開始コドンの下流または3’に配置された第2の配列の翻訳を増加させることもあり、または減少させることもある。一部の実施形態では、コザックコドンの5’および3’の配列は、ゲノム遺伝子座またはRNAの配列を含み得る。RNAは、前駆体mRNA、メッセンジャーRNA(mRNA)前駆体、メッセンジャーRNA(mRNA)、リボソームRNA、トランスファーRNA(tRNA)、長鎖ノンコーディングRNA、低分子RNA、核RNA、細胞質RNA、原核生物RNA、合成RNA、精製RNA、一本鎖RNA、二本鎖RNA、ミトコンドリアRNA、およびこれらの任意の組合せを含み得る。一部の実施形態では、標的に対する好適なRNAは、リボザイム、ある配列の単離されたRNA、sgRNA、ガイドRNA、snRNA、長鎖ノンコーディングRNA、長鎖遺伝子間ノンコーディングRNA、エンハンサーRNA、細胞外RNA、Y RNA、hnRNA、scaRNA、circRNA、snoRNA、siRNA、miRNA、tRNA由来の低分子RNA(tsRNA)、アンチセンスRNA、shRNA、小分子rDNA由来のRNA(srRNA)、これらの一部分、およびそれらの任意の組合せを含み得る。一部の実施形態では、RNAの一部分は、コーディングRNAであることもあり、またはノンコーディングRNAであることもある。他の場合には、RNAの一部分は、5’UTRまたは3’UTRを含み得る。一部の事例では、RNAの一部分は、シャルコー・マリー・トゥース症候群1A、APP、タウ、またはアルファ-シヌクレインmRNAからの配列を含み得る。一部の場合には、第2のコザック開始コドンとインフレームでおよび第2のコザック開始コドンの下流または3’に配置された第2の配列は、本明細書においておよびそれについて記載されるレポーターまたはレポーターの一部分をコードする配列を含み得る。
一部の実施形態では、第1のコザック開始コドンの上流/5’または下流に配置された第1の配列のヌクレオチドの塩基の編集は、第1のコザック開始コドンとインフレームでおよび/または第1のコザック開始コドンの下流もしくは3’に配置された第2の核酸配列の翻訳を増加させることもあり、または減少させることもある。一部の場合には、第1のコザック開始コドンとインフレームでおよび/または第1のコザック開始コドンの下流もしくは3’に配置された第2の核酸配列の翻訳の増加または減少は、第2の核酸配列の翻訳開始、伸長、停止、再開始またはこれらの任意の組合せの増加または減少を含み得る。一部の実施形態では、第1のコザック開始コドンの上流/5’に配置された第1の配列のヌクレオチドの塩基の編集の量は、第1のコザックコドンの下流または3’に配置された第2の核酸配列の翻訳開始、伸長、停止、再開始またはこれらの任意の組合せに比例し得る。一部の実施形態では、第1のコザック開始コドンの上流/5’または下流/3’に配置された配列のヌクレオチドの塩基の編集の量は、第1のコザックコドンの下流または3’に配置された第2の核酸配列の翻訳開始、伸長、停止、再開始またはこれらの任意の組合せに比例し得ない。
一部の実施形態では、第1のコザック開始コドンの上流/5’または下流/3’に配置された配列のヌクレオチドの塩基の編集は、第2のコザック開始コドンとインフレームでおよび/または第2のコザック開始コドンの下流もしくは3’に配置された第2の核酸配列の翻訳を増加させることもあり、または減少させることもある。一部の場合には、第2のコザック開始コドンとインフレームでおよび/または第2のコザック開始コドンの下流もしくは3’に配置された第2の核酸配列の翻訳の増加または減少は、第2の核酸配列の翻訳開始、伸長、停止、再開始またはこれらの任意の組合せの増加または減少を含み得る。一部の実施形態では、第1のコザック開始コドンの上流/5’または下流/3’に配置された配列のヌクレオチドの塩基の編集の量は、第2のコザックコドンの下流または3’に配置された第2の核酸配列の翻訳開始、伸長、停止、再開始またはこれらの任意の組合せに比例し得る。一部の実施形態では、第1のコザック開始コドンの上流/5’または下流/3’に配置された配列のヌクレオチドの塩基の編集の量は、第2のコザックコドンの下流または3’に配置された第2の核酸配列の翻訳開始、伸長、停止、再開始またはこれらの任意の組合せに比例し得ない。
好適な標的
本明細書で提供される組成物および方法を用いて、好適なRNAポリペプチドおよびそれらの部分を標的とすることができる。好適なRNAは、非タンパク質コード領域を含むこともあり、またはタンパク質コード領域を含むこともある。例示的な非タンパク質コード領域としては、3’非翻訳領域(3’UTR)、5’非翻訳領域(5’UTR)、ポリ(A)テール、マイクロRNA応答エレメント(MRE)、AUリッチエレメント(ARE)、またはこれらの任意の組合せが挙げられるが、それらに限定されない。好適なRNAは、イントロン、エクソン、またはこれらの任意の組合せも含み得る。一部の場合には、本明細書で開示される操作されたガイドRNAは、非タンパク質コード領域を、標的タンパク質ノックダウンを助長するための標的とする。
一部の場合には、標的とするのに好適なRNAとしては、前駆体mRNA、メッセンジャーRNA(mRNA)前駆体、メッセンジャーRNA(mRNA)、リボソームRNA、トランスファーRNA(tRNA)、長鎖ノンコーディングRNA、低分子RNA、核RNA、細胞質RNA、原核生物RNA、合成RNA、精製RNA、一本鎖RNA、二本鎖RNA、ミトコンドリアRNA、およびこれらの任意の組合せが挙げられるが、それらに限定されない。一部の実施形態では、標的とするのに好適なRNAは、リボザイム、ある配列の単離されたRNA、sgRNA、ガイドRNA、snRNA、長鎖ノンコーディングRNA、長鎖遺伝子間ノンコーディングRNA、エンハンサーRNA、細胞外RNA、Y RNA、hnRNA、scaRNA、circRNA、snoRNA、siRNA、miRNA、tRNA由来の低分子RNA(tsRNA)、アンチセンスRNA、shRNA、小分子rDNA由来のRNA(srRNA)、およびこれらの任意の組合せを含み得る。
メッセンジャーRNAまたはmRNAは、DNAから転写され、次いでイントロンとして公知の非コード区画を除去するようにプロセシングされる、核酸分子を含む。結果として得られるmRNAは、核(またはDNAが存在する別の遺伝子座)から排出され、タンパク質に翻訳され得る。mRNA前駆体は、非コード区画を除去するためのプロセシングの前は核酸鎖を含み得る。
例示的な内在性標的は、アミロイド前駆体タンパク質(APP)、タウ、およびアルファ-シヌクレイン(SNCA)も含み得る。
一部の実施形態では、本明細書で開示される操作されたポリヌクレオチドは、APP中のセクレターゼ酵素切断部位を標的とし、前記切断部位を編集して、セクレターゼ酵素(例えば、ベータセクレターゼ、例えば、BACE1、カテプシンBまたはメプリンベータ)によるAPPのプロセシングおよび切断をモジュレートすることができる。一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドは、APPの発現をモジュレートすることができる。一部の場合には、操作されたポリヌクレオチドは、APP mRNAまたはmRNA前駆体の転写または転写後調節をモジュレートすることができる。他の場合には、操作されたポリヌクレオチドは、APPの突然変異によって生じるスプライスバリアントの異常な発現を修正することができる。一部の場合には、操作されたポリヌクレオチドは、APPの遺伝子またはタンパク質翻訳をモジュレートすることができる。一部の実施形態では、操作されたポリヌクレオチドは、APP転写物の存在量を減少させることによりAPPの発現を減少、下方調節、またはノックダウンすることができる。一部の事例では、操作されたポリヌクレオチドは、APP転写物のプロセシング、スプライシング、代謝回転もしくは安定性、またはリボソームなどの翻訳機構によるAPP転写物の利用可能性を、低下または下方調節することができる。一部の場合には、操作されたポリヌクレオチドは、APPのノックダウンを助長することができる。ノックダウンは、APPの発現を低減させることができる。一部の場合には、ノックダウンは、APP mRNAまたはmRNA前駆体の編集に付随して起こり得る。一部の場合には、ノックダウンは、APP mRNAまたはmRNA前駆体の編集が実質的に殆ど乃至は全くなくても起こり得る。一部の事例では、ノックダウンは、3’UTR、5’UTRまたは両方などの、APP mRNAまたはmRNA前駆体の非翻訳領域を標的とすることによって行われ得る。一部の場合には、ノックダウンは、APP mRNAまたはmRNA前駆体のコード領域を標的とすることによって行われ得る。
本明細書に記載される組成物は、APPの切断部位を、β/γセクレターゼがAPPの切断の低減を示すようにまたはもはやAPPを切断することができないように編集することができ、したがって、低下したレベルのAベータ40/42を生じさせることまたはいずれのAベータも生じさせないことができる。本開示と整合する組成物は、標的APP切断部位編集のための組成物と、タウ(例えば、MAPT遺伝子からコードされる微小管関連タンパク質タウ(MAPT))ノックダウンのための組成物またはアルファ-シヌクレイン(SNCA)ノックダウンのための組成物を併せ持つものであり得、相乗効果を発揮して、神経変性疾患を予防および/または治癒することができる。本明細書で開示される組成物および方法によって、小分子または抗体療法に見られる結果として生じるいずれの問題も伴うことなく、標的を編集および/またはノックダウンすることになるという結果を得ることができる。組成物は、APPを(標的切断部位の編集ではなく)ノックダウンすることができる。APPの標的切断部位に対する編集、およびノックダウンを、個々にまたは組み合わせて展開することができる。
一部の場合には、本明細書で提供される操作されたポリヌクレオチドの標的化配列を、標的RNAの領域に少なくとも部分的にハイブリダイズさせることができる。標的RNAの領域は、(a)本明細書で提供される好適な標的を少なくとも部分的にコードする配列、(b)本明細書で提供される好適な標的を少なくとも部分的にコードする配列の近位側にある配列、(c)(a)および(b)を含み得る。例えば、標的RNAの領域は、(a)APPを少なくとも部分的にコードする配列、(b)APPを少なくとも部分的にコードする配列の近位側にある配列、または(c)(a)および(b)を含み得る。本明細書で開示される操作されたポリヌクレオチドを用いて、他の好適な標的を標的とすることができる。
アミロイド前駆体タンパク質(APP)
アミロイド前駆体タンパク質(APP)の病原性切断は、アルツハイマー病に関与するアミロイド-ベータ(Aベータ)断片を生じさせ得る。Aベータ断片の蓄積は、シナプス機能および関連シグナル伝達経路を損なわせることがあり、ニューロンの活性を変化させることがあり、グリア細胞からの神経毒性メディエーターの放出を誘発することがあり、またはこれらの任意の組合せをもたらすことがある。Aベータは、キナーゼ機能を変更することがあり、その結果、タウ過剰リン酸化に至る。
β-アミロイド前駆体タンパク質(APP)の酵素的切断によるAベータの生成は、アルツハイマー病の重要なプレーヤーである。図2D、2Eおよび3に示されているように、非アミロイド形成性APPプロセシング経路は、アルファ-およびガンマ-セクレターゼによる切断を含む。アルファ-セクレターゼによる切断は、長鎖型の分泌APP(APPアルファ)およびC末端断片(アルファ-CTF)を生成する。ガンマ-セクレターゼによるアルファ-CTFのさらなるプロセシングは、p3およびAICD断片を生成する。アミロイド形成性APPプロセシング経路は、その代わりに、ベータ-およびガンマ-セクレターゼによる切断を含む。ベータ-セクレターゼによる切断は、短鎖型の分泌APP(APPベータ)およびC末端断片(ベータ-CTF)を生成する。ガンマ-セクレターゼによるベータ-CTFのさらなるプロセシングは、AベータおよびAICD断片を生成する。Aベータ断片のオリゴマー化および線維化は、AD病態につながる。
図2Dおよび2Eの出典は、Thinakaran G, Koo EH. 2008 Amyloid precursor protein trafficking, processing, and function. J. Biol. Chem. 283:29615-19である。これらの方法は、参照により本明細書に組み込まれる。
一部の場合には、アミロイド前駆体タンパク質(APP)は、ベータセクレターゼ(例えば、BACE1、カテプシンBまたはメプリンベータ)またはガンマセクレターゼにより切断され得、そのような切断の結果として生じる断片が、36~43アミノ酸のAベータペプチドであり得る。この切断によるある特定のAベータペプチド代謝物は、アルツハイマー病の病態および進行に大きく関与し得る。APPポリペプチドの野生型配列は、配列番号2で示される。
APP-配列番号2
Figure 2023504314000008
Figure 2023504314000009
ヒトAPPのmRNA配列は、表1に収載されている。
Figure 2023504314000010
Figure 2023504314000011
Figure 2023504314000012
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Figure 2023504314000029
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Figure 2023504314000031
Figure 2023504314000032
Aベータ断片は、APPの一部分を切断することにより形成され得る。酵素は、APPを切断することができる。酵素は、ガンマセクレターゼ、ベータセクレターゼ(例えば、BACE1、カテプシンBもしくはメプリンベータ)、またはこれらの組合せであり得る。Aベータ断片は、長さ約30~約50アミノ酸であり得る。Aベータ断片は、長さ約35~約45アミノ酸であり得る。Aベータ断片は、長さ約38~約42アミノ酸であり得る。Aベータ断片は、長さ約36~約42アミノ酸であり得る。Aベータ断片は、長さ約40~約45アミノ酸であり得る。Aベータ断片は、長さ約33~約40アミノ酸であり得る。APPのmRNA塩基編集は、Aベータ断片の切断を防止することができ、またはAベータ断片の切断を実質的に低減させることができる。Aベータ断片は、配列番号14に対して少なくとも約80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%または99%の配列相同性を有し得る。Aベータ断片は、配列番号15に対して少なくとも約80%、85%、90%、95%、96%、97%、98%または99%の配列相同性を有し得る。
Aベータ40-配列番号14
DAEFRHDSGYEVHHQKLVFFAEDVGSNKGAIIGLMVGGVV
Aベータ42-配列番号15
DAEFRHDSGYEVHHQKLVFFAEDVGSNKGAIIGLMVGGVVIA
アミロイド前駆体タンパク質を少なくとも部分的にコードするポリヌクレオチドは、改変されたアミロイド前駆体タンパク質を少なくとも部分的にコードする改変されたポリヌクレオチドを生成するために本明細書で開示される組成物(例えば、APPの切断部位を標的とする操作されたガイドRNA)により改変される。一部の場合には、改変されたアミロイド前駆体タンパク質は、未編集のポリヌクレオチドによりコードされるアミロイド前駆体タンパク質と比べてプロテアーゼ切断に対する感受性の変更を有する。一部の場合には、未編集のポリヌクレオチドは、アミロイド前駆体タンパク質の野生型配列の少なくとも一部分をコードする。一部の場合には、未編集のポリヌクレオチドは、配列番号2のアミロイド前駆体タンパク質配列の少なくとも一部分をコードする。一部の実施形態では、Aベータ断片は、Aベータ1、Aベータ2、Aベータ3、Aベータ4、Aベータ5、Aベータ6、Aベータ7、Aベータ8、Aベータ9、Aベータ10、Aベータ11、Aベータ12、Aベータ13、Aベータ14、Aベータ15、Aベータ16、Aベータ17、Aベータ18、Aベータ19、Aベータ20、Aベータ21、Aベータ22、Aベータ23、Aベータ24、Aベータ25、Aベータ26、Aベータ27、Aベータ28、Aベータ29、Aベータ30、Aベータ31、Aベータ32、Aベータ33、Aベータ34、Aベータ35、Aベータ36、Aベータ37、Aベータ38、Aベータ39、Aベータ40、Aベータ41、Aベータ42、本明細書におけるもしくはその任意の誘導体、またはこの中のおよびその任意の組合せも含み得る。Aベータ断片の凝集は、Aベータまたはアミロイド-ベータ斑を作出し得る。Aベータまたはアミロイド-ベータ斑は、Aベータ1、Aベータ2、Aベータ3、Aベータ4、Aベータ5、Aベータ6、Aベータ7、Aベータ8、Aベータ9、Aベータ10、Aベータ11、Aベータ12、Aベータ13、Aベータ14、Aベータ15、Aベータ16、Aベータ17、Aベータ18、Aベータ19、Aベータ20、Aベータ21、Aベータ22、Aベータ23、Aベータ24、Aベータ25、Aベータ26、Aベータ27、Aベータ28、Aベータ29、Aベータ30、Aベータ31、Aベータ32、Aベータ33、Aベータ34、Aベータ35、Aベータ36、Aベータ37、Aベータ38、Aベータ39、Aベータ40、Aベータ41、Aベータ42、本明細書におけるもしくはその任意の誘導体、またはこの中のおよびその任意の組合せを含み得る。一部の実施形態では、Aベータまたはアミロイド-ベータ斑は、1つ1、1×10、1×10、1×10、1×10、1×10、1×10、1×10、1×10、1×10、1×1010、1×1011、1×1012、1×1013、1×1014、1×1015、1×1016、1×1017、1×1018、1×1019、1×1020、1×1021、1×1022、1×1023、1×1024、1×1025、1×1026、1×1027、1×1028、1×1029、1×1030、1×1031、1×1032、1×1033、1×1034、1×1035、1×1036、1×1037、1×1038、1×1039、1×1040、1×1041、1×1042、1×1043、1×1044、1×1045、1×1046、1×1047、1×1048、1×1049、1×1050、1×1051、1×1052、1×1053、1×1054、1×1055、1×1056、1×1057、1×1058、1×1059、1×1060、1×1061、1×1062、1×1063、1×1064、1×1065、1×1066、1×1067、1×1068、1×1069、1×1070、1×1071、1×1072、1×1073、1×1074、1×1075、1×1076、1×1077、1×1078、1×1079、1×1080、1×1081、1×1082、1×1083、1×1084、1×1085、1×1086、1×1087、1×1088、1×1089、1×1090、1×1091、1×1092、1×1093、1×1094、1×1095、1×1096、1×1097、1×1098、1×1099、または1×10100のAベータ断片または分子を含み得る。他の場合には、Aベータまたはアミロイド-ベータ斑は、1~1×10、9~1×10、0.99×10~1×10、0.99×10~1×10、0.99×10~1×10、0.99×10~1×10、0.99×10~1×10、0.99×10~1×10、0.99×10~1×10、0.99×10~1×1010、0.99×1010~1×1011、0.99×1011~1×1012、0.99×1012~1×1013、0.99×1013~1×1014、0.99×1014~1×1015、0.99×1015~1×1016、0.99×1016~1×1017、0.99×1017~1×1018、0.99×1018~1×1019、0.99×1019~1×1020、0.99×1020~1×1021、0.99×1021~1×1022、0.99×1022~1×1023、0.99×1023~1×1024、0.99×1024~1×1025、0.99×1025~1×1026、0.99×1026~1×1027、0.99×1027~1×1028、0.99×1028~1×1029、0.99×1029~1×1030、0.99×1030~1×1031、0.99×1031~1×1032、0.99×1032~1×1033、0.99×1033~1×1034、0.99×1034~1×1035、0.99×1035~1×1036、0.99×1036~1×1037、0.99×1037~1×1038、0.99×1038~1×1039、0.99×1039~1×1040、0.99×1040~1×1041、0.99×1041~1×1042、0.99×1042~1×1043、0.99×1043~1×1044、0.99×1044~1×1045、0.99×1045~1×1046、0.99×1046~1×1047、0.99×1047~1×1048、0.99×1048~1×1049、0.99×1049~1×1050、0.99×1050~1×1051、0.99×1051~1×1052、0.99×1052~1×1053、0.99×1053~1×1054、0.99×1054~1×1055、0.99×1055~1×1056、0.99×1056~1×1057、0.99×1057~1×1058、0.99×1058~1×1059、0.99×1059~1×1060、0.99×1060~1×1061、0.99×1061~1×1062、0.99×1062~1×1063、0.99×1063~1×1064、0.99×1064~1×1065、0.99×1065~1×1066、0.99×1066~1×1067、0.99×1067~1×1068、0.99×1068~1×1069、0.99×1069~1×1070、0.99×1070~1×1071、0.99×1071~1×1072、0.99×1072~1×1073、0.99×1073~1×1074、0.99×1074~1×1075、0.99×1075~1×1076、0.99×1076~1×1077、0.99×1077~1×1078、0.99×1078~1×1079、0.99×1079~1×1080、0.99×1080~1×1081、0.99×1081~1×1082、0.99×1082~1×1083、0.99×1083~1×1084、0.99×1084~1×1085、0.99×1085~1×1086、0.99×1086~1×1087、0.99×1087~1×1088、0.99×1088~1×1089、0.99×1089~1×1090、0.99×1090~1×1091、0.99×1091~1×1092、0.99×1092~1×1093、0.99×1093~1×1094、0.99×1094~1×1095、0.99×1095~1×1096、0.99×1096~1×1097、0.99×1097~1×1098、0.99×1098~1

×1099、または0.99×1099~1×10100のAベータ断片または分子を含み得る。
一部の場合には、未編集のポリヌクレオチドは、配列番号3~13に対して少なくとも約65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%、または99%の配列相同性を有するアミロイド前駆体タンパク質の少なくとも一部分をコードする。APP mRNA配列を標的とすることができる。ある実施形態では、本明細書で提供される組成物および方法を用いて特定の残基を標的とすることができる。特定の残基は、表2、図7および図8で提供されるものなどの野生型配列と比較して点突然変異を含み得る。一部の場合には、本明細書で提供される組成物および方法を用いて、配列の3,583残基のいずれか1つを標的とすることができる。一部の場合には、標的残基は、残基1~100、99~200、199~300、299~400、399~500、499~600、599~700、699~800、799~900、899~1000、999~1100、1099~1200、1199~1300、1299~1400、1399~1500、1499~1600、1599~1700、1699~1800、1799~1900、1899~2000、1999~2100、2099~2200、2199~2300、2299~2400、2399~2500、2499~2600、2599~2700、2699~2800、2799~2900、2899~3000、2999~3100、3099~3200、3199~3300、3299~3400、3399~3583、またはこれらの任意の組合せの中に位置し得る。標的残基は、残基669、670、671、672、673、674、675、676、677、678、679、680、681、682、683、684、685、686、687、688、689、690、691、692、693、694、695、696、697、698、699、700、701、702、703、704、705、706、707、708、709、710、711、712、713、および/または714に位置し得る。一部の実施形態では、本明細書で開示される操作されたポリヌクレオチドは、APP中のセクレターゼ酵素切断部位を標的とし、前記切断部位を編集して、セクレターゼ酵素(例えば、ベータセクレターゼ、例えば、BACE1、カテプシンBまたはメプリンベータ)によるAPPのプロセシングおよび切断をモジュレートすることができる。操作されたポリヌクレオチドによる標的となり得る特定の残基の例が表3で提供される。
Figure 2023504314000033
Figure 2023504314000034
Figure 2023504314000035
一部の場合には、プロテアーゼ切断に対する感受性の変更は、プロテアーゼによる感受性低下を含む。一部の場合には、プロテアーゼ切断に対する感受性低下は、ベータ-セクレターゼにより切断される位置での切断に対する感受性低下を含む。プロテアーゼによる感受性低下は、野生型対照のものの0.001%、0.01%、0.1%、1%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、0.00099%~0.01%、0.0099%~0.1%、0.099%~1%、0.99%~10%、9.99%~20%、19.99%~30%、29.99%~40%、39.99%~50%、49.99%~60%、59.99%~70%、69.99%~80%、または79.99%~90%であり得る。プロテアーゼによる感受性低下はまた、野生型対照のものの1%、2%、3%、4%、5%、6%、7%、8%、9%、10%、11%、12%、13%、14%、15%、16%、17%、18%、19%、20%、21%、22%、23%、24%、25%、26%、27%、28%、29%、30%、31%、32%、33%、34%、35%、36%、37%、38%、39%、40%、41%、42%、43%、44%、45%、46%、47%、48%、49%、50%、51%、52%、53%、54%、55%、56%、57%、58%、59%、または60%であり得る。一部の場合には、プロテアーゼ切断に対する感受性低下は、ベータ-セクレターゼ(例えば、BACE1、カテプシンBまたはメプリンベータ)により切断される位置での切断に対する感受性低下を含む。一部の場合には、切断に対する感受性低下は、アミロイド前駆体タンパク質の1つまたは複数の切断部位での低下である。一部の場合には、切断に対する感受性低下は、図5に示されているようにアミロイド前駆体タンパク質のβ位またはβ’位でのものである。一部の場合には、切断に対する感受性低下は、β部位でのものである。例えば、本開示の操作されたガイドRNAを投与すると、操作されたガイドRNAは、APP中のβ切断部位のADAR媒介編集をもたらし、その結果、β切断部位でベータ-セクレターゼ(例えば、BACE1、カテプシンBまたはメプリンベータ)によるAPPの切断が低減されることになる。
一部の場合には、プロテアーゼ切断に対する感受性の変更は、感受性の増強を含む。プロテアーゼによる感受性の増強は、野生型対照のものの1倍、少なくとも2倍、少なくとも3倍、少なくとも4倍、少なくとも5倍、少なくとも6倍、少なくとも7倍、少なくとも8倍、少なくとも9倍、少なくとも10倍、少なくとも11倍、少なくとも12倍、少なくとも13倍、少なくとも14倍、少なくとも15倍、少なくとも16倍、少なくとも17倍、少なくとも18倍、少なくとも19倍、少なくとも20倍、少なくとも21倍、少なくとも22倍、少なくとも23倍、少なくとも24倍、少なくとも25倍、少なくとも26倍、少なくとも27倍、少なくとも28倍、少なくとも29倍、少なくとも30倍、少なくとも31倍、少なくとも32倍、少なくとも33倍、少なくとも34倍、少なくとも35倍、少なくとも36倍、少なくとも37倍、少なくとも38倍、少なくとも39倍、少なくとも40倍、少なくとも41倍、少なくとも42倍、少なくとも43倍、少なくとも44倍、少なくとも45倍、少なくとも46倍、少なくとも47倍、少なくとも48倍、少なくとも49倍、少なくとも50倍、少なくとも51倍、少なくとも52倍、少なくとも53倍、少なくとも54倍、少なくとも55倍、少なくとも56倍、少なくとも57倍、少なくとも58倍、少なくとも59倍、少なくとも60倍、少なくとも61倍、少なくとも62倍、少なくとも63倍、少なくとも64倍、少なくとも65倍、少なくとも66倍、少なくとも67倍、少なくとも68倍、少なくとも69倍、少なくとも70倍、少なくとも71倍、少なくとも72倍、少なくとも73倍、少なくとも74倍、少なくとも75倍、少なくとも76倍、少なくとも77倍、少なくとも78倍、少なくとも79倍、少なくとも80倍、少なくとも81倍、少なくとも82倍、少なくとも83倍、少なくとも84倍、少なくとも85倍、少なくとも86倍、少なくとも87倍、少なくとも88倍、少なくとも89倍、少なくとも90倍、少なくとも91倍、少なくとも92倍、少なくとも93倍、少なくとも94倍、少なくとも95倍、少なくとも96倍、少なくとも97倍、少なくとも98倍、少なくとも99倍、少なくとも100倍、1~20倍、2~21倍、3~22倍、4~23倍、5~24倍、6~25倍、7~26倍、8~27倍、9~28倍、10~29倍、11~30倍、12~31倍、13~32倍、14~33倍、15~34倍、16~35倍、17~36倍、18~37倍、19~38倍、20~39倍、21~40倍、22~41倍、23~42倍、24~43倍、25~44倍、26~45倍、27~46倍、28~47倍、29~48倍、30~49倍、31~50倍、32~51倍、33~52倍、34~53倍、35~54倍、36~55倍、37~56倍、38~57倍、39~58倍、40~59倍、41~60倍、42~61倍、43~62倍、44~63倍、45~64倍、46~65倍、47~66倍、48~67倍、49~68倍、50~69倍、51~70倍、52~71倍、53~72倍、54~73倍、55~74倍、56~75倍、57~76倍、58~77倍、59~78倍、60~79倍、61~80倍、62~81倍、63~82倍、64~83倍、65~84倍、66~85倍、67~86倍、68~87倍、69~88倍、70~89倍、71~90倍、72~91倍、73~92倍、74~93倍、75~94倍、76~95倍、77~96倍、78~97倍、79~98倍、80~99倍、または81~100倍であり得る。一部の場合には、プロテアーゼ切断に対する感受性の増強は、α-セクレターゼまたはγ-セクレターゼにより切断される位置での切断に対する感受性の増強を含む。一部の場合には、切断に対する感受性の増強は、図5に示されているようにアミロイド前駆体タンパク質のα部位に存在する。
一部の場合には、プロテアーゼ切断に対する感受性の変更は、ある切断部位(例えば、β部位またはβ’部位)での切断に対する感受性の低下および別の部位(例えば、α部位)での切断に対する感受性の増強を含み、β部位、β’部位およびα部位は、図5に示されている通りである。しかるが故に、本開示の操作されたポリヌクレオチドは、β部位を標的としてベータ-セクレターゼ(例えば、BACE1、カテプシンBまたはメプリンベータ)切断を減少させることができる。加えて、または代替的に、本開示の操作されたポリヌクレオチドは、α部位を標的としてアルファセクレターゼによる切断を増加させることによって、ベータ-セクレターゼ(例えば、BACE1、カテプシンBまたはメプリンベータ)切断を間接的に低減させることができる。α部位およびβ部位を標的とする1つより多くの操作されたポリヌクレオチドを有する組成物が企図され、それによってマルチプレックス型療法が可能になる。一部の場合には、改変されたアミロイド前駆体タンパク質は、複数のアミノ酸置換を含有する。一部の場合には、複数のアミノ酸置換は、異なる切断部位に近接している。近接または近接しているとは、少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、137、138、139、140、141、142、143、144、145、146、147、148、149、150、151、152、153、154、155、156、157、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、178、179、180、181、182、183、184、185、186、187、188、189、190、191、192、193、194、195、196、197、198、199、200、201、202、203、204、205、206、207、208、209、210、211、212、213、214、215、216、217、218、219、220、221、222、223、224、225、226、227、228、229、230、231、232、233、234、235、236、237、238、239、240、241、242、243、244、245、246、247、248、249、250、251、252、253、254、255、256、257、258、259、260、261、262、263、264、265、266、267、268、269、270、271、272、273、274、275、276、277、278、279、280、281、282、283、284、285、286、287、288、289、290、291、292、293、294、295、296、297、298、299、300、301、302、303、304、305、306、307、308、309、310、311、312、313、314、315、316、317、318、319、320、321、322、323、324、325、326、327、328、329、330、331、332、333、334、335、336、337、338、339、340、341、342、343、344、345、346、347、348、349、350、351、352、353、354、355、356、357、358、359、360、361、362、363、364、365、366、367、368、369、370、371、372、373、374、375、376、377、378、379、380、381、382、383、384、385、386、387、388、389、390、391、392、393、394、395、396、397、398、399、400、401、402、403、404、405、406、407、408、409、410、411、412、413、414、415、416、417、418、419、420、421、422、423、424、425、426、427、428、429、430、431、432、433、434、435、436、437、438、439、440、441、442、443、444、445、446、447、448、449、450、451、452、453、454、455、456、457、458、459、460、461、462、463、464、465、466、467、468、469、470、471、472、473、474、475、476、477、478、479、480、481、482、483、484、485、486、487、488、489、490、491、492、493、494、495、496、497、498、499、または500ヌクレオチド離れていることを意味し得る。
一部の実施形態では、本明細書で開示される操作されたポリヌクレオチドは、APP中のセクレターゼ酵素切断部位を標的とし、前記切断部位を編集して、セクレターゼ酵素(例えば、ベータセクレターゼ、例えば、BACE1、カテプシンBまたはメプリンベータ)によるAPPのプロセシングおよび切断をモジュレートすることができる。一部の場合には、改変されたアミロイド前駆体タンパク質は、未編集のアミロイド前駆体タンパク質と比較してアミノ酸の置換を含む。本開示は、未編集のAPPと比較して改変されたAPP中のアミノ酸を標的とし、その置換を媒介する、操作されたガイドRNAを提供する。そのような置換は、開示される操作されたガイドRNAを使用するADAR媒介RNA編集によって行われる。一部の場合には、置換は、アミロイド前駆体タンパク質の切断部位に近接している位置に存在する。一部の場合には、置換は、切断部位から最大で2、3、4、5、6、7、8、9または10アミノ酸離れている位置に存在する。一部の場合には、置換は、切断部位から最大で5アミノ酸離れている位置に存在する。一部の場合には、置換は、切断部位から最大で3アミノ酸離れている位置に存在する。一部の場合には、置換は、切断部位から最大で2アミノ酸離れている位置に存在する。一部の場合には、置換は、切断部位と同じアミノ酸位置に存在する。一部の場合には、置換は、切断部位から最大で5、10、15、20または25オングストロームの位置に存在する。一部の場合には、切断部位からの距離は、折り畳まれたアミロイド前駆体タンパク質で測定される。一部の場合には、切断部位は、β部位である。一部の場合には、切断部位は、β’部位である。一部の場合には、切断部位は、α部位である。一部の場合には、切断部位は、γ部位である。一部の場合には、切断部位は、β部位、β’部位、α部位、γ部位、またはこれらの任意の組合せである。本開示の操作されたガイドポリヌクレオチドは、AベータポリペプチドをコードするmRNA(mRNA前駆体またはmRNA)のADAR媒介編集によりβ部位、β’部位、α部位、γ部位、またはこれらの任意の組合せの編集を助長することができ、編集により影響を受けるアミノ酸の置換は、β部位、β’部位、α部位、γ部位、またはこれらの任意の組合せから2、3、4、5、6、7、8、9または10アミノ酸までに存在する。
一部の場合には、アミノ酸の置換は、アミノ酸の電荷、疎水性もしくは極性の変化、またはこれらの任意の組合せをもたらす置換を含む。一部の場合には、アミノ酸の置換は、アミノ酸の電荷の変化をもたらす置換を含む。一部の場合には、電荷の変化は、正から負へ、負から正へ、中性から正へ、または中性から負へのものである。一部の場合には、アミノ酸の置換は、保存的置換を含む。一部の場合には、アミノ酸の置換は、電荷中性置換を含む。一部の場合には、アミノ酸の置換は、ラジカル置換を含む。一部の場合には、アミノ酸の変化は、KからEへの変化、KからRへの変化、KからGへの変化、MからVへの変化、DからGへの変化、EからGへの変化、HからRへの変化、またはこれらの任意の組合せを含む。
一部の場合には、アミノ酸の置換は、アミロイド前駆体タンパク質の670、671、672、673、682、684、687、712または714位に対応する位置に存在する。一部の場合には、アミノ酸の置換は、アミロイド前駆体タンパク質をコードするポリヌクレオチド配列の670、671、672、673、682、684、687、712または714位に対応する位置に存在する。一部の場合には、アミノ酸の置換は、配列番号2のアミロイド前駆体タンパク質の670、671、672、673、682、684、687、712または714位に対応する位置に存在する。一部の場合には、アミノ酸の置換は、スミス-ウォーターマンアラインメントアルゴリズムにより判定して配列番号2のアミロイド前駆体タンパク質の670、671、672、673、682、684、687、712または714位に対応する位置に存在する。一部の場合には、置換は、アミロイド前駆体タンパク質をコードするポリヌクレオチド配列の670または671位に対応する位置に存在する。一部の場合には、改変されたアミロイド前駆体タンパク質は、アミロイド前駆体タンパク質をコードするポリヌクレオチド配列の670または671位に対応する置換を含む。一部の場合には、置換は、アミロイド前駆体タンパク質をコードするポリヌクレオチド配列の670位に対応する位置に存在する。一部の場合には、置換は、アミロイド前駆体タンパク質をコードするポリヌクレオチド配列の671位に対応する位置に存在する。
一部の場合には、改変されたアミロイド前駆体タンパク質は、複数のアミノ酸置換を含む。一部の場合には、改変されたアミロイド前駆体タンパク質は、アミロイド前駆体タンパク質をコードするポリヌクレオチド配列の670または671位に対応する位置でのアミノ酸置換、および追加の置換を含む。一部の場合には、改変されたアミロイド前駆体タンパク質は、アミロイド前駆体タンパク質をコードするポリヌクレオチド配列の670または671位に対応する位置でのアミノ酸置換、および追加の置換を含む。一部の場合には、改変されたアミロイド前駆体タンパク質は、アミロイド前駆体タンパク質をコードするポリヌクレオチド配列の670位に対応する位置でのアミノ酸置換、および追加の置換を含む。一部の場合には、改変されたアミロイド前駆体タンパク質は、アミロイド前駆体タンパク質をコードするポリヌクレオチド配列の671位に対応する位置でのアミノ酸置換、および追加の置換を含む。一部の場合には、追加のアミノ酸の置換は、アミロイド前駆体タンパク質をコードするポリヌクレオチド配列の670、671、672、673、682、684、687、712または714位に対応する位置に存在する。
一部の場合には、アミロイド前駆体タンパク質をコードする改変されたポリヌクレオチド配列のアミノ酸置換は、K670E、K670R、K670G、M671V、D672G、E682G、H684R、K687R、K687E、またはK687Gを含み、この位置は、スミス-ウォーターマンアラインメントアルゴリズムにより判定して、改変されたアミロイド前駆体タンパク質の配列と配列番号2のアミロイド前駆体タンパク質とを比較することにより決定される。一部の場合には、アミロイド前駆体タンパク質は、配列番号2のアミロイド前駆体タンパク質である。一部の場合には、アミノ酸置換は、K670GまたはM671Vを含む。一部の場合には、アミノ酸置換は、K670Gを含む。一部の場合には、アミノ酸置換は、M671Vを含む。
一部の場合には、操作されたガイドRNAは、アミロイド前駆体タンパク質を少なくとも部分的にコードするポリヌクレオチドにおける編集を助長する。一部の場合には、操作されたガイドRNAは、ポリヌクレオチドの少なくとも一部分に少なくとも部分的に相補的である。一部の場合には、操作されたポリヌクレオチドの少なくとも一部分は、標的となるポリヌクレオチド/RNAと少なくとも部分的に二本鎖のオリゴヌクレオチドを形成する。この少なくとも部分的に二本鎖のオリゴヌクレオチドは、二本鎖RNA(dsRNA)基質と呼ばれることもある。例えば、操作されたガイドRNAは、APPをコードするポリヌクレオチドの配列にハイブリダイズする配列を有し得る。二本鎖オリゴヌクレオチドまたはdsRNA基質は、APPをコードするポリヌクレオチドの配列への操作されたガイドRNAの配列のハイブリダイゼーションによって形成される配列および構造を指す。二本鎖オリゴヌクレオチドは、ポリヌクレオチドの配列と操作されたガイドRNAの対応する配列との単一の塩基ミスマッチを含み得る。単一の塩基ミスマッチは、編集される標的塩基、例えば、RNA編集タンパク質により編集される標的ポリヌクレオチド中のアデノシンにおけるものであり得る。一部の場合には、操作されたガイドRNAは、編集タンパク質(例えば、ADARなどのRNA編集タンパク質)と会合する。一部の場合には、少なくとも部分的に二本鎖のオリゴヌクレオチドと会合している編集タンパク質は、編集タンパク質を動員することができる。RNA編集タンパク質(例えば、ADAR)は、1本または2本のポリペプチド鎖を含み得る。2本のポリペプチド鎖は、同一であることがある。2本のポリペプチド鎖は、同一でないこともある。2本のADARポリペプチド鎖は、ホモ二量体を形成し得る。2本のADARポリペプチド鎖は、ヘテロ二量体を形成し得る。少なくとも部分的に二本鎖のオリゴヌクレオチドの形成時に、ホモ二量体またはヘテロ二量体の第1の単量体(ポリペプチド鎖の一方)は、少なくとも部分的に二本鎖のオリゴヌクレオチドと会合し、続いてホモ二量体またはヘテロ二量体の第2の単量体(他方のポリペプチド鎖)と会合し得る。一部の実施形態では、あらかじめ形成されたホモ二量体またはヘテロ二量体が、少なくとも部分的に二本鎖のオリゴヌクレオチドと会合する。一部の場合には、ADARの単量体が、少なくとも部分的に二本鎖のオリゴヌクレオチドと会合し得る。他の場合には、第1の単量体および第2の単量体は、独立して、少なくとも部分的に二本鎖のオリゴヌクレオチドに結合し得る。少なくとも部分的に二本鎖のオリゴヌクレオチドに結合することによって、第1および第2の単量体は、ホモ二量体またはヘテロ二量体を形成し得る。一部の場合には、編集タンパク質は、本明細書で提供される操作されたポリヌクレオチドに結合すると、標的となるポリヌクレオチド/RNA中のヌクレオチドの塩基を改変する。詳細には、編集タンパク質は、RNA編集タンパク質であり、標的RNA中のRNAヌクレオチドのRNA塩基を改変する。一部の場合には、塩基の改変は、改変されたアミロイド前駆体タンパク質を少なくとも部分的にコードする改変されたポリヌクレオチドを生じさせる。
一部の場合には、本明細書で開示される操作されたガイドRNAは、アミロイド前駆体タンパク質のセクレターゼ切断部位に近接しているアミノ酸をコードするコドンに含まれているヌクレオチドの塩基の編集(例えば、ADARによる)を助長する。アミロイド前駆体タンパク質のセクレターゼ切断部位に近接しているアミノ酸は、本明細書で提供されるアミノ酸のいずれかであり得る。一部の場合には、ヌクレオチドの塩基は、アミロイド前駆体タンパク質のアルファ-セクレターゼ切断部位、ベータ-セクレターゼ切断部位(例えば、βまたはβ’切断部位)もしくはガンマ-セクレターゼ切断部位またはこれらの任意の組合せに近接しているアミノ酸をコードするコドンに含まれている。一部の実施形態では、ヌクレオチドの塩基は、βまたはβ’切断部位に近接しているアミノ酸をコードするコドンに含まれている。一部の場合には、本明細書で開示される操作されたガイドRNAは、アミロイド前駆体をコードする配列の670、671、672、673、682、684、687、712または714位に対応する位置に近接しているアミノ酸をコードするコドンに含まれているヌクレオチドの塩基の編集(例えば、ADARによる)を助長する。一部の場合には、本明細書で開示される操作されたガイドRNAは、スミス-ウォーターマンアラインメントアルゴリズムにより判定して配列番号2のアミロイド前駆体タンパク質の670、671、672、673、682、684、687、712または714位に対応する位置に近接しているアミノ酸をコードするコドンに含まれているヌクレオチドの塩基の編集(例えば、ADARによる)を助長する。一部の場合には、ヌクレオチドの塩基は、スミス-ウォーターマンアラインメントアルゴリズムにより判定して配列番号2のアミロイド前駆体タンパク質の670、671、672、673、682、684、687、712または714位に対応する位置のアミノ酸をコードするコドンに含まれている。ヌクレオチドの塩基は、スミス-ウォーターマンアラインメントアルゴリズムにより判定して配列番号2のアミロイド前駆体タンパク質の670位に対応する位置のアミノ酸をコードするコドンに含まれていることがある。ヌクレオチドの塩基は、スミス-ウォーターマンアラインメントアルゴリズムにより判定して配列番号2のアミロイド前駆体タンパク質の671位に対応する位置のアミノ酸をコードするコドンに含まれていることがある。一部の場合には、ヌクレオチドの塩基の改変によって、改変されたRNAから翻訳された改変されたアミロイド前駆体タンパク質のアミノ酸配列は、未編集のRNAから翻訳されたアミロイド前駆体タンパク質と比較して変化することになる。アミノ酸の変化は、本明細書で提供されるアミノ酸置換のいずれかであり得る。
一部の場合には、操作されたガイドRNAおよびポリヌクレオチドと会合している編集タンパク質は、ポリヌクレオチドの第2のヌクレオチドの第2の塩基を改変する。一部の実施形態では、第1および第2のヌクレオチドは、同じコドンに属し得る。一部の場合には、第1および第2のヌクレオチドは、2つの異なるコドンに属し得る。一部の事例では、第1のヌクレオチドおよび第2のヌクレオチドは、連続している。
一部の場合には、本開示の操作されたガイドRNAは、RNA編集タンパク質(例えばADAR)によってAPPをコードするポリヌクレオチドを改変する。ポリヌクレオチドの配列におけるヌクレオチドの塩基の前記改変は、化学的改変である。一部の場合には、化学的改変は、脱アミノ化である。一部の場合には、改変によって、細胞の翻訳機構が元の未編集の塩基を異なる塩基として読み取ることになる。一部の場合には、塩基は、アデノシンである。一部の場合には、塩基はアデノシンであり、本開示の操作されたガイドRNAは、アデノシンのイノシンへの改変を助長する。一部の場合には、塩基はアデノシンであり、本開示の操作されたガイドRNAは、ADARを動員し、それによってアデノシンがイノシンに改変される。
一部の場合には、アミロイド前駆体タンパク質を少なくとも部分的にコードするポリヌクレオチドは、mRNAまたはmRNA前駆体である。一部の場合には、ポリヌクレオチドは、mRNAである。一部の場合には、ポリヌクレオチドは、mRNA前駆体である。一部の場合には、アミロイド前駆体タンパク質を少なくとも部分的にコードするポリヌクレオチドは、DNAである。例えば、本開示の操作されたガイドRNAは、ADARなどのRNA編集タンパク質をmRNAまたはmRNA前駆体に動員することおよびアデノシンをイノシンに改変することにより、mRNAまたはmRNA前駆体の編集を助長し得る。例えば、本開示の操作されたガイドRNAは、ADARなどのRNA編集タンパク質をmRNAに動員することおよびアデノシンをイノシンに改変することにより、mRNAの編集を助長し得る。例えば、本開示の操作されたガイドRNAは、ADARなどのRNA編集タンパク質をmRNA前駆体に動員することおよびアデノシンをイノシンに改変することにより、mRNA前駆体の編集を助長し得る。
一部の場合には、改変されたポリヌクレオチドによりコードされる改変されたアミロイド前駆体タンパク質は、操作されたガイドRNAにより助長された場合、プロテアーゼが、未編集のアミロイド前駆体タンパク質と比較して改変されたアミロイド前駆体タンパク質に対して低い活性を有する場合であっても、他の基質のプロテアーゼ切断を別様に阻害しない。例えば、本開示の操作されたガイドRNAは、APP中のベータ-セクレターゼ(例えば、BACE1、カテプシンBまたはメプリンベータ)切断部位切断部位での切断の低減をもたらす、APPにおける編集を助長することがある一方で、ベータ-セクレターゼ(例えば、BACE1、カテプシンBまたはメプリンベータ)の他の内在性標的に対するベータ-セクレターゼ(例えば、BACE1、カテプシンBまたはメプリンベータ)切断活性を減弱させないことがある。このことは、a)改変されたアミロイド前駆体タンパク質を発現する細胞、およびb)未編集のアミロイド前駆体タンパク質を発現する細胞におけるベータ-セクレターゼ(例えば、BACE1、カテプシンBまたはメプリンベータ)の他のそのような内在性標的の切断代謝物の量を突き止めること、およびそれらの値を比較することによって、測定することができる。必要に応じて、それらの値を、各細胞における内在性タンパク質発現に、または別の好適なマーカーに正規化することができる。ベータ-セクレターゼ(例えば、BACE1、カテプシンBまたはメプリンベータ)の他の内在性標的および切断代謝物の測定は、酵素結合免疫吸着検定法(ELISA)または質量分析法の技法、例えばLC-MSもしくはMALDIを含むがこれらに限定されない、様々なin vitroアッセイにより行うことができる。プロテアーゼ活性を示す代謝物の測定に好適であり得る、ベータ-セクレターゼの他の内在性標的の非限定的な例:アミロイド様タンパク質1(APLP1)、アミロイド様タンパク質2(APLP2)、コンタクチン2、Jagged 1、神経細胞接着分子L1(CHL1)、ニューレキシン1α、ニューレキシン3β、ニューレグリン1(NRG1)、発作関連タンパク質6(SEZ6)、発作関連タンパク質6前駆体タンパク質(SEZ6L)、電位依存性ナトリウムイオンチャネル(VGSC)サブタイプNav1のβ(β1-4)補助サブユニット、VGSC補助サブユニットKCNE1もしくはKCNE2、これらのいずれかの機能的部分、またはそれらの任意の組合せ。一部の場合には、ベータセクレターゼ活性が阻害された程度を判定するために調査される内在性基質は、NRG1、SEZ6、またはCHL1である。
一部の場合には、アミロイド前駆体タンパク質の少なくとも一部分をコードするポリヌクレオチドに含まれているヌクレオチドの塩基に対する改変を助長することができる操作されたガイドRNAは、未編集のポリヌクレオチドと比較して少なくとも1つのアミノ酸置換を含む改変されたアミロイド前駆体タンパク質を生じさせる。一部の場合には、改変されたアミロイド前駆体タンパク質(切断部位切断部位の改変を有する)は、ベータ-セクレターゼ(例えば、BACE1、カテプシンBもしくはメプリンベータ)により切断されたときにAベータ40、Aベータ42の、または細胞において発現されたときに未編集のアミロイド前駆体タンパク質を発現する対応する細胞と同等の期間にわたって比較して両方の、より少ない量を生じさせる。一部の場合には、Aベータ40、Aベータ42または両方の量は、Aベータ40もしくはAベータ42 ELISA、または両方により測定される。一部の場合には、改変されたアミロイド前駆体タンパク質は、未編集のアミロイド前駆体タンパク質と同等の期間にわたって比較して、細胞に発現されたときに増加した量の分泌型細胞外ドメインAPPアルファ(sAPPa)を生じさせる。一部の場合には、sAPPaまたはベータ-COOH末端断片の量は、sAPPa ELISAにより測定される。一部の場合には、Aベータ40、Aベータ42または両方の量、およびsAPPaの量が測定される。本開示の操作されたガイドRNAを使用して、APP中のベータ-セクレターゼ(例えば、BACE1、カテプシンBもしくはメプリンベータ)切断部位での編集を助長することができ、その結果、Aベータ40およびAベータ42代謝物の産生が減少されることになる。一部の実施形態では、本明細書で開示される操作されたガイドRNAおよび前記操作されたガイドRNAを使用する方法は、未編集のAPPのベータ-セクレターゼ(例えば、BACE1、カテプシンBもしくはメプリンベータ)切断によって生成されるものと比較して、Aベータ40、42または両方のタンパク質レベルを1/1以下、1/2以下、1/3以下、1/4以下、1/5以下、1/6以下、1/7以下、1/8以下、1/9以下、1/10以下、1/11以下、1/12以下、1/13以下、1/14以下、1/15以下、1/16以下、1/17以下、1/18以下、1/19以下、1/20以下、1/21以下、1/22以下、1/23以下、1/24以下、1/25以下、1/26以下、1/27以下、1/28以下、1/29以下、1/30以下、1/31以下、1/32以下、1/33以下、1/34以下、1/35以下、1/36以下、1/37以下、1/38以下、1/39以下、1/40以下、1/41以下、1/42以下、1/43以下、1/44以下、1/45以下、1/46以下、1/47以下、1/48以下、1/49以下、1/50以下、1/51以下、1/52以下、1/53以下、1/54以下、1/55以下、1/56以下、1/57以下、1/58以下、1/59以下、1/60以下、1/61以下、1/62以下、1/63以下、1/64以下、1/65以下、1/66以下、1/67以下、1/68以下、1/69以下、1/70以下、1/71以下、1/72以下、1/73以下、1/74以下、1/75以下、1/76以下、1/77以下、1/78以下、1/79以下、1/80以下、1/81以下、1/82以下、1/83以下、1/84以下、1/85以下、1/86以下、1/87以下、1/88以下、1/89以下、1/90以下、1/91以下、1/92以下、1/93以下、1/94以下、1/95以下、1/96以下、1/97以下、1/98以下、1/99以下、1/100以下、1/1~1/20、1/2~1/21、1/3~1/22、1/4~1/23、1/5~1/24、1/6~1/25、1/7~1/26、1/8~1/27、1/9~1/28、1/10~1/29、1/11~1/30、1/12~1/31、1/13~1/32、1/14~1/33、1/15~1/34、1/16~1/35、1/17~1/36、1/18~1/37、1/19~1/38、1/20~1/39、1/21~1/40、1/22~1/41、1/23~1/42、1/24~1/43、1/25~1/44、1/26~1/45、1/27~1/46、1/28~1/47、1/29~1/48、1/30~1/49、1/31~1/50、1/32~1/51、1/33~1/52、1/34~1/53、1/35~1/54、1/36~1/55、1/37~1/56、1/38~1/57、1/39~1/58、1/40~1/59、1/41~1/60、1/42~1/61、1/43~1/62、1/44~1/63、1/45~1/64、1/46~1/65、1/47~1/66、1/48~1/67、1/49~1/68、1/50~1/69、1/51~1/70、1/52~1/71、1/53~1/72、1/54~1/73、1/55~1/74、1/56~1/75、1/57~1/76、1/58~1/77、1/59~1/78、1/60~1/79、1/61~1/80、1/62~1/81、1/63~1/82、1/64~1/83、1/65~1/84、1/66~1/85、1/67~1/86、1/68~1/87、1/69~1/88、1/70~1/89、1/71~1/90、1/72~1/91、1/73~1/92、1/74~1/93、1/75~1/94、1/76~1/95、1/77~1/96、1/78~1/97、1/79~1/98、1/80~1/99、または1/81~1/100に減少させる結果となり得る。
mRNA塩基編集方法は、タンパク質(例えば、APP)のペプチド結合切断量の少なくとも部分的な低減をもたらすことができる。方法は、β部位、β’部位またはこれらの組合せを含む、BACE切断部位などの切断部位を変更するステップを含み得る。方法は、APPのBACE媒介分解を変更するステップを含み得る。ペプチド結合切断量の低減は、アラニン、システイン、アスパラギン酸、グルタミン酸、フェニルアラニン、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、リシン、ロイシン、メチオニン、アスパラギン、プロリン、グルタミン、アルギニン、セリン、トレオニン、トリプトファン、チロシンもしくはバリン、またはタンパク質に隣接して存在し得る。ペプチド結合切断量の低減は、タンパク質のメチオニンまたはアスパラギン酸に隣接して存在し得る。
APPを標的とする操作されたヌクレオチドの有効性をモニターするための方法は、分子のAPP塩基編集効率、Aベータ1、Aベータ2、Aベータ3、Aベータ4、Aベータ5、Aベータ6、Aベータ7、Aベータ8、Aベータ9、Aベータ10、Aベータ11、Aベータ12、Aベータ13、Aベータ14、Aベータ15、Aベータ16、Aベータ17、Aベータ18、Aベータ19、Aベータ20、Aベータ21、Aベータ22、Aベータ23、Aベータ24、Aベータ25、Aベータ26、Aベータ27、Aベータ28、Aベータ29、Aベータ30、Aベータ31、Aベータ32、Aベータ33、Aベータ34、Aベータ35、Aベータ36、Aベータ37、Aベータ38、Aベータ39、Aベータ40、Aベータ41、Aベータ42産生の低減を、十分なレベルのAPPを天然に発現する細胞、APPがノックアウトされるモデル細胞系、WT APPがトランスフェクトされた細胞、または他の細胞型を使用してin vitroで実証するステップであって、他の細胞型が、ヒト神経芽腫細胞、ヒトiPSCおよびそれに由来する細胞型、ヒト神経前駆細胞およびそれに由来する細胞型、LUHMES細胞、NTera-2細胞、ならびに/またはヒト化APP配列を含有するマウスから培養された初代細胞を含むがこれらに限定されない、ステップを含み得る。モデル細胞系は、293細胞、COS細胞、HeLa細胞、Vero細胞、3T3マウス線維芽細胞、C3H10T1/2線維芽細胞、CHO細胞など含むが、これらに限定されない。例示的な宿主細胞としては、HeLa細胞(例えば、アメリカ合衆国培養細胞系統保存機関(ATCC)番号CCL-2)、CHO細胞(例えば、ATCC番号CRL9618、CCL61、CRL9096)、293細胞(例えば、ATCC番号CRL-1573)、Vero細胞、NIH 3T3細胞(例えば、ATCC番号CRL-1658)、Huh-7細胞、BHK細胞(例えば、ATCC番号CCL10)、PC12細胞(ATCC番号CRL1721)、COS細胞、COS-7細胞(ATCC番号CRL1651)、RAT1細胞、マウスL細胞(ATCC番号CCLI.3)、ヒト胎児由来腎臓(HEK)細胞(ATCC番号CRL1573)、HLHepG2細胞などが挙げられるが、これらに限定されない。
Aベータオリゴマーは、アルツハイマー病の病態形成を開始させ得るが、それらの抑制は、疾患進行を軽減するのに十分ではあり得ない。不溶性AベータおよびAベータ凝集体を標的とすることで、可溶性Aベータのおよび/または同じく極めて有毒であるC末端断片の毒性を無視することができる。Aベータの低減のみに伴う効果を期待することで、他の特定されている病原性ドライバー(例えば、p-タウ、アルファ-シヌクレイン)を無視することができる。
一部の実施形態では、APP mRNAの塩基の編集は、APPポリペプチドの遺伝子翻訳の減少をもたらす。他の場合には、APP mRNAの5’UTRの塩基の編集は、APPポリペプチドの遺伝子翻訳の減少をもたらす。APPポリペプチドの遺伝子翻訳の減少は、in vitroアッセイにより測定することができる。そのようなin vitroアッセイは、in vitro翻訳アッセイを含み得る。in vitro翻訳アッセイは、細胞抽出物を含み得る。細胞抽出物は、ウサギ網状赤血球溶解物、コムギ胚芽抽出物、昆虫細胞、酵母Kluyveromyces、またはE coli無細胞抽出物を含み得る。in vitro翻訳アッセイは、細胞抽出物と核酸鋳型、ATP、およびアミノ酸を混合することを含み得る。核酸鋳型は、mRNA鋳型またはcDNA鋳型を含み得る。核酸鋳型は、表1または13に収載されているmRNA配列を含み得る。核酸鋳型は、表1または13に収載されているmRNA配列に相補的なcDNA配列を含み得る。in vitro翻訳システムをcDNA鋳型と共に使用すると、cDNAをin vitro転写によりmRNAに変換することができる。cDNAを環状ベクター内に維持することができる。cDNAを線状配列として維持することができる。
したがって、本明細書における組成物および方法に関して記載されるものなどの多標的併用療法は、アルツハイマー病に必要な疾患修飾を提供し得る。
タウ
タウタンパク質(タウ-p)は、タウMAPTの6つのmRNAアイソフォームによりコードされる。タウ-pは、微小管の安定性および輸送に重要な微小管結合タンパク質である。それは、主として、CNSのニューロンに発現される。ヒトの脳における神経原線維変化(NFT)に至る過剰リン酸化突然変異型タウタンパク質の凝集は、アルツハイマー病を含むタウオパチーと呼ばれる神経変性疾患群の原因となる。タンパク質分解的タウ切断断片(Aベータ産生の下流で活性化される、カルパイン媒介タンパク質分解により形成され得る)もまた、直接神経毒性であり得る。したがって、タウ形成を実質的に低減させるためのマルチプレックス戦略は、神経変性疾患を有効に処置する上で重要であり得る。
ある実施形態では、本明細書で提供される組成物および方法を用いて特定の残基を標的とすることができる。完全タウmRNA配列は、表4で示される。一部の場合には、この配列の6,644残基のいずれか1つの位置であり得る標的残基を、本明細書で提供される組成物および方法を用いて標的とすることができる。一部の場合には、標的残基は、タウmRNAの残基1~100、99~200、199~300、299~400、399~500、499~600、599~700、699~800、799~900、899~1000、999~1100、1099~1200、1199~1300、1299~1400、1399~1500、1499~1600、1599~1700、1699~1800、1799~1900、1899~2000、1999~2100、2099~2200、2199~2300、2299~2400、2399~2500、2499~2600、2599~2700、2699~2800、2799~2900、2899~3000、2999~3100、3099~3200、3199~3300、3299~3400、3399~3500、3499~3600、3599~3700、3699~3800、3799~3900、3899~4000、3999~4100、4099~4200、4199~4300、4299~4400、4399~4500、4499~4600、4599~4700、4699~4800、4799~4900、4899~5000、4999~5100、5099~5200、5199~5300、5299~5400、5399~5500、5499~5600、5599~5700、5699~5800、5799~5900、5899~6000、5999~6100、6099~6200、6199~6300、6299~6400、6399~6444またはこれらの任意の組合せの中に位置し得る。
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一部の実施形態では、タウmRNAの塩基の編集は、タウポリペプチドの遺伝子翻訳の減少をもたらす。他の場合には、タウmRNAの5’UTRの塩基の編集は、タウポリペプチドの遺伝子翻訳の減少をもたらす。タウポリペプチドの遺伝子翻訳の減少は、in vitroアッセイにより測定することができる。そのようなin vitroアッセイは、in vitro翻訳アッセイを含み得る。in vitro翻訳アッセイは、細胞抽出物を含み得る。細胞抽出物は、ウサギ網状赤血球溶解物、コムギ胚芽抽出物、昆虫細胞、酵母Kluyveromyces、またはE coli無細胞抽出物を含み得る。in vitro翻訳アッセイは、細胞抽出物と核酸鋳型、ATP、およびアミノ酸を混合することを含み得る。核酸鋳型は、mRNA鋳型またはcDNA鋳型を含み得る。核酸鋳型は、表4に収載されているmRNA配列を含み得る。核酸鋳型は、表4に収載されているmRNA配列に相補的なcDNA配列を含み得る。in vitro翻訳システムをcDNA鋳型と共に使用すると、cDNAをin vitro転写によりmRNAに変換することができる。cDNAを環状ベクター内に維持することができる。cDNAを線状配列として維持することができる。
表4のmRNAによりコードされるタウポリペプチドのリストは、表5に収載されている。
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アルファ-シヌクレイン(SNCA)
アルファ-シヌクレイン遺伝子は、5つのエクソンで構成されており、約14.5kDaの予測分子質量を有する140アミノ酸タンパク質をコードする。コードされる産物は、未知の機能を有する天然変性タンパク質である。通常、アルファ-シヌクレインは単量体である。ある特定のストレス条件または他の未知の原因のもとで、α-シヌクレインは、自己会合してオリゴマーになる。剖検で確定されたアルツハイマー病患者の脳の50%より多くにおいてアルファ-シヌクレインから主として構成されている、レビー関連病態(LRP)。アルファ-シヌクレインがアルツハイマー病の発症にどのような影響を与えるのかについての分子レベルの機序は不明確であるが、実験上の証拠は、アルファ-シヌクレインがタウ-pと相互作用し、タウ-pの細胞間凝集の原因となり得ることを示した。さらに、アルファ-シヌクレインは、タウ過剰リン酸化を媒介し得るGSK3βの活性を調整することができた。アルファ-シヌクレインはまた、自己集合して病原性凝集体(レビー小体)になり得る。タウとα-シヌクレインは両方とも、細胞外空間に放出され、他の細胞に拡散し得る。血管異常は、栄養素の補給および代謝副産物の除去を害し、微小梗塞の原因となり、グリア細胞の活性化を促進する。したがって、タウ形成、アルファ-シヌクレイン形成、またはこれらの組合せを実質的に低減させるためのマルチプレックス戦略は、神経変性疾患を有効に処置する上で重要であり得る。
アルファ-シヌクレインのドメイン構造は、N末端A2脂質結合アルファ-ヘリックスドメイン、非アミロイドβ成分(NAC)ドメイン、およびC末端酸性ドメインを含む。5つのKXKEGV(配列番号194)不完全リピートからなる脂質結合ドメイン。NACドメインは、VGGAVVTGV(配列番号195)コンセンサス配列を有するGAVモチーフ、および3つのGXXXサブモチーフ(ここでのXは、Gly、Ala、Val、Ile、Leu、Phe、Tyr、Trp、Thr、SerまたはMetのいずれかである)からなる。C末端酸性ドメインは、DPDNEA(配列番号196)コンセンサス配列を有する銅結合モチーフを含有する。分子的には、アルファ-シヌクレインは、ニューロンのシグナル伝達およびDNA修復に関与することが示唆されている。完全mRNA配列は、表6で示される。
一部の場合には、本明細書で提供される組成物を用いて、アルファ-シヌクレインの領域を標的とすることができる。一部の場合には、本明細書で開示される操作されたポリヌクレオチドを用いて、アルファ-シヌクレインmRNAの領域をノックダウンの標的とすることができる。一部の場合には、アルファ-シヌクレインmRNAのエクソンまたはイントロンの領域を標的とすることができる。一部の実施形態では、5’UTRおよび3’UTRなどの、アルファ-シヌクレインmRNAの非コード配列の領域を、標的とすることができる。他の場合には、アルファ-シヌクレインmRNAのコード配列の領域を標的とすることができる。一部の場合には、ポリヌクレオチドは、表6の配列の少なくとも一部分にハイブリダイズすることができる標的化配列を含む。一部の場合には、ポリヌクレオチドは、標的となり得る表6の配列に対して少なくとも約80%、85%、90%、95%、97%または99%の配列同一性を有する配列の少なくとも一部分にハイブリダイズすることができる標的化配列を含む。好適な領域としては、N末端A2脂質結合アルファ-ヘリックスドメイン、非アミロイドβ成分(NAC)ドメイン、またはC末端酸性ドメインが挙げられるが、これらに限定されない。
一部の態様では、アルファ-シヌクレインmRNA配列が標的とされる。一部の場合には、本明細書で提供される組成物および方法を用いて、配列の3,177残基のいずれか1つを標的とすることができる。一部の場合には、標的残基は、残基1~100、99~200、199~300、299~400、399~500、499~600、599~700、699~800、799~900、899~1000、999~1100、1099~1200、1199~1300、1299~1400、1399~1500、1499~1600、1599~1700、1699~1800、1799~1900、1899~2000、1999~2100、2099~2200、2199~2300、2299~2400、2399~2500、2499~2600、2599~2700、2699~2800、2799~2900、2899~3000、2999~3100、3099~3177、またはこれらの任意の組合せの中に位置し得る。
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Figure 2023504314000083
Figure 2023504314000084
Figure 2023504314000085
Figure 2023504314000086
Figure 2023504314000087
一部の場合には、本明細書で提供される組成物を用いて、アルファ-シヌクレインポリペプチドの領域を標的とすることができる。好適な領域としては、N末端A2脂質結合アルファ-ヘリックスドメイン、非アミロイドβ成分(NAC)ドメイン、またはC末端酸性ドメインが挙げられるが、これらに限定されない。
一部の態様では、アルファ-シヌクレインポリペプチド配列が標的とされ、完全ポリペプチド配列は、表7で示される。一部の場合には、本明細書で提供される組成物および方法を用いて、アイソフォーム配列の残基のいずれか1つを標的とすることができる。一部の場合には、標的残基は、残基1~10、10~20、20~40、40~60、60~80、80~100、100~120、または120~140、これらの重複部分、およびそれらの組合せの中に位置し得る。
Figure 2023504314000088
本明細書で提供される組成物を用いて標的とすることができる例示的な領域としては、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、137、138、139、および/または140のうちのいずれか1つである、SNCAポリペプチド配列の標的残基を挙げることができるが、これらに限定されない。一部の場合には、標的となり得る例示的な残基は、M1、V40、K85、S125、K129、またはこれらの任意の組合せを含み得る。
一部の実施形態では、SNCA mRNAの塩基の編集は、SNCAポリペプチドの遺伝子翻訳の減少をもたらす。他の場合には、SNCA mRNAの5’UTRの塩基の編集は、SNCAポリペプチドの遺伝子翻訳の減少をもたらす。SNCAポリペプチドの遺伝子翻訳の減少は、in vitroアッセイにより測定することができる。そのようなin vitroアッセイは、in vitro翻訳アッセイを含み得る。in vitro翻訳アッセイは、細胞抽出物を含み得る。細胞抽出物は、ウサギ網状赤血球溶解物、コムギ胚芽抽出物、昆虫細胞、酵母Kluyveromyces、またはE coli無細胞抽出物を含み得る。in vitro翻訳アッセイは、細胞抽出物と核酸鋳型、ATP、およびアミノ酸を混合することを含み得る。核酸鋳型は、mRNA鋳型またはcDNA鋳型を含み得る。核酸鋳型は、表6に収載されているmRNA配列を含み得る。核酸鋳型は、表6に収載されているmRNA配列に相補的なcDNA配列を含み得る。in vitro翻訳システムをcDNA鋳型と共に使用すると、cDNAをin vitro転写によりmRNAに変換することができる。cDNAを環状ベクター内に維持することができる。cDNAを線状配列として維持することができる。
一部の場合には、SNCA mRNA前駆体またはmRNAに含まれているヌクレオチドの塩基の改変を助長することができる操作されたポリヌクレオチドは、SNCAタンパク質の発現を下方調節またはノックダウンすることができる。一部の実施形態では、SNCA mRNA前駆体またはmRNAの編集は、SNCA mRNA前駆体またはmRNAの、スプライシング、mRNA核外輸送、mRNA局在、mRNA安定性、mRNA分解、ポリアデニル化、5’キャップ改変、メッセンジャーリボ核タンパク質(mRNP)の組立て、または翻訳を、阻害または下方調節することができる。一部の場合には、SNCA mRNA前駆体またはmRNAの編集は、未編集のポリヌクレオチドによりコードされるポリペプチドと比較して少なくとも1つのアミノ酸置換を含むポリペプチドをコードする編集されたSNCA mRNAの生成をもたらすことがある。他の場合には、SNCA mRNA前駆体またはmRNAの編集は、未編集のポリヌクレオチドによりコードされるポリペプチドと比較して少なくとも1つのアミノ酸置換を含むポリペプチドをコードする編集されたSNCA mRNAの生成をもたらさないこともある。一部の場合には、改変されたSNCA mRNAは、アミノ酸置換があるまたはない、SNCAポリペプチドをコードすることができ、未編集のSNCA mRNAによりコードされるSNCAタンパク質より少ない量を有する。一部の場合には、アミノ酸置換があるまたはない、SNCAポリペプチドの量は、SNCA ELISAにより測定することができる。ある実施形態では、SNCAポリペプチドまたはその断片のより少ない存在量は、少なくとももしくは多くとも約1/1、1/8、1/15、1/22、1/29、1/36、1/43、1/50、1/57、1/64、1/71、1/78、1/85、1/92、1/99、1/106、1/113、1/120、1/127、1/134、1/141、1/148、1/155、1/162、1/169、1/176、1/183、1/190、1/197、1/204、1/211、1/218、1/225、1/232、1/239、1/246、1/253、1/260、1/267、1/274、1/281、1/288、1/295、または最少で約1/350であり得る。
ある実施形態では、SNCAポリペプチドまたはその断片のより少ない存在量は、未編集のSNCA mRNAによりコードされるものと比較して、SNCAのタンパク質レベルの少なくとももしくは多くとも約0.1~0.2倍、0.19~0.3倍、0.29~0.4倍、0.39~0.5倍、0.49~0.6倍、0.59~0.7倍、0.69~0.8倍、0.79~09倍、0.89~1倍、0.99~1倍、0.1~0.3倍、0.1~0.4倍、0.1~0.5倍、0.1~0.6倍、0.1~0.7倍、0.1~0.8倍、0.1~0.9倍、1/1~1/20、1/2~1/21、1/3~1/22、1/4~1/23、1/5~1/24、1/6~1/25、1/7~1/26、1/8~1/27、1/9~1/28、1/10~1/29、1/11~1/30、1/12~1/31、1/13~1/32、1/14~1/33、1/15~1/34、1/16~1/35、1/17~1/36、1/18~1/37、1/19~1/38、1/20~1/39、1/21~1/40、1/22~1/41、1/23~1/42、1/24~1/43、1/25~1/44、1/26~1/45、1/27~1/46、1/28~1/47、1/29~1/48、1/30~1/49、1/31~1/50、1/32~1/51、1/33~1/52、1/34~1/53、1/35~1/54、1/36~1/55、1/37~1/56、1/38~1/57、1/39~1/58、1/40~1/59、1/41~1/60、1/42~1/61、1/43~1/62、1/44~1/63、1/45~1/64、1/46~1/65、1/47~1/66、1/48~1/67、1/49~1/68、1/50~1/69、1/51~1/70、1/52~1/71、1/53~1/72、1/54~1/73、1/55~1/74、1/56~1/75、1/57~1/76、1/58~1/77、1/59~1/78、1/60~1/79、1/61~1/80、1/62~1/81、1/63~1/82、1/64~1/83、1/65~1/84、1/66~1/85、1/67~1/86、1/68~1/87、1/69~1/88、1/70~1/89、1/71~1/90、1/72~1/91、1/73~1/92、1/74~1/93、1/75~1/94、1/76~1/95、1/77~1/96、1/78~1/97、1/79~1/98、1/80~1/99、または1/81~1/100への減少となり得る。
APPのゲノム編集
一部の実施形態では、ゲノム編集を使用してAPP遺伝子を変更することができる。ゲノム編集は、CRISPR/Cas関連タンパク質、RNA誘導型エンドヌクレアーゼ、ジンクフィンガーヌクレアーゼ、転写活性化因子様エフェクターヌクレアーゼ(TALEN)、メガヌクレアーゼ、これらのいずれかの機能的部分、これらのいずれかの融合タンパク質、またはそれらの任意の組合せを含み得る。一部の実施形態では、CRISPR/Cas関連タンパク質は、CRISPR/Casエンドヌクレアーゼを含み得る。一部の実施形態では、CRISPR/Cas関連タンパク質は、クラス1またはクラス2 CRISPR/Casタンパク質を含み得る。クラス2 CRISPR/Cas関連タンパク質は、II型CRISPR/Casタンパク質、V型CRISPR/Casタンパク質、VI型CRISPR/Casタンパク質を含み得る。CRISPR/Cas関連タンパク質は、Cas9タンパク質、Cas 12タンパク質、これらのいずれかの機能的部分、これらのいずれかの融合タンパク質、またはそれらの任意の組合せを含み得る。CRISPR/Cas関連タンパク質は、野生型またはバリアントCRISPR/Cas関連タンパク質、これらのいずれかの機能的部分、これらのいずれかの融合タンパク質、またはそれらの任意の組合せを含み得る。CRISPR/Cas関連タンパク質は、塩基エディターを含み得る。塩基エディターは、シチジンデアミナーゼ、デオキシアデノシンデアミナーゼ、これらのいずれかの機能的部分、これらのいずれかの融合タンパク質、またはそれらの任意の組合せを含み得る。CRISPR/Cas関連タンパク質は、逆転写酵素を含み得る。逆転写酵素は、モロニーマウス白血病ウイルス(M-MLV)逆転写酵素またはトリ骨髄芽球ウイルス(AMV)逆転写酵素を含み得る。
本明細書に記載のCRISPR/Cas関連タンパク質は、それが結合されているガイドRNAによってゲノム内の特定の標的DNA配列に標的化される。ガイドRNAは、標的DNA内の標的配列に相補的である配列を含み、したがって、結合しているCRISPR/Casタンパク質を標的DNA(標的配列)内の特定の位置に標的化する。CRISPR/Cas関連タンパク質は、特定の標的DNA配列に標的化された場合、ゲノム内に一本鎖切断、2つの一本鎖切断、二本鎖切断、2つの二本鎖切断、またはこれらの任意の組合せを生じさせ得る。CRISPR/Cas関連タンパク質は、特定の標的DNA配列に標的化された場合、ゲノム内にいずれの切断も生じさせないこともある。CRISPR/Cas関連タンパク質-ガイドRNA複合体は、ゲノム内で平滑末端化二本鎖切断、1塩基対(bp)の互い違いの切断、2bpの互い違いの切断、2塩基対を超えての互い違いの切断、またはこれらの任意の組合せを行うことができる。二本鎖DNA切断を末端結合機序または相同組換え修復によって修復することができる。二本鎖DNA切断を二本鎖ドナーDNAまたは一本鎖オリゴヌクレオチドドナーDNAでの末端結合機序または相同組換え修復によって修復することもできる。ゲノム内の編集は、確率的なまたはあらかじめ選択された挿入、欠失、塩基置換、逆位、染色体転座、挿入を含み得る。
ガイドRNAは、シングルガイドRNA(sgRNA)、ダブルガイドRNA、または操作されたプライム編集ガイドRNA(pegRNA)を含み得る。ガイドRNAは、crRNAおよびtracrRNAを含み得る。crRNAは、標的DNAまたは遺伝子座の標的配列にハイブリダイズする標的化配列を含み得る。tracrRNAは、ステムループ構造を形成することができる配列を含み得る。そのようなステムループ構造は、CRISPR/Cas関連タンパク質に結合して、CRISPR/Cas関連タンパク質のヌクレアーゼ活性を活性化することができる。sgRNAは、1つのRNA分子内にcrRNAおよびtracrRNAを含み得る。ダブルガイドRNAは、2つのRNA分子内にcrRNAおよびtracrRNAを含み得る。pegRNAは、ゲノム内のあらかじめ選択された編集または配列を含む配列を含み得る。そのような編集では、あらかじめ選択された配列は、ニックの入った/切断されたDNA鎖の切断され、遊離された3’末端にハイブリダイズしてプライマー-鋳型複合体を形成し、このニックの入った/切断されたDNA鎖の切断され、遊離され、ハイブリダイズされた3’末端は、プライマーとしての機能を果たすことができ、その一方で、pegRNAのあらかじめ選択された編集または配列は、逆転写を含むがこれに限定されないその後の反応の鋳型としての機能を果たすことができる。
サプレッサーtRNAでの病原性突然変異の抑制
一部の実施形態では、病原性突然変異を有するmRNAの翻訳は、操作されたアンチコドン領域を有する操作されたtRNAによって読み飛ばされることがある。例えば、野生型コドンは、アミノ酸Aをコードすることができ、その一方で、病原性突然変異は、未成熟停止コドンをコードする突然変異コドンを作出することができる。操作されたtRNAは、停止コドンを認識することおよび読み飛ばすことができる操作されたアンチコドン領域を有することができる。一部の実施形態では、アンチコドンループ、アーム長、32/38位におけるtRNA-リボソーム親和性、または他のtRNA特徴を最適化して、操作されたtRNAのコドン使用頻度を増加させることができる。他の場合には、プロモーター、コピー数、または他の特徴を最適化して、操作されたtRNAのコドン使用頻度を増加させることもできる。一部の実施形態では、本開示の操作されたポリヌクレオチドを、それを必要とする対象に、サプレッサーtRNAと組み合わせて投与することができる。
RNA編集によるAPP、タウ、SNCAポリペプチドのリン酸化の操作
一部の実施形態では、標的RNAのRNA編集は、未編集の標的RNAによりコードされるポリペプチドと比較して、編集された標的RNAによりコードされるポリペプチドのリン酸化の量を増加させることもあり、または減少させることもある。RNA編集は、内在性リン酸化部位の欠失をもたらすアミノ置換をもたらすことができる。内在性リン酸化は、ポリペプチド特異的抗体、リン酸化部位特異的抗体、リン酸化断片特異的抗体、リン酸化ポリペプチド特異的抗体、本明細書におけるおよびその任意の誘導体、または本明細書におけるおよびその任意の組合せにより同定することができる。他の場合、ポリペプチドのリン酸化部位は、コンピュータアルゴリズムにより同定することができる。リン酸化同定コンピュータアルゴリズムは、DISPHOS 1.3、ELM、GPS、NetPhorest、NetPhos、NetworKIN、P3DB、PHOSIDA、PhosphoregDB、PhosphoSitePlus、PREDIKIN、RLIMS、Scansite、本明細書におけるおよびその任意の派生品、または本明細書におけるおよびその任意の組合せを含み得る。他の場合、ポリペプチドのリン酸化部位は、質量分析による本明細書におけるおよびその任意の誘導体、または本明細書におけるおよびその任意の組合せを含み得る。一部の実施形態では、RNA編集は、内在性リン酸化部位の外側でのアミノ置換をもたらすことができる。内在性リン酸化部位の外側でのアミノ置換は、内在性リン酸化部位のリン酸化量を増加させることもあり、または減少させることもある。他の場合には、アミノ置換は、リン酸化部位を作出し得る。作出されたリン酸化部位は、本明細書においておよびそれについて記載される内在性リン酸化を同定することができる手段により同定することができる。一部の実施形態では、アミノ酸置換は、リン酸化を模倣することができる。リン酸化の模倣体は、ホスホミメティックを含み得る。ホスホミメティックは、アスパラギン酸へのアミノ置換を含み得る。アスパラギン酸は、リン酸化したセリンを模倣し得る。
ポリペプチドのリン酸化は、ポリペプチドの酵素活性、安定性、細胞内局在、細胞外局在、タンパク質結合活性、オリゴマー化活性、酵素によるプロセシング、分泌、抗菌活性、分解、化学結合、または任意の内在性または人工的活性を増加させることもあり、または減少させることもある。一部の実施形態では、ポリペプチドのリン酸化は、異なるポリペプチドの酵素活性、安定性、細胞内局在、細胞外局在、タンパク質結合活性、オリゴマー化活性、酵素によるプロセシング、分泌、抗菌活性、分解、化学結合、または任意の内在性または人工的活性を増加させることもあり、または減少させることもある。
ポリペプチドのリン酸化は、ポリペプチド特異的抗体、リン酸化部位特異的抗体、リン酸化断片特異的抗体、リン酸化ポリペプチド特異的抗体を用いてウェスタンブロットにより測定することができる。他の場合には、ポリペプチドのリン酸化を質量分析により測定することができる。ポリペプチドのリン酸化を、本明細書においておよびそれについて記載されるポリペプチドの内在性機能により測定することもできる。一部の場合には、ポリペプチドのリン酸化は、放射性32P標識ATPを使用してAタンパク質を先ずリン酸化してin vitroアッセイにより測定することができる。
APPまたはAベータペプチドのリン酸化は、アルファ、ベータ、ベータ’、ガンマ-セクレターゼ、これらの任意の誘導体、またはそれらの任意の組合せによるAPPまたはAベータペプチドの酵素的切断を増加させることもあり、または減少させることもある。APPまたはAベータペプチドのリン酸化はまた、BACE1、カテプシンBまたはメプリンベータによるAPPまたはAベータペプチドの酵素的切断を増加させることもあり、または減少させることもある。他の場合には、APPまたはAベータペプチドのリン酸化は、APPまたはAベータペプチドのオリゴマー化またはAPP/Aベータ結合能力を増大させることもあり、または低下させることもある。一部の場合には、APPまたはAベータペプチドのリン酸化は、ベータアミロイド斑の形成、凝集または安定性を増大させることもあり、または低下させることもある。
リン酸化部位は、配列番号2、14または15の1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、137、138、139、140、141、142、143、144、145、146、147、148、149、150、151、152、153、154、155、156、157、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、178、179、180、181、182、183、184、185、186、187、188、189、190、191、192、193、194、195、196、197、198、199、200、201、202、203、204、205、206、207、208、209、210、211、212、213、214、215、216、217、218、219、220、221、222、223、224、225、226、227、228、229、230、231、232、233、234、235、236、237、238、239、240、241、242、243、244、245、246、247、248、249、250、251、252、253、254、255、256、257、258、259、260、261、262、263、264、265、266、267、268、269、270、271、272、273、274、275、276、277、278、279、280、281、282、283、284、285、286、287、288、289、290、291、292、293、294、295、296、297、298、299、300、301、302、303、304、305、306、307、308、309、310、311、312、313、314、315、316、317、318、319、320、321、322、323、324、325、326、327、328、329、330、331、332、333、334、335、336、337、338、339、340、341、342、343、344、345、346、347、348、349、350、351、352、353、354、355、356、357、358、359、360、361、362、363、364、365、366、367、368、369、370、371、372、373、374、375、376、377、378、379、380、381、382、383、384、385、386、387、388、389、390、391、392、393、394、395、396、397、398、399、400、401、402、403、404、405、406、407、408、409、410、411、412、413、414、415、416、417、418、419、420、421、422、423、424、425、426、427、428、429、430、431、432、433、434、435、436、437、438、439、440、441、442、443、444、445、446、447、448、449、450、451、452、453、454、455、456、457、458、459、460、461、462、463、464、465、466、467、468、469、470、471、472、473、474、475、476、477、478、479、480、481、482、483、484、485、486、487、488、489、490、491、492、493、494、495、496、497、498、499、500、501、502、503、504、505、506、507、508、509、510、511、512、513、514、515、516、517、518、519、520、521、522、523、524、525、526、527、528、529、530、531、532、533、534、535、536、537、538、539、540、541、542、543、544、545、546、547、548、549、550、551、552、553、554、555、556、557、558、559、560、561、562、563、564、565、566、567、568、569、570、571、572、573、574、575、576、577、578、579、580、581、582、583、584、585、586、587、588、589、590、591、592、593、594、595、596、597、598、599、600、601、602、603、604、605、606、607、608、609、610、611、612、613、614、615、616、617、618、619、620、621、622、623、624、625、626、627、628、629、630、631、632、633、634、635、636、637、638、639、640、641、642、643、644、645、646、647、648、649、650、651、652、653、654、655、656、657、658、659、660、661、662、663、664、665、666、667、668、669、670、671、672、673、674、675、676、677、678、679、680、681、682、683、684、685、686、687、688、689、690、691、692、693、694、695、696、697、698、699、700、701、702、703、704、705、706、707、708、709、710、711、712、713、714、715、716、717、718、719、720、721、722、723、724、725、726、727、728、729、730、731、732、733、734、735、736、737、738、739、740、741、742、743、744、745、746、747、748、749、750、751、752、753、754、755、756、757、758、759、760、761、762、763、764、765、766、767、768、769、770位、またはこれらの任意の組合せを含み得る。一部の場合には、リン酸化部位は、配列番号2、14または15の1~10位、9~20位、19~30位、29~40位、39~50位、49~60位、59~70位、69~80位、79~90位、89~100位、99~110位、109~120位、119~130位、129~140位、139~150位、149~160位、159~170位、169~180位、179~190位、189~200位、199~210位、209~220位、219~230位、229~240位、239~250位、249~260位、259~270位、269~280位、279~290位、289~300位、299~310位、309~320位、319~330位、329~340位、339~350位、349~360位、359~370位、369~380位、379~390位、389~400位、399~410位、409~420位、419~430位、429~440位、439~450位、449~460位、459~470位、469~480位、479~490位、489~500位、499~510位、509~520位、519~530位、529~540位、539~550位、549~560位、559~570位、569~580位、579~590位、589~600位、599~610位、609~620位、619~630位、629~640位、639~650位、649~660位、659~670位、669~680位、679~690位、689~700位、699~710位、709~720位、719~730位、729~740位、739~750位、749~760位、759~770位、またはこの中のおよびその任意の組合せであり得る。リン酸化部位は、配列番号2のトレオニン668(T668)、セリン198(S198)、S8、S26、S206、T10、T111、Y115、T153、S184、S185、S198、T205、S206、S208、T217、S262、S285 T381、S441、S679、S697、Y728、T729、S730、T743、Y757、T761、Y762位、またはこの中のおよびその任意の組合せを含み得る。
タウポリペプチドのリン酸化は、神経原線維変化(NFT)の形成、凝集または安定性を増大させることもあり、または低下させることもある。一部の場合には、リン酸化部位は、配列番号28~35の1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、137、138、139、140、141、142、143、144、145、146、147、148、149、150、151、152、153、154、155、156、157、158、159、160、161、162、163、164、165、166、167、168、169、170、171、172、173、174、175、176、177、178、179、180、181、182、183、184、185、186、187、188、189、190、191、192、193、194、195、196、197、198、199、200、201、202、203、204、205、206、207、208、209、210、211、212、213、214、215、216、217、218、219、220、221、222、223、224、225、226、227、228、229、230、231、232、233、234、235、236、237、238、239、240、241、242、243、244、245、246、247、248、249、250、251、252、253、254、255、256、257、258、259、260、261、262、263、264、265、266、267、268、269、270、271、272、273、274、275、276、277、278、279、280、281、282、283、284、285、286、287、288、289、290、291、292、293、294、295、296、297、298、299、300、301、302、303、304、305、306、307、308、309、310、311、312、313、314、315、316、317、318、319、320、321、322、323、324、325、326、327、328、329、330、331、332、333、334、335、336、337、338、339、340、341、342、343、344、345、346、347、348、349、350、351、352、353、354、355、356、357、358、359、360、361、362、363、364、365、366、367、368、369、370、371、372、373、374、375、376、377、378、379、380、381、382、383、384、385、386、387、388、389、390、391、392、393、394、395、396、397、398、399、400、401、402、403、404、405、406、407、408、409、410、411、412、413、414、415、416、417、418、419、420、421、422、423、424、425、426、427、428、429、430、431、432、433、434、435、436、437、438、439、440、441、442、443、444、445、446、447、448、449、450、451、452、453、454、455、456、457、458、459、460、461、462、463、464、465、466、467、468、469、470、471、472、473、474、475、476、477、478、479、480、481、482、483、484、485、486、487、488、489、490、491、492、493、494、495、496、497、498、499、500、501、502、503、504、505、506、507、508、509、510、511、512、513、514、515、516、517、518、519、520、521、522、523、524、525、526、527、528、529、530、531、532、533、534、535、536、537、538、539、540、541、542、543、544、545、546、547、548、549、550、551、552、553、554、555、556、557、558、559、560、561、562、563、564、565、566、567、568、569、570、571、572、573、574、575、576、577、578、579、580、581、582、583、584、585、586、587、588、589、590、591、592、593、594、595、596、597、598、599、600、601、602、603、604、605、606、607、608、609、610、611、612、613、614、615、616、617、618、619、620、621、622、623、624、625、626、627、628、629、630、631、632、633、634、635、636、637、638、639、640、641、642、643、644、645、646、647、648、649、650、651、652、653、654、655、656、657、658、659、660、661、662、663、664、665、666、667、668、669、670、671、672、673、674、675、676、677、678、679、680、681、682、683、684、685、686、687、688、689、690、691、692、693、694、695、696、697、698、699、700、701、702、703、704、705、706、707、708、709、710、711、712、713、714、715、716、717、718、719、720、721、722、723、724、725、726、727、728、729、730、731、732、733、734、735、736、737、738、739、740、741、742、743、744、745、746、747、748、749、750、751、752、753、754、755、756、757、758、759、760、761、762、763、764、765、766、767、768、769、770、771、772、773、774、775、776、777、778、779、780、781、782、783、784、785、786、787、788、789、790、791、792、793、794、795、796、797、798、799、800、801、802、803、804、805、806、807、808、809、810、811、812、813、814、815、816、817、818、819、820、821、822、823、824、825、826、827、828、829、830、831、832、833、834、835、836、837、838、839、840、841、842、843、844、845、846、847、848、849、850、851、852、853、854、855、856、857、858、859、860、861、862、863、864、865、866、867、868、869、870、871、872、873、874、875、876、877、878、879、880、881、882、883、884、885、886、887、888、889、890、891、892、893、894、895、896、897、898、899、900位、またはこの中のおよびその任意の組合せを含み得る。一部の場合には、リン酸化部位は、配列番号28~35の1~50位、49~100位、99~150位、149~200位、199~250位、249~300位、299~350位、349~400位、399~450位、449~500位、499~550位、549~600位、599~650位、649~700位、699~750位、749~800位、799~850位、849~862位、またはこの中のおよびその任意の組合せを含み得る。リン酸化は、配列番号28~35のY18、T39、S46、T50、T52、S56、S61、S64、T69、T111、S131、T149、T153、S171、T173、T175、T181、S191、S195、S199、S202、S205、S208、S210、S212、S214、S217、S231、S232、S235、S237、S238、S241、S258、S285、S289、S316、S320、S352、S355、S369、T373、T386、S388、S411、T466、T470、S396、S400、S404、S409、S412、T498、S501、S502、S508、S512、Y514、S515、S516、T522、S525、S527、T529、S531、T534、T548、S552、S554、S555、S558、S579、T580、S602、S610、S622、Y627、S633、T636、S641、S673、T694、Y711、S713、S717、T720、S721、S726、S729、S730、T731、S733、S739、T744、またはこの中のおよびその任意の組合せを含み得る。
SNCAポリペプチドのリン酸化は、SNCAポリペプチドの形成、凝集または安定性を増大させることもあり、または低下させることもある。一部の場合には、リン酸化部位は、配列番号45~47の1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、111、112、113、114、115、116、117、118、119、120、121、122、123、124、125、126、127、128、129、130、131、132、133、134、135、136、137、138、139、140位、またはこの中のおよびその任意の組合せを含み得る。リン酸化部位は、配列番号45~47の1~10位、9~20位、19~30位、29~40位、39~50位、49~60位、59~70位、69~80位、79~90位、89~100位、99~110位、109~120位、119~130位、129~140位、またはこの中のおよびその任意の組合せを含み得る。リン酸化は、配列番号45~47のY39、S42、S87、Y125、S129、Y133、Y136、またはこの中のおよびその任意の組合せを含み得る。
ベクター
本開示は、本明細書で開示される操作されたガイドRNAをコードするベクターも提供する。
本明細書で提供される組成物を任意の好適な手段により送達することができる。一部の場合には、好適な手段は、ベクターを含む。任意のベクター系を用いることができ、そのようなベクターとしては、プラスミドベクター、ミニサークルベクター、線状DNAベクター、ドギーボーンベクター、レトロウイルスベクター、レンチウイルスベクター、アデノウイルスベクター、ポックスウイルスベクター、ヘルペスウイルスベクターおよびアデノ随伴ウイルスベクター、リポソーム、ナノ粒子、エキソソーム、細胞外小胞、ナノメッシュ、これらの改変バージョン、これらの製造管理および品質管理に関する基準バージョン、これらのキメラ、およびそれらの任意の組合せが挙げられるが、それらに限定されない。一部の場合には、ベクターを使用して、本明細書で提供されるポリヌクレオチドを導入することができる。一部の場合には、ポリヌクレオチドは、本明細書で提供されるRNAの領域にハイブリダイズする標的化配列を含む。一部の実施形態では、ナノ粒子ベクターは、ポリマーに基づくナノ粒子、アミノ脂質に基づくナノ粒子、金属ナノ粒子(例えば、金に基づくナノ粒子)、これらのいずれかについての一部分、またはそれらの任意の組合せを含み得る。
本明細書で提供されるベクターを使用して、本明細書で提供されるポリヌクレオチド組成物を送達することができる。一部の場合には、少なくとも約2つ、3つ、4つ、または最大で5つの異なるポリヌクレオチドが、単一のベクターを使用して送達される。一部の場合には、複数のベクターが送達される。一部の場合には、複数のベクター送達は、同時並行または逐次的であり得る。一部の場合には、少なくとも2つの操作されたポリヌクレオチドが単一のベクターで送達される。他の場合には、少なくとも2つの操作されたポリヌクレオチドが、別々のベクターを用いて送達される。操作されたポリヌクレオチドを裸のポリヌクレオチドとして送達することもできる。ベクターおよび/または非ベクター手法の任意の組合せを使うことができる。
ベクターを用いて核酸を送達することができる。ベクターは、DNA、例えば、二本鎖DNAまたは一本鎖DNAを含み得る。ベクターは、RNAを含み得る。一部の場合には、RNAは、塩基改変を含み得る。ベクターは、組換えベクターを含み得る。ベクターは、天然に存在するベクターから改変されるベクターであり得る。ベクターは、天然に存在しないベクターの少なくとも一部分を含み得る。任意のベクターを用いることができる。ウイルスベクターは、アデノウイルスベクター、アデノ随伴ウイルスベクター(AAV)、レンチウイルスベクター、レトロウイルスベクター、これらのいずれかについての一部分、またはそれらの任意の組合せを含み得る。一部の場合には、ベクターは、AAVベクターを含み得る。ベクターを、改変されたVP1タンパク質を含むように改変することができる(例えば、VP1タンパク質を含むように改変されたAAVベクター)。ある態様では、AAVベクターは、組換えAAV(rAAV)ベクターである。rAAVは、野生型AAV(wtAAV)に見られるものと実質的に同様のカプシド配列および構造で構成されていることもある。しかし、rAAVは、AAVタンパク質コード配列を実質的に欠いるゲノムであって、適切な場所に設計された治療遺伝子発現カセット、例えば対象ポリヌクレオチド、を有するゲノムを、カプシドに封入している。一部の場合には、ウイルス由来の配列は、ベクター生成中にゲノム複製およびパッケージングを誘導するために必要とされ得る、ITRであり得る。好適なAAVベクターを任意のAAV血清型、または血清型の組合せから選択することができる。例えば、AAVベクターは、AAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5、AAV6、AAV7、AAV8、AAV9、AAV10、AAV11、AAV12のうちのいずれか1つ、またはこれらの任意の組合せであり得る。一部の場合には、ベクターは、その天然の指向性に基づいて選択される。一部の場合には、ベクター血清型は、血液脳関門を横断するその能力に基づいて選択される。AAV9およびAAV10は、血液脳関門を横断してニューロンおよびグリアに形質導入することが示されている。ある態様では、AAVベクターは、AAV2、AAV5、AAV6、AAV8、またはAAV9である。一部の場合には、AAVベクターは、少なくとも2つの血清型のキメラである。ある態様では、AAVベクターは、血清型AAV2、AAV5、およびAAV9のものである。一部の場合には、キメラAAVベクターは、repと、AAV2からのITR配列と、AAV5からのcap配列とを含む。一部の場合には、本明細書で提供される異なるAAV血清型の全てからrep、cap、およびITR配列を混合し、マッチさせることができる。一部の場合には、好適なAAVベクターを、カプシドまたはrepタンパク質におけるものなどの改変を包含するようにさらに改変することができる。改変は、欠失、挿入、突然変異、およびこれらの組合せも含み得る。一部の場合には、反復投与を可能にするために免疫原性を低下させるようにベクターに改変が加えられる。一部の場合には、用いられるベクターの血清型は、反復投与が行われる場合に免疫原性を低下および/または消失させるように変えられる。
ベクターを使用して、本明細書で提供される操作されたガイドRNA、および第2のポリヌクレオチドなどの、治療標的を標的とする追加のポリヌクレオチドを送達することができる。一部の場合には、ベクターは、第2のポリヌクレオチド(例えば、追加の治療標的)と会合する追加のRNAポリヌクレオチドを含むまたはコードする。そのようなベクターを使用して、複数の治療標的、例えば、アルツハイマー病および他の神経変性疾患の場合、アミロイド前駆体タンパク質、および疾患に関与する追加の標的、例えば、タウタンパク質(例えば、MAPT遺伝子からコードされる微小管関連タンパク質タウ(MAPT))またはアルファ-シヌクレインタンパク質、を同時に標的とするマルチプレックス治療薬を送達することができる。あるいは、または加えて、追加の標的は、アミロイド前駆体タンパク質をコードするポリヌクレオチド上の(例えば、同じポリヌクレオチド上の)さらなる編集部位であり得る。操作されたガイドRNAをコードするベクターポリヌクレオチド、および追加のRNAポリヌクレオチドをコードする第2のベクターポリヌクレオチドは、連続していることもあり、または連続していないこともある。第1および第2のベクターポリヌクレオチドが互いに連続している場合、それらは、同じプロモーター配列に動作可能に連結されていることがある。
非ウイルスベクター手法
一部の場合には、ベクターは、ウイルスベクターでないことがある。非ウイルス法は、ポリヌクレオチドを含む組成物の裸の送達などを含み得る。一部の場合には、本明細書で提供される改変をポリヌクレオチドに導入して、裸のポリヌクレオチドとして送達されたときに安定性を増大させることおよび分解に抵抗することができる。他の場合には、非ウイルス手法は、ナノ粒子、リポソームなどの使用を利用することができる。
治療応用
本明細書で提供される操作されたガイドRNAを治療薬として使用することができる。一態様では、状態を処置または予防する方法であって、アミロイド前駆体タンパク質(APP)を少なくとも部分的にコードするRNAの編集を助長する治療薬を投与するステップを含み、編集されたRNAが、in vitroアッセイにより判定して、編集を有さない他の点では同等のRNAから産生された他の点では同等のAPPと比較してBACEプロテアーゼ耐性APPをコードし、前記in vitroアッセイが、BACEプロテアーゼ耐性APPおよび他の点では同等のAPPを、ベータセクレターゼ(例えば、BACE1、カテプシンBまたはメプリンベータ)、γ-セクレターゼ、またはベータセクレターゼおよびγ-セクレターゼと接触させることを含む、方法が、本明細書に存在する。一部の場合には、治療薬は、編集を直接助長する。一部の場合には、治療薬は、編集を間接的に助長する。一部の場合には、状態は、神経変性状態を含み得る。
方法は、神経変性疾患に関連する1つまたは複数の標的のmRNA塩基編集を含み得る。神経変性疾患は、アルツハイマー病、パーキンソン病、またはAベータ断片、タウ、アルファ-シヌクレイン、もしくはこれらの組合せによって媒介される他の状態を含み得る。方法は、アミロイド前駆体タンパク質(APP)をコードするポリヌクレオチドの一部分を、酵素(例えば、ベータセクレターゼ(BACE)またはガンマセクレターゼ)が編集部位でAPPを切断することができないように、編集するステップを含み得る。方法は、APPをコードするポリヌクレオチドの一部分を、断片(例えば、Aベータ断片)が形成できないように、編集するステップを含み得る。APPをコードするポリヌクレオチドの一部分を編集するステップは、形成されるAベータ断片の量を実質的に低減させる結果となり得る。一部の実施形態では、編集されたRNAまたはBACEプロテアーゼ耐性APPが、臨床試験で治療薬を投与された対象の少なくとも5%、8%、10%、15%、20%、30%、40%、または50%において生成される。
一部の実施形態では、本開示は、併用療法も提供する。例えば、治療方法は、同じ標的(APP)または異なる標的を有し得る別の治療剤と組み合わせて、本開示の操作されたガイドRNAを使用する、APPの標的切断部位のRNA編集を含み得る。前記追加の治療剤は、他の治療標的(例えば、タウ、アルファ-シヌクレイン)をコードするポリヌクレオチドの編集もしくはノックアウトのためにガイドRNAを含むこともあり、またはAPPのベータ-セクレターゼ(例えば、BACE1、カテプシンBもしくはメプリンベータ)切断の望ましくない代謝物を除去する抗体を含むこともある。方法は、APPのノックダウン、タウのノックダウン、アルファ-シヌクレインのノックダウン、またはこれらの任意の組合せを含み得る。方法は、組織空間に既に存在するAベータ断片の除去のための1つまたは複数の抗Aベータ抗体の送達を含み得る。mRNA塩基編集手法との組合せでの場合、抗体の投与量は、mRNA塩基編集手法の非存在下での投与量と比較して、より少なくなり得る。方法は、切断およびしたがってAベータ断片形成を低減させるための1つまたは複数のセクレターゼ阻害剤の送達を含み得る。mRNA塩基編集手法との組合せでの場合、セクレターゼ阻害剤投与量は、mRNA塩基編集手法の非存在下での投与量と比較して、より少なくなり得る。方法は、本明細書に記載の1つまたは複数の組成物の送達または組合せ送達を含み得る。
本発明で説明される治療応用は、望ましい薬理作用、生理作用、またはこれらの任意の組合せを得るための処置に使用され得る。一部の事例では、処置は、疾患または状態に起因する有害効果を逆転させることができる。一部の場合には、処置は、疾患または状態を安定させることができる。一部の場合には、処置は、疾患または状態の進行を遅らせることができる。一部の事例では、処置は、疾患または状態の退行を生じさせることができる。一部の事例では、処置は、疾患、状態、またはこれらのいずれかについての症状の発生を少なくとも部分的に予防することができる。一部の実施形態では、処置の効果を測定することができる。一部の場合には、組成物の投与前と投与後の測定値を比較することができる。例えば、対象は、がん退縮を示す処置後の画像と比較される処置前の医用画像を有し得る。一部の事例では、対象は、処置前の血液検査と比較して処置後に改善された血液検査結果を有し得る。一部の事例では、測定値を基準値と比較することができる。
マルチプレックス型療法
一部の場合には、本開示は、複数の標的RNAのマルチプレックス型編集、標的RNA中の複数の標的部位の編集、RNAおよびノックダウンの編集、またはこれらの任意の組合せを含む、マルチプレックス型療法を包含する。一部の場合には、複数の標的化ガイドRNAを含有するベクターの使用は、Aベータ生成と神経変性に関連する他のタンパク質を同時に標的とすることを可能にすることができる。具体的には、アルツハイマー病、タウオパチー、パーキンソン病、またはタウ、アルファ-シヌクレインおよびAベータによって媒介される神経変性に作用する相補的経路の発現を調節する複数の特有の独立した活動を、行うことができる。1つより多くの標的RNAを同時に標的とすることが重要であり得、タウノックダウンとAPPの切断部位(例えば、β切断部位)の編集との組合せが相乗的に働き得る。一部の場合には、APPの発現をノックダウンするための(切断部位を単に編集するのではなく)mRNA塩基編集の使用は、Aベータ生成を減少させるためのもう1つの手法であり得る。組成物が遺伝子発現ノックダウンに利用され得る場合、それらの組成物は、発現を低減させるための開始部位編集の組合せ、ガイドがリボソーム活性を遮断するので立体障害、標的となるmRNAの分解の増加、またはこれらの任意の組合せも含むことがあるだろう。したがって、本明細書で開示される組成物および方法は、ADAR依存的におよびADAR非依存的に発現を抑制することができる。
AベータとタウまたはSNCAの両方がアルツハイマー病の開始/進行に関与する。本明細書で開示される組成物および方法は、両方を標的とすることができ、したがって、マルチプレックス型標的化手法を含み得る。マルチプレックス型標的化手法は、独立した作用機序によって2、3、4、5、6、またはそれより多くのプロテイノパチーを標的とすることができる。例えば、本開示の操作されたガイドRNAを使用するmRNA塩基編集は、APPタンパク質の1つまたは複数の切断部位を編集し、その結果、Aベータ断片形成を防止することもしくは実質的に低減させることができ、本開示の操作されたガイドRNAを使用するmRNA塩基編集は、タウタンパク質形成をノックダウンすることができる。一部の場合には、本開示のガイドRNAを使用するmRNA塩基編集は、APPタンパク質の1つまたは複数の切断部位を編集し、その結果、Aベータ断片形成を防止することまたは実質的に低減させることができ、追加の治療剤(例えば、追加のRNAポリヌクレオチド、例えば、siRNA、shRNA、miRNA、piRNA、またはアンチセンスオリゴヌクレオチド)、これが、タウタンパク質形成をノックダウンすることができる。
一部の実施形態では、本開示のベクターは、複数の標的RNAを標的とする複数の操作されたガイドポリヌクレオチドを含有するマルチプレックスベクターであり得る。他の場合には、異なる標的RNAを標的とする異なる操作されたガイドポリヌクレオチドを異なるベクター上に維持することができる。(a)タンパク質標的の切断部位に対する編集を(例えば、ADARなどのRNA編集タンパク質との会合によって)助長することができる、(b)産生されるタンパク質標的の量を低減させることができる、(c)産生されるタンパク質標的の活性を調節することができる、または(d)これらの組合せであり得る、組成物をコードするベクター。ベクター(単数)またはマルチプレックスベクター(単数)またはベクター(複数)を、単位用量形態で製剤化することができる。マルチプレックスベクターを、神経変性疾患に関与する1つより多くのタンパク質標的をモジュレートするように構成することができる。ベクターは、(i)タンパク質をコードする配列に対する編集を行うこと、(ii)タンパク質をコードしない配列に対する編集を行うこと、(iii)タンパク質標的と会合されるプロモーター領域を立体的に妨害すること、または(iv)これらの任意の組合せによって、タンパク質標的の量を低減させることができる。タンパク質標的は、アミロイドベータ、タウ、アルファ-シヌクレイン、またはこれらの任意の組合せを含み得る。
一部の実施形態では、マルチプレックス標的化または編集を受けた標的RNAは、未編集のAPPのベータセクレターゼ(例えば、BACE1、カテプシンBもしくはメプリンベータ)切断によって生成されたものと比較して、Aベータ40、42または両方のタンパク質レベルの1/1以下、1/2以下、1/3以下、1/4以下、1/5以下、1/6以下、1/7以下、1/8以下、1/9以下、1/10以下、1/11以下、1/12以下、1/13以下、1/14以下、1/15以下、1/16以下、1/17以下、1/18以下、1/19以下、1/20以下、1/21以下、1/22以下、1/23以下、1/24以下、1/25以下、1/26以下、1/27以下、1/28以下、1/29以下、1/30以下、1/31以下、1/32以下、1/33以下、1/34以下、1/35以下、1/36以下、1/37以下、1/38以下、1/39以下、1/40以下、1/41以下、1/42以下、1/43以下、1/44以下、1/45以下、1/46以下、1/47以下、1/48以下、1/49以下、1/50以下、1/51以下、1/52以下、1/53以下、1/54以下、1/55以下、1/56以下、1/57以下、1/58以下、1/59以下、1/60以下、1/61以下、1/62以下、1/63以下、1/64以下、1/65以下、1/66以下、1/67以下、1/68以下、1/69以下、1/70以下、1/71以下、1/72以下、1/73以下、1/74以下、1/75以下、1/76以下、1/77以下、1/78以下、1/79以下、1/80以下、1/81以下、1/82以下、1/83以下、1/84以下、1/85以下、1/86以下、1/87以下、1/88以下、1/89以下、1/90以下、1/91以下、1/92以下、1/93以下、1/94以下、1/95以下、1/96以下、1/97以下、1/98以下、1/99以下、1/100以下、1/1~1/20、1/2~1/21、1/3~1/22、1/4~1/23、1/5~1/24、1/6~1/25、1/7~1/26、1/8~1/27、1/9~1/28、1/10~1/29、1/11~1/30、1/12~1/31、1/13~1/32、1/14~1/33、1/15~1/34、1/16~1/35、1/17~1/36、1/18~1/37、1/19~1/38、1/20~1/39、1/21~1/40、1/22~1/41、1/23~1/42、1/24~1/43、1/25~1/44、1/26~1/45、1/27~1/46、1/28~1/47、1/29~1/48、1/30~1/49、1/31~1/50、1/32~1/51、1/33~1/52、1/34~1/53、1/35~1/54、1/36~1/55、1/37~1/56、1/38~1/57、1/39~1/58、1/40~1/59、1/41~1/60、1/42~1/61、1/43~1/62、1/44~1/63、1/45~1/64、1/46~1/65、1/47~1/66、1/48~1/67、1/49~1/68、1/50~1/69、1/51~1/70、1/52~1/71、1/53~1/72、1/54~1/73、1/55~1/74、1/56~1/75、1/57~1/76、1/58~1/77、1/59~1/78、1/60~1/79、1/61~1/80、1/62~1/81、1/63~1/82、1/64~1/83、1/65~1/84、1/66~1/85、1/67~1/86、1/68~1/87、1/69~1/88、1/70~1/89、1/71~1/90、1/72~1/91、1/73~1/92、1/74~1/93、1/75~1/94、1/76~1/95、1/77~1/96、1/78~1/97、1/79~1/98、1/80~1/99、または1/81~1/100への減少を有し得る。
標的RNAの標的化がマルチプレックス型である組成物は、アルツハイマー病の疾患進行または発症の停止または阻害に少なくとも少なくとも1倍、少なくとも2倍、少なくとも3倍、少なくとも4倍、少なくとも5倍、少なくとも6倍、少なくとも7倍、少なくとも8倍、少なくとも9倍、少なくとも10倍、少なくとも11倍、少なくとも12倍、少なくとも13倍、少なくとも14倍、少なくとも15倍、少なくとも16倍、少なくとも17倍、少なくとも18倍、少なくとも19倍、少なくとも20倍、少なくとも21倍、少なくとも22倍、少なくとも23倍、少なくとも24倍、少なくとも25倍、少なくとも26倍、少なくとも27倍、少なくとも28倍、少なくとも29倍、少なくとも30倍、少なくとも31倍、少なくとも32倍、少なくとも33倍、少なくとも34倍、少なくとも35倍、少なくとも36倍、少なくとも37倍、少なくとも38倍、少なくとも39倍、少なくとも40倍、少なくとも41倍、少なくとも42倍、少なくとも43倍、少なくとも44倍、少なくとも45倍、少なくとも46倍、少なくとも47倍、少なくとも48倍、少なくとも49倍、少なくとも50倍、少なくとも51倍、少なくとも52倍、少なくとも53倍、少なくとも54倍、少なくとも55倍、少なくとも56倍、少なくとも57倍、少なくとも58倍、少なくとも59倍、少なくとも60倍、少なくとも61倍、少なくとも62倍、少なくとも63倍、少なくとも64倍、少なくとも65倍、少なくとも66倍、少なくとも67倍、少なくとも68倍、少なくとも69倍、少なくとも70倍、少なくとも71倍、少なくとも72倍、少なくとも73倍、少なくとも74倍、少なくとも75倍、少なくとも76倍、少なくとも77倍、少なくとも78倍、少なくとも79倍、少なくとも80倍、少なくとも81倍、少なくとも82倍、少なくとも83倍、少なくとも84倍、少なくとも85倍、少なくとも86倍、少なくとも87倍、少なくとも88倍、少なくとも89倍、少なくとも90倍、少なくとも91倍、少なくとも92倍、少なくとも93倍、少なくとも94倍、少なくとも95倍、少なくとも96倍、少なくとも97倍、少なくとも98倍、少なくとも99倍、少なくとも100倍有効であり得る。
一部の場合には、ポリヌクレオチド塩基編集を、ポリヌクレオチド塩基編集の標的となる同じ遺伝子または神経変性疾患などの疾患に関与する追加の遺伝子のいずれかの遺伝子発現をノックダウンする追加の方法と、併用することができる。例えば、mRNA塩基編集(例えば、本明細書で開示される操作されたガイドRNAを使用するもの)を、mRNA配列と会合するRNAポリヌクレオチドと併用して、標的となる遺伝子の発現を最小限に抑えることができる。標的となる遺伝子発現を最小限に抑えることができるそのようなRNAポリヌクレオチドの例としては、低分子干渉RNA(siRNA)、低分子ヘアピン型RNA(shRNA)、マイクロRNA(miRNA)、piwi相互作用RNA(piRNA)、またはアンチセンスオリゴヌクレオチド(ASO)が挙げられる。一部の場合には、ASOは、オリゴヌクレオチドを安定させる、および/またはヌクレオチドに対するヌクレアーゼ活性を最小限に抑える、バリアントオリゴヌクレオチド構造を含む。そのようなバリアントオリゴヌクレオチドの例としては、モルホリノオリゴマーが挙げられる。したがって、本開示は、低分子干渉RNA(siRNA)、低分子ヘアピン型RNA(shRNA)、マイクロRNA(miRNA)、piwi相互作用RNA(piRNA)およびアンチセンスオリゴヌクレオチド(ASO)から選択される1つまたは複数の追加の治療剤と組み合わせて、操作されたガイドRNAの組成物を提供する。
Aベータオリゴマーは、アルツハイマー病の病態形成を開始させ得るが、それらの抑制は、疾患進行を軽減するのに十分ではあり得ない。不溶性AベータおよびAベータ凝集体を標的とすることで、可溶性Aベータおよび/または同じく極めて有毒であるC末端断片の毒性を無視することができる。Aベータの低減のみに伴う効果を期待することで、他の特定されている病原性ドライバー(例えば、p-タウ、アルファ-シヌクレイン)を無視することができる。
遺伝子/神経病態の証拠は、アミロイド-ベータ凝集(Aベータ/アミロイド-ベータ斑)およびタウ-pのもつれをADと結び付け得る。Aベータは、アミロイド前駆体タンパク質(APP)の逐次的タンパク質分解から可変長断片として得られ得る。長さがより長いAベータ断片(長さ42AAを超える)は凝集し、その結果、斑を形成する。Aベータ断片は、タウリン酸化を駆動し、その結果、異常なタウ凝集、および毒性(シナプス喪失または神経毒性)獲得に至る。ある実施形態では、ベータアミロイド斑のレベルを、例えば、PETスキャン、採血および/または脊椎穿刺などのin vivo診断を使用して、決定することができる。別の実施形態では、アミロイドベータ40(Aベータ40)およびアミロイドベータ42(Aベータ42)をはじめとする代謝物を測定することができる。
したがって、本明細書における組成物および方法に関して記載されるものなどの多標的併用療法は、アルツハイマー病に必要な疾患修飾を提供し得る。本明細書に記載の、開示される操作されたガイドRNAをはじめとする組成物を、追加の治療剤と共に投与することができる。追加の治療剤は、5-HT 6アンタゴニスト、5-HT2A逆アゴニスト、AB42低下剤、アセチルコリンエステラーゼ阻害剤、アルファセクレターゼエンハンサー、アルファ-1アドレナリン受容体アンタゴニスト、アルファ-2アドレナリン作用性アゴニスト、アンジオテンシンII受容体遮断薬、アンジオテンシン受容体遮断薬、抗アミロイド抗体、抗凝集剤、抗アミロイド免疫療法、抗炎症剤、抗マラリアグリア細胞モジュレーター、抗酸化剤、抗タウ抗体、抗タウ免疫療法、BACE阻害剤、ベータ-2アドレナリン作用性受容体アゴニスト、アルギナーゼ阻害剤、ベータ-HSD1阻害剤、カルシウムチャネル遮断薬、カンナビノイド、CB1もしくはCB2内在性カンナビノイド受容体アゴニスト、コレステロール低下剤、D2受容体アゴニスト、ドーパミン-ノルエピネフリン再取込み阻害剤、FLNA阻害剤、ガンマセクレターゼ阻害剤、GABA受容体モジュレーター、グルカゴン様ペプチド1受容体アゴニスト、グルタミン酸モジュレーター、グルタミン酸受容体アンタゴニスト、グリシン輸送体1阻害剤、性腺刺激ホルモン放出ホルモン受容体アゴニスト、GSK-3B阻害剤、肝細胞増殖因子、ヒストンデアセチラーゼ阻害剤、IgG1-Fc-GAIM融合タンパク質、イオンチャネルモジュレーター、鉄キレート剤、ロイコトリエン受容体アンタゴニスト、MAPT RNA阻害剤、マスト細胞安定剤、メラトニン受容体アゴニスト、微小管タンパク質モジュレーター、ミトコンドリアATP合成酵素阻害剤、モノアミン酸化酵素B阻害剤、ムスカリンアゴニスト、ニコチン性アセチルコリン受容体アゴニスト、NMDAアンタゴニスト、NMDA受容体モジュレーター、非ホルモン性エストロゲン受容体Bアゴニスト、非ヌクレオシド逆転写酵素阻害剤、非ステロイド性抗炎症剤、オメガ-3脂肪酸、P38 MAPK阻害剤、P75ニューロトロフィン受容体リガンド、PDE 5阻害剤、PDE-3阻害剤、PDE4D阻害剤、GABA-A受容体のポジティブアロステリックモジュレーター、PPAR-ガンマアゴニスト、プロテインキナーゼCモジュレーター、RIPK1阻害剤、APP産生の選択的阻害剤、選択的ノルエピネフリン再取込み阻害剤、選択的セロトニン再取込み阻害剤、選択的チロシンキナーゼ阻害剤、SGLT2阻害剤、SIGLEC-3阻害剤、シグマ-1受容体アゴニスト、シグマ-2受容体アンタゴニスト、幹細胞療法、SV2Aモジュレーター、合成顆粒球コロニー刺激因子、合成チアミン、タウタンパク質凝集阻害剤、テロメラーゼ逆転写酵素ワクチン、トロンビン阻害剤、輸送タンパク質ABCC1アクチベーター、TREM2阻害剤、またはこれらの任意の組合せであり得る。追加の治療剤は、AADvac1、AAVrh.10hAPOE2、ABBV-8E12、ABvac40、AD-35、アデュカヌマブ、AGB101、AL002、AL003、アロプレグナノロン、アムロピジン、AMX0035、ANAVEX 2-73、APH-1105、AR1001、AstroStem、アトルバスタチン、AVP-786、AXS-05、BAC、ベンフォチアミン、BHV4157、BI425809、BIIB092、BIIP06、生物活性食事性ポリフェノール調製物、BPN14770、ブレクスピプラゾール、ブリオスタチン、CAD106、カンデサルタン、CERE-110、シロスタゾール、CKD-355、CNP520、COR388、クレネズマブ、クロモリン、CT1812、クルクミン、ダビガトラン、DAOI、ダパグリフロジン、デフェリプロン、DHA、DHP1401、DNL747、ドロナビノール、エファビレンツ、エルダーベリージュース、エレンベセスタット、エスシタロプラム、ホルモテロール、ガンテネルマブ、ginkgo biloba、ブドウ種子抽出物、GRF6019、グアンファシン、GV1001、hUCB-MSCs、イブプロフェン、イコサペントエチル、ID1201、インスリンアスパルト、インスリングルリジン、IONIS MAPTRx、J147、JNJ-63733657、レンボレキサント、酢酸ロイプロリドデポー、レベチラセタム、リラグルチド、リチウム、LM11A-31-BHS、ロサルタン、L-セリン、Lu AF20513、LY3002813、LY3303560、LY3372993、マシチニブ、メチレンブルー、メチルフェニデート、ミルタザピン、ML-4334、MLC901、モンテルカスト、MP-101、ナビロン、NDX-1017、ネフラマピモド、ニコチンアミド、ニコチン、ニロチニブ、NPT08、オクタガム10%、コハク酸オクトヒドロアミノアクリジン、オメガ-3 PUFA、ペリンドプリル、ピマバンセリン、ピロメラチン、ポジフェン、プラゾシン、PTI-125、ラサギリン、リルゾール、RO7105705、RPh201、サルグラモスチム(sagramostim)、サルサラート、S-エクオール、ソラネズマブ、SUVN-502、テルミサルタン、TEP、THN201、TPI-287、トラネウロシン、TRx0237、UB-311、バラシクロビル、ベンラファキシンhMSC(ヒト間葉系幹細胞)、ボリノスタット、ザナメム、ゾルピデム、またはこれらの任意の組合せであり得る。追加の治療剤を、同時に、連続して、または任意の順序で投与することができる。
本開示の、ガイドRNAなどの、操作されたポリヌクレオチドを使用する、mRNA塩基編集手法を、抗体に基づく手法(例えば、抗Aベータ抗体)と組み合わせることができる。抗体に基づく手法を単独で用いることの不利な点としては血液脳関門を介した少ない/非効率的な移動を挙げることができ、これらの療法で処置された患者のARIA(神経炎症)の発症が治療用量を抑制する。1つより多くのAベータ種(可溶性Aベータを含む)が疾患進行の一因となる可能性は高い。したがって、異なる種に対する複数の異なる抗体が必要とされ得る。それを必要とする対象の併用処置のために本明細書で開示される操作されたガイドRNAと組み合わせることができる抗体としては、バピネウズマブ、ソラネズマブ、ガンテネルマブ、クレネズマブ、ポネズマブ、アデュカヌマブ、BAN2401、またはこれらの任意の組合せを挙げることができる。
本開示の操作されたポリヌクレオチドを使用するmRNA塩基編集手法をセクレターゼ阻害剤手法(例えば、ベータセクレターゼおよびγ-セクレターゼ阻害剤)と組み合わせることができる。両方の酵素は、シナプス機能/ニューロンの健康の維持に必要なタンパク質分解活性を有するようであり、したがって、機能を重度にまたは完全に低下させることは、不良な長期転帰につながる。mRNA塩基編集およびセクレターゼ阻害剤手法の複合手法の利用は、セクレターゼ阻害剤を単独で送達する単独手法と比較してセクレターゼ阻害剤の投与の低減を可能にし得る。それを必要とする対象の併用処置のために本明細書で開示される操作されたガイドRNAと組み合わせることができる阻害剤としては、ベルベセスタット、アタベセスタット、ラナベセスタット、エレンベセスタット、ウミベセスタット、アバガセスタット、セマガセスタット、またはこれらの任意の組合せを挙げることができる。
本明細書に記載の組成物および方法は、既存の技術および治療薬、例えばセクレターゼ阻害剤、と比べて改善をもたらすことができる。本明細書に記載の組成物および方法の非限定的で例示的な恩恵および利点としては、(a)任意のおよび/または全ての形態のAベータ断片(様々な長さのもの、および可溶性または凝集状態であり得るものを含む)を同時に標的とすることができること、および(b)(i)内在性APP機能、(ii)内在性β/γ-セクレターゼ機能、または(iii)炎症(例えば、ARIA)の変更を伴わないことを挙げることができる。
医薬組成物
組成物は、本明細書に記載される任意の編集実体を含み得る。医薬組成物は、第1の活性成分を含み得る。第1の活性成分は、本明細書に記載のウイルスベクター、本明細書に記載の天然に存在しないRNA、または本明細書に記載の核酸を含み得る。医薬組成物を単位用量形態で製剤化することができる。医薬組成物は、薬学的に許容される賦形剤、希釈剤、または担体を含み得る。医薬組成物は、第2、第3または第4の活性成分を、例えば、関連プロテイノパチーのマルチプレックス標的化をもたらすために、含み得る。
本明細書に記載される組成物は、賦形剤を含み得る。賦形剤を、幹細胞に添加することができ、またはその供給源から幹細胞と共に単離することができる。賦形剤は、凍結保存薬、例えば、DMSO、グリセロール、ポリビニルピロリドン(PVP)、またはこれらの任意の組合せを含み得る。賦形剤は、凍結保存薬、例えば、スクロース、トレハロース、デンプン、これらのいずれかについての塩、これらのいずれかについての誘導体、またはそれらの任意の組合せを含み得る。賦形剤は、pH剤(組成物の成分の酸化もしくは分解を最小限に抑えるために)、安定剤(組成物の成分の改変もしくは分解を防止するために)、緩衝剤(温度安定性を向上させるために)、可溶化剤(タンパク質の溶解度を増すために)、またはこれらの任意の組合せを含み得る。賦形剤は、界面活性剤、糖、アミノ酸、抗酸化剤、塩、非イオン性界面活性剤、可溶化剤、トリグリセリド、アルコール、またはこれらの任意の組合せを含み得る。賦形剤は、炭酸ナトリウム、酢酸塩、クエン酸塩、リン酸塩、ポリエチレングリコール(PEG)、ヒト血清アルブミン(HSA)、ソルビトール、スクロース、トレハロース、ポリソルベート80、リン酸ナトリウム、スクロース、リン酸二ナトリウム、マンニトール、ポリソルベート20、ヒスチジン、クエン酸塩、アルブミン、水酸化ナトリウム、グリシン、クエン酸ナトリウム、トレハロース、アルギニン、酢酸ナトリウム、酢酸塩、HCl、エデト酸二ナトリウム、レシチン、グリセリン、キサンタンゴム、大豆イソフラボン、ポリソルベート80、エチルアルコール、水、テプレノン、またはこれらの任意の組合せを含み得る。
本明細書で開示される組成物および方法は、mRNA塩基編集手法によるマルチプレックス型標的化を含み得る。例えば、本開示は、Aベータ生成とタウノックダウンまたはアルファ-シヌクレインノックダウンなどの神経変性疾患または状態に関連する1つまたは複数の追加のタンパク質とに対するマルチプレックス型標的化のための、マルチプレックス型ベクターを提供する。これらのマルチプレックス型ベクターは、APPを(Aベータ生成に影響を与えるために)標的とする操作されたガイドRNAと、神経変性疾患または状態に関連する1つまたは複数の追加のタンパク質を標的とする、本明細書で開示される1つまたは複数の追加の操作されたガイドRNAまたは他の治療剤とをコードし得る。組成物は、神経変性状態またはタウ病態(例えば、アルツハイマー病、パーキンソン病)に影響を与える相補的経路の発現を調節する複数の特有の独立した生物活性を果たすことができる。相補的経路は、タウ、アルファ-シヌクレイン、およびAベータによって媒介される病態を含み得る。一部の場合には、組成物は、独立して、タウノックダウンとAPP編集の組合せなどの1つより多くの標的RNAポリヌクレオチドを同時に標的とすることができる。組成物は、相補的経路を独立して標的とする2つ、3つ、4つ、5つ、6つのベクターまたはそれより多くのベクターを含み得る。マルチプレックス型標的化は、マルチプレックス型ベクターを投与した対象において相加的治療効果を生じさせることができる。マルチプレックス型標的化は、マルチプレックス型ベクターを投与した対象において相乗的治療効果を生じさせ、その結果、個々の標的化スキームよりも素晴らしい治療結果をもたらすことができる。
組成物は、(i)切断部位を(例えば、Aベータ断片形成を低減もしくは防止するために)編集するための、(ii)タンパク質(例えば、APP)発現をノックダウンするための、または(iii)これらの組合せのための、mRNA塩基編集を含み得る。組成物を、塩基を編集するために、開始部位を(例えば、発現を低減させるために)編集するために、立体障害(例えば、リボソーム活性を遮断することができるガイドRNA)を生じさせるために、標的となるmRNAの分解を増加させるために、またはこれらの任意の組合せのために、設計することができる。したがって、本明細書で開示される組成物および方法は、ADAR依存的におよび非依存的に発現を抑制することができる。
編集は、酵素によるタンパク質の切断を防止するためのまたは実質的に低減させるための標的部位(例えば、BACE切断部位)の編集を含み得る。編集は、(i)開始部位編集(例えば、ATG)、(ii)エクソンスキッピング(例えば、開始部位を含有し得るエクソン)、(iii)領域がプロモーターに接近できないようにすること(例えば、アンチセンスオリゴヌクレオチド(ASO)に基づく手法)、または(iv)これらの任意の組合せによって達成される、タンパク質(例えば、プロテイノパチーとして神経変性疾患に関与するタンパク質)のノックダウンを含み得る。
本開示の組成物は、標的RNAポリヌクレオチド配列内のヌクレオチドを編集するための操作されたガイドRNAを含み得る。組成物は、ADAR依存的にまたはADAR非依存的に編集を用いることができる。組成物は、RNA編集実体を動員する動員ドメインを含み得る。
本明細書に記載される組成物および方法は、アルツハイマー病の進行を停止または防止するためのAPPとタウまたはSNCA mRNAの両方のマルチプレックス型標的化を可能にすることができる。異なる標的RNAを標的とする複数の操作されたポリヌクレオチドを有するベクターの送達は、標的RNAの同時またはマルチプレックス型標的化を可能にすることができる。一部の場合には、特定の標的RNAを標的とする操作されたポリヌクレオチドを各々が有するベクターの送達もまた、標的RNAの同時またはマルチプレックス型標的化を可能にすることができる。
mRNA塩基編集手法は、APP上の1つまたは複数のBACE切断部位を編集することができ、それによって、正常または非罹患APP/BACE機能を維持しながら毒性Aベータ断片の形成または蓄積を軽減することができる。ノックダウン手法は、同時にタウ産生を標的としてタウ-p蓄積を低減させることができる。
本明細書で提供される組成物および方法は、医薬組成物を用いることができる。至る所に記載される組成物を製剤化して医薬品にすることができ、疾患と診断された、それを必要とするヒトまたは哺乳動物を処置するために使用することができる。一部の場合には、医薬組成物を予防的に使用することができる。
疾患または状態は、神経変性疾患を含み得る。疾患は、1つまたは複数のプロテイノパチー(例えば、APP、タウ、またはアルファ-シヌクレイン)に関連するに疾患を含み得る。神経変性疾患は、アルツハイマー病、筋萎縮性側索硬化症、毛細血管拡張性運動失調症、常染色体優性小脳性運動失調症、常染色体劣性シャルルヴォア・サグネ型痙性運動失調症、バッジョ・ヨシナリ症候群、バッテン病、コーエン・ギブソン症候群、大脳皮質基底核変性症(CBD)、大脳皮質基底核症候群、クロイツフェルト・ヤコブ病、認知症、致死性不眠症、脆弱X関連振戦/運動失調症候群、フリードライヒ運動失調症、前頭側頭型認知症、タウ突然変異による17番染色体に連鎖する前頭側頭型認知症パーキンソニズム(FTDP-17T)、近位筋優位遺伝性運動感覚ニューロパチー、ハンチントン病(HD)、乳児レフサム病、JUNQおよびIPOD、クフォー・ラケブ症候群、クフス病、レビー小体病、レビー小体型アルツハイマー病(LBVAD)、歩行運動失調、ライム病、マチャド・ジョセフ病、運動ニューロン疾患(MND)、多系統萎縮症、神経有棘赤血球症、ニーマン・ピック病、パーキンソン病(PD)、認知症を伴うパーキンソン病(PDD)、ピック病(PiD)、または進行性核上性麻痺(PSP)、橋小脳(pontocerrebellar)低形成症、プリオン病、レフサム病、サンドホフ病、シャイ・ドレーガー症候群、脊髄性筋萎縮症、脊髄小脳失調症(SCA)、脊髄小脳(spinocerrebellar)失調症、亜急性脊髄連合変性症、亜急性硬化性全脳炎、脊髄ろう、テイ・サックス病、中毒性脳症(toxic encephalapothay)、中毒性白質脳症、経ニューロン変性、ハリネズミふらつき症候群またはこれらの任意の組合せを含み得る。疾患または状態は、アルツハイマー病、大脳皮質基底核変性症、ボクシング認知症(慢性外傷性脳症)、前頭側頭型認知症、前頭側頭葉変性症、神経節細胞腫、神経節膠腫、リティコ・ボディグ病、髄膜血管腫症、ピック病、脳炎後パーキンソニズム、原発性加齢性タウオパチー、進行性核上性麻痺、タウオパチー、またはこれらの任意の組合せを含む、タウ斑形成に関連する疾患を含み得る。疾患または状態は、アルツハイマー病、レビー小体型認知症、レビー小体病、多系統萎縮症、パーキンソン病、またはこれらの任意の組合せを含む、アルファ-シヌクレイン形成に関連する疾患を含み得る。疾患または状態は、アルツハイマー病、脳アミロイド血管症、封入体筋炎(inclusion body mitosis)、レビー小体認知症、またはこれらの任意の組合せを含む、Aベータ断片形成に関連する疾患を含み得る。疾患(または状態)は、外傷性脳損傷、ダウン症候群、がん、脆弱X症候群、自閉症、筋萎縮性側索硬化症、多発性硬化症、レッシュ・ナイハン病、代謝障害、またはこれらの任意の組合せも含み得る。疾患は、神経変性疾患を含み得る。
本明細書で提供される組成物を、本明細書で提供される方法で用いることができる。本明細書で提供される、提供される組成物のいずれかを、本明細書で提供される方法で用いることができる。一部の場合には、方法は、疾患もしくは状態を、または疾患もしくは状態の症状を、少なくとも部分的に予防、軽減、改善および/または処置することを含む。ある実施形態では、組成物は、in vivo診断を用いて評価される対象のベータアミロイド斑のレベルを低下させるために用いることができる。対象は、ヒトであることもあり、または非ヒトであることもある。対象は、哺乳動物(例えば、ラット、マウス、雌ウシ、イヌ、ブタ、ヒツジ、ウマ)であり得る。対象は、脊椎動物であることもあり、または無脊椎動物であることもある。対象は、実験動物であることもある。対象は、患者であることがある。対象は、疾患に罹患していることがある。対象は、疾患の症状を提示することがある。対象は、疾患の症状を提示しないことがあるが、それにもかかわらず疾患を有することがある。対象は、介護者の医療下にあることがある(例えば、対象は入院しており、医師により処置されている)。ある実施形態では、対象は、40、50、60または70歳より高齢である。
投与経路および投与
本明細書に記載される組成物は、対象への送達のためにAAV(IV/CNS)ベクターを用いることができる。AAVベクター送達は、単一用量で長期間の効果を得ることができ、マルチプレックス型標的化の機会を提供することができる。方法は、CNS/IV投与による中枢神経指向性および生体内分布を促進することができるAAV血清型を同定するステップを含み得る。
一部の場合には、投与は、所望の生物学的作用部位への化合物または組成物の送達を可能にするために使用することができる方法を指すことができる。送達は、中枢神経系(CNS)への直接適用を含み得る。送達は、血液脳関門の横断を許容するものであり得る。送達は、身体の罹患組織または領域への直接適用を含み得る。送達は、頭蓋内注射を含み得る。送達は、実質注射、髄腔内注射、側脳室内注射、または大槽内注射を含み得る。本明細書で提供される組成物を任意の方法により投与することができる。投与方法は、吸入、動脈内注射、脳室内注射、大槽内注射、筋肉内注射、眼窩下注射、実質内注射、腹腔内注射、脊髄内注射、髄腔内注射、静脈内注射、側脳室内注射、定位的注入、皮下注射、またはこれらの任意の組合せによるものであり得る。送達は、非経口投与(静脈内、皮下、髄腔内、腹腔内、筋肉内、血管内、または注入を含む)、経口投与、吸入投与、十二指腸内投与、直腸投与を含み得る。送達は、皮膚などの、表面の外面への局所投与(例えば、ローション、クリーム、軟膏)を含み得る。一部の場合には、投与は、実質注射、髄腔内注射、側脳室内注射、大槽内注射、静脈内注射、もしくは鼻腔内注射、またはこれらの任意の組合せによるものである。一部の事例では、対象は、監督の非存在下で組成物を投与することができる。一部の事例では、対象は、医療専門家(例えば、医師、看護師、医師助手、病棟勤務員、ホスピス職員など)の監督下で組成物を投与することができる。医療専門家は、組成物を投与することができる。一部の場合には、美容専門家が組成物を投与することができる。
本明細書で開示される、操作されたガイドRNA、マルチプレックス型ベクター、または併用療法に関するあらゆるものを含めて、組成物の投与または適用を、少なくとも約少なくとも約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、または100日の連続するまたは連続しない日数の処置継続期間にわたって行うことができる。処置継続期間は、約1~約30日、約2~約30日、約3~約30日、約4~約30日、約5~約30日、約6~約30日、約7~約30日、約8~約30日、約9~約30日、約10~約30日、約11~約30日、約12~約30日、約13~約30日、約14~約30日、約15~約30日、約16~約30日、約17~約30日、約18~約30日、約19~約30日、約20~約30日、約21~約30日、約22~約30日、約23~約30日、約24~約30日、約25~約30日、約26~約30日、約27~約30日、約28~約30日、または約29~約30日であり得る。
本明細書で開示される、操作されたガイドRNA、マルチプレックス型ベクター、または併用療法に関するあらゆるものを含めて、組成物の投与または適用を、少なくとも約1週間、少なくとも約1カ月、少なくとも約1年、少なくとも約2年、少なくとも約3年、少なくとも約4年、少なくとも約5年、少なくとも約6年、少なくとも約7年、少なくとも約8年、少なくとも約9年、少なくとも約10年、少なくとも約15年、少なくとも約20年、またはそれを超える処置継続期間にわたって行うことができる。投与を対象の生涯にわたって反復的に、例えば、対象の生涯にわたって月1回または年1回、行うことができる。投与を対象の人生のかなりの部分にわたって反復的に、例えば、少なくとも約1年、5年、10年、15年、20年、25年、30年、またはそれより長い間、月1回または年1回、行うことができる。
一部の場合には、医薬組成物をはじめとする本明細書で提供される任意の組成物の投与は、有効量、例えば、疾患もしくは状態の症状を軽減するためのおよび/または疾患もしくは状態を軽減するために有効な量での投与である。有効量は、所望の効果を得るのに十分なものであり得る。治療的または予防的応用に関して、有効量は、問題となっている状態のタイプおよび重症度、個々の対象の特徴、例えば、全身の健康、年齢、性別、体重、および医薬組成物に対する耐性に依存することになる。免疫原性組成物に関して、一部の実施形態では、有効量は、病原体に対する防御応答をもたらすのに十分な量である。他の実施形態では、免疫原性組成物の有効量は、抗原に対する抗体生成をもたらすのに十分な量である。一部の実施形態では、有効量は、それを必要とする対象に受動免疫を与えるのに必要な量である。免疫原性組成物に関して、一部の実施形態では、有効量は、上記の要因に加えて、使用目的、特定の抗原性化合物の免疫原性の程度、および対象の免疫系の健康/応答性に依存することになる。
操作されたガイドRNA、マルチプレックス型ベクター、または併用療法に関するあらゆるものを含めて、本開示の組成物の投与または適用を、1日に少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23または24回行うことができる。一部の場合には、本明細書で開示される組成物の投与または適用を、週に少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20または21回行うことができる。一部の場合には、本明細書で開示される組成物の投与または適用を、月に少なくとも1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89または90回行うことができる。
操作されたガイドRNA、マルチプレックス型ベクター、または併用療法に関するあらゆるものを含めて、本開示の組成物を、単一用量としてまたは分割された用量として投与/適用することができる。一部の場合には、本明細書に記載される組成物を第1の時点および第2の時点で投与することができる。一部の場合には、第1の投与が他の投与の前に行われ、投与時に1時間、2時間、4時間、8時間、12時間、16時間、20時間、1日、2日、4日、7日、2週間、4週間、2カ月、3カ月、4カ月、5カ月、6カ月、7カ月、8カ月、9カ月、10カ月、11カ月、1年またはそれを超える差があるように、組成物を投与することができる。
本開示のベクターを任意の好適な用量で対象に投与することができる。好適な用量は、少なくとも約5×10~50×1013ゲノムコピー/mLであり得る。一部の場合には、好適な用量は、少なくとも約5×10、6×10、7×10、8×10、9×10、10×10、11×10、15×10、20×10、25×10、30×10または50×10ゲノムコピー/mLであり得る。一部の実施形態では、好適な用量は、約5×10~6×10、5.9×10~7×10、6.9×10~8×10、7.9×10~9×10、8.9×10~10×10、9.9×10~11×10、10.9×10~15×10、14.9×10~20×10、19.9×10~25×10、24.9×10~30×10、29.9×10~50×10、または49.9×10~100×10ゲノムコピー/mLであり得る。一部の場合には、好適な用量は、約5×10~10×10、9.9×10~25×10、または24.9×10~50×10ゲノムコピー/mLであり得る。一部の場合には、好適な用量は、少なくとも約5×10、6×10、7×10、8×10、9×10、10×10、11×10、15×10、20×10、25×10、30×10または50×10ゲノムコピー/mLであり得る。一部の実施形態では、好適な用量は、約5×10~6×10、5.9×10~7×10、6.9×10~8×10、7.9~9×10、8.9×10~10×10、9.9×10~11×10、10.9×10~15×10、14.9×10~20×10、19.9×10~25×10、24.9×10~30×10、29.9×10~50×10、または49.9×10~100×10ゲノムコピー/mLであり得る。一部の場合には、好適な用量は、約5×10~10×10、9.9×10~25×10、または24.9×10~50×10ゲノムコピー/mLであり得る。一部の場合には、好適な用量は、少なくとも約5×10、6×10、7×10、8×10、9×10、10×10、11×10、15×10、20×10、25×10、30×10または50×10ゲノムコピー/mLであり得る。一部の実施形態では、好適な用量は、約5×10~6×10、5.9×10~7×10、6.9×10~8×10、7.9×10~9×10、8.9×10~10×10、9.9×10~11×10、10.9×10~15×10、14.9×10~20×10、19.9×10~25×10、24.9×10~30×10、29.9×10~50×10、または49.9×10~100×10ゲノムコピー/mLであり得る。一部の場合には、好適な用量は、約5×10~10×10、10×10~25×10、または25×10~50×10ゲノムコピー/mLであり得る。一部の場合には、好適な用量は、少なくとも約5×1010、6×1010、7×1010、8×1010、9×1010、10×1010、11×1010、15×1010、20×1010、25×1010、30×1010または50×1010ゲノムコピー/mLであり得る。一部の実施形態では、好適な用量は、約5×1010~6×1010、5.9×1010~7×1010、6.9~8×1010、7.9×1010~9×1010、8.9×1010~10×1010、9.9×1010~11×1010、10.9×1010~15×1010、14.9×1010~20×1010、19.9×1010~25×1010、24.9×1010~30×1010、29.9×1010~50×1010、または49.9×1010~100×1010ゲノムコピー/mLであり得る。一部の場合には、好適な用量は、約5×1010~10×1010、10×1010~25×1010、または25×1010~50×1010ゲノムコピー/mLであり得る。一部の場合には、好適な用量は、少なくとも約5×1011、6×1011、7×1011、8×1011、9×1011、10×1011、11×1011、15×1011、20×1011、25×1011、30×1011または50×1011ゲノムコピー/mLであり得る。一部の実施形態では、好適な用量は、約5×1011~6×1011、5.9×1011~7×1011、6.9~8×1011、7.9×1011~9×1011、8.9×1011~10×1011、9.9×1011~11×1011、10.9×1011~15×1011、14.9×1011~20×1011、19.9×1011~25×1011、24.9×1011~30×1011、29.9×1011~50×1011、または49.9×1011~100×1011ゲノムコピー/mLであり得る。一部の場合には、好適な用量は、約5×1011~10×1011、10×1011~25×1011、または25×1011~50×1011ゲノムコピー/mLであり得る。一部の場合には、好適な用量は、少なくとも約5×1012、6×1012、7×1012、8×1012、9×1012、10×1012、11×1012、15×1012、20×1012、25×1012、30×1012または50×1012ゲノムコピー/mLであり得る。一部の実施形態では、好適な用量は、約5×1012~6×1012、5.9×1012~7×1012、6.9~8×1012、7.9×1012~9×1012、8.9×1012~10×1012、9.9×101212×1012、10.9×1012~15×1012、14.9×1012~20×1012、19.9×1012~25×1012、24.9×1012~30×1012、29.9×1012~50×1012、または49.9×1012~100×1012ゲノムコピー/mLであり得る。一部の場合には、好適な用量は、約5×1012~10×1012、9.9×1012~25×1012、または24.9×1012~50×1012ゲノムコピー/mLであり得る。一部の場合には、好適な用量は、少なくとも約5×1013、6×1013、7×1013、8×1013、9×1013、10×1013、11×1013、15×1013、20×1013、25×1013、30×1013または50×1013ゲノムコピー/mLであり得る。一部の実施形態では、好適な用量は、約5×1013~6×1013、5.9×1013~7×1013、6.9~8×1013、7.9×1013~9×1013、8.9×1013~10×1013、9.9×101313×1013、10.9×1013~15×1013、14.9×1013~20×1013、19.9×1013~25×1013、24.9×1013~30×1013、29.9×1013~50×1013、または49.9×1013~100×1013ゲノムコピー/mLであり得る。一部の場合には、好適な用量は、約5×1013~10×1013、9.9×1013~25×1013、または24.9×1013~50×1013ゲノムコピー/mLであり得る。一部の場合には、好適な用量は、少なくとも約5×1013、6×1013、7×1013、8×1013、9×1013、10×1013、11×1013、15×1013、20×1013、25×1013、30×1013または50×1013ゲノムコピー/mLであり得る。一部の実施形態では、好適な用量は、約5×1013~6×1013、5.9×1013~7×1013、6.9~8×1013、7.9×1013~9×1013、8.9×1013~10×1013、9.9×101313×1013、10.9×1013~15×1013、14.9×1013~20×1013、19.9×10

~25×1013、24.9×1013~30×1013,29.9×1013~50×1013、または49.9×1013~100×1013ゲノムコピー/mLであり得る。一部の場合には、好適な用量は、約5×1013~10×1013、9.9×1013~25×1013、または24.9×1013~50×1013ゲノムコピー/mLであり得る。
一部の場合には、個体に投与されるウイルス粒子の用量は、任意の少なくとも約1×10~約1×1013ゲノムコピー/kg体重であり得る。一部の実施形態では、個体に投与されるウイルス粒子の用量は、1×10、2×10、3×10、4×10、5×10、6×10、7×10、8×10、または9×10ゲノムコピー/kg体重であり得る。一部の実施形態では、個体に投与されるウイルス粒子の用量は、1×10、2×10、3×10、4×10、5×10、6×10、7×10、8×10、または9×10ゲノムコピー/kg体重であり得る。一部の実施形態では、個体に投与されるウイルス粒子の用量は、1×10、2×10、3×10、4×10、5×10、6×10、7×10、8×10、または9×10ゲノムコピー/kg体重であり得る。一部の実施形態では、個体に投与されるウイルス粒子の用量は、1×1010、2×1010、3×1010、4×1010、5×1010、6×1010、7×1010、8×1010、または9×1010ゲノムコピー/kg体重であり得る。一部の実施形態では、個体に投与されるウイルス粒子の用量は、1×1011、2×1011、3×1011、4×1011、5×1011、6×1011、7×1011、8×1011、または9×1011ゲノムコピー/kg体重であり得る。一部の実施形態では、個体に投与されるウイルス粒子の用量は、1×1012、2×1012、3×1012、4×1012、5×1012、6×1012、7×1012、8×1012、または9×1012ゲノムコピー/kg体重であり得る。一部の実施形態では、個体に投与されるウイルス粒子の用量は、1×1013、2×1013、3×1013、4×1013、5×1013、6×1013、7×1013、8×1013、または9×1013ゲノムコピー/kg体重であり得る。
疾患を診断するためのまたは疾患進行をモニターするための方法およびシステム
医師は、アルツハイマー病を診断するために病歴、身体検査、神経学的検査、精神状態検査、遺伝子検査、および脳イメージングを使用することになる。病歴協議は、現在もしくは過去の病気があるかどうか、または家族の一員がアルツハイマー病に罹患している可能性があるかどうかを調査することを含む。身体検査は、認知症様症状を引き起こす医学的な問題の特定に役立ち得る。身体検査は、食事、栄養、アルコールの使用、薬物療法、血圧、体温、脈拍、心肺機能、または他の健康状態を調査することを含み得る。身体検査は、血液および尿検査も含み得る。神経学的検査は、患者がアルツハイマー病以外の他の脳障害を有するかどうかを評価することができる。神経学的検査は、反射、協調、筋緊張/筋力、眼球運動、発話、または感覚を検査することを含み得る。神経学的検査は、磁気共鳴画像法(MRI)、コンピュータ断層撮影法(CT)、または陽電子放出断層撮影(PET)を含むがこれらに限定されない、脳イメージング研究も含み得る。精神状態検査は、記憶、問題解決能力、または他の認知能力を評価することができる。精神状態検査は、自己認識、時間もしくは空間認識、記憶、計算能力、または他の認知能力を調査することを含み得る。精神状態検査は、精神状態短時間検査(MMSE)、Mini-Cogテスト、FDAにより承認されたコンピュータによるテスト、気分評価、または他のものも含み得る。FDAにより承認されたコンピュータによるテストは、Cantab Mobile、Cognigram、Cognivue、Cognisionおよび自動神経心理学的評価指標(ANAM)デバイスを含み得る。遺伝子検査は、APP、PSEN-1、PSEN-2、またはapoE4を検査することを含み得る。アルツハイマー病の他のリスク遺伝子としては、ABCA7、CLU、CR1、PICALM、PLD3、TREM2、またはSORL1が挙げられる。上に列挙した全ての情報を用いて、医師は、患者が、「アルツハイマー型認知症の可能性がある」(認知症が別の原因に起因することがある)かどうか、「アルツハイマー型認知症の可能性が高い」(認知症の他の原因を見出すことができない)かどうか、または何らかの他の問題を有するかどうかを判定することができる。
キット
本明細書に記載される組成物のいずれも、キットに含まれていることがある。非限定的な例では、ベクター、ポリヌクレオチド、ペプチド、本明細書で提供されるポリヌクレオチドを生成するための試薬、およびこれらの任意の組合せが、キットに含まれていることがある。一部の場合には、キット成分は、好適な容器手段に入れて提供される。
キットは、好適に小分けされた組成物を含み得る。キットの成分は、水性培地中に入れて包装されることもあり、凍結乾燥形態で包装されることもある。キットの容器手段は、成分を入れることができる、好ましくは、成分を適切に小分けすることができる、少なくとも1つのバイアル、試験管、フラスコ、瓶、注射器または他の容器手段を一般に含むことになる。キット内に1つより多くの成分が存在する場合、キットは、追加の成分を別々に入れることができる第2の、第3のまたは他の追加の容器も、一般に含むことになる。しかし、成分の様々な組み合わせが1つのバイアルに含まれていることもある。キットは、商業販売のために厳重に密封された状態で成分を収容するための手段も、概して含むことになる。そのような容器としては、射出成形またはブロー成形プラスチック容器を挙げることができ、その中に所望のバイアルが保持される。
しかし、キットの成分は、乾燥粉末として備えられていることもある。試薬および/または成分が、乾燥粉末として備えられている場合、粉末を好適な溶媒の添加により再構成することができる。溶媒が別の容器手段に備えられていることもあることが想定される。
一部の実施形態では、キットは、操作されたガイドRNA、操作されたガイドRNA前駆体、操作されたガイドRNAもしくは操作されたガイドRNA前駆体を含むベクター、または操作されたガイドRNAもしくは操作されたガイドRNA前駆体の核酸、または医薬組成物、および容器を含み得る。一部の事例では、容器は、プラスチック、ガラス、金属、またはこれらの任意の組合せであり得る。
一部の事例では、本明細書に記載される組成物を含む包装された製品に適切な表示を付けることができる。一部の事例では、本明細書に記載される医薬組成物を、製造管理および品質管理に関する基準(cGMP)および表示規制に従って製造することができる。一部の場合には、本明細書で開示される医薬組成物は、無菌であり得る。
(実施例1)
アルツハイマー病の処置
本実施例は、本開示の操作されたガイドRNAを使用するアルツハイマー病の処置を記載する。
対象をアルツハイマー病と診断する。図4は、そのような診断の例を示す。
中心となる考えは、ベータ切断部位の突然変異誘発、およびそれらの切断部位の周辺のアミノ酸のRNA編集である。この手法には、1)ベータ-セクレターゼ(主としてBACE1だが他のものであってもよい)の基質選好性を減弱させることによって疾患におけるドライバー事象を直接モジュレートする、および2)正常なAPP機能に干渉せず、内在性APP発現におおむね影響を与えずに放置するという、二重の利点がある。BACE1基質選好性を下の表8に示す。
Figure 2023504314000089
対象に医薬組成物の投与レジメンを処方する。医薬組成物は、セクレターゼ切断部位を編集する操作されたポリヌクレオチドまたは少なくとも2つの操作されたポリヌクレオチド(例えば、本開示のいずれかの操作されたガイドRNA)を含む。セクレターゼ切断部位は、BACEセクレターゼ切断部位である。切断部位は、APP(例えば、本明細書で開示されるAPPアイソフォームのいずれか)のベータまたはベータ’切断部位である。医薬組成物を、頭蓋組織への直接注射、ICM注射またはICV注射により対象に投与する。対象は、ヒトまたは非ヒト動物である。操作されたガイドRNAでの処置後のAベータ断片形成量は、セクレターゼ阻害剤での処置後のAベータ断片形成量より少ない(例えば、少なくとも約1/4である)。操作されたガイドRNAを対象に-例えば、これらに限定されないが、対象の脳への対応するガイドRNAのin vivo送達によって-投与すると、アルツハイマー病の症状が緩和されるか、または全ての症状が消失される。
APPを標的とするために、操作されたポリヌクレオチドを、配列番号48で示す肝要なAPP標的配列領域に基づいて設計する。
配列番号48
Figure 2023504314000090
アンチセンスまたは相補配列(長さ20~100bpの)は、配列番号48におけるAPP領域の全ての可能性のある部分に相補的な配列を含むことになる。標的アデニンの向かい側の領域がシトシンと対合することになる(配列番号48に下線を引いた通り)。アンチセンス配列例を表9に収載する。
Figure 2023504314000091
表9に収載したものに基づく操作されたポリヌクレオチド配列を、表10に収載する。
Figure 2023504314000092
(実施例2)
アルツハイマー病の処置のためのマルチプレックス型組成物
本実施例は、アルツハイマー病の処置のためのマルチプレックス型組成物(例えば、異なるRNAポリヌクレオチドを標的とする本開示の2つの操作されたガイドRNA)を記載する。対象をアルツハイマー病と診断する。対象に医薬組成物の投与レジメンを処方する。医薬組成物は、APPのBACE切断部位(βまたはβ’切断部位)の編集のための操作されたガイドRNAと、非タンパク質コード領域(例えば、開始部位)を標的とするまたはタウ遺伝子の開始部位のエクソンスキッピングを引き起こす(いずれの場合もタウノックダウンをもたらす)操作されたガイドRNAとを含む、マルチプレックス型組成物を含む。医薬組成物を、パーキンソン病を処置するために有効な量で、実質注射、頭蓋組織への直接注射、ICM注射またはICV注射により対象に投与する。対象にマルチプレックス型組成物を投与すると、アルツハイマー病の症状が緩和されるか、または全ての症状が消失される。
(実施例3)
アルツハイマー病の併用処置
本実施例は、アルツハイマー病の処置のためのマルチプレックス型組成物(例えば、異なるRNAポリヌクレオチドを標的とする本開示の2つの操作されたガイドRNA)を記載する。対象をアルツハイマー病と診断することになる。対象に医薬組成物の投与レジメンを処方することになる。医薬組成物は、APPのBACE切断部位(βまたはβ’切断部位)の編集のための操作されたガイドRNAと、アルファ-シヌクレインノックダウンをもたらすSNCAの非タンパク質コード領域(例えば、プロモーター領域の開始部位)を標的とする操作されたガイドRNAとを含む、マルチプレックス型組成物を含むことになる。操作されたガイドRNAおよびアンチセンスオリゴヌクレオチドを、単一の医薬組成物または別々の医薬組成物に製剤化する。医薬組成物(単数または複数)を、アルツハイマー病を処置するために有効な量で、実質注射、頭蓋組織への直接注射、ICM注射またはICV注射により対象に投与することになる。対象にマルチプレックス型組成物を投与すると、アルツハイマー病の症状が緩和されるか、または全ての症状が消失される。
(実施例4)
アルツハイマー病の処置のためのマルチプレックス型ベクター
本実施例は、アルツハイマー病の処置のためのマルチプレックス型ベクターを記載する。対象をアルツハイマー病と診断する。対象に医薬組成物の投与レジメンを処方する。医薬組成物は、APPを標的とする操作されたガイドRNAを含む第1のベクターと、タウ-pを標的とする第2の操作されたガイドRNAを含む第2のベクターとを含む。医薬組成物を、アルツハイマー病を処置するために有効な量で、中枢神経系(CNS)への直接注射、実質注射、頭蓋組織への直接注射、ICM注射またはICV注射により対象に投与する。対象にマルチプレックス型ベクターを投与すると、アルツハイマー病の症状が緩和されるか、または全ての症状が消失される。
(実施例5)
単一のベクターによるマルチプレックス型の操作されたポリヌクレオチドの送達
異なる遺伝子の多型は、アルツハイマー病のリスク増加または重症度上昇に関連するので、少なくとも2つの標的RNAの発現の同時操作は、有用な処置であり得る。本発明で例証されるようなRNA編集は、モジュール式であり、RNA編集酵素および操作されたポリヌクレオチドは、2つの異なる実体である。それ故、RNA編集をマルチプレックス化して、複数の別個の標的を同時に修正することができる。例えば、原因となるAPPおよびタウまたはSNCA多型を有するアルツハイマー病患者を処置するために、2つのコード配列を生成する。第1のコード配列は、表1および13に収載するものいずれか1つまたは表10もしくは17のガイドRNAのいずれかなどの、任意のAPPアイソフォームの標的RNA配列に結合することができるガイドRNAのいずれかをコードする。これらのガイドRNAは、APPの切断部位を、Aベータ40/42の産生を阻害するように編集することができる。第2のコード配列は、表4および6に収載したタウもしくはSNCA mRNAの開始ATGを標的とするガイドRNA、または表14~16に収載するいずれかのガイドRNAをコードする。それは、開始ATGの任意のヌクレオチドを任意の他のヌクレオチドに変換することができる。開始ATGは除去されるので、タウまたはSNCAの発現は減少するはずである。これらの2つのコード配列を、各々、ポリメラーゼIIIプロモーターと対合させ、単一のウイルスベクター-例えば、アデノウイルスベクター、アデノ随伴ウイルスベクター(AAV)、レンチウイルスベクター、またはレトロウイルスベクター-にクローニングして両方のコード配列を発現させる。ベクターを患者の脳に脳室内注射によって注射する。
対象をアルツハイマー病と診断する。対象に医薬組成物の投与レジメンを処方する。医薬組成物は、Aベータ40/42を標的とする第1の操作されたガイドRNAをコードする第1のポリヌクレオチドとタウ/SNCAを標的とする第2の操作されたガイドRNAをコードする第2のポリヌクレオチドとを含むベクターのマルチプレックス標的化スキームを含む。医薬組成物を、アルツハイマー病を処置するために有効な量で中枢神経系(CNS)への直接注射によって対象に投与する。
(実施例6)
複数のベクターによるマルチプレックス型の操作されたポリヌクレオチドの送達
RNA編集実体およびRNA標的化ポリヌクレオチドのモジュール方式により、様々な方法でのマルチプレックス型標的化の実行が可能になる。例えば、原因となるAPPおよびタウまたはSNCA多型を有するアルツハイマー病患者を処置するために、2つのコード配列を生成する。第1のコード配列は、表1および13に収載するものいずれか1つまたは表10もしくは17のガイドRNAのいずれかなどの、任意のAPPアイソフォームの標的RNA配列に結合することができるガイドRNAのいずれかをコードする。第2のコード配列は、表4および6に収載したタウもしくはSNCA mRNAのいずれか1つの開始ATGを標的とする操作されたポリヌクレオチド、または表14~16に収載するいずれかのガイドRNAをコードし、開始ATGの任意のヌクレオチドをいずれかの他のヌクレオチドに変換することができる。開始ATGは除去されるので、タウまたはSNCAの発現は減少するはずである。これらの2つのコード配列を、各々、ポリメラーゼIIIプロモーターと対合させ、各々、単一のウイルスベクター-例えば、アデノウイルスベクター、アデノ随伴ウイルスベクター(AAV)、レンチウイルスベクター、またはレトロウイルスベクター-にクローニングして各コード配列を個々に発現させる。ベクターを患者の脳に脳室内注射によって注射する。
対象をアルツハイマー病と診断する。対象に医薬組成物の投与レジメンを処方する。医薬組成物は、Aベータ40/42を標的とする第1の操作されたガイドRNAをコードする第1のポリヌクレオチドを含む第1のベクター、およびタウ/SNCAを標的とする第2の操作されたポリヌクレオチドをコードする第2のポリヌクレオチドを含む第2のベクターの、マルチプレックス標的化スキームを含むことになる。医薬組成物を、アルツハイマー病を処置するために有効な量で中枢神経系(CNS)への直接注射によって対象に投与する。
(実施例7)
複数のベクターによるマルチプレックス型の操作されたポリヌクレオチドの送達
本発明で説明する操作されたポリヌクレオチドを、いずれのウイルスベクターも用いずに維持し、投与することができ、例えば、表1および13に収載するもののいずれか1つなどの任意のAPPアイソフォームの標的RNA配列に結合することができるガイドRNAのいずれか、または表10もしくは17のガイドRNAのいずれかをコードする、第1のコード配列、および表4および6に収載したタウもしくはSNCA mRNAのいずれか1つの開始ATGを標的とする操作されたポリヌクレオチド、または表14~16に収載するいずれかのガイドRNAをコードする、第2のコード配列であって、各々がポリメラーゼIIIプロモーターと対合するコード配列を、脳室内注射により患者の脳に注射する。
対象をアルツハイマー病と診断する。対象に医薬組成物の投与レジメンを処方する。医薬組成物は、Aベータ40/42を標的とする第1の操作されたガイドRNAをコードする第1のポリヌクレオチドを含む第1のベクター、およびタウ/SNCAを標的とする第2の操作されたポリヌクレオチドをコードする第2のポリヌクレオチドを含む第2のベクターの、マルチプレックス標的化スキームを含む。医薬組成物を、アルツハイマー病を処置するために有効な量で中枢神経系(CNS)への直接注射によって対象に投与する。
(実施例8)
複数のベクターによるマルチプレックス型の操作されたポリヌクレオチドの送達
実施例6、7および8に記載したいずれかの操作されたポリヌクレオチドを組合せ、脳室内注射により患者の脳に注射する。
対象をアルツハイマー病と診断する。対象に医薬組成物の投与レジメンを処方する。医薬組成物wは、Aベータ40/42を標的とする第1の操作されたガイドRNAをコードする第1のポリヌクレオチドを含む第1のベクター、およびタウ/SNCAを標的とする第2の操作されたポリヌクレオチドをコードする第2のポリヌクレオチドを含む第2のベクターの、マルチプレックス標的化スキームを含む。医薬組成物を、アルツハイマー病を処置するために有効な量で中枢神経系(CNS)への直接注射によって対象に投与する。
(実施例9)
APPをコードするRNA中の標的RNA切断部位の同定
突然変異を含有する標的RNAの同定
標的RNA部位を、ヒトAPPアミノ酸配列と、前記アミノ酸配列をAPPのプロテアーゼ切断部位におよび/または付近にコードする対応するヌクレオチド配列とを分析することにより同定した。表5から分かるように、APPは、内在性プロテアーゼ、例えば、ベータ-セクレターゼ(例えば、BACE1、カテプシンBまたはメプリンベータ)およびアルファセクレターゼ(例えば、ADAM10)により切断される非常に多くの切断部位を含有する。非アミロイド形成性である、および/または内在性APPのADAR編集により作製され得る、突然変異型APPタンパク質を選択する。アミロイドベータ40(Aベータ40)およびアミロイドベータ42(Aベータ42)をはじめとする代謝物を形成するベータアミロイド斑のレベルを測定した。図5に示すようなβ部位、β’部位およびα部位付近の突然変異を、ADARによる編集に適していると同定し、さらなる分析に選択した。
例示的な突然変異型APPポリペプチドを発現する細胞系の生成
配列番号2で提供する野生型APPポリペプチドおよび表2に収載した突然変異を有するAPPポリペプチドを発現する細胞系を生成した。例示的な試みで、表2に収載した所望の突然変異を有するAPP695アイソフォームをコードするプラスミドを生成した。APP695アイソフォームは、神経細胞に最も高度に発現されるので選択したが、他のアイソフォームを用いてもよい。哺乳動物コドン最適化APP695アイソフォームを単一gブロック遺伝子断片として合成した。次いで、ギブソンアセンブリーを使用してAPP695をpBI-CMV-mCherry骨格にクローニングした。これを表11で提供する。プラスミドの特徴部の位置の概要を表12で提供する。
Figure 2023504314000093
Figure 2023504314000094
Figure 2023504314000095
Figure 2023504314000096
Figure 2023504314000097
Figure 2023504314000098
表2に収載した突然変異を有するAPPポリペプチドを生成する突然変異を各々が含むプラスミド配列の例示的な部分を表6に示す。WT APP695アイソフォームではなく、配列番号56~70のCDS1領域(塩基647~2734)にこれらの突然変異型APP遺伝子配列を含有する全てのプラスミドを、配列番号55に関して表12のCDS1に列挙する。これらの配列を表13に収載する。
Figure 2023504314000099
Figure 2023504314000100
Figure 2023504314000101
Figure 2023504314000102
Figure 2023504314000103
Figure 2023504314000104
Figure 2023504314000105
Figure 2023504314000106
Figure 2023504314000107
Figure 2023504314000108
Figure 2023504314000109
Figure 2023504314000110
Figure 2023504314000111
Figure 2023504314000112
Figure 2023504314000113
Figure 2023504314000114
Figure 2023504314000115
Figure 2023504314000116
Figure 2023504314000117
Figure 2023504314000118
Figure 2023504314000119
Figure 2023504314000120
Figure 2023504314000121
Figure 2023504314000122
Figure 2023504314000123
Figure 2023504314000124
Figure 2023504314000125
Figure 2023504314000126
Figure 2023504314000127
Figure 2023504314000128
APP695プラスミドに対して部位特異的突然変異誘発を行って、表13に収載した所望のAPP突然変異体を作製した。BACE切断部位(β部位およびβ’部位)におけるまたはその付近の各標的突然変異体のヌクレオチド置換を、A673V突然変異(病原性対照)およびA673T突然変異(保護的突然変異対照)に対応するヌクレオチド置換と共に図7に示す。ヌクレオチド配列中の囲み枠は、標的突然変異を示す。ADAM10切断部位(α部位)におけるまたはその付近の各標的突然変異体のヌクレオチド置換を図8に示す。調製したら、所望の標的突然変異を含むプラスミドを市販のプラスミドMidiprepキットを使用して精製した。
配列番号55に関する表12のCDS1の野生型APPだけでなく、表13に明記した合計で15のAPP構築物も調製し、各構築物の同一性をシークエンシングによって確認した。シークエンシングは、キャピラリーシークエンシング、バイサルファイトフリーシークエンシング、バイサルファイトシークエンシング、TET支援バイサルファイト(TAB)シークエンシング、ACEシークエンシング、ハイスループットシークエンシング、マクサム・ギルバートシークエンシング、大規模並行シグネチャーシークエンシング、ポロニーシークエンシング、454パイロシークエンシング、サンガーシークエンシング、Illuminaシークエンシング、SOLiDシークエンシング、Ion Torrent半導体シークエンシング、DNAナノボールシークエンシング、Heliscope 1分子シークエンシング、1分子リアルタイム(SMRT)シークエンシング、ナノポアシークエンシング、ショットガンシークエンシング、RNAシークエンシング、Enigmaシークエンシング、またはこれらの任意の組合せを含み得る。
in vitro APP切断アッセイ
内在性プロテアーゼによる切断ならびにAベータ40およびAベータ42代謝物の産生に対する各APP突然変異型ポリペプチドの感受性を評価するために、HEK293 APPノックアウトクローン細胞系を生成した。手短に述べると、HEK293細胞に、APPポリペプチドの第5エクソンと第6エクソンの間のイントロンを標的とする3つのCRISPR/Cas9リボ核タンパク質(RNP)の組合せをヌクレオフェクトした。次いで、細胞を限界希釈法によりクローニングし、ウェスタンブロットによりスクリーニングして、APPがノックアウトされた細胞を同定した。APPノックアウトに成功した単離された細胞系について得られたウェスタンブロットを図9に示す。二次抗体(m-IgGk BP-HRP、Santa Cruz sc-516102、1:1000希釈)での処理に従ってウェスタンブロットを可視化した。
次いで、96ウェル形式のTransit-293を使用して、HEK293 APPノックアウト細胞系に300ngのAPP構築物(野生型および対照を含む)を50,000細胞/ウェルでトランスフェクトした。次いで、細胞をトランスフェクション後48時間培養し、48時間の時点で培地および細胞溶解物を回収した。分泌されたAベータ40およびAベータ42レベルを、Quantikine ELISA(R&D Systems DAB140BおよびDAB142キット)を使用して測定した。3日の異なる日に3回の別々のトランスフェクション(3つのスクリーン)で構築物ごとに合計で9つの試料について実験を行った。FAMおよびVICにそれぞれコンジュゲートしたプライマーを使用して、同じウェルにおけるHPRT mRNAレベルに対するAPP mRNA発現により、トランスフェクション効率を評定した。3つのスクリーンの各々における代表ウェルからこのようにして測定したHPRTレベルに対するAPP発現レベルを図10に示す。構築物間のAPP mRNA発現の有意差は観察されなかった(一元配置ANOVA)。図11Aは、野生型APPを含む試験した構築物の各々についての各トランスフェクション日に検出されたAPP mRNA発現に正規化したAベータ40レベルを示す。各棒は、平均+/-SEMを示す。A673V病原性突然変異を含有する構築物は、予想通り、全ての他の群と比較してAベータ40レベルの大幅な上昇を示した。各試料をノックアウト+野生型APP(KO+WT-APP)と比較する一元配置ANOVA(P<0.0001)は、有意差を実証した。星印は、ダネット事後検定を使用する、それぞれのAPP構築物とKO+WT-APP構築物間の統計的有意性を表す。K670GおよびM671Vは、APP mRNA発現に正規化したAベータ40レベルの最も統計的に有意な低下をもたらすように見える。図12Aは、野生型APPを含む試験した構築物の各々についての各トランスフェクション日に検出されたAPP mRNA発現に正規化したAベータ42レベルを示す。各棒は、平均+/-SEMを示す。A673V病原性突然変異を含有する構築物は、予想通り、全ての他の群と比較してAベータ42レベルの大幅な上昇を示した。各試料をノックアウト+野生型APP(KO+WT-APP)と比較する一元配置ANOVA(P<0.0001)は、有意差を実証した。星印は、ダネット事後検定を使用する、それぞれのAPP構築物とKO+WT-APP構築物間の統計的有意性を表す。M671V突然変異は、APP mRNA発現に正規化したAベータ42レベルの最も統計的に有意な低下をもたらすように見える。
(実施例10)
標的RNAの操作されたポリヌクレオチド編集
Aベータ40および/またはAベータ42に対する標的化配列を含む操作されたポリヌクレオチド、例えばガイドRNAを使用して、APP突然変異含有mRNAを修正する。突然変異がヘテロ接合性であるEBV形質転換B細胞をポリヌクレオチドで処理する。
手短に述べると、Lonza Xヌクレオフェクターを使用してプログラムEH100でガイドをLCL細胞にヌクレオフェクトする。約40nmolまたは60nmolの各IVTガイドRNAを反応条件ごとに約2×10LCL細胞にヌクレオフェクトする。3時間または7時間いずれかの時点でRNA単離のための細胞を回収するために、各々1×10を含有する2つのウェルに反応物を分割する。回収時に、細胞を1分間、1,500×gで遠心する。培地を除去する。180ulのRLT緩衝剤+BMeを各ウェルに添加する。Qiagen RNeasyプロトコールおよびキットを使用して細胞からRNAを単離する。New England Biolabs(NEB) ProtoScript II First-Strand cDNA合成キットを使用して、cDNAを単離されたRNAから合成する。APPのcDNAをサンガーシークエンシングによりシークエンシングした。シークエンシングは、Genewhizに外注した。サンガートレースを分析して、各IVTガイドの編集効率を評定する。
(実施例11)
NRG1のベータセクレターゼ切断
本実施例は、別のベータセクレターゼ基質であるニューレグリン1(NRG1)のベータセクレターゼ(例えば、BACE1、カテプシンB、またはメプリンベータ)切断を記載する。96ウェル形式のTransit-293を使用して、HEK293 APPノックアウト細胞系に300ngの突然変異型APP構築物および野生型 APP構築物を50,000細胞/ウェルでトランスフェクトする。次いで、トランスフェクション後48時間、細胞を培養する。培地および細胞溶解物を回収する。必要に応じて、ベータセクレターゼ阻害剤を試料処理の直前に培地および細胞溶解物に添加する。分泌されたAベータ40およびAベータ42レベルを、培地および/または溶解物の一部分を使用し、Quantikine ELISA(R&D Systems DAB140BおよびDAB142キット)を使用して測定する。培地および/または細胞溶解物の一部分を液体クロマトグラフィー/質量分析法により分析して、ベータセクレターゼによるニューレグリン1(NRG1)の切断時に生成されるペプチド代謝物の量を定量する。例えば、アミノ酸F237とM238の間でのベータセクレターゼによるNRG1の切断生成物を測定し、定量する。定量されたペプチドの量を、必要に応じて、トランスフェクションの48時間後に細胞に存在する完全長NRG1の量に正規化する。APP構築物がトランスフェクトされた細胞に存在する、完全長NRG1の量およびNRG1のベータセクレターゼ媒介切断から生成された代謝物の量を、NRG1 ELISAによりまたは存在するNRG1の量の定量に好適な他の方法により測定する。次いで、APP突然変異体がトランスフェクトされた細胞に存在する、NRG1切断生成物の量、またはNRG1切断生成物のNRG1の量に対する比を、野生型APP構築物がトランスフェクトされた細胞に存在する、NRG1切断生成物の量、またはNRG1切断生成物のNRG1の量に対する比と、比較する。細胞にトランスフェクトされた所望のAPP突然変異体は、野生型APPトランスフェクト細胞と比較して、NRG1切断生成物の実質的に同じプロファイルを有する。
本実施例に記載する実験は、ベータセクレターゼ切断を示す代謝物を生成するベータセクレターゼの標的となる他のタンパク質の切断生成物を測定するように変更することができる。他のそのようなタンパク質の非限定的な例としては、アミロイド様タンパク質1(APLP1)、アミロイド様タンパク質2(APLP2)、コンタクチン2、Jagged 1、神経細胞接着分子L1(CHL1)、ニューレキシン1α、ニューレキシン3β、発作関連タンパク質6(SEZ6)、発作関連タンパク質6前駆体タンパク質(SEZ6L)、電位依存性ナトリウムイオンチャネル(VGSC)サブタイプNav1のβ(β1-4)補助サブユニット、およびVGSC補助サブユニットKCNE1またはKCNE2が挙げられる。
好ましい実施形態を本明細書に示し、説明したが、そのような実施形態を単なる例として提供することは、当業者には明らかであろう。非常に多くの変形形態、変更形態および置換形態が今や当業者の心に浮かぶことであろう。本明細書に記載する実施形態の様々な代替形態を用いることができることは理解されるはずである。下記の請求項により範囲が定義されること、およびこれらの請求項の範囲内の方法および構造ならびにそれらの均等物が本明細書でカバーされることを意図している。
(実施例12)
RAB7aおよびSNCA mRNAの編集
本実施例では、異なる領域であるRAB7aおよびアルファ-シヌクレイン(SNCA)を、異なるガイドRNA構築物を使用して編集した。RAB7aについては、第1エクソン、第2エクソン、および3’UTRを編集の標的としたが、SNCAに関しては開始コドンおよび3’UTRを標的とした。図13Aは、ヒトRAB7AおよびSNCAのエクソン構造の概略図を示す。エクソンを灰色セグメントとして示し、コード領域を上に黒線として示す。ガイドRNA標的化部位の位置を紫色で示し、PCRプライマーを緑色で示す。
ヒトRAB7A第1エクソン、第3エクソン、もしくは3’UTR、またはヒトSNCA開始コドンもしくは3’UTRを標的とする100ntのガイドRNAを、3’ヘアピンを有さないhU6プロモーター、または3’SmOPT U7ヘアピンを有するmU7もしくはhU7プロモーターを使用して発現させた。図13Bは、ADAR2過剰発現の存在または非存在下で異なるガイドRNA構築物を使用する編集の結果を要約する。3’SmOPT U7ヘアピンと組み合わせたU7プロモーターは、各標的部位でのADAR編集を増進した(サンガーシークエンシングにより測定した)。3’UTRを標的とする構築物は、過剰発現ADARレベルに対してかなり低い内在性ADARレベルでも同等に作用したが、他の領域を標的とする構築物には、依然として、ADAR2過剰発現が有効であった。
異なるエクソン選択が生じるかどうかを確認するために、編集された転写物に由来するcDNAを単離し、表示されているプライマーを使用してPCR増幅した。RAB7aのコード決定配列に及ぶRAB7aプライマーは、エクソン構造が維持された場合、437bpアンプリコンを生成する。RAB7aの第3エクソンがスキップされた場合、310bpアンプリコンが予期される。SNCAプライマーを使用すると、323bp PCRアンプリコンが予期される。図13Cは、最小第3エクソンスキッピングを示す。図13Dは、サンガーシークエンシングクロマトグラムが、示されている転写物の標的アデノシンに対する特異的編集を示すことを示す。囲み枠は、オンターゲット編集部位を示す。一部の実施形態では、U7プロモーター下にあってsmOptヘアピン配列も含む操作されたガイドRNAの組成物を本明細書で開示する。前記操作されたガイドRNAは、SNCAに対応する標的RNA配列にハイブリダイズして、アデノシンのADAR媒介編集を助長する(図1を参照されたい)。SNCA遺伝子の編集を、SNCAを高度に過剰発現するK562細胞におけるトランスフェクションによって評定した。91%のオンターゲット編集(「標的A」により示されているような)を示すサンガー配列トレースが左側にある。
(実施例13)
K562細胞におけるSNCAの3’UTRのオンおよびオフターゲット編集
U7プロモーター下にあってsmOptヘアピン配列も含む操作されたガイドRNAの組成物を本明細書で開示する。前記操作されたガイドRNAは、SNCAに対応する標的RNA配列にハイブリダイズして、アデノシンのADAR媒介編集を助長する(図14を参照されたい)。SNCA遺伝子の編集を、SNCAを過剰発現するK562細胞における操作されたガイドRNAのトランスフェクションによって評定した。1.5μgの操作されたガイドRNAを2×10のSNCA過剰発現K562細胞にヌクレオフェクション(Lonza)によりトランスフェクトした。RNA編集をトランスフェクションの40および72時間後に測定した。図14Aは、91%のオンターゲット編集(「標的A」により示されるような)を示すサンガー配列クロマトグラムである。図14Bは、マウスU7プロモーターまたはヒトU7プロモーターのいずれかのもとでのADAR2を有するまたは有さないK562細胞における40時間および72時間時点でのオンターゲット編集を示すグラフである。長時間にわたって高い編集レベル(全ての構築物について40%を超える)が観察された。図14Cは、Gを有するアデノシンのオフターゲット編集を直接示すグラフを描示する。
(実施例14)
SNCAのタンパク質発現のRNA編集による調節
SNCAタンパク質発現をRNA編集によって調節するための方法を本明細書で開示する。
SNCA mRNAおよび模擬gRNA(陰性対照として)に対する操作された標的ポリヌクレオチド(ガイドAおよびガイドB)およびshRNA(shRNA1およびshRNA2)を含有するプラスミドを、HEK293細胞にトランスフェクトした。ガイドAおよびガイドBは、SNCA mRNAの開始コドンおよび3’UTRをそれぞれ標的とする。これら2つのガイドはまた、異なる特徴を有する。ガイドAおよびガイドBのこれらの特徴および配列を表14に収載する。
Figure 2023504314000129
ガイドAおよびガイドBをU1 smOptプラスミドにクローニングした。溶解物をトランスフェクションの7日後に調製し、溶解物からのSNCAタンパク質存在量をELISAにより測定した。いかなるトランスフェクションも施していないHEK細胞溶解物のSNCAタンパク質存在量を使用してSNCA存在量(WTタンパク質の%)を正規化した。図15に示されているように、ガイドAおよびガイドBは、SNCAタンパク質の存在量をそれぞれ約65%および40%減少させた。shRNA1およびshRNA2は、SNCAタンパク質発現を約90%~99%ノックダウンした。
(実施例15)
SNCA mRNAに対するタイル型RNA編集
gRNAタイリングアッセイを行って、開始部位に焦点を合わせた第1のアッセイで種々のgRNA長およびミスマッチ位置を決定した。ガイドRNAを表15に収載する。
Figure 2023504314000130
Figure 2023504314000131
Figure 2023504314000132
Figure 2023504314000133
Figure 2023504314000134
Figure 2023504314000135
U1 smOptプラスミドおよびSNCAにクローニングした操作されたポリヌクレオチドをHEK392細胞にトランスフェクトした。SNCA 3’UTRを標的とするgRNAを含有するヒトU1smOPTプラスミドの配列を表16に収載する。
Figure 2023504314000136
Figure 2023504314000137
Figure 2023504314000138
Figure 2023504314000139
Figure 2023504314000140
細胞溶解物をトランスフェクションの7日後に調製した。ELISAを使用して、細胞溶解物中のSNCAタンパク質の存在量を測定した。図15は、操作されたポリヌクレオチドガイドAおよびガイドBが、野生型SNCAタンパク質と比較して突然変異SNCAタンパク質の存在量をそれぞれ約65%および40%減少させたことを示す。それに対して、突然変異SNCAタンパク質を標的とする2つのshRNA(shRNA1およびshRNA2)は、その発現を約90~99%ノックダウンした。
(実施例16)
APP中の標的アデノシンの編集
本実施例は、本開示の操作されたガイドRNAを使用するAPP中の標的アデノシンの編集を記載する。ガイドを、内在性ADARが野生型の内在性APP mRNAを認識するために利用され得るかどうかを試験するために設計し、目的の臨床的に意義のあるアデノシンから2ヌクレオチド離れているアデノシンを編集する(M671V)ようにプログラムした。APP中のアデノシンを標的とするガイド配列を設計した。それを表17に要約する。
Figure 2023504314000141
Figure 2023504314000142
Figure 2023504314000143
操作されたポリヌクレオチドをモデル細胞系においてADARによる標的アデノシンの動員および編集について試験し、陰性対照(GFPプラスミド、およびトランスフェクション無しの対照)と比較した。操作されたガイドRNAを、図16Aに示されているように、mRNA前駆体およびmRNAに対して設計した。0.100.50(エクソン-エクソン)(配列番号159)は、標的アデノシンを有するエクソンおよびその前のエクソンにわたる連続配列を標的とするので、APP mRNAに対して特異的である。0.100.50(エクソン-イントロン)(配列番号160)は、標的アデノシンを有するエクソンとその前のイントロンの間の連続配列を標的とするので、APP mRNA前駆体に対して特異的である。0.90.45(エクソンのみ)(配列番号161)は、標的アデノシンの配列のみを標的とするので、APPのmRNA前駆体とmRNAの両方を標的とすることができる。
各々の操作されたポリヌクレオチドをpAAVプラスミド骨格(STX-364)にクローニングした。STX-364の配列を表18に収載する。
Figure 2023504314000144
Figure 2023504314000145
Figure 2023504314000146
Figure 2023504314000147
Figure 2023504314000148
ADAR1を発現する約20,000のWT-HEK293細胞に500ngの各プラスミドおよび対照GFPプラスミドをトランスフェクトした。トランスフェクトされた細胞をトランスフェクションの48時間後に溶解した。APP mRNAを抽出し、サンガーシークエンシングにより分析した。EditRソフトウェアを使用して編集効率を定量した。図16Bに示されているように、陰性対照における3%未満の編集と比較して、APP中の標的アデノシンの約15~20%編集を達成した。
(実施例17)
ヒト細胞における操作されたポリヌクレオチドを最適化するための方法
ヒト細胞における操作されたポリヌクレオチドを最適化するための方法を本明細書で提供する。
ガイドRNAをスクリーニングするためのロバストなアッセイ
本実施例は、ヒト細胞における操作されたポリヌクレオチドをスクリーニングするためのロバストなアッセイを記載する。操作されたポリヌクレオチド(またはガイド)のRNA編集効率についてのルシフェラーゼレポーター(例えば、これに限定されないが、fPMP22)を開発した。図17Aに示されているように、レポーターは、1つのコザックATG開始コドンを各々が有する2つのオープンリーディングフレームを含有する。第1のオープンリーディングフレームは、標的RNA配列を含有し、その一方で第2のものは、ルシフェラーゼを含有する。翻訳が第1のATG開始コドンから開始すると、ルシフェラーゼの翻訳は阻害される。第1のATGの標的アデノシンを突然変異させて、いずれの翻訳も開始させることができないグアニンにすると、ルシフェラーゼの翻訳が増加する。第1のATGの周囲に標的RNA配列を組み込むことにより、異なる特徴-例えば、ガイドの長さ、ガイド内のバルジの位置、またはガイド内のGLUR2動員ドメインの位置-を有するガイドのRNA編集効率を試験することができる。
図17B~図17Cは、SNCA、APPおよびタウを含むがこれらに限定されない、本明細書で提供する組成物または方法のいずれか1つと共に使用するためのfPMP22レポーターを使用するスクリーンの結果を説明する。図17Bは、fPMP22レポーターにおけるルシフェラーゼ発現のヒートマップを示す。fPMP22レポーターは、シャルコー・マリー・トゥース症候群1Aにおける標的転写物配列を第1のオープンリーディングフレームに挿入することにより生成した。レポーターを安定的発現のためにHEK293細胞内に移した。異なる長さ(20、30、40、50、75、100、150および200ヌクレオチド)を有するガイド、それがプラスミドから5’から3’へ転写された場合にはガイドのミスマッチ配置(10パーセンタイル(5’末端)、90パーセンタイル(3’末端)、または50パーセンタイル(中央))が、一過的に発現された。一部の場合には、特定のGLUR2動員ドメイン(0、1または2)およびそれらの位置(5’末端、3’末端、両方、またはいずれも無し)の組み込み/排除も試験することができる。非特異的ガイドおよびADAR2(ST0145)を有するプラスミドをトランスフェクトした細胞のものに正規化したルシフェラーゼ発現の倍率変化。これらのガイドの配列を表19に収載する。
Figure 2023504314000149
Figure 2023504314000150
Figure 2023504314000151
レポーター転写物を発現する約50,000のHEK293細胞に、上記のガイド発現プラスミドの各々300ngを、生物学的二重反復でトランスフェクトした。トランスフェクションの24時間後、上清を回収し、ルシフェラーゼ活性について評定した。ルシフェラーゼ基質とのインキュベーション後に吸光度の測定をvarioskan luxで行い、非特異的ガイドを発現するプラスミドに対してプラスミドおよび/またはADAR発現について対照に正規化した。
図17Cは、ガイドの長さ(x軸)とガイドごとに2回の生物学的反復実験でのレポーター発現の倍率変化(y軸)との関係の折れ線グラフを示す。ガイドが自体3’末端にGLUR2動員ドメインを含有する実験であって、バルジの位置を変えた3セットの実験の結果を示した。
細胞系の開発
異なる細胞系を操作してRNA編集を調査した。
内在性ADAR1を改変してRNA編集におけるその機能を調査した。図18Aは、ADAR1遺伝子座のノックアウト戦略を示す。US gRNAおよびDS gRNAという2つのgRNAを、デアミナーゼドメイン(789番目~1221番目のアミノ酸)を包含する、ADAR1遺伝子座の6kb領域をカバーするように設計した。K562細胞系に、gRNAと、6kb領域の外側に80bp相同アームを有する相同組換え修復(HDR)オリゴとをトランスフェクトした。gRNAは、DNA鎖をニッキングした。HDRオリゴは、相同組換え修復経路を通してADAR1遺伝子座の6kb欠失を生じさせることになり、その結果、デアミナーゼドメインは除去されることになる。図18Bは、USおよびDS gRNAをトランスフェクトした異なるクローンにおけるADAR1のウェスタンブロットを示す。GAPDHを対照として使用した。2つのクローン#9および#11は、ウェスタンブロットにより検出可能なADAR1タンパク質発現を示さなかった。
内在性ADAR2を改変してRNA編集におけるその機能を調査した。図19Aは、ADAR2遺伝子座のノックアウト戦略を示す。US gRNAおよびDS gRNAという2つのgRNAを、デアミナーゼドメイン(70番目~522番目のアミノ酸)を包含する、ADAR1遺伝子座の9.5kb領域をカバーするように設計した。K562細胞系に、gRNAと、9.5kb領域の外側に80bp相同アームを有する相同組換え修復(HDR)オリゴとをトランスフェクトした。gRNAは、DNA鎖をニッキングした。HDRオリゴは、相同組換え修復経路を通してADAR2遺伝子座の9.5kb欠失を生じさせることになり、その結果、デアミナーゼドメインは除去されることになる。
ADAR2を発現するがADAR1を発現しない細胞系を生成した。図20Aは、ADAR2を過剰発現するADAR1ノックアウト(KO)細胞系を生成するための戦略を示す。ピューロマイシン耐性マーカーを有するPiggyBacトランスポゾンとして維持されたADAR2過剰発現構築物を、ADAR1 KO K562細胞系にトランスフェクトし、それに組み込んだ。組込みに成功した細胞をピューロマイシン耐性により選択した。図20Bは、野生型、ADAR1 KO、およびADAR1 KO+ADAR2細胞におけるADAR1およびADAR2タンパク質発現のウェスタンブロットを示す。GAPDHを対照として使用した。野生型またはADAR1 KO細胞は、ADAR2を発現しなかった。ADAR2 OE構築物の組込みに成功したADAR1 KO細胞のみが、ADAR2を発現した。
RNA編集を測定するためのアッセイ
デジタルドロップレットPCRおよび蛍光定量を用いてRNA編集効率を測定するアッセイを開発した。
図21は、RNA編集効率を測定するためのBio-RadドロップオフデジタルドロップレットPCR(ddPCR)アッセイの一般的なスキームを示す。調製し、次いで、流体チップで処理して油懸濁液中でPCR反応のドロップレットを生成した、PCR試料。標的およびバックグラウンド参照配列を、1、インターカレーター性蛍光色素を用いるPCR増幅により、または2、PCR増幅生成物上の蛍光TaqMan型プローブにより、検出する。結果として生じたシグナルをドロップレットリーダーにより分析する。その結果、蛍光チャネルごとに多いおよび少ないドロップレット集団を示す二次元ドットプロットでデータが提示される。
図22は、ddPCRドロップオフアッセイプローブの設計を示す。フォワードおよびリバースプライマーは、Rab7 mRNAに隣接するように設計した(DNA編集を測定する場合にはゲノム遺伝子座も標的とすることができる)。ドロップオフプローブおよび参照TaqManプローブをRab7の標的部位およびその標的部位に隣接する領域に結合するように設計した。両方のプローブは、標的部位および隣接部位の野生型配列に結合してシグナルを放出することができ、ドロップオフプローブは、標的部位の編集されたまたは突然変異した配列に結合してシグナルを放出することができなかった。各Rab7A mRNA分子を逆転写およびPCR増幅によってcDNA分子に変換し、個々のドロップレットに割り振った。ddPCRにより測定した、編集されたRab7 mRNA分子の集団の野生型Rab7 mRNA分子の集団に対するパーセンテージを計数して、編集効率を決定した。図22Bは、この実験の結果を示す。編集のない野生型対照(WT)試料では、大部分のドロップレットが両方のプローブについて高い蛍光強度を示した。編集された試料では、ドロップレットの約85%がドロップオフプローブに関して蛍光強度の低下を示した。これは、配列の相当するパーセンテージが編集されたことを示唆する。
gRNAレベルを定量するためのアッセイ
gRNAレベルを定量するためのアッセイを開発した。
図23は、gRNA存在量を定量するための1対のユニバーサルgRNA定量(gRNAQ)タグの設計を示す。これらをガイドRNAの5’および3’末端に付加する。これらのユニバーサル配列は、ガイド特異的TaqManプローブが付加されたタグ間に挿入されたあらゆるガイドRNAの検出を可能にする。qPCRまたはddPCRでは、プライマーは、増幅用のgRNAQタグに結合することになる。ガイド特異的TaqManプローブは、蛍光シグナルを生成することになり、標準曲線とqPCRまたはddPCRを使用してgRNA存在量を測定してその蛍光シグナルを定量することができる。
図24Aは、Rab7を標的とするgRNAのgRNAタグでの定量の結果を示す。GRAPH mRNAを対照として使用した。Rab7 gRNAおよびGAPGHについてポジティブなドロップレットの総数を計数した。ポアソン分布を仮定して、全事象の頻度を決定した。
高度に存在量が多い標的は、全ての増幅試薬を使用し尽くし得るので、より存在量の少ない標的に十分な増幅剤を割り振ることができない可能性があった。1つの回避法は、あらゆる標的を、微量のものであっても、適切に増幅されるように試料を希釈することである。図24Bは、試料におけるGAPDH mRNAおよびRab7 gRNAの増幅を達成するための試料の複数の段階希釈(50倍、100倍、200倍、400倍、800倍、1600倍、3200倍、6400倍)を実証するドットプロットを示す。希釈倍率を上昇させつつGAPDH mRNAを最後まで希薄化して、より多くのRab7 gRNAポジティブドロップレットを同定した。
gRNA構造
図25に示されているように、gRNAの両末端に保護ループを有するgRNAは、gRNAのRNA編集効率を高めることができた。細胞に種々のgRNAとADAR2を発現するベクターとをトランスフェクトした。ADAR2を発現しないベクターをトランスフェクトした細胞を対照として使用した。トランスフェクションの少なくとも2日後、細胞を溶解し、Rab7a RNA編集効率を、実施例13、14および18で説明したようにサンガーシークエンシングにより分析した。2回の生物学的反復実験を行った。
gRNA発現の最適化
ガイドRNAの発現を最適化してRNA編集効率を向上させた。
Rab7を標的とするgRNAをCMVエンハンサーにより駆動した。CMVエンハンサーの2つの構成を構築物のうちの幾つかではhU6プロモーターとは逆方向に置き、表20に収載した。構築物を、ADAR2またはGFPと、Rab7aを標的とするガイドの5’および3’末端上の2つのGluRDドメインとを共発現するように設計した。使用したガイドは100nt長であり、50番目の塩基位置にA/Cミスマッチがある。使用したガイド配列を配列番号192で示す。
配列番号192:
Figure 2023504314000152
約20,000のHEK293細胞に、配列番号192を発現する1μgのプラスミドをトランスフェクトした。全RNAをトランスフェクションの48時間後に回収した。3つの生物学的反復試料を試験した。編集結果を図26に示す。各実験の特徴を表20に収載する。
Figure 2023504314000153
種々のプロモーター、例えば、ヒトU6(hu6)、xiaCMVen-hu6、およびsgCMVen-hu6プロモーターを使用して、Rab7aに対するgRNAの発現を駆動した。gRNAは、2つのバルジを含む。いずれのgRNAも与えなかった場合(ST0035)、RNA編集は、最少であった。gRNAがhu6により発現された場合、ADAR2の共発現がRNA編集効率を引き上げる。
設計
gRNA/標的RNA複合体に結合するADAR2の3次元溶液構造を図27に示す。この構造は、gRNA/標的RNA複合体のGluR2ヘアピンに結合する2つのdsRBD(dsRBD 1および2)の接触の位置を示す。標的編集部位アデノシンは、dsRBD2の近くに位置する。gRNAまたはADAR2タンパク質の構造を溶解構造の接触に基づいて合理的に最適化することができる。
(実施例18)
RNA編集データを処理するためのプラットフォーム
RNA編集データを処理するためのプラットフォームのためのプラットフォームを本明細書で提供する。
EditRは、RNA編集データを処理および解析するためのアルゴリズムである。これは、Rパッケージとして入手可能であり、またはShinyによってオンラインで入手可能である。サンガーシークエンシングまたは次世代シークエンシングのいずれかでのシークエンシングデータを、EditRで解析することができる。
例えば、GをAに変換する場合のA→I mRNA編集などの場合、配列の3つのパラメーターをEditRで指定する。1、配列を、サンガーファイル形式(.ab1)などの場合、プログラムプラットフォームにロードする;2、目的の領域、通常は、実験に使用したgRNAの標的領域全体、を指定する;3、配列を標的または逆相補配列として指定する。
すると、EditRは、可能な編集のための配列を指定された標的領域にわたって評定する。各位置の各塩基についてのピークの高さおよび曲線下面積を使用して、EditRが各位置での各塩基のパーセンテージを予測する。次いで、標的残基中のAおよびGの頻度を決定する。
(実施例19)
RNA超編集
RNA超編集のための方法を本明細書で提供する。
一部の場合には、1つより多くのヌクレオチドの編集が有利であり得る。超編集と本明細書では呼ぶこのタイプの編集は、1つより多くのヌクレオチド変化を有する編集されたRNA分子を生成することができる。ヌクレオチドは、一部の場合には、1つより多くのアミノ酸置換に至ることがある。ヌクレオチドは、他の場合には、いずれのアミノ酸置換にも至らないこともある。いずれにしても、超編集されたRNAおよびそれによりコードされる改変されたポリペプチドは、有利な治療可能性を有し得る。例えば、mRNAの5’UTRおよびコード配列における複数のヌクレオチド置換は、人工コザック開始コドンを作出することがあり、またはおよび内在性のものを消失させることがある。この場合、mRNAの翻訳フレームは破壊される。3’UTRにおける複数のヌクレオチド置換は、mRNAのポリAテールなどの、RNA安定性または輸送にとって重要な配列を破壊し、その結果、翻訳を受けるその能力を損なわせ得る。コード配列における複数のヌクレオチド置換は、複数のアミノ酸置換をもたらし得る。これらの変化は、プロセシング酵素による標的部位などのタンパク質機能に影響を与え得る。一例は、複数の酵素および切断(およびグリコシル化)が通常は関与する、分泌または膜貫通タンパク質の翻訳後プロセシングである。
超編集は、標的領域との複数のミスマッチを有するガイドRNAを設計することにより果たすことができ、例えば、表16に収載したgRNAを使用してSNCA mRNAの3’UTRの超編集を生じさせる。mRNAのコード配列における複数のヌクレオチド置換を用いて複数のアミノ酸置換を生じさせる例を実施例1に示す。配列番号51を使用して、表8を踏まえてBACE1によるAPPプロセシングに影響を与えることにつながる、複数のアミノ酸変化を生じさせる。
超編集は、標的領域と塩基対合するもの以外の、ガイドRNAのエレメントの設計によって果たすこともでき、例えば、ガイドRNAは、一旦会合すると、標的RNAに対する複数の編集を強いるRNA編集実体を放出することができない、RNA編集実体動員ドメインを有することができる。
(実施例20)
RNA編集の効果を測定するための追加のアッセイ。
RNA編集の様々な生物学的効果を測定するための方法を本明細書で提供する。これらの方法を、任意の標的RNA、または標的RNAによりコードされるポリペプチドに適用することができる。そのような標的RNAとしては、APP、SNCA、またはタウmRNAもしくはmRNA前駆体を挙げることができる。
RNA編集は、標的RNAの存在量に効果を及ぼし得る。RNA編集は、標的mRNAの存在量を減少させるヌクレオチド置換を生じさせることができる。そのような効果を測定するために、説明に役立つ実例としてタウを使用して、標的mRNAを標的とするgRNAを細胞にトランスフェクトする。トランスフェクションの少なくとも48時間後、細胞のmRNAを調製することができ、タウmRNAをQ-PCRにより測定することができる。
RNA編集は、標的RNAによりコードされるポリペプチドの存在量に効果を及ぼし得る。そのような効果を測定するために、説明に役立つ実例としてタウを使用して、標的mRNAを標的とするgRNAを細胞にトランスフェクトする。トランスフェクションの少なくとも48時間後、細胞のタンパク質溶解物を調製することができ、タウポリペプチドを、タウ特異的抗体を使用するウェスタンブロットにより測定することができる。抗体を利用できない場合、タウポリペプチドをコードする融合タウmRNAを発現する核酸を含むベクターと親和性タグを細胞にコトランフェクトすることができる。そのような親和性は、FLAG、HIS、HA、MYC、または当技術分野で公知の任意の他の親和性タグであり得る。RNA編集効率を示す、タグ付きタウポリペプチドの存在量を、親和性タグおよびウェスタンブロットを使用して追跡および測定することができる。
RNA編集は、標的RNAによりコードされるポリペプチドの切断などの酵素的プロセシングに効果を及ぼし得る。そのような効果を測定するために、説明に役立つ実例としてタウを使用して、標的mRNAを標的とするgRNAを細胞にトランスフェクトする。トランスフェクションの少なくとも48時間後、細胞のタンパク質溶解物を調製することができ、タウポリペプチドを、タウ特異的抗体を使用するウェスタンブロットにより測定することができる。抗体を利用できない場合、タウポリペプチドをコードする融合タウmRNAを発現する核酸を含むベクターと親和性タグを細胞にコトランフェクトすることができる。そのような親和性は、FLAG、HIS、HA、MYC、または当技術分野で公知の任意の他の親和性タグであり得る。RNA編集効率を示す、タグ付きタウポリペプチドの切断などの酵素プロセスを、親和性タグおよびウェスタンブロットを使用して追跡および測定することができる。
RNA編集は、標的RNAによりコードされるポリペプチドのリン酸化状態に効果を及ぼし得る。そのような効果を測定するために、説明に役立つ実例としてタウを使用して、標的mRNAを標的とするgRNAを細胞にトランスフェクトする。トランスフェクションの少なくとも48時間後、細胞のタンパク質溶解物を調製することができ、タウポリペプチドを、タウ特異的抗体を使用するウェスタンブロットにより測定することができる。抗体を利用できない場合、タウポリペプチドをコードする融合タウmRNAを発現する核酸を含むベクターと親和性タグを細胞にコトランフェクトすることができる。そのような親和性は、FLAG、HIS、HA、MYC、または当技術分野で公知の任意の他の親和性タグであり得る。RNA編集効率を示す、タグ付きタウポリペプチドのリン酸化を、親和性タグおよびウェスタンブロットを使用して追跡および測定することができる。これらの場合、タウポリペプチドの分子量は、ポリペプチドのリン酸化状態による影響を受ける。通常、リン酸化の多いポリペプチドのほうが、リン酸化が少ないものより遅く泳動する。この現象は、当技術分野においてゲルシフトとしても公知である。
RNA編集は、標的RNAによりコードされるポリペプチドの凝集状態に効果を及ぼし得る。そのような効果を測定するために、説明に役立つ実例としてタウを使用して、標的mRNAを標的とするgRNAを細胞にトランスフェクトする。トランスフェクションの少なくとも48時間後、細胞のタンパク質溶解物を調製することができ、タウポリペプチドを、タウ特異的抗体を使用するウェスタンブロットにより測定することができる。抗体を利用できない場合、タウポリペプチドをコードする融合タウmRNAを発現する核酸を含むベクターと親和性タグを細胞にコトランフェクトすることができる。そのような親和性は、FLAG、HIS、HA、MYC、または当技術分野で公知の任意の他の親和性タグであり得る。RNA編集効率を示す、タグ付きタウポリペプチドの凝集状態を、親和性タグおよびウェスタンブロットを使用して追跡および測定することができる。凝集したタウポリペプチドを、大きなゲルシフトに基づいて検出する。
ポリペプチドのリン酸化状態は、リン酸化部位特異的、リン酸化断片特異的、またはリン酸化ポリペプチド特異的抗体により測定することもできる。この場合、リン酸化されたタウポリペプチドのみが抗体により検出される。
ポリペプチドのリン酸化状態を質量分析により測定することもできる。内在性またはエピトープタグ付きタンパク質を、細胞溶解物から免疫精製(IP)し、ゲル電気泳動または沈降によって精製し、酵素的に消化してペプチドにする。必要に応じて、試料を、固定化金属アフィニティークロマトグラフィー(IMAC)または二酸化チタン(TiO2)を使用してリン酸化ペプチドについて富化し、次いで、毛管液体クロマトグラフィー/タンデム質量分析法(LC-MS/MS)により分析することができる。
ポリペプチドのリン酸化能力をin vitroリン酸化アッセイによっても測定する。in vitroキナーゼアッセイは、多くの場合、放射性32Pまたは33P標識ATPを使用して行う。ATP(または時にはGTP)から基質、本実施例ではタウ、へのガンマリン酸基の転移を測定する。タンパク質を発現させ、精製する。精製されたタンパク質をキナーゼおよび32Pまたは33P標識ATPと共にインキュベートする。ポリペプチドがリン酸化されると、そのポリペプチドは放射性ATPにより放射性標識される。このタンパク質をウェスタンブロットで泳動させる場合には、オートラジオグラフを使用して、in vitroキナーゼアッセイ中のポリペプチドのリン酸化量を表す、放射性ATP量を測定する。
実施形態
実施形態1 標的RNAの領域に少なくとも部分的に相補的である標的化配列を含む操作されたポリヌクレオチドであって、標的RNAの領域が、(a)アミロイド前駆体タンパク質(APP)ポリペプチド、アルファ-シヌクレイン(SNCA)ポリペプチド、またはタウポリペプチドを少なくとも部分的にコードする、(b)(a)の近位にある配列を含む、または(c)(a)および(b)を含む、操作されたポリヌクレオチドであり、RNA編集実体による標的RNAの領域内のポリヌクレオチドのヌクレオチドの塩基の編集を助長するように構成されているか、APPポリペプチド、SNCAポリペプチドもしくはタウポリペプチドの発現のモジュレーションを助長するように構成されているか、またはこれらの組合せである、操作されたポリヌクレオチド。
実施形態2 RNA編集実体による標的RNAの領域内のポリヌクレオチドのヌクレオチドの塩基の編集を助長することにより、セクレターゼ酵素による標的RNAのプロセシングおよび/または切断のモジュレーションを助長するように構成されている、実施形態1の操作されたポリヌクレオチド。
実施形態3 標的RNAがAPPポリペプチドである、実施形態2の操作されたポリヌクレオチド。
実施形態4 標的RNAの領域が、セクレターゼ酵素により切断される、実施形態1~3のいずれか1つの操作されたポリヌクレオチド。
実施形態5 セクレターゼが、ベータセクレターゼ、γ-セクレターゼ、またはベータセクレターゼおよびγ-セクレターゼである、実施形態4の操作されたポリヌクレオチド。
実施形態6 ベータセクレターゼを含み、ベータセクレターゼが、ベータ部位アミロイド前駆体タンパク質切断酵素1、カテプシンB、またはメプリンベータを含む、実施形態5の操作されたポリヌクレオチド。
実施形態7 APPポリペプチド、SNCAポリペプチドまたはタウポリペプチドを少なくとも部分的にコードする標的RNAの領域の近位にある配列が、3’非翻訳領域(3’UTR)の少なくとも一部分を含む、(b)を含む、実施形態1~6のいずれか1つの操作されたポリヌクレオチド。
実施形態8 APPポリペプチド、SNCAポリペプチドまたはタウポリペプチドを少なくとも部分的にコードする標的RNAの領域の近位にある配列が、5’非翻訳領域(5’UTR)の少なくとも一部分を含む、(b)を含む、実施形態1~7のいずれか1つの操作されたポリヌクレオチド。
実施形態9 5’UTRの塩基の編集が、APPポリペプチド、SNCAポリペプチド、またはタウポリペプチドの遺伝子翻訳を少なくとも部分的な調節する結果となる、実施形態8の操作されたポリヌクレオチド。
実施形態10 5’UTRの領域のポリヌクレオチドのヌクレオチドの塩基の編集が、APPのmRNA翻訳の調節を助長する結果となる、実施形態8の操作されたポリヌクレオチド。
実施形態11 APPポリペプチド、SNCAポリペプチドまたはタウポリペプチドを少なくとも部分的にコードする標的RNAの領域の近位にある配列が、ポリ(A)テール、マイクロRNA応答エレメント(MRE)、AUリッチエレメント(ARE)、またはこれらの任意の組合せの、少なくとも一部分を含む、(b)を含む、実施形態1~10のいずれか1つの操作されたポリヌクレオチド。
実施形態12 標的RNAの領域が、APPポリペプチドを少なくとも部分的にコードする、実施形態1~11のいずれか1つの操作されたポリヌクレオチド。
実施形態13 標的RNAの領域が、SNCAポリペプチドを少なくとも部分的にコードする、実施形態1~11のいずれか1つの操作されたポリヌクレオチド。
実施形態14 標的RNAの領域が、タウポリペプチドを少なくとも部分的にコードする、実施形態1~11のいずれか1つの操作されたポリヌクレオチド。
実施形態15 ベータ部位アミロイド前駆体タンパク質切断酵素1による標的RNAの切断を助長するように構成されている、実施形態6の操作されたポリヌクレオチド。
実施形態16 RNA編集実体による標的RNAの領域のポリヌクレオチドのヌクレオチドの塩基の編集を助長するように構成されている、実施形態1~15のいずれか1つの操作されたポリヌクレオチド。
実施形態17 標的RNAの領域に少なくとも部分的に相補的である標的化配列が、標的RNAの領域内のヌクレオチドに相補的でない少なくとも1つのヌクレオチドを含む、実施形態1~16のいずれか1つの操作されたポリヌクレオチド。
実施形態18 相補的でない少なくとも1つのヌクレオチドが、アデノシン(A)であり、Aが、A/Cミスマッチに含まれている、実施形態17の操作されたポリヌクレオチド。
実施形態19 標的RNAが、mRNA、tRNA、lncRNA、lincRNA、miRNA、rRNA、snRNA、マイクロRNA、siRNA、piRNA、snoRNA、snRNA、exRNA、scaRNA、YRNA、およびhnRNAを含む群から選択される、実施形態1~18のいずれか1つの操作されたポリヌクレオチド。
実施形態20 標的RNAがmRNAである、実施形態19の操作されたポリヌクレオチド。
実施形態21 標的RNAの領域が、野生型APPポリペプチド、野生型SNCAポリペプチドまたは野生型タウポリペプチドをコードする他の点では同等の領域と比較して突然変異を含む、実施形態1~20のいずれか1つの操作されたポリヌクレオチド。
実施形態22 突然変異が多型を含む、実施形態21の操作されたポリヌクレオチド。
実施形態23 標的化配列が、長さ約40、60、80、100、または120ヌクレオチドである、実施形態1~22のいずれか1つの操作されたポリヌクレオチド。
実施形態24 標的化配列が、長さ約100ヌクレオチドである、実施形態23の操作されたポリヌクレオチド。
実施形態25 RNA編集実体を動員することができるRNA編集実体動員ドメインをさらに含む、実施形態1~24のいずれか1つの操作されたポリヌクレオチド。
実施形態26 RNA編集実体動員ドメインが、長さ少なくとも1~約75ヌクレオチドである、実施形態25の操作されたポリヌクレオチド。
実施形態27 RNA編集実体動員ドメインが、長さ少なくとも30~50ヌクレオチドである、実施形態26の操作されたポリヌクレオチド。
実施形態28 RNA編集実体動員ドメインが、グルタミン酸イオンチャネル型受容体AMPA型サブユニット2(GluR2)配列を含む、実施形態25~27のいずれか1つの操作されたポリヌクレオチド。
実施形態29 GluR2配列が、配列番号2に対して少なくとも約80%、85%、90%、95%、または99%の配列同一性を有する、実施形態28の操作されたポリヌクレオチド。
実施形態30 GluR2配列が、配列番号1を含む、実施形態29の操作されたポリヌクレオチド。
実施形態31 RNA編集実体が、RNA特異的アデノシンデアミナーゼ(ADAR)ポリペプチドもしくはその生物活性断片、またはtRNA特異的アデノシンデアミナーゼ(ADAT)ポリペプチドもしくはその生物活性断片を含む、実施形態1~30のいずれか1つの操作されたポリヌクレオチド。
実施形態32 ADAR1またはADAR2を含む、ADARポリペプチドまたはその生物活性断片を含む、実施形態31の操作されたポリヌクレオチド。
実施形態33 動員ドメインを欠いている、実施形態1~24のいずれか1つの操作されたポリヌクレオチド。
実施形態34 RNA編集実体を少なくとも一部は動員する構造的特徴をさらに含む、実施形態1~33のいずれか1つの操作されたポリヌクレオチド。
実施形態35 構造的特徴が、バルジ、ヘアピン、内部ループ、構造化モチーフ、およびこれらの任意の組合せを含む、実施形態34の操作されたポリヌクレオチド。
実施形態36 構造的特徴が、バルジを含む、実施形態35の操作されたポリヌクレオチド。
実施形態37 バルジが、非対称バルジである、実施形態36の操作されたポリヌクレオチド。
実施形態38 バルジが、対称バルジである、実施形態36の操作されたポリヌクレオチド。
実施形態39 バルジが、長さ1~29ヌクレオチドである、実施形態36~38のいずれか1つの操作されたポリヌクレオチド。
実施形態40 構造的特徴が、ヘアピンを含む、実施形態35の操作されたポリヌクレオチド。
実施形態41 構造的特徴が、内部ループを含む、実施形態35の操作されたポリヌクレオチド。
実施形態42 内部ループが、非対称ループである、実施形態41の操作されたポリヌクレオチド。
実施形態43 内部ループが、対称ループである、実施形態41の操作されたポリヌクレオチド。
実施形態44 構造的特徴が、構造化モチーフを含む、実施形態35の操作されたポリヌクレオチド。
実施形態45 構造化モチーフが、バルジ、ヘアピンおよび内部ループのうちの少なくとも2つを含む、実施形態44の操作されたポリヌクレオチド。
実施形態46 構造化モチーフが、バルジおよびヘアピンを含む、実施形態45の操作されたポリヌクレオチド。
実施形態47 構造化モチーフが、バルジおよび内部ループを含む、実施形態45の操作されたポリヌクレオチド。
実施形態48 互いに共有結合で連結されている複数の糖およびリン酸部分を含む骨格を有し、骨格が、5’還元性ヒドロキシル、3’還元性ヒドロキシル、または両方を含む、実施形態1~47のいずれか1つの操作されたポリヌクレオチド。
実施形態49 骨格内の5’還元性ヒドロキシルの各々が、ホスホジエステル結合によって3’還元性ヒドロキシルの各々に連結されている、実施形態48の操作されたポリヌクレオチド。
実施形態50 互いに共有結合で連結されている複数の糖およびリン酸部分を含む骨格を有し、骨格が、5’還元性ヒドロキシル、3’還元性ヒドロキシル、または両方を欠いている、実施形態1~47のいずれか1つの操作されたポリヌクレオチド。
実施形態51 標的RNAの領域と会合している場合、会合体が、ハイブリダイズしたポリヌクレオチド鎖を含む、実施形態1~50のいずれか1つの操作されたポリヌクレオチド。
実施形態52 ハイブリダイズしたポリヌクレオチド鎖が、少なくとも一部は二重鎖を形成している、実施形態51の操作されたポリヌクレオチド。
実施形態53 化学的改変をさらに含む、実施形態1~52のいずれか1つの操作されたポリヌクレオチド。
実施形態54 RNA、DNA、または両方を含む、実施形態1~53のいずれか1つの操作されたポリヌクレオチド。
実施形態55 RNAを含む、実施形態54の操作されたポリヌクレオチド。
実施形態56 アミロイド前駆体タンパク質(APP)を少なくとも部分的にコードする標的RNAの領域のポリヌクレオチドのヌクレオチドの塩基の編集を助長するように構成されている、操作されたポリヌクレオチドであって、操作されたポリヌクレオチドおよび標的RNAと会合しているRNA編集実体が、標的RNAの領域のポリヌクレオチドのヌクレオチドの塩基を編集し、この編集によって、改変アミロイド前駆体タンパク質(APP)を少なくとも部分的にコードする編集された標的RNAが生成されることになる、操作されたポリヌクレオチド。
実施形態57 RNA編集実体が、セクレターゼ酵素を含む、実施形態56の操作されたポリヌクレオチド。
実施形態58 セクレターゼ酵素が、ベータセクレターゼ、γ-セクレターゼ、またはベータセクレターゼおよびγ-セクレターゼである、実施形態57の操作されたポリヌクレオチド。
実施形態59 セクレターゼ酵素がベータセクレターゼであり、ベータセクレターゼが、ベータ部位アミロイド前駆体タンパク質切断酵素1、カテプシンB、およびメプリンベータからなる群から選択される、実施形態58の操作されたポリヌクレオチド。
実施形態60 アミロイド前駆体タンパク質(APP)を少なくとも部分的にコードする標的RNAの領域のポリヌクレオチドのヌクレオチドの塩基の編集をRNA編集実体により助長するように構成されている操作されたポリヌクレオチドであって、この編集によって、他の点では同等の未編集の標的RNAと比較して少なくとも1つのアミノ酸置換を含む編集された標的RNAが生成されることになり、編集された標的RNAが、他の点では同等の未編集の標的RNAによりコードされる他の点では同等のAPPと比較して、ベータセクレターゼ切断に対する感受性が変更されたAPPをコードし、編集された標的RNAから生成されるAPPポリペプチドを発現する細胞に、ベータ部位アミロイド前駆体タンパク質切断酵素1(BACE1)による内在性基質の切断を示す代謝物の測定を含むin vitroアッセイにより判定して、未編集の標的RNAから生成されたAPPポリペプチドを発現する対応する細胞と比較してベータセクレターゼの内在性基質に対するベータセクレターゼ活性の低下が実質的になく、内在性基質が、アミロイド様タンパク質1(APLP1)、アミロイド様タンパク質2(APLP2)、コンタクチン2、Jagged 1、神経細胞接着分子L1(CHL1)、ニューレキシン1α、ニューレキシン3β、ニューレグリン1(NRG1)、発作関連タンパク質6(SEZ6)、発作関連タンパク質6前駆体タンパク質(SEZ6L)、電位依存性ナトリウムイオンチャネル(VGSC)サブタイプNav1のβ(β1-4)補助サブユニット、VGSC補助サブユニットKCNE1もしくはKCNE2、これらのいずれかの機能的部分、またはそれらの組合せを含む、操作されたポリヌクレオチド。
実施形態61 ベータセクレターゼが、BACE1、カテプシンB、またはメプリンベータを含む、実施形態60の操作されたポリヌクレオチド。
実施形態62 内在性基質が、NRG1、SEZ6、またはCHL1を含む、実施形態60の操作されたポリヌクレオチド。
実施形態63 アミロイド前駆体タンパク質(APP)を少なくとも部分的にコードする標的RNAの領域のポリヌクレオチドのヌクレオチドの塩基の編集をRNA編集実体により助長するように構成されている操作されたポリヌクレオチドであって、この編集によって、同等の未編集の標的RNAによりコードされる他の点では同等の未改変APPと比較して少なくとも1つのアミノ酸置換を含む編集された標的RNAによりコードされる改変APPが生成されることになり、編集された標的RNAから生成される改変APPポリペプチドが、(i)細胞において発現されたとき、Aベータ40もしくはAベータ42酵素結合免疫吸着検定法(ELISA)によって測定して、未編集の標的RNAから生成されるAPPポリペプチドと比較して少ない量のAベータ40、Aベータ42、もしくは両方を生じさせる、(ii)細胞において発現されたとき、sAPPa ELISAによって測定して、未編集の標的RNAから生成されるsAPPaと比較して増加した量の分泌型細胞外ドメインAPPアルファ(sAPPa)を生じさせる、または(iii)(i)および(ii)の任意の組合せである、操作されたポリヌクレオチド。
実施形態64 (a)実施形態1~63のいずれか1つの操作されたポリヌクレオチド、(b)実施形態1~63のいずれか1つの操作されたポリヌクレオチドをコードするポリヌクレオチド、または(c)(a)および(b)を含む、ベクター。
実施形態65 第2の操作されたポリヌクレオチド、または第2の操作されたポリヌクレオチドをコードする第2のポリヌクレオチドをさらに含む、実施形態64のベクター。
実施形態66 操作されたポリヌクレオチドと第2の操作されたポリヌクレオチドが同じである、実施形態65のベクター。
実施形態67 操作されたポリヌクレオチドと第2の操作されたポリヌクレオチドが異なる、実施形態65のベクター。
実施形態68 第2の操作されたポリヌクレオチドが、第2の標的RNAの領域に少なくとも部分的にハイブリダイズする第2の標的化配列を含む、実施形態64~67のいずれか1つのベクター。
実施形態69 第2の操作されたポリヌクレオチドが、siRNA、shRNA、miRNA、piRNA、アンチセンスオリゴヌクレオチドを含む、またはこれらのうちの少なくとも1つを含まない、実施形態65~68のいずれか1つのベクター。
実施形態70 操作されたポリヌクレオチドと第2の操作されたポリヌクレオチドが互いに連続している、実施形態65~69のいずれか1つのベクター。
実施形態71 ベクターのポリヌクレオチドが、操作されたポリヌクレオチドおよび第2の操作されたポリヌクレオチドを独立してコードし、これらのポリヌクレオチドが同じプロモーター配列に動作可能に連結されている、実施形態65~70のいずれか1つのベクター。
実施形態72 操作されたポリヌクレオチドと第2の操作されたポリヌクレオチドが、互いに連続していない、実施形態65~70のいずれか1つのベクター。
実施形態73 操作されたポリヌクレオチドが、APP標的RNAの領域に少なくとも部分的に相補的である標的化配列を含み、第2の操作されたポリヌクレオチドが、SNCAまたはタウ標的RNAの領域に少なくとも部分的に相補的である標的化配列を含む、実施形態65~72のいずれか1つのベクター。
実施形態74 操作されたポリヌクレオチドが、APP標的RNAの領域に少なくとも部分的に相補的である標的化配列を含み、第2の操作されたポリヌクレオチドが、SNCAポリペプチドまたはタウポリペプチドの領域を標的とする、siRNA、shRNA、miRNA、piRNAまたはアンチセンスオリゴヌクレオチドを含む、実施形態65~73のいずれか1つのベクター。
実施形態75 ウイルスベクターである、実施形態64~74のいずれか1つのベクター。
実施形態76 ウイルスベクターが、AAVベクターであり、AAVベクターが、AAV2、AAV5、AAV6、AAV8、AAV9、その一部分、その融合産物、およびそれらの任意の組合せを含む群から選択される血清型のものである、実施形態75のベクター。
実施形態77 AAVベクターが、repと、AAV2からのITR配列と、AAV5からのcap配列とを含む、実施形態76のベクター。
実施形態78 AAVベクターが、自己相補型ITRであるITR配列を含む、実施形態76~77のいずれか1つのベクター。
実施形態79 操作されたポリヌクレオチドをコードするAAVベクターが、自己相補型である、実施形態76~78のいずれか1つのベクター。
実施形態80 実施形態1~63のいずれか1つの操作されたポリヌクレオチド、または実施形態64~79のいずれか1つのベクターを含む、単位用量形態の医薬組成物。
実施形態81 薬学的に許容される賦形剤、担体または希釈剤をさらに含む、実施形態80の単位用量形態の医薬組成物。
実施形態82 医薬組成物を作製する方法であって、実施形態1~63のいずれか1つの操作されたポリヌクレオチドを薬学的に許容される賦形剤、希釈剤または担体と混合するステップを含む、方法。
実施形態83 実施形態1~63のいずれか1つの操作されたポリヌクレオチド、実施形態64~79のいずれか1つのベクター、または両方を含む、単離された細胞。
実施形態84 容器内の、実施形態1~63のいずれか1つの操作されたポリヌクレオチド、実施形態64~79のいずれか1つのベクター、または両方を含む、キット。
実施形態85 キットを作製する方法であって、実施形態1~63のいずれか1つの操作されたポリヌクレオチドを容器に挿入するステップを含む方法。
実施形態86 疾患または状態の処置または予防を必要とする対象における疾患または状態を処置または予防する方法であって、それを必要とする対象に、(a)実施形態64~79のいずれか1つのベクター、(b)実施形態80~81のいずれか1つの医薬組成物、または(c)(a)および(b)を投与するステップを含む方法。
実施形態87 疾患または状態を処置または予防する方法であって、それを必要とする対象に治療薬を投与するステップを含み、治療薬が、アミロイド前駆体タンパク質(APP)を少なくとも部分的にコードする標的RNAの領域のポリヌクレオチドのヌクレオチドの塩基の編集をRNA編集実体により助長し、それによって、in vitroアッセイにより判定して、編集されていない他の点では同等のRNAによりコードされる他の点では同等のAPPと比較してベータセクレターゼ耐性APPを少なくとも部分的にコードする編集されたRNAが生成されることになり、前記in vitroアッセイが、ベータセクレターゼ耐性APPおよび他の点では同等のAPPを、a)ベータセクレターゼ、b)γ-セクレターゼ、c)またはベータセクレターゼおよびγ-セクレターゼと接触させることを含む、方法。
実施形態88 ベータセクレターゼが、ベータ部位アミロイド前駆体タンパク質切断酵素1、カテプシンB、またはメプリンベータを含む、実施形態87の方法。
実施形態89 治療薬が、標的RNAの領域に少なくとも部分的にハイブリダイズする標的化配列を含む操作されたポリヌクレオチドを含むベクターを含むか、またはそのようなポリヌクレオチドをコードするベクターを含む、実施形態88の方法。
実施形態90 操作されたポリヌクレオチドが、RNA編集実体を動員することができるRNA編集実体動員ドメインをさらに含む、実施形態87~89のいずれか1つの方法。
実施形態91 RNA編集実体動員ドメインが、長さ少なくとも1~約75ヌクレオチドである、実施形態90の方法。
実施形態92 RNA編集実体動員ドメインが、グルタミン酸イオンチャネル型受容体AMPA型サブユニット2(GluR2)配列を含む、実施形態90~91のいずれか1つの方法。
実施形態93 RNA編集実体が、RNA特異的アデノシンデアミナーゼ(ADAR)ポリペプチドもしくはその生物活性断片、またはtRNA特異的アデノシンデアミナーゼ(ADAT)ポリペプチドもしくはその生物活性断片を含む、実施形態87~92のいずれか1つの方法。
実施形態94 RNA編集実体が、ADARポリペプチドまたはその生物活性断片を含み、ADARが、ADAR1またはADAR2を含む、実施形態93の方法。
実施形態95 操作されたポリヌクレオチドが、RNA編集実体動員配列を欠いている、実施形態87~89のいずれか1つの方法。
実施形態96 操作されたポリヌクレオチドが、構造的特徴をさらに含む、実施形態87~95のいずれか1つの方法。
実施形態97 構造的特徴が、バルジ、ヘアピン、内部ループ、構造化モチーフ、およびこれらの任意の組合せを含む、実施形態96の方法。
実施形態98 構造的特徴が、バルジである、実施形態97の方法。
実施形態99 バルジが、非対称バルジである、実施形態98の方法。
実施形態100 バルジが、対称バルジである、実施形態98の方法。
実施形態101 バルジが、長さ1~29ヌクレオチドである、実施形態98~100のいずれか1つの方法。
実施形態102 構造的特徴が、ヘアピンを含む、実施形態97の方法。
実施形態103 構造的特徴が、内部ループを含む、実施形態97の方法。
実施形態104 内部ループが、非対称である、実施形態103の方法。
実施形態105 内部ループが、非対称である、実施形態103の方法。
実施形態106 構造的特徴が、構造化モチーフを含む、実施形態97の方法。
実施形態107 構造化モチーフが、バルジ、ヘアピンおよび内部ループのうちの少なくとも2つを含む、実施形態97の方法。
実施形態108 構造化モチーフが、バルジおよびヘアピンを含む、実施形態107の方法。
実施形態109 構造化モチーフが、バルジおよび内部ループを含む、実施形態107の方法。
実施形態110 操作されたポリヌクレオチドが、互いに共有結合で連結されている複数の糖およびリン酸部分を含む骨格を有し、骨格が、5’還元性ヒドロキシル、3’還元性ヒドロキシル、または両方を含む、実施形態87~109のいずれか1つの方法。
実施形態111 骨格内の5’還元性ヒドロキシルの各々が、ホスホジエステル結合によって3’還元性ヒドロキシルの各々に連結されている、実施形態110の操作されたポリヌクレオチド。
実施形態112 互いに共有結合で連結されている複数の糖およびリン酸部分を含む骨格を有し、骨格が、5’還元性ヒドロキシル、3’還元性ヒドロキシル、または両方を欠いている、実施形態87~109のいずれか1つの操作されたポリヌクレオチド。
実施形態113 ベータセクレターゼ耐性APPが、編集されていない他の点では同等のRNAから産生された他の点では同等のAPPと比較して、ベータセクレターゼにより切断され得る位置での切断に対する感受性が低下している、実施形態87~112のいずれか1つの方法。
実施形態114 ベータセクレターゼが、BACE1、カテプシンB、またはメプリンベータを含む、実施形態113の方法。
実施形態115 ヌクレオチドが、APPの切断部位に近接しているアミノ酸をコードするコドンに含まれている、実施形態87~114のいずれか1つの方法。
実施形態116 APPにおける切断部位が、α-セクレターゼ切断部位、β-セクレターゼ切断部位、β’-セクレターゼ切断部位、γ-セクレターゼ切断部位、およびこれらの任意の組合せからなる群から選択される、実施形態115の方法。
実施形態117 アミノ酸が、配列番号2のAPPの669、670、671、672、673、682、683、684、687、688、711、712、713または714位にある、実施形態87~116のいずれか1つの方法。
実施形態118 BACEプロテアーゼ耐性APPが、編集されていない他の点では同等のRNAから産生された他の点では同等のAPPと比較して、少なくとも1つのアミノ酸残基の差異を含む、実施形態87~117のいずれか1つの方法。
実施形態119 1つのアミノ酸残基の差異が、アミノ酸の電荷、疎水性もしくは極性の変化、またはこれらの任意の組合せをもたらす、アミノ酸置換を含む、実施形態118の方法。
実施形態120 アミノ酸の差異が、保存的置換を含む、実施形態118~119のいずれか1つの方法。
実施形態121 アミノ酸の差異が、電荷中性置換を含む、実施形態118~119のいずれか1つの方法。
実施形態122 アミノ酸残基の差異が、KからEへの変化、KからRへの変化、KからGへの変化、MからVへの変化、DからGへの変化、EからGへの変化、HからRへの変化、またはこれらの任意の組合せを含む、実施形態118~119のいずれか1つの方法。
実施形態123 アミノ酸残基の差異が、配列番号2のアミロイド前駆体タンパク質のK670E、K670R、K670G、M671V、D672G、E682G、H684R、K687R、K687E、またはK687Gを含む、実施形態122の方法。
実施形態124 1つのアミノ酸の変化が、配列番号2のアミロイド前駆体タンパク質のK670GまたはM671Vを含む、実施形態122または123の方法。
実施形態125 標的RNAが、mRNA、tRNA、lncRNA、lincRNA、miRNA、rRNA、snRNA、siRNA、piRNA、snoRNA、exRNA、scaRNA、YRNA、eRNA、およびhnRNAを含む群から選択される、実施形態87~124のいずれか1つの方法。
実施形態126 標的RNAが、mRNAである、実施形態125の方法。
実施形態127 治療薬が、編集を直接助長する、実施形態87~125のいずれか1つの方法。
実施形態128 治療薬が、編集を間接的に助長する、実施形態87~125のいずれか1つの方法。
実施形態129 疾患または状態が、神経変性疾患または状態を含む、実施形態87~128のいずれか1つの方法。
実施形態130 神経変性状態が、アルツハイマー病、パーキンソン病、認知症、レビー小体型認知症、進行性核上性麻痺、前頭側頭葉変性症、大脳皮質基底核変性症、またはこれらの任意の組合せを含む、実施形態129の方法。
実施形態131 状態が、外傷性脳損傷、ダウン症候群、がん、脆弱X症候群、自閉症、筋萎縮性側索硬化症、多発性硬化症、レッシュ・ナイハン病、代謝障害、またはこれらの任意の組合せを含む、実施形態87~128のいずれか1つの方法。
実施形態132 編集されたRNAまたはBACEプロテアーゼ耐性APPが、臨床試験で治療薬を投与された対象の少なくとも5%、8%、10%、15%、20%、30%、40%、または50%において生成される、実施形態87~131のいずれか1つの方法。
実施形態133 追加の治療剤の第2の投与するステップをさらに含む、実施形態87~132のいずれか1つの方法。
実施形態134 投与するステップおよび第2の投与するステップが連続している、実施形態133の方法。
実施形態135 投与するステップおよび第2の投与するステップが同時に行われる、実施形態133の方法。
実施形態136 投与するステップ、または第2の投与するステップ、または両方が、独立して、少なくとも週1回、繰り返される、実施形態133~135のいずれか1つの方法。
実施形態137 投与するステップ、または第2の投与するステップ、または両方が、独立して、非経口投与経路により行われる、実施形態133~136のいずれか1つの方法。
実施形態138 投与するステップ、または第2の投与するステップ、または両方が、独立して、実質注射、髄腔内注射、側脳室内注射、大槽内注射、静脈内注射、もしくは鼻腔内注射、またはこれらの任意の組合せにより行われる、実施形態133~137のいずれか1つの方法。

Claims (87)

  1. 標的RNAの領域に少なくとも部分的に相補的である標的化配列を含む操作されたポリヌクレオチドを含む組成物であって、前記標的RNAの前記領域が、
    (a)アミロイド前駆体タンパク質(APP)ポリペプチドを少なくとも部分的にコードする配列を含み、
    (b)(a)の近位にある配列を含み、または
    (c)(a)および(b)を含み、
    前記操作されたポリヌクレオチドが、RNA編集実体による前記標的RNAのヌクレオチドの塩基の編集を助長するように構成されている、組成物。
  2. 前記RNA編集実体による前記標的RNAの前記ヌクレオチドの前記塩基の前記編集が、前記編集のない前記標的RNAによりコードされるAPPポリペプチドと比べて、セクレターゼ酵素による前記APPポリペプチドの(a)プロセシング、(b)切断、または(c)(a)および(b)の増加または減少を助長する、請求項1に記載の組成物。
  3. 前記セクレターゼ酵素が、アルファセクレターゼ、ベータセクレターゼ、ガンマセクレターゼ、またはこれらの組合せを含む、請求項2に記載の組成物。
  4. 前記セクレターゼ酵素が、前記ベータセクレターゼを含み、前記ベータセクレターゼが、ベータ部位アミロイド前駆体タンパク質切断酵素1(BACE1)、カテプシンB、またはメプリンベータを含む、請求項3に記載の組成物。
  5. 前記操作されたポリヌクレオチドが、前記標的RNAと会合している場合、前記RNA編集実体を少なくとも一部は動員する構造的特徴をさらに含む、前記請求項のいずれか一項に記載の組成物。
  6. 前記構造的特徴が、バルジ、内部ループ、ヘアピン、ミスマッチ、ゆらぎ塩基対、またはこれらの任意の組合せを含む、請求項5に記載の組成物。
  7. 前記構造的特徴が、前記バルジを含む、請求項6に記載の組成物。
  8. 前記バルジが、非対称バルジを含む、請求項7に記載の組成物。
  9. 前記バルジが、対称バルジを含む、請求項7に記載の組成物。
  10. 前記バルジが、前記操作されたポリヌクレオチドの約1~約4ヌクレオチド、および前記標的RNAの約0~約4ヌクレオチドを含む、請求項7から9のいずれか一項に記載の組成物。
  11. 前記バルジが、前記操作されたポリヌクレオチドの約0~約4ヌクレオチド、および前記標的RNAの約1~約4ヌクレオチドを含む、請求項7から10のいずれか一項に記載の組成物。
  12. 前記バルジが、前記操作されたポリヌクレオチドの3ヌクレオチド、および前記標的RNAの3ヌクレオチドを含む、請求項7から11のいずれか一項に記載の組成物。
  13. 前記構造的特徴が、前記内部ループを含む、請求項6に記載の組成物。
  14. 前記内部ループが、非対称内部ループを含む、請求項13に記載の組成物。
  15. 前記内部ループが、対称内部ループを含む、請求項13に記載の組成物。
  16. 前記内部ループが、前記操作されたポリヌクレオチドまたは前記標的RNAのいずれかの約5~約10ヌクレオチドにより形成される、請求項13から15のいずれか一項に記載の組成物。
  17. 前記構造的特徴が、前記ヘアピンを含む、請求項6に記載の組成物。
  18. 前記ヘアピンが、二本鎖RNA分子を含み、前記ヘアピンが、前記標的化配列を含まない、請求項17に記載の組成物。
  19. 前記ヘアピンのステムループが、長さ約3~約15ヌクレオチドである、請求項17から18のいずれか一項に記載の組成物。
  20. 前記構造的特徴が、前記ミスマッチを含む、請求項6に記載の組成物。
  21. 前記ミスマッチが、前記標的RNAの前記ヌクレオチドの前記塩基の向かい側の前記塩基と不対合の、前記操作されたポリヌクレオチドの前記標的化配列内の塩基を含む、請求項20に記載の組成物。
  22. 前記ミスマッチが、グアニン-グアニンミスマッチを含む、請求項20から21のいずれか一項に記載の組成物。
  23. 前記ミスマッチが、アデノシン-シトシンミスマッチを含み、前記アデノシンが、前記標的RNA中にあり、前記シトシンが、前記操作されたポリヌクレオチドの前記標的化配列内にある、請求項20から21のいずれか一項に記載の組成物。
  24. 前記アデノシン-シトシンミスマッチにおける前記アデノシンが、前記RNA編集実体により編集される前記標的RNA中の前記ヌクレオチドの前記塩基である、請求項23に記載の組成物。
  25. 前記構造的特徴が、前記ゆらぎ塩基対を含む、請求項6に記載の組成物。
  26. 前記ゆらぎ塩基対が、ウラシルと対合しているグアニンを含む、請求項25に記載の組成物。
  27. 前記構造的特徴が、構造モチーフを含み、前記構造モチーフが、2つのバルジとアデノシン-シトシンミスマッチとを含む、請求項5から26のいずれか一項に記載の組成物。
  28. 前記操作されたポリヌクレオチドが、前記RNA編集実体を動員することができるRNA編集実体動員ドメインをさらに含む、前記請求項のいずれか一項に記載の組成物。
  29. 前記RNA編集実体が、RNAに作用するアデノシンデアミナーゼ(ADAR)ポリペプチドまたはその生物活性断片を含む、前記請求項のいずれか一項に記載の組成物。
  30. 前記ADARポリペプチドまたはその生物活性断片が、ADAR1、ADAR2、またはこれらのいずれかの生物活性断片を含む、請求項29に記載の組成物。
  31. 前記ADARポリペプチドまたはその生物活性断片が、前記標的RNAを含む神経細胞において合成的に過剰発現される、請求項29から30のいずれか一項に記載の組成物。
  32. 前記操作されたポリヌクレオチドが、RNA編集実体動員ドメインを含まない、前記請求項のいずれか一項に記載の組成物。
  33. 前記ヌクレオチドが、前記APPポリペプチドの切断部位に近接しているアミノ酸をコードするコドンに含まれており、前記アミノ酸が、配列番号1のポリペプチド配列を含むAPPポリペプチドの670、671、672、673、682、684、687、712または714位にある、前記請求項のいずれか一項に記載の組成物。
  34. 前記切断部位が、アルファ-セクレターゼ切断部位、ベータ-セクレターゼ切断部位、ベータ’-セクレターゼ切断部位、ガンマ-セクレターゼ切断部位、およびこれらの任意の組合せからなる群から選択される、請求項33に記載の組成物。
  35. 前記標的RNAが、前記標的RNAの前記ヌクレオチドの前記塩基の前記編集から生成される改変APPポリペプチドと比較して少なくとも1つのアミノ酸残基の差異を含む未改変APPポリペプチドをコードする、請求項34に記載の組成物。
  36. 前記少なくとも1つのアミノ酸残基の差異が、配列番号1のポリペプチド配列を含むAPPポリペプチドのK670E、K670R、K670G、M671V、D672G、E682G、H684R、K687R、K687E、またはK687Gを含む、請求項35に記載の組成物。
  37. 前記少なくとも1つのアミノ酸残基の差異が、配列番号1のポリペプチド配列を含むAPPポリペプチドのK670GまたはM671Vを含む、請求項35または36に記載の組成物。
  38. 第2の標的RNAの領域に少なくとも部分的に相補的である第2の標的化配列を含む第2の操作されたポリヌクレオチドをさらに含む、前記請求項のいずれか一項に記載の組成物。
  39. 前記第2の標的RNAの前記領域が、
    (a)タウポリペプチドもしくはアルファ-シヌクレイン(SNCA)ポリペプチドを少なくとも部分的にコードする、
    (b)(a)の近位にある配列を含む、または
    (c)(a)および(b)を含む、
    請求項38に記載の組成物。
  40. 前記第2の標的RNAの前記領域が、前記タウポリペプチドを少なくとも部分的にコードし、前記領域が、配列番号16~配列番号27を含む、請求項39に記載の組成物。
  41. 前記第2の標的RNAの前記領域が、前記SNCAポリペプチドを少なくとも部分的にコードし、前記領域が、配列番号36~配列番号44を含む、請求項39に記載の組成物。
  42. 前記編集が、前記RNA編集実体による前記標的RNAの第2のヌクレオチドの少なくとも第2の塩基の編集をさらに含む、前記請求項のいずれか一項に記載の組成物。
  43. 前記RNA編集実体による前記標的RNAまたは前記第2の標的RNAの前記ヌクレオチドの前記塩基の前記編集が、in vitroアッセイにより判定して、β-アミロイド、SNCAポリペプチド、タウポリペプチドの、または前記β-アミロイド、前記SNCAポリペプチドもしくは前記タウポリペプチドをコードするRNAの形成を低減、防止または消失させるのに十分なものであり、前記in vitroアッセイが、
    a.前記操作されたポリヌクレオチドまたは前記第2の操作されたポリヌクレオチドを前記標的RNAまたは前記第2の標的RNAと接触させること、および
    b.編集された標的RNAによりコードされる改変APPポリペプチド、編集された第2の標的RNAによりコードされる改変タウポリペプチド、または編集された第2の標的RNAによりコードされる改変SNCAポリペプチドについてのプロセシングの、切断の、またはプロセシングおよび切断のモジュレーションを、未編集の標的RNAによりコードされる未改変APPポリペプチド、未編集の第2の標的RNAによりコードされる未改変タウポリペプチド、または未編集の第2の標的RNAによりコードされる未改変SNCAポリペプチドについてのプロセシングの、切断の、またはプロセシングおよび切断のモジュレーションと比較して判定すること
    を含む、請求項39から42のいずれか一項に記載の組成物。
  44. 前記RNA編集実体による前記標的RNAおよび前記第2の標的RNAの前記ヌクレオチドの前記塩基の前記編集が、前記β-アミロイドの形成を低減、防止または消失させるのに十分なものであり、前記β-アミロイドが、Aベータ40断片、Aベータ42断片、または前記Aベータ40断片および前記Aベータ42断片を含む、請求項43に記載の組成物。
  45. 前記RNA編集実体による前記標的RNAおよび前記第2の標的RNAの前記ヌクレオチドの前記塩基の前記編集が、前記組成物との前記接触のない他の点では同等の細胞と比較して前記形成を約1/1、1/3、1/5、1/10または1/50に低減させるのに十分なものである、請求項43から44のいずれか一項に記載の組成物。
  46. 前記編集が、前記β-アミロイドペプチド形成を消失させるのに十分なものである、請求項43から45のいずれか一項に記載の組成物。
  47. 前記編集が、分泌型細胞外ドメインAPPアルファ(sAPPa)の量を増加させるのに十分なものである、請求項43から46のいずれか一項に記載の組成物。
  48. a.標的RNAの領域に少なくとも部分的に相補的である標的化配列を含む操作されたポリヌクレオチドであって、前記標的RNAの前記領域が、アミロイド前駆体タンパク質(APP)ポリペプチドを少なくとも部分的にコードする、操作されたポリヌクレオチドと、
    b.第2の標的RNAの領域に少なくとも部分的に相補的である第2の標的化配列を含む第2の操作されたポリヌクレオチドであって、前記第2の標的RNAの前記領域が、タウポリペプチドまたはアルファ-シヌクレイン(SNCA)ポリペプチドを少なくとも部分的にコードする、第2の操作されたポリヌクレオチドと
    を含む、組成物であって、
    前記操作されたポリヌクレオチドおよび前記第2の操作されたポリヌクレオチドが、独立して、RNA編集実体による前記標的RNAまたは前記第2の標的RNAのヌクレオチドの塩基の編集を助長するように構成されている、組成物。
  49. 前記第2の標的RNAの前記領域が、前記タウポリペプチドを少なくとも部分的にコードし、前記領域が、配列番号16~配列番号27を含む、請求項48に記載の組成物。
  50. 前記第2の標的RNAの前記領域が、前記SNCAポリペプチドを少なくとも部分的にコードし、前記領域が、配列番号36~配列番号44を含む、請求項48に記載の組成物。
  51. 前記RNA編集実体による前記標的RNAまたは前記第2の標的RNAの前記ヌクレオチドの前記塩基の前記編集が、in vitroアッセイにより判定して、β-アミロイド、SNCAポリペプチド、タウポリペプチドの、または前記β-アミロイド、前記SNCAポリペプチドもしくは前記タウポリペプチドをコードするRNAの形成を低減または消失させるのに十分なものであり、前記in vitroアッセイが、
    a.前記操作されたポリヌクレオチドを前記標的RNAと接触させること、または前記第2の操作されたポリヌクレオチドを前記第2の標的RNAと接触させること、および
    b.編集された標的RNAによりコードされる改変APPポリペプチド、編集された第2の標的RNAによりコードされる改変タウポリペプチド、または編集された第2の標的RNAによりコードされる改変SNCAポリペプチドについてのプロセシングの、切断の、またはプロセシングおよび切断のモジュレーションを、未編集の標的RNAによりコードされる未改変APPポリペプチド、未編集の第2の標的RNAによりコードされる未改変タウポリペプチド、または未編集の第2の標的RNAによりコードされる未改変SNCAポリペプチドについてのプロセシングの、切断の、またはプロセシングおよび切断のモジュレーションと比較して判定すること
    を含む、請求項48から50に記載の組成物。
  52. 前記RNA編集実体による前記標的RNAおよび前記第2の標的RNAの前記ヌクレオチドの前記塩基の前記編集が、前記組成物との前記接触のない他の点では同等の細胞と比較して前記形成を約1/1、1/3、1/5、1/10または1/50に低減させるのに十分なものである、請求項51に記載の組成物。
  53. 前記モジュレーションが、
    a)前記改変APPポリペプチド、前記改変タウポリペプチド、前記改変SNCAポリペプチド、もしくはこれらのいずれかの組合せ、
    b)前記改変APPポリペプチドをコードするmRNA転写物、前記改変タウポリペプチドをコードするmRNA転写物、前記改変SNCAポリペプチドをコードするmRNA転写物、もしくはこれらのいずれかの組合せ、
    c)前記改変APPポリペプチドのリン酸化、前記改変タウポリペプチドのリン酸化、前記改変SNCAポリペプチドのリン酸化、もしくはこれらのいずれかの組合せ、
    d)前記改変APPポリペプチドの凝集、前記改変タウポリペプチドの凝集、前記改変SNCAポリペプチドの凝集、もしくはこれらのいずれかの組合せ、または
    e)それらのいずれかの組合せ
    のレベルを測定することにより判定される、請求項43から52のいずれか一項に記載の組成物。
  54. (a)請求項1から53のいずれか一項に記載の操作されたポリヌクレオチドをコードするポリヌクレオチド配列、
    (b)請求項1から53のいずれか一項に記載の操作されたポリヌクレオチド、
    (c)第3の操作されたポリヌクレオチド、または
    (d)これらのいずれかの組合せ
    を含む、ベクター。
  55. 前記第3の操作されたポリヌクレオチドが、siRNA、shRNA、miRNA、piRNA、アンチセンスオリゴヌクレオチドを含む、またはこれらのうちの少なくとも1つを含まない、請求項54に記載のベクター。
  56. AAVベクターであり、前記AAVベクターが、AAV2、AAV5、AAV6、AAV8、AAV9、その一部分、その融合産物、およびそれらの任意の組合せを含む群から選択される血清型のものである、前記請求項のいずれか一項に記載のベクター。
  57. 前記AAVベクターが、repと、AAV2からの逆方向末端反復(ITR)配列と、AAV5からのcap配列とを含む、請求項56に記載のベクター。
  58. 前記AAVベクターが、突然変異した末端分離部位(TRS)を有するITRであるITR配列を含む、請求項54から57のいずれか一項に記載のベクター。
  59. 請求項1から53のいずれか一項に記載の操作されたポリヌクレオチド、または請求項54から58のいずれか一項に記載のベクターを含む、単位用量形態の医薬組成物。
  60. 疾患または状態の処置または予防を必要とする対象における疾患または状態を処置または予防する方法であって、前記対象に、(a)請求項54から58のいずれか一項に記載のベクター、(b)請求項59に記載の医薬組成物、または(c)(a)および(b)を投与するステップを含み、前記投与するステップの後、前記対象が、
    a.脳スキャン、血液検査もしくは両方により測定して、前記投与するステップを受けていない他の点では同等の対象と比較してβ-アミロイドの少なくとも1/1に低減された形成、または
    b.in vitroアッセイにより判定して、前記投与するステップを受けていない他の点では同等の対象と比較して分泌型細胞外ドメインAPPアルファ(sAPPa)の少なくとも1倍増加
    を有し、前記in vitroアッセイが、前記操作されたポリヌクレオチドを前記標的RNAと接触させることおよび前記sAPPaのレベルをウェスタンブロットにより判定することを含む、
    方法。
  61. 前記β-アミロイドが、Aベータ40断片、Aベータ42断片または両方のうちの少なくとも1つを含む、請求項60に記載の方法。
  62. 疾患または状態の処置または予防を必要とする対象における疾患または状態を処置または予防する方法であって、前記対象に、操作されたポリヌクレオチドを含む組成物、または前記操作されたポリヌクレオチドをコードするベクターを投与するステップを含み、前記操作されたポリヌクレオチドが、標的RNAの領域に少なくとも部分的に相補的である標的化配列を含み、前記標的RNAの前記領域が、
    a.アミロイド前駆体タンパク質(APP)ポリペプチドを少なくとも部分的にコードする配列を含み、
    b.(a)の近位にある配列を含み、または
    c.(a)および(b)を含み、
    前記操作されたポリヌクレオチドが、RNA編集実体による前記標的RNAのヌクレオチドの塩基の編集を助長するように構成されており、それによって、編集された標的RNAが、他の点では同等の未編集の標的RNAによりコードされる未改変APPポリペプチドと比較してベータセクレターゼによる切断に対する感受性が低下している改変APPポリペプチドをコードし、前記改変APPポリペプチドの切断に対する感受性低下が、
    i.前記操作されたポリヌクレオチドを前記標的RNAと接触させること、および前記編集された標的RNAによりコードされる改変APPポリペプチドの前記ベータセクレターゼによる切断を、未編集の標的RNAによりコードされる未改変APPポリペプチドの切断と比較して判定することを含む、in vitroアッセイ、
    ii.前記投与するステップの後のin vivo診断、
    iii.前記投与するステップの後の血液検査を含むin vitroアッセイ、
    iv.前記投与するステップの後の前記対象の脳組織の組織学的検査、または
    v.これらの任意の組合せ
    により判定して、β-アミロイド形成の低減をもたらす、方法。
  63. 前記ベータセクレターゼが、ベータ部位アミロイド前駆体タンパク質切断酵素1(BACE1)、カテプシンB、またはメプリンベータを含む、請求項62に記載の方法。
  64. 前記操作されたポリヌクレオチドが、前記標的RNAと会合している場合、前記RNA編集実体を少なくとも一部は動員する構造的特徴をさらに含む、請求項62または63に記載の方法。
  65. 前記操作されたポリヌクレオチドが、RNA編集実体動員ドメインをさらに含む、請求項62から64のいずれか一項に記載の方法。
  66. 前記疾患または状態が、神経変性疾患または状態を含む、請求項62から65のいずれか一項に記載の方法。
  67. 前記神経変性疾患または状態が、アルツハイマー病、パーキンソン病、認知症、レビー小体型認知症、進行性核上性麻痺、前頭側頭葉変性症、大脳皮質基底核変性症、またはこれらの任意の組合せを含む、請求項66に記載の方法。
  68. 第2の投与するステップをさらに含む、請求項62から67のいずれか一項に記載の方法。
  69. 前記投与するステップ、前記第2の投与するステップ、または両方が、独立して、少なくとも月1回、繰り返される、請求項68に記載の方法。
  70. 前記投与するステップ、前記第2の投与するステップ、または両方が、独立して、非経口経路、経口経路、呼吸器経路、十二指腸内経路、直腸経路、またはこれらの組合せにより行われる、請求項69に記載の方法。
  71. 前記in vivo診断が、陽電子放出断層撮影スキャン、コンピュータ断層撮影法スキャン、磁気共鳴画像法、脊椎穿刺、またはこれらの組合せを含む、請求項62から70のいずれか一項に記載の方法。
  72. 前記改変APPポリペプチドが、未編集の標的RNAポリペプチドによりコードされる未改変APPポリペプチドと比較して、アルファセクレターゼによる切断に対する感受性の増大を有する、請求項62から71のいずれか一項に記載の方法。
  73. 前記アルファセクレターゼによる前記改変APPポリペプチドの切断が、前記投与するステップを受けていない他の点では同等の対象と比較して、前記対象における分泌型細胞外ドメインAPPアルファ(sAPPa)の量の増加をもたらす、請求項72に記載の方法。
  74. 前記β-アミロイド形成の低減が、前記投与するステップを受けていない他の点では同等の対象と比較して、少なくとも約1/1、1/3、1/5、1/10または1/50への低減を含む、請求項62から73のいずれか一項に記載の方法。
  75. 前記ベクターが、AAV2、AAV5、AAV6、AAV8、AAV9、その一部分、その融合産物、またはこれらの任意の組合せを含む群から選択される血清型のAAVベクターを含む、請求項62から74のいずれか一項に記載の方法。
  76. 前記組成物が、(a)第2の操作されたポリヌクレオチド、(b)前記第2の操作されたポリヌクレオチドをコードする第2のベクター、(c)前記第2の操作されたポリヌクレオチドをさらにコードする前記ベクター、または(d)これらの任意の組合せをさらに含み、前記第2の操作されたポリヌクレオチドが、第2の標的RNAの領域に少なくとも部分的に相補的である第2の標的化配列を含む、請求項62から75のいずれか一項に記載の方法。
  77. 前記第2の標的RNAの前記領域が、(a)タウポリペプチドもしくはアルファ-シヌクレイン(SNCA)ポリペプチドを少なくとも部分的にコードする、(b)(a)の近位にある配列を含む、または(c)(a)および(b)を含む、請求項76に記載の方法。
  78. 前記RNA編集実体による前記標的RNAまたは前記第2の標的RNAの前記ヌクレオチドの前記塩基の前記編集が、in vitroアッセイにより判定して、β-アミロイド、SNCAポリペプチド、タウポリペプチドの、または前記β-アミロイド、前記SNCAポリペプチドもしくは前記タウポリペプチドをコードするRNAの形成を低減または消失させるのに十分なものであり、前記in vitroアッセイが、
    a.前記操作されたポリヌクレオチドを前記標的RNAと接触させること、または前記第2の操作されたポリヌクレオチドを前記第2の標的RNAと接触させること、および
    b.編集された標的RNAによりコードされる改変APPポリペプチド、編集された第2の標的RNAによりコードされる改変タウポリペプチド、または編集された第2の標的RNAによりコードされる改変SNCAポリペプチドについてのプロセシングの、切断の、またはプロセシングおよび切断のモジュレーションを、未編集の標的RNAによりコードされる未改変APPポリペプチド、未編集の第2の標的RNAによりコードされる未改変タウポリペプチド、または未編集の第2の標的RNAによりコードされる未改変SNCAポリペプチドについてのプロセシングの、切断の、またはプロセシングおよび切断のモジュレーションと比較して判定すること
    を含む、請求項77に記載の方法。
  79. 神経細胞のex vivo集団を前記組成物と接触させると、サンガーシークエンシングにより測定して、前記接触後に前記集団内の前記神経細胞の少なくとも5%が編集される、請求項62から78のいずれか一項に記載の方法。
  80. 前記集団内の前記神経細胞の少なくとも10%、15%、20%、30%、40%または50%が編集される、請求項79に記載の方法。
  81. 前記編集が、前記RNA編集実体による前記標的RNAの第2のヌクレオチドの少なくとも第2の塩基の編集をさらに含む、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
  82. 前記対象が、前記疾患または状態と診断される、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
  83. 追加の治療剤の第2の投与するステップをさらに含む、前記請求項のいずれか一項に記載の方法。
  84. 前記投与するステップおよび前記第2の投与するステップが連続している、請求項83に記載の方法。
  85. 前記投与するステップおよび前記第2の投与するステップが同時に行われる、請求項84に記載の方法。
  86. 配列番号52~配列番号52、配列番号71~配列番号148、および配列番号159~配列番号167から選択される配列の少なくとも一部分と少なくとも90%、95%、97%または99%の配列同一性を含む配列を含む、操作されたポリヌクレオチド。
  87. BLASTにより判定して、配列番号150~配列番号158から選択される配列の一部分と少なくとも90%、95%、97%または99%の配列同一性を含む配列に少なくとも部分的に結合することができる標的化配列を含む、操作されたポリヌクレオチド。
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