JP2023528590A - 中枢神経系障害に対する線維芽細胞増殖因子21(fgf21)遺伝子治療 - Google Patents

中枢神経系障害に対する線維芽細胞増殖因子21(fgf21)遺伝子治療 Download PDF

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Abstract

中枢神経系(CNS)障害もしくは疾患、またはそれらに関連する状態の治療および/または予防に使用するための、線維芽細胞増殖因子21(FGF21)をエンコードするヌクレオチド配列を含む遺伝子構築物が本明細書に記載される。

Description

本明細書に記載される態様および実施形態は、医学の分野、特に中枢神経系障害のための遺伝子治療に関する。
加齢は認知機能の低下に関連し、神経変性および認知症の主要な危険因子である(Wyss-Coray,T.Ageing,neurodegeneration and brain rejuvenation.Nature 539,180-186(2016))。神経筋骨格機能、筋力および歩行活動もまた、年齢と共に低下することが報告されている(Lynch,M.A.(2004).Physiol.Rev.84,87-136.;Wenz,T.et al.2009.Proc Natl Acad Sci U S A 106(48),20405-10;Lhotellier L,Cohen-Salmon C.Physiol Behav 1989;45:491-493)。最も一般的な神経変性疾患であるアルツハイマー病(AD)およびパーキンソン病(PD)は、主に高齢者に観察され、これらの疾患のリスクは加齢と共に増加する。65歳以上の10人に1人がADを有し、その有病率は年齢と共に増加し続ける。ADの有病率は、今後20年以内に倍増すると予想されている(Prince M.,et al.global prevalence of dementia:a systematic review and meta analysis.Alzheimer’s Dement 9,e 62(2013))。ADの主な臨床的特徴は、晩年の記憶および学習障害、見当識障害、気分変動および行動の問題である(Hou,Y.et al.Ageing as a risk factor for neurodegenerative disease.Nature Reviews Neurology volume 15,pages565-581(2019))。PDの診断的特徴には、移動の幅および速度、硬直および/または安静時振戦に影響を及ぼす神経筋機能不全が含まれる(Hou,Y.et al.Nature Reviews Neurology volume 15,pages 565-581(2019))。
不安および抑うつ障害もまた、公衆衛生上の大きな懸念である。具体的には、不安障害は、ヒトに影響を及ぼすすべての精神衛生上の問題のうちで最も一般的である(Zhang et al.,Neuroscience,196,203-14(2011))。
代謝障害(糖尿病および肥満症など)は、認知症、抑うつ、不安、脳卒中およびアルツハイマー病(AD)をも引き起こす進行性疾患である(R.Mayeux,Y.Stern,Cold Spring Harb.Perspect.Med.2,a006239(2012);Asato et al,Nihon Shinkei Seishin Yakurigaku Zasshi,32(5-6),251-5(2012);O.Guillemot-Legris,G.G.Muccioli,Trends Neurosci.40,237-253(2017))(9)。実際、肥満症患者は、非肥満対象よりもこのような中枢性障害を発症する傾向がある(A.J.Bruce-Keller,J.N.Keller,C.D.Morrison,Biochim.Biophys.Acta.1792,395-400(2009)。T2DMは、アルツハイマー病(AD)のリスクをほぼ2倍にする(Ohara et al.,2011)。同様に、不安および抑うつの有病率は、一般集団よりも糖尿病患者および肥満症患者において高いことが十分に認識されている(Asato et al.,Nihon Shinkei Seishin Yakurigaku Zasshi,32(5-6)、251-5(2012))。T2DMを有する人では、ADおよび血管性認知症の両方の臨床診断を含む認知症の全体的な相対リスクは、有さない人よりも73%高い(Gudala et al.,J.Diabetes Investig.2013,27;4(6):640-50)。同様に、AD患者は、脳のインスリン抵抗性および高インスリン血症を経験する(Biessels and Reagan,2015,Nat Rev Neurosci.2015 16(11):660-71;Stanley et al,2016、J Exp Med.25;213(8):1375-85)。これは、インスリン抵抗性がADに至る認知障害を促進すること、およびインスリン欠乏脳がADを発症しやすいことを示唆している。
マウスにおけるいくつかの研究では、食餌誘発性肥満症およびインスリン抵抗性と認知障害との関連について言及され、高脂肪食(HFD)への十分な曝露を与えられると、インスリン抵抗性肥満のげっ歯類は、空間学習能力、空間記憶および認識記憶の障害、ならびに不安、快感消失症および抑うつ様症状の増加を伴う、行動の劇的な変化を示すことが示されている(Guillemot-Legris,O.et al.,2017,Trends Neurosci.40,237-253)。
肥満症はまた、マウスおよびヒトの両方において神経筋機能、歩行能力および協調を害する(Garland T,et al.J Exp Biol 2011;214:206-229;Seebacher,F.et al.,International Journal of Obesity volume 41,pages1271-1278(2017);Perez LM,et al..J Physiol(Lond)2016;594:3187-3207;Zhang,Y.,et al.Arch Biochem Biophys,576,39-48(2015))。
加齢に関連する認知および神経筋の低下、ならびに神経変性疾患は、不可逆的に進行する傾向があり、大きな社会経済的および個人的費用に関連し、これらに有効な治療法は、ほとんどまたは全く利用できない。同様に、不安および抑うつ障害は、多くの場合、抗不安薬または抗うつ薬治療および認知行動療法などの現在の治療アプローチに耐性がある。したがって、新規な治療戦略が必要とされている。
線維芽細胞増殖因子21(FGF21)は、主に肝臓によって分泌されるが、脂肪組織および膵臓によっても分泌される増殖因子であり(Muise,E.S.et al.,2008.Mol.Pharmacol.74:403-412)、グルコースおよび脂質代謝調節因子である。さらに、最近の報告では、FGF21が神経変性、再ミエリン化、認知低下、アルツハイマー病、気分安定剤および抑うつに治療的利益を及ぼすことも記載されている(Kuroda,M.et al.,2017.J Clin Invest.127(9):3496-3509;Sharor,R.A.et al.,2019.J Neurotrauma.37(1):14-26;Yu,Y.et al.,2015.Pharmacol Biochem Behav.133:122-31;Wang,X-M.et al.,2016.Exp Cell Res.346(2):147-56;Wang,Q.et al.,2018.Mol Neurobiol.55:4702-4717;Sa-nguanmoo P.et al 2016.Hormones and Behavior.85:86-95;Sa-nguanmoo P.et al 2018.Biomedicine&Pharmacotherapy.97:1663-1672;Ruhlmann C.et al.,2016.Aging.8(11):2777-2789;Chen S.et al.,2019.Redox Biol.22:101133;Amiri M.et al.,2018.Neurotoxicity Research.34:574-583;Leng,Y.et al.,2015.Molecular Psychiatry.20,215-223;Wang,X.et al.,Front.Pharmacol.,28 February 2020)。しかしながら、天然のFGF21タンパク質は、不十分な薬物動態学的特徴を示す。それは短い半減期を有し、インビボタンパク質分解性劣化およびインビトロ凝集を受けやすい(Huang,J.et al.,2013.J Pharmacol Exp Ther.346(2):270-80;So,W.Y.and Leung,P.S.2016.Med Res Rev.36(4):672-704;Zhang,J.and Li,Y.2015.Front Endocrinol(Lausanne).6:168)。様々な分子工学的アプローチが開発されて、半減期が延長され、FGF21の安定性および溶解性が改善した。現在、3つの操作されたFGF21模倣物(LY2405319、PF-05231023およびBMS-986036)がヒトにおいて試験されている。それにもかかわらず、それらのFGF21模倣物は複数回の投与を必要とし、これは患者に大きな負担を課す。さらに、操作されたFGF21模倣物/類似体は、天然のFGF21よりも高い免疫原性のリスクを示し得、例えば、LY2405319で治療された患者は、注射部位反応、抗薬物抗体および重篤な過敏反応を発症した(Gaich,G.et al.,2013.Cell Metab.18(3):333-40)。注射部位反応および抗薬物抗体は、PF-05231023またはBMS-986036で治療された患者においても報告された(Kim,A.M.et al.,2017.Diabetes Obes Metab.19(12):1762-1772;Charles,E.D.,et al.,2019.Obesity.27(1):41-49;Sanyal,A.et al.,2019.Lancet.392(10165):2705-2717)。
Wyss-Coray,T.Ageing,neurodegeneration and brain rejuvenation.Nature 539,180-186(2016) Lynch,M.A.(2004).Physiol.Rev.84,87-136. Wenz,T.et al.2009.Proc Natl Acad Sci U S A 106(48),20405-10 Lhotellier L,Cohen-Salmon C.Physiol Behav 1989;45:491-493 Prince M.,et al.global prevalence of dementia:a systematic review and meta analysis.Alzheimer’s Dement 9,e 62(2013) Hou,Y.et al.Ageing as a risk factor for neurodegenerative disease.Nature Reviews Neurology volume 15,pages565-581(2019) Hou,Y.et al.Nature Reviews Neurology volume 15,pages 565-581(2019) Zhang et al.,Neuroscience,196,203-14(2011) R.Mayeux,Y.Stern,Cold Spring Harb.Perspect.Med.2,a006239(2012) Asato et al,Nihon Shinkei Seishin Yakurigaku Zasshi,32(5-6),251-5(2012) O.Guillemot-Legris,G.G.Muccioli,Trends Neurosci.40,237-253(2017)(9) A.J.Bruce-Keller,J.N.Keller,C.D.Morrison,Biochim.Biophys.Acta.1792,395-400(2009) Ohara et al.,2011 Gudala et al.,J.Diabetes Investig.2013,27;4(6):640-50 Biessels and Reagan,2015,Nat Rev Neurosci.2015 16(11):660-71 Stanley et al,2016、J Exp Med.25;213(8):1375-85 Guillemot-Legris,O.et al.,2017,Trends Neurosci.40,237-253 Garland T,et al.J Exp Biol 2011;214:206-229 Seebacher,F.et al.,International Journal of Obesity volume 41,pages1271-1278(2017) Perez LM,et al..J Physiol(Lond)2016;594:3187-3207 Zhang,Y.,et al.Arch Biochem Biophys,576,39-48(2015) Muise,E.S.et al.,2008.Mol.Pharmacol.74:403-412 Kuroda,M.et al.,2017.J Clin Invest.127(9):3496-3509 Sharor,R.A.et al.,2019.J Neurotrauma.37(1):14-26 Yu,Y.et al.,2015.Pharmacol Biochem Behav.133:122-31 Wang,X-M.et al.,2016.Exp Cell Res.346(2):147-56 Wang,Q.et al.,2018.Mol Neurobiol.55:4702-4717 Sa-nguanmoo P.et al 2016.Hormones and Behavior.85:86-95 Sa-nguanmoo P.et al 2018.Biomedicine & Pharmacotherapy.97:1663-1672 Ru hlmann C.et al.,2016.Aging.8(11):2777-2789 Chen S.et al.,2019.Redox Biol.22:101133 Amiri M.et al.,2018.Neurotoxicity Research.34:574-583 Leng,Y.et al.,2015.Molecular Psychiatry.20,215-223 Wang,X.et al.,Front.Pharmacol.,28 February 2020 Huang,J.et al.,2013.J Pharmacol Exp Ther.346(2):270-80 So,W.Y.and Leung,P.S.2016.Med Res Rev.36(4):672-704 Zhang,J.and Li,Y.2015.Front Endocrinol(Lausanne).6:168 Gaich,G.et al.,2013.Cell Metab.18(3):333-40 Kim,A.M.et al.,2017.Diabetes Obes Metab.19(12):1762-1772 Charles,E.D.,et al.,2019.Obesity.27(1):41-49 Sanyal,A.et al.,2019.Lancet.392(10165):2705-2717
したがって、既存の治療の欠点いずれも有さない、神経筋および認知低下に対する新しい治療が依然として必要とされている。
本発明の態様は、中枢神経系(CNS)障害もしくは疾患、またはそれらに関連する状態の治療および/または予防に使用するための、線維芽細胞増殖因子21(FGF21)をエンコードするヌクレオチド配列を含む遺伝子構築物に関する。いくつかの実施形態では、本発明の遺伝子構築物は、FGF21をエンコードするヌクレオチド配列が遍在性プロモーターに作動可能に連結されているようなものであり、好ましくは遍在性プロモーターは、CAGプロモーターおよびCMVプロモーターからなる群から選択される。いくつかの実施形態では、本発明の遺伝子構築物は、FGF21の発現を防止したい組織で発現されるマイクロRNAの少なくとも1つの標的配列を含むようなものであり、好ましくは、マイクロRNAの少なくとも1つの標的配列は、哺乳動物の心臓および/または肝臓で発現されるマイクロRNAに結合する標的配列から選択される。いくつかの実施形態では、本発明の遺伝子構築物は、肝臓で発現されるマイクロRNAの少なくとも1つの標的配列、および心臓で発現されるマイクロRNAの少なくとも1つの標的配列を含むようなものであり、好ましくは、心臓で発現されるマイクロRNAの標的配列は、配列番号13および21~25から選択され、肝臓で発現されるマイクロRNAの標的配列は、配列番号12および14~20から選択され、より好ましくは、遺伝子構築物はマイクロRNA-122a(配列番号12)の標的配列およびマイクロRNA-1(配列番号13)の標的配列を含む。いくつかの実施形態では、本発明の遺伝子構築物は、FGF21をエンコードするヌクレオチド配列が、
(a)配列番号1、2または3のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性または類似性を有する配列を含むアミノ酸配列によって表されるポリペプチドをエンコードするヌクレオチド配列;
(b)配列番号4、5、6、7、8、9、10または11のヌクレオチド配列と少なくとも60%の配列同一性を有するヌクレオチド配列;および
(c)遺伝暗号の縮重により、配列が(b)のヌクレオチド配列の配列と異なっているヌクレオチド配列、からなる群から選択されるようなものである。
本発明の別の態様は、中枢神経系(CNS)障害もしくは疾患、またはそれらに関連する状態の治療および/または予防に使用するための、本発明の遺伝子構築物を含む発現ベクターに関する。いくつかの実施形態では、本発明の発現ベクターは、好ましく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、レトロウイルスベクター、およびレンチウイルスベクターからなる群から選択されるウイルスベクターである。いくつかの実施形態では、本発明の発現ベクターは、アデノ随伴ウイルスベクター、好ましくは血清型1、2、3、4、5、6、7、8、9、rh10、rh8、Cb4、rh74、DJ、2/5、2/1、1/2またはAnc80のアデノ随伴ウイルスベクター、より好ましくは血清型1、8または9のアデノ随伴ウイルスベクターである。
本発明の別の態様は、中枢神経系(CNS)障害もしくは疾患、またはそれらに関連する状態の治療および/または予防に使用するための、本発明の遺伝子構築物および/または本発明の発現ベクターを含み、1つ以上の薬学的に許容される成分をさらに含んでもよい医薬組成物に関する。
本発明に従って使用するための遺伝子構築物および/または発現ベクターおよび/または医薬組成物のいくつかの実施形態では、中枢神経系(CNS)障害もしくは疾患、またはそれに関連する状態は、加齢および/または代謝障害もしくは疾患、好ましくは肥満症および/または糖尿病に関連し、かつ/またはそれらによって引き起こされる。本発明に従って使用するための遺伝子構築物および/または発現ベクターおよび/または医薬組成物のいくつかの実施形態では、中枢神経系(CNS)障害もしくは疾患、またはそれに関連する状態は、神経炎症、神経変性、認知低下および/またはそれらに関連する疾患もしくは状態である。いくつかの実施形態では、神経炎症、神経変性および/または認知低下に関連する疾患または状態は、認知障害、認知症、アルツハイマー病、血管性認知症、レビー小体型認知症、前頭側頭型認知症(FTD)、パーキンソン病、パーキンソン様疾患、パーキンソニズム、ハンチントン病、外傷性脳損傷、プリオン病、HIV感染症による認知症/神経認知問題、加齢による認知症/神経認知問題、タウオパチー、多発性硬化症、および他の神経炎症性/神経変性疾患からなる群から選択され、好ましくはアルツハイマー病、パーキンソン病、パーキンソン様疾患およびハンチントン病からなる群から選択され、より好ましくはアルツハイマー病およびパーキンソン病からなる群から選択され、最も好ましくはアルツハイマー病から選択される。
本発明に従って使用するための遺伝子構築物および/または発現ベクターおよび/または医薬組成物のいくつかの実施形態では、中枢神経系(CNS)障害もしくは疾患、またはそれに関連する状態は、行動障害、好ましくは不安障害または抑うつ障害である。
本発明に従って使用するための遺伝子構築物および/または発現ベクターおよび/または医薬組成物のいくつかの実施形態では、中枢神経系(CNS)障害もしくは疾患、またはそれに関連する状態は、神経筋障害であり、好ましくは、神経筋障害は、筋機能の低下、筋力の低下、協調の低下、バランスの低下および/または機能低下であるか、またはそれに関連する。
本発明の別の態様は、対象における記憶および/または学習を改善するための方法に関し、方法は、本発明の遺伝子構築物および/または発現ベクターおよび/または医薬組成物を対象に投与することを含み、好ましくは対象は、高齢の対象および/または代謝障害もしくは疾患、好ましくは糖尿病および/または肥満症と診断された対象である。
本発明の別の態様は、対象における筋機能、筋力、協調、バランスおよび/または機能低下を改善するための方法に関し、方法は、本発明の遺伝子構築物および/または発現ベクターおよび/または医薬組成物を対象に投与することを含み、好ましくは対象は、高齢の対象および/または代謝障害もしくは疾患、好ましくは糖尿病および/または肥満症と診断された対象である。
さらなる態様では、本発明は、本発明の遺伝子構築物、発現ベクターおよび/または組成物を投与することを含む、中枢神経系(CNS)障害もしくは疾患、またはそれに関連する状態を治療および/または予防する方法に関する。
本発明のさらなる態様では、中枢神経系(CNS)障害もしくは疾患、またはそれらに関連する状態を治療および/または予防するための医薬品の製造のための、本発明の遺伝子構築物、発現ベクターまたは組成物の使用に関する。
本発明のさらなる態様では、中枢神経系(CNS)障害もしくは疾患、またはそれらに関連する状態を治療および/または予防するための、本発明の遺伝子構築物、発現ベクターまたは組成物の使用に関する。
説明
本発明者らは、中枢神経系(CNS)障害に対抗するための、FGF21に基づく改善された遺伝子治療戦略を開発した。特に、実験の部で詳述されるように、以下の予想外の利点が見出された。AAV媒介FGF21遺伝子治療は、いくつかの異なるマウスモデルにおいて、種々の投与様式および種々のタイプのベクターを使用して強力な過剰発現を媒介する。強力な過剰発現は、FGF21の循環レベルを増加させ、少なくとも以下の利点を発揮することが示された。
・協調、バランス、神経筋機能、強度および歩行活動の改善(実施例1~4、8、10、12および13)
・記憶および学習の増強(実施例1、3、4、8、9、10、12および13)
・ミトコンドリア機能の改善および酸化ストレスの軽減による神経変性の減少(実施例1および11)
・不安様および抑うつ様行動の減少(実施例2~4および12)
・認知能力、記憶、学習および探索能力の改善(実施例1、3、4、8、9、10、12および13)
・神経炎症の減少(実施例5および8)
したがって、本明細書に記載される本発明の態様および実施形態は、本明細書で論じる問題および必要性の少なくともいくつかを解決する。
遺伝子構築物
第1の態様では、線維芽細胞増殖因子21(FGF21)をエンコードするヌクレオチド配列を含む遺伝子構築物が提供される。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の遺伝子構築物は、治療に使用するためのものである。好ましい実施形態では、本明細書に記載される遺伝子構築物は、中枢神経系(CNS)障害もしくは疾患、またはそれらに関連する状態の治療および/または予防に使用するためのものである。好ましい実施形態では、本明細書に記載される遺伝子構築物は、中枢神経系(CNS)障害または疾患の治療および/または予防に使用するためのものである。
本明細書に記載の「遺伝子構築物」は、本開示に鑑みて当業者によって理解されるその慣習的かつ通常の意味を有する。「遺伝子構築物」は、「発現カセット」または「発現構築物」とも呼ばれ、遺伝子または遺伝子群を指し、その発現を制御するプロモーターに作動可能に連結される目的のタンパク質をエンコードする遺伝子を含む。「一般情報」と題された本出願の部分は、「遺伝子構築物」に関するさらなる詳述を含む。本明細書で使用される「作動可能に連結される」は、「一般情報」と題する本出願の部分でさらに説明される。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載の遺伝子構築物は、哺乳動物における発現に適している。本明細書で使用される場合、「哺乳動物における発現に適した」とは、遺伝子構築物が、発現に使用される哺乳動物宿主細胞に基づいて選択され、発現されるヌクレオチド配列に作動可能に連結された1つ以上の調節配列を含むことを意味し得る。好ましくは、発現に使用される前記哺乳動物宿主細胞は、ヒト、マウスまたはイヌ細胞である。
本発明による遺伝子構築物中に存在するFGF21をエンコードするヌクレオチド配列は、任意のFGF21遺伝子またはFGF21コーディング配列、好ましくはヒト、マウスまたはイヌ由来のFGF21遺伝子またはFGF21コーディング配列;または、好ましくはヒト、マウスもしくはイヌ由来の変異FGF21遺伝子またはFGF21コーディング配列;または、好ましくはヒト、マウスまたはイヌ由来のコドン最適化FGF21遺伝子またはFGF21コーディング配列に由来し得る。
したがって、いくつかの実施形態では、FGF21をエンコードする好ましいヌクレオチド配列は、配列番号1、2または3と少なくとも60%、少なくとも61%、少なくとも62%、少なくとも63%、少なくとも64%、少なくとも65%、少なくとも66%、少なくとも67%、少なくとも68%、少なくとも69%、少なくとも70%、少なくとも71%、少なくとも72%、少なくとも73%、少なくとも74%、少なくとも75%、少なくとも76%、少なくとも77%、少なくとも78%、少なくとも79%、少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%の同一性または類似性を有する配列を含むアミノ酸配列によって表されるポリペプチドをエンコードする。配列番号1は、ヒトFGF21のアミノ酸配列である。配列番号2は、マウスFGF21のアミノ酸配列である。配列番号3は、イヌFGF21のアミノ酸配列である。いくつかの実施形態では、本発明による遺伝子構築物に存在するFGF21をエンコードするヌクレオチド配列は、配列番号4、5、6、7、8、9、10または11からなる群から選択されるいずれかの配列と少なくとも60%、少なくとも61%、少なくとも62%、少なくとも63%、少なくとも64%、少なくとも65%、少なくとも66%、少なくとも67%、少なくとも68%、少なくとも69%、少なくとも70%、少なくとも71%、少なくとも72%、少なくとも73%、少なくとも74%、少なくとも75%、少なくとも76%、少なくとも77%、少なくとも78%、少なくとも79%、少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%の同一性を有する。
「同一性」または「配列同一性」および「類似性」または「配列類似性」の説明は、以下の「一般情報」と題するセクションで提供されている。
いくつかの実施形態では、本発明による遺伝子構築物に存在するヒトFGF21をエンコードするヌクレオチド配列は、配列番号4、5、6または7と少なくとも60%、少なくとも61%、少なくとも62%、少なくとも63%、少なくとも64%、少なくとも65%、少なくとも66%、少なくとも67%、少なくとも68%、少なくとも69%、少なくとも70%、少なくとも71%、少なくとも72%、少なくとも73%、少なくとも74%、少なくとも75%、少なくとも76%、少なくとも77%、少なくとも78%、少なくとも79%、少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%の同一性を有する。配列番号4は、ヒトFGF21をエンコードするヌクレオチド配列である。配列番号5は、ヒトFGF21をエンコードするコドン最適化ヌクレオチド配列、変異体1である。配列番号6は、ヒトFGF21をエンコードするコドン最適化ヌクレオチド配列、変異体2である。配列番号7は、ヒトFGF21をエンコードするコドン最適化ヌクレオチド配列、変異体3である。変異体1、変異体2および変異体3は、同じヒトFGF21タンパク質をエンコードし、コドン最適化の異なるアルゴリズムによって得られた。「コドン最適化」の説明は、「一般情報」という題名のセクションで提供されている。
いくつかの実施形態では、本発明による遺伝子構築物に存在するマウスFGF21をエンコードするヌクレオチド配列は、配列番号8または9と少なくとも60%、少なくとも61%、少なくとも62%、少なくとも63%、少なくとも64%、少なくとも65%、少なくとも66%、少なくとも67%、少なくとも68%、少なくとも69%、少なくとも70%、少なくとも71%、少なくとも72%、少なくとも73%、少なくとも74%、少なくとも75%、少なくとも76%、少なくとも77%、少なくとも78%、少なくとも79%、少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%の同一性を有する。配列番号8は、マウスFGF21をエンコードするヌクレオチド配列である。配列番号9は、マウスFGF21をエンコードするコドン最適化ヌクレオチド配列である。
いくつかの実施形態では、本発明による遺伝子構築物に存在するイヌFGF21をエンコードするヌクレオチド配列は、配列番号10または11と少なくとも60%、少なくとも61%、少なくとも62%、少なくとも63%、少なくとも64%、少なくとも65%、少なくとも66%、少なくとも67%、少なくとも68%、少なくとも69%、少なくとも70%、少なくとも71%、少なくとも72%、少なくとも73%、少なくとも74%、少なくとも75%、少なくとも76%、少なくとも77%、少なくとも78%、少なくとも79%、少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%の同一性を有する。配列番号10は、イヌFGF21をエンコードするヌクレオチド配列である。配列番号11は、イヌFGF21をエンコードするコドン最適化ヌクレオチド配列である。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載される遺伝子構築物が提供され、FGF21をエンコードするヌクレオチド配列は、以下からなる群から選択される:
(a)配列番号1、2または3のアミノ酸配列と少なくとも60%、少なくとも61%、少なくとも62%、少なくとも63%、少なくとも64%、少なくとも65%、少なくとも66%、少なくとも67%、少なくとも68%、少なくとも69%、少なくとも70%、少なくとも71%、少なくとも72%、少なくとも73%、少なくとも74%、少なくとも75%、少なくとも76%、少なくとも77%、少なくとも78%、少なくとも79%、少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%の配列同一性または類似性を有する配列を含むアミノ酸配列によって表されるポリペプチドをエンコードするヌクレオチド配列
(b)配列番号4、5、6、7、8、9、10または11のヌクレオチド配列と少なくとも60%、少なくとも61%、少なくとも62%、少なくとも63%、少なくとも64%、少なくとも65%、少なくとも66%、少なくとも67%、少なくとも68%、少なくとも69%、少なくとも70%、少なくとも71%、少なくとも72%、少なくとも73%、少なくとも74%、少なくとも75%、少なくとも76%、少なくとも77%、少なくとも78%、少なくとも79%、少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%の配列同一性を有するヌクレオチド配列
(c)配列が遺伝暗号の縮重により(b)のヌクレオチド配列の配列とは異なっているヌクレオチド配列。
好ましい実施形態では、FGF21をエンコードするヌクレオチド配列は、好ましくは配列番号5、6および7の配列から選択される、コドン最適化ヌクレオチド配列、好ましくはコドン最適化ヒト配列である。
本明細書中に記載されるヌクレオチド配列によってエンコードされるFGF21は、当業者に知られているようなFGF21の活性を少なくとも検出可能なレベルで発揮する。FGF21の活性は、抗肥満症および/または抗糖尿病効果を示すことであり得る。FGF21の活性はまた、インスリン感受性を増加させることであり得る。この活性は、当業者に公知の方法によって、例えば、インスリン負荷試験またはブドウ糖負荷試験を使用することによって評価することができる。FGF21の活性はまた、神経炎症を軽減し、神経変性を軽減し、認知低下を軽減し、神経筋機能を改善し、行動障害、例えば抑うつおよび抑うつ様行動ならびに不安および不安様行動を改善することであり得る。FGF21のこれらの活性は、当業者に公知の方法によって、例えば、実験セクションに記載された方法のいずれかを使用することによって評価することができる。
いくつかの実施形態では、FGF21をエンコードするヌクレオチド配列は、遍在性プロモーターに作動可能に連結されている。好ましい遍在性プロモーターは、CMVプロモーターおよびCAGプロモーターから選択される。好ましい実施形態では、遍在性プロモーターはCAGプロモーターである。
いくつかの実施形態では、FGF21をエンコードするヌクレオチド配列は、FGF21の発現を防止したい組織で発現されるマイクロRNAの少なくとも1つの標的配列に作動可能に連結される。いくつかの実施形態では、FGF21をエンコードするヌクレオチド配列は、遍在性プロモーター、およびFGF21の発現を防止したい組織で発現されるマイクロRNAの少なくとも1つの標的配列に作動可能に連結される。
「遍在性プロモーター」、「作動可能に連結された」および「マイクロRNA」の説明は、以下の「一般情報」と題したセクションに提供されている。本明細書で使用される「組織で発現されるマイクロRNAの標的配列」または「組織で発現されるマイクロRNAに結合する標的配列」または「組織で発現されるマイクロRNAの結合部位」は、本明細書の他の箇所に記載されるように、前記組織で発現されるマイクロRNAの少なくとも一部に相補的または部分的に相補的なヌクレオチド配列を指す。
いくつかの実施形態では、マイクロRNAの少なくとも1つの標的配列は、哺乳動物の心臓および/または肝臓で発現されるマイクロRNAに結合する標的配列から選択される。
いくつかの実施形態では、FGF21をエンコードするヌクレオチド配列は、肝臓で発現されるマイクロRNAの少なくとも1つの標的配列、および心臓で発現されるマイクロRNAの少なくとも1つの標的配列に作動可能に連結される。いくつかの実施形態では、FGF21をエンコードするヌクレオチド配列は、遍在性プロモーター、および肝臓で発現されるマイクロRNAの少なくとも1つの標的配列、および心臓で発現されるマイクロRNAの少なくとも1つの標的配列に作動可能に連結される。心臓で発現されるマイクロRNAの標的配列は、好ましくは配列番号13および21~25、より好ましくは配列番号12(マイクロRNA-122a)から選択され、肝臓で発現されるマイクロRNAの標的配列は、好ましくは配列番号12および14~20、より好ましくは配列番号13(マイクロRNA-1)から選択される。
本明細書で使用される「肝臓で発現されるマイクロRNAの標的配列」または「肝臓で発現されるマイクロRNAに結合する標的配列」または「肝臓で発現されるマイクロRNAの結合部位」は、肝臓で発現されるマイクロRNAの少なくとも一部に相補的または部分的に相補的なヌクレオチド配列を指す。同様に、本明細書で使用される「心臓で発現されるマイクロRNAの標的配列」または「心臓で発現されるマイクロRNAに結合する標的配列」または「心臓で発現されるマイクロRNAの結合部位」は、心臓で発現されるマイクロRNAの少なくとも一部に相補的または部分的に相補的なヌクレオチド配列を指す。
本明細書に記載されるように、肝臓で発現されるマイクロRNAの一部または心臓で発現されるマイクロRNAの一部は、前記マイクロRNAの少なくとも4、少なくとも5、少なくとも6または少なくとも7個の連続するヌクレオチドのヌクレオチド配列を意味する。結合部位配列は、発現されたマイクロRNAの少なくとも一部に対して完全な相補性を有することができ、配列がミスマッチを生じることなく完全に一致していることを意味する。あるいは、結合部位配列は、発現されたマイクロRNAの少なくとも一部と部分的に相補的であり得、これは、4、5、6または7個の連続するヌクレオチド中に1つのミスマッチが生じ得ることを意味する。部分的に相補的な結合部位は、好ましくは、マイクロRNAのシード領域に対する完全、またはほぼ完全な相補性を含み、これは、マイクロRNAのシード領域とその結合部位との間にミスマッチがない(完全な相補性)か、または4、5、6または7個の連続するヌクレオチドあたり1つのミスマッチが生じ得る(ほぼ完全な相補性)ことを意味する。マイクロRNAのシード領域は、マイクロRNAの約ヌクレオチド2~約ヌクレオチド8からのマイクロRNAの5’領域からなる。本明細書に記載の部分は、好ましくは前記マイクロRNAのシード領域である。肝臓で発現されるマイクロRNAまたは心臓で発現されるマイクロRNAの標的配列を含むメッセンジャーRNA(mRNA)の分解は、RNA干渉経路を介しても、mRNAの直接的な翻訳制御(阻害)を介してもよい。本発明は、導入遺伝子またはエンコードされるタンパク質の発現の阻害において、miRNAによって最終的に利用される経路に決して限定されない。
本発明の文脈では、肝臓で発現されるマイクロRNAに結合する標的配列は、配列番号12もしくは14~20から選択され得るか、または配列番号12もしくは14~20と少なくとも60%、少なくとも61%、少なくとも62%、少なくとも63%、少なくとも64%、少なくとも65%、少なくとも66%、少なくとも67%、少なくとも68%、少なくとも69%、少なくとも70%、少なくとも71%、少なくとも72%、少なくとも73%、少なくとも74%、少なくとも75%、少なくとも76%、少なくとも77%、少なくとも78%、少なくとも79%、少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%の配列同一性を有するヌクレオチド配列であり得る。
好ましい実施形態では、肝臓で発現されるマイクロRNAの標的配列は、配列番号12、または配列番号12と少なくとも60%、少なくとも61%、少なくとも62%、少なくとも63%、少なくとも64%、少なくとも65%、少なくとも66%、少なくとも67%、少なくとも68%、少なくとも69%、少なくとも70%、少なくとも71%、少なくとも72%、少なくとも73%、少なくとも74%、少なくとも75%、少なくとも76%、少なくとも77%、少なくとも78%、少なくとも79%、少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%の配列同一性を有するヌクレオチド配列である。さらなる実施形態では、配列番号12または14~20に記載されているような、肝臓で発現されるマイクロRNAの標的配列の少なくとも1つのコピーが本発明の遺伝子構築物中に存在する。さらなる実施形態では、配列番号12または14~20に記載されているような、肝臓で発現されるマイクロRNAの標的配列の2、3、4、5、6、7または8個のコピーが本発明の遺伝子構築物中に存在する。好ましい実施形態では、配列miRT-122a(配列番号12)の1、2、3、4、5、6、7または8個のコピーが本発明の遺伝子構築物中に存在する。肝臓で発現されるマイクロRNAの標的配列の好ましいコピー数は4である。
本明細書で使用される肝臓で発現されるマイクロRNAの標的配列は、当業者に知られているような肝臓で発現されるマイクロRNAの標的配列の活性を少なくとも検出可能なレベルで発揮する。肝臓で発現されるマイクロRNAの標的配列の活性は、肝臓で発現されるその同族マイクロRNAに結合すること、および、導入遺伝子に作動可能に連結された場合に、肝臓における導入遺伝子発現の脱標的化(detargeting)を媒介することである。この活性は、qPCR、ウエスタンブロット分析またはELISAなどの当業者に公知の標準的なアッセイによって、mRNAまたはタンパク質のレベルでの肝臓における導入遺伝子発現のレベルを測定することによって評価され得る。
本発明の文脈では、心臓で発現されるマイクロRNAの標的配列は、配列番号13もしくは21~25から選択され得るか、または配列番号13もしくは21~25と少なくとも60%、少なくとも61%、少なくとも62%、少なくとも63%、少なくとも64%、少なくとも65%、少なくとも66%、少なくとも67%、少なくとも68%、少なくとも69%、少なくとも70%、少なくとも71%、少なくとも72%、少なくとも73%、少なくとも74%、少なくとも75%、少なくとも76%、少なくとも77%、少なくとも78%、少なくとも79%、少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%の配列同一性を有するヌクレオチド配列であり得る。
好ましい実施形態では、心臓で発現されるマイクロRNAの標的配列は、配列番号13から選択され得るか、または配列番号13と少なくとも60%、少なくとも61%、少なくとも62%、少なくとも63%、少なくとも64%、少なくとも65%、少なくとも66%、少なくとも67%、少なくとも68%、少なくとも69%、少なくとも70%、少なくとも71%、少なくとも72%、少なくとも73%、少なくとも74%、少なくとも75%、少なくとも76%、少なくとも77%、少なくとも78%、少なくとも79%、少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%の配列同一性を有するヌクレオチド配列であり得る。さらなる実施形態では、配列番号13または21~25に記載されているような、心臓で発現されるマイクロRNAの標的配列の少なくとも1つのコピーが本発明の遺伝子構築物中に存在する。さらなる実施形態では、配列番号13または21~25に記載されているような、心臓で発現されるマイクロRNAの標的配列の2、3、4、5、6、7または8個のコピーが本発明の遺伝子構築物中に存在する。好ましい実施形態では、miRT-1(配列番号13)をエンコードするヌクレオチド配列の1、2、3、4、5、6、7または8個のコピーが本発明の遺伝子構築物中に存在する。心臓で発現されるマイクロRNAの標的配列の好ましいコピー数は4である。
本明細書で使用される心臓で発現されるマイクロRNAの標的配列は、当業者に知られているような心臓で発現されるマイクロRNAの標的配列の活性を、少なくとも検出可能なレベルで発揮する。心臓で発現されるマイクロRNAの標的配列の活性は、心臓で発現されるその同族マイクロRNAに結合すること、および、導入遺伝子に作動可能に連結された場合に、心臓における導入遺伝子発現の脱標的化(detargeting)を媒介することである。この活性は、qPCR、ウエスタンブロット分析またはELISAなどの当業者に公知の標準的なアッセイによって、mRNAまたはタンパク質のレベルでの心臓における導入遺伝子発現のレベルを測定することによって評価され得る。
いくつかの実施形態では、配列番号12または14~20に記載されているような、肝臓で発現されるマイクロRNAの標的配列の少なくとも1つのコピー、および配列番号13または21~25に記載されているような、心臓で発現されるマイクロRNAの標的配列の少なくとも1つのコピーが、本発明の遺伝子構築物中に存在する。さらなる実施形態では、配列番号12または14~20に記載されているような、肝臓で発現されるマイクロRNAの標的配列の2、3、4、5、6、7または8個のコピー、および配列番号13または21~25に記載されているような、心臓で発現されるマイクロRNAの標的配列の2、3、4、5、6、7または8個のコピーが、本発明の遺伝子構築物中に存在する。さらなる実施形態において、miRT-122a(配列番号12)をエンコードするヌクレオチド配列の1、2、3、4、5、6、7または8個のコピーと、miRT-1(配列番号13)をエンコードするヌクレオチド配列の1、2、3、4、5、6、7または8個のコピーとが、本発明の遺伝子構築物において組み合わされる。さらなる実施形態において、miRT-122a(配列番号12)をエンコードするヌクレオチド配列の4個のコピーと、miRT-1(配列番号13)をエンコードするヌクレオチド配列の4個のコピーとが、本発明の遺伝子構築物において組み合わされる。
いくつかの実施形態において上記の遺伝子構築物が提供され、ここで、肝臓で発現されるマイクロRNAの標的配列および心臓で発現されるマイクロRNAの標的配列は、配列番号12~25の配列および/またはそれらの組み合わせからなる群から選択される。いくつかの実施形態において上記の遺伝子構築物が提供され、ここで、心臓で発現されるマイクロRNAの標的配列は、配列番号13および21~25から選択され、肝臓で発現されるマイクロRNAの標的配列は、配列番号12および14~20から選択される。いくつかの実施形態では、マイクロRNA-122aの標的配列およびマイクロRNA-1の標的配列を含む上記の遺伝子構築物が提供される。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載される遍在性プロモーターは、CAGプロモーター、CMVプロモーター、mini-CMVプロモーター、β-アクチンプロモーター、ロ肉腫ウイルス(RSV)プロモーター、伸長因子1アルファ(EF1α)プロモーター、初期増殖応答因子-1(Egr-1)プロモーター、真核生物翻訳開始因子4A(elF4A)プロモーター、フェリチン重鎖エンコード遺伝子(FerH)プロモーター、フェリチン重鎖エンコード遺伝子(FerL)プロモーター、グリセルアルデヒド-3-リン酸デヒドロゲナーゼ(GAPDH)プロモーター、GRP78プロモーター、GRP94プロモーター、熱ショックタンパク質70(hsp70)プロモーター、ユビキチンBプロモーター、SV40プロモーター、ベータ-キネシンプロモーター、ROSA26およびPGK-1プロモーターからなる群から選択される。
好ましい実施形態では、遍在性プロモーターはCAGプロモーターである。CAGプロモーターは、実施例において、本発明による遺伝子構築物における使用に適していることが実証されている。いくつかの実施形態では、CAGプロモーターは、配列番号27と少なくとも60%、少なくとも61%、少なくとも62%、少なくとも63%、少なくとも64%、少なくとも65%、少なくとも66%、少なくとも67%、少なくとも68%、少なくとも69%、少なくとも70%、少なくとも71%、少なくとも72%、少なくとも73%、少なくとも74%、少なくとも75%、少なくとも76%、少なくとも77%、少なくとも78%、少なくとも79%、少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%の配列同一性を有するヌクレオチド配列を含むか、本質的にそれからなるか、またはそれからなる。
別の好ましい遍在性プロモーターは、サイトメガロウイルス(CMV)プロモーターである。CMVプロモーターは、実施例において、本発明による遺伝子構築物における使用に適していることが実証されている。いくつかの実施形態では、CMVプロモーターは、配列番号28と少なくとも60%、少なくとも61%、少なくとも62%、少なくとも63%、少なくとも64%、少なくとも65%、少なくとも66%、少なくとも67%、少なくとも68%、少なくとも69%、少なくとも70%、少なくとも71%、少なくとも72%、少なくとも73%、少なくとも74%、少なくとも75%、少なくとも76%、少なくとも77%、少なくとも78%、少なくとも79%、少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%の配列同一性を有するヌクレオチド配列を含むか、本質的にそれからなるか、またはそれからなる。好ましくは、前記CMVプロモーターは、イントロン配列と共に使用される。いくつかの実施形態では、イントロン配列は、配列番号26と少なくとも60%、少なくとも61%、少なくとも62%、少なくとも63%、少なくとも64%、少なくとも65%、少なくとも66%、少なくとも67%、少なくとも68%、少なくとも69%、少なくとも70%、少なくとも71%、少なくとも72%、少なくとも73%、少なくとも74%、少なくとも75%、少なくとも76%、少なくとも77%、少なくとも78%、少なくとも79%、少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%の配列同一性を有するヌクレオチド配列を含むか、本質的にそれからなるか、またはそれからなる。
別の好ましい遍在性プロモーターは、mini-CMVプロモーターである。いくつかの実施形態では、mini-CMVプロモーターは、配列番号36と少なくとも60%、少なくとも61%、少なくとも62%、少なくとも63%、少なくとも64%、少なくとも65%、少なくとも66%、少なくとも67%、少なくとも68%、少なくとも69%、少なくとも70%、少なくとも71%、少なくとも72%、少なくとも73%、少なくとも74%、少なくとも75%、少なくとも76%、少なくとも77%、少なくとも78%、少なくとも79%、少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%の配列同一性を有するヌクレオチド配列を含むか、本質的にそれからなるか、またはそれからなる。
別の好ましい遍在性プロモーターは、EF1αプロモーターである。いくつかの実施形態では、EF1αプロモーターは、配列番号37と少なくとも60%、少なくとも61%、少なくとも62%、少なくとも63%、少なくとも64%、少なくとも65%、少なくとも66%、少なくとも67%、少なくとも68%、少なくとも69%、少なくとも70%、少なくとも71%、少なくとも72%、少なくとも73%、少なくとも74%、少なくとも75%、少なくとも76%、少なくとも77%、少なくとも78%、少なくとも79%、少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%の配列同一性を有するヌクレオチド配列を含むか、本質的にそれからなるか、またはそれからなる。
別の好ましい遍在性プロモーターは、RSVプロモーターである。いくつかの実施形態では、RSVプロモーターは、配列番号38と少なくとも60%、少なくとも61%、少なくとも62%、少なくとも63%、少なくとも64%、少なくとも65%、少なくとも66%、少なくとも67%、少なくとも68%、少なくとも69%、少なくとも70%、少なくとも71%、少なくとも72%、少なくとも73%、少なくとも74%、少なくとも75%、少なくとも76%、少なくとも77%、少なくとも78%、少なくとも79%、少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%の配列同一性を有するヌクレオチド配列を含むか、本質的にそれからなるか、またはそれからなる。
いくつかの実施形態では、FGF21をエンコードするヌクレオチド配列は、組織特異的プロモーターに作動可能に連結されている。
「組織特異的プロモーター」の説明は、以下の「一般情報」と題したセクションで提供されている。
好ましい実施形態では、組織特異的プロモーターはCNS特異的プロモーター、より好ましくは脳特異的プロモーターである。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載されるCNS特異的プロモーターは、シナプシン1プロモーター、ニューロン特異的エノラーゼ(NSE)プロモーター、カルシウム/カルモジュリン依存性タンパク質キナーゼII(CaMKII)プロモーター、チロシンヒドロキシラーゼ(TH)プロモーター、フォークヘッドボックスA2(FOXA2)プロモーター、アルファ-インターネキシン(INA)プロモーター、ネスチン(NES)プロモーター、グリア線維酸性タンパク質(GFAP)プロモーター、アルデヒドデヒドロゲナーゼ1ファミリーメンバーL1(ALDH1L1)プロモーター、ミエリン関連オリゴデンドロサイト塩基性タンパク質(MOBP)プロモーター、ホメオボックスタンパク質9(HB9)プロモーター、ミエリン塩基性タンパク質(MBP)プロモーターおよびゴナドトロピン放出ホルモン(GnRH)プロモーターからなる群から選択される。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載される脳特異的プロモーターは、シナプシン1プロモーター、ニューロン特異的エノラーゼ(NSE)プロモーター、カルシウム/カルモジュリン依存性タンパク質キナーゼII(CaMKII)プロモーター、チロシンヒドロキシラーゼ(TH)プロモーター、フォークヘッドボックスA2(FOXA2)プロモーター、アルファ-インターネキシン(INA)プロモーター、ネスチン(NES)プロモーター、グリア線維酸性タンパク質(GFAP)プロモーター、アルデヒドデヒドロゲナーゼ1ファミリーメンバーL1(ALDH1L1)プロモーター、ミエリン関連オリゴデンドロサイト塩基性タンパク質(MOBP)プロモーター、ミエリン塩基性タンパク質(MBP)プロモーターおよびゴナドトロピン放出ホルモン(GnRH)プロモーターからなる群から選択される。
好ましい実施形態では、CNSおよび/または脳特異的プロモーターは、シナプシン1プロモーターである。いくつかの実施形態では、シナプシン1プロモーターは、配列番号39と少なくとも60%、少なくとも61%、少なくとも62%、少なくとも63%、少なくとも64%、少なくとも65%、少なくとも66%、少なくとも67%、少なくとも68%、少なくとも69%、少なくとも70%、少なくとも71%、少なくとも72%、少なくとも73%、少なくとも74%、少なくとも75%、少なくとも76%、少なくとも77%、少なくとも78%、少なくとも79%、少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%の配列同一性を有するヌクレオチド配列を含むか、本質的にそれからなるか、またはそれからなる。
別の好ましいCNSおよび/または脳特異的プロモーターは、カルシウム/カルモジュリン依存性タンパク質キナーゼII(CaMKII)プロモーターである。いくつかの実施形態では、カルシウム/カルモジュリン依存性タンパク質キナーゼII(CaMKII)プロモーターは、配列番号40と少なくとも60%、少なくとも61%、少なくとも62%、少なくとも63%、少なくとも64%、少なくとも65%、少なくとも66%、少なくとも67%、少なくとも68%、少なくとも69%、少なくとも70%、少なくとも71%、少なくとも72%、少なくとも73%、少なくとも74%、少なくとも75%、少なくとも76%、少なくとも77%、少なくとも78%、少なくとも79%、少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%の配列同一性を有するヌクレオチド配列を含むか、本質的にそれからなるか、またはそれからなる。
別の好ましいCNSおよび/または脳特異的プロモーターは、グリア線維酸性タンパク質(GFAP)プロモーターである。いくつかの実施形態では、グリア線維酸性タンパク質(GFAP)プロモーターは、配列番号41と少なくとも60%、少なくとも61%、少なくとも62%、少なくとも63%、少なくとも64%、少なくとも65%、少なくとも66%、少なくとも67%、少なくとも68%、少なくとも69%、少なくとも70%、少なくとも71%、少なくとも72%、少なくとも73%、少なくとも74%、少なくとも75%、少なくとも76%、少なくとも77%、少なくとも78%、少なくとも79%、少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%の配列同一性を有するヌクレオチド配列を含むか、本質的にそれからなるか、またはそれからなる。
別の好ましいCNSおよび/または脳特異的プロモーターは、ネスチンプロモーターである。いくつかの実施形態では、ネスチンプロモーターは、配列番号42と少なくとも60%、少なくとも61%、少なくとも62%、少なくとも63%、少なくとも64%、少なくとも65%、少なくとも66%、少なくとも67%、少なくとも68%、少なくとも69%、少なくとも70%、少なくとも71%、少なくとも72%、少なくとも73%、少なくとも74%、少なくとも75%、少なくとも76%、少なくとも77%、少なくとも78%、少なくとも79%、少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%の配列同一性を有するヌクレオチド配列を含むか、本質的にそれからなるか、またはそれからなる。
別の好ましいCNS特異的プロモーターは、ホメオボックスタンパク質9(HB9)プロモーターである。いくつかの実施形態では、ホメオボックスタンパク質9(HB9)プロモーターは、配列番号43と少なくとも60%、少なくとも61%、少なくとも62%、少なくとも63%、少なくとも64%、少なくとも65%、少なくとも66%、少なくとも67%、少なくとも68%、少なくとも69%、少なくとも70%、少なくとも71%、少なくとも72%、少なくとも73%、少なくとも74%、少なくとも75%、少なくとも76%、少なくとも77%、少なくとも78%、少なくとも79%、少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%の配列同一性を有するヌクレオチド配列を含むか、本質的にそれからなるか、またはそれからなる。
別の好ましいCNSおよび/または脳特異的プロモーターは、チロシンヒドロキシラーゼ(TH)プロモーターである。いくつかの実施形態では、チロシンヒドロキシラーゼ(TH)プロモーターは、配列番号44と少なくとも60%、少なくとも61%、少なくとも62%、少なくとも63%、少なくとも64%、少なくとも65%、少なくとも66%、少なくとも67%、少なくとも68%、少なくとも69%、少なくとも70%、少なくとも71%、少なくとも72%、少なくとも73%、少なくとも74%、少なくとも75%、少なくとも76%、少なくとも77%、少なくとも78%、少なくとも79%、少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%の配列同一性を有するヌクレオチド配列を含むか、本質的にそれからなるか、またはそれからなる。
別の好ましいCNSおよび/または脳特異的プロモーターは、ミエリン塩基性タンパク質(MBP)プロモーターである。いくつかの実施形態では、ミエリン塩基性タンパク質(MBP)プロモーターは、配列番号45と少なくとも60%、少なくとも61%、少なくとも62%、少なくとも63%、少なくとも64%、少なくとも65%、少なくとも66%、少なくとも67%、少なくとも68%、少なくとも69%、少なくとも70%、少なくとも71%、少なくとも72%、少なくとも73%、少なくとも74%、少なくとも75%、少なくとも76%、少なくとも77%、少なくとも78%、少なくとも79%、少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%の配列同一性を有するヌクレオチド配列を含むか、本質的にそれからなるか、またはそれからなる。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のCNSおよび/または脳特異的プロモーターは、CNSおよび/または脳の少なくとも1つの細胞における前記ヌクレオチド配列の発現を指示する。好ましくは、前記プロモーターは、CNSおよび/または脳の細胞の少なくとも10%、20%、30%、40%、40%、60%、70%、80%、90%または100%において発現を指示する。CNSおよび/または脳特異的プロモーターは、本明細書で使用される場合、CNSおよび/または脳の特定の領域または細胞サブセットにおける発現を指示するプロモーターも包含する。したがって、本明細書中に記載されるCNSおよび/または脳特異的プロモーターはまた、海馬、小脳、皮質、視床下部および/または嗅球の細胞の少なくとも10%、20%、30%、40%、40%、60%、70%、80%、90%または100%において発現を指令し得る。発現は、「一般情報」と題する以下のセクションに記載されているように評価することができる。
別の実施形態では、組織特異的プロモーターは肝臓特異的プロモーターである。いくつかの実施形態では、本明細書に記載される肝臓特異的プロモーターは、アルブミンプロモーター、主要尿タンパク質プロモーター、ホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼ(PEPCK)プロモーター、肝臓エンリッチ化タンパク質アクチベータープロモーター、トランスサイレチンプロモーター、チロキシン結合グロブリンプロモーター、アポリポタンパク質A1プロモーター、肝臓脂肪酸結合タンパク質プロモーター、フェニルアラニンヒドロキシラーゼプロモーターおよびヒトα1-アンチトリプシン(hAAT)プロモーターからなる群から選択される。
好ましい実施形態では、肝臓特異的プロモーターは、ヒトα1-アンチトリプシン(hAAT)プロモーターである。いくつかの実施形態では、ヒトα1-アンチトリプシン(hAAT)プロモーターは、配列番号64と少なくとも60%、少なくとも61%、少なくとも62%、少なくとも63%、少なくとも64%、少なくとも65%、少なくとも66%、少なくとも67%、少なくとも68%、少なくとも69%、少なくとも70%、少なくとも71%、少なくとも72%、少なくとも73%、少なくとも74%、少なくとも75%、少なくとも76%、少なくとも77%、少なくとも78%、少なくとも79%、少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%の配列同一性を有するヌクレオチド配列を含むか、本質的にそれからなるか、またはそれからなる。
好ましくは、前記hAATプロモーターは、イントロン配列と共に使用される。好ましいイントロン配列は、アポリポタンパク質E由来の肝細胞制御領域(HCR)エンハンサーである。最も好ましいイントロン配列は、配列番号65で定義されるアポリポタンパク質E由来のHCRエンハンサーである。この文脈では、イントロン配列は、配列番号53と少なくとも60%の配列同一性または類似性を有するヌクレオチド配列を含むヌクレオチド配列によって置き換えられ得る。好ましいヌクレオチド配列は、配列番号65と少なくとも60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%、99%、100%の同一性を有する。一実施形態において、前記hAATプロモーターは、イントロン配列の1、2、3、4または5個のコピーと共に使用される。好ましい実施形態では、前記hAATプロモーターは、配列番号65で定義されるアポリポタンパク質E由来のHCRエンハンサーの1、2、3、4または5個のコピーと共に使用される。
いくつかの態様では、本明細書に記載の肝臓特異的プロモーターは、肝臓の少なくとも1つの細胞における前記ヌクレオチド配列の発現を指示する。好ましくは、前記プロモーターは、肝臓の細胞の少なくとも10%、20%、30%、40%、40%、60%、70%、80%、90%または100%において発現を指示する。肝臓特異的プロモーターは、本明細書で使用される場合、肝臓の特定の領域または細胞サブセットにおける発現を指示するプロモーターも包含する。したがって、本明細書中に記載される肝臓特異的プロモーターはまた、海馬、小脳、皮質、視床下部および/または嗅球の細胞の少なくとも10%、20%、30%、40%、40%、60%、70%、80%、90%または100%において発現を指示し得る。発現は、「一般情報」と題する以下のセクションに記載されているように評価することができる。
別の実施形態では、組織特異的プロモーターは脂肪組織特異的プロモーターである。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の脂肪組織特異的プロモーターは、脂肪細胞タンパク質2(aP2、脂肪酸結合タンパク質4(FABP4)としても知られる)プロモーター、PPARyプロモーター、アディポネクチンプロモーター、ホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼ(PEPCK)プロモーター、ヒトアロマターゼチトクロムp450(p450arom)に由来するプロモーター、mini/aP2プロモーター(脂肪特異的aP2エンハンサーおよび基礎aP2プロモーターから構成される)、脱共役タンパク質1(UCP1)プロモーター、mini/UCP1プロモーター(脂肪特異的UCP1エンハンサーおよび基礎UCP1プロモーターから構成される)、アジプシンプロモーター、レプチンプロモーター、およびFoxa-2プロモーターからなる群から選択される。
好ましい実施形態では、脂肪組織特異的プロモーターは、mini/aP2プロモーターまたはmini/UCP1プロモーターである。いくつかの実施形態では、mini/aP2プロモーターは、配列番号66と少なくとも60%、少なくとも61%、少なくとも62%、少なくとも63%、少なくとも64%、少なくとも65%、少なくとも66%、少なくとも67%、少なくとも68%、少なくとも69%、少なくとも70%、少なくとも71%、少なくとも72%、少なくとも73%、少なくとも74%、少なくとも75%、少なくとも76%、少なくとも77%、少なくとも78%、少なくとも79%、少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%の配列同一性を有するヌクレオチド配列を含むか、本質的にそれからなるか、またはそれからなる。いくつかの実施形態では、mini/UCP1プロモーターは、配列番号67と少なくとも60%、少なくとも61%、少なくとも62%、少なくとも63%、少なくとも64%、少なくとも65%、少なくとも66%、少なくとも67%、少なくとも68%、少なくとも69%、少なくとも70%、少なくとも71%、少なくとも72%、少なくとも73%、少なくとも74%、少なくとも75%、少なくとも76%、少なくとも77%、少なくとも78%、少なくとも79%、少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%の配列同一性を有するヌクレオチド配列を含むか、本質的にそれからなるか、またはそれからなる。
別の実施形態では、組織特異的プロモーターは骨格筋プロモーターである。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の骨格筋プロモーターは、ミオシン軽鎖プロモーター、ミオシン重鎖プロモーター、デスミンプロモーター、筋クレアチンキナーゼ(MCK)プロモーター、平滑筋アルファ-アクチンプロモーター、CK6プロモーター、Unc-45ミオシンシャペロンBプロモーター、MCKエンハンサーのコピーと組み合わせた基礎MCKプロモーター、およびEnh358MCKプロモーター(MCKエンハンサーとMCK遺伝子の358 bp近位プロモーターとの組み合わせ)からなる群から選択される。
好ましい実施形態では、骨格筋プロモーターはC5-12プロモーターである。いくつかの実施形態では、C5-12プロモーターは、配列番号68と少なくとも60%、少なくとも61%、少なくとも62%、少なくとも63%、少なくとも64%、少なくとも65%、少なくとも66%、少なくとも67%、少なくとも68%、少なくとも69%、少なくとも70%、少なくとも71%、少なくとも72%、少なくとも73%、少なくとも74%、少なくとも75%、少なくとも76%、少なくとも77%、少なくとも78%、少なくとも79%、少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%の配列同一性を有するヌクレオチド配列を含むか、本質的にそれからなるか、またはそれからなる。
本明細書で使用されるプロモーター(特に、プロモーター配列が所与の配列番号と最小限の同一性パーセンテージを有すると記載される場合)は、少なくとも当業者に公知のプロモーターの活性を発揮するものとする。好ましくは、所与の配列番号と最小限の同一性パーセンテージを有すると記載されるプロモーターは、当業者に公知のアッセイで評価されるように、それが作動可能に連結されているヌクレオチド配列(すなわち、少なくともFGF21をエンコードするヌクレオチド配列)の転写を制御すべきである。例えば、そのようなアッセイは、導入遺伝子の発現を測定することを含み得る。発現は、「一般情報」と題する以下のセクションに記載されているように評価することができる。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載の遺伝子構築物は、要素a)、b)、c)、d)およびe)の少なくとも1つを有する:
(a)肝臓特異的プロモーター;
(b)脂肪組織特異的プロモーター;
(c)遍在性プロモーターと、肝臓で発現されるマイクロRNAの標的配列をエンコードする少なくとも1つのヌクレオチド配列および心臓で発現されるマイクロRNAの標的配列をエンコードする少なくとも1つのヌクレオチド配列との組み合わせであって、脂肪組織での特異的発現を可能にしてもよい組み合わせ;
(d)骨格筋プロモーター;および
(e)遍在性プロモーターとアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクター配列との組み合わせであって、骨格筋における特異的発現を可能にしてもよい組み合わせ。
さらなる配列が本発明の遺伝子構築物中に存在し得る。本明細書において好適なさらなる例示的配列としては、逆方向末端反復(ITR)、SV40ポリアデニル化シグナル(配列番号32)、ウサギβ-グロビンポリアデニル化シグナル(配列番号33)、CMVエンハンサー配列(配列番号29)、ならびにヒトβ-グロビンおよび免疫グロブリン重鎖遺伝子由来のイントロンから構成されるキメライントロン(配列番号26)が挙げられる。本発明の文脈内で、「ITR」は、それぞれAAVのゲノムに由来する1つの5’ITRおよび1つの3’ITRを包含することが意図される。好ましいITRはAAV2由来であり、配列番号30(5’ITR)および配列番号31(3’ITR)によって表される。本発明の文脈内では、CMVエンハンサー配列(配列番号29)およびCMVプロモーター配列(配列番号28)を2つの別個の配列として、または単一の配列(配列番号34)として使用することが包含される。これらのさらなる配列の各々は、本発明による遺伝子構築物中に存在し得る。いくつかの実施形態では、1つの5’ITRおよび1つの3’ITR、好ましくはAAV2 ITR、より好ましくは配列番号30(5’ITR)および配列番号31(3’ITR)によって表されるAAV2 ITRをさらに含む、本明細書に記載のFGF21をエンコードするヌクレオチド配列を含む遺伝子構築物が提供される。いくつかの実施形態では、ポリアデニル化シグナル、好ましくはSV40ポリアデニル化シグナル(好ましくは配列番号32で表される)および/またはウサギβ-グロビンポリアデニル化シグナル(好ましくは配列番号33で表される)をさらに含む、本明細書に記載のFGF21をエンコードするヌクレオチド配列を含む遺伝子構築物が提供される。
追加のヌクレオチド配列、例えばシグナル配列、核局在化シグナル、発現エンハンサーなどをエンコードするヌクレオチド配列が、FGF21をエンコードするヌクレオチド配列に作動可能に連結されてもよい。
いくつかの実施形態では、FGF21をエンコードするヌクレオチド配列を含む遺伝子構築物が提供され、遺伝子構築物は、マイクロRNAの標的配列を含まなくてもよい。いくつかの実施形態では、FGF21をエンコードするヌクレオチド配列を含む遺伝子構築物が提供され、遺伝子構築物は、FGF21の発現の防止が望まれる組織で発現されるマイクロRNAの標的配列を含まなくてもよい。
いくつかの実施形態では、本明細書で使用される配列同一性または類似性のレベルは、好ましくは70%である。配列同一性または類似性の別の好ましいレベルは80%である。配列同一性または類似性の別の好ましいレベルは90%である。配列同一性または類似性の別の好ましいレベルは95%である。配列同一性または類似性の別の好ましいレベルは99%である。
発現ベクター
本明細書に記載の遺伝子構築物は、発現ベクターに配置することができる。したがって、別の態様では、先行する実施形態のいずれかに記載の遺伝子構築物を含む発現ベクターが提供される。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の発現ベクターは、治療に使用するためのものである。好ましい実施形態では、本明細書に記載される発現ベクターは、中枢神経系(CNS)障害もしくは疾患、またはそれらに関連する状態の治療および/または予防に使用するためのものである。
「発現ベクター」の説明は、「一般情報」という題名のセクションで提供されている。
いくつかの実施形態では、発現ベクターはウイルス発現ベクターである。「ウイルス発現ベクター」の説明は、「一般情報」という題名のセクションで提供されている。
ウイルスベクターは、好ましく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、レトロウイルスベクター、およびレンチウイルスベクターからなる群から選択されるウイルスベクターであり得る。アデノウイルスベクターはアデノウイルス由来ベクターとしても知られており、アデノ随伴ウイルスベクターはアデノ随伴ウイルス由来ベクターとしても知られており、レトロウイルスベクターはレトロウイルス由来ベクターとしても知られており、レンチウイルスベクターはレンチウイルス由来ベクターとしても知られている。好ましいウイルスベクターは、アデノ随伴ウイルスベクターである。「アデノ随伴ウイルスベクター」の説明は、「一般情報」という題名のセクションで提供されている。
いくつか実施形態では、ベクターは、血清型1のAAV(AAV1)、血清型2のAAV(AAV2)、血清型3のAAV(AAV3)、血清型4のAAV(AAV4)、血清型5のAAV(AAV5)、血清型6のAAV(AAV6)、血清型7のAAV(AAV7)、血清型8のAAV(AAV8)、血清型9のAAV(AAV9)、血清型rh10のAAV(AAVrh10)、血清型rh8のAAV(AAVrh8)、血清型Cb4のAAV(AAVCb4)、血清型rh74のAAV(AAVrh74)、血清型DJのAAV(AAVDJ)、血清型2/5のAAV(AAV2/5)、血清型2/1のAAV(AAV2/1)、血清型1/2のAAV(AAV1/2)および血清型Anc80のAAV(AAVAnc80)からなる群から選択されるアデノ随伴ベクターまたはアデノ随伴ウイルスベクターまたはアデノ随伴ウイルス由来ベクター(AAV)である。
好ましい実施形態では、ベクターは血清型1、8または9のAAV(AAV1、AAV8、またはAAV9)である。好ましい実施形態では、ベクターは血清型1または8のAAV(AAV1またはAAV8)である。これらのAAV血清型1、8および9は、本発明による発現ベクターとしての使用に適していることが実施例において実証されている。
好ましい実施形態では、発現ベクターはAAV1であり、CMVプロモーターに作動可能に連結されたFGF21をエンコードするヌクレオチド配列を含む遺伝子構築物を含む。遺伝子構築物は、SV40ポリアデニル化シグナル(配列番号32)をさらに含んでもよい。このベクターは、特に筋肉内投与によって、本発明による発現ベクターとしての使用に適していることが実施例において実証されている。
別の好ましい実施形態では、発現ベクターはAAV1であり、CAGプロモーターに作動可能に連結されたFGF21をエンコードするヌクレオチド配列を含む遺伝子構築物を含む。遺伝子構築物は、ウサギβ-グロビンポリアデニル化シグナル(配列番号33)をさらに含んでもよい。このベクターは、特にCSF(脳脊髄液)内投与によって、本発明による発現ベクターとしての使用に適していることが実施例において実証されている。
別の好ましい実施形態では、発現ベクターはAAV8であり、CAGプロモーターに作動可能に連結されたFGF21をエンコードするヌクレオチド配列と、マイクロRNA-122a(配列番号12)の少なくとも1つの標的配列と、マイクロRNA-1(配列番号13)の少なくとも1つの標的配列とを含む遺伝子構築物を含む。遺伝子構築物は、ウサギβ-グロビンポリアデニル化シグナル(配列番号33)をさらに含んでもよい。このベクターは、本発明による発現ベクターとしての使用、特に脂肪組織内、例えば、eWAT(精巣上体白色脂肪組織)内投与による使用に適していることが実施例で実証される。
別の好ましい実施形態では、発現ベクターはAAV9であり、CAGプロモーターに作動可能に連結されたFGF21をエンコードするヌクレオチド配列と、マイクロRNA-122a(配列番号12)の少なくとも1つの標的配列と、マイクロRNA-1(配列番号13)の少なくとも1つの標的配列とを含む遺伝子構築物を含む。このベクターは、特にCSF(脳脊髄液)内投与によって、本発明による発現ベクターとしての使用に適していることが実施例において実証されている。
組成物
さらなる態様では、上記の遺伝子構築物および/または上記の発現ベクターを含み、さらに1つ以上の薬学的に許容される成分を含んでいてもよい組成物が提供される。
そのような組成物は、遺伝子治療組成物と呼ばれ得る。好ましくは、組成物は医薬組成物である。
本明細書で使用される場合、「薬学的に許容される成分」には、薬学的に許容される担体、充填剤、保存剤、可溶化剤、ビヒクル、希釈剤および/または賦形剤が含まれる。したがって、1つ以上の薬学的に許容される成分は、薬学的に許容される担体、充填剤、保存剤、可溶化剤、ビヒクル、希釈剤および/または賦形剤からなる群から選択され得る。そのような薬学的に許容される担体、充填剤、保存剤、可溶化剤、ビヒクル、希釈剤および/または賦形剤は、例えば、参照により本明細書に組み込まれる、Remington:The Science and Practice of Pharmacy,22 nd edition.Pharmaceutical Press(2013)に見出すことができる。
いくつかの実施形態では、本明細書に記載の組成物は、治療に使用するためのものである。好ましい実施形態では、本明細書に記載される組成物は、中枢神経系(CNS)障害もしくは疾患、またはそれらに関連する状態の治療および/または予防に使用するためのものである。
さらなる化合物が本発明の組成物中に存在してもよい。前記化合物は、組成物の送達に役立ち得る。この文脈での適切な化合物は、細胞膜を通して小胞またはリポソームに複合体化または捕捉される、本明細書に記載の各成分を送達する複合体、ナノ粒子、ミセルおよび/またはリポソームを形成することができる化合物である。これらの化合物の多くは、当技術分野で公知である。適切な化合物は、ポリエチレンイミン(PEI)、またはポリプロピレンイミンもしくはポリエチレンイミンコポリマー(PEC)および誘導体を含む類似のカチオン性ポリマー;合成両親媒性物質(SAINT-18);lipofectin(商標)、DOTAPを含む。当業者は、どのタイプの製剤が本明細書に記載の組成物に最も適しているかを知っているであろう。
方法および使用
本明細書の他の箇所に記載されているように、中枢神経系(CNS)障害もしくは疾患、またはそれに関連する状態の治療および/または予防に使用するための遺伝子構築物、発現ベクターおよび組成物が本明細書で提供される。
さらなる態様では、本明細書に記載される遺伝子構築物、発現ベクターおよび/または組成物を投与することを含む、中枢神経系(CNS)障害もしくは疾患、またはそれに関連する状態を治療および/または予防する方法が提供される。いくつかの実施形態では、遺伝子構築物、発現ベクターまたは組成物を投与することは、それを必要とする対象などの対象に投与することを意味する。好ましい実施形態では、治療有効量の遺伝子構築物、発現ベクターまたは組成物が投与される。
本明細書で使用される場合、「有効量」は、有益なまたは所望の結果を発揮するのに十分な量である。
さらなる態様では、中枢神経系(CNS)障害もしくは疾患、またはそれらに関連する状態を治療および/または予防するための医薬品の製造のための、本明細書に記載される遺伝子構築物、発現ベクターまたは組成物の使用が提供される。
さらなる態様では、中枢神経系(CNS)障害もしくは疾患、またはそれらに関連する状態を治療および/または予防するための、本明細書に記載される遺伝子構築物、発現ベクターまたは組成物の使用が提供される。
好ましい実施形態では、中枢神経系障害もしくは疾患、またはそれに関連する状態は、加齢および/または代謝障害もしくは疾患、好ましくは肥満症および/または糖尿病に関連し、かつ/またはそれによって引き起こされる。
本発明による使用のための遺伝子構築物、使用のための発現ベクター、使用のための組成物、方法および使用によるいくつかの実施形態では、中枢神経系(CNS)障害もしくは疾患、またはそれに関連する状態は、神経炎症、神経変性、認知低下および/またはそれらに関連する疾患もしくは状態であり得る。
いくつかの実施形態では、神経炎症、神経変性および/または認知低下に関連する疾患または状態は、認知障害、認知症、アルツハイマー病、血管性認知症、レビー小体型認知症、前頭側頭型認知症(FTD)、パーキンソン病、パーキンソン様疾患、パーキンソニズム、ハンチントン病、外傷性脳損傷、プリオン病、HIV感染症による認知症/神経認知問題、加齢による認知症/神経認知問題、タウオパチー、多発性硬化症、および他の神経炎症性/神経変性疾患からなる群から選択され、好ましくはアルツハイマー病、パーキンソン病、パーキンソン様疾患およびハンチントン病からなる群から選択され、より好ましくはアルツハイマー病およびパーキンソン病からなる群から選択され、最も好ましくはアルツハイマー病から選択される。
本発明による使用のための遺伝子構築物、使用のための発現ベクター、使用のための組成物、方法および使用によるいくつかの実施形態では、中枢神経系(CNS)障害もしくは疾患、またはそれに関連する状態は、行動障害であり得る。好ましい実施形態では、行動障害は、不安障害および/または抑うつ性障害である。本発明に包含される不安障害の非限定的な例は、全般性不安障害、特定恐怖症、社会不安障害、分離不安障害、広場恐怖症、パニック障害、および選択性緘黙である。本発明によって包含される抑うつ性障害の非限定的な例は、大うつ病性障害(MDD)、快感消失症、非定型うつ病、メランコリックうつ病、精神病性大うつ病、緊張病性うつ病、産後うつ病、月経前不快気分障害、季節性情動障害、気分不調症、二重うつ病、別段特定されない抑うつ性障害、抑うつ性パーソナリティ障害、反復性短期型うつ病および軽度うつ病性障害である。いくつかの実施形態では、不安障害は不安様行動にも関連し得、抑うつ性障害は抑うつ様行動にも関連し得る。
本発明による使用のための遺伝子構築物、使用のための発現ベクター、使用のための組成物、方法および使用によるいくつかの実施形態では、中枢神経系(CNS)障害もしくは疾患、またはそれに関連する状態は、神経筋障害であり得、好ましくは、神経筋障害は、筋機能の低下、筋力の低下、協調の低下、バランスの低下および/または機能低下であるか、またはそれに関連する。
別の態様では、対象の記憶および/または学習を改善する方法が提供され、方法は、本明細書に記載の遺伝子構築物および/または本明細書に記載の発現ベクターおよび/または本明細書に記載の組成物を対象に投与することを含む。好ましい実施形態では、有効量の遺伝子構築物、発現ベクターまたは組成物が投与される。好ましい実施形態では、治療される対象は、高齢対象および/または代謝障害もしくは疾患、好ましくは肥満症および/もしくは糖尿病と診断された対象である。いくつかの実施形態では、記憶は、認識および/または想起記憶、好ましくは認識記憶であり得る。いくつかの実施形態では、記憶は、感覚記憶、短期記憶および/または長期記憶、好ましくは短期記憶および/または長期記憶であり得る。いくつかの実施形態では、記憶は、黙示的(または手続き型)および/または明示的(または宣言型)記憶であり得る。好ましい実施形態では、記憶は空間記憶によるものであり得る。いくつかの実施形態では、学習は空間学習であり得る。記憶の様々なタイプのさらなる説明は、「一般情報」という題名のセクションに含まれている。
別の態様では、筋機能、筋力、協調、バランスおよび/または機能低下を改善する方法が提供され、方法は、本明細書に記載の遺伝子構築物および/または本明細書に記載の発現ベクターおよび/または本明細書に記載の組成物を対象に投与することを含む。好ましい実施形態では、有効量の遺伝子構築物、発現ベクターまたは組成物が投与される。好ましい実施形態では、治療される対象は、高齢対象および/または代謝障害もしくは疾患、好ましくは肥満症および/もしくは糖尿病と診断された対象である。
本発明による使用のための遺伝子構築物、使用のための発現ベクター、使用のための組成物、方法および使用による好ましい実施形態では、治療される対象は、高齢対象および/または代謝障害もしくは疾患と診断された対象である。換言すれば、本発明による使用のための遺伝子構築物、使用のための発現ベクター、使用のための組成物、方法および使用によるいくつかの実施形態では、中枢神経系障害もしくは疾患、またはそれに関連する状態は、加齢および/または代謝障害もしくは疾患に関連し、かつ/またはそれらによって引き起こされる。代謝障害または疾患の合併症も包含され得る。
本明細書で使用される場合、高齢対象は、好ましくは50歳以上、好ましくは55歳以上、より好ましくは60歳以上、最も好ましくは65歳以上の対象を意味し得る。
本発明による使用のための遺伝子構築物、使用のための発現ベクター、使用のための組成物、方法および使用による他の実施形態では、治療される対象は、高齢対象ではなく、かつ/または50歳以下、45歳以下、40歳以下、35歳以下、30歳以下、25歳以下の対象である。
本発明による使用のための遺伝子構築物、使用のための発現ベクター、使用のための組成物、方法および使用による他の実施形態では、治療される対象は、代謝障害または疾患と診断されていない対象である。換言すれば、本発明による使用のための遺伝子構築物、使用のための発現ベクター、使用のための組成物、方法および使用によるいくつかの実施形態では、中枢神経系障害もしくは疾患、またはそれに関連する状態は、加齢および/または代謝障害もしくは疾患に関連せず、かつ/またはそれらによって引き起こされていない。
代謝障害および疾患には、メタボリック症候群、糖尿病、肥満症、肥満関連併存症、糖尿病関連併存症、高血糖症、インスリン抵抗性、耐糖能異常、肝脂肪症、アルコール性肝疾患(ALD)、非アルコール性脂肪肝疾患(NAFLD)、非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)、冠動脈心疾患(CHD)、高脂血症、アテローム性動脈硬化症、内分泌障害、オステオサルコペニア肥満症候群(OSO)、糖尿病性腎症、慢性腎疾患(CKD)、心肥大、糖尿病性網膜症、糖尿病性腎症、糖尿病性ニューロパチー、関節炎、敗血症、眼血管新生、神経変性、認知症が含まれ得、抑うつ、腺腫、癌腫も含まれ得る。糖尿病には、糖尿病前症、高血糖症、1型糖尿病、2型糖尿病、若年発症成人型糖尿病(MODY)、単一遺伝子性糖尿病、新生児糖尿病、妊娠糖尿病、ブリットル糖尿病、特発性糖尿病、薬物または化学誘導性糖尿病、スティッフパーソン症候群、脂肪萎縮性糖尿病、成人潜在性自己免疫性糖尿病(LADA)が含まれ得る。肥満症には、過体重、中心/上半身肥満、末梢/下半身肥満、病的肥満、オステオサルコペニア肥満症候群(OSO)、小児肥満、メンデル遺伝型(単一遺伝子型)症候性肥満、メンデル遺伝型非症候性肥満、多遺伝子性肥満が含まれ得る。好ましい代謝障害または疾患は、肥満症および/または糖尿病である。
本発明による使用のための遺伝子構築物、使用のための発現ベクター、使用のための組成物、方法および使用によるいくつかの実施形態では、治療される対象は、中枢神経系(CNS)障害もしくは疾患、またはそれに関連する状態を発症するリスクのある対象である。
本発明による使用のための遺伝子構築物、使用のための発現ベクター、使用のための組成物、方法および使用の文脈中の、療法および/または治療および/または医薬品は、CNSにおけるFGF21の発現および/またはCNS、好ましくは脳の形質導入を含み得る。いくつかの実施形態では、脳におけるFGF21の発現は、視床下部および/または皮質および/または海馬および/または小脳および/または嗅球におけるFGF21の発現を意味し得る。したがって、脳におけるFGF21の発現は、視床下部、皮質、海馬、小脳および嗅球からなる群から選択される少なくとも1つ、または少なくとも2つ、または少なくとも3つ、またはすべての脳領域におけるFGF21の発現を意味し得る。いくつかの実施形態では、CNSおよび/または脳および/または視床下部および/または皮質および/または海馬および/または小脳および/または嗅球における発現および/またはそれらの形質導入は、CNSおよび/または脳および/または視床下部および/または皮質および/または海馬および/または小脳および/または嗅球における特異的発現および/またはそれらの特異的形質導入を意味し得る。一実施形態では、発現は、肝臓、膵臓、脂肪組織、骨格筋および/または心臓における発現を含まない。いくつかの実施形態では、発現は、肝臓、膵臓、脂肪組織、骨格筋および心臓からなる群から選択される少なくとも1つ、少なくとも2つ、少なくとも3つ、少なくとも4つまたはすべての器官における発現を含まない。CNSおよび/または脳および/または視床下部および/または皮質および/または海馬および/または小脳および/または嗅球に特異的な発現の説明は、以下の「一般情報」と題するセクションで提供されている。
本発明による使用のための遺伝子構築物、使用のための発現ベクター、使用のための組成物、方法および使用の文脈中の、療法および/または治療および/または医薬品は、肝臓におけるFGF21の発現および/または肝臓の形質導入を含み得る。いくつかの実施形態では、肝臓における発現および/または肝臓の形質導入は、肝臓における特異的発現および/または肝臓の特異的形質導入を意味し得る。一実施形態では、発現は、CNS、脳、膵臓、脂肪組織、骨格筋および/または心臓における発現を含まない。いくつかの実施形態では、発現は、CNS、脳、膵臓、脂肪組織、骨格筋および心臓からなる群から選択される少なくとも1つ、少なくとも2つ、少なくとも3つ、少なくとも4つまたはすべての器官における発現を含まない。肝臓特異的発現の説明は、以下の「一般情報」と題したセクションに提供されている。
本発明による使用のための遺伝子構築物、使用のための発現ベクター、使用のための組成物、方法および使用の文脈中の、療法および/または治療および/または医薬品は、筋におけるFGF21の発現および/または筋の形質導入を含み得る。いくつかの実施形態では、筋における発現および/または筋の形質導入は、筋における特異的発現および/または筋の特異的形質導入を意味し得る。一実施形態では、発現は、CNS、脳、肝臓、膵臓、脂肪組織および/または心臓における発現を含まない。いくつかの実施形態では、発現は、CNS、脳、肝臓、膵臓、脂肪組織および心臓からなる群から選択される少なくとも1つ、少なくとも2つ、少なくとも3つ、少なくとも4つまたはすべての器官における発現を含まない。筋特異的発現の説明は、以下の「一般情報」と題したセクションに提供されている。
本発明による使用のための遺伝子構築物、使用のための発現ベクター、使用のための組成物、方法および使用の文脈中の、療法および/または治療および/または医薬品は、脂肪組織におけるFGF21の発現および/または脂肪組織の形質導入を含み得る。いくつかの実施形態では、脂肪組織における発現および/または脂肪組織の形質導入は、脂肪組織における特異的発現および/または脂肪組織の特異的形質導入を意味し得る。一実施形態では、発現は、CNS、脳、肝臓、膵臓、骨格筋および/または心臓における発現を含まない。いくつかの実施形態では、発現は、CNS、脳、肝臓、膵臓、骨格筋および心臓からなる群から選択される少なくとも1つ、少なくとも2つ、少なくとも3つ、少なくとも4つまたはすべての器官における発現を含まない。脂肪組織特異的発現の説明は、以下の「一般情報」と題したセクションに提供されている。
本発明による使用のための遺伝子構築物、使用のための発現ベクター、使用のための組成物、方法および使用の好ましい実施形態では、療法および/または治療および/または医薬品は、以下のうちの少なくとも1つを含み得る:
-CNS、好ましくは脳におけるFGF21の発現;
-末梢身体器官、好ましくは筋、脂肪組織および/または肝臓、より好ましくは筋および/または脂肪組織におけるFGF21の発現;および
-FGF21の循環レベルの上昇。
本発明による使用のための遺伝子構築物、使用のための発現ベクター、使用のための組成物、方法および使用の文脈中、「遺伝子構築物の発現を伴う」は、「遺伝子構築物の発現を引き起こす」または「遺伝子構築物の発現を誘導する」または「形質導入を伴う」に置き換えられ得る。
本発明による使用のための遺伝子構築物、使用のための発現ベクター、使用のための組成物、方法および使用の文脈中の、療法および/または治療および/または医薬品は、筋におけるFGF21の発現および/または筋、好ましくは、四頭筋、腓腹筋および/または脛骨筋などの骨格筋の形質導入を含み得る。
本発明による使用のための遺伝子構築物、使用のための発現ベクター、使用のための組成物、方法および使用の文脈中の、療法および/または治療および/または医薬品は、脂肪組織におけるFGF21の発現および/または脂肪組織、好ましくは白色脂肪組織(WAT)の形質導入を含み得る。
本発明による使用のための遺伝子構築物、使用のための発現ベクター、使用のための組成物、方法および使用の文脈中の、療法および/または治療および/または医薬品は、FGF21の循環レベルの増加を含み得る。FGF21の循環レベルは、例えば実験の部に記載されているように、ELISAなどの当技術分野で公知の方法に従って血清中で測定することができる。
本発明による使用のための遺伝子構築物、使用のための発現ベクター、使用のための組成物、方法および使用のいくつかの実施形態では、方法または使用は、CNSにおけるFGF21の発現を含まず、かつ/またはCNSの形質導入を含まない。
好ましい実施形態では、本明細書に記載の治療または療法または医薬品の使用または投与を繰り返す必要はない。いくつかの実施形態では、本明細書に記載の治療または療法または医薬品の使用または投与は、毎年または2、3、4、5、6、7、8、9もしくは10(列挙された値のうちの任意の2つの間の区間を含む)年毎に繰り返すことができる。
治療される対象は、高等哺乳動物、例えば、ネコ、げっ歯類(好ましくはマウス、ラット、スナネズミおよびモルモット、より好ましくはマウスおよびラット)、イヌまたはヒトであり得る。
本発明による使用のための遺伝子構築物、使用のための発現ベクター、使用のための組成物、方法および使用の文脈中、本明細書に記載の遺伝子構築物および/または発現ベクターおよび/または組成物および/または医薬品は、以下の効果の少なくとも1つ、少なくとも2つ、少なくとも3つ、少なくとも4つ、またはすべてを示すことが好ましい:
-神経炎症の減少;
-神経形成の増加;
-神経変性の減少;
-症状(本明細書で後述)の緩和;および
-パラメータ(本明細書で後述)の改善。
神経炎症の減少は、神経組織の炎症が減少することを意味し得る。これは、例えば実験の部で行われるような(神経)炎症マーカーの測定など、当業者に公知の技術を使用して評価することができる。これに関して使用され得る例示的なマーカーは、Il-1b、Il-6およびNfkBである。この文脈において、「減少」(それぞれ「改善」)は、実験の部で行われるアッセイなどの当業者に公知のアッセイを使用して、少なくとも検出可能な減少(それぞれ検出可能な改善)を意味する。減少は、少なくとも5%、少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも90%、または少なくとも100%の減少であり得る。この減少は、本発明の遺伝子構築物および/または発現ベクターおよび/または組成物を用いた治療の少なくとも1週間、1ヶ月、6ヶ月、1年またはそれ以上後に見られ得る。好ましくは、単回投与後に減少が観察される。いくつかの実施形態では、減少は、好ましくは単回投与後に少なくとも1週間、1ヶ月、6ヶ月、1年、2年、3年、4年、5年、6年、7年、8年、9年、10年、12年、15年、20年またはそれ以上の期間観察される。
神経形成の増加は、神経幹細胞によってニューロンが産生されることを意味し得る。これは、神経形成マーカーの測定など、当業者に公知の技術を使用して評価することができる。これに関して使用され得る例示的なマーカーは、Dcx、NcamおよびSox2である。この文脈において、「増加」(それぞれ「改善」)は、実験の部で行われるアッセイなどの当業者に公知のアッセイを使用して、少なくとも検出可能な増加(それぞれ検出可能な改善)を意味する。増加は、少なくとも5%、少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも90%、または少なくとも100%の増加であり得る。この増加は、本発明の遺伝子構築物および/または発現ベクターおよび/または組成物を用いた治療の少なくとも1週間、1ヶ月、6ヶ月、1年またはそれ以上後に見られ得る。好ましくは、単回投与後に増加が観察される。いくつかの実施形態では、増加は、好ましくは単回投与後に少なくとも1週間、1ヶ月、6ヶ月、1年、2年、3年、4年、5年、6年、7年、8年、9年、10年、12年、15年、20年またはそれ以上の期間観察される。
神経変性の減少は、ニューロンの死を含むニューロンの構造または機能の損失が減少することを意味し得る。これは、免疫細胞化学、免疫組織化学などの当業者に公知の技術を使用して、MRIなどの医療用画像化技術によって、ニューロン形態およびシナプス変性を研究することによって(シナプスにあるタンパク質の密度を測定することによって)、またはいくつかの老化マーカーおよび神経変性マーカーの発現レベルを分析することによって評価することができる。関連マーカーの非限定的な例は、ミトコンドリアの機能不全および/または酸化ストレスのマーカー、例えば表1のプロセスおよび経路のいずれかに関連するマーカーである。この文脈において、「減少」(それぞれ「改善」)は、実験の部で行われるアッセイなどの当業者に公知のアッセイを使用して、少なくとも検出可能な減少(それぞれ検出可能な改善)を意味する。減少は、少なくとも5%、少なくとも10%、少なくとも20%、少なくとも30%、少なくとも40%、少なくとも50%、少なくとも60%、少なくとも70%、少なくとも80%、少なくとも90%、または少なくとも100%の減少であり得る。この増加は、本発明の遺伝子構築物および/または発現ベクターおよび/または組成物を用いた治療の少なくとも1週間、1ヶ月、6ヶ月、1年またはそれ以上後に見られ得る。好ましくは、単回投与後に増加が観察される。いくつかの実施形態では、増加は、好ましくは単回投与後に少なくとも1週間、1ヶ月、6ヶ月、1年、2年、3年、4年、5年、6年、7年、8年、9年、10年、12年、15年、20年またはそれ以上の期間観察される。
症状を緩和するとは、典型的な症状(例えば、神経炎症、神経変性、認知低下、シナプス喪失、タウリン酸化、協調の喪失、バランスの喪失、筋力の喪失、筋機能の喪失、機能低下、抑うつ、不安、快感消失症、...)の進行が、医師によって評価された場合に、個体、前記個体の細胞、組織または器官において減速したことを意味し得る。典型的な症状の減少は、症状発展の進行の遅延または症状の完全な消失を意味し得る。症状、したがって症状の減少もまた、臨床検査および慣例的な実験室試験を含む様々な方法、大部分は中枢神経系の障害もしくは疾患、またはそれに関連する状態の診断に使用されるのと同じ方法を使用して評価することができる。臨床検査は、行動試験および認知試験を含み得る。実験室試験には、巨視的方法と顕微鏡的方法の両方、分子的方法、X線などの放射線学的方法、生化学的方法、免疫組織化学的方法などが含まれ得る。症状の緩和は、本発明の遺伝子構築物および/または発現ベクターおよび/または組成物を用いた治療の少なくとも1週間、1ヶ月、6ヶ月、1年またはそれ以上後に見られ得る。好ましくは、単回投与後に緩和が観察される。いくつかの実施形態では、緩和は、好ましくは単回投与後に少なくとも1週間、1ヶ月、6ヶ月、1年、2年、3年、4年、5年、6年、7年、8年、9年、10年、12年、15年、20年またはそれ以上の期間観察される。
パラメータの改善は、行動試験後の結果の改善、血清およびCSFマーカーの発現の改善、アポトーシス/神経形成細胞マーカーの発現の改善などを意味し得る。パラメータの改善は、本発明の遺伝子構築物および/または発現ベクターおよび/または組成物を使用した治療の少なくとも1週間、1ヶ月、6ヶ月、1年またはそれ以上後に見られ得る。好ましくは、単回投与後に改善が観察される。いくつかの実施形態では、改善は、好ましくは単回投与後に少なくとも1週間、1ヶ月、6ヶ月、1年、2年、3年、4年、5年、6年、7年、8年、9年、10年、12年、15年、20年またはそれ以上の期間観察される。
本明細書に記載の遺伝子構築物および/または発現ベクターおよび/または組成物は、本発明の遺伝子構築物および/または発現ベクターおよび/または組成物を用いた治療の少なくとも1週間、1ヶ月、6ヶ月、1年またはそれ以上後に、症状または特徴が本明細書に記載のように減少した(例えば、もはや検出できないか、または減速している)場合、患者または前記患者の細胞、組織もしくは器官の前記症状または特徴を好ましく緩和することができる。
本明細書に記載の遺伝子構築物および/または発現ベクターおよび/または組成物は、中枢神経系(CNS)障害もしくは疾患、またはそれに関連する状態に罹患しているかまたはその発症リスクがある個体の細胞、組織および/または器官へのインビボでの投与に適し得、インビボ、エクスビボまたはインビトロで投与することができる。前記遺伝子構築物および/または発現ベクターおよび/または組成物は、中枢神経系(CNS)障害もしくは疾患、またはそれに関連する状態に罹患しているかまたはその発症リスクがある個体の細胞、組織および/または器官へ直接的に、または関節的にインビボで投与することができ、直接的または関節的にインビボ、エクスビボまたはインビトロで投与することができる。
本発明による使用のための遺伝子構築物、使用のための発現ベクター、使用のための組成物、方法および使用の文脈内で、遺伝子構築物および/または発現ベクターおよび/または組成物は、異なる投与様式によって投与され得る。投与様式は、静脈内、筋肉内、腹腔内、吸入経由、鼻腔内、実質内、CSF(脳脊髄液)内、眼内、皮下、関節内、脂肪組織内、経口、肝臓内、内臓内、耳内、局所投与および/または逆行性膵管内を介した投与であり得る。CSF内投与は、大槽、髄腔内または脳室内送達を介して行われ得る。本明細書で使用される「CSF内投与」、「鼻腔内投与」、「実質内投与」、「大槽内投与」、「髄腔内投与」および「脳室内投与」は、「一般情報」と題する本出願の部分に記載されている。
好ましい投与様式は、筋肉内、脂肪組織内、例えばeWAT(精巣上体白色脂肪組織)内、および(大槽、髄腔内または脳室内送達を介した)CSF(脳脊髄液)内投与である。CSF内投与の場合、大槽を経由する注射が最も好ましい。
いくつかの実施形態では、本発明による使用のための遺伝子構築物、使用のための発現ベクター、使用のための組成物、方法および使用の文脈中、遺伝子構築物および/または発現ベクターおよび/または組成物は、CSF内投与によって投与されない。
本発明のウイルス発現構築物および/またはウイルスベクターおよび/または核酸分子および/または組成物は、当技術分野で公知の適切な手段を使用して直接的または間接的に投与され得る。これまでに達成された進歩を考慮して、本発明のウイルス発現構築物および/またはウイルスベクターおよび/または核酸分子および/または組成物を個体または前記個体の細胞、組織、器官に提供するための手段の改善が予想される。当然ながら、このような将来の改善は、本発明の言及された効果を達成するために組み込まれてもよい。ウイルス発現構築物および/またはウイルスベクターおよび/または核酸分子および/または組成物は、個体、前記個体の細胞、組織または器官にそのまま送達することができる。疾患または状態に応じて、前記個体の細胞、組織または器官は、本明細書で前述した通りであり得る。本発明のウイルス発現構築物および/またはウイルスベクターおよび/または核酸分子および/または組成物を投与する場合、そのようなウイルス発現構築物および/またはベクターおよび/または核酸および/または組成物は、送達方法に適合する溶液に溶解されることが好ましい。
本明細書に包含されるように、上記のウイルス発現構築物、ベクター、核酸分子および/または組成物の治療有効用量は、好ましくは単回の独自の用量で投与され、したがって反復周期的投与を回避する。
一般情報
特に明記しない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語および科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって慣習的かつ普通に理解され、本開示を考慮して解釈されるのと同じ意味を有する。
本明細書で使用される場合、「プロモーター」または「調節配列」という用語は、1つまたは複数のコーディング配列の転写を制御するように機能し、コーディング配列の転写開始部位の転写の方向に関して上流に位置し、DNA依存性RNAポリメラーゼ、転写開始部位、および任意の他のDNA配列のための結合部位、例えば、これらに限定されないが、転写因子結合部位、リプレッサーおよびアクチベータータンパク質結合部位などの存在によって構造的に同定される核酸断片、ならびにプロモーターからの転写量を直接または間接的に調節するように作用する、当業者に公知の任意の他のヌクレオチドの配列を指す。「構成要素」プロモーターは、ほとんどの生理学的および発生的条件下でほとんどの組織において活性であるプロモーターである。「誘導性」および/または「抑制性」プロモーターは、例えば化学的誘導物質または抑制シグナルの適用によって、誘導および/または抑制されるように生理学的または発生的に調節されるプロモーターである。
本明細書で使用される場合、「作動可能に連結される」という用語は、機能的関係にあるポリヌクレオチド要素の連結を指す。核酸は、別の核酸配列と機能的関係に置かれた場合、「作動可能に連結される」。例えば、プロモーターなどの転写調節配列は、コーディング配列の転写に影響を及ぼす場合、コーディング配列に作動可能に連結されている。作動可能に連結されているとは、連結されているDNA配列が典型的には連続しており、2つのタンパク質エンコード領域を連結する必要がある場合は、連続し、かつリーディングフレーム内にあることを意味する。
本明細書で使用される場合、「調節因子」または「転写調節因子」は、特定のDNA配列に結合することによって、DNAからメッセンジャーRNAへの遺伝情報の転写速度を制御するタンパク質である。
「タンパク質」または「ポリペプチド」という用語は互換的に使用され、アミノ酸の鎖からなる分子を指し、特定の作用様式、サイズ、三次元構造または起源に言及しない。
「遺伝子」という用語は、適切な調節領域(例えばプロモーター)に作動可能に連結された、細胞のRNA分子(例えばmRNA)に転写される領域(転写領域)を含むDNA断片を意味する。遺伝子は、通常、作動可能に連結されたいくつかの断片、例えば、プロモーター、5’リーダー配列、コーディング領域および3’非翻訳配列(3’末端)を含み、例えば、ポリアデニル化部位および/または転写終結部位を含む。
「遺伝子の発現」は、適切な調節領域、特にプロモーターに作動可能に連結されたDNA領域が、生物学的に活性な、すなわち生物学的に活性なタンパク質またはペプチドに翻訳され得るRNAに転写されるプロセスを指す。
本明細書に記載のアミノ酸配列では、アミノ酸または「残基」は3文字記号で示される。これらの3文字記号および対応する1文字記号は当業者に周知であり、以下の意味を有する:A(Ala)はアラニン、C(Cys)はシステイン、D(Asp)はアスパラギン酸、E(Glu)はグルタミン酸、F(Phe)はフェニルアラニン、G(Gly)はグリシン、H(His)はヒスチジン、I(Ile)はイソロイシン、K(Lys)はリジン、L(Leu)はロイシン、M(Met)はメチオニン、N(Asn)はアスパラギン、P(Pro)はプロリン、Q(Gln)はグルタミン、R(Arg)はアルギニン、S(Ser)はセリン、T(Thr)はトレオニン、V(Val)はバリン、W(Trp)はトリプトファン、Y(Tyr)はチロシンである。残基は、タンパク質を構成する任意のアミノ酸であり得るが、タンパク質を構成しない任意のアミノ酸、例えばD-アミノ酸、および翻訳後修飾によって形成された修飾アミノ酸でもあり得、本明細書に記載されるような、任意の非天然アミノ酸でもあり得る。
配列同一性
本発明の文脈において、FGF21をエンコードする核酸分子などの核酸分子は、タンパク質断片またはポリペプチドまたはペプチドまたは誘導ペプチドをエンコードする核酸またはヌクレオチド配列によって表される。本発明の文脈において、線維芽細胞増殖因子21(FGF21)としてのFGF21タンパク質断片またはポリペプチドまたはペプチドまたは誘導ペプチドは、アミノ酸配列によって表される。
所与の配列同一性番号(配列番号)によって本明細書で同定される各核酸分子またはタンパク質断片またはポリペプチドまたはペプチドまたは誘導ペプチドまたは構築物は、開示されるこの特定の配列に限定されないことが理解されるべきである。本明細書で同定される各コーディング配列は、所与のタンパク質断片もしくはポリペプチドもしくはペプチドもしくは誘導ペプチドもしくは構築物をエンコードするか、またはそれ自体がタンパク質断片もしくはポリペプチドもしくは構築物もしくはペプチドもしくは誘導ペプチドである。
本出願を通して、所与のタンパク質断片またはポリペプチドまたはペプチドまたは誘導ペプチドをエンコードする特定のヌクレオチド配列の配列番号(例として配列番号Xとする)に言及する場合はいつでも、それを、
i.配列番号Xと少なくとも60%の配列同一性を有するヌクレオチド配列を含むヌクレオチド配列;
ii.配列が、遺伝子暗号の縮重により(i)の核酸分子の配列と異なっているヌクレオチド配列;または
iii.ヌクレオチド配列の配列番号Xによってエンコードされるアミノ酸配列と少なくとも60%のアミノ酸同一性または類似性を有するアミノ酸配列をエンコードするヌクレオチド配列、に置き換えることができる。
配列同一性または類似性の別の好ましいレベルは70%である。配列同一性または類似性の別の好ましいレベルは80%である。配列同一性または類似性の別の好ましいレベルは90%である。配列同一性または類似性の別の好ましいレベルは95%である。配列同一性または類似性の別の好ましいレベルは99%である。
本出願を通して、特定のアミノ酸配列の配列番号(例として配列番号Yとする)に言及する場合はいつでも、それを、アミノ酸配列の配列番号Yと少なくとも60%の配列同一性または類似性を有する配列を含むアミノ酸配列によって表されるポリペプチドに置き換えることができる。配列同一性または類似性の別の好ましいレベルは70%である。配列同一性または類似性の別の好ましいレベルは80%である。配列同一性または類似性の別の好ましいレベルは90%である。配列同一性または類似性の別の好ましいレベルは95%である。配列同一性または類似性の別の好ましいレベルは99%である。
所与のヌクレオチド配列またはアミノ酸配列との同一性または類似性パーセンテージによって本明細書に記載される各ヌクレオチド配列またはアミノ酸配列は、さらに好ましい実施形態において、所与のヌクレオチド配列またはアミノ酸配列それぞれと少なくとも60%、少なくとも61%、少なくとも62%、少なくとも63%、少なくとも64%、少なくとも65%、少なくとも66%、少なくとも67%、少なくとも68%、少なくとも69%、少なくとも70%、少なくとも71%、少なくとも72%、少なくとも73%、少なくとも74%、少なくとも75%、少なくとも76%、少なくとも77%、少なくとも78%、少なくとも79%、少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%の同一性または類似性を有する。
非コーディングヌクレオチド配列(すなわち、プロモーターのもの、または別の調節因子領域のもの)の各々は、特定のヌクレオチド配列の配列番号(例として配列番号Aとする)と少なくとも60%の配列同一性または類似性を有するヌクレオチド配列を含むヌクレオチド配列によって置き換えることができる。好ましいヌクレオチド配列は、配列番号Aと少なくとも60%、少なくとも61%、少なくとも62%、少なくとも63%、少なくとも64%、少なくとも65%、少なくとも66%、少なくとも67%、少なくとも68%、少なくとも69%、少なくとも70%、少なくとも71%、少なくとも72%、少なくとも73%、少なくとも74%、少なくとも75%、少なくとも76%、少なくとも77%、少なくとも78%、少なくとも79%、少なくとも80%、少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%の配列同一性を有する。好ましい実施形態では、プロモーターなどの、このような非コーディングヌクレオチド配列は、少なくともこのような非コーディングヌクレオチド配列の活性、例えば当業者に公知のプロモーターの活性を示すか、または発揮する。
「相同性」、「配列同一性」などの用語は、本明細書では互換的に使用される。配列同一性は、本明細書では、配列を比較することによって決定される、2つ以上のアミノ酸(ポリペプチドまたはタンパク質)配列または2つ以上の核酸(ポリヌクレオチド)配列の間の関連性として説明される。好ましい実施形態では、配列同一性は、2つの所与の配列番号の全長またはその一部に基づいて計算される。その一部とは、好ましくは両方の配列番号の少なくとも50%、60%、70%、80%、90%、または100%を意味する。当技術分野では、「同一性」はまた、アミノ酸または核酸配列間の、場合によってはそのような配列のストリング間の一致によって決定された配列関連性の程度を指す。2つのアミノ酸配列間の「類似性」は、1つのポリペプチドのアミノ酸配列およびその保存されたアミノ酸置換を第2のポリペプチドの配列と比較することによって決定される。「同一性」および「類似性」は、限定されないが、それぞれ参照により本明細書に組み込まれる、Bioinformatics and the Cell:Modern Computational Approaches in Genomics、Proteomics and transcriptomics,Xia X.,Springer International Publishing,New York,2018;およびBioinformatics:Sequence and Genome Analysis,Mount D.,Cold Spring Harbor Laboratory Press,New York,2004に記載されるものを含む、公知の方法によって容易に計算され得る。
「配列同一性」および「配列類似性」は、2つの配列の長さに応じて、グローバルまたはローカルアライメントアルゴリズムを使用して、2つのペプチドまたは2つのヌクレオチド配列のアライメントによって決定することができる。同程度の長さの配列を、好ましくは、配列を全長にわたって最適にアライメントするグローバルアライメントアルゴリズム(例えば、Needleman-Wunsch)を使用してアライメントし、一方、実質的に異なる長さの配列を、好ましくは、ローカルアライメントアルゴリズム(例えば、Smith-Waterman)を使用してアライメントする。配列は、それらが(例えばデフォルトパラメータを使用して、プログラムEMBOSS needleまたはEMBOSS waterによって最適にアライメントされた場合に)少なくとも一定の最小パーセンテージの配列同一性を共有する場合(後述するように)、「実質的に同一」または「本質的に類似」と称され得る。
2つの配列が同程度の長さを有する場合、グローバルアライメントを適切に使用して配列同一性を決定する。配列が実質的に異なる全長を有する場合、ローカルアライメント、例えばSmith-Watermanアルゴリズムを使用するものが好ましい。EMBOSS needleは、Needleman-Wunschグローバルアライメントアルゴリズムを使用して、2つの配列をそれらの全長(完全長)にわたってアライメントし、一致の数を最大化し、ギャップの数を最小化する。EMBOSS waterは、Smith-Watermanローカルアライメントアルゴリズムを使用する。一般に、EMBOSS needleニードルおよびEMBOSS waterのデフォルトパラメータが、ギャップオープンペナルティ=10(ヌクレオチド配列)/10(タンパク質)、およびギャップエクステンションペナルティ=0.5(ヌクレオチド配列)/0.5(タンパク質)で使用される。ヌクレオチド配列の場合、使用されるデフォルトスコアリングマトリックスはDNAfullであり、タンパク質の場合、デフォルトスコアリングマトリックスはBlosum62である(Henikoff&Henikoff,1992,PNAS 89,915-919、参照により本明細書に組み込まれる)。
あるいは、類似性または同一性のパーセンテージは、FASTA、BLASTなどのアルゴリズムを使用して、公開データベースに対して検索することによって決定され得る。したがって、本発明のいくつかの実施形態の核酸およびタンパク質配列を「クエリ配列」としてさらに使用して、公開データベースに対して検索を実行して、例えば、他のファミリーメンバーまたは関連配列を同定することができる。そのような検索は、参照により本明細書に組み込まれる、Altschul,et al.(1990)J.Mol.Biol.215:403-10のBLASTnおよびBLASTxプログラム(バージョン2.0)を使用して行うことができる。BLASTヌクレオチド検索を、NBLASTプログラム、スコア=100、ワード長=12で実行して、本発明の酸化還元酵素核酸分子に相同なヌクレオチド配列を得ることができる。BLASTタンパク質検索を、BLASTxプログラム、スコア=50、ワード長=3で実行して、本発明のタンパク質分子に相同なアミノ酸配列を得ることができる。比較目的のためにギャップのあるアライメントを得るために、Gapped BLASTを、参照により本明細書に組み込まれるAltschul et al.,(1997)Nucleic Acids Res.25(17):3389-3402に記載されているように利用することができる。BLASTおよびGapped BLASTプログラムを利用する場合、それぞれのプログラム(例えば、BLASTxおよびBLASTn)のデフォルトパラメータを使用することができる。ワールドワイドウェブ、www.ncbi.nlm.nih.gov/でアクセス可能な国立生物工学情報センターのホームページを参照されたい。
場合により、アミノ酸類似性の程度を決定する際に、当業者は、いわゆる保存的アミノ酸置換も考慮に入れることができる。本明細書で使用される場合、「保存的」アミノ酸置換は、類似の側鎖を有する残基の互換性を指す。保存的置換のためのアミノ酸残基のクラスの例を以下の表に示す。
Figure 2023528590000001
代替的な保存的アミノ酸残基置換のクラス:
Figure 2023528590000002
アミノ酸残基の代替的な物理的および機能的分類:
Figure 2023528590000003
例えば、脂肪族側鎖を有するアミノ酸の群は、グリシン、アラニン、バリン、ロイシンおよびイソロイシンであり、脂肪族-ヒドロキシル側鎖を有するアミノ酸の群は、セリンおよびトレオニンであり、アミド含有側鎖を有するアミノ酸の群はアスパラギンおよびグルタミンであり、芳香族側鎖を有するアミノ酸の群は、フェニルアラニン、チロシン、およびトリプトファンであり、塩基性側鎖を有するアミノ酸の群は、リジン、アルギニン、およびヒスチジンであり、硫黄含有側鎖を有するアミノ酸の群はシステインおよびメチオニンである。好ましい保存的アミノ酸置換群は、バリン-ロイシン-イソロイシン、フェニルアラニン-チロシン、リジン-アルギニン、アラニン-バリン、およびアスパラギン-グルタミンである。本明細書に開示されるアミノ酸配列の置換変異体は、開示される配列中の少なくとも1つの残基が除去され、その場所に異なる残基が挿入されたものである。好ましくは、アミノ酸変化は保存的である。天然に存在するアミノ酸のそれぞれに対する好ましい保存的置換は以下の通りである:AlaからSer;ArgからLys;AsnからGlnまたはHis;AspからGlu;CysからSerまたはAla;GlnからAsn;GluからAsp;GlyからPro;HisからAsnまたはGln;IleからLeuまたはVal;LeuからIleまたはVal;LysからArg;GlnまたはGlu;MetからLeuまたはIle;PheからMet、LeuまたはTyr;SerからThr;ThrからSer;TrpからTyr;TyrからTrpまたはPhe;および、ValからIleまたはLeu。
例えば、脂肪族側鎖を有するアミノ酸の群は、グリシン、アラニン、バリン、ロイシンおよびイソロイシンであり、脂肪族-ヒドロキシル側鎖を有するアミノ酸の群は、セリンおよびトレオニンであり、アミド含有側鎖を有するアミノ酸の群はアスパラギンおよびグルタミンであり、芳香族側鎖を有するアミノ酸の群は、フェニルアラニン、チロシン、およびトリプトファンであり、塩基性側鎖を有するアミノ酸の群は、リジン、アルギニン、およびヒスチジンであり、硫黄含有側鎖を有するアミノ酸の群はシステインおよびメチオニンである。好ましい保存的アミノ酸置換群は、バリン-ロイシン-イソロイシン、フェニルアラニン-チロシン、リジン-アルギニン、アラニン-バリン、およびアスパラギン-グルタミンである。本明細書に開示されるアミノ酸配列の置換変異体は、開示される配列中の少なくとも1つの残基が除去され、その場所に異なる残基が挿入されたものである。好ましくは、アミノ酸変化は保存的である。天然に存在するアミノ酸のそれぞれに対する好ましい保存的置換は以下の通りである:AlaからSer;ArgからLys;AsnからGlnまたはHis;AspからGlu;CysからSerまたはAla;GlnからAsn;GluからAsp;GlyからPro;HisからAsnまたはGln;IleからLeuまたはVal;LeuからIleまたはVal;LysからArg;GlnまたはGlu;MetからLeuまたはIle;PheからMet、LeuまたはTyr;SerからThr;ThrからSer;TrpからTyr;TyrからTrpまたはPhe;および、ValからIleまたはLeu。
遺伝子またはコーディング配列
「遺伝子」という用語は、適切な調節領域(例えばプロモーター)に作動可能に連結された、細胞のRNA分子(例えばmRNA)に転写される領域(転写領域)を含むDNA断片を意味する。遺伝子は、通常、作動可能に連結されたいくつかの断片、例えば、プロモーター、5’リーダー配列、コーディング領域および3’非翻訳配列(3’末端)を含み、例えば、ポリアデニル化部位および/または転写終結部位を含む。キメラ遺伝子または組換え遺伝子(FGF21遺伝子など)は、本来は通常見られない遺伝子、例えばプロモーターが転写されたDNA領域の一部または全部と事実上関連していない遺伝子などである。「遺伝子の発現」は、適切な調節領域、特にプロモーターに作動可能に連結されたDNA領域が、生物学的に活性な、すなわち生物学的に活性なタンパク質またはペプチドに翻訳され得るRNAに転写されるプロセスを指す。
「導入遺伝子」は、本明細書では、細胞に新たに導入された遺伝子またはコーディング配列または核酸分子(すなわち、FGF21をエンコードする分子)、すなわち存在することはできるが、通常は細胞内で発現され得ないかまたは不十分なレベルで発現され得る遺伝子として記載される。この文脈において、「不十分」とは、前記FGF21が細胞内で発現されるが、本明細書に記載の状態および/または疾患が依然として発症し得ることを意味する。この場合、本発明は、FGF21の過剰発現を可能にする。導入遺伝子は、細胞本来の配列、細胞内に本来存在しない配列を含み得、両方の組み合わせを含み得る。導入遺伝子は、FGF21をコーディングする配列、および/または細胞においてFGF21をコーディングする配列の発現のために適切な調節配列に作動可能に連結され得る、本明細書において先に同定されたようなさらなるタンパク質を含み得る。好ましくは、導入遺伝子は宿主細胞のゲノムに組み込まれない。
プロモーター
本明細書で使用される場合、「プロモーター」または「転写調節配列」という用語は、1つまたは複数のコーディング配列の転写を制御するように機能し、コーディング配列の転写開始部位の転写の方向に関して上流に位置し、DNA依存性RNAポリメラーゼ、転写開始部位、および任意の他のDNA配列のための結合部位、例えば、これらに限定されないが、転写因子結合部位、リプレッサーおよびアクチベータータンパク質結合部位などの存在によって構造的に同定される核酸断片、ならびにプロモーターからの転写量を直接または間接的に調節するように作用する、当業者に公知の任意の他のヌクレオチドの配列を指す。「構成要素」プロモーターは、ほとんどの生理学的および発生的条件下でほとんどの組織において活性であるプロモーターである。「誘導性」プロモーターは、例えば化学的誘導物質の適用によって生理学的または発生的に調節されるプロモーターである。
「遍在性プロモーター」は、生物の実質的にすべての組織、器官および細胞において活性である。
「器官特異的」または「組織特異的」プロモーターは、それぞれ特定の種類の器官または組織で活性なプロモーターである。器官特異的プロモーターおよび組織特異的プロモーターは、主に1つの器官または組織における1つ以上の遺伝子(またはコーディング配列)の発現を調節するが、他の器官または組織においても検出可能なレベルの(「漏出性」)発現を可能にすることができる。他の器官または組織における漏出性発現は、当業者に公知の標準的なアッセイ(例えば、qPCR、ウエスタンブロット分析、ELISA)によってmRNAまたはタンパク質のレベルで評価した場合に、器官特異的発現または組織特異的発現と比較して、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倍または少なくとも5倍低いがそれでも検出可能な発現を意味する。漏出性発現が検出され得る器官または組織の最大数は、5、6、7または8である。
「CNSまたは脳特異的プロモーター」は、CNSおよび/または脳において転写を開始することができるプロモーターであるが、それでも他の(最大5、6、7または8)器官および身体の部分におけるいくらかの漏出性発現を可能にする。CNSおよび/または脳における転写は、視床下部、皮質、海馬、小脳および嗅球などの関連領域、ならびにニューロンおよび/またはグリア細胞などの細胞において検出することができる。
本発明の文脈において、CNSおよび/または脳および/または視床下部および/または皮質および/または海馬および/または小脳および/または嗅球の特異的プロモーターとは、他の器官または組織と比較して、CNSおよび/または脳および/または視床下部および/または皮質および/または海馬および/または小脳および/または嗅球におけるFGF21の優先的または優勢な(少なくとも10%高い、少なくとも20%高い、少なくとも30%高い、少なくとも40%高い、少なくとも50%高い、少なくとも60%高い、少なくとも70%高い、少なくとも80%高い、少なくとも90%高い、少なくとも100%高い、少なくとも150%高い、少なくとも200%高い、またはそれ以上)発現を駆動することができるプロモーターであり得る。他の器官または組織は、肝臓、膵臓、脂肪組織、骨格筋、心臓、腎臓、結腸、造血組織、肺、卵巣、脾臓、胃、精巣などであり得る。好ましくは、他の器官は、肝臓および心臓である。発現は、他に「一般情報」と題する以下のセクションで記載されているように評価することができる。
本出願を通して、発現の文脈でCNSおよび/または脳および/または視床下部および/または皮質および/または海馬および/または小脳および/または嗅球特異的が言及される場合、CNSおよび/または脳および/または視床下部および/または皮質および/または海馬および/または小脳および/または嗅球を構成する細胞型の細胞型特異的発現もそれぞれ想定される。
「肝臓特異的プロモーター」は、肝臓において転写を開始することができるプロモーターであるが、それでも他の(最大5、6、7または8)器官および身体の部分におけるいくらかの漏出性発現を可能にする。肝臓における転写は、肝組織および肝細胞、例えば肝実質細胞、クッパー細胞および/またはオーバル細胞において検出することができる。
本発明の文脈において、肝臓特異的プロモーターは、他の器官または組織と比較して、肝臓におけるFGF21の優先的または優勢な(少なくとも10%高い、少なくとも20%高い、少なくとも30%高い、少なくとも40%高い、少なくとも50%高い、少なくとも60%高い、少なくとも70%高い、少なくとも80%高い、少なくとも90%高い、少なくとも100%高い、少なくとも150%高い、少なくとも200%高い、またはそれ以上)発現を駆動することができるプロモーターであり得る。他の器官または組織は、CNS、脳、膵臓、脂肪組織、骨格筋、心臓、腎臓、結腸、造血組織、肺、卵巣、脾臓、胃、精巣などであり得る。好ましくは、他の器官は心臓である。発現は、他に「一般情報」と題する以下のセクションで記載されているように評価することができる。
本出願を通して、発現の文脈で肝臓特異的が言及される場合、肝臓を構成する細胞型(肝実質細胞、クッパー細胞および/またはオーバル細胞を含む)の細胞型特異的発現もそれぞれ想定される。
「脂肪組織特異的プロモーター」は、脂肪組織において転写を開始することができるプロモーターであるが、それでも他の(最大5、6、7または8)器官および身体の部分におけるいくらかの漏出性発現を可能にする。脂肪組織における転写は、脂肪組織の脂肪組織細胞、例えば白色脂肪細胞、褐色脂肪細胞、ベージュ脂肪細胞、前脂肪細胞、間質血管細胞において検出することができる。
本発明の文脈において、脂肪組織特異的プロモーターは、他の器官または組織と比較して、脂肪組織におけるFGF21の優先的または優勢な(少なくとも10%高い、少なくとも20%高い、少なくとも30%高い、少なくとも40%高い、少なくとも50%高い、少なくとも60%高い、少なくとも70%高い、少なくとも80%高い、少なくとも90%高い、少なくとも100%高い、少なくとも150%高い、少なくとも200%高い、またはそれ以上)発現を駆動することができるプロモーターであり得る。他の器官または組織は、CNS、脳、膵臓、肝臓、筋骨格、心臓、腎臓、結腸、造血組織、肺、卵巣、脾臓、胃、精巣などであり得る。好ましくは、他の器官は心臓である。発現は、他に「一般情報」と題する以下のセクションで記載されているように評価することができる。
本出願を通して、発現の文脈で脂肪組織特異的が言及される場合、脂肪組織を構成する細胞型(白色脂肪細胞、褐色脂肪細胞、ベージュ脂肪細胞、前脂肪細胞、間質血管細胞を含む)の細胞型特異的発現もそれぞれ想定される。
「骨格筋プロモーター」は、骨格筋において転写を開始することができるプロモーターであるが、それでも他の(最大5、6、7または8)器官および身体の部分におけるいくらかの漏出性発現を可能にする。骨格筋における転写は、骨格筋組織および骨格筋細胞、例えば筋細胞、筋芽細胞、衛星細胞において検出することができる。
本発明の文脈において、骨格筋プロモーターは、他の器官または組織と比較して、骨格筋におけるFGF21の優先的または優勢な(少なくとも10%高い、少なくとも20%高い、少なくとも30%高い、少なくとも40%高い、少なくとも50%高い、少なくとも60%高い、少なくとも70%高い、少なくとも80%高い、少なくとも90%高い、少なくとも100%高い、少なくとも150%高い、少なくとも200%高い、またはそれ以上)発現を駆動することができるプロモーターであり得る。他の器官または組織は、CNS、脳、膵臓、脂肪組織、肝臓、心臓、腎臓、結腸、造血組織、肺、卵巣、脾臓、胃、精巣などであり得る。好ましくは、他の器官は心臓である。発現は、他に「一般情報」と題する以下のセクションで記載されているように評価することができる。
本出願を通して、発現の文脈で骨格筋が言及される場合、骨格筋を構成する細胞型(筋細胞、筋芽細胞、衛星細胞)の細胞型特異的発現もそれぞれ想定される。
作動可能に連結される
本明細書で使用される場合、「作動可能に連結される」という用語は、機能的関係にあるポリヌクレオチド要素の連結を指す。核酸は、別の核酸配列と機能的関係に置かれた場合、「作動可能に連結される」。例えば、転写調節配列は、コーディング配列の転写に影響を及ぼす場合、コーディング配列に作動可能に連結される。作動可能に連結されているとは、連結されているDNA配列が典型的には連続しており、2つのタンパク質エンコード領域を連結する必要がある場合は、連続し、かつリーディングフレーム内にあることを意味する。連結は、好都合な制限部位での、またはアダプターもしくはその代わりに挿入されたリンカーでのライゲーションによって、または遺伝子合成によって達成することができる。
マイクロRNA
本明細書で使用される場合、「マイクロRNA」または「miRNA」または「miR」は、本開示に鑑みて当業者によって理解されるその慣習的かつ通常の意味を有する。マイクロRNAは、植物、動物およびいくつかのウイルスに見られる小さな非コーディングRNA分子であり、RNAサイレンシングおよび遺伝子発現の転写後調節において機能し得る。マイクロRNAの標的配列は、「miRT」と表記され得る。例えば、マイクロRNA-1またはmiRNA-1またはmiR-1の標的配列は、miRT-1と表記され得る。
タンパク質およびアミノ酸
「タンパク質」または「ポリペプチド」または「アミノ酸配列」という用語は互換的に使用され、アミノ酸の鎖からなる分子を指し、特定の作用様式、サイズ、三次元構造または起源に言及しない。本明細書に記載のアミノ酸配列では、アミノ酸または「残基」は3文字記号で示される。これらの3文字記号および対応する1文字記号は当業者に周知であり、以下の意味を有する:A(Ala)はアラニン、C(Cys)はシステイン、D(Asp)はアスパラギン酸、E(Glu)はグルタミン酸、F(Phe)はフェニルアラニン、G(Gly)はグリシン、H(His)はヒスチジン、I(Ile)はイソロイシン、K(Lys)はリジン、L(Leu)はロイシン、M(Met)はメチオニン、N(Asn)はアスパラギン、P(Pro)はプロリン、Q(Gln)はグルタミン、R(Arg)はアルギニン、S(Ser)はセリン、T(Thr)はトレオニン、V(Val)はバリン、W(Trp)はトリプトファン、Y(Tyr)はチロシンである。残基は、タンパク質を構成する任意のアミノ酸であり得るが、タンパク質を構成しない任意のアミノ酸、例えばD-アミノ酸、および翻訳後修飾によって形成された修飾アミノ酸でもあり得、任意の非天然アミノ酸でもあり得る。
CNSおよび脳
本明細書で使用される場合、「中枢神経系」または「CNS」は、感覚インパルスが伝達され、運動インパルスを出し、神経系全体の活動を調整する、脳および脊髄を含む神経系の部分を指す。
本明細書で使用される場合、「脳」は、神経系の中枢器官を指し、大脳、脳幹および小脳からなる。それは、身体の活動の大部分を制御し、感覚器官から受信した情報を処理、統合、および調整し、身体の残りの部分に送信される命令に関する決定を行う。
特に、本明細書で使用される場合、「視床下部」は、視床の下の前脳の領域を指し、それは自律神経系と下垂体の活動の両方を調整し、体温、口渇、空腹、および他の恒常性系を制御し、睡眠および情動活動に関与する。本明細書で使用される「海馬」は、辺縁系に属し、短期記憶から長期記憶への情報の固定において、およびナビゲーションを可能にする空間記憶において重要な役割を果たす。海馬は、大脳皮質の下(allocortical)および内側側頭葉の霊長類に位置する。本明細書で使用される「皮質」または「大脳皮質」は、ヒトおよび他の哺乳動物における脳の大脳の神経組織の外層である。それは、記憶、注意、知覚、認識、思考、言語、および意識において重要な役割を果たす。本明細書で使用される「小脳」は、すべての脊椎動物の後脳における主要な形質を指す。ヒトでは、それは運動制御において重要な役割を果たす。それはまた、注意および言語などのいくつかの認知機能、ならびに恐怖および快楽の反応の調節に関与し得る。本明細書で使用される「嗅球」は、嗅覚系(嗅覚に特化した系)の本質的な構造を指す。嗅球は、扁桃体、眼窩前頭皮質(OFC)、および海馬においてさらに処理されるべき情報を送り、そこで感情、記憶、および学習における役割を果たす。
遺伝子構築物
本明細書に記載の遺伝子構築物は、当業者に公知の任意のクローニングおよび/または組換えDNA技術を使用して調製することができ、前記FGF21をエンコードするヌクレオチド配列は、適切な細胞、例えば、Ausubel et al.,「Current Protocols in Molecular Biology」、Greene Publishing and Wiley-Interscience,New York(1987)およびSambrook and Russell(2001、上記)に記載されているような(これらの両方は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる)、培養細胞または多細胞生物の細胞で発現される。Kunkel(1985)Proc.Natl.Acad.Sci.82:488(部位誘導突然変異誘発を記載)、およびRoberts et al.(1987)Nature 328:731-734またはWells,J.A.,et al.(1985)Gene 34:315(カセット突然変異誘発を記載)も参照されたい。
発現ベクター
「発現ベクター」または「ベクター」という句は、例えば、遺伝子またはコーディング配列の発現をもたらすことができるヌクレオチド配列を、そのような配列と適合性のある宿主において導入することによって、細胞における遺伝子発現を得るために使用される分子生物学におけるツールを一般に指す。発現ベクターは、細胞内で安定化し、エピソームのまま存続することができるゲノムを保有する。本発明の文脈内で、細胞は、構築物を作製するために使用される細胞、または構築物が投与される細胞を包含することを意味し得る。あるいは、ベクターは、例えば相同組換えまたは他の方法によって細胞のゲノムに組み込むことができる。
これらの発現ベクターは、典型的には、少なくとも適切なプロモーター配列を含み、転写終結シグナルを含んでもよい。発現をもたらすのに必要または有用な追加の因子も、本明細書に記載のように使用することができる。FGF21をエンコードする核酸またはDNAまたはヌクレオチド配列は、インビトロ細胞培養物への導入、およびそこでの発現が可能なDNA構築物に組み込まれる。具体的には、DNA構築物は、原核生物宿主、例えば細菌、例えば大腸菌における複製に適しているか、または培養された哺乳動物、植物、昆虫、(例えば、Sf9)、酵母、真菌もしくは他の真核細胞株に導入することができる。
特定の宿主への導入のために調製されたDNA構築物は、宿主によって認識される複製系、所望のポリペプチドをエンコードすることを意図するDNAセグメント、ならびにポリペプチドをエンコードするセグメントに作動可能に連結された転写および翻訳開始および終結調節配列を含み得る。「作動可能に連結された」という用語は、本明細書で既に説明されている。例えば、プロモーターまたはエンハンサーは、配列の転写を刺激する場合、コーディング配列に作動可能に連結されている。シグナル配列のためのDNAは、ポリペプチドの分泌に関与するプレタンパク質として発現される場合、ポリペプチドをエンコードするDNAに作動可能に連結されている。一般に、作動可能に連結されるDNA配列は隣接しており、シグナル配列の場合、隣接し、かつリーディングフレーム内にある。しかしながら、エンハンサーは、それらが転写を制御するコーディング配列と隣接している必要はない。連結は、好都合な制限部位での、またはアダプターもしくはその代わりに挿入されたリンカーでのライゲーションによって、または遺伝子合成によって達成される。
適切なプロモーター配列の選択は、一般に、DNAセグメントの発現のために選択される宿主細胞に依存する。適切なプロモーター配列の例としては、当技術分野で周知の原核生物プロモーターおよび真核生物プロモーターが挙げられる(例えば、前出のSambrook and Russell,2001を参照されたい)。転写調節配列は、典型的には、宿主によって認識される異種エンハンサーまたはプロモーターを含む。適切なプロモーターの選択は宿主に依存するが、trp、lacおよびファージプロモーター、tRNAプロモーターならびに解糖酵素プロモーターなどのプロモーターが公知であり、入手可能である(例えば、前出のSambrook and Russell,2001を参照されたい)。発現ベクターは、ポリペプチドをエンコードするセグメントの挿入部位と共に、複製系ならびに転写および翻訳調節配列を含む。ほとんどの場合、複製系は、ベクターを作製するために使用される細胞においてのみ機能する(大腸菌としての細菌細胞)。ほとんどのプラスミドおよびベクターは、ベクターに感染した細胞では複製しない。細胞株と発現ベクターとの実行可能な組み合わせの例は、Sambrook and Russell(2001、前出)およびMetzger et al.(1988)Nature 334:31-36に記載されている。例えば、適切な発現ベクターは、酵母、例えば出芽酵母、例えば昆虫細胞、例えばSf9細胞、哺乳動物細胞、例えばCHO細胞、および細菌細胞、例えば大腸菌で発現させることができる。したがって、細胞は、原核生物または真核生物の宿主細胞であり得る。細胞は、液体または固体培地での培養に適した細胞であり得る。
あるいは、宿主細胞は、トランスジェニック植物またはトランスジェニック動物などの多細胞生物の一部である細胞である。
適切なプロモーター配列の選択は、一般に、DNAセグメントの発現のために選択される宿主細胞に依存する。適切なプロモーター配列の例としては、当技術分野で周知の原核生物プロモーターおよび真核生物プロモーターが挙げられる(例えば、前出のSambrook and Russell,2001を参照されたい)。転写調節配列は、典型的には、宿主によって認識される異種エンハンサーまたはプロモーターを含む。適切なプロモーターの選択は宿主に依存するが、trp、lacおよびファージプロモーター、tRNAプロモーターならびに解糖酵素プロモーターなどのプロモーターが公知であり、入手可能である(例えば、前出のSambrook and Russell,2001を参照されたい)。発現ベクターは、ポリペプチドをエンコードするセグメントの挿入部位と共に、複製系ならびに転写および翻訳調節配列を含む。ほとんどの場合、複製系は、ベクターを作製するために使用される細胞においてのみ機能する(大腸菌としての細菌細胞)。ほとんどのプラスミドおよびベクターは、ベクターに感染した細胞では複製しない。細胞株と発現ベクターとの実行可能な組み合わせの例は、Sambrook and Russell(2001、前出)およびMetzger et al.(1988)Nature 334:31-36に記載されている。例えば、適切な発現ベクターは、酵母、例えば出芽酵母、例えば昆虫細胞、例えばSf9細胞、哺乳動物細胞、例えばCHO細胞、および細菌細胞、例えば大腸菌で発現させることができる。したがって、細胞は、原核生物または真核生物の宿主細胞であり得る。細胞は、液体または固体培地での培養に適した細胞であり得る。
あるいは、宿主細胞は、トランスジェニック植物またはトランスジェニック動物などの多細胞生物の一部である細胞である。
ウイルスベクター
ウイルスベクターまたはウイルス発現ベクター、ウイルス遺伝子治療ベクターは、本明細書に記載の遺伝子構築物を含むベクターである。
ウイルスベクターまたはウイルス遺伝子治療ベクターは、遺伝子治療に適したベクターである。遺伝子治療に適したベクターは、Anderson 1998,Nature 392:25-30;Walther and Stein,2000,Drugs 60:249-71;Kay et al.,2001,Nat.Med.7:33-40;Russell,2000,J.Gen.Virol.81:2573-604;Amado and Chen,1999,Science 285:674-6;Federico,1999,Curr.Opin.Biotechnol.10:448-53;Vigna and Naldini,2000,J.Gene Med.2:308-16;Marin et al.,1997,Mol.Med.Today 3:396-403;Peng and Russell,1999,Curr.Opin.Biotechnol.10:454-7;Sommerfelt,1999,J.Gen.Virol.80:3049-64;Reiser,2000,Gene Ther.7:910-3;およびその中で引用されている参考文献に記載されている。
特に適切な遺伝子治療ベクターには、アデノウイルスおよびアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクターが含まれる。これらのベクターは、滑膜細胞および肝細胞を含む多数の分裂細胞型および非分裂細胞型に感染する。細胞侵入後のアデノウイルスベクターおよびAAVベクターのエピソーム性により、これらのベクターは上記のように治療用途に適したものになる(Russell,2000,J.Gen.Virol。81:2573-2604;Goncalves,2005,Virol J.2(1):43)。AAVベクターは、導入遺伝子発現の非常に安定した長期発現をもたらすことが知られているので、さらにより好ましい(イヌでは最大9年間(Niemeyer et al,Blood.2009 Jan 22;113(4):797-806)、ヒトでは約10年間(Buchlis,G.et al.,Blood.2012 Mar 29;119(13):3038-41)。好ましいアデノウイルスベクターは、Russell(2000、前出)によって概説されるように、宿主応答を減らすように修飾される。AAVベクターを使用する遺伝子治療のための方法は、Wang et al.,2005,J Gene Med.March 9(印刷に先行するEpub)、Mandel et al.、2004、Curr Opin Mol Ther.6(5):482-90、およびMartin et al.、2004、Eye 18(11):1049-55、Nathwani et al、N Engl J Med.2011 Dec 22;365(25):2357-65、Apparailly et al、Hum Gene Ther.2005 Apr;16(4):426-34に記載されている。
別の適切な遺伝子治療ベクターには、レトロウイルスベクターが含まれる。本発明における適用のための好ましいレトロウイルスベクターは、レンチウイルスベースの発現構築物である。レンチウイルスベクターは、分裂細胞および非分裂細胞のゲノムに感染し、安定に組み込まれる能力を有する(Amado and Chen,1999 Science 285:674-6)。レンチウイルスベースの発現構築物の構築および使用方法は、米国特許第6,165,782号、第6,207,455号、第6,218,181号、第6,277,633号および第6,323,031号、ならびにFederico(1999,Curr Opin Biotechnol 10:448-53)およびVigna et al.(2000,J Gene Med 2000;2:308-16)に記載されている。
他の適切な遺伝子治療ベクターには、アデノウイルスベクター、ヘルペスウイルスベクター、ポリオーマウイルスベクターまたはワクシニアウイルスベクターが含まれる。
アデノ随伴ウイルスベクター(AAVベクター)
本明細書で同義語として使用される用語「アデノ随伴ウイルス」、「AAVウイルス」、「AAVビリオン」、「AAVウイルス粒子」および「AAV粒子」は、AAVの少なくとも1つのキャプシドタンパク質(好ましくは特定のAAV血清型のすべてのキャプシドタンパク質で構成される)およびAAVゲノムのカプセル化ポリヌクレオチドで構成されるウイルス粒子を指す。粒子がAAV逆方向末端反復に隣接する異種ポリヌクレオチド(すなわち、野生型AAVゲノムとは異なるポリヌクレオチド、例えば哺乳動物細胞に送達される導入遺伝子)を含む場合、それらは、典型的には「AAVベクター粒子」または「AAVウイルスベクター」または「AAVベクター」として知られている。AAVは、ディペンドウイルス属パルボウイルス科に属するウイルスを指す。AAVゲノムは、長さが約4.7Kbであり、陽性または陰性で検出され得る一本鎖デオキシリボ核酸(ssDNA)からなる。本発明はまた、dsAAVまたはscAAVとも呼ばれる二本鎖AAVの使用も包含する。ゲノムは、DNA鎖の両端に逆方向末端反復配列(ITR)と、2つのオープンリーディングフレーム(ORF):repおよびcapとを含む。フレームrepは、AAVライフサイクルに必要なタンパク質Repをエンコードする4つの重複遺伝子で構成されている。フレームcapは、相互作用して正二十面体対称性のキャプシドを形成するキャプシドタンパク質:VP1、VP2およびVP3と重複するヌクレオチド配列を含有する(Carter and Samulski.、2000、およびGao et al、2004を参照されたい)。
好ましいウイルスベクターまたは好ましい遺伝子治療ベクターはAAVベクターである。本明細書で使用されるAAVベクターは、好ましくは組換えAAVベクター(rAAVベクター)を含む。本明細書で使用される「rAAVベクター」は、本明細書で説明されるAAV血清型に由来するキャプシドタンパク質のタンパク質シェルにキャプシド化されたAAVゲノムの一部を含む組換えベクターを指す。AAVゲノムの一部は、アデノ随伴ウイルス血清型、例えばAAV1、AAV2、AAV3、AAV4、AAV5などに由来する逆方向末端反復配列(ITR)を含み得る。好ましいITRは、配列番号30(5’ITR)および配列番号31(3’ITR)を含むか、本質的にそれらからなるか、またはそれらからなる配列によって表されるAAV2のITRである。本発明はまた、好ましくは、5’ITRとして配列番号30と少なくとも80%(または少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%)の同一性を有する配列、および3’ITRとして配列番号31と少なくとも80%(または少なくとも81%、少なくとも82%、少なくとも83%、少なくとも84%、少なくとも85%、少なくとも86%、少なくとも87%、少なくとも88%、少なくとも89%、少なくとも90%、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%)の同一性を有する配列の使用を包含する。
キャプシドタンパク質で構成されるタンパク質シェルは、任意のAAV血清型に由来し得る。タンパク質シェルは、キャプシドタンパク質シェルとも呼ばれ得る。rAAVベクターは、1つまたは好ましくはすべての野生型AAV遺伝子が欠失していてもよいが、依然として機能的ITR核酸配列を含み得る。機能的ITR配列は、AAVビリオンの複製、レスキューおよびパッケージングに必要である。ITR配列は、野生型配列であり得るか、または野生型配列と少なくとも80%、少なくとも85%、少なくとも90%、少なくとも95%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%または100%の配列同一性を有し得るか、または機能的なままである限り、例えばヌクレオチドの挿入、変異、欠失または置換によって変化し得る。この文脈において、機能性とは、ゲノムをキャプシドシェルに直接パッケージングし、次いで感染される宿主細胞または標的細胞における発現を可能にする能力を指す。本発明の文脈において、キャプシドタンパク質シェルは、rAAVベクターゲノムITRとは異なる血清型のものであり得る。
選択の核酸配列によって表される核酸分子は、好ましくは、上記で同定されたrAAVゲノムまたはITR配列、例えばコーディング配列に作動可能に連結された発現調節要素を含む発現構築物と、3’末端配列との間に挿入される。前記核酸分子は、導入遺伝子とも呼ばれ得る。
「AAVヘルパー機能」は、一般に、トランスでrAAVベクターに供給されるrAAVの複製およびパッケージングに必要な対応するAAV機能を指す。AAVヘルパー機能は、rAAVベクターに欠けているAAV機能を補完するが、AAV ITR(rAAVベクターゲノムによって提供される)を欠く。AAVヘルパー機能は、AAVの2つの主要なORF、すなわちrepコーディング領域およびcapコーディング領域、またはそれらの機能的に実質的に同一の配列を含む。RepおよびCap領域は当技術分野で周知であり、例えば、参照により本明細書に組み込まれる、Chiorini et al.(1999,J.of Virology,Vol 73(2):1309-1319)または米国特許第5,139,941号明細書を参照されたい。AAVヘルパー機能は、AAVヘルパー構築物に供給することができる。ヘルパー構築物の宿主細胞への導入は、例えば、本明細書で同定されるrAAVベクター中に存在するrAAVゲノムの導入前または導入と同時に、形質転換、形質移入または形質導入によって起こり得る。したがって、本発明のAAVヘルパー構築物は、一方ではrAAVベクターのキャプシドタンパク質シェルについて、他方では前記rAAVベクター複製およびパッケージングに存在するrAAVゲノムについて、血清型の所望の組み合わせをもたらすように選択され得る。
「AAVヘルパーウイルス」は、AAVの複製およびパッケージングに必要なさらなる機能を提供する。適切なAAVヘルパーウイルスには、アデノウイルス、単純ヘルペスウイルス(HSV1型および2型など)およびワクシニアウイルスが含まれる。参照により本明細書に組み込まれる米国特許第6,531,456号に記載されているように、ヘルパーウイルスによって提供されるさらなる機能を、プラスミドを介して宿主細胞に導入することもできる。
「形質導入」は、ウイルスベクターによるレシピエント宿主細胞へのFGF21の送達を指す。例えば、本発明のrAAVベクターによる標的細胞の形質導入は、そのベクターに含まれるrAAVゲノムの形質導入細胞への移入をもたらす。「宿主細胞」または「標的細胞」は、DNA送達が行われる細胞、例えば対象の筋細胞を指す。AAVベクターは、分裂細胞と非分裂細胞の両方に形質導入することができる。
AAVベクターの作製
導入遺伝子をベクター化するための組換えAAV(rAAV)の作製は、以前に説明されている。Ayuso E,et al.,Curr.Gene Ther.2010;10:423-436,Okada T,et al.,Hum.Gene Ther.2009;20:1013-1021,Zhang H,et al.,Hum.Gene Ther.2009;20:922-929、およびVirag T,et al.,Hum.Gene Ther.2009;20:807-817を参照されたい。これらのプロトコルは、本発明のAAVを作製するために使用または適合させることができる。一実施形態では、産生細胞株に、本発明のポリヌクレオチド(ITRに隣接する発現カセットを含む)、ならびにrepおよびcapタンパク質をエンコードし、ヘルパー機能を提供する構築物を一過性に形質移入する。別の実施形態では、細胞株はヘルパー機能を安定に供給し、本発明のポリヌクレオチド(ITRに隣接する発現カセットを含む)、ならびにrepおよびcapタンパク質をエンコードする構築物を一過性に形質移入される。別の実施形態では、細胞株は、repおよびcapタンパク質ならびにヘルパー機能を安定に供給し、本発明のポリヌクレオチドを一過性に形質移入される別の実施形態では、細胞株はrepおよびcapタンパク質を安定に供給し、本発明のポリヌクレオチド、およびヘルパー機能をエンコードするヌクレオチドを一過性に形質移入される。さらに別の実施形態では、細胞株は、本発明のポリヌクレオチド、repおよびcapタンパク質ならびにヘルパー機能を安定に供給する。これらおよび他のAAV製造システムを作製および使用する方法は、当技術分野で説明されている。Muzyczka N,et al.、米国特許第5,139,941号、Zhou X,et al.、米国特許第5,741,683号、Samulski R,et al.、米国特許第6,057,152号、Samulski R,et al.、米国特許第6,204,059号、Samulski R,et al.、米国特許第6,268,213号、Rabinowitz J,et al.、米国特許第6,491,907号、Zolotukhin S,et al.、米国特許第6,660,514号、Shenk T,et al.、米国特許第6,951,753号、Snyder R,et al.、米国特許第7,094,604、Rabinowitz J,et al.、米国特許第7,172,893、Monahan P,et al.、米国特許第7,201,898号、Samulski R,et al.、米国特許第7,229,823号、およびFerrari F,et al.、米国特許第7,439,065号を参照されたい。
rAAVベクター中に存在するrAAVゲノムは、少なくとも、AAV血清型の1つ(好ましくは本明細書で前に開示された血清型AAV2のもの)の逆方向末端反復領域(ITR)のヌクレオチド配列、またはそれと実質的に同一のヌクレオチド配列もしくはそれと少なくとも60%の同一性を有するヌクレオチド配列、および2つのITRの間に挿入された(適切な調節要素の制御下の)FGF21をエンコードするヌクレオチド配列を含む。ベクターゲノムは、rAAVキャプシドへのベクターゲノムの効率的なパッケージングを可能にするために、隣接する5’および3’ITR配列の使用を必要とする。
いくつかのAAV血清型および対応するITRの完全なゲノムが配列決定されている(Chiorini et al.1999、J.of Virology Vol.73,No.2,p1309-1319)。それらは、例えば、Applied Biosystems Inc.(Fosters,CA,USA)によって供給されるオリゴヌクレオチド合成機を使用して、または標準的な分子生物学技術によって、当技術分野で公知の化学合成によってクローニングまたは作製することができる。ITRは、AAVウイルスゲノムからクローニングするか、またはAAV ITRを含むベクターから摘出することができる。ITRヌクレオチド配列を、標準的な分子生物学技術を使用して、1つ以上の治療用タンパク質をエンコードするヌクレオチド配列にいずれかの末端でライゲーションしても、またはITR間のAAV配列を所望のヌクレオチド配列で置き換えてもよい。
好ましくは、rAAVベクターに存在するrAAVゲノムは、AAVのrep(複製)遺伝子またはcap(キャプシド)遺伝子などのウイルスタンパク質をエンコードするヌクレオチド配列を含まない。このrAAVゲノムは、マーカーまたはレポーター遺伝子、例えば抗生物質耐性遺伝子エンコードする遺伝子、蛍光タンパク質(例えば、gfp)または当技術分野で公知の化学的、酵素的もしくは他の方法で検出可能、かつ/もしくは選択可能な産物(例えば、lacZ、aphなど)をエンコードする遺伝子をさらに含み得る。
前記rAAVベクターに存在するrAAVゲノムは、FGF21をエンコードするヌクレオチド配列に作動可能に連結されるプロモーター配列をさらに含む。
適切な3’非翻訳配列はまた、FGF21をエンコードするヌクレオチド配列に作動可能に連結され得る。適切な3’非翻訳領域は、ヌクレオチド配列に自然に会合しているものであり得るか、または異なる遺伝子、例えばSV40ポリアデニル化シグナル(配列番号32)およびウサギβ-グロビンポリアデニル化シグナル(配列番号33)などに由来し得る。
発現
発現は、当業者に公知の任意の方法によって評価され得る。例えば、発現は、当業者に公知の標準的なアッセイ、例えばqPCR、RNA配列決定、ノーザンブロット分析、ウエスタンブロット分析、タンパク質由来ペプチドの質量分析またはELISAによって、形質導入組織における導入遺伝子発現のレベルをmRNAまたはタンパク質のレベルで測定することによって評価され得る。
発現は、本明細書に記載の遺伝子構築物、発現ベクターまたは組成物の投与後の任意の時点で評価することができる。いくつかの実施形態では、発現は、1週間後、2週間後、3週間後、4週間後、5週間後、6週間後、7週間後、8週間後、9週間後、10週間後、11週間後、12週間後、14週間後、16週間後、18週間後、20週間後、22週間後、24週間後、28週間後、32週間後、36週間後、40週間後、またはそれ以上後に評価され得る。
本発明の文脈において、CNSおよび/または脳および/または視床下部および/または皮質および/または海馬および/または小脳および/または嗅球の特異的発現とは、他の器官または組織と比較して、CNSおよび/または脳および/または視床下部および/または皮質および/または海馬および/または小脳および/または嗅球におけるFGF21の優先的または優勢な(少なくとも10%高い、少なくとも20%高い、少なくとも30%高い、少なくとも40%高い、少なくとも50%高い、少なくとも60%高い、少なくとも70%高い、少なくとも80%高い、少なくとも90%高い、少なくとも100%高い、少なくとも150%高い、少なくとも200%高い、またはそれ以上)発現を指す。他の器官または組織は、肝臓、膵臓、脂肪組織、骨格筋、心臓、腎臓、結腸、造血組織、肺、卵巣、脾臓、胃、精巣などであり得る。好ましくは、他の器官は、肝臓および/または心臓である。一実施形態では、発現は、肝臓、膵臓、脂肪組織、骨格筋および/または心臓では検出不可能である。いくつかの実施形態では、発現は、肝臓、膵臓、脂肪組織、骨格筋、心臓、腎臓、結腸、造血組織、肺、卵巣、脾臓、胃および精巣からなる群から選択される少なくとも1つ、少なくとも2つ、少なくとも3つ、少なくとも4つまたはすべての器官において検出不可能である。発現は、上記のように評価され得る。
本出願を通して、発現の文脈でCNSおよび/または脳および/または視床下部および/または皮質および/または海馬および/または小脳および/または嗅球特異的が言及される場合、CNSおよび/または脳および/または視床下部および/または皮質および/または海馬および/または小脳および/または嗅球を構成する細胞型の細胞型特異的発現もそれぞれ想定される。
本発明の文脈において、肝臓特異的発現は、他の器官または組織と比較して、肝臓におけるFGF21の優先的または優勢な(少なくとも10%高い、少なくとも20%高い、少なくとも30%高い、少なくとも40%高い、少なくとも50%高い、少なくとも60%高い、少なくとも70%高い、少なくとも80%高い、少なくとも90%高い、少なくとも100%高い、少なくとも150%高い、少なくとも200%高い、またはそれ以上)発現を指す。他の器官または組織は、CNS、脳、膵臓、脂肪組織、骨格筋、心臓、腎臓、結腸、造血組織、肺、卵巣、脾臓、胃、精巣などであり得る。好ましくは、他の器官は心臓である。一実施形態では、発現は、CNS、脳、膵臓、脂肪組織、骨格筋および/または心臓では検出不可能である。いくつかの実施形態では、発現は、CNS、脳、膵臓、脂肪組織、骨格筋、心臓、腎臓、結腸、造血組織、肺、卵巣、脾臓、胃および精巣からなる群から選択される少なくとも1つ、少なくとも2つ、少なくとも3つ、少なくとも4つまたはすべての器官において検出不可能である。
本出願を通して、発現の文脈で肝臓特異的が言及される場合、肝臓を構成する細胞型の細胞型特異的発現もそれぞれ想定される。
本発明の文脈において、筋特異的発現は、他の器官または組織と比較して、筋におけるFGF21の優先的または優勢な(少なくとも10%高い、少なくとも20%高い、少なくとも30%高い、少なくとも40%高い、少なくとも50%高い、少なくとも60%高い、少なくとも70%高い、少なくとも80%高い、少なくとも90%高い、少なくとも100%高い、少なくとも150%高い、少なくとも200%高い、またはそれ以上)発現を指す。他の器官または組織は、CNS、脳、肝臓、膵臓、脂肪組織、心臓、腎臓、結腸、造血組織、肺、卵巣、脾臓、胃、精巣などであり得る。好ましくは、他の器官は、肝臓および/または心臓である。一実施形態では、発現は、CNS、脳、肝臓、膵臓、脂肪組織、および/または心臓では検出不可能である。いくつかの実施形態では、発現は、CNS、脳、肝臓、膵臓、脂肪組織、心臓、腎臓、結腸、造血組織、肺、卵巣、脾臓、胃および精巣からなる群から選択される少なくとも1つ、少なくとも2つ、少なくとも3つ、少なくとも4つまたはすべての器官において検出不可能である。
本出願を通して、発現の文脈で筋特異的が言及される場合、筋を構成する細胞型の細胞型特異的発現もそれぞれ想定される。
本発明の文脈において、脂肪組織特異的発現は、他の器官または組織と比較して、脂肪組織におけるFGF21の優先的または優勢な(少なくとも10%高い、少なくとも20%高い、少なくとも30%高い、少なくとも40%高い、少なくとも50%高い、少なくとも60%高い、少なくとも70%高い、少なくとも80%高い、少なくとも90%高い、少なくとも100%高い、少なくとも150%高い、少なくとも200%高い、またはそれ以上)発現を指す。他の器官または組織は、CNS、脳、肝臓、膵臓、筋骨格、心臓、腎臓、結腸、造血組織、肺、卵巣、脾臓、胃、精巣などであり得る。好ましくは、他の器官は、肝臓および/または心臓である。一実施形態では、発現は、CNS、脳、肝臓、膵臓、筋骨格、および/または心臓では検出不可能である。いくつかの実施形態では、発現は、CNS、脳、肝臓、膵臓、筋骨格、心臓、腎臓、結腸、造血組織、肺、卵巣、脾臓、胃および精巣からなる群から選択される少なくとも1つ、少なくとも2つ、少なくとも3つ、少なくとも4つまたはすべての器官において検出不可能である。発現は、上記のように評価され得る。
本出願を通して、発現の文脈で脂肪組織特異的が言及される場合、脂肪組織を構成する細胞型の細胞型特異的発現もそれぞれ想定される。
投与
本明細書で使用される場合、「CSF内投与」は、脳を取り囲む髄膜のくも膜層と軟膜層との間のくも膜下腔内に位置するCSFへの直接投与を意味する。CSF内投与は、大槽内、脳室内または髄腔内投与を介して行うことができる。本明細書で使用される場合、「大槽内投与」は、小脳と延髄の背面との間に位置するくも膜下腔の開口部である大槽内への投与を意味する。本明細書で使用される場合、「脳室内投与」は、脳の両側脳室のいずれかへの投与を意味する。本明細書で使用される場合、「髄腔内投与」は、脊柱の髄腔内のCSF内への直接投与を含む。本明細書で使用される場合、「実質内投与」は、脳実質の任意の領域への直接局所投与を意味する。本明細書で使用される場合、「鼻腔内投与」は、鼻構造による投与を意味する。
筋肉内投与は、筋肉、好ましくは骨格筋への直接投与を意味する。脂肪組織内投与とは、脂肪組織内に直接投与することを意味する。
コドン最適化
本明細書で使用される「コドン最適化」は、既存のコーディング配列を修飾するため、またはコーディング配列を設計するため、例えば、コーディング配列から転写された転写RNA分子の発現宿主細胞もしくは生物における翻訳を改善するため、またはコーディング配列の転写を改善するために用いられるプロセスを指す。コドン最適化には、限定されないが、発現宿主生物のコドン優先度に適合するようにコーディング配列のコドンを選択することを含むプロセスが含まれる。例えば、哺乳動物、好ましくはマウス、イヌまたはヒト発現宿主のコドン優先性に適合させる。コドン最適化はまた、RNAの安定性および/または翻訳に悪影響を及ぼす可能性がある要素を排除する(例えば終結配列、TATAボックス、スプライス部位、リボソーム進入部位、反復および/もしくはGCリッチ配列ならびにRNA二次構造または不安定性モチーフ)。いくつかの実施形態では、コドン最適化された配列は、コドン最適化されていない元の配列と比較して、遺伝子発現、転写、RNA安定性および/または翻訳の少なくとも3%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%またはそれ以上の増加を示す。
記憶
記憶は、一般に、データまたは情報がエンコードされ、保存され、必要に応じて検索される脳の機能であると理解される。異なるタイプまたは記憶が説明されている。1つの可能な区別は、感覚記憶、短期記憶および長期記憶を含む。感覚記憶は、事柄が知覚された後1秒未満で感覚情報を保持する。短期(作業記憶としても知られている)記憶は、典型的にはリハーサルなしで、数秒から1分の期間にわたる想起を可能にする。反対に、長期記憶は、潜在的に無制限の期間(生涯全体まで)、はるかに大量の情報を保存することができる。
別の区別は、手続き型記憶(または黙示的記憶)および明示的記憶(または宣言型記憶)を含む。黙示的記憶は、情報の意識的な想起に基づくのではなく、黙示的学習、すなわち何かをどのようにするかを覚えておくことに基づく。明示的(または宣言型)記憶は、事実情報、過去の経験、および概念の意識的で意図的な想起である。
想起記憶と認識記憶とで区別することもできる。認識とは、よく知られているものとして事象または情報を「認識」する能力を指し、一方想起とは、記憶からの関連する詳細の検索を指す。
空間記憶は、自分の環境および空間的方向に関する情報の記録を担当する記憶の一形態である。
本文書およびその特許請求の範囲において、「含む」という動詞およびその活用形は、非限定的な意味で使用され、その語に続く項目が含まれるが、具体的に言及されていない項目を除外しないことを意味する。加えて、「~からなる」という動詞は、本明細書に記載の組成物が具体的に特定されたもの以外の追加の成分を含んでもよく、前記追加の成分が本発明の固有の特性を変化させないことを意味する「~から本質的になる」に置き換えられてもよい。加えて、「~からなる」という動詞は、本明細書に記載の方法が具体的に特定されたもの以外の追加の工程を含んでもよく、前記追加の工程が本発明の固有の特性を変化させないことを意味する「~から本質的になる」に置き換えられてもよい。
不定冠詞「a」または「an」による要素への言及は、文脈が1つかつ唯一の要素であることを明確に要求しない限り、要素の複数が存在する可能性を排除しない。したがって、不定冠詞「a」または「an」は、通常、「少なくとも1つ」を意味する。
本明細書で使用される場合、「少なくとも」特定の値は、その特定の値以上を意味する。例えば、「少なくとも2」は、「2以上」、すなわち、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、...などと同じであると理解される。
さらに、明細書および特許請求の範囲における第1、第2、第3などの用語は、同様の要素を区別するために使用され、必ずしも連続的または時系列的な順序を説明するためのものではない。そのように使用される用語は、適切な状況下で交換可能であり、本明細書に記載される本発明の実施形態は、本明細書に記載または図示されている以外の順序で動作することができることを理解されたい。
「約」または「およそ」という用語は、数値に関連して使用される場合(例えば約10)、好ましくは、その値が、その値を0.1%超えるかまたは下回る(10の)所与の値であり得ることを意味する。
本明細書で使用される場合、「および/または」という用語は、記載された事例の1つまたは複数が、単独で、または記載された事例の少なくとも1つと、最大で記載された事例のすべてと組み合わせて生じ得ることを示す。
様々な実施形態が本明細書に記載される。本明細書で特定される各実施形態は、特に明記しない限り、一緒に組み合わせることができる。
本明細書で引用されるすべての特許出願、特許、および印刷された刊行物は、任意の定義、主題の放棄または否定を除いて、組み込まれた資料が本明細書の明示的な開示と矛盾する程度まで除いて、全体が参照により本明細書に組み込まれ、その場合、本開示の文言が支配する。
当業者は、本発明の実施に使用することができる、本明細書に記載されたものと類似または同等の多くの方法および材料を認識するであろう。実際、本発明は、記載された方法および材料に決して限定されない。
本発明は、以下の実施例によってさらに説明され、それらは本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
高齢マウスにおけるAAV1-CMV-moFGF21ベクターのim投与後のFGF21循環レベルの増加。(A)FGF21の発現レベル。マウスコドン最適化FGF21コーディング配列(moFGF21)の発現レベルを、屠殺時の脛骨筋、腓腹筋および四頭筋および肝臓におけるRTqPCRによって測定し、Rplp0値で正規化した。(B)AAV投与の6ヶ月後のFGF21の循環レベル。結果を平均±SEMとして表す。n=動物5匹/群ND、検出されず。AU、任意単位。対照(21月齢)のAAV1無効治療マウスに対して***p<0.001。 高齢マウスにおけるAAV1-CMV-moFGF21ベクターのim投与後の神経筋機能の改善。(A)ロータロッド試験。ヒストグラムは、マウスが加速ロータロッド上に留まった時間を示す。AAV1-CMV-moFGF21ベクターで治療した高齢マウスは、協調およびバランスの改善を示した。(B)ハングワイヤ試験AAV1-CMV-moFGF21ベクターで治療した高齢マウスは、協調および筋機能の改善を示した。(C)オープンフィールド試験で最高速度を測定した。(D)握力。結果を平均±SEMとして表す。n=動物12~15匹/群N、ニュートン。g、体重グラム。対照(3~5月齢)未治療マウスに対して*p<0.05および***p<0.001;対照(8~10月齢)未治療マウスに対して##p<0.01および###p<0.001;対照(22~24月齢)AAV1無効治療マウスに対して$p<0.05および$$$p<0.001。 AAV1-CMV-moFGF21ベクターでim治療した高齢マウスにおける認知機能の改善。新規物体認識試験を行って記憶を評価した。ヒストグラムは、識別指数を示す。結果を平均±SEMとして表す。n=動物11~13匹/群。対照(2月齢)未治療マウスに対して*p<0.05;対照(27月齢)AAV1無効治療マウスに対して$p<0.05。 FGF21をエンコードするAAVベクターによる治療後の肥満症の長期反転。(A~B)AAV8-CAG-moFGF21-dmiRTベクターでeWAT内治療した(A)、またはAAV1-CMV-moFGF21ベクターでim治療した(B)動物における体重の展開。結果を平均±SEMとして表す。n=動物6~10匹/群HFD、高脂肪食。 FGF21をエンコードするAAVベクターによる治療後のFGF21循環レベルの増加。(A~B)AAV8-CAG-moFGF21-dmiRTベクターでeWAT内治療した(A)、またはAAV1-CMV-moFGF21ベクターでim治療した(B)動物における、AAV投与の6ヶ月後のFGF21の循環レベル。(C~D)(A~B)と同じコホートでの脂肪組織、骨格筋および肝臓におけるFGF21の発現レベル。マウスコドン最適化FGF21コーディング配列(moFGF21)の発現レベルを、屠殺時にRTqPCRによって測定し、Rplp0値で正規化した。結果を平均±SEMとして表す。n=動物6~10匹/群ND、検出されず。HFD、高脂肪食。AU、任意単位。eWAT、精巣上体白色脂肪組織。iWAT、鼠径部白色脂肪組織。iBAT肩甲骨間褐色脂肪組織。対照固形飼料給餌マウスに対して**p<0.01および***p<0.001;対照HFD給餌マウスに対して#p<0.05、##p<0.01および###p<0.001;5×1010vgのAAV8-CAG-moFGF21-dmiRTでeWAT内治療した、または7×1010vgのAAV1-CMV-moFGF21でim治療したHFD給餌マウスに対して$$p<0.01および$$$p<0.001;1×1011vgのAAV1-CMV-moFGF21でim治療したHFD給餌マウスに対して&&&p<0.001。 AAV8-CAG-moFGF21-dmiRTベクターでeWAT内治療したHFD給餌雄マウスにおける歩行活動の増加。歩行活動をオープンフィールド試験によって評価した。(A)移動した距離。(B)最高速度。(C)移動時間。(D)休止時間。(E)交差した線。(F)敏速な時間。(G)ゆっくりした時間。結果を平均±SEMとして表す。n=動物5~15匹/群HFD、高脂肪食。対照(2月齢)固形飼料給餌マウスに対して**p<0.01および***p<0.001;対照(11月齢)固形飼料給餌マウスに対して#p<0.05;対照(11月齢)HFD給餌マウスに対して$p<0.05、$$p<0.01および$$$p<0.001。 AAV1-CMV-moFGF21ベクターでim内治療したHFD給餌雄マウスにおける歩行活動の増加。歩行活動をオープンフィールド試験によって評価した。(A)移動した距離。(B)最高速度。(C)移動時間。(D)休止時間。(E)交差した線。(F)敏速な時間。(G)ゆっくりした時間。結果を平均±SEMとして表す。n=動物5~15匹/群HFD、高脂肪食。対照(2月齢)固形飼料給餌マウスに対して**p<0.01および***p<0.001;対照(11月齢)固形飼料給餌マウスに対して#p<0.05および####p<0.001;対照(11月齢)HFD給餌マウスに対して$p<0.05、$$p<0.01および$$$p<0.001。7x1010vgのAAV1-CMV-moFGF21でim治療したHFD給餌マウスに対して&p<0.05および&&p<0.01。 FGF21をエンコードするAAVベクターで治療したHFD給餌雄マウスにおける不安の減少。不安をオープンフィールド試験によって評価した。(A~B)ヒストグラムは、AAV8-CAG-moFGF21-dmiRTベクターでeWAT内治療した(A)、またはAAV1-CMV-moFGF21ベクターでim治療した(B)動物が中心で過ごした時間を示す。結果を平均±SEMとして表す。n=動物5~15匹/群HFD、高脂肪食。対照(2月齢)固形飼料給餌マウスに対して*p<0.05。 HFD給餌雌マウスにおけるAAV1-CMV-moFGF21ベクターのim投与による肥満症の長期逆転。(A)体重の展開。(B)AAV投与の3ヶ月後のFGF21の循環レベル。(C)FGF21の発現レベル。マウスコドン最適化FGF21コーディング配列(moFGF21)の発現レベルを、屠殺時の脛骨筋および肝臓におけるRTqPCRによって測定し、Rplp0値で正規化した。結果を平均±SEMとして表す。n=動物9~10匹/群ND、検出されず。HFD、高脂肪食。AU、任意単位。対照固形飼料給餌マウスに対して***p<0.001;対照HFD給餌マウスに対して###p<0.001;1×1011vgのAAV1-CMV-moFGF21でim治療したHFD給餌マウスに対して$$$p<0.001。 AAV1-CMV-moFGF21ベクターでim治療したHFD給餌雌マウスにおける歩行活動の増加。歩行活動をオープンフィールド試験によって評価した。(A)移動した距離。(B)最高速度。(C)移動時間。(D)休止時間。(E)交差した線。(F)敏速な時間。(G)ゆっくりした時間。結果を平均±SEMとして表す。n=動物6~9匹/群HFD、高脂肪食。対照固形飼料給餌マウスに対して*p<0.05および**p<0.01。 AAV1-CMV-moFGF21ベクターでim治療したHFD給餌雌マウスにおける不安の減少。不安をオープンフィールド試験によって評価した。ヒストグラムは、動物が中心で過ごした時間を示す。結果を平均±SEMとして表す。n=動物6~9匹/群HFD、高脂肪食。 AAV1-CMV-moFGF21ベクターでim治療したHFD給餌雌マウスにおける神経筋機能の改善。(A)ロータロッド試験。ヒストグラムは、マウスが加速ロータロッド上に留まった時間を示す。AAV1-CMV-moFGF21ベクターで治療したマウスは、協調およびバランスの改善を示した。(B)握力。結果を平均±SEMとして表す。n=動物6~9匹/群N、ニュートン。g、体重のグラム。HFD、高脂肪食。対照固形飼料給餌マウスに対して**p<0.01および***p<0.001;対照HFD給餌マウスに対して##p<0.01;1×1011vgのAAV1-CMV-moFGF21でim治療したHFD給餌マウスに対して$p<0.05。 AAV1-CMV-moFGF21ベクターでim治療したHFD給餌雌マウスにおける認知機能の改善。新規物体認識試験(A)、およびY字迷路試験(B)によって記憶を評価した。結果を平均±SEMとして表す。n=動物6~9匹/群HFD、高脂肪食。対照HFD給餌マウスに対して##p<0.01。 AAV1-CAG-moFGF21のCSF内投与後のdb/dbマウスにおける歩行活動の増加。9週齢の未治療db/+(痩せ型)、未治療db/dbおよびAAV1-CAG-moFGF21治療db/dbマウスの(A)移動距離、(B)最高速度および(C)敏速な時間をオープンフィールド試験において測定した。結果を平均±SEMとして表す。n=動物6匹/群。db/+マウスに対して*p<0.05**p<0.01、***p<0.001、およびdb/db未治療マウスに対して##p<0.01 ###p<0.001。 AAV1-CAG-moFGF21でCSF内治療したdb/dbマウスにおける不安様行動の改善。オープンフィールド試験において、9週齢の未治療db/+(痩せ型)、未治療db/dbおよびAAV1-CAG-moFGF21治療db/dbマウスの(A)辺縁での距離および(B)中心での距離を測定した。結果を平均±SEMとして表す。n=動物6匹/群。db/+マウスに対して**p<0.01および***p<0.001。 AAV1-CAG-moFGF21でCSF内治療したdb/dbマウスの探索能力の増加。Y字迷路試験において、10週齢の未治療db/+(痩せ型)、未治療db/dbおよびAAV1-CAG-moFGF21治療db/dbマウスの(A)進入の数、および(B)1回目の潜伏時間を測定した。結果を平均±SEMとして表す。n=動物6匹/群。db/+マウスに対して*p<0.05。 AAV1-CAG-moFGF21ベクターによるCSF内遺伝子治療後のdb/dbマウスにおける短期記憶の改善。11週齢の未治療db/+(痩せ型)、未治療db/dbおよびAAV1-CAG-moFGF21治療db/dbマウスにおける新規物体認識試験中に識別指数を測定し、実施例の一般手順で説明されているように計算した。結果を平均±SEMとして表す。n=動物6匹/群。db/+マウスに対して*p<0.05。 AAV1-FGF21治療db/dbマウスの脳におけるFGF21の発現。マウスコドン最適化FGF21(moFgf21)コーディング配列の発現レベルを、db/dbマウスの視床下部、皮質、海馬、小脳および嗅球においてRTqPCRによって測定し、Rplp0値で正規化した。AAV1-CAG-moFGF21ベクターの5×1010vg/マウスのCSF内投与の16週間後に分析を行った。結果を平均±SEMとして表す。n=動物7匹/群ND、検出されず。 AAV9-FGF21ベクターで治療したdb/dbマウスにおける脳炎症の減少。アストロサイトマーカー(GfapおよびS100b)、ミクログリアマーカー(Aif1)および炎症性分子(Nfkb、Il1bおよびIl6)の発現レベルを、db/dbマウスの視床下部においてRTqPCRによって測定し、Rplp0値で正規化した。AAV9-CAG-moFGF21-dmiRTベクターの5×1010vg/マウスのCSF内投与の12週間後に分析を行った。結果を平均±SEMとして表す。n=動物9匹/群。未治療マウスに対して*p<0.05。Gfap、グリア原線維酸性タンパク質;S100b、カルシウム結合タンパク質B;Aif1、同種移植炎症因子1;Nfkb、核因子カッパB;Il1b、インターロイキン1ベータ;Il6、インターロイキン6。 AAV9-FGF21で治療したSAMP8マウスにおける脳炎症の減少。アストロサイトマーカー(GfapおよびS100b)、ミクログリアマーカー(Aif1)および炎症性分子(Nfkb、Il1bおよびIl6)の発現レベルを、SAMP8マウスの視床下部においてRTqPCRによって測定し、Rplp0値で正規化した。AAV9-CAG-moFGF21-dmiRTベクターの5×1010vg/マウスのCSF内投与の14週間後に分析を行った。結果を平均±SEMとして表す。n=動物9匹/群。未治療マウスに対して**p<0.01。Gfap、グリア原線維酸性タンパク質;S100b、カルシウム結合タンパク質B;Aif1、同種移植炎症因子1;Nfkb、核因子カッパB;Il1b、インターロイキン1ベータ;Il6、インターロイキン6。 AAV1-CMV-moFGF21ベクターでim治療したSAMP8マウスにおける神経筋機能および認知の改善(A)AAV1-CMV-moFGF21ベクターでim治療したSAMP8マウスならびに未治療SAMP8マウスおよびSAMR1マウスにおける脛骨筋、腓腹筋および四頭筋および肝臓におけるmoFGF21の発現レベル。moFGF21の発現レベルを、屠殺時にRTqPCRによって測定し、Rplp0値で正規化した。(B)(A)と同じコホートにおけるFGF21の循環レベル。(C~D)AAV投与の24週間後にロータロッド試験を実施した。(C)のヒストグラムは、マウスが加速ロータロッド上に留まった時間を示す。(D)運動学習能力。(E~F)新規物体認識試験を実施して、7月齢マウスの短期記憶(E)および長期記憶(F)を評価した。ヒストグラムは、識別指数を示す。結果を平均±SEMとして表す。n=動物7~12匹/群ND、検出されず。AU、任意単位。SAMR1に対して**p<0.01および***p<0.001;未治療SAMP8に対して###p<0.001。 AAV1-CMV-moFGF21でim治療したSAMP8マウスにおける脳炎症の減少。炎症性分子Ccl19(A)およびIl6a(B)の発現レベルを、AAV1-CMV-moFGF21ベクターでim治療したSAMP8マウスならびに未治療のSAMP8マウスおよびSAMR1マウスの皮質および海馬においてRTqPCRによって測定し、Rplp0値で正規化した。42週齢までの屠殺時に分析を行った。結果を平均±SEMとして表す。n=動物4~5匹/群Ccl19、ケモカイン(C-Cモチーフ)リガンド19;Il6、インターロイキン6。未治療SAMP8マウスに対して*p<0.05。 AAV1-CMV-moFGF21ベクターでim治療した3xTg-ADマウスにおける記憶の改善。(A)AAV1-CMV-moFGF21ベクターでim治療した3xTg-ADマウスならびに未治療3xTg-ADマウスおよびB6129SF2/JマウスにおけるFGF21の循環レベル。(B)(A)と同じコホートの脛骨筋、腓腹筋および四頭筋および肝臓におけるmoFGF21の発現レベル。moFGF21の発現レベルを、屠殺時にRTqPCRによって測定し、Rplp0値で正規化した。(C~D)新規物体認識試験を実施して、8月齢マウスの短期記憶(C)および長期記憶(D)を評価した。ヒストグラムは、識別指数を示す。(E)皮質における不溶性アミロイドβ40(Aβ40)レベル。結果を平均±SEMとして表す。n=動物3~11匹/群ND、検出されず。AU、任意単位。B6129SF2/Jに対して***p<0.001;未治療3xTg-ADに対して###p<0.001。 異なる用量のAAV1-CMV-moFGF21ベクターでim治療した高齢マウスにおける神経筋機能および認知の改善(A)1×1011または3×1011vgのAAV1-CMV-moFGF21ベクターでim治療した高齢マウスにおけるFGF21の循環レベル。分析をAAVの2ヶ月後に行った。(B~C)AAV投与の2ヶ月後にロータロッド試験を実施した。(B)のヒストグラムは、マウスが加速ロータロッド上に留まった平均時間を示す。(C)運動学習能力。(D~E)新規物体認識試験を実施して、26月齢マウスの短期記憶(D)および長期記憶(E)を評価した。ヒストグラムは、識別指数を示す。結果を平均±SEMとして表す。n=動物6~12匹/群ND、検出されず。AU、任意単位。対照に対して*p<0.05および***p<0.001。 AAV1-CMV-moFGF21でim治療した高齢動物の脳におけるOXPHOSマーカーの発現。いくつかのOXPHOSマーカーの発現レベルを、AAV1-CMV-moFGF21ベクターでim治療した25月齢マウスの皮質および海馬においてRTqPCRによって測定し、Rplp0値で正規化した。結果を平均±SEMとして表す。n=動物4~6匹/群AU、任意単位;Ppargc1a、ペルオキシソーム増殖因子活性化受容体ガンマコアクチベーター1アルファ;Ppargc1b、ペルオキシソーム増殖因子活性化受容体ガンマコアクチベーター1ベータ;Atp5f1a、ATPシンターゼF1サブユニットアルファ;mt-co1、シトクロムcオキシダーゼ1;Cox6、シトクロムcオキシダーゼサブユニット6;Cox5a、シトクロムcオキシダーゼサブユニット5a。対照(25月齢)未治療マウスに対して*p<0.05。 AAV1-CMV-moFGF21でim治療した高齢動物の脳における抗酸化マーカーの発現。種々の抗酸化マーカーの発現レベルを、AAV1-CMV-moFGF21ベクターでim治療した25月齢マウスの皮質および海馬においてRTqPCRによって測定し、Rplp0値で正規化した。結果を平均±SEMとして表す。n=動物4~6匹/群AU、任意単位;Nrf2、NF-E2関連因子2;Sod1、スーパーオキシドジスムターゼ1;Cat、カタラーゼ。対照(25月齢)未治療マウスに対して*p<0.05。 AAV1-CMV-moFGF21による治療は、脳における解糖の加齢性障害を打ち消した。いくつかの解糖関連遺伝子の発現レベルを、AAV1-CMV-moFGF21ベクターでim治療した25月齢マウスの皮質および海馬においてRTqPCRによって測定し、Rplp0値で正規化した。結果を平均±SEMとして表す。n=動物4~6匹/群AU、任意単位;GAPDH、グリセルアルデヒド-3-リン酸デヒドロゲナーゼ;Hk1、ヘキソキナーゼ1;Pfkp、ホスホフルクトキナーゼの血小板アイソフォーム;Gpd1、グリセロール-3-リン酸デヒドロゲナーゼ1;Gpd2、グリセロール-3-リン酸デヒドロゲナーゼ2;Pkm、ピルビン酸キナーゼM。対照(25月齢)未治療マウスに対して*p<0.05、**p<0.01および***p<0.001。 AAV1-CMV-moFGF21による治療は、重要なシナプスタンパク質の発現を増加させた。重要なシナプスタンパク質の発現レベルを、AAV1-CMV-moFGF21ベクターでim治療した25月齢マウスの皮質および海馬においてRTqPCRによって測定し、Rplp0値で正規化した。結果を平均±SEMとして表す。n=動物4~6匹/群AU、任意単位;Syp、シナプトフィジン;Gria1およびGria2、α-アミノ-3-ヒドロキシ-5-メチル-4-イソオキサゾールプロピオン酸(AMPA)型イオンチャネル型グルタミン酸受容体のGluR1およびGluR2サブユニット;Grin1、Grin2aおよびGrin2b、N-メチル-d-アスパラギン酸(NMDA)型イオンチャネル型グルタミン酸受容体のNR1、N2AおよびN2Bサブユニット;Atf4、活性化転写因子4。対照(25月齢)未治療マウスに対して*p<0.05および***p<0.001。 AAV1-CMV-moFGF21による治療は、自己貪食マーカーおよび抗ERストレスマーカーの発現を増加させる。自己貪食マーカーp62(Sqstm1によってエンコードされる)およびAtg5、ならびにシャペロンBiPの発現レベルを、AAV1-CMV-moFGF21ベクターでim治療した25月齢マウスの皮質においてRTqPCRによって測定し、Rplp0値で正規化した。結果を平均±SEMとして表す。n=動物4~6匹/群AU、任意単位;Atg5、自己貪食関連5。対照(25月齢)未治療マウスに対して*p<0.05。 AAV1-FGF21による治療は、脳におけるコレステロール恒常性を改善する。
コレステロール24ヒドロキシラーゼ(Cyp46a1によってエンコードされる)の発現レベルを、AAV1-CMV-moFGF21ベクターでim治療した25月齢マウスの皮質においてRTqPCRによって測定し、Rplp0値で正規化した。結果を平均±SEMとして表す。n=動物4~6匹/群AU、任意単位。対照(25月齢)未治療マウスに対して*p<0.05。
FGF21をエンコードするAAVベクターによるCSF内治療後の肥満症の長期反転。(A)異なる用量のAAV1-CAG-moFGF21-dmiRTベクターでCSF内治療した動物における体重の展開。結果を平均±SEMとして表す。n=動物10匹/群HFD、高脂肪食。(B)マウスコドン最適化FGF21(moFgf21)コーディング配列の発現レベルを、固形飼料給餌およびHFD給餌マウスの視床下部、皮質、海馬においてRTqPCRによって測定し、Rplp0値で正規化した。AAV1-CAG-moFGF21ベクターの5×10および1x1010vg/マウスのCSF内投与の11週間後に分析を行った。結果を平均±SEMとして表す。n=動物8匹/群ND、検出されず。 AAV1-CAG-moFGF21ベクターでCSF内治療したHFD給餌雄マウスにおける歩行活動の増加。歩行活動をオープンフィールド試験によって評価した。(A)移動した距離。(B)最高速度。(C)移動時間。(D)休止時間。(E)敏速な時間。(F)ゆっくりした時間。(G)交差した線。(H)中心への進入。(I)辺縁への進入。結果を平均±SEMとして表す。n=少なくとも動物10匹/群HFD、高脂肪食。対照固形飼料給餌マウスに対して*p<0.05および**p<0.01;対照HFD給餌マウスに対して#p<0.05、##p<0.01および###p<0.001。 FGF21をエンコードするAAVベクターで治療したHFD給餌マウスにおける不安の減少。不安は、オープンフィールド試験および高架式十字迷路試験によって評価した。(A)中心での時間、(B)辺縁での時間、(C)中心までの潜伏時間、(D)中心での距離および(E)辺縁での距離を、すべてのマウス群においてオープンフィールド試験で測定した。(F)ヒストグラムは、動物が高架式十字迷路の開放アームまたは閉鎖アームで過ごした時間の割合を示す。結果を平均±SEMとして表す。n=少なくとも動物10匹/群HFD、高脂肪食。対照固形飼料給餌マウスに対して*p<0.05および**p<0.01;対照HFD給餌マウスに対して#p<0.05、##p<0.01および###p<0.001。 AAV1-CAG-moFGF21ベクターでCSF内治療したHFD給餌マウスにおける認知機能の改善。新規物体認識試験を行って、短期記憶および長期記憶の両方を評価した。ヒストグラムは、(A)短期試験および(B)長期試験における識別指数を示す。結果を平均±SEMとして表す。n=少なくとも動物10匹/群HFD、高脂肪食。対照固形飼料給餌マウスに対して*p<0.05。 AAV1-CAG-moFGF21 HFD給餌マウスにおける学習の改善。バーンズ迷路試験を行って、マウスの学習能力および記憶を研究した。(A)グラフは、種々の試験中にバーンズ迷路の穴に入る時間を示す。(B)穴に入るための試験依存的改善から学習勾配を計算した。結果を平均±SEMとして表す。n=少なくとも動物10匹/群 AAV1-CAG-moFGF21ベクターでCSF内治療した高齢マウスにおける神経筋機能および認知の改善(A)のヒストグラムは、マウスが加速ロータロッド上に留まった平均時間を示す。(B)グラフは、ロータロッド脱落までの時間の試験依存的な増強を示し、(C)ヒストグラムは、この試験依存的な改善の勾配を示す。結果を平均±SEMとして表す。n=少なくとも動物7匹/群。対照未治療マウスに対して*p<0.05**p<0.01、および***p<0.001。 AAV1-CAG-moFGF21ベクターでCSF内治療した高齢マウスにおける認知機能の改善。新規物体認識試験を行って、短期記憶および長期記憶の両方を評価した。ヒストグラムは、(A)短期試験および(B)長期試験における識別指数を示す。結果を平均±SEMとして表す。n=動物6匹/群。対照未治療マウスに対して***p<0.001。
[実施例]
実施例1では、AAV1-CMV-moFGF21の筋肉内投与は、強力な過剰発現をもたらし、FGF21の循環レベルを増加させ、以下の利点を有する。
・協調、バランス、神経筋機能、筋力および歩行活動の改善
・記憶および学習の増強
・ミトコンドリア機能の改善および酸化ストレスの削減による神経変性の減少
実施例2では、AAV1-CMV-moFGF21の筋肉内投与およびAAV8-CAG-moFGF21-dmiRTのeWAT内投与は、強力な過剰発現をもたらし、FGF21の循環レベルを増加させ、以下の利点を有する。
・歩行活動および神経筋機能の改善
・不安様行動の減少
実施例3では、AAV1-CMV-moFGF21の筋肉内投与は、強力な過剰発現をもたらし、FGF21の循環レベルを増加させ、以下の利点を有する。
・協調、バランス、神経筋機能、筋力および歩行活動の改善
・不安様行動の減少
・認知機能、記憶、学習および探索能力の改善
実施例4では、AAV1-CAG-moFGF21のCSF内投与は、強力な過剰発現をもたらし、以下の利点を有する。
・歩行活動の改善
・不安様行動の減少
・認知機能、記憶および探索能力の改善
実施例5では、AAV9-CAG-moFGF21-dmiRTのCSF内投与は、強力な過剰発現をもたらし、以下の利点を有する。
・抑うつの改善を示す神経炎症の減少
実施例8および9では、AAV1-CMV-moFGF21の筋肉内投与は、SAMP8マウス(神経炎症などの加齢性脳病変を伴う、広く使用されている老化マウスモデル)および3xTg-ADマウス(アルツハイマー病モデル)において肯定的な治療効果をもたらすことが示されている。
実施例10では、AAV1-CMV-moFGF21の筋肉内投与は、協調、バランスおよび運動学習、ならびに短期記憶および長期記憶の改善をもたらすことが示されている。
実施例11では、AAV1-CMV-moFGF21の筋肉内投与が、高齢マウスの皮質および海馬におけるミトコンドリア機能の改善、グルコース代謝および自己消耗の増加、酸化およびERストレスの削減、ならびにコレステロール恒常性およびシナプス機能の改善によって、神経変性および認知低下を予防することが示された。
実施例12および13では、AAV1-CAG-moFGF21のCSF内投与は、高齢マウスにおいて、糖尿病および肥満症に関連する神経筋および認知の低下を改善し、神経筋の機能を改善し、学習および短期記憶および長期記憶を強化した。
実施例への一般的な手順
対象特徴
雄SAMP8/TaHsd(SAMP8)、雄および雌C57Bl/6Jマウス、雄BKS.Cg-+Leprdb/+Leprdb/OlaHsd(db/db)and male BKS.Cg-m+/+Leprdb/OlaHsd(db/+、痩せ型)マウス、雄SAMR1/TaHsd(SAMR1)マウス、雄3xTg-AD(B6;129Tg(APPSwe,tauP301L)1Lfa Psen1tm1Mpm)および雄B6129SF2/Jを使用した。マウスに標準食(2018S Teklad Global Diets(登録商標)、Harlan Labs.,Inc.,Madison,WI,US)または高脂肪飼食(TD.88137 Harlan Teklad Madison,WI,US)を自由に与え、12時間の明暗サイクル(8:00 a.m.点灯)および安定温度(22℃±2)下に保った。記述時、マウスは16時間絶食された。組織試料採取のために、マウスを吸入麻酔イソフルラン(IsoFlo(登録商標)、Abbott Laboratories、Abbott Park、IL、US)によって麻酔し、断頭した。目的の組織を摘出し、分析まで-80℃またはホルマリンで維持した。すべての実験手順は、バルセロナ自治大学のEthics Committee for Animal and Human Experimentationによって承認された。
組換えAAVベクター
血清型1または8または9の一本鎖AAVベクターを、標準的な方法(Ayuso,E.et al.,2010.Curr Gene Ther.10(6):423-36)に従ってHEK293細胞の3回の形質移入によって作製した。10本のローラーボトル(850cm、フラット;Corning(商標)、Sigma-Aldrich Co.、Saint Louis、MO、US)において、10%FBSのDMEM中で80%コンフルエンスまで細胞を培養し、AAV2 ITRに隣接する発現カセットを有するプラスミド、AAV2 rep遺伝子および血清型1または8のcap遺伝子のAAVを有するヘルパープラスミド、ならびにアデノウイルスヘルパー機能を有するプラスミドをリン酸カルシウム法によって同時形質移入した。使用した導入遺伝子は、マウスコドン最適化FGF21コーディング配列であり、それは、1)サイトメガロウイルス(CMV)初期エンハンサー/ニワトリベータアクチン(CAG)プロモーター;2)発現カセットの3’非翻訳領域にクローニングされた、miRT122a配列(5’CAAACACCATTGTCACACACTCCA3’)(配列番号12)の4つのタンデム反復配列およびmiRT1配列(5’TTACATACTTCTTTACAATTCCA3’)(配列番号13)の4つのタンデム反復配列が付加されたサイトメガロウイルス(CMV)初期エンハンサー/ニワトリベータアクチン(CAG)プロモーター;または3)CMVプロモーターによって駆動される。CMVプロモーターを有する非コーディングプラスミドを使用して、無効ベクターを作製した。AAVを、ポリエチレングリコール沈殿工程および2つの連続する塩化セシウム(CsCl)勾配に基づく最適化された方法で精製した。この第二世代のCsClベースのプロトコルは、空のAAVキャプシドおよびDNAおよびタンパク質不純物を劇的に減少させた(Ayuso,E.et al.,2010.Curr Gene Ther.10(6):423-36)。精製したAAVベクターをPBSに対して透析し、濾過し、-80℃で保存した。ウイルスゲノムの力価は、標準曲線として線形化プラスミドDNAを使用して、AAV2参照標準物質について記載されたプロトコルに従って定量PCRによって決定した(Lock M,et al.,Hum.Gene Ther.2010;21:1273-1285)。ベクターは、当技術分野で周知の分子生物学技術に従って構築した。
AAVベクターのインビボeWAT内投与
ケタミン(100mg/kg)およびキシラジン(10mg/kg)の腹腔内注射でマウスを麻酔した。精巣上体白色脂肪組織を露出させるために開腹切開した。AAVベクターを0.001%のPluronic(登録商標)F68(Gibco)を含むPBSに再懸濁し、精巣上体脂肪パッドに直接注射した。各精巣上体脂肪パッドに50μLのAAV溶液を2回注射した(一方は精巣に近く、他方は脂肪パッドの中央において)。腹部を滅菌生理食塩水ですすぎ、2層アプローチで閉じた。
AAVベクターの筋肉内投与
ケタミン(100mg/kg)およびキシラジン(10mg/kg)の腹腔内注射でマウスを麻酔した。後肢を剃毛し、総体積180μlのベクターを、各後肢の四頭筋、腓腹筋、および前脛骨筋(tibialis cranealis)に分布する6つの注射部位に分けて筋肉内注射によって投与した。
AAVベクターのインビボCSF内投与
ケタミン(100mg/kg)およびキシラジン(10mg/kg)の腹腔内注射でマウスを麻酔し、耳の後ろからおおよそ肩甲骨の間までの後頭部の皮膚を剃毛し、エタノールですすいだ。マウスを腹臥位で保持し、頭部をわずかに下方に傾けた。2mmの吻側尾側切開を行い、ハミルトンシリンジを45°~55°の角度で大槽内に、後頭部とC1椎骨との間に導入し、5μlのベクター希釈物を投与した。CNSがベクター送達のための主な標的コンパートメントであることを考慮して、マウスに体重に関係なく同じ数のベクターゲノムをマウス毎に投与した(5×10、1×1010および5×1010vg/マウス)。
RNA分析
全RNAを脂肪デポまたは骨格筋から、それぞれQIAzol Lysis 試薬(Qiagen NV,Venlo,NL)またはTripure単離試薬(Roche Diagnostics Corp、Indianapolis、IN、US)およびRNeasy Lipid Tissue Minikit(Qiagen NV,Venlo,NL)を使用することによって得た。残留ウイルスゲノムを除去するために、全RNAをDNAseI(Qiagen NV,Venlo,NL)で処理した。RT-PCRのために、1μgのRNA試料を、Transcriptor First Strand cDNA Synthesis Kit(04379012001,Roche,California,USA)を使用して逆転写した。リアルタイム定量PCRを、EXPRESS SYBRGreen qPCR supermix(Invitrogen(商標)、Life Technologies Corp.,Carslbad,CA,US)を使用してSmartCyclerII(商標)(Cepheid,Sunnyvale,USA)で行った。データをRplp0値で正規化し、前述のように分析した(Pfaffl,M.、Nucleic Acids Res.2001;29(9):e45)。
全RNAを、視床下部、皮質、海馬、小脳および嗅球から、Tripure単離試薬(Roche Diagnostics Corp.,Indianapolis,IN,US)、および海馬試料用のRNeasy Mini KitまたはRNeasy Micro Kit(Qiagen NV,Venlo,NL)を使用して得た。残留ウイルスゲノムを除去するために、全RNAをDNAseI(Qiagen NV,Venlo,NL)で処理した。RT-PCR分析のために、1μgのRNA試料を、Transcriptor First Strand cDNA Synthesis Kit(04379012001,Roche,California,USA)を使用して逆転写した。リアルタイム定量PCRを、TB Green Premix Ex TaqII(Takara Bio Europe、France)を使用して、SmartCyclerII(商標)(Cepheid,Sunnyvale,USA)で行った。データをRplp0値で正規化し、前述のように分析した(Pfaffl,M.、Nucleic Acids Res.2001;29(9):e45)。
使用したプライマーの概要を以下に示す:
moFgf21-Fw:5’-CCTAACCAGGACGCCACAAG-3’(配列番号47)
moFgf21-Rv:5’-GTTCCACCATGCTCAGAGGG-3’(配列番号48)
Gfap-Fw:5’-ACAGACTTTCTCCAACCTCCAG-3’(配列番号49)
Gfap-Rv:5’-CCTTCTGACACGGATTTGGT-3’(配列番号50)
S100b-Fw:5’-AACAACGAGCTCTCTCACTTCC-3’(配列番号51)
S100b-Rv:5’-CGTCTCCATCACTTTGTCCA-3’(配列番号52)
Aif1-Fw:5’-TGAGCCAAAGCAGGGATTTG-3’(配列番号53)
Aif1-Rv:5’-TCAAGTTTGGACGGCAGATC-3’(配列番号54)
Nfkb-Fw:5’-GACCACTGCTCAGGTCCACT-3’(配列番号55)
Nfkb-Rv:5’-TGTCACTATCCCGGAGTTCA-3’(配列番号56)
Il1b-Fw:5’-ATGAAGGGCTGCTTCCAAAC-3’(配列番号57)
Il1b-Rv:5’-ATGTGCTGCTGCGAGATTTG-3’(配列番号58)
Il6-Fw:5’-TCGCTCAGGGTCACAAGAAA-3’(配列番号59)
Il6-Rv:5’-CATCAGAGGCAAGGAGGAAAAC-3’(配列番号60)
Rplp0-Fw:5’-ACTGGTCTAGGACCCGAGAA-3’(配列番号61)
Rplp0-Fw:5’-TCCCACCTTGTCTCCAGTCT-3’(配列番号62)
Ccl19-Fw:5’-GCGGGCTCACTGGGGCACAC-3’(配列番号69)
Ccl19-Rv:5’-TGGGAAGGTCCAGAGAACCAG-3’(配列番号70)
Ppargc1a-Fw:5’-TTTGGCCGACGACACGACTTTTC-3’(配列番号71)
Ppargc1a-Rv:5’-TTGTGTTGGGCGAGAGAAAG-3’(配列番号72)
Ppargc1b-Fw:5’-AGAAGCGCTTTGAGGTGTTC-3’(配列番号73)
Ppargc1b-Rv:5’-GGTGATAAAACCGTGCTTCTGG-3’(配列番号74)
Atp5f1a-Fw:5’-TCTCGGCCAGAGACTAGGAC-3’(配列番号75)
Atp5f1a-Rv:5’-GCACTTGCACCAATGAATTT-3’(配列番号76)
Mt-co1-Fw:5’-ATGAGCAAAAGCCCACTTCG-3’(配列番号77)
Mt-co1-Rv:5’-ACCGTGGAGATTTGGTCCAG-3’(配列番号78)
Cox6-Fw:5’-AGTCCCTCTGTCCCGTGTC-3’(配列番号79)
Cox6-Rv:5’-ATATGCTGAGGTCCCCCTTT-3’(配列番号80)
Cox5a-Fw:5’-CTCGTCAGCCTCAGCCAGT-3’(配列番号81)
Cox5a-Rv:5’-TAGCAGCGAATGGAACAGAC-3’(配列番号82)
Sod1-Fw:5’-TACACAAGGCTGTACCAGTGC-3’(配列番号83)
Sod1-Rv:5’-TTTCCAGCAGTCACATTGCC-3’(配列番号84)
Nrf2-Fw:5’-AGTCGCTTGCCCTGGATATC-3’(配列番号85)
Nrf2-Rv:5’-TGCCAAACTTGCTCCATGTC-3’(配列番号86)
Cat-Fw:5’-TGTGCATGCATGACAACCAG-3’(配列番号87)
Cat-Rv:5’-GCACTGTTGAAGCGTTTCAC-3’(配列番号88)
Gapdh-Fw:5’-CCTTCCGTGTTCCTACCC-3’(配列番号89)
Gapdh-Rv:5’-CAACCTGGTCCTCACTGTAG-3’(配列番号90)
HkI-Fw:5’-ACGGTCAAAATGCTGCCTTC-3’(配列番号91)
HkI-Rv:5’-AATCGTTCCTCCGAGATCCA-3’(配列番号92)
Pfkp-Fw:5’-TGTGTCTGAAGGAGCAATCG-3’(配列番号93)
Pfkp-Rv:5’-GGCCAAAATCCTGTCAAATG-3’(配列番号94)
Gpd1-Fw:5’-AGACACCCAACTTTCGCATC-3’(配列番号95)
Gpd1-Rv:5’-TATTCTTCAAGGCCCCACAG-3’(配列番号96)
Gpd2-Fw:5’-TTGCCTTGGGAGAAGATGAC-3’(配列番号97)
Gpd2-Rv:5’-AGTTCCGCACTTCATTCAGG-3’(配列番号98)
Pkm-Fw:5’-GCTTTGCATCTGATCCCATT-3’(配列番号99)
Pkm-Rv:5’-AGTCCAGCCACAGGATGTTC-3’(配列番号100)
Syp-Fw:5’-ACATGGACGTGGTGAATCAG-3’(配列番号101)
Syp-Rv:5’-AAGATGGCAAAGACCCACTG-3’(配列番号102)
Gria1-Fw:5’-CCATGCTGGTTGCCTTAATC-3’(配列番号103)
Gria1-Rv:5’-CCGTATGGCTTCATTGATGG-3’(配列番号104)
Gria2-Fw:5’-AAGGGCGTGTAATCCTTGAC-3’(配列番号105)
Gria2-Rv:5’-TTTCAGCAGGTCTCCATCAG-3’(配列番号106)
Grin1-Fw:5’-TGACTACCCGAATGTCCATC-3’(配列番号107)
Grin1-Rv:5’-TTGTAGACGCGCATCATCTC-3’(配列番号108)
Grin2a-Fw:5’-TGTGAAGAAGTGCTGCAAGG-3’(配列番号109)
Grin2a-Rv:5’-CGCCTATCATTCCATTCCAC-3’(配列番号110)
Grin2b-Fw:5’-TTGGTGAGGTGGTCATGAAG-3’(配列番号111)
Grin2b-Rv:5’-TGCGTGATACCATGACACTG-3’(配列番号112)
Sqstm1-Fw:5’-TGCTGGCGGCTTTACATTTG-3’(配列番号113)
Sqstm1-Rv:5’-CAGAAGCAGAGAAGGAAAAGCC-3’(配列番号114)
Atg5-Fw:5’-AGATGGACAGCTGCACACAC-3’(配列番号115)
Atg5-Rv:5’-TTGGCTCTATCCCGTGAATC-3’(配列番号116)
Atf4-Fw:5’-ATGATGGCTTGGCCAGTG-3’(配列番号117)
Atf4-Rv:5’-CCATTTTCTCCAACATCCAATC-3’(配列番号118)
Bip-Fw:5’-CTGAGGCGTATTGGGAAG-3’(配列番号119)
Bip-Rv:5’-TCATGACATTCAGTCCAGCAA-3’(配列番号120)
Cyp46a1-Fw:5’-TCGTTGAACGTCTCCATCAG-3’(配列番号121)
Cyp46a1-Rv:5’-TTTGGGGAGAGACTGTTTGG-3’(配列番号122)
マイクロアレイによるmRNA発現の分析
cDNA合成およびアレイハイブリダイゼーション。mRNA発現の分析のために、Affymetrix Clariom Sマウスマイクロアレイ(Affymetrix、Thermo Fisher Scientific、Waltham、MA、USA)を使用した。約300 ngの全RNAを、GeneChip WT Plus Reagentキット(Affymetrix、Thermo Fisher Scientific、Waltham、MA、USA)を製造者の説明書に従って使用して処理し、Affymetrix Clariom Sマウスマイクロアレイプレートにハイブリダイズさせた。アレイ処理のために、Affymetrix GeneChip Hybridization,Wash,and Stainキットを使用した。その後、チップをAffymetrix GeneChip Scanner 3000でスキャンした。
アレイ品質管理および正規化。Expression ConsoleTMソフトウェア(Affymetrix、Thermo Fisher Scientific、Waltham、MA、USA)も使用して、マイクロアレイの品質管理を行い、すべてのマイクロアレイのデータを正規化した。RMAアルゴリズムを使用して、マイクロアレイにわたる値の比較を可能にするためのバックグラウンド補正、log2変換、および分位数正規化を行った。その後、Affymetrix Transcriptome Analysis Consoleソフトウェア(Affymetrix、Thermo Fisher Scientific、Waltham、MA、USA)を使用して、FGF21治療脳試料を無効治療脳試料に対して注釈付けおよび比較し、計算された倍数変化およびp値を含む遺伝子のリストを生成した。
FGF21循環レベルの測定
FGF21の循環レベルを、定量的サンドイッチ酵素イムノアッセイマウス/ラットFGF-21 ELISAキット(MF2100,R&Dsystems,Abingdon,UK)によって決定した。
アミロイドベータ抽出および定量化
切開した皮質を、プロテアーゼ阻害剤カクテル(Complete EDTA-free,Roche,Mannheim,Germany)を補充した冷T-PER緩衝液(ThermoScientific,Rockford,IL,USA)中で、超音波処理器(Sonics,Vibra-Cell,Newtown,USA)を使用して均質化した。短時間の超音波処理後、試料を、SW-55Tiローターを使用するUltracentrifugue(Optima XPN-100、Beckman Coulter、Brea、CA、USA)中、4℃で1時間、100,000×gで遠心分離した。上清を可溶性画分として標識した。ペレットを70%ギ酸溶液に再懸濁した。超音波処理および遠心分離工程を繰り返し、上清を回収し、真空濃縮器(Savant SpeedVac DNA130濃縮器、ThermoFischer Scientific)で4時間乾燥させた。乾燥したギ酸抽出物をDMSOに再懸濁し、不溶性画分として標識した。すべての画分をさらなる使用まで直ちに-80℃で保存した。
Aβ40レベルを、製造業者によって推奨されるプロトコルに従ってELISAによって不溶性画分中で定量した(ヒトAβ40 ELISA kit,Invitrogen,ref.KHB3481)。データを各試料中のタンパク質の総量に対して正規化した(Pierce BCA Protein Assay Kit,Thermo Scientific,ref.23225)。
オープンフィールド試験
オープンフィールド試験は、過去に報告されたように、9:00AM~1:00PMに実施した(Haurigot et al,2013)。手短に言えば、動物を白色プラスチックの壁および床の箱(45×45×40cm)の隅に置いた。C57Bl/6Jマウスについて、運動および探索活動を、ビデオ追跡システム(SMART Junior;Panlab)を使用して最初の6分間評価した。db/dbマウスおよびそれらの対照群について、マウスを最初にオープンフィールドアリーナに5分間慣らした。次いで、それらをホームケージに5分間入れ、その後、再びオープンフィールドアリーナに置き、最初の12分間の間に運動および探索活動を評価した。
新規物体認識試験
新規物体認識試験は、オープンフィールド箱で行った。オープンフィールド試験を使用して、マウスを箱に順応させた。翌日、最初の試験を行うために、2つの同一の物体(AおよびB)を箱の右上および左上の四半部に配置し、次いでマウスを両方の物体の後方に置いた。10分間の探索の後、マウスを箱から取り出し、10分間休憩させた。第2の試験では、同一の物体(AおよびB)の1つを物体C(新たな物体)に置き換えた。次いで、マウスを、短期記憶試験のためのさらなる10分間の探索のために箱の中に戻した。長期記憶試験のために、翌日、物体Cを新しい物体(D)と交換し、マウスに物体AおよびDをさらに10分間探索させた。動物が新規物体を探索するのに費やした時間量を、ビデオ追跡システム(SMART Junior;Panlab)を使用して記録し、評価した。新規物体認識試験の記憶の評価は、以下の式、識別率(%)=(N-F)/(N+F)×100%に従って計算された識別率のパーセンテージとして表され、式中、Nは新しい物体の探索に費やされた時間を表し、Fは同じ物体の探索に費やされた時間を表す。
ロータロッド試験
マウスを、4RPMで回転する回転棒(Panlab、Barcelona、Spain)上に置いた。レーン幅、50mm;棒直径、30mm。安定化されたら、マウスをx RPM/x秒の漸増速度に供した。実験の初日は、装置の使用において動物を訓練するために使用した。動物は、それぞれ3回の試験を受けた。マウスが棒の上に留まることができた時間の長さを記録した。次いで、動物を1日休ませ、3日目にマウスを棒上でさらに3回試験した。3回の試験の平均を分析した。運動学習の評価のために、個々の試験のそれぞれにおける成績を分析した。
握力試験
握力検査計(Panlab、Barcelona、Spain)を使用して前肢握力を評価した。握力計を水平に配置し、マウスを尾で持ち、装置に向かって降ろした。動物に前足で金属棒を掴ませ、次いで水平面において後方に引っ張った。把持を失う直前に棒に加えられた力をピーク張力として記録した。3回の試験の平均を分析した。
ハングワイヤ試験
ワイヤハング試験は、2つの垂直スタンドに固定された幅55cm、厚さ2mmの金属ワイヤを使用して行った。ワイヤを床敷材料の層の35cm上方に維持して、落下時の動物の傷害を防止した。マウスを、尾で扱って、ワイヤの中央を前肢で掴ませた。マウスが落下するまでの時間を測定した。180秒の限界懸垂時間に達したマウスは、試験数とは無関係に実験を停止させたが、他のマウスは最大3回の試験のために直ちに再試験した(試験間に30秒の回復期間を使用した)。
バーンズ迷路試験
バーンズ迷路試験は、周囲の周りに20個の均一に離間した穴を有する、高さのある円形プラットフォームからなった。1つの穴の下に逃避箱が取り付けられ、残りの19個の穴を覆われた状態で残した。訓練および試験の間、明るい光(1000ルーメン超)、オープンスペース、および雑音(90db超)などの嫌悪刺激が、逃避行動を誘発する動機づけ因子として役立った。バーンズ迷路を何も無い部屋で行い、壁の視覚的合図を参照として使用した。初日の間、動物を逃避箱で1分間、続いて開放プラットフォームで140秒間順応させた。すべての動物が順応すると、逃避箱をバーンズ迷路の別の穴に移動させ、そこで訓練の期間中維持した。最初の訓練では、PVCチューブ内のマウスをバーンズ迷路の中央に15秒間置いた後、PVCを解放し、動物はプラットフォームを自由に探索し、140秒間逃避箱を探した。動物は、正しい穴を見つけて逃避箱に入れば、30秒間内部に留まったが、そうでなければ動物は逃避箱に誘導された。その後(2,3および4日目)の、1日2回の訓練を最初の訓練として評価した。最終日(5日目)、逃避箱を取り外し、180秒間の記憶を評価するためにプローブ試験を行った。動物がバーンズ迷路を探索するのに費やした時間量を、ビデオ追跡システム(SMART Junior;Panlab)を使用して記録し、評価した。動物が逃避箱を見つけるまでに費やした時間を記憶の尺度として計算した。
高架式十字迷路
高架式十字迷路試験は、中央で交差する開放アームおよび閉鎖アームと、中心領域とからなる装置において行われた。構造物を床から90~100cm高くした。試験中、マウスを中心領域に置き、アーム間を5分間自由に移動させた。動物が開放アームおよび閉鎖アームを探索するのに費やした時間量を、ビデオ追跡システム(SMART Junior;Panlab)を使用して記録し、評価した。開放アームへの進入回数および開放アームで過ごした時間は、マウスにおけるオープンスペース誘発不安の指標として使用される。
統計学的分析
すべての値を平均±SEMとして表す。データはテューキーの事後補正を用いた一元配置ANOVAによって分析されたが、但し2つの実験群のみの比較に関わるパラメータは除き、このケースでは対応のないスチューデントのt検定を使用した。P<0.05の場合、差異を有意とみなした。
[実施例1]
FGF21をエンコードするAAVベクターで治療した高齢マウスにおける神経筋機能および認知の改善ならびに神経変性の減少
FGF21による骨格筋の遺伝子操作が高齢動物において治療上の利益を発揮し得るかどうかを評価するために、13.5月齢の雄C57Bl6マウスに、CMVプロモーターの制御下でマウスコドン最適化FGF21コーディング配列(moFGF21)をエンコードする血清型1のAAVベクター(AAV1-CMV-moFGF21)を、3×1011ウイルスゲノム(vg)で筋肉内投与した。同齢の対照動物を同じ用量のAAV1-CMV無効ベクターで治療した。若齢マウスの未治療コホートが、さらなる対照群として役立った。すべての実験群に固形飼料食を与えた。
AAV1-CMV-moFGF21治療マウスは、注射した3つの筋においてコドン最適化FGF21の過剰発現を示したが、肝臓および心臓などのオフターゲット組織では示さなかった(図1A)。FGF21の骨格筋過剰発現は、血流中へのFGF21の分泌増加をもたらした(図1B)。
AAV1-CMV-moFGF21ベクターで高齢マウスを治療すると、協調およびバランスが改善した。注目すべきことに、22月齢のAAV1-CMV-moFGF21治療マウスと3月齢の未治療マウスとの間に差は観察されなかった(図2A)。骨格筋機能および協調をさらに研究するために、ハングワイヤ試験を実施した。AAV1-CMV-moFGF21で治療した高齢マウスは、無効ベクターを投与したマウスと比較して神経筋機能の改善を示した(図2B)。オープンフィールド試験は、身体活動レベルが加齢と共に低下することを明らかにした(図2C)。AAV-CMV-moFGF21治療マウスは活動レベルの有意な増加を示し、23月齢のAAV-FGF21治療マウスの活動レベルは、4月齢の未治療マウスの活性レベルと同程度になった(図1C)。以前の報告(Wenz,T.et al.2009.Proc Natl Acad Sci U S A 106(48)、20405-10)と一致して、握力試験は、加齢に関連する筋力の喪失を証明した(図2D)。AAV-CVM-moFGF21治療マウスは、AAV1-CMV無効同齢対照物と比較してこのパラメータの有意な改善を示し、前者のマウスの握力は、4月齢マウスの握力と比較してわずかに低下した(図2D)。さらに、27月齢まで、FGF21をエンコードするベクターで治療したマウスは、AAV1-CMV無効ベクターで治療した同齢コホートよりも新規物体認識試験において著しく良好に機能し、2月齢動物の認識指数と同等の認識指数を有した(図3)。これらの結果はすべて、AAV1-CMV-moFGF21ベクターによる治療が、高齢マウスにおいて神経筋機能を改善し、学習を強化し、記憶を正常化したことを示唆している。
AAV-FGF21がもたらす認知の改善の根底にある分子機構についての洞察を得るために、AAV1-CMV-moFGF21またはAAV1-CMV無効ベクターで治療した高齢マウスの脳からのRNAを得て、Affymetrix Clariom Sマウスマイクロアレイ技術を用いてトランスクリプトーム解析を行った。データの前処理は、Affymetrix Expression Consoleを使用して行った。その後、Affymetrix Transcriptome Analysis Consoleを使用して、AAV1-CMV-moFGF21またはAAV1-CMV無効ベクターで治療した高齢マウスの脳試料を比較して、計算された倍数変化およびp値を含む遺伝子のリストを生成した。マイクロアレイ分析から得られたトランスクリプトームデータを解釈するために、遺伝子セットエンリッチメント解析(GSEA)を行った。この方法は、遺伝子セット、すなわち、先行の生物学的知識、例えば、生物学的機能、生物学的経路または細胞コンパートメントに基づく共通の特徴を共有する遺伝子群に依存する(Subramanian,A.et al.,2005)。これらのセットは、可変数の遺伝子(遺伝子セットのサイズ)を含み、Hallmark、KEGG、Reactome、またはGene Ontology(GO)などのいくつかのデータベースから検索され、次いで、過剰表現分析(overrepresentation analysis)が計算された。GSEAの目的は、遺伝子セットのメンバーが、治療された試料対未治療の試料に相関する傾向があるかどうかを決定することである。セットが過剰に表される程度を計算し、セットのサイズを説明するために正規化し、正規化されたエンリッチメントスコア(NES)、および統計学的有意性を説明するための関連するp値を得た。
組換えFGF21タンパク質で治療された動物における、主にミトコンドリア機能の増強および酸化ストレスの減少に起因する神経変性および認知低下の改善を説明する以前の報告と一致して(Yu,Y.et al.,2015;Wang,X-M.et al.,2016;Sa-nguanmoo P.et al 2016;Sa-nguanmoo P.et al 2018;Chen S.et al.,2019;Amiri M.et al.,2018)、GSEAは、酸化的リン酸化、呼吸電子輸送、脱共役タンパク質媒介熱発生、活性酸素種、ミトコンドリア複合体および成分、クリステ形成およびミトコンドリア膜貫通輸送に関連する経路が、AAV1-CMV-moFGF21ベクターで治療された高齢動物において、AAV1-CMV無効ベクターを受けたマウスと比較して強化されていることを明らかにした(表1)。したがって、データは、FGF21遺伝子治療がミトコンドリア機能の改善および酸化ストレスの削減によって神経変性を防止することを示している。
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[実施例2]
FGF21をエンコードするAAVベクターで治療したHFD給餌雄マウスにおける機能低下ならびに不安様および抑うつ様症状の逆転
本発明者らは、FGF21を用いた脂肪組織または骨格筋のAAV媒介遺伝子操作の、肥満症および糖尿病に関連する不安、ならびに神経筋機能の低下を回復させる治療的可能性を評価した。この目的のために、10週齢の雄C57Bl6マウスにHFDを18週間与えた。これらの最初の4ヶ月の追跡中、固形飼料給餌動物の体重は25%増加したが、HFDを与えられた動物は肥満になった(体重増加91%)(図4A~図4B)。次いで、肥満動物に、miR122aおよびmiR1の標的部位を含むCAG遍在性プロモーターの制御下でマウスコドン最適化FGF21コーディング配列をエンコードするAAV8ベクター(AAV8-CAG-moFGF21-dmiRT)5×1010vgまたは1×1011vgをeWAT(eWAT:精巣上体白色脂肪組織)内投与した。肥満マウスの別のコホートに、AAV1-CMV-moFGF21ベクターを7×1010、1×1011、および3×1011vg/マウスの3つの異なる用量で筋肉内(im)投与した。AAV投与後、AAV治療マウスを約1年間、すなわち16.5月齢までHFDを維持した。対照として、未治療の固形飼料給餌およびHFD給餌C57Bl6マウスを使用した。
5×1010vgまたは1×1011vgのAAV8-CAG-moFGF21-dmiRTベクターで治療した動物は、最初にそれぞれ体重の14%および25%を減少させ、徐々に体重を減少させ続けた(図4A)。実際、1×1011vgのAAV8-CAG-moFGF21-dmiRTで治療したHFD給餌マウスの体重は、研究が終了する頃(約14.5ヶ月)には固形飼料給餌動物の体重と同程度であった(図4A)。
AAV1-CMV-moFGF21で治療した群では、明確な用量依存的体重減少が観察された。ベクターの最低用量はHFD摂取に関連する体重増加を打ち消さなかったが、これらの動物の平均体重は、常に対照HFD給餌マウスの平均体重より低かった(図4B)。1×1011vgのAAV1-CMV-moFGF21で治療した動物は、最初に体重の18%を減少させ、徐々に体重を減少させ続けた(図4B)。これらのマウスの体重は、試験の終了頃(約14.5ヶ月)には固形飼料給餌動物の体重と同程度であった(図4B)。3×1011vgのAAV1-CMV-FGF21を投与すると、HFD給餌マウスは、最初に体重の34%を減少させ、進行性の体重減少も経験し、これは、研究の終わり(16.5月齢)までに、固形飼料給餌動物の体重よりも低く、HFD給餌の開始前に記録された体重と比較してわずかに増加した(図4B)。
5×1010または1×1011vgのAAV8-CAG-moFGF21-dmiRTベクターでeWAT内治療した動物は、FGF21の脂肪特異的過剰発現(図5B)を介する血流中の高レベルのFGF21(図5A)を示した。同様に、AAV1-CMV-FGF21ベクターで治療したHFD給餌マウスは、循環FGF21の顕著な増加を示し(図5C)、これは3つの注射筋肉におけるベクター由来FGF21の高レベルの発現と並行していた(図5D)。ベクター血清型、プロモーターおよび投与経路のこの組み合わせは、肝臓などのオフターゲット組織での導入遺伝子の発現をもたらさなかった(図5D)。
AAV8-CAG-moFGF21-dmiRTまたはAAV1-CMV-moFGF21ベクターによる治療は、歩行活動に対する影響をもたらした。HFDを与えた未治療動物におけるオープンフィールド試験で観察された機能低下とは対照的に、5×1010vgまたは1×1011vgのAAV8-CAG-moFGF21-dmiRTで治療したマウスは、固形飼料給餌動物と同程度の自発的歩行活動を示した(図6)。11月齢のAAV8-CAG-moFGF21-dmiRT治療動物は、未治療HFD給餌対照よりも長い距離を移動し、多くの時間かつ速い速度で移動し、休止時間が短く、ゆっくりとした動作および速い動きに多くの時間を費やした(図6A~図6G)。同様の観察を、1×1011および3×1011vgのAAV1-CMV-moFGF21でim治療したマウスにおいて行った(図7)。これらの結果は、FGF21をエンコードするAAVベクターで治療したHFD給餌マウスにおける神経筋機能の改善を示唆する。これらの結果はまた、移動した総距離など、オープンフィールド試験において典型的には抑うつ様行動として特徴付けられる行動の減少を示している(例えば、Wang et al.2020 Front.Pharmacol.,28 February 2020を参照されたい)。
食餌誘導性肥満症を示すマウスは、肥満症および糖尿病患者で観察される不安様行動に似ることが報告されている(Asato et al.,Nihon Shinkei Seishin Yakurigaku Zasshi,32(5-6)、251-5(2012))。本発明者らは、マウスにおいてこのパラメータを評価するために広く使用されているオープンフィールド試験によって不安様行動を調べた(Zhang,L-L.et al.,2011,Neuroscience,196,203-14)。マウスは、新規な環境のオープンフィールドに置かれると、装置の周囲を動き回ることを好む。したがって、オープンフィールドの中心領域で過ごした時間は、不安に関連する傾向のレベルと逆相関すると考えられる。16.5月齢の未治療HFD給餌マウスは、同齢の固形飼料給餌対照と比較して、中心ゾーンで過ごした時間が短く、不安のレベルが高まっていることが示唆された(図8A)。対照的に、AAV8-CAG-moFGF21-dmiRTベクターによる治療は不安を完全に打ち消した。特に、1×1011vgのAAV8-CAG-moFGF21-dmiRTで治療したHFD給餌マウスが中心ゾーンで過ごした時間は、2月齢の固形飼料給餌対照マウスの時間と同程度であった(図8A)。1×1011および3×1011vgのAAV1-CMV-moFGF21ベクターの筋肉内投与もまた、HFD関連不安の反作用をもたらした(図8B)。
これらの結果はすべて、FGF21をエンコードするAAVベクターによる治療が糖尿病および肥満症に関連する行動障害を改善したことを示唆している。
[実施例3]
FGF21をエンコードするAAVベクターで治療したHFD給餌雌マウスにおける不安の反作用ならびに神経筋機能および認知の改善
次に、本発明者らは、AAV1-CMV-moFGF21ベクターのim投与が肥満およびインスリン抵抗性雌マウスにおいて治療上の利益をもたらし得るかどうかを評価した。この目的のために、11週齢の雌C57Bl6マウスにHFDを8週間与え、その後、1×1011または3×1011vg/マウスの用量のAAV1-CMV-moFGF21ベクターで四頭筋、腓腹筋および頭側脛骨筋を治療した。未治療の固形飼料給餌およびHFD給餌コホートを対照とした。
1×1011vgのAAV1-CMV-moFGF21ベクターで治療した雌マウスは、最初に体重を5%減らし、対照HFD給餌マウスよりも低い平均体重を常に示した(図9A)。注目すべきことに、3×1011vgのAAV1-CMV-moFGF21ベクターで治療したマウスのコホートは、AAV送達の数週間以内に体重を正常化した(図9A)。実際、この動物群の平均体重は、追跡期間(約8ヶ月)の間、固形飼料給餌未治療コホートの平均体重と区別がつかなくなった(図9A)。
AAV1-CMV-moFGF21ベクターでim治療したHFD給餌雄マウスで行われた観察と同様に、同じベクターを用いた雌マウスの骨格筋の遺伝子操作も、循環FGF21レベルの顕著な増加(図9B)および注射した筋肉における因子の特異的過剰発現(図9C)をもたらした。
神経筋機能を評価するために、オープンフィールド、ロータロッド、および握力試験を行った。オープンフィールド試験中、HFDを与えられ、骨格筋においてFGF21を過剰発現している雌マウスは、歩行活動の増加を示した(図10)。移動した総距離の減少など、オープンフィールド試験において典型的には抑うつ様行動として特徴付けられる行動(例えば、Wang et al.2020 Front.Pharmacol.,28 February 2020を参照されたい)も改善された。注目すべきことに、オープンフィールド試験はまた、AAV1-CMV-moFGF21ベクターで治療したマウスにおいて不安の減少を明らかにした(図11)。さらに、3×1011vgのAAV1-CMV-FGF21ベクターをim投与された雌マウスは、未治療のHFD給餌対応物よりも加速ロータロッド上に長く留まることができ、協調およびバランスの改善を実証している(図12A)。さらに、前者マウスはまた、未治療肥満マウスよりも高い筋力を示し、前者マウスの握力は、固形飼料給餌マウスの握力と比較してわずかに低かった(図12B)。
認知機能に対するAAV1-CMV-FGF21ベクターによる治療の効果を試験するために、新規物体認識試験およびY字迷路試験を行った。FGF21をエンコードするベクターで治療したHFD給餌雌マウスは、両方の試験において、未治療HFD給餌コホートよりも著しく良好に実行した。新規物体認識試験では、3×1011vg/マウスのAAV1-CMV-FGF21ベクターを投与されたマウスは、固形飼料給餌対照コホートの認識指数と同等の認識指数を有し、一方、1×1011vgの用量で治療されたマウスは、対照の痩せた動物よりも良好な学習および記憶を示した(図13A)。さらに、AAV1-CMV-FGF21ベクターで治療したマウスは、用量に関係なく、Y字迷路において空間記憶の改善を示した(図13B)。1×1011または3×1011vg/マウスのAAV1-CMV-FGF21ベクターで治療した対照固形飼料給餌マウスおよびHFD給餌マウスは、新しいアームを同様に、かつ他のアームよりも頻繁に探索した(図13B)。
これらの結果はすべて、FGF21をエンコードするAAVベクターによる治療が、糖尿病および肥満症に関連する神経筋および認知の低下を改善したことを示唆している。
[実施例4]
FGF21をエンコードするAAVベクターで治療したdb/dbマウスにおける歩行活動の増加ならびに不安様行動、探索能力および認知の改善。
FGF21遺伝子治療による脳のAAV媒介遺伝子操作の認知低下に対する治療的可能性をdb/dbマウスで評価した。db/dbマウスは、レプチンシグナル伝達の欠損を特徴とする、広く使用されている肥満症および糖尿病の遺伝的マウスモデルである。さらに、db/dbマウスは、神経炎症および認知低下のマウスモデルとしても使用されている(Dey et al,J.Neuroimmmunol.2014;Dinel et al Plos one 2011;Stranahan et al Nat Neurosci 2008;Zheng,Biochimica and Biophysica Acta 2017)。
2月齢のdb/db雄マウスに、CAG遍在性プロモーターの制御下でマウスコドン最適化FGF21コーディングする配列をエンコードするAAV1ベクター(AAV1-CAG-moFGF21)を5×1010vg/マウス、大槽を介して脳脊髄液(CSF)内に局所投与した。対照として、未治療db/dbおよび未治療db/+(痩せ型)マウスを使用した。
AAV投与の16週間後の視床下部、皮質、海馬、小脳および嗅球などの脳の種々の領域における因子の発現レベルの増加によって証明されるように、AAV1-CAG-moFGF21ベクターのCSF内投与は、脳におけるFGF21の広範な過剰発現をもたらした(図18)。
オープンフィールド試験を、すべてのマウス群に対して9週齢で行った。未治療db/dbマウスは、移動距離、最高速度および敏速な時間の減少を示した(図14A~図14C)。これらのパラメータはすべて、AAV1-CAG-moFGF21投与後のdb/dbマウスにおいて改善され(図14A~図14C)、FGF21遺伝子療法治療後の歩行活動の増加を示している。移動した総距離の減少など、オープンフィールド試験において典型的には抑うつ様行動として特徴付けられる行動(例えば、Wang et al.2020 Front.Pharmacol.,28 February 2020を参照されたい)も改善された。
不安様行動もオープンフィールドで研究し、db/db未治療マウスで観察された障害(辺縁での距離の増加および中心での距離の減少)(図15A~図15B)は、AAV1-CAG-moFGF21のCSF内投与後のdb/dbマウスでは改善され(図15A~図15B)、不安様行動の減少を示している。
Y字迷路試験をすべてのマウスに群に10週齢で実施したところ、未治療db/dbマウスはdb/+痩せ型マウスより探索能力が低いこと(図16A~図16B)、およびdb/dbマウスの探索能力がAAV1-CAG-moFGF21遺伝子治療によるCSF内治療後に改善されたこと(進入数の増加および最初の選択の潜伏時間の減少)が示された(図16A~図16B)。
記憶に対するAAV1-CAG-moFGF21ベクターによるCSF内治療の効果を試験するために、新規物体認識試験を11週齢で行った。AAV1-CAG-moFGF21をエンコードするベクターで治療したdb/dbマウスは、未治療db/dbコホートよりも著しく良好に実行した(図17)。さらに、未治療db/dbマウスで観察された識別指数の著しい低下は、AAV1-CAG-moFGF21投与後に高度に改善され(図17)、遺伝子治療後の記憶の増加を示した。
[実施例5]
FGF21をエンコードするAAVベクターで治療したdb/dbマウスおよびSAMP8マウスにおける、抑うつの減少を示す神経炎症の減少
本発明者らはまた、神経炎症を減少させるためのAAV媒介FGF21遺伝子治療の可能性を評価した。
最初に、本発明者らは、神経炎症などの加齢性脳病変を伴う、広く使用されている老化マウスモデルである老化促進マウス-prone 8(SAMP8)マウス(Takeda T.,Neurochem.Res.2009,34(4):639-659;Grinan-Ferre C.et al.Mol.Neurobiol.2016,53(4):2435-2450)を使用した。脳における炎症を、アストロサイトマーカーGfapおよびS100b、ミクログリアマーカーAif1ならびに炎症促進性分子、例えばNfkb、Il1bおよびIl6の発現によって分析した。炎症促進性サイトカインIl1bおよびIl6の発現は、脳においてFGF21を過剰発現しているSAMP8マウスの視床下部において減少した(図20)。
次に、本発明者らは、レプチンシグナル伝達の欠損を特徴とする、広く使用されている肥満症および糖尿病の遺伝的マウスモデルであるdb/dbマウスを使用した。さらに、これらのマウスは、脂肪組織および肝臓などの末梢組織だけでなく、脳においても炎症を呈する(Dey et al,J.Neuroimmmunol.2014)。AAV9-CAG-moFGF21-dmiRTベクターでCSF内治療したdb/dbマウスは、視床下部におけるGfap、S100b、Aif1、Nfkb、Il1bおよびIl6の発現低下を示した(図19)。
炎症性サイトカインの発現レベルの減少に伴うアストロサイトマーカーの減少は、FGF21遺伝子療法治療後に有害性アストロサイト(A1アストロサイト)の集団の減少およびミクログリアの減少があることを示す。
多くの研究は、炎症プロセスが抑うつの病因において中心的な役割を果たすことを裏付けている(Wang et al.2020 Front.Pharmacol.,28 February 2020)。実施例2、3および4で観察された抑うつ様行動の減少と共に、これは、FGF21遺伝子治療が抗うつ効果を有することを示している。
[実施例6]
AAV1-CMV-moFGF21ベクターのSAMP8マウスへの筋肉内投与。
認知低下に対するFGF21による骨格筋のAAV媒介遺伝子操作の治療可能性をさらに評価するために、SAMP8マウスを使用する。SAMP8マウスモデルは、8~12月齢までに認知低下を示す(Miyamoto,M.,Physiol Behav.1986;38(3):399-406;Markowska,AL.,Physiol Behav.1998;64(1):15-26)。
SAMP8マウスに3×1011vg/マウスのAAV1-CMV-moFGF21ベクターをim投与する。対照として、未治療のSAMP8およびSAMR1動物を使用する。これらのマウスにおいて、いくつかの行動試験および神経筋試験、例えば、Y字迷路、オープンフィールド、新規物体認識試験、ロータロッド、ハングワイヤ試験、握力試験およびモリス水迷路を行う。屠殺時に、血清および組織試料を分析のために採取する。これらの試料の分析には、神経形成(Sox2、NeuNおよびDcxなどのニューロンマーカーの発現)、神経炎症(GFAP、Iba1およびいくつかのサイトカインの発現レベル)、シナプス変性(シナプトフィジンのタンパク質レベルおよび脊椎密度)に関する研究が含まれる。
[実施例7]
AAV1-CMV-moFGF21ベクターのアルツハイマー病マウスモデルへの筋肉内投与。
FGF21による骨格筋のAAV媒介遺伝子操作のアルツハイマー病に対する治療可能性を評価するために、3xTg-AD(B6;129Tg(APPSwe,tauP301L)1Lfa Psen1tm1Mpm)マウスモデルを使用する。3xTg-ADは、広く使用されているアルツハイマー病のマウスモデルであり、3つすべての変異対立遺伝子についてホモ接合性であり、Psen1変異についてホモ接合性であり、同時注射されるAPPSweおよびtauP301L導入遺伝子についてホモ接合性である(Belfiore,R.,Aging Cell。2019,18(1):e12873)。
3xTg-ADマウスに3×1011vg/マウスのAAV1-CMV-moFGF21ベクターをim投与する。対照として、未治療の3xTg-AD動物を使用する。これらのマウスにおいて、いくつかの行動試験および神経筋試験、例えば、Y字迷路、オープンフィールド、新規物体認識試験、ロータロッド、ハングワイヤ試験、握力試験およびモリス水迷路を行う。屠殺時に、血清および組織試料を分析のために採取する。これらの試料の分析には、神経形成(Sox2、NeuNおよびDcxなどのニューロンマーカーの発現)、神経炎症(GFAP、Iba1およびいくつかのサイトカインの発現レベル)、アミロイド-ベータ(可溶性アミロイドおよびプラーク)のレベル、シナプス変性(シナプトフィジンのタンパク質レベルおよび脊椎密度)、タウリン酸化のレベルに関する研究が含まれる。
[実施例8]
AAV1-CMV-moFGF21ベクターで筋肉内治療したSAMP8マウスにおける神経筋機能および認知の改善
8週齢の雄SAMP8マウスに3×1011vg/マウスのAAV1-CMV-moFGF21ベクターをim投与した。対照として、未治療のSAMP8およびSAMR1動物を使用した。
AAV1-CMV-moFGF21治療SAMP8マウスは、注射した3つの筋肉におけるコドン最適化FGF21の特異的過剰発現およびFGF21循環レベルの増加を示した(図21A~図21B)。
神経筋機能に対するAAV1-CMV-moFGF21ベクターによる治療の効果を試験するために、ロータロッド試験を行った。3×1011vgのAAV1-CMV-moFGF21ベクターをim投与されたSAMP8マウスは、未治療のSAMP8およびSAMR1よりも加速ロータロッド上に長く留まることができ、協調およびバランスの改善を実証している(図21C)。運動学習能力もまた、その後の試験中の成績の改善を調べることによって評価した。注目すべきことに、AAV1-FGF21治療されたSAMP8マウスは、未治療のSAMP8およびSAMR1対応物よりも優れていた(図21D)。さらに、新規物体認識試験により、FGF21をエンコードするベクターで治療したSAMP8マウスにおける認知低下の防止がさらに確認された。32週齢までに、治療SAMP8マウスは、未治療SAMP8マウスおよび対照SAMR1マウスの両方と比較して、短期記憶および長期記憶の顕著な改善を示した(図21E~図21F)。
脳における炎症を、ケモカイン(C-Cモチーフ)リガンド19(Ccl19)およびIl6の発現によって分析した。Cccl19は、SAMP8の神経病理学的表現型に対して主要な役割を果たすと仮定されている(Carter TA.Genome Biol.2005;6(6):R48)。SAMP8は、SAMR1マウスと比較して、皮質および海馬において顕著に増加したCcl19発現レベルを示した(図22A)。AAV1-CMV-moFGF21ベクターによるSAMP8マウスの治療は、そのような脳領域におけるCcl19発現レベルを正常化した(図22A)。さらに、AAV1-FGF21治療SAMP8は、海馬におけるIl6発現の減少を示した(図22B)。
これらの結果はすべて、AAV1-FGF21による治療が、SAMP8マウスにおける神経筋機能、運動学習および記憶を増強し、脳炎症を減少させたことを示唆している。
[実施例9]
AAV1-CMV-moFGF21ベクターで筋肉内治療したアルツハイマー病マウスモデルにおける記憶の改善
8週齢の雄3xTg-ADマウスに3×1011vg/マウスのAAV1-CMV-moFGF21ベクターをim投与した。対照として、未治療の3xTG-ADおよびB6129SF2/J動物を使用した。
AAV1-CMV-moFGF21ベクターでim治療したSAMP8マウスで行われた観察と同様に、同じベクターを用いた3xTg-ADマウスの骨格筋の遺伝子操作も、循環FGF21レベルの顕著な増加(図23A)および注射した筋肉における因子の特異的過剰発現(図23B)をもたらした。
脳内のアミロイドプラーク(主にアミロイド-β(Aβ)で作られる)の蓄積および記憶喪失は、アルツハイマー病の重要な特徴である(Belfiore R.et al.Aging Cell.2019;18(1):e12873)。AAV1-CMV-moFGF21ベクターによる3xTg-ADマウスの治療は、未治療3xTg-ADマウスと比較して顕著に改善された短期記憶および長期記憶によって実証されるように、治療3xTg-ADマウスの認知低下を防止した(図23C~図23D)。注目すべきことに、AAV1-FGF21治療3xTg-ADマウスの識別指数は、対照B6129SF2/J動物のものと同程度であった(図23C~図23D)。さらに、AAV1-CMV-moFGF21ベクターでim治療した3xTg-ADマウスは、未治療の3xTg-ADマウスと比較して、皮質における不溶性Aβ40レベルの顕著な低下を示した(図23E)。
[実施例10]
異なる用量のAAV1-CMV-moFGF21ベクターでim治療した高齢マウスにおける神経筋機能および認知の改善
13月齢の雄C57Bl6マウスに、1×1011または3×1011vgのAAV1-CMV-moFGF21ベクターを筋肉内投与した。未治療の同齢対照動物を対照とした。
AAV1-CMV-moFGF21治療マウスは、用量依存的にFGF21の血流中への分泌を示した(図24A)。AAV1-CMV-moFGF21ベクターで治療した高齢マウスは、用量に関係なく、協調、バランスおよび運動学習の改善を示した(図24B~図24C)。さらに、1×1011または3×1011vgのAAV1-CMV-moFGF21ベクターによる高齢マウスの治療は、短期記憶および長期記憶を著しく改善した(図24D~E)。
[実施例11]
AAV1-CMV-moFGF21で治療した高齢マウスにおいて神経変性および認知低下の防止に関与する分子機構および脳領域
前述のように、全脳トランスクリプトーム分析は、AAV1-CMV-moFGF21ベクターでim治療された高齢マウスにおけるミトコンドリア機能の改善および酸化ストレスの削減が、神経変性および認知低下の抑制をもたらすことを示唆した(表1)。次に、本発明者らは、AAV1-FGF21治療マウスにおける認知機能の改善に関与するさらなる分子機構を解読するとともに、特異的に影響を受けた脳領域を特徴付けた。
qPCRによるいくつかの酸化的リン酸化(OXPHOS)および抗酸化マーカーの測定は、GSEAの知見をさらに裏付けた(図25および図26)。さらに、qPCR分析により、OXPHOSの増強が主に皮質において行われ、海馬では程度が低いことが明らかにされた(図25)。両方とも認知機能に関与する重要な脳領域である。詳細には、3×1011vgのAAV1-CMV-moFGF21ベクターでim治療した高齢動物は、同齢の対応物と比較して、皮質におけるペルオキシソーム増殖因子活性化受容体ガンマコアクチベーター1アルファおよびベータ(それぞれPpargc1aおよびPpargc1b)、ならびに皮質におけるそれらの転写標的ATPシンターゼF1サブユニットアルファ(Atp5f1a)、シトクロムcオキシダーゼ1(mt-co1)およびシトクロムcオキシダーゼサブユニット6(Cox6)、ならびに海馬におけるAtp5f1aおよびシトクロムcオキシダーゼサブユニット5a(Cox5a)の発現増加を示した(図25)(Sahin,E.et al.Nature.2011;470(7334):359-65)。同様に、抗酸化遺伝子発現の活性化を調整する転写因子NF-E2関連因子2(Nrf2)(Jaiswal AK,2004.Free Radic Biol Med 36:1199-1207;Lee JM,2004.J Biochem Mol Biol 37:139-143)、ならびに活性酸素種解毒酵素、例えば、Ppargc1a標的でもあるスーパーオキシドジスムターゼ1(Sod1)およびカタラーゼ(Cat)をエンコードする重要な遺伝子(Sahin,E.et al.Nature.2011;470(7334):359-65)の発現の増加が、AAV1-CMV-moFGF21治療高齢マウスの皮質および海馬において記録された(図26)。
脳はエネルギーを要求する器官であり、解糖、TCAサイクルおよび酸化的リン酸化による効率的なATP産生に大きく依存している(Butterfield DA.Nat Rev Neurosci 2019 Mar;20(3):148-160)。解糖がOXPHOSのためのグルコースの代謝を担うと仮定して、重要な解糖関連遺伝子の発現レベルを決定した。AAV1-CMV-moFGF21ベクターで治療した高齢マウスは、皮質におけるグリセルアルデヒド-3-リン酸デヒドロゲナーゼ(GAPDH)、ヘキソキナーゼ1(Hk1)、ホスホフルクトキナーゼの血小板アイソフォーム(Pfkp)およびグリセロール-3-リン酸デヒドロゲナーゼ1および2(それぞれGpd1およびGpd2)、ならびに海馬におけるピルビン酸キナーゼM(Pkm)およびGpd2の発現増加を示し、これらの脳領域における解糖の増強を示唆した(図27)。
これらの結果はすべて、AAV1-CMV-moFGF21による高齢マウスの治療が、加齢に伴うグルコース代謝の低下およびミトコンドリア機能不全を予防し、これがニューロン機能のための効率的なATP産生を確保することを示唆している。
ミトコンドリアの摂動およびATP産生の減少が、認知欠損および記憶喪失と強く相関するシナプス機能不全およびシナプス変性に寄与すると報告されていることは、言及する価値がある(Butterfield DA.Nat Rev Neurosci 2019 Mar;20(3):148-160;Cai Q.J Alzheimers Dis.2017;57(4):1087-1103)。注目すべきことに、25月齢までに、AAV1-CMV-moFGF21で治療した高齢動物は、重要なシナプスタンパク質の発現の堅固な増加を示した。(図28)具体的には、アルファ-アミノ-3-ヒドロキシ-5-メチル-4-イソオキサゾールプロピオン酸(AMPA)型のシナプトフィジン(Syp)、GluR1およびGluR2サブユニット(それぞれGria1およびGria2)、ならびにN-メチル-d-アスパラギン酸(NMDA)型のNR1、N2AおよびN2Bサブユニット(Grin1、Grin2a、Grin2b)イオンチャネル型グルタミン酸受容体の発現レベルが皮質で増加した(図28)。Gria2も、海馬において増加した(図28)。さらに、シナプス可塑性および記憶の調節を含む、広範囲の活性に関与する重要な転写因子である活性化転写因子4(Atf4)(Ill-Raga g.Hippocampus 2013;23:431-436;Liu J.Front Cell Neurosci.2014;8:177)の発現レベルの増加が、皮質において検出された(図28)。重要なシナプスタンパク質の発現増強は、シナプス可塑性を改善し、その結果、皮質および海馬の機能を改善する可能性が高い。
脳の自己貪食能力は、年齢とともに低下し、神経変性を引き起こすことが報告されている(Lipinski MM.Proc Natl Acad Sci USA 2010;107:14164-9;Hara T.Nature 2006;441:885-9;Komatsu M.Nature 2006;441:880-4)。AAV1-CMV-moFGF21ベクターでim治療した高齢マウスは、皮質において自己貪食マーカーp62(Sqstm1遺伝子によってエンコードされる)および自己貪食関連5(Atg5)の発現増加を示した(図29)。同様に、小胞体(ER)も細胞の恒常性において不可欠な役割を果たす。抗アポトーシスシャペロンBiP(GRP78としても知られる)の誘導は、細胞がERストレスに耐えるための主要な細胞保護機構を代表し得る(A.S.Lee,Trends Biochem.Sci.26(2001)504-510)。これに関して、BiPの発現増加がAAV1-FGF21治療高齢マウスの皮質で観察された(図29)。Atf4は、AAV1-CMV-moFGF21でim治療した高齢マウスの皮質においてもその発現が誘導され(図28)、BiP発現を上方制御することが報告されている(Luo S.J Biol Chem。2003;278(39):37375-85)。
最後に、脳コレステロール恒常性の異常(特にニューロン中の高濃度)と、アルツハイマー病、パーキンソン病およびハンチントン病を含むいくつかの神経変性障害との間の強い関連が観察されている(Vance JE.Dis Model Mech 2012;5:746-55)。Cyp46a1によってエンコードされるコレステロール24ヒドロキシラーゼは、脳からのコレステロール排出を制御し、それによって脳コレステロール恒常性の調節において主要な役割を果たす。さらに、増加する証拠は、Cyp46a1が神経変性障害の病理発生および進行において役割を有し、脳におけるそのレベルの増加が神経保護的であることを示唆している(Kacher R.Brain。2019;142(8):2432-2450;Djelti F.Brain 2015;138(Pt 8):2383-98)。これと一致して、AAV1-CMV-moFGF21ベクターによる治療は、高齢マウスの皮質におけるCyp46a1の発現を増加させた(図30)。
まとめると、これらの結果は、FGF21遺伝子治療が、高齢マウスの皮質および海馬におけるミトコンドリア機能の改善、グルコース代謝および自己消耗の増加、酸化およびERストレスの削減、ならびにコレステロール恒常性およびシナプス機能の改善によって、神経変性および認知低下を抑制することが示された。
[実施例12]
FGF21をエンコードするAAVベクターでCSF内治療したHFD給餌雄マウスにおける不安の反作用ならびに神経筋機能および認知の改善
本発明者らは次に、AAV1-CAG-moFGF21ベクターのCSF内投与が肥満およびインスリン抵抗性雄マウスにおいて治療上の利益をもたらし得るかどうかを評価した。この目的のために、8週齢の雄C57Bl6マウスにHFDを3ヶ月間与えた。これらの最初の3ヶ月の追跡中、固形飼料給餌動物の体重は32%増加したが、HFDを与えられた動物は肥満になった(体重増加84%)。次いで、肥満動物に5×10または1×1010vg/マウスのAAV1-CAG-moFGF21ベクターをCSF内投与した。未治療の固形飼料給餌およびHFD給餌コホートを対照とした。最初に、AAV1ベクターで治療したHFD給餌マウスは体重が減少し、同齢の固形飼料給餌マウスと同様のレベルに達した(図31A)。AAV1治療の2ヶ月後、HFD給餌マウスの体重は安定化し、実験の追跡調査中(約11ヶ月)も同様のレベルのままであった(図31A)。
AAV1-CAG-moFGF21ベクターでCSF内治療したdb/db雄マウスで行われた観察と同様に、同じベクターを用いたHFD給餌マウスの脳の遺伝子操作もまた、種々の脳領域における因子の特異的過剰発現をもたらした(図31B)。
神経筋機能を評価するために、追跡期間の終わりに、オープンフィールド試験を実施した。オープンフィールド試験中、2つの用量のAAV1ベクターをCSF内に投与したHFD給餌マウスは、歩行活動の増加を示した(図32)。総移動距離に観察された増加は、AAV治療マウスにおける抑うつ様行動の改善も示した。不安の尺度として、オープンフィールドの中心および辺縁で過ごした距離および時間を測定し、データは、AAV1-CAG-moFGF21治療マウスが、HFDを与えられた対照マウスよりも中心で過ごした時間が長く、辺縁で過ごした時間が短いことを示し(図33A~図33E)、HFD対照マウスよりも不安様行動が少ないことを示している。これらの結果は高架式十字迷路試験で補強され、そこでFGF21治療マウスは、HFD給餌対照マウスよりも開放アームで過ごした時間が長く、閉鎖アームで過ごした時間が短かった(図33F)。
認知機能に対するAAV1-CAG-FGF21ベクターによるCSF内治療の効果を試験するために、新規物体認識試験およびバーンズ迷路試験を行った。新規物体認識試験では、両用量のAAV1-CAG-FGF21ベクターを投与されたマウスは、短期記憶試験および長期記憶試験の両方で、固形飼料給餌対照コホートと同等の認識指数を有したが(図34)、HFD給餌対照マウスは認識指数の悪化を示し、記憶障害を示している(図34)。AAV1 CSF内治療マウスの学習能力をバーンズ迷路で測定した。2つの用量のAAV1ベクターで治療したHFD給餌マウスの穴に進入するための時間(図35A)および学習勾配(図35B)で観察された減少は、AAV-1治療マウスにおける学習能力が対照HFD給餌マウスよりも増加し、固形飼料食を与えた対照マウスと同等のレベルに達したことを示した。
これらの結果はすべて、FGF21をエンコードするAAVベクターによるCSF内治療が、糖尿病および肥満症に関連する神経筋および認知の低下を改善したことを示唆している。
[実施例13]
FGF21をエンコードするAAVベクターで治療した高齢マウスにおける神経筋機能および認知の改善
FGF21を用いたCSF内遺伝子治療が高齢動物において治療上の利益を発揮し得るかどうかを評価するために、13月齢の雄C57Bl6マウスに5×10および1×1010vg/マウスのAAV1-CAG-moFGF21ベクターをCSF内投与した。未治療のコホートを対照とした。すべての実験群には、すべての実験中、固形飼料を与えた。
神経筋機能を評価するために、ロータロッド試験をすべての群に23月齢で実施した。すべての用量のAAV1-CAG-moFGF21でCSF内治療した高齢マウスは、未治療の高齢対応物よりも加速ロータロッド上に長く留まることができ(図36A)、協調およびバランスの改善を実証した。さらに、異なる試験中に、AAV1治療マウスにおいてロータロッド脱落までの時間の試験依存的改善があり(図36B~図36C)、高齢治療マウスにおける学習の増強を示している。
さらに、24~25月齢までに、FGF21をエンコードするベクター5×10vg/マウスで治療したマウスは、新規物体認識試験において、短期試験および長期試験の両方で、同齢コホート未治療マウスよりも著しく良好に実行し(図37A~図37B)、AAV1-CAG-moFGF21ベクターでの治療が高齢マウスの神経筋機能を改善し、学習および短期記憶および長期記憶を増強したことを示唆している。
Figure 2023528590000005
Figure 2023528590000006
ホモサピエンスFGF21のアミノ酸配列(配列番号1)
MDSDETGFEHSGLWVSVLAGLLLGACQAHPIPDSSPLLQFGGQVRQRYLYTDDAQQTEAHLEIREDGTVGGAADQSPESLLQLKALKPGVIQILGVKTSRFLCQRPDGALYGSLHFDPEACSFRELLLEDGYNVYQSEAHGLPLHLPGNKSPHRDPAPRGPARFLPLPGLPPALPEPPGILAPQPPDVGSSDPLSMVGPSQGRSPSYAS
ホモサピエンスFGF21のヌクレオチド配列(配列番号4)
ATGGACTCGGACGAGACCGGGTTCGAGCACTCAGGACTGTGGGTTTCTGTGCTGGCTGGTCTTCTGCTGGGAGCCTGCCAGGCACACCCCATCCCTGACTCCAGTCCTCTCCTGCAATTCGGGGGCCAAGTCCGGCAGCGGTACCTCTACACAGATGATGCCCAGCAGACAGAAGCCCACCTGGAGATCAGGGAGGATGGGACGGTGGGGGGCGCTGCTGACCAGAGCCCCGAAAGTCTCCTGCAGCTGAAAGCCTTGAAGCCGGGAGTTATTCAAATCTTGGGAGTCAAGACATCCAGGTTCCTGTGCCAGCGGCCAGATGGGGCCCTGTATGGATCGCTCCACTTTGACCCTGAGGCCTGCAGCTTCCGGGAGCTGCTTCTTGAGGACGGATACAATGTTTACCAGTCCGAAGCCCACGGCCTCCCGCTGCACCTGCCAGGGAACAAGTCCCCACACCGGGACCCTGCACCCCGAGGACCAGCTCGCTTCCTGCCACTACCAGGCCTGCCCCCCGCACTCCCGGAGCCACCCGGAATCCTGGCCCCCCAGCCCCCCGATGTGGGCTCCTCGGACCCTCTGAGCATGGTGGGACCTTCCCAGGGCCGAAGCCCCAGCTACGCTTCCTGA
ホモサピエンスFGF21のコドン最適化ヌクレオチド配列-変異体1(配列番号5)
ATGGATTCTGATGAGACAGGCTTCGAGCACAGCGGCCTGTGGGTTTCAGTTCTGGCTGGACTGCTGCTGGGAGCCTGTCAGGCACACCCTATTCCAGATAGCAGCCCTCTGCTGCAGTTCGGCGGACAAGTGCGGCAGAGATACCTGTACACCGACGACGCCCAGCAGACAGAAGCCCACCTGGAAATCAGAGAGGATGGCACAGTTGGCGGAGCCGCCGATCAGTCTCCTGAATCTCTGCTCCAGCTGAAGGCCCTGAAGCCTGGCGTGATCCAGATCCTGGGCGTGAAAACCAGCCGGTTCCTGTGCCAAAGACCTGACGGCGCCCTGTATGGCAGCCTGCACTTTGATCCTGAGGCCTGCAGCTTCAGAGAGCTGCTGCTTGAGGACGGCTACAACGTGTACCAGTCTGAGGCCCATGGCCTGCCTCTGCATCTGCCTGGAAACAAGAGCCCTCACAGAGATCCCGCTCCTAGAGGCCCTGCCAGATTTCTGCCTCTTCCTGGATTGCCTCCTGCTCTGCCAGAGCCTCCTGGAATTCTGGCTCCTCAGCCTCCTGATGTGGGCAGCTCTGATCCTCTGAGCATGGTCGGACCTAGCCAGGGCAGATCTCCTAGCTACGCCTCTTGA
ホモサピエンスFGF21のコドン最適化ヌクレオチド配列-変異体2(配列番号6)
ATGGACAGCGATGAAACCGGGTTCGAGCACAGCGGTCTGTGGGTGTCCGTGCTGGCCGGACTGCTCCTGGGAGCCTGTCAGGCGCACCCCATCCCTGACTCCTCGCCGCTGCTGCAATTCGGCGGACAAGTCCGCCAGAGATACCTGTACACCGACGACGCCCAGCAGACCGAAGCCCACCTGGAAATTCGGGAGGACGGGACTGTGGGAGGCGCTGCAGATCAGTCACCCGAGTCCCTCCTCCAACTGAAGGCCTTGAAGCCCGGCGTGATTCAGATCCTGGGCGTGAAAACTTCCCGCTTCCTTTGCCAACGGCCGGATGGAGCTCTGTACGGATCCCTGCACTTCGACCCCGAAGCCTGCTCATTCCGCGAGCTGCTCCTTGAGGACGGCTATAACGTGTACCAGTCTGAGGCCCATGGACTCCCCCTGCATCTGCCCGGCAACAAGTCCCCTCACCGGGATCCTGCCCCAAGAGGCCCAGCTCGGTTTCTGCCTCTGCCGGGACTGCCTCCAGCGTTGCCCGAACCCCCTGGTATCCTGGCCCCGCAACCACCTGACGTCGGTTCGTCGGACCCGCTGAGCATGGTCGGTCCGAGCCAGGGAAGGTCCCCGTCCTACGCATCCTGA
ホモサピエンスFGF21のコドン最適化ヌクレオチド配列-変異体3(配列番号7)
ATGGATTCCGACGAAACTGGATTTGAACATTCAGGGCTGTGGGTCTCTGTGCTGGCTGGACTGCTGCTGGGGGCTTGTCAGGCTCACCCCATCCCTGACAGCTCCCCTCTGCTGCAGTTCGGAGGACAGGTGCGGCAGAGATACCTGTATACCGACGATGCCCAGCAGACAGAGGCACACCTGGAGATCAGGGAGGACGGAACCGTGGGAGGAGCAGCCGATCAGTCTCCCGAGAGCCTGCTGCAGCTGAAGGCCCTGAAGCCTGGCGTGATCCAGATCCTGGGCGTGAAGACATCTCGGTTTCTGTGCCAGCGGCCCGACGGCGCCCTGTACGGCTCCCTGCACTTCGATCCCGAGGCCTGTTCTTTTAGGGAGCTGCTGCTGGAGGACGGCTACAACGTGTATCAGAGCGAGGCACACGGCCTGCCACTGCACCTGCCTGGCAATAAGTCCCCTCACCGCGATCCAGCACCCAGGGGCCCAGCACGCTTCCTGCCTCTGCCAGGCCTGCCCCCTGCCCTGCCAGAGCCACCCGGCATCCTGGCCCCCCAGCCTCCAGATGTGGGCTCCAGCGATCCTCTGTCAATGGTGGGGCCAAGTCAGGGGCGGAGTCCTTCATACGCATCATAA
マウスコドン最適化FGF21のヌクレオチド配列(配列番号9)
ATGGAATGGATGAGAAGCAGAGTGGGCACCCTGGGCCTGTGGGTGCGACTGCTGCTGGCTGTGTTTCTGCTGGGCGTGTACCAGGCCTACCCCATCCCTGACTCTAGCCCCCTGCTGCAGTTTGGCGGACAAGTGCGGCAGAGATACCTGTACACCGACGACGACCAGGACACCGAGGCCCACCTGGAAATCCGCGAGGATGGCACAGTCGTGGGCGCTGCTCACAGAAGCCCTGAGAGCCTGCTGGAACTGAAGGCCCTGAAGCCCGGCGTGATCCAGATCCTGGGCGTGAAGGCCAGCAGATTCCTGTGCCAGCAGCCTGACGGCGCCCTGTACGGCTCTCCTCACTTCGATCCTGAGGCCTGCAGCTTCAGAGAGCTGCTGCTGGAGGACGGCTACAACGTGTACCAGTCTGAGGCCCACGGCCTGCCCCTGAGACTGCCTCAGAAGGACAGCCCTAACCAGGACGCCACAAGCTGGGGACCTGTGCGGTTCCTGCCTATGCCTGGACTGCTGCACGAGCCCCAGGATCAGGCTGGCTTTCTGCCTCCTGAGCCTCCAGACGTGGGCAGCAGCGACCCTCTGAGCATGGTGGAACCTCTGCAGGGCAGAAGCCCCAGCTACGCCTCTTGA
CAGプロモーターのヌクレオチド配列(配列番号27)
GACATTGATTATTGACTAGTTATTAATAGTAATCAATTACGGGGTCATTAGTTCATAGCCCATATATGGAGTTCCGCGTTACATAACTTACGGTAAATGGCCCGCCTGGCTGACCGCCCAACGACCCCCGCCCATTGACGTCAATAATGACGTATGTTCCCATAGTAACGCCAATAGGGACTTTCCATTGACGTCAATGGGTGGAGTATTTACGGTAAACTGCCCACTTGGCAGTACATCAAGTGTATCATATGCCAAGTACGCCCCCTATTGACGTCAATGACGGTAAATGGCCCGCCTGGCATTATGCCCAGTACATGACCTTATGGGACTTTCCTACTTGGCAGTACATCTACGTATTAGTCATCGCTATTACCATGGTCGAGGTGAGCCCCACGTTCTGCTTCACTCTCCCCATCTCCCCCCCCTCCCCACCCCCAATTTTGTATTTATTTATTTTTTAATTATTTTGTGCAGCGATGGGGGCGGGGGGGGGGGGGGGGCGCGCGCCAGGCGGGGCGGGGCGGGGCGAGGGGCGGGGCGGGGCGAGGCGGAGAGGTGCGGCGGCAGCCAATCAGAGCGGCGCGCTCCGAAAGTTTCCTTTTATGGCGAGGCGGCGGCGGCGGCGGCCCTATAAAAAGCGAAGCGCGCGGCGGGCGGGAGTCGCTGCGTTGCCTTCGCCCCGTGCCCCGCTCCGCGCCGCCTCGCGCCGCCCGCCCCGGCTCTGACTGACCGCGTTACTCCCACAGGTGAGCGGGCGGGACGGCCCTTCTCCTCCGGGCTGTAATTAGCGCTTGGTTTAATGACGGCTTGTTTCTTTTCTGTGGCTGCGTGAAAGCCTTGAGGGGCTCCGGGAGGGCCCTTTGTGCGGGGGGAGCGGCTCGGGGGGTGCGTGCGTGTGTGTGTGCGTGGGGAGCGCCGCGTGCGGCTCCGCGCTGCCCGGCGGCTGTGAGCGCTGCGGGCGCGGCGCGGGGCTTTGTGCGCTCCGCAGTGTGCGCGAGGGGAGCGCGGCCGGGGGCGGTGCCCCGCGGTGCGGGGGGCTGCGAGGGGAACAAAGGCTGCGTGCGGGGTGTGTGCGTGGGGGGGTGAGCAGGGGGTGTGGGCGCGTCGGTCGGGCTGCAACCCCCCCTGCACCCCCCTCCCCGAGTTGCTGAGCACGGCCCGGCTTCGGGTGCGGGGCTCCGTACGGGGCGTGGCGCGGGGCTCGCCGTGCCGGGCGGGGGGTGGCGGCAGGTGGGGGTGCCGGGCGGGGCGGGGCCGCCTCGGGCCGGGGAGGGCTCGGGGGAGGGGCGCGGCGGCCCCCGGAGCGCCGGCGGCTGTCGAGGCGCGGCGAGCCGCAGCCATTGCCTTTTATGGTAATCGTGCGAGAGGGCGCAGGGACTTCCTTTGTCCCAAATCTGTGCGGAGCCGAAATCTGGGAGGCGCCGCCGCACCCCCTCTAGCGGGCGCGGGGCGAAGCGGTGCGGCGCCGGCAGGAAGGAAATGGGCGGGGAGGGCCTTCGTGCGTCGCCGCGCCGCCGTCCCCTTCTCCCTCTCCAGCCTCGGGGCTGTCCGCGGGGGGACGGCTGCCTTCGGGGGGGACGGGGCAGGGCGGGGTTCGGCTTCTGGCGTGTGACCGGCGGCTCTAGAGCCTCTGCTAACCATGTTCATGCCTTCTTCTTTTTCCTACAG
CMVプロモーターのヌクレオチド配列(配列番号28)
GTGATGCGGTTTTGGCAGTACACCAATGGGCGTGGATAGCGGTTTGACTCACGGGGATTTCCAAGTCTCCACCCCATTGACGTCAATGGGAGTTTGTTTTGGCACCAAAATCAACGGGACTTTCCAAAATGTCGTAACAACTGCGATCGCCCGCCCCGTTGACGCAAATGGGCGGTAGGCGTGTACGGTGGGAGGTCTATATAAGCAGAGCT
CMVエンハンサーのヌクレオチド配列(配列番号29)
GGCATTGATTATTGACTAGTTATTAATAGTAATCAATTACGGGGTCATTAGTTCATAGCCCATATATGGAGTTCCGCGTTACATAACTTACGGTAAATGGCCCGCCTGGCTGACCGCCCAACGACCCCCGCCCATTGACGTCAATAATGACGTATGTTCCCATAGTAACGCCAATAGGGACTTTCCATTGACGTCAATGGGTGGAGTATTTACGGTAAACTGCCCACTTGGCAGTACATCAAGTGTATCATATGCCAAGTCCGCCCCCTATTGACGTCAATGACGGTAAATGGCCCGCCTGGCATTATGCCCAGTACATGACCTTACGGGACTTTCCTACTTGGCAGTACATCTACGTATTAGTCATCGCTATTACCATG
CMVプロモーターおよびCMVエンハンサー配列(配列番号34)
GGCATTGATTATTGACTAGTTATTAATAGTAATCAATTACGGGGTCATTAGTTCATAGCCCATATATGGAGTTCCGCGTTACATAACTTACGGTAAATGGCCCGCCTGGCTGACCGCCCAACGACCCCCGCCCATTGACGTCAATAATGACGTATGTTCCCATAGTAACGCCAATAGGGACTTTCCATTGACGTCAATGGGTGGAGTATTTACGGTAAACTGCCCACTTGGCAGTACATCAAGTGTATCATATGCCAAGTCCGCCCCCTATTGACGTCAATGACGGTAAATGGCCCGCCTGGCATTATGCCCAGTACATGACCTTACGGGACTTTCCTACTTGGCAGTACATCTACGTATTAGTCATCGCTATTACCATGGTGATGCGGTTTTGGCAGTACACCAATGGGCGTGGATAGCGGTTTGACTCACGGGGATTTCCAAGTCTCCACCCCATTGACGTCAATGGGAGTTTGTTTTGGCACCAAAATCAACGGGACTTTCCAAAATGTCGTAACAACTGCGATCGCCCGCCCCGTTGACGCAAATGGGCGGTAGGCGTGTACGGTGGGAGGTCTATATAAGCAGAGCT
AAV2 5’ITR(配列番号30)
GCGCGCTC GCTCGCTCAC TGAGGCCGCC CGGGCAAAGC
CCGGGCGTCG GGCGACCTTT GGTCGCCCGG CCTCAGTGAG CGAGCGAGCG
CGCAGAGAGG GAGTGGCCAA CTCCATCACT AGGGGTTCCT
AAV2 3’ITR(配列番号31)
AGGAACCCCT AGTGATGGAG TTGGCCACTC CCTCTCTGCG
CGCTCGCTCG CTCACTGAGG CCGGGCGACC AAAGGTCGCC CGACGCCCGG GCTTTGCCCG GGCGGCCTCA GTGAGCGAGC GAGCGCGC
ウサギβ-グロビンポリアデニル化シグナル(3’UTRおよびポリAシグナルを含むウサギベータ-グロビンの隣接領域)(配列番号33)
GATCTTTTTCCCTCTGCCAAAAATTATGGGGACATCATGAAGCCCCTTGAGCATCTGACTTCTGGCTAATAAAGGAAATTTATTTTCATTGCAATAGTGTGTTGGAATTTTTTGTGTCTCTCACTCGGAAGGACATATGGGAGGGCAAATCATTTAAAACATCAGAATGAGTATTTGGTTTAGAGTTTGGCAACATATGCCCATATGCTGGCTGCCATGAACAAAGGTTGGCTATAAAGAGGTCATCAGTATATGAAACAGCCCCCTGCTGTCCATTCCTTATTCCATAGAAAAGCCTTGACTTGAGGTTAGATTTTTTTTATATTTTGTTTTGTGTTATTTTTTTCTTTAACATCCCTAAAATTTTCCTTACATGTTTTACTAGCCAGATTTTTCCTCCTCTCCTGACTACTCCCAGTCATAGCTGTCCCTCTTCTCTTATGGAGATC
miRT配列
miRT-122a(配列番号12):5’CAAACACCATTGTCACACTCCA 3’、肝臓で発現されるマイクロRNA-122a(miRBaseデータベースへのアクセッション番号MI0000442)の標的。
miRT-152(配列番号14):5’CCAAGTTCTGTCATGCACTGA 3’、肝臓で発現されるマイクロRNA-152(MI0000462)の標的。
miRT-199a-5p(配列番号15):5’GAACAGGTAGTCTGAACACTGGG 3’、肝臓で発現されるマイクロRNA 199a(MI0000242)の標的。
miRT-199a-3p(配列番号16):5’TAACCAATGTGCAGACTACTGT 3’、肝臓で発現されるマイクロRNA-199a(MI0000242)の標的。
miRT-215(配列番号17):5’GTCTGTCAATTCATAGGTCAT 3’、肝臓で発現されるマイクロRNA-215(MI0000291)の標的。
miRT-192(配列番号18):5’GGCTGTCAATTCATAGGTCAG 3’、肝臓で発現されるマイクロRNA-192(MI0000234)の標的。
miRT-148a(配列番号19):5’ACAAAGTTCTGTAGTGCACTGA 3’、肝臓で発現されるマイクロRNA-148a(MI0000253)の標的。
miRT-194(配列番号20):5’TCCACATGGAGTTGCTGTTACA 3’、肝臓で発現されるマイクロRNA-194(MI0000488)の標的。
miRT-133a(配列番号21):5’CAGCTGGTTGAAGGGGACCAAA 3’、心臓で発現されるマイクロRNA-133a(MI0000450)の標的。
miRT-206(配列番号22):5’CCACACACTTCCTTACATTCCA 3’、心臓で発現されるマイクロRNA-206(MI0000490)の標的。
miRT-1(配列番号13):5’TTACATACTTCTTTACATTCCA 3’、心臓で発現されるマイクロRNA-1(MI0000651)の標的。
miRT-208a-5p(配列番号23):5’GTATAACCCGGGCCAAAAGCTC 3’、心臓で発現されるマイクロRNA-208a(MI0000251)の標的。
miRT-208a-3p(配列番号24):5’ACAAGCTTTTTGCTCGTCTTAT 3’、心臓で発現されるマイクロRNA-208a(MI0000251)の標的。
miRT-499-5p(配列番号25):5’AAACATCACTGCAAGTCTTAA 3’、心臓で発現されるマイクロRNA-499(MI0003183)の標的。
pAAV-CAG-moFGF21-dmiRT(配列番号35)
1 AGTGAGCGAG CGAGCGCGCA GCTGCATTAA TGAATCGGCC AACGCGCGGG
51 GAGAGGCGGT TTGCGTATTG GGCGCTCTTC CGCTTCCTCG CTCACTGACT
101 CGCTGCGCTC GGTCGTTCGG CTGCGGCGAG CGGTATCAGC TCACTCAAAG
151 GCGGTAATAC GGTTATCCAC AGAATCAGGG GATAACGCAG GAAAGAACAT
201 GTGAGCAAAA GGCCAGCAAA AGGCCAGGAA CCGTAAAAAG GCCGCGTTGC
251 TGGCGTTTTT CCATAGGCTC CGCCCCCCTG ACGAGCATCA CAAAAATCGA
301 CGCTCAAGTC AGAGGTGGCG AAACCCGACA GGACTATAAA GATACCAGGC
351 GTTTCCCCCT GGAAGCTCCC TCGTGCGCTC TCCTGTTCCG ACCCTGCCGC
401 TTACCGGATA CCTGTCCGCC TTTCTCCCTT CGGGAAGCGT GGCGCTTTCT
451 CATAGCTCAC GCTGTAGGTA TCTCAGTTCG GTGTAGGTCG TTCGCTCCAA
501 GCTGGGCTGT GTGCACGAAC CCCCCGTTCA GCCCGACCGC TGCGCCTTAT
551 CCGGTAACTA TCGTCTTGAG TCCAACCCGG TAAGACACGA CTTATCGCCA
601 CTGGCAGCAG CCACTGGTAA CAGGATTAGC AGAGCGAGGT ATGTAGGCGG
651 TGCTACAGAG TTCTTGAAGT GGTGGCCTAA CTACGGCTAC ACTAGAAGAA
701 CAGTATTTGG TATCTGCGCT CTGCTGAAGC CAGTTACCTT CGGAAAAAGA
751 GTTGGTAGCT CTTGATCCGG CAAACAAACC ACCGCTGGTA GCGGTGGTTT
801 TTTTGTTTGC AAGCAGCAGA TTACGCGCAG AAAAAAAGGA TCTCAAGAAG
851 ATCCTTTGAT CTTTTCTACG GGGTCTGACG CTCAGTGGAA CGAAAACTCA
901 CGTTAAGGGA TTTTGGTCAT GAGATTATCA AAAAGGATCT TCACCTAGAT
951 CCTTTTAAAT TAAAAATGAA GTTTTAAATC AATCTAAAGT ATATATGAGT
1001 AAACTTGGTC TGACAGTTAC CAATGCTTAA TCAGTGAGGC ACCTATCTCA
1051 GCGATCTGTC TATTTCGTTC ATCCATAGTT GCCTGACTCC CCGTCGTGTA
1101 GATAACTACG ATACGGGAGG GCTTACCATC TGGCCCCAGT GCTGCAATGA
1151 TACCGCGAGA CCCACGCTCA CCGGCTCCAG ATTTATCAGC AATAAACCAG
1201 CCAGCCGGAA GGGCCGAGCG CAGAAGTGGT CCTGCAACTT TATCCGCCTC
1251 CATCCAGTCT ATTAATTGTT GCCGGGAAGC TAGAGTAAGT AGTTCGCCAG
1301 TTAATAGTTT GCGCAACGTT GTTGCCATTG CTACAGGCAT CGTGGTGTCA
1351 CGCTCGTCGT TTGGTATGGC TTCATTCAGC TCCGGTTCCC AACGATCAAG
1401 GCGAGTTACA TGATCCCCCA TGTTGTGCAA AAAAGCGGTT AGCTCCTTCG
1451 GTCCTCCGAT CGTTGTCAGA AGTAAGTTGG CCGCAGTGTT ATCACTCATG
1501 GTTATGGCAG CACTGCATAA TTCTCTTACT GTCATGCCAT CCGTAAGATG
1551 CTTTTCTGTG ACTGGTGAGT ACTCAACCAA GTCATTCTGA GAATAGTGTA
1601 TGCGGCGACC GAGTTGCTCT TGCCCGGCGT CAATACGGGA TAATACCGCG
1651 CCACATAGCA GAACTTTAAA AGTGCTCATC ATTGGAAAAC GTTCTTCGGG
1701 GCGAAAACTC TCAAGGATCT TACCGCTGTT GAGATCCAGT TCGATGTAAC
1751 CCACTCGTGC ACCCAACTGA TCTTCAGCAT CTTTTACTTT CACCAGCGTT
1801 TCTGGGTGAG CAAAAACAGG AAGGCAAAAT GCCGCAAAAA AGGGAATAAG
1851 GGCGACACGG AAATGTTGAA TACTCATACT CTTCCTTTTT CAATATTATT
1901 GAAGCATTTA TCAGGGTTAT TGTCTCATGA GCGGATACAT ATTTGAATGT
1951 ATTTAGAAAA ATAAACAAAT AGGGGTTCCG CGCACATTTC CCCGAAAAGT
2001 GCCACCTGAC GTCTAAGAAA CCATTATTAT CATGACATTA ACCTATAAAA
2051 ATAGGCGTAT CACGAGGCCC TTTCGTCTCG CGCGTTTCGG TGATGACGGT
2101 GAAAACCTCT GACACATGCA GCTCCCGGAG ACGGTCACAG CTTGTCTGTA
2151 AGCGGATGCC GGGAGCAGAC AAGCCCGTCA GGGCGCGTCA GCGGGTGTTG
2201 GCGGGTGTCG GGGCTGGCTT AACTATGCGG CATCAGAGCA GATTGTACTG
2251 AGAGTGCACC ATATGCGGTG TGAAATACCG CACAGATGCG TAAGGAGAAA
2301 ATACCGCATC AGGCGATTCC AACATCCAAT AAATCATACA GGCAAGGCAA
2351 AGAATTAGCA AAATTAAGCA ATAAAGCCTC AGAGCATAAA GCTAAATCGG
2401 TTGTACCAAA AACATTATGA CCCTGTAATA CTTTTGCGGG AGAAGCCTTT
2451 ATTTCAACGC AAGGATAAAA ATTTTTAGAA CCCTCATATA TTTTAAATGC
2501 AATGCCTGAG TAATGTGTAG GTAAAGATTC AAACGGGTGA GAAAGGCCGG
2551 AGACAGTCAA ATCACCATCA ATATGATATT CAACCGTTCT AGCTGATAAA
2601 TTCATGCCGG AGAGGGTAGC TATTTTTGAG AGGTCTCTAC AAAGGCTATC
2651 AGGTCATTGC CTGAGAGTCT GGAGCAAACA AGAGAATCGA TGAACGGTAA
2701 TCGTAAAACT AGCATGTCAA TCATATGTAC CCCGGTTGAT AATCAGAAAA
2751 GCCCCAAAAA CAGGAAGATT GTATAAGCAA ATATTTAAAT TGTAAGCGTT
2801 AATATTTTGT TAAAATTCGC GTTAAATTTT TGTTAAATCA GCTCATTTTT
2851 TAACCAATAG GCCGAAATCG GCAAAATCCC TTATAAATCA AAAGAATAGA
2901 CCGAGATAGG GTTGAGTGTT GTTCCAGTTT GGAACAAGAG TCCACTATTA
2951 AAGAACGTGG ACTCCAACGT CAAAGGGCGA AAAACCGTCT ATCAGGGCGA
3001 TGGCCCACTA CGTGAACCAT CACCCTAATC AAGTTTTTTG GGGTCGAGGT
3051 GCCGTAAAGC ACTAAATCGG AACCCTAAAG GGAGCCCCCG ATTTAGAGCT
3101 TGACGGGGAA AGCCGGCGAA CGTGGCGAGA AAGGAAGGGA AGAAAGCGAA
3151 AGGAGCGGGC GCTAGGGCGC TGGCAAGTGT AGCGGTCACG CTGCGCGTAA
3201 CCACCACACC CGCCGCGCTT AATGCGCCGC TACAGGGCGC GTACTATGGT
3251 TGCTTTGACG AGCACGTATA ACGTGCTTTC CTCGTTAGAA TCAGAGCGGG
3301 AGCTAAACAG GAGGCCGATT AAAGGGATTT TAGACAGGAA CGGTACGCCA
3351 GAATCCTGAG AAGTGTTTTT ATAATCAGTG AGGCCACCGA GTAAAAGAGT
3401 CTGTCCATCA CGCAAATTAA CCGTTGTCGC AATACTTCTT TGATTAGTAA
3451 TAACATCACT TGCCTGAGTA GAAGAACTCA AACTATCGGC CTTGCTGGTA
3501 ATATCCAGAA CAATATTACC GCCAGCCATT GCAACGGAAT CGCCATTCGC
3551 CATTCAGGCT GCGCAACTGT TGGGAAGGGC GATCGGTGCG GGCCTCTTCC
3601 ACTGAGGCCC AGCTGCGCGC TCGCTCGCTC ACTGAGGCCG CCCGGGCAAA
3651 GCCCGGGCGT CGGGCGACCT TTGGTCGCCC GGCCTCAGTG AGCGAGCGAG
3701 CGCGCAGAGA GGGAGTGGCC AACTCCATCA CTAGGGGTTC CTTGTAGTTA
3751 ATGATTAACC CGCCATGCTA CTTATCTACT CGACATTGAT TATTGACTAG
3801 TTATTAATAG TAATCAATTA CGGGGTCATT AGTTCATAGC CCATATATGG
3851 AGTTCCGCGT TACATAACTT ACGGTAAATG GCCCGCCTGG CTGACCGCCC
3901 AACGACCCCC GCCCATTGAC GTCAATAATG ACGTATGTTC CCATAGTAAC
3951 GCCAATAGGG ACTTTCCATT GACGTCAATG GGTGGAGTAT TTACGGTAAA
4001 CTGCCCACTT GGCAGTACAT CAAGTGTATC ATATGCCAAG TACGCCCCCT
4051 ATTGACGTCA ATGACGGTAA ATGGCCCGCC TGGCATTATG CCCAGTACAT
4101 GACCTTATGG GACTTTCCTA CTTGGCAGTA CATCTACGTA TTAGTCATCG
4151 CTATTACCAT GGTCGAGGTG AGCCCCACGT TCTGCTTCAC TCTCCCCATC
4201 TCCCCCCCCT CCCCACCCCC AATTTTGTAT TTATTTATTT TTTAATTATT
4251 TTGTGCAGCG ATGGGGGCGG GGGGGGGGGG GGGGCGCGCG CCAGGCGGGG
4301 CGGGGCGGGG CGAGGGGCGG GGCGGGGCGA GGCGGAGAGG TGCGGCGGCA
4351 GCCAATCAGA GCGGCGCGCT CCGAAAGTTT CCTTTTATGG CGAGGCGGCG
4401 GCGGCGGCGG CCCTATAAAA AGCGAAGCGC GCGGCGGGCG GGAGTCGCTG
4451 CGTTGCCTTC GCCCCGTGCC CCGCTCCGCG CCGCCTCGCG CCGCCCGCCC
4501 CGGCTCTGAC TGACCGCGTT ACTCCCACAG GTGAGCGGGC GGGACGGCCC
4551 TTCTCCTCCG GGCTGTAATT AGCGCTTGGT TTAATGACGG CTTGTTTCTT
4601 TTCTGTGGCT GCGTGAAAGC CTTGAGGGGC TCCGGGAGGG CCCTTTGTGC
4651 GGGGGGAGCG GCTCGGGGGG TGCGTGCGTG TGTGTGTGCG TGGGGAGCGC
4701 CGCGTGCGGC TCCGCGCTGC CCGGCGGCTG TGAGCGCTGC GGGCGCGGCG
4751 CGGGGCTTTG TGCGCTCCGC AGTGTGCGCG AGGGGAGCGC GGCCGGGGGC
4801 GGTGCCCCGC GGTGCGGGGG GCTGCGAGGG GAACAAAGGC TGCGTGCGGG
4851 GTGTGTGCGT GGGGGGGTGA GCAGGGGGTG TGGGCGCGTC GGTCGGGCTG
4901 CAACCCCCCC TGCACCCCCC TCCCCGAGTT GCTGAGCACG GCCCGGCTTC
4951 GGGTGCGGGG CTCCGTACGG GGCGTGGCGC GGGGCTCGCC GTGCCGGGCG
5001 GGGGGTGGCG GCAGGTGGGG GTGCCGGGCG GGGCGGGGCC GCCTCGGGCC
5051 GGGGAGGGCT CGGGGGAGGG GCGCGGCGGC CCCCGGAGCG CCGGCGGCTG
5101 TCGAGGCGCG GCGAGCCGCA GCCATTGCCT TTTATGGTAA TCGTGCGAGA
5151 GGGCGCAGGG ACTTCCTTTG TCCCAAATCT GTGCGGAGCC GAAATCTGGG
5201 AGGCGCCGCC GCACCCCCTC TAGCGGGCGC GGGGCGAAGC GGTGCGGCGC
5251 CGGCAGGAAG GAAATGGGCG GGGAGGGCCT TCGTGCGTCG CCGCGCCGCC
5301 GTCCCCTTCT CCCTCTCCAG CCTCGGGGCT GTCCGCGGGG GGACGGCTGC
5351 CTTCGGGGGG GACGGGGCAG GGCGGGGTTC GGCTTCTGGC GTGTGACCGG
5401 CGGCTCTAGA GCCTCTGCTA ACCATGTTCA TGCCTTCTTC TTTTTCCTAC
5451 AGCTCCTGGG CAACGTGCTG GTTATTGTGC TGTCTCATCA TTTTGGCAAA
5501 GAATTGATTA ATTCGAGCGA ACGCGTCGAG TCGCTCGGTA CGATTTAAAT
5551 TGAATTGGCC TCGAGCGCAA GCTTGAGCTA GCGCCACCAT GGAATGGATG
5601 AGAAGCAGAG TGGGCACCCT GGGCCTGTGG GTGCGACTGC TGCTGGCTGT
5651 GTTTCTGCTG GGCGTGTACC AGGCCTACCC CATCCCTGAC TCTAGCCCCC
5701 TGCTGCAGTT TGGCGGACAA GTGCGGCAGA GATACCTGTA CACCGACGAC
5751 GACCAGGACA CCGAGGCCCA CCTGGAAATC CGCGAGGATG GCACAGTCGT
5801 GGGCGCTGCT CACAGAAGCC CTGAGAGCCT GCTGGAACTG AAGGCCCTGA
5851 AGCCCGGCGT GATCCAGATC CTGGGCGTGA AGGCCAGCAG ATTCCTGTGC
5901 CAGCAGCCTG ACGGCGCCCT GTACGGCTCT CCTCACTTCG ATCCTGAGGC
5951 CTGCAGCTTC AGAGAGCTGC TGCTGGAGGA CGGCTACAAC GTGTACCAGT
6001 CTGAGGCCCA CGGCCTGCCC CTGAGACTGC CTCAGAAGGA CAGCCCTAAC
6051 CAGGACGCCA CAAGCTGGGG ACCTGTGCGG TTCCTGCCTA TGCCTGGACT
6101 GCTGCACGAG CCCCAGGATC AGGCTGGCTT TCTGCCTCCT GAGCCTCCAG
6151 ACGTGGGCAG CAGCGACCCT CTGAGCATGG TGGAACCTCT GCAGGGCAGA
6201 AGCCCCAGCT ACGCCTCTTG AGAATGCGGG CCCGGTACCC CCGACGCGGC
6251 CGCTAATTCT AGATCGCGAA CAAACACCAT TGTCACACTC CAGTATACAC
6301 AAACACCATT GTCACACTCC AGATATCACA AACACCATTG TCACACTCCA
6351 AGGCGAACAA ACACCATTGT CACACTCCAA GGCTATTCTA GATCGCGAAT
6401 TACATACTTC TTTACATTCC AGTATACATT ACATACTTCT TTACATTCCA
6451 GATATCATTA CATACTTCTT TACATTCCAA GGCGAATTAC ATACTTCTTT
6501 ACATTCCAAG GCTACCTGAG GCCCGGGGGT ACCTCTTAAT TAACTGGCCT
6551 CATGGGCCTT CCGCTCACTG CCCGCTTTCC AGTCGGGAAA CCTGTCGTGC
6601 CAGTCAGGTG CAGGCTGCCT ATCAGAAGGT GGTGGCTGGT GTGGCCAATG
6651 CCCTGGCTCA CAAATACCAC TGAGATCTTT TTCCCTCTGC CAAAAATTAT
6701 GGGGACATCA TGAAGCCCCT TGAGCATCTG ACTTCTGGCT AATAAAGGAA
6751 ATTTATTTTC ATTGCAATAG TGTGTTGGAA TTTTTTGTGT CTCTCACTCG
6801 GAAGGACATA TGGGAGGGCA AATCATTTAA AACATCAGAA TGAGTATTTG
6851 GTTTAGAGTT TGGCAACATA TGCCCATATG CTGGCTGCCA TGAACAAAGG
6901 TTGGCTATAA AGAGGTCATC AGTATATGAA ACAGCCCCCT GCTGTCCATT
6951 CCTTATTCCA TAGAAAAGCC TTGACTTGAG GTTAGATTTT TTTTATATTT
7001 TGTTTTGTGT TATTTTTTTC TTTAACATCC CTAAAATTTT CCTTACATGT
7051 TTTACTAGCC AGATTTTTCC TCCTCTCCTG ACTACTCCCA GTCATAGCTG
7101 TCCCTCTTCT CTTATGGAGA TCCCTCGACC TGCAGCCCAA GCTGTAGATA
7151 AGTAGCATGG CGGGTTAATC ATTAACTACA AGGAACCCCT AGTGATGGAG
7201 TTGGCCACTC CCTCTCTGCG CGCTCGCTCG CTCACTGAGG CCGGGCGACC
7251 AAAGGTCGCC CGACGCCCGG GCTTTGCCCG GGCGGCCTCA GTGAGCGAGC
7301 GAGCGCGCAG CTGGCGTAA
AAV2 5’ITR:3615-3742 bp
CAGプロモーター:3782-5452 bp
ハツカネズミコドン最適化FGF21(moFGF21):5589-6221 bp
dmiRT(miRT-122aの4つのコピーおよびmiRT-1の4つのコピー):6254~6514 bp
ウサギβグロビンポリAシグナル(ポリAシグナルを含むウサギベータ-グロビンの3’UTRおよび3’隣接領域):6674-6764 bp
AAV2 3’ITR:7181-7308 bp
pAAV-CAG-moFGF21(配列番号46)
1 AGTGAGCGAG CGAGCGCGCA GCTGCATTAA TGAATCGGCC AACGCGCGGG GAGAGGCGGT
61 TTGCGTATTG GGCGCTCTTC CGCTTCCTCG CTCACTGACT CGCTGCGCTC GGTCGTTCGG
121 CTGCGGCGAG CGGTATCAGC TCACTCAAAG GCGGTAATAC GGTTATCCAC AGAATCAGGG
181 GATAACGCAG GAAAGAACAT GTGAGCAAAA GGCCAGCAAA AGGCCAGGAA CCGTAAAAAG
241 GCCGCGTTGC TGGCGTTTTT CCATAGGCTC CGCCCCCCTG ACGAGCATCA CAAAAATCGA
301 CGCTCAAGTC AGAGGTGGCG AAACCCGACA GGACTATAAA GATACCAGGC GTTTCCCCCT
361 GGAAGCTCCC TCGTGCGCTC TCCTGTTCCG ACCCTGCCGC TTACCGGATA CCTGTCCGCC
421 TTTCTCCCTT CGGGAAGCGT GGCGCTTTCT CATAGCTCAC GCTGTAGGTA TCTCAGTTCG
481 GTGTAGGTCG TTCGCTCCAA GCTGGGCTGT GTGCACGAAC CCCCCGTTCA GCCCGACCGC
541 TGCGCCTTAT CCGGTAACTA TCGTCTTGAG TCCAACCCGG TAAGACACGA CTTATCGCCA
601 CTGGCAGCAG CCACTGGTAA CAGGATTAGC AGAGCGAGGT ATGTAGGCGG TGCTACAGAG
661 TTCTTGAAGT GGTGGCCTAA CTACGGCTAC ACTAGAAGAA CAGTATTTGG TATCTGCGCT
721 CTGCTGAAGC CAGTTACCTT CGGAAAAAGA GTTGGTAGCT CTTGATCCGG CAAACAAACC
781 ACCGCTGGTA GCGGTGGTTT TTTTGTTTGC AAGCAGCAGA TTACGCGCAG AAAAAAAGGA
841 TCTCAAGAAG ATCCTTTGAT CTTTTCTACG GGGTCTGACG CTCAGTGGAA CGAAAACTCA
901 CGTTAAGGGA TTTTGGTCAT GAGATTATCA AAAAGGATCT TCACCTAGAT CCTTTTAAAT
961 TAAAAATGAA GTTTTAAATC AATCTAAAGT ATATATGAGT AAACTTGGTC TGACAGTTAC
1021 CAATGCTTAA TCAGTGAGGC ACCTATCTCA GCGATCTGTC TATTTCGTTC ATCCATAGTT
1081 GCCTGACTCC CCGTCGTGTA GATAACTACG ATACGGGAGG GCTTACCATC TGGCCCCAGT
1141 GCTGCAATGA TACCGCGAGA CCCACGCTCA CCGGCTCCAG ATTTATCAGC AATAAACCAG
1201 CCAGCCGGAA GGGCCGAGCG CAGAAGTGGT CCTGCAACTT TATCCGCCTC CATCCAGTCT
1261 ATTAATTGTT GCCGGGAAGC TAGAGTAAGT AGTTCGCCAG TTAATAGTTT GCGCAACGTT
1321 GTTGCCATTG CTACAGGCAT CGTGGTGTCA CGCTCGTCGT TTGGTATGGC TTCATTCAGC
1381 TCCGGTTCCC AACGATCAAG GCGAGTTACA TGATCCCCCA TGTTGTGCAA AAAAGCGGTT
1441 AGCTCCTTCG GTCCTCCGAT CGTTGTCAGA AGTAAGTTGG CCGCAGTGTT ATCACTCATG
1501 GTTATGGCAG CACTGCATAA TTCTCTTACT GTCATGCCAT CCGTAAGATG CTTTTCTGTG
1561 ACTGGTGAGT ACTCAACCAA GTCATTCTGA GAATAGTGTA TGCGGCGACC GAGTTGCTCT
1621 TGCCCGGCGT CAATACGGGA TAATACCGCG CCACATAGCA GAACTTTAAA AGTGCTCATC
1681 ATTGGAAAAC GTTCTTCGGG GCGAAAACTC TCAAGGATCT TACCGCTGTT GAGATCCAGT
1741 TCGATGTAAC CCACTCGTGC ACCCAACTGA TCTTCAGCAT CTTTTACTTT CACCAGCGTT
1801 TCTGGGTGAG CAAAAACAGG AAGGCAAAAT GCCGCAAAAA AGGGAATAAG GGCGACACGG
1861 AAATGTTGAA TACTCATACT CTTCCTTTTT CAATATTATT GAAGCATTTA TCAGGGTTAT
1921 TGTCTCATGA GCGGATACAT ATTTGAATGT ATTTAGAAAA ATAAACAAAT AGGGGTTCCG
1981 CGCACATTTC CCCGAAAAGT GCCACCTGAC GTCTAAGAAA CCATTATTAT CATGACATTA
2041 ACCTATAAAA ATAGGCGTAT CACGAGGCCC TTTCGTCTCG CGCGTTTCGG TGATGACGGT
2101 GAAAACCTCT GACACATGCA GCTCCCGGAG ACGGTCACAG CTTGTCTGTA AGCGGATGCC
2161 GGGAGCAGAC AAGCCCGTCA GGGCGCGTCA GCGGGTGTTG GCGGGTGTCG GGGCTGGCTT
2221 AACTATGCGG CATCAGAGCA GATTGTACTG AGAGTGCACC ATATGCGGTG TGAAATACCG
2281 CACAGATGCG TAAGGAGAAA ATACCGCATC AGGCGATTCC AACATCCAAT AAATCATACA
2341 GGCAAGGCAA AGAATTAGCA AAATTAAGCA ATAAAGCCTC AGAGCATAAA GCTAAATCGG
2401 TTGTACCAAA AACATTATGA CCCTGTAATA CTTTTGCGGG AGAAGCCTTT ATTTCAACGC
2461 AAGGATAAAA ATTTTTAGAA CCCTCATATA TTTTAAATGC AATGCCTGAG TAATGTGTAG
2521 GTAAAGATTC AAACGGGTGA GAAAGGCCGG AGACAGTCAA ATCACCATCA ATATGATATT
2581 CAACCGTTCT AGCTGATAAA TTCATGCCGG AGAGGGTAGC TATTTTTGAG AGGTCTCTAC
2641 AAAGGCTATC AGGTCATTGC CTGAGAGTCT GGAGCAAACA AGAGAATCGA TGAACGGTAA
2701 TCGTAAAACT AGCATGTCAA TCATATGTAC CCCGGTTGAT AATCAGAAAA GCCCCAAAAA
2761 CAGGAAGATT GTATAAGCAA ATATTTAAAT TGTAAGCGTT AATATTTTGT TAAAATTCGC
2821 GTTAAATTTT TGTTAAATCA GCTCATTTTT TAACCAATAG GCCGAAATCG GCAAAATCCC
2881 TTATAAATCA AAAGAATAGA CCGAGATAGG GTTGAGTGTT GTTCCAGTTT GGAACAAGAG
2941 TCCACTATTA AAGAACGTGG ACTCCAACGT CAAAGGGCGA AAAACCGTCT ATCAGGGCGA
3001 TGGCCCACTA CGTGAACCAT CACCCTAATC AAGTTTTTTG GGGTCGAGGT GCCGTAAAGC
3061 ACTAAATCGG AACCCTAAAG GGAGCCCCCG ATTTAGAGCT TGACGGGGAA AGCCGGCGAA
3121 CGTGGCGAGA AAGGAAGGGA AGAAAGCGAA AGGAGCGGGC GCTAGGGCGC TGGCAAGTGT
3181 AGCGGTCACG CTGCGCGTAA CCACCACACC CGCCGCGCTT AATGCGCCGC TACAGGGCGC
3241 GTACTATGGT TGCTTTGACG AGCACGTATA ACGTGCTTTC CTCGTTAGAA TCAGAGCGGG
3301 AGCTAAACAG GAGGCCGATT AAAGGGATTT TAGACAGGAA CGGTACGCCA GAATCCTGAG
3361 AAGTGTTTTT ATAATCAGTG AGGCCACCGA GTAAAAGAGT CTGTCCATCA CGCAAATTAA
3421 CCGTTGTCGC AATACTTCTT TGATTAGTAA TAACATCACT TGCCTGAGTA GAAGAACTCA
3481 AACTATCGGC CTTGCTGGTA ATATCCAGAA CAATATTACC GCCAGCCATT GCAACGGAAT
3541 CGCCATTCGC CATTCAGGCT GCGCAACTGT TGGGAAGGGC GATCGGTGCG GGCCTCTTCC
3601 ACTGAGGCCC AGCTGCGCGC TCGCTCGCTC ACTGAGGCCG CCCGGGCAAA GCCCGGGCGT
3661 CGGGCGACCT TTGGTCGCCC GGCCTCAGTG AGCGAGCGAG CGCGCAGAGA GGGAGTGGCC
3721 AACTCCATCA CTAGGGGTTC CTTGTAGTTA ATGATTAACC CGCCATGCTA CTTATCTACT
3781 CGACATTGAT TATTGACTAG TTATTAATAG TAATCAATTA CGGGGTCATT AGTTCATAGC
3841 CCATATATGG AGTTCCGCGT TACATAACTT ACGGTAAATG GCCCGCCTGG CTGACCGCCC
3901 AACGACCCCC GCCCATTGAC GTCAATAATG ACGTATGTTC CCATAGTAAC GCCAATAGGG
3961 ACTTTCCATT GACGTCAATG GGTGGAGTAT TTACGGTAAA CTGCCCACTT GGCAGTACAT
4021 CAAGTGTATC ATATGCCAAG TACGCCCCCT ATTGACGTCA ATGACGGTAA ATGGCCCGCC
4081 TGGCATTATG CCCAGTACAT GACCTTATGG GACTTTCCTA CTTGGCAGTA CATCTACGTA
4141 TTAGTCATCG CTATTACCAT GGTCGAGGTG AGCCCCACGT TCTGCTTCAC TCTCCCCATC
4201 TCCCCCCCCT CCCCACCCCC AATTTTGTAT TTATTTATTT TTTAATTATT TTGTGCAGCG
4261 ATGGGGGCGG GGGGGGGGGG GGGGCGCGCG CCAGGCGGGG CGGGGCGGGG CGAGGGGCGG
4321 GGCGGGGCGA GGCGGAGAGG TGCGGCGGCA GCCAATCAGA GCGGCGCGCT CCGAAAGTTT
4381 CCTTTTATGG CGAGGCGGCG GCGGCGGCGG CCCTATAAAA AGCGAAGCGC GCGGCGGGCG
4441 GGAGTCGCTG CGTTGCCTTC GCCCCGTGCC CCGCTCCGCG CCGCCTCGCG CCGCCCGCCC
4501 CGGCTCTGAC TGACCGCGTT ACTCCCACAG GTGAGCGGGC GGGACGGCCC TTCTCCTCCG
4561 GGCTGTAATT AGCGCTTGGT TTAATGACGG CTTGTTTCTT TTCTGTGGCT GCGTGAAAGC
4621 CTTGAGGGGC TCCGGGAGGG CCCTTTGTGC GGGGGGAGCG GCTCGGGGGG TGCGTGCGTG
4681 TGTGTGTGCG TGGGGAGCGC CGCGTGCGGC TCCGCGCTGC CCGGCGGCTG TGAGCGCTGC
4741 GGGCGCGGCG CGGGGCTTTG TGCGCTCCGC AGTGTGCGCG AGGGGAGCGC GGCCGGGGGC
4801 GGTGCCCCGC GGTGCGGGGG GCTGCGAGGG GAACAAAGGC TGCGTGCGGG GTGTGTGCGT
4861 GGGGGGGTGA GCAGGGGGTG TGGGCGCGTC GGTCGGGCTG CAACCCCCCC TGCACCCCCC
4921 TCCCCGAGTT GCTGAGCACG GCCCGGCTTC GGGTGCGGGG CTCCGTACGG GGCGTGGCGC
4981 GGGGCTCGCC GTGCCGGGCG GGGGGTGGCG GCAGGTGGGG GTGCCGGGCG GGGCGGGGCC
5041 GCCTCGGGCC GGGGAGGGCT CGGGGGAGGG GCGCGGCGGC CCCCGGAGCG CCGGCGGCTG
5101 TCGAGGCGCG GCGAGCCGCA GCCATTGCCT TTTATGGTAA TCGTGCGAGA GGGCGCAGGG
5161 ACTTCCTTTG TCCCAAATCT GTGCGGAGCC GAAATCTGGG AGGCGCCGCC GCACCCCCTC
5221 TAGCGGGCGC GGGGCGAAGC GGTGCGGCGC CGGCAGGAAG GAAATGGGCG GGGAGGGCCT
5281 TCGTGCGTCG CCGCGCCGCC GTCCCCTTCT CCCTCTCCAG CCTCGGGGCT GTCCGCGGGG
5341 GGACGGCTGC CTTCGGGGGG GACGGGGCAG GGCGGGGTTC GGCTTCTGGC GTGTGACCGG
5401 CGGCTCTAGA GCCTCTGCTA ACCATGTTCA TGCCTTCTTC TTTTTCCTAC AGCTCCTGGG
5461 CAACGTGCTG GTTATTGTGC TGTCTCATCA TTTTGGCAAA GAATTGATTA ATTCGAGCGA
5521 ACGCGTCGAG TCGCTCGGTA CGATTTAAAT TGAATTGGCC TCGAGCGCAA GCTTGAGCTA
5581 GCGCCACCAT GGAATGGATG AGAAGCAGAG TGGGCACCCT GGGCCTGTGG GTGCGACTGC
5641 TGCTGGCTGT GTTTCTGCTG GGCGTGTACC AGGCCTACCC CATCCCTGAC TCTAGCCCCC
5701 TGCTGCAGTT TGGCGGACAA GTGCGGCAGA GATACCTGTA CACCGACGAC GACCAGGACA
5761 CCGAGGCCCA CCTGGAAATC CGCGAGGATG GCACAGTCGT GGGCGCTGCT CACAGAAGCC
5821 CTGAGAGCCT GCTGGAACTG AAGGCCCTGA AGCCCGGCGT GATCCAGATC CTGGGCGTGA
5881 AGGCCAGCAG ATTCCTGTGC CAGCAGCCTG ACGGCGCCCT GTACGGCTCT CCTCACTTCG
5941 ATCCTGAGGC CTGCAGCTTC AGAGAGCTGC TGCTGGAGGA CGGCTACAAC GTGTACCAGT
6001 CTGAGGCCCA CGGCCTGCCC CTGAGACTGC CTCAGAAGGA CAGCCCTAAC CAGGACGCCA
6061 CAAGCTGGGG ACCTGTGCGG TTCCTGCCTA TGCCTGGACT GCTGCACGAG CCCCAGGATC
6121 AGGCTGGCTT TCTGCCTCCT GAGCCTCCAG ACGTGGGCAG CAGCGACCCT CTGAGCATGG
6181 TGGAACCTCT GCAGGGCAGA AGCCCCAGCT ACGCCTCTTG AGAATGCGGG CCCGGTACCC
6241 CCGACGCGGC CTAACTGGCC TCATGGGCCT TCCGCTCACT GCCCGCTTTC CAGTCGGGAA
6301 ACCTGTCGTG CCAGTCAGGT GCAGGCTGCC TATCAGAAGG TGGTGGCTGG TGTGGCCAAT
6361 GCCCTGGCTC ACAAATACCA CTGAGATCTT TTTCCCTCTG CCAAAAATTA TGGGGACATC
6421 ATGAAGCCCC TTGAGCATCT GACTTCTGGC TAATAAAGGA AATTTATTTT CATTGCAATA
6481 GTGTGTTGGA ATTTTTTGTG TCTCTCACTC GGAAGGACAT ATGGGAGGGC AAATCATTTA
6541 AAACATCAGA ATGAGTATTT GGTTTAGAGT TTGGCAACAT ATGCCCATAT GCTGGCTGCC
6601 ATGAACAAAG GTTGGCTATA AAGAGGTCAT CAGTATATGA AACAGCCCCC TGCTGTCCAT
6661 TCCTTATTCC ATAGAAAAGC CTTGACTTGA GGTTAGATTT TTTTTATATT TTGTTTTGTG
6721 TTATTTTTTT CTTTAACATC CCTAAAATTT TCCTTACATG TTTTACTAGC CAGATTTTTC
6781 CTCCTCTCCT GACTACTCCC AGTCATAGCT GTCCCTCTTC TCTTATGGAG ATCCCTCGAC
6841 CTGCAGCCCA AGCTGTAGAT AAGTAGCATG GCGGGTTAAT CATTAACTAC AAGGAACCCC
6901 TAGTGATGGA GTTGGCCACT CCCTCTCTGC GCGCTCGCTC GCTCACTGAG GCCGGGCGAC
6961 CAAAGGTCGC CCGACGCCCG GGCTTTGCCC GGGCGGCCTC AGTGAGCGAG CGAGCGCGCA
7021 GCTGGCGTAA
AAV2 5’ITR:3601-3742 bp
CAGプロモーター:3779-5423 bp
ハツカネズミコドン最適化FGF21(moFGF21):5588-6221 bp
ウサギβグロビンポリAシグナル(ポリAシグナルを含むウサギベータ-グロビンの3’UTRおよび3’隣接領域):6315-6833 bp
AAV2 3’ITR:6892-7024 bp
pAAV-CMV-moFGF21(配列番号63)
1 GGGGCTAGCG CCACCATGGA ATGGATGAGA AGCAGAGTGG GCACCCTGGG
51 CCTGTGGGTG CGACTGCTGC TGGCTGTGTT TCTGCTGGGC GTGTACCAGG
101 CCTACCCCAT CCCTGACTCT AGCCCCCTGC TGCAGTTTGG CGGACAAGTG
151 CGGCAGAGAT ACCTGTACAC CGACGACGAC CAGGACACCG AGGCCCACCT
201 GGAAATCCGC GAGGATGGCA CAGTCGTGGG CGCTGCTCAC AGAAGCCCTG
251 AGAGCCTGCT GGAACTGAAG GCCCTGAAGC CCGGCGTGAT CCAGATCCTG
301 GGCGTGAAGG CCAGCAGATT CCTGTGCCAG CAGCCTGACG GCGCCCTGTA
351 CGGCTCTCCT CACTTCGATC CTGAGGCCTG CAGCTTCAGA GAGCTGCTGC
401 TGGAGGACGG CTACAACGTG TACCAGTCTG AGGCCCACGG CCTGCCCCTG
451 AGACTGCCTC AGAAGGACAG CCCTAACCAG GACGCCACAA GCTGGGGACC
501 TGTGCGGTTC CTGCCTATGC CTGGACTGCT GCACGAGCCC CAGGATCAGG
551 CTGGCTTTCT GCCTCCTGAG CCTCCAGACG TGGGCAGCAG CGACCCTCTG
601 AGCATGGTGG AACCTCTGCA GGGCAGAAGC CCCAGCTACG CCTCTTGAGA
651 ATGCGGGCCC GGTACCCCCT CGACGGTACC AGCGCTGTCG AGGCCGCTTC
701 GAGCAGACAT GATAAGATAC ATTGATGAGT TTGGACAAAC CACAACTAGA
751 ATGCAGTGAA AAAAATGCTT TATTTGTGAA ATTTGTGATG CTATTGCTTT
801 ATTTGTAACC ATTATAAGCT GCAATAAACA AGTTAACAAC AACAATTGCA
851 TTCATTTTAT GTTTCAGGTT CAGGGGGAGA TGTGGGAGGT TTTTTAAAGC
901 AAGTAAAACC TCTACAAATG TGGTAAAATC GATTAGGATC TTCCTAGAGC
951 ATGGCTACCT AGACATGGCT CGACAGATCA GCGCTCATGC TCTGGAAGAT
1001 CTCGATTTAA ATGCGGCCGC AGGAACCCCT AGTGATGGAG TTGGCCACTC
1051 CCTCTCTGCG CGCTCGCTCG CTCACTGAGG CCGGGCGACC AAAGGTCGCC
1101 CGACGCCCGG GCTTTGCCCG GGCGGCCTCA GTGAGCGAGC GAGCGCGCAG
1151 CTGCCTGCAG GGGCGCCTGA TGCGGTATTT TCTCCTTACG CATCTGTGCG
1201 GTATTTCACA CCGCATACGT CAAAGCAACC ATAGTACGCG CCCTGTAGCG
1251 GCGCATTAAG CGCGGCGGGT GTGGTGGTTA CGCGCAGCGT GACCGCTACA
1301 CTTGCCAGCG CCCTAGCGCC CGCTCCTTTC GCTTTCTTCC CTTCCTTTCT
1351 CGCCACGTTC GCCGGCTTTC CCCGTCAAGC TCTAAATCGG GGGCTCCCTT
1401 TAGGGTTCCG ATTTAGTGCT TTACGGCACC TCGACCCCAA AAAACTTGAT
1451 TTGGGTGATG GTTCACGTAG TGGGCCATCG CCCTGATAGA CGGTTTTTCG
1501 CCCTTTGACG TTGGAGTCCA CGTTCTTTAA TAGTGGACTC TTGTTCCAAA
1551 CTGGAACAAC ACTCAACCCT ATCTCGGGCT ATTCTTTTGA TTTATAAGGG
1601 ATTTTGCCGA TTTCGGCCTA TTGGTTAAAA AATGAGCTGA TTTAACAAAA
1651 ATTTAACGCG AATTTTAACA AAATATTAAC GTTTACAATT TTATGGTGCA
1701 CTCTCAGTAC AATCTGCTCT GATGCCGCAT AGTTAAGCCA GCCCCGACAC
1751 CCGCCAACAC CCGCTGACGC GCCCTGACGG GCTTGTCTGC TCCCGGCATC
1801 CGCTTACAGA CAAGCTGTGA CCGTCTCCGG GAGCTGCATG TGTCAGAGGT
1851 TTTCACCGTC ATCACCGAAA CGCGCGAGAC GAAAGGGCCT CGTGATACGC
1901 CTATTTTTAT AGGTTAATGT CATGATAATA ATGGTTTCTT AGACGTCAGG
1951 TGGCACTTTT CGGGGAAATG TGCGCGGAAC CCCTATTTGT TTATTTTTCT
2001 AAATACATTC AAATATGTAT CCGCTCATGA GACAATAACC CTGATAAATG
2051 CTTCAATAAT ATTGAAAAAG GAAGAGTATG AGTATTCAAC ATTTCCGTGT
2101 CGCCCTTATT CCCTTTTTTG CGGCATTTTG CCTTCCTGTT TTTGCTCACC
2151 CAGAAACGCT GGTGAAAGTA AAAGATGCTG AAGATCAGTT GGGTGCACGA
2201 GTGGGTTACA TCGAACTGGA TCTCAACAGC GGTAAGATCC TTGAGAGTTT
2251 TCGCCCCGAA GAACGTTTTC CAATGATGAG CACTTTTAAA GTTCTGCTAT
2301 GTGGCGCGGT ATTATCCCGT ATTGACGCCG GGCAAGAGCA ACTCGGTCGC
2351 CGCATACACT ATTCTCAGAA TGACTTGGTT GAGTACTCAC CAGTCACAGA
2401 AAAGCATCTT ACGGATGGCA TGACAGTAAG AGAATTATGC AGTGCTGCCA
2451 TAACCATGAG TGATAACACT GCGGCCAACT TACTTCTGAC AACGATCGGA
2501 GGACCGAAGG AGCTAACCGC TTTTTTGCAC AACATGGGGG ATCATGTAAC
2551 TCGCCTTGAT CGTTGGGAAC CGGAGCTGAA TGAAGCCATA CCAAACGACG
2601 AGCGTGACAC CACGATGCCT GTAGCAATGG CAACAACGTT GCGCAAACTA
2651 TTAACTGGCG AACTACTTAC TCTAGCTTCC CGGCAACAAT TAATAGACTG
2701 GATGGAGGCG GATAAAGTTG CAGGACCACT TCTGCGCTCG GCCCTTCCGG
2751 CTGGCTGGTT TATTGCTGAT AAATCTGGAG CCGGTGAGCG TGGGTCTCGC
2801 GGTATCATTG CAGCACTGGG GCCAGATGGT AAGCCCTCCC GTATCGTAGT
2851 TATCTACACG ACGGGGAGTC AGGCAACTAT GGATGAACGA AATAGACAGA
2901 TCGCTGAGAT AGGTGCCTCA CTGATTAAGC ATTGGTAACT GTCAGACCAA
2951 GTTTACTCAT ATATACTTTA GATTGATTTA AAACTTCATT TTTAATTTAA
3001 AAGGATCTAG GTGAAGATCC TTTTTGATAA TCTCATGACC AAAATCCCTT
3051 AACGTGAGTT TTCGTTCCAC TGAGCGTCAG ACCCCGTAGA AAAGATCAAA
3101 GGATCTTCTT GAGATCCTTT TTTTCTGCGC GTAATCTGCT GCTTGCAAAC
3151 AAAAAAACCA CCGCTACCAG CGGTGGTTTG TTTGCCGGAT CAAGAGCTAC
3201 CAACTCTTTT TCCGAAGGTA ACTGGCTTCA GCAGAGCGCA GATACCAAAT
3251 ACTGTCCTTC TAGTGTAGCC GTAGTTAGGC CACCACTTCA AGAACTCTGT
3301 AGCACCGCCT ACATACCTCG CTCTGCTAAT CCTGTTACCA GTGGCTGCTG
3351 CCAGTGGCGA TAAGTCGTGT CTTACCGGGT TGGACTCAAG ACGATAGTTA
3401 CCGGATAAGG CGCAGCGGTC GGGCTGAACG GGGGGTTCGT GCACACAGCC
3451 CAGCTTGGAG CGAACGACCT ACACCGAACT GAGATACCTA CAGCGTGAGC
3501 TATGAGAAAG CGCCACGCTT CCCGAAGGGA GAAAGGCGGA CAGGTATCCG
3551 GTAAGCGGCA GGGTCGGAAC AGGAGAGCGC ACGAGGGAGC TTCCAGGGGG
3601 AAACGCCTGG TATCTTTATA GTCCTGTCGG GTTTCGCCAC CTCTGACTTG
3651 AGCGTCGATT TTTGTGATGC TCGTCAGGGG GGCGGAGCCT ATGGAAAAAC
3701 GCCAGCAACG CGGCCTTTTT ACGGTTCCTG GCCTTTTGCT GGCCTTTTGC
3751 TCACATGTCC TGCAGGCAGC TGCGCGCTCG CTCGCTCACT GAGGCCGCCC
3801 GGGCAAAGCC CGGGCGTCGG GCGACCTTTG GTCGCCCGGC CTCAGTGAGC
3851 GAGCGAGCGC GCAGAGAGGG AGTGGCCAAC TCCATCACTA GGGGTTCCTG
3901 CGGCCGCGAT ATCTGTAGTT AATGATTAAC CCGCCATGCT ACTTATCTAC
3951 AGATCTCAAT ATTGGCCATT AGCCATATTA TTCATTGGTT ATATAGCATA
4001 AATCAATATT GGCTATTGGC CATTGCATAC GTTGTATCTA TATCATAATA
4051 TGTACATTTA TATTGGCTCA TGTCCAATAT GACCGCCATG TTGGCATTGA
4101 TTATTGACTA GTTATTAATA GTAATCAATT ACGGGGTCAT TAGTTCATAG
4151 CCCATATATG GAGTTCCGCG TTACATAACT TACGGTAAAT GGCCCGCCTG
4201 GCTGACCGCC CAACGACCCC CGCCCATTGA CGTCAATAAT GACGTATGTT
4251 CCCATAGTAA CGCCAATAGG GACTTTCCAT TGACGTCAAT GGGTGGAGTA
4301 TTTACGGTAA ACTGCCCACT TGGCAGTACA TCAAGTGTAT CATATGCCAA
4351 GTCCGCCCCC TATTGACGTC AATGACGGTA AATGGCCCGC CTGGCATTAT
4401 GCCCAGTACA TGACCTTACG GGACTTTCCT ACTTGGCAGT ACATCTACGT
4451 ATTAGTCATC GCTATTACCA TGGTGATGCG GTTTTGGCAG TACACCAATG
4501 GGCGTGGATA GCGGTTTGAC TCACGGGGAT TTCCAAGTCT CCACCCCATT
4551 GACGTCAATG GGAGTTTGTT TTGGCACCAA AATCAACGGG ACTTTCCAAA
4601 ATGTCGTAAC AACTGCGATC GCCCGCCCCG TTGACGCAAA TGGGCGGTAG
4651 GCGTGTACGG TGGGAGGTCT ATATAAGCAG AGCTCGTTTA GTGAACCGTC
4701 AGATCACTAG GCTAGCTATT GCGGTAGTTT ATCACAGTTA AATTGCTAAC
4751 GCAGTCAGTG CTTCTGACAC AACAGTCTCG AACTTAAGCT GCAGTGACTC
4801 TCTTAAGGTA GCCTTGCAGA AGTTGGTCGT GAGGCACTGG GCAGGTAAGT
4851 ATCAAGGTTA CAAGACAGGT TTAAGGAGAC CAATAGAAAC TGGGCTTGTC
4901 GAGACAGAGA AGACTCTTGC GTTTCTGATA GGCACCTATT GGTCTTACTG
4951 ACATCCACTT TGCCTTTCTC TCCACAGGTG TCCACTCCCA GTTCAATTAC
5001 AGCTCTTAAG GCTAGAGTAC TTAATACGAC TCACTATAGA ATACGACTCA
5051 CTATAGGGAG ACGCTAGCGT CGA
AAV2 5’ITR:3772-3899 bp
CMVエンハンサー:4093-4472 bp
CMVプロモーター:4473-4684 bp
β-グロビンイントロン(ヒトβ-グロビンおよび免疫グロブリン重鎖遺伝子由来のイントロンから構成されるキメライントロン):4845-4977 bp
ハツカネズミコドン最適化FGF21(moFGF21):16-648 bp
SV40 polyA signal:713-834 bp
AAV2 3’ITR:1021-1148 bp

Claims (15)

  1. 中枢神経系(CNS)障害もしくは疾患の治療および/または予防に使用するための、線維芽細胞増殖因子21(FGF21)をエンコードするヌクレオチド配列を含む遺伝子構築物。
  2. FGF21をエンコードする前記ヌクレオチド配列が遍在性プロモーターに作動可能に連結されており、好ましくは前記遍在性プロモーターが、CAGプロモーターおよびCMVプロモーターからなる群から選択される、請求項1に記載の使用のための遺伝子構築物。
  3. FGF21の発現を防止したい組織で発現されるマイクロRNAの少なくとも1つの標的配列を含み、好ましくは、前記マイクロRNAの少なくとも1つの標的配列が、哺乳動物の心臓および/または肝臓で発現されるマイクロRNAに結合する標的配列から選択される、請求項1または2に記載の使用のための遺伝子構築物。
  4. 肝臓で発現されるマイクロRNAの少なくとも1つの標的配列、および心臓で発現されるマイクロRNAの少なくとも1つの標的配列を含み、好ましくは心臓で発現されるマイクロRNAの標的配列が、配列番号13および21~25から選択され、肝臓で発現されるマイクロRNAの標的配列が、配列番号12および14~20から選択され、より好ましくは、マイクロRNA-122aの標的配列(配列番号12)およびマイクロRNA-1の標的配列(配列番号13)を含む、請求項3に記載の使用のための遺伝子構築物。
  5. FGF21をエンコードする前記ヌクレオチド配列が、
    (a)配列番号1、2または3のアミノ酸配列と少なくとも60%の配列同一性または類似性を有する配列を含むアミノ酸配列によって表されるポリペプチドをエンコードするヌクレオチド配列;
    (b)配列番号4、5、6、7、8、9、10または11のヌクレオチド配列と少なくとも60%の配列同一性を有するヌクレオチド配列;および
    (c)遺伝暗号の縮重により、配列が(b)のヌクレオチド配列の配列と異なっているヌクレオチド配列、
    からなる群から選択される、請求項1~4いずれか一項に記載の使用のための遺伝子構築物。
  6. 中枢神経系(CNS)障害または疾患の治療および/または予防に使用するための、請求項1~5のいずれか一項に記載の遺伝子構築物を含む発現ベクターであって、好ましくはウイルスベクターであり、より好ましく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、レトロウイルスベクター、およびレンチウイルスベクターからなる群から選択される発現ベクター。
  7. 前記発現ベクターが、アデノ随伴ウイルスベクター、好ましくは血清型1、2、3、4、5、6、7、8、9、rh10、rh8、Cb4、rh74、DJ、2/5、2/1、1/2またはAnc80のアデノ随伴ウイルスベクター、より好ましくは血清型1、8または9のアデノ随伴ウイルスベクターである、請求項6に記載の使用のための発現ベクター。
  8. 請求項1~5のいずれか一項に記載の遺伝子構築物および/または請求項6もしくは7に記載の発現ベクターを含み、1つ以上の薬学的に許容される成分をさらに含んでもよい医薬組成物であって、中枢神経系(CNS)障害または疾患の治療および/または予防に使用するための、医薬組成物。
  9. 前記中枢神経系(CNS)障害または疾患が、加齢および/または代謝障害もしくは疾患、好ましくは肥満症および/または糖尿病に関連し、かつ/またはそれらによって引き起こされる、請求項1~5のいずれか一項に記載の使用のための遺伝子構築物、および/または請求項6もしくは7に記載の使用のための発現ベクター、および/または請求項8に記載の使用のための医薬組成物。
  10. 前記中枢神経系(CNS)障害または疾患が、神経炎症、神経変性、認知低下および/またはそれらに関連する疾患もしくは状態である、請求項1~5のいずれか一項に記載の使用のための遺伝子構築物、および/または請求項6もしくは7に記載の使用のための発現ベクター、および/または請求項8に記載の使用のための医薬組成物。
  11. 神経炎症、神経変性および/または認知低下に関連し、かつ/またはそれらによって引き起こされる前記疾患または状態が、認知障害、認知症、アルツハイマー病、血管性認知症、レビー小体型認知症、前頭側頭型認知症(FTD)、パーキンソン病、パーキンソン様疾患、パーキンソニズム、ハンチントン病、外傷性脳損傷、プリオン病、HIV感染症による認知症/神経認知問題、加齢による認知症/神経認知問題、タウオパチー、多発性硬化症、および他の神経炎症性/神経変性疾患からなる群から選択され、好ましくはアルツハイマー病、パーキンソン病、パーキンソン様疾患およびハンチントン病からなる群から選択され、より好ましくはアルツハイマー病およびパーキンソン病からなる群から選択され、最も好ましくはアルツハイマー病から選択される、請求項10に記載の使用のための遺伝子構築物、および/または使用のための発現ベクター、および/または使用のための医薬組成物。
  12. 前記中枢神経系(CNS)障害または疾患が、行動障害、好ましくは不安障害または抑うつ性障害である、請求項1~5いずれか一項に記載の使用のための遺伝子構築物、および/または請求項6もしくは7に記載の使用のための発現ベクター、および/または請求項8に記載の使用のための医薬組成物。
  13. 前記中枢神経系(CNS)障害または疾患が、神経筋障害であり、好ましくは前記神経筋障害が、筋機能の低下、筋力の低下、協調の低下、バランスの低下および/または機能低下であるか、またはそれに関連する、請求項1~5いずれか一項に記載の使用のための遺伝子構築物、および/または請求項6もしくは7に記載の使用のための発現ベクター、および/または請求項8に記載の使用のための医薬組成物。
  14. 対象における記憶および/または学習を改善するための方法であって、請求項1~5いずれか一項に記載の遺伝子構築物、および/または請求項6もしくは7に記載の発現ベクター、および/または請求項8に記載の医薬組成物を前記対象に投与することを含み、好ましくは前記対象が、高齢の対象および/または代謝障害もしくは疾患、好ましくは糖尿病および/または肥満症と診断された対象である、方法。
  15. 対象における筋機能、筋力、協調、バランスおよび/または機能低下を改善するための方法であって、請求項1~5いずれか一項に記載の遺伝子構築物、および/または請求項6もしくは7に記載の発現ベクター、および/または請求項8に記載の医薬組成物を前記対象に投与することを含み、好ましくは前記対象が、高齢の対象および/または代謝障害もしくは疾患、好ましくは糖尿病および/または肥満症と診断された対象である、方法。
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