JP2024503711A - 修飾miR-135、そのコンジュゲートおよびその使用 - Google Patents
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Abstract
配列番号37に示すmiR-135bの核酸配列を含む合成miR-135分子および配列番号40に示す相補鎖を含む組成物が開示される。合成miR-135分子および細胞標的化部分を含む組成物を含むコンジュゲートも開示される。
Description
関連週願
本願は、2021年1月18日付出願の米国仮特許出願第63/138,555号および2021年10月27日付出願の米国仮特許出願第63/272,329号の優先権を主張するものであり、本参照をもってその内容の全てを援用するものとする。
本願は、2021年1月18日付出願の米国仮特許出願第63/138,555号および2021年10月27日付出願の米国仮特許出願第63/272,329号の優先権を主張するものであり、本参照をもってその内容の全てを援用するものとする。
配列表に関する陳述
本願と同時に提出した、2022年1月17日付作製の89938SequenceListing.txtと称する21,023バイトのASCIIファイルを、本参照をもって援用する。
本願と同時に提出した、2022年1月17日付作製の89938SequenceListing.txtと称する21,023バイトのASCIIファイルを、本参照をもって援用する。
本発明は、そのいくつかの実施形態において、治療用miR-135分子に関し、より具体的にはその使用に関するが、これに限定されるものではない。
大うつ病および不安障害といった気分障害は、人工の訳10%に影響している、世界的に最も一般的で、増加している健康問題の一部を表している。数十年にわたる研究にもかかわらず、うつ病の発症、感染性、および利用可能な治療のメカニズムについては、部分的にしか理解されていない。現在、患者の約三分の一しか利用可能な治療に対して応答しないため、病理のより良い理解に対する大きな需要が存在する。
うつ病の病因に関する現在のドグマは、環境因子と遺伝的素因との複雑な相互作用であり、エピジェネティックなプロセスの機械論的役割を示唆している。
セロトニン(5HT)は、脳内で縫線核(RN)によって製造されるモノアミン神経伝達物質であり、種々の認知、感情および生理学的な機能を調節するために脳内全体に広がるものである。セロトニン活性の調節不全と、うつ病との関連は詳細に確立されている[Michelsen KA. et al., Brain Res Rev (2007) 55(2):329-42]。5HTのレベルのみならず、その産生、分泌、再取り込みおよび不活化を担う遺伝的回路(genetic circuitry)は、うつ病においてその調節が不全である。加えて、最近提供された抗うつ薬は、5HT系関連タンパク質の機能を標的とし、その結果、シナプス中の5HTレベルが増加する[Krishnan V and Nestler EJ, Nature (2008) 455: 894-902]。現存の療法は、症状の軽減が見られるまでに長期の投与が必要である。
マイクロRNA(miR)は、遺伝子発現を転写後に抑制する内因性の小(約22ヌクレオチド)非コードRNA分子のサブセットである。MiRは、一次miR分子として転写され、細胞核においてステムループ構造を有する前駆体miRにプロセッシングされ、細胞質に輸送されて、活性成熟miRに更にプロセッシングされる。成熟miRは、次にRNA誘導サイレンシング複合体に取り込まれ、特定のmRNA分子の3’未翻訳領域(3’UTR)に結合することで主として機能する。結合は、miRの5’末端の6~8ヌクレオチド配列であるシード配列を介して起こり、相補的シードの塩基対は標的mRNA 3’UTR上の配列と合致する。miRの結合は、直接的なmRNAの脱安定化または翻訳抑制につながり、最終的には標的遺伝子のタンパク質レベルの減少をもたらす。
MiRは神経系に豊富に存在し、初期の研究は、発生、がんおよび神経変性異常における神経細胞、並びに整形外科等の正常なプロセスに集中していた[Kosik KS. Nat Rev Neurosci (2006) 7:911-20]。いくつかのmiRスクリーニング研究が、種々のげっ歯類成体またはヒト脳構造におけるmiRレベルが種々の範囲の行動的および薬理学的操作の影響を受けると報告している[O'Connor R. M. et al., Mol Psychiatry (2012) 17: 359-376]。加えて、ヒトモデルおよびマウスモデルの両方において、miRが統合失調症、自閉症等の精神障害、並びにうつ病および不安において役割を担うことが示唆されている[Miller BH and Wahlestedt C, Brain Res (2010) 1338: 89-99およびIssler O and Chen A, Nat Rev Neurosci. (2015) 16: 201-212]。いくつかの研究が、近年、5HT関連遺伝子の調節におけるmiRの関与を示し[Millan MJ. Curr Opin Pharmacol (2011) 11(1):11-22]、miRの5HT系の調節において明らかになってきた役割およびそのうつ病関連障害との関連可能性を明らかにした。
国際公開第2013/018060号は、セロトニン放出ホルモン、アドレナリン放出ホルモン、ノルアドレナリン放出ホルモン、グルタミン酸放出ホルモン、およびコルチコトロピン放出ホルモンに関連する健康状態の治療および診断用のマイクロRNA(例:miR-135)およびそれを含む組成物を開示する。
国際公開第2015/118537号は、miR-135、その前駆体、あるいはmiR-135またはその前駆体をコードする核酸分子の治療有効量を対象に投与する、双極性障害の治療方法を開示する。
米国特許出願公開第2017/0037404号は、合成核酸分子を用いてmiRNAの活性または機能を細胞に導入するための方法および組成物を開示する。合成核酸分子は修飾されてもよい。
国際公開第2011/131693号は、(i)標的核酸配列に対して相補的な核酸であって、その発現が標的核酸(例:miRNA)の発現を防止または減少させるもの、および(ii)高親和性をもって神経伝達物質輸送体(例:セロトニン再取り込み阻害薬)と結合可能な選択剤を含むコンジュゲートを開示する。国際公開第2011/131693号は、これらコンジュゲートの、目的細胞への核酸の送達、疾患の治療、および診断目的での使用を検討している。
本発明のいくつかの実施形態の一態様において、配列番号37に示すmiR-135bの核酸配列および配列番号40に示す相補鎖を含む合成miR-135分子を含む組成物が提供される。
本発明のいくつかの実施形態の一態様において、配列番号10、16または41~46のいずれか一に示すmiR-135bの核酸配列を含む合成miR-135分子、および配列番号13または47のいずれか一に示す相補鎖を含む組成物が提供される。
本発明のいくつかの実施形態の一態様において、本発明のいくつかの実施形態の合成miR-135分子の核酸構築物を含む組成物が提供される。
本発明のいくつかの実施形態の一態様において、
(i)本発明のいくつかの実施形態の合成miR-135分子を含む組成物と、
(ii)細胞標的化部分と
を含むコンジュゲートが提供される。
(i)本発明のいくつかの実施形態の合成miR-135分子を含む組成物と、
(ii)細胞標的化部分と
を含むコンジュゲートが提供される。
本発明のいくつかの実施形態の一態様において、本発明のいくつかの実施形態の組成物または本発明のいくつかの実施形態のコンジュゲートと、薬学的に許容される担体とを含む医薬組成物が提供される。
本発明のいくつかの実施形態の一態様において、治療を必要とする対象の中枢神経系(CNS)関連病態を治療するための方法であって、本発明のいくつかの実施形態の組成物、または本発明のいくつかの実施形態のコンジュゲートの治療有効量を対象に投与することで、CNS関連病態を治療することを含む方法が提供される。
本発明のいくつかの実施形態の一態様において、治療を必要とする対象のうつ病関連障害を治療するための方法であって、本発明のいくつかの実施形態の組成物、または本発明のいくつかの実施形態のコンジュゲートの治療有効量を対象に投与することで、うつ病関連障害を治療することを含む方法が提供される。
本発明のいくつかの実施形態の一態様において、治療を必要とする対象のがん性疾患を治療するための方法であって、本発明のいくつかの実施形態の組成物、または本発明のいくつかの実施形態のコンジュゲートの治療有効量を対象に投与することで、がん性疾患を治療することを含む方法が提供される。
本発明のいくつかの実施形態の一態様において、治療を必要とする対象の骨再生または筋肉細胞分化を促進するための方法であって、本発明のいくつかの実施形態の組成物、または本発明のいくつかの実施形態のコンジュゲートの治療有効量を対象に投与することで、骨再生または筋肉細胞分化を促進することを含む方法が提供される。
本発明のいくつかの実施形態の一態様において、治療を必要とする対象のCNS関連病態の治療用である、治療有効量の、本発明のいくつかの実施形態の組成物、または本発明のいくつかの実施形態のコンジュゲートが提供される。
本発明のいくつかの実施形態の一態様において、治療を必要とする対象のうつ病関連障害の治療用である、治療有効量の、本発明のいくつかの実施形態の組成物、または本発明のいくつかの実施形態のコンジュゲートが提供される。
本発明のいくつかの実施形態の一態様において、治療を必要とする対象のがん性疾患の治療用である、治療有効量の、本発明のいくつかの実施形態の組成物、または本発明のいくつかの実施形態のコンジュゲートが提供される。
本発明のいくつかの実施形態の一態様において、治療を必要とする対象の骨関連疾患または病態あるいは筋肉関連疾患または病態の治療用である、治療有効量の、本発明のいくつかの実施形態の組成物、または本発明のいくつかの実施形態のコンジュゲートが提供される。
本発明のいくつかの実施形態によると、miR-135分子は50個以下の核酸を含む。
本発明のいくつかの実施形態によると、配列番号37に示すmiR-135bの核酸配列および配列番号40に示す相補鎖は、二本鎖合成miR-135分子を形成する別個の核酸配列分子内に存在する。
本発明のいくつかの実施形態によると、配列番号37に示すmiR-135bの核酸配列および配列番号40に示す相補鎖は、ヘアピンループ構造を形成する。
本発明のいくつかの実施形態によると、配列番号37に示すmiR-135bの核酸配列と配列番号40に示す相補鎖は、配列番号37および配列番号40のそれぞれの全長にわたって相補性100%である。
本発明のいくつかの実施形態によると、miR-135bおよび/または相補鎖の核酸配列は、糖修飾、核酸塩基修飾およびヌクレオチド間結合修飾からなる群より選ばれる1以上の修飾を含む。
本発明のいくつかの実施形態によると、糖修飾は、2’-O-メチル(2’-O-Me)、2’-O-メトキシエチル(2’-O-MOE)、2’-フルオロ(2’-F)、ロック核酸(LNA)および2’-フルオロアラビノオリゴヌクレオチド(FANA)からなる群より選ばれる。
本発明のいくつかの実施形態によると、miR-135b内の糖修飾は、核酸配列の3’末端の少なくとも1つのヌクレオチドに存在する。
本発明のいくつかの実施形態によると、miR-135b内の糖修飾は、核酸配列の5’末端の少なくとも1つのヌクレオチドに存在する。
本発明のいくつかの実施形態によると、相補鎖内の糖修飾は、核酸配列の3’末端の最後のヌクレオチドの修飾を含む。
本発明のいくつかの実施形態によると、相補鎖内の糖修飾は、核酸配列の5’末端の最初の2つのヌクレオチドの修飾を含む。
本発明のいくつかの実施形態によると、糖修飾は、2’-O-メチル(2’-O-Me)、2’-O-メトキシエチル(2’-O-MOE)、および/または2’-フルオロ(2’-F)修飾である。
本発明のいくつかの実施形態によると、糖修飾は、2’-O-メトキシエチル(2’-O-MOE)および5’リボースのメチル化(2’-O-MOE-5’-Me)である。
本発明のいくつかの実施形態によると、ヌクレオチド間結合の修飾は、ホスホロチオエート、キラルホスホロチオエート、ホスホロジチオエート、ホスホトリエステル、アミノアルキルホスホトリエステル、メチルホスホネート、アルキルホスホネート、キラルホスホネート、ホスフィネート、ホスホロアミデート、アミノアルキルホスホロアミデート、チオノホスホロアミデート、チオノアルキルホスホネート、チオノアルキルホスホトリエステル、ボラノホスフェート、ホスホジエステル、ホスホノ酢酸(PACE)およびペプチド核酸(PNA)からなる群より選ばれる。
本発明のいくつかの実施形態によると、miR-135b中のヌクレオチド間結合の修飾は、核酸配列の5’末端の最後のヌクレオチドに存在する。
本発明のいくつかの実施形態によると、ヌクレオチド間結合の修飾は、リン酸塩を含む。
本発明のいくつかの実施形態によると、ヌクレオチド間結合の修飾は、ホスホロチオエートを含む。
本発明のいくつかの実施形態によると、ホスホロチオエート修飾は、miR-135bまたは相補鎖の核酸配列の3’末端の最後の2つのヌクレオチドの間に存在する。
本発明のいくつかの実施形態によると、ホスホロチオエート修飾は、miR-135bまたは相補鎖の核酸配列の5’末端最後の2つのヌクレオチドの間に存在する。
本発明のいくつかの実施形態によると、修飾を含むmiR-135bの核酸配列は、配列番号10、16または41~46のいずれか一に示すものである。
本発明のいくつかの実施形態によると、修飾を含む相補鎖の核酸配列は、配列番号13または47のいずれか一に示すものである。
本発明のいくつかの実施形態によると、miR-135bの核酸配列は配列番号10に示すものであり、相補鎖は配列番号13に示すものである。
本発明のいくつかの実施形態によると、miR-135bの核酸配列は配列番号41に示すものであり、相補鎖は配列番号13に示すものである。
本発明のいくつかの実施形態によると、miR-135bの核酸配列は配列番号42に示すものであり、相補鎖は配列番号13に示すものである。
本発明のいくつかの実施形態によると、miR-135bの核酸配列は配列番号10に示すものであり、相補鎖は配列番号47に示すものである。
本発明のいくつかの実施形態によると、miR-135bの核酸配列は配列番号16に示すものであり、相補鎖は配列番号13に示すものである。
本発明のいくつかの実施形態によると、miR-135bの核酸配列は配列番号41に示すものであり、相補鎖は配列番号47に示すものである。
本発明のいくつかの実施形態によると、miR-135bの核酸配列は配列番号42に示すものであり、相補鎖は配列番号47に示すものである。
本発明のいくつかの実施形態によると、miR-135bの核酸配列は配列番号10、16または41~46のいずれか一に示すものであり、相補鎖は配列番号13または47のいずれか一に示すものであり、それぞれが二本鎖合成miR-135分子を形成する別個の核酸配列分子に存在する。
本発明のいくつかの実施形態によると、miR-135bの核酸配列は配列番号10、16または41~46のいずれか一に示すものであり、相補鎖は配列番号13または47のいずれか一に示すものであり、これらはヘアピン構造を形成する。
本発明のいくつかの実施形態によると、miR-135bの核酸配列は配列番号10、16または41~46のいずれか一に示すものであり、相補鎖は配列番号13または47のいずれか一に示すものであり、相補性は100%である。
本発明のいくつかの実施形態によると、細胞標的化部分は相補鎖の核酸配列の5’末端にコンジュゲートしている。
本発明のいくつかの実施形態によると、細胞標的化部分はmiR-135bの核酸配列の5’末端にコンジュゲートしている。
本発明のいくつかの実施形態によると、細胞標的化部分は相補鎖の核酸配列の3’末端にコンジュゲートしている。
本発明のいくつかの実施形態によると、細胞標的化部分はmiR-135bの核酸配列の3’末端にコンジュゲートしている。
本発明のいくつかの実施形態によると、合成miR-135分子と細胞標的化部分とは連結基によって連結されている。
本発明のいくつかの実施形態によると、連結基は、ホスホジエステル、ホスホラミダイト、ホスホロチオエート、カルバメート、メチルホスホネート、グアニジウム、スルファミン酸、スルファミド、ホルムアセタール、チオホルムアセタール、スルホン、アミドおよびこれらの混合物からなる群より選ばれる化合物を含む。
本発明のいくつかの実施形態によると、連結基はC10リンカーを含む。
本発明のいくつかの実施形態によると、細胞標的化部分は、脳細胞上に発現または提示された分子に特異的に結合する。
本発明のいくつかの実施形態によると、細胞標的化部分は、神経伝達物質輸送体に特異的に結合する。
本発明のいくつかの実施形態によると、細胞標的化部分は、セロトニン再取り込み阻害薬(SRI)、選択的セロトニン再取り込み阻害薬(SSRI)、セロトニン-ノルエピネフリン再取り込み阻害薬(SNRI)、ノルアドレナリン作動性・特異的セロトニン作動性抗鬱剤(NASSA)、ノルアドレナリン再取り込み阻害薬(NRI)、ドーパミン再取り込み阻害薬(DRI)、内在性カンナビノイド再取り込み阻害薬(eCBRI)、アデノシン再取り込み阻害薬(AdoRI)、興奮性アミノ酸再取り込み阻害薬(EAARI)、グルタミン酸再取り込み阻害薬(GluRI)、GABA再取り込み阻害薬(GRI)、グリシン再取り込み阻害薬(GlyRI)およびノルエピネフリン-ドーパミン再取り込み阻害薬(NDRI)からなる群より選ばれる。
本発明のいくつかの実施形態によると、選択的セロトニン再取り込み阻害薬(SSRI)は、セルトラリン、セルトラリン-構造類似体、フルオキセチン、フルボキサミン、パロキセチン、インダルピン、ジメリジン、シタロプラム、ダポキセチン、エスシタロプラム、およびそれらの混合物からなる群より選ばれる。
本発明のいくつかの実施形態によると、細胞標的化部分は、腫瘍関連抗原と特異的に結合する。
本発明のいくつかの実施形態によると、細胞標的化部分は、骨細胞、筋肉細胞または胃腸細胞上に発現または提示された分子と特異的に結合する。
本発明のいくつかの実施形態によると、本発明のいくつかの実施形態の組成物またはコンジュゲートは、細胞膜透過部分または血液脳関門(BBB)を通過する輸送用の部分の少なくとも1種をさらに含む。
本発明のいくつかの実施形態によると、本発明のいくつかの実施形態の組成物またはコンジュゲートは、細胞膜透過部分またはBBBを通過する輸送用の部分と、合成miR-135分子との間にリンカーをさらに含む。
本発明のいくつかの実施形態によると、細胞膜透過部分またはBBBを通過する輸送用部分は、miR-135bおよび/または相補鎖および/または細胞標的化部分に結合されている。
本発明のいくつかの実施形態によると、投与は、鼻腔内、脳室内、髄腔内、経口、局所注射、静脈内投与からなる群より選ばれる投与形態によって実施される。
本発明のいくつかの実施形態によると、組成物は、鼻腔内、脳室内、髄腔内、経口、局所注射、または静脈内投与用である。
本発明のいくつかの実施形態によると、CNS関連病態は精神障害である。
本発明のいくつかの実施形態によると、CNS関連病態は、うつ病、不安、自閉症スペクトラム障害、統合失調症、双極性疾患、ストレス、疲労、認知機能障害、パニック発作、強迫行動、中毒、社会恐怖症、睡眠障害、摂食障害、記憶障害、認知障害、成長障害および生殖障害からなる群より選ばれる。
本発明のいくつかの実施形態によると、うつ病関連障害は、大うつ病、強迫性障害(OCD)、広汎性発達障害(PDD)、心的外傷後ストレス症候群(PTSD)、不安障害、双極性障害、摂食障害および慢性疼痛からなる群より選ばれる。
本発明のいくつかの実施形態によると、がん性疾患は、卵巣がん、結腸直腸がんおよび前立腺がんからなる群より選ばれる。
本発明のいくつかの実施形態によると、対象は、骨粗鬆症、骨折または骨欠損、一次または二次副甲状腺機能亢進、骨関節炎、歯周疾患または欠陥、骨溶解疾患、形成術後後遺症、成形外科インプラント後後遺症、および歯科インプラント後後遺症からなる群より選ばれる骨関連疾患または病態を有する。
本発明のいくつかの実施形態によると、対象は、筋変性疾患、神経筋疾患、脊髄性筋萎縮症、炎症性筋疾患、および代謝性筋疾患からなる群より選ばれる筋肉関連疾患または病態を有する。
本発明のいくつかの実施形態によると、対象はヒト対象である。
別段定義されない限り、本願において使用されるすべての技術用語および/または科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般に理解されるものと同じ意味を有する。本願において記載されるものと同様または同等の方法および材料を、本発明の実施形態の実施または試験において使用できるが、例示的方法および/または材料を以下に記載する。定義等が矛盾する場合には、本特許明細書を優先する。さらに、材料、方法および実施例は、単に例示的なものであって、必ずしも制限を意図するものではない。
本発明のいくつかの実施形態を、添付の図面を参照して、単に例として本願において記載する。以下、図面の詳細に具体的に参照するが、ここに示す特徴は例示であり、本発明の実施形態の例示的考察を目的とするものであることを強調する。これに関して、図面を伴う説明は、本発明の実施形態をいかに実施し得るかを当業者に明らかにする。
本発明は、そのいくつかの実施形態において、治療用miR-135分子に関し、より具体的にはその使用に関するが、これに限定されるものではない。
本発明の原理と作用は、図面とそれに付随する説明を参照することによってよく理解することができる。
本発明の少なくとも1つの実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、必ずしもその用途が、以下の記載に示すかまたは実施例で例示する詳細に限定されるものではないことを理解するべきである。本発明は、他の実施形態が可能であり、また、様々な手段で実施または実行することが可能である。また、本明細書で使用される語句や用語は、説明のためのものであり、限定的なものと見なされるべきではないことを理解されたい。
マイクロRNA(miR)は、転写後に遺伝子発現を調節する小RNA分子のサブセットであり、脳を含む種々の組織に豊富に存在する。
本発明を実施するに当たり、本発明者らは療法用の新規な合成miR-135分子を合成した。さらに本発明者らは、目的細胞に対して特異的に結合可能な他の分子にmiR-135分子をカップリングすることで、miR-135分子を全ての目的細胞に対して標的することが可能であることを明らかにした。
具体的には、本発明者らは安定性および細胞浸透性を改善する目的のいくつかの修飾を有する内因性miR-135に基づき、2本鎖、即ち、ガイド鎖およびパッセンジャー鎖を含むmiR-135模倣体分子を設計し、合成した(下記表1および表、6並びに図8を参照)。次に、miR-135模倣体分子(表1ではデュプレックス1~17、表6ではデュプレックス1~16と命名)を公知のmiR-135標的(例:Htr1aおよびSlc6a4)に対してin vitroでスクリーニングした。合成した模倣体miR-135分子の1つ(表1ではデュプレックス11、表6ではデュプレックス1と命名、配列番号10および13に示す)は、ヒト細胞系HEK293Tにおいて、miR-135標的(例:Htr1aおよびSlc6a4)に対して合成および試験した他の分子よりも有意な結合を示した(図3のA~Bおよび後述する実施例1を参照)。miR-135模倣体分子(即ち、表1のデュプレックス11および表6のデュプレックス1)は、miR-135bの(配列番号37に示す)ガイド配列および本来の配列とは異なる(配列番号40に示す)相補的配列を含んでいた。さらにこの合成miR-135分子(即ち、表1のデュプレックス11および表6のデュプレックス1)は、動物モデルにおけるin vivoのセロトニン性機能を有することが示された(図4のA~Eおよび後述する実施例2参照)。
本発明者らは、脳への非侵襲性送達のためにセルトラリンコンジュゲートmiR-135分子を更に設計し、合成した。セルトラリンコンジュゲートmiR-135模倣体デュプレックス11(本願でmiCure-135-1と命名)のin vivo研究は、背側縫線核(DRN)への単回投与が7日目までにナイーブマウスにおいて選択的HTR1aアゴニスト8-OH-DPATによって誘導される低体温症を排除するのに十分であることを明らかにした(図5のA~Dと図6のA~E、後述する実施例3~4を参照)。セルトラリンコンジュゲートmiR-135分子のDRNへの投与は、処置マウスにおける抗うつ効果のみならず、より良い対応機構(coping mechanism)を誘導することがさらに示された(図6のF~Gおよび後述する実施例4)。セルトラリンコンジュゲートmiR-135分子のDRNへの投与は、SERT遺伝子をサイレンシングすることも示された(図6のHおよび後述する実施例4)。加えて、セルトラリンコンジュゲートmiR-135の非侵襲性鼻腔内投与は、処置マウスにおいて、より低い低体温応答で示されるように5HT1aをサイレンシングし(図7のAおよび後述する実施例5)、そして抗うつ/抗不安様応答をもたらした(図7のB~Cおよび後述する実施例5)。
さらなる実験によって、本発明者らは種々の化学修飾を含む追加のセルトラリンコンジュゲートmiR-135模倣体、即ち、miCure-135-1、miCure-135-2、miCure-135-3、miCure-135-9、miCure-135-10およびmiCure-135-11(後述する表6を参照)は強力であり、5HTR1AレベルおよびSLC6a4レベルの両方を有意に変更するものであることを明らかにした(3’UTRルシフェラーゼ構築物を使用、図9A~図9Bおよび後述する実施例6を参照)。結合miR-135模倣体の免疫活性化に対する効果を試験した。結果(図10A~図10Eと図11A~図11F、および後述する実施例7を参照)から明らかなように、異なる結合miR-135模倣体は種々の免疫応答を誘導し、miCure-135-1、miCure-135-2およびmiCure-135-3はPBMCから最も低いサイトカイン分泌を誘導した。加えて、セルトラリンコンジュゲートmiR-135模倣体であるmiCure-135-2、miCure-135-3およびmiCure-135-9の背側縫線核(DRN)への急性投与は、セロトニン性機能に影響し、抗うつ剤様応答を引き起こした(図12のA~Gおよび後述する実施例8を参照)。さらに、セルトラリンコンジュゲートmiR-135模倣体の鼻腔内および脳室内への投与は、背側縫線核におけるセロトニン性自己受容体(5HT1a)およびセロトニントランスポーター(SERT)の減少に成功した(図13のA~Fおよび後述する実施例9を参照)。
さらなる実験によって、本発明者らはmiR-135模倣体であるmiCure-135-3の急性鼻腔内投与がSERTおよび5-HT1A自己受容体(HTR1AR)のタンパク質レベルを低下させ、抗うつ効果を示すことを明らかにした(後述する実施例10および11)。miCure-135-3の鼻腔内投与は、背側縫線核、特に中脳5-HT神経細胞への蓄積をもたらした(後述する実施例12)。加えて、miR-135模倣体であるmiCure-135-3の鼻腔内投与は、in vivo投与において安全であることが見いだされた(後述する実施例13)。
従って、本発明の合成miR-135分子のみならず、そのコンジュゲート型も、精神障害を含むCNS関連病態の治療等の療法に用いても良い。
よって、本発明の一態様において、配列番号37に示すmiR-135bの核酸配列および配列番号40に示す相補鎖を含む合成miR-135分子を含む組成物を提供する。
本発明の一態様において、配列番号37に示すmiR-135bの核酸配列および配列番号40に示す相補鎖を含む合成miR-135分子が提供される。
本願においては、「合成」とは非天然型分子を意味する。
一実施形態においては、非天然型miR-135は、天然型成熟miR-135bの配列を含み、且つ合成主鎖および/または側鎖を含む。典型的には、合成miR-135分子は、細胞内または生理学的条件下において天然型miRNA(例:miR-135b)として機能する。
本願で使用する「miR-135b」という用語は、転写後遺伝子調節に関与するマイクロRNA分子を意味し、miR-135bの5’(即ち、miR-135b、miR-135b-5pとも称する)または3’(即ち、miR-135b*、miR-135b-3pとも称する)を含む。例示的な成熟miR-135bとしては、アクセッション番号MIMAT0000758(配列番号37)に示すmiR-135bが挙げられるが、これらに限定されるものではない。例示的な成熟miR-135b*としては、アクセッション番号MIMAT0004698(配列番号38)に示すmiR-135b*が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
マイクロRNAは、典型的には、pre-miR(pre-マイクロRNA前駆体)からプロセッシングされる。Pre-miRはRNAポリメラーゼIIIによって転写される前駆体miRNA分子のセットであって、例えば、培養細胞にトランスフェクトとされた際に、機能的miRNAに効率よくプロセッシングされるものである。Pre-miRは、「(miRNA)機能獲得」実験においてその発現を下方制御することで、その標的の機能を指定するために使用することができる。Pre-miRのデザインはmiRNAレジストリーに列挙された全ての公知miRNAに対して存在し、いかなる研究のためにも容易に設計することができる。マイクロRNAは、さらに詳細に後述するように、そのまままたは核酸構築物に連結して、細胞に投与してもよい。
本教示のマイクロRNA(例:miR-135)は、いかなるマイクロRNAの直接または間接的な標的(例:miR-135標的)に対しても結合する、付着する、調節する、処理する、介入する、増加させる、安定化させるおよび/または脱安定化させるものである。このような標的としては、DNA分子、RNA分子およびポリペプチドが挙げられるが、これらに限定されるものではなく、例えば、セロトニントランスポーター(即ち、SERTまたはSlc6a4)、セロトニン阻害性受容体1a(Htr1a)、トリプトファンヒドロキシラーゼ2(Tph2)およびモノアミンヒドロキシラーゼ(MaoA)等のセロトニン関連遺伝子、アドレナリンまたはノルアドレナリン受容体(Adr1等のアドレナリン性受容体)、アデニル酸シクラーゼ1型(ADCY1)、Crh1R等のCRH受容体、あるいは以下のような他の分子:FK506結合タンパク質5(FKBP5)、トランスリン関連タンパク質X(Tsnax)および細胞接着分子L1(L1cam)、あるいは後述する表7に列挙した精神障害と関連する他の標的が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
追加の直接または間接的な標的としては、アデニル酸シクラーゼ活性化ポリペプチド1(Adcyap1またはPACAP);アデニル酸シクラーゼ活性化ポリペプチド1受容体1(Adcyap1r1);アドレナリン性受容体,アルファ2a(Adra2a);アンキリン3(ANK3);活性調節細胞骨格関連タンパク質(Arc);Rho GTPase活性化タンパク質6(Arhgap6);活性化転写因子3(Atf3);ベータ部位APP開裂酵素1(Bace1);カルシウムチャネル,電位依存性,L型,アルファ1Dサブユニット(Cacna1d);細胞接着分子3(Cadm3);コンプレキシン1(Cplx1);コンプレキシン2(Cplx2);CUBおよびスシ多重ドメイン1(Csmd1);カゼインキナーゼ1,ガンマ1(Csnk1g1);ダブルコルチン(Dcx);DIRASファミリー,GTP-結合RAS様2(Diras2);ディスクラージホモログ2(Drosophila)(Dlg2);ETS癌遺伝子ファミリーのメンバーであるELK1(Elk1);fyn-関連キナーゼ(Frk);フコシルトランスフェラーゼ9(アルファ(1,3)フコシルトランスフェラーゼ)(Fut9);ガンマ-アミノ酪酸(GABA-A)受容体,サブユニットベータ2(Gabrb2);GATA結合タンパク質3(Gata3);成長ホルモン分泌促進薬受容体(Ghsr);Gタンパク質共役型受容体3(Gpr3);グルタミン酸受容体、イオンチャンネル型AMPA3(アルファ3)(GRIA3);グルタミン酸受容体,イオンチャンネル型,カイニン酸3(Grik3);Gタンパク質共役受容体キナーゼ5(Grk5);グリコーゲンシンターゼキナーゼ-3ベータ(GSK3B);過分極活性化環状ヌクレオチド依存性カリウムチャネル1(Hcn1)、過分極活性化環状ヌクレオチド依存性K+2(Hcn2),5-ヒドロキシトリプタミン(セロトニン)受容体1A(Htr1a);イノシトールモノホスファターゼ(IMPA1)、カリリン、RhoGEFキナーゼ(Kalrn);中/小コンダクタンスカルシウム活性化カリウムチャネル、サブファミリーN,メンバー3(KCNN3);カリオフェリンアルファ3(インポルチンアルファ4)(Kpna3);ミエリン転写因子1様(Myt1l);核受容体共活性化因子2(Ncoa2);N-Myc下流調節遺伝子4(Ndrg4);一酸化窒素シンターゼ1(神経細胞性)アダプタータンパク質(NOS1AP);核受容体サブファミリー3、グループC、メンバー2(Nr3c2);ネトリンG1(Ntng1);核カゼインキナーゼおよびシクリン依存性キナーゼ基質1(Nucks1);ホスホジエステラーゼ1A、カルモジュリン依存性(Pde1a);ホスホジエステラーゼ4A、cAMP特異的(Pde4a);ホスホジエステラーゼ8B(Pde8b);ホスホリパーゼC、ベータ1(Plcb1);プロラクチン受容体(Prlr);RAB1B、メンバーRAS癌遺伝子ファミリー(Rab1b);Ras関連タンパク質Rap-2a(Rap2a);レチノイド関連オーファン受容体ベータ(Rorb);サーチュイン1(サイレント交配型情報調節2、ホモログ1)(Sirt1);溶質キャリアファミリー12,(塩化カリウムトランスポーター)メンバー6(Slc12a6);溶質キャリアファミリー5(塩素トランスポーター)、メンバー7(Slc5a7);溶質キャリアファミリー6(神経伝達物質輸送体、セロトニン)、メンバー4(Slc6a4);トランス作動性転写因子1(Sp1);シナプス小胞糖タンパク質2b(Sv2b);シナプス核エンベロープ1(ネスプリン-1をコードする)(Syne1);シナプトタグミンI(Syt1);シナプトタグミンII(Syt2);シナプトタグミンIII(Syt3);トランスフォーミング成長因子、ベータ受容体II(Tgfbr2);甲状腺ホルモン受容体、ベータ(Thrb);一過性受容体電位依存性カチオンチャネル、サブファミリーC、メンバー6(Trpc6);小胞体関連膜タンパク質2(Vamp2);ウイングレス関連MMTV組み込み部位3(Wnt3);およびジンクフィンガー、BEDドメイン含有4(Zbed4)が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
「核酸」とは、本願においては、通常、核酸塩基を含むRNAまたはその誘導体、模倣物または類似体の分子(一本鎖または二本鎖のオリゴマーまたはポリマー)を意味する。核酸塩基には、例えば、RNAから見いだされる天然型プリンまたはピリミジン塩基(例:アデニン「A」、グアニジン「G」、ウラシル「U」またはシトシン「C」)が含まれる。「核酸」という用語には、「オリゴヌクレオチド」および「ポリヌクレオチド」が含まれ、それぞれが「核酸」という用語の亜属である。「核酸」という用語はさらに合成ポリヌクレオチドおよび/またはオリゴヌクレオチド分子に由来する、天然型塩基、糖および共有ヌクレオシド間結合から構成される核酸(例:骨格)のみならず、対応する天然型部分と同様に機能する非天然型部分を有する合成ポリヌクレオチドおよび/またはオリゴヌクレオチドも含む。このような修飾または置換オリゴヌクレオチドは、より詳細に後述するように、所望の特性、例えば、向上した細胞取り込み、核酸標的に対する親和性の増加、ヌクレアーゼの存在下における安定性の増加故に本来の形態よりも好まれることもある。
「模倣体」または「類似体」という用語は、天然型分子に似た構造を有するか有していないが、類似した機能を有する分子を意味する。
本発明のいくつかの実施形態の合成miR-135分子は、miR-135bおよび相補鎖を含む二本鎖核酸分子である。このような二本鎖核酸分子は天然型miRNA前駆体と類似した構造を有し、細胞タンパク質複合体に結合し、活性成熟miRNAへとプロセッシングされ得る。
特定の実施形態においては、miR-135b(「ガイド鎖」または「活性鎖」とも称する)は、内因性成熟miR-135bに対して少なくとも90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%の配列相同性または同一性を有する配列を含む。特定の実施形態においては、miR-135bは、内因性成熟miR-135bと比較可能な(例:同一の)配列を含む。
2つの核酸またはポリペプチド配列に対して本願で使用する「配列同一性」または「同一性」には、アライメントした際に2つの配列で同じ残基に参照する。タンパク質に参照して配列同一性のパーセンテージが使用されるとき、同一ではない残基の位置は、多くの場合、保存性アミノ酸置換によって異なり、このとき、アミノ酸残基は類似した化学的性質(例:電荷または疎水性)を有する他のアミノ酸残基によって置換され、そのため、分子の機能的性質は変更されない。配列が保存性置換によって異なる場合、置換の保存的性質について修正するためにパーセント配列同一性は上向きに調整され得る。このような保存性置換によって異なる配列は、「配列類似性」または「類似性」を有すると考えられる。このような調整を行うための手段は当業者に広く知られている。典型的には、保存性置換を完全なミスマッチではなく部分的なミスマッチとしてスコア付けすることを含み、それによってパーセンテージ配列同一性を増やす。よって、例えば、同一アミノ酸のスコアが1で、非保存性置換のスコアが0のとき、保存性置換には0と1との間のスコアが与えられる。保存性置換のスコアを、例えば、Henikoff S and Henikoff JG.[Amino acid substitution matrices from protein blocks. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1992, 89(22): 10915-9]のアルゴリズムに従って計算する。
同一性 (例:パーセント相同性) は、例えば、National Center for Biotechnology Information(NCBI)等の任意の相同性比較ソフトウエアを、デフォルトのパラメーターを使用して用い、決定することができる。
本発明のいくつかの実施形態によると、同一性は包括的な同一性、即ち、本発明の核酸配列全長に対し、その部分に対するものではない同一性である。
本発明のいくつかの実施形態によると、「相同性」または「相同である」という用語は、2以上の核酸配列の同一性、または2以上のアミノ酸配列の同一性、またはアミノ酸配列と1以上の核酸配列の同一性を意味する。
本発明のいくつかの実施形態によると、相同性は包括的な相同性、即ち、本発明の核酸配列全長に対し、その部分に対するものではない相同性である。
2またはそれ以上の配列間の相同性または同一性の程度は、種々の公知の配列比較ツールを用いて決定することができる。以下は本発明のいくつかの実施形態と共に使用可能なこのようなツールの非限定的な説明である。
ポリヌクレオチド配列から開始し、他のポリヌクレオチド配列と比較する場合は、EMBOSS-6.0.1 Needleman-Wunschアルゴリズム(emboss(dot)sourceforge(dot)net/apps/cvs/emboss/apps/needle(dot)htmlより入手可)を使用することができる。
いくつかの実施形態によると、相同性の程度の決定は、(タンパク質-タンパク質比較またはヌクレオチド-ヌクレオチド比較のための)Smith-Watermanアルゴリズムの使用をさらに必要とする。
本発明のいくつかの実施形態によると、目的ポリペプチドまたはポリヌクレオチドに対する包括的相同性(例:全長配列に対して80%の包括的相同性)を求める前に、目的ポリペプチドまたはポリヌクレオチドの局所的相同性に基づき事前に選択した配列(例:配列長の60%に対して60%の同一性)に対して包括的相同性を求める。例えば、相同配列は、BlastpおよびtBlastnアルゴリズムをフィルターとしたBLASTソフトウエアを第1ステージに用い、ニードル(EMBOSSパッケージ)またはFrame+アルゴリズムを第2ステージのアライメントに用いて選択する。局所同一性(Blastアライメント)は、包括的アライメントステージのフィルターとしてのみ使用されるため、配列長の60%に対する60%同一性という寛大なカットオフ値で定義される。この特定の実施形態(局所同一性を使用する場合)は、(パラメーター“-FF”を設定することで)Blastパッケージのデフォルトのフィルタリングは使用しない。第2ステージでは、コア遺伝子のポリペプチド配列に対する少なくとも80%の包括的同一性に基づきホモログを定義する。
特定の実施形態においては、miR-135bは配列番号37に示す配列を有する。
特定の実施形態においては、miR-135bは配列番号1、5、7、8、10、14、16、41、42、43、44、45または46に示す配列を有する。
特定の実施形態においては、合成miR-135分子の相補鎖(本願において「パッセンジャー鎖」とも称する)は、成熟miR-135b配列に対して少なくとも約50%、60%、70%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%または100%の相同性を有する配列を含む。
特定の実施形態においては、相補鎖は、ガイド鎖に対して100%相補的、即ち、完全にマッチする配列を含む。
特定の実施形態においては、相補鎖は配列番号40に示す配列を含む。
特定の実施形態においては、相補鎖は配列番号2、3、4、6、9、11、12、13、15または47に示す配列を含む。
特定の実施形態においては、miR-135bの核酸配列(例:配列番号37に示すもの)および相補鎖の核酸配列(例:配列番号40に示すもの)は、全長核酸配列にわたって(例:配列番号37および配列番号40全長にわたり)100%相補的である。
特定の実施形態においては、本発明のいくつかの実施形態の合成miR-135分子のガイド鎖とパッセンジャー鎖との間にオーバーハングはない。
一実施形態においては、合成miR-135分子は配列番号37に示すmiR-135bの核酸配列を含む。
一実施形態においては、合成miR-135分子は、配列番号40に示す相補鎖を含む。
本発明の合成miR-135分子の長さは、任意で100ヌクレオチド以下、または任意で90ヌクレオチド以下、または任意で80ヌクレオチド以下、または任意で70ヌクレオチド以下、または任意で60ヌクレオチド以下、または任意で55ヌクレオチド以下、または任意で50ヌクレオチド以下である。
一実施形態においては、合成miR-135分子46~50残基を含む。
一実施形態においては、合成miR-135分子は46~55残基を含む。
一実施形態においては、合成miR-135分子は46~60残基を含む。
一実施形態においては、合成miR-135分子は46~70残基を含む。
一実施形態においては、合成miR-135分子は46~80残基を含む。
特定の実施形態においては、合成miR-135分子は、長さとして少なくとも約46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69または70核酸残基を含む。
特定の実施形態においては、合成miR-135分子は、長さとして46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69または70核酸以下を含む。
特定の実施形態においては、合成miR-135分子は52核酸以下を含む。
特定の実施形態においては、合成miR-135分子は50核酸以下を含む。
特定の実施形態においては、合成miR-135分子は48核酸以下を含む。
特定の実施形態においては、合成miR-135分子は52核酸を含む。
特定の実施形態においては、合成miR-135分子は50核酸を含む。
特定の実施形態においては、合成miR-135分子は48核酸を含む。
特定の実施形態においては、合成miR-135分子は46核酸を含む。
一実施形態においては、合成miR-135分子はリンカー領域を含まない。この場合、miR-135b領域および相補的領域(即ち、ガイド鎖およびパッセンジャー鎖のそれぞれ)は独立し、デュプレックスとしてアニーリングされている。
一実施形態においては、配列番号37に示すmiR-135bの核酸配列および配列番号40に示す相補鎖は、二本鎖合成miR-135分子を形成する別個の核酸配列分子に存在する。
一実施形態においては、配列番号1、5、7、8、10、14、16、41、42、43、44、45または46のいずれか1つに示すmiR-135bの核酸配列および配列番号2、3、4、6、9、11、12、13、15または47のいずれか1つに示す相補鎖は、二本鎖合成miR-135分子を形成する別個の核酸配列分子に存在する。
一実施形態においては、配列番号37に示すmiR-135bの核酸配列および配列番号40に示す相補鎖はヘアピンループ構造を形成する。
一実施形態においては、配列番号1、5、7、8、10、14、16、41、42、43、44、45または46のいずれか1つに示すmiR-135bの核酸配列および配列番号2、3、4、6、9、11、12、13、15または47のいずれか1つに示す相補鎖はヘアピンループ構造を形成する。
一実施形態においては、合成miR-135分子は、miR-135bの核酸配列(例:ガイド鎖)と相補配列の核酸配列(例:パッセンジャー鎖)との間にリンカー領域を含む。このようなリンカー領域はヘアピンループを形成してもよい。よって本発明のいくつかの実施形態の合成miR-135分子は、分子内のmiR-135b領域と相補的領域との間の結合の結果としてヘアピンループ構造を形成することができる。
一実施形態においては、リンカー領域は2~30残基を含む。
一実施形態においては、リンカー領域は、長さとして少なくとも約2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39または40残基を含む。
一実施形態においては、リンカー領域は長さとして2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39または40残基以下である。
一実施形態においては、合成miR-135分子はmiR-135b(例:ガイド鎖)および/または相補的配列(例:パッセンジャー鎖)の5’末端または3’末端のいずれかに隣接する配列を含んでもよい。
一実施形態においては、miR-135b(例:ガイド鎖)および/または相補的配列(例:パッセンジャー鎖)の一方または両方の側に隣接する少なくとも約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10ヌクレオチドがある。
一実施形態においては、miR-135b(例:ガイド鎖)および/または相補的配列(例:パッセンジャー鎖)は隣接する配列を含まない。
一実施形態においては、miR-135分子(例:miR-135bおよび/または相補鎖)の核酸配列は1以上の修飾を含む。
一実施形態においては、(例:miR-135bおよび/または相補鎖の)miR-135分子の核酸配列は、内因性成熟miR-135b配列またはその相補鎖(本来のmiR-135b配列とも称する)と比べて単一の修飾を有する。
他の実施形態によると、miR-135分子(例:miR-135bおよび/または相補鎖)の核酸配列は、本来のmiR-135b配列と比べて、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16またはそれ以上の修飾を有する。
一実施形態においては、miR-135分子の核酸配列は、本来のmiR-135b配列と比べて、1~2の修飾を有する。
一実施形態においては、miR-135分子の核酸配列は、本来のmiR-135b配列と比べて、3~4の修飾を有する。
一実施形態においては、miR-135分子の核酸配列は、本来のmiR-135b配列と比べて、5~10の修飾を有する。
一実施形態においては、miR-135分子の核酸配列は、本来のmiR-135b配列と比べて、10~15の修飾を有する。
一実施形態においては、miR-135分子の核酸配列は、本来のmiR-135b配列と比べて、16~26の修飾を有する。
よって本発明の合成miR-135分子は、所望の特徴を付与する修飾を含むように合成することができる。例えば、修飾は、安定性、標的核酸とのハイブリダイゼーションの熱力学、特定の組織または細胞型の標的化、あるいは(例:エンドサイトーシス依存性または非依存性の機構による)細胞浸透性を向上し得る。修飾は、さらに配列特異性を増加し、その結果、部位外の標的化を減少させ得る。
一実施形態においては、合成miR-135分子は、分子がその生物活性(例:miR-135サイレンシング活性)の少なくとも約90%、95%、99%または100%を保持する限り、核酸の挿入、欠損、置換または点変異から選ばれる修飾を含む。
一実施形態において、合成miR-135分子には、少なくとも1つの塩基(例:核酸塩基)の修飾または置換が含まれる。本願で使用する「未修飾」または「天然」塩基には、プリン塩基であるアデニン(A)とグアニン(G)およびピリミジン塩基であるチミン(T)、シトシン(C)、とウラシル(U)が含まれる。「修飾」塩基には、他の合成および天然塩基、例えば、5-メチルシトシン(5-me-C);5-ヒドロキシメチルシトシン;キサンチン;ハイポキサンチン;2-アミノアデニン;アデニンおよびグアニンの6-メチルおよび他のアルキル誘導体;アデニンおよびグアニンの2-プロピルおよび他のアルキル誘導体;2-チオウラシル、2-チオチミン、および2-チオシトシン;5-ハロウラシルおよびシトシン;5-プロピニルウラシルおよびシトシン;6-アゾウラシル、シトシン、およびチミン;5-ウラシル(シュードウラシル);4-チオウラシル;8-ハロ、8-アミノ、8-チオール、8-チオアルキル、8-ヒドロキシル、および他の8-置換アデニンおよびグアニン;5-ハロ、特に5-ブロモ、5-トリフルオロメチル、および他の5-置換ウラシルおよびシトシン;7-メチルグアニンおよび7-メチルアデニン;8-アザグアニンおよび8-アザアデニン;7-デアザグアニンおよび7-デアザアデニン;並びに3-デアザグアニンおよび3-デアザアデニンが含まれるが、これらに限定されるものではない。追加の修飾塩基には、米国特許第3,687,808号明細書;Kroschwitz, J. I., ed. (1990),"The Concise Encyclopedia Of Polymer Science and Engineering," pages 858-859, John Wiley & Sons; Englisch et al. (1991), "Angewandte Chemie," International Edition, 30, 613;およびSanghvi, Y. S., "Antisense Research and Applications," Chapter 15, pages 289-302, S. T. Crooke and B. Lebleu, eds., CRC Press, 1993に開示されたものが含まれる。このような修飾塩基は、本発明のオリゴマー化合物の結合親和性を増加させるために特に有用である。これらには5-置換ピリミジン、6-アザピリミジン、およびN-2,N-6,およびO-6-置換プリンが含まれ、2-アミノプロピルアデニン、5-プロピニルウラシル、および5-プロピニルシトシンが含まれる。5-メチルシトシン置換は、核酸デュプレックスの安定性を0.6~1.2℃上昇させることが示されており(Sanghvi, Y. S. et al. (1993), "Antisense Research and Applications," pages 276-278, CRC Press, Boca Raton)、現在は好ましい塩基置換であり、2’-O-メトキシエチル糖修飾と組み合わせたときに特に好ましい。追加の塩基修飾は、Deleavey and Damha, Chemistry and Biology (2012) 19: 937-954に記載され、その内容をここに援用する。
一実施形態においては、修飾は化学修飾である。
一実施形態においては、本発明の合成miR-135分子は、標的核酸に対して相補性を有していない内部(即ち、非末端)領域のヌクレオチドに化学修飾を有し得る。例えば、修飾ヌクレオチドは、バルジを形成するmiRNAの領域内に組み込まれ得る。修飾は、例えば、リンカーを介してmiRNAに結合したリガンドを含み得る。修飾は、例えば、ポリヌクレオチドの薬理動態または安定性の改善、あるいはポリヌクレオチドの標的核酸に対するハイブリダイゼーション特性(例:ハイブリダイゼーション熱力学)の改善をもたらし得る。
いくつかの実施形態においては、ポリヌクレオチドのバルジ領域に組み込まれたまたは繋がれた修飾またはリガンドの配向は、バルジ領域内の空間を占めるような配向である。例えば、修飾には、核酸鎖上の修飾塩基または糖、あるいはインターカレーターとして機能するリガンドが含まれ得る。これらはバルジ内に位置することが好ましい。インターカレーターは芳香族、例えば、多環状芳香族またはヘテロ環状芳香族化合物であり得る。多環状インターカレーターは、スタッキング能を有し得るものであり、2、3、または4つの縮合環を有するシステムを含み得る。いくつかの実施形態においては、ポリヌクレオチドのバルジ領域に組み込まれたまたは繋がれた修飾またはリガンドの配向は、バルジ領域内の空間を占めるような配向である。この配向は、改善されたハイブリダイゼーション特性またはポリヌクレオチドのその他な所望の特徴を容易にする。
一実施形態において、合成miR-135分子は、ポリヌクレオチドが改善されたハイブリダイゼーション特性または改善された配列特異性を示すようにし得るアミノグリコシドリガンドを含み得る。例示的なアミノグリコシドとしては、グリコシル化ポリリシン;ガラクトシル化ポリリシン;ネオマイシンB;トブラマイシン;カナマイシンA;およびネオ-N-アクリジン、ネオ-S-アクリジン、ネオ-C-アクリジン、Tobra-N-アクリジン、およびKanaA-N-アクリジン等のアミノグリコシド類のアクリジンコンジュゲートが挙げられる。アクリジン類似体の使用は、配列特異性増加し得る。例えば、ネオマイシンBはDNAよりもRNAに対して高親和性を有するが、配列特異性が低い。いくつかの実施形態においては、アミノグリコシドリガンドのグアニジン類似体(即ち、グアニジノグリコシド)はポリヌクレオチド剤に繋がれている。アミノ酸のグアニジノグリコシドアミン基はグアニジン基の代わりである。グアニジン類似体の結合は、ポリヌクレオチドの細胞透過性を増加させる。
増加したヌクレアーゼ耐性および/または標的に対する結合親和性を得るためには、本発明の合成miR-135分子は2’-O-メチル、2’-フッ素、2’-O-メトキシエチル、2’-O-アミノプロピル、2’-アミノ、および/またはホスホロチオエート結合を含み得る。ロック核酸(LNA)(例えば、2’-O原子と4’-C原子を繋ぐメチレンブリッジによってリボース環が「ロックされた」核酸類似体)、エチレン核酸(ENA)(例:2’-4’-エチレンブリッジ化核酸)、および2-アミノ-A、2-チオ(例:2-チオ-U)、G-クランプ修飾といったある種の核酸塩基修飾の含有も、標的に対する結合親和性を増加し得る。オリゴヌクレオチド骨格内のピラノース糖の含有もエンドヌクレアーゼによる開裂を減少し得る。
miR-135分子は、3’カチオン性基を含むことによって、または末端のヌクレオシドを3’-3’結合と入れ替えることによってさらに修飾され得る。代替としては、3’末端をアミノアルキル基(例:3’のC5-アミノアルキルdT)で遮断し得る。他の3’コンジュゲートも3’-5’エクソヌクレアーゼ開裂を阻害し得る。論理に縛られるものではないが、ナプロキセンまたはイブプロフェン等の3’コンジュゲートは、オリゴヌクレオチドの3’末端へのエクソヌクレアーゼの結合を構造的に遮断することでエクソヌクレアーゼ開裂を阻害することがある。小さなアルキル鎖、アリール基、あるいはヘテロ環コンジュゲートまたは修飾糖(D-リボース、デオキシリボース、グルコース等)であっても、3’-5’-エクソヌクレアーゼを遮断し得る。
一実施形態においては、5’-末端はアミノアルキル基(例:5’-O-アルキルアミノ置換基)で遮断され得る。他の5’コンジュゲートの5’-3’エクソヌクレアーゼ開裂を阻害し得る。論理に縛られるものではないが、ナプロキセンまたはイブプロフェン等の5’コンジュゲートは、オリゴヌクレオチドの5’末端へのエクソヌクレアーゼの結合を構造的に遮断することでエクソヌクレアーゼ開裂を阻害することがある。小さなアルキル鎖、アリール基、あるいはヘテロ環コンジュゲートまたは修飾糖(D-リボース、デオキシリボース、グルコース等)であっても、3’-5’-エクソヌクレアーゼを遮断し得る。
一実施形態においては、合成miR-135分子は、標的化を改善する修飾を含む。オリゴヌクレオチド試薬を特定の細胞へ標的化する修飾の例としては、ガラクトース、N-アセチルガラクトサミン、マンノース等の炭水化物糖類、葉酸等のビタミン類、RGDおよびRGD模倣体等の他のリガンド、ナプロキセン、イブプロフェンまたは他の公知のタンパク質-結合分子を含む小分子(さらに詳細に後述する)が挙げられる。
一実施形態において、修飾は、簡単に後述するように、糖修飾、核酸塩基修飾、およびヌクレオチド間結合の修飾からなる群より選ばれる。
本発明の本態様において有用な合成miR-135分子の具体例としては、修飾骨格(例:糖-リン酸塩骨格)または非天然ヌクレオシド間結合を含むものが挙げられる。修飾骨格を有するオリゴヌクレオチドまたはポリヌクレオチドとしては、骨格にリン原子を保持するものが挙げられ、これらは米国特許第4,469,863号明細書、同第4,476,301号明細書、同第5,023,243号明細書、同第5,177,196号明細書、同第5,188,897号明細書、同第5,264,423号明細書、同第5,276,019号明細書、同第5,278,302号明細書、同第5,286,717号明細書、同第5,321,131号明細書、同第5,399,676号明細書、同第5,405,939号明細書、同第5,453,496号明細書、同第5,455,233号明細書、同第5,466,677号明細書、同第5,476,925号明細書、同第5,519,126号明細書、同第5,536,821号明細書、同第5,541,306号明細書、同第5,550,111号明細書、同第5,563,253号明細書、同第5,571,799号明細書、同第5,587,361号明細書、同第5,625,050号明細書、および同第8,017,763号明細書、並びに米国特許出願公開第20100222413号明細書に開示され、全てを本願に援用する。
一実施形態においては、miR-135分子(例:miR-135bおよび/または相補鎖)の核酸配列はリン修飾ヌクレオチド間結合をヌクレオチド配列の5’末端または3’末端に含む。
例示的なヌクレオチド間結合の修飾としては、ホスホロチオエート、キラルホスホロチオエート、ホスホロジチオエート、ホスホトリエステル、アミノアルキルホスホトリエステル、メチルホスホネート、アルキルホスホネート(3’-アルキレンホスホネートを含む)、キラルホスホネート、ホスフィネート、ホスホロアミデート(3’-アミノホスホロアミデート)、アミノアルキルホスホロアミデート、チオノホスホロアミデート、チオノアルキルホスホネート、チオノアルキルホスホトリエステル、ボラノホスフェート(正常な3’-5’結合、これらの2’-5’連結類似体、および隣接するヌクレオシド単位のペアが3’-5’から5’-3’または2’-5’から5’-2’に連結され、逆の極性を有するもの等)、ホウ素ホスホネート、ホスホジエステル、ホスホノ酢酸(PACE)、モルホリノ、ペプチド核酸(PNA)およびトレオース核酸(TNA)が挙げられるが、これらに限定されるものではない。上記修飾の種々の塩、混合塩、および遊離酸も使用することができる。追加のヌクレオチド間結合の修飾は本願に援用するDeleavey and Damha, Chemistry and Biology (2012) 19: 937-954に記載されている。
特定の実施形態においては、ヌクレオチド間結合の修飾はホスホロチオエートを含む。
一実施形態においては、合成miR-135分子は、miR-135bまたはその相補鎖の核酸配列に少なくとも1つのホスホロチオエート結合修飾を含む。
一実施形態においては、合成miR-135分子は、少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20またはそれ以上のホスホロチオエート結合修飾をmiR-135bまたはその相補鎖の核酸配列に含む。
一実施形態においては、合成miR-135分子は、ヌクレオチド配列の5’末端または3’末端のヌクレオチド間結合(例:miR-135b核酸配列の5’末端の最後のヌクレオチド)にホスホロチオエートを含む。
一実施形態においては、合成miR-135分子は、miR-135bまたはその相補鎖の核酸配列の3’末端の最後の2つのヌクレオチドの間にホスホロチオエートを含む。
一実施形態においては、合成miR-135分子は、miR-135bまたはその相補鎖の核酸配列の5’末端の最後の2つのヌクレオチドの間にホスホロチオエートを含む。
一実施形態においては、合成miR-135分子は、miR-135bまたはその相補鎖の核酸配列の3’末端の最後の2つのヌクレオチドの間および5’末端の最後の2つのヌクレオチドの間にホスホロチオエートを含む。
一実施形態においては、合成miR-135分子は、miR-135bの核酸配列および相補鎖の核酸配列の両方にホスホロチオエートを含む。
一実施形態においては、合成miR-135分子は、ヌクレオチド配列の5’末端または3’末端のヌクレオチド間結合(例:miR-135b核酸配列の5’末端の最後のヌクレオチド)にボラノホスフェートを含む。
一実施形態においては、合成miR-135分子は、ヌクレオチド配列の5’末端または3’末端のヌクレオチド間結合(例:miR-135核酸配列の5’末端の最後のヌクレオチド)にメチルホスホネートを含む。
一実施形態においては、合成miR-135分子は、ヌクレオチド配列の5’末端または3’末端のヌクレオチド間結合(例:miR-135b核酸配列の5’末端の最後のヌクレオチド)にホスホジエステルを含む。
特定の実施形態においては、合成miR-135分子は、ヌクレオチド配列の5’末端または3’末端のヌクレオチド間結合(例:miR-135b核酸配列の5’末端の最後のヌクレオチド)にリン酸塩を含む。
代替として、リン原子をその中に含まない合成miR-135分子骨格は、短鎖アルキルまたはシクロアルキルヌクレオシド間結合、混合ヘテロ原子およびアルキルまたはシクロアルキルヌクレオシド間結合、または1以上の短鎖ヘテロ原子またはヘテロ環ヌクレオシド間結合によって形成された骨格を有する。これらとしては、モルホリノ結合(ヌクレオシドの糖部分から一部が形成されたもの)を有するもの;シロキサン骨格;スルフィド、スルホキシド、およびスルホン骨格;ホルムアセチルおよびチオホルムアセチル骨格;メチレンホルムアセチルおよびチオホルムアセチル骨格;アルケン含有骨格;スルファミン酸骨格;メチレンイミノおよびメチレンヒドラジノ骨格;スルホン酸およびスルホンアミド骨格;アミド骨格;および米国特許第5,034,506号明細書、同第5,166,315号明細書、同第5,185,444号明細書、同第5,214,134号明細書、同第5,216,141号明細書、同第5,235,033号明細書、同第5,264,562号明細書、同第5,264,564号明細書、同第5,405,938号明細書、同第5,434,257号明細書、同第5,466,677号明細書、同第5,470,967号明細書、同第5,489,677号明細書、同第5,541,307号明細書、同第5,561,225号明細書、同第5,596,086号明細書、同第5,602,240号明細書、同第5,610,289号明細書、同第5,602,240号明細書、同第5,608,046号明細書、同第5,610,289号明細書、同第5,618,704号明細書、同第5,623,070号明細書、同第5,663,312号明細書、同第5,633,360号明細書、同第5,677,437号および同第5,677,439号の明細書に開示された、N、O、SおよびCH2構成部分を混合して含む他の骨格が挙げられる。
一実施形態においては、合成miR-135分子は少なくとも1つの糖修飾(例:リボースの修飾)を含む。
一実施形態においては、合成miR-135分子は、少なくとも2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20またはそれ以上の糖修飾(例:リボースの修飾)を含む。
一実施形態においては、miR-135分子(例:miR-135bおよび/または相補鎖)の少なくとも1つの核酸は、リボースの2位に対応する修飾を含む。
一実施形態において、糖修飾は、miR-135b鎖またはその相補鎖の核酸配列の3’末端の最後のヌクレオチドにある。
一実施形態においては、糖修飾は、miR-135b鎖またはその相補鎖の核酸配列の5’末端の最後のヌクレオチドにある。
一実施形態において、糖修飾は、miR-135b鎖またはその相補鎖の核酸配列の3’末端および5’末端の最後のヌクレオチドにある。
特定の実施形態においては、糖修飾はmiR-135b鎖の核酸配列の5’末端の最初の1~2個のヌクレオチド、および/またはmiR-135b鎖の核酸配列の3’末端の最後の1~3個のヌクレオチドにある。
特定の実施形態においては、糖修飾は相補鎖の核酸配列の5’末端の最初の2個のヌクレオチド、および/または相補鎖の核酸配列の3’末端の最後のヌクレオチドにある。
一実施形態において、糖修飾は、miR-135bの核酸配列および相補鎖の核酸配列の両方にある。
例示的な糖修飾としては、2’修飾ヌクレオチド(例:2’-デオキシ、2’-フルオロ(2’-F)、2’-デオキシ-2’-フルオロ、2’-O-メチル(2’-O-Me)、2’-O-メトキシエチル(2’-O-MOE)、2’-O-アミノプロピル(2’-O-AP)、2’-O-ジメチルアミノエチル(2’-O-DMAOE)、2’-O-ジメチルアミノプロピル(2’-O-DMAP)、2’-O-ジメチルアミノエチルオキシエチル(2’-O-DMAEOE)、2’-フルオロアラビノオリゴヌクレオチド(2’-F-ANA)、2’-O--N-メチルアセタミド(2’-O-NMA)、2’-NH2)またはロック核酸(LNA)が挙げられるが、これらに限定されるものではない。追加の糖修飾は、本参照によって本願に援用するDeleavey and Damha, Chemistry and Biology (2012) 19: 937-954に記載されている。
一実施形態においては、合成miR-135分子は少なくとも1つの2’-O-メチル(2’-O-Me)修飾ヌクレオチドを含む。
一実施形態においては、合成miR-135分子は、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12またはそれ以上の2’-O-メチル(2’-O-Me)修飾ヌクレオチドを含む。
一実施形態においては、合成miR-135分子の全てのヌクレオチドが2’-O-メチル(2’-O-Me)修飾を有する。
特定の実施形態においては、2’-O-メチル(2’-O-Me)修飾ヌクレオチドは、miR-135b鎖またはその相補鎖の核酸配列の5’末端にある。
特定の実施形態においては、2’-O-メチル(2’-O-Me)修飾ヌクレオチドは、miR-135b鎖またはその相補鎖の核酸配列の3’末端にある。
特定の実施形態においては、2’-O-メチル(2’-O-Me)修飾ヌクレオチドは、miR-135b鎖またはその相補鎖の核酸配列の5’末端の最後の2つのヌクレオチド、および/またはmiR-135b鎖またはその相補鎖の核酸配列の3’末端の最後のヌクレオチドにある。
一実施形態においては、合成miR-135分子は少なくとも1つの2’-O-メトキシエチル(2’-O-MOE)修飾ヌクレオチドを含む。
一実施形態においては、合成miR-135分子は2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12またはそれ以上の2’-O-メトキシエチル(2’-O-MOE)修飾ヌクレオチドを含む。
特定の実施形態においては、2’-O-メトキシエチル(2’-O-MOE)修飾ヌクレオチドは、miR-135b鎖またはその相補鎖の核酸配列の5’末端にある。
特定の実施形態においては、2’-O-メトキシエチル(2’-O-MOE)修飾ヌクレオチドは、miR-135b鎖またはその相補鎖の核酸配列の3’末端にある。
特定の実施形態においては、2’-O-メトキシエチル(2’-O-MOE)修飾ヌクレオチドは、miR-135b鎖またはその相補鎖の核酸配列の3’末端の最後の2つのヌクレオチド、および/またはmiR-135b鎖またはその相補鎖の核酸配列の5’末端の最後のヌクレオチドにある。
特定の実施形態においては、2’-O-MOE修飾は、miR-135b鎖またはその相補鎖の(例:miR-135b鎖の核酸配列の3’末端の)アデニン(A)ヌクレオチドに設けられている。
特定の実施形態においては、2’-O-MOE修飾は、5’リボースのメチル化(2’-O-MOE-5’-Meと称する)をさらに含む。
特定の実施形態においては、2’-O-MOE-5’-Me修飾は、miR-135b鎖またはその相補鎖の(例:miR-135b鎖の核酸配列の5’末端の)ウラシル(U)ヌクレオチドに設けられている。
一実施形態においては、合成miR-135分子は、少なくとも1つの2’-フルオロ(2’-F)修飾ヌクレオチドを含む。
一実施形態においては、合成miR-135分子は、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12またはそれ以上の2’-フルオロ(2’-F)修飾ヌクレオチドを含む。
特定の実施形態においては、2’-フルオロ(2’-F)修飾ヌクレオチドは、miR-135b鎖またはその相補鎖の核酸配列の5’末端にある。
特定の実施形態においては、2’-フルオロ(2’-F)修飾ヌクレオチドは、miR-135b鎖またはその相補鎖の核酸配列の5’末端または3’末端の末端ヌクレオチドではない。
一実施形態においては、合成miR-135分子は、修飾ヌクレオチド間結合および糖修飾を含む。よって、本発明において使用し得る合成miR-135分子は、糖およびヌクレオシド間結合の両方が修飾されたもの、即ち、骨格中のヌクレオチド単位が新規な基によって置換されたものでもよい。塩基単位は、適切なポリヌクレオチド標的との相補性のために維持される。このようなオリゴヌクレオチド模倣体の例としては、ペプチド核酸(PNA)が挙げられる。PNAオリゴヌクレオチドとは、糖-骨格がアミド含有骨格、特にアミノエチルグリシン骨格で置換されたオリゴヌクレオチドを意味する。塩基は保持され、骨格のアミド部分のアザ窒素原子に直接または間接的に結合している。PNA化合物の製造方法を教示する米国特許としては、米国特許第5,539,082号明細書、同第5,714,331号明細書および第5,719,262号の明細書が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、それぞれ本参照をもって本願に援用する。本発明で使用してもよい他の骨格修飾は米国特許第6,303,374号明細書に開示されている。
一実施形態においては、合成miR-135分子リン修飾ヌクレオチド間結合および少なくとも1つの糖修飾(例:2’修飾ヌクレオチド)を含む。
一実施形態においては、合成miR-135分子は、リン修飾ヌクレオチド間結合、少なくとも1つのホスホロチオエート修飾ヌクレオチド間結合、および少なくとも1つの糖修飾(例:2’修飾ヌクレオチド)を含む。
特定の実施形態においては、合成miR-135分子は、miR-135b核酸配列の5’末端の最後のヌクレオチドにリン酸塩を含み、且つmiR-135b核酸配列の3’末端の最後のヌクレオチドに2’-O-Me修飾を含む。
特定の実施形態においては、合成miR-135分子は、miR-135b核酸配列の5’末端の最後のヌクレオチドにリン酸塩を含み、miR-135b核酸配列の5’末端の最後の2つのヌクレオチドに2’-O-Me修飾を含み、且つmiR-135b核酸配列の3’末端の最後のヌクレオチドに2’-O-Me修飾を含む。
特定の実施形態においては、合成miR-135分子は、miR-135b核酸配列の5’末端の最後のヌクレオチドにリン酸塩を含み、miR-135b核酸配列の5’末端の最後のヌクレオチドに2’-O-MOE-5’-Me修飾を含み、且つmiR-135b核酸配列の3’末端の最後のヌクレオチドに2’-O-Me修飾を含む。
特定の実施形態においては、合成miR-135分子は、miR-135b核酸配列の5’末端の最後のヌクレオチドにリン酸塩を含み、miR-135b核酸配列の5’末端の最後のヌクレオチドに2’-O-MOE-5’-Me修飾を含み、且つmiR-135b核酸配列の3’末端の最後の2つのヌクレオチドに2’-O-MOE修飾を含む。
特定の実施形態においては、合成miR-135分子は、相補鎖の核酸配列の3’末端の最後のヌクレオチドに2’-O-Me修飾を含み、且つ相補鎖の核酸配列の5’末端の最後の2つヌクレオチドに2’-O-Me修飾を含む。
一実施形態においては、任意の上述した合成miR-135分子は、少なくとも1つの2’-F修飾ヌクレオチドをさらに含む。
一実施形態においては、任意の上述した合成miR-135分子は、少なくとも1つのホスホロチオエート修飾ヌクレオチド間結合をさらに含む。
例示的な合成miR-135b配列としては、配列番号1、5、7、8、10、14、16、41、42、43、44、45および46が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
例示的な修飾相補的配列としては、配列番号2、3、4、6、9、11、12、13、15および47が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
特定の実施形態においては、本発明の合成miR-135分子は、配列番号10に示すmiR-135bの核酸配列を有する。
特定の実施形態においては、本発明の合成miR-135分子は、配列番号16に示すmiR-135bの核酸配列を有する。
特定の実施形態においては、本発明の合成miR-135分子は、配列番号41に示すmiR-135bの核酸配列を有する。
特定の実施形態においては、本発明の合成miR-135分子は、配列番号42に示すmiR-135bの核酸配列を有する。
特定の実施形態においては、本発明の合成miR-135分子は、配列番号13に示す相補鎖の核酸配列を有する。
特定の実施形態においては、本発明の合成miR-135分子は、配列番号47に示す相補鎖の核酸配列を有する。
特定の実施形態においては、本発明の合成miR-135分子は、配列番号37に示すmiR-135bの核酸配列、および配列番号40に示す相補鎖の核酸配列を有する。
特定の実施形態においては、本発明の合成miR-135分子は、配列番号10に示すmiR-135bの核酸配列、および配列番号13に示す相補鎖の核酸配列を有する。
特定の実施形態においては、本発明の合成miR-135分子は、配列番号41に示すmiR-135bの核酸配列、および配列番号13に示す相補鎖の核酸配列を有する。
特定の実施形態においては、本発明の合成miR-135分子は、配列番号42に示すmiR-135bの核酸配列、および配列番号13に示す相補鎖の核酸配列を有する。
特定の実施形態においては、本発明の合成miR-135分子は、配列番号43に示すmiR-135bの核酸配列、および配列番号13に示す相補鎖の核酸配列を有する。
特定の実施形態においては、本発明の合成miR-135分子は、配列番号44に示すmiR-135bの核酸配列、および配列番号13に示す相補鎖の核酸配列を有する。
特定の実施形態においては、本発明の合成miR-135分子は、配列番号45に示すmiR-135bの核酸配列、および配列番号13に示す相補鎖の核酸配列を有する。
特定の実施形態においては、本発明の合成miR-135分子は、配列番号46に示すmiR-135bの核酸配列、および配列番号13に示す相補鎖の核酸配列を有する。
特定の実施形態においては、本発明の合成miR-135分子は、配列番号16に示すmiR-135bの核酸配列、および配列番号13に示す相補鎖の核酸配列を有する。
特定の実施形態においては、本発明の合成miR-135分子は、配列番号10に示すmiR-135bの核酸配列、および配列番号47に示す相補鎖の核酸配列を有する。
特定の実施形態においては、本発明の合成miR-135分子は、配列番号41に示すmiR-135bの核酸配列、および配列番号47に示す相補鎖の核酸配列を有する。
特定の実施形態においては、本発明の合成miR-135分子は、配列番号42に示すmiR-135bの核酸配列、および配列番号47に示す相補鎖の核酸配列を有する。
特定の実施形態においては、本発明の合成miR-135分子は、配列番号43に示すmiR-135bの核酸配列、および配列番号47に示す相補鎖の核酸配列を有する。
特定の実施形態においては、本発明の合成miR-135分子は、配列番号44に示すmiR-135bの核酸配列、および配列番号47に示す相補鎖の核酸配列を有する。
特定の実施形態においては、本発明の合成miR-135分子は、配列番号45に示すmiR-135bの核酸配列、および配列番号47に示す相補鎖の核酸配列を有する。
特定の実施形態においては、本発明の合成miR-135分子は、配列番号46に示すmiR-135bの核酸配列、および配列番号47に示す相補鎖の核酸配列を有する。
特定の実施形態においては、本発明の合成miR-135分子は、配列番号16に示すmiR-135bの核酸配列、および配列番号47に示す相補鎖の核酸配列を有する。
本発明の一態様によると、配列番号10に示すmiR-135bの核酸配列および配列番号13に示す相補鎖を含む組成物が提供される。
本発明の一態様によると、配列番号41に示すmiR-135bの核酸配列および配列番号13に示す相補鎖を含む組成物が提供される。
本発明の一態様によると、配列番号42に示すmiR-135bの核酸配列および配列番号13に示す相補鎖を含む組成物が提供される。
本発明の一態様によると、配列番号43に示すmiR-135bの核酸配列および配列番号13に示す相補鎖を含む組成物が提供される。
本発明の一態様によると、配列番号44に示すmiR-135bの核酸配列および配列番号13に示す相補鎖を含む組成物が提供される。
本発明の一態様によると、配列番号45に示すmiR-135bの核酸配列および配列番号13に示す相補鎖を含む組成物が提供される。
本発明の一態様によると、配列番号46に示すmiR-135bの核酸配列および配列番号13に示す相補鎖を含む組成物が提供される。
本発明の一態様によると、配列番号16に示すmiR-135bの核酸配列および配列番号13に示す相補鎖を含む組成物が提供される。
本発明の一態様によると、配列番号10に示すmiR-135bの核酸配列および配列番号47に示す相補鎖を含む組成物が提供される。
本発明の一態様によると、配列番号41に示すmiR-135bの核酸配列および配列番号47に示す相補鎖を含む組成物が提供される。
本発明の一態様によると、配列番号42に示すmiR-135bの核酸配列および配列番号47に示す相補鎖を含む組成物が提供される。
本発明の一態様によると、配列番号43に示すmiR-135bの核酸配列および配列番号47に示す相補鎖を含む組成物が提供される。
本発明の一態様によると、配列番号44に示すmiR-135bの核酸配列および配列番号47に示す相補鎖を含む組成物が提供される。
本発明の一態様によると、配列番号45に示すmiR-135bの核酸配列および配列番号47に示す相補鎖を含む組成物が提供される。
本発明の一態様によると、配列番号46に示すmiR-135bの核酸配列および配列番号47に示す相補鎖を含む組成物が提供される。
本発明の一態様によると、配列番号16に示すmiR-135bの核酸配列および配列番号47に示す相補鎖を含む組成物が提供される。
本発明の合成miR-135分子は、当業界で公知の(後に詳述する)化学合成および/または酵素連結反応によって構築することができる。例えば、ポリヌクレオチドは、天然型ヌクレオチド、または分子の生物学的安定性の増加、またはポリヌクレオチドと標的核酸との間で形成されたデュプレックスの物理的安定性の増加のために設計された種々の修飾ヌクレオチド(例:ホスホロチオエート誘導体およびアクリジン置換ヌクレオチド)を用いて、化学合成することができる(後に詳述する)。
本発明の教示に基づき設計された合成miR-135分子は、酵素合成および固相合成の両方を含む、公知の任意のオリゴヌクレオチド合成方法に従い作製することができる。種々の異なる機構によるオリゴヌクレオチド合成が、例えば、米国特許第4,659,774号明細書、同第4,816,571号明細書、同第5,141,813号明細書、同第5,264,566号明細書、同第4,959,463号明細書、同第5,428,148号明細書、同第5,554,744号明細書、同第5,574,146号明細書、同第5,602,244号明細書に開示され、それぞれ本参照をもって本願に援用する。
一実施形態においては、ジエステル法、トリエステル法、ポリヌクレオチドホスホリラーゼ法および固相化学によって、化学合成を達成することができる。これらの方法は下記で詳述する。
ジエステル法: ジエステル法は、利用可能な状態まで開発された最初の方法である。基本工程は、ホスホジエステル結合を含むジデオキシヌクレオチドを形成するために、2つの適切に保護されたデオキシヌクレオチドを連結することである。
トリエステル法: ジエステル法とトリエステル法との主な違いは、後者は反応物質および産物のリン酸塩の原子に余分な保護基がある点である。リン酸塩の保護基は、通常、ヌクレオチドおよびポリヌクレオチド中間体を有機溶媒に対して溶解性とするクロロフェニル基である。よって、精製はクロロホルム溶液中で行われる。この方法のその他の改善点としては、(i)三量体およびより大きなオリゴマーのブロックカップリング、(ii)中間体および最終製品の両方の精製における高性能液体クロマトグラフィーの積極的使用、および(iii)固相合成が挙げられる。
ポリヌクレオチドホスホリラーゼ法: これは多くの有用なオリゴヌクレオチドの合成に使用することのできるDNA合成の酵素的方法である。制御条件下において、ポリヌクレオチドホスホリラーゼは、主として単一のヌクレオチドを短いオリゴヌクレオチドに付加する。クロマトグラフィー精製は所望の単一付加物の入手を可能にする。方法の開始には少なくとも三量体が必要であり、このプライマーは他の方法で得られなければならない。ポリヌクレオチドホスホリラーゼ法は機能し、その手順はほとんどの生化学者に馴染みのものであるという利点がある。
固相法: ポリペプチドの固相合成のための技術に着目し、初期ヌクレオチドを固相支持材料に結合させ、ヌクレオチドの1つずつの付加を進めることが可能である。全ての混合工程および洗浄工程が単純化され、手順は自動化に対応可能である。これらの合成は今では日常的に自動核酸合成装置で実施されている。固相合成を実行するための基材および試薬は、例えば、Applied Biosystemsより市販されている。
ホスホラミダイト化学は、オリゴヌクレオチド合成のための今では最も広範囲に使用されるカップリング化学である。当業者には広く知られるように、オリゴヌクレオチドのホスホラミダイト合成は、活性化中間体を形成するための、活性化試薬によるヌクレオシドホスホラミダイトモノマー前駆体の活性化と、オリゴヌクレオチド産物を形成するための、続く活性化中間体の(通常は適切な固体支持体に一端が止められた)成長途中のオリゴヌクレオチド鎖への連続的付加を含む。
組換え法: 細胞内で核酸を産生するための組換え法は当業者には広く知られており、合成miR-135分子が化学修飾を含まない場合に使用することができる。この方法には、標的細胞または(所望のRNA分子を大量に製造するための)単なる宿主細胞でもよい細胞への核酸の送達のためのベクター、プラスミド、コスミド、および他のベヒクルの使用が含まれる。代替として、このようなベヒクルは、RNA分子を作製するための試薬が存在する限り、無細胞系で使用することも可能である。このような方法としては、Sambrook, 2003、Sambrook, 2001およびSambrook, 1989に記載のものが挙げられ、本参照をもって本願に援用するものとする。
このような合成のための任意の方法を使用することが可能であり、オリゴヌクレオチドの実際の合成は十分に当業者の能力の範囲内であり、Sambrook, J. and Russell, D. W. (2001), “Molecular Cloning: A Laboratory Manual”、Ausubel, R. M. et al., eds. (1994, 1989), “Current Protocols in Molecular Biology”, Volumes I-III, John Wiley & Sons, Baltimore, Maryland、Perbal, B. (1988), “A Practical Guide to Molecular Cloning”, John Wiley & Sons, New York、およびGait, M. J., ed. (1984), “Oligonucleotide Synthesis”に記載の確立された方法論によって、固相化学、例えば、シアノエチルホスホラミダイトと続く脱保護、脱塩、および(例えば、自動トリチル-オン(trityl-on)法またはHPLCによる)精製を用いて達成することができ、
一実施形態においては、合成miR-135分子は、安定性、分布、細胞による取り込み、血液脳関門(BBB)の通貨、または合成miR-135分子の目的細胞への標的化の向上を目的に選択したリガンド(部分とも称する)に結合される。よって、合成miR-135分子は、下記で詳述するように、非ヌクレオチド部分を含むように修飾してもよい。
本発明の一態様において、コンジュゲートmiR-135分子が提供される。
本願において「コンジュゲート」という用語は、2以上の別個化合物の共有結合によってもたらされる任意の化合物を意味する。本発明においては、コンジュゲートとは、合成miR-135分子と、そこに共有結合された細胞標的化部分とを含む分子を意味する。
本願で使用する「細胞標的化部分」という表現は、目的の標的細胞によって発現または提示された、好ましくは特異的に発現または提示された(例:ある細胞型では発現/提示されないが、別の細胞であはより高レベルで発現/提示された)分子に結合する任意の物質を意味する。特定の実施形態においては、分子は受容体である。この結合特異性は、分子を発現または提示する細胞、組織または器官への(細胞標的化部分に結合した)合成miR-135分子の送達を可能にする。こうすることで、細胞標的化部分を保持するコンジュゲートは、対象(例:ヒト)に投与されたとき、またはin vitroで異なる型の細胞の集団と接触させたときに、細胞に対して特異的に指向される。
本発明による細胞標的化部分が標的(目的の標的細胞、例えば、受容体、の発現または提示する分子)に対して示すKdは、少なくとも約10-4M、代替として少なくとも約10-5M、代替として少なくとも約10-6M、代替として少なくとも約10-7M、代替として少なくとも約10-8M、代替として少なくとも約10-9M、代替として少なくとも約10-10M、代替として少なくとも約10-11M、代替として、少なくとも約10-12Mまたはそれ以上であり得る。
「受容体」という用語は、「リガンド」と呼ばれる生物活性分子に結合する細胞関連タンパク質を意味する。
一実施形態においては、目的の標的細胞に発現または提示された分子(例:受容体)は、細胞特異的に(例:中枢神経系細胞、骨細胞、筋肉細胞、がん細胞、胃腸細胞等に)発現されている。
本発明の細胞標的化部分によって標的化してもよい受容体としては、5-ヒドロキシトリプタミン受容体(例:5-HT1A、5-HT1B、5-HT2A、5-HT3、5-HT1D、5-HT6)、アデノシン受容体(例:A1、A2、A2A)、アドレノセプター受容体(例:アルファ1A-アドレノセプター、アルファ1B-アドレノセプター、アルファ1D-アドレノセプター)、アンジオテンシン受容体(例:AT2)、ボンベシン受容体(例:BB1、BB2、BB3)、ブラジキニン受容体(例:B1、B2)、カルシトニン受容体(例:AM1、AMY1、CGRP、CT-R、AM2、AMY3)、ケモカイン受容体(例:CXCR4)、コレシストキニン受容体(例:CCK2)、コルチコトロピン放出因子受容体(例:CRF1、CRF2)、ドーパミン受容体(例:D1、D2)、エンドセリン受容体(例:Etα、Etβ)、エフリン受容体(例:EphA1、EphA2、EphA3、EphA4、EphB1、EphB2、EphB3)、ホルミルペプチド受容体(例:FPR1、FPR2、FPR3)、Frizzled受容体(例:FZD2、FZD3、FZD4、FZD5、FZD6、FZD7、FZD8、FZD9、FZD10)、ガラニン受容体(例:GAL1、GAL2、GAL3)、成長ホルモン分泌促進薬受容体(ゲレリン)(例:GHS-R1a)、キスペプチン受容体、メラノコルチン受容体(例:MC1、MC2、MC3、MC4)、メラトニン受容体(例:MT1、MT2)、神経ペプチドFF/神経ペプチドAF受容体(例:NPFF1、NPFF2)、神経ペプチドS受容体(例:NPS)、神経ペプチドW/神経ペプチドB受容体(例:NPBW2)、神経ペプチドY受容体(例:Y1、Y2、Y4、Y5)、ニューロテンシン受容体(例:NTS1、NTS2)、オピオイド受容体(例:デルタ、カッパ、ミュー)、オレキシン受容体(例:OX1、OX2)、ペプチドP518受容体(例:QRFP)、プロスタノイド受容体、SLC6神経伝達物質輸送体ファミリー(例:DAT、NET、SERT、GlyT1)、ソマトスタチン受容体(例:sst1、sst2、sst3、sst4、sst5)、タキキニン受容体(例:NK1、NK2、NK3)、トール様受容体(例:TLR7)、バソプレッシンおよびオキシトシン受容体(例:OT、V1A、V1B、V2)、VEGF受容体(例:VEGFR1、VEGFR2、VEGFR3)およびG-タンパク質共役受容体(GPCR)が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
一実施形態においては、目的の標的細胞に発現または提示された分子(例:受容体)は、視床下部、脳幹、皮質、小脳、線条体、中脳、海馬、グリアおよび/または脊髄が挙げられるが、これらに限定されるものではない中枢神経系(CNS)の細胞に発現/提示されている。
一実施形態においては、分子(例:受容体)は、脳細胞によって発現されているまたは脳細胞に提示されている。
一実施形態においては、分子(例:受容体)は、神経細胞によって発現されているまたは脳細胞に提示されている。
一実施形態においては、分子(例:受容体)は、グリア細胞(神経膠)に発現または提示されている。
一実施形態においては、目的の標的細胞に発現または提示された分子(例:受容体)は神経伝達物質輸送体である。
一実施形態においては、本発明のコンジュゲートの第2成分は、神経伝達物質輸送体に特異的に結合する細胞標的化部分である。
本願で使用するように、本願で使用する「神経伝達物質輸送体」という用語は、神経細胞の細胞膜を介して存在し、主たる機能は膜を介して神経伝達物質を運搬し、さらに特定の細胞内の位置まで運搬する膜輸送タンパク質のクラスに属するタンパク質を意味する。
本発明のいくつかの実施形態の細胞標的化部分によって標的化してもよい神経伝達物質輸送体としては、細胞外空間から細胞へと神経伝達物質を送り込む、神経細胞およびグリア細胞の細胞膜に存在する取り込み運搬体が挙げられるが、これらに限定されるものではない。工程は、細胞膜を介したNa+勾配、特にNa+の共運搬に依存する。2つのタンパク質ファミリーが同定されている。第1のファミリーは、GABA、モノアミン(ノルアドレナリン等)、ドーパミン、セロトニン、およびアミノ酸(グリシンおよびプロリン等)のトランスポーターを含む。一般的な構造成分には、12の推定膜貫通α-ヘリックスドメイン、細胞質N-およびC末端、並びに膜貫通ドメイン3と4を分離する大きなグリコシル化細胞外ループが含まれる。この相同タンパク質ファミリーは、神経伝達物質とNa+イオンおよびCl-イオンとの細胞への共輸送によってエネルギーを誘導する(Na/Cl神経伝達物質輸送体)。第2のファミリーは、グルタミン酸等の興奮性アミノ酸のトランスポーターを含む。一般的な構造成分は、6~10の膜貫通ドメイン、細胞質のN末端およびC-端、および細胞外ループのグリコシル化を含む。興奮性アミノ酸トランスポーターはClに依存せず、細胞内K+イオンを必要とする場合がある(Na+/K+神経伝達物質輸送体)(Liu, Y. et al. (1999) Trends Cell Biol. 9: 356-363)。
本発明の細胞標的化部分が標的としてもよい神経伝達物質輸送体としては、細胞外空間から細胞へと神経伝達物質を送り込む、神経細胞およびグリア細胞の細胞膜に存在する取り込み輸送体が挙げられるが、これらに限定されるものではない。工程は、細胞膜を介したNa+勾配、特にNa+の共運搬に依存する。2つのタンパク質ファミリーが同定されている。第1のファミリーは、GABA、モノアミン(ノルアドレナリン等)、ドーパミン、セロトニン、およびアミノ酸(グリシンおよびプロリン等)のトランスポーターを含む。一般的な構造成分には、12の推定膜貫通α-ヘリックスドメイン、細胞質N末端およびC末端、並びに膜貫通ドメイン3と4を分離する大きなグリコシル化細胞外ループが含まれる。この相同タンパク質ファミリーは、神経伝達物質とNa+イオンおよびCl-イオンとの細胞への共輸送によってエネルギーを誘導する(Na/Cl神経伝達物質輸送体)。第2のファミリーは、グルタミン酸等の興奮性アミノ酸のトランスポーターを含む。一般的な構造成分は、6~10の膜貫通ドメイン、細胞質N-およびC末端、および細胞外ループグリコシル化を含む。興奮性アミノ酸トランスポーターはClに依存せず、細胞内K+イオンを必要とする場合がある(Na+/K+神経伝達物質輸送体)(Liu, Y. et al. (1999) Trends Cell Biol. 9: 356-363)。
本発明の細胞標的化部分が標的化してもよい神経伝達物質輸送体としては、その主たる機能がシナプスによる伝達の際の小胞内包物のエクソサイトーシスの前に細胞質から小胞体に神経伝達物質を濃縮することである、細胞内小胞膜、典型的にはシナプス小胞、に存在する神経伝達物質輸送体も挙げることができる。小胞輸送は、H+-ATPaseによって作製される小胞膜を介した電気化学的勾配を使用する。神経伝達物質の小胞体への輸送には2つのファミリーのタンパク質が関与する。第1のファミリーは、分泌性小胞体への輸送を駆動するために主としてプロトン交換を使用し、モノアミンおよびアセチルコリンのトランスポーターが挙げられる。例えば、モノアミントランスポーターは、細胞質内伝達物質の各分子に対して2つの内腔内プロトンを交換する。第2のファミリーとしてはGABAトランスポーターが挙げられ、これはシナプス小胞内の陽性電荷に依存する。小胞トランスポーターの2つのクラスは互いに対して配列類似性を示さず、細胞膜キャリアとは異なる構造を有する(Schloss, P. et al. (1994) Curr. Opin. Cell Biol. 6: 595-599、Liu, Y. et al. (1999) Trends Cell Biol. 9: 356-363)。
一実施形態においては、本発明の細胞標的化部分によって標的化され得る神経伝達物質輸送体の種類としては、例えば、ドーパミントランスポーター(DAT)、セロトニントランスポーター(SERT)およびノルエピネフリントランスポーター(NET)が挙げられる。
ドーパミントランスポーター(DATまたはSLC6A3とも称する)は、神経伝達物質ドーパミンをシナプス間隙から輸送し、周囲の細胞内に置くことで、神経伝達物質のシグナルを停止させる膜内在性タンパク質である分子を意味する。
セロトニントランスポーター(SERTまたはSLC6A4とも称する)は、神経伝達物質セロトニンをシナプス空隙から前シナプス神経細胞に輸送する膜内在性タンパク質であるポリペプチドを意味する。
ノルエピネフリントランスポーター(NETまたはSLC6A2とも称する)は、シナプスにより放出されたノルエピネフリンを前シナプス神経細胞に戻るように輸送する膜貫通タンパク質である分子を意味する。
本発明の細胞標的化部分によって標的化され得る神経伝達物質輸送体の具体的な種類としては、興奮性アミノ酸トランスポーター1(EAAT1)、興奮性アミノ酸トランスポーター2(EAAT2)、興奮性アミノ酸トランスポーター3(EAAT3)、興奮性アミノ酸トランスポーター4(EAAT4)、興奮性アミノ酸トランスポーター5(EAAT5)、小胞グルタミン酸トランスポーター1(VGLUT1)、小胞グルタミン酸トランスポーター2(VGLUT2)および小胞グルタミン酸トランスポーター3(VGLUT3)等のグルタミン酸/アスパラギン酸トランスポーター;GABAトランスポーター1型(GAT1)、GABAトランスポーター2型(GAT2)、GABAトランスポーター3型(GAT3)、Betaineトランスポーター(BGTl)および小胞GABAトランスポーター(VGAT)等のGABAトランスポーター;グリシントランスポーター1型(GlyTl)、グリシントランスポーター2型(GlyT2)等のグリシントランスポーター;ドーパミントランスポーター(DAT)、ノルエピネフリントランスポーター(NET)、セロトニントランスポーター(SERT)、小胞モノアミントランスポーター1(VMAT1)、小胞モノアミントランスポーター2(VMAT2)等のモノアミントランスポーター;平衡型ヌクレオシドトランスポーター1(ENT1)、平衡型ヌクレオシドトランスポーター2(ENT2)、平衡型ヌクレオシドトランスポーター3(ENT3)および平衡型ヌクレオシドトランスポーター4(ENT4)および小胞アセチルコリントランスポーター(VAChT)等のアデノシントランスポーターが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
一実施形態においては、本発明のコンジュゲートは、腫瘍関連抗原に特異的に結合する細胞標的化部分を含む。
本願においては、「腫瘍関連抗原」という成句は、特定の過剰増殖疾患(がん等)に共通し、腫瘍細胞によって産生されるタンパク質を意味する。
本発明で言及される腫瘍抗原の種類としては、腫瘍特異的抗原(TSA)または腫瘍関連抗原(TAA)が挙げられる。「TSA」は、腫瘍細胞に特有のタンパク質またはポリペプチド抗原を意味し、体内の他の細胞では生じない。「TAA」は、腫瘍細胞によって発現されるタンパク質またはポリペプチド抗原を意味する。例えば、TAAは、腫瘍細胞の1種以上の表面タンパク質またはポリペプチド、核タンパク質または糖タンパク質、またはその断片とすることができる。
一実施形態においては、腫瘍関連抗原は、固形腫瘍(例:結腸癌腫、乳癌腫、前立腺癌腫、腎細胞癌腫(RCC)、肺癌腫、肉腫または黒色腫)に関連する。
一実施形態においては、腫瘍関連抗原は血液悪性腫瘍に関連する。
TSAまたはTAA抗原の非限定的な例としては、以下が挙げられる。MART-1/MelanA(MART-1)、gp100(Pmel 17)、チロシナーゼ、TRP-1、TRP-2等の分化抗原、およびMAGE-1、MAGE-3、BAGE、GAGE-1、GAGE-2、p15等の腫瘍特異的多系列抗原;CEA等の過剰発現胚性抗原;p53、Ras、HER-2/neu等の過剰発現癌遺伝子および変異腫瘍抑制遺伝子;BCR-ABL、E2A~PRL、H4-RET、IGH-IGK、MYL-RAR等の染色体転座に起因する特有の腫瘍抗原;およびエプスタイン・バーウイルス抗原EBVAおよびヒトパピローマウイルス(HPV)抗原E6およびE7等のウイルス抗原。他の大型のタンパク質ベースの抗原としては、TSP-180、MAGE-4、MAGE-5、MAGE-6、RAGE、NY-ESO、p185erbB2、p180erbB-3、c-met、nm-23H1、PSA、TAG-72、CA 19-9、CA 72-4、CAM 17.1、NuMa、K-ras、ベータ-カテニン、CDK4、Mum-1、p15、p16、43-9F、5T4、791Tgp72、アルファ-フェトプロテイン、ベータ-HCG、BCA225、BTAA、CA 125、CA 15-3/CA 27.291/BCAA、CA 195、CA 242、CA-50、CAM43、CD68/P1、CO-029、FGF-5、G250、Ga733/EpCAM、HTgp-175、M344、MA~50、MG7-Ag、MOV18、NB/70K、NY-CO-1、RCAS1、SDCCAG16、TA~90/Mac-2結合タンパク質/シクロフィリンC関連タンパク質、TAAL6、TAG72、TLPおよびTPSが挙げられる。腫瘍抗原の更なる例としては、A33、BAGE、Bcl-2、β-カテニン、CA125、CA19-9、CD5、CD19、CD20、CD21、CD22、CD33、CD37、CD45、CD123、CEAc-Met、CS-1、サイクリンB1、DAGE、EBNA、EGFR、エフリンB2、エストロゲン受容体、FAP、フェリチン、葉酸結合タンパク質、GAGE、G250、GD-2、GM2、gp75、gp100(Pmel 17)、HER-2/neu、HPV E6、HPV E7、Ki-67、LRP、メソテリン、p53、およびPRAMEが挙げられるが、これらに限定されるものではない。更なる腫瘍抗原については、van der Bruggen P, Stroobant V, Vigneron N, Van den Eynde B. Peptide database: T cell-defined tumor antigens. Cancer Immun (2013)、www(dot)cancerimmunity(dot)org/peptide/(本明細書の一部を構成するものとしてここに援用する)に記載されている。
一実施形態においては、本発明のコンジュゲートは、骨細胞に発現または提示された分子(例:受容体)特異的に結合する細胞標的化部分を含む。
一実施形態においては、細胞標的化部分は 骨格系を標的化する。
一実施形態においては、細胞標的化部分は、特定の骨細胞型(例:骨芽細胞、骨細胞、破骨細胞、骨細胞前駆体、破骨細胞前駆体、または骨ライニング細胞)を対象とする。
本発明の細胞標的化部分によって標的化することのできる例示的な骨細胞標的としては、ヒドロキシアパタイト(HA)、オステオカルシン、骨シアロタンパク質、I型コラーゲン、骨アルカリホスファターゼ、象牙基質タンパク質1およびスクレロスチンが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
一実施形態においては、本発明のコンジュゲートは、筋肉細胞に発現または提示された分子(例:受容体)に特異的に結合する細胞標的化部分を含む。
本発明の細胞標的化部分が標的化し得る例示的な筋肉細胞分子としては、M-カドヘリン/カドヘリン-15、カベオリン-1、ABCG2、およびマイオジェニンが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
一実施形態においては、本発明のコンジュゲートは、胃腸細胞が発現または提示する分子(例:受容体)に特異的に結合する細胞標的化部分を含む。
本発明の細胞標的化部分が標的化し得る例示的な胃腸細胞分子としては、セロトニントランスポーターまたはセロトニン受容体1-7が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本発明の細胞標的化部分の選択は、治療する疾患(例:精神障害、がん、骨疾患等)の特定の種類に依存する。
一実施形態においては、細胞標的化部分は小分子である。
一実施形態においては、細胞標的化部分は小薬物である。例えば、5-HT神経細胞およびシナプス後の神経細胞を標的化するために使用可能な例示的な小薬物としては、5-HT1a受容体[11C]DASB、[11C]WAY100635または[18F]MPPFのリガンドが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
一実施形態においては、細胞標的化部分は合成成分である。
一実施形態においては、細胞標的化部分は、抗原、受容体または他のタンパク質、あるいは標的細胞の非タンパク質性膜化合物に結合可能なナノ粒子である。
一実施形態においては、細胞標的化部分は、親和性結合部分、即ち、非特異的分子(例:抗原)よりも高い親和性をもって特定の分子(例:抗原)に対して結合する天然型または人工生成した分子または組成物である。
親和性は公知の方法、例えば、表面プラズモン共鳴(SPR)(Scarano S, Mascini M, Turner AP, Minunni M. Surface plasmon resonance imaging for affinity-based biosensors. Biosens Bioelectron. 2010, 25: 957-66に記載)で定量可能であり、例えば、結合活性の影響を最小とするために補足または固定したモノクローナル抗体(MAb)の形式とし、例えば、解離定数Kdは、低いKdが高い親和性を反映するためこれを使用し、計算することができる点に着目すべきである。親和性結合部分は、典型的には、(即ち、結合が特異的(即ち、バックグラウンドの結合無し)である限り)少なくとも約2~約200Mの結合親和性(KD)を有する。特定の実施形態においては、親和性結合部分はアプタマーまたはレクチンである。
特定の実施形態においては、親和性結合部分は抗体または抗体断片である。
本発明で使用される「抗体」という用語は、インタクトな分子およびその機能的断片、例えば、Fab、Fab’、F(ab’)2、Fv、線状抗体、scFv抗体、抗原に結合することができる抗体断片から形成される多特異性抗体等を包含する。これらの機能的抗体断片は次のように定義される。(1)Fab:抗体分子の一価の抗原結合断片を含む断片であり、全抗体を酵素パパインで消化してインタクトな軽鎖と1個の重鎖の一部を作製することによって得ることができる。(2)Fab’:全抗体をペプシンで処理した後に還元し、インタクトな軽鎖と重鎖の一部を作製することによって得ることができる抗体分子の断片。抗体分子1個当たり2個のFab’断片が得られる。(3)(Fab’)2:全抗体を酵素ペプシンで処理した後に還元を行わずに得ることができる抗体の断片。F(ab’)2は、2個のジスルフィド結合によって結合された2個のFab’断片の二量体である。(4)Fv:2個の鎖として発現される軽鎖の可変領域と重鎖の可変領域を含む遺伝子操作断片として定義される。(5)単鎖抗体(「SCA」):遺伝的に融合された単鎖分子として適切なポリペプチドリンカーによって連結された、軽鎖の可変領域と重鎖の可変領域を含む遺伝子操作分子。(6)CDRペプチドは、単一の相補性決定領域(CDR)をコードするペプチドである。(7)単一ドメイン抗体(ナノボディとも称される):特定の抗原に選択的に結合する、遺伝子操作された単一の単量体可変抗体ドメイン。ナノボディは分子量が12~15kDaに過ぎず、通常の抗体(150~160kDa)よりも遥かに小さい。
一実施形態においては、細胞標的化部分は神経伝達物質輸送体に結合する。
一実施形態においては、神経伝達物質輸送体に特異的に結合する細胞標的化部分は、セロトニン再取り込み阻害薬(SRI)、選択的セロトニン再取り込み阻害薬(SSRI)、セロトニン-ノルエピネフリン再取り込み阻害薬(SNRI)、ノルアドレナリン作動性・特異的セロトニン作動性抗鬱剤(NASSA)、ノルアドレナリン再取り込み阻害薬(NRI)、ドーパミン再取り込み阻害薬(DRI)、内在性カンナビノイド再取り込み阻害薬(eCBRI)、アデノシン再取り込み阻害薬(AdoRI)、興奮性アミノ酸再取り込み阻害薬(EAARI)、グルタミン酸再取り込み阻害薬(GluRI)、GABA再取り込み阻害薬(GRI)、グリシン再取り込み阻害薬(GlyRI)、ノルエピネフリン-ドーパミン再取り込み阻害薬(NDRI)、トリプル再取り込み阻害薬、ノルアドレナリン・ドーパミンダブル再取り込み阻害薬、セロトニンシングル再取り込み阻害薬、ノルアドレナリンシングル再取り込み阻害薬およびドーパミンシングル再取り込み阻害薬からなる群より選ばれる。
「セロトニン再取り込み阻害薬」または「SRI」という用語は、セロトニンの取り込みを遮断することのできる分子を意味し、(他の神経伝達物質に影響することなくセロトニン取り込みを特異的に遮断する)選択的セロトニン再取り込み阻害薬(SSRI)のみならず、セロトニン-ノルエピネフリン再取り込み阻害薬(SNRI)およびセロトニン-ノルエピネフリン-ドーパミン再取り込み阻害薬(SNDRI)等の非選択的セロトニン再取り込み阻害薬の両方を含む。
「セロトニン選択的再取り込み阻害薬」または「SSRI」という用語は、他の神経伝達物質再取り込みまたはトランスポーター系に実質的な影響を与えることのない、セロトニン再取り込みの選択的阻害薬を意味する。このような化合物は主として前シナプスセロトニン性細胞で働き、神経伝達物質セロトニン細胞外レベルの増加をもたらし、その結果、シナプス前の受容体に結合可能なセロトニンレベルを増加させ、脳内のこのモノアミン性神経伝達物質系の活性不足を逆転させる。SSRIの非限定的な例示としては、セルトラリン(CAS 79617-96-2)、セルトラリン構造類似体、フルオキセチン(CAS 54910-89-3)、フルボキサミン(CAS 54739-18-3)、パロキセチン(CAS 61869-08-7)、インダルピン(CAS 63758-79-2)、ジメルジン(CAS 56775-88-3)、シタロプラム(CAS 59729-33-8)およびエスシタロプラム(CAS 219861-08-2)が挙げられるが、これらに限定されるものではない。ある化合物がSSRIとして働くか否かは当業界で公知の任意の方法で決定することが可能であり、このような方法としては、Koe et al.(J. Pharmacol. Exp. Ther., 1983, 226:686-700)に記載の、ラット心臓による静脈内[3H]ノルエピネフリンの取り込みに影響することなく、セロトニンのex vivoの取り込みを抑制し、p-クロロアンフェタミンのセロトニン除去活性を拮抗する能力の検定が挙げられる。
特定の実施形態においては、SSRIは、下記構造(式I)を有する、セルトラリンまたはその構造類似体である。
式中、Rl、R2、R3、R4、R5、およびR6は各々独立に水素または任意に置換されたC1-C6アルキルであり;XおよびYはそれぞれ水素、フルオロ、クロロ、ブロモ、トリフルオロメチル、C1-C3アルコキシ、およびシアノからなる群より選ばれ;そしてWは水素、フルオロ、クロロ、ブロモ、トリフルオロメチル、ニトロおよびC1-C3アルコキシからなる群より選ばれる。いくつかの実施形態においては、セルトラリン類似体はシス異性体形状である。「シス異性体」という用語は、シクロヘキセン環上のNR1R2およびフェニル部分の相対的な配置(即ち、両方が環の同じ側に配置されていること)を意味する。1位および4位の炭素の両方が非対称的に置換されているため、それぞれのシス化合物は、(I-炭素に参照して)シス-(lR)エナンチオマーおよびシス-(lS)エナンチオマーと表される2つの光学活性エナンチオマー型を有する。
いくつかの有用なセルトラリン類似体は以下の化合物およびその薬学的に許容可能な塩であり、これらは(IS)-エナンチオマー型または(1S)(1R)ラセミ型のいずれかである。
・シス-N-メチル-4-(3,4-ジクロロフェニル)-1,2,3,4-テトラヒドロ-l-ナフタレンアミン;
・シス-N-メチル-4-(4-ブロモフェニル)-l,2,3,4-テトラヒドロ-l-ナフタレンアミン;
・シス-N-メチル-4-(4-クロロフェニル)-l,2,3,4-テトラヒドロ-l-ナフタレンアミン;
・シス-N-メチル-4-(3-トリフルオロメチル-フェニル)-l,2,3,4-テトラヒドロ-l-ナフタレンアミン;
・シス-N-メチル-4-(3-トリフルオロメチル-4-クロロフェニル)-1,2,3,4-テトラヒドロ-1-ナフタレンアミン;
・シス-N,N-ジメチル-4-(4-クロロフェニル)-1,2,3,4-テトラヒドロ-l-ナフタレンアミン;
・シス-N,N-ジメチル-4-(3-トリフルオロメチル-フェニル)-l,2,3,4-テトラヒドロ-l-ナフタレンアミン;および
・シス-Nメチル-4-(4-クロロフェニル)-7-クロロ-l,2,3,4-テトラヒドロ-l-ナフタレンアミン。
・シス-N-メチル-4-(3,4-ジクロロフェニル)-1,2,3,4-テトラヒドロ-l-ナフタレンアミン;
・シス-N-メチル-4-(4-ブロモフェニル)-l,2,3,4-テトラヒドロ-l-ナフタレンアミン;
・シス-N-メチル-4-(4-クロロフェニル)-l,2,3,4-テトラヒドロ-l-ナフタレンアミン;
・シス-N-メチル-4-(3-トリフルオロメチル-フェニル)-l,2,3,4-テトラヒドロ-l-ナフタレンアミン;
・シス-N-メチル-4-(3-トリフルオロメチル-4-クロロフェニル)-1,2,3,4-テトラヒドロ-1-ナフタレンアミン;
・シス-N,N-ジメチル-4-(4-クロロフェニル)-1,2,3,4-テトラヒドロ-l-ナフタレンアミン;
・シス-N,N-ジメチル-4-(3-トリフルオロメチル-フェニル)-l,2,3,4-テトラヒドロ-l-ナフタレンアミン;および
・シス-Nメチル-4-(4-クロロフェニル)-7-クロロ-l,2,3,4-テトラヒドロ-l-ナフタレンアミン。
更に注目すべきは、シス-N-メチル-4-(3,4-ジクロロフェニル)-l,2,3,4-テトラヒドロ-l-ナフタレンアミンの(lR)-エナンチオマーである。
セルトラリン類似体は米国特許第4、536、518号明細書(参照によって本願に援用する)にも記載されている。他の関連化合物としては、(S、S)-N-デスメチルセルトラリン、rac-シス-N-デスメチルセルトラリン、(1S、4S)-デスメチルセルトラリン、l-デス(メチルアミン)-l-オキソ-2-(R、S)-ヒドロキシセルトラリン、(lR、4R)-デスメチルセルトラリン、セルトラリン、スルホンアミド、セルトラリン(リバース)メタンスルホンアミド、1R、4Rセルトラリン、エナンチオマー、Ν、Ν-ジメチルセルトラリン、ニトロセルトラリン、セルトラリンアニリン、ヨウ化セルトラリン、セルトラリンスルホンアミドNH2、セルトラリンスルホンアミドエタノール、セルトラリンニトリル、セルトラリン-CME、ジメチルセルトラリンリバーススルホンアミド、セルトラリンリバーススルホンアミド(CH2リンカー)、セルトラリンB環オルトメトキシ、セルトラリンA環メチルエステル、セルトラリンA環エタノール、セルトラリンN、Nジメチルスルホンアミド、セルトラリンA環カルボン酸、セルトラリンB環パラフェノキシ、セルトラリンB環パラ-トリフルオロメタン、Ν、Ν-ジメチルセルトラリンB環およびパラ-トリフルオロメタン、およびUK-416244が挙げられる。これら類似体の構造を下記に示す。
「セロトニン-ノルエピネフリン再取り込み阻害薬」または「SNRI」という用語は、セロトニントランスポーターの遮断によってセロトニンの再取り込みを阻害し、ノルエピネフリントランスポーターの遮断によってノルエピネフリンの再取り込みを阻害する化合物のファミリーを意味する。このファミリーとして、ベンラファキシン(CAS 93413-69-5)、デスベンラファキシン(CAS 93413-62-8)、デュロキセチン(CAS 116539-59-4)、ミルナシプラン(CAS 92623-85-3)、シブトラミン(106650-56-0)、トラマドール(CAS 27203-92-5)およびビシファジン(CAS 71195-57-8)等の化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。ある化合物がSNRIとして働くか否かは当業界で公知の任意の方法で決定することが可能であり、このような方法としては、Bolden-Watson C, Richelson E.(Life Sci. 1993;52(12): 1023-9)に実質的に記載の、脳シナプトソームによるセロトニンおよびノルエピネフリンの取り込み抑制能力を検量する方法が挙げられるが、これに限定されるものではない。
一実施形態においては、SNRIは、三つの環を含む基本分子構造を有するSNRIである三環系抗うつ薬である。三環系抗うつ薬の中でも卓越したものはlinear型三環系薬、例えば、イミプラミン、デシプラミン、アミトリプチリン、ノルトリプチリン、プロトリプチリン、ドキセピン、ケチプラミン、ミアンセリン、ドチエピン、アモキサピン、ジベンゼピン、メリトレースン、マプロチリン、フルペンチキソール、アザフェン、チアネプチンおよび類似活性を示す関連化合物である。Angular型三環系薬としては、インドリリン、クロダゾン、ノミフェンシン、および関連化合物が挙げられる。種々の他の構造的に異なる抗うつ薬、例えば、イプリンドール、ウエルブツリン、ニアラミド、ミルナシプラン、フェネルジンおよびトラニルシプロミンは、同様の活性をもたらすことが示されている。これらは三環系抗うつ薬と機能的に同等であり、よって本発明の範囲に含まれるものとする。従って、三環系抗うつ薬という用語は、上述した広範囲にわたる抗うつ薬と共に、いずれもが抗うつ活性を有するという共通の性質を示す関連化合物を包含することを本発明者らは意図する。関連化合物としては、アミトリプチリン、アミトリプチリンオキシド、カルバマゼピン、ブチリプチリン、クロミプラミン、デメキシプチリン、ジベンゼピン、ジメタクリン、ドスレピン/ドチエピン、ドキセピン、イミプラミン、イミプラミンオキシド、イプリンドール、ロフェプラミン、メリトラセン、メタプラミン、ニトロキサゼピン、ノルトリプチリン、ノキシプチリン、プレガバリン、プロプゼピン、プロトリプチリン、キヌプラミンおよびトリミプラミンが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
「ノルアドレナリン再取り込み阻害薬」、「NRI」、「NERI」、「アドレナリン性再取り込み阻害薬」または「ARI」という用語は、ノルエピネフリントランスポーター(NET)の作用を遮断してノルアドレナリンおよびアドレナリンの再取り込みを遮断する化合物のファミリーを意味する。この化合物ファミリーには、他のモノアミントランスポーターに影響することなくNETのみを遮断する選択的NRIのみならず、ノルエピネフリントランスポーターおよびセロトニントランスポーターを遮断するSNRI(上記参照)、ノルエピネフリンおよびドーパミントランスポーターを遮断するノルエピネフリン-ドーパミン再取り込み阻害薬(NDRI)(下記参照)、三環抗うつ薬および四環抗うつ薬(上記参照)等の非選択的NRIも含まれる。本発明に適切な選択的NRIとしては、アトモキセチン/トモキセチン(Strattera(登録商標)またはCAS 83015-26-3)、マジンドール(Mazanor(登録商標)、Sanorex(登録商標)またはCAS 22232-71-9)、レボキセチン(Edronax(登録商標),Vestra(登録商標)またはCAS 98819-76-2)およびビロキサジン(Vivalan(登録商標)またはCAS 46817-91-8)が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
「ドーパミン再取り込み阻害薬」または「DRI」という用語は、ドーパミントランスポーター(DAT)の作用を遮断して神経伝達物質ドーパミンの再取り込み阻害薬として作用するものを意味する。これは次にドーパミンの細胞外濃度の増加をもたらし、それ故に、ドーパミン性神経伝達を増加させる。適切なDRIとしては、アミネプチン、ベンザトロピン/ベンゾトロピン、ブプロピオン、デキサメチルフェニデート、エスケタミン、エチベンザトロピン/Ethybe、ポナリド、フェンカムファミン、フェンカミン、ケタミン、レフェタミン、メヂフォキサミン、メソカルブ、メチルフェニデート、ネホパム、ノミフェンシン、ピプラドロール、プロリンタン、ピロバレロン、ティレタミンおよびトリペレンナミン等の医薬品、並びにアルトロパン、アンホネル酸、ベノシクリジン、ブラソフェンシン、ブロマンタン、DBL-583、ジクロプロパン、ジクロフェンシン、ジエチシクリジン、ジフルオロピン、ガシクリジン、GBR-12,935、インダトラリン、イオフルパン、イオメトパン、マニファキシン、ラダファキシン、タメトラリン、テソフェンシン、トロパリルおよびバノキセリン等の研究用化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。適切なDRIは、当業者に公知の方法、例えば、ラット線条体のシナプトソーム調製物によるドーパミンの高親和性取り込みに対する推定DRIの阻害能をKula et al(Life Sciences 34: 2567-2575, 1984)として出版されている方法に従い決定することで、同定することができる。
本願で使用する「内在性カンナビノイド再取り込み阻害薬」または「eCBRI」という用語は、エンドカンナビドノイドトランスポーターの作用を遮断することで、エンドカンナビドノイドに対して再取り込み阻害薬として機能する任意の化合物を意味する。この活性を有する化合物は、推定内在性カンナビノイド再取り込み阻害薬がラットの神経細胞およびアストロサイトによるアナンダミドの取り込みを遮断する能力に基づき、Beltramo, M. et al.(Science, 1997, 277: 1094-1097)に記載の方法を用いて同定することができ、当該化合物としては、AM404、アルバニルおよびオルバニルが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
「アデノシン再取り込み阻害薬」または「AdoRI」という用語は、1以上の平衡型ヌクレオシドトランスポーター(ENT)の活性を遮断することで、プリンヌクレオシドおよび神経伝達物質アデノシンに対する再取り込み阻害薬として作用する化合物を意味する。作用の結果、アデノシンの細胞外濃度が上昇し、それ故にアデノシン性神経伝達が増加する。AdoRI活性を有する化合物は、赤血球のアデノシン取り込みを推定AdoRIが阻害する能力に基づくin vitroアッセイのみならず、アデノシンの血管拡張効果を推定AdoRIが阻害する能力に基づくin vivoアッセイや、側副血管の成長のアデノシン媒介促進を推定AdoRIが防止する能力に基づくin vivoアッセイで同定することができ、これらは、本参照をもって本願に援用する米国特許第6,984,642号明細書の記載と実質的に同様に行うことができる。適切なAdoRIとしては、アカデシン、酢酸、バルビツール、ベンゾジアゼピン、カルシウムチャネル遮断薬、カルバマゼピン、カリソプロドール、シロスタジル、ジクロベンザプリン、ジラゼプ、ジピリダモール、エストラジオール、エタノール(アルコール)、フルマゼニル、ヘキソベンジン、ヒドロキシザイン、インドメタシン、イノシン、KF24345、メプロバメート、ニトロベンジルチオグアノシン、ニトロベンジルチオイノシン、パパベリン、ペントキシフィリン、フェノチアジン、フェニトイン、プロジェステロン、プロペントフィリン、プロポフォール、ピューロマイシン、R75231、RE 102 BS、ソルフラジン、トヨカマイシン、トラカゾレート、三環系抗うつ薬が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
「興奮性アミノ酸再取り込み阻害薬」または「EAARI」という用語は、興奮性アミノ酸トランスポーターまたはEEATを遮断することで、興奮性アミノ酸の再取り込みを阻害する化合物を意味する。EAATに結合し、トランスポーター機能を阻害する多くの化合物が知られている。EAATの阻害薬は、作用機序の異なる2つのクラス、非輸送性遮断薬および競合性基質、に分類される。適切なEAARIとしては、DL-スレオ-ベータ-ベンジロキシアスパラギン酸、カイナイト、ジヒドロカイニン酸、2S4R4MG、スレオ-P-ヒドロキシアスパラギン酸、L-トランスピロリジン-2,4-ジカルボン酸(t-2,4-PDC)が挙げられるが、これらに限定されるものではない。適切なEEARIは、例えば、ヒト興奮性アミノ酸トランスポーター-1(EAAT1)またはヒト興奮性アミノ酸トランスポーター-2(EEAT2)を発現するCos-1細胞による放射線標識グルタミン酸の取り込みを推定EEARIが阻害する能力に基づく、Shimamotot et al.(Molecular Pharmacology, 1998, 53: 195-201)に記載のアッセイを用いて同定することができる。
「グルタミン酸再取り込み阻害薬」または「GluRI」という用語は、1以上のグルタミン酸トランスポーターの作用を遮断することでグルタミン酸に対する再取り込み阻害薬として作用する化合物を意味する。グルタミン酸再取り込みに対する適切な阻害薬には、例示的に、スレオ-3ヒドロキシ-DL-アスパラギン酸(THA)、(2S)-トランスピロリジン-2,4-ジカルボン酸(PDC)、アミノカプロン酸,および(2S,3S)-3-{3-[4-(トリフルオロメチル)ベンゾイルアミノ]ベンジロキシ}アスパラギン酸を含む既に公知の阻害薬のいずれか1種が含まれる。GluRI活性を有する化合物は、例えば、ヒト興奮性アミノ酸トランスポーター1(EAAT1)またはヒト興奮性アミノ酸トランスポーター2(EEAT2)を発現するCos-1細胞による放射線標識グルタミン酸の取り込みを推定GluRIが阻害する能力に基づく、Shimamotot et al.(Molecular Pharmacology, 1998, 53: 195-201)に記載のアッセイを用いて同定することができる。
「GABA再取り込み阻害薬」または「GRI」という用語は、ガンマ-アミノ酪酸トランスポーター(GAT)の作用を遮断することで神経伝達物質ガンマ-アミノ酪酸(GABA)に対する再取り込み阻害薬として作用する化合物を意味する。作用の結果、GABAの細胞外濃度が増加し、それ故にGABA性神経伝達が増加する。GABA再取り込みの適切な阻害薬としては、Borden LA(Eur J Pharmacol. 1994, 269: 219-224)に記載の(Hypericum perforatum(セントジョンズワート)より発見された)アドハイパーホリン、CI-966、デラミシクラン(EGIS-3886)、グバシン(C10149)、(Hypericum perforatum(セントジョンズワート)より発見された)ハイパーホリン、ニペコチン酸、NNC05-2090、NNC-71 1、SKF-89976A、SNAP-5114、スチリペントールおよびチアガビン(ガビチリル)が挙げられるが、これらに限定されるものではない。与えられた化合物がGABA再取り込み阻害薬であるかを検出するための方法は公知であり、例えば、米国特許第6,906,177号明細書、同第6,225,115号明細書、および同第4,383,999号明細書、並びにAli, F. E., et al.(J. Med. Chem. 1985, 28, 653-660)に記載されている。これらの方法は、通常、細胞を放射線標識GABAと接触させ、候補化合物の存在下または不存在下でGABAの取り込みを検出することを含む。
「グリシン再取り込み阻害薬」または「GlyRI」という用語は、グリシントランスポーター(GlyTs)の作用を遮断することで神経伝達物質グリシンに対する再取り込み阻害薬として作用する化合物を意味し、シナプス間隙からのグリシンの除去に関与するグリシントランスポーター(1型)、即ちGlyTI、のみならず、グリシンのシナプス小胞への再取り込みおよび再ロードに必要なGlyT2(Gomeza et al, (2003) Curr Opin Drug Discov Devel 6(5): 675-82)を遮断する化合物が含まれる。本発明における使用に適切なグリシン再取り込み阻害薬としては、GlyTl特異的阻害薬が挙げられ、非限定的な例としては、国際公開WO/0007978号およびWO/0136423号に記載のN-メチル-N-[[(lR,2S)-l,2,3,4-テトラヒドロ-6-メトキシ-l-フェニル-2-ナフタレニルメチルグリシン(MTHMPNMグリシンのフリー塩基)、4-[3-フルオロ-4-プロポキシフェニル]-スピロ[2H-l-ベンゾピラン-2,4’-ピぺリジン]-l’-酢酸(FPPSBPAAのフリー塩基)、ALX5407、サルコシン、5,5-ジアリール-2-アミノ-4-ペンテン酸エステルまたは国際公開WO/0208216に記載の化合物であり、さらにGlyT2特異的阻害薬としては、国際公開WO/05044810Aに記載のものが挙げられ、その内容は本参照をもって本願に援用する。GlyTl特異的またはGlyT2特異的な再取り込み阻害薬を検出するための方法は当業界で公知であり、例えば、再取り込み阻害性活性を試験する化合物の存在下で、関連受容体(GlyTlまたはGlyT2)を発現する細胞を放射線標識グリシンと接触させ、一定時間経過後に細胞内に見られるグリシンの量を決定する、国際公開WO/05018676AまたはWO/05044810に記載の方法が挙げられる。
本願で使用する「ノルエピネフリン-ドーパミン再取り込み阻害薬」または「NDRI」という用語は、ノルエピネフリントランスポーター(NET)およびドーパミントランスポーター(DAT)のそれぞれの作用を遮断することで、神経伝達物質ノルエピネフリンおよびドーパミンに対して再取り込み阻害薬として作用する化合物を意味する。この作用の結果、ノルエピネフリンおよびドーパミンの両方の細胞外濃度が増加し、その結果、アドレナリン性およびドーパミン性神経伝達が増加する。本発明のコンジュゲートにおける使用に適したNDRIとしては、アミンプチン(Survector(登録商標)、Maneon(登録商標)、Directin(登録商標))、ブプロピオン(Wellbutrin(登録商標)、Zyban(登録商標))、デキサメチルフェニデート(Focalin(登録商標))、フェンカムファミン(Glucoenergan(登録商標)、Reactivan(登録商標))、フェンカミン(Altimina(登録商標)、Sicoclor(登録商標))、レフェタミン(Santenol(登録商標))、メチルフェニデート(Ritalin(登録商標)、Concerta(登録商標))、ノミフェンシン(Merital(登録商標))、ピプラドロール(Meretran(登録商標))、プロリンタン(Promotil(登録商標)、Katovit(登録商標))、パイロバレロン(Centroton(登録商標)、Thymergix(登録商標))、ネホパム(Acupan(登録商標))、(Hypericum perforatum((セントジョンズワート)より発見された)アドハイパーホリン、(Hypericum perforatum((セントジョンズワート)より発見された)ハイパーホリン、コカイン、デソキシピプラドロール(2-DPMP)、ジフェニルプロリノール(D2PM)、メチレンジオキシパイロバレロン(MDPV)、シロバミン、マニファキシン(GW-320,659)、ラダファキシン(GW-353,162)、タメトラリン(CP-24,441)が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
一実施形態においては、本発明のコンジュゲートは、選択的セロトニン再取り込み阻害薬(SSRI)である神経伝達物質輸送体に特異的に結合する細胞標的化部分を含む。
特定の実施形態においては、本発明のコンジュゲートは、セルトラリン、セルトラリン-構造類似体、フルオキセチン、フルボキサミン、パロキセチン、インダルピン、ジメリジン、シタロプラム、ダポキセチン、エスシタロプラム、およびこれらの混合物からなる群より選ばれるSSRIを含む。
特定の実施形態においては、本発明のコンジュゲートは、上記で定義したSSRI、即ちセルトラリン、またはその構造類似体を含む。
特定の実施形態においては、細胞標的化部分が骨細胞を標的化するとき、標的化部分はテトラサイクリンやビスホスホネート(BP)といった合成成分を含み得る。
合成miR-135分子と細胞標的化部分は直接結合してもよいし、リンカー、ブリッジまたはスペーサー部分等の介在部分を介して間接的に結合してもよい。
一実施形態においては、合成miR-135分子と細胞標的化部分は直接結合されている。代替として、他の実施形態によると、両方の部分が結合基によって連結されてもよい。
「結合基」、「リンカー」、「連結基」という用語およびこれら文法的な同等物は、本願において、化合物の2つの部分を結合させる有機部分を意味する。細胞標的化部分は、miR-135分子内のセンス(例:ガイド)鎖またはアンチセンス(例:パッセンジャー)鎖の任意のヌクレオチドに結合させることができるが、3’末端ヌクレオチドおよび/または5’末端ヌクレオチドを介して結合されることが好ましい。内部コンジュゲートは、リボース基の2’位、または他の適切な位置のヌクレオチドに直接、またはリンカーを介して間接的に結合してもよい。
上述したように、本発明の合成miR-135分子は、好ましくは2本鎖核酸分子であり、そのため、コンジュゲート部分(即ち、細胞標的化部分)は、ガイド配列の3’末端ヌクレオチド、ガイド配列の5’末端ヌクレオチド、パッセンジャー配列の3’末端ヌクレオチド、および/またはパッセンジャー配列の5’末端ヌクレオチドに結合することができる。
定義または従来技術によって制限されることを望まないが、本願においては、リンカーの長さは、コンジュゲート部分(即ち、細胞標的化部分)をリンカーに結合させる原子と、リンカーがmiR-135オリゴヌクレオチドに結合する際に介する、miR-135オリゴヌクレオチドと関連付けられた末端リン酸塩部分の酸素原子との間が最小になる距離を表すように原子数を計数することで求める。リンカーが1以上の環構造を含む場合、最も短いパスを示す環の周りの原子を数えることが好ましい。
本発明における使用に適切なリンカー基としては、修飾または未修飾のヌクレオチド、ヌクレオシド、ポリマー、糖、炭化水素、ポリエチレングリコールおよびポリプロピレングリコール等のポリアルキレン、ポリアルコール、ポリプロピレン、エチレンおよびプロピレングリコールの混合物、ポリアルキルアミン、ポリリシンおよびスペルミジン等のポリアミン、ポリ(エチルアクリレート)等のポリエステル、ポリホスホジエステル、脂肪族およびアルキレンが挙げられるが、これらに限定されるものではない。更に、オメガ-アミノ-1、3-ジオール、オメガ-アミノ-l、2-ジオール、ヒドロキシプロリノール、オメガ-アミノアルカノール、ジエタノールアミン、オメガ-ヒドロキシ-l、3-ジオール、オメガ-ヒドロキシ-l、2-ジオール、オメガ-チオ-l、3-ジオール、オメガ-チオ-1、2-ジオール、オメガ-カルボキシl、3-ジオール、オメガ-カルボキシ-1、2-ジオール、共-ヒドロキシ-アルカノール、オメガ-チオ-アルカノール、オメガ-カルボキシアルカノール、機能化オリゴエチレングリコール、アリルアミン、アクリル酸、アリルアルコール、プロパギニルアミン、プロパギニルアルコール等に基づくリンカー/リンカー化学は、適切な長さのリンカーを作製するために、この文脈に適応することができる。
リンカーは、他の望ましい特徴、例えば、改善された水溶性、コンジュゲート部分(即ち、細胞標的化部分)とmiR-135分子との最適分離距離、可とう性(またはその不存在)、特定の配向、分岐等を有することもできる。
一実施形態においては、結合基は下記の構造を有する。
式中、
m、nおよびpは、0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12および13から選択され、
m+n+pの合計は、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17および18から選ばれる整数であり、
kは0または1である。
m、nおよびpは、0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12および13から選択され、
m+n+pの合計は、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17および18から選ばれる整数であり、
kは0または1である。
一実施形態においては、リンカーは、細胞標的化部分と1超のカップリングを含む。好ましい実施形態において、リンカーは二価または三価のリンカーである、即ち、それぞれ2分子または3分子の試薬をカップリング可能である。
1分子超の細胞標的化部分がリンカーを介してmiR-135核酸にカップリングされているとき、分子は同一または異なる細胞標的化部分を表すことができる。
一実施形態においては、二価または三価のリンカーは下記式で表される。
m、m’、m”、n、n’、n”、p、p’、p”、r、r’、r”、s、s’、s”、tおよびuはそれぞれ独立に0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12および13から選択され、
k、k’、k”およびvはそれぞれ独立に0および1から選択され、
X1、X2およびX3はそれぞれ独立にCH2、O、S、NH、CO、C(O)OおよびC(O)NHから選択される。
k、k’、k”およびvはそれぞれ独立に0および1から選択され、
X1、X2およびX3はそれぞれ独立にCH2、O、S、NH、CO、C(O)OおよびC(O)NHから選択される。
上記基の価に応じて、分岐状リンカーは対称または非対称でもよい。
特定の実施形態において、リンカーは、pおよびp’が5、nおよびn’が2、kおよびk’が1、そしてmおよびm’が6である、上述した二価リンカーである。特定の実施形態において、リンカーは、pおよびp’が5、n、n’、kおよびk’が0、そしてmおよびm’が6である、上述した二価リンカーである。
特定の実施形態において、リンカーは、rおよびr’が4、sおよびs’が1、tおよびvが0、そしてX1およびX2がC(O)NHを表す、上述した二価リンカーである。他の実施形態において、リンカーは、rが2、r’が0、sが1、s’が0、tおよびvが0、そしてX1およびX2がCH2を表す二価リンカーである。
特定の実施形態において、リンカーは、pおよびp’が5、nおよびn’が2、kおよびk’が1、mおよびm’が6、rおよびr’が4、sおよびs’が1、tおよびvが0、そしてX1およびX2がC(O)NHを表す二価リンカーである。
他の実施形態において、リンカーは、pおよびp’が5、nおよびn’が2、kおよびk’が1、mおよびm’が6、rが2、r’が0、sが1、s’が0、tおよびvが0、そしてX1およびX2がCH2を表す二価リンカーである。
他の実施形態において、リンカーは、pおよびp’が5、n、n’、kおよびk’が0およびmおよびm’が6、rおよびr’が4、sおよびs’が1、tおよびvが0、そしてX1およびX2がC(O)NHを表す二価リンカーである。
他の実施形態において、リンカーは、pおよびp’が5、n、n’、kおよびk’が0およびmおよびm’が6、rが2、r’が0、sが1、s’が0、tおよびvが0、そしてX1およびX2がCH2を表す二価リンカーである。
特定の実施形態において、リンカーは、p、p’およびp”が5、n、n’およびn”が2、k、k’およびk”が1、そしてm、m’およびm”が6である、上述した三価リンカーである。特定の実施形態において、リンカーは、p、p’およびp”が5、n、n’、n”、k、k’およびk’’が0、そしてm、m’およびm’’が6である三価リンカーである。
特定の実施形態において、リンカーは、r、r’およびr”が3、s、s’およびs”が1、tが1、vが0、そしてX1、X2およびX3がOを表す三価リンカーである。他の実施形態において、リンカーは、r、r’およびr”が3、s、s’およびs”が1、tが1、uが3、vが1、そしてX1、X2およびX3がOを表す三価リンカーである。
特定の実施形態において、リンカーは、p、p’およびp”が5、n、n’およびn”が2、k、k’およびk”が1、m、m’およびm”が6、r、r’およびr”が3、s、s’およびs”が1、tが1、vが0、そしてX1、X2およびX3がOを表す三価リンカーである。
他の実施形態において、リンカーは、p、p’およびp”が5、n、n’およびn”が2、k、k’およびk”が1、m、m’およびm”が6、r、r’およびr”が3、s、s’およびs”が1、tが1、uが3、vが1、そしてX1、X2およびX3がOを表す三価リンカーである。
他の実施形態において、リンカーは、p、p’およびp”が5、n、n’、n”、k、k’およびk”が0、m、m’およびm”が6、r、r’およびr”が3、s、s’およびs”が1、tが1、vが0、そしてX1、X2およびX3がOを表す三価リンカーである。
他の実施形態において、リンカーは、p、p’およびp”が5、n、n’、n”、k、k’およびk”が0、m、m’およびm”が6、r、r’およびr”が3、s、s’およびs”が1、tが1、uが3、vが1、そしてX1、X2およびX3がOを表す三価リンカーである。
一実施形態においては、連結化合物は、ホスホジエステル、ホスホロチオエート、カルバメート、メチルホスホネート、グアニジウム、スルファミン酸、スルファミド、ホルムアセタール、チオホルムアセタール、スルホン、アミドおよびこれらの混合物から選ばれる。
一実施形態においては、連結化合物はC10 N-ヒドロキシコハク酸エステルリンカー(即ち、C10リンカー)である。
本発明のコンジュゲートは、当業者に公知の技術によって製造することができる。コンジュゲートの合成は、官能基の選択的保護および脱保護を含んでもよい。適切な保護基は当業者に知られている。例えば、有機化学における保護基の一般的な説明は、Protecting Groups in Organic Synthesis(4th Ed. Wiley-Interscience)におけるWuts, P.G.M. and Greene T.W.、およびProtecting Groups(3rd Ed. Georg Thieme Verlag)におけるKocienski P.J.によって提供されている。
本発明の目的において、「保護基」とは、miR-135オリゴヌクレオチドのいずれかの末端に導入された化学修飾と理解されたい。5’-キャップの非限定的な例としては、反転脱塩基残基(部分)、4’,5’-メチレンヌクレオチド;1-(ベータ-D-エリスロフラノシル)ヌクレオチド、4’-チオヌクレオチド、炭素環ヌクレオチド;1,5-アンヒドロヘキシトールヌクレオチド;L-ヌクレオチド;アルファ-ヌクレオチド;修飾塩基ヌクレオチド;ホスホロジチオエート結合;スレオ-ペントフラノシルヌクレオチド;非環式3’,4’-secoヌクレオチド;非環式3,4-ジヒドロキシブチルヌクレオチド;非環式3,5-ジヒドロキシペンチルヌクレオチド、3’-3’-反転ヌクレオチド部分;3’-3’-反転脱塩基部分;3’-2’-反転ヌクレオチド部分;3’-2’-反転脱塩基部分;1,4-ブタンジオールリン酸塩;3’-ホスホロアミデート;ヘキシルリン酸塩;アミノヘキシルリン酸塩;3’-リン酸塩;3’-ホスホロチオエート;ホスホロジチオエート;または架橋または非架橋メチルホスホネート部分が挙げられる。詳細は、本参照をもって本願に援用するWO97/26270に記載されている。3’-キャップとしては、例えば、4’,5’-メチレンヌクレオチド;1-(ベータ-D-エリスロフラノシル)ヌクレオチド:4’-チオヌクレオチド、炭素環ヌクレオチド;5’-アミノ-アルキルリン酸塩;l,3-ジアミノ-2-プロピルリン酸塩、3-アミノプロピルリン酸塩;6-アミノヘキシルリン酸塩;1,2-アミノドデシルリン酸塩;ヒドロキシプロピルリン酸塩;1,5-アンヒドロヘキシトールヌクレオチド;L-ヌクレオチド;アルファ-ヌクレオチド;修飾塩基ヌクレオチド;ホスホロジチオエート;スレオ-ペントフラノシルヌクレオチド;非環式3’,4’-secoヌクレオチド;3,4-ジヒドロキシブチルヌクレオチド;3,5-diヒドロキシペンチルヌクレオチド,5’-5’-反転ヌクレオチド部分;5’-5’-反転脱塩基部分;5’-ホスホロアミデート;5’-ホスホロチオエート;1,4-ブタンジオールリン酸塩;5’-アミノ;架橋および/または非架橋5’-ホスホロアミデート、ホスホロチオエートおよび/またはホスホロジチオエート、架橋および/または非架橋メチルホスホネートおよび5’-メルカプト部分が挙げられる。Beaucage and Iyer, 1993, Tetrahedron 49, 1925を参照、本参照をもって本願に援用する。
一実施形態においては、合成miR-135分子または本発明のコンジュゲートは、miR-135核酸の活性、細胞分布または細胞取り込みを増加させるためにmiR-135の核酸または保護基に1以上の部分またはコンジュゲートを化学結合させることでさらに修飾されてもよい。
一実施形態においては、本発明のいくつかの実施形態の合成miR-135分子またはコンジュゲートは、少なくとも1つの細胞膜透過部分をさらに含む。このような部分としては、脂質部分(即ち、天然型または合成によって製造された脂質)、例えば、コレステロール部分(Letsinger et al, Proc. Natl. Acid. Sci. USA, 199, 86, 6553-6556)、コリン酸(Manoharan et al, Biorg. Med. Chem. Let., 1994 4 1053-1060)、チオエーテル(例:ベリル-S-トリチルチオール(Manoharan et al, Ann. N.Y. Acad. Sci., 1992, 660, 306-309、Manoharan et al, Biorg. Med. Chem. Let., 1993, 3, 2765-2770))、チオコレステロール(Oberhauser et al, Nucl. Acids Res., 1992, 20, 533-538)、脂肪鎖(例:ドデカンジオールまたはウンデシル残基(Saison-Behmoaras et al, EMBO J, 1991, 10, 11 11-1118; Kabanov et al, FEBS Lett., 1990, 259, 327-330; Svinarchuk et al., Biochimie, 1993, 75, 49-54))、リン脂質(例:ジ-ヘキサデシル-rac-グリセロールまたはトリエチル-アンモニウム1,2-ジ-O-ヘキサデシル-rac-グリセロ-3-Hホスホネート(Manoharan et al, Tetrahedron Lett., 1995, 36, 3651-3654、 Shea et al, Nucl. Acids Res., 1990, 18, 3777-3783))、ポリアミンまたはポリエチレングリコール鎖(Manoharan et al., Nucleosides and Nucleotides, 1995, 14, 969-973)、またはアダマンタン酢酸(Manoharan et al., Tetrahedron Lett., 1995, 36, 3651-3654)、パルミチル部分(Mishra et al, Biochim. Biophys. Acta, 1995, 1264, 229-237)、またはオクタデシルアミンまたはヘキシルアミノ-カルボニロキシコレステロール部分(Crooke et al., J. Pharmacol. Exp. Ther., 1996, 277, 923-937)が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本発明に従って使用することのできる追加の脂質部分としては、脂肪酸、脂肪、油、ワックス、コレステロール、ステロール、ビタミンA、D、EおよびK等の脂溶性ビタミン、モノグリセリド、ジグリセリド、およびリン脂質が挙げられるが、これらに限定されるものではない。一実施形態においては、脂肪酸としては、例えば、ラウリン酸(C12)、ミリスチン酸(C14)、パルミチン酸(C16)、ステアリン酸(C18)、ドコサン酸(C22)およびリトコリン酸とオレイルアミンのハイブリッド(リトコリンオレイルアミン、C43)が挙げられる。
特定の実施形態においては、脂質部分はパルミトイルである。
特定の実施形態においては、脂質部分はコレステリルである。
一実施形態においては、脂質部分はC18-C18(即ち、C18-ホスホジエステル-C18)である。例えば、C18はホスホラミダイトとして提供され、オリゴヌクレオチドの5’末端にカップリング反応で追加され、次に2つ目のC18が先のC18に同じカップリング反応で追加される。
一実施形態においては、細胞膜透過部分はペプチドまたはタンパク質である。
特定の実施形態においては、細胞膜透過部分はオキシトシンペプチドまたはそこから誘導した化合物(例:組換えまたは合成オキシトシン)である。
特定の実施形態においては、細胞膜透過部分は、ヒト血清アルブミンまたは他の血漿タンパク質またはその部分ペプチドである。
特定の実施形態においては、細胞膜透過部分はペプチドシャトルである。例示的なペプチドシャトルとしては、アンジオペップ-2、RGV29、およびTHRが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
一実施形態においては、細胞膜透過部分は小薬剤である。例えば、5-HT神経細胞およびシナプス後の神経細胞の標的化に使用可能な例示的な小薬剤としては、5-HT1a受容体[11C]DASB、[11C]WAY100635または[18F]MPPFのリガンドが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
代替として、細胞分布を増加させることのできる部分は、生物学的バリア内に存在する特異的トランスポーターを用いた受容体媒介エンドサイトーシスの使用による生物学的バリアを超えた特異的な移動が可能な低分子量化合物またはポリペプチドでもよい。取り込み受容体および単体の広いアレイと、さらに広い数の受容体特異的リガンドが当業界では知られている。本発明に従って使用することができるエンドサイトーシスおよび/またはトランスサイトーシスを媒介する受容体に対する好ましいリガンドとしては、例えば、チアミントランスポーター、葉酸受容体、ビタミンB12受容体、アシアロ糖タンパク質受容体、アルファ(2,3)-シアロ糖タンパク質受容体(例えば、受容体特異的リガンドとしてのラマ単一ドメイン抗体(sdAbs)からなるFC5およびFC44ナノボディと共に使用)、トランスフェリン-1および-2受容体、スキャベンジャー受容体(クラスAまたはB、I型、II型またはIII型、あるいはCD36またはCD163)、低密度リポタンパク質(LDL)受容体、LDL関連タンパク質1受容体(LRP1、B型)LRP2受容体(メガリンまたは糖タンパク質330としても知られる)、ジフテリアトキシン受容体(ヘパリン結合上皮成長因子様因子(HB-EGF)の膜結合前駆体であるDTR)、インスリン受容体、インスリン様成長因子(IGF)受容体、レプチン受容体、物質P受容体、グルタチオン受容体、グルタミン酸受容体およびマンノース6-リン酸塩受容体に対するまたは特異的に結合するリガンドが挙げられる。
本発明に従って使用するための、これら受容体に結合する例示的なリガンドとしては、例えば、下記からなる群より選ばれるリガンドが挙げられる:リポタンパク質リパーゼ(LPL)、アルファ2-マクログロブリン(アルファ2M)、受容体関連タンパク質(RAP)、ラクトフェリン、デスモテプラス、組織およウロキナーゼ型プラスミノーゲンアクティベーター(tPA/uPA)、プラスミノーゲンアクティベーター阻害薬(PAI-I)、tPA/uPA:PAI-l複合体、メラノトランスフェリン(またはP97)、トロンボスポジン1および2、肝臓リパーゼ、因子Vlla/組織因子経路インヒビター(TFPI)、因子VIIIa、因子IXa、アベタル-40、アミロイドベータ前駆体タンパク質(APP)、C1インヒビター、補体C3、アポリポタンパク質E(apoE)、シュードモナス外毒素A、CRM66、HIV-ITatタンパク質、ライノウイルス、マトリクスメタロプロテアーゼ9(MMP-9)、MMP-13(コラーゲナーゼ-3)、スフィンゴ脂質アクチベータータンパク質(SAP)、妊娠ゾーンタンパク質、アンチトロンビンIII、ヘパリン補因子II、アルファl-アンチトリプシン、熱ショックタンパク質96(HSP-96)、血小板由来成長因子(PDGF)、アポリポタンパク質J(apoJまたはクルステリン)、apoJおよびapoEに結合したABETA、アプロチニン、angio-pepl、極低密度リポタンパク質(VLDL)、トランスフェリン、インスリン、レプチン、インスリン様成長因子、上皮成長因子、レクチン、ペプチド模倣体および/またはヒト化モノクローナル抗体または受容体特異的なペプチド、ヘモグロビン、ジフテリア毒素ポリペプチド鎖の非毒性部分、ジフテリア毒素B鎖の全部または一部(DTB-Hisを含む(Spilsberg et al., 2005, Toxicon., 46(8):900-6に記載))、ジフテリア毒素CRM197の非毒性変異体の全部または一部、アポリポタンパク質B、アポリポタンパク質E(例:ナノ粒子上のポリソルブ-80被覆に結合後)、ビタミンD結合タンパク質、ビタミンA/レチノール結合タンパク質、ビタミンB12/コバラミン血漿輸送タンパク質、グルタチオン、およびトランスコバラミン-B12。
特定の実施形態においては、本発明のコンジュゲートはコンジュゲートの生物膜を横切る輸送を容易にする基さらに含む。一実施形態においては、基は両親媒性である。例示的な試薬としては、シグナル配列に基づくペプチドである48~60アミノ酸を含むTatタンパク質断片であるペネトラチン、PVEC、トランスポータン、両親媒性モデルペプチド、Arg9、最近細胞壁浸透ペプチド、LL-37、セクロピンP1、α-デフェンシン、β-デフェンシン、バクテネクチン、PR-39およびインドリシジンが挙げられるが、これらに限定されるものではない。試薬がペプチドの場合、ペプチジル模倣体、逆転異性体、非ペプチドまたはシュード-ペプチド結合を含むように修飾する、およびD-アミノ酸の使用が可能である。らせん形試薬はアルファらせん形試薬が好ましく、親油性相および疎油性相を有することが好ましい。
一実施形態においては、本発明のいくつかの実施形態の合成miR-135分子またはコンジュゲートは、少なくとも1つのBBBを通過する輸送用部を分さらに含む。
一実施形態においては、BBBを通過する輸送用部分はペプチドまたはタンパク質である。
一実施形態においては、BBBを通過する輸送用部分は、向神経性のまたは神経毒由来のペプチドまたはそのバリアントである。
例示的なペプチドとしては、本参照をもって本願に援用するRazzak et al. Int. J. Mol. Sci. (2019), 20: 3108に開示された、例えば、ヒトインスリン受容体、抗トランスフェリン受容体(TfR)モノクローナル抗体、ラビウイルス糖タンパク質(例:キメラRVG断片ペプチド)に対する親和性を有するペプチド模倣体抗体に融合された、EPO融合タンパク質が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
一実施形態においては、BBBを通過する輸送用部分は、BBBシャトル(トロイの木馬抗体とも称する)である。例示的なBBBシャトルとしては、アンジオペップ-2、Dアンジオペップ-2、ApoB、ApoE、THR、THRre、RVG29、TGN、DCDX、アパミン、TGNおよびTAT(47-57)が挙げられるが、これらに限定されるものではない。追加のBBBシャトルは、本参照をもって本願に援用するOller-Salvia et al., Chem. Soc. Rev. (The Royal Society of Chemistry) 2016に開示されている。
本発明の他の特定の実施形態においては、本発明のコンジュゲートはエンドソーム溶解性リガンドをさらに含んでもよい。エンドソーム溶解性リガンドは、エンドソームの溶解および/またはエンドソームから細胞の細胞質への本発明の組成物またはその成分の輸送を促進する。エンドソーム溶解性リガンドは、pH依存性膜活性および融合性を示すポリアニオン性ペプチドまたはペプチド模倣体でもよい。ある種の実施形態においては、エンドソーム溶解性リガンドは、エンドソームのpHにおいて活性な立体構造を示す。例示的なエンドソーム溶解性リガンドとしては、例えば、GAL4ペプチド(Subbarao et al., Biochemistry, 1987, 26: 2964-2972)、EALAペプチド(Vogel et al., J. Am. Chem. Soc, 1996, 118: 1581-1586)、およびそれらの誘導体(Turk et al., Biochem. Biophys. Acta, 2002, 1559: 56-68)、INF-7ペプチド、Inf HA-2ペプチド、diINF-7ペプチド、diINF3ペプチド、GLFペプチド、GALA-INF3ペプチド、およびINF-5ペプチドが挙げられる。
標的組織、標的細胞投与方式、オリゴヌクレオチドがたどると予想される経路等を考慮して、当業者は上記リガンドまたはその部分(例:細胞膜透過部分またはBBBを通過する輸送用部分)のいずれかを選択することができる。
一実施形態においては、リガンドまたは部分(例:細胞膜透過部分またはBBBを通過する輸送用部分)がペプチドまたはペプチド産物のとき、(例:プロテアーゼ活性に対する)安定性および/または(例:血液、消化液等の生物学的流体中の)溶解性をペプチドのアミノ酸配列に付与しながらも、その生物活性を維持し、半減期を延長するために、in vitro修飾(例:PEG化、脂質修飾等)に付すことができる。
本発明のコンジュゲートは、典型的には、有機合成の標準的な手順によって合成される。当業者は、合成の正確な工程が合成されなければならないコンジュゲートの正確な構造に依存することをわかっている。例えば、コンジュゲートがその5’末端を介して細胞標的化部分にコンジュゲートした単一核酸鎖を含む場合、合成は、通常、アミノ-活性化オリゴヌクレオチドと反応性活性化細胞標的化部分とを接触させることで実施する。
一実施形態においては、コンジュゲートが二本鎖miR-135核酸を含むとき、標準的な分子生物学的手法(上記で詳細に説明)を用いて、センス鎖(例:ガイド鎖)およびアンチセンス鎖(例:パッセンジャー鎖)を別個に合成し、in vitroでアニーリングする。典型的なコンジュゲートにおいては、第1の核酸鎖が細胞標的化部分を有し、第2の核酸鎖を有する。
一実施形態においては、細胞標的化部分が第1の核酸鎖の5’末端にカップリングされるおよび/または保護基が第2の核酸鎖の5’末端に結合されるが、細胞標的化部分または保護基の結合は核酸鎖の3’末端で実施することもできる。
特定の実施形態において、細胞標的化部分がパッセンジャー鎖の5’末端にカップリングされるおよび/または保護基がガイド鎖の5’末端に結合される。
細胞標的化部分が合成miR-135分子のセンス鎖(例:ガイド鎖)またはアンチセンス鎖(例:パッセンジャー鎖)の5’末端または3’末端にカップリングされるとき、細胞膜透過部分および/またはBBBを通過する輸送用部分は、二本鎖分子の残った末端(5’または3’)のいずれかにカップリングしてもよいことがわかる。
一実施形態においては、細胞膜透過部分および/またはBBBを通過する輸送用部分は細胞標的化部分に結合されてもよい。
特定の実施形態においては、脂質性部分(例:コレステロール)は、細胞標的化部分(例:セルトラリン等のSSRI)に結合されている。
一実施形態においては、合成miR-135分子が細胞標的化部分にコンジュゲートしていないとき、細胞膜透過部分および/またはBBBを通過する輸送用部分は、合成miR-135分子のセンス鎖(例:ガイド鎖)またはアンチセンス鎖(例:パッセンジャー鎖)のいずれかの末端(5’または3’)にカップリングしてもよい。
一実施形態においては、本発明のいくつかの実施形態の合成miR-135分子またはコンジュゲートと、細胞膜透過部分および/またはBBBを通過する輸送用部分とは直接カップリングされてもよい。代替として、他の実施形態によると、両方の部分が結合基によって連結されてもよい。
本発明における使用に適したリンカー基については、上述した通りである。
特定の実施形態においては、リンカーは、パルミチン酸をオリゴヌクレオチドにコンジュゲートさせるためのホスホジエステル単位(例:ホスホジエステル(PO)-トリヌクレオチドリンカーおよびヘキシルアミノスペーサー)である。
特定の実施形態においては、リンカーは、コレステロールリンカーである。例示的なリンカーとしては、トリエチルグリコール[TEG]リンカーおよび2-アミノブチル-1-3-プロパンジオール[C7]リンカーが挙げられる。
特定の実施形態においては、本発明のコンジュゲートは下記工程によって合成される。
(i)(例:神経伝達物質輸送体に特異的に結合する)細胞膜透過部分の活性化。特定の実施形態においては、試薬中の活性化基はサクシニミドまたはアミノ基である。
(ii)パッセンジャー鎖(またはガイド鎖)の5’末端の活性化。特定の実施形態においては、オリゴヌクレオチド内の活性化基は、(サクシニミド基によって試薬が活性化されたときは)アミノ基または(アミン基によって試薬が活性化されたときは)カルボキシル基である。
(iii)活性化細胞膜透過部分と活性化パッセンジャー鎖(または活性化ガイド鎖)との、2つの活性化基の反応に適した条件下での接触。
(i)(例:神経伝達物質輸送体に特異的に結合する)細胞膜透過部分の活性化。特定の実施形態においては、試薬中の活性化基はサクシニミドまたはアミノ基である。
(ii)パッセンジャー鎖(またはガイド鎖)の5’末端の活性化。特定の実施形態においては、オリゴヌクレオチド内の活性化基は、(サクシニミド基によって試薬が活性化されたときは)アミノ基または(アミン基によって試薬が活性化されたときは)カルボキシル基である。
(iii)活性化細胞膜透過部分と活性化パッセンジャー鎖(または活性化ガイド鎖)との、2つの活性化基の反応に適した条件下での接触。
一実施形態においては、以下の工程をさらに実施してもよい。
(iv)ガイド鎖(またはパッセンジャー鎖)への保護基の付加。この工程は、反応性基がアセチル化またはベンジル化(フラノース基)、2-シアノエチル化(ホスホジエステル結合)およびFMOC(環外アミノ基)によって遮断されたオリゴヌクレオチドを用いて実施してもよい。
(iv)ガイド鎖(またはパッセンジャー鎖)への保護基の付加。この工程は、反応性基がアセチル化またはベンジル化(フラノース基)、2-シアノエチル化(ホスホジエステル結合)およびFMOC(環外アミノ基)によって遮断されたオリゴヌクレオチドを用いて実施してもよい。
一実施形態においては、以下の工程をさらに実施してもよい。
(v)ガイド鎖およびパッセンジャー鎖のアニーリング。
(v)ガイド鎖およびパッセンジャー鎖のアニーリング。
一実施形態および上記説明においては、合成miR-135分子が化学修飾を含まないとき、発現構築物の一部として標的細胞(例:神経膠細胞、オリゴデンドロサイト、脈絡叢(CP)細胞、幹細胞または分化幹細胞などの脳細胞)に投与してもよい。この場合、核酸構築物内においては、標的細胞(例:神経膠細胞、オリゴデンドロサイト、CP細胞、幹細胞または分化幹細胞などの脳細胞)内で構成的にまたは誘導的にマイクロRNAの発現を指揮することのできるシスエレメント(例:プロモーター)の制御下に合成miR-135分子は連結される。
本発明の発現構築物は、真核生物での複製および組み込みに最適化させる追加の配列(例:シャトルベクター)をさらに含んでもよい。典型的なクローニングベクターは、転写および翻訳開始配列(例:プロモーター、エンハンサー)と、転写および翻訳ターミネーター(例:ポリアデニル化シグナル)を含有する。本発明の発現構築物は、そこからの転写を上方制御するように機能し得るエンハンサーをプロモーター配列の隣または遠位にさらに含み得る。発現効率の増加のためにポリアデニル化配列を本発明の発現構築物に追加することもできる。
既に記載した実施形態に加えて、本発明の発現構築物は、クローニングされた核酸の発現レベルの増加、または組換えDNAを保有する細胞の同定を容易にすることを目的とした他の特殊なエレメントを典型的には含有してもよい。
本発明の発現構築物は、真核細胞性レプリコンを含んでも、含まなくてもよい。
核酸構築物は、適切な遺伝子送達ベヒクル/方法(トランスフェクション、形質導入等)および適切な発現システムを用いて、本発明の標的細胞(例:神経膠細胞等の脳細胞)に導入することができる。このような方法は通常、Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Springs Harbor Laboratory, New York (1989, 1992)、Ausubel et al., Current Protocols in Molecular Biology, John Wiley and Sons, Baltimore, Md. (1989)、Chang et al., Somatic Gene Therapy, CRC Press, Ann Arbor, Mich. (1995)、Vega et al., Gene Targeting, CRC Press, Ann Arbor Mich. (1995)、Vectors: A Survey of Molecular Cloning Vectors and Their Uses, Butterworths, Boston Mass. (1988)およびGilboa et at. [Biotechniques 4 (6): 504-512, 1986]に記載されており、例えば、安定的または一過性トランスフェクション、リポフェクション、エレクトロポレーションおよび組換えウイルスベクターによる感染を含む。更に、ポジティブ-ネガティブ選択法については、米国特許第5,464,764号明細書および同第5,487,992号明細書を参照。
血液脳関門を迂回するために、本発明の構築物は、(室を介して)脳に、(鼻腔内投与によって)嗅球に、(例:硬膜カテーテルによって)脊髄に直接投与する、または後述するように脈絡叢で発現させる。追加の投与方式については詳細に後述する。
追加または代替として、脂質に基づくシステムを構築物またはコンジュゲートmiR-135分子の本発明の標的細胞(例:神経膠細胞などの脳細胞)への送達に使用してもよい。
リポソームは、脂質二重膜で構成され、内部に容積を有する、任意の合成(即ち、非天然型)構造を含む。リポソームとしては、エマルション、フォーム、ミセル、不溶性単層、液晶、リン脂質分散液、ラメラ層等が挙げられる。リポソームは当業界で公知の方法[Monkkonen, J. et al., 1994, J. Drug Target, 2:299-308、Monkkonen, J. et al., 1993, Calcif. Tissue Int., 53:139-145、Lasic D., Liposome Technology Inc., Elsevier, 1993, 63-105. (chapter 3)、Winterhalter M, Lasic D D, Chem Phys Lipids, 1993 September;64(1-3):35-43]で製造してもよい。マイクロRNA(例:合成miR-135分子)をリポソームに導入する際には、当業界で公知の任意の方法を使用することができる。例えば、マイクロRNAポリヌクレオチド試薬(例:合成miR-135分子)をリポソームに内包させてもよい。代替として、リポソーム表面に吸着させることもできる。本発明のリポソームに医薬成分を導入するための他の方法は、Alfonso et al.[The science and practice of pharmacy, Mack Publishing, Easton Pa 19th ed., (1995)]およびKulkarni et al.[J. Microencapsul.1995, 12 (3) 229-46]に記載の方法である。
本発明の方法で使用するリポソームは、血液関門を通過してもよい。従って、一実施形態によると、本発明のリポソームは、血液関門を標的化する多糖(例:マンノース)をその膜部分に含まない。本発明に特に適切なリポソームを決定するためにスクリーニングアッセイを実施することができる、例えば、米国特許出願公開第20040266734号明細書および同第20040266734号明細書、並びにDanenberg et al., Journal of cardiovascular pharmacology 2003, 42:671-9、Circulation 2002, 106:599-605、Circulation 2003, 108:2798-804に記載のアッセイが挙げられる。
一実施形態においては、二重標的化リポソームが使用される。例示的な二重標的化リポソームおしては、アンジオペップ-2-オリゴアルギニン、T7-TAT、THR-トランスポータン、Tf-TAT、Tf-ペネトラチンまたはTf-マストパランが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
追加または代替として、本発明の本態様で使用可能な非脂質ベースの小胞体としては、エクソソーム、例えば、EVOX等の修飾エクソソームが挙げられる。これらエクソソームはBBBを通過し、治療用組成物を脳、例えば、脳脊髄液(CSF)に放出することができる。
本発明の本態様で使用可能な他の非脂質ベースの小胞体としては、ポリリシン、デンドリマー、およびガゴマー(Gagomer)が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
使用する方法または構築物に関わらず、上記で詳細に説明した、合成miR-135分子をコードする核酸構築物を含むか、または合成miR-135分子またはそのコンジュゲート型を含む、単離された細胞が提供される。
特定の実施形態においては、細胞は神経膠細胞(即ち、神経細胞またはグリア細胞、例えば、オリゴデンドロサイトまたはアストロサイト)である。
特定の実施形態においては、神経膠細胞はセロトニン性神経細胞等の神経細胞である。
特定の実施形態においては、細胞はがん性細胞である。
特定の実施形態においては、細胞は骨細胞である。
特定の実施形態においては、細胞は筋肉細胞である。
特定の実施形態においては、細胞は胃腸細胞である。
本発明の合成miR-135分子は、細胞、即ち、本発明の標的細胞(例:神経膠細胞)にin vivoで(即ち、生物または対象の中に)またはex vivoで(例:培養組織に)提供する。細胞をex vivoで処理する場合、方法にはこのような細胞を個体に戻す工程が含まれることが好ましい(ex vivo細胞療法)。
Ex vivo療法のために、細胞(例えば、神経膠細胞(例:オリゴデンドロサイト)等の脳細胞、CP細胞、幹細胞および/または分化幹細胞)は本発明の組成物(例:合成miR-135分子またはそのコンジュゲート型)で処理されることが好ましく、その後、それを必要とする対象に投与する。
本発明のex vivo処理細胞の投与は適切な導入経路、例えば、静脈内、腹腔内、腎臓内、消化管内、皮下、経皮、筋肉内、皮内、髄腔内、硬膜外および直腸等で行うことができる(さらに詳細に後述する)。現在好まれる実施形態においては、本発明のex vivo処理細胞を静脈内、腎臓内、消化管内および/または腹腔内投与で個体に導入することができる。
本発明の細胞(例:オリゴデンドロサイト等の神経膠細胞、CP細胞、幹細胞、分化幹細胞および/または心臓細胞)は、自家移植源あるいはヒトの死体またはドナー等の同種他家移植源から誘導することができる。非自家細胞は体に投与した際に免疫反応を誘導しやすいため、非自家細胞の拒絶傾向を減少させるいくつかのアプローチが開発されている。このようなアプローチとしては、移植前の、レシピエントの免疫系の抑制、または非自家細胞の免疫隔離性半浸透膜への封入のいずれかが挙げられる。
封入技術は、一般的に、小さな球状ベヒクルを含むマイクロ封入、および大きな、平たいシートおよび中空糸膜を含むマクロ封入に分類される(Uludag, H. et al. (2000). Technology of mammalian cell encapsulation. Adv Drug Deliv Rev 42, 29-64)。
マイクロカプセルの製造方法は当業界で公知であり、例えば、下記に開示されている:Lu, M. Z. et al. (2000). Cell encapsulation with alginate and alpha-phenoxycinnamylidene-acetylated poly(allylamine). Biotechnol Bioeng 70, 479-483、Chang, T. M. and Prakash, S. (2001) Procedures for microencapsulation of enzymes, cells and genetically engineered microorganisms. Mol Biotechnol 17, 249-260、およびLu, M. Z., et al. (2000). A novel cell encapsulation method using photosensitive poly(allylamine alpha-cyanocinnamylideneacetate). J Microencapsul 17, 245-521。
例えば、マイクロカプセルを2-ヒドロキシエチルメチルアクリレート(HEMA)、メタクリル酸(MAA)、およびメチルメタクリレート(MMA)のter-ポリマーシェルとの複合体とした修飾コラーゲンを用いて製造し、厚み2~5μmのカプセルを得る。このようなマイクロカプセルは、陰電性の平滑表面を付与し、血漿タンパク質の吸収を査証源にするために、さらに追加の2~5μmのter-ポリマーシェルに封入することができる(Chia, S. M. et al. (2002). Multi-layered microcapsules for cell encapsulation. Biomaterials 23, 849-856)。
他のマイクロカプセルは、海洋性多糖であるアルギン酸(Sambanis, A. (2003). Encapsulated islets in diabetes treatment. Diabetes Thechnol Ther 5, 665-668)またはその誘導体をベースとするものである。例えば、マイクロカプセルは、塩化カルシウムの存在下、ポリアニオンであるアルギン酸ナトリウムとセルロース硫酸ナトリウム、およびポリカチオンである塩酸ポリ(メチレン-co-グアニジン)の高分子電解質錯体形成によって製造することができる。
より小さなカプセルを使用することで、細胞封入は改善されることを理解されたい。よって、例えば、カプセルのサイズを1mmから400μmに縮小することで、封入細胞の品質管理、拡散特性、およびin vitro活性は改善された(Canaple, L. et al. (2002). Improving cell encapsulation through size control. J Biomater Sci Polym Ed 13, 783-96)。さらに、最小7nmの詳細に制御された孔径、テーラーメイドの表面化学、および詳細な微小構造(microarchitecture)を有するナノポーラスバイオカプセルが細胞の微小環境の免疫隔離に成功したことも見出されている(Williams, D. (1999). Small is beautiful: microparticle and nanoparticle technology in medical devices. Med Device Technol 10, 6-9、およびDesai, T. A. (2002). Microfabrication technology for pancreatic cell encapsulation. Expert Opin Biol Ther 2, 633-646を参照)。
Ex vivoの療法と併用することのできる免疫抑制剤の例としては、メトトレキサート、シクロホスファミド、シクロスポリン、シクロスポリンA、クロロキン、ヒドロキシクロロキン、スルファサラジン(スルファサラゾピリン)、金塩、D-ペニシリン、レフルノミド、アザチオプリン、アナキンラ、インフリキシマブ(REMICADE(登録商標))、エタネルセプト、TNFα阻害薬、炎症性サイトカインを標的とする生物学的薬剤、および非ステロイド性抗炎症薬(NSAID)が挙げられるが、これらに限定されるものではない。NSAIDの例としては、アセチルサリチル酸、サリチル酸コリンマグネシウム、ジフルニサル、サリチル酸マグネシウム、サルサラート、サリチル酸ナトリウム、ジクロフェナク、エトドラク、フェノプロフェン、フルルビプロフェン、インドメタシン、ケトプロフェン、ケトロラク、メクロフェナム酸、ナプロキセン、ナブメトン、フェニルブタゾン、ピロキシカム、スリンダク、トルメチン、アセトアミノフェン、イブプロフェン、Cox-2阻害薬、およびトラマドールが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
In vivo療法のために、組成物(例:合成miR-135分子またはそのコンジュゲート型)をそのままで対象に投与するか、または医薬組成物の一部として投与する。
本明細書で使用される「医薬組成物」とは、本明細書に記載の1種以上の有効成分と生理学的に適切な担体や賦形剤等の他の化学成分とから成る調製物を意味する。医薬組成物の目的は化合物の生物への投与を容易にすることである。
本明細書において「有効成分」という用語は、生物学的効果をもたらす分子(例:合成miR-135分子またはそのコンジュゲート型)を意味する。
以下、互換的に使用される「生理学的に許容される担体」と「薬学的に許容される担体」という語句は、生物に対して重大な刺激を引き起こさず、投与された化合物の生物学的活性および特性を抑制しない担体または希釈剤を意味する。このような語句にはアジュバントが含まれている。
本明細書において「賦形剤」という用語は、医薬組成物に添加して有効成分の投与を更に容易にする不活性物質を意味する。賦形剤の例としては、炭酸カルシウム、リン酸カルシウム、様々な糖および各種デンプン、セルロース誘導体、ゼラチン、植物油およびポリエチレングリコールが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
薬物の処方と投与の技法については、“Remington’s Pharmaceutical Sciences,” Mack Publishing Co., Easton, PAの最新刊(本明細書の一部を構成するものとしてここに援用する)に記載されている。
適切な投与経路としては、例えば、経口、直腸、経粘膜、特に経鼻、鼻腔内、眼内、腸管内または非経口送達を挙げることができ、例えば、筋肉内、皮下および髄内注射や、髄腔内、直接心室内、静脈内、腹腔内、鼻腔内、または眼腔内注射を挙げることができる。
代わりに、医薬組成物を全身ではなく局所に、例えば、医薬組成物を直接患者の組織領域に注射(例:疾病組織への局所注射)で投与してもよい。
特定の実施形態においては、組成物は経口 投与用である。
中枢神経系(CNS)への薬物送達のための従来のアプローチとしては、神経外科的戦略(例えば、脳内注射または脳室内注入)、BBBの内因性輸送経路の1個を利用するための剤の分子操作(例えば、上述したような、脳細胞表面分子に対して親和性を有する細胞標的化部分に結合させた合成miR-135分子の作製)、薬剤の脂溶性を高めるように設計された薬理学的戦略(例えば、脂質またはコレステロール担体への合成miR-135分子のコンジュゲート)、および高浸透圧破壊によるBBBの完全性の一時的な破壊(頸動脈へのマンニトール溶液の注入またはアンジオテンシンペプチド等の生物活性剤の使用に起因)が挙げられる。
BBBの後ろへの薬物送達の方法としては、(例えば針による)脳内インプラントおよび対流強化薬剤送達法が挙げられる。BBBを迂回するためにマニトールを使用することができる。同様に粘膜(例:鼻)投与をBBBの迂回に使用することができる。
特定の実施形態においては、組成物は鼻腔内投与用である。
鼻腔内投与は、中枢神経系(CNS)への治療薬の送達に使用してもよい。送達は、鼻腔の上後部に位置する嗅上皮を介して生じる。嗅上皮の神経細胞は、脳の嗅球に突き出すため、脳と外部環境との直接接続を可能にする。脳への薬物の移動は、遅い嗅神経細胞輸送またはより速い嗅神経細胞の周囲の神経周囲腔を通る脳内の脳髄液への移動のいずれかによって生じると考えられる。これは非侵襲性投与であり、BBBを通過することのできない大きな分子がCNSに接近することを可能にすると考えられる。この投与経路は全身暴露を減少するため、望ましくない全身副反応も減少させる。鼻からCNSへの送達は、典型的には数分で生じ、任意の受容体への結合または軸索輸送を必要としない。
特定の実施形態においては、組成物は髄腔内(IC)、脳室内(ICV)、眼内または静脈内(IV)投与用であり、組成物は血液脳関門(BBB)の通過を可能にする。
一実施形態においては、医薬組成物は脳脊髄液(CSF)に届くように、髄腔内投与、即ち、脊柱管へ、またはくも膜下腔へ投与する。
一実施形態においては、医薬組成物眼内投与形態で投与する。
一実施形態においては、医薬組成物は、脳室内(ICV)投与形態、即ち、脳室内の脳髄液に直接注射によって投与する。
一実施形態においては、医薬組成物は、静脈内(IV)投与形態によって投与する。
本発明の医薬組成物は、当技術分野で良く知られたプロセスによって、例えば、従来の混合、溶解、造粒、糖衣錠製造、粉末化、乳化、カプセル化、封入または凍結乾燥プロセスによって製造することができる。
従って、本発明に従って使用する医薬組成物は、薬学的に使用可能な調製物への有効成分の処理を容易にする、賦形剤および助剤を含む1種以上の生理学的に許容される担体を使用して従来の方法で処方することができる。適切な製剤は選択する投与経路によって決まる。
注射の場合、医薬組成物の有効成分は、水溶液、好ましくは、ハンクス液、リンゲル液、または生理食塩緩衝液等の生理的に適合性のある緩衝液に処方することができる。経粘膜投与の場合、浸透するバリアに適した浸透剤を処方に使用する。そのような浸透剤は当技術分野では一般に知られている。
経口投与の場合、医薬組成物は、活性化合物を当技術分野で良く知られた薬学的に許容される担体と組み合わせて容易に処方することができる。そのような担体によって、患者が経口摂取できるように医薬組成物を錠剤、丸剤、糖衣錠、カプセル、液剤、ゲル、シロップ、スラリー、懸濁剤等として処方することができる。経口使用のための薬理学的調製物は固体賦形剤を使用して作製し、必要に応じて得られた混合物を粉砕し、必要に応じて適切な助剤を添加した後、顆粒の混合物を処理して錠剤または糖衣錠コアを得ることができる。適切な賦形剤は、特に、ラクトース、スクロース、マンニトールまたはソルビトールを含む糖等の充填剤、トウモロコシデンプン、小麦デンプン、米デンプン、ジャガイモデンプン、ゼラチン、トラガカントガム、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ナトリウムカルボメチルセルロース等のセルロース調製物、および/またはポリビニルピロリドン(PVP)等の生理学的に許容されるポリマーである。必要に応じて、架橋ポリビニルピロリドン、寒天、またはアルギン酸またはその塩(例えば、アルギン酸ナトリウム)等の崩壊剤を添加することができる。
糖衣錠コアには適切なコーティングを設ける。この目的のために、アラビアゴム、タルク、ポリビニルピロリドン、カルボポールゲル、ポリエチレングリコール、二酸化チタン、ラッカー溶液、および適切な有機溶媒または溶媒混合物を必要に応じて含み得る濃縮糖溶液を使用することができる。染料または顔料を錠剤または糖衣錠コーティングに添加して識別に用いたり、活性化合物用量の様々な組み合わせを特徴付けたりすることができる。
経口使用可能な医薬組成物としては、ゼラチンで形成されたプッシュフィットカプセルや、ゼラチンとグリセロールやソルビトール等の可塑剤で形成されたソフトシールカプセルが挙げられる。プッシュフィットカプセルには、有効成分と混合させて、ラクトース等の充填剤、デンプン等のバインダー、タルクまたはステアリン酸マグネシウム等の潤滑剤、および必要に応じて安定剤を配合することができる。ソフトカプセルにおいては、有効成分を適切な液体(例えば、脂肪油、流動パラフィン、または液体ポリエチレングリコール)に溶解または懸濁させることができる。更に安定剤を添加することができる。経口投与用の全ての製剤は、選択した投与経路に適した投与形態とすべきである。
口腔内投与の場合、組成物は従来の方法で処方された錠剤またはトローチの形態をとることができる。
経鼻吸入による投与の場合、本発明に係る使用のための有効成分は、適切な噴霧剤(例えば、ジクロロジフルオロメタン、トリクロロフルオロメタン、ジクロロテトラフルオロエタンまたは二酸化炭素)を使用して、加圧パックまたはネブライザーからエアロゾルスプレーの形態で簡便に送達する。加圧エアロゾルの場合、計量された量を送達するバルブを設けることによって投与単位を決定することができる。ディスペンサーで使用する、例えば、ゼラチンのカプセルおよび薬包は、化合物と適切な粉末基剤(例えば、ラクトースやデンプン)との粉末混合物を含むように処方することができる。
本明細書に記載の医薬組成物は、例えば、ボーラス注射または持続注入による非経口投与用に処方することができる。注射用製剤は単位剤形、例えば、アンプルで供給するか、または必要に応じて防腐剤を添加した複数回投与容器で供給することができる。組成物は油性媒体または水性媒体中の懸濁液、溶液または乳濁液とすることができ、懸濁剤、安定剤および/または分散剤などの調合剤を含むことができる。
非経口投与用の医薬組成物には水溶性の活性製剤の水溶液が含まれる。更に、有効成分の懸濁液は適切な油性または水ベースの注射懸濁液として調製することができる。適切な親油性溶媒または媒体としては、ゴマ油等の脂肪油、またはオレイン酸エチル、トリグリセリドまたはリポソーム等の合成脂肪酸エステルが挙げられる。水性注射懸濁液は、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ソルビトールまたはデキストラン等の懸濁液の粘度を上昇させる物質を含むことができる。必要に応じて、懸濁液は、有効成分の溶解度を上昇させて高濃度溶液の調製を可能にする適切な安定剤または薬剤を含むこともできる。
或いは、有効成分は、適切な媒体(例えば、無菌でパイロジェンフリーの水ベース溶液)で用事調製するための粉末形態とすることができる。
本発明の医薬組成物は、例えば、カカオバターや他のグリセリド等の従来の坐剤基剤を使用して坐剤または保持浣腸等の直腸組成物に処方することもできる。
本発明の状況での使用に適した医薬組成物としては、本来の目的を達成するために有効な量の有効成分を含む組成物が挙げられる。より具体的には、治療有効量とは、障害(例えば、CNS関連病態(気分障害等の精神障害)の症状を予防、緩和または改善するか、または治療される対象の生存を延長するために有効な有効成分(例:合成miR-135分子またはそのコンジュゲート型)の量を意味する。
本発明の一実施形態によると、合成miR-135分子またはそのコンジュゲート型の投与には抗うつおよび抗ストレス効果がある。
治療有効量の決定は、特に本明細書で提供される詳細な開示を考慮して、十分に当業者の能力の範囲内である。
本発明の方法で使用されるいずれの調製物についても、治療有効量または用量は先ずインビトロおよび細胞培養アッセイから推定することができる。例えば、動物モデルにおいて用量を処方して所望の濃度または力価を得ることができる。このような情報を利用してヒトにおける有用な用量をより正確に決定することができる。
本明細書に記載の有効成分の毒性および治療効果は、細胞培養物または実験動物においてインビトロでの標準的な製薬手順によって確認することができる。このようなインビトロおよび細胞培養アッセイおよび動物試験から得たデータを用いて、ヒトで使用される範囲の投与量を処方することができる。投与量は使用する剤形および利用する投与経路に応じて変わり得る。正確な処方、投与経路および投与量は、患者の状態を考慮して個々の医師によって選択することができる(例えば、in “The Pharmacological Basis of Therapeutics”, Ch. 1 p.1 内のFingl, et al., 1975を参照)。
投与量と投与間隔は個別に調整して、生物学的効果を誘発または抑制するために十分な有効成分の血漿レベル(最小有効濃度、MEC)を得ることができる。MECは調製毎に変わるが、インビトロデータから推定することができる。MECを得るために必要な投与量は、個々の特性と投与経路によって決まる。検出アッセイにより血漿中濃度を確認することができる。
治療する病態の重症度と応答性に応じて投薬は単回または複数回の投与であり、治療過程は数日間~数週間続くか、或いは治癒が成されるかまたは病状が軽減されるまで続く。
当然のことながら、投与する組成物の量は、治療する対象、苦痛の重症度、投与方法、処方医師の判断等に依存する。投与の量およびタイミングは、個別の病態の変化の詳細且つ連続的なモニタリングに応じたものとなる。
本発明の合成miR-135分子をヒトの治療に用いる前に試験するための動物モデルが存在することを理解されたい。例えば、うつ病、ストレス、不安等の学習性無力感モデル(LH)、慢性軽度ストレス(CMS)モデル、社会的敗北ストレス(SDS)モデルおよび母性剥奪モデルおよび睡眠剥奪モデルを使用してもよい。例えば、双極性疾患の動物モデルとしては、例えば、変異体Polg(D181A)の神経細胞特異的発現を示すトランスジェニックマウス[参照を持って本願に援用する、Kato et al., Neuroscience and Biobehavioral Reviews (2007) 6 (31):832-842に教示]や、広く確立されたアンフェタミン誘導性過活性の躁病ラットモデル[例:米国特許第6,555,585号明細書に教示]およびケタミン誘導性過活性[例:Ghedim et al., Journal of Psychiatric Research (2012) 46: 1569-1575に教示]を使用してもよく、これは本参照を持って本願に援用する。
本発明の組成物は、必要に応じて、有効成分を含む1種以上の単位剤形を含むことのできる、FDA承認キット等のパックまたはディスペンサーデバイスで提供することができる。パックは、例えば、ブリスターパック等の金属またはプラスチック箔を含むことができる。パックまたはディスペンサーデバイスには投与用説明書を添付することができる。パックまたはディスペンサーには、医薬品の製造、使用または販売を規制する政府機関によって規定された形式の容器に関連する通知(組成物の形態またはヒトや動物への投与に関する機関による承認を反映している通知)を収容することもできる。このような通知は、例えば、処方薬について米国食品医薬品局で承認されたラベル表示、または承認された製品挿入物とすることができる。上で更に詳述したように、適合性医薬担体に処方された本発明の製剤を含む組成物を調製し、適切な容器に入れ、示された病態の治療用と表記することもできる。
本発明の治療用組成物は、合成miR-135分子またはそのコンジュゲート型に加えて、CNS関連病態(例えば、精神障害、例えば、うつ病、ストレス、不安、睡眠不足等)の治療のための公知の医薬を含んでも良いことを理解されたい。このような医薬としては、選択的セロトニン再取り込み阻害薬(SSRI)、セロトニン-ノルエピネフリン再取り込み阻害薬(SNRI)、ノルアドレナリン性および特異的セロトニン性抗うつ薬(NaSSA)、ノルエピネフリン(ノルアドレナリン)再取り込み阻害薬(NRI)、ノルエピネフリン-ドーパミン再取り込み阻害薬、選択的セロトニン再取り込みエンハンサー、ノルエピネフリン-ドーパミン脱阻害薬、三環系抗うつ薬(例:イミプラミン)、モノアミンオキシダーゼ阻害薬(MAOI)が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これら医薬は製品中の単一パッケージにまたは別個のパッケージに含めてもよい。
一実施形態においては、本発明の治療用組成物は、合成miR-135分子またはそのコンジュゲート型に加えて、医薬または医薬の組み合わせを含んでもよい。医薬としては、リチウム(例:炭酸リチウム、クエン酸リチウム、硫酸リチウム)、抗精神病薬(例:後述する定型抗精神病薬および非定型抗精神病薬)、気分安定薬(例:バルプロ酸(VPA、バルプロ酸塩)、ミネラル類、抗痙攣剤、抗精神病薬)および抗うつ薬が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本教示にしたがって使用することのできる例示的な定型抗精神病薬としては、低強度医薬(Low potency medicaments):クロプロマジン(Largactil(登録商標)、Thorazine(登録商標))、クロルプロチキセン(Truxal(登録商標))、チオリダジン(Mellaril(登録商標))、メソリダジンおよびレボメプロマジン;中強度医薬(Medium potency medicaments):ロキサピン(Loxapac(登録商標)、Loxitane(登録商標))、モリンドン(Moban(登録商標))、ペルフェナジン(Trilafon(登録商標))およびチオチキセン(Navane(登録商標));高強度医薬(High potency medicaments):ハロペリドール(Haldol(登録商標)、Serenace(登録商標))、フルフェナジン(Prolixin(登録商標))、ドロペリドール、ズクロペンチキソール(Clopixol(登録商標))、フルペンチキソール(Depixol(登録商標))、プロクロルペラジンおよびトリフルオペラジン(Stelazine(登録商標))が挙げられるが、これらに限定されるものではない。加えて、プロクロルペラジン(Compazine(登録商標)、BucCAS tem(登録商標)、Stemetil(登録商標))およびピモジド(Orap(登録商標))を使用してもよい。
本教示にしたがって使用することのできる例示的な非定型抗精神病薬(第二世代抗精神病薬とも称する)としては、アミスルプリド(Solian(登録商標))、アリピプラゾール(Abilify(登録商標))、アセナピン(Saphris(登録商標))、ブロナンセリン(Lonasen(登録商標))、ビトペルチン(RG1678)、ブレクスピプラゾール(OPC-34712)、カプリルアミン(Prazinil(登録商標))、クロカプラミン(Clofekton(登録商標))、クロザピン(Clozaril(登録商標))、カリプラジン(RGH-188)、イロペリドン(Fanapt(登録商標))、ルラシドン(Latuda(登録商標))、LY2140023、メルペロン(Buronil(登録商標))、モサプラミン(Cremin(登録商標))、オランザピン(Zyprexa(登録商標))、パリペリドン(Invega(登録商標))、ペロスピロン(Lullan(登録商標))、ピマバンセリン(ACP-103(登録商標))、クエチアピン(Seroquel(登録商標))、レモキシプリド(Roxiam(登録商標))、リスペリドン(Risperdal(登録商標))、セルチンドール(Serdolect(登録商標))、スルピリド(Sulpirid(登録商標))、バビカセリン(SCA-136(登録商標))、ジプラシドン(Geodon(登録商標))、ゾテピン(Nipolept(登録商標))およびジクロナピン(Lu 31-130)が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本教示にしたがって使用することのできる例示的な気分安定薬としては、ミネラル類(例:リチウム);バルプロ酸(Depakine(登録商標))、ジバルプロエクスナトリウム(Depakote(登録商標))、およびバルプロ酸ナトリウム(Depacon(登録商標)、Epilim(登録商標))、ラモトリギン(Lamictal(登録商標))、カルバマゼピン(Tegretol(登録商標))、オキシカルバゼピン(Trileptal(登録商標))、トピラマート(Topamax(登録商標))、リルゾール(Rilutek(登録商標))およびガバペンチン(Neurontin(登録商標))を含む抗痙攣気分安定薬;(上述した)抗精神病薬;および食品添加物(例:オメガ-3脂肪酸)が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本教示に従って使用することのできる例示的な抗うつ薬としては、選択的セロトニン再取り込み阻害薬(シタロプラム、エスシタロプラム、フルオキセチン、フルボキサミン、パロキセチンおよびセルトラリン等のSSRI);セロトニン-ノルエピネフリン再取り込み阻害薬(デスベンラファキシン、デュロキセチン、ミルナシプランおよびベンラファキシン等のSNRI);ノルアドレナリン性および特異的セロトニン性抗うつ薬(ミアンセリンおよびミルタザシン等);ノルエピネフリン(ノルアドレナリン)再取り込み阻害薬(アロモキセチン、マジンドール、レボキセチン、およびビロキサジン等のNRI);ノルエピネフリン-ドーパミン再取り込み阻害薬(ブプロピオン等);選択的セロトニン再取り込み促進剤(ティアネプチン等);ノルエピネフリン-ドーパミン脱阻害薬(アゴメラチン等のNDDI);三環系抗うつ薬(三級アミン三環系抗うつ薬および二級アミン三環系抗うつ薬を含む);およびモノアミンオキシダーゼ阻害薬(MAOI)が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
一実施形態においては、抗うつ薬は、選択的セロトニン再取り込み阻害薬(SSRI)、三環系抗うつ薬およびノルアドレナリン再取り込み阻害薬(NRI)を含む。
特定の実施形態においては、抗うつ薬は選択的セロトニン再取り込み阻害薬(SSRI)を含む。
本教示と、臨床心理学、気けいれん療法、非自発入院、光療法、心理療法、経頭蓋磁気刺激法および認知行動的療法が挙げられるが、これらに限定されない追加の非薬理治療手段とを組み合わせることもできることを理解されたい。
本発明の別の態様においては、治療を必要とする対象のCNS関連病態を治療するための方法であって、本発明のいくつかの実施形態の組成物またはコンジュゲートの治療有効量対象に投与することで、CNS関連病態を治療することを含む方法が提供される。
本発明の別の態様においては、治療を必要とする対象のCNS関連病態の治療用である、治療有効量の、本発明のいくつかの実施形態組成物またはコンジュゲートが提供される。
「治療する」という用語は、疾患、異常または病態の発生の阻害または停止させること、および/または疾患、異常または病態の減少、寛解または退行を生じること、あるいは疾患、異常または病態を有すると未だ診断されていないが、疾患、異常または病態のリスクを有する対象において、疾患、異常または病態の発生を防止する(即ち、予防する)ことを意味する。疾患、異常または病態の発症を評価すめるために種々の方法論およびアッセイが使用可能であり、同様に種々の方法論およびアッセイは疾患、異常または病態の減少、寛解または退行 の評価に使用してもよいことを、当業者は理解するであろう。
本明細書で使用する「対象」または「○○を必要とする対象」という用語は、病理に罹患しているまたは病理を発症するリスクのある、あらゆる年齢の雄または雌の哺乳動物、好ましくはヒトを意味する。
本願においては、「CNS関連病態」または「中枢神経系関連病態」という成句には、精神障害(例えば、パニック症候群またはパニック発作、不安障害(例:全般不安障害)、全種類の恐怖性障害(例:社会恐怖症)、躁病、躁うつ病(例:双極性疾患)、軽躁病、全形態および/または種類のうつ病(例:単極性うつ病)、ストレス障害、PTSD、身体表現性障害、パーソナリティ障害、強迫行動、精神病、および統合失調症)、中毒または物質関連障害(例えば、薬物依存[例:アルコール、覚せい剤(例:クラック、コカイン、スピードおよびヒロポン)、オピオイドおよびニコチン]、ストレス、疲労、てんかん、頭痛、急性疼痛、慢性疼痛、神経障害、脳虚血、痴呆症(例:アルツハイマー型および多発脳梗塞性痴呆)、記憶喪失、認知不全(例:認知機能障害)、睡眠障害(例:不眠症、早朝覚醒、および/または過眠)、摂食障害(例:過食症、拒食症、身体増の崩壊、むちゃ食い障害)、自閉症スペクトラム障害、トゥレット障害、幼児障害、運動障害、多発性硬化症、成長障害、生殖障害、適応障害、譫妄が含まれる。追加の障害は、例えば、Diagnostic and Statistical Manual (DSM) of Mental Disorders, Fifth Edition(DSM-5)に記載されている。典型的には、このような障害は、複雑な遺伝的、生化学的および/または環境的因子を有する。
特定の実施形態においては、CNS関連病態は精神障害である。
特定の実施形態においては、精神障害は気分障害である。
気分障害の非限定的な例としては、うつ病(即ち、うつ病性障害)、双極性障害、物質-誘導性気分障害、アルコール誘導性気分障害、ベンゾジアゼピン誘導性気分障害、一般的な健康状態による気分障害、その他の気分障害が挙げられるが、これらに限定されるものではない。例えば、(上述した)DSM-5を参照。
特定の実施形態においては、精神障害はうつ病性障害である。
うつ病性障害の非限定的な例としては、大うつ障害(MDD)、非定型うつ病、メランコリー型うつ病、精神病性大うつ病または精神病性うつ病、緊張型うつ病、産後うつ病、季節性感情障害(SAD)、急性うつ病、慢性うつ病(気分変調症)、二重うつ病、その他の特定不能のうつ病性障害、抑うつ性パーソナリティ障害(DPD)、反復性短期うつ病(RBD)、小うつ病性障害(小うつ病)、月経前症候群、月経前不快気分障害、慢性健康状態(例:、がん、慢性疼痛、化学療法、慢性ストレス)が原因のうつ病、およびこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されるものではない。うつ病の種々の亜型は、例えば、DSM-5に記載されている。
特定の実施形態においては、精神障害は双極性障害である。
双極性障害の非限定的な例としては、躁病、急性躁病、重度躁病、軽躁病、うつ病、中等症うつ病、気分変調症、重度うつ病、躁病および/またはうつ病のエピソード、精神病/精神病性症状(例:幻覚、妄想)、混合双極状態、1型双極性障害(大うつ病の併発ありまたは無しの躁病)、2型双極性障害(大うつ病を併発した軽躁病)、急速交替型双極性障害、気分循環症および/または特定不能の双極性.障害(BD-NOS)が挙げられるが、これらに限定されるものではない。例えば、(上述した)DSM-5を参照。双極性障害は躁うつ病としても知られている。
特定の実施形態においては、精神障害は統合失調症である。
一実施形態においては、統合失調症は、個人による現実逃避を含む精神障害を意味する。その症状には、少なくとも一ヶ月の一部、二ヶ月またはそれを超える期間の以下の症状が含まれる:妄想、幻覚、崩壊した会話、ひどく混乱したまたは緊張した行動、または陰性症状(即ち、感情の平坦化、失語症、または意欲消失)。統合失調症には、例えば、統合失調感情障害等の障害が含まれる。統合失調症の診断は、例えば、DSM-5に記載されている。統合失調症の種類としては、偏執型、破瓜型、緊張型、型分類困難、および残遺型が挙げられるが、これらに限定されるものではない。例えば、(上述した)DSM-5を参照。
特定の実施形態においては、CNS関連病態は自閉症スペクトラム障害である。
一実施形態においては、自閉症スペクトラム障害は、社会的相互関係の障害および反復および常同行動を伴うコミュニケーション症によって特徴づけられる、神経発達障害のスペクトラムを意味する。自閉症には、社会的相互関係の障害およびコミュニケーション症のスペクトラムが含まれるが、しかし、障害は、社会的相互関係およびコミュニケーションの障害の程度に応じて、「高機能性自閉症」または「低機能性自閉症」に大まかに分類することができる。「高機能性自閉症」と診断された個人は、低くはあるが、同定可能な社会的相互関係およびコミュニケーションの障害を有する(例:アスペルガー症候群)。自閉症スペクトラム障害に関する追加の情報は、例えば、DSM-5、Sicile-Kira and Grandin, Autism Spectrum Disorders: The Complete Guide to Understanding Autism, Asperger's Syndrome, Pervasive Developmental Disorder, and Other ASDs, 2004, Perigee Trade;およびDuncan et al., Autism Spectrum Disorders [Two Volumes]: A Handbook for Parents and Professionals, 2007, Praegerに見ることができる。
特定の実施形態においては、CNS関連病態は、神経免疫に基づく精神障害である。神経免疫に基づく精神障害の非限定的な例としては、うつ病(例:大うつ病性障害)および双極性障害等の気分障害、統合失調症、自閉症スペクトラム障害、小児急性発症神経精神症候群(PANS)および小児自己免疫神経精神障害(PANDAS)が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
本発明の別の態様においては、治療を必要とする対象のうつ病関連障害を治療するための方法であって、本発明のいくつかの実施形態の組成物またはコンジュゲートの治療有効量を前記対象に投与することで、うつ病関連障害を治療することを含む方法が提供される。
本発明の別の態様においては、治療を必要とする対象のうつ病関連障害の治療用である、治療有効量の、本発明のいくつかの実施形態の組成物またはコンジュゲートが提供される。
一実施形態においては、うつ病関連障害は、大うつ病、強迫性障害(OCD)、広汎性発達障害(PDD)、心的外傷後ストレス症候群(PTSD)、不安障害、双極性障害、摂食障害および慢性疼痛からなる群より選ばれる。
一実施形態においては、CNS関連病態(例:精神障害)またはうつ病関連障害の治療は、CNS関連病態(例:精神障害)またはうつ病関連障害の治療用の追加の薬剤(または薬剤の任意の組み合わせ)を対象に投与することによってさらに実行されてもよい。
本教示に従って使用可能な精神障害またはうつ病関連障害の治療用の例示的な薬剤としては、選択的セロトニン再取り込み阻害薬(SSRI)、セロトニン-ノルエピネフリン再取り込み阻害薬(SNRIs)、ノルアドレナリン性および特異的セロトニン性抗うつ薬(NaSSA)、ノルエピネフリン(ノルアドレナリン)再取り込み阻害薬(NRI)、ノルエピネフリン-ドーパミン再取り込み阻害薬、選択的セロトニン再取り込みエンハンサー、ノルエピネフリン-ドーパミン脱阻害薬、三環系抗うつ薬(例:イミプラミン)、モノアミンオキシダーゼ阻害薬(MAOI)が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
一実施形態においては、精神障害またはうつ病関連障害の治療は、対象に精神障害またはうつ病関連障害治療用の追加の薬剤(または薬剤の任意の組み合わせ)を投与することでさらに実施してもよく、薬剤としては、リチウム(例:炭酸リチウム、クエン酸リチウム、硫酸リチウム)、抗精神病薬(例:上述した定型抗精神病薬および定型抗精神病薬)、気分安定薬(例:バルプロ酸(VPA、バルプロ酸)、ミネラル類、抗痙攣剤、抗精神病薬)および抗うつ薬が挙げられるが、これらに限定されるものではない。本教示に従って使用してもよい追加の薬剤については、上記で詳細に説明した。
一実施形態において効率的な治療(例:抗うつ/気分障害治療等の精神障害治療)は、治療前のmiR-135発現レベルと比べて、治療後に有意に高いmiR-135発現レベルが得られることをもって決定する。
治療に続く対象のmiR-135発現レベルは、治療前の対象と比べて、約5%、10%、15%、20%、25%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%または100%高くてもよい。
治療のモニタリングは、患者の健康状態を評価すること、そして追加のまたは代替として、対象を行動試験、MRIまたは他の当業者に広く知られる方法に付すことでさらに実施してもよい。
本発明の別の態様においては、治療を必要とする対象のがん性疾患を治療するための方法であって、発明のいくつかの実施形態の組成物またはコンジュゲートの治療有効量を対象に投与することで、がん性疾患を治療することを含む方法が提供される。
本発明の別の態様においては、治療を必要とする対象のがん性疾患の治療用である、治療有効量の、本発明のいくつかの実施形態の組成物またはコンジュゲートが提供される。
がんの例としては、癌腫、リンパ腫、芽細胞腫、肉腫、および白血病が挙げられるが、これらに限定されるものではない。がん性疾患の具体例は、慢性骨髄性白血病、成熟傾向の、急性骨髄性白血病、急性前骨髄球性白血病、好塩球の増加を伴う急性非リンパ性白血病、急性単球性白血病、好酸球増多症を伴う急性骨髄単球性白血病等の骨髄性白血病;バーキット非ホジキンリンパ腫等の悪性リンパ腫;急性リンパ芽球性白血病、慢性リンパ性白血病等のリンパ球性白血病;固形腫瘍、良性髄膜種、唾液腺の混合腫瘍、大腸腺腫等の骨髄増殖性疾患;小細胞肺がん、腎臓、子宮、前立腺、膀胱、卵巣、結腸、肉腫、脂肪肉腫、粘液型、骨膜肉腫、横紋筋肉腫(肺胞)、骨外性粘液型軟骨肉腫、ユーイング腫瘍等の腺癌;その他としては精巣および卵巣胚芽異常症、網膜芽細胞腫、ウィルムス腫瘍、神経芽細胞腫、悪性黒色腫、中皮腫、乳房、皮膚、前立腺および卵巣であるが、これらに限定されるものではない。
特定の実施形態においては、がんは卵巣がん、結腸直腸がん、または前立腺がんを含む。
一実施形態においては、がん性疾患の治療は、がん性疾患.の治療用の追加の薬剤(または薬剤の任意の組み合わせ)を対象に投与することによってさらに実行されてもよい。
このような治療としては、放射線療法、化学療法、生物療法、例えば、免疫療法または骨髄移植が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
一実施形態においては、本発明の組成物によって治療していない対象と比較して、または治療を受ける同じ対象の治療前の状態と比較して、腫瘍体積の少なくとも約10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%または100%またはそれ以上の減少、あるいは腫瘍成長の停止をもって効果的な抗がん治療は決定される。
がん治療の効率を評価するために種々の方法およびアッセイ、例えば、CTスキャン、MRI、X線、超音波、血液試験等が利用可能であることを当業者は理解するであろう。
本発明のいくつかの実施形態の組成物は、筋肉細胞分化および骨再生の促進にさらに使用してもよい。
よって、本発明のいくつかの実施形態の組成物またはコンジュゲートの治療有効量は、治療を必要とする対象の骨関連疾患または病態あるいは筋肉関連疾患または病態の治療に使用してもよい。
一実施形態においては、治療を必要とする対象の骨再生または筋肉細胞分化を促進するための方法であって、本発明のいくつかの実施形態の組成物またはコンジュゲートの治療有効量を対象に投与することで、骨再生または筋肉細胞分化を促進することを含む方法が提供される。
本教示に従って治療してもよい例示的な骨関連疾患または病態としては、骨損傷を含む怪我、閉鎖、開放および骨癒合不全の骨折等の骨折;成長不全;がんなどの骨溶解疾患;歯周病および欠陥、並びに他の歯科修復過程;老年性骨粗鬆症、閉経後骨粗鬆症、グルココルチコイド誘導性骨粗鬆症または廃用骨粗鬆症および関節炎、骨関節炎等の骨異常または骨形成の促進が有利に働く任意の病態が挙げられるが、これらに限定されるものではない。本発明の組成物は、先天性、心的外傷性誘導または外科的な骨の切除(例えば、がん治療)、および整形外科における治療に有用である。
本教示に従って治療してもよい例示的な筋肉関連疾患または病態としては、筋変性疾患、神経筋疾患、脊髄性筋萎縮症、炎症性筋疾患、および代謝性筋疾患が挙げられるが、これらに限定されるものではない。例示的な筋疾患としては、筋ジストロフィー(例:デュシエンヌ型筋ジストロフィー(DMD)、ベッカー型筋ジストロフィー、顔面肩甲上腕型筋ジストロフィーおよび筋強直性ジストロフィー);筋萎縮性側索硬化症(ALS)、重症筋無力症、ランバート-イートン筋無力症候群、ボツリヌス症および脳血管障害が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
一実施形態においては、本発明の組成物によって治療していない対象と比較して、または治療を受ける同じ対象の治療前の状態と比較して、骨再生(例:骨細胞量)または筋肉細胞分化(例:筋肉細胞量)が少なくとも約10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%または100%またはそれ以上の増加をもって、効果的な治療(例:骨再生および筋肉細胞分化)は決定される。
骨再生および筋肉細胞分化の促進を評価するために種々の方法およびアッセイ、例えば、CTスキャン、MRI、X線、超音波、血液試験等が利用可能であることを当業者は理解するであろう。
本出願から生じる特許の存続期間中に多数の関連miRNA修飾が開発されることが予想されるため、修飾という用語の範囲には、このような全ての新技術が演繹的に含まれることを意図する。
本明細書で使用される「約」という用語は±10%を意味する。
用語「含む(comprises)」、「含む(comprising)」、「含む(includes)」、「含む(including)」、「有する(having)」およびその活用形は、「限定されるものではないが、含む(including but not limited to)」を意味する。
「から成る」という用語は、「含み、限定される」ことを意味する。
「から実質的に成る」という用語は、組成物、方法または構造が追加の成分、工程および/または部分を含み得ることを意味する。但しこれは、追加の成分、工程および/または部分が、請求項に記載の組成物、方法または構造の基本的且つ新規な特性を実質的に変更しない場合に限られる。
本明細書において、単数形を表す「a」、「an」および「the」は、文脈が明らかに他を示さない限り、複数をも対象とする。例えば、「化合物(a compound)」または「少なくとも1種の化合物」には、複数の化合物が含まれ、それらの混合物をも含み得る。
本願全体を通して、本発明の様々な実施形態は範囲形式にて示され得る。範囲形式での記載は、単に利便性および簡潔さのためであり、本発明の範囲の柔軟性を欠く制限ではないことを理解されたい。従って、範囲の記載は、可能な下位の範囲の全部、およびその範囲内の個々の数値を特異的に開示していると考えるべきである。例えば、1~6といった範囲の記載は、1~3、1~4、1~5、2~4、2~6、3~6等の部分範囲のみならず、その範囲内の個々の数値、例えば1、2、3、4、5および6も具体的に開示するものとする。これは、範囲の大きさに関わらず適用される。
本明細書において数値範囲を示す場合、それは常に示す範囲内の任意の引用数(分数または整数)を含むことを意図する。第1の指示数と第2の指示数「との間の範囲」という表現と、第1の指示数「から」第2の指示数「までの範囲」という表現は、本明細書で代替可能に使用され、第1の指示数および第2の指示数と、それらの間の分数および整数の全部を含むことを意図する。
本明細書で使用する「方法」という用語は、所定の課題を達成するための様式、手段、技術および手順を意味し、化学、薬理学、生物学、生化学および医療の各分野の従事者に既知のもの、または既知の様式、手段、技術および手順から従事者が容易に開発できるものが含まれるが、これらに限定されるものではない。
明確さのために別個の実施形態に関連して記載した本発明の所定の特徴はまた、1つの実施形態において、これら特徴を組み合わせて提供され得ることを理解されたい。逆に、簡潔さのために1つの実施形態に関連して記載した本発明の複数の特徴はまた、別々に、または任意の好適な部分的な組み合わせ、または適当な他の記載された実施形態に対しても提供され得る。様々な実施形態に関連して記載される所定の特徴は、その要素なしでは特定の実施形態が動作不能でない限り、その実施形態の必須要件であると捉えてはならない。
上述したように、本明細書に記載され、特許請求の範囲に請求される本発明の様々な実施形態および態様は、以下の実施例によって実験的に支持されるものである。
本出願に開示の配列番号(SEQ ID NO)はいずれも、その配列番号がDNA配列フォーマットまたはRNA配列フォーマットのみで表されている場合であっても、その配列番号が言及される文脈に応じてDNA配列またはRNA配列のいずれかに言及し得ることは理解されよう。例えば、配列番号10はRNA配列フォーマットで表されている(例えば、ウラシルをUと表記している)が、miR-135b核酸配列に対応するRNA配列、またはmiR-135b分子核酸配列のDNA配列のいずれかに言及し得る。さらに、一部の配列はRNA配列フォーマットで表されている(例えば、ウラシルをUと表記している)が、記載される分子の実際の種類に応じて、dsRNAを含むRNA分子の配列、または示されたRNA配列に対応するDNA分子の配列のいずれかに言及し得る。いずれにせよ、開示された配列を有するDNA分子とRNA分子の両者が交換可能に想定される。
ここで、上記の記載と共に本発明を限定することなく説明する以下の実施例に参照する。
一般に、本明細書で使用される命名法や本発明で利用される実験手順には、分子、生化学、微生物学および組換えDNA技術が含まれる。そのような技術は文献で十分に説明されている。例えば、"Molecular Cloning: A laboratory Manual" Sambrook et al., (1989)、"Current Protocols in Molecular Biology" Volumes I-III Ausubel, R. M., ed. (1994)、Ausubel et al., "Current Protocols in Molecular Biology", John Wiley and Sons, Baltimore, Maryland (1989)、Perbal, "A Practical Guide to Molecular Cloning", John Wiley & Sons, New York (1988)、Watson et al., "Recombinant DNA", Scientific American Books, New York、Birren et al. (eds) "Genome Analysis: A Laboratory Manual Series", Vols. 1-4, Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York (1998)、米国特許第4,666,828号明細書、同第4,683,202号明細書、同第4,801,531号明細書、同第5,192,659号および同第5,272,057号明細書に記載の方法、"Cell Biology: A Laboratory Handbook", Volumes I-III Cellis, J. E., ed. (1994)、"Current Protocols in Immunology" Volumes I-III Coligan J. E., ed. (1994)、Stites et al. (eds), "Basic and Clinical Immunology" (8th Edition), Appleton & Lange, Norwalk, CT (1994)、Mishell and Shiigi (eds), "Selected Methods in Cellular Immunology", W. H. Freeman and Co., New York (1980)であり、利用可能なイムノアッセイは特許および科学文献に広く記載されている、例えば、米国特許第3,791,932号明細書、同第3,839,153号明細書、同第3,850,752号明細書、同第3,850,578号明細書、同第3,853,987号明細書、同第3,867,517号明細書、同第3,879,262号明細書、同第3,901,654号明細書、同第3,935,074号明細書、同第3,984,533号明細書、同第3,996,345号明細書、同第4,034,074号明細書、同第4,098,876号明細書、同第4,879,219号明細書、同第5,011,771号明細書および同第5,281,521号明細書、"Oligonucleotide Synthesis" Gait, M. J., ed. (1984)、"Nucleic Acid Hybridization" Hames, B. D., and Higgins S. J., eds. (1985)、"Transcription and Translation" Hames, B. D., and Higgins S. J., Eds. (1984)、"Animal Cell Culture" Freshney, R. I., ed. (1986)、"Immobilized Cells and Enzymes" IRL Press, (1986); "A Practical Guide to Molecular Cloning" Perbal, B., (1984)、並びに"Methods in Enzymology" Vol. 1-317, Academic Press、"PCR Protocols: A Guide To Methods And Applications", Academic Press, San Diego, CA (1990)、Marshak et al., "Strategies for Protein Purification and Characterization - A Laboratory Course Manual" CSHL Press (1996)。これら文献の全てを本明細書の一部を構成するものとしてここに援用する。他の一般的な参考文献はこの文書全体で提供される。そこに記載の手順は、当技術分野で良く知られていると考えられており、読者の便宜のために提供される。そこに含まれる全ての情報を本明細書の一部を構成するものとしてここに援用する。
一般材料と実験手順
動物および飼育条件
成体C57BL/6雄マウス、9~11週齢を使用した。マウスは温度制御室(22±1℃)内で、反転12時間の明/暗サイクルで飼育した。餌と水は自由に摂取できるようにした。全ての実験プロトコルを雄マウスで実施し、ワイツマン科学研究所の動物実験委員会の承認を得た。
動物および飼育条件
成体C57BL/6雄マウス、9~11週齢を使用した。マウスは温度制御室(22±1℃)内で、反転12時間の明/暗サイクルで飼育した。餌と水は自由に摂取できるようにした。全ての実験プロトコルを雄マウスで実施し、ワイツマン科学研究所の動物実験委員会の承認を得た。
顕微解剖およびRNAの調製
断頭の直後に脳を除去し、1mmの金属製マトリクス(cat# 51380)(イリノイ州、ウッドデール、Stoelting Co.)内に入れた。標準的な剃刀の刃(GEM,62-0165)で脳を1mmまたは2mmの切片にし、ドライアイス上で急速に冷凍した。マトリクスから取り除いた切片から、異なる直径の先端を丸めた注射針を用いて脳領域を抽出し、その後、-80℃で保存した。RNA抽出は、NucleoSpin(商標) RNA XSキット(ドイツ国、デューレン、Macherey-Nagel(商標))を用いて実施した。RNAは、High Capacity RNA to cDNAキット(カリフォルニア州、フォスターシティ、Applied Biosystems)を用いてcDNAに逆転写した。次にcDNAを定量的リアルタイムPCR(RT-PCR)で解析した。
断頭の直後に脳を除去し、1mmの金属製マトリクス(cat# 51380)(イリノイ州、ウッドデール、Stoelting Co.)内に入れた。標準的な剃刀の刃(GEM,62-0165)で脳を1mmまたは2mmの切片にし、ドライアイス上で急速に冷凍した。マトリクスから取り除いた切片から、異なる直径の先端を丸めた注射針を用いて脳領域を抽出し、その後、-80℃で保存した。RNA抽出は、NucleoSpin(商標) RNA XSキット(ドイツ国、デューレン、Macherey-Nagel(商標))を用いて実施した。RNAは、High Capacity RNA to cDNAキット(カリフォルニア州、フォスターシティ、Applied Biosystems)を用いてcDNAに逆転写した。次にcDNAを定量的リアルタイムPCR(RT-PCR)で解析した。
マイクロRNAの精製および定量的リアルタイムPCR発現解析
マイクロRNAを含むmRNAをmiRNeasy(登録商標)ミニキット(Qiagen)を製造社の取扱説明書に従って単離し、miScript(登録商標)逆転写キットを用いて処理してcDNAを作製した。次に、SYBR(商標)Green PCRキット(Qiagen)を用い、製造社のガイドラインに従ってApplied Biosystems(商標)7500サーモサイクラー(Applied Biosystems)でサンプルを解析した。各miRの特異的プライマーを市販のユニバーサルプライマーと共に使用し、U6 snRNAを内部対照として使用した。mRNAの定量には、各転写産物についてソフトウエアであるPrimer Express 2(Applied Biosystems)を用いて特異的プライマーを設計し、リアルタイムPCRを用いて発現を試験した。
マイクロRNAを含むmRNAをmiRNeasy(登録商標)ミニキット(Qiagen)を製造社の取扱説明書に従って単離し、miScript(登録商標)逆転写キットを用いて処理してcDNAを作製した。次に、SYBR(商標)Green PCRキット(Qiagen)を用い、製造社のガイドラインに従ってApplied Biosystems(商標)7500サーモサイクラー(Applied Biosystems)でサンプルを解析した。各miRの特異的プライマーを市販のユニバーサルプライマーと共に使用し、U6 snRNAを内部対照として使用した。mRNAの定量には、各転写産物についてソフトウエアであるPrimer Express 2(Applied Biosystems)を用いて特異的プライマーを設計し、リアルタイムPCRを用いて発現を試験した。
標的転写産物である3’UTRのpsiCHEK-2ルシフェラーゼ発現プラスミドへのクローニング
Slc6a4およびHtr1aの3’UTR配列をマウスゲノムDNAからPCRで増幅した。製造社のガイドラインに従って3’UTRのPCR断片をpGEM(登録商標)-T easy vector(Promega)に連結し、psiCHECK-2レポータープラスミド(Promega)内のルシフェラーゼの3’末端にある単一NotI部位にさらにサブクローニングした。クローニングの向きは、診断用の切断およびシーケンシングで立証した。
Slc6a4およびHtr1aの3’UTR配列をマウスゲノムDNAからPCRで増幅した。製造社のガイドラインに従って3’UTRのPCR断片をpGEM(登録商標)-T easy vector(Promega)に連結し、psiCHECK-2レポータープラスミド(Promega)内のルシフェラーゼの3’末端にある単一NotI部位にさらにサブクローニングした。クローニングの向きは、診断用の切断およびシーケンシングで立証した。
トランスフェクションおよびルシフェラーゼアッセイ
HEK293T細胞を84-ウェルプレート内のポリ-L-リシン上で70~85%コンフルエントまで増殖し、ポリエチレンイミンを用いて、以下のプラスミドでトランスフェクトした:野性型または変異した3’UTRを含有するpsiCHECK-2プラスミドと特定のmiRNA用の過剰発現ベクター、あるいは空の過剰発現プラスミド。miRs過剰発現プラスミドは、miR-Vecライブラリーから取り入れた。トランスフェクションから24時間後に細胞を融解し、ルシフェラーゼレポーター活性を既に報告されている方法[Kuperman Y. et al., Mol Endocrinol (2011) 25: 157-169]で解析した。Renillaルシフェラーゼ値は、同じベクターであるが3’UTRの影響のないものから転写した対照ホタルルシフェラーゼレベルに対して正規化し、その後の試験し、各条件について6回繰り返した試験の平均を得た。
HEK293T細胞を84-ウェルプレート内のポリ-L-リシン上で70~85%コンフルエントまで増殖し、ポリエチレンイミンを用いて、以下のプラスミドでトランスフェクトした:野性型または変異した3’UTRを含有するpsiCHECK-2プラスミドと特定のmiRNA用の過剰発現ベクター、あるいは空の過剰発現プラスミド。miRs過剰発現プラスミドは、miR-Vecライブラリーから取り入れた。トランスフェクションから24時間後に細胞を融解し、ルシフェラーゼレポーター活性を既に報告されている方法[Kuperman Y. et al., Mol Endocrinol (2011) 25: 157-169]で解析した。Renillaルシフェラーゼ値は、同じベクターであるが3’UTRの影響のないものから転写した対照ホタルルシフェラーゼレベルに対して正規化し、その後の試験し、各条件について6回繰り返した試験の平均を得た。
(任意でセルトラリンにコンジュゲートした)miR-135単鎖オリゴヌクレオチドの合成
オリゴヌクレオチド配列は、標準的な2’-デオキシ、2’-O-Meまたは2’-MOEホスホラミダイトブロック、例えば以下のもの、を用いて組み立てた。
オリゴヌクレオチド配列は、標準的な2’-デオキシ、2’-O-Meまたは2’-MOEホスホラミダイトブロック、例えば以下のもの、を用いて組み立てた。
CPG(Controlled Pore Glass)支持体上の固相合成の典型的な実験手順を使用しながら合成を実施した。簡単には、典型的なオリゴヌクレオチド合成は最も5’のヌクレオチドが結合されるまで繰り返される、(図1に示した)一連の4工程(脱保護、カップリング、キャッピングおよび酸化)からなるサイクルにより進行する。
(a)脱保護/脱トリチリル化
固相支持体に固定した塩基から酸に不安定な5’-ジメトキシトリチリル保護基を開裂させて(開始ヌクレオシド、またはその後の成長オリゴ鎖)、フリーの反応性ヒドロキシ官能基を得た。開裂試薬としては、ジクロロメタン中のジ-またはトリ-クロロ酢酸を用いた。
固相支持体に固定した塩基から酸に不安定な5’-ジメトキシトリチリル保護基を開裂させて(開始ヌクレオシド、またはその後の成長オリゴ鎖)、フリーの反応性ヒドロキシ官能基を得た。開裂試薬としては、ジクロロメタン中のジ-またはトリ-クロロ酢酸を用いた。
(b)カップリング
フリーの5’-OH基はこれで添加したホスホラミダイトと反応可能である。その結果、両方のヌクレオシドは亜リン酸エステル架橋で連結された。ホスホラミダイトは、初めに弱酸(例:1H-テトラゾール)で活性化されなければならなかった。
フリーの5’-OH基はこれで添加したホスホラミダイトと反応可能である。その結果、両方のヌクレオシドは亜リン酸エステル架橋で連結された。ホスホラミダイトは、初めに弱酸(例:1H-テトラゾール)で活性化されなければならなかった。
(c)キャッピング
残存したフリーのOH基(約1%)が合成サイクル中で反応し、非特異的配列を生成するのを防止するために、キャッピング工程においてフリーの反応性基をアセチル化によって遮蔽し、合成の更なる工程における反応性パートナーから排除した。
残存したフリーのOH基(約1%)が合成サイクル中で反応し、非特異的配列を生成するのを防止するために、キャッピング工程においてフリーの反応性基をアセチル化によって遮蔽し、合成の更なる工程における反応性パートナーから排除した。
(d)酸化
カップリング工程で生成されたヌクレオチド間亜リン酸エステル基を、ヨウ素溶液を用いてリン酸塩へと酸化した。
カップリング工程で生成されたヌクレオチド間亜リン酸エステル基を、ヨウ素溶液を用いてリン酸塩へと酸化した。
工程(a)から新しい合成サイクルを繰り返した。これらの反応は所望のオリゴヌクレオチド配列が製造されるまで繰り返した。フリーの5’-OH基を保有する支持体結合オリゴヌクレオチドまたは保護5’-OH基(DMT)を有する支持体結合オリゴヌクレオチドが得られるようにサイクルを停止することもできる。
ホスホロチオエート結合の導入:
全長ホスホジエステル骨格を有する正常オリゴの合成と、部分または全長ホスホロチオエート骨格を有するオリゴの合成との違いは、工程(d)の酸化に用いる酸化剤の選択の違いに基づく。
全長ホスホジエステル骨格を有する正常オリゴの合成と、部分または全長ホスホロチオエート骨格を有するオリゴの合成との違いは、工程(d)の酸化に用いる酸化剤の選択の違いに基づく。
リン酸塩に四番目の酸素を付加するためにヨウ素および水を用いて、ホスホジエステル結合を製造した。リン酸塩に硫黄を付加するためにBeaucage試薬を用いてホスホロチオエート結合を製造した。硫黄または酸素がリン酸塩に付加されると、結合は安定化し、続く化学サイクルの影響を受けなくなった。2種の酸化剤の間で行ったり来たりさせることで、キメラ骨格を構築してもよい。
セルトラリンがコンジュゲートされたmiR-135の合成
ホスホラミダイト化学を用いた自動合成機でガイドおよびパッセンジャーRNA鎖を合成した。rABz、rCAc、rGiBu、rUおよび2’OMeABz、2’OMeCAc、2’OMeUホスホラミダイトモノマーを用いて配列を伸長させた。鎖伸長後にRNA鎖を固体支持体から開裂させ、水酸化アンモニウムとメチルアミンの混合物を用いて脱保護した。2’OH位はフッ素イオンを含む溶液を用いて脱保護した。次にRNA鎖をアニオン交換HPLCで精製した。
ホスホラミダイト化学を用いた自動合成機でガイドおよびパッセンジャーRNA鎖を合成した。rABz、rCAc、rGiBu、rUおよび2’OMeABz、2’OMeCAc、2’OMeUホスホラミダイトモノマーを用いて配列を伸長させた。鎖伸長後にRNA鎖を固体支持体から開裂させ、水酸化アンモニウムとメチルアミンの混合物を用いて脱保護した。2’OH位はフッ素イオンを含む溶液を用いて脱保護した。次にRNA鎖をアニオン交換HPLCで精製した。
セルトラリン修飾パッセンジャーRNA鎖をホスホラミダイト化学を用いた自動合成機で合成した。配列は、rABz、rCAc、rGiBu、rUおよび2’OMeABz、2’OMeCAc、2’OMeUホスホラミダイトモノマーを用いて伸長させた。脱保護工程の前に、C10N-ヒドロキシコハク酸エステルリンカーを未だ固体支持体に結合したパッセンジャーRNA配列の5’末端にグラフトした。セルトラリン-C6アシル-NH2リガンドとC10 N-ヒドロキシコハク酸エステルリンカーとの縮合は、3%のN,N-ジイソプロピルエチルアミンを含むジメチルホルムアミド中、室温で48時間実施した(図2)。コンジュゲートの後には、セルトラリン修飾パッセンジャーRNA鎖を固体支持体から開裂させ、水酸化アンモニウムとメチルアミンの混合物を用いて脱保護した。2’OH位はフッ素イオンを含む溶液を用いて脱保護した。次にコンジュゲートのRNA鎖を逆相HPLCで精製した。
ガイドおよびパッセンジャーRNA鎖は、最近傍法に基づき計算した消散係数を用いたUV分光分析によって定量化した。デュプレックスは、同モル量のガイドおよびパッセンジャー鎖を組み合わせた。アニーリングは水中で実施した。デュプレックスはこれ以上精製しなかった。
オリゴヌクレオチドプライマー、RNA鎖とセルトラリンとがコンジュゲートしたRNA鎖、およびRNAデュプレックスは、本願明細書および本願の設計に基づき、Axolabs,GmbHにより製造された。
セルトラリンコンジュゲート(Sertraline conjugated)miR-135デュプレックス1(下記表6のmiCure-135-1)
セルトラリン-アシルC6-NHCO-C9-5’miR-135配列3’-OH
むき出しのmiR-135デュプレックス2(下記表6)
ガイド鎖: 5’-P/UmUAUGGCUUUUCAUUCCUAUGUGa(配列番号41)
パッセンジャー鎖: 5’-ucACAUAGGAAUGAAAAGCCAUa(配列番号13)
ガイド鎖: 5’-P/UmUAUGGCUUUUCAUUCCUAUGUGa(配列番号41)
パッセンジャー鎖: 5’-ucACAUAGGAAUGAAAAGCCAUa(配列番号13)
むき出しのmiR-135デュプレックス3(下記表6)
ガイド鎖: 5’-P/UmUAUGGCUUUUCAUUCCUAUGUGaAmsAm(配列番号42)
パッセンジャー鎖: 5’-ucACAUAGGAAUGAAAAGCCAUa(配列番号13)
ガイド鎖: 5’-P/UmUAUGGCUUUUCAUUCCUAUGUGaAmsAm(配列番号42)
パッセンジャー鎖: 5’-ucACAUAGGAAUGAAAAGCCAUa(配列番号13)
むき出しのmiR-135デュプレックス9(下記表6)
ガイド鎖: 5’-P/UAUGGCUUUUCAUUCCUAUGUGa(配列番号10)
パッセンジャー鎖: 5’-uscsACAUAGGAAUGAAAAGCCAS Usa(配列番号47)
ガイド鎖: 5’-P/UAUGGCUUUUCAUUCCUAUGUGa(配列番号10)
パッセンジャー鎖: 5’-uscsACAUAGGAAUGAAAAGCCAS Usa(配列番号47)
むき出しのmiR-135デュプレックス10(下記表6)
ガイド鎖: 5’-P/UmUAUGGCUUUUCAUUCCUAUGUGa(配列番号41)
パッセンジャー鎖: 5’-uscsACAUAGGAAUGAAAAGCCAS Usa(配列番号47)
ガイド鎖: 5’-P/UmUAUGGCUUUUCAUUCCUAUGUGa(配列番号41)
パッセンジャー鎖: 5’-uscsACAUAGGAAUGAAAAGCCAS Usa(配列番号47)
むき出しのmiR-135デュプレックス11(下記表6)
ガイド鎖: 5’-P/UmUAUGGCUUUUCAUUCCUAUGUGaAmsAm(配列番号42)
パッセンジャー鎖: 5’-uscsACAUAGGAAUGAAAAGCCAS Usa(配列番号47)
ガイド鎖: 5’-P/UmUAUGGCUUUUCAUUCCUAUGUGaAmsAm(配列番号42)
パッセンジャー鎖: 5’-uscsACAUAGGAAUGAAAAGCCAS Usa(配列番号47)
全デュプレックスにおいて、
大文字(例:N,A,U,C,G): RNA
小文字(例:a,u,c,g): 2’-O-Me修飾
Um: 2’-O-MOE-5’-Meウラシル修飾
Am: 2’-O-MOEアデニン修飾
小文字の‘s’: ホスホロチオエート。修飾無しは正常ホスホジエステル結合を意味する。
P: リン酸塩
アンダースコア: 2’-フルオロ、即ち、2’-F
(C10): カルボキシ修飾C10
(Glen Research: 10-1935)
大文字(例:N,A,U,C,G): RNA
小文字(例:a,u,c,g): 2’-O-Me修飾
Um: 2’-O-MOE-5’-Meウラシル修飾
Am: 2’-O-MOEアデニン修飾
小文字の‘s’: ホスホロチオエート。修飾無しは正常ホスホジエステル結合を意味する。
P: リン酸塩
アンダースコア: 2’-フルオロ、即ち、2’-F
(C10): カルボキシ修飾C10
(Glen Research: 10-1935)
鼻腔内投与
2%のイソフルランの吸入によりマウスに弱い麻酔をかけ、仰臥位にした。1日1回、各鼻腔に交互に一滴の5μlのコンジュゲート対照またはコンジュゲートmiR-135を投与した。166μgを含有する溶液合計10μlを送達した。
2%のイソフルランの吸入によりマウスに弱い麻酔をかけ、仰臥位にした。1日1回、各鼻腔に交互に一滴の5μlのコンジュゲート対照またはコンジュゲートmiR-135を投与した。166μgを含有する溶液合計10μlを送達した。
脳内注射
定位手術および化合物送達のために、コンピューターガイド付き定位装置および電動ナノ注入器を使用した(Angle Two(商標)定位装置、myNeurolab)。マウスを通常麻酔下で定位器具に載せ、Franklin and Paxinosの脳座標によって定義される座標にレンチウイルス製剤を送達した:DR:ML 1mm;AP -4.5mm;DV -4.2mmで傾き20°。注射を0.2μl/1分の速度で行った。
定位手術および化合物送達のために、コンピューターガイド付き定位装置および電動ナノ注入器を使用した(Angle Two(商標)定位装置、myNeurolab)。マウスを通常麻酔下で定位器具に載せ、Franklin and Paxinosの脳座標によって定義される座標にレンチウイルス製剤を送達した:DR:ML 1mm;AP -4.5mm;DV -4.2mmで傾き20°。注射を0.2μl/1分の速度で行った。
側脳室内の慢性投与
脳注入キット3(ALZET)(カリフォルニア州、クパチーノ、DURECT Corporation)を用いて、右側脳室に定位的に穿孔した(十字縫合からの座標:後方,-0.7mm;側方,-1.5mm;前方,-2.0mm)。動物の背中の肩甲骨の真後ろに皮下的に移植したミニ浸透圧ポンプ(ALZET ポンプモデル1007D)に注入カニューレを繋いだ。浸透圧ポンプは移植前の約8時間にわたり充填し、デュプレックス/対照で満たした(0.5nmol/日)。移植されると、ポンプは化合物または陰性対照を0.5μl/hの速度で7日間にわたり連続的に放出した。
脳注入キット3(ALZET)(カリフォルニア州、クパチーノ、DURECT Corporation)を用いて、右側脳室に定位的に穿孔した(十字縫合からの座標:後方,-0.7mm;側方,-1.5mm;前方,-2.0mm)。動物の背中の肩甲骨の真後ろに皮下的に移植したミニ浸透圧ポンプ(ALZET ポンプモデル1007D)に注入カニューレを繋いだ。浸透圧ポンプは移植前の約8時間にわたり充填し、デュプレックス/対照で満たした(0.5nmol/日)。移植されると、ポンプは化合物または陰性対照を0.5μl/hの速度で7日間にわたり連続的に放出した。
脳内微小透析
細胞外5-HT濃度をin vivo微小透析で測定した。まとめると、ペントバルビタールで麻酔したマウスのmPFC(AP,2.2;ML,-0.2;DV,-3.4)に1つの同心円状の透析プローブ(cuprophan;1mm長)を移植した。手術から48~72時間後に実験を行った。1mMのシタロプラム(SSRI)(コペンハーゲン、バルビュー、Lundbeck A/S)を人工脳髄液に添加した。人工脳髄液を6μl分-1(WPIモデル sp220i)で送液し、6分間のサンプルを回収した。8個目の画分を回収しつつ、テールサスペンション試験を実施した。5-HT濃度の解析を、1.5fmolサンプルを検出限界とした高性能液体クロマトグラフィーのアンペロメトリー検出(Hewlett-Packard 1049;0.6V)(米国、カリフォルニア州、パロアルト)で実施した。ベースライン5-HTレベルは、4つの薬物投与前サンプルの平均として計算した。正しいプローブの留置はクレジルバイオレット染色で立証した。
細胞外5-HT濃度をin vivo微小透析で測定した。まとめると、ペントバルビタールで麻酔したマウスのmPFC(AP,2.2;ML,-0.2;DV,-3.4)に1つの同心円状の透析プローブ(cuprophan;1mm長)を移植した。手術から48~72時間後に実験を行った。1mMのシタロプラム(SSRI)(コペンハーゲン、バルビュー、Lundbeck A/S)を人工脳髄液に添加した。人工脳髄液を6μl分-1(WPIモデル sp220i)で送液し、6分間のサンプルを回収した。8個目の画分を回収しつつ、テールサスペンション試験を実施した。5-HT濃度の解析を、1.5fmolサンプルを検出限界とした高性能液体クロマトグラフィーのアンペロメトリー検出(Hewlett-Packard 1049;0.6V)(米国、カリフォルニア州、パロアルト)で実施した。ベースライン5-HTレベルは、4つの薬物投与前サンプルの平均として計算した。正しいプローブの留置はクレジルバイオレット染色で立証した。
行動評価
各試験の開始2時間前に試験室で飼育し、暗相で全行動評価を実施した。試験を実施する試験官は、マウス群について盲目とした。
各試験の開始2時間前に試験室で飼育し、暗相で全行動評価を実施した。試験を実施する試験官は、マウス群について盲目とした。
暗明移動(Dark-Light Transfer、DLT)試験: DLT試験装置は、塩化ポリビニル製の箱を黒色の暗室(14×27×26cm)と、そこに繋がった、1200ルクスで照らした白色の明室(30×27×26cm)とに分けたものからなる。5分間の試験時間中に、明室で過ごした時間、明るい場所で移動した距離、および明暗移動の回数をビデオトラッキングシステム(VideoMot2)(ドイツ国、バートホンブルグ、TSE Systems)で定量した。
テールサスペンション試験: しっぽの先から約1cmのところに付けた接着テープでマウスをベンチの30cm上につるした。ビデオカメラシステム(Smart)(Panlab)を用いてマウスをモニタリングして記録し、6分間にわたり、動かずに過ごした時間を記録した。
8-OH-DPAT誘導低体温症
B2cmに挿入した潤滑化プローブおよびデジタル体温計(AZ9882)(スペイン国、バルセロナ、Panlab)を用いて体温を直腸から測定した。測定の20分前にはマウスを一匹ずつきれいなケージに入れ、次に2つのベースライン温度を測定した。10分後に動物はkg当たり1mgの8-OH-DPATの静脈注射を受け、合計120分まで、体温を15分毎に測定した。データは、平均ベースライン測定値からの変化として表した。
B2cmに挿入した潤滑化プローブおよびデジタル体温計(AZ9882)(スペイン国、バルセロナ、Panlab)を用いて体温を直腸から測定した。測定の20分前にはマウスを一匹ずつきれいなケージに入れ、次に2つのベースライン温度を測定した。10分後に動物はkg当たり1mgの8-OH-DPATの静脈注射を受け、合計120分まで、体温を15分毎に測定した。データは、平均ベースライン測定値からの変化として表した。
種々のmiR-135模倣体(後記「結果」の項に記載)の効果を試験する実験においては、体温はマイクロチップで測定した。プログラム可能な皮下マイクロチップ応答機(IPTT-300 Extended Accuracy Calibration)(デラウエア州、シーフォード、Bio Medic Data Systems)を製造社の説明書に従ってマウスの皮下に移植した。まとめると、この手順は、マイクロチップを含む大口径針型送達デバイスの迅速な挿入と、送達デバイスからマイクロチップを追い出すデバイス上のプランジャーの押し込みを含む。マイクロチップ応答機による温度測定は、携帯リーダー(カタログ番号WRS6007、モデルIPTT-300、Bio Medic Data Systems)で得た。リーダーは、製造社の説明書通り、マウスの背中から5~6cmの距離に持った。ビープ音(1~3秒後)が測定の完了を知らせ、表示された温度を記録した。続けて2回の測定を行うことで複製された温度を得た。
In situハイブリダイゼーションおよび受容体オートラジオグラフィー用の組織調製物
マウスを過剰量のペントバルビタールで殺処分とし、迅速に脳を取り出し、ドライアイス上で凍結し、-20℃で保存した。組織切片(14mm厚)をミクロトーム-クリオスタット(HM500OM)(ドイツ国、ウォールドルフ、Microm)で切り出し、3-アミノ-プロピルトリエトキシシラン被覆スライド(スペイン国、マドリッド、Sigma-Aldrich)上で解凍しながらマウントし、使用まで-20℃で保存した。
マウスを過剰量のペントバルビタールで殺処分とし、迅速に脳を取り出し、ドライアイス上で凍結し、-20℃で保存した。組織切片(14mm厚)をミクロトーム-クリオスタット(HM500OM)(ドイツ国、ウォールドルフ、Microm)で切り出し、3-アミノ-プロピルトリエトキシシラン被覆スライド(スペイン国、マドリッド、Sigma-Aldrich)上で解凍しながらマウントし、使用まで-20℃で保存した。
受容体オートラジオグラフィー
5-HT1Aおよび5-HT1B受容体並びにセロトニントランスポーター(SERT)のオートラジオグラフィー結合アッセイをそれぞれ以下の放射性リガンドを用いて実施した:(a)[3H]-8-OH-DPAT(233Cimmol-1)、(b)[125I]-シアノピンドール(2200Cimmol-1)および(c)[3H]-シタロプラム(70Cimmol-1)(スペイン国、バルセロナ、Amersham-GE Healthcareおよびスペイン国、マドリッド、Perkin-Elmer)。8-OH-DPAT、イソプロテレノール、パルギリンおよび5-HTはSigma-Aldrich製であり、フルオキセチンはTocris製である。実験条件は下記表5にまとめた。
5-HT1Aおよび5-HT1B受容体並びにセロトニントランスポーター(SERT)のオートラジオグラフィー結合アッセイをそれぞれ以下の放射性リガンドを用いて実施した:(a)[3H]-8-OH-DPAT(233Cimmol-1)、(b)[125I]-シアノピンドール(2200Cimmol-1)および(c)[3H]-シタロプラム(70Cimmol-1)(スペイン国、バルセロナ、Amersham-GE Healthcareおよびスペイン国、マドリッド、Perkin-Elmer)。8-OH-DPAT、イソプロテレノール、パルギリンおよび5-HTはSigma-Aldrich製であり、フルオキセチンはTocris製である。実験条件は下記表5にまとめた。
組織をBiomax(登録商標)MRフィルム(Kodak)に、3H-マイクロスケール標準(Amersham-GE Health-care)と共に曝露した。群内の全実験および対照脳はそれぞれを2つずつ処理し、フィルムに対してまとめて曝露した。
コンピューター補助画像解析装置(カナダ国、オンタリオ州、セントキャサリンズ、AIS,Imaging Research)を用いて、フィルムをミクロデンシトメトリーで解析した。選択した脳領域内の5-HT1AR mRNAおよび5-HT1B結合部位をそれぞれのオートラジオグラムから測定し、相対光学密度を得た。5-HT1ARおよびSERT結合系は3H-マイクロスケール標準で校正し、相対光学密度データからfmol mg-1タンパク質等量を得た。疑似カラー画像を得るためにAISシステムも用いた。ニコンDXM1200 FデジタルカメラおよびACT-1ニコンソフトウエア(ドイツ国、ミュンスター、Soft Imaging System Gmbh)を備えたWild 420顕微鏡(ドイツ国、ヘーアブルーク、Leica)を使用して、白黒の写真をオートラジオグラムから撮影した。画像を、コントラストおよび輝度のそれぞれの値を同一としてPhotoshop(マウンテンビュー、Adobe Systems)で処理した。
末梢血単核細胞(PBMC)研究
研究はAxolabs(www(dot)axolabs(dot)com)によって実施された。まとめると、ヒトPBMCを健常者のバフィーコート(ドイツ国、Institute for Transfusion Medicine、ズール血液銀行より入手)から単離した。バフィーコートは容量約28~32ml、献血から約19時間後に無菌状態の密閉輸血用バッグで送達されたものを使用した。ヒトPBMC(huPBMC)の単離はフィコール密度勾配遠心分離で実施した。
研究はAxolabs(www(dot)axolabs(dot)com)によって実施された。まとめると、ヒトPBMCを健常者のバフィーコート(ドイツ国、Institute for Transfusion Medicine、ズール血液銀行より入手)から単離した。バフィーコートは容量約28~32ml、献血から約19時間後に無菌状態の密閉輸血用バッグで送達されたものを使用した。ヒトPBMC(huPBMC)の単離はフィコール密度勾配遠心分離で実施した。
種々の模倣体(後述する「結果」に記載したもの)のトランスフェクションまたは直接インキュベーション(3種の濃度で24時間)によりhuPMBCを処理した。トランスフェクションはリポフェクタミン2000を用いて実施した。上清中のサイトカインの存在について、メゾスケールディスカバリー(MSD)プラットフォーム上で実行されたマルチプレックスアッセイ(U-Plex(登録商標))で解析した。全ての手順がAxolabs(www(dot)axolabs(dot)com)によって実施された。
コルチコステロン-慢性拘束ストレスモデル
慢性拘束ストレスプロトコルのために、マウスを隔離し、実験開始の3日前から処理した。28日間にわたり、1日1回、マウスをゆっくりと、プラスチックトレイに固定された、穴の開いた50mLのファルコンチューブに入れ、暗く静かな部屋に2時間放置した。対照マウスは隔離されず、それぞれ1日1分しか処理しなかった。
慢性拘束ストレスプロトコルのために、マウスを隔離し、実験開始の3日前から処理した。28日間にわたり、1日1回、マウスをゆっくりと、プラスチックトレイに固定された、穴の開いた50mLのファルコンチューブに入れ、暗く静かな部屋に2時間放置した。対照マウスは隔離されず、それぞれ1日1分しか処理しなかった。
コルチコステロン(Cortico)(スペイン国、マドリッド、Sigma-Aldrich)を市販のミネラルウォーターに溶解し、HClでpH7.0~7.4に調整した。慢性拘束ストレスプロトコルの28日間の間、隔離されたマウスにCortico溶液を与えた:30μg ml-1を15日間、次に15μg ml-1を3日間、および7.5μg ml-1を10日間。Cortico溶液は3日以内に使用し、光から保護するために不透明なボトルで保存した。対照マウスにはミネラルウォーターのみを与えた。
慢性社会敗北ストレス
9週齢のC57BL/6Jマウスを既報[Krishnan V.et al., Cell (2007) 131:391-404]に記載の慢性社会敗北ストレス(CSDS)プロトコルに付した。まとめると、マウスを攻撃性ICR(CD1)異形交配マウス(Harlan)の飼育ケージに入れて、5分間、肉体的に接触するようにした。この間、ICRマウスは侵入マウスを攻撃し、侵入者は服従姿勢(subordinate posturing)を取った。多孔性透明Plexiglas(登録商標)製の仕切りを、その後、動物たちの間に設け、感覚的接触が可能な状態でマウスを同じケージに24時間放置した。この手順を、10日間にわたり、毎日見慣れないICRマウスを使用して連続的に繰り返した。対照マウスは社会敗北マウスと同じ部屋で飼育したが、ICRマウスと接触する5分間は部屋から移動させた。対照マウスは毎日処理し、1ケージに2匹を、透明Plexiglas(登録商標)の仕切りで隔てて飼育した。
9週齢のC57BL/6Jマウスを既報[Krishnan V.et al., Cell (2007) 131:391-404]に記載の慢性社会敗北ストレス(CSDS)プロトコルに付した。まとめると、マウスを攻撃性ICR(CD1)異形交配マウス(Harlan)の飼育ケージに入れて、5分間、肉体的に接触するようにした。この間、ICRマウスは侵入マウスを攻撃し、侵入者は服従姿勢(subordinate posturing)を取った。多孔性透明Plexiglas(登録商標)製の仕切りを、その後、動物たちの間に設け、感覚的接触が可能な状態でマウスを同じケージに24時間放置した。この手順を、10日間にわたり、毎日見慣れないICRマウスを使用して連続的に繰り返した。対照マウスは社会敗北マウスと同じ部屋で飼育したが、ICRマウスと接触する5分間は部屋から移動させた。対照マウスは毎日処理し、1ケージに2匹を、透明Plexiglas(登録商標)の仕切りで隔てて飼育した。
免疫組織化学
マウスをペントバルビタールで麻酔し、リン酸ナトリウムバッファー(pH7.4)中の4%のパラホルムアルデヒド(PFA)溶液を経心的に灌流した。脳を抽出し、その後、4℃のPFA中で24時間固定し、ショ糖溶液の10~30%密度勾配中に4℃で3日間放置した。冷凍保存後、30μm厚の連続切片を切り出して、前頭前皮質(PFC)、新線条体(CPu)、海馬(HPC)、および背側縫線核(DRN)を得た。脳切片を洗浄し、2次抗体ホスト由来の正常血清を含む1×PBS/Triton 0.2%溶液でインキュベートした。1次抗体としてNeuN(抗NeuN 1:1000;ref:MAB377,Millipore)、Iba1(抗Iba1 1:1000;ref:019-197741,Wako)、およびTPH(抗TPH1 1:2500;ref:AB1541,Millipore)を使用した。まとめると、1次抗体を4℃で一晩インキュベートし、続いて対応する、NeuN用のビオチン化抗マウスIgG1(1:200;ref:A-10519、Life Technologies)、抗Iba1用のビオチン化抗ウサギIgG1(1:200;ref:BA-1000,Vector Laboratories)、および抗TPH1用のビオチン化抗ヒツジIgG1(1:200;ref:BA-6000,Vector Laboratories)とのインキュベーションを実施した。比色反応は、ジアミノベンジジンテトラヒドロクロリド(DAB)(ref:18865.02,Quimigen)溶液とのインキュベーションで実施した。切片をマウントし、Entellan(Electron Microscopy Sciences)に包埋した。ソフトウエア(v1.51s)(米国、メリーランド州、ベセスダ、NIH)を用いて、十字縫合から-4.24mmから-4.84mmの種々の前後レベルに対応する切片からDRN内のNeuN陽性細胞、Iba1陽性細胞およびTPH陽性細胞の数を求めた。標識された細胞でその核が計数フレーム内に含まれるものを、3つの連続したDRN切片について、すべて計数した。
マウスをペントバルビタールで麻酔し、リン酸ナトリウムバッファー(pH7.4)中の4%のパラホルムアルデヒド(PFA)溶液を経心的に灌流した。脳を抽出し、その後、4℃のPFA中で24時間固定し、ショ糖溶液の10~30%密度勾配中に4℃で3日間放置した。冷凍保存後、30μm厚の連続切片を切り出して、前頭前皮質(PFC)、新線条体(CPu)、海馬(HPC)、および背側縫線核(DRN)を得た。脳切片を洗浄し、2次抗体ホスト由来の正常血清を含む1×PBS/Triton 0.2%溶液でインキュベートした。1次抗体としてNeuN(抗NeuN 1:1000;ref:MAB377,Millipore)、Iba1(抗Iba1 1:1000;ref:019-197741,Wako)、およびTPH(抗TPH1 1:2500;ref:AB1541,Millipore)を使用した。まとめると、1次抗体を4℃で一晩インキュベートし、続いて対応する、NeuN用のビオチン化抗マウスIgG1(1:200;ref:A-10519、Life Technologies)、抗Iba1用のビオチン化抗ウサギIgG1(1:200;ref:BA-1000,Vector Laboratories)、および抗TPH1用のビオチン化抗ヒツジIgG1(1:200;ref:BA-6000,Vector Laboratories)とのインキュベーションを実施した。比色反応は、ジアミノベンジジンテトラヒドロクロリド(DAB)(ref:18865.02,Quimigen)溶液とのインキュベーションで実施した。切片をマウントし、Entellan(Electron Microscopy Sciences)に包埋した。ソフトウエア(v1.51s)(米国、メリーランド州、ベセスダ、NIH)を用いて、十字縫合から-4.24mmから-4.84mmの種々の前後レベルに対応する切片からDRN内のNeuN陽性細胞、Iba1陽性細胞およびTPH陽性細胞の数を求めた。標識された細胞でその核が計数フレーム内に含まれるものを、3つの連続したDRN切片について、すべて計数した。
免疫蛍光
マウスをペントバルビタールで麻酔し、リン酸ナトリウムバッファー(pH7.4)中の4%パラホルムアルデヒド(PFA)溶液を経心的に灌流した。脳を抽出し、その後、4℃のPFA中で24時間固定し、ショ糖溶液の10~30%密度勾配中に4℃で3日間放置した。冷凍保存後、30μm厚の連続切片を切り出して、嗅球(OB)、CPu,HPCおよびDRNを得た。脳切片を洗浄し、2次抗体ホスト由来の正常血清を含む1×PBS/Triton 0.2%溶液でインキュベートした。1次抗体としてAlexa488(抗Alexa488 1:1000;ref.:A11094,Invitrogen)およびTPH(抗TPH 1:1541;ref.:ab1541,Abcam)を使用した。まとめると、1次抗体を4℃で一晩インキュベートし、濯ぎ、2次抗体であるA555抗ヒツジ抗体(1:500;ref.:A-21436,Life Technologies)およびAlexa488抗ウサギ抗体(1:500;ref.:A-21206,Life Technologies)で120分処理した。核をHoechst(1:10.000,ref.:H3570,Life Technologies)で染色した。
マウスをペントバルビタールで麻酔し、リン酸ナトリウムバッファー(pH7.4)中の4%パラホルムアルデヒド(PFA)溶液を経心的に灌流した。脳を抽出し、その後、4℃のPFA中で24時間固定し、ショ糖溶液の10~30%密度勾配中に4℃で3日間放置した。冷凍保存後、30μm厚の連続切片を切り出して、嗅球(OB)、CPu,HPCおよびDRNを得た。脳切片を洗浄し、2次抗体ホスト由来の正常血清を含む1×PBS/Triton 0.2%溶液でインキュベートした。1次抗体としてAlexa488(抗Alexa488 1:1000;ref.:A11094,Invitrogen)およびTPH(抗TPH 1:1541;ref.:ab1541,Abcam)を使用した。まとめると、1次抗体を4℃で一晩インキュベートし、濯ぎ、2次抗体であるA555抗ヒツジ抗体(1:500;ref.:A-21436,Life Technologies)およびAlexa488抗ウサギ抗体(1:500;ref.:A-21206,Life Technologies)で120分処理した。核をHoechst(1:10.000,ref.:H3570,Life Technologies)で染色した。
Alexa488-コンジュゲートmiR-135のTPH+神経細胞における細胞内局在化を、スピニングディスクユニットAndor Dragonfly(Oxford Instruments)に取り付けられた倒立ニコンEclipse Ti2-E顕微鏡(Nikon Instruments)を用いて観察し、画像化した。全ての実験において、油浸対物レンズ(Plan Apochromat Lambda blue60×、開口数(NA)1.4、油)を使用した。サンプルを405nm、488nmおよび561nmのレーザーダイオードで励起した。レーザー光は、レーザー光をガウスプロファイルから均一なフラットトップへと再成形するAndor Borealisユニットを通るマルチモードファイバーへカップリングした。そこから40μmのピンホールディスクを通した。組織切片は高解像度サイエンティフィック相補型金属酸化膜半導体(sCMOS)カメラ(Zyla 4.2,2.0 Andor,Oxford Instruments Company)で画像化した。Fusionソフトウエア(Andor,Oxford Instruments)を取得に使用し、ImageJ/Fiji(1.51s、オープンソースソフトウエア)を画像処理に用いた。
ウエスタンブロット
OB、PFC、CPu、HPC、DRNおよび小脳(Cb)の組織サンプルを脳切片から切り出し、RIPAバッファー(150mMのNaCl、1%のTriton X-100、0.5%のデオキシコレートナトリウム、5mMのEDTA、0.1%のSDS、50mMのTris、pH8.0)中でプロテアーゼおよびホスファターゼ阻害薬と共にホモジェナイズした。Pierce(商標)BCAタンパク質アッセイキット(Thermo Fisher Scientific)を用いて、タンパク質を定量した。タンパク質融解物(10~15μg)を4~15%のSDS-PAGEを用いて分離し、ニトロセルロース膜に電気的に移動させた。タンパク質ブロットをSERT(1:1000、ref.:ab130130、Abcam)および5HT1AR(1:1000、ref.:ab85165、Abcam)に対する1次抗体、およびロード対照となる抗β-アクチン(1:50000、ref.:A3854、Sigma-Aldrich)でプローブ化し、続いてSERTに対応するHRPコンジュゲート抗ヤギIgG(1:20000、ref.:P0449、Dako)および5HT1ARに対応するHRPコンジュゲート抗ウサギIgG(1:10000;ref.:NA934、GE Healthcare Life)とインキュベートした。SuperSignal(商標)化学発光ECL基質キット(Thermo Fisher Scientific)を用いた化学発光によって検出し、およびChemiDoc(商標)イメージングシステム(Bio-Rad)を用いて撮影した。画像をImageLab(商標)ソフトウエア(BioRad)で解析した。
OB、PFC、CPu、HPC、DRNおよび小脳(Cb)の組織サンプルを脳切片から切り出し、RIPAバッファー(150mMのNaCl、1%のTriton X-100、0.5%のデオキシコレートナトリウム、5mMのEDTA、0.1%のSDS、50mMのTris、pH8.0)中でプロテアーゼおよびホスファターゼ阻害薬と共にホモジェナイズした。Pierce(商標)BCAタンパク質アッセイキット(Thermo Fisher Scientific)を用いて、タンパク質を定量した。タンパク質融解物(10~15μg)を4~15%のSDS-PAGEを用いて分離し、ニトロセルロース膜に電気的に移動させた。タンパク質ブロットをSERT(1:1000、ref.:ab130130、Abcam)および5HT1AR(1:1000、ref.:ab85165、Abcam)に対する1次抗体、およびロード対照となる抗β-アクチン(1:50000、ref.:A3854、Sigma-Aldrich)でプローブ化し、続いてSERTに対応するHRPコンジュゲート抗ヤギIgG(1:20000、ref.:P0449、Dako)および5HT1ARに対応するHRPコンジュゲート抗ウサギIgG(1:10000;ref.:NA934、GE Healthcare Life)とインキュベートした。SuperSignal(商標)化学発光ECL基質キット(Thermo Fisher Scientific)を用いた化学発光によって検出し、およびChemiDoc(商標)イメージングシステム(Bio-Rad)を用いて撮影した。画像をImageLab(商標)ソフトウエア(BioRad)で解析した。
統計解析
データは平均±標準誤差で表した。データは、必要に応じて、スチューデントのt検定、1元または2元配置分散分析で解析し、続いて事後検定(Newman-Keuls)を行った。有意性のレベルはP<0.05(両側検定)とした。
データは平均±標準誤差で表した。データは、必要に応じて、スチューデントのt検定、1元または2元配置分散分析で解析し、続いて事後検定(Newman-Keuls)を行った。有意性のレベルはP<0.05(両側検定)とした。
実施例1
In vitroにおけるmiR-135模倣体オリゴの設計、合成および検証
トランスジェニックマウスモデルおよびマウス5HT神経細胞またはDRNにおけるウイルス操作のそれぞれに見られる、内因性miR-135の過剰発現によって示される抗うつ薬効果を模倣するように、miR-135模倣体(オリゴ)を設計した。内因性miR-135に基づき、安定性および細胞浸透性の改善を目的として、オリゴ(miR-135模倣体)に僅かな修飾を加えた。改変オリゴヌクレオチドは、BioSpring(www(dot)biospring(dot)de)というオリゴヌクレオチド製造業者によって、公知の化学に基づき合成され、安定性改善のために各オリゴをデュプレックスとして使用した。17種の異なる模倣体(表1参照)を設計し、合成し、ルシフェラーゼアッセイを用いて検証対象であるHtr1aおよびSlc6a4標的転写産物に対する効果をin vitroでスクリーニングした。ルシフェラーゼアッセイスクリーニングのためにヒト細胞系HEK293Tと、トランスフェクション試薬であるリポフェクタミン2000(Thermo Fisher Scientific)を使用した。
In vitroにおけるmiR-135模倣体オリゴの設計、合成および検証
トランスジェニックマウスモデルおよびマウス5HT神経細胞またはDRNにおけるウイルス操作のそれぞれに見られる、内因性miR-135の過剰発現によって示される抗うつ薬効果を模倣するように、miR-135模倣体(オリゴ)を設計した。内因性miR-135に基づき、安定性および細胞浸透性の改善を目的として、オリゴ(miR-135模倣体)に僅かな修飾を加えた。改変オリゴヌクレオチドは、BioSpring(www(dot)biospring(dot)de)というオリゴヌクレオチド製造業者によって、公知の化学に基づき合成され、安定性改善のために各オリゴをデュプレックスとして使用した。17種の異なる模倣体(表1参照)を設計し、合成し、ルシフェラーゼアッセイを用いて検証対象であるHtr1aおよびSlc6a4標的転写産物に対する効果をin vitroでスクリーニングした。ルシフェラーゼアッセイスクリーニングのためにヒト細胞系HEK293Tと、トランスフェクション試薬であるリポフェクタミン2000(Thermo Fisher Scientific)を使用した。
デュプレックス11が最も強力なmiR-135模倣体オリゴとして見いだされ、5HTR1AレベルおよびSLC6a4レベルの両方に有意に影響を与えた(3’UTRルシフェラーゼ構築物を使用;図3のA~B)。miR-135のデュプレックス11模倣体の設計は次の通りである。
ガイド鎖: 5Ph/UAUGGCUUUUCAUUCCUAUGUGa(配列番号10)
パッセンジャー鎖: ucACAUAGGAAUGAAAAGCCAUa(配列番号13)
小文字(例:a,u,c,g): 2’-O-Me修飾
Ph=リン酸塩、5は、これが配列の5’末端であることを示す。
ガイド鎖: 5Ph/UAUGGCUUUUCAUUCCUAUGUGa(配列番号10)
パッセンジャー鎖: ucACAUAGGAAUGAAAAGCCAUa(配列番号13)
小文字(例:a,u,c,g): 2’-O-Me修飾
Ph=リン酸塩、5は、これが配列の5’末端であることを示す。
調製物によらず、標的転写産物(Htr1aおよびSlc6a4)を常に減少させると特定された模倣体をin vivo実験に更に使用した。
実施例2
miR-135模倣体のin vivoにおけるセロトニン性機能に対する効果
miR-135模倣体のin vivoセロトニン系に対する効果を試験するために、miR-135模倣体(デュプレックス11)を、定位手術を用いて野性型マウスの背側縫線核(DRN)に直接送達した。むき出しの(即ち、未コンジュゲートの)模倣体を急性的に(100μg)投与し、5-HT1A自己受容体(HTR1a)サイレンシングの生理学的事象を、選択的5-HT1ARアゴニストである8-OH-DPATによって誘導される低体温症応答、即ち、マウスにおいて前シナプス5-HT1ARのみによって仲介される効果、を用いて試験した。miR-135模倣体(デュプレックス11)処置マウスは8-OH-DPAT誘導性低体温症を示さなかったが、どちらの対照群(人工脳髄液(aCSF)で処置したマウスまたは対照miR(即ち、むき出しの対照)で処置したマウス)も予想された低体温応答を提示した(図4のA~D)。ベースライン温度の違いは群間で見られなかった(図4のE)。この効果の力学は、急性投与に続く4つの異なる時点(24、48、72および96時間)で示された(図4のA~D)。
miR-135模倣体のin vivoにおけるセロトニン性機能に対する効果
miR-135模倣体のin vivoセロトニン系に対する効果を試験するために、miR-135模倣体(デュプレックス11)を、定位手術を用いて野性型マウスの背側縫線核(DRN)に直接送達した。むき出しの(即ち、未コンジュゲートの)模倣体を急性的に(100μg)投与し、5-HT1A自己受容体(HTR1a)サイレンシングの生理学的事象を、選択的5-HT1ARアゴニストである8-OH-DPATによって誘導される低体温症応答、即ち、マウスにおいて前シナプス5-HT1ARのみによって仲介される効果、を用いて試験した。miR-135模倣体(デュプレックス11)処置マウスは8-OH-DPAT誘導性低体温症を示さなかったが、どちらの対照群(人工脳髄液(aCSF)で処置したマウスまたは対照miR(即ち、むき出しの対照)で処置したマウス)も予想された低体温応答を提示した(図4のA~D)。ベースライン温度の違いは群間で見られなかった(図4のE)。この効果の力学は、急性投与に続く4つの異なる時点(24、48、72および96時間)で示された(図4のA~D)。
実施例3
セルトラリンコンジュゲートmiR-135模倣体のセロトニン性機能に対するin vivo効果
miR-135模倣体の効率に関するin vitroおよびin vivoの検証に続き、セルトラリンコンジュゲートの鼻腔内投与を用いたオリゴヌクレオチドの脳への非侵襲性送達のために既報のアプローチ(Ferres-Coy et al., Mol. Psychiatr. (2016) 21(3): 328-38)を使用した。Ferres-Coy et al.(2016、上記)は、マウスにおいてセルトラリン結合小干渉RNA(siRNA)の鼻腔内投与がSERT発現/機能のサイレンシングを行ったと既に報告している。透過性の嗅上皮を通過した後、セルトラリンコンジュゲートsiRNAは吸収され、深部のRab-7-関連内膜小胞体によってセロトニン細胞体に輸送された。
セルトラリンコンジュゲートmiR-135模倣体のセロトニン性機能に対するin vivo効果
miR-135模倣体の効率に関するin vitroおよびin vivoの検証に続き、セルトラリンコンジュゲートの鼻腔内投与を用いたオリゴヌクレオチドの脳への非侵襲性送達のために既報のアプローチ(Ferres-Coy et al., Mol. Psychiatr. (2016) 21(3): 328-38)を使用した。Ferres-Coy et al.(2016、上記)は、マウスにおいてセルトラリン結合小干渉RNA(siRNA)の鼻腔内投与がSERT発現/機能のサイレンシングを行ったと既に報告している。透過性の嗅上皮を通過した後、セルトラリンコンジュゲートsiRNAは吸収され、深部のRab-7-関連内膜小胞体によってセロトニン細胞体に輸送された。
修飾miR-135模倣体および対照オリゴを非機能性セルトラリン(スペイン国、バルセロナ、NEDKEN SOLUTIONS,S.L.より購入)にコンジュゲートし、ナイーブマウスの背側縫線核(DRN)に急性的に投与した。100μgの用量のセルトラリンコンジュゲートmiR-135模倣体デュプレックス11(miCure-135-1と命名、配列番号10および13に示す)で処置されたマウスは、8-OH-DPAT投与に続いて低体温症応答を示さなかった。この効果は急性投与から7日まで持続した(図5のA~D)。
実施例4
セルトラリンコンジュゲートmiR-135模倣体(30μg)の急性脳内投与による、5HT1aおよびSERTのサイレンシングと抗うつ剤様応答の発生
miR-135によって直接制御されることが既に示されているセロトニン系の遺伝子発現の下方制御におけるセルトラリンコンジュゲートmiR-135の効率についてさらに探求するために、より低用量のmiCure-135-1(30μg)を成体マウスのDRNに急性的に投与した。初めに、高用量(100μg)で実施したのと同様に、5-HT1A自己受容体(HTR1a)のサイレンシングに伴う生理学的事象を8-OH-DPATによって誘導される低体温症応答を用いて検討した。結果は、用量30μgのmiCure-135-1の単回投与では治療から7日まではベースライン温度を変えることなく、選択的HTR1aアゴニストによる低体温症誘導を排除するのに十分であることを示した(図6のA~E)。
セルトラリンコンジュゲートmiR-135模倣体(30μg)の急性脳内投与による、5HT1aおよびSERTのサイレンシングと抗うつ剤様応答の発生
miR-135によって直接制御されることが既に示されているセロトニン系の遺伝子発現の下方制御におけるセルトラリンコンジュゲートmiR-135の効率についてさらに探求するために、より低用量のmiCure-135-1(30μg)を成体マウスのDRNに急性的に投与した。初めに、高用量(100μg)で実施したのと同様に、5-HT1A自己受容体(HTR1a)のサイレンシングに伴う生理学的事象を8-OH-DPATによって誘導される低体温症応答を用いて検討した。結果は、用量30μgのmiCure-135-1の単回投与では治療から7日まではベースライン温度を変えることなく、選択的HTR1aアゴニストによる低体温症誘導を排除するのに十分であることを示した(図6のA~E)。
次に、リアルタイムのCSFの回収を可能にする微小透析プローブをマウスの内側前頭前野(mPFC)に固定し、続いて液体クロマトグラフィーを用いて5-HTレベルを測定した。マウスを1匹ずつケージに入れ、各6分の15個の画分を回収した。8番目の画分はテールサスペンション試験(マウスのうつ病様行動を評価するための試験)中に回収した。結果は、対照群と比べてmiCure-135-1で処置したマウスが不動性時間の有意な減少を示すこと(図6のG)を明らかにし、これはセルトラリンコンジュゲートmiR-135の抗抑うつ剤様効果を示している。注目すべきは、行動的結果と一致するように、処置マウスのmPFC 5-HTレベルは有意に高く(図6のF)、セルトラリンコンジュゲートmiR-135処置マウスのより良い適応機構を示唆した。次に本発明者は、セルトラリンコンジュゲートmiR-135によるSERT遺伝子のサイレンシングが可能か否かを評価した。投与から1~4日後の組織学的試験は、注射後24時間および96時間に背側縫線のSERT結合密度が有意に減少している(対照の75%;図6のH)ことを明らかにした。
実施例5
セルトラリンコンジュゲートmiR-135模倣体(166μg)の急性鼻腔内投与による、5HT1aのサイレンシングと抗うつ/抗不安様応答の発生
非侵襲性送達法の後にmiCure-135-1が抗うつ薬として機能する能力を鼻腔内送達によって試験し、ここで麻酔されたマウスは、5μlのmiCure-135-1を各鼻腔から合計166μg投与された。8-OH-DPAT誘導低体温症を処置から5日間にわたり検査し、miCure-135-1処置マウス群が、HTR1aサイレンシングの生理学的事象である科学的に低い低体温応答を示すことが明らかになった(図7のA)。さらには、miCure-135-1処置マウスのテールサスペンション試験における対照と比べて減少した不動性時間によって、抗抑うつ剤様効果が示され(図7のB)、暗/明移動試験において処置マウスが対照と比べてより多くの時間を明るいコンパートメントで過ごしたことによって、抗不安効果が示された(図7のC)。
セルトラリンコンジュゲートmiR-135模倣体(166μg)の急性鼻腔内投与による、5HT1aのサイレンシングと抗うつ/抗不安様応答の発生
非侵襲性送達法の後にmiCure-135-1が抗うつ薬として機能する能力を鼻腔内送達によって試験し、ここで麻酔されたマウスは、5μlのmiCure-135-1を各鼻腔から合計166μg投与された。8-OH-DPAT誘導低体温症を処置から5日間にわたり検査し、miCure-135-1処置マウス群が、HTR1aサイレンシングの生理学的事象である科学的に低い低体温応答を示すことが明らかになった(図7のA)。さらには、miCure-135-1処置マウスのテールサスペンション試験における対照と比べて減少した不動性時間によって、抗抑うつ剤様効果が示され(図7のB)、暗/明移動試験において処置マウスが対照と比べてより多くの時間を明るいコンパートメントで過ごしたことによって、抗不安効果が示された(図7のC)。
実施例6
In vitroにおける16の高度化学修飾miR-135模倣体オリゴの設計、合成および検証
上述したように、内因性miR-135に基づき、追加のmiR-135模倣体(オリゴ)を設計したが(上記表1を参照)、これらは効力を低下させることなく、安定性を改善し、生来の免疫毒性を減少することを目的とした高度化学修飾を有していた。
In vitroにおける16の高度化学修飾miR-135模倣体オリゴの設計、合成および検証
上述したように、内因性miR-135に基づき、追加のmiR-135模倣体(オリゴ)を設計したが(上記表1を参照)、これらは効力を低下させることなく、安定性を改善し、生来の免疫毒性を減少することを目的とした高度化学修飾を有していた。
16種の異なる模倣体(図8および下記表6参照)を設計し、(上記「一般材料と実験手順」に記載のように)公知の化学を用いて合成し、安定性を改善するためにそれぞれのオリゴをデュプレックスとして使用した。16の異なるmiR-135模倣体のルシフェラーゼアッセイを用いて検証対象であるHtr1aおよびSlc6a4標的転写産物に対する効果をin vitroでスクリーニングした。ルシフェラーゼアッセイスクリーニングのためにヒト細胞系HEK293Tと、トランスフェクション試薬であるリポフェクタミン2000(Thermo Fisher Scientific)を使用した。
miCure-135-1、miCure-135-2、miCure-135-3、miCure-135-9、miCure-135-10およびmiCure-135-11が最も強力なmiR-135模倣体オリゴであり、5HTR1AレベルおよびSLC6a4レベルの両方に有意な影響を与えた(3’UTRルシフェラーゼ構築物を使用;図9A~図9B)。
調製物によらず、標的転写産物(Htr1aおよびSlc6a4)を常に減少させると特定された模倣体を追加の実験に更に使用した。
実施例7
miR-135オリゴの高度化学修飾による、in vitroのPBMCによるサイトカイン分泌パターンの変化
生体が自己と認識しないオリゴヌクレオチドは、典型的には、炎症促進性サイトカインの放出を通じて免疫応答を誘導する。オリゴヌクレオチドの化学修飾は、能力を増加し、生来の免疫活性を減少させる潜在的能力を発揮させることを目的とする。新規修飾による免疫活性化誘導パターンを試験するために、健常者のボランティアの新鮮なバフィーコート(上記「一般材料と実験手順」に記載のように、輸血センターより入手)から出発して、フィコール密度勾配遠心分離でヒト末梢血単核細胞(PBMC)を単離した。PMBCを種々の模倣体で24時間処理し、上清中のサイトカインの存在について、メゾスケールディスカバリー(MSD)上で実行されたマルチプレックスアッセイで解析した。
miR-135オリゴの高度化学修飾による、in vitroのPBMCによるサイトカイン分泌パターンの変化
生体が自己と認識しないオリゴヌクレオチドは、典型的には、炎症促進性サイトカインの放出を通じて免疫応答を誘導する。オリゴヌクレオチドの化学修飾は、能力を増加し、生来の免疫活性を減少させる潜在的能力を発揮させることを目的とする。新規修飾による免疫活性化誘導パターンを試験するために、健常者のボランティアの新鮮なバフィーコート(上記「一般材料と実験手順」に記載のように、輸血センターより入手)から出発して、フィコール密度勾配遠心分離でヒト末梢血単核細胞(PBMC)を単離した。PMBCを種々の模倣体で24時間処理し、上清中のサイトカインの存在について、メゾスケールディスカバリー(MSD)上で実行されたマルチプレックスアッセイで解析した。
このアッセイの結果は、2つの新規デュプレックスであるmiCure-135-2およびmiCure-135-3は、試験したサイトカイン(それぞれ図10A~図10Eおよび図11A~図11F)の分泌を誘導しないことを明示し、miR-135-1はTNF-アルファ(図10A)およびIFN-アルファ-2a(図10B)の中庸な活性化を示し、miR-135-9はIFN-アルファ-2aの高分泌(図11A)およびTNF-アルファの低分泌(図11B)を誘導し、miR-135-11はIFN-アルファ-2aの高分泌(図11A)およびTNF-アルファ(図11B)とIFN-ガンマ(図11C)の低分泌を誘導した。MiCure-135-10の結果はTNF-アルファおよびIFN-アルファ-2a(それぞれ図10Aおよび図10B)の非常に高い分泌を明らかにした。最も低レベルの分泌を誘導すると同定されたデュプレックス(即ち、miCure-135-2およびmiCure-135-3)を更にin vivoで試験した。miCure-135-9、miCure-135-10およびmiCure-135-11による比較的高いサイトカイン分泌誘導は、これらに共通の、5’末端と3’末端の1つにある正常なホスホジエステルを置換する2つのホスホロチオエート結合からなるパッセンジャー鎖に関連する可能性があり、これについても試験した。
実施例8
急性DRN投与したセルトラリンコンジュゲートmiR-135模倣体による、セロトニン性機能への影響および抗うつ剤様応答の発生
miR-135模倣体のin vivoセロトニン系に対する効果を更に試験するために、非機能性セルトラリンにコンジュゲートした3種のmiR-135模倣体、即ち、miCure-135-2(配列番号41および13に示す)、miCure-135-3(配列番号42および13に示す)およびmiCure-135-9(配列番号10および47に示す)を、定位手術を用いて背側縫線核(DRN)に直接送達した。
急性DRN投与したセルトラリンコンジュゲートmiR-135模倣体による、セロトニン性機能への影響および抗うつ剤様応答の発生
miR-135模倣体のin vivoセロトニン系に対する効果を更に試験するために、非機能性セルトラリンにコンジュゲートした3種のmiR-135模倣体、即ち、miCure-135-2(配列番号41および13に示す)、miCure-135-3(配列番号42および13に示す)およびmiCure-135-9(配列番号10および47に示す)を、定位手術を用いて背側縫線核(DRN)に直接送達した。
miCure-135-2およびmiCure-135-9を急性的に(30μg)投与し、5-HT1A自己受容体(HTR1a)サイレンシングの生理学的結果について、選択的5-HT1ARアゴニストである8-OH-DPATによって誘導される低体温症応答、即ち、マウスにおいて前シナプス5-HT1ARのみによって仲介される効果、を用いて試験した。図12のA~Dに図示されるように、セルトラリンコンジュゲートmiR-135処置マウス(miCure-135-2およびmiCure-135-9の両方の模倣体)は低体温症を示さなかったが、いずれの対照群、即ち、人工脳髄液(aCSF)で処置したマウスまたは対照miRで処置したマウスも、予想された低体温応答を提示した。ベースライン温度の違いは群間で見られなかった(図12のE)。この効果の力学は、急性投与に続く3つの異なる時点で示された。
次に、miCure-135-3およびセルトラリンコンジュゲート対照をマウスDRNに急性的に(100μg)投与し、セロトニントランスポーター(SERT)サイレンシングの機能的事象を検討した。そのために、リアルタイムのCSFの回収を可能にする微小透析プローブをマウスの内側前頭前野(mPFC)に固定し、続いて液体クロマトグラフィーを用いて5-HTレベルを測定した。マウスを1匹ずつケージに入れ、各20分の12個の画分を回収した。7番目の画分から局所選択的セロトニン再取り込み阻害薬(10μMのシタロプラム)を逆透析によって浸潤させたところ、細胞外5-ヒドロキシトリプタミン(5-HT)の増加がもたらされた。miCure-135-3処置マウスにおける5-HTレベルの増加は対照群のレベルと比べて有意に低く(図12のF)、miCure-135-3が利用可能なセロトニントランスポーターの減少をもたらすことを示唆した。同じ実験群、即ち、DRNに100μgのmiCure-135-3またはコンジュゲート対照を1回注射したマウスを、テールサスペンション試験で試験した。結果は、対照群と比べてmiCure-135-3で処置したマウスは不動性時間の有意な減少を示すこと(図12のG)を明らかにし、これはセルトラリンコンジュゲートmiR-135模倣体(例:miCure-135-3)の抗抑うつ剤様効果を示している。
実施例9
セルトラリンコンジュゲートmiR-135模倣体の鼻腔内および脳室内投与による、5HT1aおよびSERTのサイレンシング
セルトラリンコンジュゲートmiR-135模倣体が、臨床的に認められた薬物投与法で抗うつ薬として機能する潜在的能力を、非侵襲性の投与方法(即ち、鼻腔内)を用いて示した。マウスを急性的にmiCure-135-3で処置し、8-OH-DPAT投与の48時間後に誘導される低体温症を検討した。200μg(図13のC)および100μg(図13のB)のmiCure-135-3の投与は、対照処置マウスと比べて、処置マウスの低体温症を有意に減少させた。50μgのmiCure-135-3の急性鼻腔内投与は、低体温症応答の減少について明らかな傾向(p=0.054)を示した(図13のA)。同様の応答が、miCure-135-2(200μg/日)の鼻腔内投与から7日後にも見られた(図13のD).
セルトラリンコンジュゲートmiR-135模倣体の鼻腔内および脳室内投与による、5HT1aおよびSERTのサイレンシング
セルトラリンコンジュゲートmiR-135模倣体が、臨床的に認められた薬物投与法で抗うつ薬として機能する潜在的能力を、非侵襲性の投与方法(即ち、鼻腔内)を用いて示した。マウスを急性的にmiCure-135-3で処置し、8-OH-DPAT投与の48時間後に誘導される低体温症を検討した。200μg(図13のC)および100μg(図13のB)のmiCure-135-3の投与は、対照処置マウスと比べて、処置マウスの低体温症を有意に減少させた。50μgのmiCure-135-3の急性鼻腔内投与は、低体温症応答の減少について明らかな傾向(p=0.054)を示した(図13のA)。同様の応答が、miCure-135-2(200μg/日)の鼻腔内投与から7日後にも見られた(図13のD).
脳室内(ICV)送達方法は髄腔内投与のモデルとなることを目的としており、いずれにおいても薬剤はCSFに直接投与される。この実験では、マウス脳室内に留置されたカニューレに皮下浸透圧ミニポンプを繋げた。miCure-135-3を200μg/日の速度で第二脳室に7日間にわたり絶えず送達した。対照と比べてより少ない体温減少がmiCure-135-2処置群に見られた(図13のE)。総合すると、低体温症の結果(図13のA~E)は、セルトラリンコンジュゲートmiR-135模倣体がセロトニン性自己受容体(5HT1a)の減少に成功したことを示唆している。
次に、セルトラリンコンジュゲートmiR-135模倣体のセロトニントランスポーター(SERT)レベルに対する影響を調査するために、リアルタイムのCSFの回収を可能にする微小透析プローブをマウスの内側前頭前野(mPFC)に固定し、続いて液体クロマトグラフィーを用いて5-HTレベルを測定した。マウスを1匹ずつケージに入れ、各20分の18個の画分を回収した。7番目の画分から局所選択的セロトニン再取り込み阻害薬(10μMのシタロプラム)を逆透析によって浸潤させたところ、細胞外5-ヒドロキシトリプタミン(5-HT)の増加がもたらされた。miCure-135-3処置群における5-HTレベルの増加は、対照群のレベルと比べて有意に低く(図13のF)、セルトラリンコンジュゲートmiR-135模倣体(例:miCure-135-3)の鼻腔内投与が背側縫線核のセロトニントランスポーターの減少をもたらすことを示唆した。
実施例10
miCure-135-3の急性鼻腔内投与による、セロトニン機能に対する影響および抗うつ剤様応答の発生
非侵襲的に投与されたセルトラリンコンジュゲートmiR-135模倣体のセロトニン機能に対する効果をさらに探索するために、野性型マウスに鼻腔内経路を用いてmiCure-135-3を送達した。セルトラリンコンジュゲートmiR-135がSERTおよび5-HT1A自己受容体(HTR1AR)のタンパク質レベルを減少させることができるかを評価するために、miCure-135-3で急性的にマウスを処置したところ、投与から3日後に採取したサンプルの免疫ブロット解析は、注射後72時間の背側縫線においてSERTおよびHTR1Arのタンパク質レベルが有意に減少した(どちらのタンパク質も対照の75%;図14のA~D)ことを明らかにした。
miCure-135-3の急性鼻腔内投与による、セロトニン機能に対する影響および抗うつ剤様応答の発生
非侵襲的に投与されたセルトラリンコンジュゲートmiR-135模倣体のセロトニン機能に対する効果をさらに探索するために、野性型マウスに鼻腔内経路を用いてmiCure-135-3を送達した。セルトラリンコンジュゲートmiR-135がSERTおよび5-HT1A自己受容体(HTR1AR)のタンパク質レベルを減少させることができるかを評価するために、miCure-135-3で急性的にマウスを処置したところ、投与から3日後に採取したサンプルの免疫ブロット解析は、注射後72時間の背側縫線においてSERTおよびHTR1Arのタンパク質レベルが有意に減少した(どちらのタンパク質も対照の75%;図14のA~D)ことを明らかにした。
次に、セルトラリンコンジュゲートmiR-135模倣体のセロトニントランスポーター(SERT)レベルに対する効果を調査するために、リアルタイムのCSFの回収を可能にする微小透析プローブをマウスの内側前頭前野(mPFC)に固定し、続いて液体クロマトグラフィーを用いて5-HTレベルを測定した。投与から48時間後に、マウスを1匹ずつケージに入れ、各20分の12個の画分を回収した。7番目の画分から局所選択的セロトニン再取り込み阻害薬(10μMのシタロプラム)を逆透析によって浸潤させたところ、細胞外5-ヒドロキシトリプタミン(5-HT)の増加がもたらされた。miCure-135-3処置群における5-HTレベルの増加は、対照群のレベルと比べて有意に低く(図14のF)、セルトラリンコンジュゲートmiR-135模倣体(例:miCure-135-3)の鼻腔内投与が背側縫線核のセロトニントランスポーターの減少をもたらすことを示唆した。
mPFCに固定したのと同じプローブを使用し、HTR1ARレベルに対するmiCure-135-3の急性鼻腔内投与の効果の調査を目的とした追加の微小透析実験に同じ群のマウスを付した。液体クロマトグラフィーを用いて5-HTレベルを測定するために、投与の72時間後にリアルタイムのCSFを回収した。マウスを1匹ずつケージに入れ、各20分の12個の画分を回収した。6番目の画分においては、選択的HTR1aアゴニスト(8-OH-DPAT、1mg kg-1,i.p.)の腹腔内注射は、細胞外5-ヒドロキシトリプタミン(5-HT)の増加をもたらした。miCure-135-3処置群における5-HTレベルの減少は、対照群のレベルと比べて有意に短く(図14のE)、セルトラリンコンジュゲートmiR-135模倣体(例:miCure-135-3)の鼻腔内投与による背側縫線核の5-HT1A自己受容体の減少を示唆した。同じ実験群、即ち、2500μgのmiCure-135-3またはコンジュゲート対照の鼻腔内投与を1回受けたマウス、をテールサスペンション試験で試験した。結果は、miCure-135-3で処置したマウスは対照群と比べて不動性時間の有意な減少を示し(図14のG)、セルトラリンコンジュゲートmiR-135模倣体(例:miCure-135-3)の抗抑うつ剤様効果を表している。
実施例11
うつ病様誘導プロトコルに付したマウスにおける、セルトラリンコンジュゲートmiR-135模倣体の急性鼻腔内投与による抑うつ様行動の減少
セルトラリンコンジュゲートmiR-135模倣体が抗うつ剤として働く潜在的能力をうつ病様マウスモデルで示した。飲料水中のコルチコステロンでマウスを処置し、28日間にわたり、毎日2時間、拘束ストレス下に置いた。パラダイムに付したマウスは、うつ病様行動の増加を示した。プロトコルに続き、マウスを1用量のmiCure-135-3(2500μg)で処置した。抗抑うつ剤様効果は、処置から3日後のmiCure-135-3処置マウスのテールサスペンション試験における、対照と比べて減少した不動性時間によって示された(図15)。
うつ病様誘導プロトコルに付したマウスにおける、セルトラリンコンジュゲートmiR-135模倣体の急性鼻腔内投与による抑うつ様行動の減少
セルトラリンコンジュゲートmiR-135模倣体が抗うつ剤として働く潜在的能力をうつ病様マウスモデルで示した。飲料水中のコルチコステロンでマウスを処置し、28日間にわたり、毎日2時間、拘束ストレス下に置いた。パラダイムに付したマウスは、うつ病様行動の増加を示した。プロトコルに続き、マウスを1用量のmiCure-135-3(2500μg)で処置した。抗抑うつ剤様効果は、処置から3日後のmiCure-135-3処置マウスのテールサスペンション試験における、対照と比べて減少した不動性時間によって示された(図15)。
実施例12
鼻腔内投与に続く、miR-135模倣体の背側縫線核における選択的蓄積
鼻腔内投与に続くmiR-135模倣体の脳内分布を検討するために、alexa488標識miCure-135-3を合成した。標識分子は鼻腔内投与によってマウスに送達し、投与から6時間後に脳組織を回収した。共焦点蛍光顕微鏡は、鼻腔内投与後にTPH2陽性中脳5-HT神経細胞の細胞内からalexa488標識miCure-135-3が検出されることを明らかにした(図16のA~C)。共焦点解析は、投与部位(嗅球)または脳室(海馬および線条体)の近傍の脳領域の細胞にalexa488標識miCure-135-3が不存在であることを示し(図16のD)、表面SERT発現がオリゴヌクレオチドの取り込みおよび内部移行に必須であり、miCure-135-3がDRNに選択的に蓄積されることを支持した。
鼻腔内投与に続く、miR-135模倣体の背側縫線核における選択的蓄積
鼻腔内投与に続くmiR-135模倣体の脳内分布を検討するために、alexa488標識miCure-135-3を合成した。標識分子は鼻腔内投与によってマウスに送達し、投与から6時間後に脳組織を回収した。共焦点蛍光顕微鏡は、鼻腔内投与後にTPH2陽性中脳5-HT神経細胞の細胞内からalexa488標識miCure-135-3が検出されることを明らかにした(図16のA~C)。共焦点解析は、投与部位(嗅球)または脳室(海馬および線条体)の近傍の脳領域の細胞にalexa488標識miCure-135-3が不存在であることを示し(図16のD)、表面SERT発現がオリゴヌクレオチドの取り込みおよび内部移行に必須であり、miCure-135-3がDRNに選択的に蓄積されることを支持した。
実施例13
miR-135模倣体は脳内の細胞生存率に影響しない
更にmiR-135模倣体の安全性について試験するために、コンジュゲート対照、miCure-135-3、または細胞生存率に影響しないという既報のある陽性対照(Ferres-Coy et al., Mol. Psychiatr. (2016) 21(3): 328-38に教示の、SERTに対するコンジュゲートしたセルトラリン-siRNA)の単回直接注射をマウスの背側縫線核に直接行った。中脳縫線核の切片を、神経細胞性(NeuN陽性)、セロトニン性神経細胞性(TPH陽性)またはマイクログリア性(Iba-1陽性)のマーカーで染色した。免疫組織化学解析はmiCure-135-3が神経細胞変性(図17のA)、セロトニン性神経細胞変性(図17のC)または免疫応答(図17のB)を誘導しないことを示した。これらは、種々の治療下でNeuN、Iba1およびTPHで染色した中脳縫線核の代表的画像からも見られる(図17のD)。これらデータはmiCure-135-3の特異性および安全性を支持する。
miR-135模倣体は脳内の細胞生存率に影響しない
更にmiR-135模倣体の安全性について試験するために、コンジュゲート対照、miCure-135-3、または細胞生存率に影響しないという既報のある陽性対照(Ferres-Coy et al., Mol. Psychiatr. (2016) 21(3): 328-38に教示の、SERTに対するコンジュゲートしたセルトラリン-siRNA)の単回直接注射をマウスの背側縫線核に直接行った。中脳縫線核の切片を、神経細胞性(NeuN陽性)、セロトニン性神経細胞性(TPH陽性)またはマイクログリア性(Iba-1陽性)のマーカーで染色した。免疫組織化学解析はmiCure-135-3が神経細胞変性(図17のA)、セロトニン性神経細胞変性(図17のC)または免疫応答(図17のB)を誘導しないことを示した。これらは、種々の治療下でNeuN、Iba1およびTPHで染色した中脳縫線核の代表的画像からも見られる(図17のD)。これらデータはmiCure-135-3の特異性および安全性を支持する。
実施例14
慢性社会敗北ストレスのうつ病様プロトコルにおけるセルトラリンコンジュゲートmiR-135の急性鼻腔内投与による効果の評価
抗うつ剤としてのセルトラリンコンジュゲートmiR-135模倣体の効果は、攻撃性ICRマウスを用いた慢性社会的敗北ストレスプロトコルを用いて示された[Krishnan V. et al., Cell (2007) 131:391-404の既報]。このパラダイム提示に付されたマウスはうつ病様行動が増加した。マウスを1用量のmiCure-135-3(2500μg)で処置し、処置から2日および3日後にテールサスペンション試験の不動性時間を測定し、対照とmiCure-135-3処置マウスを比較することで、抗抑うつ剤様効果を試験した。
慢性社会敗北ストレスのうつ病様プロトコルにおけるセルトラリンコンジュゲートmiR-135の急性鼻腔内投与による効果の評価
抗うつ剤としてのセルトラリンコンジュゲートmiR-135模倣体の効果は、攻撃性ICRマウスを用いた慢性社会的敗北ストレスプロトコルを用いて示された[Krishnan V. et al., Cell (2007) 131:391-404の既報]。このパラダイム提示に付されたマウスはうつ病様行動が増加した。マウスを1用量のmiCure-135-3(2500μg)で処置し、処置から2日および3日後にテールサスペンション試験の不動性時間を測定し、対照とmiCure-135-3処置マウスを比較することで、抗抑うつ剤様効果を試験した。
本発明をその特定の実施形態との関連で説明したが、多数の代替、修正および変種が当業者には明らかであろう。従って、そのような代替、修正および変種の全ては、添付の特許請求の範囲の趣旨および広い範囲内に含まれることを意図するものである。
本明細書で言及した全ての刊行物、特許および特許出願は、個々の刊行物、特許および特許出願のそれぞれについて具体的且つ個別に本明細書に援用する場合と同程度に、それらの全体を本明細書の一部を構成するものとして援用することを出願人は意図する。加えて、本願における如何なる参考文献の引用または特定は、このような参考文献が本発明の先行技術として使用できることの容認として解釈されるべきではない。また、各節の表題が使用される範囲において、必ずしも限定として解釈されるべきではない。更に、本出願の優先権書類は、その全体が本明細書の一部を構成するものとしてここに援用する。
配列番号1: in vitroのmiR-135模倣体オリゴ;1位は5’リン酸化;23位は2-OMe修飾
配列番号2: in vitroのmiR-135模倣体オリゴ;1位~2位は2-OMe修飾;22位は2-OMe修飾
配列番号3:miR-135模倣体オリゴ;1位~2位は2-OMe修飾;22位は2-OMe修飾
配列番号4: miR-135模倣体オリゴ;1位~2位は2-OMe修飾;23位は2-OMe修飾
配列番号5: miR-135模倣体オリゴ;1位は5’リン酸化;10位~11位は2-OMe修飾;23位は2-OMe修飾
配列番号6: miR-135模倣体オリゴ;1位~2位は2-OMe修飾;10位は2-OMe修飾;22位は2-OMe修飾
配列番号7: miR-135模倣体オリゴ;1位は5’リン酸化;1位~2位は2-OMe修飾;4位は2-OMe修飾;23位は2-OMe修飾
配列番号8: miR-135模倣体オリゴ;1位は5’リン酸化;1位~2位は2-OMe修飾;4位は2-OMe修飾;23位は2-OMe修飾
配列番号9: miR-135模倣体オリゴ;1位は2-OMe修飾;23位は2-OMe修飾
配列番号10: miR-135模倣体オリゴ;1位は5’リン酸化;23位は2-OMe修飾
配列番号11: miR-135模倣体オリゴ;1位~2位は2-OMe修飾;22位は2-OMe修飾
配列番号12: miR-135模倣体オリゴ;1位~2位は2-OMe修飾
配列番号13: miR-135模倣体オリゴ;1位~2位は2-OMe修飾;1位は5’末端でセルトラリンまたは他の細胞標的化部分にコンジュゲート可能;23位は2-OMe修飾
配列番号14: miR-135模倣体オリゴ;1位は5’リン酸化;11位~13位は2-OMe修飾;23位は2-OMe修飾
配列番号15: miR-135模倣体オリゴ;1位~2位は2-OMe修飾;9位~10位は2-OMe修飾;22位は2-OMe修飾
配列番号16: miR-135模倣体オリゴ;1位は5’リン酸化;1位~2位は2-OMe修飾;4位は2-OMe修飾;23位は2-OMe修飾
配列番号2: in vitroのmiR-135模倣体オリゴ;1位~2位は2-OMe修飾;22位は2-OMe修飾
配列番号3:miR-135模倣体オリゴ;1位~2位は2-OMe修飾;22位は2-OMe修飾
配列番号4: miR-135模倣体オリゴ;1位~2位は2-OMe修飾;23位は2-OMe修飾
配列番号5: miR-135模倣体オリゴ;1位は5’リン酸化;10位~11位は2-OMe修飾;23位は2-OMe修飾
配列番号6: miR-135模倣体オリゴ;1位~2位は2-OMe修飾;10位は2-OMe修飾;22位は2-OMe修飾
配列番号7: miR-135模倣体オリゴ;1位は5’リン酸化;1位~2位は2-OMe修飾;4位は2-OMe修飾;23位は2-OMe修飾
配列番号8: miR-135模倣体オリゴ;1位は5’リン酸化;1位~2位は2-OMe修飾;4位は2-OMe修飾;23位は2-OMe修飾
配列番号9: miR-135模倣体オリゴ;1位は2-OMe修飾;23位は2-OMe修飾
配列番号10: miR-135模倣体オリゴ;1位は5’リン酸化;23位は2-OMe修飾
配列番号11: miR-135模倣体オリゴ;1位~2位は2-OMe修飾;22位は2-OMe修飾
配列番号12: miR-135模倣体オリゴ;1位~2位は2-OMe修飾
配列番号13: miR-135模倣体オリゴ;1位~2位は2-OMe修飾;1位は5’末端でセルトラリンまたは他の細胞標的化部分にコンジュゲート可能;23位は2-OMe修飾
配列番号14: miR-135模倣体オリゴ;1位は5’リン酸化;11位~13位は2-OMe修飾;23位は2-OMe修飾
配列番号15: miR-135模倣体オリゴ;1位~2位は2-OMe修飾;9位~10位は2-OMe修飾;22位は2-OMe修飾
配列番号16: miR-135模倣体オリゴ;1位は5’リン酸化;1位~2位は2-OMe修飾;4位は2-OMe修飾;23位は2-OMe修飾
配列番号17: 一本鎖DNAオリゴヌクレオチド
配列番号18: 一本鎖DNAオリゴヌクレオチド
配列番号19: 一本鎖DNAオリゴヌクレオチド
配列番号20: 一本鎖DNAオリゴヌクレオチド
配列番号21: 一本鎖DNAオリゴヌクレオチド
配列番号22: 一本鎖DNAオリゴヌクレオチド
配列番号23: 一本鎖DNAオリゴヌクレオチド
配列番号24: 一本鎖DNAオリゴヌクレオチド
配列番号25: 一本鎖DNAオリゴヌクレオチド
配列番号26: 一本鎖DNAオリゴヌクレオチド
配列番号27: 一本鎖DNAオリゴヌクレオチド
配列番号28: 一本鎖DNAオリゴヌクレオチド
配列番号29: 一本鎖DNAオリゴヌクレオチド
配列番号30: 一本鎖DNAオリゴヌクレオチド
配列番号31: 一本鎖DNAオリゴヌクレオチド
配列番号32: 一本鎖DNAオリゴヌクレオチド
配列番号33: 一本鎖DNAオリゴヌクレオチド
配列番号34: 一本鎖DNAオリゴヌクレオチド
配列番号35: 一本鎖DNAオリゴヌクレオチド
配列番号36: 一本鎖DNAオリゴヌクレオチド
配列番号37: 成熟miR-135b
配列番号38: 成熟miR-135b*
配列番号39: miR-135bマイクロRNA前駆体
配列番号40: miR-135bに相補的なRNAオリゴヌクレオチド
配列番号18: 一本鎖DNAオリゴヌクレオチド
配列番号19: 一本鎖DNAオリゴヌクレオチド
配列番号20: 一本鎖DNAオリゴヌクレオチド
配列番号21: 一本鎖DNAオリゴヌクレオチド
配列番号22: 一本鎖DNAオリゴヌクレオチド
配列番号23: 一本鎖DNAオリゴヌクレオチド
配列番号24: 一本鎖DNAオリゴヌクレオチド
配列番号25: 一本鎖DNAオリゴヌクレオチド
配列番号26: 一本鎖DNAオリゴヌクレオチド
配列番号27: 一本鎖DNAオリゴヌクレオチド
配列番号28: 一本鎖DNAオリゴヌクレオチド
配列番号29: 一本鎖DNAオリゴヌクレオチド
配列番号30: 一本鎖DNAオリゴヌクレオチド
配列番号31: 一本鎖DNAオリゴヌクレオチド
配列番号32: 一本鎖DNAオリゴヌクレオチド
配列番号33: 一本鎖DNAオリゴヌクレオチド
配列番号34: 一本鎖DNAオリゴヌクレオチド
配列番号35: 一本鎖DNAオリゴヌクレオチド
配列番号36: 一本鎖DNAオリゴヌクレオチド
配列番号37: 成熟miR-135b
配列番号38: 成熟miR-135b*
配列番号39: miR-135bマイクロRNA前駆体
配列番号40: miR-135bに相補的なRNAオリゴヌクレオチド
配列番号41: miR-135模倣体オリゴ;1位は5’リン酸化;1位は2-O-MOE-5-Me;24位は2-OMe修飾
配列番号42: miR-135模倣体オリゴ;1位は5’リン酸化;1位は2-O-MOE-5-Me;24位は2-OMe修飾;25位~26位は2-OMe修飾;25位~26位はホスホロチオエート結合
配列番号43: miR-135模倣体オリゴ;1位は5’リン酸化;1位は2-O-MOE-5-Me;2位は2’-フルオロ;2位は2’-フルオロ;3位は2’-O-Me;4位は2’-フルオロ;5位は2’-O-Me;6位は2’-フルオロ;7位は2’-O-Me;8位は2’-フルオロ;9位は2’-O-Me;10位は2’-フルオロ;11位は2’-O-Me;12位は2’-フルオロ;13位は2’-O-Me;14位は2’-フルオロ;15位は2’-O-Me;16位は2’-フルオロ;17位は2’-O-Me;18位は2’-フルオロ;19位は2’-O-Me;20位は2’-フルオロ;21位は2’-O-Me;22位は2’-フルオロ;23位~24位は2’-O-Me;25位~26位は2-OMe修飾;25位~26位はホスホロチオエート結合
配列番号44: miR-135模倣体オリゴ;1位は5’リン酸化;1位は2-O-MOE-5-Me;1位~3位はホスホロチオエート結合;2位は2’-フルオロ;2位は2’-フルオロ;3位は2’-O-Me;4位は2’-フルオロ;4位~5位はホスホロチオエート結合;5位は2’-O-Me;6位は2’-フルオロ;6位~7位はホスホロチオエート結合;7位~7位は2’-O-Me;8位は2’-フルオロ;8位~9位はホスホロチオエート結合;9位は2’-O-Me;10位は2’-フルオロ;10位~11位はホスホロチオエート結合;11位は2’-O-Me;12位は2’-フルオロ;12位~13位はホスホロチオエート結合;13位は2’-O-Me;14位は2’-フルオロ;14位~26位はホスホロチオエート結合;15位は2’-O-Me;16位は2’-フルオロ;17位は2’-O-Me;18位は2’-フルオロ;19位は2’-O-Me;20位は2’-フルオロ;21位は2’-O-Me;22位は2’-フルオロ;23位~24位は2’-O-Me;25位~26位は2-OMe修飾
配列番号45: miR-135模倣体オリゴ;1位は5’リン酸化;1位は2-O-MOE-5-Me;1位~3位はホスホロチオエート結合;2位は2’-フルオロ;4位~5位はホスホロチオエート結合;6位~7位はホスホロチオエート結合;8位~9位はホスホロチオエート結合;10位~11位はホスホロチオエート結合;10位は2’-フルオロ;11位は2’-O-Me;12位~13位はホスホロチオエート結合;14位~26位はホスホロチオエート結合;15位は2’-O-Me;16位は2’-フルオロ;17位は2’-O-Me;18位は2’-フルオロ;19位は2’-O-Me;20位は2’-フルオロ;21位は2’-O-Me;22位は2’-フルオロ;23位~24位は2’-O-Me;25位~26位は2-OMe修飾
配列番号46: miR-135模倣体オリゴ;1位は5’リン酸化;1位は2-O-MOE-5-Me;1位~2位はホスホロチオエート結合;2位は2’-フルオロ;10位~11位はホスホロチオエート結合;10位は2’-フルオロ;11位は2’-O-Me;15位~26位はホスホロチオエート結合;15位は2’-O-Me;16位は2’-フルオロ;17位は2’-O-Me;18位は2’-フルオロ;19位は2’-O-Me;20位は2’-フルオロ;21位は2’-O-Me;22位は2’-フルオロ;23位~24位は2’-O-Me;25位~26位は2-OMe修飾
配列番号47: miR-135模倣体オリゴ;1位~2位は2’-O-Me;1位は5’末端でセルトラリンまたは他の細胞標的化部分にコンジュゲート可能;1位~2位はホスホロチオエート結合;22位~23位はホスホロチオエート結合;23位は2’-O-Me
配列番号42: miR-135模倣体オリゴ;1位は5’リン酸化;1位は2-O-MOE-5-Me;24位は2-OMe修飾;25位~26位は2-OMe修飾;25位~26位はホスホロチオエート結合
配列番号43: miR-135模倣体オリゴ;1位は5’リン酸化;1位は2-O-MOE-5-Me;2位は2’-フルオロ;2位は2’-フルオロ;3位は2’-O-Me;4位は2’-フルオロ;5位は2’-O-Me;6位は2’-フルオロ;7位は2’-O-Me;8位は2’-フルオロ;9位は2’-O-Me;10位は2’-フルオロ;11位は2’-O-Me;12位は2’-フルオロ;13位は2’-O-Me;14位は2’-フルオロ;15位は2’-O-Me;16位は2’-フルオロ;17位は2’-O-Me;18位は2’-フルオロ;19位は2’-O-Me;20位は2’-フルオロ;21位は2’-O-Me;22位は2’-フルオロ;23位~24位は2’-O-Me;25位~26位は2-OMe修飾;25位~26位はホスホロチオエート結合
配列番号44: miR-135模倣体オリゴ;1位は5’リン酸化;1位は2-O-MOE-5-Me;1位~3位はホスホロチオエート結合;2位は2’-フルオロ;2位は2’-フルオロ;3位は2’-O-Me;4位は2’-フルオロ;4位~5位はホスホロチオエート結合;5位は2’-O-Me;6位は2’-フルオロ;6位~7位はホスホロチオエート結合;7位~7位は2’-O-Me;8位は2’-フルオロ;8位~9位はホスホロチオエート結合;9位は2’-O-Me;10位は2’-フルオロ;10位~11位はホスホロチオエート結合;11位は2’-O-Me;12位は2’-フルオロ;12位~13位はホスホロチオエート結合;13位は2’-O-Me;14位は2’-フルオロ;14位~26位はホスホロチオエート結合;15位は2’-O-Me;16位は2’-フルオロ;17位は2’-O-Me;18位は2’-フルオロ;19位は2’-O-Me;20位は2’-フルオロ;21位は2’-O-Me;22位は2’-フルオロ;23位~24位は2’-O-Me;25位~26位は2-OMe修飾
配列番号45: miR-135模倣体オリゴ;1位は5’リン酸化;1位は2-O-MOE-5-Me;1位~3位はホスホロチオエート結合;2位は2’-フルオロ;4位~5位はホスホロチオエート結合;6位~7位はホスホロチオエート結合;8位~9位はホスホロチオエート結合;10位~11位はホスホロチオエート結合;10位は2’-フルオロ;11位は2’-O-Me;12位~13位はホスホロチオエート結合;14位~26位はホスホロチオエート結合;15位は2’-O-Me;16位は2’-フルオロ;17位は2’-O-Me;18位は2’-フルオロ;19位は2’-O-Me;20位は2’-フルオロ;21位は2’-O-Me;22位は2’-フルオロ;23位~24位は2’-O-Me;25位~26位は2-OMe修飾
配列番号46: miR-135模倣体オリゴ;1位は5’リン酸化;1位は2-O-MOE-5-Me;1位~2位はホスホロチオエート結合;2位は2’-フルオロ;10位~11位はホスホロチオエート結合;10位は2’-フルオロ;11位は2’-O-Me;15位~26位はホスホロチオエート結合;15位は2’-O-Me;16位は2’-フルオロ;17位は2’-O-Me;18位は2’-フルオロ;19位は2’-O-Me;20位は2’-フルオロ;21位は2’-O-Me;22位は2’-フルオロ;23位~24位は2’-O-Me;25位~26位は2-OMe修飾
配列番号47: miR-135模倣体オリゴ;1位~2位は2’-O-Me;1位は5’末端でセルトラリンまたは他の細胞標的化部分にコンジュゲート可能;1位~2位はホスホロチオエート結合;22位~23位はホスホロチオエート結合;23位は2’-O-Me
Claims (53)
- 配列番号37に示すmiR-135bの核酸配列および配列番号40に示す相補鎖を含む合成miR-135分子を含む、組成物。
- 前記miR-135分子が50個以下の核酸を含む、請求項1に記載の組成物。
- 配列番号37に示す前記miR-135bの核酸配列および配列番号40に示す前記相補鎖が、二本鎖合成miR-135分子を形成する別個の核酸配列分子内に存在する、請求項1または2に記載の組成物。
- 配列番号37に示す前記miR-135bの核酸配列および配列番号40に示す前記相補鎖が、ヘアピンループ構造を形成する、請求項1または2に記載の組成物。
- 配列番号37に示す前記miR-135bの核酸配列と配列番号40に示す前記相補鎖とが、配列番号37および配列番号40のそれぞれの全長にわたって相補性100%である、請求項1または2に記載の組成物。
- 前記miR-135bおよび/または前記相補鎖の前記核酸配列が、糖修飾、核酸塩基修飾およびヌクレオチド間結合修飾からなる群より選ばれる1以上の修飾を含む、請求項1~5のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記糖修飾が、2’-O-メチル(2’-O-Me)、2’-O-メトキシエチル(2’-O-MOE)、2’-フルオロ(2’-F)、ロック核酸(LNA)および2’-フルオロアラビノオリゴヌクレオチド(FANA)からなる群より選ばれる、請求項6に記載の組成物。
- 前記miR-135b内の前記糖修飾が、前記核酸配列の3’末端の少なくとも1つのヌクレオチドに存在する、請求項6または7に記載の組成物。
- 前記miR-135b内の前記糖修飾が、前記核酸配列の5’末端の少なくとも1つのヌクレオチドに存在する、請求項6~8のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記相補鎖内の前記糖修飾が、前記核酸配列の3’末端の最後のヌクレオチドの修飾を含む、請求項6~9のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記相補鎖内の前記糖修飾が、前記核酸配列の5’末端の最初の2つのヌクレオチドの修飾を含む、請求項6~10のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記糖修飾が、2’-O-メチル(2’-O-Me)、2’-O-メトキシエチル(2’-O-MOE)、および/または2’-フルオロ(2’-F)修飾である、請求項6~11のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記糖修飾が、2’-O-メトキシエチル(2’-O-MOE)および5’リボースのメチル化(2’-O-MOE-5’-Me)である、請求項6~12のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記ヌクレオチド間結合の修飾が、ホスホロチオエート、キラルホスホロチオエート、ホスホロジチオエート、ホスホトリエステル、アミノアルキルホスホトリエステル、メチルホスホネート、アルキルホスホネート、キラルホスホネート、ホスフィネート、ホスホロアミデート、アミノアルキルホスホロアミデート、チオノホスホロアミデート、チオノアルキルホスホネート、チオノアルキルホスホトリエステル、ボラノホスフェート、ホスホジエステル、ホスホノ酢酸(PACE)、およびペプチド核酸(PNA)からなる群より選ばれる、請求項6~13のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記miR-135b中の前記ヌクレオチド間結合の修飾が、前記核酸配列の5’末端の最後のヌクレオチドに存在する、請求項6~14のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記ヌクレオチド間結合の修飾が、リン酸塩またはホスホロチオエートを含む、請求項6~15のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記ホスホロチオエート修飾が、前記miR-135bまたは前記相補鎖の前記核酸配列の3’末端の最後の2つのヌクレオチドの間に存在する、請求項16に記載の組成物。
- 前記ホスホロチオエート修飾が、前記miR-135bまたは前記相補鎖の前記核酸配列の5’末端最後の2つのヌクレオチドの間に存在する、請求項16または17に記載の組成物。
- 前記修飾を含む前記miR-135bの前記核酸配列が、配列番号10、16または41~46のいずれか一に示すものである、請求項6~18のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記修飾を含む前記相補鎖の前記核酸配列が、配列番号13または47のいずれか一に示すものである、請求項6~19のいずれか一項に記載の組成物。
- 配列番号10、16または41~46のいずれか一に示すmiR-135bの核酸配列を含む合成miR-135分子、および配列番号13または47のいずれか一に示す相補鎖を含む、組成物。
- 前記miR-135bの前記核酸配列が配列番号10に示すものであり、前記相補鎖が配列番号13に示すものである、請求項21に記載の組成物。
- 前記miR-135bの前記核酸配列が配列番号41に示すものであり、前記相補鎖が配列番号13に示すものである、請求項21に記載の組成物。
- 前記miR-135bの前記核酸配列が配列番号42に示すものであり、前記相補鎖が配列番号13に示すものである、請求項21に記載の組成物。
- 前記miR-135bの前記核酸配列が配列番号10に示すものであり、前記相補鎖が配列番号47に示すものである、請求項21に記載の組成物。
- 前記miR-135bの前記核酸配列が配列番号10、16または41~46のいずれか一に示すものであり、前記相補鎖が配列番号13または47のいずれか一に示すものであり、それぞれが二本鎖合成miR-135分子を形成する別個の核酸配列分子に存在する、請求項21~25のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記miR-135bの前記核酸配列が配列番号10、16または41~46のいずれか一に示すものであり、前記相補鎖が配列番号13または47のいずれか一に示すものであり、これらはヘアピン構造を形成する、請求項21~25のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記miR-135bの前記核酸配列が配列番号10、16または41~46のいずれか一に示すものであり、前記相補鎖が配列番号13または47のいずれか一に示すものであり、相補性が100%である、請求項21~27のいずれか一項に記載の組成物。
- 合成miR-135分子の核酸構築物を含む、請求項1~28のいずれか一項に記載の組成物。
- (i)合成miR-135分子を含む、請求項1~28のいずれか一項に記載の組成物と、
(ii)細胞標的化部分と
を含む、コンジュゲート。 - 前記細胞標的化部分が前記相補鎖の前記核酸配列の5’末端にコンジュゲートしている、請求項30に記載のコンジュゲート。
- 前記細胞標的化部分が前記miR-135bの前記核酸配列の5’末端にコンジュゲートしている、請求項30に記載のコンジュゲート。
- 前記合成miR-135分子と前記細胞標的化部分とが連結基によって連結されている、請求項30~32のいずれか一項に記載のコンジュゲート。
- 前記細胞標的化部分が、脳細胞上に発現または提示された分子に特異的に結合する、請求項30~33のいずれか一項に記載のコンジュゲート。
- 前記細胞標的化部分が、神経伝達物質輸送体に特異的に結合する、請求項30~34のいずれか一項に記載のコンジュゲート。
- 前記細胞標的化部分が、セロトニン再取り込み阻害薬(SRI)、選択的セロトニン再取り込み阻害薬(SSRI)、セロトニン-ノルエピネフリン再取り込み阻害薬(SNRI)、ノルアドレナリン作動性・特異的セロトニン作動性抗鬱剤(NASSA)、ノルアドレナリン再取り込み阻害薬(NRI)、ドーパミン再取り込み阻害薬(DRI)、内在性カンナビノイド再取り込み阻害薬(eCBRI)、アデノシン再取り込み阻害薬(AdoRI)、興奮性アミノ酸再取り込み阻害薬(EAARI)、グルタミン酸塩再取り込み阻害薬(GluRI)、GABA再取り込み阻害薬(GRI)、グリシン再取り込み阻害薬(GlyRI)およびノルエピウネフリン-ドーパミン再取り込み阻害薬(NDRI)からなる群より選ばれる、請求項35に記載のコンジュゲート。
- 前記選択的セロトニン再取り込み阻害薬(SSRI)が、セルトラリン、セルトラリン-構造類似体、フルオキセチン、フルボキサミン、パロキセチン、インダルピン、ジメリジン、シタロプラム、ダポキセチン、エスシタロプラム、およびそれらの混合物からなる群より選ばれる、請求項36に記載のコンジュゲート。
- 前記細胞標的化部分が、腫瘍関連抗原、あるいは骨細胞、筋肉細胞または胃腸細胞上に発現または提示された分子と特異的に結合する、請求項30~33のいずれか一項に記載のコンジュゲート。
- 細胞膜透過部分または血液脳関門(BBB)を通過する輸送用の部分の少なくとも1種をさらに含む、請求項1~29のいずれか一項に記載の組成物、または請求項30~42のいずれか一項に記載のコンジュゲート。
- 前記細胞膜透過部分または前記BBBを通過する輸送用の部分と、前記合成miR-135分子との間にリンカーをさらに含む、請求項43に記載の組成物またはコンジュゲート。
- 請求項1~29または43~44のいずれか一項に記載の組成物、または請求項30~44のいずれか一項に記載のコンジュゲートと、薬学的に許容される担体とを含む、医薬組成物。
- 治療を必要とする対象の中枢神経系(CNS)関連病態を治療するための方法であって、請求項1~29または43~44のいずれか一項に記載の組成物、請求項30~41または43~44のいずれか一項に記載のコンジュゲート、または請求項45に記載の医薬組成物の治療有効量を前記対象に投与することで、CNS関連病態を治療することを含む、方法。
- 治療を必要とする対象のうつ病関連障害を治療するための方法であって、請求項1~29または43~44のいずれか一項に記載の組成物、請求項30~41または43~44のいずれか一項に記載のコンジュゲート、または請求項45に記載の医薬組成物の治療有効量を前記対象に投与することで、うつ病関連障害を治療することを含む、方法。
- 治療を必要とする対象のがん性疾患を治療するための方法であって、請求項1~29または43~44のいずれか一項に記載の組成物、請求項30~34または42~44のいずれか一項に記載のコンジュゲート、または請求項45に記載の医薬組成物の治療有効量を前記対象に投与することで、がん性疾患を治療することを含む、方法。
- 治療を必要とする対象の骨再生または筋肉細胞分化を促進するための方法であって、請求項1~29または43~44のいずれか一項に記載の組成物、請求項30~33または42~44のいずれか一項に記載のコンジュゲート、または請求項45に記載の医薬組成物の治療有効量を前記対象に投与することで、骨再生または筋肉細胞分化を促進することを含む、方法。
- 治療を必要とする対象のCNS関連病態の治療用である、治療有効量の、請求項1~29または43~44のいずれか一項に記載の組成物、または請求項30~41または43~44のいずれか一項に記載のコンジュゲート。
- 治療を必要とする対象のうつ病関連障害の治療用である、治療有効量の、請求項1~29または43~44のいずれか一項に記載の組成物、または請求項30~41または43~44のいずれか一項に記載のコンジュゲート。
- 治療を必要とする対象のがん性疾患の治療用である、治療有効量の、請求項1~29または43~44のいずれか一項に記載の組成物、または請求項30~34または42~44のいずれか一項に記載のコンジュゲート。
- 治療を必要とする対象の骨関連疾患または病態あるいは筋肉関連疾患または病態の治療用である、治療有効量の、請求項1~29または43~44のいずれか一項に記載の組成物、または請求項30~33または42~44のいずれか一項に記載のコンジュゲート。
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