JP2024514649A - 肝細胞の遺伝子修飾 - Google Patents
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Abstract
本発明は、肝細胞移植に好適な遺伝子修飾ヒト肝細胞を産生する方法を提供し、本方法は、塩基エディター及び1つ以上の主要組織適合複合体(MHC)クラスI又はクラスII遺伝子における標的配列とハイブリダイズする1つ以上のgRNAを導入することによって、単離されたヒト肝細胞又は肝細胞前駆細胞における1つ以上のクラスI又はクラスII遺伝子を破壊し、それによって、遺伝子修飾ヒト肝細胞を産生することを含む。【選択図】なし
Description
関連出願の相互参照
本出願は、2021年4月16日に出願された、米国仮特許出願第63/176,104号の優先権を主張し、全ての目的のために、その全体が参照により本明細書に援用される。
本出願は、2021年4月16日に出願された、米国仮特許出願第63/176,104号の優先権を主張し、全ての目的のために、その全体が参照により本明細書に援用される。
同所性肝移植(OLT)は、末期肝疾患、急性肝不全、及び肝臓ベースの代謝障害のためのゴールドスタンダードな治療法である。OLTには、ドナー臓器の不足、手術に関連する合併症のリスク、処置の高コスト、及び生涯にわたる免疫抑制の必要性を含むいくつかの主要な欠点がある。
肝細胞移植(HT)は、侵襲性が低く、より安価であるため、OLTに非常に魅力的で臨床的に安全な代替療法であり、必要に応じて繰り返し実施され得る。HTの制限は、高品質の肝細胞の供給が限られていること、及び同種移植片の生着/長期受容が不十分であることに関連する。同種肝細胞を移植された患者では、励みになる臨床的改善が見られているが、免疫抑制にもかかわらず、同種細胞移植片の長期受容が限られているため、長期的な有効性は依然として妨げられている。
ヒト初代肝細胞は、非常に免疫原性であり、したがって、肝細胞の生着を改善するには、それらの移植前の免疫調節の代替戦略が望ましい。肝疾患を治療するために肝細胞を使用することに関して、現在いくつかの障害が存在している。これらは、一般に、1)ヒト肝細胞の供給が限られていること、及び2)対象への肝細胞の生着が不十分であること、である。高品質の肝細胞の供給が限られているのは、少なくとも部分的には、高品質の肝細胞が単離され得るドナー肝臓の供給が限られているためである。肝細胞バイオリアクターとして機能するヒト化動物モデルの作出及び使用により、プログラム規模の開発のためのヒト肝細胞の調達及び増殖が可能になった。上で参照した第2の障害は、不十分な生着のことであり、これまでのところ、免疫抑制にもかかわらず、同種細胞移植片の長期受容が制限されている。本発明者らは、驚くべきことに、遺伝子修飾肝細胞を、それを必要とする対象への投与に好適にする、肝細胞を遺伝子修飾するための独自の方法論を発見した。
一部の態様では、肝細胞移植に好適な遺伝子修飾ヒト肝細胞を産生する方法が提供され、本方法は、塩基エディターと、1つ以上のクラスI又はクラスII遺伝子における標的配列とハイブリダイズする1つ以上のgRNAと、を導入することによって、単離されたヒト肝細胞又は肝細胞前駆細胞における1つ以上の主要組織適合複合体(MHC)クラスI又はクラスII遺伝子を破壊し、それによって、遺伝子修飾ヒト肝細胞を産生することを含む。一部の実施形態では、1つ以上のMHCクラスI又はクラスII遺伝子を破壊することは、単離されたヒト肝細胞において生じる。単離されたヒト肝細胞は、新たに単離すること、又は事前に増殖させることができる。MHCクラスI及びクラスII遺伝子は、当該技術分野で既知である。例えば、MHCクラスI遺伝子は、HLA-A、HLA-B、HLA-C、HLA-E、HLA-F、HLA-G、HLA-K、及びHLA-Lを含む。例えば、MHCクラスII遺伝子は、HLA-DP、HLA-DM、HLA-DOA、HLA-DOB、HLA-DQ、HLA-DRを含む。
一部の実施形態では、塩基エディターは、デアミナーゼに融合されたCRISPRタンパク質を含む。
一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、標的配列に1つ以上の核酸塩基編集を有する。例えば、遺伝子修飾は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、又は10超の核酸塩基編集を有し得る。
一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、破壊された標的配列を有する。一部の実施形態では、破壊された標的配列は、標的遺伝子の発現の減少をもたらす。一部の実施形態では、破壊された標的配列は、標的遺伝子の発現の増加をもたらす。
一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、同種反応性が低減又は除去されている。したがって、一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、同種反応性が低減されている。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、同種反応性が除去されている。「除去(abolished)」とは、当該技術分野で既知の方法を使用することによって検出可能な同種反応性が存在しないことを意味する。
一部の実施形態では、クラスI又はクラスII遺伝子は、B2M、CD142、CIITA、HLA-A、又はHLA-B遺伝子のうちの1つ以上から選択される。したがって、一部の実施形態では、クラスI又はクラスII遺伝子は、B2Mである。一部の実施形態では、クラスI又はクラスII遺伝子は、CD142である。一部の実施形態では、クラスI又はクラスII遺伝子は、CIITAである。一部の実施形態では、クラスI又はクラスII遺伝子は、HLA-Aである。一部の実施形態では、クラスI又はクラスII遺伝子は、HLA-Bである。
一部の実施形態では、終止コドン又はスプライス部位は、B2M、CD142、CIITA、HLA-A、又はHLA-B遺伝子のうちの1つ以上に導入される。したがって、一部の実施形態では、終止コドンが、B2M、CD142、CIITA、HLA-A、又はHLA-B遺伝子のうちの1つ以上に導入される。一部の実施形態では、スプライス部位が、B2M、CD142、CIITA、HLA-A、又はHLA-B遺伝子のうちの1つ以上に導入される。
一部の実施形態では、スプライス部位は、B2M遺伝子のヌクレオチド位置19に導入される。
一部の実施形態では、終止コドンは、B2M遺伝子のヌクレオチド位置5に導入される。
一部の実施形態では、スプライス部位は、CD142遺伝子のヌクレオチド位置28に導入される。
一部の実施形態では、終止コドンは、CD142遺伝子のヌクレオチド位置19に導入される。
一部の実施形態では、スプライス部位は、CIITA遺伝子のヌクレオチド位置147に導入される。
一部の実施形態では、終止コドンは、CIITA遺伝子のヌクレオチド位置130に導入される。
一部の実施形態では、CRISPRタンパク質は、Cas9又はCas12である。一部の実施形態では、CRISPRタンパク質は、Cas9タンパク質である。一部の実施形態では、CRISPRタンパク質は、Cas12タンパク質である。
一部の実施形態では、Cas9は、Streptococcus pyogenes(SpCas9)又はStaphylococcus aureus(SaCas9)である。したがって、一部の実施形態では、Cas9は、Streptococcus pyogenes(SpCas9)由来である。一部の実施形態では、Cas9は、Staphylococcus aureus(SaCas9)由来である。様々なCas9タンパク質が、当該技術分野において記載されており、変異を有するCas9を含む、様々な細菌から取得又は修飾される。Cas9及びその変異体は、例えば、WO2013/176772、US10,266,850、WO2014/093661、WO2014/093655、WO2014/093595(それらの内容は、参照により本明細書に援用される)を含む、様々な刊行物に記載されている。
様々なCas12タンパク質が、当該技術分野で既知であり、例えば、クラス2V型及びVI型タンパク質を含む。例えば、クラス2V型Cas12には、とりわけ、Cas12a、Cas12b、Cas12cが含まれる。Cas12の様々な名称が使用されており、Cpf1、C2c1、C2c1p、C2c3、C2cp3、C2c2pが挙げられる。本明細書に開示される方法の一部の実施形態では、クラス2V型又はVI型タンパク質由来のCas12タンパク質が使用される。例えば、一部の実施形態では、本明細書に記載の方法に好適なCas12は、Cas12aタンパク質を含む。一部の実施形態では、本明細書に記載の方法に好適なCas12は、Cas12bタンパク質を含む。一部の実施形態では、本明細書に記載の方法に好適なCas12は、Cas12cタンパク質を含む。一部の実施形態では、本明細書に記載の方法に好適なCas12は、Cpf1タンパク質を含む。一部の実施形態では、本明細書に記載の方法に好適なCas12は、C2c1タンパク質を含む。一部の実施形態では、本明細書に記載の方法に好適なCas12は、C2c1pタンパク質を含む。一部の実施形態では、本明細書に記載の方法に好適なCas12は、C2c3タンパク質を含む。一部の実施形態では、本明細書に記載の方法に好適なCas12は、C2cp3タンパク質を含む。一部の実施形態では、本明細書に記載の方法に好適なCas12は、C2c2pタンパク質を含む。様々なCas12が、WO/2016/205711及びWO/2016/205749に記載されている(それらの内容は、参照により援用される)。
一部の実施形態では、Cas9タンパク質は、超高精度Cas9である。一部の実施形態では、Cas9タンパク質は、SpyCas9(配列番号68)を参照して、N692A、M694A、Q695A、及び/又はH698Aに対応する変異を含む。一部の実施形態では、Cas9タンパク質は、高忠実度Cas9である。一部の実施形態では、Cas9タンパク質は、SpyCas9(配列番号68)を参照して、N467A、R661A、Q695A、及び/又はQ926Aに対応する変異を含む。一部の実施形態では、Cas9タンパク質は、SuperFi-Cas9である。一部の実施形態では、Cas9タンパク質は、変異を含み、SpyCas9(配列番号68)に対応するY1016、R1019、Y1010、Y1013、K1031、Q1027、及び/又はV1018残基がアスパラギン酸に変異している。
一部の実施形態では、CRISPRタンパク質は、アデニン又はアデノシン塩基エディター(ABE)、シチジン又はシトシン塩基エディター(CBE)、又はイノシン塩基エディター(IBE)に融合される。したがって、一部の実施形態では、CRISPRタンパク質は、ABEに融合される。一部の実施形態では、CRISPRタンパク質は、CBEに融合される。一部の実施形態では、CRISPRタンパク質は、IBEに融合される。一部の実施形態では、CRISPRは、アデニン若しくはアデノシンデアミナーゼドメイン、又はシチジン若しくはシトシンデアミナーゼドメインを含む塩基エディターに融合される。一部の実施形態では、CRISPRは、アデニン又はアデノシンデアミナーゼドメイン、及びシチジン又はシトシンデアミナーゼドメインを含む塩基エディターに融合される。
一部の実施形態では、CRISPRタンパク質は、核局在化配列(NLS)、及び/又はFLAG、HIS、若しくはHAタグを含む。したがって、一部の実施形態では、CRISPRタンパク質は、NLSを含む。一部の実施形態では、CRISPRタンパク質は、FLAGタグを含む。一部の実施形態では、CRISPRタンパク質は、HISタグを含む。一部の実施形態では、CRISPRタンパク質は、HAタグを含む。
一部の実施形態では、CRISPRタンパク質は、配列番号1(SpCas9)、配列番号2(SaCas9)、又は配列番号3(Cpf1 Cas12)において、少なくとも1個、少なくとも2個、少なくとも3個、少なくとも4個、少なくとも5個、少なくとも6個、少なくとも7個、少なくとも8個、少なくとも9個、又は少なくとも10個の変異を含む。SpCas9、SaCas9、及びCpf1 Cas12のアミノ酸配列を、以下の表に示す。
一部の実施形態では、変異は、アミノ酸置換である。
一部の実施形態では、少なくとも1つの変異は、不活性型Cas9(dCas9)をもたらす。
一部の実施形態では、少なくとも1つの変異は、Cas9のPAM相互作用ドメイン、RuvCドメイン、及び/又はHNHドメインにおける1つ以上のアミノ酸置換である。したがって、一部の実施形態では、少なくとも1つの変異は、PAM相互作用ドメインにおける1つ以上のアミノ酸置換である。一部の実施形態では、少なくとも1つの変異は、RuvCドメインにおける1つ以上のアミノ酸置換である。一部の実施形態では、少なくとも1つの変異は、HNHドメインにおける1つ以上のアミノ酸置換である。一部の実施形態では、少なくとも1つ以上のアミノ酸置換は、PAM相互作用ドメイン、RuvCドメイン、及びHNHドメインに生じる。一部の実施形態では、少なくとも1つ以上のアミノ酸置換は、PAM相互作用ドメイン及びRuvCドメインに生じる。一部の実施形態では、少なくとも1つ以上のアミノ酸置換は、PAM相互作用ドメイン及びHNHドメインに生じる。一部の実施形態では、少なくとも1つ以上のアミノ酸置換は、RuvCドメイン及びHNHドメインに生じる。
一部の実施形態では、少なくとも1つの変異は、SpCas9のアミノ酸10におけるアスパラギン酸からアラニンへの置換(D10A)、又はCas9タンパク質におけるその対応する変異である。
一部の実施形態では、少なくとも1つの変異は、SpCas9のアミノ酸840におけるヒスチジンからアラニンへの置換(H840A)、又はCas9タンパク質におけるその対応する変異である。
一部の実施形態では、Cas9タンパク質は、ニッカーゼ活性を有する。一部の実施形態では、Cas9タンパク質における1つ以上の変異は、Cas9を触媒的に不活性にし、さもなければ「不活性型Cas9」又は「dCas9」と称される。
一部の実施形態では、CRISPRタンパク質は、アデノシンデアミナーゼに融合され、配列番号65と少なくとも80%同一のアミノ酸配列を有する。
一部の実施形態では、CRISPRタンパク質は、シトシンデアミナーゼに融合され、配列番号4~64と少なくとも80%同一のアミノ酸配列を有する。
一部の実施形態では、SpCas9タンパク質は、5’-NGG-3’、5’-NGA-3’、又は5’-NGC-3’を含むPAM配列を認識する。一部の実施形態では、SpCas9タンパク質は、5’-NGG-3’を含むPAM配列を認識する。一部の実施形態では、SpCas9タンパク質は、5’-NGA-3’を含むPAM配列を認識する。一部の実施形態では、SpCas9タンパク質は、5’-NGC-3’を含むPAM配列を認識する。
一部の実施形態では、SaCas9タンパク質は、5’-NNNRRT-3’又は5’-NNGRRT-3’を含むPAM配列を認識する。一部の実施形態では、SaCas9タンパク質は、5’-NNNRRT-3’を含むPAM配列を認識する。一部の実施形態では、SaCas9タンパク質は、5’-NNGRRT-3’を含むPAM配列を認識する。
一部の実施形態では、Cas12タンパク質は、5’-RTTN-3’を含むPAM配列を認識する。
一部の実施形態では、単離されたヒト肝細胞は、以前に凍結保存され、その後解凍されている。一部の実施形態では、単離されたヒト肝細胞は、初代培養物である。一部の実施形態では、単離されたヒト肝細胞は、新たに単離される。
一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、非遺伝子修飾ヒト肝細胞と比較して、CIITAを過剰発現する。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、B2Mを過剰発現する。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、B2M-HLA-E融合タンパク質を過剰発現する。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、PDL1を過剰発現する。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、PDL2を過剰発現する。
一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、増殖のためにヒト化動物モデルに移植される。
一部の実施形態では、ヒト化動物モデルは、FRGブタ、FRGマウス、又はFRGラットである。したがって、一部の実施形態では、ヒト化動物モデルは、FRGブタである。一部の実施形態では、ヒト化動物モデルは、FRGマウスである。一部の実施形態では、ヒト化動物モデルは、FRGラットである。
一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、最初の細胞増殖のために、まず、FRGマウス又はFRGラットに移植される。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、最初の増殖のために、FRGマウスに移植される。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、最初の増殖のために、FRGラットに移植される。
一部の実施形態では、最初の細胞増殖の後、遺伝子修飾細胞は、続いて、更なる細胞増殖のためにFRGブタに移植される。
一部の実施形態では、最初に増殖した細胞又は更に増殖した細胞は、動物から単離される。
一部の実施形態では、最初に増殖した細胞又は更に増殖した細胞は、蛍光活性化細胞選別、免疫磁気細胞分離、密度勾配遠心分離、及び/又は免疫密度細胞分離によって単離される。細胞生存率を維持する任意の種類の単離戦略を、本明細書の方法で使用することができる。一部の実施形態では、細胞は、蛍光活性化細胞選別によって単離される。一部の実施形態では、細胞は、免疫磁気細胞分離によって単離される。一部の実施形態では、細胞は、密度勾配遠心分離によって単離される。一部の実施形態では、細胞は、免疫密度細胞分離によって単離される。
一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、1つ、2つ、3つ、又はそれ以上の核酸塩基編集を有する。したがって、一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、1つの核酸塩基編集を有する。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、2つの核酸塩基編集を有する。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、3つの核酸塩基編集を有する。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、4つの核酸塩基編集を有する。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、5つの核酸塩基編集を有する。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、6つの核酸塩基編集を有する。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、7つの核酸塩基編集を有する。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、8つの核酸塩基編集を有する。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、9つの核酸塩基編集を有する。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、10個の核酸塩基編集を有する。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、10個超の核酸塩基編集を有する。
一部の実施形態では、1つ超のガイドと組み合わせて使用される単一の塩基エディターは、2つ、3つ、又はそれ以上の核酸塩基編集を生成する。したがって、一部の実施形態では、1つ超のガイドと組み合わせて使用される単一の塩基エディターは、2つの核酸塩基編集を生成する。一部の実施形態では、1つ超のガイドと組み合わせて使用される単一の塩基エディターは、3つの核酸塩基編集を生成する。一部の実施形態では、1つ超のガイドと組み合わせて使用される単一の塩基エディターは、3つ超の核酸塩基編集を生成する。したがって、この方法は、核酸塩基編集の多重化を可能にする。
一部の実施形態では、1つ超の塩基エディターは、1つ、2つ、3つ、又はそれ以上の核酸塩基編集を生成する。
一部の態様では、塩基エディターをコードする核酸と、本明細書に記載される標的配列とハイブリダイズする1つ以上のgRNAと、が提供される。
一部の実施形態では、核酸は、哺乳動物細胞における発現のためにコドン最適化される。
一部の実施形態では、核酸は、ヒト細胞における発現のためにコドン最適化される。
一部の態様では、本明細書に記載される核酸をコードするベクターが提供される。
一部の態様では、塩基エディターと、本明細書に記載される標的配列とハイブリダイズする1つ以上のgRNAと、を含む、真核細胞が提供される。
一部の実施形態では、細胞は、哺乳動物細胞である。一部の実施形態では、細胞は、ヒト細胞である。一部の実施形態では、細胞は、リンパ球である。
一部の態様では、肝疾患を治療する方法が提供され、本方法は、それを必要とする対象に、本明細書に記載の方法に従って産生された遺伝子修飾ヒト肝細胞を投与することを含む。
一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、それを必要とする対象の門脈に注入される。
一部の実施形態では、約100億~150億個の遺伝子修飾ヒト肝細胞が、それを必要とする対象に投与される。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、それを必要とする対象の門脈に注入される。一部の実施形態では、約50億~200億個の遺伝子修飾ヒト肝細胞が、それを必要とする対象の門脈に注入される。一部の実施形態では、約100億~120億個の遺伝子修飾ヒト肝細胞が、それを必要とする対象の門脈に注入される。一部の実施形態では、約120億~150億個の遺伝子修飾ヒト肝細胞が、それを必要とする対象の門脈に注入される。
一部の態様では、塩基エディター及びB2M遺伝子を標的化する1つ以上のガイドRNAが提供され、塩基エディター及び対応する1つ以上のガイドRNAが表2から選択される。
一部の態様では、CD142遺伝子を標的化する塩基エディター及び1つ以上のガイドRNAが提供され、塩基エディター及び対応する1つ以上のガイドRNAが、表3から選択される。
一部の態様では、塩基エディター及びCIITA遺伝子を標的化する1つ以上のガイドRNAが提供され、塩基エディター及び対応する1つ以上のガイドRNAが、表4から選択される。
一部の態様では、塩基エディター及びHLA-A遺伝子を標的化する1つ以上のガイドRNAであって、塩基エディター及び対応する1つ以上のガイドRNAが、表5から選択される、塩基エディター及び1つ以上のガイドRNA。
一部の態様では、塩基エディター及びHLA-B遺伝子を標的化する1つ以上のガイドRNAであって、塩基エディター及び対応する1つ以上のガイドRNAが、表6から選択される、塩基エディター及び1つ以上のガイドRNA。
一部の実施形態では、塩基エディター及び1つ以上のガイドRNAが提供され、標的遺伝子に対して1、2、3つ、又は3つ超の編集が行われる。
一部の実施形態では、ガイドRNA配列は、ガイド標的化配列に対して1~4つのミスマッチを含む。一部の実施形態では、ガイドRNA配列は、表2A~6Aに列挙された配列のうちのいずれか1つ、又は表2~6に列挙されたプロトスペーサー配列のうちのいずれか1つのRNAバージョンに対応する1~4つのミスマッチを含む。
一部の態様では、塩基エディター及び1つ以上のガイドRNAを含む細胞が提供される。
一部の態様では、MHC遺伝子に1つ以上の編集を有する遺伝子修飾ヒト肝細胞が、本明細書に記載のように提供される。
一部の実施形態では、MHC遺伝子は、B2M、CD142、CIITA、HLA-A、及び/又はHLA-Bから選択される。したがって、一部の実施形態では、MHC遺伝子は、B2M遺伝子である。一部の実施形態では、MHC遺伝子は、CD142遺伝子である。一部の実施形態では、MHC遺伝子は、CIITA遺伝子である。一部の実施形態では、MHC遺伝子は、HLA-A遺伝子である。一部の実施形態では、MHC遺伝子は、HLA-B遺伝子である。
一部の実施形態では、B2M、CD142、CIITA、HLA-A、及び/又はHLA-B遺伝子のうちの1つ以上に対する編集は、非遺伝子修飾ヒト肝細胞と比較して、B2M、CD142、CIITA、HLA-A、及び/又はHLA-B遺伝子の発現の増加をもたらす。例えば、一部の実施形態では、B2M遺伝子に対する編集は、B2M遺伝子の発現の増加をもたらす。一部の実施形態では、CD142遺伝子に対する編集は、CD142遺伝子の発現の増加をもたらす。一部の実施形態では、CIITA遺伝子に対する編集は、CIITA遺伝子の発現の増加をもたらす。一部の実施形態では、HLA-A遺伝子に対する編集は、HLA-A遺伝子の発現の増加をもたらす。一部の実施形態では、HLA-B遺伝子に対する編集は、HLA-B遺伝子の発現の増加をもたらす。
定義
本発明をより容易に理解するために、特定の用語を最初に以下に定義する。以下の用語及び他の用語についての更なる定義は、本明細書全体を通して記載される。
本発明をより容易に理解するために、特定の用語を最初に以下に定義する。以下の用語及び他の用語についての更なる定義は、本明細書全体を通して記載される。
a又はan:「a」及び「an」という冠詞は、冠詞の文法的目的語の1つ又は1つ超(すなわち、少なくとも1つ)を指すために本明細書で使用される。一例として、「要素」は、1つの要素又は1つ超の要素を意味する。
およそ又は約:本明細書で使用される場合、「およそ」又は「約」という用語は、1つ以上の目的の値に適用される場合、記載される参照値に類似する値を指す。特定の実施形態では、「およそ」又は「約」という用語は、別段の記載がない限り、又は文脈から明らかでない限り、記載された参照値のいずれかの方向(より大きいか、より小さい)で25%、20%、19%、18%、17%、16%、15%、14%、13%、12%、11%、10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%又はそれ未満内に収まる値の範囲を指す(かかる数値が可能な値の100%を超える場合を除く)。
関連する:一方の存在、レベル及び/又は形態が、他方の存在、レベル及び/又は形態と相関する場合に用語が本明細書で使用される場合、2つの事象又は実体は、互いに「関連する」。例えば、特定の実体(例えば、ポリペプチド)は、その存在、レベル及び/又は形態が(例えば、関連する集団全体にわたって)疾患、障害若しくは状態の発生率及び/又はその感受性と相関する場合、特定の疾患、障害若しくは状態と関連するとみなされる。一部の実施形態では、2つ以上の実体が、直接的又は間接的に相互作用する場合、それらが互いに物理的に近接し、それを維持するように、物理的に互いに「関連する」。一部の実施形態では、互いに物理的に会合している2つ以上の実体は、互いに共有結合しており、一部の実施形態では、互いに物理的に会合している2つ以上の実体は、互いに共有結合していないが、例えば、水素結合、ファンデルワールス相互作用、疎水性相互作用、磁性、及びそれらの組み合わせによって、非共有結合的に会合している。
塩基エディター「塩基エディター(BE)」又は「核酸塩基エディター(NBE)」は、ポリヌクレオチドに結合し、核酸塩基修飾活性を有する薬剤を意味する。様々な実施形態では、塩基エディターは、ガイドポリヌクレオチド(例えば、ガイドRNA)と併せて、核酸塩基修飾ポリペプチド(例えば、デアミナーゼ)及びポリヌクレオチドプログラマブルヌクレオチド結合ドメインを含む。様々な実施形態では、薬剤は、塩基編集活性を有するタンパク質ドメイン、すなわち、核酸分子(例えば、DNA)内の塩基(例えば、A、T、C、G、又はU)を修飾することができるドメインを含む生体分子複合体である。一部の実施形態では、ポリヌクレオチドプログラマブルDNA結合ドメインは、デアミナーゼドメインに融合又は連結される。一実施形態では、薬剤は、塩基編集活性を有する1つ以上のドメインを含む融合タンパク質である。別の実施形態では、塩基編集活性を有するタンパク質ドメインは、ガイドRNAに連結される(例えば、ガイドRNA上のRNA結合モチーフ及びデアミナーゼに融合されたRNA結合ドメインを介して)。一部の実施形態では、塩基編集活性を有するタンパク質ドメインは、核酸分子内の塩基を脱アミノ化することができる。一部の実施形態では、塩基エディターは、DNA分子内の1つ以上の塩基を脱アミノ化することができる。一部の実施形態では、塩基エディターは、DNA内のシトシン(C)又はアデノシン(A)を脱アミノ化することができる。一部の実施形態では、塩基エディターは、DNA内のシトシン(C)及びアデノシン(A)を脱アミノ化することができる。一部の実施形態では、塩基エディターは、シチジン塩基エディター(CBE)である。一部の実施形態では、塩基エディターは、シチジン塩基エディター(CBE)である。一部の実施形態では、塩基エディターは、アデノシン塩基エディター(ABE)である。一部の実施形態では、塩基エディターは、アデノシン塩基エディター(ABE)である。一部の実施形態では、塩基エディターは、アデノシン塩基エディター(ABE)及びシチジン塩基エディター(CBE)である。一部の実施形態では、塩基エディターは、アデノシンデアミナーゼに融合されたヌクレアーゼ不活性型Cas9(dCas9)である。一部の実施形態では、塩基エディターは、塩基除去修復の阻害因子(例えば、UGIドメイン、又はdISNドメイン)に融合される。一部の実施形態では、融合タンパク質は、デアミナーゼに融合されたCas9ニッカーゼと、塩基除去修復の阻害因子(例えば、UGIドメイン又はdISNドメイン)と、を含む。他の実施形態では、塩基エディターは、脱塩基(abasic)塩基エディターである。塩基エディターの詳細は、国際PCT出願第2017/045381号(WO2018/027078)及び同第PCT/US2016/058344号(WO2017/070632)に記載されており、これらの各々は、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。また、Komor,A.C.,et al.,“Programmable editing of a target base in genomic DNA without double-stranded DNA cleavage” Nature 533,420-424(2016)、Gaudelli,N.M.,et al.,“Programmable base editing of A・T to G・C in genomic DNA without DNA cleavage” Nature 551,464-471(2017)、Komor,A.C.,et al.,“Improved base excision repair inhibition and bacteriophage Mu Gam protein yields C:G-to-T:A base editors with higher efficiency and product purity” Science Advances 3:eaao4774(2017)、及びRees,H.A.,et al.,“Base editing:precision chemistry on the genome and transcriptome of living cells.”Nat Rev Genet.2018 Dec;19(12):770-788.doi:10.1038/s41576-018-0059-1も参照されたい(その内容全体が、参照により本明細書に援用される)。本明細書で使用される場合、「塩基エディター」という用語は、Cas9又はCas12タンパク質などのCRISPRタンパク質も含み得る。
塩基編集活性:「塩基編集活性」とは、ポリヌクレオチド内の塩基を化学的に改変するように作用することを意味する。一実施形態では、第1の塩基は、第2の塩基に変換される。一実施形態では、塩基編集活性は、シチジンデアミナーゼ活性であり、例えば、標的C・GをT・Aに変換する。別の実施形態では、塩基編集活性は、アデノシンデアミナーゼ活性又はアデニンデアミナーゼ活性であり、例えば、A・TをG・Cに変換する。別の実施形態では、塩基編集活性は、シチジンデアミナーゼ活性(例えば、標的C・GをT・Aに変換する)、及びアデノシンデアミナーゼ活性又はアデニンデアミナーゼ活性(例えば、A・TをG・Cに変換する)である。
塩基エディターシステム:「塩基エディターシステム」という用語は、標的ヌクレオチド配列の核酸塩基を編集するためのシステムを指す。様々な実施形態では、塩基エディター(BE)システムは、(1)標的ヌクレオチド配列中の核酸塩基を脱アミノ化するための、ポリヌクレオチドプログラマブルヌクレオチド結合ドメイン(例えば、Cas9又はCas12)、デアミナーゼドメイン、及びシチジンデアミナーゼドメイン、並びに(2)ポリヌクレオチドプログラマブルヌクレオチド結合ドメインと併せて、1つ以上のガイドポリヌクレオチド(例えば、ガイドRNA)を含む。様々な実施形態では、塩基エディター(BE)システムは、アデノシンデアミナーゼ又はシチジンデアミナーゼ、及び核酸配列特異的結合活性を有するドメインから選択される核酸塩基エディタードメインを含む。一部の実施形態では、塩基エディターシステムは、(1)標的ヌクレオチド配列中の1つ以上の核酸塩基を脱アミノ化するための、ポリヌクレオチドプログラマブルDNA結合ドメイン及びデアミナーゼドメインを含む塩基エディター(BE)、並びに(2)ポリヌクレオチドプログラマブルDNA結合ドメインと併せて、1つ以上のガイドRNAを含む。一部の実施形態では、ポリヌクレオチドプログラマブルヌクレオチド結合ドメインは、ポリヌクレオチドプログラマブルDNA結合ドメインである。一部の実施形態では、塩基エディターは、シチジン塩基エディター(CBE)である。一部の実施形態では、塩基エディターは、アデニン又はアデノシン塩基エディター(ABE)である。一部の実施形態では、塩基エディターは、アデニン又はアデノシン塩基エディター(ABE)又はシチジン塩基エディター(CBE)である。
生物学的に活性:本明細書で使用される場合、「生物学的に活性」という句は、生物学的システム、特に生物において活性を有する任意の薬剤の特徴を指す。例えば、生物に投与される場合、その生物に対して生物学的効果を有する薬剤は、生物学的に活性であるとみなされる。特定の実施形態では、ペプチドが生物学的に活性である場合、ペプチドの少なくとも1つの生物学的活性を共有するそのペプチドの一部分は、典型的には、「生物学的に活性」な部分と称される。
開裂:本明細書で使用される場合、開裂は、本明細書に記載のCRISPRシステムのヌクレアーゼによって作製される標的核酸の切断を指す。一部の実施形態では、開裂事象は、二本鎖DNA切断である。一部の実施形態では、開裂事象は、一本鎖DNA切断である。一部の実施形態では、開裂事象は、一本鎖RNA切断である。一部の実施形態では、開裂事象は、二本鎖RNA切断である。
相補的:本明細書で使用される場合、相補的とは、A塩基がTと対になり、C塩基がGと対になるような、ワトソン-クリック塩基対形成、又は第2の核酸鎖上の塩基での非従来的な塩基対形成を形成する核酸鎖を指す。言い換えれば、適切な条件下で互いにハイブリダイズする核酸を指す。
クラスター化して間隔を開けた短い回文配列反復(CRISPR)関連(Cas)システム:本明細書で使用される場合、CRISPR-Cas9システムは、CRISPRエフェクター、RNAガイド、及びCRISPR遺伝子座からの他の配列及び転写物をコードする配列を含む、CRISPRエフェクターの発現に関与する、又はその活性を指向する核酸及び/又はタンパク質を指す。一部の実施形態では、CRISPRシステムは、操作された天然に生じないCRISPRシステムである。一部の実施形態では、CRISPRシステムの成分は、システムの1つ以上の成分をコードする核酸(例えば、ベクター)、タンパク質形態の成分、又はそれらの組み合わせを含み得る。
CRISPRアレイ:「CRISPRアレイ」という用語は、本明細書で使用される場合、第1のCRISPR反復の第1のヌクレオチドで始まり、最後の(末端)CRISPR反復の最後のヌクレオチドで終わる、CRISPR反復及びスペーサーを含む核酸(例えば、DNA)セグメントを指す。典型的には、CRISPRアレイ中の各スペーサーは、2つの反復の間に位置する。「CRISPR反復」又は「CRISPR直接反復」、又は「直接反復」という用語は、本明細書で使用される場合、CRISPRアレイ内の配列バリエーションをほとんど示さないか、又は全く示されない複数の短い直接反復配列を指す。
CRISPR関連タンパク質(Cas):「CRISPR関連タンパク質」、「CRISPRエフェクター」、「エフェクター」、又は「CRISPR酵素」という用語は、本明細書で使用される場合、酵素活性を行うか、又はRNAガイドによって特定される核酸上の標的部位に結合するタンパク質を指す。種々の実施形態では、CRISPRエフェクターは、エンドヌクレアーゼ活性、ニッカーゼ活性、エキソヌクレアーゼ活性、トランスポザーゼ活性、及び/又は切除活性を有する。一部の実施形態では、Casは、高精度Casである。一部の実施形態では、Casは、高忠実度Casである。一部の実施形態では、Casは、SuperFi-Casである。一部の実施形態では、高精度、高忠実度、及びSuperFi-Casは、Bravo,J.et al.Structural basis for mismatch surveillance by CRISPR-Cas9 Nature,603,March 2022に記載されるとおりである。
crRNA:「CRISPR RNA」又は「crRNA」という用語は、本明細書で使用される場合、特定の核酸配列を標的化するためにCRISPRエフェクターによって使用されるガイド配列を含むRNA分子を指す。典型的には、crRNAは、標的認識を媒介する配列、及びtracrRNAと二本鎖を形成する配列を含有する。一部の実施形態では、crRNA:tracrRNA二本鎖は、CRISPRエフェクターに結合する。
エクスビボ:本明細書で使用される場合、「エクスビボ」という用語は、多細胞生物内ではなく、外部で増殖した細胞又は組織において生じる事象を指す。
機能的同等物又は類似体:本明細書で使用される場合、「機能的同等物」又は「機能的類似体」という用語は、アミノ酸配列の機能的誘導体の状況において、元の配列の生物学的活性と実質的に同様の生物学的な活性(機能又は構造のいずれか)を保持する分子を示す。機能的誘導体又は同等物は、天然誘導体であり得るか、又は合成的に調製され得る。例示的な機能的誘導体としては、タンパク質の生物学的な活性が保存されることを条件として、1つ以上のアミノ酸の置換、欠失、又は付加を有するアミノ酸配列が挙げられる。置換するアミノ酸は、望ましくは、置換されたアミノ酸と同様の化学物理的特性を有する。同様の望ましい化学物理的特性としては、電荷の類似性、かさ高さ、疎水性、親水性などが含まれる。
半減期:本明細書で使用される場合、「半減期」という用語は、タンパク質濃度又は活性などの量が、期間の開始時に測定されたその値の半分に低下するのに必要な時間である。
改善する、増加する、又は低減する:本明細書で使用される場合、「改善する」、「増加する」、若しくは「低減する」という用語、又は文法的同等物は、本明細書に記載の治療の開始前の同じ個体における測定値、又は本明細書に記載の治療の不在下での対照対象(又は複数の対照対象)における測定値などの、ベースライン測定値に対する値を示す。「対照対象」は、治療されている対象と同じ形態の疾患に罹患している対象であり、治療されている対象とほぼ同じ年齢である。
阻害:本明細書で使用される場合、「阻害」、「阻害する」、及び「阻害すること」という用語は、目的のタンパク質又は遺伝子の活性及び/又は発現を減少又は低減するプロセス又は方法を指す。典型的には、タンパク質又は遺伝子を阻害することは、本明細書に記載されるか、又は当該技術分野で認識される1つ以上の方法によって測定される、タンパク質又は遺伝子の発現又は関連する活性を少なくとも10%以上、例えば、20%、30%、40%、若しくは50%、60%、70%、80%、90%若しくはそれ以上低減させること、又は1倍より大きい、2倍、3倍、4倍、5倍、10倍、50倍、100倍若しくはそれ以上の発現又は関連する活性の低下を指す。
ハイブリダイゼーション:本明細書で使用される場合、「ハイブリダイゼーション」という用語は、2つ以上の核酸が、ワトソン-クリック対形成、フーグスティーン結合、又は2つの核酸の塩基間の他の配列特異的結合による水素結合を介して互いに結合する反応を指す。別の配列とハイブリダイズすることができる配列は、配列の「補体」と呼ばれ、「相補的」であるか、又は「相補性」を示すと言われる。
インデル:本明細書で使用される場合、「インデル」という用語は、核酸配列における塩基の挿入又は欠失を指す。一般的に変異をもたらし、遺伝的バリエーションの一般的な形態である。
インビトロ:本明細書で使用される場合、「インビトロ」という用語は、多細胞生物内ではなく、人工環境、例えば、試験管又は反応容器内、細胞培養内などにおいて生じる事象を指す。
インビボ:本明細書で使用される場合、「インビボ」という用語は、ヒト及び非ヒト動物などの多細胞生物内で生じる事象を指す。細胞ベースのシステムの文脈では、用語は、(例えば、インビトロシステムとは対照的に)生細胞内で生じる事象を指すために使用され得る。
変異:本明細書で使用される場合、「突然変異」という用語は、当該技術分野における通常の意味を有し、例えば、点突然変異、置換、挿入、欠失、逆位、及び欠失を含む。
オリゴヌクレオチド:本明細書で使用される場合、「オリゴヌクレオチド」という用語は、概して、約5~約100個のヌクレオチドの一本鎖又は二本鎖DNAのポリヌクレオチドを指す。オリゴヌクレオチドは、「オリゴマー」又は「オリゴ」としても既知であり、遺伝子から単離され得るか、又は化学的に合成され得る。
PAM:「PAM」又は「プロトスペーサー隣接モチーフ」という用語は、CRISPR-Cas9などの、CRISPRシステムによる開裂の標的となる核酸領域に続く短い核酸配列(通常、2~6個の塩基対の長さ)を指す。PAMは、切断するためにCasヌクレアーゼに必要とされ、概して、切断部位から3~4ヌクレオチド下流に見出される。
ポリペプチド:「ポリペプチド」という用語は、本明細書で使用される場合、ペプチド結合を介してともに連結されたアミノ酸の連続鎖を指す。用語は、任意の長さのアミノ酸鎖を指すために使用されるが、当業者は、用語が長鎖に限定されず、ペプチド結合を介してともに連結された2つのアミノ酸を含む最小鎖を指すことができることを理解するであろう。当業者に既知のように、ポリペプチドは、処理及び/又は修飾され得る。本明細書で使用される場合、「ポリペプチド」及び「ペプチド」という用語は、互換的に使用される。
予防する:本明細書で使用される場合、「予防する」又は「予防」という用語は、疾患、障害、及び/又は状態の発生に関連して使用される場合、疾患、障害、及び/又は状態を発症するリスクを低減することを指す。
タンパク質:「タンパク質」という用語は、本明細書で使用される場合、別個の単位として機能する1つ以上のポリペプチドを指す。単一のポリペプチドが別個の機能単位であり、別個の機能単位を形成するために他のポリペプチドとの永続的又は一時的な物理的会合を必要としない場合、「ポリペプチド」及び「タンパク質」という用語は、互換的に使用され得る。個別機能単位が、互いに物理的に会合する1つより多くのポリペプチドからなる場合、「タンパク質」という用語は、物理的にカップリングされ、個別単位としてともに機能する複数のポリペプチドを指す。
参照:「参照」の実体、システム、量、条件のセットなどは、本明細書に記載のように試験の実体、システム、量、条件のセットなどと比較されるものである。例えば、一部の実施形態では、「参照」抗体は、本明細書に記載のように操作されていない対照抗体である。
RNAガイド:RNAガイドという用語は、本明細書に記載のタンパク質の標的核酸への標的化を促進するRNA分子を指す。例示的な「RNAガイド」又は「ガイドRNA」としては、同族のtracrRNAと組み合わせたcrRNA又はcrRNAが挙げられるが、これらに限定されない。後者は、独立したRNAであり得るか、又はリンカー(sgRNA)を使用して単一のRNAとして融合され得る。一部の実施形態では、RNAガイドは、化学的又は生化学的修飾を含むように操作され、一部の実施形態では、RNAガイドは、1つ以上のヌクレオチドを含み得る。
対象:「対象」という用語は、本明細書で使用される場合、診断、予後、又は療法が所望される任意の対象を意味する。例えば、対象は、哺乳動物、例えば、ヒト又は非ヒト霊長類(類人猿、サル、オランウータン、又はチンパンジーなど)、イヌ、ネコ、モルモット、ウサギ、ラット、マウス、ウマ、ウシ(cattle)、又はウシ(cow)であり得る。
sgRNA:「sgRNA」又は「シングルガイドRNA」という用語は、(i)ガイド配列(crRNA配列)及び(ii)Cas9ヌクレアーゼ動員配列(tracrRNA)を含有するシングルガイドRNAを指す。
実質的な同一性:「実質的な同一性」という句は、アミノ酸又は核酸配列間の比較を指すために本明細書で使用される。当業者に理解されるように、2つの配列は、概して、対応する位置に同一の残基を含有する場合、「実質的に同一」であるとみなされる。当該技術分野で周知であるように、アミノ酸又は核酸配列は、様々なアルゴリズムのうちのいずれかを使用して比較され得、それは、ヌクレオチド配列についてはBLASTN、及びアミノ酸配列についてはBLASTP、ギャップ付きBLAST、及びPSI-BLASTなどの市販のコンピュータプログラムで利用可能なものを含む。例示的なかかるプログラムは、Altschul,et al.,Basic local alignment search tool,J.Mol.Biol.,215(3):403-410,1990、Altschul,et al.,Methods in Enzymology、Altschul et al.,Nucleic Acids Res.25:3389-3402,1997、Baxevanis et al.,Bioinformatics:A Practical Guide to the Analysis of Genes and Proteins,Wiley,1998、及びMisener,et al.,(eds.),Bioinformatics Methods and Protocols(Methods in Molecular Biology,Vol.132),Humana Press,1999に記載されている。同一の配列を同定することに加えて、上述のプログラムは、典型的には、同一性の程度の指標を提供する。一部の実施形態では、2つの配列が、対応する残基の少なくとも50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%又はそれ以上が、関連するひと続きの残基にわたって同一である場合、実質的に同一であるとみなされる。一部の実施形態では、関連するひと続きは、完全な配列である。一部の実施形態では、関連するひと続きは、少なくとも10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、125、150、175、200、225、250、275、300、325、350、375、400、425、450、475、500又はそれ以上の残基である。
標的核酸:「標的核酸」という用語は、本明細書で使用される場合、CRISPR-Cas9システムが結合する任意の長さのヌクレオチド(オリゴヌクレオチド又はポリヌクレオチド)、デオキシリボヌクレオチド、リボヌクレオチド、又はそれらの類似体のいずれかを指す。標的核酸は、コード領域又は非コード領域を含み得る三次元構造を有し得、エクソン、イントロン、mRNA、tRNA、rRNA、siRNA、shRNA、miRNA、リボザイム、cDNA、プラスミド、ベクター、外因性配列、内因性配列を含み得る。標的核酸は、修飾されたヌクレオチド、メチル化されたヌクレオチド、又はヌクレオチド類似体を含み得る。標的核酸は、非核酸成分とともに散布され得る。標的核酸は、一本鎖、二本鎖、若しくは多重鎖のDNA若しくはRNA、ゲノムDNA、cDNA、DNA-RNAハイブリッド、又はプリン及びピリミジン塩基、若しくは他の天然、化学的若しくは生化学的に修飾された、非天然、若しくは誘導体化されたヌクレオチド塩基を含むポリマーであるが、これらに限定されない。
治療有効量:本明細書で使用される場合、「治療有効量」という用語は、任意の医学的治療に適用可能な妥当な利益/リスク比で治療される対象に治療効果を与える治療分子(例えば、本明細書に記載の操作された抗体)の量を指す。治療効果は、客観的であり得る(すなわち、何らかの試験又はマーカーによって測定可能である)、又は主観的であり得る(すなわち、対象が効果の指標を与えるか、又は効果を感じる)。特に、「治療有効量」とは、疾患と関連する症状を改善すること、疾患の発症を予防又は遅延させること、及び/又は疾患の症状の重症度若しくは頻度を減少させることなどによって、特定の疾患若しくは状態を治療、改善、若しくは予防するのに有効であるか、又は検出可能な治療効果若しくは予防効果を示すのに有効である治療分子又は組成物の量を指す。治療有効量は、複数の単位用量を含み得る投与レジメンで投与することができる。任意の特定の治療分子について、治療有効量(及び/又は有効な投与レジメン内の適切な単位用量)は、例えば、投与経路、他の薬剤との組み合わせに依存して変化し得る。また、任意の特定の対象に対する特定の治療有効量(及び/又は単位用量)は、治療されている障害及び障害の重症度;用いられる特定の薬剤の活性;用いられる特定の組成物;対象の年齢、体重、一般的な健康、性別及び食事;用いられる特定の治療分子の投与時間、投与経路、及び/又は排泄若しくは代謝速度;治療期間;並びに医学分野で周知の同様の因子を含む、様々な因子に依存し得る。
tracrRNA:「tracrRNA」又は「トランス活性化crRNA」という用語は、本明細書で使用される場合、CRlSPR関連タンパク質が特定された標的核酸に結合するのに必要な構造を形成する配列を含むRNAを指す。
治療:本明細書で使用される場合、「治療」(「治療する」又は「治療すること」も)という用語は、特定の疾患、障害、及び/又は状態の1つ以上の症状又は特徴の発症を部分的に又は完全に緩和、改善、軽減、阻害、遅延、それらの重症度の低減、及び/又はそれらの発生率を低減する治療分子(例えば、本明細書に記載のCRISPR-Cas治療タンパク質又はシステム)の任意の投与を指す。かかる治療は、関連する疾患、障害、及び/若しくは状態の兆候を示していない対象、並びに/又は疾患、障害、及び/若しくは状態の早期兆候のみを示している対象の治療であり得る。代替的又は追加的に、かかる治療は、関連する疾患、障害及び/又は状態の1つ以上の確立された兆候を示す対象のものであり得る。
本明細書において、疾患の治療における使用に好適な遺伝子修飾ヒト肝細胞の産生が記載される。また、遺伝子修飾ヒト肝細胞を達成するベクター、核酸、及び/又は細胞を含む好適な組成物も記載される。更に、遺伝子修飾肝細胞を使用して、それを必要とする対象を治療する様々な方法が記載される。
遺伝子修飾ヒト肝細胞を産生する方法
肝細胞移植に好適な遺伝子修飾ヒト肝細胞を産生する方法が提供され、本方法は、塩基エディター及びの1つ以上の主要組織適合複合体(MHC)クラスI又はクラスII遺伝子における標的配列とハイブリダイズする1つ以上のgRNAを導入することによって、単離されたヒト肝細胞又は肝細胞前駆細胞における1つ以上のMHCクラスI又はクラスII遺伝子を破壊し、それによって、遺伝子修飾ヒト肝細胞を産生することを含む。遺伝子修飾ヒト肝細胞は、対応するMHCクラスI又はクラスII遺伝子の発現を変化させる1つ以上の核酸塩基編集を有することができる。代替的に、又は相補的に、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、1つ以上のMHCクラスI又はクラスII遺伝子の発現が低減又は抑制されている。このようにして、遺伝子修飾肝細胞は、それを必要とする対象に移植されると、移植された遺伝子修飾肝細胞の選択的死につながる拒絶反応を引き起こさないであろう。したがって、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、同種反応性が低減又は除去されている。
肝細胞移植に好適な遺伝子修飾ヒト肝細胞を産生する方法が提供され、本方法は、塩基エディター及びの1つ以上の主要組織適合複合体(MHC)クラスI又はクラスII遺伝子における標的配列とハイブリダイズする1つ以上のgRNAを導入することによって、単離されたヒト肝細胞又は肝細胞前駆細胞における1つ以上のMHCクラスI又はクラスII遺伝子を破壊し、それによって、遺伝子修飾ヒト肝細胞を産生することを含む。遺伝子修飾ヒト肝細胞は、対応するMHCクラスI又はクラスII遺伝子の発現を変化させる1つ以上の核酸塩基編集を有することができる。代替的に、又は相補的に、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、1つ以上のMHCクラスI又はクラスII遺伝子の発現が低減又は抑制されている。このようにして、遺伝子修飾肝細胞は、それを必要とする対象に移植されると、移植された遺伝子修飾肝細胞の選択的死につながる拒絶反応を引き起こさないであろう。したがって、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、同種反応性が低減又は除去されている。
任意の種類の又はMHCクラスI若しくはクラスII遺伝子は、遺伝子発現の低減、除去、又は抑制のいずれかを標的化することができる。例えば、MHCクラスI遺伝子は、HLA-A、HLA-B、HLA-C、HLA-E、HLA-F、HLA-G、HLA-K、及びHLA-Lを含む。例えば、MHCクラスII遺伝子は、HLA-DP、HLA-DM、HLA-DOA、HLA-DOB、HLA-DQ、HLA-DRを含む。一部の実施形態では、1つ以上のMHCクラスI又はクラスII遺伝子は、遺伝子発現を増加させるように標的化される。一部の実施形態では、1つ以上のMHCクラスI又はクラスII遺伝子は、遺伝子発現を減少させるように標的化される。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、非遺伝子修飾ヒト肝細胞と比較して、CD47及び/又はCD142を過剰発現する。
単離されたヒト肝細胞は、任意の好適なドナーから得ることができる。一部の実施形態では、ドナーは、肝疾患を有しない。一部の実施形態では、ドナーは、肝疾患を有する。本方法は、新たに単離された肝細胞又は一度凍結してから解凍した肝細胞とともに使用され得る。一部の実施形態では、本方法は、前駆細胞又は幹細胞から得られた肝細胞を使用する。例えば、前駆細胞又は幹細胞は、人工多能性細胞(iPS細胞)又は胚性幹(ES)細胞などの任意の好適な多能性細胞であり得る。
一部の実施形態では、本方法は、塩基エディター及びB2M遺伝子を標的化する1つ以上のガイドRNAを含み、塩基エディター及び表2に列挙されたプロトスペーサー配列のうちのいずれか1つのRNAバージョンを含む対応する1つ以上のガイドRNAが選択される。
一部の実施形態では、本方法は、塩基エディター及びCD142遺伝子を標的化する1つ以上のガイドRNAを含み、塩基エディター及び表3に列挙されたプロトスペーサー配列のうちのいずれか1つのRNAバージョンを含む対応する1つ以上のガイドRNAが選択される。
一部の実施形態では、本方法は、塩基エディター及びCIITA遺伝子を標的化する1つ以上のガイドRNAを含み、塩基エディター及び表4に列挙されたプロトスペーサー配列のうちのいずれか1つのRNAバージョンを含む対応する1つ以上のガイドRNAが選択される。
一部の実施形態では、本方法は、塩基エディター及びHLA-A遺伝子を標的化する1つ以上のガイドRNAを含み、塩基エディター及び表5に列挙されたプロトスペーサー配列のうちのいずれか1つのRNAバージョンを含む対応する1つ以上のガイドRNAが選択される。
一部の実施形態では、本方法は、塩基エディター及びHLA-B遺伝子を標的化する1つ以上のガイドRNAを含み、塩基エディター及び表6に列挙されたプロトスペーサー配列のうちのいずれか1つのRNAバージョンを含む対応する1つ以上のガイドRNAが選択される。
一部の実施形態では、表2に列挙されたプロトスペーサー配列のうちのいずれか1つのRNAバージョンを含むガイドRNAが本明細書に提供される。一部の実施形態では、ガイドRNAは、表3に列挙されたプロトスペーサー配列のうちのいずれか1つのRNAバージョンを含む。一部の実施形態では、ガイドRNAは、表4に列挙されたプロトスペーサー配列のうちのいずれか1つのRNAバージョンを含む。一部の実施形態では、ガイドRNAは、表5に列挙されたプロトスペーサー配列のうちのいずれか1つのRNAバージョンを含む。一部の実施形態では、ガイドRNAは、表6に列挙されたプロトスペーサー配列のうちのいずれか1つのRNAバージョンを含む。
一部の実施形態では、表2Aに列挙された配列のうちのいずれか1つを含むガイドRNAが本明細書に提供される。一部の実施形態では、ガイドRNAは、表3Aに列挙された配列のうちのいずれか1つを含む。一部の実施形態では、ガイドRNAは、表4Aに列挙された配列のうちのいずれか1つを含む。一部の実施形態では、ガイドRNAは、表5Aに列挙された配列のうちのいずれか1つを含む。一部の実施形態では、ガイドRNAは、表6Aに列挙された配列のうちのいずれか1つを含む。
一部の実施形態では、本方法は、塩基エディター及びB2M遺伝子を標的化する1つ以上のガイドRNAを含み、塩基エディター及び表2Aに列挙されたプロトスペーサー配列のうちのいずれか1つを含む対応する1つ以上のガイドRNAが選択される。
一部の実施形態では、本方法は、塩基エディター及びCD142遺伝子を標的化する1つ以上のガイドRNAを含み、表3Aに列挙された塩基エディター及びプロトスペーサー配列のうちのいずれか1つを含む対応する1つ以上のガイドRNAが選択される。
一部の実施形態では、本方法は、塩基エディター及びCIITA遺伝子を標的化する1つ以上のガイドRNAを含み、塩基エディター及び表4Aに列挙されたプロトスペーサー配列のうちのいずれか1つを含む対応する1つ以上のガイドRNAが選択される。
一部の実施形態では、本方法は、塩基エディター及びHLA-A遺伝子を標的化する1つ以上のガイドRNAを含み、塩基エディター及び表5Aに列挙されたプロトスペーサー配列のうちのいずれか1つを含む対応する1つ以上のガイドRNAが選択される。
一部の実施形態では、本方法は、塩基エディター及びHLA-B遺伝子を標的化する1つ以上のガイドRNAを含み、塩基エディター及び表6Aに列挙されたプロトスペーサー配列のうちのいずれか1つを含む対応する1つ以上のガイドRNAが選択される。
様々な塩基エディターを、遺伝子修飾ヒト肝細胞を作製するための方法において使用することができる。
CRISPRタンパク質、及びアデニン塩基エディター(ABE)、シチジン塩基エディター(CBE)、又はイノシン塩基エディター(IBE)のうちのいずれか1つ以上を含む塩基エディターは、本明細書に記載の方法に好適である。一部の実施形態では、本明細書に記載の方法は、CRISPRタンパク質を使用して、目的の遺伝子(例えば、MHCクラスI又はクラスII遺伝子のうちの1つ以上)の標的化された抑制を達成することによって達成することができる。
本明細書に記載の方法に好適なCRISPRタンパク質は全体にわたって記載されており、任意のCas9又はCas12 CRISPRタンパク質を含む。例えば、Cas9は、任意の好適な細菌から選択することができ、これには、Streptococcus pyogenes(SpCas9)又はStaphylococcus aureus(SaCas9)から単離された記載のCas9が含まれる。本明細書に記載の方法に好適なCas12 CRISPRタンパク質としては、任意のクラス2V型又はVI型Cas12タンパク質(例えば、クラス2V型Cas12を含む)が挙げられる。とりわけ、Cas12a、Cas12b、Cas12cが含まれる。
本明細書に記載の方法に好適なCRISPRタンパク質は、1つ以上の変異を有し得る。1つ以上の変異は、ニッカーゼ又は触媒不活性CRISPRタンパク質であるCRISPRタンパク質をもたらし得る。「変異」とは、点変異、置換、欠失、逆位、若しくは融合のいずれか、又はそれらのいずれかの組み合わせを意味する。融合は、CRISPRタンパク質における任意の場所、例えば、N末端、C末端のいずれか、又はN末端とC末端との間で生じ得る。ニッカーゼ又は触媒的に不活性なCRISPRタンパク質を達成するために、PAM相互作用ドメイン、RuvCドメイン、及び/若しくはHNHドメインのいずれか、又はそれらのいずれかの組み合わせにおいて、1つ以上の変異が作製され得る。様々な変異は、当該技術分野に記載されており、例えば、US9,790,490に記載されているものが含まれる(その内容は、本明細書に援用される)。
一部の実施形態では、Cas9は、高忠実度Cas9である。一部の実施形態では、高忠実度Cas9バリアントは、増強された特異性を含み、これは、オフターゲット開裂を最小限に抑える。一部の実施形態では、Cas9は、超高精度Cas9である。一部の実施形態では、操作されたバリアント、例えば、主にREC3ドメイン内の変異を含み、より高い特異性及び忠実度を達成する、「超高精度Cas9」(SpyCas9に対応するN692A、M694A、Q695A、及び/又はH698A変異)及び/又は「高忠実度Cas9」(SpyCas9に対応するN467A、R661A、Q695A、及び/又はQ926A変異)が使用される。高忠実度バリアントは、ミスマッチを安定化し、オフターゲットDNA開裂を低減するCas9の能力を低減する。一部の実施形態では、特異性の増加は、オンターゲット開裂の効率の約100倍の喪失を伴う。一部の実施形態では、野生型Cas9に相当するオンターゲット開裂率を維持する高忠実度バリアントである、SuperFi-Cas9が使用される。一部の実施形態では、SuperFi-Cas9は、RuvCループにおける変異を含む。一部の実施形態では、変異は、gRNA-TS二本鎖の後続の開裂を促進するねじれたコンフォメーションの形成を阻害する。一部の実施形態では、SpyCas9に対応するY1016、R1019、Y1010、Y1013、K1031、Q1027、及び/又はV1018残基は、例えば、アスパラギン酸に変異している。(Bravo,J.et al.Structural basis for mismatch surveillance by CRISPR-Cas9 Nature,603,March 2022)。
一部の実施形態では、CRISPRタンパク質は、本明細書に記載されるアデノシンデアミナーゼ、シトシンデアミナーゼ、又はイノシンデアミナーゼなどのデアミナーゼと融合される。塩基エディターの複数の構成は、複数の塩基編集の多重化タイプを達成することが可能である。例えば、一部の実施形態では、単一の塩基エディターが、2つ、3つ、又はそれ以上の核酸塩基編集を生成するために、1つ超のガイドと組み合わせて使用される。代替的に、一部の実施形態では、好適なガイドと対になる複数の塩基エディターを使用して、2、3つ、又はそれ以上の核酸塩基編集を生成する。複数の塩基エディター及び関連ガイドを、表2、3、4、5、及び6に示す。したがって、一部の実施形態では、塩基エディター、並びにB2M遺伝子、CD142遺伝子、CIITA遺伝子、HLA-A遺伝子、及びHLA-B遺伝子などの1つ以上の特定の遺伝子を標的化する好適なガイドが提供される。
一部の実施形態では、塩基編集システムは、1つ以上のベクターで提供される。例えば、塩基編集システムは、単一のベクター又は塩基編集システムの成分を送達する1つ超のベクターからなる「スプリットベクター」で提供され得る。対応する核酸は、コドン最適化され得る。かかるコドン最適化は、ヒト細胞における発現のための核酸を最適化するために実行される。
遺伝子修飾肝細胞の産生に続いて、遺伝子修飾細胞は、好適なヒト化動物モデルにおいて増殖される。この増殖は、それを必要とする対象への移植に十分な好適な数の細胞の産生を可能にする。様々なヒト化動物モデルは、当該技術分野で既知であり、例えば、FRGブタ、FRGマウス、及びFRGラット動物を含む。一部の実施形態では、FRGマウス及び/又はFRGマウス動物内で第1の増殖下にある遺伝子修飾肝細胞に、より大きいヒト化FRG動物(例えば、ブタ)における第2の増殖が続く。一般的に、約50万~100万個の細胞が、FRGマウス当たり約0.8億~1.5億個の肝細胞を生成する。一般的に、約50万~100万個の細胞が、FRGラット当たり約4.8億~9億個の肝細胞を生成する。FRGブタは、一般に、細胞増殖の点で、FRGラットよりも約100倍多く生成することができる。
増殖段階後、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、続いて、FRG動物から単離される。かかる単離は、当該技術分野で既知の方法に従い、例えば、蛍光活性化細胞選別、免疫磁気細胞分離、密度勾配遠心分離、及び/又は免疫密度細胞分離が挙げられる。
肝疾患を治療する方法
本明細書において、肝疾患を有する対象を治療するために、記載の遺伝子修飾ヒト肝細胞を使用する方法が記載される。遺伝子修飾ヒト肝細胞は、例えば、アルファ-1アンチトリプシン欠損症、クリグラー・ナジャー症候群1型、家族性高コレステロール血症、先天性凝固第VII因子欠損症、血友病A、糖原病I型、乳児レフサム病、メープルシロップ尿症、新生児ヘモクロマトーシス、進行性家族性肝内胆汁うっ滞症2型(PFIC2)、尿素サイクル異常症(例えば、オルニチントランスカルバミラーゼ(OTC)欠損症、アルギノコハク酸リアーゼ欠損症、カルバモイルリン酸シンターゼ1型欠損症、シトルリン血症、ウィルソン病)、急性肝不全、妊娠脂肪肝、及び慢性肝不全の急性増悪を含む様々な肝疾患の治療に使用することができる。したがって、本明細書に記載の方法は、先天性又は後天性肝疾患のいずれかを治療するために使用され得る。したがって、一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、アルファ-1アンチトリプシン欠損症の治療に使用される。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、クリグラー・ナジャー症候群1型を治療するために使用される。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、家族性高コレステロール血症を治療するために使用される。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、先天性凝固第VII因子欠損症を治療するために使用される。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、血友病Aを治療するために使用される。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、糖原病I型を治療するために使用される。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、乳児レフサム病を治療するために使用される。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、メープルシロップ尿症を治療するために使用される。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、新生児ヘモクロマトーシスを治療するために使用される。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、進行性家族性肝内胆汁うっ滞症2型(PFIC2)を治療するために使用される。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、進行性家族性肝内胆汁うっ滞症2型(PFIC2)を治療するために使用される。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、オルニチントランスカルバミラーゼ(OTC)欠損症、アルギニノコハク酸リアーゼ欠損症、カルバモイルリン酸シンターゼ1型欠損症、シトルリン血症、ウィルソン病などの尿素サイクル異常症を治療するために使用される。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、急性肝不全を治療するために使用される。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、妊娠中の妊娠脂肪肝を治療するために使用される。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、慢性肝不全の急性増悪を治療するために使用される。
本明細書において、肝疾患を有する対象を治療するために、記載の遺伝子修飾ヒト肝細胞を使用する方法が記載される。遺伝子修飾ヒト肝細胞は、例えば、アルファ-1アンチトリプシン欠損症、クリグラー・ナジャー症候群1型、家族性高コレステロール血症、先天性凝固第VII因子欠損症、血友病A、糖原病I型、乳児レフサム病、メープルシロップ尿症、新生児ヘモクロマトーシス、進行性家族性肝内胆汁うっ滞症2型(PFIC2)、尿素サイクル異常症(例えば、オルニチントランスカルバミラーゼ(OTC)欠損症、アルギノコハク酸リアーゼ欠損症、カルバモイルリン酸シンターゼ1型欠損症、シトルリン血症、ウィルソン病)、急性肝不全、妊娠脂肪肝、及び慢性肝不全の急性増悪を含む様々な肝疾患の治療に使用することができる。したがって、本明細書に記載の方法は、先天性又は後天性肝疾患のいずれかを治療するために使用され得る。したがって、一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、アルファ-1アンチトリプシン欠損症の治療に使用される。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、クリグラー・ナジャー症候群1型を治療するために使用される。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、家族性高コレステロール血症を治療するために使用される。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、先天性凝固第VII因子欠損症を治療するために使用される。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、血友病Aを治療するために使用される。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、糖原病I型を治療するために使用される。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、乳児レフサム病を治療するために使用される。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、メープルシロップ尿症を治療するために使用される。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、新生児ヘモクロマトーシスを治療するために使用される。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、進行性家族性肝内胆汁うっ滞症2型(PFIC2)を治療するために使用される。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、進行性家族性肝内胆汁うっ滞症2型(PFIC2)を治療するために使用される。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、オルニチントランスカルバミラーゼ(OTC)欠損症、アルギニノコハク酸リアーゼ欠損症、カルバモイルリン酸シンターゼ1型欠損症、シトルリン血症、ウィルソン病などの尿素サイクル異常症を治療するために使用される。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、急性肝不全を治療するために使用される。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、妊娠中の妊娠脂肪肝を治療するために使用される。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、慢性肝不全の急性増悪を治療するために使用される。
治療を必要とする対象を治療する方法は、本明細書に記載の遺伝子修飾ヒト肝細胞の投与を含む。様々な投与様式(例えば、門脈内注入又は細胞の注入)は、それを必要とする対象の治療に好適である。一部の実施形態では、遺伝子修飾ヒト肝細胞は、それを必要とする対象の門脈内に投与される。投薬目的のために、それを必要とする対象に投与される遺伝子修飾ヒト肝細胞の量は、約50億~200億個の細胞である。一部の実施形態では、約50億~200億個の遺伝子修飾ヒト肝細胞が、それを必要とする対象の門脈に注入される。一部の実施形態では、約100億~120億個の遺伝子修飾ヒト肝細胞が、それを必要とする対象の門脈に注入される。一部の実施形態では、約120億~150億個の遺伝子修飾ヒト肝細胞が、それを必要とする対象の門脈に注入される。
一部の実施形態では、遺伝子修飾肝細胞は、総肝臓質量の約2~15%の量で対象に投与される。一部の実施形態では、遺伝子修飾肝細胞は、総肝臓質量の約5~10%の量で対象に投与される。したがって、一部の実施形態では、遺伝子修飾肝細胞は、総肝臓質量の約2%の量で対象に投与される。一部の実施形態では、遺伝子修飾肝細胞は、総肝臓質量の約3%の量で対象に投与される。一部の実施形態では、遺伝子修飾肝細胞は、総肝臓質量の約4%の量で対象に投与される。一部の実施形態では、遺伝子修飾肝細胞は、総肝臓質量の約5%の量で対象に投与される。一部の実施形態では、遺伝子修飾肝細胞は、総肝臓質量の約6%の量で対象に投与される。一部の実施形態では、遺伝子修飾肝細胞は、総肝臓質量の約7%の量で対象に投与される。一部の実施形態では、遺伝子修飾肝細胞は、総肝臓質量の約8%の量で対象に投与される。一部の実施形態では、遺伝子修飾肝細胞は、総肝臓質量の約9%の量で対象に投与される。一部の実施形態では、遺伝子修飾肝細胞は、総肝臓質量の約10%の量で対象に投与される。一部の実施形態では、遺伝子修飾肝細胞は、総肝臓質量の約11%の量で対象に投与される。一部の実施形態では、遺伝子修飾肝細胞は、総肝臓質量の約12%の量で対象に投与される。一部の実施形態では、遺伝子修飾肝細胞は、総肝臓質量の約13%の量で対象に投与される。一部の実施形態では、遺伝子修飾肝細胞は、総肝臓質量の約14%の量で対象に投与される。一部の実施形態では、遺伝子修飾肝細胞は、総肝臓質量の約15%の量で対象に投与される。
一部の実施形態では、遺伝子修飾肝細胞は、体重1kg当たり最大約2×108個の細胞を対象に投与される。一部の実施形態では、遺伝子修飾肝細胞は、体重1kg当たり最大約1.5×108個の細胞を対象に投与される。一部の実施形態では、遺伝子修飾肝細胞は、体重1kg当たり最大約1.2×108個の細胞を対象に投与される。一部の実施形態では、遺伝子修飾肝細胞は、体重1kg当たり最大約1.0×108個の細胞を対象に投与される。一部の実施形態では、遺伝子修飾肝細胞は、体重1kg当たり最大約0.8×108個の細胞を対象に投与される。一部の実施形態では、遺伝子修飾肝細胞は、体重1kg当たり最大約0.5×108個の細胞を対象に投与される。
CRISPR融合タンパク質
一部の実施形態では、Cas9又はCas12タンパク質は、1つ以上の異種タンパク質ドメインに融合している。一部の実施形態では、Cas9又はCas12酵素は、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10個、又はそれ以上のタンパク質ドメインに融合している。一部の実施形態では、異種タンパク質ドメインは、Cas9又はCas12酵素のC末端に融合している。一部の実施形態では、異種タンパク質ドメインは、Cas9又はCas12酵素のN末端に融合している。一部の実施形態では、異種タンパク質ドメインは、Cas9又はCas12酵素のC末端とN末端との間で内部融合している。一部の実施形態では、内部融合は、Cas9 RuvCI、RuvC II、RuvCIII、HNH、REC I、又はPAM相互作用ドメイン内で行われる。
一部の実施形態では、Cas9又はCas12タンパク質は、1つ以上の異種タンパク質ドメインに融合している。一部の実施形態では、Cas9又はCas12酵素は、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10個、又はそれ以上のタンパク質ドメインに融合している。一部の実施形態では、異種タンパク質ドメインは、Cas9又はCas12酵素のC末端に融合している。一部の実施形態では、異種タンパク質ドメインは、Cas9又はCas12酵素のN末端に融合している。一部の実施形態では、異種タンパク質ドメインは、Cas9又はCas12酵素のC末端とN末端との間で内部融合している。一部の実施形態では、内部融合は、Cas9 RuvCI、RuvC II、RuvCIII、HNH、REC I、又はPAM相互作用ドメイン内で行われる。
Cas9又はCas12タンパク質は、別のタンパク質ドメインに直接的又は間接的に結合され得る。一部の実施形態では、好適なCRISPRシステムは、Cas9タンパク質及び異種タンパク質を結合するリンカー又はスペーサーを含有する。アミノ酸リンカー又はスペーサーは、一般に、可撓性であるように、又はアルファ-ヘリックスなどの構造を、2つのタンパク質部分の間に介在させるように設計される。リンカー又はスペーサーは、比較的短い場合があるか、又はより長い場合がある。典型的には、リンカー又はスペーサーは、例えば、1~100(例えば、1~100、5~100、10~100、20~100、30~100、40~100、50~100、60~100、70~100、80~100、90~100、5~55、10~50、10~45、10~40、10~35、10~30、10~25、10~20)アミノ酸長を含有する。一部の実施形態では、リンカー又はスペーサーは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、又は100アミノ酸長以上である。典型的には、より長いリンカーは、立体障害を減少させ得る。一部の実施形態では、リンカーは、グリシン及びセリン残基の混合物を含むであろう。一部の実施形態では、リンカーは、スレオニン、プロリン、及び/又はアラニン残基を更に含み得る。
一部の実施形態では、Cas9又はCas12タンパク質は、酵素活性、エピジェネティック修飾活性、RNA開裂活性、核酸結合活性、転写調節活性を有する細胞局在化シグナル、エピトープタグ、レポーター遺伝子、及びタンパク質ドメインに融合している。一部の実施形態では、Cas9タンパク質は、核局在化配列(NLS)、FLAGタグ、HISタグ、及び/又はHAタグに融合している。
好適な融合パートナーとしては、これらに限定されないが、メチルトランスフェラーゼ活性、デメチラーゼ活性、アセチルトランスフェラーゼ活性、デアセチラーゼ活性、キナーゼ活性、ホスファターゼ活性、ユビキチンリガーゼ活性、脱ユビキチン化活性、アデニル化活性、脱アデニル化活性、SUMO化活性、脱SUMO化活性、リボシル化活性、脱リボシル化活性、ミリストイル化活性、脱ミリストイル化活性、インテグラーゼ活性、トランスポザーゼ活性、リコンビナーゼ活性、ポリメラーゼ活性、リガーゼ活性、ヘリカーゼ活性、又はヌクレアーゼ活性を提供するポリペプチドが挙げられ、これらのいずれかは、DNA又はDNA関連ポリペプチド(例えば、ヒストン又はDNA結合タンパク質)を修飾することができる。一部の実施形態では、Cas9タンパク質は、ヒストンデメチラーゼ、転写アクチベーター、又はデアミナーゼに融合している。
更なる好適な融合パートナーとしては、これらに限定されないが、境界エレメント(例えば、CTCF)、末梢動員を提供するタンパク質及びその断片(例えば、Lamin A、Lamin Bなど)、並びにタンパク質ドッキングエレメント(例えば、FKBP/FRB、Pill/Abylなど)が挙げられる。
特定の実施形態では、Cas9は、例えば、塩基編集における使用のために、シチジン又はアデノシンデアミナーゼドメインに融合している。一部の実施形態では、Cas9は、アデニン及びシトシン塩基エディター(ACBE又はCABE)に融合しており、ACBE又はCABEは、TadAのヘテロ二量体及び活性化誘導シチジンデアミナーゼ(AID)をCas9ニッカーゼ(nCas9)のN末端及びC末端に融合することによって生成される。一部の実施形態では、ACBE又はCABEは、同じ標的部位でCからTへの及びAからGへの塩基編集を同時に誘導する。Xie,J et al.ACBE,a new base editor for simultaneous C-to-T and A-to-G substitutions in mammalian systems.BMC Biology(18:131),2020)
特定の実施形態では、Cas9又はCas12は、例えば、塩基編集における使用のために、シチジン又はアデノシンデアミナーゼドメインに融合している。一部の実施形態では、「シチジンデアミナーゼ」及び「シトシンデアミナーゼ」という用語は、交換可能に使用することができる。特定の実施形態では、シチジンデアミナーゼドメインは、本明細書に記載される任意のシチジンデアミナーゼと70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%以上の配列同一性を有し得る。一部の実施形態では、シチジンデアミナーゼドメインは、シチジンデアミナーゼ活性を有する(例えば、CをUに変換する)。特定の実施形態では、アデノシンデアミナーゼドメインは、本明細書に記載される任意のアデノシンデアミナーゼと70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%以上の配列同一性を有し得る。一部の実施形態では、アデノシンデアミナーゼドメインは、アデノシンデアミナーゼ活性を有する(例えば、AをIに変換する)。一部の実施形態では、「アデノシンデアミナーゼ」及び「アデニンデアミナーゼ」という用語は、交換可能に使用することができる。
一部の実施形態では、シチジンデアミナーゼは、アポリポタンパク質B mRNA編集複合体(APOBEC)ファミリーデアミナーゼの全部又は一部を含むことができる。APOBECは進化的に保存されたシチジンデアミナーゼのファミリーである。このファミリーのメンバーは、CからUの編集酵素である。APOBEC様タンパク質のN末端ドメインは、触媒ドメインであり、C末端ドメインは、偽触媒ドメインである。より具体的には、触媒ドメインは、亜鉛依存性シチジンデアミナーゼドメインであり、シチジンの脱アミノ化に重要である。APOBECファミリーメンバーには、APOBEC1、APOBEC2、APOBEC3A、APOBEC3B、APOBEC3C、APOBEC3D(現在、「APOBEC3E」は、これを指す)、APOBEC3F、APOBEC3G、APOBEC3H、APOBEC4、及び活性化誘導(シチジン)デアミナーゼが含まれる。一部の実施形態では、融合タンパク質に組み込まれるデアミナーゼは、APOBEC1デアミナーゼの全部又は一部を含む。一部の実施形態では、融合タンパク質に組み込まれるデアミナーゼは、APOBEC2デアミナーゼの全部又は一部を含む。一部の実施形態では、融合タンパク質に組み込まれるデアミナーゼは、APOBEC3デアミナーゼの全部又は一部を含む。一部の実施形態では、融合タンパク質に組み込まれるデアミナーゼは、APOBEC3Aデアミナーゼの全部又は一部を含む。一部の実施形態では、融合タンパク質に組み込まれるデアミナーゼは、APOBEC3Bデアミナーゼの全部又は一部を含む。一部の実施形態では、融合タンパク質に組み込まれるデアミナーゼは、APOBEC3Cデアミナーゼの全部又は一部を含む。一部の実施形態では、融合タンパク質に組み込まれるデアミナーゼは、APOBEC3Dデアミナーゼの全部又は一部を含む。一部の実施形態では、融合タンパク質に組み込まれるデアミナーゼは、APOBEC3Eデアミナーゼの全部又は一部を含む。一部の実施形態では、融合タンパク質に組み込まれるデアミナーゼは、APOBEC3Fデアミナーゼの全部又は一部を含む。一部の実施形態では、融合タンパク質に組み込まれるデアミナーゼは、APOBEC3Gデアミナーゼの全部又は一部を含む。一部の実施形態では、融合タンパク質に組み込まれるデアミナーゼは、APOBEC3Hデアミナーゼの全部又は一部を含む。一部の実施形態では、融合タンパク質に組み込まれるデアミナーゼは、APOBEC4デアミナーゼの全部又は一部を含む。一部の実施形態では、融合タンパク質に組み込まれるデアミナーゼは、活性化誘導デアミナーゼ(AID)の全部又は一部を含む。一部の実施形態では、融合タンパク質に組み込まれるデアミナーゼは、シチジンデアミナーゼ1(CDA1)の全部又は一部を含む。融合タンパク質は、任意の好適な生物(例えば、ヒト又はラット)由来のデアミナーゼを含み得ることを理解されたい。一部の実施形態では、融合タンパク質のデアミナーゼドメインは、ヒト、チンパンジー、ゴリラ、サル、ウシ、イヌ、ラット、又はマウス由来である。一部の実施形態では、融合タンパク質のデアミナーゼドメインは、ラット(例えば、ラットAPOBEC1)に由来する。一部の実施形態では、デアミナーゼドメインは、ヒトAPOBEC1である。一部の実施形態では、デアミナーゼドメインは、pmCDA1である。
例示的なシチジンデアミナーゼの配列は、以下に提供される。
pmCDA1(Petromyzon marinus)
MTDAEYVRIHEKLDIYTFKKQFFNNKKSVSHRCYVLFELKRRGERRACFWGYAVNKPQSGTERGIHAEIFSIRKVEEYLRDNPGQFTINWYSSWSPCADCAEKILEWYNQELRGNGHTLKIWACKLYYEKNARNQIGLWNLRDNGVGLNVMVSEHYQCCRKIFIQSSHNQLNENRWLEKTLKRAEKRRSELSIMIQVKILHTTKSPAV(配列番号4)
ヒトAID:
MDSLLMNRRKFLYQFKNVRWAKGRRETYLCYVVKRRDSATSFSLDFGYLRNKNGCHVELLFLRYISDWDLDPGRCYRVTWFTSWSPCYDCARHVADFLRGNPNLSLRIFTARLYFCEDRKAEPEGLRRLHRAGVQIAIMTFKAPV(配列番号5)
ヒトAID:
(配列番号6)(下線:核局在化配列、二重下線:核外輸送シグナル)
マウスAID:
(配列番号7)(下線:核局在化配列、二重下線:核外輸送シグナル)
イヌAID:
(配列番号8)(下線:核局在化配列、二重下線:核外輸送シグナル)
ウシAID:
(配列番号9)(下線:核局在化配列、二重下線:核外輸送シグナル)
ラットAID:
(配列番号10)
(下線:核局在化配列、二重下線:核外輸送シグナル)
clAID(Canis lupus familiaris):
MDSLLMKQRKFLYHFKNVRWAKGRHETYLCYVVKRRDSATSFSLDFGHLRNKSGCHVELLFLRYISDWDLDPGRCYRVTWFTSWSPCYDCARHVADFLRGYPNLSLRIFAARLYFCEDRKAEPEGLRRLHRAGVQIAIMTFKDYFYCWNTFVENREKTFKAWEGLHENSVRLSRQLRRILLPLYEVDDLRDAFRTLGL(配列番号11)
btAID(Bos Taurus):
MDSLLKKQRQFLYQFKNVRWAKGRHETYLCYVVKRRDSPTSFSLDFGHLRNKAGCHVELLFLRYISDWDLDPGRCYRVTWFTSWSPCYDCARHVADFLRGYPNLSLRIFTARLYFCDKERKAEPEGLRRLHRAGVQIAIMTFKDYFYCWNTFVENHERTFKAWEGLHENSVRLSRQLRRILLPLYEVDDLRDAFRTLGL(配列番号12)
mAID(Mus musculus):
MDSLLMNRRKFLYQFKNVRWAKGRRETYLCYVVKRRDSATSFSLDFGYLRNKNGCHVELLFLRYISDWDLDPGRCYRVTWFTSWSPCYDCARHVADFLRGNPNLSLRIFTARLYFCEDRKAEPEGLRRLHRAGVQIAIMTFKDYFYCWNTFVENHERTFKAWEGLHENSVRLSRQLRRILLPLYEVDDLRDAFRTLGL(配列番号13)
rAPOBEC-1(Rattus norvegicus):
MSSETGPVAVDPTLRRRIEPHEFEVFFDPRELRKETCLLYEINWGGRHSIWRHTSQNTNKHVEVNFIEKFTTERYFCPNTRCSITWFLSWSPCGECSRAITEFLSRYPHVTLFIYIARLYHHADPRNRQGLRDLISSGVTIQIMTEQESGYCWRNFVNYSPSNEAHWPRYPHLWVRLYVLELYCIILGLPPCLNILRRKQPQLTFFTIALQSCHYQRLPPHILWATGLK(配列番号14)
maAPOBEC-1(Mesocricetus auratus):
MSSETGPVVVDPTLRRRIEPHEFDAFFDQGELRKETCLLYEIRWGGRHNIWRHTGQNTSRHVEINFIEKFTSERYFYPSTRCSIVWFLSWSPCGECSKAITEFLSGHPNVTLFIYAARLYHHTDQRNRQGLRDLISRGVTIRIMTEQEYCYCWRNFVNYPPSNEVYWPRYPNLWMRLYALELYCIHLGLPPCLKIKRRHQYPLTFFRLNLQSCHYQRIPPHILWATGFI(配列番号15)
ppAPOBEC-1(Pongo pygmaeus):
MTSEKGPSTGDPTLRRRIESWEFDVFYDPRELRKETCLLYEIKWGMSRKIWRSSGKNTTNHVEVNFIKKFTSERRFHSSISCSITWFLSWSPCWECSQAIREFLSQHPGVTLVIYVARLFWHMDQRNRQGLRDLVNSGVTIQIMRASEYYHCWRNFVNYPPGDEAHWPQYPPLWMMLYALELHCIILSLPPCLKISRRWQNHLAFFRLHLQNCHYQTIPPHILLATGLIHPSVTWR(配列番号16)
ocAPOBEC1(Oryctolagus cuniculus):
MASEKGPSNKDYTLRRRIEPWEFEVFFDPQELRKEACLLYEIKWGASSKTWRSSGKNTTNHVEVNFLEKLTSEGRLGPSTCCSITWFLSWSPCWECSMAIREFLSQHPGVTLIIFVARLFQHMDRRNRQGLKDLVTSGVTVRVMSVSEYCYCWENFVNYPPGKAAQWPRYPPRWMLMYALELYCIILGLPPCLKISRRHQKQLTFFSLTPQYCHYKMIPPYILLATGLLQPSVPWR(配列番号17)
mdAPOBEC-1(Monodelphis domestica):
MNSKTGPSVGDATLRRRIKPWEFVAFFNPQELRKETCLLYEIKWGNQNIWRHSNQNTSQHAEINFMEKFTAERHFNSSVRCSITWFLSWSPCWECSKAIRKFLDHYPNVTLAIFISRLYWHMDQQHRQGLKELVHSGVTIQIMSYSEYHYCWRNFVDYPQGEEDYWPKYPYLWIMLYVLELHCIILGLPPCLKISGSHSNQLALFSLDLQDCHYQKIPYNVLVATGLVQPFVTWR(配列番号18)
ppAPOBEC-2(Pongo pygmaeus):
MAQKEEAAAATEAASQNGEDLENLDDPEKLKELIELPPFEIVTGERLPANFFKFQFRNVEYSSGRNKTFLCYVVEAQGKGGQVQASRGYLEDEHAAAHAEEAFFNTILPAFDPALRYNVTWYVSSSPCAACADRIIKTLSKTKNLRLLILVGRLFMWEELEIQDALKKLKEAGCKLRIMKPQDFEYVWQNFVEQEEGESKAFQPWEDIQENFLYYEEKLADILK(配列番号19)
btAPOBEC-2(Bos Taurus):
MAQKEEAAAAAEPASQNGEEVENLEDPEKLKELIELPPFEIVTGERLPAHYFKFQFRNVEYSSGRNKTFLCYVVEAQSKGGQVQASRGYLEDEHATNHAEEAFFNSIMPTFDPALRYMVTWYVSSSPCAACADRIVKTLNKTKNLRLLILVGRLFMWEEPEIQAALRKLKEAGCRLRIMKPQDFEYIWQNFVEQEEGESKAFEPWEDIQENFLYYEEKLADILK(配列番号20)
mAPOBEC-3-(1)(Mus musculus):
MQPQRLGPRAGMGPFCLGCSHRKCYSPIRNLISQETFKFHFKNLGYAKGRKDTFLCYEVTRKDCDSPVSLHHGVFKNKDNIHAEICFLYWFHDKVLKVLSPREEFKITWYMSWSPCFECAEQIVRFLATHHNLSLDIFSSRLYNVQDPETQQNLCRLVQEGAQVAAMDLYEFKKCWKKFVDNGGRRFRPWKRLLTNFRYQDSKLQEILRPCYISVPSSSSSTLSNICLTKGLPETRFWVEGRRMDPLSEEEFYSQFYNQRVKHLCYYHRMKPYLCYQLEQFNGQAPLKGCLLSEKGKQHAEILFLDKIRSMELSQVTITCYLTWSPCPNCAWQLAAFKRDRPDLILHIYTSRLYFHWKRPFQKGLCSLWQSGILVDVMDLPQFTDCWTNFVNPKRPFWPWKGLEIISRRTQRRLRRIKESWGLQDLVNDFGNLQLGPPMS(配列番号21)
マウスAPOBEC-3-(2):
(配列番号22)(斜体:核酸編集ドメイン)
ラットAPOBEC-3:
(配列番号23)(斜体:核酸編集ドメイン)
hAPOBEC-3A(Homo sapiens):
MEASPASGPRHLMDPHIFTSNFNNGIGRHKTYLCYEVERLDNGTSVKMDQHRGFLHNQAKNLLCGFYGRHAELRFLDLVPSLQLDPAQIYRVTWFISWSPCFSWGCAGEVRAFLQENTHVRLRIFAARIYDYDPLYKEALQMLRDAGAQVSIMTYDEFKHCWDTFVDHQGCPFQPWDGLDEHSQALSGRLRAILQNQGN(配列番号24)
hAPOBEC-3F(Homo sapiens):
MKPHFRNTVERMYRDTFSYNFYNRPILSRRNTVWLCYEVKTKGPSRPRLDAKIFRGQVYSQPEHHAEMCFLSWFCGNQLPAYKCFQITWFVSWTPCPDCVAKLAEFLAEHPNVTLTISAARLYYYWERDYRRALCRLSQAGARVKIMDDEEFAYCWENFVYSEGQPFMPWYKFDDNYAFLHRTLKEILRNPMEAMYPHIFYFHFKNLRKAYGRNESWLCFTMEVVKHHSPVSWKRGVFRNQVDPETHCHAERCFLSWFCDDILSPNTNYEVTWYTSWSPCPECAGEVAEFLARHSNVNLTIFTARLYYFWDTDYQEGLRSLSQEGASVEIMGYKDFKYCWENFVYNDDEPFKPWKGLKYNFLFLDSKLQEILE(配列番号25)
アカゲザルAPOBEC-3G:
(配列番号26)(斜体:核酸編集ドメイン、下線:細胞質局在化シグナル)
チンパンジーAPOBEC-3G:
(配列番号27)
(斜体:核酸編集ドメイン、下線:細胞質局在化シグナル)
ミドリザルAPOBEC-3G:
(配列番号28)
(斜体:核酸編集ドメイン、下線:細胞質局在化シグナル)
ヒトAPOBEC-3G:
(配列番号29)
(斜体:核酸編集ドメイン、下線:細胞質局在化シグナル)
ヒトAPOBEC-3F:
(配列番号30)
(斜体:核酸編集ドメイン)
ヒトAPOBEC-3B:
(配列番号31)
(斜体:核酸編集ドメイン)
ラットAPOBEC-3B:
MQPQGLGPNAGMGPVCLGCSHRRPYSPIRNPLKKLYQQTFYFHFKNVRYAWGRKNNFLCYEVNGMDCALPVPLRQGVFRKQGHIHAELCFIYWFHDKVLRVLSPMEEFKVTWYMSWSPCSKCAEQVARFLAAHRNLSLAIFSSRLYYYLRNPNYQQKLCRLIQEGVHVAAMDLPEFKKCWNKFVDNDGQPFRPWMRLRINFSFYDCKLQEIFSRMNLLREDVFYLQFNNSHRVKPVQNRYYRRKSYLCYQLERANGQEPLKGYLLYKKGEQHVEILFLEKMRSMELSQVRITCYLTWSPCPNCARQLAAFKKDHPDLILRIYTSRLYFWRKKFQKGLCTLWRSGIHVDVMDLPQFADCWTNFVNPQRPFRPWNELEKNSWRIQRRLRRIKESWGL(配列番号32)
ウシAPOBEC-3B:
MDGWEVAFRSGTVLKAGVLGVSMTEGWAGSGHPGQGACVWTPGTRNTMNLLREVLFKQQFGNQPRVPAPYYRRKTYLCYQLKQRNDLTLDRGCFRNKKQRHAERFIDKINSLDLNPSQSYKIICYITWSPCPNCANELVNFITRNNHLKLEIFASRLYFHWIKSFKMGLQDLQNAGISVAVMTHTEFEDCWEQFVDNQSRPFQPWDKLEQYSASIRRRLQRILTAPI(配列番号33)
チンパンジーAPOBEC-3B:
MNPQIRNPMEWMYQRTFYYNFENEPILYGRSYTWLCYEVKIRRGHSNLLWDTGVFRGQMYSQPEHHAEMCFLSWFCGNQLSAYKCFQITWFVSWTPCPDCVAKLAKFLAEHPNVTLTISAARLYYYWERDYRRALCRLSQAGARVKIMDDEEFAYCWENFVYNEGQPFMPWYKFDDNYAFLHRTLKEIIRHLMDPDTFTFNFNNDPLVLRRHQTYLCYEVERLDNGTWVLMDQHMGFLCNEAKNLLCGFYGRHAELRFLDLVPSLQLDPAQIYRVTWFISWSPCFSWGCAGQVRAFLQENTHVRLRIFAARIYDYDPLYKEALQMLRDAGAQVSIMTYDEFEYCWDTFVYRQGCPFQPWDGLEEHSQALSGRLRAILQVRASSLCMVPHRPPPPPQSPGPCLPLCSEPPLGSLLPTGRPAPSLPFLLTASFSFPPPASLPPLPSLSLSPGHLPVPSFHSLTSCSIQPPCSSRIRETEGWASVSKEGRDLG(配列番号34)
ヒトAPOBEC-3C:
(配列番号35)
(斜体:核酸編集ドメイン)
ゴリラAPOBEC-3C
(配列番号36)
(斜体:核酸編集ドメイン)
ヒトAPOBEC-3A:
(配列番号37)
(斜体:核酸編集ドメイン)
アカゲザルAPOBEC-3A:
(配列番号38)
(斜体:核酸編集ドメイン)
ウシAPOBEC-3A:
(配列番号39)
(斜体:核酸編集ドメイン)
ヒトAPOBEC-3H:
(配列番号40)
(斜体:核酸編集ドメイン)
アカゲザルAPOBEC-3H:
MALLTAKTFSLQFNNKRRVNKPYYPRKALLCYQLTPQNGSTPTRGHLKNKKKDHAEIRFINKIKSMGLDETQCYQVTCYLTWSPCPSCAGELVDFIKAHRHLNLRIFASRLYYHWRPNYQEGLLLLCGSQVPVEVMGLPEFTDCWENFVDHKEPPSFNPSEKLEELDKNSQAIKRRLERIKSRSVDVLENGLRSLQLGPVTPSSSIRNSR(配列番号41)
ヒトAPOBEC-3D:
(配列番号42)
(斜体:核酸編集ドメイン)
ヒトAPOBEC-1:
MTSEKGPSTGDPTLRRRIEPWEFDVFYDPRELRKEACLLYEIKWGMSRKIWRSSGKNTTNHVEVNFIKKFTSERDFHPSMSCSITWFLSWSPCWECSQAIREFLSRHPGVTLVIYVARLFWHMDQQNRQGLRDLVNSGVTIQIMRASEYYHCWRNFVNYPPGDEAHWPQYPPLWMMLYALELHCIILSLPPCLKISRRWQNHLTFFRLHLQNCHYQTIPPHILLATGLIHPSVAWR(配列番号43)
マウスAPOBEC-1:
MSSETGPVAVDPTLRRRIEPHEFEVFFDPRELRKETCLLYEINWGGRHSVWRHTSQNTSNHVEVNFLEKFTTERYFRPNTRCSITWFLSWSPCGECSRAITEFLSRHPYVTLFIYIARLYHHTDQRNRQGLRDLISSGVTIQIMTEQEYCYCWRNFVNYPPSNEAYWPRYPHLWVKLYVLELYCIILGLPPCLKILRRKQPQLTFFTITLQTCHYQRIPPHLLWATGLK(配列番号44)
ラットAPOBEC-1:
MSSETGPVAVDPTLRRRIEPHEFEVFFDPRELRKETCLLYEINWGGRHSIWRHTSQNTNKHVEVNFIEKFTTERYFCPNTRCSITWFLSWSPCGECSRAITEFLSRYPHVTLFIYIARLYHHADPRNRQGLRDLISSGVTIQIMTEQESGYCWRNFVNYSPSNEAHWPRYPHLWVRLYVLELYCIILGLPPCLNILRRKQPQLTFFTIALQSCHYQRLPPHILWATGLK(配列番号45)
ヒトAPOBEC-2:
MAQKEEAAVATEAASQNGEDLENLDDPEKLKELIELPPFEIVTGERLPANFFKFQFRNVEYSSGRNKTFLCYVVEAQGKGGQVQASRGYLEDEHAAAHAEEAFFNTILPAFDPALRYNVTWYVSSSPCAACADRIIKTLSKTKNLRLLILVGRLFMWEEPEIQAALKKLKEAGCKLRIMKPQDFEYVWQNFVEQEEGESKAFQPWEDIQENFLYYEEKLADILK(配列番号46)
マウスAPOBEC-2:
MAQKEEAAEAAAPASQNGDDLENLEDPEKLKELIDLPPFEIVTGVRLPVNFFKFQFRNVEYSSGRNKTFLCYVVEVQSKGGQAQATQGYLEDEHAGAHAEEAFFNTILPAFDPALKYNVTWYVSSSPCAACADRILKTLSKTKNLRLLILVSRLFMWEEPEVQAALKKLKEAGCKLRIMKPQDFEYIWQNFVEQEEGESKAFEPWEDIQENFLYYEEKLADILK(配列番号47)
ラットAPOBEC-2:
MAQKEEAAEAAAPASQNGDDLENLEDPEKLKELIDLPPFEIVTGVRLPVNFFKFQFRNVEYSSGRNKTFLCYVVEAQSKGGQVQATQGYLEDEHAGAHAEEAFFNTILPAFDPALKYNVTWYVSSSPCAACADRILKTLSKTKNLRLLILVSRLFMWEEPEVQAALKKLKEAGCKLRIMKPQDFEYLWQNFVEQEEGESKAFEPWEDIQENFLYYEEKLADILK(配列番号48)
ウシAPOBEC-2:
MAQKEEAAAAAEPASQNGEEVENLEDPEKLKELIELPPFEIVTGERLPAHYFKFQFRNVEYSSGRNKTFLCYVVEAQSKGGQVQASRGYLEDEHATNHAEEAFFNSIMPTFDPALRYMVTWYVSSSPCAACADRIVKTLNKTKNLRLLILVGRLFMWEEPEIQAALRKLKEAGCRLRIMKPQDFEYIWQNFVEQEEGESKAFEPWEDIQENFLYYEEKLADILK(配列番号49)
Petromyzon marinus CDA1(pmCDAl):
MTDAEYVRIHEKLDIYTFKKQFFNNKKSVSHRCYVLFELKRRGERRACFWGYAVNKPQSGTERGIHAEIFSIRKVEEYLRDNPGQFTINWYSSWSPCADCAEKILEWYNQELRGNGHTLKIWACKLYYEKNARNQIGLWNLRDNGVGLNVMVSEHYQCCRKIFIQSSHNQ LNENRWLEKTLKRAEKRRSELSFMIQVKILHTTKSPAV(配列番号50)
ヒトAPOBEC3G D316R D317R:
MKPHFRNTVERMYRDTFSYNFYNRPILSRRNTVWLCYEVKTKGPSRPPLDAKIFRGQVYSELKYHPEMRFFHWFSKWRKLHRDQEYEVTWYISWSPCTKCTRDMATFLAEDPKVTLTIFVARLYYFWDPDYQEALRSLCQKRDGPRATMKFNYDEFQHCWSKFVYSQRELFEPWNNLPKYYILLHFMLGEILRHSMDPPTFTFNFNNEPWVRGRHETYLCYEVERMHNDTWVLLNQRRGFLCNQAPHKHGFLEGRHAELCFLDVIPFWKLDLDQDYRVTCFTSWSPCFSCAQEMAKFISKKHVSLCIFTARIYRRQGRCQEGLRTLAEAGAKISFTYSEFKHCWDTFVDHQGCPFQPWDGLDEHSQDLSGRLRAILQNQEN(配列番号51)
ヒトAPOBEC3G A鎖:
MDPPTFTFNFNNEPWWGRHETYLCYEVERMHNDTWVLLNQRRGFLCNQAPHKHGFLEGRHAELCFLDVIPFWKLDLDQDYRVTCFTSWSPCFSCAQEMAKFISKNKHVSLCIFTARIYDDQGRCQEGLRTLAEAGAKISFTYSEFKHCWDTFVDHQGCPFQPWDGLD EHSQDLSGRLRAILQ(配列番号52)
ヒトAPOBEC3G A鎖 D120R D121R:
MDPPTFTFNFNNEPWVRGRHETYLCYEVERMHNDTWVLLNQRRGFLCNQAPHKHGFLEGRHAELCFLDVIPFWKLDLDQDYRVTCFTSWSPCFSCAQEMAKFISKNKHVSLCIFTARIYRRQGRCQEGLRTLAEAGAKISFMTYSEFKHCWDTFVDHQGCPFQPWDGLDEHSQDLSGRLRAILQ(配列番号53)
hAPOBEC-4(Homo sapiens):
MEPIYEEYLANHGTIVKPYYWLSFSLDCSNCPYHIRTGEEARVSLTEFCQIFGFPYGTTFPQTKHLTFYELKTSSGSLVQKGHASSCTGNYIHPESMLFEMNGYLDSAIYNNDSIRHIILYSNNSPCNEANHCCISKMYNFLITYPGITLSIYFSQLYHTEMDFPASAWNREALRSLASLWPRVVLSPISGGIWHSVLHSFISGVSGSHVFQPILTGRALADRHNAYEINAITGVKPYFTDVLLQTKRNPNTKAQEALESYPLNNAFPGQFFQMPSGQLQPNLPPDLRAPVVFVLVPLRDLPPMHMGQNPNKPRNIVRHLNMPQMSFQETKDLGRLPTGRSVEIVEITEQFASSKEADEKKKKKGKK(配列番号54)
mAPOBEC-4(Mus musculus):
MDSLLMKQKKFLYHFKNVRWAKGRHETYLCYVVKRRDSATSCSLDFGHLRNKSGCHVELLFLRYISDWDLDPGRCYRVTWFTSWSPCYDCARHVAEFLRWNPNLSLRIFTARLYFCEDRKAEPEGLRRLHRAGVQIGIMTFKDYFYCWNTFVENRERTFKAWEGLHENSVRLTRQLRRILLPLYEVDDLRDAFRMLGF(配列番号55)
rAPOBEC-4(Rattus norvegicus):
MEPLYEEYLTHSGTIVKPYYWLSVSLNCTNCPYHIRTGEEARVPYTEFHQTFGFPWSTYPQTKHLTFYELRSSSGNLIQKGLASNCTGSHTHPESMLFERDGYLDSLIFHDSNIRHIILYSNNSPCDEANHCCISKMYNFLMNYPEVTLSVFFSQLYHTENQFPTSAWNREALRGLASLWPQVTLSAISGGIWQSILETFVSGISEGLTAVRPFTAGRTLTDRYNAYEINCITEVKPYFTDALHSWQKENQDQKVWAASENQPLHNTTPAQWQPDMSQDCRTPAVFMLVPYRDLPPIHVNPSPQKPRTVVRHLNTLQLSASKVKALRKSPSGRPVKKEEARKGSTRSQEANETNKSKWKKQTLFIKSNICHLLEREQKKIGILSSWSV(配列番号56)
mfAPOBEC-4(Macaca fascicularis):
MEPTYEEYLANHGTIVKPYYWLSFSLDCSNCPYHIRTGEEARVSLTEFCQIFGFPYGTTYPQTKHLTFYELKTSSGSLVQKGHASSCTGNYIHPESMLFEMNGYLDSAIYNNDSIRHIILYCNNSPCNEANHCCISKVYNFLITYPGITLSIYFSQLYHTEMDFPASAWNREALRSLASLWPRVVLSPISGGIWHSVLHSFVSGVSGSHVFQPILTGRALTDRYNAYEINAITGVKPFFTDVLLHTKRNPNTKAQMALESYPLNNAFPGQSFQMTSGIPPDLRAPVVFVLLPLRDLPPMHMGQDPNKPRNIIRHLNMPQMSFQETKDLERLPTRRSVETVEITERFASSKQAEEKTKKKKGKK(配列番号57)
pmCDA-1(Petromyzon marinus):
MAGYECVRVSEKLDFDTFEFQFENLHYATERHRTYVIFDVKPQSAGGRSRRLWGYIINNPNVCHAELILMSMIDRHLESNPGVYAMTWYMSWSPCANCSSKLNPWLKNLLEEQGHTLTMHFSRIYDRDREGDHRGLRGLKHVSNSFRMGVVGRAEVKECLAEYVEASRRTLTWLDTTESMAAKMRRKLFCILVRCAGMRESGIPLHLFTLQTPLLSGRVVWWRV(配列番号58)
pmCDA-2(Petromyzon marinus):
MELREVVDCALASCVRHEPLSRVAFLRCFAAPSQKPRGTVILFYVEGAGRGVTGGHAVNYNKQGTSIHAEVLLLSAVRAALLRRRRCEDGEEATRGCTLHCYSTYSPCRDCVEYIQEFGASTGVRVVIHCCRLYELDVNRRRSEAEGVLRSLSRLGRDFRLMGPRDAIALLLGGRLANTADGESGASGNAWVTETNVVEPLVDMTGFGDEDLHAQVQRNKQIREAYANYASAVSLMLGELHVDPDKFPFLAEFLAQTSVEPSGTPRETRGRPRGASSRGPEIGRQRPADFERALGAYGLFLHPRIVSREADREEIKRDLIVVMRKHNYQGP(配列番号59)
pmCDA-5(Petromyzon marinus):
MAGDENVRVSEKLDFDTFEFQFENLHYATERHRTYVIFDVKPQSAGGRSRRLWGYIINNPNVCHAELILMSMIDRHLESNPGVYAMTWYMSWSPCANCSSKLNPWLKNLLEEQGHTLMMHFSRIYDRDREGDHRGLRGLKHVSNSFRMGVVGRAEVKECLAEYVEASRRTLTWLDTTESMAAKMRRKLFCILVRCAGMRESGMPLHLFT(配列番号60)
yCD(Saccharomyces cerevisiae):
MVTGGMASKWDQKGMDIAYEEAALGYKEGGVPIGGCLINNKDGSVLGRGHNMRFQKGSATLHGEISTLENCGRLEGKVYKDTTLYTTLSPCDMCTGAIIMYGIPRCVVGENVNFKSKGEKYLQTRGHEVVVVDDERCKKIMKQFIDERPQDWFEDIGE(配列番号61)
rAPOBEC-1(Δ177-186):
MSSETGPVAVDPTLRRRIEPHEFEVFFDPRELRKETCLLYEINWGGRHSIWRHTSQNTNKHVEVNFIEKFTTERYFCPNTRCSITWFLSWSPCGECSRAITEFLSRYPHVTLFIYIARLYHHADPRNRQGLRDLISSGVTIQIMTEQESGYCWRNFVNYSPSNEAHWPRYPHLWVRGLPPCLNILRRKQPQLTFFTIALQSCHYQRLPPHILWATGLK(配列番号62)
rAPOBEC-1(Δ202-213):
MSSETGPVAVDPTLRRRIEPHEFEVFFDPRELRKETCLLYEINWGGRHSIWRHTSQNTNKHVEVNFIEKFTTERYFCPNTRCSITWFLSWSPCGECSRAITEFLSRYPHVTLFIYIARLYHHADPRNRQGLRDLISSGVTIQIMTEQESGYCWRNFVNYSPSNEAHWPRYPHLWVRLYVLELYCIILGLPPCLNILRRKQPQHYQRLPPHILWATGLK(配列番号63)
マウスAPOBEC-3:
(配列番号64)
(斜体:核酸編集ドメイン)
pmCDA1(Petromyzon marinus)
MTDAEYVRIHEKLDIYTFKKQFFNNKKSVSHRCYVLFELKRRGERRACFWGYAVNKPQSGTERGIHAEIFSIRKVEEYLRDNPGQFTINWYSSWSPCADCAEKILEWYNQELRGNGHTLKIWACKLYYEKNARNQIGLWNLRDNGVGLNVMVSEHYQCCRKIFIQSSHNQLNENRWLEKTLKRAEKRRSELSIMIQVKILHTTKSPAV(配列番号4)
ヒトAID:
MDSLLMNRRKFLYQFKNVRWAKGRRETYLCYVVKRRDSATSFSLDFGYLRNKNGCHVELLFLRYISDWDLDPGRCYRVTWFTSWSPCYDCARHVADFLRGNPNLSLRIFTARLYFCEDRKAEPEGLRRLHRAGVQIAIMTFKAPV(配列番号5)
ヒトAID:
(配列番号6)(下線:核局在化配列、二重下線:核外輸送シグナル)
マウスAID:
(配列番号7)(下線:核局在化配列、二重下線:核外輸送シグナル)
イヌAID:
(配列番号8)(下線:核局在化配列、二重下線:核外輸送シグナル)
ウシAID:
(配列番号9)(下線:核局在化配列、二重下線:核外輸送シグナル)
ラットAID:
(配列番号10)
(下線:核局在化配列、二重下線:核外輸送シグナル)
clAID(Canis lupus familiaris):
MDSLLMKQRKFLYHFKNVRWAKGRHETYLCYVVKRRDSATSFSLDFGHLRNKSGCHVELLFLRYISDWDLDPGRCYRVTWFTSWSPCYDCARHVADFLRGYPNLSLRIFAARLYFCEDRKAEPEGLRRLHRAGVQIAIMTFKDYFYCWNTFVENREKTFKAWEGLHENSVRLSRQLRRILLPLYEVDDLRDAFRTLGL(配列番号11)
btAID(Bos Taurus):
MDSLLKKQRQFLYQFKNVRWAKGRHETYLCYVVKRRDSPTSFSLDFGHLRNKAGCHVELLFLRYISDWDLDPGRCYRVTWFTSWSPCYDCARHVADFLRGYPNLSLRIFTARLYFCDKERKAEPEGLRRLHRAGVQIAIMTFKDYFYCWNTFVENHERTFKAWEGLHENSVRLSRQLRRILLPLYEVDDLRDAFRTLGL(配列番号12)
mAID(Mus musculus):
MDSLLMNRRKFLYQFKNVRWAKGRRETYLCYVVKRRDSATSFSLDFGYLRNKNGCHVELLFLRYISDWDLDPGRCYRVTWFTSWSPCYDCARHVADFLRGNPNLSLRIFTARLYFCEDRKAEPEGLRRLHRAGVQIAIMTFKDYFYCWNTFVENHERTFKAWEGLHENSVRLSRQLRRILLPLYEVDDLRDAFRTLGL(配列番号13)
rAPOBEC-1(Rattus norvegicus):
MSSETGPVAVDPTLRRRIEPHEFEVFFDPRELRKETCLLYEINWGGRHSIWRHTSQNTNKHVEVNFIEKFTTERYFCPNTRCSITWFLSWSPCGECSRAITEFLSRYPHVTLFIYIARLYHHADPRNRQGLRDLISSGVTIQIMTEQESGYCWRNFVNYSPSNEAHWPRYPHLWVRLYVLELYCIILGLPPCLNILRRKQPQLTFFTIALQSCHYQRLPPHILWATGLK(配列番号14)
maAPOBEC-1(Mesocricetus auratus):
MSSETGPVVVDPTLRRRIEPHEFDAFFDQGELRKETCLLYEIRWGGRHNIWRHTGQNTSRHVEINFIEKFTSERYFYPSTRCSIVWFLSWSPCGECSKAITEFLSGHPNVTLFIYAARLYHHTDQRNRQGLRDLISRGVTIRIMTEQEYCYCWRNFVNYPPSNEVYWPRYPNLWMRLYALELYCIHLGLPPCLKIKRRHQYPLTFFRLNLQSCHYQRIPPHILWATGFI(配列番号15)
ppAPOBEC-1(Pongo pygmaeus):
MTSEKGPSTGDPTLRRRIESWEFDVFYDPRELRKETCLLYEIKWGMSRKIWRSSGKNTTNHVEVNFIKKFTSERRFHSSISCSITWFLSWSPCWECSQAIREFLSQHPGVTLVIYVARLFWHMDQRNRQGLRDLVNSGVTIQIMRASEYYHCWRNFVNYPPGDEAHWPQYPPLWMMLYALELHCIILSLPPCLKISRRWQNHLAFFRLHLQNCHYQTIPPHILLATGLIHPSVTWR(配列番号16)
ocAPOBEC1(Oryctolagus cuniculus):
MASEKGPSNKDYTLRRRIEPWEFEVFFDPQELRKEACLLYEIKWGASSKTWRSSGKNTTNHVEVNFLEKLTSEGRLGPSTCCSITWFLSWSPCWECSMAIREFLSQHPGVTLIIFVARLFQHMDRRNRQGLKDLVTSGVTVRVMSVSEYCYCWENFVNYPPGKAAQWPRYPPRWMLMYALELYCIILGLPPCLKISRRHQKQLTFFSLTPQYCHYKMIPPYILLATGLLQPSVPWR(配列番号17)
mdAPOBEC-1(Monodelphis domestica):
MNSKTGPSVGDATLRRRIKPWEFVAFFNPQELRKETCLLYEIKWGNQNIWRHSNQNTSQHAEINFMEKFTAERHFNSSVRCSITWFLSWSPCWECSKAIRKFLDHYPNVTLAIFISRLYWHMDQQHRQGLKELVHSGVTIQIMSYSEYHYCWRNFVDYPQGEEDYWPKYPYLWIMLYVLELHCIILGLPPCLKISGSHSNQLALFSLDLQDCHYQKIPYNVLVATGLVQPFVTWR(配列番号18)
ppAPOBEC-2(Pongo pygmaeus):
MAQKEEAAAATEAASQNGEDLENLDDPEKLKELIELPPFEIVTGERLPANFFKFQFRNVEYSSGRNKTFLCYVVEAQGKGGQVQASRGYLEDEHAAAHAEEAFFNTILPAFDPALRYNVTWYVSSSPCAACADRIIKTLSKTKNLRLLILVGRLFMWEELEIQDALKKLKEAGCKLRIMKPQDFEYVWQNFVEQEEGESKAFQPWEDIQENFLYYEEKLADILK(配列番号19)
btAPOBEC-2(Bos Taurus):
MAQKEEAAAAAEPASQNGEEVENLEDPEKLKELIELPPFEIVTGERLPAHYFKFQFRNVEYSSGRNKTFLCYVVEAQSKGGQVQASRGYLEDEHATNHAEEAFFNSIMPTFDPALRYMVTWYVSSSPCAACADRIVKTLNKTKNLRLLILVGRLFMWEEPEIQAALRKLKEAGCRLRIMKPQDFEYIWQNFVEQEEGESKAFEPWEDIQENFLYYEEKLADILK(配列番号20)
mAPOBEC-3-(1)(Mus musculus):
MQPQRLGPRAGMGPFCLGCSHRKCYSPIRNLISQETFKFHFKNLGYAKGRKDTFLCYEVTRKDCDSPVSLHHGVFKNKDNIHAEICFLYWFHDKVLKVLSPREEFKITWYMSWSPCFECAEQIVRFLATHHNLSLDIFSSRLYNVQDPETQQNLCRLVQEGAQVAAMDLYEFKKCWKKFVDNGGRRFRPWKRLLTNFRYQDSKLQEILRPCYISVPSSSSSTLSNICLTKGLPETRFWVEGRRMDPLSEEEFYSQFYNQRVKHLCYYHRMKPYLCYQLEQFNGQAPLKGCLLSEKGKQHAEILFLDKIRSMELSQVTITCYLTWSPCPNCAWQLAAFKRDRPDLILHIYTSRLYFHWKRPFQKGLCSLWQSGILVDVMDLPQFTDCWTNFVNPKRPFWPWKGLEIISRRTQRRLRRIKESWGLQDLVNDFGNLQLGPPMS(配列番号21)
マウスAPOBEC-3-(2):
(配列番号22)(斜体:核酸編集ドメイン)
ラットAPOBEC-3:
(配列番号23)(斜体:核酸編集ドメイン)
hAPOBEC-3A(Homo sapiens):
MEASPASGPRHLMDPHIFTSNFNNGIGRHKTYLCYEVERLDNGTSVKMDQHRGFLHNQAKNLLCGFYGRHAELRFLDLVPSLQLDPAQIYRVTWFISWSPCFSWGCAGEVRAFLQENTHVRLRIFAARIYDYDPLYKEALQMLRDAGAQVSIMTYDEFKHCWDTFVDHQGCPFQPWDGLDEHSQALSGRLRAILQNQGN(配列番号24)
hAPOBEC-3F(Homo sapiens):
MKPHFRNTVERMYRDTFSYNFYNRPILSRRNTVWLCYEVKTKGPSRPRLDAKIFRGQVYSQPEHHAEMCFLSWFCGNQLPAYKCFQITWFVSWTPCPDCVAKLAEFLAEHPNVTLTISAARLYYYWERDYRRALCRLSQAGARVKIMDDEEFAYCWENFVYSEGQPFMPWYKFDDNYAFLHRTLKEILRNPMEAMYPHIFYFHFKNLRKAYGRNESWLCFTMEVVKHHSPVSWKRGVFRNQVDPETHCHAERCFLSWFCDDILSPNTNYEVTWYTSWSPCPECAGEVAEFLARHSNVNLTIFTARLYYFWDTDYQEGLRSLSQEGASVEIMGYKDFKYCWENFVYNDDEPFKPWKGLKYNFLFLDSKLQEILE(配列番号25)
アカゲザルAPOBEC-3G:
(配列番号26)(斜体:核酸編集ドメイン、下線:細胞質局在化シグナル)
チンパンジーAPOBEC-3G:
(配列番号27)
(斜体:核酸編集ドメイン、下線:細胞質局在化シグナル)
ミドリザルAPOBEC-3G:
(配列番号28)
(斜体:核酸編集ドメイン、下線:細胞質局在化シグナル)
ヒトAPOBEC-3G:
(配列番号29)
(斜体:核酸編集ドメイン、下線:細胞質局在化シグナル)
ヒトAPOBEC-3F:
(配列番号30)
(斜体:核酸編集ドメイン)
ヒトAPOBEC-3B:
(配列番号31)
(斜体:核酸編集ドメイン)
ラットAPOBEC-3B:
MQPQGLGPNAGMGPVCLGCSHRRPYSPIRNPLKKLYQQTFYFHFKNVRYAWGRKNNFLCYEVNGMDCALPVPLRQGVFRKQGHIHAELCFIYWFHDKVLRVLSPMEEFKVTWYMSWSPCSKCAEQVARFLAAHRNLSLAIFSSRLYYYLRNPNYQQKLCRLIQEGVHVAAMDLPEFKKCWNKFVDNDGQPFRPWMRLRINFSFYDCKLQEIFSRMNLLREDVFYLQFNNSHRVKPVQNRYYRRKSYLCYQLERANGQEPLKGYLLYKKGEQHVEILFLEKMRSMELSQVRITCYLTWSPCPNCARQLAAFKKDHPDLILRIYTSRLYFWRKKFQKGLCTLWRSGIHVDVMDLPQFADCWTNFVNPQRPFRPWNELEKNSWRIQRRLRRIKESWGL(配列番号32)
ウシAPOBEC-3B:
MDGWEVAFRSGTVLKAGVLGVSMTEGWAGSGHPGQGACVWTPGTRNTMNLLREVLFKQQFGNQPRVPAPYYRRKTYLCYQLKQRNDLTLDRGCFRNKKQRHAERFIDKINSLDLNPSQSYKIICYITWSPCPNCANELVNFITRNNHLKLEIFASRLYFHWIKSFKMGLQDLQNAGISVAVMTHTEFEDCWEQFVDNQSRPFQPWDKLEQYSASIRRRLQRILTAPI(配列番号33)
チンパンジーAPOBEC-3B:
MNPQIRNPMEWMYQRTFYYNFENEPILYGRSYTWLCYEVKIRRGHSNLLWDTGVFRGQMYSQPEHHAEMCFLSWFCGNQLSAYKCFQITWFVSWTPCPDCVAKLAKFLAEHPNVTLTISAARLYYYWERDYRRALCRLSQAGARVKIMDDEEFAYCWENFVYNEGQPFMPWYKFDDNYAFLHRTLKEIIRHLMDPDTFTFNFNNDPLVLRRHQTYLCYEVERLDNGTWVLMDQHMGFLCNEAKNLLCGFYGRHAELRFLDLVPSLQLDPAQIYRVTWFISWSPCFSWGCAGQVRAFLQENTHVRLRIFAARIYDYDPLYKEALQMLRDAGAQVSIMTYDEFEYCWDTFVYRQGCPFQPWDGLEEHSQALSGRLRAILQVRASSLCMVPHRPPPPPQSPGPCLPLCSEPPLGSLLPTGRPAPSLPFLLTASFSFPPPASLPPLPSLSLSPGHLPVPSFHSLTSCSIQPPCSSRIRETEGWASVSKEGRDLG(配列番号34)
ヒトAPOBEC-3C:
(配列番号35)
(斜体:核酸編集ドメイン)
ゴリラAPOBEC-3C
(配列番号36)
(斜体:核酸編集ドメイン)
ヒトAPOBEC-3A:
(配列番号37)
(斜体:核酸編集ドメイン)
アカゲザルAPOBEC-3A:
(配列番号38)
(斜体:核酸編集ドメイン)
ウシAPOBEC-3A:
(配列番号39)
(斜体:核酸編集ドメイン)
ヒトAPOBEC-3H:
(配列番号40)
(斜体:核酸編集ドメイン)
アカゲザルAPOBEC-3H:
MALLTAKTFSLQFNNKRRVNKPYYPRKALLCYQLTPQNGSTPTRGHLKNKKKDHAEIRFINKIKSMGLDETQCYQVTCYLTWSPCPSCAGELVDFIKAHRHLNLRIFASRLYYHWRPNYQEGLLLLCGSQVPVEVMGLPEFTDCWENFVDHKEPPSFNPSEKLEELDKNSQAIKRRLERIKSRSVDVLENGLRSLQLGPVTPSSSIRNSR(配列番号41)
ヒトAPOBEC-3D:
(配列番号42)
(斜体:核酸編集ドメイン)
ヒトAPOBEC-1:
MTSEKGPSTGDPTLRRRIEPWEFDVFYDPRELRKEACLLYEIKWGMSRKIWRSSGKNTTNHVEVNFIKKFTSERDFHPSMSCSITWFLSWSPCWECSQAIREFLSRHPGVTLVIYVARLFWHMDQQNRQGLRDLVNSGVTIQIMRASEYYHCWRNFVNYPPGDEAHWPQYPPLWMMLYALELHCIILSLPPCLKISRRWQNHLTFFRLHLQNCHYQTIPPHILLATGLIHPSVAWR(配列番号43)
マウスAPOBEC-1:
MSSETGPVAVDPTLRRRIEPHEFEVFFDPRELRKETCLLYEINWGGRHSVWRHTSQNTSNHVEVNFLEKFTTERYFRPNTRCSITWFLSWSPCGECSRAITEFLSRHPYVTLFIYIARLYHHTDQRNRQGLRDLISSGVTIQIMTEQEYCYCWRNFVNYPPSNEAYWPRYPHLWVKLYVLELYCIILGLPPCLKILRRKQPQLTFFTITLQTCHYQRIPPHLLWATGLK(配列番号44)
ラットAPOBEC-1:
MSSETGPVAVDPTLRRRIEPHEFEVFFDPRELRKETCLLYEINWGGRHSIWRHTSQNTNKHVEVNFIEKFTTERYFCPNTRCSITWFLSWSPCGECSRAITEFLSRYPHVTLFIYIARLYHHADPRNRQGLRDLISSGVTIQIMTEQESGYCWRNFVNYSPSNEAHWPRYPHLWVRLYVLELYCIILGLPPCLNILRRKQPQLTFFTIALQSCHYQRLPPHILWATGLK(配列番号45)
ヒトAPOBEC-2:
MAQKEEAAVATEAASQNGEDLENLDDPEKLKELIELPPFEIVTGERLPANFFKFQFRNVEYSSGRNKTFLCYVVEAQGKGGQVQASRGYLEDEHAAAHAEEAFFNTILPAFDPALRYNVTWYVSSSPCAACADRIIKTLSKTKNLRLLILVGRLFMWEEPEIQAALKKLKEAGCKLRIMKPQDFEYVWQNFVEQEEGESKAFQPWEDIQENFLYYEEKLADILK(配列番号46)
マウスAPOBEC-2:
MAQKEEAAEAAAPASQNGDDLENLEDPEKLKELIDLPPFEIVTGVRLPVNFFKFQFRNVEYSSGRNKTFLCYVVEVQSKGGQAQATQGYLEDEHAGAHAEEAFFNTILPAFDPALKYNVTWYVSSSPCAACADRILKTLSKTKNLRLLILVSRLFMWEEPEVQAALKKLKEAGCKLRIMKPQDFEYIWQNFVEQEEGESKAFEPWEDIQENFLYYEEKLADILK(配列番号47)
ラットAPOBEC-2:
MAQKEEAAEAAAPASQNGDDLENLEDPEKLKELIDLPPFEIVTGVRLPVNFFKFQFRNVEYSSGRNKTFLCYVVEAQSKGGQVQATQGYLEDEHAGAHAEEAFFNTILPAFDPALKYNVTWYVSSSPCAACADRILKTLSKTKNLRLLILVSRLFMWEEPEVQAALKKLKEAGCKLRIMKPQDFEYLWQNFVEQEEGESKAFEPWEDIQENFLYYEEKLADILK(配列番号48)
ウシAPOBEC-2:
MAQKEEAAAAAEPASQNGEEVENLEDPEKLKELIELPPFEIVTGERLPAHYFKFQFRNVEYSSGRNKTFLCYVVEAQSKGGQVQASRGYLEDEHATNHAEEAFFNSIMPTFDPALRYMVTWYVSSSPCAACADRIVKTLNKTKNLRLLILVGRLFMWEEPEIQAALRKLKEAGCRLRIMKPQDFEYIWQNFVEQEEGESKAFEPWEDIQENFLYYEEKLADILK(配列番号49)
Petromyzon marinus CDA1(pmCDAl):
MTDAEYVRIHEKLDIYTFKKQFFNNKKSVSHRCYVLFELKRRGERRACFWGYAVNKPQSGTERGIHAEIFSIRKVEEYLRDNPGQFTINWYSSWSPCADCAEKILEWYNQELRGNGHTLKIWACKLYYEKNARNQIGLWNLRDNGVGLNVMVSEHYQCCRKIFIQSSHNQ LNENRWLEKTLKRAEKRRSELSFMIQVKILHTTKSPAV(配列番号50)
ヒトAPOBEC3G D316R D317R:
MKPHFRNTVERMYRDTFSYNFYNRPILSRRNTVWLCYEVKTKGPSRPPLDAKIFRGQVYSELKYHPEMRFFHWFSKWRKLHRDQEYEVTWYISWSPCTKCTRDMATFLAEDPKVTLTIFVARLYYFWDPDYQEALRSLCQKRDGPRATMKFNYDEFQHCWSKFVYSQRELFEPWNNLPKYYILLHFMLGEILRHSMDPPTFTFNFNNEPWVRGRHETYLCYEVERMHNDTWVLLNQRRGFLCNQAPHKHGFLEGRHAELCFLDVIPFWKLDLDQDYRVTCFTSWSPCFSCAQEMAKFISKKHVSLCIFTARIYRRQGRCQEGLRTLAEAGAKISFTYSEFKHCWDTFVDHQGCPFQPWDGLDEHSQDLSGRLRAILQNQEN(配列番号51)
ヒトAPOBEC3G A鎖:
MDPPTFTFNFNNEPWWGRHETYLCYEVERMHNDTWVLLNQRRGFLCNQAPHKHGFLEGRHAELCFLDVIPFWKLDLDQDYRVTCFTSWSPCFSCAQEMAKFISKNKHVSLCIFTARIYDDQGRCQEGLRTLAEAGAKISFTYSEFKHCWDTFVDHQGCPFQPWDGLD EHSQDLSGRLRAILQ(配列番号52)
ヒトAPOBEC3G A鎖 D120R D121R:
MDPPTFTFNFNNEPWVRGRHETYLCYEVERMHNDTWVLLNQRRGFLCNQAPHKHGFLEGRHAELCFLDVIPFWKLDLDQDYRVTCFTSWSPCFSCAQEMAKFISKNKHVSLCIFTARIYRRQGRCQEGLRTLAEAGAKISFMTYSEFKHCWDTFVDHQGCPFQPWDGLDEHSQDLSGRLRAILQ(配列番号53)
hAPOBEC-4(Homo sapiens):
MEPIYEEYLANHGTIVKPYYWLSFSLDCSNCPYHIRTGEEARVSLTEFCQIFGFPYGTTFPQTKHLTFYELKTSSGSLVQKGHASSCTGNYIHPESMLFEMNGYLDSAIYNNDSIRHIILYSNNSPCNEANHCCISKMYNFLITYPGITLSIYFSQLYHTEMDFPASAWNREALRSLASLWPRVVLSPISGGIWHSVLHSFISGVSGSHVFQPILTGRALADRHNAYEINAITGVKPYFTDVLLQTKRNPNTKAQEALESYPLNNAFPGQFFQMPSGQLQPNLPPDLRAPVVFVLVPLRDLPPMHMGQNPNKPRNIVRHLNMPQMSFQETKDLGRLPTGRSVEIVEITEQFASSKEADEKKKKKGKK(配列番号54)
mAPOBEC-4(Mus musculus):
MDSLLMKQKKFLYHFKNVRWAKGRHETYLCYVVKRRDSATSCSLDFGHLRNKSGCHVELLFLRYISDWDLDPGRCYRVTWFTSWSPCYDCARHVAEFLRWNPNLSLRIFTARLYFCEDRKAEPEGLRRLHRAGVQIGIMTFKDYFYCWNTFVENRERTFKAWEGLHENSVRLTRQLRRILLPLYEVDDLRDAFRMLGF(配列番号55)
rAPOBEC-4(Rattus norvegicus):
MEPLYEEYLTHSGTIVKPYYWLSVSLNCTNCPYHIRTGEEARVPYTEFHQTFGFPWSTYPQTKHLTFYELRSSSGNLIQKGLASNCTGSHTHPESMLFERDGYLDSLIFHDSNIRHIILYSNNSPCDEANHCCISKMYNFLMNYPEVTLSVFFSQLYHTENQFPTSAWNREALRGLASLWPQVTLSAISGGIWQSILETFVSGISEGLTAVRPFTAGRTLTDRYNAYEINCITEVKPYFTDALHSWQKENQDQKVWAASENQPLHNTTPAQWQPDMSQDCRTPAVFMLVPYRDLPPIHVNPSPQKPRTVVRHLNTLQLSASKVKALRKSPSGRPVKKEEARKGSTRSQEANETNKSKWKKQTLFIKSNICHLLEREQKKIGILSSWSV(配列番号56)
mfAPOBEC-4(Macaca fascicularis):
MEPTYEEYLANHGTIVKPYYWLSFSLDCSNCPYHIRTGEEARVSLTEFCQIFGFPYGTTYPQTKHLTFYELKTSSGSLVQKGHASSCTGNYIHPESMLFEMNGYLDSAIYNNDSIRHIILYCNNSPCNEANHCCISKVYNFLITYPGITLSIYFSQLYHTEMDFPASAWNREALRSLASLWPRVVLSPISGGIWHSVLHSFVSGVSGSHVFQPILTGRALTDRYNAYEINAITGVKPFFTDVLLHTKRNPNTKAQMALESYPLNNAFPGQSFQMTSGIPPDLRAPVVFVLLPLRDLPPMHMGQDPNKPRNIIRHLNMPQMSFQETKDLERLPTRRSVETVEITERFASSKQAEEKTKKKKGKK(配列番号57)
pmCDA-1(Petromyzon marinus):
MAGYECVRVSEKLDFDTFEFQFENLHYATERHRTYVIFDVKPQSAGGRSRRLWGYIINNPNVCHAELILMSMIDRHLESNPGVYAMTWYMSWSPCANCSSKLNPWLKNLLEEQGHTLTMHFSRIYDRDREGDHRGLRGLKHVSNSFRMGVVGRAEVKECLAEYVEASRRTLTWLDTTESMAAKMRRKLFCILVRCAGMRESGIPLHLFTLQTPLLSGRVVWWRV(配列番号58)
pmCDA-2(Petromyzon marinus):
MELREVVDCALASCVRHEPLSRVAFLRCFAAPSQKPRGTVILFYVEGAGRGVTGGHAVNYNKQGTSIHAEVLLLSAVRAALLRRRRCEDGEEATRGCTLHCYSTYSPCRDCVEYIQEFGASTGVRVVIHCCRLYELDVNRRRSEAEGVLRSLSRLGRDFRLMGPRDAIALLLGGRLANTADGESGASGNAWVTETNVVEPLVDMTGFGDEDLHAQVQRNKQIREAYANYASAVSLMLGELHVDPDKFPFLAEFLAQTSVEPSGTPRETRGRPRGASSRGPEIGRQRPADFERALGAYGLFLHPRIVSREADREEIKRDLIVVMRKHNYQGP(配列番号59)
pmCDA-5(Petromyzon marinus):
MAGDENVRVSEKLDFDTFEFQFENLHYATERHRTYVIFDVKPQSAGGRSRRLWGYIINNPNVCHAELILMSMIDRHLESNPGVYAMTWYMSWSPCANCSSKLNPWLKNLLEEQGHTLMMHFSRIYDRDREGDHRGLRGLKHVSNSFRMGVVGRAEVKECLAEYVEASRRTLTWLDTTESMAAKMRRKLFCILVRCAGMRESGMPLHLFT(配列番号60)
yCD(Saccharomyces cerevisiae):
MVTGGMASKWDQKGMDIAYEEAALGYKEGGVPIGGCLINNKDGSVLGRGHNMRFQKGSATLHGEISTLENCGRLEGKVYKDTTLYTTLSPCDMCTGAIIMYGIPRCVVGENVNFKSKGEKYLQTRGHEVVVVDDERCKKIMKQFIDERPQDWFEDIGE(配列番号61)
rAPOBEC-1(Δ177-186):
MSSETGPVAVDPTLRRRIEPHEFEVFFDPRELRKETCLLYEINWGGRHSIWRHTSQNTNKHVEVNFIEKFTTERYFCPNTRCSITWFLSWSPCGECSRAITEFLSRYPHVTLFIYIARLYHHADPRNRQGLRDLISSGVTIQIMTEQESGYCWRNFVNYSPSNEAHWPRYPHLWVRGLPPCLNILRRKQPQLTFFTIALQSCHYQRLPPHILWATGLK(配列番号62)
rAPOBEC-1(Δ202-213):
MSSETGPVAVDPTLRRRIEPHEFEVFFDPRELRKETCLLYEINWGGRHSIWRHTSQNTNKHVEVNFIEKFTTERYFCPNTRCSITWFLSWSPCGECSRAITEFLSRYPHVTLFIYIARLYHHADPRNRQGLRDLISSGVTIQIMTEQESGYCWRNFVNYSPSNEAHWPRYPHLWVRLYVLELYCIILGLPPCLNILRRKQPQHYQRLPPHILWATGLK(配列番号63)
マウスAPOBEC-3:
(配列番号64)
(斜体:核酸編集ドメイン)
一部の実施形態では、アデノシンデアミナーゼは、アデノシンデアミナーゼADAR(例えば、ADAR1又はADAR2)の全部又は一部を含むことができる。別の実施形態では、アデノシンデアミナーゼは、アデノシンデアミナーゼADATの全部又は一部を含むことができる。一部の実施形態では、アデノシンデアミナーゼは、以下の変異のうちの1つ以上を含むEscherichia coli由来のADAT(EcTadA)の全部又は一部を含むことができる:D108N、A106V、D147Y、E155V、L84F、H123Y、I157F、又は別のアデノシンデアミナーゼにおける対応する変異。アデノシンデアミナーゼは、任意の好適な生物(例えば、E.coli)に由来し得る。一部の実施形態では、アデノシンデアミナーゼは、Escherichia coli、Staphylococcus aureus、Salmonella typhi、Shewanella putrefaciens、Haemophilus influenzae、Caulobacter crescentus、又はBacillus subtilis由来である。一部の実施形態では、アデノシンデアミナーゼは、E.coli由来である。一部の実施形態では、アデニンデアミナーゼは、本明細書に提供される変異(例えば、ecTadAにおける変異)のいずれかに対応する1つ以上の変異を含む、天然に存在するアデノシンデアミナーゼである。任意の相同タンパク質における対応する残基は、例えば、配列整列及び相同残基の判定によって特定することができる。本明細書に記載される変異のいずれか(例えば、ecTadAにおいて特定された変異のいずれか)に対応する、任意の天然に存在するアデノシンデアミナーゼにおける(例えば、ecTadAと相同性を有する)変異は、それに応じて生成することができる。特定の実施形態では、TadAは、PCT/US2017/045381(WO2018/027078)に記載されるTadAのいずれか1つである(その全体が、参照により本明細書に組み込まれる)。表7に示されるように一本鎖DNAに所望のアデノシンデアミナーゼ活性を有する変異を、進化及び選択のラウンド(例えば、TadA*7.10=進化の第7ラウンドからのバリアント10)を通して特定した。
一部の実施形態では、TadAは、単量体又は二量体(例えば、野生型E.coli TadA及び操作されたTadAバリアントのヘテロ二量体)として提供される。一部の実施形態では、アデノシンデアミナーゼは、以下の表8に示される第8世代TadA*8バリアントである。
一部の実施形態では、アデノシンデアミナーゼは、以下の参照配列に示されているTadAバリアントの以下:21、23、25、38、51、54、70、71、72、72、94、124、133、138、139、146、及び158から選択されるアミノ酸位置での改変を含有する第9世代TadA*9バリアントである。
(配列番号65)
(配列番号65)
一実施形態では、アデノシンデアミナーゼバリアントは、上記のTadA参照配列の以下:21、23、25、38、51、54、70、71、72、94、124、133、138、139、146、及び158から選択される2つ以上のアミノ酸位置での改変を含有する。別の実施形態では、アデノシンデアミナーゼバリアントは、以下から選択される1つ以上(例えば、2つ、3つ、4つ)の改変を含有する:配列番号1のR21N、R23H、E25F、N38G、L51W、P54C、M70V、Q71M、N72K、Y73S、M94V、P124W、T133K、D139L、D139M、C146R、及びA158K。他の実施形態では、アデノシンデアミナーゼバリアントは、以下の改変のうちの1つ以上を更に含有する:Y147T、Y147R、Q154S、Y123H、及びQ154R。更に他の実施形態では、アデノシンデアミナーゼバリアントは、以下から選択される上記TadA参照配列に対する改変の組み合わせを含有する:
E25F+V82S+Y123H,T133K+Y147R+Q154R;
E25F+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;L51W+V82S+Y123H+C146R+Y147R+Q154R;
Y73S+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;
P54C+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;
N38G+V82T+Y123H+Y147R+Q154R;
N72K+V82S+Y123H+D139L+Y147R+Q154R;
E25F+V82S+Y123H+D139M+Y147R+Q154R;
Q71M+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;
E25F+V82S+Y123H+T133K+Y147R+Q154R;
E25F+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;
V82S+Y123H+P124W+Y147R+Q154R;
L51W+V82S+Y123H+C146R+Y147R+Q154R;
P54C+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;
Y73S+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;
N38G+V82T+Y123H+Y147R+Q154R;
R23H+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;
R21N+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;
V82S+Y123H+Y147R+Q154R+A158K;
N72K+V82S+Y123H+D139L+Y147R+Q154R;
E25F+V82S+Y123H+D139M+Y147R+Q154R;
M70V+V82S+M94V+Y123H+Y147R+Q154R;
Q71M+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;E25F+I76Y+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;I76Y+V82T+Y123H+Y147R+Q154R;N38G+I76Y+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;
R23H+I76Y+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;
P54C+I76Y+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;
R21N+I76Y+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;
I76Y+V82S+Y123H+D138M+Y147R+Q154R;
Y72S+I76Y+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;E25F+I76Y+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;
I76Y+V82T+Y123H+Y147R+Q154R;
N38G+I76Y+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;
R23H+I76Y+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;
P54C+I76Y+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;
R21N+I76Y+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;
I76Y+V82S+Y123H+D138M+Y147R+Q154R;
Y72S+I76Y+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;及び
V82S+Q154R;
N72K+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;
Q71M+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;
V82S+Y123H+T133K+Y147R+Q154R;
V82S+Y123H+T133K+Y147R+Q154R+A158K;
M70V+Q71M+N72K+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;
N72K_V82S+Y123H+Y147R+Q154R;
Q71M_V82S+Y123H+Y147R+Q154R;M70V+V82S+M94V+Y123H+Y147R+Q154R;
V82S+Y123H+T133K+Y147R+Q154R;
V82S+Y123H+T133K+Y147R+Q154R+A158K;及び
M70V+Q71M+N72K+V82S+Y123H+Y147R+Q154R。
E25F+V82S+Y123H,T133K+Y147R+Q154R;
E25F+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;L51W+V82S+Y123H+C146R+Y147R+Q154R;
Y73S+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;
P54C+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;
N38G+V82T+Y123H+Y147R+Q154R;
N72K+V82S+Y123H+D139L+Y147R+Q154R;
E25F+V82S+Y123H+D139M+Y147R+Q154R;
Q71M+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;
E25F+V82S+Y123H+T133K+Y147R+Q154R;
E25F+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;
V82S+Y123H+P124W+Y147R+Q154R;
L51W+V82S+Y123H+C146R+Y147R+Q154R;
P54C+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;
Y73S+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;
N38G+V82T+Y123H+Y147R+Q154R;
R23H+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;
R21N+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;
V82S+Y123H+Y147R+Q154R+A158K;
N72K+V82S+Y123H+D139L+Y147R+Q154R;
E25F+V82S+Y123H+D139M+Y147R+Q154R;
M70V+V82S+M94V+Y123H+Y147R+Q154R;
Q71M+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;E25F+I76Y+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;I76Y+V82T+Y123H+Y147R+Q154R;N38G+I76Y+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;
R23H+I76Y+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;
P54C+I76Y+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;
R21N+I76Y+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;
I76Y+V82S+Y123H+D138M+Y147R+Q154R;
Y72S+I76Y+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;E25F+I76Y+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;
I76Y+V82T+Y123H+Y147R+Q154R;
N38G+I76Y+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;
R23H+I76Y+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;
P54C+I76Y+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;
R21N+I76Y+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;
I76Y+V82S+Y123H+D138M+Y147R+Q154R;
Y72S+I76Y+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;及び
V82S+Q154R;
N72K+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;
Q71M+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;
V82S+Y123H+T133K+Y147R+Q154R;
V82S+Y123H+T133K+Y147R+Q154R+A158K;
M70V+Q71M+N72K+V82S+Y123H+Y147R+Q154R;
N72K_V82S+Y123H+Y147R+Q154R;
Q71M_V82S+Y123H+Y147R+Q154R;M70V+V82S+M94V+Y123H+Y147R+Q154R;
V82S+Y123H+T133K+Y147R+Q154R;
V82S+Y123H+T133K+Y147R+Q154R+A158K;及び
M70V+Q71M+N72K+V82S+Y123H+Y147R+Q154R。
一部の実施形態では、デアミナーゼ又は他のポリペプチド配列は、例えば、融合タンパク質の成分として含まれる場合、メチオニンを欠く。これにより、位置の番号付けが変化する場合がある。しかしながら、当業者は、かかる対応する変異が、同じ変異(例えば、Y73S及びY72S、並びにD139M及びD138M)を指すことを理解するであろう。
一部の実施形態では、Cas9又はCas12は、SV40大T抗原のNLS、ヌクレオプラスミン、c-myc、hRNPA1M9、インポーチン-アルファ由来のIBBドメイン、筋腫Tタンパク質のNLS、ヒトp53、c-ablIV、インフルエンザウイルスNS1、肝炎ウイルスデルタ抗原、マウスMx1、ヒトポリ(ADP-リボース)ポリメラーゼ、ステロイドホルモン受容体(ヒト)グルココルチコイドを含む、核局在化配列に融合している。
一部の実施形態では、Cas9又はCas12タンパク質は、ヘマグルチニン(HA)タグ、ヒスチジン(His)タグ、FLAGタグ、Mycタグ、V5タグ、VSV-Gタグ、SNAPタグ、チオレドキシン(Trx)タグを含むが、これらに限定されないエピトープタグに融合している。
一部の実施形態では、Cas9又はCas12は、これらに限定されないが、グルタチオン-S-トランスフェラーゼ(GST)、セイヨウワサビペルオキシダーゼ(HRP)、クロラムフェニコールトランスフェラーゼ(CAT)、HcRed、DsRed、シアン蛍光タンパク質、黄色蛍光タンパク質、及び青色蛍光タンパク質、増強バージョン又はスーパーフォールダーGFPを含む緑色蛍光タンパク質(GFP)、並びにレポーター遺伝子の他の修飾バージョンを含む、レポーター遺伝子に融合している。
一部の実施形態では、操作されたCas9又はCas12タンパク質の血清中半減期は、カルボキシ末端ペプチド(絨毛性ゴナドトロピンβ鎖のCTP)などの、ヒト血清アルブミンタンパク質、トランスフェリンタンパク質、ヒトIgG及び/又はシアリル化ペチドなどの、異種タンパク質との融合によって増加する。
一部の実施形態では、操作されたCas9又はCas12タンパク質の血清中半減期は、ジェミニン、ユビキチン、FKBP12-L106P、及び/又はジヒドロ葉酸レダクターゼを含むが、これらに限定されない、不安定化ドメインとの融合によって減少する。
増加又は減少した安定性をもたらす好適な融合パートナーとしては、これらに限定されないが、デグロン配列が挙げられる。デグロンは、当業者によって、それらがその一部であるタンパク質の安定性を制御するアミノ酸配列であると容易に理解される。例えば、デグロン配列を含むタンパク質の安定性は、デグロン配列によって少なくとも部分的に制御される。場合によっては、好適なデグロンは、デグロンが、実験対照とは無関係に、タンパク質の安定性に対してその影響を及ぼすように構成的である(すなわち、デグロンは、薬物誘導性、温度誘導性などではない)。場合によっては、デグロンは、バリアントCas9ポリペプチドを、所望の条件に応じて「オン」(すなわち、安定)又は「オフ」(すなわち、不安定、分解)にすることができるように、制御可能な安定性を有するバリアントCas9ポリペプチドを提供する。例えば、デグロンが温度感受性デグロンである場合、バリアントCas9ポリペプチドは、閾値温度(例えば、42℃、41℃、40℃、39℃、38℃、37℃、36℃、35℃、34℃、33℃、32℃、31℃、30℃など)を下回る機能的(すなわち、「オン」、安定)であり得るが、閾値温度を上回る非機能的(すなわち、「オフ」、分解)であり得る。別の例として、デグロンが薬物誘導性デグロンである場合、薬物の存在又は不在は、タンパク質を「オフ(すなわち、不安定)状態」から「オン」(すなわち、安定)状態に、又はその逆に切り替えることができる。例示的な薬物誘導性デグロンは、FKBP12タンパク質に由来する。デグロンの安定性は、デグロンに結合する小分子の存在又は不在によって制御される。
好適なデグロンの例としては、これらに限定されないが、Shield-1、DHFR、オーキシン、及び/又は温度によって制御されるそれらのデグロンが挙げられる。好適なデグロンの非限定的な例は、当該技術分野で既知である(例えば、Dohmen et al.,Science,1994.263(5151):p.1273-1276:Heat-inducible degron:a method for constructing temperature-sensitive mutants、Schoeber et al.,Am J Physiol Renal Physiol.2009 Jan;296(l):F204-l l:Conditional fast expression and function of multimeric TRPV5 channels using Shield-1、Chu et al.,Bioorg Med Chem Lett.2008 Nov 15;18(22):5941-4:Recent progress with FKBP-derived destabilizing domains、Kanemaki,Pflugers Arch.2012 Dec 28:Frontiers of protein expression control with conditional degrons、Yang et al.,Mol Cell.2012 Nov 30;48(4):487-8:Titivated for destruction:the methyl degron、Barbour et al.,Biosci Rep.2013 Jan 18;33(1).:Characterization of the bipartite degron that regulates ubiquitin-independent degradation of thymidylate synthase、及びGreussing et al.,J Vis Exp.2012 Nov 10;(69):Monitoring of ubiquitin-proteasome activity in living cells using a Degron(dgn)-destabilized green fluorescent protein(GFP)-based reporter proteinであり、これらの全ては、参照によってそれらの全体が本明細書に組み込まれる)。
例示的なデグロン配列は、細胞及び動物の両方において十分に特徴分析され、試験されている。したがって、不活性型Cas9又はCas12をデグロン配列に融合することにより、「調節可能な」及び「誘導可能な」不活性型Cas9又はCas12ポリペプチドが産生される。
本明細書に記載される融合パートナーのいずれかは、任意の所望の組み合わせで使用することができる。この点を例解するための1つの非限定的な例として、Cas9又はCas12融合タンパク質は、検出のためのYFP配列、安定性のためのデグロン配列、及び標的DNAの転写を増加させるための転写アクチベーター配列を含むことができる。更に、dCas9融合タンパク質において使用することができる融合パートナーの数は、無制限である。場合によっては、Cas9融合タンパク質は、1つ以上(例えば、2つ以上、3つ以上、4つ以上、又は5つ以上)の異種配列を含む。
組換え遺伝子技術
本開示によれば、当該技術分野内の従来の分子生物学、微生物学、及び組換えDNA技法が用いられ得る。かかる技法は、文献に記載されている(例えば、Sambrook,Fritsch&Maniatis,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,Second Edition(1989)Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,N.Y.、DNA Cloning:A Practical Approach,Volumes I and II(D.N.Glover ed.1985)、Oligonucleotide Synthesis(M.J.Gait ed.1984)、Nucleic Acid Hybridization(B.D.Hames&S.J.Higgins eds.(1985))、Transcription And Translation(B.D.Hames&S.J.Higgins,eds.(1984))、Animal Cell Culture(R.I.Freshney,ed.(1986))、Immobilized Cells and Enzymes(IRL Press,(1986))、B.Perbal,A Practical Guide To Molecular Cloning(1984)、F.M.Ausubel et al.(eds.),Current Protocols in Molecular Biology,John Wiley&Sons,Inc.(1994)を参照されたい)。
本開示によれば、当該技術分野内の従来の分子生物学、微生物学、及び組換えDNA技法が用いられ得る。かかる技法は、文献に記載されている(例えば、Sambrook,Fritsch&Maniatis,Molecular Cloning:A Laboratory Manual,Second Edition(1989)Cold Spring Harbor Laboratory Press,Cold Spring Harbor,N.Y.、DNA Cloning:A Practical Approach,Volumes I and II(D.N.Glover ed.1985)、Oligonucleotide Synthesis(M.J.Gait ed.1984)、Nucleic Acid Hybridization(B.D.Hames&S.J.Higgins eds.(1985))、Transcription And Translation(B.D.Hames&S.J.Higgins,eds.(1984))、Animal Cell Culture(R.I.Freshney,ed.(1986))、Immobilized Cells and Enzymes(IRL Press,(1986))、B.Perbal,A Practical Guide To Molecular Cloning(1984)、F.M.Ausubel et al.(eds.),Current Protocols in Molecular Biology,John Wiley&Sons,Inc.(1994)を参照されたい)。
本明細書に記載される操作されたCas9又はCas12酵素などの、ポリペプチドをコードする核酸などの、遺伝子の組換え発現は、ポリペプチドをコードする核酸を含有する発現ベクターの構築を含むことができる。ポリヌクレオチドが得られると、ポリペプチドの産生のためのベクターは、当該技術分野で既知の技法を使用した組換えDNA技法によって産生することができる。既知の方法を使用して、ポリペプチドコード配列並びに適切な転写及び翻訳制御シグナルを含有する発現ベクターを構築することができる。これらの方法には、例えば、インビトロで組換えDNA技法、合成技法、及びインビボ遺伝子組換えが含まれる。
発現ベクターは、従来の技法によって宿主細胞に導入することができ、次いで、トランスフェクトされた細胞は、従来の技法によって培養して、ポリペプチドを産生することができる。
一部の実施形態では、DNA標的化RNA及び/又はCas9若しくはCas12タンパク質をコードするヌクレオチド配列は、制御エレメント、例えば、プロモーターなどの、転写制御エレメントに作動可能に結合している。転写制御エレメントは、真核細胞、例えば、哺乳動物細胞、又は原核細胞(例えば、細菌又は古細菌細胞)のいずれかにおいて機能的であり得る。一部の実施形態では、真核細胞は、ヒト細胞である。一部の実施形態では、DNA標的化RNA及び/又はCas9若しくはCas12タンパク質をコードするヌクレオチド配列は、原核細胞及び真核細胞の両方においてコードされるヌクレオチド配列の発現を可能にする複数の制御エレメントに作動可能に結合している。
プロモーターは、構成的に活性なプロモーター(すなわち、構成的に活性/「ON」状態であるプロモーター)であり得るが、誘導性プロモーター(すなわち、その状態、活性/「ON」又は不活性/「OFF」が、外部刺激、例えば、特定の温度、化合物、又はタンパク質の存在によって制御されるプロモーター)であり得、空間的に制限されたプロモーター(すなわち、転写制御エレメント、エンハンサーなど)(例えば、組織特異的プロモーター、細胞型特異的プロモーターなど)であり得、時間的に制限されたプロモーターであり得る(すなわち、プロモーターは、胚発生の特定の段階中、又は生物学的プロセスの特定の段階、例えば、マウスにおける毛包サイクル中に「ON」状態又は「OFF」状態にある)。
好適なプロモーターは、ウイルスに由来し得、したがって、ウイルスプロモーターと称され得るか、又はそれらは、原核生物若しくは真核生物を含む、任意の生物に由来し得る。好適なプロモーターは、任意のRNAポリメラーゼ(例えば、pol I、pol II、pol III)による発現を駆動するために使用することができる。例示的なプロモーターとしては、SV40初期プロモーター、マウス乳腺腫瘍ウイルス長鎖末端反復(LTR)プロモーター、アデノウイルス主要後期プロモーター(Ad MLP)、単純ヘルペスウイルス(HSV)プロモーター、サイトメガロウイルス(CMV)プロモーター、例えば、CMV最初期プロモーター領域(CMVIE)、ラウス肉腫ウイルス(RSV)プロモーター、ヒトU6小核プロモーター(U6)(Miyagishi et al.,Nature Biotechnology20,497-500(2002))、増強されたU6プロモーター(例えば、Xia et al.,Nucleic Acids Res.2003Sep1;31(17))、及び/又はヒトHIプロモーター(HI)が挙げられるが、これらに限定されない。
誘導性プロモーターの例としては、T7 RNAポリメラーゼプロモーター、T3 RNAポリメラーゼプロモーター、イソプロピル-ベータ-D-チオガラクトピラノシド(IPTG)調節プロモーター、ラクトース誘導プロモーター、ヒートショックプロモーター、テトラサイクリン調節プロモーター(例えば、Tet-ON、Tet-OFFなど)、ステロイド調節プロモーター、金属調節プロモーター、エストロゲン受容体調節プロモーターなどが挙げられるが、これらに限定されない。したがって、誘導性プロモーターは、ドキシサイクリン、RNAポリメラーゼ(例えば、T7 RNAポリメラーゼ)、エストロゲン受容体、及び/又はエストロゲン受容体融合物を含むがこれらに限定されない分子によって調節され得る。
一部の実施形態では、プロモーターは、空間的に制限されたプロモーター(すなわち、細胞型特異的プロモーター、組織特異的プロモーターなど)であり、多細胞生物において、プロモーターは、特定の細胞のサブセットにおいて活性(すなわち、「ON」)である。空間的に制限されたプロモーターは、エンハンサー、転写制御エレメント、制御配列などとも称され得る。任意の便利な空間的に制限されたプロモーターが使用され得、好適なプロモーター(例えば、脳特異的プロモーター、ニューロンのサブセットにおける発現を駆動するプロモーター、生殖細胞系における発現を駆動するプロモーター、肺における発現を駆動するプロモーター、筋肉における発現を駆動するプロモーター、膵臓の膵島細胞における発現を駆動するプロモーターなど)の選択は、生物に依存するであろう。よって、空間的に制限されたプロモーターは、生物に応じて、多種多様な異なる組織及び細胞型における対象部位特異的ポリペプチドをコードする核酸の発現を調節するために使用することができる。いくつかの空間的に制限されたプロモーターはまた、プロモーターが胚発生の特定の段階中又は生物学的プロセスの特定の段階(例えば、毛包サイクル)中に「ON」状態又は「OFF」状態にあるように、時間的に制限される。
核酸塩基エディター
一部の実施形態では、本明細書に提供される塩基エディターのいずれかは、標的ポリヌクレオチド配列において、50%未満、40%未満、30%未満、20%未満、19%未満、18%未満、17%未満、16%未満、15%未満、14%未満、13%未満、12%未満、11%未満、10%未満、9%未満、8%未満、7%未満、6%未満、5%未満、4%未満、3%未満、2%未満、1%未満、0.9%未満、0.8%未満、0.7%未満、0.6%未満、0.5%未満、0.4%未満、0.3%未満、0.2%未満、0.1%未満、0.09%未満、0.08%未満、0.07%未満、0.06%未満、0.05%未満、0.04%未満、0.03%未満、0.02%未満、又は0.01%未満のインデル形成をもたらす。
一部の実施形態では、本明細書に提供される塩基エディターのいずれかは、標的ポリヌクレオチド配列において、50%未満、40%未満、30%未満、20%未満、19%未満、18%未満、17%未満、16%未満、15%未満、14%未満、13%未満、12%未満、11%未満、10%未満、9%未満、8%未満、7%未満、6%未満、5%未満、4%未満、3%未満、2%未満、1%未満、0.9%未満、0.8%未満、0.7%未満、0.6%未満、0.5%未満、0.4%未満、0.3%未満、0.2%未満、0.1%未満、0.09%未満、0.08%未満、0.07%未満、0.06%未満、0.05%未満、0.04%未満、0.03%未満、0.02%未満、又は0.01%未満のインデル形成をもたらす。
本開示の一部の態様は、本明細書に提供される塩基エディターのいずれかが、意図されない点変異などの、相当数の意図されない変異を生成することなく、核酸(例えば、対象のゲノム内の核酸)において、意図された変異、例えば、点変異を効率的に生成することができるという認識に基づく。一部の実施形態では、本明細書に提供される塩基エディターのいずれかは、少なくとも0.01%の意図された変異(すなわち、少なくとも0.01%の塩基編集効率)を生成することができる。一部の実施形態では、本明細書に提供される塩基エディターのいずれかは、意図された変異の少なくとも0.01%、1%、2%、3%、4%、5%、10%、15%、20%、25%、30%、40%、45%、50%、60%、70%、80%、90%、95%、又は99%を生成することができる。
一部の実施形態では、本明細書に提供される塩基エディターは、1:1を超えるインデルに対する意図される点変異の比を生成することができる。一部の実施形態では、本明細書に提供される塩基エディターは、少なくとも1.5:1、少なくとも2:1、少なくとも2.5:1、少なくとも3:1、少なくとも3.5:1、少なくとも4:1、少なくとも4.5:1、少なくとも5:1、少なくとも5.5:1、少なくとも6:1、少なくとも6.5:1、少なくとも7:1、少なくとも7.5:1、少なくとも8:1、少なくとも8.5:1、少なくとも9:1、少なくとも10:1、少なくとも11:1、少なくとも12:1、少なくとも13:1、少なくとも14:1、少なくとも15:1、少なくとも20:1、少なくとも25:1、少なくとも30:1、少なくとも40:1、少なくとも50:1、少なくとも100:1、少なくとも200:1、少なくとも300:1、少なくとも400:1、少なくとも500:1、少なくとも600:1、少なくとも700:1、少なくとも800:1、少なくとも900:1、又は少なくとも1000:1以上である、意図される点変異対インデルの比を生成することができる。
意図された変異及びインデルの数は、例えば、国際PCT出願第PCT/2017/045381号(WO2018/027078)及び第PCT/US2016/058344号(WO2017/070632)、Komor,A.C.,et al.,“Programmable editing of a target base in genomic DNA without double-stranded DNA cleavage” Nature 533,420-424(2016)、Gaudelli,N.M.,et al.,“Programmable base editing of A・T to G・C in genomic DNA without DNA cleavage” Nature 551,464-471(2017)、並びにKomor,A.C.,et al.,“Improved base excision repair inhibition and bacteriophage Mu Gam protein yields C:G-to-T:A base editors with higher efficiency and product purity” Science Advances 3:eaao4774(2017)に記載されている任意の好適な方法を使用して判定することができる(それらの内容全体が、参照により本明細書に援用される)。
一部の実施形態では、インデル頻度を計算するために、シーケンシングリード(sequencing reads)は、インデルが生じ得るウィンドウの両側に隣接する2つの10bp配列と正確に一致するようにスキャンされる。正確な一致が見つからない場合、リードは、分析から除外される。このインデルウィンドウの長さが参照配列と完全に一致する場合、リードは、インデルを含有しないものとして分類される。インデルウィンドウが参照配列よりも2塩基以上長い又は短い場合、シーケンシングリードは、それぞれ、挿入又は欠失として分類される。一部の実施形態では、本明細書に提供される塩基エディターは、核酸の領域におけるインデルの形成を制限し得る。一部の実施形態では、この領域は、塩基エディターによって標的化されるヌクレオチドにあるか、又は塩基エディターによって標的化されるヌクレオチドの2、3、4、5、6、7、8、9、若しくは10ヌクレオチド以内の領域にある。
標的ヌクレオチド領域で形成されるインデルの数は、核酸(例えば、細胞のゲノム内の核酸)が塩基エディターに曝露される時間の量に依存し得る。一部の実施形態では、インデルの数又は割合は、標的ヌクレオチド配列(例えば、細胞のゲノム内の核酸)を塩基エディターに曝露して少なくとも1時間、少なくとも2時間、少なくとも6時間、少なくとも12時間、少なくとも24時間、少なくとも36時間、少なくとも48時間、少なくとも3日、少なくとも4日、少なくとも5日、少なくとも7日、少なくとも10日、又は少なくとも14日後に判定される。本明細書に記載される塩基エディターの特徴は、融合タンパク質、又は本明細書に提供される融合タンパク質を使用する方法のいずれかに適用することができることを理解されたい。
治療用途
本明細書に記載の方法及び組成物は、様々な治療用途(例えば、肝疾患の治療における)を有し得る。
本明細書に記載の方法及び組成物は、様々な治療用途(例えば、肝疾患の治療における)を有し得る。
一部の実施形態では、本明細書に記載されるCRISPR方法又はシステムは、(例えば、1つ以上の核酸残基を挿入、欠失、又は変異させることによって)標的核酸を修飾するように標的核酸を編集するために使用することができる。例えば、一部の実施形態では、本明細書に記載されるCRISPRシステムは、所望の核酸配列を含む、外因性ドナーテンプレート核酸(例えば、DNA分子又はRNA分子)を含む。本明細書に記載されるCRISPRシステムで誘導される開裂事象の解消後、細胞の分子機構は、開裂事象の修復及び/又は解消において外因性ドナーテンプレート核酸を利用するであろう。代替的に、細胞の分子機構は、開裂事象の修復及び/又は解消において内因性テンプレートを利用することができる。一部の実施形態では、本明細書に記載されるCRISPRシステムは、標的核酸を改変して、挿入、欠失、及び/又は点変異をもたらすために使用され得る。一部の実施形態では、挿入は、瘢痕のない挿入である(すなわち、開裂事象の解決時に追加の意図されない核酸配列をもたらさない標的核酸への意図された核酸配列の挿入)。ドナーテンプレート核酸は、二本鎖又は一本鎖核酸分子(例えば、DNA又はRNA)であり得る。一部の実施形態では、本明細書に記載されるCRISPR方法又はシステムは、核酸塩基エディターを含む。
ポリヌクレオチド配列を標的DNA配列中に挿入することが望ましい用途においては、挿入されるドナー配列を含むポリヌクレオチドも細胞に提供される。「ドナー配列」又は「ドナーポリヌクレオチド」とは、部位指向性修飾ポリペプチドによって誘導される開裂部位に挿入される核酸配列を意味する。ドナーポリヌクレオチドは、開裂部位でのゲノム配列に対して十分な相同性、例えば、開裂部位に隣接する、例えば、開裂部位の約50塩基以下以内、例えば、約30塩基以内、約15塩基以内、約10塩基以内、約5塩基以内、又は開裂部位に直接隣接するヌクレオチド配列と70%、80%、85%、90%、95%、又は100%の相同性を含有し、それと相同性を有するゲノム配列との間の相同性指向性修復を支持する。およそ25、50、100、若しくは200ヌクレオチド、又は200ヌクレオチド超の、ドナーとゲノム配列との間の配列相同性(又は10~200ヌクレオチド以上の任意の整数値)は、相同性指向性修復を支持するであろう。ドナー配列は、任意の長さ、例えば、10ヌクレオチド以上、50ヌクレオチド以上、100ヌクレオチド以上、250ヌクレオチド以上、500ヌクレオチド以上、1000ヌクレオチド以上、5000ヌクレオチド以上などであり得る。
ドナー配列は、典型的には、置換するゲノム配列と同一ではない。むしろ、ドナー配列は、相同性指向性修復を支持するのに十分な相同性が存在する限り、ゲノム配列に関して、少なくとも1つ以上の単一塩基変化、挿入、欠失、逆位、又は転位を含有し得る。一部の実施形態では、ドナー配列は、標的DNA領域と2つの隣接配列との間の相同性指向性修復が標的領域に非相同配列の挿入をもたらすように、2つの相同領域と隣接する非相同配列を含む。ドナー配列はまた、目的のDNA領域に相同ではなく、目的のDNA領域への挿入を意図していない配列を含有するベクター骨格を含み得る。概して、ドナー配列の相同領域は、組換えが所望されるゲノム配列と少なくとも50%の配列同一性を有するであろう。特定の実施形態では、60%、70%、80%、90%、95%、98%、99%、又は99.9%の配列同一性が存在する。ドナーポリヌクレオチドの長さに応じて、1%~100%の任意の値の配列同一性が存在し得る。
ドナー配列は、ゲノム配列と比較して特定の配列の差異、例えば、制限部位、ヌクレオチド多型、選択可能なマーカー(例えば、薬剤耐性遺伝子、蛍光タンパク質、酵素など)などを含み得、これらは、開裂部位でのドナー配列の挿入の成功を評価するために使用され得るか、又は場合によっては、他の目的のために(例えば、標的化されたゲノム遺伝子座での発現を示すために)使用され得る。場合によっては、コード領域に位置する場合、かかるヌクレオチド配列の差異は、アミノ酸配列を変化させないか、又はサイレントアミノ酸変化(すなわち、タンパク質の構造又は機能に影響を与えない変化)を行うであろう。代替的に、これらの配列の差異には、マーカー配列の除去のために後で活性化され得るFLP、loxP配列などの隣接組換え配列が含まれ得る。
ドナー配列は、一本鎖DNA、一本鎖RNA、二本鎖DNA、又は二本鎖RNAとして細胞に提供され得る。細胞内に直鎖状形態又は環状形態で導入され得る。直鎖状形態で導入された場合、ドナー配列の末端は、当業者に既知の方法によって(例えば、エキソヌクレオチド分解から)保護され得る。例えば、1つ以上のジデオキシヌクレオチド残基が直鎖状分子の3´末端に付加され、かつ/又は自己相補性オリゴヌクレオチドが一方又は両方の末端にライゲーションされる。外因性ポリヌクレオチドを分解から保護するための追加の方法としては、末端アミノ基の付加、並びに例えば、ホスホロチオエート、ホスホルアミデート、並びにO-メチルリボース又はデオキシリボース残基などの修飾されたヌクレオチド間連結の使用が挙げられるが、これらに限定されない。直鎖状ドナー配列の末端を保護する代替として、配列の追加の長さは、組換えに影響を与えることなく分解され得る相同性の領域の外側に含まれ得る。ドナー配列は、例えば、複製起点、プロモーター、及び抗生物質耐性をコードする遺伝子などの追加の配列を有するベクター分子の一部として細胞に導入され得る。更に、ドナー配列は、DNA標的化RNA及び/又は部位指向性修飾ポリペプチド及び/又はドナーポリヌクレオチドをコードする核酸について上に記載されるように、裸の核酸として、リポソーム若しくはポロキサマーなどの薬剤と複合体化された核酸として導入され得るか、又はウイルス(例えば、アデノウイルス、AAV)によって送達され得る。
上に記載の方法に従って、エクスビボで目的のDNA領域を開裂及び修飾、すなわち、「遺伝子修飾」し得る。一部の実施形態では、選択可能なマーカーが目的のDNA領域に挿入されている場合と同様に、細胞の集団は、遺伝子修飾細胞を残りの集団から分離することによって、遺伝子修飾を含むものに対して濃縮され得る。濃縮する前に、「遺伝子修飾」細胞は、細胞集団の約1%以上(例えば、2%以上、3%以上、4%以上、5%以上、6%以上、7%以上、8%以上、9%以上、10%以上、15%以上、又は20%以上)しか構成しない可能性がある。「遺伝子修飾」細胞の分離は、使用される選択可能なマーカーに適切な任意の好都合な分離技術によって達成され得る。例えば、蛍光マーカーが挿入されている場合、細胞は、蛍光活性化細胞選別によって分離され得、細胞表面マーカーが挿入されている場合、細胞は、親和性分離技術、例えば、磁気分離、親和性クロマトグラフィー、固体マトリックスに親和性試薬が結合した「パニング」、又は他の好都合な技術によって、不均一集団から分離され得る。正確な分離を提供する技術としては、蛍光活性化細胞選別機が挙げられ、これは、複数のカラーチャネル、低角度及び鈍角光散乱検出チャネル、インピーダンスチャネルなどの様々な程度の洗練を有することができる。細胞は、死細胞と関連する染料(例えば、ヨウ化プロピジウム)を用いることによって、死細胞に対して選択され得る。遺伝子修飾された細胞の生存率に過度に有害ではない任意の技法が用いられ得る。修飾されたDNAを含む細胞に対して高度に濃縮された細胞組成物は、この様式で達成される。「高度に濃縮された」とは、遺伝子修飾細胞が、細胞組成物の70%以上、75%以上、80%以上、85%以上、90%以上、例えば、約95%以上、又は98%以上であることを意味する。言い換えれば、組成物は、遺伝子修飾細胞の実質的に純粋な組成物であり得る。
本明細書に記載の方法によって産生される遺伝子修飾細胞(例えば、遺伝子修飾ヒト肝細胞)は、直ちに使用され得る。代替的に、細胞を、液体窒素温度で凍結し、長時間保管し、解凍して再利用可能であり得る。かかる場合、細胞は、通常、10%のジメチルスルホキシド(DMSO)、50%の血清、40%の緩衝培地、又はかかる凍結温度で細胞を保存するために当該技術分野で一般的に使用されるいくつかの他のかかる溶液中で凍結され、凍結された培養細胞を解凍するために当該技術分野で一般的に既知の様式で解凍される。
遺伝子修飾細胞は、様々な培養条件下で、インビトロで培養され得る。細胞は、培養で増殖し得る、すなわち、細胞の増殖を促進する条件下で増殖し得る。培養培地は、液体又は半固体(例えば、寒天、メチルセルロースなどを含有する)であり得る。細胞集団は、通常、ウシ胎児血清(約5%~10%)、L-グルタミン、チオール(特に、2-メルカプトエタノール)、及び抗生物質(ペニシリン及びストレプトマイシン)が補充された、イスコフ改変DMEM又はRPMI1640などの適切な栄養培地に懸濁され得る。培養物は、制御性T細胞が応答性である成長因子を含有し得る。本明細書で定義される成長因子は、膜貫通受容体に対する特定の効果を介して、培養物中又は無傷の組織中のいずれかで、細胞の生存、増殖及び/又は分化を促進することができる分子である。成長因子には、ポリペプチド及び非ポリペプチド因子が含まれる。
このように遺伝子修飾された細胞は、例えば、疾患を治療するために、若しくは抗ウイルス薬、抗病原薬、又は抗がん治療薬として、遺伝子治療などの目的のために、農業における遺伝子修飾生物の産生のために、又は生物学的研究のために、対象に移植され得る。対象は、新生児、若年者、又は成人であり得る。特に目的であるのは、哺乳動物の対象である。本方法で治療され得る哺乳動物種としては、イヌ及びネコ、ウマ、ウシ、ヒツジなど、並びに霊長類、特にヒトが含まれる。動物モデル、特に小型哺乳動物(例えば、マウス、ラット、モルモット、ハムスター、ラゴモルファ(例えば、ウサギ)など)が実験調査のために使用され得る。
細胞は、対象に単独で、又は、例えば、細胞が移植される組織内の細胞の増殖及び/又は組織化を支持するための好適な基質若しくはマトリックスとともに、提供され得る。いくつかの実施形態では、細胞は、以下の経路、非経口、皮下、静脈内、頭蓋内、脊髄内、眼内、又は脊髄液中のうちのいずれかを介して対象に導入され得る。細胞は、注射、カテーテルなどによって導入され得る。
対象への治療の投与回数は変化し得る。遺伝子修飾細胞を対象内に導入することは、1回の事象であり得るが、特定の状況においては、かかる治療は、限られた期間にわたって改善を誘発し、一連の継続的な反復治療を必要とする場合がある。他の状況においては、効果が観察される前に、遺伝子修飾細胞の複数回投与が必要とされる場合がある。正確なプロトコルは、疾患又は状態、疾患のステージ、及び治療される個々の対象のパラメータに依存する。
薬学的調製物は、薬学的に許容されるビヒクルに本明細書に記載の塩基エディター又は塩基エディターシステムのうちの1つ以上を含む組成物である。「薬学的に許容されるビヒクル」とは、連邦又は州政府の規制機関によって承認された、又は米国においてリスト化されたビヒクルであり得る。
薬局方又はヒトなどの哺乳動物において使用するための他の一般に認められた薬局方。「ビヒクル」という用語は、哺乳動物に投与するために本発明の化合物が製剤化される希釈剤、アジュバント、賦形剤、又は担体を指す。かかる薬学的ビヒクルは、脂質、例えば、リポソーム、例えば、リポソームデンドリマー;水、並びに、ピーナッツ油、大豆油、鉱油、ゴマ油などの石油起源、動物起源、植物起源、又は合成起源のものを含む油、生理食塩水などの液体;アカシアゴム、ゼラチン、デンプンペースト、タルク、ケラチン、コロイドシリカ、尿素などであり得る。加えて、補助剤、安定化剤、増粘剤、潤滑剤、及び着色剤が使用され得る。薬学的組成物は、錠剤、カプセル剤、粉末剤、顆粒剤、軟膏剤、溶液剤、坐剤、注射剤、吸入剤、ゲル剤、微粒子剤、及びエアロゾル剤などの固体、半固体、液体又は気体形態の調製物に製剤化され得る。したがって、DNA標的化RNA及び/又は部位指向性修飾ポリペプチド及び/又はドナーポリヌクレオチドの投与は、経口、口腔、直腸、非経口、腹腔内、皮内、経皮、気管内、眼内などの投与を含む様々な方式で達成され得る。活性剤は、投与後に全身性であり得るか、又は、局所投与の使用、壁内投与、若しくは移植部位に活性用量を保持するように作用するインプラントの使用によって局所的であり得る。活性剤は、即時活性のために製剤化され得るか、又は持続放出のために製剤化され得る。
特定の患者に与えられる有効量は、様々な要因に依存し、そのうちのいくつかは患者ごとに異なる。有能な臨床医は、必要に応じて疾患状態の進行を停止又は逆転させるために、患者に投与する治療剤の有効量を判定することができるであろう。LD50動物データ、及び薬剤についての利用可能な他の情報を利用して、臨床医は、投与経路に応じて、個体の最大安全用量を判定することができる。例えば、静脈内投与される用量は、治療用組成物が投与される流体のより大きい体積を考えると、髄腔内投与される用量よりも多い場合がある。同様に、治療濃度を維持するために、身体から急速に除去される組成物は、より高い用量で、又は反復用量で投与され得る。通常の技術を利用して、有能な臨床医は、日常的な臨床試験の過程で特定の治療薬の投薬量を最適化することができるであろう。
薬学的組成物は、所望の製剤に応じて、動物又はヒト投与のための薬学的組成物を製剤化するために一般的に使用されるビヒクルとして定義される希釈剤の薬学的に許容される非毒性の担体を含むことができる。希釈剤は、組み合わせの生物学的活性に影響を与えないように選択される。かかる希釈剤の例は、蒸留水、緩衝水、生理食塩水、PBS、リンゲル溶液、デキストロース溶液、及びハンクス溶液である。加えて、薬学的組成物又は製剤は、他の担体、アジュバント、又は非毒性、非治療用、非免疫原性安定剤、賦形剤などを含み得る。組成物はまた、pH調整剤及び緩衝剤、毒性調整剤、湿潤剤並びに洗剤などの、生理学的条件に近似する追加の物質を含み得る。
組成物はまた、例えば抗酸化物質などの様々な安定化剤のうちのいずれも含み得る。薬学的組成物がポリペプチドを含む場合、ポリペプチドは、ポリペプチドのインビボでの安定性を増強するか、又はそれ以外の場合、その薬理学的特性を増強する(例えば、ポリペプチドの半減期を増加させ、その毒性を低減し、溶解性又は取り込みを増強する)様々な周知の化合物と複合体化され得る。かかる修飾又は複合体化剤の例としては、サルフェート、グルコネート、シトレート及びホスフェートが挙げられる。組成物の核酸又はポリペプチドはまた、それらのインビボ属性を増強する分子と複合体化され得る。かかる分子には、例えば、炭水化物、ポリアミン、アミノ酸、他のペプチド、イオン(例えば、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、マンガン)、及び脂質が含まれる。
薬学的組成物は、予防的及び/又は治療的処置のために投与され得る。活性成分の毒性及び治療有効性を、例えば、LD50(集団の50%に対して致死的な用量)及びED50(集団の50%に対して治療的に有効な用量)を判定することを含む、細胞培養物及び/又は実験動物における標準的な薬学的手順に従って判定することができる。毒性効果と治療効果との間の用量比は、治療指標であり、それは、比LD50/ED50として表すことができる。大きい治療指標を示す療法が好ましい。
細胞培養及び/又は動物研究から得られたデータを、ヒトについての投薬量の範囲の製剤化において使用することができる。活性成分の投薬量は、典型的には、低毒性のED50を含む循環濃度の範囲内のラインである。投薬量は、用いられる剤形及び利用される投与経路に依存して、この範囲内で変化し得る。
薬学的組成物を製剤化するために使用される成分は、好ましくは、高純度のものであり、潜在的に有害な汚染物質を実質的に含まない(例えば、少なくともナショナルフード(NF)グレード、概して少なくとも分析グレード、及びより典型的には少なくとも医薬グレード)。更に、インビボでの使用を意図した組成物は、通常、無菌である。所与の化合物を使用する前に合成しなければならない範囲で、得られる産物は、典型的には、合成又は精製プロセス中に存在し得る任意の潜在的な毒性剤、特に任意のエンドトキシンを実質的に含まない。親投与のための組成物はまた、無菌であり、実質的に等張性であり、GMP条件下で作製される。
送達システム
本明細書に記載される塩基エディター若しくは塩基エディターシステム、又はその成分、その核酸分子、及び/又はその成分をコード若しくは提供する核酸分子、CRISPR関連タンパク質、又はRNAガイドは、例えば、ベクター(プラスド及び送達ベクターなど)の様々な送達システムによって送達することができる。例示的な実施形態は、以下に記載される。塩基エディター又は塩基エディターシステム(例えば、Cas9又はCas12を含み、任意選択的に、本明細書に記載の核酸塩基エディターを含む)は、ウイルスベクターに含有される核酸でコードすることができる。ウイルスベクターとしては、レンチウイルス、アデノウイルス、レトロウイルス、及びアデノ随伴ウイルス(AAV)が挙げられ得る。ウイルスベクターは、用途に基づいて選択することができる。例えば、AAVは、それらの軽度の免疫原性のために、インビボでの遺伝子送達に一般的に使用される。アデノウイルスは、それらが強い免疫原性応答を誘導するため、ワクチンとして一般的に使用される。ウイルスベクターのパッケージング容量は、ベクターにパッケージングされ得る塩基エディターのサイズを制限し得る。例えば、AAVのパッケージング容量は、2つの145塩基逆位末端反復(ITR)を含む約4.5kbである。
本明細書に記載される塩基エディター若しくは塩基エディターシステム、又はその成分、その核酸分子、及び/又はその成分をコード若しくは提供する核酸分子、CRISPR関連タンパク質、又はRNAガイドは、例えば、ベクター(プラスド及び送達ベクターなど)の様々な送達システムによって送達することができる。例示的な実施形態は、以下に記載される。塩基エディター又は塩基エディターシステム(例えば、Cas9又はCas12を含み、任意選択的に、本明細書に記載の核酸塩基エディターを含む)は、ウイルスベクターに含有される核酸でコードすることができる。ウイルスベクターとしては、レンチウイルス、アデノウイルス、レトロウイルス、及びアデノ随伴ウイルス(AAV)が挙げられ得る。ウイルスベクターは、用途に基づいて選択することができる。例えば、AAVは、それらの軽度の免疫原性のために、インビボでの遺伝子送達に一般的に使用される。アデノウイルスは、それらが強い免疫原性応答を誘導するため、ワクチンとして一般的に使用される。ウイルスベクターのパッケージング容量は、ベクターにパッケージングされ得る塩基エディターのサイズを制限し得る。例えば、AAVのパッケージング容量は、2つの145塩基逆位末端反復(ITR)を含む約4.5kbである。
AAVは、パルボウイルス科に属する小型の一本鎖DNA依存性ウイルスである。4.7kbの野生型(wt)AAVゲノムは、それぞれ4つの複製タンパク質と3つのカプシドタンパク質とをコードする2つの遺伝子で構成され、両側に145bpの逆位末端反復(ITR)が隣接している。ビリオンは、3つのカプシドタンパク質であるVp1、Vp2、及びVp3から構成され、同じオープンリーディングフレームから1:1:10の比率で生成されるが、差次的スプライシング(Vp1)及び選択的翻訳開始部位(それぞれ、Vp2及びVp3)から産生される。Vp3は、ビリオン内で最も豊富なサブユニットであり、ウイルスのトロピズムを定義する細胞表面での受容体認識に関与する。ウイルス感染性において機能するホスホリパーゼドメインは、Vp1の固有のN末端に特定されている。
wtAAVと同様に、組換えAAV(rAAV)は、隣接ベクター導入遺伝子カセットに対する145bpのシス作用性ITRを利用し、外来DNAのパッケージングのために最大4.5kbを提供する。感染後、rAAVは、本発明の融合タンパク質を発現することができ、環状ヘッド・トゥ・テール(head-to-tail)コンカテマーでエピソーム的に存在することによって、宿主ゲノムに組み込まれることなく持続する。このシステムをインビトロ及びインビボで使用したrAAVの成功例は多数あるが、遺伝子のコード配列の長さがwtAAVゲノムと同等又はそれ以上である場合、パッケージング容量の制限により、AAV媒介性遺伝子送達の使用が制限される。
AAVベクターの小さいパッケージング容量は、このサイズを超えるいくつかの遺伝子の送達及び/又は大きい生理学的調節エレメントの使用を困難にする。これらの課題は、例えば、送達されるタンパク質を2つ以上の断片に分割することによって対処することができ、N末端断片は、スプリットインテイン-Nに融合され、C末端断片は、スプリットインテイン-Cに融合される。次いで、これらの断片は、2つ以上のAAVベクターにパッケージングされる。本明細書で使用される場合、「インテイン」とは、隣接するN末端及びC末端エクステイン(例えば、結合する断片)をライゲートする自己スプライシングタンパク質イントロン(例えば、ペプチド)を指す。異種タンパク質断片を連結するための特定のインテインの使用は、例えば、Wood et al.,J.Biol.Chem.289(21);14512-9(2014)に記載されている。インテインのIntN及びIntCは、例えば、タンパク質断片を分離するために融合された場合、互いを認識し、それらがスプライシングで除かれ、同時に、それらが融合されたタンパク質断片の隣接するN末端エクステイン及びC末端エクステインがライゲーションされ、それによって、2つのタンパク質断片から全長タンパク質が再構成される。他の好適なインテインは、当業者には明らかであろう。
一部の実施形態では、本発明のCRISPRシステムは、長さが変動することができる。一部の実施形態では、タンパク質断片は、2アミノ酸長~約1000アミノ酸長の範囲である。一部の実施形態では、タンパク質断片は、約5アミノ酸長~約500アミノ酸長の範囲である。一部の実施形態では、タンパク質断片は、約20アミノ酸長~約200アミノ酸長の範囲である。一部の実施形態では、タンパク質断片は、約10アミノ酸長~約100アミノ酸長の範囲である。他の長さの好適なタンパク質断片は、当業者には明らかであろう。
一部の実施形態では、ヌクレアーゼ(例えば、Cas9又はCas12)の一部分又は断片がインテインに融合される。ヌクレアーゼは、インテインのN末端又はC末端に融合され得る。一部の実施形態では、融合タンパク質の一部分又は断片は、インテインに融合され、AAVカプシドタンパク質に融合される。インテイン、ヌクレアーゼ、及びカプシドタンパク質は、任意の配置(例えば、ヌクレアーゼ-インテイン-カプシド、インテイン-ヌクレアーゼ-カプシド、カプシド-インテイン-ヌクレアーゼなど)で一緒に融合され得る。一部の実施形態では、インテインのN末端は、融合タンパク質のC末端に融合され、インテインのC末端は、AAVカプシドタンパク質のN末端に融合される。
一実施形態では、デュアルAAVベクターは、大きい導入遺伝子発現カセットを2つの別々の半分(5’末端及び3’末端、又は頭部及び尾部)に分割することによって生成され、カセットの各半分は、単一のAAVベクター(5kb未満)にパッケージングされる。次いで、全長の導入遺伝子発現カセットの再構築は、両方のデュアルAAVベクター、続いて、(1)5’ゲノムと3’ゲノムとの間の相同組換え(HR)(デュアルAAV重複ベクター)、(2)5’ゲノムと3’ゲノムとのITR媒介性テール・トゥ・ヘッド(tail-to-head)コンカテマー化(デュアルAAVトランススプライシングベクター)、又は(3)これらの2つの機構の組み合わせ(デュアルAAVハイブリッドベクター)によって同じ細胞を同時感染させると達成される。インビボでのデュアルAAVベクターの使用は、全長タンパク質の発現をもたらす。デュアルAAVベクタープラットフォームの使用は、サイズが4.7kb超の導入遺伝子のための効率的かつ実行可能な遺伝子導入戦略を表す。
本明細書に記載の塩基エディターを設計するための開示された戦略は、ウイルスベクターにパッケージングすることができる塩基エディターを生成するために有用であり得る。塩基エディターの送達のためのRNA又はDNAウイルスベースのシステムの使用は、培養物中又は宿主内の特定の細胞にウイルスを標的化し、ウイルスペイロードを核又は宿主細胞ゲノムに輸送するための高度に進化したプロセスを利用する。ウイルスベクターは、培養物中の細胞、患者に(インビボで)直接投与することができ、又は、インビトロで細胞を処理するためにそれらを使用することができ、修飾細胞は、任意選択的に(エクスビボで)患者に投与され得る。従来のウイルスベースのシステムは、遺伝子導入用のレトロウイルス、レンチウイルス、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス、及び単純ヘルペスウイルスのベクターを含み得る。宿主ゲノムへの組み込みは、レトロウイルス、レンチウイルス、及びアデノ随伴ウイルスの遺伝子導入法で可能であり、多くの場合、挿入された導入遺伝子の長期発現をもたらす。更に、多くの異なる細胞型及び標的組織において、高い形質導入効率が観察されている。
外来のエンベロープタンパク質を組み込み、標的細胞の潜在的な標的集団を拡大することによって、レトロウイルスのトロピズムを変化させることができる。レンチウイルスベクターは、非分裂細胞を形質導入又は感染させることができ、典型的には、高いウイルス力価を生成するレトロウイルスベクターである。したがって、レトロウイルス遺伝子導入システムの選択は、標的組織に依存することになる。レトロウイルスベクターは、最大6~10kbの外来配列のパッケージング能力を有する、シス作用型の長鎖末端反復から構成される。最小のシス作用LTRは、ベクターの複製及びパッケージングに十分であり、次いで、療法的遺伝子を標的細胞に統合して永続的な導入遺伝子発現を提供するために使用される。広く使用されているレトロウイルスベクターとしては、マウス白血病ウイルス(MuLV)、テナガザル白血病ウイルス(GaLV)、サル免疫不全ウイルス(SIV)、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)、及びこれらの組み合わせに基づくものが挙げられる(例えば、Buchscher et al.,J.Virol.66:2731-2739(1992)、Johann et al.,J.Virol.66:1635-1640(1992)、Sommnerfelt et al.,Virol.176:58-59(1990)、Wilson et al.,J.Virol.63:2374-2378(1989)、Miller et al.,J.Virol.65:2220-2224(1991)、PCT/US94/05700を参照されたい)。
レトロウイルスベクター、特に、レンチウイルスベクターは、標的細胞への効率的な組み込みのために、所与の長さよりも小さいポリヌクレオチド配列を必要とし得る。例えば、9kbを超える長さのレトロウイルスベクターは、より小さいサイズのものと比較して、低いウイルス力価をもたらし得る。一部の態様では、本開示のCRISPRシステム(例えば、本明細書に開示されるCas9を含む)は、効率的なパッケージング及びレトロウイルスベクターを介した標的細胞への送達を可能にするように十分なサイズである。場合によっては、Cas9は、ガイド核酸及び/又は標的化可能なヌクレアーゼシステムの他の成分と一緒に発現されるときでも、効率的なパッキング及び送達を可能にするようなサイズである。
一過的な発現が好ましい用途では、アデノウイルスベースのシステムを使用することができる。アデノウイルスベースのベクターは、多くの細胞型において非常に高い形質導入効率を有することが可能であり、細胞分裂を必要としない。かかるベクターを用いて、高い力価及び発現レベルが得られている。このベクターは、比較的単純なシステムで大量に産生され得る。アデノ随伴ウイルス(「AAV」)ベクターは、例えば、核酸及びペプチドのインビトロ産生において、インビボ及びエクスビボ遺伝子療法手順のために、標的核酸を用いて細胞を形質導入するために使用することもできる(例えば、West et al.,Virology 160:38-47(1987)、米国特許第4,797,368号、WO93/24641、Kotin,Human Gene Therapy 5:793-801(1994)、Muzyczka,J.Clin.Invest.94:1351(1994)を参照されたい)。組換えAAVベクターの構築は、いくつかの刊行物に記載されており、米国特許第5,173,414号、Tratschin et al.,Mol.Cell.Biol.5:3251-3260(1985)、Tratschin,et al.,Mol.Cell.Biol.4:2072-2081(1984)、Hermonat & Muzyczka,PNAS 81:6466-6470(1984)、及びSamulski et al.,J.Virol.63:03822-3828(1989)が挙げられる。
したがって、塩基エディター又は塩基エディターシステム(例えば、本明細書に開示されるCas9又はCas12を含む)は、ウイルスベクターで送達され得る。塩基エディターシステムの1つ以上の成分は、1つ以上のウイルスベクター上にコードすることができる。例えば、塩基エディター及びガイド核酸は、単一のウイルスベクター上にコードされ得る。他の場合では、塩基エディター及びガイド核酸は、異なるウイルスベクター上にコードされる。いずれの場合も、塩基エディター及びガイド核酸は、各々、プロモーター及びターミネーターに作動可能に結合され得る。
ウイルスベクター上にコードされる成分の組み合わせは、選択されたウイルスベクターのカーゴサイズ制約によって判定することができる。
塩基エディターの非ウイルス送達
塩基エディター及び塩基エディターシステムのための非ウイルス送達アプローチも利用可能である。非ウイルス核酸ベクターの1つの重要なカテゴリーは、ナノ粒子であり、有機又は無機であり得る。ナノ粒子は、当該技術分野で周知である。任意の好適なナノ粒子設計を使用して、ゲノム編集システムの成分、又はかかる成分をコードする核酸を送達することができる。例えば、有機(例えば、脂質及び/又はポリマー)ナノ粒子は、本開示の特定の実施形態では、送達ビヒクルとして使用するのに好適であり得る。ナノ粒子製剤、及び/又は遺伝子導入における使用のための例示的な脂質を表9(以下)に示す。
塩基エディター及び塩基エディターシステムのための非ウイルス送達アプローチも利用可能である。非ウイルス核酸ベクターの1つの重要なカテゴリーは、ナノ粒子であり、有機又は無機であり得る。ナノ粒子は、当該技術分野で周知である。任意の好適なナノ粒子設計を使用して、ゲノム編集システムの成分、又はかかる成分をコードする核酸を送達することができる。例えば、有機(例えば、脂質及び/又はポリマー)ナノ粒子は、本開示の特定の実施形態では、送達ビヒクルとして使用するのに好適であり得る。ナノ粒子製剤、及び/又は遺伝子導入における使用のための例示的な脂質を表9(以下)に示す。
表10は、遺伝子導入及び/又はナノ粒子製剤における使用のための例示的なポリマーを列挙する。
表11は、本明細書に記載されるCas9をコードするポリヌクレオチドのための送達方法を要約する。
別の態様では、ゲノム編集システム成分又はかかる成分をコードする核酸、例えば、任意選択的に生物学的活性を有するポリペプチド(例えば、核酸塩基エディター)に融合した、例えば、Cas9若しくはそのバリアント又はCas12若しくはそのバリアントなどの核酸結合タンパク質、及び目的のゲノム核酸配列を標的化するgRNAの送達は、リボ核タンパク質(RNP)を細胞に送達することによって達成され得る。RNPは、標的gRNAとの複合体中に、核酸結合タンパク質(例えば、Cas9)を含む。RNPは、例えば、Zuris,J.A.et al.,2015,Nat.Biotechnology,33(1):73-80によって報告されているように、エレクトロポレーション、ヌクレオフェクション、又はカチオン性脂質媒介性の方法などの既知の方法を使用して細胞に送達され得る。RNPは、CRISPR塩基エディターシステムでの使用に有利であり、特に、トランスフェクトが困難な細胞(例えば、初代細胞)に有利である。加えて、RNPはまた、特に、CRISPRプラスミドにおいて使用され得る真核生物プロモーター(例えば、CMV又はEF1A)が十分に発現していない場合、細胞内のタンパク質発現で生じ得る困難を緩和することができる。有利には、RNPの使用は、細胞内への外来DNAの送達を必要としない。更に、核酸結合タンパク質とgRNA複合体とを含むRNPは、時間とともに分解されるため、RNPの使用は、オフターゲット効果を制限する可能性がある。プラスミドベースの技術の場合と同様の様式で、RNPを使用して、結合タンパク質(例えば、Cas9バリアント又はCas12バリアント)を送達し、相同組換え修復(HDR)を誘導することができる。
塩基エディター又は塩基エディターシステム(例えば、本明細書に記載のCas9又はCas12を含む)を駆動するために使用されるプロモーターは、AAV ITRを含むことができる。これは、ベクター内の空間を占有し得る追加のプロモーターエレメントの必要性を排除するために有利であり得る。解放された追加の空間を使用して、追加のエレメント(例えば、ガイド核酸又は選択可能なマーカー)の発現を駆動することができる。ITR活性は比較的弱いため、選択されたヌクレアーゼの過剰発現による潜在的な毒性を低減するために使用することができる。
任意の好適なプロモーターを使用して、Cas9及び該当する場合、ガイド核酸の発現を駆動し得る。遍在的な発現の場合、使用され得るプロモーターとしては、CMV、CAG、CBh、PGK、SV40、フェリチン重鎖又は軽鎖などが挙げられる。脳又は他のCNS細胞での発現の場合、好適なプロモーターとしては、全てのニューロンに対してシナプシンI、興奮性ニューロンに対してCaMKIIアルファ、GABA作動性ニューロンに対してGAD67若しくはGAD65又はVGATなどが挙げられ得る。肝細胞での発現の場合、好適なプロモーターとしては、アルブミンプロモーターが挙げられる。肺細胞での発現の場合、好適なプロモーターとしては、SP-Bが挙げられ得る。内皮細胞の場合、好適なプロモーターとしては、ICAMが挙げられ得る。造血細胞の場合、好適なプロモーターとしては、IFNベータ又はCD45が挙げられ得る。骨芽細胞の場合、好適なプロモーターとしては、OG-2が挙げられ得る。
場合によっては、本開示のCas9は、別個のプロモーターが、同じ核酸分子内の塩基エディター及び適合性ガイド核酸の発現を駆動することを可能にするのに十分に小さいサイズのものである。例えば、ベクター又はウイルスベクターは、塩基エディターをコードする核酸に作動可能に結合された第1のプロモーターと、ガイド核酸に作動可能に結合された第2のプロモーターとを含むことができる。
ガイド核酸の発現を駆動するために使用されるプロモーターとしては、U6若しくはH1などのPolIIIプロモーター又はPolIIプロモーター及びgRNAアデノ随伴ウイルス(AAV)を発現するイントロンカセットの使用が挙げられる。
1つ以上のガイド核酸を含む又は含まない本明細書に記載されるCas9又はCas12は、アデノ随伴ウイルス(AAV)、レンチウイルス、アデノウイルス、又は他のプラスミド若しくはウイルスベクタータイプを使用して、特に、例えば、米国特許第8,454,972号(アデノウイルスのための製剤、用量)、米国特許第8,404,658号(AAVのための製剤、用量)、及び米国特許第5,846,946号(DNAプラスミドのための製剤、用量)からの、並びにレンチウイルス、AAV、及びアデノウイルスを伴う臨床試験に関する臨床試験及び刊行物からの、製剤及び用量を使用して送達することができる。例えば、AAVの場合、投与経路、製剤、及び用量は、米国特許第8,454,972号及びAAVを伴う臨床試験と同様であり得る。アデノウイルスの場合、投与経路、製剤、及び用量は、米国特許第8,404,658号及びアデノウイルスを伴う臨床試験と同様であり得る。プラスミド送達の場合、投与経路、製剤、及び用量は、米国特許第5,846,946号及びプラスミドを伴う臨床試験と同様であり得る。用量は、平均70kgの個体(例えば、成人男性)に基づくか、又は推定され得、患者、対象、異なる体重及び種の哺乳動物に対して調整され得る。投与頻度は、年齢、性別、全般的な健康状態、患者若しくは対象の他の状態、及び対処される特定の状態若しくは症状を含む通常の要因に応じて、医師又は獣医(例えば、医師、獣医)の範疇である。ウイルスベクターは、目的の組織に注入され得る。細胞型特異的塩基エディターの場合、塩基エディター及び任意選択的なガイド核酸の発現は、細胞型特異的プロモーターによって駆動され得る。
インビボでの送達の場合、AAVは、他のウイルスベクターよりも有利であり得る。場合によっては、AAVは低毒性を可能にし、これは、免疫応答を活性化し得る細胞粒子の超遠心分離を必要としない精製方法に起因し得る。場合によっては、AAVは、宿主ゲノムに組み込まれないため、挿入変異誘発を引き起こす低い確率を可能にする。
AAVは、4.5又は4.75Kbのパッケージング制限を有する。4.5Kb又は4.75Kbを超える構築物は、ウイルス産生の著しい低減をもたらし得る。例えば、SpCas9はかなり大きく、遺伝子自体が4.1Kbを超え、AAVへのパッケージングが困難になる。したがって、本開示の実施形態は、従来のCas9よりも長さが短い開示されるCas9の利用を含む。
AAVは、AAV1、AAV2、AAV5、又はそれらの任意の組み合わせであり得る。標的化される細胞に関してAAVのタイプを選択することができ、例えば、脳又は神経細胞を標的化するためのAAV血清型1、2、5、又はハイブリッドカプシドAAV1、AAV2、AAV5、又はそれらの任意の組み合わせを選択することができ、心組織を標的化する場合、AAV4を選択することができる。AAV8は、肝臓への送達に有用である。これらの細胞に関する特定のAAV血清型の表は、Grimm,D.et al,J.Virol.82:5887-5911(2008)に見出すことができる。
レンチウイルスは複雑なレトロウイルスであり、分裂細胞と分裂終了細胞の両方において感染し、それらの遺伝子を発現する能力を有する。最も一般的に既知のレンチウイルスは、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)であり、他のウイルスのエンベロープ糖タンパク質を使用して、広範囲の細胞型を標的化する。
レンチウイルスは、以下のように調製することができる。pCasES10(レンチウイルス転写プラスミド骨格を含有する)をクローニングした後、トランスフェクションの前日に、低継代(p=5)のHEK293FTを、10%ウシ胎仔血清を含み抗生物質を含まないDMEM中で、T-75フラスコ内で50%コンフルエンスに播種した。20時間後、培地をOptiMEM(無血清)培地に交換し、4時間後にトランスフェクションを行った。細胞を、10μgのレンチウイルス導入プラスミド(pCasES10)及び以下のパッケージングプラスミド:5μgのpMD2.G(VSV-gシュードタイプ)及び7.5μgのpsPAX2(gag/pol/rev/tat)を用いてトランスフェクトする。トランスフェクションは、カチオン性脂質送達剤(50μlのLipofectamine 2000及び100ulのPlus試薬)を含む4mLのOptiMEM中で行うことができる。6時間後、培地を、10%胎仔ウシ血清を含み抗生物質を含まないDMEMに交換する。これらの方法は、細胞培養中に血清を使用するが、無血清の方法が好ましい。
レンチウイルスは、以下のように精製することができる。ウイルス上清を48時間後に回収する。上清は、最初にデブリを除去し、0.45μmの低タンパク質結合(PVDF)フィルターを通して濾過する。次いで、超遠心分離機で、24,000rpmで2時間スピンする。ウイルスペレットを、50μlのDMEM中に、4℃で一晩再懸濁する。次いで、それらをアリコートし、-80℃ですぐに凍結する。
別の実施形態では、ウマ伝染性貧血ウイルス(EIAV)に基づく最小非霊長類レンチウイルスベクターも企図される。別の実施形態では、RetinoStat(登録商標)は、ウマ伝染性貧血ウイルスベースのレンチウイルス遺伝子療法ベクターであり、血管新生抑制タンパク質であるエンドスタチン及びアンジオスタチンを発現し、これは、網膜下注射によって送達されることが企図される。別の実施形態では、自己不活性化レンチウイルスベクターの使用が企図される。
システムの任意のRNA、例えば、ガイドRNAは、RNAの形態で送達され得る。Cas9又はCas12コードmRNAは、インビトロ転写を使用して生成することができる。例えば、Cas9又はCas12のmRNAは、以下のエレメントを含有するPCRカセットを使用して合成することができる:T7プロモーター、任意選択的なkozak配列(GCCACC)、ヌクレアーゼ配列、及び3’UTR(例えば、ベータグロビン-ポリAテール由来の3’UTR)。カセットは、T7ポリメラーゼによる転写に使用することができる。ガイドポリヌクレオチド(例えば、gRNA)は、T7プロモーター、続いて、配列「GG」、及びガイドポリヌクレオチド配列を含有するカセットからのインビトロ転写を使用して転写することもできる。
発現を増強し、可能性のある毒性を低減するために、Cas9配列及び/又はガイド核酸は、例えば、シュードU又は5-メチルCを使用して、1つ以上の修飾ヌクレオシドを含むように修飾され得る。
本開示は、一部の実施形態では、細胞又は生物を修飾する方法を包含する。細胞は、原核細胞又は真核細胞であり得る。細胞は、哺乳動物細胞であり得る。哺乳動物細胞の多くは、非ヒト霊長類、ウシ、ブタ、げっ歯類、又はマウス細胞である。本開示の塩基エディター、組成物、及び方法によって細胞に導入される修飾は、抗体、デンプン、アルコール、又は他の所望の細胞出力などの生物学的産物の産生の改善のために細胞及び細胞の子孫が変化されるようにすることができる。本開示の方法により細胞に導入される修飾は、細胞及び細胞の子孫が、産生された生物学的産物を変化させる変化を含むようにすることができる。
システムは、1つ以上の異なるベクターを含むことができる。一態様では、Cas9又はCas12は、所望の細胞型、好ましくは真核細胞、好ましくは哺乳動物細胞又はヒト細胞における発現のために、コドン最適化される。一部の実施形態では、細胞は、ヒト肝細胞である。
概して、「コドン最適化」とは、天然配列の少なくとも1つのコドン(例えば、約1又は約1より大きい、2、3、4、5、10、15、20、25、50、又はそれ以上のコドン)において、天然アミノ酸配列を維持しながら、その宿主細胞の遺伝子でより頻繁に又は最も頻繁に使用されるコドンで置換することによって、目的の宿主細胞における発現を増強させるための核酸配列を修飾するプロセスを指す。様々な種は、特定のアミノ酸の特定のコドンについて特定のバイアスを示す。コドンバイアス(生物間のコドン使用の差異)は、多くの場合、メッセンジャーRNA(mRNA)の翻訳の効率と相関し、これは次いで、とりわけ、翻訳されるコドンの特性及び特定のトランスファーRNA(tRNA)分子の利用可能性に依存すると考えられている。細胞において選択されるtRNAの優位性は、概して、ペプチド合成で最も頻繁に使用されるコドンの反映である。したがって、遺伝子は、コドン最適化に基づいて所与の生物における最適な遺伝子発現のために調整され得る。コドン使用率表は、例えば、www.kazusa.orjp/codon/(2002年7月9日に参照)で入手可能な「コドン使用率データベース」で容易に入手可能であり、これらの表は、いくつかの方法で適合され得る。Nakamura,Y.,et al.“Codon usage tabulated from the international DNA sequence databases:status for the year 2000”Nucl.Acids Res.28:292(2000)を参照されたい。特定の宿主細胞における発現のために特定の配列を最適化するためのコドンに関するコンピュータアルゴリズムも利用可能であり、例えば、Gene Forge(Aptagen、Jacobus,Pa.)も利用可能である。一部の実施形態では、操作されたヌクレアーゼをコードする配列中の1つ以上のコドン(例えば、1、2、3、4、5、10、15、20、25、50、若しくはそれ以上のコドン、又は全てのコドン)は、特定のアミノ酸について最も頻繁に使用されるコドンに対応する。
パッケージング細胞は、典型的には、宿主細胞に感染することが可能なウイルス粒子を形成するために使用される。かかる細胞には、アデノウイルスをパッケージングする293細胞、及びレトロウイルスをパッケージングするpsi.2細胞又はPA317細胞が含まれる。遺伝子療法に使用されるウイルスベクターは、通常、核酸ベクターをウイルス粒子にパッケージングする細胞株を産生することによって生成される。ベクターは、典型的には、パッケージング及びその後の宿主への組み込みに必要な最小限のウイルス配列を含有し、他のウイルス配列は、発現されるポリヌクレオチドのための発現カセットによって置き換えられる。欠損したウイルス機能は、典型的には、パッケージング細胞株によってトランスで供給される。例えば、遺伝子療法で使用されるAAVベクターは、典型的には、宿主ゲノムへのパッケージング及び組み込みに必要なAAVゲノム由来のITR配列のみを有する。ウイルスDNAは、他のAAV遺伝子(すなわち、rep及びcap)をコードするがITR配列を欠くヘルパープラスミドを含有する細胞株にパッケージングすることができる。細胞株は、ヘルパーとしてアデノウイルスで感染され得る。ヘルパーウイルスは、AAVベクターの複製及びヘルパープラスミド由来のAAV遺伝子の発現を促進することができる。場合によっては、ヘルパープラスミドは、ITR配列を欠くために、かなりの量でパッケージ化されない。アデノウイルスによる汚染は、例えば、アデノウイルスがAAVよりも感受性が高い熱処理によって低減することができる。
薬学的組成物
本開示の他の態様は、(例えば、本明細書に開示されるCas9又はCas12を含む)塩基エディター又は塩基エディターシステムを含む薬学的組成物に関する。「薬学的組成物」という用語は、本明細書で使用される場合、薬学的使用のために製剤化された組成物を指す。一部の実施形態では、薬学的組成物は、薬学的に許容される担体を更に含む。一部の実施形態では、薬学的組成物は、追加の薬剤(例えば、特異的送達用、半減期の増加、又は他の治療用化合物)を含む。
本開示の他の態様は、(例えば、本明細書に開示されるCas9又はCas12を含む)塩基エディター又は塩基エディターシステムを含む薬学的組成物に関する。「薬学的組成物」という用語は、本明細書で使用される場合、薬学的使用のために製剤化された組成物を指す。一部の実施形態では、薬学的組成物は、薬学的に許容される担体を更に含む。一部の実施形態では、薬学的組成物は、追加の薬剤(例えば、特異的送達用、半減期の増加、又は他の治療用化合物)を含む。
本明細書で使用される場合、「薬学的に許容される担体」という用語は、化合物を体のある部位(例えば、送達部位)から別の部位(例えば、臓器、組織、又は体の一部分)に運搬若しくは輸送することに関与する、液体若しくは固体充填剤、希釈剤、賦形剤、製造助剤(例えば、潤滑剤、タルクマグネシウム、ステアリン酸カルシウム若しくはステアリン酸亜鉛、又は立体酸(steric acid))、又は溶媒封入材などの、薬学的に許容される材料、組成物、又はビヒクルを意味する。薬学的に許容される担体は、製剤の他の成分と適合性であるという意味で「許容される」ものであり、対象の組織に害を及ぼさない(例えば、生理学的に適合性、無菌性、生理学的pHなど)。
薬学的に許容される担体としての役割を果たすことができる材料のいくつかの非限定的な例としては、以下が挙げられる:(1)糖類(例えば、乳糖、グルコース及びスクロース)、(2)デンプン(例えば、トウモロコシデンプン及びジャガイモデンプン)、(3)セルロース及びその誘導体(例えば、カルボキシメチルセルロースナトリウム、メチルセルロース、エチルセルロース、微結晶セルロース、及び酢酸セルロース)、(4)粉末トラガント、(5)麦芽、(6)ゼラチン、(7)潤滑剤(例えば、ステアリン酸マグネシウム、ラウリル硫酸ナトリウム、及びタルク)、(8)賦形剤(例えば、ココアバター及び坐剤ワックス)、(9)油(例えば、ピーナッツ油、綿実油、紅花油、ゴマ油、オリーブ油、トウモロコシ油、及び大豆油)、(10)グリコール(例えば、プロピレングリコール)、(11)ポリオール(例えば、グリセリン、ソルビトール、マンニトール、及びポリエチレングリコール(PEG))、(12)エステル(例えば、オレイン酸エチル及びラウリン酸エチル)、(13)寒天、(14)緩衝剤(例えば、水酸化マグネシウム及び水酸化アルミニウム)、(15)アルギン酸、(16)パイロジェンフリー水、(17)等張生理食塩水、(18)リンゲル溶液、(19)エチルアルコール、(20)pH緩衝溶液、(21)ポリエステル、ポリカーボネート、及び/又はポリ酸無水物、(22)膨張剤(例えば、ポリペプチド及びアミノ酸)、(23)血清アルコール(例えば、エタノール)、並びに(23)薬学的製剤に用いられる他の非毒性の適合性物質。湿潤剤、着色剤、剥離剤、コーティング剤、甘味剤、香味剤、芳香剤、防腐剤、及び抗酸化剤も、製剤中に存在し得る。「賦形剤」、「担体」、「薬学的に許容される担体」、「ビヒクル」などの用語は、本明細書において互換的に使用される。
薬学的組成物は、製剤のpHを、生理学的pHを反映する所定のレベルで、例えば、約5.0~約8.0の範囲に維持するために、1つ以上のpH緩衝化合物を含むことができる。水性液体製剤に使用されるpH緩衝化合物は、アミノ酸、又はアミノ酸の混合物(例えば、ヒスチジン、又はヒスチジン及びグリシンなどのアミノ酸の混合物)であり得る。代替的に、pH緩衝化合物は、好ましくは、製剤のpHを所定のレベルに(例えば、約5.0~約8.0の範囲に)維持し、かつカルシウムイオンをキレートしない薬剤である。かかるpH緩衝化合物の例解的な例としては、イミダゾール及び酢酸イオンが挙げられるが、これらに限定されない。pH緩衝化合物は、製剤のpHを所定のレベルに維持するのに好適な任意の量で存在し得る。
薬学的組成物はまた、1つ以上の浸透圧調節剤、すなわち、製剤の浸透圧特性(例えば、張力、オスモラリティ、及び/又は浸透圧)を、レシピエント個体の血流及び血液細胞で許容されるレベルに調節する化合物を含有し得る。浸透圧調節剤は、カルシウムイオンをキレートしない薬剤であり得る。浸透圧調節剤は、製剤の浸透圧特性を調節する、当業者に既知又は利用可能な任意の化合物であり得る。当業者は、本発明の製剤で使用される所与の浸透圧調節剤の適合性を経験的に判定し得る。好適なタイプの浸透圧調節剤の例解的な例としては、塩(例えば、塩化ナトリウム及び酢酸ナトリウム)、糖(例えば、スクロース、デキストロース、及びマンニトール)、アミノ酸(例えば、グリシン)、並びにこれらの薬剤及び/又は薬剤のタイプのうちの1つ以上の混合物が挙げられるが、これらに限定されない。浸透圧調節剤は、製剤の浸透圧特性を調節するのに十分な任意の濃度で存在し得る。
一部の実施形態では、薬学的組成物は、例えば、遺伝子編集のために、対象への送達のために製剤化される。本明細書に記載の薬学的組成物を投与する好適な経路としては、局所、皮下、経皮、皮内、病巣内、関節内、腹腔内、膀胱内、経粘膜、歯肉、歯内、蝸牛内、鼓室内、臓器内、硬膜外、髄腔内、筋肉内、静脈内、血管内、骨内、眼周囲、腫瘍内、脳内、及び脳室内投与が挙げられるが、これらに限定されない。
一部の実施形態では、本明細書に記載の薬学的組成物は、疾患部位に局所的に投与される。一部の実施形態では、本明細書に記載の薬学的組成物は、注射によって、カテーテルによって、坐剤によって、又はインプラントによって、対象に投与され、インプラントは、シアラスティック(sialastic)膜又は繊維などの膜を含む、多孔性、非多孔性、又はゲル状物質である。
他の実施形態では、本明細書に記載の薬学的組成物は、制御放出システムにおいて送達される。一実施形態では、ポンプを使用することができる(例えば、Langer,1990、Science 249:1527-1533、Sefton,1989,CRC Crit.Ref.Biomed.Eng.14:201、Buchwald et al.,1980,Surgery 88:507、Saudek et al.,1989,N.Engl.J.Med.321:574を参照されたい)。別の実施形態では、ポリマー材料を使用することができる。(例えば、Medical Applications of Controlled Release(Langer and Wise eds.,CRC Press,Boca Raton,Fla.,1974)、Controlled Drug Bioavailability,Drug Product Design and Performance(Smolen and Ball eds.,Wiley,New York,1984)、Ranger and Peppas,1983,Macromol.Sci.Rev.Macromol.Chem.23:61を参照されたい。また、Levy et al.,1985,Science 228:190、During et al.,1989,Ann.Neurol.25:351、Howard et al.,1989,J.Neurosurg.71:105を参照されたい)。他の制御放出システムは、例えば、上記のLangerで考察されている。
一部の実施形態では、薬学的組成物は、対象(例えば、ヒト)への静脈内又は皮下投与に適合された組成物として、通常の手順に従って製剤化される。一部の実施形態では、注射による投与のための薬学的組成物は、可溶化剤としての滅菌等張使用における溶液、及び注射部位の疼痛を緩和するためのリグノカインなどの局所麻酔剤である。一般に、成分は、例えば、活性剤の量を示すアンプル又はサシェなどの密封容器中の乾燥した凍結乾燥粉末又は水を含まない濃縮物として、別々に又は単位剤形で一緒に混合されてのいずれかで供給される。医薬品が注入によって投与される場合、医薬品は、滅菌医薬品グレードの水又は生理食塩水を含有する注入ボトルを用いて分注され得る。薬学的組成物が注射によって投与される場合、投与前に成分が混合され得るように、注射用の滅菌水又は生理食塩水のアンプルが提供され得る。
全身投与のための薬学的組成物は、液体(例えば、滅菌生理食塩水、乳酸リンゲル溶液、又はハンクス溶液)であり得る。加えて、薬学的組成物は、固体形態であり得、使用の直前に再溶解又は懸濁され得る。凍結乾燥形態も企図される。薬学的組成物は、脂質粒子又は小胞(例えば、非経口投与にも好適なリポソーム又は微結晶)内に含有され得る。粒子は、組成物がその中に含有されている限り、単層(unilamellar)又は多層(plurilamellar)などの任意の好適な構造の粒子であり得る。化合物は、融合脂質ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン(DOPE)、低レベル(5~10mol%)のカチオン性脂質を含有する「安定化プラスミド脂質粒子」(SPLP)に封入され、ポリエチレングリコール(PEG)コーティングによって安定化され得る(Zhang Y.P.et al.,Gene Ther.1999,6:1438-47を参照されたい)。かかる粒子及び小胞には、N-[l-(2,3-ジオレオイルオキシ)プロピル]-N,N,N-トリメチル-アンモニウムメチルサルフェート又は「DOTAP」などの正に帯電した脂質が特に好ましい。かかる脂質粒子の調製は周知である。例えば、米国特許第4,880,635号、同第4,906,477号、同第4,911,928号、同第4,917,951号、同第4,920,016号、及び同第4,921,757号を参照されたい(それらの各々は、参照により本明細書に組み込まれる)。
本明細書に記載の薬学的組成物は、例えば、単位用量として投与又は包装され得る。「単位用量」という用語は、本開示の薬学的組成物に関して使用される場合、対象のための単位投薬量として好適な物理的に分離された単位を指し、各単位は、必要な希釈剤(すなわち、担体又はビヒクル)と関連して所望の治療効果がもたらされるように計算された所定の量の活性物質を含有する。
更に、薬学的組成物は、薬学的キットとして提供され得、(a)凍結乾燥形態の本発明の化合物を含有する容器、及び(b)薬学的に許容される希釈剤(例えば、本発明の凍結乾燥化合物の再構築又は希釈に使用される滅菌物)を含有する第2の容器を含む。任意選択的に、医薬品又は生物学的製品の製造、使用、又は販売を規制する政府機関によって規定された形式の通知が、かかる容器に付随し得、通知は、ヒト投与のための製造、使用、又は販売の機関の承認を反映する。
別の態様では、上に記載の疾患の治療に有用な材料を含有する製造品(article of manufacture)が含まれる。一部の実施形態では、製造品は、容器及びラベルを含む。好適な容器には、例えば、ボトル、バイアル、シリンジ、及び試験管が含まれる。容器は、様々な材料、例えば、ガラス又はプラスチックから形成され得る。一部の実施形態では、容器は、本明細書に記載の疾患を治療するのに有効な組成物を保持し、無菌アクセスポートを有し得る。例えば、容器は、皮下注射針によって貫通可能なストッパーを有する、静脈内輸液バッグ又はバイアルであり得る。組成物中の活性剤は、本発明の化合物である。一部の実施形態では、容器上の、又は容器に付随するラベルは、組成物が、選択された疾患を治療するために使用されることを示す。製造品は、リン酸緩衝生理食塩水、リンゲル液、又はデキストロース溶液などの、薬学的に許容される緩衝液を含む第2の容器を更に含み得る。これには、商業及び使用者の観点から望ましい他の材料が更に含まれ得、他の緩衝液、希釈剤、フィルター、針、シリンジ、及び使用説明書を含む添付文書が挙げられる。
一部の実施形態では、塩基エディター又は塩基エディターシステム(例えば、本明細書に記載のCas9又はCas12を含む)は、薬学的組成物の一部として提供される。一部の実施形態では、薬学的組成物は、本明細書に提供される融合タンパク質のいずれかを含む。一部の実施形態では、薬学的組成物は、本明細書に提供される複合体のいずれかを含む。一部の実施形態では、薬学的組成物は、gRNAとカチオン性脂質との複合体を形成するRNAガイドヌクレアーゼ(例えば、Cas9)を含むリボ核タンパク質複合体を含む。一部の実施形態では、薬学的組成物は、gRNA、核酸プログラマブルDNA結合タンパク質、カチオン性脂質、及び薬学的に許容される賦形剤を含む。薬学的組成物は、任意選択的に、1つ以上の追加の治療活性物質を含むことができる。
キット
一態様では、本発明は、上記の方法及び組成物において開示されるエレメントのうちのいずれか1つ以上を含有するキットを提供する。一部の実施形態では、キットは、ベクターシステムと、キットを使用するための説明書と、を含む。一部の実施形態では、ベクターシステムは、ガイド配列を挿入するための1つ以上の挿入部位を含み、発現されるとき、ガイド配列は、真核細胞における標的配列へのCRISPR複合体の配列特異的結合を指向し、CRISPR複合体は、(1)標的配列にハイブリダイズされるガイド配列、及び(2)tracr配列にハイブリダイズされる配列、並びに/又は(b)核局在化配列を含む当該CRISPR酵素をコードする酵素コード配列に作動可能に結合した第2の調節エレメントと複合体化されたCRISPR酵素を含む。エレメントは、個別に又は組み合わせて提供され得、バイアル、ボトル、又はチューブなどの、任意の好適な容器で提供され得る。一部の実施形態では、キットは、1つ以上の言語、例えば、2つ以上の言語での説明書を含む。
一態様では、本発明は、上記の方法及び組成物において開示されるエレメントのうちのいずれか1つ以上を含有するキットを提供する。一部の実施形態では、キットは、ベクターシステムと、キットを使用するための説明書と、を含む。一部の実施形態では、ベクターシステムは、ガイド配列を挿入するための1つ以上の挿入部位を含み、発現されるとき、ガイド配列は、真核細胞における標的配列へのCRISPR複合体の配列特異的結合を指向し、CRISPR複合体は、(1)標的配列にハイブリダイズされるガイド配列、及び(2)tracr配列にハイブリダイズされる配列、並びに/又は(b)核局在化配列を含む当該CRISPR酵素をコードする酵素コード配列に作動可能に結合した第2の調節エレメントと複合体化されたCRISPR酵素を含む。エレメントは、個別に又は組み合わせて提供され得、バイアル、ボトル、又はチューブなどの、任意の好適な容器で提供され得る。一部の実施形態では、キットは、1つ以上の言語、例えば、2つ以上の言語での説明書を含む。
一部の実施形態では、キットは、核酸塩基エディターを含む。
一部の実施形態では、キットは、本明細書に記載のエレメントのうちの1つ以上を利用するプロセスで使用するための1つ以上の試薬を含む。試薬は、任意の好適な容器に提供され得る。例えば、キットは、1つ以上の反応又は保管緩衝液を提供し得る。試薬は、特定のアッセイにおいて使用可能な形態、又は使用前に1つ以上の他の成分の添加を必要とする形態(例えば、濃縮物又は凍結乾燥形態)で提供され得る。緩衝液は、炭酸ナトリウム緩衝液、重炭酸ナトリウム緩衝液、ホウ酸塩緩衝液、Tris緩衝液、MOPS緩衝液、HEPES緩衝液、及びそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない、任意の緩衝液であり得る。一部の実施形態では、緩衝液は、アルカリ性である。一部の実施形態では、緩衝液は、pHが、約7~約10である。一部の実施形態では、キットは、ガイド配列及び調節エレメントを作動可能に連結するように、ベクターに挿入するためのガイド配列に対応する1つ以上のオリゴヌクレオチドを含む。一部の実施形態では、キットは、相同組換えテンプレートポリヌクレオチドを含む。
本明細書で言及される全ての刊行物、特許出願、特許、及び他の参考文献は、それらの全体において参照により援用される。更に、材料、方法、及び例は、例解的であるにすぎず、限定することを意図しない。別途明示されない限り、本明細書で使用される全ての技術用語及び科学用語は、本発明が属する当業者によって通常理解されているものと同じ意味を有する。本明細書に記載されているものと同様又は同等の方法及び材料を本発明の実施又は試験に使用することができるが、好適な方法及び材料が本明細書に記載されている。
以下の実施例は、本発明の作製及び実施の好ましいモードのいくつかを説明する。しかしながら、これらの実施例は、例解目的のみであり、本発明の範囲を限定することを意図するものではないことを理解されたい。
実施例1.肝移植のための初代ヒト肝細胞におけるCas9を使用したインビトロ塩基編集
この例は、初代ヒト肝細胞における例示的なMHCクラスI又はクラスII抗原遺伝子を標的化するインビトロCas9塩基編集を例解する。
この例は、初代ヒト肝細胞における例示的なMHCクラスI又はクラスII抗原遺伝子を標的化するインビトロCas9塩基編集を例解する。
この実施例では、初代肝細胞を含む同種移植片の免疫拒絶を低減するために、MHCクラスI又はクラスII抗原遺伝子を標的化する塩基編集を行った。
簡潔には、例示的なMHCクラスI又はクラスII抗原遺伝子、B2M及びCIITAの、スプライス部位及び/又は終止コドン内の特定のヌクレオチド位置を標的化するCas9ガイドRNAを、肝細胞への導入のために設計した(表1)。
初代ヒト肝細胞を、アデニン塩基エディター(ABE)又はシチジン塩基エディター(CBE)及びガイドRNA(表1)に融合したCas9酵素を含有する発現ベクターで、播種の24時間後にトランスフェクトした。細胞を、トランスフェクションの5時間後に回収し、全DNAを抽出した。
初代ヒト肝細胞におけるAからGへの変換又はCからTへの変換を特徴付けるために、ディープシーケンシングを実施した。例示的な標的を、2ラウンドPCRを使用して増幅して、Illuminaアダプター及び独自のバーコードを標的アンプリコンに添加した。PCR生成物を、2%ゲルで実行し、ゲル抽出した。試料をプールし、定量化し、cDNAライブラリーを調製し、MiSeqで配列決定した。ディープシーケンシングによって、AからGへの変換及びCからTへの変換の割合(%)を判定し、塩基編集を観察した。
この実施例における結果は、ガイドRNA及びCas9が、初代ヒト肝細胞においてB2M及びCIITA免疫遺伝子の塩基編集を達成したことを示した。
塩基編集は、ヒト肝細胞の初代培養物においても行った。これらの研究のために、塩基エディターを、培養初代ヒト肝細胞(PHH)においてB2M(HLA MHCクラスI)及び/又はCIITA(HLA MHCクラスII)のいずれかを標的化するそれらの能力について評価した。C-Tエディター(BE4)及びA-Gエディター(ABE)の両方を試験した。Cas9ヌクレアーゼ(SpCas9)も、編集対照として使用した。B2M及びCIITA遺伝子のスプライス部位を破壊するように設計されたガイドRNAを、BE4又はABEのいずれかと組み合わせて試験した。これらのガイドは、Cas9ヌクレアーゼとともに使用した場合、インデルを生成することも示された。ヒト初代肝細胞を播種し、塩基エディター(又はCas9)をコードするRNA及びガイドRNAを含有する混合物でプレートしでトランスフェクション(リポフェクション)した。トランスフェクションの5日後、ゲノムDNA抽出及びNGS分析のために細胞を回収した。
これらの塩基編集実験からのデータを、図1A~1B及び図2A~2Bに示す。図1Aは、赤色で示されている潜在的なスプライス部位を生成するために使用されたB2M塩基エディターの標的を示す。また、図1Aは、灰色で示されている意図されたスプライス部位領域の外側の潜在的なバイスタンダー編集を示す。図2Aは、赤色で示されている潜在的なスプライス部位を生成するために使用されたCIITA塩基エディターの標的を示す。図2Aはまた、灰色で示されているインデントされたスプライス部位領域の外側の潜在的なバイスタンダー編集を示す。
これらの研究の両方からのデータは、B2M遺伝子(図2A)及びCIITA遺伝子(図2B)の有意な塩基編集を示した。図1Bは、BE4塩基エディターを使用したB2M編集効率が55%も高かったことを示す。すなわち、BE4は、BE-4会合部位で55%のCからTへの変換をもたらした。図1Bはまた、ABE部位エディター(ABE7.10)の使用が、B2M ABE会合部位で最良の編集効率を有し、35%のAからGへの変換をもたらしたことを示す。Cas9を、遺伝子破壊の直接比較として使用した。塩基編集は、Cas9によって生成されたインデルよりも、提案されたスプライス部位で同等又はより優れた編集効率を示す。図2Bは、CIITA遺伝子を標的化するABEエディター(ABE8.2m)及びBE4を使用した塩基編集の結果を示す。結果は、ABEエディターが40%のAからGへの変換を伴う有意な編集をもたらし、BE4が50%のCからTへの変換をもたらすことを示した。図1Bと同様に、Cas9を、遺伝子破壊の直接比較として使用した。塩基編集は、Cas9によって生成されたインデルよりも、提案されたスプライス部位で同等又はより優れた編集効率を示す。
実施例2.初代ヒト肝細胞における複数の免疫遺伝子の塩基編集のための多重化ガイドRNA。
この実施例は、複数の免疫系遺伝子を標的化し、肝移植のための同種肝細胞の免疫原性を低減するための多重遺伝子編集を例解する。
この実施例は、複数の免疫系遺伝子を標的化し、肝移植のための同種肝細胞の免疫原性を低減するための多重遺伝子編集を例解する。
肝移植では、免疫応答による移植片拒絶が起こりやすい。複数の免疫系遺伝子を標的化する多重化ガイドRNAを使用したCas9による遺伝子編集は、この例では、免疫応答を低減/除去し、移植された肝細胞の移植片の生存率を改善するために使用される。
例示的なB2M、CD142、及びCIITA遺伝子における複数の遺伝子座を標的化するガイドRNAは、複数のプロモーター又はポリシストロニック転写産物のからの複数のガイドのいずれかを発現する発現ベクターにクローニングされる。これらの多重化ガイドRNAは、Cas9酵素とともに肝細胞に導入されるであろう。
多重化ガイドRNAを使用する塩基編集の効率は、ディープシーケンシングによってAからGへの変換及びCからTへの変換の割合を判定することによって測定される。
実施例3.免疫系遺伝子のための追加のガイドRNAを同定するためのバイオインフォマティクススクリーニング
この例は、バイオインフォマティクススクリーニングを使用して、免疫系遺伝子を標的化する追加のガイドRNAの同定を示す。
この例は、バイオインフォマティクススクリーニングを使用して、免疫系遺伝子を標的化する追加のガイドRNAの同定を示す。
バイオインフォマティクススクリーニングを使用して、免疫系遺伝子に対するCRISPRの標的化範囲を拡張する追加のガイドRNAを探索した。標的化された例示的な免疫系遺伝子としては、β2マイクログロブリン(B2M)及びクラスII主要組織適合複合体トランスアクチベーター(CIITA)を含むMHCクラスI又はクラスII遺伝子が挙げられる。スクリーニングは、S.pyogenes由来のCas9のシード配列を利用した。バイオインフォマティクスは、BLASTヒットを考慮するために、1e-6のe値閾値を有するBLASTのtblastnバリアントを使用して実施した。追加のバイオインフォマティクススクリーニングを行って、CD142、及びヒト白血球抗原A(HLA-A)及びヒト白血球抗原B(HLA-B)を含む他の例示的な免疫系遺伝子を標的化するガイドRNAを判定することになる。
ガイドRNA配列及びそれらのPAMを、例示的な免疫系遺伝子B2M、CD142、CIITA、HLA-A、及びHLA-Bについて、表2、3、4、5、及び6に示す。例示的なスペーサー配列を、表2A、3A、4A、5A、及び6Aに示す。
実施例4.塩基編集されたヒト肝細胞の大規模産生
この例は、塩基編集されたヒト肝細胞の大規模産生を例解する。
この例は、塩基編集されたヒト肝細胞の大規模産生を例解する。
凍結保存された初代肝細胞又は播種可能/移植可能な初代肝細胞が得られるであろう。多重化遺伝子編集は、実施例1及び2に記載されるように、肝細胞上で実施されることになる。
産生される修飾ヒト肝細胞は、A-G及びC-T塩基変換を測定することによって検証されるであろう。
修飾ヒト肝細胞は、FRGマウスに導入され、大規模な生産のために増殖されるであろう。
約2億~5億個の細胞が、初代ヒト肝細胞培養から直接又はFRGマウスからのいずれかで、FRGブタに移植されるであろう。
この実施例の結果は、肝移植のための宿主の免疫反応を除去又は低減する大規模な塩基編集ヒト肝細胞を産生するであろう。
実施例5.肝不全及び代謝性疾患のFRGマウスモデルにおける塩基編集肝細胞の生着の評価
この例は、肝不全及び代謝性疾患の動物モデルであるFah-/-/Rag2-/-/Il2rg-/-(FRG)マウスにおける生着及び塩基編集肝細胞の保持を例解する。
この例は、肝不全及び代謝性疾患の動物モデルであるFah-/-/Rag2-/-/Il2rg-/-(FRG)マウスにおける生着及び塩基編集肝細胞の保持を例解する。
FRGマウスは、約5×109個のプラーク形成単位(pfu/マウス)の用量で、ウロキナーゼ発現アデノウイルス(uPAウイルス)の静脈内投与によって前処理されるであろう。
約100万個の塩基編集肝細胞が、uPA投与の24~48時間後に脾臓内に注入され、NTBCを休薬するであろう。フマリルアセト酢酸ヒドロラーゼ(Fah)変異体マウスにおける肝疾患は、薬物2-(2-ニトロ-4-トリフルオロメチルベンゾイル)-1,3-シクロヘキサンジオン(NTBC)を休薬したときにのみ発症する。FRGマウスにおけるNTBCの休薬は、徐々に肝細胞損傷を引き起こし、修正されない限り、4~8週間後に最終的に死に至る。
移植された細胞の肝細胞機能を判定するために、FAH酵素活性を測定する。加えて、ヒトアルブミンレベルを測定して、ヒト編集細胞の存在を確認する。生着を確認するために、組織学的/IHC分析を行う。
この実施例の結果は、マウスモデルにおける移植された塩基編集肝細胞の生着及び保持のインビボ効率を判定する。
実施例6.FRGブタバイオリアクターにおける肝細胞の生着の評価
この例は、肝細胞の大規模な産生のためのFRGブタバイオリアクターにおける塩基編集細胞の生着を例解する。
この例は、肝細胞の大規模な産生のためのFRGブタバイオリアクターにおける塩基編集細胞の生着を例解する。
FRGブタバイオリアクターにおける肝細胞の取得及び増殖は、臓器移植のためのドナー肝臓の供給が限られているために、高品質の肝細胞の供給が限られるという問題を克服する。
編集された肝細胞の生着及び増殖を評価するために、WT及び塩基編集肝細胞を、門脈注入によってFRGブタモデルに移植する。
移植後、保護薬2-(2-ニトロ-4-トリフルオロメチルベンジオール)-1,3-シクロヘキサンジオン(NTBC)を、レシピエント豚から休薬し、フマリールアセトアセテートヒドラーゼ(Fah+)細胞の増殖のための選択優位性を提供する。
ヒトアルブミンレベルは、FRGブタにおけるヒト編集細胞の存在を確認するために、移植後、1、3、及び6ヶ月後に評価されるであろう。少量の血液を、ヘパリン化採血用毛細管で採取する。Tris緩衝生理食塩水で希釈した後、ヒトアルブミンELISA定量キットを使用して、ヒトアルブミン濃度を測定する。肝臓のヒト化の程度は、概して、ヒトアルブミンの血中レベルと相関し、1mg/mLが約20%のヒト肝細胞に対応する。
十分な生着を確認するために、マウス肝臓組織の免疫組織化学分析も、4ヶ月目又は6ヶ月目に行われる。FAH又はヒトアルブミン又はサイトケラチンの発現について免疫組織化学を実施する。
約12ヶ月目の終わりに、増殖したヒト肝細胞を単離し、分類し、クラスI及びIIマーカーの存在/不在についてフローサイトメトリーによって特徴付け、次世代シーケンシングを使用して、生着後の編集保持を評価する(図1)。
この実施例の結果は、肝移植に好適な塩基編集後の修飾肝細胞の大規模産生のためのFRGブタバイオリアクターの使用を実証するであろう。
実施例7.初代ヒト肝細胞(PHH)の播種プロトコルにおける塩基編集効率の評価
この実施例は、例示的な標的遺伝子座(例えば、B2M又はCIITA)を標的化する例示的な塩基エディター(例えば、ABE8.8、ABE8.20、及びBE4)の塩基編集効率を評価する。
この実施例は、例示的な標的遺伝子座(例えば、B2M又はCIITA)を標的化する例示的な塩基エディター(例えば、ABE8.8、ABE8.20、及びBE4)の塩基編集効率を評価する。
簡潔には、初代ヒト肝細胞を、塩基編集反応後、培養の4日目及び/又は6日目に解離した。塩基編集効率を、Sangerシーケンシングファイルを使用して、EditRソフトウェアを用いて評価し、対応するタンパク質のノックアウトを、編集反応後、培養の4日目及び/又は6日目に行われる解離したPHHのフローサイトメトリーによって評価した。
結果は、4日目及び6日目の時点でのB2Mの編集効率、並びに6日目の時点でのCIITAの編集効率を示した(図3A)。B2Mタンパク質レベルのKO効率は、6日目の時点で測定されたB2M陰性(B2M-)細胞の割合(%)として示される(図3B)。
CIITAのタンパク質レベルのKOを評価するためのHLAクラスII発現のフローサイトメトリー分析により、CIITA遺伝子座を標的化するために編集試薬を使用したにもかかわらず、使用したPHHが本質的にHLAクラスII陰性であったことが明らかになった(図3B)。
結果は、両方の遺伝子座で効率的な編集が観察され、フローサイトメトリーによって測定されたB2Mタンパク質KOのレベルがB2Mの編集効率と相関していることを示した。
全体として、結果は、ABE8.20及びBE4、並びにABE8.8の編集試薬が、播種されたPHHにおけるB2M発現を効率的に低減し、効率的な塩基編集を実証することを確認した。塩基エディターは、CIITA遺伝子座の編集にも効果的であった。
実施例8.ヌクレオフェクション及びトランスフェクションによる、塩基エディターの初代ヒト肝細胞(PHH)への送達の効率の比較
この実施例は、ヌクレオフェクション対トランスフェクションによる、初代ヒト肝細胞(PHH)における例示的な塩基編集試薬の送達の効率を評価する。
この実施例は、ヌクレオフェクション対トランスフェクションによる、初代ヒト肝細胞(PHH)における例示的な塩基編集試薬の送達の効率を評価する。
簡潔には、例示的な標的遺伝子であるB2Mを標的とする塩基エディターを、PHHにトランスフェクト又はヌクレオフェクトし、DNA及びタンパク質レベルでのB2MのKO効率を判定した。編集されたPHHの細胞生存率を、PHHの解離前に添加した生/死染色を使用して、フローサイトメトリーによって評価して、解離前の細胞生存率を判定した。
簡潔には、PHHを、図5Aに列挙された条件で、ヌクレオフェクション(Lonza4D-Nucleofector)又はトランスフェクションによって、塩基編集試薬で操作した。
操作後、細胞を培養し、処理後6日目に、細胞生存率とともに、DNA及びタンパク質レベルでのB2MのKOについて評価した。
図5Bに示されるように、同じ実験条件(BE4/gRNA3:1)で、トランスフェクションベースの送達は、ヌクレオフェクションベースの送達と比較して、PHHにおいて有意に高いB2M遺伝子のKO効率(B2MのKOスコア:91.5%対60.0%、B2M-細胞(%):91.8%対62.2%)、及び高い編集後の細胞生存率(生存率(%):60.3%対49.6%)をもたらした。
全体として、結果は、ヌクレオフェクションと比較して、PHHへのトランスフェクションによる送達が、増加された塩基編集効率及びより高い編集後生存率をもたらすことを示した。
実施例9.PHHエクスビボ調製プロトコルにおける塩基編集試薬の評価
この実施例は、細胞増殖のためのPHHを調製するためのエクスビボ手順に組み込まれた後、例示的な塩基編集試薬を使用して、播種されたPHHにおける標的遺伝子座の編集の効率を評価する。
この実施例は、細胞増殖のためのPHHを調製するためのエクスビボ手順に組み込まれた後、例示的な塩基編集試薬を使用して、播種されたPHHにおける標的遺伝子座の編集の効率を評価する。
簡潔には、PHHを、実施例8に記載のように、トランスフェクションによって塩基編集試薬で操作した。
B2M遺伝子座を標的化する例示的な塩基エディターを、トランスフェクションによって送達した。B2M遺伝子座での塩基編集効率を図6に示す。ここで、ドットは、フローサイトメトリーによるB2M-細胞の割合を表し、「HEK2-2」は、標的化された対照遺伝子座を示す(図6)。
結果は、ABE8.8、ABE8.20、及びBE4の各々を使用して、80%超のB2M標的遺伝子座での編集効率が観察されたことを示した。これに対応して、ABE8.8、ABE8.20、又はBE4で編集されたB2M標的化試料において、フローサイトメトリーによって、高い割合のB2M-細胞も観察された。
エクスビボ手順は、導入遺伝子の導入を含み、したがって、例示的な編集試薬を使用して、エクスビボ手順に従って、B2M遺伝子座を編集し、導入遺伝子をPHHに導入する二重操作の効率を評価した。
B2M遺伝子座での塩基編集を、BE4を使用して、2つの例示的な導入遺伝子(Tg#1又はTg#2)のうちの1つの導入と組み合わせて行った。図7に示される結果は、B2M遺伝子座で測定された又はフローサイトメトリーによるB2M-細胞の定量によって測定されたBE4による遺伝子編集が、導入遺伝子の導入を含むエクスビボ手順への組み込みによって大きく変化しなかったことを示す。全体として、結果は、BE4及び導入遺伝子を用いた二重操作の効率が高いことを示した。
図8に示されるように、フローサイトメトリー測定は、B2Mのみで単独で修飾された細胞(「BE4 B2Mのみ」)と比較して、B2M及びTg#1を標的化するBE4(「BE4 B2M+Tg#1」)の両方で修飾を受けた細胞の80%超が、いずれもB2M陰性及びTg#1陽性(「B2M-/Tg#1+」)あったことを明らかにした。B2M及びTg#2を標的化するBE4の両方による修飾は、二重に操作された細胞を生成するのにも有効であった。
全体として、結果は、PHHのエクスビボ調製のための、BE4及び導入遺伝子によるPHHの効果的な二重操作を示した。
同等物及び範囲
当業者であれば、本明細書に記載の本発明の特定の実施形態に対する多くの等価物を認識するか、又は通常の実験を超えない実験を使用して確認することができるであろう。本発明の範囲は、上記の説明に限定されることを意図するものではなく、むしろ、以下の特許請求の範囲に記載されるとおりである。
当業者であれば、本明細書に記載の本発明の特定の実施形態に対する多くの等価物を認識するか、又は通常の実験を超えない実験を使用して確認することができるであろう。本発明の範囲は、上記の説明に限定されることを意図するものではなく、むしろ、以下の特許請求の範囲に記載されるとおりである。
Claims (94)
- 肝細胞移植に好適な遺伝子修飾ヒト肝細胞を産生する方法であって、塩基エディター及び1つ以上の主要組織適合複合体(MHC)クラスI又はクラスII遺伝子における標的配列とハイブリダイズする1つ以上のgRNAを導入することによって、単離されたヒト肝細胞又は肝細胞前駆細胞における前記1つ以上のクラスI又はクラスII遺伝子を破壊し、それによって、遺伝子修飾ヒト肝細胞を産生することを含む、方法。
- 前記塩基エディターが、デアミナーゼに融合されたCRISPRタンパク質を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記遺伝子修飾ヒト肝細胞が、標的配列に1つ以上の核酸塩基編集を有する、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記遺伝子修飾ヒト肝細胞が、破壊された標的配列を有する、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記遺伝子修飾ヒト肝細胞が、低減又は除去された同種反応性を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記クラスI又はクラスII遺伝子が、B2M、CD142、CIITA、HLA-A、又はHLA-B遺伝子のうちの1つ以上から選択される、先行請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 終止コドン又はスプライス部位が、前記B2M、CD142、CIITA、HLA-A、又はHLA-B遺伝子のうちの1つ以上に導入される、請求項6に記載の方法。
- スプライス部位が、前記B2M遺伝子のヌクレオチド位置19に導入される、請求項7に記載の方法。
- 終止コドンが、前記B2M遺伝子のヌクレオチド位置5に導入される、請求項7に記載の方法。
- スプライス部位が、前記CD142遺伝子のヌクレオチド位置28に導入される、請求項7に記載の方法。
- 終止コドンが、前記CD142遺伝子のヌクレオチド位置19に導入される、請求項7に記載の方法。
- スプライス部位が、前記CIITA遺伝子のヌクレオチド位置147に導入される、請求項7に記載の方法。
- 終止コドンが、前記CIITA遺伝子のヌクレオチド位置130に導入される、請求項7に記載の方法。
- 前記CRISPRタンパク質が、Cas9又はCas12である、先行請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記Cas9が、Streptococcus pyogenes(SpCas9)又はStaphylococcus aureus(SaCas9)由来である、先行請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記Cas9タンパク質が、超高精度Cas9である、請求項15に記載のCas9タンパク質。
- 前記Cas9タンパク質が、SpyCas9(配列番号68)を参照して、N692A、M694A、Q695A、及び/又はH698Aに対応する変異を含む、請求項15に記載のCas9タンパク質。
- 前記Cas9タンパク質が、高忠実度Cas9である、請求項15に記載のCas9タンパク質。
- 前記Cas9タンパク質が、SpyCas9(配列番号68)を参照して、N467A、R661A、Q695A、及び/又はQ926Aに対応する変異を含む、請求項15に記載のCas9タンパク質。
- 前記Cas9タンパク質が、SuperFi-Cas9である、請求項15に記載のCas9タンパク質。
- SpyCas9(配列番号68)に対応するY1016、R1019、Y1010、Y1013、K1031、Q1027、及び/又はV1018残基が、アスパラギン酸に変異している、請求項15に記載のCas9タンパク質。
- 前記CRISPRタンパク質が、アデニン塩基エディター(ABE)、シチジン塩基エディター(CBE)、又はイノシン塩基エディター(IBE)に融合される、請求項2~15のいずれか一項に記載の方法。
- 前記CRISPRが、アデニン若しくはアデノシンデアミナーゼドメイン、又はシチジン若しくはシトシンデアミナーゼドメインを含む塩基エディターに融合される、請求項22に記載の方法。
- 前記CRISPRが、アデニン又はアデノシンデアミナーゼドメイン、及びシチジン又はシトシンデアミナーゼドメインを含む塩基エディターに融合される、請求項22に記載の方法。
- 前記CRISPRタンパク質が、核局在化配列(NLS)及び/又はFLAG、HIS、若しくはHAタグを含む、請求項22~24のいずれか一項に記載の方法。
- 前記CRISPRタンパク質が、配列番号1(SpCas9)、配列番号2(SaCas9)、又は配列番号3(Cas12)において、少なくとも1個、少なくとも2個、少なくとも3個、少なくとも4個、少なくとも5個、少なくとも6個、少なくとも7個、少なくとも8個、少なくとも9個、又は少なくとも10個の変異を含む、請求項22~25のいずれか一項に記載の方法。
- 前記変異が、アミノ酸置換である、請求項26に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの変異が、ヌクレアーゼ不活性型Cas9(dCas9)をもたらす、請求項26又は27に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの変異が、Cas9のRuvCドメイン及び/又はHNHドメインにおける1つ以上のアミノ酸置換である、請求項28に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの変異が、SpCas9のアミノ酸10におけるアスパラギン酸からアラニンへの置換(D10A)、又はCas9タンパク質におけるその対応する変異である、請求項29に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの変異が、SpCas9のアミノ酸840におけるヒスチジンからアラニンへの置換(H840A)、又はCas9タンパク質におけるその対応する変異である、請求項29に記載の方法。
- 前記Cas9タンパク質が、ニッカーゼ活性を有する、先行請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記CRISPRタンパク質が、アデノシンデアミナーゼに融合され、配列番号65と少なくとも80%同一のアミノ酸配列を有する、先行請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記CRISPRタンパク質が、シトシンデアミナーゼに融合され、配列番号4~64と少なくとも80%同一のアミノ酸配列を有する、請求項22~32のいずれか一項に記載の方法。
- 前記SpCas9タンパク質が、5’-NGG-3’、5’-NGA-3’、又は5’-NGC-3’を含むPAM配列を認識する、請求項22~34のいずれか一項に記載の方法。
- 前記SaCas9タンパク質が、5’-NNNRRT-3’又は5’-NNGRRT-3’を含むPAM配列を認識する、請求項22~34のいずれか一項に記載の方法。
- 前記Cas12タンパク質が、5’-RTTN-3’を含むPAM配列を認識する、請求項14及び22~34のいずれか一項に記載の方法。
- 前記単離されたヒト肝細胞が、以前に凍結保存され、その後解凍されている、先行請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記遺伝子修飾ヒト肝細胞が、非遺伝子修飾ヒト肝細胞と比較して、CD47及び/又はCD142を過剰発現する、請求項22~38のいずれか一項に記載の方法。
- 前記遺伝子修飾ヒト肝細胞が、増殖のためにヒト化動物モデルに移植される、先行請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ヒト化動物モデルが、FRGブタ、FRGマウス、又はFRGラットである、請求項40に記載の方法。
- 前記遺伝子修飾ヒト肝細胞を、最初の細胞増殖のために、まず、前記FRGマウス又はFRGラットに移植される、請求項40又は41に記載の方法。
- 前記最初の細胞増殖の後、前記遺伝子修飾細胞が、続いて、更なる細胞増殖のために前記FRGブタに移植される、請求項42に記載の方法。
- 最初に増殖した細胞又は更に増殖した細胞が、動物から単離される、請求項42又は43に記載の方法。
- 前記最初に増殖した細胞又は前記更に増殖した細胞が、蛍光活性化細胞選別、免疫磁気細胞分離、密度勾配遠心分離、及び/又は免疫密度細胞分離によって単離される、請求項44に記載の方法。
- 前記遺伝子修飾ヒト肝細胞が、1つ、2つ、3つ、又はそれ以上の核酸塩基編集を有する、請求項1~45のいずれか一項に記載の方法。
- 2つ以上のガイドと組み合わせた単一の塩基エディターが、前記2つ、3つ、又はそれ以上の核酸塩基編集を生成する、請求項46に記載の方法。
- 2つ以上の塩基エディターが、前記1つ、2つ、3つ、又はそれ以上の核酸塩基編集を生成する、請求項46に記載の方法。
- 前記遺伝子修飾ヒト肝細胞が、非遺伝子修飾ヒト肝細胞と比較して、CD47及び/又はCD142を過剰発現する、先行請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法が、塩基エディター及びB2M遺伝子を標的化する1つ以上のガイドRNAを含み、前記塩基エディター及び表2に列挙されたプロトスペーサー配列のうちのいずれか1つのRNAバージョンを含む対応する1つ以上のガイドRNAが選択される、先行請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法が、塩基エディター及びCD142遺伝子を標的化する1つ以上のガイドRNAを含み、前記塩基エディター及び表3に列挙されたプロトスペーサー配列のうちのいずれか1つのRNAバージョンを含む対応する1つ以上のガイドRNAが選択される、先行請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法が、塩基エディター及びCIITA遺伝子を標的化する1つ以上のガイドRNAを含み、前記塩基エディター及び表4に列挙されたプロトスペーサー配列のうちのいずれか1つのRNAバージョンを含む対応する1つ以上のガイドRNAが選択される、先行請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法が、塩基エディター及びHLA-A遺伝子を標的化する1つ以上のガイドRNAを含み、前記塩基エディター及び表5に列挙されたプロトスペーサー配列のうちのいずれか1つのRNAバージョンを含む対応する1つ以上のガイドRNAが選択される、先行請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法が、塩基エディター及びHLA-B遺伝子を標的化する1つ以上のガイドRNAを含み、前記塩基エディター及び表6に列挙されたプロトスペーサー配列のうちのいずれか1つのRNAバージョンを含む対応する1つ以上のガイドRNAが選択される、先行請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法が、塩基エディター及びB2M遺伝子を標的化する1つ以上のガイドRNAを含み、前記塩基エディター及び表2Aに列挙された配列のうちのいずれか1つを含む対応する1つ以上のガイドRNAが選択される、先行請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法が、塩基エディター及びCD142遺伝子を標的化する1つ以上のガイドRNAを含み、前記塩基エディター及び表3Aに列挙された配列のうちのいずれか1つを含む対応する1つ以上のガイドRNAが選択される、先行請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法が、塩基エディター及びCIITA遺伝子を標的化する1つ以上のガイドRNAを含み、前記塩基エディター及び表4Aに列挙された配列のうちのいずれか1つを含む対応する1つ以上のガイドRNAが選択される、先行請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法が、塩基エディター及びHLA-A遺伝子を標的化する1つ以上のガイドRNAを含み、前記塩基エディター及び表5Aに列挙された配列のうちのいずれか1つを含む対応する1つ以上のガイドRNAが選択される、先行請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記方法が、塩基エディター及びHLA-B遺伝子を標的化する1つ以上のガイドRNAを含み、前記塩基エディター及び表6Aに列挙された配列のうちのいずれか1つを含む対応する1つ以上のガイドRNAが選択される、先行請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 先行請求項のいずれか一項に記載の前記塩基エディター及び標的配列とハイブリダイズする1つ以上のgRNAをコードする、核酸。
- 前記核酸が、哺乳動物細胞における発現のためにコドン最適化される、請求項60に記載の核酸。
- 前記核酸が、ヒト細胞における発現のためにコドン最適化される、請求項60に記載の核酸。
- 請求項60~62のいずれか一項に記載の核酸をコードする、ベクター。
- 塩基エディター、及び表2A~6Aに列挙された配列のうちのいずれか1つ又は標的配列とハイブリダイズする表2~6に列挙されたプロトスペーサー配列のうちのいずれか1つのRNAバージョンを含む1つ以上のgRNAを含む、真核細胞。
- 前記細胞が、ヒト細胞である、請求項64に記載の真核細胞。
- 前記ヒト細胞が、肝細胞である、請求項65に記載の真核細胞。
- 肝疾患を治療する方法であって、それを必要とする対象に、請求項1~15及び22~59のいずれか一項に記載の産生された遺伝子修飾ヒト肝細胞を投与することを含む、方法。
- 前記遺伝子修飾ヒト肝細胞が、それを必要とする対象の門脈に注入される、請求項67に記載の方法。
- 約100億~150億個の遺伝子修飾ヒト肝細胞が、それを必要とする対象の門脈に注入される、請求項67に記載の方法。
- 塩基エディター及びB2M遺伝子を標的化する1つ以上のガイドRNAであって、前記塩基エディター及び表2に列挙されたプロトスペーサー配列のうちのいずれか1つのRNAバージョンを含む対応する1つ以上のガイドRNAが選択される、塩基エディター及びB2M遺伝子を標的化する1つ以上のガイドRNA。
- 塩基エディター及びCD142遺伝子を標的化する1つ以上のガイドRNAであって、前記塩基エディター及び表3に列挙されたプロトスペーサー配列のうちのいずれか1つのRNAバージョンを含む対応する1つ以上のガイドRNAが選択される、塩基エディター及び1つ以上のガイドRNA。
- 塩基エディター及びCIITA遺伝子を標的化する1つ以上のガイドRNAであって、前記塩基エディター及び表4に列挙されたプロトスペーサー配列のうちのいずれか1つのRNAバージョンを含む対応する1つ以上のガイドRNAが選択される、塩基エディター及び1つ以上のガイドRNA。
- 塩基エディター及びHLA-A遺伝子を標的化する1つ以上のガイドRNAであって、前記塩基エディター及び表5に列挙されたプロトスペーサー配列のうちのいずれか1つのRNAバージョンを含む対応する1つ以上のガイドRNAが選択される、塩基エディター及び1つ以上のガイドRNA。
- 塩基エディター及びHLA-B遺伝子を標的化する1つ以上のガイドRNAであって、前記塩基エディター及び表6に列挙されたプロトスペーサー配列のうちのいずれか1つのRNAバージョンを含む対応する1つ以上のガイドRNAが選択される、塩基エディター及び1つ以上のガイドRNA。
- 標的遺伝子に対して1つ、2つ、3つ、又は4つ以上の編集が行われる、塩基エディター、及び表2A~6Aに列挙された配列のうちのいずれか1つ又は表2~6に列挙されたプロトスペーサー配列のうちのいずれか1つのRNAバージョンを含む1つ以上のガイドRNA。
- 表2に列挙されたプロトスペーサー配列のうちのいずれか1つのRNAバージョンを含む、ガイドRNA。
- 表3に列挙されたプロトスペーサー配列のうちのいずれか1つのRNAバージョンを含む、ガイドRNA。
- 表4に列挙されたプロトスペーサー配列のうちのいずれか1つのRNAバージョンを含む、ガイドRNA。
- 表5に列挙されたプロトスペーサー配列のうちのいずれか1つのRNAバージョンを含む、ガイドRNA。
- 表6に列挙されたプロトスペーサー配列のうちのいずれか1つのRNAバージョンを含む、ガイドRNA。
- 表2Aに列挙された配列のうちのいずれか1つを含む、ガイドRNA。
- 表3Aに列挙された配列のうちのいずれか1つを含む、ガイドRNA。
- 表4Aに列挙された配列のうちのいずれか1つを含む、ガイドRNA。
- 表5Aに列挙された配列のうちのいずれか1つを含む、ガイドRNA。
- 表6Aに列挙された配列のうちのいずれか1つを含む、ガイドRNA。
- 塩基エディター及びB2M遺伝子を標的化する1つ以上のガイドRNAであって、前記塩基エディター及び表2Aに列挙された配列のうちのいずれか1つを含む対応する1つ以上のガイドRNAが選択される、塩基エディター及びB2M遺伝子を標的化する1つ以上のガイドRNA。
- 塩基エディター及びCD142遺伝子を標的化する1つ以上のガイドRNAであって、前記塩基エディター及び表3Aに列挙された配列のうちのいずれか1つを含む対応する1つ以上のガイドRNAが選択される、塩基エディター及びCD142遺伝子を標的化する1つ以上のガイドRNA。
- 塩基エディター及びCIITA遺伝子を標的化する1つ以上のガイドRNAであって、前記塩基エディター及び表4Aに列挙された配列のうちのいずれか1つを含む対応する1つ以上のガイドRNAが選択される、塩基エディター及びCIITA遺伝子を標的化する1つ以上のガイドRNA。
- 塩基エディター及びHLA-A遺伝子を標的化する1つ以上のガイドRNAであって、前記塩基エディター及び表5Aに列挙された配列のうちのいずれか1つを含む対応する1つ以上のガイドRNAが選択される、塩基エディター及びHLA-A遺伝子を標的化する1つ以上のガイドRNA。
- 塩基エディター及びHLA-B遺伝子を標的化する1つ以上のガイドRNAであって、前記塩基エディター及び表6Aに列挙された配列のうちのいずれか1つを含む対応する1つ以上のガイドRNAが選択される、塩基エディター及びHLA-B遺伝子を標的化する1つ以上のガイドRNA。
- 塩基エディター及び1つ以上のガイドRNAを含み、表2A~6Aに列挙された配列のうちのいずれか1つ又は表2~6に列挙されたプロトスペーサー配列のうちのいずれか1つのRNAバージョンを含む、細胞。
- 請求項1~15及び22~59のいずれか一項に記載の方法に従って、MHC遺伝子に1つ以上の編集を有する、遺伝子修飾ヒト肝細胞。
- 前記MHC遺伝子が、B2M、CD142、CIITA、HLA-A、及び/又はHLA-Bから選択される、請求項90に記載の遺伝子修飾ヒト肝細胞。
- B2M、CD142、CIITA、HLA-A、及び/又はHLA-B遺伝子のうちの1つ以上に対する編集が、非遺伝子修飾ヒト肝細胞と比較して、前記B2M、CD142、CIITA、HLA-A、及び/又はHLA-B遺伝子の発現の増加をもたらす、請求項91に記載の遺伝子修飾ヒト肝細胞。
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