JP5536963B2 - microRNA阻害剤 - Google Patents
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Description
5’-CACAAACCATGCCTGCTGCTA-3’(配列番号1)
Q11およびQ12は、それぞれ独立して、単結合、CH2(メチレン基)、NH(イミノ基)、C=O(カルボニル基)、C=S(チオカルボニル基)、C=NH(イミノメチレン基)、O、またはSであり、
Q1およびQ2は、それぞれ独立して、単結合、CH2(メチレン基)、NH(イミノ基)、C=O(カルボニル基)、C=S(チオカルボニル基)、C=NH(イミノメチレン基)、O、またはSであり、
Y1およびY2は、それぞれ独立して、単結合、CH2、NH、OまたはSであり;
L1は、n個の炭素原子を有するアルキレン鎖であり、アルキレン炭素原子上の水素原子は、OH、ORa、NH2、NHRa、NRaRb、SH、もしくはSRaで置換されても置換されていなくてもよく、または、
L1は、前記アルキレン鎖の一つ以上の炭素原子が、酸素原子で置換されたポリエーテル鎖であり、
ただし、Y1が、NH、OまたはSの場合、Y1に結合するL1の原子は炭素であり、OR1に結合するL1の原子は炭素であり、酸素原子同士は隣接せず;
L2は、m個の炭素原子を有するアルキレン鎖であり、アルキレン炭素原子上の水素原子は、OH、ORc、NH2、NHRc、NRcRd、SHもしくはSRcで置換されても置換されていなくてもよく、または、
L2は、前記アルキレン鎖の一つ以上の炭素原子が、酸素原子で置換されたポリエーテル鎖であり、
ただし、Y2が、NH、OまたはSの場合、Y2に結合するL2の原子は炭素であり、OR2に結合するL2の原子は炭素であり、酸素原子同士は隣接せず;
Ra、Rb、RcおよびRdは、それぞれ独立して、置換基または保護基であり;
mは、0〜30の範囲の整数であり;
nは、0〜30の範囲の整数であり;
前記microRNAの配列に対する相補的配列は、それぞれ、−OR1−または−OR2−を介して、前記リンカー残基に結合し、
前記リンカー残基が、前記microRNAの相補的配列の間に位置している場合は、R1およびR2は、存在しても存在しなくてもよく、存在する場合、R1およびR2は、それぞれ独立して、ヌクレオチド残基または前記構造(I−0)であり、
前記リンカー残基が、末端に位置する前記microRNAの相補的配列の端部に位置している場合は、R1およびR2は、それぞれ独立して、H、保護基またはリン酸保護基であり;
Aは、任意の原子団である。
R100は、任意の置換基であり、存在しても存在しなくてもよく、存在する場合は、1個でも複数でもよく、複数の場合は、互いに同一でも異なっていてもよい。R100における前記任意の置換基としては、例えば、前記Ra、Rb、RcおよびRdにおいて例示する後述の置換基が挙げられ、より具体的には、例えば、ハロゲン、ヒドロキシ、アルコキシ、アミノ、カルボキシ、スルホ、ニトロ、カルバモイル、スルファモイル、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、アリール、アリールアルキル、アルキルアリール、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキルアルキル、シクリルアルキル、ヒドロキシアルキル、アルコキシアルキル、アミノアルキル、シリル、シリルオキシアルキル、ピロールイル、イミダゾリル、等があげられる。また、前記化学式(Iα2)の構造が、下記化学式(Iα3)で表されることがさらに好ましい。
R100は、任意の置換基であり、存在しても存在しなくてもよく、存在する場合は、1個でも複数でもよく、複数の場合は、互いに同一でも異なっていてもよい。具体的には、例えば、前記化学式(Iα2)中のR100と同様である。また、前記化学式(Iβ2)の構造が、下記化学式(Iβ3)で表されることがさらに好ましい。
X1およびX2は、それぞれ独立して、H2、O、SまたはNHであり;
Y1およびY2は、それぞれ独立して、単結合、CH2、NH、OまたはSであり;
L1は、n個の炭素原子を有するアルキレン鎖であり、アルキレン炭素原子上の水素原子は、OH、ORa、NH2、NHRa、NRaRb、SH、もしくはSRaで置換されても置換されていなくてもよく、または、
L1は、前記アルキレン鎖の一つ以上の炭素原子が、酸素原子で置換されたポリエーテル鎖であり、
ただし、Y1が、NH、OまたはSの場合、Y1に結合するL1の原子は炭素であり、OR1に結合するL1の原子は炭素であり、酸素原子同士は隣接せず;
L2は、m個の炭素原子を有するアルキレン鎖であり、アルキレン炭素原子上の水素原子は、OH、ORc、NH2、NHRc、NRcRd、SHもしくはSRcで置換されても置換されていなくてもよく、または、
L2は、前記アルキレン鎖の一つ以上の炭素原子が、酸素原子で置換されたポリエーテル鎖であり、
ただし、Y2が、NH、OまたはSの場合、Y2に結合するL2の原子は炭素であり、OR2に結合するL2の原子は炭素であり、酸素原子同士は隣接せず;
Ra、Rb、RcおよびRdは、それぞれ独立して、置換基または保護基であり;
mは、0〜30の範囲の整数であり;
nは、0〜30の範囲の整数であり;
前記microRNAの配列に対する相補的配列は、それぞれ、−OR1−または−OR2−を介して、前記アミノ酸残基に結合し、
前記アミノ酸残基が、前記microRNAの相補的配列の間に位置している場合は、R1およびR2は、存在しても存在しなくてもよく、存在する場合、R1およびR2は、それぞれ独立して、ヌクレオチド残基または前記構造(I)であり、
前記アミノ酸残基が、末端に位置する前記microRNAの相補的配列の端部に位置している場合は、R1およびR2は、それぞれ独立して、H、保護基またはリン酸保護基であり;
Aは、任意の原子団であり、ただし、下記化学式(Ia)は、アミノ酸またはペプチドである。
R100は、任意の置換基であり、存在しても存在しなくてもよく、存在する場合は、1個でも複数でもよく、複数の場合は、互いに同一でも異なっていてもよい。R100における前記任意の置換基としては、例えば、前記Ra、Rb、RcおよびRdで例示した置換基が挙げられ、より具体的には、例えば、ハロゲン、ヒドロキシ、アルコキシ、アミノ、カルボキシ、スルホ、ニトロ、カルバモイル、スルファモイル、アルキル、アルケニル、アルキニル、ハロアルキル、アリール、アリールアルキル、アルキルアリール、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキルアルキル、シクリルアルキル、ヒドロキシアルキル、アルコキシアルキル、アミノアルキル、シリル、シリルオキシアルキル、ピロールイル、イミダゾリル、等があげられる。また、前記化学式(Ia2)の構造は、例えば、下記化学式(Ia3)であってもよい。
Q11およびQ12は、それぞれ独立して、単結合、CH2(メチレン基)、NH(イミノ基)、C=O(カルボニル基)、C=S(チオカルボニル基)、C=NH(イミノメチレン基)、O、またはSであり、
Q1およびQ2は、それぞれ独立して、単結合、CH2(メチレン基)、NH(イミノ基)、C=O(カルボニル基)、C=S(チオカルボニル基)、C=NH(イミノメチレン基)、O、またはSであり、
Y1およびY2は、それぞれ独立して、単結合、CH2、NH、OまたはSであり;
R11およびR21は、それぞれ独立して、H、保護基またはリン酸保護基であり;
L1は、n個の炭素原子を有するアルキレン鎖であり、アルキレン炭素原子上の水素原子は、OH、ORa、NH2、NHRa、NRaRb、SH、もしくはSRaで置換されても置換されていなくてもよく、または、
L1は、前記アルキレン鎖の一つ以上の炭素原子が、酸素原子で置換されたポリエーテル鎖であり、
ただし、Y1が、NH、OまたはSの場合、Y1に結合するL1の原子は炭素であり、OR11に結合するL1の原子は炭素であり、酸素原子同士は隣接せず;
L2は、m個の炭素原子を有するアルキレン鎖であり、アルキレン炭素原子上の水素原子は、OH、ORc、NH2、NHRc、NRcRd、SHもしくはSRcで置換されても置換されていなくてもよく、または、
L2は、前記アルキレン鎖の一つ以上の炭素原子が、酸素原子で置換されたポリエーテル鎖であり、
ただし、Y2が、NH、OまたはSの場合、Y2に結合するL2の原子は炭素であり、OR21に結合するL2の原子は炭素であり、酸素原子同士は隣接せず;
Ra、Rb、RcおよびRdは、それぞれ独立して、置換基または保護基であり;
mは、0〜30の範囲の整数であり;
nは、0〜30の範囲の整数であり;
Aは、任意の原子団である。
X1およびX2は、それぞれ独立して、H2、O、SまたはNHであり;
Y1およびY2は、それぞれ独立して、単結合、CH2、NH、OまたはSであり;
R11およびR21は、それぞれ独立して、H、保護基またはリン酸保護基であり;
L1は、n個の炭素原子を有するアルキレン鎖であり、アルキレン炭素原子上の水素原子は、OH、ORa、NH2、NHRa、NRaRb、SH、もしくはSRaで置換されても置換されていなくてもよく、または、
L1は、前記アルキレン鎖の一つ以上の炭素原子が、酸素原子で置換されたポリエーテル鎖であり、
ただし、Y1が、NH、OまたはSの場合、Y1に結合するL1の原子は炭素であり、OR11に結合するL1の原子は炭素であり、酸素原子同士は隣接せず;
L2は、m個の炭素原子を有するアルキレン鎖であり、アルキレン炭素原子上の水素原子は、OH、ORc、NH2、NHRc、NRcRd、SHもしくはSRcで置換されても置換されていなくてもよく、または、
L2は、前記アルキレン鎖の一つ以上の炭素原子が、酸素原子で置換されたポリエーテル鎖であり、
ただし、Y2が、NH、OまたはSの場合、Y2に結合するL2の原子は炭素であり、OR21に結合するL2の原子は炭素であり、酸素原子同士は隣接せず;
Ra、Rb、RcおよびRdは、それぞれ独立して、置換基または保護基であり;
mは、0〜30の範囲の整数であり;
nは、0〜30の範囲の整数であり;
Aは、任意の原子団であり、ただし、下記化学式(Ia)は、アミノ酸またはペプチドである。
−P(OR6)(NR7R8) (P3)
前記化学式(P3)において、R6は、水素原子または任意の置換基である。置換基R6は、例えば、炭化水素基が好ましく、前記炭化水素基は、電子吸引基で置換されていてもよいし、置換されていなくてもよい。置換基R6は、例えば、ハロゲン、ハロアルキル、ヘテロアリール、ヒドロキシアルキル、アルコキシアルキル、アミノアルキル、シリル、シリルオキシアルキル、ヘテロシクリルアルケニル、ヘテロシクリルアルキル、ヘテロアリールアルキル、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、アリールアルキル、シクロアルキル、シクロアルケニル、シクロアルキルアルキル、シクリルアルキル等の炭化水素等があげられ、さらに、電子吸引基で置換されていてもよいし、置換されていなくてもよい。置換基R6は、具体的には、例えば、β−シアノエチル基、ニトロフェニルエチル基、メチル基等があげられる。
後述の各実施例および参考例のオリゴヌクレオチド(microRNA阻害剤)において、グリシン残基(Gly)導入用分子(本発明のモノマー)は、以下のようにして合成した。
(Gly)
―HN−CH2−CO−
12−アミノドデカノール(4.81g, 23.9mmol)及びトリフルオロ酢酸エチル(6.79g, 47.8mmol)のエタノール溶液(100mL)を室温下に終夜撹拌した。その反応混合物を減圧下に濃縮することにより、無色シロップ状の12−トリフルオロアセトアミドドデカノール(1)(6.98g, q.)を得た。
化合物1(3.00g, 10.08mmol)に対し無水ピリジンを用いて3回共沸乾燥した。その共沸残渣に4,4’−ジメトキシトリチルクロリド(4.32g, 12.1mmol)及び無水ピリジン(50mL)を加え、室温下に終夜撹拌した。得られた反応混合物にメタノール(10mL)を加え室温で30分撹拌した後、減圧下に室温で溶媒を約30mLになるまで留去した。その後、ジクロロメタン(200mL)を加え、飽和重曹水で3回洗浄し、更に飽和食塩水で洗浄した。硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧下に溶媒を留去した。このようにして得られた未精製の残渣のメタノール溶液(100mL)に、水酸化ナトリウム(2.02g, 50.40mmol)を加え室温で終夜撹拌した。その反応混合物を、減圧下に約30mLまで濃縮し、水(100mL)及びジクロロメタン(200mL)を加え、有機層を分取した。分取した有機層を飽和食塩水で洗浄後、硫酸ナトリウムで乾燥した。その後、乾燥剤(硫酸ナトリウム)をろ別し溶媒を減圧下に留去した。生成した残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフ(展開溶媒:ジクロロメタン−メタノール(95:5)+0.05%ピリジン)に付し、12−(4,4’−ジメトキシトリチルオキシ)ドデカンアミン(2)(5.19g, q.)を得た。以下に、12−(4,4’−ジメトキシトリチルオキシ)ドデカンアミン(2)の機器分析値を示す。
1H−NMR(CDCl3):δ=7.45−7.43(2H,m),7.34−7.25(6H,m),7.21−7.20(1H,m),6.83−6.79(4H,m),3.78(6H,s), 3.04−3.01(2H,t,J=6.3Hz),2.70−2.67(2H,t,J=6.8Hz),1.61−1.54(6H,m),1.33−1.24(14H,m).
Fmoc−グリシン(Fmoc−Gly−OH、和光純薬工業株式会社から購入)(2.00g, 6.73mmol)、ジシクロヘキシルカルボジイミド(1.66g, 8.07mmol)及び1−ヒドロキシベンゾトリアゾール1水和物(2.31g, 16.14mmol)の無水N,N−ジメチルホルムアミド溶液(70mL)に化合物2(4.07g, 8.07mmol)の無水N,N−ジメチルホルムアミド溶液(30mL)をアルゴン雰囲気下に室温で加え、アルゴン雰囲気下に室温で終夜撹拌した。生成した沈殿をろ別し、ろ液を減圧下に35℃で濃縮した。得られた残渣にジクロロメタン(200mL)を加え、飽和重曹水で3回洗浄した。有機層を分取し、硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧下に溶媒を留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフ(展開溶媒:ジクロロメタン−メタノール(95:5)+0.05%ピリジン)に付し、無色シロップ状のFmoc−グリシルグリシン−4,4’−ジメトキキシトリチルオキシブチルドデカンアミド(3)(5.88g, q.)を得た。
化合物3(5.88g, 6.73mmol)にN,N−ジメチルホルムアミド(10mL)及びピペリジン(4.8mL)を室温で加え、室温で終夜撹拌した。反応混合物を減圧下に溶媒を留去し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフ(展開溶媒:ジクロロメタン−メタノール(9:1)+0.05%ピリジン)に付し、グリシン−4,4’−ジメトキシトリチルオキシドデカンアミド(4)(3.44g, 91%)を得た。以下に、グリシン−4,4’−ジメトキシトリチルオキシドデカンアミド(4)の機器分析値を示す。
1H−NMR(CDCl3):δ=7.47−7.44(2H,m),7.33−7.26(6H,m),7.21−7.20(1H,m),6.83−6.80(4H,m),3.79(6H,s), 3.34(2H,s),3.30−3.25(2H,t,J=6.6Hz),3.06−3.02(2H,t,J=6.3Hz),1.64−1.50(6H,m),1.38−1.25(14H,m).
化合物4(3.15g, 5.62mmol)を無水ピリジンで3回共沸乾燥後、アルゴン雰囲気下に12−ヒドロキシドデカン酸(3.41g, 6.74mmol)、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩(1.29g, 6.74mmol)、1−ヒドロキシベンゾトリアゾール1水和物(2.06g, 13.48mmol)、及び無水ジクロロメタン(50mL)を室温で加え、10分間撹拌した。このようにして得た混合物にトリエチルアミン(2.05g, 20.22mmol)を加え、アルゴン雰囲気下に室温で終夜撹拌した。得られた反応混合物にジクロロメタン(200mL)を加え飽和重曹水で3回、更に飽和食塩水で1回洗浄した。有機層を分取し硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧下に溶媒を留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフ(展開溶媒:ジクロロメタン−メタノール(95:5)+0.05%ピリジン)に付し、無色シロップ状のヒドロキシドデカンアミドグリシン−4,4’−ジメトキキシトリチルオキシドデカンアミド(5)(2.97g, 70%)を得た。以下に、ヒドロキシドデカンアミドグリシン−4,4’−ジメトキキシトリチルオキシドデカンアミド(5)の機器分析値を示す。
1H−NMR(CDCl3):δ=7.42−7.40(2H,m),7.33−7.26(6H,m),7.22−7.21(1H,m),6.83−6.80(4H,m),3.84(2H,s),3.79(6H,s),3.64−3.61(2H,t,J=6.3Hz),3.26−3.24(2H,t,J=6.1Hz),3.08−3.06(2H,t,J=5.6Hz),2.28−2.24(2H,t,J=6.8Hz),1.69−1.52(12H,m),1.44−1.39(26H,m).
化合物5(2.78g, 3.76mmol)を無水ピリジンで3回共沸乾燥した。つぎに、ジイソプロピルアンモニウムテトラゾリド(772mg, 4.51mmol)を加え、減圧下に脱気してアルゴンガスを充填し、無水アセトニトリル(3mL)を加えた。さらに、2−シアノエトキシ−N,N,N’,N’−テトライソプロピルホスホロジアミダイト(1.36g, 4.51mmol)の無水アセトニトリルジクロロメタン溶液(3mL)を加え、混合物をアルゴン雰囲気下、室温で4時間撹拌した。得られた反応混合物にジクロロメタン(150mL)を加え、飽和重曹水で2回、更に飽和食塩水で1回洗浄した。有機層を分取し、硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧下に溶媒を留去した。残渣をアミノシリカを用いたカラムクロマトグラフ(展開溶媒:n−ヘキサン−アセトン(7:3)+0.05%ピリジン)に付し、ドデカン酸アミドグリシン−4,4’−ジメトキシトリチルオキシドデカンアミドホスホロアミダイト(6)(2.72g, 77%, HPLC98.5%)を得た。以下に、ドデカン酸アミドグリシン−4,4’−ジメトキシトリチルオキシドデカンアミドホスホロアミダイト(6)の機器分析値を示す。
1H−NMR(CDCl3): δ=7.41−7.49(m, 2H), 7.26−7.30(m, 6H), 7.17−7.19(m, 1H), 6.80−6,83(m, 4H), 6.46−6.62(m, 2H), 4.07−4.29(m, 2H), 3.89(d, J=5.4Hz, 2H), 3.75−3.87(m, 4H), 3.67 (s, 6H), 3.47−3.70(m, 4H), 3.20−3.26(m, 2H), 3.02(t, J=6.4Hz, 2H, CH2), 2.63(t, 6.4Hz, 2H, CH3), 1.56−1.63(m, 6H), 1.47−1.51(m, 2H), 1.24−1.33(m, 26H), 1.13−1.20(m, 12H):
P−NMR(CDCl3): δ=146.62.
後述の各実施例および参考例のオリゴヌクレオチド(microRNA阻害剤)において、グリシン二量体残基(GlyGly)導入用分子(本発明のモノマー)は、以下のようにして合成した。
(Gly)
―HN−CH2−CO−
(GlyGly)
―HN−CH2−CO−HN−CH2−CO−
4−アミノブタノール(2.50g, 28.05mmol)及びトリフルオロ酢酸エチル(19.92g, 140.26mmol)のエタノール溶液(100mL)を室温下に終夜撹拌した。反応混合物を減圧下に濃縮することにより、無色シロップ状の4−トリフルオロアセトアミドブタノール(11)(5.44g, q.)を得た。
化合物1(4.15g, 22.40mmol)に対し無水ピリジンを用いて3回共沸乾燥した。その共沸残渣に4,4’−ジメトキシトリチルクロリド(9.60g, 28.3mmol)及び無水ピリジン(100mL)を加え、室温下に終夜撹拌した。得られた反応混合物にメタノール(10mL)を加え室温で30分撹拌した後、減圧下に室温で溶媒を約20mLになるまで留去した。その後、ジクロロメタン(200mL)を加え、飽和重曹水で3回洗浄し、更に飽和食塩水で洗浄した。硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧下に溶媒を留去した。このようにして得られた未精製の残渣(9.00g)のテトラヒドロフラン溶液(50mL)に対し、水酸化ナトリウム(3.71g, 92.7mmol)の水溶液(70mL)を加えた。この混合物を室温下で激しく撹拌しながら、テトラブチルアンモニウムフロリド3水和物(180mg)を加え、更に激しく室温で終夜撹拌した。得られた反応混合物に対し酢酸エチル(200mL)及び水(100mL)を加え有機層を分取した。水層は更に酢酸エチルで抽出し、抽出液は先に分取した有機層と併せて硫酸ナトリウムで乾燥した。その後、乾燥剤(硫酸ナトリウム)をろ別し溶媒を減圧下に留去した。生成した残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフ(展開溶媒:ジクロロメタン−メタノール(9:1)+0.05%ピリジン)に付し、4−(4,4’−ジメトキシトリチルオキシ)ブチルアミン(12)(6.36g, 87%)を得た。以下に、4−(4,4’−ジメトキシトリチルオキシ)ブチルアミン(12)の機器分析値を示す。
1H−NMR(CDCl3): δ=7.42−7.45(m, 2H), 7.26−7.34(m, 12H), 7.17−7.20(m,1H), 6.80−6.84(m, 4H), 3.79(s, 6H), 3.48(s, 2H, NH2), 3.06(t, 6.8 Hz, 2H, CH2), 2.67(t, 7.4 Hz, 2H, CH2), 1.60−1.65(m, 2H, CH2), 1.49−1.55(m, 2H, CH2)
Fmoc−グリシルグリシン(Fmoc−GlyGly−OH、China Langchem社より購入)(2.50g, 7.05mmol)、ジシクロヘキシルカルボジイミド(1.75g, 8.46mmol)及び1−ヒドロキシベンゾトリアゾール1水和物(2.59g, 16.92mmol)の無水N,N−ジメチルホルムアミド溶液(70mL)に化合物12(3.31g, 8.46mmol)の無水N,N−ジメチルホルムアミド溶液(50mL)をアルゴン雰囲気下に氷冷下で加えた。氷浴を除去した後、前記混合液をアルゴン雰囲気下に室温で終夜撹拌した。生成した沈殿をろ別し、ろ液を減圧下に35℃で濃縮した。得られた残渣にジクロロメタン(200mL)を加え、飽和食塩水で2回洗浄した。有機層を分取し、硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧下に溶媒を留去した。残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフ(展開溶媒:ジクロロメタン−メタノール(95:5)+0.05%ピリジン、次いで、ジクロロメタン−メタノール(9:1)+0.05%ピリジン)に付し、無色シロップ状のFmoc−グリシルグリシン−4,4’−ジメトキキシトリチルオキシブチルアミド(13)(3.49g, 68%)を得た。
化合物13(3.00g, 4.12mmol)にアセトニトリル(5mL)及びピペリジン(2.4mL)を室温で加え、室温で終夜撹拌した。反応混合物を減圧下に溶媒を留去し、得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフ(展開溶媒:ジクロロメタン−メタノール(9:1)+0.05%ピリジン)に付し、グリシルグリシン−4,4’−ジメトキキシトリチルオキシブチルアミド(14)(1.13g, 54%)を得た。以下に、グリシルグリシン−4,4’−ジメトキキシトリチルオキシブチルアミド(14)の機器分析値を示す。
1H−NMR(CDCl3): δ=7.40−7.42(m, 2H), 7.25−7.31(m, 12H), 7.19−7.21(m,1H), 6.80−6.84(m, 4H), 3.89(d, J=5.9Hz, 2H), 3.79(s, 6H), 3.37(s, 2H), 3.25(t, J=5.8Hz, 2H, CH2), 2.67(t, J=5.8Hz, 2H, CH2), 1.57−1.65(m, 4H, CH2).
化合物14(1.07g, 2.11mmol)を無水アセトニトリルで3回共沸乾燥後、アルゴン雰囲気下に6−ヒドロキシヘキサン酸(336mg, 2.54mmol)、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩(487mg, 2.54mmol)、1−ヒドロキシベンゾトリアゾール1水和物(778mg, 5.08mmol)、及び無水ジクロロメタン(20mL)を室温で加え、10分間撹拌した。このようにして得た混合物にトリエチルアミン(778mg, 5.08mmol)を加え、アルゴン雰囲気下に室温で終夜撹拌した。得られた反応混合物にジクロロメタン(150mL)を加え飽和重曹水で3回、更に飽和食塩水で1回洗浄した。有機層を分取し硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧下に溶媒を留去した。得られた残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフ(展開溶媒:ジクロロメタン−メタノール(95:5)+0.05%ピリジン)に付し、無色シロップ状のヒドロキシへキサン酸アミドグリシルグリシン−4,4’−ジメトキキシトリチルオキシブチルアミド(15)(890mg,68%)を得た。以下に、ヒドロキシへキサン酸アミドグリシルグリシン−4,4’−ジメトキキシトリチルオキシブチルアミド(15)の機器分析値を示す。
1H−NMR(CDCl3): δ=7.41−7.42(m, 2H), 7.27−7.34(m, 12H), 7.18−7.21(m,1H), 6.81−6.83(m, 4H), 3.92(d, J=5.43Hz, 2H, CH2), 3.84(d, J=5.9Hz, 2H), 3.79(s, 6H), 3.60(m, 2H, CH2), 3.23−3.28(m, 2H, CH2), 3.05−3.10(m, 2H, CH2), 2.56(t, J=7.3Hz, 2H, CH2), 1.50−1.72(m, 8H), 1.30−1.45(m, 2H, CH2).
化合物15(824mg, 1.33mmol)を無水ピリジンで3回共沸乾燥した。つぎに、ジイソプロピルアンモニウムテトラゾリド(274mg, 1.60mmol)を加え、減圧下に脱気してアルゴンガスを充填し、無水アセトニトリル(1mL)を加えた。さらに、2−シアノエトキシ−N,N,N’,N’−テトライソプロピルホスホロジアミダイト(482mg, 1.60mmol)の無水アセトニトリル溶液(1mL)を加え、混合物をアルゴン雰囲気下、室温で4時間撹拌した。得られた反応混合物にジクロロメタン(100mL)を加え、飽和重曹水で2回、更に飽和食塩水で1回洗浄した。有機層を分取し、硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧下に溶媒を留去した。残渣をアミノシリカを用いたカラムクロマトグラフ(展開溶媒:ジクロロメタン−アセトン(7:3)+0.05%ピリジン)に付し、へキサン酸アミドグリシルグリシン−4,4’−ジメトキシトリチルオキシブチルアミドホスホロアミダイト(16)(938mg, 86%, HPLC 98.2%)を得た。以下に、へキサン酸アミドグリシルグリシン−4,4’−ジメトキシトリチルオキシブチルアミドホスホロアミダイト(16)の機器分析値を示す。
1H−NMR(CDCl3): δ=7.36−7.47(m, 3H), 7.24−7.30(m, 5H), 7.18−7.19(m,1H), 6.80−6.82(m, 4H), 3.92(d, J=4.9 Hz, 2H, CH2), 3.84(d, J=5.4 Hz, 2H), 3.76(s, 6H), 3.73−3.85 (m, 4H), 3.54−3.64(m, 4H), 3.18−3.25 (m, 2H, CH2), 3.05−3.10(m, 2H, CH2), 2.60(t, J=6.3 Hz, 2H, CH2), 2.23(t, 7.4 Hz, 2H, CH2), 1.55−1.68(m, 8H), 1.30−1.45(m, 2H, CH2). 1.15−1.18(m, 12H):
P−NMR(CDCl3): δ=146.57.
HPLC:Retention time 6.25min(Shimadzu SPD−10AV(XBridge OST C18, 4.6mm×50mm))
後述の各実施例および参考例のオリゴヌクレオチド(microRNA阻害剤)において、テレフタル酸アミド残基(TPA)導入用分子であるテレフタル酸アミダイト(本発明のモノマー)は、下記スキーム7にしたがって合成した。なお、TPAは、「テレフタル酸アミド残基」と記したが、テレフタル酸残基であるということもできる。
4−アミノブタノール(2.50g, 28.05mmol)及びトリフルオロ酢酸エチル(19.92g, 140.22mmol)のエタノール溶液(100mL)を室温下で終夜撹拌した。その反応混合物を減圧下で濃縮することにより、化合物17(5.20g, q.)を得た。
化合物17(5.20g, 28.05mmol)及び4,4’−ジメトキシトリチルクロリド(11.40g,33.66mmol)の無水ピリジン溶液(20mL)を室温下で終夜撹拌した。ジクロロメタン(200mL)を加え、飽和重曹水で3回洗浄し、更に飽和食塩水で洗浄した。硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧下で溶媒を留去した。このようにして得られた未精製の残渣のメタノール溶液(100mL)に、水酸化ナトリウム(5.61g, 140.23mmol)を加え室温下で終夜撹拌した。その反応混合物を減圧下で濃縮し、水(200mL)を加えた。ジクロロメタン(200mL)で2回抽出した。有機層を分取し、硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧下で溶媒を留去した。生成した残渣をシリカゲルカラムクロマトグラフ(展開溶媒:ジクロロメタン−メタノール(9:1)+0.05%ピリジン)に付し、化合物18(8.20g, 75%)を得た。以下に、化合物18の機器分析値を示す。
1H−NMR(CDCl3):δ=7.44−7.42(2H, m), 7.34−7.25(6H, m), 7.20(1H, d, J=7.3Hz), 6.82(4H, m), 3.78(6H, s), 3.06(2H, t, J=6.3Hz), 2.68(2H, t, J=7.1 Hz), 1.59(4H, m).
テレフタル酸モノメチル(3.00g, 16.65mmol)、4−アミノブタノール(0.89g, 9.98mmol)、ジシクロヘキシルカルボジイミド(2.06g, 9.98mmol)、1−ヒドロキシベンゾトリアゾール1水和物(3.06g, 19.96mmol)、トリエチルアミン(5.05g, 49.9mmol)の無水テトラヒドロフラン溶液(70mL)を還流しながら5時間撹拌した。室温まで冷却後、生成した沈殿をろ別し、ろ液を減圧下で濃縮した。残渣に酢酸エチル(50mL)を加え、沈殿をろ別し、目的物である化合物19を1.52g得た。ろ液は減圧下で濃縮し、トルエンで洗浄した。沈殿をろ別し、目的物である化合物19を0.83g得た。ろ液にジクロロメタン(200mL)を加え、飽和重曹水で2回洗浄し、更に飽和食塩水で洗浄した。硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧下で溶媒を留去した。そして目的物である化合物19を0.37g得た。得られた目的物(化合物19)を合計すると、収量2.72g,収率65%であった。以下に、化合物19の機器分析値を示す。
1H−NMR(CDCl3):δ=8.10−8.07(2H, m), 7.83(2H, m), 3.94(3H, s), 3.74(2H, t, J=5.9Hz), 3.50(2H, m), 1.92(2H, dd, J=12.7, 3.4Hz), 1.80−1.65(2H, m).
化合物19(2.33g, 9.27mmol)及び水酸化ナトリウム(1.85g,46.36mmol)のメタノール溶液(70mL)を室温下で終夜撹拌した。その反応混合物を減圧下で濃縮し、水を加えた。さらに、2規定(2mol/L)塩酸により、pHを2に調製した。生成した沈殿をろ別し、沈殿物を減圧下で乾燥させ、目的物である化合物20(1.95g, 89%)を得た。以下に、化合物20の機器分析値を示す。
1H−NMR(DMSO−d6):δ=8.00(2H, d, J=8.3Hz), 7.92(2H, d, J=8.3Hz),1.72(2H, d, J=12.7Hz), 1.63−1.45(4H, m), 1.15(2H, m).
化合物18(3.09g, 7.88mmol)、化合物20(1.70g, 7.16mmol)、ジシクロヘキシルカルボジイミド(1.63g, 7.88mmol)、1−ヒドロキシベンゾトリアゾール1水和物(2.41g, 15.76mmol)、およびトリエチルアミン(3.62g, 35.80mmol)の無水N,N−ジメチルホルムアミド溶液(170mL)を、アルゴン雰囲気下、室温で終夜撹拌した。得られた反応混合物を減圧下で濃縮し、ジクロロメタン(300mL)を加え、飽和重曹水で3回洗浄した。有機層を分取し、硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧下で溶媒を留去した。残渣をトルエンでトリチレーションして、生じた沈殿をろ別し、沈殿物を減圧下で乾燥させた。このようにして、目的物である化合物21(3.94g, 90%)を得た。以下に、化合物21の機器分析値を示す。
1H−NMR(CDCl3):δ=7.76−7.67(4H, m), 7.40(2H, d, J=7.3Hz), 7.27(6H, m), 7.19(1H, m), 6.80(4H, d, J=8.8Hz), 3.78(6H, s), 3.73(2H, t, J=5.9Hz), 3.48(4H, m), 3.12(2H, t, J=5.6Hz), 1.72(8H, m).
化合物21(1.50g, 2.46mmol)を無水ピリジンで3回共沸乾燥した。つぎに、ジイソプロピルアンモニウムテトラゾリド(630mg, 3.68mmol)を加え、減圧下で脱気してアルゴンガスを充填し、無水ジクロロメタン(1mL)を加えた。さらに、2−シアノエトキシ−N,N,N’,N’−テトライソプロピルホスホロジアミダイト(1.11g, 3.68mmol)の無水ジクロロメタン溶液(1mL)を加え、混合物をアルゴン雰囲気下、室温で4時間撹拌した。得られた反応混合物にジクロロメタン(200mL)を加え、飽和重曹水で3回洗浄した。有機層を分取し、硫酸ナトリウムで乾燥後、減圧下で溶媒を留去した。残渣をジクロロメタンに溶解させ、アミノシリカを用いたカラムクロマトグラフ(展開溶媒:n−ヘキサン−アセトン(7:3)+0.05%ピリジン)に付し、化合物22(1.86g,93%)を得た。以下に、化合物22の機器分析値を示す。
1H−NMR(CDCl3):δ=7.74(4H, m), 7.41(2H, m), 7.31−7.24(6H, m), 7.20(1H, m), 6.80(4H, m), 3.85−3.56(10H, m), 3.45(4H, m), 3.12(2H, t, J=5.9Hz), 2.60(2H, dd, J=11.0, 4.6Hz), 2.16(2H, t, J=3.4Hz), 1.72(8H, t, J=5.9Hz), 1.17(12H, m).
31P−NMR(CDCl3): δ=147.10.
阻害対象のmicroRNAをhsa-miR-16-5pおよびhsa-miR-122の二つとして、前述の化学合成方法により、下記のようにして、microRNA阻害剤を製造した。まず、前記相補的配列は、前記二つのmicroRNAの全配列または一部と相補的にした。また、前記相補的配列の数を3つにし、これらをグリシン残基(Gly)で連結し、両端に位置する前記相補的配列の各端部にもグリシン残基(Gly)を連結した。そして、Huh-7細胞に前記二種類のmicroRNA阻害剤を導入し、導入後24時間後に回収したmicroRNAの発現量をqPCRで確認した。その結果を図4に示す。同図に示すように、本例の二つのmicroRNA阻害剤(Sponge Oligo)は、導入しなかった場合(Normal)に比べ、優位にmicroRNAを阻害したことが分かる。
1−a:オリゴヌクレオチド
下記塩基配列および後述の表1に示すとおり、microRNAであるhsa-miR-16-5pの配列に対する相補的配列をGly(前記G1)またはGlyGly(前記G2)で連結したmicroRNA阻害剤を使用し、microRNA抑制効果(microRNA阻害活性)を測定した。なお、以下において、hsa-miR-16-5pを、単に「miR-16」という。また、本実施例および後述の各実施例(参考例も含む)において、microRNAは、特に断らない限り、miR-16である。
(実施例2−1)
spo-D-3(Gly含有Bubble型スポンジオリゴ)
5'-Gly-CGCCAATATTCGATGCTGCTA-Gly-CGCCAATATTCGATGCTGCTA-Gly-CGCCAATATTCGATGCTGCTA-Gly-T-3' (配列番号2)
(参考例2−1)
spo-D-7(Gly含有Bubble型モノマーデコイ)
5'-Gly-CGCCAATATTCGATGCTGCTA-Gly-T-3' (配列番号3)
(実施例2−2)
spo-D-13(GlyGly含有Perfect型スポンジオリゴ)
5'-GlyGly-CGCCAATATTTACGTGCTGCTA-GlyGly-CGCCAATATTTACGTGCTGCTA-GlyGly-CGCCAATATTTACGTGCTGCTA-GlyGly-T-3' (配列番号4)
(参考例2−2)
spo-D-14(GlyGly含有Perfect型モノマーデコイ)
5'-GlyGly-CGCCAATATTTACGTGCTGCTA-GlyGly-T-3' (配列番号5)
(実施例2−3)
spo-D-16(GlyGly含有Bubble型スポンジオリゴ)
5'-GlyGly-CGCCAATATTCGATGCTGCTA-GlyGly-CGCCAATATTCGATGCTGCTA-GlyGly-CGCCAATATTCGATGCTGCTA-GlyGly-T-3' (配列番号6)
(参考例2−3)
spo-D-17(GlyGly含有Bubble型モノマーデコイ)
5'-GlyGly-CGCCAATATTCGATGCTGCTA-GlyGly-T-3' (配列番号7)
(参考例2−4)
spo-D-9(Gly含有Bubble型スポンジオリゴネガティブコントロール)
5'-Gly-CGCCAATATTCCATTATAAGA-Gly-CGCCAATATTCCATTATAAGA-Gly-CGCCAATATTCCATTATAAGA-Gly-T-3' (配列番号8)
(参考例2−5)
spo-D-18(GlyGly含有Perfect型スポンジオリゴネガティブコントロール)
5'-GlyGly-CGCCAATATTTACGTAATTACA-GlyGly-CGCCAATATTTACGTAATTACA-GlyGly-CGCCAATATTTACGTAATTACA-GlyGly-T-3' (配列番号9)
(参考例2−6)
spo-D-20(GlyGly含有Bubble型スポンジオリゴネガティブコントロール)
5'-GlyGly-CGCCAATATTCCATTATAAGA-GlyGly-CGCCAATATTCCATTATAAGA-GlyGly-CGCCAATATTCCATTATAAGA-GlyGly-T-3' (配列番号10)
(参考例2−7)
hsa-miR-16 miRCURY LNA microRNA Power Inhibitor (426845-00) (LNA-miR16)
GCCAATATTTACGTGCTGCT (配列番号11)
(参考例2−8)
miRCURY LNATM microRNA Power Antisense Control B (199021-00) (LNA-Neg.Con)
AGAGCTCCCTTCAATCCAAA (配列番号12)
細胞株は、ヒト大腸がん細胞株であるHCT116(ATCC社)を用いた。培地は、10%FBSを含むDMEM培地(Nacalai社)を用いて、37℃、10%CO2存在下で培養した。
レポータープラスミドは、以下のレポーター遺伝子を持つプラスミドを使用した。
(1)pGL4-miR16
Promega社のpGL4.74[hRluc/TK] vectorは、図5に示すように、HSV-TKプロモーターの支配下にウミシイタケルシフェラーゼ(Renilla Luciferase)遺伝子を発現するプラスミドである。pGL4-miR16は、このvectorのルシフェラーゼ遺伝子の下流にmiR-16の標的配列を組み込んだものであり、miR-16の活性によって、ルシフェラーゼの発現量が抑制される構造になっている。
(2)pGL4-NTC
pGL4-NTCは、前記pGL4.74[hRluc/TK] vectorのルシフェラーゼ遺伝子の下流に、miR-16と反応しない非特異的配列を組み込んだものであり、pGL4-miR16に対するコントロールとして使用した。
(3)pMIR-REPORT Luciferase
Ambion社のpMIR-REPORT Luciferaseは、図6に示すようにCMVプロモーターの支配下にホタルルシフェラーゼ(FireflyLuciferase)遺伝子を発現するプラスミドである。前記pGL4-miR16または前記GL4-NTCとコトランスフェクションすることによって、トランスフェクション効率をモニターするために使用した。
2−a:レポーター遺伝子のHCT116細胞へのトランスフェクション
前記HCT116細胞を、1×105/cm2の密度で6cmディッシュに播種し、抗生物質を含まないDMEM培地(10%FBS)を用いて培養した。また、OptiMEM (Gibco社) 500μlにpGL4-NTC(2μg)及びpMIR-REPORT(2μg)を加えたもの、またはpGL4-miR16(2μg)及びpMIR-REPORT(2μg)を加えたものを調製した(溶液A)。また、別のチューブにOptiMEM 500μLにLipofectamine 2000 (Invitrogen)を20μL加えたものを調製した(溶液B)。両液をよく撹拌し、室温で5分間静置した後、溶液A及び溶液Bを混ぜ、さらに室温で20分間静置した。この間に、前記播種した細胞の培地を新しい培地に交換した。20分後、前記溶液A及び溶液Bの混合液を、前記細胞を含む培養液に加え、引き続き37℃、10%CO2存在下で8時間培養を続けた。その後、前記細胞の培地を新しい培地に交換した。
前記レポーター遺伝子をトランスフェクションしたHCT116細胞を回収し、5×104ウエルになるように、24ウェルデイッシュに播種した。次に、前記pGL4-NTC及びpMIR-REPORTをトランスフェクションした細胞または前記pGL4-miR16及びpMIR-REPORTをトランスフェクションした細胞それぞれに対して、スポンジオリゴ、モノマーデコイ、またはLNAのトランスフェクションを行った。まず、OptiMEM 50μLに10μMの前記スポンジオリゴ溶液、前記LNA溶液を1.25μL、または10μMの前記モノマーデコイ溶液を3.75μL加え、溶液Cを作成した。また、OptiMEM 50μLにLipofectamine RNAiMAX (Invitrogen社)を2μL加え、溶液Dを調製した。溶液C及び溶液Dをそれぞれ、室温で5分間静置した後、溶液C及び溶液Dを混ぜ、さらに室温で20分間静置した。この間に、前記播種した細胞の培地を新しい培地に交換した。20分後、溶液C、溶液Dの混合液を、前記レポーター遺伝子をトランスフェクションしたHCT116細胞を含む培養液に加え、引き続き37℃、10%CO2存在下で24時間培養を続けた。その後、前記細胞の培地を新しい培地に交換した。このトランスフェクションにより、スポンジオリゴまたはLNAの終濃度は、25nM、モノマーデコイの終濃度は、75nMとなっている。
前記スポンジオリゴ、モノマーデコイ、またはLNAを、トランスフェクションしてから48時間後、それぞれの細胞内のルシフェラーゼ活性をDual-Luciferase(登録商標) Reporter Assay System(Promega社)を使用して、添付のプロトコールに従って測定した。測定機器は、Berthold Centro 960(Berthold社)を用いた。
上述のように、pMIR-REPORT由来のホタルルシフェラーゼはトランスフェクション効率を反映し、pGL4-NTCおよびpGL4-miR16由来のウミシイタケルシフェラーゼはmiR-16の活性を反映する。従って、ウミシイタケルシフェラーゼの活性値(ApGL4-NTCまたはApGL4-miR16)をホタルルシフェラーゼの活性値(ApMIR-REPORT(NTC)またはApMIR-REPORT(miR-16))で割ると、標準化されたウミシイタケルシフェラーゼ活性値を得る。pGL4-NTC由来の標準化されたウミシイタケルシフェラーゼ活性値を1とした時のpGL4-miR16由来のウミシイタケルシフェラーゼ活性値がmiR-16によって抑制された値となる。従って、それぞれのスポンジオリゴ、モノマーデコイ、またはLNAに対して、以下の計算式でmiR-16活性抑制効果の値を得た。
得られた結果を図7〜9に示す。なお、図7〜9における縦軸は、miR-16活性抑制効果(活性阻害効果または活性抑制能ともいう)を表す。後述の図10〜21においても同じである。図7はGly含有Bubble型スポンジオリゴ(実施例2−1)、図8はGlyGly含有Perfect型スポンジオリゴ(実施例2−2)、図9はGlyGly含有Bubble型スポンジオリゴ(実施例2−3)を用いた結果である。図示のとおり、いずれの場合も、スポンジオリゴはLNAに匹敵するmiR-16活性抑制能を持つことが示された。さらに、本実施例のスポンジオリゴは、その構造上、LNAと比較して、きわめて簡便性に優れ、かつ汎用性が高いという利点を有する。また、本実施例では、スポンジオリゴとモノマーデコイのmiR-16結合配列の配列数を同数とするために、スポンジオリゴの3倍の濃度のモノマーデコイを用いたが、スポンジオリゴの方がモノマーデコイよりも高いmiR-16活性抑制能を持つことが示された。このことは、スポンジオリゴ上で、miRNAの結合が協調的に起こっていることを示している。
1-a:オリゴヌクレオチド
下記配列および後述の表2に示すとおり、miR-16対する相補的配列をGlyGly(前記G2)で連結したmicroRNA阻害剤を使用し、microRNA抑制効果(microRNA阻害活性)を測定した。
(実施例3−1)
spo-D-16(GlyGly含有Bubble型DNAスポンジオリゴ)
5'-GlyGly-CGCCAATATTCGATGCTGCTA-GlyGly-CGCCAATATTCGATGCTGCTA-GlyGly-CGCCAATATTCGATGCTGCTA-GlyGly-T-3' (配列番号6)
(実施例3−2)
spo-R-16(GlyGly含有Bubble型RNAスポンジオリゴ)
5'-GlyGly-CGCCAAUAUUCGAUGCUGCUA-GlyGly-CGCCAAUAUUCGAUGCUGCUA-GlyGly-CGCCAAUAUUCGAUGCUGCUA-GlyGly-U-3' (配列番号13)
またそれぞれに対する以下のネガティブコントロールオリゴを使用した。
(参考例3−1)
spo-D-20(GlyGly含有Bubble型DNAスポンジオリゴネガティブコントロール)
5'-GlyGly-CGCCAATATTCCATTATAAGA-GlyGly-CGCCAATATTCCATTATAAGA-GlyGly-CGCCAATATTCCATTATAAGA-GlyGly-T-3' (配列番号10)
(参考例3−2)
spo-R-20(GlyGly含有Bubble型RNAスポンジオリゴネガティブコントロール)
5'-GlyGly-CGCCAAUAUUCCAUUAUAAGA-GlyGly-CGCCAAUAUUCCAUUAUAAGA-GlyGly-CGCCAAUAUUCCAUUAUAAGA-GlyGly-U-3' (配列番号14)
(参考例3−3)
LNA-miR16 GCCAATATTTACGTGCTGCT (配列番号11)
(参考例3−4)
LNA-Neg.Con AGAGCTCCCTTCAATCCAAA (配列番号12)
細胞株および培地は、実施例2と同じ細胞株及び培地を利用した。
レポータープラスミドは、実施例2と同じレポーター遺伝子を持つプラスミドを使用した。
2−a:レポーター遺伝子のHCT116細胞へのトランスフェクション
HCT116細胞を用いて、実施例2と同様の方法で、レポーター遺伝子プラスミドpGL4-NTC(2μg)およびpMIR-REPORT(2μg)を、またはpGL4-miR16(2μg)およびpMIR-REPORT(2μg)を、それぞれHCT116細胞へトランスフェクションした。
前記レポーター遺伝子をトランスフェクションした細胞に対して、(実施例A2)と同様の方法で、スポンジオリゴまたはLNAのトランスフェクションを行った。このトランスフェクションにより、スポンジオリゴ及びLNAは終濃度が25nMになっている。
前記スポンジオリゴまたはLNAをトランスフェクションしてから48時間後、それぞれの細胞内のルシフェラーゼ活性をDual-Luciferase(登録商標) Reporter Assay System (Promega社)を使用して、添付のプロトコールに従って測定した。測定機器は、Berthold Centro 960 (Berthold社)を用いた。
実施例2と同様の方法によりmiR-16活性抑制効果の値を得た。
得られた結果を図10に示す。図示のとおり、実施例のDNA型スポンジオリゴおよびRNA型スポンジオリゴのいずれも、ネガティブコントロールと比較してきわめて高いmiR-16活性抑制能を有していた。さらに、本実施例のDNA型スポンジオリゴおよびRNA型スポンジオリゴのいずれも、その構造上、LNAと比較して、きわめて簡便性に優れ、かつ汎用性が高いという利点を有する。さらに、それに加え、本実施例のDNA型スポンジオリゴは、miR-16活性抑制能がRNA型スポンジオリゴよりも高く、LNAに匹敵する高いmiR-16活性抑制能を持つことが示された。
1−a:オリゴヌクレオチド
下記塩基配列および後述の表3に示すとおり、miR-16の配列に対する相補的配列をGly(前記G1)、GlyGly(前記G2)またはTPAで連結したmicroRNA阻害剤を使用し、microRNA抑制効果(microRNA阻害活性)を測定した。
(実施例4−1)
spo-D-3(Gly含有Bubble型スポンジオリゴ)
5'-Gly-CGCCAATATTCGATGCTGCTA-Gly-CGCCAATATTCGATGCTGCTA-Gly-CGCCAATATTCGATGCTGCTA-Gly-T-3' (配列番号2)
(実施例4−2)
spo-D-16(GlyGly含有Bubble型スポンジオリゴ)
5'-GlyGly-CGCCAATATTCGATGCTGCTA-GlyGly-CGCCAATATTCGATGCTGCTA-GlyGly-CGCCAATATTCGATGCTGCTA-GlyGly-T-3' (配列番号6)
(実施例4−3)
spo-D-13(GlyGly含有Perfect型スポンジオリゴ)
5'-GlyGly-CGCCAATATTTACGTGCTGCTA-GlyGly-CGCCAATATTTACGTGCTGCTA-GlyGly-CGCCAATATTTACGTGCTGCTA-GlyGly-T-3' (配列番号4)
(実施例4−4)
spo-D-15(TPA含有Perfect型スポンジオリゴ)
5'-TPA-CGCCAATATTTACGTGCTGCTA-TPA-CGCCAATATTTACGTGCTGCTA-TPA-CGCCAATATTTACGTGCTGCTA-TPA-T-3' (配列番号15)
(実施例4−5)
spo-D-21(TPA含有Bubble型スポンジオリゴ)
5'-TPA-CGCCAATATTCGATGCTGCTA-TPA-CGCCAATATTCGATGCTGCTA-TPA-CGCCAATATTCGATGCTGCTA-TPA-T-3' (配列番号16)
(実施例4−6)
spo-D-22(TPA含有Bulge型スポンジオリゴ)
5'-TPA-CGCCAATATTTAGTTCCGTGCTGCTA-TPA-CGCCAATATTTAGTTCCGTGCTGCTA-TPA-CGCCAATATTTAGTTCCGTGCTGCTA-TPA-T-3' (配列番号17)
(実施例4−7)
spo-D-23(GlyGly含有Bulge型スポンジオリゴ)
5'-GlyGly-CGCCAATATTTAGTTCCGTGCTGCTA-GlyGly-CGCCAATATTTAGTTCCGTGCTGCTA-GlyGly-CGCCAATATTTAGTTCCGTGCTGCTA-GlyGly-T-3' (配列番号18)
(参考例4−1)
spo-D-9(Gly含有Bubble型スポンジオリゴネガティブコントロール)
5'-Gly-CGCCAATATTCCATTATAAGA-Gly-CGCCAATATTCCATTATAAGA-Gly-CGCCAATATTCCATTATAAGA-Gly-T-3' (配列番号8)
(参考例4−2)
spo-D-20(GlyGly含有Bubble型スポンジオリゴネガティブコントロール)
5'-GlyGly-CGCCAATATTCCATTATAAGA-GlyGly-CGCCAATATTCCATTATAAGA-GlyGly-CGCCAATATTCCATTATAAGA-GlyGly-T-3' (配列番号10)
(参考例4−3)
spo-D-18(GlyGly含有Perfect型スポンジオリゴネガティブコントロール)
5'-GlyGly-CGCCAATATTTACGTAATTACA-GlyGly-CGCCAATATTTACGTAATTACA-GlyGly-CGCCAATATTTACGTAATTACA-GlyGly-T-3' (配列番号9)
(参考例4−4)
spo-D-19(TPA含有Perfect型スポンジオリゴネガティブコントロール)
5'-TPA-CGCCAATATTTACGTAATTACA-TPA-CGCCAATATTTACGTAATTACA-TPA-CGCCAATATTTACGTAATTACA-TPA-T-3' (配列番号19)
(参考例4−5)
LNA-miR16 GCCAATATTTACGTGCTGCT (配列番号11)
(参考例4−6)
LNA-Neg.Con AGAGCTCCCTTCAATCCAAA (配列番号12)
細胞株は、ヒト大腸がん細胞株であるHCT116(ATCC社)またはヒト胎児腎臓細胞株であるHEK293T(ATCC社)を用いた。培地は、10%FBSを含むDMEM培地(Nacalai社)を用いて、37℃、10%CO2存在下で培養した。
レポータープラスミドは、実施例2と同じレポーター遺伝子を持つプラスミドを使用した。
2−a:レポーター遺伝子のHCT116細胞またはHEK293T細胞へのトランスフェクション
HCT116細胞または293T細胞を用いて、実施例2と同様の方法で、レポーター遺伝子プラスミドpGL4-NTC(2μg)及びpMIR-REPORT(2μg)またはpGL4-miR16(2μg)及びpMIR-REPORT(2μg)をそれぞれトランスフェクションした。
前記レポーター遺伝子をトランスフェクションした細胞に対して、(実施例A2)と同様の方法で、スポンジオリゴまたはLNAのトランスフェクションを行った。このトランスフェクションにより、スポンジオリゴまたはLNAの終濃度は、25nMになっている。
前記スポンジオリゴまたはLNAを前記HCT116細胞またはHEK293T細胞にトランスフェクションしてから48時間後、それぞれの細胞内のルシフェラーゼ活性をDual-Luciferase(登録商標) Reporter Assay System (Promega社)を使用して、添付のプロトコールに従って測定した。測定機器は、Berthold Centro 960 (Berthold社)を用いた。
実施例2と同様の方法でmiR-16活性抑制効果の値を得た。
得られた結果を図11から図17に示す。図11は、HCT116細胞を用いてGly型スポンジオリゴとGlyGly型スポンジオリゴを比較したものである。その結果、GlyGly型スポンジオリゴはGly型よりも少し強い抑制効果を持つことがわかった。図12から図17は、GlyGly型スポンジオリゴとTPA型スポンジオリゴを比較したものである。図12から図14はHCT116細胞を用いたもので、図15から図17はHEK293T細胞を用いた結果である。Perfect型のスポンジオリゴを用いると、HCT116細胞ではTPA型の方が、活性が高く(図12)、HEK293T細胞では両者の活性はほぼ同じであった(図15)。Bubble型スポンジオリゴを用いた場合は、HCT116細胞でもHEK293T細胞でもGlyGly型の方が活性が高かった(図13および16)。Bulge型スポンジオリゴを用いた場合は、HCT116細胞ではTPA型の方が、活性が高く(図14)、HEK293T細胞ではGlyGly型の方が活性が高かった(図17)。以上の結果から、本実施例のスポンジオリゴにおいて、TPA型およびGlyGly型は、Gly型よりも、in vitroにおけるmiR-16活性に対する少し強い抑制効果を有することが確認された。また、TPA型およびGlyGly型のmiR-16活性抑制効果には、ほとんど差はなかった。
1−a:オリゴヌクレオチド
下記塩基配列および後述の表4に示すとおり、miR-16の配列に対する相補的配列をTPAで連結したmicroRNA阻害剤を使用し、microRNA抑制効果(microRNA阻害活性)を測定した。
(実施例5−1)
spo-D-15(TPA含有Perfect型スポンジオリゴ)
5'-TPA-CGCCAATATTTACGTGCTGCTA-TPA-CGCCAATATTTACGTGCTGCTA-TPA-CGCCAATATTTACGTGCTGCTA-TPA-T-3' (配列番号15)
(実施例5−2)
spo-D-21(TPA含有Bubble型スポンジオリゴ)
5'-TPA-CGCCAATATTCGATGCTGCTA-TPA-CGCCAATATTCGATGCTGCTA-TPA-CGCCAATATTCGATGCTGCTA-TPA-T-3' (配列番号16)
(実施例5−3)
spo-D-22(TPA含有Bulge型スポンジオリゴ)
5'-TPA-CGCCAATATTTAGTTCCGTGCTGCTA-TPA-CGCCAATATTTAGTTCCGTGCTGCTA-TPA-CGCCAATATTTAGTTCCGTGCTGCTA-TPA-T-3' (配列番号17)
(参考例5−1)
spo-D-19(TPA含有Perfect型スポンジオリゴネガティブコントロール)
5'-TPA-CGCCAATATTTACGTAATTACA-TPA-CGCCAATATTTACGTAATTACA-TPA-CGCCAATATTTACGTAATTACA-TPA-T-3' (配列番号19)
(参考例5−2)
LNA-miR16 GCCAATATTTACGTGCTGCT (配列番号11)
(参考例5−3)
LNA-Neg.Con AGAGCTCCCTTCAATCCAAA (配列番号12)
活性測定には、実施例4と同じ細胞株を利用した。
レポータープラスミドは、実施例2と同じレポーター遺伝子を持つプラスミドを使用した。
2−a:レポーター遺伝子のHCT116細胞またはHEK293T細胞へのトランスフェクション
HCT116細胞または293T細胞を用いて、(実施例A2)と同様の方法で、レポーター遺伝子プラスミドpGL4-NTC(2μg)およびpMIR-REPORT(2μg)またはpGL4-miR16(2μg)およびpMIR-REPORT(2μg)をそれぞれHCT116細胞またはHEK293T細胞へトランスフェクションした。
前記レポーター遺伝子をトランスフェクションした細胞に対して、(実施例A2)と同様の方法で、スポンジオリゴまたはLNAのトランスフェクションを行った。このトランスフェクションにより、スポンジオリゴまたはLNAの終濃度は、25nMになっている。
スポンジオリゴまたはLNAをトランスフェクションしてから48時間後、それぞれの細胞内のルシフェラーゼ活性をDual-Luciferase(登録商標) Reporter Assay System(Promega社)を使用して、添付のプロトコールに従って測定した。測定機器は、Berthold Centro 960(Berthold社)を用いた。
実施例2と同様の方法でmiR-16活性抑制効果の値を得た。
得られた結果を図18および19に示す。図18は、HCT116細胞を用いてmiR-16結合配列がPerfect型、Bubble型、またはBulge型の場合のスポンジオリゴ活性を比較したものである。その結果、これら3者にほとんど差はないが、その中でもPerfect型およびBulge型が、in vitroにおけるmiR-16活性に対する比較的強い抑制効果を示した。図19は、HEK293T細胞を用いてmiR-16結合配列がPerfect型、Bubble型またはBulge型の場合のスポンジオリゴ活性を比較したものである。その結果、これら3者の中では、Bulge型がin vitroにおけるmiR-16活性に対する最も強い抑制効果を示した。
2 相補的配列
3 リンカー残基
Claims (14)
- microRNA阻害剤であって、阻害の対象となるmicroRNAの配列に対する相補的配列を二つ以上有し、前記二つ以上の相補的配列が、下記化学式(G1):
(前記化学式(G1)中のGlyは、下記化学式(Gly):
で表される原子団であり、ただし、上記化学式(Gly)中の末端のカルボニル炭素は、上記化学式(G1)中のN原子に結合しており、上記化学式(Gly)中の末端の窒素原子は、上記化学式(G1)のカルボニル炭素に結合している。)で表される原子団、下記化学式(G2):
(上記化学式(G2)中のGlyGlyは、下記化学式(GlyGly):
で表される原子団であり、ただし、上記化学式(GlyGly)中の末端のカルボニル炭素は、上記化学式(G2)中のN原子に結合しており、上記化学式(GlyGly)中の末端の窒素原子は、上記化学式(G2)のカルボニル炭素に結合している。)で表される原子団または下記化学式(TPA):
で表される原子団であるリンカー残基を介して連結しており、両末端に位置する前記相補的配列の端部に上記リンカー残基が結合していることを特徴とするmicroRNA阻害剤。
(上記式中、リンカー残基が、末端に位置する前記microRNAの相補的配列の端部に位置している場合は、各残基の末端は、それぞれ独立して、H、保護基またはリン酸保護基である。) - 前記リンカー残基が、化学式(TPA)で表される原子団である請求項1に記載のmicroRNA阻害剤。
- 前記リンカー残基が、化学式(G1)で表される原子団または化学式(G2)で表される原子団である請求項1に記載のmicroRNA阻害剤。
- 前記リンカー残基が、化学式(G2)で表される原子団または化学式(TPA)で表される原子団である請求項1に記載のmicroRNA阻害剤。
- 前記二つ以上の相補的配列の間に位置しているリンカー残基が、化学式(G2)で表される原子団であることを特徴とする請求項1に記載のmicroRNA阻害剤。
- 前記相補的配列の端部に結合したリンカー残基が、化学式(G2)で表される原子団であることを特徴とする請求項1、3から5のいずれか一項に記載のmicroRNA阻害剤。
- 前記二つ以上の相補的配列の間に位置しているリンカー残基、および、前記相補的配列の端部に結合したリンカー残基の少なくとも一方が、化学式(G2)で表される原子団である請求項5または6に記載のmicroRNA阻害剤。
- 前記相補的配列が、RNAまたはDNAである請求項1から7のいずれか一項に記載のmicroRNA阻害剤。
- 下記配列番号2、4、6、13および15〜18のいずれかで表されるmicroRNA阻害剤。
5'-Gly-CGCCAATATTCGATGCTGCTA-Gly-CGCCAATATTCGATGCTGCTA-Gly-CGCCAATATTCGATGCTGCTA-Gly-T-3' (配列番号2)
5'-GlyGly-CGCCAATATTTACGTGCTGCTA-GlyGly-CGCCAATATTTACGTGCTGCTA-GlyGly-CGCCAATATTTACGTGCTGCTA-GlyGly-T-3' (配列番号4)
5'-GlyGly-CGCCAATATTCGATGCTGCTA-GlyGly-CGCCAATATTCGATGCTGCTA-GlyGly-CGCCAATATTCGATGCTGCTA-GlyGly-T-3' (配列番号6)
5'-GlyGly-CGCCAAUAUUCGAUGCUGCUA-GlyGly-CGCCAAUAUUCGAUGCUGCUA-GlyGly-CGCCAAUAUUCGAUGCUGCUA-GlyGly-U-3' (配列番号13)
5'-TPA-CGCCAATATTTACGTGCTGCTA-TPA-CGCCAATATTTACGTGCTGCTA-TPA-CGCCAATATTTACGTGCTGCTA-TPA-T-3' (配列番号15)
5'-TPA-CGCCAATATTCGATGCTGCTA-TPA-CGCCAATATTCGATGCTGCTA-TPA-CGCCAATATTCGATGCTGCTA-TPA-T-3' (配列番号16)
5'-TPA-CGCCAATATTTAGTTCCGTGCTGCTA-TPA-CGCCAATATTTAGTTCCGTGCTGCTA-TPA-CGCCAATATTTAGTTCCGTGCTGCTA-TPA-T-3' (配列番号17)
5'-GlyGly-CGCCAATATTTAGTTCCGTGCTGCTA-GlyGly-CGCCAATATTTAGTTCCGTGCTGCTA-GlyGly-CGCCAATATTTAGTTCCGTGCTGCTA-GlyGly-T-3' (配列番号18)
前記配列番号2で表される配列中のGlyは、下記化学式(G1)で表される原子団であり、ただし、5’末端に結合する塩基がない場合は、5’末端には水素原子(H)が結合しており、
前記配列番号4、6、13または18で表される配列中のGlyGlyは、下記化学式(G2)で表される原子団であり、ただし、5’末端に結合する塩基がない場合は、5’末端には水素原子(H)が結合しており、
前記配列番号15、16または17で表される配列中のTPAは、下記化学式(TPA)で表される原子団であり、ただし、5’末端に結合する塩基がない場合は、5’末端には水素原子(H)が結合している。
- 標識物質を含む、請求項10に記載のモノマー。
- 安定同位体を含む、請求項10または11に記載のモノマー。
- 自動核酸合成用である、請求項10から12のいずれか一項に記載のモノマー。
- 請求項1から9のいずれか一項に記載のmicroRNA阻害剤の製造方法であって、
請求項10から13のいずれか一項に記載のモノマーを使用することを特徴とする製造方法。
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