JP5934310B2 - 遺伝子サイレンシングに有用なhbvおよびhcv保存配列 - Google Patents
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Description
本出願は、2004年12月22日に出願された、米国仮特許出願第60/638,294号明細書からの優先権を主張し、参照によりその全体が本明細書に組み込まれているものとする。
本発明は、転写後遺伝子サイレンシング(PTGS)および転写遺伝子サイレンシング(TGS)を含む二本鎖RNA介在性遺伝子サイレンシングにより、哺乳動物細胞中のHBVおよび/またはHCVの発現を調節するために、既知のB型肝炎ウイルス(HBV)株および既知のC型肝炎ウイルス(HCV)株の保存遺伝子配列を利用する方法および組成物に関する。
ヒトC型肝炎(HCV)は、世界で推定2億人が感染している主要な公衆衛生問題である。米国内の年間新感染数は、2001年に約2万5千件であると推定される。この数は、供血者スクリーニングによって1980年代の年間新症例推定24万件からは減少した。それにもかかわらず、推定390万人(1.8%)のアメリカ人がHCVに感染したことがあり、そのうち270万人は慢性感染している。C型肝炎は世界規模の集団間において有意な遺伝的変異を示し、これはその頻繁な突然変異割合および急速な進化の証拠である。HCVには15種の記録された亜型を伴う6種の基本遺伝子型があり、世界の様々な地域ごとに広く有病率が異なる。これら主要な遺伝子型の各々は、その生物学的効果において―複製、突然変異割合、肝障害の型および重症度、および検出ならびに処置選択の点で―有意に異なり得るものの、それらの差異はいまだ明確には理解されていない。
哺乳動物体内細胞中のB型肝炎ウイルスのポリヌクレオチド配列の発現を阻害する方法であって、前記細胞に少なくとも1個の二本鎖RNAエフェクター分子、好ましくは2、3、4、5、6個、またはそれ以上の二本鎖RNAエフェクター分子を投与するステップを含んでなり、各二本鎖RNAエフェクター分子が、Tに対しUが置換される、配列番号18、配列番号19、配列番号21、配列番号22、配列番号23、および配列番号49からなる群より選択される配列を含んでなる、方法。好ましい方法においては、各々が、Tに対しUが置換される、配列番号18、配列番号19、配列番号23、および配列番号49からなる群より選択される配列を含んでなる、3または4個のdsRNAエフェクター分子が哺乳動物体内細胞に投与される。二本鎖RNAエフェクター分子は外因的に調製されるとともに哺乳動物細胞に投与されてもよく、もしくは二本鎖RNA発現ベクター、すなわち哺乳動物細胞中でdsRNAエフェクター分子を発現するよう操作された発現ベクターから哺乳動物細胞中で細胞内発現されてもよい。好ましい方法においては、各々が、Tに対しUが置換される、配列番号18、配列番号19、配列番号23、および配列番号49からなる群より選択される配列を含んでなる、少なくとも3または4個のdsRNAエフェクター分子が、哺乳動物体内細胞に投与されるdsRNA発現ベクターにコードされる。
RNA干渉(RNAi)は、配列特異的な、動物および植物における転写後遺伝子サイレンシングまたは転写遺伝子サイレンシングの、サイレンシングされる遺伝子と配列上相同である二本鎖RNA(dsRNA)により開始される方法である。RNA干渉が配列特異的な様式で作用することから、薬物として使用されるRNAi分子はその標的に特異的であるに違いない。ウイルスゲノムは環境における変化に抵抗性を適応させるべく変異できる。HBVおよびHCVはRNAiにとって非常に望ましいウイルス標的であるが、ウイルスの可変性ならびに変異性およびウイルスの高転写率により、HBVおよびHCVはいずれの治療的および/または予防的アプローチにおいても非常に課題の多い標的となる。RNAiを使用してウイルスゲノム複製をノックダウンするためには、ウイルスゲノム中の保存されたかつ固有の領域を同定する必要がある。同時に、毒性を回避するため、遺伝子サイレンシング用に選択される任意の配列がヒトゲノムには存在しないことが非常に重要である。
本発明に従いサイレンシングの標的とされるウイルス保存配列が、天然由来で、正常に機能し、かつ必須の任意のヒトポリヌクレオチド配列と確実に実質上非相同であることが、dsRNA分子が本発明の方法に使用される時、任意の天然由来哺乳動物必須ポリヌクレオチド配列の機能に悪影響を及ぼさないために、等しく重要である。かかる天然由来機能性哺乳動物ポリヌクレオチド配列は、所望のタンパク質をコードする哺乳動物配列、ならびに非コードながら健常哺乳動物中の必須制御配列を提供する哺乳動物配列を含む。本質的に、本発明に有用なRNA分子は、本発明の任意の方法の実施後にもその機能が妨害されないよう意図される任意の哺乳動物ポリヌクレオチド配列と配列上十分に違うものでなければならない。RNA分子ポリヌクレオチド配列と正常哺乳動物配列との間の相同性の本質的な欠如を明確にするため、コンピュータアルゴリズムが使用され得る。
以下の配列はWIPOスタンダード(Standard)ST.25(1998年)に
より要求されるフォーマットで表され、37CFR1.821の下で提供されるコードを
使用する。配列番号1〜配列番号10はHBVゲノムに由来する。配列番号11および配
列番号12はHCVゲノムに由来する。
「核酸組成物」または「ヌクレオチド」組成物により、1個またはそれ以上のリン酸分子が糖(例えば、五炭糖または六炭糖)と結合され、その糖がさらにプリン由来塩基(例えば、アデニン)およびピリミジン由来塩基(例えば、チミン)と結合される、任意の1個またはそれ以上の化合物が意味される。特定の天然由来核酸分子は、ゲノムデオキシリボ核酸(DNA)および宿主リボ核酸(RNA)、ならびに数種の形態のリボ核酸、例えば、メッセンジャーRNA(mRNA)、トランスファーRNA(tRNA)、およびリボソーマルRNA(rRNA)を含む。また、種々のRNA分子に相補的である種々のDNA(cDNA)も含まれる。合成DNAまたは天然由来DNAとのそのハイブリッド、ならびにDNA/RNAハイブリッド、およびペプチド核酸(PNA)分子(Gambari,Curr Pharm Des 2001 Nov;7(17):1839-62)もまた使用され得る。
配列番号4、配列番号5;および配列番号7由来の配列;
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医薬応用のための本発明のdsRNAまたはdsRNA発現コンストラクト用の別の望ましい送達技術は、シクロデキストリン含有ポリカチオンに基づく自己組織化シクロサート(Cyclosert)(商標)2構成成分核酸送達系であり、これはインサート・セラピュティクス(Insert Therapeutics)、カリフォルニア州パサディナ(Pasadena,CA)から入手可能である(Bioconjug Chem 2003 May-Jun; 14 (3): 672-8; Popielarski et al.;「Structural effects of carbohydrate-containing polycations on gene delivery. 3. Cyclodextrin type and functionalization」、ならびにBioconjug Chem 2003 Jan-Feb;14 (1):247-54および255-61を参照)。第1の構成成分は、直線状の、シクロデキストリン含有ポリカチオンポリマーであり、DNAと混合されると、核酸の「骨格」リン酸に結合して、DNAを縮合するとともに血清中においてDNAをヌクレアーゼ分解から保護する均一なコロイドナノ粒子に組織化する。第2の構成成分は末端アダマンタンPEG分子を伴う表面修飾剤であり、シクロデキストリンポリマーと結合されると表面シクロデキストリンと包接複合体を形成するとともに凝集を阻止し、安定性を亢進するとともに全身投与を可能にする。加えて、細胞表面受容体の標的リガンドは、目的の標的細胞へのDNAの直接的な標的送達を提供する修飾因子に付着され得る。肝実質細胞はHBVおよびHCV感染を起こしやすいことから、本発明のdsRNA発現コンストラクトの肝細胞への標的送達にこの方法を利用することは特に有利と考えられる。例えば、哺乳動物肝実質細胞上のアシアロ糖タンパク質受容体(ASGP−R)は、ガラクトシル化ポリマーなどのガラクトシル化またはラクトシル化残基を伴う合成リガンドの使用により標的とされ得る。
C型肝炎ウイルスゲノム、およびより少ないが有意な程度のB型肝炎ウイルスゲノムの突然変異性は、これらのウイルス媒介物に対する核酸ベース治療の設計への課題の提示として上記されている。本発明者らは、元来世界中に幅広く散在する地理的地域からの何千ものヒトウイルス分離株に由来する、何千もの個体のHCVおよびHBV配列を綿密にアラインメントしてきた。そうすることで本発明は、単独で、およびHCVおよび/またはHBVのゲノムの最小変異可能領域を標的とするdsRNAエフェクター分子中の組合せで利用される好ましい配列を同定および特定した。
1a−北米および南米で最も見られる:オーストラリアでも一般的
1b−ヨーロッパおよびアジアで最も見られる。
4c−中央アフリカで極めて蔓延
5a−南アフリカのみで極めて蔓延
6a−香港、マカオおよびベトナムに限定されている
7aおよび7b−タイで一般的
8a、8bおよび9a−ベトナムで蔓延
10aおよび11a−インドネシアで見られる
従って、本発明の高度保存配列は、1a、1b、2a、2b、および2cを含め、これらの世界中に散在するHCV遺伝子型および亜型の全てではないがほとんどの間で保存されると期待され、例えばdsRNAエフェクター分子、特にその組合せ、およびかかるdsRNAの発現能を有するdsRNA発現ベクターとして利用される時、極めて有効な治療薬と考えられる。
以下の実施例は実例としてのみ提供される。本開示内で説明される全ての参考文献は参照によりその全体が具体的に本明細書に組み込まれる。
複製コンピテント細胞培養モデルにおけるHBV複製および発現のサイレンシング
細胞培養モデルの簡単な説明:Huh7細胞系などのヒト肝由来細胞系は、全てのウイルスRNAの転写能および感染性ウイルスの産生能を有する末端重複ウイルスゲノムからなるHBVの感染性分子クローンをトランスフェクトされる[1〜3]。これらの研究に使用されるレプリコンはGenBank受託V01460に求められるウイルス配列に由来する。肝実質細胞への内部移行および核局在化に続き、数個のウイルスプロモーター由来の感染性HBVプラスミドの転写がHBV複製を反映する事象のカスケードを開始することが示されている。これらの事象としては、転写されたウイルスmRNAの翻訳、転写されたプレゲノムRNAのコア粒子へのパッケージング、プレゲノムRNAの逆転写、およびビリオンおよびHBsAg(B型肝炎表面抗原)粒子のトランスフェクト細胞の培地への組織化および分泌が挙げられる。このトランスフェクションモデルは感染した肝細胞内でのHBV複製のほとんどの態様を再現するとともに、それゆえHBV発現および複製のサイレンシングを調べるための優れた細胞培養モデルである。
以下は、GenBank(登録商標)受託番号V01460由来の配列をコードするeiRNAベクター(dsRNA発現ベクター)を使用して実施された実験の例である。これらの記載されたeiRNAベクター中のHBV配列は本明細書中で別記されるとおり同定される高度保存配列であったが、siRNAとしての活性もまた示した(Pachuk, C.,「Methods and Constructs for Evaluation of RNAi targets and Effector Molecules」,PCT/US第2004/005065号明細書、2004年2月25日出願を参照)。本実験用に用いられた特定のeiRNAバックボーンベクターは、コードされたRNAの発現を駆動するためのU6プロモーターを含む専用ベクターであった。各ベクターは1個の短鎖ヘアピンRNA(shRNA)のみをコードした。shRNAコード配列にはRNApolIII終結配列が続いた。U6プロモーター、RNApolIII終結シグナル、およびコードされたshRNAの配列は全て実施例の末尾に示される。U6プロモーターおよびRNApolIII終結シグナルを含む同様のベクターは、ウィスコンシン州マディソン(Madison,Wis.)のプロメガ社(Promega,Inc.)製の「siLentGene−2 Cloning Systems」ベクターのように市販されている。当業者はまた本明細書に提供される情報に従いそれらを作成することもできる。他の発現およびプロモーター系、特に、U6ではなく、例えばH1プロモーターまたは7SKプロモーターであるRNApolIIIプロモーターを伴うこれらのベクターを使用しても同様の結果がまた得られるであろうことが期待される。
RPMI−1640培地中で培養されたHuh7細胞が密度3×105細胞/ウェルで6ウェルプレートに播種された。全てのトランスフェクションは細胞播種の翌日に、リポフェクタミン(Lipofectamine)(商標)(インビトロジェン(InVitrogen)、カリフォルニア州カールズバッド(Carlsbad,Cal.))を使用して製造者の指示に従い実施された。本実験において、細胞は500ngの感染性HBVプラスミドayw亜型(「pHBV2」)(GenBank(登録商標)受託番号V01460)および500ng、300ng、250ng、120ng、100ng、50ng、または10ngのeiRNAコンストラクトをトランスフェクトされた。DNAは不活性プラスミドDNAのpGL3−ベーシック(Basic)(プロメガ(Promega)、ウィスコンシン州マディソン(Madison Wis.))をトランスフェクションにおけるDNA総量が2.5μgとなる量で含むことにより2.5μgで一定/トランスフェクションが保たれた。例えば、500ngのHBV−DNAおよび500ngのeiRNAコンストラクトを受け取るトランスフェクションにおいて、1.5μgのpGL3がトランスフェクションに添加された。トランスフェクションに先立って、培地が細胞から除去され、かつ該細胞はOpti−MEM(登録商標)(インビトロジェン・ライフ・テクノロジーズ(InVitrogen Life Technologies)、カリフォルニア州カールズバッド(Carlsbad,Cal.))で洗浄された。次に800μgのOpti−MEM(登録商標)が細胞の各ウェルに添加され、トランスフェクション混合物の添加が続いた。トランスフェクション後17〜19時間で、トランスフェクション混合物およびOpti−MEM(登録商標)が細胞から除去され、かつ2mLの培地/培養ウェルと交換された。トランスフェクションから3、6、および10日後、培地は細胞から除去され、かつ−70℃で貯蔵された。培地は、3および6日目に2mLの新鮮培地と交換された。全てのトランスフェクションは重複して行われた。2組の対照トランスフェクションもまた実施された:HBV−DNA単独(500ngのHBV−DNAに加えて2μgのpGL3)およびeiRNAコンストラクトを伴うHBV−DNA(500ngのHBV−DNA、1μgの対照eiRNAコンストラクト、および1.0μgのpGL3DNA)。
トランスフェクションに続き、細胞がHBV発現および複製の欠損または低下についてHBsAg分泌を測定することによりモニタされた。細胞はトランスフェクト細胞の培地(および培地対照)を、トランスフェクション後3、6、10日でアッセイすることによりモニタされた。アボット・ラボラトリーズ(Abbott Labs)(イリノイ州アボット・パーク(Abbott Park,Ill.))から市販されているAuszyme(登録商標)ELISAが表面Ag(sAg)を検出するため製造者の指示事項に従い使用された。表面Agは、ウイルス複製だけでなく、トランスフェクトされた感染性HBVクローン中およびインビボでの感染中に産生されるHBVcccDNAからのRNAポリメラーゼIIにより開始される表面Agシストロンの転写にも関連することから、sAgが測定された。表面Ag合成はHBV複製の不在下においても有害な影響が続くことから、ウイルス複製だけでなくsAgの複製非依存的合成も下方制御することが重要である。
本実施例の末尾に記載されるHBV特異的eiRNAコンストラクトをトランスフェクトされた細胞は全て、対照に比べsAgレベルの減少を誘発した。阻害レベルは、表2〜8に見られるデータに対応する添付図2〜8に示される。788〜808および807〜827と同定される配列のみが、用量500ngで表面Agレベルをそれぞれ30%および50%低下させたことに留意されたい。これらはsAgmRNAを標的としない唯2つのeiRNAである;その代わりにこれらは3.1KbのHBVmRNAを標的とするとともに、それゆえsAgレベルを間接的に低減する。これらの他のHBV−RNAが標的とされる時観測されるsAgの30%〜50%の低減は、これらのeiRNAコンストラクトが効果的であることを強く示唆するものと考えられる。本実験ではHBV特異的eiRNAが使用された。
HBsAgが上記に記載されるとおり測定されるとともに表2〜8のデータに対応する図2〜8にプロットされた。eiRNAコンストラクト量はeiRNAコンストラクト名の後に括弧書きで示されるとともにμg量である。例えば、2791(0.5)は、0.5μgまたは500ngのeiRNAコンストラクト2791〜2811(表1を参照)がトランスフェクションに使用されたことを意味する。対照と比べた阻害割合もまた下表に示されるとともに、これは10日目の測定について特異的である。1299が500ngで評価された本実施例における第4番目のデータセットは、10日目に評価が行われなかったため、3および6日目の2時点のみを有することに留意されたい。本実験の阻害割合は6日目のデータについて示された。データは、sAgを測定するため使用されるオーザイム(Auszyme)ELISAアッセイキットの製造者により記載されるとおり収集された未加工ODデータとして示される。2791〜2811についての50ngのデータおよび1907〜1927についての10ngのデータは示されていない。これらの用量の各々は、HBsAg発現を対照と比べ約50%阻害した。
背景:2個のeiRNAコンストラクトの添加の相加効果を評価するため、同一の細胞培養モデルが使用された。本実験においては2791〜2811および2919〜2939が評価された。これらは2種の用量で個別に、すなわち10ngおよび25ngで、および10ng(5ngの2791〜2811に加え5ngの2919〜2939)と25ng(12.5ngの2791〜2811および12.5ngの2919〜2939)との組合せで評価された。相加効果が、例えば、25ngの2791〜2811で認められる阻害の半分に加え25ngの2919〜2939で認められる阻害の半分が、25ngの組合せ用量に認められる阻害とほぼ等しくなる時、観測される。これは、25ng用量の単一eiRNAコンストラクトの使用では阻害が得られないかもしれないとき、2個またはそれ以上のeiRNA配列の使用がウイルス逃避変異体の生成を予防するにおいて非常に重要であることから、重要である。
Huh7細胞が密度3×105細胞/ウェルで6ウェルプレートに播種された。全てのトランスフェクションは細胞播種の翌日に、リポフェクタミン(Lipofectamine)(商標)(インビトロジェン(InVitrogen))を使用して製造者の指示に従い実施された。本実験において、細胞は500ngの感染性HBVプラスミドayw亜型(GenBank(登録商標)受託番号V01460)および25ngまたは10ngの2種の別個のeiRNAコンストラクトまたは総量25ngまたは10ngのこれら2種のeiRNAコンストラクトの組合せをトランスフェクトされた。DNAは不活性プラスミドDNAのpGL3をトランスフェクションにおけるDNA総量が2.5μgとなる量で含むことにより2.5μgで一定/トランスフェクションが保たれた。例えば、500ngのHBV−DNAおよび10ngのeiRNAコンストラクトを受け取るトランスフェクションにおいて、次に1.99μgのpLUCがトランスフェクションに添加された。トランスフェクションに先立って、培地が細胞から除去され、かつ該細胞はOpti−MEM(登録商標)(インビトロジェン・ライフ・テクノロジーズ(InVitrogen Life Technologies))で洗浄された。次に800μgのOpti−MEM(登録商標)が細胞の各ウェルに添加され、トランスフェクション混合物の添加が続いた。トランスフェクション後17〜19時間で、トランスフェクション混合物およびOpti−MEM(登録商標)が細胞から除去され、かつ2mLの培地/培養ウェルと交換された。トランスフェクションから4、8、および11日後、培地は細胞から除去され、かつ−70℃で貯蔵された。培地は、4および8日目に2mLの新鮮培地と交換された。全てのトランスフェクションは重複して行われた。2組の対照トランスフェクションもまた実施された:HBV−DNA単独(500ngのHBV−DNAに加え2μgのpGL3)、および対照eiRNAコンストラクトを伴うHBV−DNA(500ngのHBV−DNA、500ngの対照eiRNAコンストラクトおよび1.5μgのpGL3.DNA)。
結果が表9に示されるとともに、対応するグラフが図10に見られる。2791〜2811および2919〜2939の組合せは、2791〜2811または2919〜2939単独の投与と少なくとも等しい効果を示した。同一のおよび/または異なるHBV遺伝子由来の異なるHBV配列を照準とする2個またはそれ以上のdsRNAを組み合わせることにより同様の利点が見られるであろうことが期待される。
マウスモデルにおけるHBVのサイレンシング
要約:確認実験1に記載される2個のeiRNAベクターが、マウスモデル中のHBVレプリコンをサイレンシングするその能力について評価された。これらのベクターは2791〜2811および1907〜1927ベクターであった。双方のベクターが、細胞培養モデル中でそれらがサイレンシングしたのと同程度までマウスモデル中のHBVをサイレンシングすることが認められた。他の治療法によるマウス中の本HBVレプリコンをサイレンシングする能力はヒト有効性の予測因子であることが実証されている[4]。
チンパンジーはヒトHBV感染力を研究する唯一の動物モデルを表す。しかしながら、HBV発現および複製が生じるマウスモデルは利用可能である。本モデルは、標的とされるウイルス複製に対するだけでなく抗原のRT非依存性発現に対する抗HBV治療剤の評価にも貴重とされてきた。本モデルでは、複製コンピテントHBVはエピソームHBV−DNAから一時的に発現される。このモデルは、流体力学的送達により複製コンピテントHBV−DNAをマウス肝に導入することにより作成される[1]。
流体力学的送達の研究:実験3.
全ての動物は流体力学的に7.5μgの感染性HBVaywプラスミド(確認実験1に記載される)を注入された。肝実質細胞への内部移行および核局在化に続き、数個のウイルスプロモーター由来HBVaywプラスミドの転写がHBV複製を反映する事象のカスケードを開始することが示された[1]。これらの事象としては、転写されたウイルスmRNAの翻訳、転写されたプレゲノムRNAのコア粒子へのパッケージング、プレゲノムRNAの逆転写、およびビリオンおよびHBsAg粒子の注入された動物の血清への組織化および分泌が挙げられる。実験動物は10μgの2791〜2811を同時注入された。対照動物の第2群が無関係なeiRNAコンストラクト10μgを注入された。全ての動物はまた、2.5μgのGFPレポータープラスミド(クロンテック(Clontech)、カリフォルニア州パロ・アルト(Palo Alto,Cal.))も同時注入された。正規化するための対照として供される注入されたマウスの肝中でのGFPmRNAの発現は、マウスモデルトランスフェクション有効性に反する結果となる。動物に注入された全DNAは、不活性フィラーDNAのpGL3(プロメガ(Promega)、ウィスコンシン州マディソン(Madison,Wis.))を含むことにより20μgで一定に保たれた。全てのDNAが、Yang et al.[1]に記載される方法に従い調合および注入された。各群5動物であった。DNAおよび各動物に注入されるDNA量が表10に示される。
本実験は、2個のeiRNAコンストラクト、2791〜2811および1907〜1927が評価されたことを除き、実施例1の実験3と同様であった。本実験において、HBsAgが本明細書に既述されたアッセイを使用して1および4日目に測定された。
リメラーゼIIIベース発現コンストラクト
2005年8月23日出願のPCT/US第05/29976号明細書にさらに詳細に記載されるとおり、4個のポリメラーゼIIIプロモーター短鎖ヘアピンdsRNA発現カセットを含むプラスミド発現ベクターのpHB4が構築された。各発現カセットは、短鎖ヘアピンdsRNAをコードする配列に操作可能に連結されるポリメラーゼIIIプロモーター、およびポリメラーゼIII終結配列を含んだ。ポリメラーゼIIIプロモーターはU6、7SK、および7SK−4Aと命名される2個の7SK配列変異プロモーターの複製物であった。各短鎖ヘアピンdsRNA配列は、本明細書に教示されるとおりのHBV高度保存配列と相同および相補的な二本鎖ステム領域を含んでなった。4個のdsRNAエフェクター分子は、それぞれ配列番号62、配列番号59、配列番号55、および配列番号54を含んでなる、配列番号49、配列番号23、配列番号19、および配列番号18の配列を含んでなった。しかしながら、PCT/US第05/29976号明細書の実施例1にさらに詳細に記載されるとおり、dsRNAヘアピンエフェクター分子をコードする配列は制限部位でプラスミド発現ベクターの発現カセットに挿入され、結果的に事実上最終転写の5’末端に付加される数個の追加的なヌクレオチドとなった。予想されたdsRNAヘアピンを含む転写は、実際には追加的な5’および3’配列を含む:6塩基からなる5’リーダー(例えば、SalIまたはHindIIIまたは他の選ばれた認識配列)の後にdsRNAヘアピン配列が、その後に転写終結中に組み込まれる通常2個(1、2、3、または4個)のU残基である短い3’末端Uトラクトが続く。これらのdsRNAヘアピンに隣接する5’および3’転写配列の長さおよび構成の差異が、dsRNA介在性サイレンシングをもたらすためのdsRNAヘアピンの能力に不利に影響したようには思われなかったが、これは、合成dsRNAデュプレックスとは異なり、内因的に発現されたdsRNAヘアピンコンストラクトが、例えば約19〜29bpの間のdsRNA「ステム」の長さ、一本鎖ループの長さおよび構成、追加的な短い5’および/または3’配列の存在または不在といった数々の点で変化するにも関わらず、有効であることを示唆する。
nd Effector Molecules」に教示されるとおりのルシフェラーゼアッセイは、4個全てのプロモーター/shRNAカセットがベクターおよびアッセイ可能な基質を供給された細胞中でそれらの標的配列をサイレンシングする活性を有したことを示した。IC50値は、1個のプロモーター/shRNAカセットベクターから4個のプロモーター/shRNAカセットを含むpHB4発現ベクターに増加させた時、実質的に減少した。IC50値はまた、各shRNA分子の相対力価および転写レベルによっても影響され得たであろうとともにベクターのみの濃度との単純な関係は反映しなかったが、これは細胞に入り4個のコードされたdsRNA分子を発現した後は事実上4個の薬物として振る舞った。言い換えれば、増加した力価は、ベクターにより生成されたより多量のshRNA転写総量だけでなく、各shRNAが標的ウイルスRNA分子の分解を介してsAgまたはeAg産生の低減に効果を及ぼす必要がある個々の力価もまた反映した。shRNAカセットの連続的添加は、明らかに定量的様式でベクターの力価を増加させ、さらにはHBV標的の4箇所の異なる部位を阻害することによりHBV標的に対する薬理学的活性を増加させた。しかしながら、複数の個々の抗ウイルスdsRNAヘアピン分子を発現する複数のポリメラーゼIII発現コンストラクトの能力は、「力価」の関連する増加のためだけでなく、それ自体有意な値であることを認識することは重要である。抗ウイルス有効性レベルが高い場合、各追加的dsRNA分子に伴い認められるウイルス阻害における増加性定量的増加は、ウイルス耐性の発達に対し高い耐性であるという固有の利点から、事実上多剤レジメンであるものを送達するコンストラクトの能力よりもそれ自体は重要性が低くなり得る。
C型肝炎−RNAi治療展開のための配列
実験1
簡単な紹介:
C型肝炎ウイルス(HCV)は非A、非B型輸血後肝炎の第一原因であるとともに、世界の2億を超える肝炎症例を占める。HCVゲノムは高度の配列変異性を有する。50種を超える亜型を含んでなる6種の主要遺伝子型があるとともに擬似種により特徴付けられる有意な異種性が患者に見出されてきた。組換えポリメラーゼまたは細胞ベースサブゲノムレプリコン系を使用することにより、HCV複製の理解には大きな進展がなされてきた。レプリコン細胞系を使用することにより、HCV特異的siRNAはHCVタンパク質発現およびRNA複製を抑制できることが実証されている。5’NTRおよび構造的と非構造的との双方の遺伝子の配列が成功裏に標的とされている。3’NTR配列はその高度に保存された性質によりsiRNAベース治療にとって極めて魅力的な標的となる。しかしながら、3’NTR使用の実現可能性を調査する研究は何ら行われていない。我々はここに、サブゲノムレプリコン系においてHCVタンパク質発現を阻害できる数個のsiRNAの設計および試験を報告する。外因的に合成されたHCV特異的siRNAが下記に記載されるとおりHCVレプリコン細胞系にトランスフェクトされた。
肝細胞腫Huh7細胞中のHCVレプリコンが、10%ウシ胎仔血清(インビトロジェン(Invitrogen))、1%ペニシリン−ストレプトマイシン、1%非必須アミノ酸および0.5mg/mLジェネティシン含有ダルベッコ変法イーグル培地(「DMEM」)(インビトロジェン(Invitrogen))中で培養された。細胞は開裂に先立ち75%培養密度まで成長させた。
レプリコン細胞由来の全細胞ライセートが1×LDS緩衝液(インビトロジェン(Invitrogen))中のレプリコン細胞から回収された。ライセートは、10%トリスグリシンポリアクリルアミドゲル(インビトロジェン(Invitrogen))での電気泳動前に、ベータメルカプトエタノールの存在下において90℃で5分間加熱された。タンパク質はPVDF(インビトロジェン(Invitrogen))膜に移された。移した後、膜は0.5%Tween−20含有PBS(PBS−Tween)で1回リンスされ、かつ5%脱脂乳含有PBS−Tween中に1時間固定された。PBS−Tweenでの洗浄後、膜は1:1500希釈のα−NS5A一次抗体(チェン・リュウ(Chen Liu)博士よりの供与)とともに1時間、室温にてインキュベートされた。1:5000希釈のHRP結合αマウスIgG二次抗体(アマシャム(Amersham))を伴うインキュベーションに先立ち、ブロットがPBS−Tween20中で洗浄された。二次抗体のインキュベーションに続き、ブロットは再洗浄され、かつECL(アマシャム(Amersham))で製造者のプロトコルに従い処置された。
全細胞RNAがRneasy(登録商標)キット(キアゲン(Qiagen))を使用することにより抽出された。ノーザンブロット分析がグオ(Guo)らのプロトコルに従い行われた。簡潔には、5μgの全RNAが2.2Mホルムアルデヒド含有1.0%アガロースゲルを介して電気泳動され、ナイロン膜に移され、かつUV架橋(ストラタジーン(Stratagene))により固定化された。50%脱イオンホルムアミド、5×SSC(750mM塩化ナトリウム、750mMクエン酸ナトリウム)、デンハート液、0.02Mリン酸ナトリウム(pH6.8)、0.2%ドデシル硫酸ナトリウム(「SDS」)、100μgの変性剪断サケ精子DNA/ml、および100μgの酵母RNA/ml含有溶液中において58℃で16時間、α−[32P]CTP標識ネオマイシンRNAを使用してハイブリダイゼーションが実行された。膜は、2×SSC/0.1%SDS中において室温で30分間、1回洗浄され、かつ0.1×SSC/0.1%SDS中において68℃で30分間、2回洗浄された。膜はX線フィルムに曝露された。
siRNAのレプリコン細胞へのトランスフェクションのため、リポフェクタミン(Lipofectamine)(登録商標)2000試薬(インビトロジェン(Invitrogen))がユーザーマニュアルに従い使用された。簡潔には、トランスフェクション前日に0.5mLのDMEM中の2×104個の細胞が24ウェルプレートに播種された。指示されたsiRNA量が50μLのOptiMEM中に希釈され、かつ希釈リポフェクタミン(Lipofectamine)(登録商標)2000試薬(Optimem50μL中1μL)と混合された。混合物は細胞単層上に加えられる前に、室温で20分間インキュベートされた。トランスフェクション後48〜72時間で、細胞はPBS中で洗浄され、かつ100μLのSDS試料緩衝液中に溶解された。
1.HCVコア(陽性対照):配列番号45
2.#12、表14に示され、HCV−NS5B遺伝子を標的とする、これも陽性対照
3.ラミン配列(陰性対照):配列番号46
3種のsiRNAが対照として使用された:陰性対照用に細胞遺伝子ラミンを標的とするsiRNA、陽性対照としてHCVのコア配列を標的とするsiRNA、陽性対照としてHCV−NS5B遺伝子を標的とするsiRNA。2種の各siRNA濃度(9および20ピコモル)が使用され、かつ結果がsiRNA無しのトランスフェクションと比較された。従って、図13のウエスタンブロットは、0、9、および20ピコモルの同定されたsiRNAを表す。siRNA#22、32、42、62、および72が、HCV−NS5Aタンパク質発現の抑制において著しく活性であった。おそらくは、コアの陽性対照siRNAに伴い以前得られた結果に基づけば、HCVRNAレベルもまた減少している。試験された濃度では数個のsiRNAが最小限の影響を有したが、より高い濃度で評価されるべきである。これらとしては、#12(標的NS5B)、#102、#52、および#82が挙げられる。
実験2が、下表15に記載される配列(およびそれらの相補体)を含んでなるsiRNAのR1〜R8がトランスフェクションに使用されたことを除き、RNAi治療展開のためのC型肝炎配列の実験1に記載されるとおり実施された。ここで実施されたウエスタンブロットアッセイは、実施例2の実験1に記載されるとおりであった。陽性対照として使用される対照HCVコアsiRNAは前出のHCV実験1に記載されるsiRNAである。0、3および9ピコモルのレベルでトランスフェクトされた対照「コア」siRNAを除く全てのsiRNAが0、9および20ピコモルの濃度でトランスフェクトされた。R1、R2、R3、R5、R7、およびR8全てが、図14のウエスタンブロットに見られるとおりHCVの有意な阻害を示した。
複製コンピテント細胞培養モデルにおけるHBV複製および発現のサイレンシング
細胞培養モデルの簡単な説明:
Huh7細胞系などのヒト肝由来の細胞系が、全てのウイルスRNAの転写能および感染性ウイルスの産生能を有する末端重複ウイルスゲノムで構成されるHBVの感染分子クローンをトランスフェクトされる[1〜3]。これらの研究で使用されるレプリコンはGenBank受託番号V01460およびJ02203に認められるウイルス配列に由来する。肝実質細胞への内部移行および核局在化に続き、数個のウイルスプロモーター由来感染性HBVプラスミドの転写がHBV複製を反映する事象のカスケードを開始することが示されている。これらの事象としては、転写されたウイルスmRNAの翻訳、転写されたプレゲノムRNAのコア粒子へのパッケージング、プレゲノムRNAの逆転写、およびビリオンおよびHBsAg(B型肝炎表面抗原)粒子のトランスフェクト細胞の培地への組織化および分泌が挙げられる。このトランスフェクションモデルは感染した肝細胞内のHBV複製のほとんどの態様を再現するとともに、それゆえHBV発現および複製のサイレンシングを調べるための優れた細胞培養モデルである。
Huh7細胞が、トランスフェクションの時点で80〜90%の間の培養密度であるよう6ウェルプレートに播種される。全てのトランスフェクションはリポフェクタミン(Lipofectamine)(商標)(インビトロジェン(Invitrogen))を使用して製造者の指示に従い実施される。本実験において、細胞は、50ngの感染性HBVプラスミド、1μgのT7RNAポリメラーゼ発現プラスミド(下記プラスミドの説明)、600ngの配列番号1由来の配列からなるヘアピンRNAをコードするeiRNAベクター(下述)および600ngの配列番号5由来の配列からなるヘアピンRNAをコードするeiRNAベクター(下述)をトランスフェクトされる。対照細胞は、50ngのHBVプラスミドおよび1μgのT7RNAポリメラーゼ発現プラスミドをトランスフェクトされる。不活性フィラーDNAであるpGL3ベーシック(プロメガ(Promega)、ウィスコンシン州マディソン(Madison Wis.))が、DNA総量/トランスフェクションが2.5μgDNAとなるよう全てのトランスフェクションに添加される。
トランスフェクションに続き、細胞は、HBsAg分泌およびDNA含有ウイルス粒子分泌を測定することにより、HBVの発現および複製における欠損または低減についてモニタされる。細胞は、dsRNA投与後2日目に始めるとともにその後隔日で3週間の期間、トランスフェクト細胞の培地をアッセイすることによりモニタされる。B型肝炎表面抗原(HBsAg)を検出するため、アボット・ラボラトリーズ(Abbott Labs)(イリノイ州アボット・パーク(Abbott Park,Ill))から市販されているオーザイム(Auszyme)ELISAが使用される。HBsAgはウイルス複製のみならずトランスフェクトされた感染性HBVクローン中のRNAポリメラーゼIIにより開始される表面Agシストロンの転写にも関係することから、HBsAgが測定される。HBsAg合成はHBV複製の不在下においても続行できることから、ウイルス複製のみならずHBsAgの複製非依存的合成も下方制御することが重要である。キャプシド形成されたHBVゲノムDNAを含むビリオン粒子の分泌もまた測定される。キャプシド形成されたDNAを含むビリオン粒子の欠損はHBV複製の欠損の指標である。ビリオン分泌の分析は、裸と未成熟コア粒子と外被感染性HBVビリオンとの間を識別する技術に関わる[6]。簡潔には、培養細胞の培地由来のペレット状ウイルス粒子が、プロテイナーゼK消化に供されコアタンパク質を分解する。プロテイナーゼKの不活性化後、試料はRQ1DNアーゼ(プロメガ(Promega)、ウィスコンシン州マディソン(Madison Wis.))とともにインキュベートされコア粒子から遊離されるDNAを分解する。試料はSDSの存在下でプロテイナーゼKにより再び消化されDNアーゼを不活性化するとともに感染性外被ビリオン粒子を破壊および分解する。次にDNAはフェノール/クロロホルム抽出およびエタノール沈殿により精製される。HBV特異的DNAがゲル電気泳動により検出され、サザンブロット分析が続く。
T7RNAポリメラーゼ遺伝子の配列
配列番号47は、pCEP4(インビトロジェン(Invitrogen)、カリフォルニア州カールズバッド(Carlsbad,Cal.))などの哺乳動物発現ベクターにクローニングされるT7RNAポリメラーゼ遺伝子を表す。クローニングは当業者により容易に行われ得る。当業者はまた、コザック配列を伴うリーダー配列がT7RNAポリメラーゼ遺伝子から上流に直接クローニングされる必要があることも承知しているであろう。
ベクターは上記に記載されるとおりT7ベースである。インサートは、GenBank(登録商標)受託番号V01460およびJ02203の座標3004〜2950(約55bp)から位置付けられる配列からなる単分子ヘアピンをコードする。ヘアピンの一領域は配列のセンスバージョンをコードするとともにヘアピンの第2の領域は該配列のアンチセンスバージョンをコードする。ヘアピンは当業者により容易に設計および作製され得る。
ベクターは上記に記載されるとおりT7ベースである。インサートは、GenBank(登録商標)受託番号V01460およびJ02203の座標730〜786から位置付けられる配列からなる単分子ヘアピンをコードする。ヘアピンは配列番号1由来配列をコードするヘアピンについて記載されるとおり設計される。
マウスモデルの理論的根拠:
チンパンジーはヒトHBV感染力を研究するための唯一の動物モデルを表す。しかしながら、ヒトHBV発現および複製が生じるマウスモデルは利用可能である。本モデルは、抗HBV治療剤の評価に貴重とされてきたとともにヒトにおけるこれらの薬剤の有効性についての予測因子であることが示されてきた[4]。これらのモデルの第1はトランスジェニックマウスモデルであり,HBVゲノムまたは選択されたHBV遺伝子が発現される[7、8]。HBVはマウスゲノムに組み込まれるため,これらの動物はウイルス複製用のみならず抗原のRT非依存性発現用としても役立つ。複製コンピテントHBVがエピソームHBV−DNAから一時的に発現される同様のモデルが存在する。本モデルは複製コンピテントHBV−DNAをマウス肝に流体力学的送達により導入することにより作成される[1]。トランスジェニック動物と異なり、これらのマウスはHBV抗原に対し免疫寛容性ではないとともにHBVトランスフェクト肝実質細胞の免疫介在性クリアランスが研究され得る。
対照B10.D2マウスが、全てのウイルスRNA転写能および感染性ウイルス産生能を有する末端重複ウイルスゲノムからなるHBV(ayw亜型)の感染性分子クローンを流体力学的に注入される[1、2、3]。肝実質細胞への内部移行および核局在化に続き、数個のウイルスプロモーター由来HBVaywプラスミドの転写がHBV複製を反映する事象のカスケードを開始することが示されている[1]。これらの事象としては、転写されたウイルスmRNAの翻訳、転写されたプレゲノムRNAのコア粒子へのパッケージング、プレゲノムRNAの逆転写、およびビリオンおよびHBsAg粒子の注入された動物の血清への組織化および分泌が挙げられる。動物はHBVレプリコンプラスミドの4種の用量(1μg、3μg、5μg、および10μg)を注入される。これらの用量は、流体力学的送達後のレポータープラスミドの検出可能な発現を取り除く能力を有する非飽和用量を表すため、選ばれる。動物は、各群の動物が10〜19μg用量の特定のエフェクターコンストラクトを総DNA用量が20μgとなるよう受け取るように、エフェクターdsRNA発現ベクター(eiRNA)を同時注入される。例えば、3μg用量のHBVレプリコンを受け取るマウスにおいては、全20μgの注入DNAのために、選ばれたeiRNAベクター17μgが注入される。それゆえこの用量は、使用されるHBVプラスミドの用量に依存する。対照動物は、eiRNAベクターではなくHBVレプリコンを注入される。代わりに対照マウスは、製剤中DNA総量が20μgとなるよう不活性フィラーDNAであるpGL3ベーシック(プロメガ(Promega)、ウィスコンシン州マディソン(Madison,WI.))を同時注入される。本研究のeiRNAベクターは、例えばアンビオン社(Ambion,Inc.)、米国テキサス州オースティン(Austin,TX,USA.)の、U6ベース発現プラスミドである。これらのベクターは、配列番号1および配列番号4由来の短鎖ヘアピンRNAをコードする。これらのベクターによりコードされる正確な配列は下記に記載される。ベクターは等量(重量による)で同時注入される。本明細書中で別記されるとおりの他の発現およびプロモーター系および/または代替の構造(すなわち、デュプレックス)をコードするベクターを使用して同様の結果が得られるであろうことが期待される。
HBVレプリコンおよびeiRNAコンストラクトを注入されるマウスは、対照動物と比較したとき、HBV特異的RNA、およびHBsAgならびにHBVウイルス粒子が減少しているであろう。個々の動物において、減少は約70%から100%近くまでの幅をとるであろう。
トランスジェニックマウス研究:背景
我々はチザリ(Chisari)博士研究室で開発されるHBVトランスジェニックマウスモデルを使用しているであろう[8]。これらのマウスは多量のHBVDNAを複製するとともにヒト有効性の予測因子である抗ウイルス選別としてのそれらの有用性が実証されてきた[4]。これらの動物はまた、抗原のHBV組込み体介在性発現用モデルである点においても理想的であるとともに、それゆえウイルス複製用のみならず抗原のRT非依存性発現用モデルとしても役立ち得る。我々はウイルス複製のみならず組込み体介在性抗原発現も同様に標的とすることに関心があるため、これは重要である。
参考文献[8]に記載されるマウスは、流体力学的送達の例に記載されるeiRNAベクターを含む製剤を静脈内注入されるであろう。これらは、配列番号1および配列番号4由来の配列を含むヘアピンをコードするU6ベースeiRNAベクターである。
DNAは、PCT/US第03/14288号明細書、「Methods for Delivery of Nucleic Acids」,Satishchandran,2003年5月6日出願に記載されるとおりトリラクトシルスペルミンおよびコレステリルスペルミンで調合される。簡潔には、3種の製剤が作製され、全て電荷比1.2(負電荷に対する正電荷)を使用する。しかしながら、電荷比0.8〜1.2の間の製剤は全て有効性を示すと期待されることは留意されるべきである。各プラスミド用DNA出発原液は4mg/mlである。2種のプラスミド原液が、各プラスミドが2mg/mlとなるよう共に等量で混合される。このプラスミド混合液は最終製剤に使用される。製剤はPCT/US第03/14288号明細書(上記)に記載のとおりである:製剤A)35%トリラクトシルスペルミン、65%コレステリルスペルミン、製剤B)50%トリラクトシルスペルミン、50%コレステリルスペルミンおよび製剤C)80%トリラクトシルスペルミン、20%コレステリルスペルミン。以上で結果として生じる全製剤は各プラスミドを1mg/mlで含む。
HBV特異的RNAレベル、HBsAgおよびウイルス含有DNA粒子は製剤A、BおよびC群における対照に比べ減少しているであろう。
複製コンピテント細胞培養モデルにおけるHBV複製および発現サイレンシング
細胞培養モデルの簡単な説明:
Huh7細胞系などのヒト肝由来の細胞系が、全てのウイルスRNAの転写能および感染性ウイルスの産生能を有する末端重複ウイルスゲノムからなるHBVの感染性分子クローンをトランスフェクトされる[1〜3]。これらの研究に使用されるレプリコンはGenBank(登録商標)受託番号AF090840に認められるウイルス配列に由来する。肝実質細胞への内部移行および核局在化に続き、数個のウイルスプロモーター由来感染性HBVプラスミドの転写がHBV複製を反映する事象のカスケードを開始することが示されている。これらの事象としては、転写されたウイルスmRNAの翻訳、転写されたプレゲノムRNAのコア粒子へのパッケージング、プレゲノムRNAの逆転写、およびビリオンおよびHBsAg粒子のトランスフェクト細胞の培地への組織化および分泌が挙げられる。このトランスフェクションモデルは感染した肝細胞内でのHBV複製のほとんどの態様を再現するとともに、それゆえHBV発現および複製のサイレンシングを調べるための優れた細胞培養モデルである。
Huh7細胞が、トランスフェクションの時点で80〜90%の間の培養密度であるよう6ウェルプレートに播種された。全てのトランスフェクションはリポフェクタミン(Lipofectamine)(商標)(インビトロジェン(InVitrogen))を使用して製造者の指示に従い実施された。本実験において、細胞は、A)50ngの感染性HBVプラスミドadw亜型、1μgのT7RNAポリメラーゼ発現プラスミド(実施例3におけるプラスミドの説明)、および1.5μgのHBV特異的eiRNAベクター(下記に記載される)、B)50ngの感染性HBVプラスミド、1μgのT7RNAポリメラーゼ発現プラスミドおよび1.5μgの無関係なdsRNA発現ベクター、C)125ngの感染性HBVプラスミド、1μgのT7RNAポリメラーゼ発現プラスミドおよび1.4μgのHBV特異的eiRNAベクター、およびD)125ngの感染性HBVプラスミド、1μgのT7RNAポリメラーゼ発現プラスミドおよび1.4μgの無関係なdsRNA発現ベクター、をトランスフェクトされた。全てのトランスフェクションは重複して行われた。本実験のトランスフェクションBおよびDは対照として機能する。トランスフェクション後4日目、培地がトランスフェクト細胞から取り除かれ、かつHBsAgの存在についてアッセイされた(下記参照)。非トランスフェクト細胞からの培地もまた背景対照としてアッセイされた。
トランスフェクションに続き、細胞はHBV発現および複製の欠損または低下について、HBsAg分泌を測定することによりモニタされた。細胞はトランスフェクト細胞の培地(および培地対照)を、dsRNA投与後4日目にアッセイすることによりモニタされた。B型肝炎表面抗原(HBsAg)を検出するため、アボット・ラボラトリーズ(Abbott Labs)(イリノイ州アボット・パーク(Abbott Park,IL))から市販されているオーザイム(Auszyme)ELISAが使用された。HBsAgはウイルス複製だけでなく、トランスフェクトされた感染性HBVクローン中のRNAポリメラーゼIIにより開始される表面Agシストロンの転写にも関連することから、HBsAgが測定された。HBsAg合成はHBV複製の不在下でも続行できることから、ウイルス複製だけでなくHBsAgの複製非依存的合成も下方制御することが重要である。
HBV特異的eiRNAコンストラクトをトランスフェクトされた細胞は、対照トランスフェクションに比べ4日目の時点でHBsAgに82〜93%の減少を示した。
eiRNAベクターはGenBank(登録商標)受託番号AF090840の座標2027〜2674に位置するdsRNAをコードする。それゆえ配列は配列番号1および配列番号2の双方に由来する配列を含む。より具体的には、配列は配列番号2の全ておよび配列番号1由来の134bpを含む。
細胞培養レプリコンモデルにおけるHCVの下方制御
簡単な説明
本実験において、機能性HCVレプリコンを発現する細胞系が作成される。細胞系の作成はLohmann et al.[10]に詳述されるとおりである。本実験において、親細胞系としてHuh7細胞が使用されるが、理論上は任意のヒト肝実質細胞由来細胞系が使用され得る。次に細胞はHCV特異的eiRNAベクターをトランスフェクトされる。HCV特異的RNAの存在は、Lohmann et al.[10]に記載されるとおりeiRNAのトランスフェクション後3〜7日目でノーザンブロット分析により確認される。
HCVレプリコンを発現するHuh7細胞が、トランスフェクションの時点で80〜90%の間の培養密度であるよう6ウェルプレートに播種される。全てのトランスフェクションはリポフェクタミン(Lipofectamine)(商標)(インビトロジェン(InVitrogen))を使用して製造者の指示に従い実施される。本実験において、細胞は1μgのT7RNAポリメラーゼ発現プラスミド(実施例3に記載されるプラスミド)および配列番号11由来の配列を含んでなるヘアピンRNAをコードする1.5μgのT7ベースeiRNAベクター(実施例の末尾に記載されるベクター)をトランスフェクトされる。対照細胞は、1μgのT7RNAポリメラーゼ発現プラスミドおよび実施例3に記載される1.5μgのHBV特異的(配列番号1に特異的)T7ベースeiRNAベクターをトランスフェクトされる。非トランスフェクトレプリコン発現HuhH7細胞は第2の対照として含まれる。各トランスフェクション混合は、10個のトランスフェクションが実施/混合される結果として全20個のトランスフェクション(各混合につき10個)となり得るように行われる。3、4、5、6、および7日目に、2個の細胞/各トランスフェクションのウェルが溶解されるとともに標準技術を使用してRNAが抽出される。試料はLohmann et al.[10]に記載されるとおりHCV特異的RNAの存在についてノーザンブロット分析により同時に分析される。
HCV特異的eiRNAベクターをトランスフェクトされる細胞は、分析される毎時点において対照細胞に比べ減少したHCV特異的RNAを示すであろう。
eiRNAベクターはT7ベースであるとともにヘアピンRNAをコードする。ヘアピンの片側は配列番号48を含んでなる。
HBV/HCV同時注入処置
簡単な説明
本実施例において、HBVおよびHCVレプリコンの双方を複製している細胞が、HBVおよびHCVの双方に特異的なeiRNAをコードするeiRNAベクターを注入される。
HBVおよびHCVレプリコンの双方を含む細胞系の作成
初めにHuH7細胞が機能性HCVレプリコンを発現するよう操作される。細胞系の作成はLohmann et al.[10]に記載されるとおりである。細胞系が樹立された後、細胞は、実施例3および下記「細胞のトランスフェクション」項に記載されるとおり、感染性HBVレプリコンプラスミドをトランスフェクトされる。本実施例において、レプリコンはGenBank(登録商標)受託番号V01460およびJ02203に求められるウイルス配列に由来する。理論的には、初めにHBVレプリコンを安定的に発現する細胞系を作成するとともに、次に該細胞系を使用して同様にHCVレプリコンを発現する細胞系を作成することもまた可能である。HBVおよびHCVの双方を細胞に同時にトランスフェクトするとともにHBVおよびHCVレプリコンの双方を複製している細胞を選択および拡張することもまた可能である。
本実施例において、HBVおよびHCVeiRNAは同一ベクター内の別個のシストロンによりコードされる。しかしながら、eiRNAが同一シストロン内でコードされるかまたは別個のベクターにより提供される場合には、同様の結果が期待される。本実施例において、各シストロンからの転写はT7RNAポリメラーゼプロモーターおよびT7RNAポリメラーゼにより駆動される。各プロモーターは後にヘアピンeiRNAが続き、その後に今度はT7ターミネーターが続く(図1)。本実施例におけるシストロンは集中しているが、分散しているシストロンも使用できよう。これらのRNAを産生するため他の発現系(ウイルス性を含む)を使用できるであろうとともに、有効性に有意に影響を及ぼすことなしにこれらのRNAの発現を駆動するため、例えば本明細書中で別記されるとおりの、他のプロモーターもまた使用できるであろうことにも留意されるべきである。然るべき発現系およびプロモーターの選択は当該分野の技術の範囲内である。また、例えば本明細書中で別記されるとおり、他のeiRNA構造ならびに当該領域の文献に記載されるその他のものを発現できるであろう。本実施例において、HBVeiRNAベクターは配列番号1由来の配列をコードするとともにHCVeiRNAベクターは配列番号11由来の配列をコードする。ベクターインサートの説明は本実施例の末尾に位置する。
トランスフェクションに続き、細胞はHBV発現および複製の欠損または低下について、HBsAg分泌およびDNA含有ウイルス粒子分泌を測定することによりモニタされる。細胞はトランスフェクト細胞の培地を、dsRNA投与後2日目から始めるとともにその後隔日で3週間の期間、アッセイすることによりモニタされる。B型肝炎表面抗原(HBsAg)を検出するため、アボット・ラボラトリーズ(Abbott Labs)(イリノイ州アボット・パーク(Abbott Park,IL))から市販されているオーザイム(Auszyme)ELISAが使用される。HBsAgはウイルス複製だけでなく、トランスフェクトされた感染性HBVクローン中のRNAポリメラーゼIIにより開始される表面Agシストロンの転写にも関連することから、HBsAgが測定された。HBsAg合成はHBV複製の不在下で続行できることから、ウイルス複製だけでなくHBsAgの複製非依存的合成も下方制御することが重要である。キャプシド形成されたHBVゲノムDNAを含むビリオン粒子の分泌もまた測定される。キャプシド形成されたDNAを含むビリオン粒子の欠損はHBV複製の欠損の指標である。ビリオン分泌の分析は、裸と未成熟コア粒子と外被感染性HBVビリオンとの間を識別する技術に関わる[6]。簡潔には、培養細胞の培地由来のペレット状ウイルス粒子が、プロテイナーゼK消化に供されコアタンパク質を分解する。プロテイナーゼKの不活性化後、試料はRQ1DNアーゼ(プロメガ(Promega)、ウィスコンシン州マディソン(Madison WI))とともにインキュベートされコア粒子から遊離されたDNAを分解する。試料はSDSの存在下でプロテイナーゼKにより再び消化されDNアーゼを不活性化するとともに感染性外被ビリオン粒子を破壊および分解する。次にDNAはフェノール/クロロホルム抽出により精製されるとともに沈殿される。HBV特異的DNAがゲル電気泳動により検出され、サザンブロット分析が続く。
HBV−HCV特異的eiRNAベクターをトランスフェクトされた細胞は、分析される毎時点において対照細胞に比べ減少したHCV特異的RNAレベルを示すであろう。加えて、HBsAgおよびHBVウイルス粒子のレベルもまた、対照トランスフェクションに比べ減少するであろう。
eiRNAベクターはT7ベースであるとともにヘアピンRNAをコードする。ヘアピンの片側は配列番号48を含んでなる。
ベクターは上記に記載されるとおりT7ベースである。インサートは、GenBank(登録商標)受託番号V01460およびJ02203の座標3004−2950(約55bp)から位置付けられる配列からなる単分子ヘアピンをコードする。ヘアピンの一領域は配列のセンスバージョンをコードするとともにヘアピンの第2の領域は配列のアンチセンスバージョンをコードする。ヘアピンは当業者により容易に設計および作製され得る。
複数のプロモーターベクター中のHBV特異的eiRNAの組合せを使用する複製コンピテント細胞培養モデル(実施例1を参照)におけるHBV複製および発現サイレンシング
その教示が参照により本明細書に組み込まれる、2005年8月23日出願のPCT/US第05/29976号明細書および「Multiple RNA Pol III Promoter Expression Constructs」と題する米国仮特許出願(2004年8月23日出願の米国仮特許出願第60/603622号明細書、および2004年11月22日出願の同第60/629942号明細書)に開示されるとおり、表1に示される2本またはそれ以上の(好ましくは3、4、5、6本またはそれ以上の)shRNA配列および配列番号49が、個別の各shRNA用プロモーターの制御下において個別のシストロン内の同一プラスミドベクターにコードされ得る。配列番号49は:
dsRNAエフェクター分子によるHCVの感染性ビリオンの阻害
HCV標的dsRNAのさらなる例として、表16に与えられる配列は、HCVの5’および3’非翻訳領域由来の高度保存コード領域セキトープを表す。各配列はコード鎖として記載されるとともに、本明細書中で別記されるとおりのループまたはリンカー配列によりその逆相補体に連結される表16に示されるとおりのコード配列を含んでなる短鎖ヘアピンdsRNAエフェクター分子の設計を具体化するため使用される。示される配列は、新規に利用可能な感染性ビリオン全体の産生能を有するHCV複製系においてインビトロで試験されたため(Wakita T,Pietschmann T,Kato T,Date T,Miyamoto M,Zhao Z,Murthy K,Habermann A,Krausslich HG,Mizokami M,Bartenschlager R,Liang TJ.,"Production of infectious hepatitis C virus in tissue culture from a cloned viral genome",Nat Med 2005 Jul;11(7):791-6;およびZhong J,Gastaminza P,Cheng G,Kapadia S,Kato T,Burton DR,Wieland SF,Uprichard SL,Wakita T,Chisari FV.,"Robust hepatitis C virus infection in vitro",Proc Natl Acad Sci USA 2005 Jun 28;102(26):9294-9に開示される)、抗ウイルス治療剤として特に効果的であると予想される。この系においては、自然感染と同じく、全てのウイルスタンパク質およびウイルス核酸配列が細胞中に存在する。完全性の低いレプリコン系においては、dsRNAサイレンシング分子は新規系におけるほど厳密には試験され得ない。1個またはそれ以上の(2、3、4、5個、またはそれ以上の)HCVセキトープおよびそれらの相補体が、デュプレックスdsRNAエフェクター分子、短鎖ヘアピンdsRNAエフェクター分子として利用され得る、および/またはヒト細胞または生物体を含む哺乳動物細胞のインビボでの発現能を有するdsRNA発現ベクターにコードされ得るであろうことが期待される。
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配列番号1〜配列番号10はB型肝炎ゲノムの保存領域を表す。
Claims (10)
- 配列番号19のヌクレオチド配列を含み、Tに対しUが置換される二本鎖RNAエフェクター分子を含有する、哺乳動物細胞中のB型肝炎ウイルスのポリヌクレオチド配列の発現を阻害する剤。
- 配列番号19の配列を含み、Tに対しUが置換される二本鎖RNAエフェクター分子を含有する、哺乳動物細胞中のB型肝炎ウイルスのポリヌクレオチド配列の発現を阻害する組成物。
- 少なくとも2個の二本鎖RNAエフェクター分子を含有し、各二本鎖RNAエフェクター分子が、配列番号18、配列番号19、配列番号21、配列番号22、および配列番号23からなる群より選択される配列を含み、Tに対しUが置換される、請求項2に記載の組成物。
- 配列番号19の配列を含み、Tに対しUが置換される二本鎖RNAエフェクター分子の発現能を有する少なくとも1個の発現ベクターを含有する、請求項2に記載の組成物。
- 哺乳動物細胞中での、少なくとも2個の二本鎖RNAエフェクター分子の発現能を有する少なくとも1個の発現ベクターを含有し、各二本鎖RNAエフェクター分子が、配列番号18、配列番号19、配列番号21、配列番号22、および配列番号23からなる群より選択される配列を含み、Tに対しUが置換される、請求項4に記載の組成物。
- 前記少なくとも1個の発現ベクターが、ポリメラーゼIプロモーター、ポリメラーゼIIIプロモーター、U6プロモーター、H1プロモーター、7SKプロモーター、およびミトコンドリアプロモーターからなる群より選択される少なくとも1個のプロモーターを含み、前記プロモーターが前記二本鎖RNAエフェクター分子をコードする配列に操作可能に連結される、請求項4に記載の組成物。
- 請求項4に記載の発現ベクターを含有する哺乳動物細胞。
- 配列番号19の配列のヌクレオチド1〜19、1〜20、1〜21、2〜20、2〜21、または3〜21に相当する配列からなるポリヌクレオチド。
- 配列番号19の配列からなるポリヌクレオチド。
- 配列番号55の配列内由来の19連続塩基対のヌクレオチド配列からなるポリヌクレオチド。
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