JP7060525B2 - Htra1の発現を調節するためのアンチセンスオリゴヌクレオチド - Google Patents
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Description
発明の目的
配列番号147:5’CCAACAACCAGGTAAATATTTG 3’
に対して少なくとも90%、例えば100%、相補的である10~22、例えば12~22ヌクレオチドの連続ヌクレオチド領域を含むアンチセンスオリゴヌクレオチドを提供する。
配列番号147:5’CCAACAACCAGGTAAATATTTG3’
に対して少なくとも90%(例えば100%)相補的である、10~22ヌクレオチドの連続ヌクレオチド領域を含む。
本発明は、少なくとも12ヌクレオチド長のアンチセンスオリゴヌクレオチドを提供する。前記アンチセンスオリゴヌクレオチドは、配列番号146
配列番号146:5’TTTACCTGGTT3’
の連続配列を含む。
オリゴヌクレオチド
当業者に遍く理解されているように、本明細書中に用いられている「オリゴヌクレオチド」という用語は、2つ以上の共有結合されたヌクレオシドを含む分子として定義されている。また、そのような共有結合されたヌクレオシドは、核酸分子又はオリゴマーと呼ばれる場合もある。オリゴヌクレオチドは、実験室内で固相化学合成及び引き続いて精製を行うことによって作られるのが通例である。オリゴヌクレオチドの配列に関して言及されている場合、共有結合したヌクレオチドもしくはヌクレオシドの核酸塩基残基、又はその修飾物の配列もしくは順序を指すものとする。本発明のオリゴヌクレオチドは人造であって、化学的に合成されたものであり、精製又は単離されるのが通例である。本発明のオリゴヌクレオチドは、1つ以上の修飾ヌクレオシド又はヌクレオチドを含む場合がある。
本明細書中に用いられている「アンチセンスオリゴヌクレオチド」という用語は、標的核酸、とりわけ標的核酸上の隣接する配列、にハイブリダイズすることによって、標的遺伝子の発現を調節できるオリゴヌクレオチドとして定義されている。アンチセンスオリゴヌクレオチドは本質的に二本鎖ではないという点で、siRNAとは異なる。本発明のアンチセンスオリゴヌクレオチドは、一本鎖であることが好ましい。
「連続ヌクレオチド領域」という用語は、標的核酸に対して相補的なオリゴヌクレオチドの領域を指し、この用語は、本明細書中の「連続ヌクレオチド配列」又は「連続核酸塩基配列」という用語及び「オリゴヌクレオチドモチーフ配列」という用語と同義に使用される場合がある。幾つかの実施形態において、オリゴヌクレオチドの全てのヌクレオチドは連続ヌクレオチド領域内に存在する。幾つかの実施形態において、オリゴヌクレオチドは連続ヌクレオチド領域を含むだけでなく、任意に更なるヌクレオチド、例えば、連続ヌクレオチド配列に官能基を結合させるために使用可能なヌクレオチドリンカー領域、も含む場合がある。ヌクレオチドリンカー領域は、標的核酸に対して相補的な場合もあれば相補的でない場合もある。幾つかの実施形態において、連続ヌクレオチド領域のヌクレオチドどうしの間に存在するヌクレオシド間結合はいずれもホスホロチオエートヌクレオシド間結合である。幾つかの実施形態において、連続ヌクレオチド領域は、1つ以上の糖修飾ヌクレオシドを含む。
ヌクレオチドは、オリゴヌクレオチド及びポリヌクレオチドのビルディングブロックであり、本発明の目的に合わせて、天然ヌクレオチド及び非天然ヌクレオチドの両方が含まれている。自然界のDNA及びRNAヌクレオチドなどのヌクレオチドは、リボース糖残基、核酸塩基残基及び1つ以上のリン酸基(ヌクレオシド内に存在しないもの)を含む。ヌクレオシド及びヌクレオチドはまた、「単位」又は「モノマー」と同義的に呼ばれる場合もある。
本明細書中に用いられている「修飾ヌクレオシド」又は「ヌクレオシド修飾」という用語は、糖残基もしくは(ヌクレオ)塩基残基の1つ以上の修飾を導入することによって同等のDNA又はRNAヌクレオシドと比較して修飾されたヌクレオシドを指す。好ましい実施形態において、修飾ヌクレオシドは修飾糖残基を含む。修飾ヌクレオシドという用語は、本明細書中で「ヌクレオシド類似体」、修飾「単位」又は修飾「モノマー」という用語と同義に使用される場合もある。
「修飾ヌクレオシド間結合」という用語は、2つのヌクレオシドを一体的に共有結合するホスホジエステル(PO)結合以外の結合として当業者に遍く理解されるものであるとして定義されている。修飾ヌクレオシド間結合を有するヌクレオチドはまた、「修飾ヌクレオチド」とも呼ばれる。幾つかの実施形態において、修飾ヌクレオシド間結合は、オリゴヌクレオチドのヌクレアーゼ耐性を、ホスホジエステル結合と比較して増強させる。天然起源のオリゴヌクレオチドの場合、ヌクレオシド間結合にリン酸基が含まれるため、隣接するヌクレオシドどうしの間にホスホジエステル結合が生ずる。修飾ヌクレオシド間結合は、インビボでの使用に向けてオリゴヌクレオチドを安定化するのに特に有用であり、本発明のオリゴヌクレオチド内、例えば、ギャップマーオリゴヌクレオチドのギャップ領域内、並びに修飾ヌクレオシドの領域内、のDNA又はRNAヌクレオシド領域においてヌクレアーゼが開裂するのを防ぐ役割を果たしうる。
核酸塩基という用語は、核酸ハイブリダイゼーションにおいて水素結合を形成するヌクレオシド及びヌクレオチド内に存在するプリン(例えば、アデニン及びグアニン)、並びにピリミジン(例えば、ウラシル、チミン及びシトシン)残基を含む。本発明との関連において、核酸塩基という用語には、天然起源の核酸塩基とは異なるが、核酸ハイブリダイゼーションの間に機能する修飾核酸塩基も包含される。これに関連して、「核酸塩基」は、アデニン、グアニン、シトシン、チミジン、ウラシル、キサンチン及びヒポキサンチンのような天然起源の核酸塩基、並びに非天然起源の変種の両方を指す。そのような変種は、例えばHirao et al (2012) Accounts of Chemical Research vol 45 page 2055及びBergstrom (2009) Current Protocols in Nucleic Acid Chemistry Suppl. 37 1. 4. 1に記載されている。
修飾オリゴヌクレオチドという用語は、1つ以上の糖修飾ヌクレオシド及び/又は修飾ヌクレオシド間結合を含むオリゴヌクレオチドを表す。「キメラオリゴヌクレオチド」という用語は、修飾ヌクレオシドを有するオリゴヌクレオチドを表すために文献中に用いられている用語である。
相補性という用語は、ヌクレオシド/ヌクレオチドのワトソン-クリック塩基対形成能力を表す。ワトソン-クリック塩基対は、グアニン(G)-シトシン(C)、及びアデニン(A)-チミン(T)/ウラシル(U)である。オリゴヌクレオチドは、修飾核酸塩基を有するヌクレオシドを含みうる。例えば、5-メチルシトシンはシトシンの代わりに使用されることがしばしばであり、そのため、相補性という用語は、非修飾核酸塩基と修飾核酸塩基との間のワトソンクリック塩基対を包含することが理解されるであろう(例えば、Hirao et al (2012) Accounts of Chemical Research vol 45 page 2055及びBergstrom (2009) Current Protocols in Nucleic Acid Chemistry Suppl. 37 1. 4. 1を参照)。
本明細書中に用いられている「同一性」という用語は、別個の核酸分子(例えば標的核酸)の所与の位置にある連続ヌクレオチド配列に対して、所与の位置にて同一な(すなわち、相補的ヌクレオシドと一緒になってワトソンクリック塩基対を形成できるという点で)、核酸分子(例えばオリゴヌクレオチド)中の連続ヌクレオチド配列のパーセントで表したヌクレオチドの数を指す。このパーセンテージは、ギャップを含む2つの配列間で同一なアラインされた塩基の数を計数してから、オリゴヌクレオチド中のヌクレオチドの総数で除算して100を乗算することによって、計算される。同一性(%)=(一致×100)/アラインされた領域の長さ(ギャップあり)。
幾つかの実施形態において、アンチセンスオリゴヌクレオチドは、本発明のオリゴヌクレオチドは、配列番号156:
配列番号156:5’CAAATATTTACCTGGTTGTTGG 3’
に対して同一である連続ヌクレオチド領域10~22個の連続ヌクレオチドを含む。
幾つかの実施形態において、オリゴヌクレオチドの連続配列全体は、少なくとも10個の連続ヌクレオチド、例えば、11個、12個、13個、14個、15個、16個、17個、18個、19個、20個、21個、22個の連続ヌクレオチド、例えば、12~22個、例えば、配列番号156の14~18個の連続ヌクレオチドからなるか又はその連続ヌクレオチドを含む。
本明細書中に用いられている「ハイブリダイズする」又は「ハイブリダイズする」という用語は、反対側の鎖上の塩基対間に水素結合を形成し、それにより二本鎖を形成する、2つの核酸鎖(例えばオリゴヌクレオチド及び標的核酸)として理解すべきである。2つの核酸鎖間の結合の親和性は、ハイブリダイゼーションの強度である。これは、多くの場合、オリゴヌクレオチドの半分が標的核酸と一緒になって二本鎖を生ずる温度として定義される融解温度(Tm)という観点から記載される。生理学的条件において、Tmは、親和性に対して厳密には正比例しない(Mergny and Lacroix, 2003, Oligonucleotides 13: 515-537)。標準状態のギブス自由エネルギーΔG°は、結合親和性を精密化した表現であって、Rを気体定数とし、Tを絶対温度としたときに、反応の解離定数(Kd)に対し、ΔG°=-RTln(Kd)だけ関連する。ゆえに、オリゴヌクレオチドと標的核酸との間の反応のΔG°が極めて低いことに、オリゴヌクレオチドと標的核酸との間の強力なハイブリダイゼーションが反映されている。ΔG°は、反応の水性濃度を1M、pHを7、及び温度を37℃とした場合に関連するエネルギーである。標的核酸に対するオリゴヌクレオチドのハイブリダイゼーションは自発的反応である。自発的反応の場合、ΔG°はゼロ未満となる。Hansen et al., 1965, Chem.Comm.36-38及びHoldgate et al., 2005, Drug Discov Todayに記載されているようにして、ΔG°を、例えば等温滴定熱量測定(ITC)法を用い、実験的に測定できる。市販の機器がΔG°の測定に利用可能であることは、当業者に理解されるであろう。同様に、SantaLucia, 1998, Proc Natl Acad Sci USA. 95: 1460-1465が記載しているような最近傍モデルを使用し、Sugimoto et al., 1995, Biochemistry 34: 11211-11216及びMcTigue et al., 2004, Biochemistry 43: 5388-5405が記載している適切に導出された熱力学的パラメーターを用いて、ΔG°を数値的に推定することもできる。本発明のオリゴヌクレオチドは、その意図された核酸標的をハイブリダイゼーションで調節することを可能にするため、10~30ヌクレオチド長のオリゴヌクレオチドの場合、-10kcal未満の推定ΔG°値にて標的核酸にハイブリダイズする。幾つかの実施形態において、ハイブリダイゼーションの程度又は強度を、標準状態ギブス自由エネルギーΔG°で測定する。8~30ヌクレオチド長のオリゴヌクレオチドの場合、-10kcal未満、例えば-15kcal未満、-20kcal未満、及び-25kcal未満など、の範囲の推定ΔG°値にて標的核酸にハイブリダイズしうる。幾つかの実施形態において、オリゴヌクレオチドは、-10~-60kcal、例えば、-12~-40、例えば、-15~-30kcal又は-16~-27kcal、例えば-18~-25kcal、の推定ΔG°値にて標的核酸にハイブリダイズする。
オリゴヌクレオチドは、標的核酸分子の部分配列に対して相補的又はハイブリダイズする、連続ヌクレオチド領域を含む。本明細書中に用いられている「標的配列」という用語は、本発明のオリゴヌクレオチドの連続ヌクレオチド領域又は配列に対して相補的な核酸塩基配列を含む、標的核酸内に存在するヌクレオチドの配列を指す。幾つかの実施形態において、標的配列は、本発明のオリゴヌクレオチドの連続ヌクレオチド領域又は配列に対して相補的な標的核酸上の領域からなる。幾つかの実施形態において、標的配列は、単一のオリゴヌクレオチドの相補的配列よりも長く、例えば本発明の幾つかのオリゴヌクレオチドによって標的化される可能性のある、標的核酸の好ましい領域を表しうる。
配列番号148、149、150、151、152、153、154及び155:
配列番号148:AACAACCAGGTAAATA
配列番号149:CAACCAGGTAAATATTTG
配列番号150:CCAACAACCAGGTAAA
配列番号151:AACCAGGTAAATATTTGG
配列番号152:ACAACCAGGTAAATATTTGG
配列番号153:CAACAACCAGGTAAATAT
配列番号154:ACAACCAGGTAAATAT
配列番号155:AACAACCAGGTAAATAT
からなる群から選択される。
本明細書中に使用される標的細胞という用語は、標的核酸を発現する細胞を指す。幾つかの実施形態において、標的細胞はインビボ又はインビトロとされる場合がある。幾つかの実施形態において、標的細胞は、哺乳動物細胞(例えば、マウス細胞又はラット細胞などのげっ歯類細胞であるか、あるいはサル細胞又はヒト細胞などの霊長類細胞)である。幾つかの実施形態において、細胞は、ブタ細胞、イヌ細胞又はウサギ細胞とされる場合がある。幾つかの実施形態において、標的細胞は、網膜色素上皮(PRE)細胞などの網膜細胞とされる場合がある。幾つかの実施形態において、細胞は、RPE細胞、双極細胞、アマクリン細胞、内皮細胞、神経節細胞及び小膠細胞からなる群から選択される。インビトロ評価用の標的細胞は、初代細胞又は株化細胞、例えば、U251、ARPE19、HEK293もしくはラットC6細胞、とされる場合がある。
本発明によると、標的核酸は、哺乳動物のHTRA1をコードする核酸である。例えば遺伝子、RNA、mRNA及びプレmRNA、成熟mRNA又はcDNA配列でありうる。したがって、標的はHTRA1標的核酸と呼ばれる場合がある。
NCBIのリファレンスには、mRNA配列(cDNA配列)が記載されている。
「天然起源の変種」という用語は、標的核酸と同じ遺伝子座に由来するHTRA1遺伝子又は転写物の変種ではあるが、例えば、遺伝暗号の縮重によって同じアミノ酸をコードする多様なコドンを生ずるのが原因で、あるいは、プレmRNAの選択的スプライシング、又は一塩基多型などの多型、及び対立遺伝子の変種が存在するのが原因で、異なりうるものを指す。ゆえに、本発明のオリゴヌクレオチドは、オリゴヌクレオチドに対して充分相補的な配列が存在することを根拠とし、標的核酸及びその天然に存在する変種を標的化しうる。幾つかの実施形態において、天然起源の変種は、配列番号1、2、3もしくは4からなる群から選択される標的核酸などの哺乳動物HTRA1標的核酸に対して少なくとも95%、例えば少なくとも98%、又は少なくとも99%の相同性を有する。
本明細書で使用される「発現の調節」という用語は、オリゴヌクレオチドを投与される前のHTRA1の量と比べてHTRA1の量を変化させるオリゴヌクレオチドの能力に関する総称として理解すべきである。代替的に、本発明のオリゴヌクレオチドを投与されない対照実験を参照することにより、発現の調節を算定する場合もある。1つのタイプの調節は、オリゴヌクレオチドがmRNAの分解又は転写の遮断によってHTRA1の発現を阻害、下方制御、減少、抑制、除去、中断、ブロック、防止、低減、低下、回避又は停止させる能力である。本発明のアンチセンスオリゴヌクレオチドは、HTRA1の発現を阻害、下方制御、低減、抑制、除去、中断、ブロック、予防、軽減、低下、回避また停止させる機能を有する。
高親和性修飾ヌクレオシドは、オリゴヌクレオチド内に組み込まれた場合、例えば融解温度(Tm)で測定されるように、その相補的標的に対するオリゴヌクレオチドの親和性を増強させる修飾ヌクレオチドである。本発明の高親和性修飾ヌクレオシドは、融解温度を、好ましくは修飾ヌクレオシド当たり+0.5~+12℃、より好ましくは+1.5~+10℃、最も好ましくは+3~+8℃上昇させる。当該技術分野において多数の高親和性修飾ヌクレオシドが公知である。高親和性修飾ヌクレオシドとしては、例えば、多くの2’置換ヌクレオシド及びロックド核酸(LNA)が挙げられる。Acid Res., 1997, 25, 4429-4443及びUhlmann; Curr. Opinion in Drug Development, 2000, 3(2), 293-213を参照)。
本発明のオリゴマーは、DNA及びRNAに見られるリボース糖残基と比較して、修飾糖残基、すなわち糖残基の修飾を有する1つ以上のヌクレオシドを含む場合がある。
2’糖修飾ヌクレオシドは、2’位にH又は-OH以外の置換基を有する(2’置換ヌクレオシド)であるか又は2’結合ビラジカル(biradicle)を含むヌクレオシドであり、2’置換ヌクレオシドとLNA(2’-4’ビラジカル架橋)ヌクレオシドとを含む。例えば、2’修飾糖は、オリゴヌクレオチドに対する結合親和性の増強及び/又はヌクレアーゼ耐性を増強させる可能性がある。2’-O-アルキル-RNA、2’-O-メチル-RNA、2’-アルコキシ-RNA、2’-O-メトキシエチル-RNA(MOE)、2’-アミノ-DNA、2’-フルオロ-RNA、及び2’-F-ANAヌクレオシドは、2’置換修飾ヌクレオシドの例である。更なる例については、例えば、Freier & Altmann; Nucl.Acid Res., 1997, 25, 4429-4443、及びUhlmann; Curr.Opinion in Drug Development, 2000, 3(2), 293-213、及びDeleavey and Damha, Chemistry and Biology 2012, 19, 937を参照。以下は、幾つかの2’置換修飾ヌクレオシドの例である。
LNAヌクレオシドは、ヌクレオチドのリボース糖環のC2’とC4’との間にリンカー基(ビラジカル又はブリッジと呼ばれる)を含む、修飾ヌクレオシドである。これらのヌクレオシドは、文献中で架橋核酸又は二環式核酸(BNA)とも称されている。
Bは核酸塩基残基を示し、
Zは隣接するヌクレオシドへのヌクレオシド間結合、又は5’末端基を示し、
Z*は、隣接ヌクレオシド、又は3’-末端基へのヌクレオシド間結合を示し、
Xは、-C(RaRb)-、-C(Ra)=C(Rb)-、-C(Ra)=N-、-O-、-Si(Ra)2-、-S-、-SO2-、-N(Ra)-、及び>C=Zからなる群から選択される基を示す。
Yは-C(RaRb)-、-C(Ra)=C(Rb)-、-C(Ra)=N-、-O-、-Si(Ra)2-、-S-、-SO2-、-N(Ra)-、及び>C=Zからなる群から選択される基を示す。
あるいは-X-Y-が一体的に、-C(RaRb)-、-C(Ra)=C(Rb)-、-C(Ra)=N-、-O-、-Si(Ra)2-、-S-、-SO2-、-N(Ra)-、及び>C=Zからなる群から選択される1つ、2つ又は3つの基/原子からなる2価のリンカー基(別称:ラジカル)を示す。
式中:Zは、-O-、-S-、及び-N(Ra)-から選択され、
且つRa及び、存在する場合Rbはそれぞれ独立に、水素、任意に置換されたC1-6-アルキル、任意に置換されたC2-6-アルケニル、任意に置換されたC2-6-アルキニル、ヒドロキシ、任意に置換されたC1-6-アルコキシ、C2-6-アルコキシアルキル、C2-6-アルケニルオキシ、カルボキシ、C1-6-アルコキシカルボニル、C1-6-アルキルカルボニル、ホルミル、アリール、アリールオキシ-カルボニル、アリールオキシ、アリールカルボニル、ヘテロアリール、ヘテロアリールオキシ-カルボニル、ヘテロアリールオキシ、ヘテロアリールカルボニル、アミノ、モノ及びジ(C1-6-アルキル)アミノ、カルバモイル、モノ及びジ(C1-6-アルキル)-アミノ-カルボニル、アミノ-C1-6-アルキル-アミノカルボニル、モノ及びジ(C1-6-アルキル)アミノ-C1-6-アルキル-アミノカルボニル、C1-6-アルキル-カルボニルアミノ、カルバミド、C1-6-アルカノイルオキシ、スルホノ、C1-6-アルキルスルホニルオキシ、ニトロ、アジド、スルファニル、C1-6-アルキルチオ、ハロゲンから選択され、アリール及びヘテロアリールは任意に置換可能であり、且つ2つのジェミナル置換基Ra及びRbは一体的に、任意に置換されたメチレン(=CH2)を示す場合があり、全てのキラル中心に対してR又はS配向のいずれかに非対称基を見出すことが可能である。
R1、R2、R3、R5及びR5*は独立に、水素、任意に置換されたC1-6-アルキル、任意に置換されたC2-6-アルケニル、任意に置換されたC2-6-アルキニル、ヒドロキシ、C1-6-アルコキシ、C2-6-アルコキシアルキル、C2-6-アルケニルオキシ、カルボキシ、C1-6-アルコキシカルボニル、C1-6-アルキルカルボニル、ホルミル、アリール、アリールオキシ-カルボニル、アリールオキシ、アリールカルボニル、ヘテロアリール、ヘテロアリールオキシ-カルボニル、ヘテロアリールオキシ、ヘテロアリールカルボニル、アミノ、モノ及びジ(C1-6-アルキル)アミノ、カルバモイル、モノ及びジ(C1-6-アルキル)-アミノ-カルボニル、アミノ-C1-6-アルキル-アミノカルボニル、モノ及びジ(C1-6-アルキル)アミノ-C1-6-アルキル-アミノカルボニル、C1-6-アルキル-カルボニルアミノ、カルバミド、C1-6-アルカノイルオキシ、スルホノ、C1-6-アルキルスルホニルオキシ、ニトロ、アジド、スルファニル、C1-6-アルキルチオ、ハロゲンからなる群から選択され、アリール及びヘテロアリールは任意に置換可能であり、且つ2つのジェミナル置換基は一体的にオキソ、チオキソ、イミノ、又は任意に置換されたメチレンを示しうる。
スキーム1
ヌクレアーゼ媒介性分解とは、そのような配列一緒になって二本鎖を形成するとき、相補的ヌクレオチド配列の分解を媒介できるオリゴヌクレオチドを指す。
アンチセンスオリゴヌクレオチドのRNアーゼHの活性は、相補的RNA分子との二本鎖の場合にRNアーゼHを補充する機能を有することを指す。国際公開第01/23613号には、RNアーゼHの補充能力を定量化するために使用可能なRNアーゼH活性を測定するためのインビトロ方法が提供されている。オリゴヌクレオチドは典型的には、相補的な標的核酸配列と共に提供されていると想定した場合、pmol/l/分で測定される初期速度が、試験対象の修飾オリゴヌクレオチドと同じ塩基配列を有するが、但しオリゴヌクレオチド中の全てのモノマー間にホスホロチオエート結合を有するDNAモノマーのみを含有するオリゴヌクレオチドを用い、且つ国際公開第01/23613号(本明細書において参照により援用されている)の実施例91~95により提供されている方法論を用いて測定された初期速度の、少なくとも5%、例えば、少なくとも10%又は20%超であるときに、RNアーゼHを補充する機能を有すると見なされる。
本明細書中に用いられている「ギャップマー」という用語は、1つ以上の親和性増強修飾ヌクレオシド(フランクもしくはウイング)を含む領域を介して5’及び3’に隣接するRNアーゼH補充オリゴヌクレオチド(ギャップ)の領域を含んだアンチセンスオリゴヌクレオチドを指す。本明細書中に記載されているギャップマーデザインには様々な種類がある。ヘッドマー及びテールマーは、フランクの1つが欠落した、すなわち、オリゴヌクレオチドの末端のうちの一方のみが親和性増強修飾ヌクレオシドを含む、RNアーゼHを補充する機能を有するオリゴヌクレオチドである。ヘッドマーの場合、3’フランクが欠落しており(すなわち、5’フランクが親和性修飾ヌクレオシドを含み)、テールマーの場合、5’フランクが欠落している(すなわち、3’フランクが親和性修飾ヌクレオシドを含む)。
LNAギャップマーという用語は、親和性増強修飾ヌクレオシドのうちの少なくとも1つがLNAヌクレオシドである、ギャップマーオリゴヌクレオチドをいう。
混合ウイングギャップマーという用語は、フランク領域が少なくとも1つのLNAヌクレオシド及び少なくとも1つの非LNA修飾ヌクレオシド、例えば、少なくとも1つのDNAヌクレオシド又は少なくとも1つの2’置換修飾ヌクレオシド、例えば2’-O-アルキル-RNA、2’-O-メチル-RNA、2’-アルコキシ-RNA、2’-O-メトキシエチル-RNA(MOE)、2’-アミノ-DNA、2’-フルオロ-RNA及び2’-F-ANAヌクレオシド(類)である、LNAギャップマーを指す。幾つかの実施形態において、混合ウイングギャップマーの一方のフランクはLNAヌクレオシド(例えば5’又は3’)を含み、他方のフランク(それぞれ3’又は5’)は2’置換修飾ヌクレオシドを含む。
本明細書中に用いられている「コンジュゲート」という用語は、非ヌクレオチド残基(コンジュゲート残基、又は領域Cもしくは第3の領域)に共有結合しているオリゴヌクレオチドを指す。
連結基又はリンカーは、1つ以上の共有結合を介して関心対象の或る化学基もしくはセグメントを関心対象の別の化学基もしくはセグメントに連結する、2つの原子間の結合である。コンジュゲート残基は、オリゴヌクレオチドに対し直接的に、又は連結残基(例えば、リンカー又はテザー)を介して結合しうる。リンカーは、第3の領域(例えばコンジュゲート残基)を、オリゴヌクレオチド、例えば領域A又はCの末端に共有結合するのに役立つ。
本明細書中に用いられている「治療」という用語は、既存の疾患(例えば、本明細書中に言及されるような疾患もしくは障害)の治療、又は疾患予防、すなわち予防処置の両方を指す。したがって、幾つかの実施形態において本明細書中に言及されている治療は予防処置的でありうることが認識されるであろう。
本発明は、HTRA1の発現を阻害する機能を有するオリゴヌクレオチドに関する。この調節は、HTRA1をコードするか又はHTRA1の調節に関与する標的核酸とハイブリダイズさせることによって、達成することが可能である。標的核酸は、哺乳動物HTRA1配列、例えば、配列ID1、2、3又は4からなる群から選択される配列でありうる。
配列番号143:TATTTACCTGGTTGTT
配列番号138:CAAATATTTACCTGGTTG
配列番号139:TTTACCTGGTTGTTGG
配列番号140:CCAAATATTTACCTGGTT
配列番号141:CCAAATATTTACCTGGTTGT
配列番号142:ATATTTACCTGGTTGTTG
配列番号144:ATATTTACCTGGTTGT
配列番号145:ATATTTACCTGGTTGTT
からなる群から選択される配列を含むか又はその配列からなる。
オリゴヌクレオチドのデザインは、オリゴヌクレオチド配列中のヌクレオシド糖修飾のパターンを指す。本発明のオリゴヌクレオチドは、糖修飾ヌクレオシドを含み、且つまた、DNA又はRNAヌクレオシドを含む場合もある。幾つかの実施形態において、オリゴヌクレオチドは糖修飾ヌクレオシド及びDNAヌクレオシドを含む。本発明のオリゴヌクレオチドに修飾ヌクレオシドを取り込むことによって、標的核酸に対するオリゴヌクレオチドの親和性を増強することが可能である。その事例において、修飾ヌクレオシドは、親和性増強修飾ヌクレオチドと称される場合がある。
幾つかの実施形態において、本発明のオリゴヌクレオチド又はその連続ヌクレオチド領域は、本明細書中で単に「ギャップマー」とも呼ばれる、ギャップマーデザイン又はギャップマー構造を有する。ギャップマー構造において、オリゴヌクレオチドは、少なくとも5つの個別の構造領域、5’フランク、ギャップ及び3’フランク、F-G-F’を「5’→3’」の配向にて含む。このデザインにおいて、フランキング領域F及びF’(別称:ウイング領域)は、領域Gに隣接する少なくとも1つの糖修飾ヌクレオシドを含み、幾つかの実施形態において、2~7個の糖修飾ヌクレオシドの連続ストレッチ、又は糖修飾及びDNAヌクレオシドの連続ストレッチ(糖修飾及びDNAヌクレオシドの両方を含む混合ウイング)を含む場合がある。結果として、ギャップ領域に隣接する5’フランキング領域及び3’フランキング領域のヌクレオシドは、2’修飾ヌクレオシドなどの糖修飾ヌクレオシドである。オリゴヌクレオチドがHTRA1標的核酸と二重鎖を成す場合、ギャップ領域Gは、RNアーゼHを補充する機能を有するヌクレオチドの連続ストレッチを含む。幾つかの実施形態において、領域Gは、5~16個のDNAヌクレオシドの連続ストレッチを含む。ギャップマー領域F-G-F’は、HTRA1標的核酸に対して相補的であり、それゆえ、オリゴヌクレオチドの連続ヌクレオチド領域でありうる。
領域Gの5末端に結合された領域F(5’フランクもしくは5’ウイング)は、少なくとも1つの糖修飾ヌクレオシド、例えば、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個の修飾ヌクレオシドを含むか、含有するか、又はその糖修飾ヌクレオシドからなる。幾つかの実施形態において、領域Fは、1~7個の修飾ヌクレオシド、例えば2~6個の修飾ヌクレオシド、例えば2~5個の修飾ヌクレオシド、例えば2~4個の修飾ヌクレオシド、例えば1~3個の修飾ヌクレオシド、例えば1個、2個、3個もしくは4個の修飾ヌクレオシドを含むか、又はその修飾ヌクレオシドからなる。
領域G(ギャップ領域)は、RNアーゼHを補充する機能を有する5~16個の連続DNAヌクレオシドを含むか、含有するか、又はその連続DNAヌクレオシドからなる場合がある。更なる実施形態において、領域Gは、RNアーゼHを補充する機能を有する5~12個、もしくは6~10個、もしくは7~9個、例えば8個、の連続ヌクレオチド単位を含むか、含有するか、又はその連続ヌクレオチド単位からなる。
領域Gの3つの端部に付着された領域F’(3’フランクもしくは3’ウイング)は、少なくとも1つの糖修飾ヌクレオシド、例えば、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個の修飾ヌクレオシドを含むか、含有するか、又はその糖修飾ヌクレオシドからなる。幾つかの実施形態において、領域F’は、1~7個の修飾ヌクレオシド、例えば、2~6個の修飾ヌクレオシド、2~5個の修飾ヌクレオシド、2~4個の修飾ヌクレオシド、1~3個の修飾ヌクレオシド、1個、2個、3個もしくは4個の修飾ヌクレオシドを含むか又はその修飾ヌクレオシドからなる。
本発明のオリゴヌクレオチドは、標的核酸に対して相補的である連続ヌクレオチド領域を含む。幾つかの実施形態において、オリゴヌクレオチドは、本明細書中で領域Dと称される連続ヌクレオチド領域の5’及び/又は3’に位置する追加的なヌクレオチドを更に含む場合がある。領域D’及びD”はそれぞれ、領域Fの5’末端又は領域F’の3’末端に結合することが可能である。D領域(領域D’又はD”)は、幾つかの実施形態では、標的核酸に対して相補的な連続ヌクレオチド配列の一部を形成する場合があり、あるいは他の実施形態では、標的核酸に対して非相補的である場合がある。
F-G-F’;特にF1-7-G4-12~F’1-7
D’-F-G-F’、特にD’1-3-F1-7-G4-12~F’1-7
F-G-F’-D”、特にF1-7-G4-12~F’1-7-D”1-3
D’-F-G-F’-D”、特にD’1-3-F1-7-G4-12~F’1-7-D”1-3
更なる態様において、本発明は、本発明のオリゴヌクレオチドを製造する方法を提供する。本方法は、ヌクレオチド単位を反応させることによって、オリゴヌクレオチド内に含まれる共有結合された連続ヌクレオチド単位を形成することを含む。本方法は、フォフォラミダイト化学を用いるものであるのが好ましい(例えば、Caruthers et al, 1987, Methods in Enzymology vol. 154, pages 287-313を参照)。更なる実施形態において、本方法は更に、連続ヌクレオチド配列をコンジュゲート残基(リガンド)と反応させることを含む。更なる態様では、本発明のオリゴヌクレオチド又は共役オリゴヌクレオチドを、医薬的に許容される希釈剤、溶媒、担体、塩及び/もしくはアジュバントと混合することを含む、本発明の組成物の製造方法が提供されている。
本発明のオリゴヌクレオチドは、治療剤として用いることを目的に、ナトリウム塩又はカリウム塩などの好適な医薬塩として提供される場合がある。幾つかの実施形態において、本発明のオリゴヌクレオチドはナトリウム塩である。
更なる態様において、本発明は、前述のオリゴヌクレオチド、及び/又はオリゴヌクレオチドコンジュゲート、並びに医薬的に許容される希釈剤、溶媒、担体、塩及び/又はアジュバントのいずれかを含む医薬組成物を提供する。医薬的に許容される希釈剤は、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)を含む。医薬的に許容される塩としては、限定されないが、ナトリウム及びカリウム塩が挙げられる。幾つかの実施形態において、医薬的に許容される希釈剤は、滅菌リン酸緩衝生理食塩水である。幾つかの実施形態において、オリゴヌクレオチドは、50~300μMの濃度の医薬的に許容される希釈剤中に使用される。本発明のオリゴヌクレオチドの幾つかの実施形態において、10~1000μgの用量で投与される。
本発明のオリゴヌクレオチドは、例えば、診断薬、治療薬及び予防のための研究試薬として利用できる。
本発明のオリゴヌクレオチド又は医薬組成物は、局所的に(例えば、皮膚、吸入、眼又は耳に)、あるいは経腸(例えば、経口又は胃腸管経由で)、あるいは非経口(例えば、静脈内、皮下、筋肉内、大脳内、脳室内又は髄腔内に)投与することが可能である。
幾つかの実施形態において、本発明のオリゴヌクレオチド、オリゴヌクレオチドコンジュゲート又は医薬組成物は、他の治療剤との併用治療に使用することを目的としたものである。治療剤は、例えば、上記疾患又は障害に対する標準治療とされる場合がある。
実施形態1
前記アンチセンスオリゴヌクレオチドが、配列番号147:
配列番号147:5’CCAACAACCAGGTAAATATTTG3’に対して少なくとも90%、例えば100%、相補的である10~22個のヌクレオチドの連続ヌクレオチド領域を含む、10~30ヌクレオチド長のアンチセンスオリゴヌクレオチド。
アンチセンスオリゴヌクレオチドが、HTRA1 mRNAの発現を阻害する機能を有する、実施形態1に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド。
連続ヌクレオチド領域が、配列番号138、139、140、141、142、143、144及び145:
配列番号138:CAAATATTTACCTGGTTG
配列番号139:TTTACCTGGTTGTTGG
配列番号140:CCAAATATTTACCTGGTT
配列番号141:CCAAATATTTACCTGGTTGT
配列番号142:ATATTTACCTGGTTGTTG
配列番号143:TATTTACCTGGTTGTT
配列番号144:ATATTTACCTGGTTGT
配列番号145:ATATTTACCTGGTTGTT
からなる群から選択される配列内に存在する配列と同一である、実施形態1又は2に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド。
実施形態4
連続ヌクレオチド領域が、配列番号146:
配列番号146:TTTACCTGGTT
の配列を含む、実施形態1から3の何れか一項に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド。
オリゴヌクレオチドの連続ヌクレオチド領域が、配列番号138、139、140、141、142、143、144及び145のいずれか1つから選択される配列からなるか又はその配列を含む、実施形態1から4の何れか一項に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド。
オリゴヌクレオチドの連続ヌクレオチド領域が、1つ以上の2’糖修飾ヌクレオシドを含む、実施形態1から5の何れか一項に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド。
1つ以上の2’糖修飾ヌクレオシドが独立に2’-O-アルキル-RNA、2’-O-メチル-RNA、2’-アルコキシ-RNA、2’-O-メトキシエチル-RNA、2’-アミノ-DNA、2’-フルオロ-DNA、アラビノ核酸(ANA)、2’-フルオロ-ANA及びLNAヌクレオシドからなる群から選択される、実施形態6に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド。
1つ以上の修飾ヌクレオシドがLNAヌクレオシドである、実施形態5~7のいずれか一項に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド。
オリゴヌクレオチドの連続ヌクレオチド領域が、少なくとも1つの修飾ヌクレオシド間結合、例えば1つ以上のホスホロチオエートヌクレオシド間結合を含む、実施形態1から8の何れか一項に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド。
連続ヌクレオチド領域内の全てのヌクレオシド間結合がホスホロチオエートヌクレオシド間結合である、実施形態9に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド。
オリゴヌクレオチドが、RNアーゼHを補充する機能を有する、実施形態1から10の何れか一項に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド。
オリゴヌクレオチド又はその連続ヌクレオチド配列が、ギャップマーであるか又はそのギャップマーを含む、実施形態1から11の何れか一項に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド。
オリゴヌクレオチド又はその連続ヌクレオチド配列が、式5’-F-G-F’-3’のギャップマーであり、領域F及びF’は独立に1~7個の糖修飾ヌクレオシドを含み、且つGが、RNアーゼHを補充する機能を有する領域6~16個のヌクレオシドであり、領域Gに隣接する領域F及びF’のヌクレオシドが糖修飾ヌクレオシドである、実施形態11又は12に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド。
領域Gが6~16個のDNAヌクレオシドからなるか又はそのDNAヌクレオシドを含む、実施形態13に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド。
領域F及びF’がそれぞれ少なくとも1つのLNAヌクレオシドを含む、実施形態13又は14に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド。
CsAsAsAstsastststsascscstsgsGsTsTsG(配列番号138、化合物番号138.1)
TsTstsascscstsgsgststsgstsTsGsG(配列番号139、化合物番号139.1)
CsCsAsAsastsastststsascscstsgsGsTsT(配列番号140、化合物番号140.1)
CsCsAsasastsastststsascscstsgsgststsGsT(配列番号141、化合物番号141.1)
AsTsAstststsascscstsgsgststsgsTsTsG(配列番号142、化合物番号142.1)
TsAsTststsascscstsgsgstsTsGsTsT(配列番号143、化合物番号143.1)
TsAstststsascscstsgsGstsTsgsTsT(配列番号143、化合物番号143.2)
TsAsTststsascscstsgsgsTsTsgsTsT(配列番号143、化合物番号143.3)
AsTsAsTststsascscstsgsgsTsTsGsT(配列番号144、化合物番号144.1)
AstsAsTsTstsascscstsgsgstsTsGsT(配列番号144、化合物番号144.2)
AstsAsTststsascscstsgsGsTsTsgsTsT(配列番号145、化合物番号145.1)
AsTsAstststsascscstsgsGstsTsgsTsT(配列番号145、化合物番号145.2)
AstsAsTststsascscstsgsgstsTsGsTsT(配列番号145、化合物番号145.3)
から選択される群から選択される、実施形態1から15の何れか一項に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド。
LNAヌクレオシドがいずれもβ-D-オキシLNAヌクレオシドである、実施形態16に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド。
実施形態1から17のいずれか一項に記載のオリゴヌクレオチド、及び前記オリゴヌクレオチドに共有結合された少なくとも1つのコンジュゲート残基を含む、コンジュゲート。
実施形態1から17に記載のオリゴヌクレオチド又は実施形態18に記載のコンジュゲート、並びに医薬的に許容される希釈剤、溶媒、担体、塩及び/又はアジュバントを含む医薬組成物。
HTRA1を発現する標的細胞におけるHTRA1の発現を調節するためのインビボ又はインビトロ方法であって、実施形態1から17のいずれか一項に記載のオリゴヌクレオチド、又は実施形態18に記載のコンジュゲート、又は実施形態19に記載の医薬組成物を、前記細胞に対し有効量にて投与することを含む、前記方法。
治療上もしくは予防上有効な量の実施形態1から17の何れか一項に記載のオリゴヌクレオチド、実施形態18に記載のコンジュゲート、又は実施形態19に記載の医薬組成物を、疾患に罹患しているか又は罹患しがちな被験者に投与することを含む、疾患を治療もしくは予防するための方法。
本疾患が、黄斑変性(例えば、湿性AMD、乾性AMD、地理的萎縮、中間体dAMD、糖尿病性網膜症)、パーキンソン病、アルツハイマー病、デュシェンヌ型筋ジストロフィー、変形性関節症などの関節炎、及び家族性虚血性大脳小血管疾患からなる群から選択される、実施形態21に記載の方法。
薬品中に用いるための、実施形態1から17の何れか一項に記載のオリゴヌクレオチド、又は実施形態18に記載のコンジュゲート、又は実施形態19に記載の医薬組成物。
黄斑変性(例えば、湿性AMD、乾性AMD、地理的萎縮、中間体dAMD、糖尿病性網膜症)、パーキンソン病、アルツハイマー病、デュシェンヌ型筋ジストロフィー、変形性関節症などの関節炎、及び家族性虚血性大脳小血管疾患からなる群から選択される疾患の治療もしくは予防に用いるための、実施形態1から17の何れか一項に記載のオリゴヌクレオチド、又は実施形態18に記載のコンジュゲート、又は実施形態19に記載の医薬組成物の使用。
黄斑変性(例えば、湿性AMD、乾性AMD、地理的萎縮、中間体dAMD、糖尿病性網膜症)、パーキンソン病、アルツハイマー病、デュシェンヌ型筋ジストロフィー、変形性関節症などの関節炎、及び家族性虚血性大脳小血管疾患からなる群から選択される疾患の治療もしくは予防を目的とした医薬品調製用の、実施形態1から17に記載のオリゴヌクレオチド、又は実施形態18に記載のコンジュゲート、又は実施形態19に記載の医薬組成物の使用。
オリゴヌクレオチドの合成
オリゴヌクレオチドの合成は、当該技術分野において遍く知られている。適用可能なプロトコルについては後述する。本発明のオリゴヌクレオチドは、使用された装置、支持体及び濃度の点で僅かに異なる方法で製造されたものであってもよい。
β-シアノエチル-ホスホラミダイト(DNA-A(Bz)、DNA-G(ibu)、DNA-C(Bz)、DNA-T、LNA-5-メチル-C(Bz)、LNA-A(Bz)、LNA-G(dmf)、LNA-T)の連結は、0.1Mの5’-O-DMT-保護アミダイトアセトニトリル溶液、及び活性化剤としてのDCI(4,5-ジシアノイミダゾール)アセトニトリル(0.25M)溶液を用いて実施する。最終サイクル用に、所望の修飾を有するホスホラミダイト、例えば、コンジュゲート基を結合させるためのC6リンカー、又はそのようなコンジュゲート基、を使用してもよい。チオール化によるホスホロチオエート結合の導入は、水素化キサンタン(アセトニトリル/ピリジンを9:1とした0.01M溶液)を用いて実施する。ホスホジエステル結合は、ヨウ素をTHF/ピリジン/水が7:2:1中に溶かした0.02M溶液を用いて導入できる。残りの試薬は、オリゴヌクレオチド合成に用いられる典型的な試薬である。
Phenomenex Jupiter C18の10μ150×10mmカラム上で、分取RP-HPLCによって粗化合物を精製する。0.1M酢酸アンモニウムpH8及びアセトニトリルを、5mL/分の流速で緩衝液として使用する。収集された画分を凍結乾燥すると、精製化合物が典型的には白色固体として得られる。
DCI:4,5-ジシアノイミダゾール
DCM:ジクロロメタン
DMF:ジメチルホルムアミド
DMT:4,4’-ジメトキシトリチル
THF:テトラヒドロフラン
Bz:ベンゾイル
Ibu:イソブチリル
RP-HPLC:逆相高速液体クロマトグラフィー
オリゴヌクレオチド及びRNA標的(リン酸結合、PO)二本鎖を500mlのRNアーゼフリー水中に入れて3mMになるように希釈し、500mlの2×Tm緩衝液(200mMのNaCl、0.2mMのEDTA、20mMのリン酸、pH7.0)と混合する。溶液を3分間95℃に加熱し、次いで室温で30分間アニールさせる。PE Templabソフトウェア(Perkin Elmer)を用い、ペルチェ温度プログラマーPTP6付きLambda 40 UV/VIS分光光度計で、二本鎖融解温度(Tm)を測定する。温度を20℃から95℃に上昇させ、次いで再度25℃に低下させて、260nmにて吸光度を連続的に記録した。融解及びアニーリングの両方に対して一次導関数及び極大値を用い、二次Tmを評価する。
ラットのC6細胞株をATCCから購入し、サプライヤーの推奨事項に準じて加湿インキュベーター内で、37℃、5%CO2で維持した。アッセイ用に、96マルチウェルプレート内の培養培地に、1500個のC6細胞/ウェルを播種した。細胞を2時間インキュベートした後、オリゴヌクレオチドを溶解させたPBS溶液を加えた。オリゴヌクレオチドの濃度:25μM。オリゴヌクレオチドを加えてから4日後に細胞を回収した。PureLink Pro 96 RNA精製キット(Ambionをメーカーの指示に従って)を使用して、RNAを抽出した。次いで、M-MLT逆転写酵素、ランダムデカマーRETROscript、RNアーゼ阻害剤(Ambionををメーカーの指示に従って)を使用し、100mMのdNTPセットPCRグレード(Invitrogen)、及びDNアーゼ/RNアーゼフリー水(Gibco)を用いて、cDNAを合成した。遺伝子発現分析用に、TaqMan Fast Advanced Master Mix (2X)(Ambion)を用いて、qPCRをデュプレックスセットアップで行った。qPCRに使用されたTaqManプライマーアッセイは以下のとおりである。
Htra1、Rn00581870_m1(FAM-MGB);ハウスキーピング遺伝子、Tbp、Rn01455646_m1(VIC-MGB)。プライマーセットはいずれもLife Technologiesから購入されたものである。表中のHtra1 mRNAの相対的な発現レベルは、対照(PBSで処理された細胞)の%として示してある。
ラットC6細胞株は、実施例1に記載のものであった。アッセイは、実施例1に記載されているようにして実施された。オリゴヌクレオチドの濃度:50μM~、半対数希釈、8ポイント。オリゴヌクレオチドを加えてから4日後に細胞を回収した。RNA抽出、cDNAの合成及びqPCRは、実施例1に記載されているようにして実施された。n=2×生物学的複製。EC50の測定をGraphPad Prism 6で行った。50μMオリゴヌクレオチドで処理したときの、Htra1のmRNAの相対的なレベルを、対照(PBS)の%として表に示す。追加的なプライマーセット(Htra1、Rn00668987_m1[FAM-MGB]とその対照とされたPpia、Rn006900933_m1[VIC-MGB]及びHprt、Rn01527840_m1[VIC-MGB])に関しても同様に試験を実施し、これらのプライマーを用いて同じ傾向が観察された(データ不図示)。
ヒト神経膠芽腫U251細胞株をECACCから購入し、サプライヤーの推奨事項に従って加湿インキュベーター内で、37℃、5%CO2にて維持した。アッセイ用に、15000個のU251細胞/ウェルを、96マルチウェルプレートに入れた飢餓培地(FBSを10%でなく1%としたこと以外はサプライヤーによって推奨される培地)に播種した。細胞を24時間インキュベートした後、オリゴヌクレオチドを溶解させたPBS溶液を加えた。オリゴヌクレオチドの濃度:5μM。化合物を添加してから3~4日後に、培地を除去し、新しい培地(オリゴヌクレオチドなし)を加えた。オリゴヌクレオチドを加えてから6日後に細胞を回収した。PureLink Pro 96 RNA精製キット(Ambionをメーカーの指示に従って)を使用して、RNAを抽出した。次いで、M-MLT逆転写酵素、ランダムデカマーRETROscript、RNアーゼ阻害剤(Ambionをメーカーの指示に従って)を使用し、100mMのdNTPセットPCRグレード(Invitrogen)、及びDNアーゼ/RNアーゼフリー水(Gibco)を用いて、cDNAを合成した。遺伝子発現分析用に、TaqMan Fast Advanced Master Mix (2X)(Ambion)を用いて、qPCRをデュプレックスセットアップで行った。TaqManプライマーアッセイ後、HTRA1、Hs01016151_m1(FAM-MGB);ハウスキーピング遺伝子、TBP、Hs4326322E(VIC-MGB)(Life Technologies製)を使用してqPCRを行った。表中のHTRA1 mRNAの相対的な発現レベルは、対照(PBSで処置された細胞)の%として示してある。
HTRA1に対する有望な「ホットスポット」領域の同定n=129のヒト/カニクイザル/ラットHTRA1 LNAオリゴヌクレオチドのライブラリーを、U251及びARPE19細胞株にてスクリーニングした。図1に示すように、本発明者らは、このライブラリーから33042位から33064位までのヒトHTRA1プレmRNA(配列番号2)を標的化する一連の活性オリゴヌクレオチドを同定した。
ラットC6細胞株は、実施例1に記載のものであった。アッセイは、実施例1に記載されているようにして実施された。オリゴヌクレオチドの濃度:25μM。n=2×生物学的複製。表中のHtra1 mRNAの相対的な発現レベルは、対照(PBSで処理された細胞)の%として示してある。
ARPE19、U251及びC6細胞株はそれぞれ、実施例4、実施例3及び実施例1に記載のものであった。アッセイ用に、サプライヤーによって推奨された96マルチウェルプレートに入れた培養培地中に、2000×U251又はARPE19細胞/ウェルにて播種した。細胞を2時間インキュベートした後、オリゴヌクレオチドを溶解させたPBS溶液を加えた。C6細胞株アッセイは、実施例1~2に記載されているようにして実施された。オリゴヌクレオチドの濃度:50μM~、半対数希釈、8ポイント。オリゴヌクレオチドを加えてから4日後に細胞を回収した。RNA抽出、cDNAの合成及びqPCRは、全ての細胞株を対象とし、実施例1に記載されているようにして実施された。U251及びARPE19細胞に使用されたTaqManプライマーアッセイは以下のとおりである。
HTRA1、Hs01016151_m1(FAM-MGB);ハウスキーピング遺伝子、TBP、Hs4326322E(VIC-MGB)。プライマーセットはいずれもLife Technologiesから購入されたものである。n=2×生物学的複製。EC50の測定をGraphPad Prism 6で行った。50μMオリゴヌクレオチドで処理したときの、HTRA1のmRNAの相対的なレベルを、対照(PBS)の%として表に示す。
ARPE19及びU251細胞株及びアッセイは、実施例6に記載のものであった。RNA抽出を、実施例1に記載されているようにして実施した。cDNAの合成及びqPCRを、qScript XLT one-step RT-qPCR ToughMix Low ROX, 95134-100(Quanta Biosciences)を使用して行った。デュプレックスセットアップでU251及びARPE19細胞に使用されたTaqManプライマーアッセイは以下のとおりである。
HTRA1、Hs01016151_m1(FAM-MGB);ハウスキーピング遺伝子、GAPDH、Hs4310884E(VIC-MGB)。プライマーセットはいずれもLife Technologiesから購入されたものであった。n=1生物学的複製。表中のHTRA1 mRNAの相対的な発現レベルは、対照(PBSで処置された細胞)の%として示してある。また、追加的なプライマーセット(HTRA1、Hs00170197_m1[FAM-MGB]とその対照とされたTBP Hs4326322E[VIC-MGB])に関してもU251を試験し、これらのプライマーを用いて同じ傾向が観察された(データ不図示)。図2を参照のこと。
ヒト初代網膜色素上皮(hpRPE)細胞は、Sciencell(カタログ番号6540)から購入されたものであった。アッセイ用に、ラミニン(Laminin 521、BioLaminaカタログ番号LN521-03)でコーティングされた96マルチウェルプレート内の培養培地(EpiCM、Sciencellカタログ番号4101)中に、hpRPEを5000細胞/ウェルにて播種する。これらをこの培地中で1週間増殖させ、以下の培地:N1補助剤(Sigmaカタログ番号N-6530)を補給したMEMα培地(Sigmaカタログ番号M-4526)、グルタミン-ペニシリン-ストレプトマイシン(Sigmaカタログ番号G-1146)、非必須アミノ酸(NEAA、Sigmaカタログ番号M-7145)、タウリン(Sigmaカタログ番号T-0625)、ヒドロコルチゾン(Sigmaカタログ番号H-03966)、トリヨード-サイロニン(Sigmaカタログ番号T-5516)、及びウシ血清アルブミン(BSA、Sigmaカタログ番号A-9647)を用いて2週間分化させる。細胞を、加湿インキュベーター内で37℃、5%CO2にて培養する。
HTRA1、Hs01016151_m1;Hs00170197_m1、ハウスキーピング遺伝子、GAPDH、Hs99999905_m1;PPIA、Hs99999904_m1(Life Technologies製)。n=3生物学的複製。HTRA1 mRNAの相対的な発現レベルは、表中に対照(PBS)の%として示してある。図3を参照のこと。
動物
着色されたブラウンノルウェーラットに対して実験を行った。試験の各群に動物5匹が含まれ、合計15匹であった。
実験の開始に際して、動物をイソフルランで麻酔し、眼を消毒して拡張してから、片眼当たり30μg(3μl中)の硝子体内注射を行った。
生活相の終了時(7日目)に、全てのラットをCO2で安楽死させてから、解剖用に眼を摘出した。網膜、強膜及び硝子体液を、更なる分析用に採取した。
網膜試料を解剖した。ラット網膜急速凍結組織を凍結保存し、試験施設においてRLT溶解緩衝液(Qiagen RNeasy Mini Kit)中に溶解させ、RNA抽出を、DNアーゼI処理(カタログ番号79254、ロット151048613)を含むQiagen RNeasy Mini Kit(カタログ番号74104;ロット151039852)の使用説明書に従って続行した。RNA品質管理は、Agilent Bioanalyzer Nano Kit(Agilent;カタログ番号5067-1511;ロット1446)を用いて実行された。cDNAへの全RNAの逆転写(cDNAの合成)は、メーカーの指示に従い、ランダムヘキサマーオリゴヌクレオチドベースのHigh Capacity cDNA Reverse Transcription Kit(Thermo Fisher Scientific、カタログ番号4368814、ロット00314158)を使用して実行された。cDNA試料の測定を、7900HTリアルタイムPCR装置(Thermo Fisher Scientific)上で、384ウェルプレートフォーマットにて3回実施した。qPCRに使用されたTaqManプライマーアッセイは、以下のとおりである。Htra1、Rn00581870_m1;ハウスキーピング遺伝子、Gapdh、Rn01775763_g1;Tbp、Rn01455646_m1(Life Technologies製)。ラット/群:5、n=10及び.各眼を個々の試料として処置した。Htra1 mRNAの相対的な発現レベルは、対照(PBS)の%として示してある。図4を参照のこと。
動物
全ての実験を、着色されたブラウンノルウェーラットに対して行った。試験の各群に動物17匹が含まれ、合計34匹であった。
キシラジンとケタミンとの混合物を、動物に筋肉内注射して麻酔した。試験1日目に、麻酔動物の両眼に対し、試験アイテム及び陰性対照(PBS)を(投与当たり3μL)硝子体内投与した。
生活相の終了時(8日目)に、ペントバルビタールの腹腔内及び過剰投与により安楽死させた。
低用量群及び中用量群の全ての動物、並びに高用量群及びPBS群の最初の5匹の動物の、両方の眼球を生物分析に使用した。安楽死の直後に、硝子体(V)、網膜(R)及び脈絡膜(CH)を氷上で迅速且つ慎重に解剖し、出荷まで-80℃で貯蔵した。網膜試料をMagNa Pure 96 LC RNA Isolation Tissue Buffer70μL中に溶解し、2mLのチューブに1個のステンレス鋼ビーズを添加し、Precellys Evolutionホモジナイザーを使用して2×1.5分間、ホモジナイズし、続いて室温で30分間インキュベートしてホモジナイズした。試料を13000rpmで5分間遠心した。半分は生物分析用に取っておき、残りの半分に対しては直接的にRNA抽出を続行した。
高用量の残りの動物2匹及びPBS動物の、両方の眼球を取り出して10%中性緩衝ホルマリン中に24時間固定してから、トリミングしてパラフィン中に包埋した。
全ての実験をアルビノスプラーグドーリーラットに対して実施した。試験の各群に動物16匹が含まれ、合計42匹であった。
キシラジンとケタミンとの混合物を、動物に筋肉内注射して麻酔した。試験-3日目に、麻酔動物の両眼に対し、試験アイテム及び陰性対照(PBS)を(投与当たり3μL)硝子体内投与した。
0日目に4回(露光を開始する0.5時間前、露光を開始してから2時間後及び4時間後t並びに露光終了直後に)、1mLプラスチック製の遮光性注射器に取り付けられた25ゲージ針を使用して、陽性対照アイテム(PBN)を2.5mL/kgの用量で腹腔内注射した。
ラットを36時間暗順応させてから、透明プラスチックケージ内で連続青色蛍光灯(400~540nm)に6時間曝露させた。曝露後、ラットを24時間暗室に入れてから、標準の循環光条件に戻した。
ベースライン時及び14日目に、両眼を一晩暗順応させてから網膜電図(ERG)を記録した。ERG記録ごとに、A波及びB波の振幅を測定した。
生活相の終了時(14日目)に、動物に麻酔をかけ、ペントバルビタールを腹腔内過剰投与して安楽死させた。
各群の主要動物10匹から両方の眼球を摘出し、ブアンオランド(Bouin Hollande)溶液に固定して、パラフィンに包埋した。薄い切片(厚さ5~7μm)を垂直子午線に沿って切り取り、トリクロームマッソン(Trichrome-Masson)で染色した。網膜の各部分(上及び下)において、視神経から末梢網膜までの7点(250μmごと)でONLの厚さを測定した。各点で外側核層の厚さを測定し、曲線下面積(AUC)を計算した。
被験物質及びPBS群からのサテライト動物4匹の両方の眼球を、生物分析に使用した。安楽死の直後に、硝子体(V)、網膜(R)及び脈絡膜(CH)を氷上で迅速且つ慎重に解剖し、出荷まで-80℃で貯蔵した。網膜試料をMagNa Pure 96 LC RNA Isolation Tissue Buffer70μL中に溶解し、2mLのチューブに1個のステンレス鋼ビーズを添加し、Precellys Evolutionホモジナイザーを使用して2×1.5分間ホモジナイズし、続いて室温で30分間インキュベートしてホモジナイズした。試料を13000rpmで5分間遠心した。半分は生物分析用に取っておき、残りの半分に対しては直接的にRNA抽出を続行した。
被験物質及びPBS群からの残りの2匹のサテライト動物の両方の眼球を取り出し、10%中性緩衝ホルマリン中で24時間固定して、トリミングしてからパラフィン中に包埋した。ISH用RNAscopeを、実施例10に記載されているようにして実施した。
33042位~33064位(配列番号147)の間のヒトHTRA1プレmRNAにおける「ホットスポット」を標的化する2つの選択されたHTRA1 LNAオリゴヌクレオチドについて網膜内で、mRNAレベルでのノックダウン(KD)が観察された。このノックダウンは、qPCR及びISHリードアウトの両方で観察された(図7A及び図7B、並びに下表を参照)。
全ての実験をアルビノスプラーグドーリーラットに対して実施した。
動物をイソフルランで麻酔した。試験1日目に、麻酔動物の両眼に対し、試験アイテム及び陰性対照(PBS)を(投与当たり3μL)硝子体内投与した。
生活相の終了時(試験の4日目、8日目又は15日目)にラットに麻酔をかけ、断頭して安楽死させた。
オリゴ含量測定、及びHtra1 mRNA発現の定量を、実施例10に記載されているようにして実行した。
組織学的検査を、実施例10に記載されているようにして実行した。
33042位~33064位のヒトHTRA1プレmRNAの「ホットスポット」を標的化する1つの選択されたHTRA1 LNAオリゴヌクレオチド145.3に関して、網膜内のmRNAレベル、並びに網膜及び硝子体内のタンパク質レベルの両方でノックダウンが観察された(図8参照)。
全ての実験をカニクイザル(Cynomolgus monkeys)に対して行った(Macaca fascicularis)。
ブプレノルフィン鎮痛剤を、試験化合物を注射する前及び注射してから2日後に投与した。動物にケタミン及びキシラジンを筋肉内注射して麻酔した。テトラカイン麻酔薬の局所投与後1日目に、試験アイテム及び陰性対照(PBS)を、(1回の投与につき50μL)麻酔動物の両眼に硝子体内投与した。
生活相の終了時(22日目)に、全てのサルに対しペントバルビタールを腹腔内投与及び過剰投与して、安楽死させた。
安楽死させた直後に、眼組織を迅速且つ慎重に氷上で解剖して、出荷まで-80℃で貯蔵した。網膜試料をMagNa Pure 96 LC RNA Isolation Tissue Buffer70μL中に溶解し、2mLのチューブに1個のステンレス鋼ビーズを添加し、Precellys Evolutionホモジナイザーを使用して2×1.5分間ホモジナイズし、続いて室温で30分間インキュベートしてホモジナイズした。試料を13000rpmで5分間遠心分離した。半分を生物分析用に取っておき、残りの半分に対してはRNA抽出を直接的に続行した。
Htra1、Mf01016150_、Mf01016152_m1;
Rh02799527_m1;
ハウスキーピング遺伝子、ARFGAP2、Mf01058488_g1;
Rh01058485_m1;
ARL1、Mf02795431_m1(Life Technologies製)。qPCR分析は、ViiA7マシン(Life Technologies)上で行った。眼数/群:n=3×眼。各眼を個々の試料として処置した。Htra1 mRNAの相対的な発現レベルは、対照(PBS)の%として示してある。
眼球を取り出して10%中性緩衝ホルマリン中に24時間固定してから、トリミングしてパラフィン中に包埋した。
網膜の試料調製
網膜を4容量(w/v)のRIPA緩衝液(50mMのTris-HCl、pH7.4、150mMのNaCl、0.25%デオキシコール酸、1%NP-40、1mMのEDTA、Millipore)中に入れ、Precellys 24(5500、15秒、2サイクル)を使用して、プロテアーゼ阻害剤(完全EDTAフリー、Roche)とホモジナイズした。ホモジネートを(13,000rpmで3分)遠心分離し、上清のタンパク質含有量を測定した(Pierce BCAタンパク質アッセイ)。
硝子体液(300μl)を5×RIPA緩衝液で希釈し(最終濃度:50mMのTris-HCl、pH7.4、150mMのNaCl、0.25%デオキシコール酸、1%NP-40、1mMのEDTA)、Precellys 24(5500、15秒、2サイクル)を使用して、プロテアーゼ阻害剤(完全EDTAフリー、Roche)とホモジナイズした。ホモジネートを(13,000rpmで3分)遠心分離し、上清のタンパク質含有量を測定した(Pierce BCAタンパク質アッセイ)。
96ウェルプレート(Nunc MaxiSorp)を抗HTRA1マウスモノクローナル抗体(R&D MAB2916、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)50μl中に500ng/well溶解したもの)で500ng/ウェルにてコーティングし、4℃にて一晩インキュベートした。プレートをPBS(200μl)で2回洗浄し、3%(w/v)BSAのPBS溶液で20℃にて30分間ブロックした後、PBSで2回洗浄した。試料(網膜75μg、硝子体100μgをPBS 50μl中に溶かしたもの)を無作為化してプレートに添加し、続いて振盪器(150rpm)で4℃にて一晩インキュベートした。次いで、プレートをPBSで2回洗浄し、水で1回洗浄した。続いて、10mMのDTT(30μl)を溶かした50mMのTEAB溶液を、各ウェルに加えてから、20℃で1時間インキュベートして、システインスルフヒドリルを還元した。その後、150mMのヨードアセトアミドを溶かした50mMのTEAB(5μl)溶液を、各ウェルに加えてから、暗所で20℃で30分間インキュベートして、システインスルフヒドリルをブロックした。10μlの消化溶液(最終濃度:1.24ng/μlのトリプシン、20fmol/μlのBSAペプチド、26fmol/μlの同位体標識HTRA1ペプチド、1fmol/μlのiRTペプチド、Biognosys)を各ウェルに加えてから、20℃で一晩インキュベートした。
TSQ Quantiva三連四重極質量分析計(Thermo Scientific)に連結されたUltimate RSLCnano LCで、質量分析を行った。免疫沈降(IP)に使用した96ウェルプレートから試料(20μL)を直接的に注入し、Acclaim Pepmap 100トラップカラム(100μm×2cm、C18、5μm、100Å、Thermo Scientific)のローディングバッファー(0.5%v/vのギ酸、2%v/vのACN)中に、5μL/分で6分間ロードした。次いで、40℃に加熱されたエレクトロスプレーエミッターを備えるPepMap Easy-SPRAY分析カラム(75μm×15cm、3μm、100Å、Thermo Scientific)上で、ペプチドを分離させた。250nL/分の流速で以下の勾配:6分、98%緩衝液A(2%ACN、0.1%ギ酸)、2%緩衝液B(ACN+0.1%ギ酸);36分、30%緩衝液B;41分、60%緩衝液B;43分、80%緩衝液B;49分、80%緩衝液B;50分、2%緩衝液B)を使用した。サイクルタイム1.5秒、スプレー電圧1800V、衝突ガス圧力2mTorr、Q1及びQ3分解能0.7FWHM、イオン移動管温度300℃のパラメータでTSQ QuantivaをSRMモードにて動作させた。HTRA1ペプチド「LHRPPVIVLQR」、及び内部標準として使用された同位体標識(L-[U-13C、U-15N]R)合成バージョンについて、SRM移行を獲得した。データ分析を、Skylineバージョン3.6を使用して実行した。
Claims (18)
- 式:TsAsTststsascscstsgsgstsTsGsTsT (配列番号143)
(式中、大文字がLNAヌクレオシド単位を表し、小文字がDNAヌクレオシド単位を表し、下付きのsは、ホスホロチオエートのヌクレオシド間結合を表す)
からなるアンチセンスオリゴヌクレオチド。 - 前記LNAヌクレオシドが、全てβ-D-オキシLNAヌクレオシドである、請求項1に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド。
- 請求項1~3のいずれか一項に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチドの医薬として許容される塩。
- 前記塩がナトリウム塩である、請求項4に記載の医薬として許容される塩。
- 前記塩がカリウム塩である、請求項4に記載の医薬として許容される塩。
- 請求項1~3のいずれか一項に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド;及び医薬として許容される希釈剤、キャリア、塩及び/又はアジュバントを含む、医薬組成物。
- 前記医薬組成物が、医薬として許容される希釈剤を含む、請求項7に記載の医薬組成物。
- 前記医薬として許容される希釈剤が、リン酸緩衝生理食塩水である、請求項8に記載の医薬組成物。
- 前記オリゴヌクレオチドが、医薬として許容される塩の形態である、請求項7~9のいずれか一項に記載の医薬組成物。
- 請求項4~6のいずれか一項に記載の医薬として許容される塩;及び医薬として許容される希釈剤、キャリア、塩及び/又はアジュバントを含む、医薬組成物。
- 前記医薬として許容される塩が、ナトリウム塩又はカリウム塩である、請求項7~11のいずれか一項に記載の医薬組成物。
- 医薬において使用される、請求項1~3のいずれか一項に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド、又は請求項4~6のいずれか一項に記載の医薬として許容される塩、請求項7~12のいずれか一項に記載の医薬組成物。
- 黄斑変性の治療において使用するための、請求項1~3のいずれか一項に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド、又は請求項4~6のいずれか一項に記載の医薬として許容される塩、又は請求項7~12のいずれか一項に記載の医薬組成物。
- 前記黄斑変性が、wetAMD、dryAMD、地図状萎縮及び中間dAMDから選ばれる、請求項14に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド、医薬として許容される塩、又は医薬組成物。
- 黄斑変性の治療又は予防のための医薬の製造のための、請求項1~3のいずれか一項に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド、又は請求項4~6のいずれか一項に記載の医薬として許容される塩、又は請求項7~12のいずれか一項に記載の医薬組成物の使用。
- 前記黄斑変性が、wetAMD、dryAMD、地図状萎縮及び中間dAMDから選ばれる、請求項16に記載の使用。
- HTRA1を発現する標的細胞におけるHTRA1発現を調節するためのインビトロ方法であって、請求項1~3のいずれか一項に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド、請求項4~6のいずれか一項に記載の医薬として許容される塩、又は請求項7~12のいずれか一項に記載の医薬組成物を、前記細胞に有効な量で投与することを含む、前記方法。
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