JP7349931B2 - 高ビリルビン血症の処置 - Google Patents
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Description
本発明は、高ビリルビン血症の処置、特にクリグラー・ナジャー症候群の処置において有用である核酸配列に関する。より特定すると、本発明の核酸配列は、コドンの最適化されたヒトUGT1A1コード配列である。
クリグラー・ナジャー症候群(CN)は、UGT1A1遺伝子(OMIM218800番)によってコードされるビリルビンUDP-グルクロン酸転移酵素アイソザイム1A1(UGT1A1)の欠損に起因する重度の非抱合型高ビリルビン血症を有する常染色体劣性疾患である。CNの罹患率は、出生時に約1000000人につき1人の個体であり、これによりCNは極めて稀な疾病となっている。CNの現在の療法は、血清ビリルビン値の上昇を防ぐための光線療法に依拠する。CNII型としても知られる、軽度の病型では、フェノバルビタールを使用してビリルビン血症を低減させることができる。それにも関わらず、患者は、血中ビリルビンの生命を脅かす高値のリスクに潜在的に曝され、肝移植が依然として唯一の治癒的な処置である。その最も重度の病型では、光線療法を出生時から適用しなければ、該疾病は、ビリルビンにより誘発される神経障害に因り致命的である。療法が利用可能であるにも関わらず、CNは依然として、成長中の光線療法の効力の低下、光線療法それ自体の限界に起因する悪いコンプライアンス(毎日10~12時間行なわれる必要がある)、及び経時的な病的な肝臓の変化の発生(これは肝移植を必要とする場合もある)をはじめとする多くの理由のために医療ニーズが充足されていない。
本発明は、ヒトUGT1A1 cDNAに由来するコドンの最適化されたUGT1A1コード配列に関する。より特定すると、コドンの最適化されたUGT1A1コード配列は、配列番号1の野生型ヒトコード配列と比較して増加したGC含量を有し、かつ/又は、減少した数の代替オープンリーディングフレームを有する。例えば、本発明の核酸配列は、野生型ヒトUGT1A1配列の配列と比較して、UGT1A1配列のGC含量は少なくとも2、3、4、5、又は10%増加している。特定の実施態様では、本発明の核酸配列は、野生型ヒトUGT1A1配列の配列と比較して、UGT1A1配列のGC含量は2、3、4、又はより好ましくは、5%又は10%(好ましくは5%)増加している。特定の実施態様では、コドンの最適化されたヒトUGT1A1タンパク質をコードしている本発明の核酸配列は「実質的に同一」であり、すなわち、配列番号2又は配列番号3の配列に対して、約70%同一、より好ましくは約80%同一、さらにより好ましくは約90%同一、さらにより好ましくは約95%同一、さらにより好ましくは約97%、98%、又はさらには99%同一である。特定の実施態様では、本発明は、コドンの最適化されたヒトUGT1A1タンパク質をコードしている核酸配列に関し、該核酸配列は、配列番号2又は配列番号3に示された配列を含む。
「UGT1A1」という用語は、配列番号1に示される野生型ホモサピエンスUDP-グルクロン酸転移酵素1ファミリー1、ポリペプチドA、(UGT1A1)cCDNAをいう(アクセッション番号NM_000463.2、これはUGT1A1ヒトのmRNAのCDSについてのリファレンス配列である;OMIMにおける参照番号191740)。
本発明は、以下の実験例及び添付の図面への参照によってさらに詳述されている。これらの実施例は、単に説明のためだけに提供され、制限するためではない。
コドン最適化及びAAVベクター構築物:
UGT1A1は、いくつかの異なるアルゴリズムに従ってコドン最適化を受けた。さらに、隠れた転写開始部位の除去を、構築物全体を対して実施した。得られた構築物を、発現プラスミドに導入するか、又は、AAV血清型8ベクターにパッケージングするかのいずれかを行ない、そして効力についてインビトロ及びインビボ(ラット及びマウス)で試験した。
-WT.0:野生型UGT1A1導入遺伝子及び野生型HBB2イントロン(配列番号5);
-WT:野生型UGT1A1導入遺伝子及びいくつかのARFが除去された最適化されたバージョンのHBB2イントロン(配列番号6);
-v2(又はv2.0):コドンの最適化されたUGT1A1導入遺伝子バージョン2.0(配列番号2)及び野生型HBB2イントロン(配列番号5)を含む;
-v2.1:コドンの最適化されたUGT1A1導入遺伝子バージョン2.0(配列番号2)及びいくつかのARFが除去された最適化されたバージョンのHBB2イントロン(配列番号6)を含む;
-v3:コドンの最適化されたUGT1A1導入遺伝子バージョン3(配列番号3)を、いくつかのARFが除去された最適化されたバージョンのHBB2イントロン(配列番号6)と共に含む;
-AAV8-hAAT-wtUGT1A1:hAATプロモーター野生型UGT1A1導入遺伝子の制御下で野生型構築物を含有しているAAV8ベクター;
-AAV8-hAAT-coUGT1A1v2:hAATプロモーターの制御下でv2構築物を含有しているAAV8プロモーター;
-AAV8-hAAT-coUGT1A1v2.1:hAATプロモーターの制御下でv2.1構築物を含有しているAAV8ベクター;
-AAV8-hAAT-coUGT1A1v3:hAATプロモーター野生型の制御下でv3構築物を含有しているAAV8ベクター。
ヒト肝細胞の細胞株Huh7を、0、5000(5)、10000(10)、若しくは25000(25)の漸増する感染多重度(MOI)で形質導入したか、又は、指定されたプラスミド及びリポフェクタミンを用いてトランスフェクトした。形質導入から48時間後、細胞を収集し、溶解し、ミクロソーム抽出物を調製し、ウェスタンブロット上にのせ、そこでヒトUGT1に対するポリクローナル抗体を使用してタンパク質を検出した。構成的に発現されているタンパク質のカルネキシンをローディング対照として使用した。
代替リーディングフレーム(ARF)分析を、VectorNTIソフトウェア(Life Technologies)Classic startに存在するORF分析ツールを用いて2つのUGT1A1配列のコード鎖に対して実施し、真核細胞のための終止部位を利用した(それぞれ開始部位としてATG、終止部位としてTAA TGA TAG)。その長さが50bp以上にわたり、開始コドンを有するフレーム内に終止コドンを有する場合に、ARFが考慮された。
UGT1A1遺伝子に欠損を呈する6~8週令のGunnラットに、ベクターを注射した。ベクターを、0.5mlの容量で尾静脈を介して送達した。血清試料を1週間に1回、回収し、総ビリルビン(TB)値をモニタリングした。処置されていない罹患動物及び野生型又は健康な同腹仔を対照として使用した。
投与されたベクターの用量を、図の説明文に示した。
血液試料を、後眼窩静脈叢への穿刺によって1週間に1回乾燥シリンジへ回収した。血液を4℃で8000rpmで遠心分離にかけ、分注し、-20℃で凍結させた。
血液試料を、突然変異型及び野生型の同腹仔への注射から4週間後に、心臓穿刺によってEDTA入りの回収用シリンジに回収した。血液を2500rpmで遠心分離にかけ、血漿を回収し、分注し、-80℃で凍結させた。全ての手順を薄暗い所で実施して、ビリルビンの分解を回避した。
血清中の総ビリルビンの測定を、ビリルビンアッセイキット(Abnova、参照番号KA1614)を使用して製造業者によって記載されているように行なった。本発明者らは、50μLの容量の血清を使用して、分析を実施した。530nmでの吸光値を、マルチプレートリーダー(PerkinElmer EnSpire)を使用することによって得た。
血漿中の総ビリルビンの測定を、Direct and Total Bilirubin Reagentキット(BQ Kits, San Diego, CA)を使用して、製造業者によって記載されているように、小さな改変を加えて実施した:反応の規模を小さくし、それを最終容量300μl(6000μlの代わりに)で、僅か10μlの血漿を用いて実施した。3つの市販のビリルビン参照標準物質(対照血清I、対照血清II、及びビリルビン検量用試料、Diazyme Laboratories, Poway, CA, USA)を、品質対照として各セットの分析に含めた。560nmでの吸光値を、マルチプレートリーダー(Perkin Elmer Envision Plate Reader, Walthman, MA, USA)を使用することによって得た。
3つのベクターの中のいずれか1つを注射した動物から得られた瞬間凍結させた肝臓を迅速にホモジナイズした。ホモジネートを、ミクロソームの調製のために使用した。その後、ミクロソーム抽出物をウェスタンブロットにのせ、そこで、ヒトUGT1に対するポリクローナル抗体を使用してタンパク質を検出した。タンパク質のバンドを定量した。
ヒトUGT1A1コード配列のコドンの最適化されたバージョンを作製し、発現プラスミドに導入した。2つの最適化されたUGT1A1コード配列(v2及びv3配列)、及び野生型配列を、Huh-7細胞にトランスフェクトした。得られた結果を図1に報告する。この実験は、2つのコドン最適化配列が、インビトロでヒト細胞内で野生型配列よりも効率的に翻訳されることを示す。
Claims (14)
- 減少した数の代替オープンリーディングフレーム(ARF)を有するか又はARFを全く有さない改変されたイントロンであり、配列番号5のHBB2イントロンに比べて改変されたHBB2イントロンである、イントロン。
- 配列番号6の改変されたHBB2イントロンである、請求項1のイントロン。
- 請求項1又は2記載のイントロンを含む、核酸構築物。
- 関心対象の遺伝子及び1つ以上の追加の発現制御配列、例えばプロモーター及び/又はエンハンサーをさらに含む、請求項3の核酸構築物。
- プロモーターが、遍在的な又は組織特異的なプロモーター、特に肝臓特異的プロモーターである、請求項4の核酸構築物。
- 請求項1又は2記載のイントロン又は請求項3~5のいずれか一項記載の核酸構築物を含む、ベクター。
- ウイルスベクター、例えばレトロウイルスベクター、特にレンチウイルスベクター、又はAAVベクターである、請求項6記載のベクター。
- 一本鎖又は二本鎖自己相補性AAVベクターである、請求項6又は7記載のベクター。
- AAVベクターが、AAV由来キャプシド、例えばAAV-1、-2、-5、-6、-7、-8、-9、-rh10、-rh74、-djキャプシドを有するか、又はキメラキャプシドを有する、請求項7又は8記載のベクター。
- AAVベクターがAAV8キャプシドを有する、請求項7~9のいずれか一項記載のベクター。
- シュードタイプ化AAVベクターである、請求項7~10のいずれか一項記載のベクター。
- 請求項3~5のいずれか一項記載の核酸構築物又は請求項6~11のいずれか一項のベクターを用いて形質転換された単離細胞。
- 肝細胞又は筋肉細胞である、請求項12記載の細胞。
- 関心対象の遺伝子が、遺伝子療法又は細胞療法の方法に使用するための治療用遺伝子である、請求項3~5のいずれか一項の核酸構築物、請求項6~11のいずれか一項のベクター、又は請求項12~13のいずれか一項記載の細胞。
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