JP7455336B2 - B型肝炎ウイルスタンパク質の産生を阻害する医薬組成物およびスクリーニング方法 - Google Patents
B型肝炎ウイルスタンパク質の産生を阻害する医薬組成物およびスクリーニング方法 Download PDFInfo
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Description
HBs抗原は、Dane粒子以外に、中空粒子、小型球形粒子または桿状粒子として存在する。
HBVのゲノムDNAには、pre-S/S遺伝子領域、P遺伝子領域、X遺伝子領域、pre-C/C遺伝子領域の4種類の転写解読枠(open reading frame、ORF)、3つのプロモーター、および2つのエンハンサー(Enhancer、Enh)領域がある。X遺伝子領域のcore promoter、C遺伝子領域のprecore領域は、HBe抗原(hepatitis B envelope antigen、HBeAg)構成タンパク質の産生に関与し、この領域のpoint mutationによりHBe抗原構成タンパク質が産生されなくなり、HBe抗原陰性となる。
また、2つのエンハンサー領域はエンハンサーI(Enhancer I、EnhI)およびエンハンサーII(Enhancer II、EnhII)と呼ばれ、いずれも3つ全てのプロモーター活性を増大させることが可能である(特許文献1)。
HBVは肝細胞に侵入すると、不完全環状二本鎖DNAが肝細胞の核内に取り込まれ、完全閉鎖二本鎖DNA(covalenty closed circular DNA、cccDNA)に転換される。HBVの慢性感染状態では、cccDNAは肝細胞1個あたり5~50個、ミニ染色体として存在する。肝細胞核内のcccDNAからは4種のRNAが転写され、それらより構造タンパク質であるHBs抗原、HBc抗原およびHBe抗原、Xタンパク質ならびに逆転写酵素を含むポリメラーゼが翻訳される。RNAの1つはpregenomic RNAとしてコア粒子に取り込まれ、逆転写酵素の働きによりマイナス鎖DNAが合成され、次にプラス鎖DNAが合成され不完全環状二本鎖DNAとなる。さらに、HBs抗原より形成されるエンベロープに包まれてウイルス粒子(Dane粒子)となり血中に放出される。RNAにより翻訳されたHBs抗原、HBc抗原およびp22cr抗原を含む中空粒子(DNAの核が無い粒子)や肝細胞膜を通過するHBe抗原などは、Dane粒子の血中放出ルートとは別に多量に血中に放出、分泌される。この作用は、HBV感染における宿主免疫機構の攻撃から逃れている作用と考えられる。HBe抗原、HBc抗原およびp22cr抗原は、HBcr抗原(hepatitis B core-related antigen、HBcrAg)として測定可能であり、ウイルス複製のマーカーとして使用されている(非特許文献1)。
B型肝炎の第一選択薬には、エンテカビルやテノホビなどの核酸アナログが使用されている。核酸アナログ製剤はHBVポリメラーゼタンパクの活性を阻害、不完全環状二本鎖DNAの生成を阻害することにより、血中のDane粒子を減少、すなわちウイルスの増殖を抑制することが可能である。しかしながら、核酸アナログ製剤はHBs抗原を減少させることができないため、宿主免疫機構による感染細胞の排除を達成することは困難である。そのため、HBs抗原の減少を達成可能な医薬品の開発が望まれている。
近年、RNA干渉(RNAi)の原理によりHBV RNAに結合し、これを分解する二本鎖RNA(dsRNA)の研究開発が進められている。これら二本鎖RNAは、HBV感染細胞などにおいてHBs抗原を減少させることが報告されている(非特許文献4)。二本鎖RNAはその性質上、HBV RNAに結合し効果を発揮するためには、HBV RNAと高い配列同一性を有する必要がある。しかしながら、HBVには8種類の遺伝子型が存在すること、遺伝子変異などによりRNAの配列が変化することなどから、HBV RNAに結合する二本鎖RNAの効果を期待できない例が懸念されている。実際、B型肝炎患者から採取したHBVを分析した結果、同一患者において遺伝子配列の異なる複数のクローンが存在すること、HBV RNAに対する二本鎖RNAの効果が減弱するクローンが存在することが報告されている(非特許文献5)。したがって、新たな作用メカニズムによりHBs抗原の減少を達成可能な医薬品の開発が必要である。
例えば、HBVゲノムDNA中のエンハンサーIに結合する核酸分子を用いて、HBVゲノムDNAからHBV RNAへの転写を制御し、HBVの複製を調節する試みがなされている(特許文献2)。また、HBVゲノムDNA中のエンハンサー領域に作用する転写因子の発現を制御することにより、HBV RNAへの転写を制御し、HBVの増殖を抑制する試みがなされている(特許文献3~5)。
しかしながら、宿主であるヒトのどの因子がHBVの増殖やウイルスタンパク質の産生に必要なのか、それらを制御することによりどのような抗HBV効果につながるのか、十分に明らかにはなっていない。
<1>
B型肝炎ウイルスタンパク質(HBVタンパク質)の産生を阻害する医薬組成物であって、HBVゲノムDNA上のエンハンサー(Enh)I領域配列に相当するHBV RNA配列、およびHBVゲノムDNA上のエンハンサー(Enh)II領域配列に相当するHBV RNA配列より選択される少なくとも1つの配列に対し、結合するRNA結合タンパク質の発現または機能を阻害することを特徴とする、医薬組成物。
<2>
HBVゲノムDNA上のエンハンサー(Enh)I領域配列に相当するHBV RNA配列が、配列番号1と80%以上の配列同一性を有する配列であり、HBVゲノムDNA上のエンハンサー(Enh)II領域配列に相当するHBV RNA配列が、配列番号2と80%以上の配列同一性を有する配列である、<1>に記載の医薬組成物。
<3>
HBVゲノムDNA上のエンハンサー(Enh)I領域配列に相当するHBV RNA配列が、配列番号1と90%以上の配列同一性を有する配列であり、HBVゲノムDNA上のエンハンサー(Enh)II領域配列に相当するHBV RNA配列が、配列番号2と90%以上の配列同一性を有する配列である、<1>または<2>に記載の医薬組成物。
<4>
HBVタンパク質が、HBs抗原タンパク質である、<1>~<3>のいずれか一つに記載の医薬組成物。
<5>
さらに、HBVゲノムDNAの発現量を低下することを特徴とする、<1>~<4>のいずれか一つに記載の医薬組成物。
<6>
さらに、完全二本鎖DNA(cccDNA)の発現量を低下することを特徴とする、<1>~<5>のいずれか一つに記載の医薬組成物。
<7>
RNA結合タンパク質が、RBFOX1、ELAVL2、MBNL1、RBMX、SRSF9、SRSF10、SNRPA、ELAVL1、PUM2、YTHDC1、SRSF1、KHDRBS3およびEIF4Bより選択される少なくとも1つのタンパク質である、<1>~<6>のいずれか一つに記載の医薬組成物。
<8>
HBVタンパク質の産生を阻害する物質をスクリーニングする方法であって、
HBVゲノムDNA上のエンハンサー(Enh)I領域配列に相当するHBV RNA配列、およびHBVゲノムDNA上のエンハンサー(Enh)II領域配列に相当するHBV RNA配列より選択される少なくとも1つの配列に対し、結合するRNA結合タンパク質の発現または機能を阻害する物質を同定することを特徴とする、スクリーニング方法。
<9>
HBVゲノムDNA上のエンハンサー(Enh)I領域配列に相当するHBV RNA配列が、配列番号1と80%以上の配列同一性を有する配列であり、HBVゲノムDNA上のエンハンサー(Enh)II領域配列に相当するHBV RNA配列が、配列番号2と80%以上の配列同一性を有する配列である、<8>に記載のスクリーニング方法。
<10>
HBVタンパク質が、HBs抗原タンパク質である、<8>または<9>に記載のスクリーニング方法。
<11>
B型肝炎ウイルス(HBV)タンパク質の産生を阻害する物質をスクリーニングする方法であって、
(a)HBVゲノムDNA上のエンハンサー(Enh)I領域配列に相当するHBV RNA配列、およびHBVゲノムDNA上のエンハンサー(Enh)II領域配列に相当するHBV RNA配列より選択される少なくとも1つの配列に対し、結合するRNA結合タンパク質を同定する工程、
(b)HBVに感染した細胞またはHBVを発現する細胞に対し、同定したRNA結合タンパク質の機能もしくは活性を阻害する被験物質、または同タンパク質の発現量を低下させる被験物質を接触させる工程、
(c)HBVに感染した細胞またはHBVを発現する細胞におけるHBVタンパク質の産生能を測定する工程、および
(d)(c)のHBVタンパク質の産生を阻害する活性を有する物質を選択する工程
を含む、方法。
<12>
(a)が、RNA結合タンパク質配列データベースを用いる工程を含む、<11>に記載の方法。
<13>
(b)の被験物質が、抗体、ペプチド、タンパク、非ペプチド性化合物、合成化合物、アンチセンス核酸、二本鎖RNA、アデノ随伴ウイルスベクターまたはCRISPR-Casベクター系である、<11>に記載の方法。
<14>
(c)が、HBVに感染した細胞もしくはHBVを発現する細胞の培養上清中のHBVタンパク質を測定する工程を含む、<11>に記載の方法。
<15>
(d)の物質が、抗体、ペプチド、タンパク、非ペプチド性化合物、合成化合物、アンチセンス核酸、二本鎖RNA、アデノ随伴ウイルスベクターまたはCRISPR-Casベクター系である、<11>に記載の方法。
<a>
<1>~<7>のいずれか一つに記載の医薬組成物を、HBVに感染しているか、または、HBV感染が関連する疾病にかかっている対象に投与することを含む、処置方法。
<b>
HBV感染が関連する疾病が、B型肝炎、それらによる肝硬変、またはそれらによる肝がんである、<a>に記載の処置方法。
<c>
<1>~<7>のいずれか一つに記載の医薬組成物;および
HBV感染が関連する疾病の処置方法が記載されている指示書
を含む、HBV感染が関連する疾病の処置用キット。
<d>
前記HBV感染が関連する疾病の処置方法が、前記医薬組成物を、HBVに感染しているか、または、HBV感染が関連する疾病にかかっている対象に投与することを含む、<c>に記載のHBV感染が関連する疾病の処置用キット。
<e>
B型肝炎ウイルスタンパク質(HBVタンパク質)の産生を阻害する処置において使用するための、HBVゲノムDNA上のエンハンサー(Enh)I領域配列に相当するHBV RNA配列、およびHBVゲノムDNA上のエンハンサー(Enh)II領域配列に相当するHBV RNA配列より選択される少なくとも1つの配列に対し、結合するRNA結合タンパク質の発現または機能を阻害する物質。
<f>
B型肝炎ウイルスタンパク質(HBVタンパク質)の産生を阻害する医薬組成物の製造のための、HBVゲノムDNA上のエンハンサー(Enh)I領域配列に相当するHBV RNA配列、およびHBVゲノムDNA上のエンハンサー(Enh)II領域配列に相当するHBV RNA配列より選択される少なくとも1つの配列に対し、結合するRNA結合タンパク質の発現または機能を阻害する物質の使用。
本明細書において、特に断らない限り、各用語は、次の意味を有する。
治療とは、対象となる疾患または状態の改善または進行の抑制などを意味する。
処置とは、各種疾患に対する予防または治療などを意味する。
有効量とは、治療有効量または予防有効量などを意味する。
治療有効量とは、感染した対象におけるHBV感染の安定化、HBV感染の低減またはHBV感染の根絶に十分な量である。また、予防有効量とは、感染するリスクのある対象におけるHBV感染の予防に十分な量である。
対象とは、ヒトを含む哺乳動物を意味する。
B型肝炎ウイルス(HBV)は、B型肝炎を発症させる能力を有するウイルスを意味する。HBVは遺伝子変異に由来する塩基配列の違いにより、現在A型~H型までの8つの遺伝子型(genotype)に分類されている。本発明の医薬組成物における予防または治療の対象となるHBVとしては、全ての遺伝子型を含む。
本発明において、HBV感染が関連する疾病としては、B型肝炎が挙げられ、急性肝炎、慢性肝炎および劇症肝炎が挙げられる。また、ヒトを含む生体へのHBVの感染により引き起こされる疾患であれば、肝硬変、肝線維化、肝細胞がんなどの肝がんも含まれる。
B型肝炎ウイルスタンパク質(HBVタンパク質)は、HBVを構成するタンパク質であり、HBs抗原、HBc抗原、HBe抗原などが挙げられる。
本発明において、HBVタンパク質は、特に限定されないが、HBs抗原であることが好ましい。
HBVゲノムDNA上には2つのエンハンサー領域(EnhIおよびEnhII)を有し、EnhIおよびEnhIIはHBVゲノムDNAからHBV RNAへの転写を促進することが知られている。
本発明において、HBVゲノムDNA上のEnhI領域配列およびEnhII領域配列に相当するHBV RNA配列とは、HBV RNA配列のうち、HBVタンパク質をコードするRNAの3’非翻訳領域(以下3’UTRともいう)内にある、HBVゲノムDNA上のEnhIに相当する領域の塩基配列、あるいはHBVタンパク質をコードするRNAの3’UTR内にある、HBVゲノムDNA上のEnhIIに相当する領域の塩基配列を意味する。
本発明において、HBVゲノムDNA上のEnhI領域配列およびEnhII領域配列に相当するHBV RNA配列とは、HBV RNA配列のうち、HBs抗原をコードするRNAの3’UTR内にある、HBVゲノムDNA上のEnhIに相当する領域の塩基配列、あるいはHBs抗原をコードするRNAの3’UTR内にある、HBVゲノムDNA上のEnhIIに相当する領域の塩基配列が好ましい。
上記HBV RNAは、HBVタンパク質をコードするRNAであり、HBs抗原をコードするRNAであることが好ましい。
上記HBV RNA配列は、例えば、配列番号1または配列番号2の配列が挙げられる。上記配列は、配列番号1または配列番号2の配列と80%以上の配列同一性を有していることが好ましく、85%がより好ましく、90%がさらに好ましく、95%がよりさらに好ましく、98%がよりさらに好ましく、100%の配列同一性を有していることが特に好ましい。
uuauaugcauguauacaaucuaagcaggcuuucacuuucucgccaacuuacaaggccuuucuguguaaacaauaucugaaccuuuaccccguugcccggcaacggucaggucucugccaaguguuugcugacgcaacccccacuggauggggcuuggcuaucggccaucgccgcaugcguggaaccuuuguggcuccgcug
配列番号2:
uugcccaaggucuuauauaagaggacucuuggacucucagcgaugucaacgaccgaccuugaggcauacuucaaagacuguuuguuuaaggacugggaggaguugggggaggagauuagguuaaagauuuuugu
RNA結合タンパク質(RNA binding protein)は、特定の標的RNAと配列特異的に結合し、RNAスプライシング、ポリアデニル化、キャッピング、修飾、輸送、局在化、翻訳、代謝回転など、転写後および転写後のタンパク質発現において様々な細胞機能を制御することが知られている(Rayら、Nature、499巻、11号、2013年)。
本発明において、RNA結合タンパク質は、HBV RNA上の特定の配列に結合することで、HBVタンパク質の発現(産生)を制御すると推測される。
上記HBV RNAは、HBs抗原をコードするRNAであることが好ましい。
上記HBV RNA上の特定の配列は、例えば、配列番号1または配列番号2の配列が挙げられる。上記配列は、配列番号1または配列番号2の配列に対して、80%以上の配列同一性を有していることが好ましく、85%がより好ましく、90%がさらに好ましく、95%がよりさらに好ましく、98%がよりさらに好ましく、100%の配列同一性を有していることが特に好ましい。
本発明のRNA結合タンパク質は、RBFOX1、ELAVL2、MBNL1、RBMX、SRSF9、SRSF10、SNRPA、ELAVL1、PUM2、YTHDC1、SRSF1、KHDRBS3、およびEIF4Bより選択される少なくとも1つのタンパク質であることが好ましい。
本発明の医薬組成物は、「物質」、具体的には「HBVタンパク質の産生を阻害する物質」と、薬学的に許容される担体とを含む医薬組成物である。
本発明の医薬組成物は、HBVタンパク質の産生を阻害する物質として、HBVゲノムDNA上のエンハンサー(Enh)I領域配列に相当するHBV RNA配列、およびHBVゲノムDNA上のエンハンサー(Enh)II領域配列に相当するHBV RNA配列より選択される少なくとも1つの配列に対し、結合するRNA結合タンパク質の発現または機能を阻害する物質を含む。
「RNAi核酸」は、短鎖干渉RNA(siRNA)、低分子ヘアピンRNA(shRNA)またはRNA干渉(RNAi)によって標的遺伝子の発現を干渉または阻害する核酸を含むが、それらに限定されない。
「二本鎖RNA」は、短鎖干渉RNA(siRNA)、低分子ヘアピンRNA(shRNA)またはRNA干渉(RNAi)によって標的遺伝子の発現を干渉または阻害する核酸を含むが、それらに限定されない。
「RNA干渉剤」は、RNA干渉を介して標的遺伝子の発現を干渉または阻害する核酸である。
RNA干渉は、二本鎖RNA(dsRNA)を用いてdsRNAと同じ配列を含むmRNAを分解する、転写後標的遺伝子サイレンシング技術である(Sharpら、Science、287巻,2431~2432頁、2000年;Zamoreら、Cell、101巻、25~33頁、2000年;Tuschlら、Genes&Development、13巻、3191~3197、1999年)。内因性リボヌクレアーゼが長いdsRNAを切断し、より短い21または22ヌクレオチド長の短鎖干渉RNA(siRNA)と呼ばれるRNAを生成する場合に生じる。このsiRNAは、標的mRNAの分解を仲介する。RNAiの合成のためのキットは、例えばNew England BiolabsおよびAmbionから商業的に入手可能である。一つの態様において、アンチセンスRNAに使用するための上記化学の一つ以上が使用できる。
本発明の医薬組成物に含まれる物質としては、アンチセンス核酸または二本鎖RNAが好ましく、二本鎖RNAがより好ましい。
また、二本鎖RNAの場合、RNA干渉剤であることが特に好ましい。
アデノ随伴ウイルスのゲノム内には、任意の遺伝子、核酸を挿入することができる。したがって、遺伝子改変を行ったアデノ随伴ウイルスを標的となる細胞に感染させることで目的の遺伝子、核酸を導入することができることから、アデノ随伴ウイルスは遺伝子導入のためのベクターとして用いることができる。さらに、「アデノ随伴ウイルスベクター」は、病原性がなく、終末分化した非分裂細胞にも遺伝子導入できるため、遺伝子治療への応用が期待されている。
アデノ随伴ウイルスは血清型の違いにより、組織および細胞への感染指向性が異なることが知られている(小澤ら、Drug Delivery System、22巻、6号、643~650頁、2007年)。
本発明の医薬組成物に含まれる物質としては、アデノ随伴ウイルス5型、アデノ随伴ウイルス7型、アデノ随伴ウイルス8型またはアデノ随伴ウイルス9型が好ましく、アデノ随伴ウイルス8型がより好ましい。
各カセットは、外来生物(例えば、ファージなど)のDNAが細胞内に取り込まれた場合にこれを断片化してCRISPR領域に組み込むことで生じると考えられる。
各カセットは、CRISPR RNA(crRNA)をコードしている。crRNAは、プロトスペーサー配列と後述するtrans-crRNA(tracrRNA)と相補的な配列とを有する。プロトスペーサー配列は、20ヌクレオチド長であり、標的となるDNA配列と相補的な配列を有する。プロトスペーサー配列は、標的配列と100%の相補性を有している必要はなく、5’末端から6ヌクレオチドの領域ではミスマッチが許容される。crRNAは、相補的部分を介して別に転写されるtrans-crRNA(tracrRNA)と複合体を形成する。crRNAとtracrRNAとの複合体は、Cas9エンドヌクレアーゼとさらなる複合体を形成する。crRNA中のプロトスペーサー部分は、外来DNAと相補的にハイブリッド形成を行い、これによりCas9エンドヌクレアーゼを外来DNAの標的配列に先導する。外来DNAは標的配列の部位においてCas9エンドヌクレアーゼにより切断され、CRISPR―Cas9システムは、外来DNAから宿主を防御する。
このようにCRISPR―Cas9システムは、真性細菌や古細菌が新しい外来DNAに対する獲得免疫として機能することで発見されたものであるが、外来DNAからなるプロトスペーサーを設計することで、哺乳動物のゲノムを配列依存的に切断できること、およびそれにより、哺乳動物のゲノムを編集することができる。
「CRISPR―Casベクター系」とは、crRNA、tracrRNA配列またはcrRNAとtracrRNAの機能を併せ持つガイドRNA(gRNA)、およびCas遺伝子配列を含んでなるベクター系である。現在主に使用されているシステムは、化膿レンサ球菌(S.pyogenes)に由来する第2種のCRISPR―Cas9システムであるが、これに限定されない。
これらの医薬組成物は、経口あるいは非経口的に投与することができる。非経口投与のためのその他の形態としては、一つまたはそれ以上の活性物質を含み、定法により処方される外用液剤、腸溶内投与のための坐剤などが含まれる。
また、本発明の医薬組成物の投与量および投与回数は、患者の性別、体重、年齢、重症度および症状などに応じて適宜選択することができる。通常、成人に対しては、経口または非経口(例えば、注射、点滴および直腸部位への投与など)投与により、1日当たり0.01~1000mg/kgを1回から数回に分割して投与すればよい。
本発明のスクリーニング方法は、HBVタンパク質の産生を阻害する物質をスクリーニングする方法として有用である。
本発明のスクリーニング方法は、B型肝炎ウイルスゲノムDNA上のエンハンサーI領域配列に相当するHBV RNA配列が、配列番号1と80%以上の配列同一性を有する配列であり、B型肝炎ウイルスゲノムDNA上のエンハンサーII領域配列に相当するHBV RNA配列が、配列番号2と80%以上の配列同一性を有する配列であることが好ましい。
本発明のスクリーニング方法はまた、B型肝炎ウイルスタンパク質として、HBs抗原の産生を阻害する物質を同定することが好ましい。
(a)HBVゲノムDNA上のEnhI領域配列に相当するHBV RNA配列、およびHBVゲノムDNA上のEnhII領域配列に相当するHBV RNA配列より選択される少なくとも1つの配列に対し、結合するRNA結合タンパク質を同定する工程、
(b)HBVに感染した細胞またはHBVを発現する細胞に対し、同定したRNA結合タンパク質の機能もしくは活性を阻害する被験物質、または同タンパク質の発現量を低下させる被験物質を接触させる工程、
(c)HBVに感染した細胞もしくはHBVを発現する細胞におけるHBVタンパク質の産生能を測定する工程、および
(d)(c)のHBVタンパク質の産生を阻害する活性を有する物質を選択する工程、
を含む方法が挙げられる。
例えば、RNA-Binding Protein DataBase、RBPDBのような公共のRNA結合タンパク質配列データベースを活用することが挙げられる。活用する公共のRNA結合タンパク質配列データベースとしては、とくに限定されない。RBPDBまたはこれに準じるデータベースに対し、HBVゲノムDNA上のEnhI領域配列またはEnhII領域配列に相当するHBV RNA配列を入力することにより、これら領域配列に結合するRNA結合タンパクを抽出することができる。
また、例えば、HepG2.2.15細胞由来の細胞抽出液と、試験管内で転写されたHBV ゲノムDNA上のEnhI領域配列またはEnhII領域配列に相当する配列を有するRNAを用いたプルダウンアッセイを行い、得られた結合タンパク質を質量分析装置にて特定する方法またはこれらに準じる方法が挙げられる。
また、別の態様として、(a)が、HBVゲノムDNA上のEnhI領域配列またはEnhII領域配列に相当する配列を有するRNAを用いたプルダウンアッセイを行う工程を含む方法であることが好ましい。
HBVに感染した細胞としては、例えば、HBVクローンC_JPNAT(GenBank:AB246345.1)に感染したヒト初代培養肝細胞、あるいはsodium taurocholate cotransporting polypeptide(NTCP)を強制発現させたHepG2細胞であって、HBVクローンC_JPNAT(GenBank:AB246345.1)に感染した細胞が挙げられる。上記のHBVクローンと細胞の組み合わせについては、とくに限定されない。
HBVを発現する細胞としては、例えば、HepG2.2.15細胞、あるいはHBVクローンC_JPNAT(GenBank:AB246345.1)のゲノム配列を1.24倍長化した配列を含んでなるプラスミドを強制発現させたHepG2細胞、Huh-7細胞、HepaRG細胞、あるいはヒト初代培養肝細胞が挙げられる。上記のHBVクローンについては、とくに限定されない。また、上記のHBVクローンのゲノム配列を含んでなるプラスミドに挿入されるHBVゲノム由来の配列の長さについては、HBVクローンのゲノム配列の1.24倍長以上であれば、とくに限定されない。
本発明のスクリーニング方法に用いる被験物質としては、アンチセンス核酸または二本鎖RNAが好ましく、二本鎖RNAがより好ましい。
また、二本鎖RNAの場合、RNA干渉剤であることが特に好ましい。
HBVタンパク質の産生能を測定する工程としては、HBVに感染した細胞もしくはHBVを発現する細胞の培養上清中のHBVタンパク質を測定する方法が挙げられる。
例えば、回収した培養上清を用いて化学発光酵素免疫測定法(CLEIA法)、あるいは酵素免疫測定法(ELISA法)などの方法またはこれらに準じる方法で、HBVタンパク質を測定することできる。
例えば、(c)において被験物質を作用させることにより、陰性対照に比べて、HBVタンパク質の産生を、30%以上、好ましくは50%以上、さらに好ましくは70%以上、よりさらに好ましくは90%以上抑制する物質を選択することができる。
本発明の医薬組成物は、HBV感染の治療または予防において有用である。
本発明は、HBVのDNA産生の阻害のための、本発明の医薬組成物の使用に関する。
本発明は、HBVの遺伝子発現の阻害のための、本発明の医薬組成物の使用に関する。
HBV感染に関連する疾病には、進行性肝線維症、炎症および壊死が含まれ、これらは肝硬変、末期肝疾患および肝細胞癌に進行する。
(EnhI/EnhII領域欠損コンストラクトを用いたレポーターアッセイ)
PCR反応は1xPrimeSTAR Max DNA Polymerase(Takara社製)、0.2μmol/Lプライマーを含む反応液中で行った。HBVゲノムDNA(GenBank:AB246345.1;以下「遺伝子型C」ともいう)を鋳型にして、PreS2/Sプロモーターを含む領域410bpを、配列番号3の塩基配列からなるプライマーおよび配列番号4の塩基配列からなるプライマーの組み合わせを用いて98℃10秒、58℃5秒、72℃15秒を35回繰り返す条件でPCRを行うことにより、KpnIとHindIII制限酵素部位を導入した増幅断片を得た。同様にして、HBs抗原をコードする遺伝子の3’非翻訳領域(以下「3’UTR」ともいう)の配列を含む領域1086bpを、配列番号5の塩基配列からなるプライマーおよび配列番号6の塩基配列からなるプライマーの組み合わせを用いて98℃10秒、58℃5秒、72℃15秒を35回繰り返す条件でPCRを行うことにより、XbaIとSalIの制限酵素部位を導入した増幅断片を得た。それぞれの断片をKpnI(Takara社製)、HindIII(Takara社製)の組み合わせ、またはXbaI(Takara社製)、SalI(Takara社製)の組み合わせで処理し、pGL3(Promega社製)のKpnI、HindIIIの部位にまたはXbaI、SalIの部位に挿入して連結したプラスミドを得た。以下、このプラスミドを「PreS2/S-Luc-3’UTR」ともいう。なお、後述する試験例4では、遺伝子型の違いを明確にするために、「PreS2/S-Luc-3’UTR(遺伝子型C)」ともいう。PreS2/S-Luc-3’UTRプラスミドを鋳型にして、配列番号7の塩基配列からなるプライマーおよび配列番号8の塩基配列からなるプライマーの組み合わせ、および配列番号9の塩基配列からなるプライマーおよび配列番号10の塩基配列からなるプライマーの組み合わせを用いて98℃10秒、58℃5秒、72℃30秒を35回繰り返す条件でPCRを行うことにより、EnhI領域を欠損したプラスミドを作製するための増幅断片を得た。これら断片をIn-Fusion HD Cloning Kit(Takara社製)を用いて連結し、PreS2/S-Luc-3’UTRプラスミド中のEnhI領域を欠損したプラスミドを得た。以下、このプラスミドを「PreS2/S-Luc-3’UTR dEnhI」ともいう。PreS2/S-Luc-3’UTRプラスミドを鋳型にして、配列番号7の塩基配列からなるプライマーおよび配列番号11の塩基配列からなるプライマーの組み合わせ、および配列番号10の塩基配列からなるプライマーおよび配列番号12の塩基配列からなるプライマーの組み合わせを用いて98℃10秒、58℃5秒、72℃30秒を35回繰り返す条件でPCRを行うことにより、EnhII領域を欠損したプラスミドを作製するための増幅断片を得た。これら断片をIn-Fusion HD Cloning Kit(Takara社製)を用いて連結し、PreS2/S-Luc-3’UTRプラスミド中のEnhII領域を欠損したプラスミドを得た。以下、このプラスミドを「PreS2/S-Luc-3’UTR dEnhII」ともいう。
細胞培養用培地として、以下を用いた。
DMEM/F-12、GlutaMAX(Invitrogen社製)+5μg/mLインスリン(Wako社製)+1%ペニシリン/ストレプトマイシン(Sigma社製)+10mmol/L HEPES(Sigma社製)+50μmol/Lヒドロコルチゾン(Sigma社製)+10%FBS(Equitech-Bio社製)
(RNA結合タンパク質のin silico同定)
EnhIに相当する領域、EnhIIに相当する領域がRNA上で機能することから、これらの領域に結合するRNA結合タンパク質の同定を試みた。推定上のRNA結合タンパク質は、公共のRNA結合タンパク質配列データベース(RNA-Binding Protein DataBase、RBPDB)に対しHBs抗原をコードするRNAの3’UTR内EnhI相当領域(GenBank:AB246345、塩基番号1060番~1260番からなるEnhI領域に相当するRNA配列、配列番号1)、あるいはHBs抗原をコードするRNAの3’UTR内EnhII相当領域(GenBank:AB246345、塩基番号1638番~1771番からなるEnhII領域に相当するRNA配列、配列番号2)を入力、結合タンパク質予測プログラムを実行することによって同定した。RBPDBは、ヒト、マウス、ハエなどを用いたin vitroおよびin vivo実験から得られたRNA結合タンパク質とその結合配列に関する情報を蓄積したデータベースであり、RNAの塩基配列を入力することにより当該配列をもつRNAに結合すると推定されるRNA結合タンパク質を抽出することが可能である(Nucleic Acids Res、39巻、D301頁~D308頁、2011)。
(抗HBVアッセイ)
肝芽細胞腫(hepatoblastoma)細胞株HepG2にHBVゲノムが導入された、持続的にウイルスを産生する細胞であるHepG2.2.15細胞(Proc Natl Acad Sci USA 84巻 1005頁~1009頁 1987年)を用いて、各分子の阻害による抗HBV効果を以下の手順で評価した。
細胞培養用培地として、以下を用いた。
DMEM/F-12、GlutaMAX(Invitrogen社製)+5μg/mLインスリン(Wako社製)+1%ペニシリン/ストレプトマイシン(Sigma社製)+10mmol/L HEPES(Sigma社製)+50μmol/Lヒドロコルチゾン(Sigma社製)+10%FBS(Equitech-Bio社製)
(EnhI/EnhII領域欠損コンストラクトを用いたアッセイ、遺伝子型の検討)
PCR反応は1xPrimeSTAR Max DNA Polymerase(Takara社製)、0.2μmol/Lプライマーを含む反応液中で行った。HBVゲノムDNA(GenBank:AF462041.1;以下「遺伝子型A」ともいう)を鋳型にして、HBs抗原をコードする遺伝子の3’UTRの配列(以下「3’UTR(遺伝子型A)」ともいう)を含む領域1086bpを、配列番号13の塩基配列からなるプライマーおよび配列番号14の塩基配列からなるプライマーの組み合わせを用いて98℃10秒、58℃5秒、72℃10秒を35回繰り返す条件でPCRを行うことにより、XbaIとSalIの制限酵素部位を導入した増幅断片を得た。この断片をXbaI(Takara社製)、SalI(Takara社製)の組み合わせで処理し、試験例1で作製したPreS2/S-Luc-3’UTR(遺伝子型C)のXbaI、SalIの部位に挿入して連結したプラスミドを得た。以下、このプラスミドを「PreS2/S-Luc-3’UTR(遺伝子型A)」ともいう。PreS2/S-Luc-3’UTR(遺伝子型A)プラスミドを鋳型にして、配列番号15の塩基配列からなるプライマーおよび配列番号10の塩基配列からなるプライマーの組み合わせ、および配列番号7の塩基配列からなるプライマーおよび配列番号16の塩基配列からなるプライマーの組み合わせを用いて98℃10秒、58℃5秒、72℃30秒を35回繰り返す条件でPCRを行うことにより、EnhI領域を欠損したプラスミドを作製するための増幅断片を得た。これら断片をIn-Fusion HD Cloning Kit(Takara社製)を用いて連結し、PreS2/S-Luc-3’UTR(遺伝子型A)プラスミド中のEnhI領域を欠損したプラスミドを得た。以下、このプラスミドを「PreS2/S-Luc-3’UTR(遺伝子型A)dEnhI」ともいう。PreS2/S-Luc-3’UTR(遺伝子型A)プラスミドを鋳型にして、配列番号17の塩基配列からなるプライマーおよび配列番号10の塩基配列からなるプライマーの組み合わせ、および配列番号7の塩基配列からなるプライマーおよび配列番号18の塩基配列からなるプライマーの組み合わせを用いて98℃10秒、58℃5秒、72℃30秒を35回繰り返す条件でPCRを行うことにより、EnhII領域を欠損したプラスミドを作製するための増幅断片を得た。これら断片をIn-Fusion HD Cloning Kit(Takara社製)を用いて連結し、PreS2/S-Luc-3’UTR(遺伝子型A)プラスミド中のEnhII領域を欠損したプラスミドを得た。以下、このプラスミドを「PreS2/S-Luc-3’UTR(遺伝子型A)dEnhII」ともいう。
細胞培養用培地として、以下を用いた。
DMEM/F-12、GlutaMAX(Thermo Fisher Scientific社製)+5μg/mLインスリン(富士フイルム和光純薬社製)+1%ペニシリン/ストレプトマイシン(富士フイルム和光純薬社製)+10mmol/L HEPES(富士フイルム和光純薬社製)+50μmol/Lヒドロコルチゾン(富士フイルム和光純薬社製)+10%FBS(Equitech-Bio社製)
遺伝子型Bにおいて、EnhI領域またはEnhII領域の欠損により、ホタルルシフェラーゼタンパク質に由来する相対発光量が65%~80%減少した。一方、EnhI領域またはEnhII領域の欠損により、ホタルルシフェラーゼRNAの相対発現量は39~43%減少した。
遺伝子型Cにおいて、EnhI領域またはEnhII領域の欠損により、ホタルルシフェラーゼタンパク質に由来する相対発光量が74%~84%減少した。一方、EnhI領域またはEnhII領域の欠損により、ホタルルシフェラーゼRNAの相対発現量は34~61%減少した。
遺伝子型Dにおいて、EnhI領域またはEnhII領域の欠損により、ホタルルシフェラーゼタンパク質に由来する相対発光量が86%~91%減少した。一方、EnhI領域またはEnhII領域の欠損により、ホタルルシフェラーゼRNAの相対発現量は51~52%減少した。
以上の結果はいずれもRNAからタンパク質に翻訳される過程に対するEnhI領域およびEnhII領域の寄与を示すものである。すなわち、HBVの複数の遺伝子型に共通して、HBVゲノムDNA上のEnhIに相当する領域またはEnhIIに相当する領域はRNA上で機能し、タンパク質の発現量を制御することが明らかとなった。
Claims (10)
- B型肝炎ウイルスタンパク質の産生を阻害するための医薬組成物であって、B型肝炎ウイルスゲノムDNA上のエンハンサーI領域配列に相当するB型肝炎ウイルスRNA配列、およびB型肝炎ウイルゲノムDNA上のエンハンサーII領域配列に相当するB型肝炎ウイルスRNA配列より選択される少なくとも1つの配列に対し、結合するRNA結合タンパク質の発現または機能を阻害することを特徴とし、
B型肝炎ウイルスタンパク質の産生を阻害する物質と、薬学的に許容され得る担体とを含み、
B型肝炎ウイルスタンパク質の産生を阻害する物質が、RBFOX1、SRSF9、SRSF10、SNRPA、ELAVL1、PUM2、YTHDC1およびSRSF1より選択される少なくとも1つのタンパク質をコードする遺伝子に対するsiRNAであり、
B型肝炎ウイルスゲノムDNA上のエンハンサーI領域配列に相当するB型肝炎ウイルスRNA配列が、配列番号1と90%以上の配列同一性を有する配列であり、B型肝炎ウイルゲノムDNA上のエンハンサーII領域配列に相当するB型肝炎ウイルスRNA配列が、配列番号2と90%以上の配列同一性を有する配列であり、
RNA結合タンパク質が、RBFOX1、SRSF9、SRSF10、SNRPA、ELAVL1、PUM2、YTHDC1およびSRSF1より選択される少なくとも1つのタンパク質である、
医薬組成物。 - B型肝炎ウイルスタンパク質が、HBs抗原タンパク質である、請求項1に記載の医薬組成物。
- さらに、B型肝炎ウイルスゲノムDNAの発現量を低下することを特徴とする、請求項1または2に記載の医薬組成物。
- さらに、完全閉鎖二本鎖DNAの発現量を低下することを特徴とする、請求項1~3のいずれか一項に記載の医薬組成物。
- RNA結合タンパク質が、SRSF9、SNRPA、YTHDC1およびSRSF1より選択される少なくとも1つのタンパク質である、請求項1~4のいずれか一項に記載の医薬組成物。
- B型肝炎ウイルスタンパク質の産生を阻害する物質をスクリーニングする方法であって、
(a)B型肝炎ウイルスゲノムDNA上のエンハンサーI領域配列に相当するB型肝炎ウイルスRNA配列、およびB型肝炎ウイルゲノムDNA上のエンハンサーII領域配列に相当するB型肝炎ウイルスRNA配列より選択される少なくとも1つの配列に対し、結合するRNA結合タンパク質を同定する工程、
(b)B型肝炎ウイルスに感染した細胞またはB型肝炎ウイルスを発現する細胞に対し、同定したRNA結合タンパク質の機能もしくは活性を阻害する被験物質、または同タンパク質の発現量を低下させる被験物質を接触させる工程、
(c)B型肝炎ウイルスに感染した細胞またはB型肝炎ウイルスを発現する細胞におけるB型肝炎ウイルスタンパク質の産生能を測定する工程、および
(d)(c)のB型肝炎ウイルスタンパク質の産生を阻害する活性を有する物質を選択する工程
を含み、
(a)のB型肝炎ウイルスゲノムDNA上のエンハンサーI領域配列に相当するB型肝炎ウイルスRNA配列が、配列番号1と90%以上の配列同一性を有する配列であり、B型肝炎ウイルゲノムDNA上のエンハンサーII領域配列に相当するB型肝炎ウイルスRNA配列が、配列番号2と90%以上の配列同一性を有する配列であり、
RNA結合タンパク質が、RBFOX1、SRSF9、SRSF10、SNRPA、ELAVL1、PUM2、YTHDC1およびSRSF1より選択される少なくとも1つのタンパク質である、
方法。 - (a)が、RNA結合タンパク質配列データベースを用いる工程を含む、請求項6に記載の方法。
- (b)の被験物質が、抗体、ペプチド、タンパク、非ペプチド性化合物、合成化合物、アンチセンス核酸、二本鎖RNA、アデノ随伴ウイルスベクターまたはCRISPR-Casベクター系である、請求項6に記載の方法。
- (c)が、B型肝炎ウイルスに感染した細胞またはB型肝炎ウイルスを発現する細胞の培養上清中のB型肝炎ウイルスタンパク質を測定する工程を含む、請求項6に記載の方法。
- (d)の物質が、抗体、ペプチド、タンパク、非ペプチド性化合物、合成化合物、アンチセンス核酸、二本鎖RNA、アデノ随伴ウイルスベクターまたはCRISPR-Cassベクター系である、請求項6に記載の方法。
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