JPH05506997A - オリゴヌクレオチドによるインフルエンザウィルス複製の阻止 - Google Patents

オリゴヌクレオチドによるインフルエンザウィルス複製の阻止

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 オリゴヌクレオチドによる インフルエンザウィルス複製の阻止 発明の背景 インフルエンザウィルスは膜包封されたウィルスであって、そのゲノムはセグメ ント化されたRNAのマイナスストランドである。種類AおよびBの一本鎖RN Aにおける8個のセグメントおよび種類Cの7個のセグメントには、10個のイ ンフルエンザウィルス遺伝子が存在する。これらセグメントは種々異なる寸法( 長さ890〜2341個のヌクレオチドの範囲)を有し、それぞれが種々異なる mRNAの合成用雛型である。インフルエンザウィルスピリオンはこれら雛型か らのmRNA合成に必要なウィルス特異性RNAポリメラーゼを含有し、この特 異性ポリメラーゼの不存在下ではインフルエンザウィルスRNAのマイナススト ランドは感染性でない。
mRNAの転写の開始は、インフルエンザウィルスRNAポリメラーゼが細胞m RNAもしくはmRNA先駆体の5′末端から12〜15個のヌクレオチドを取 上げて、その取上げたオリゴヌクレオチドをプライマーとして使用する際に生ず る。一般に、この過程で作成されるmRNAは1種のみの蛋白をコードする。m RNAおよびNS RNAも接合mRNAをコードして、これら2種のセグメン トのそれぞれにつき2種の異なる蛋白を産生ずる。
インフルエンザウィルスはヒトおよび動物(たとえば豚、鳥、馬)に感染して急 性呼吸病をもたらしうる。インフルエンザウィルスに対し有効なワクチンを生産 すべく多くの試みがなされている。しかしながら、特に長期間にわたり完全に成 功を治めたものはない。これは少なくとも部分的にインフルエンザウィルスゲノ ムのセグメント化された特徴に起因し、セグメントの再分類により多くの形態が 存在しうる。たとえば動物とヒトとのインフルエンザウィルスの間にはRNAセ グメントの互換性が存在し、新たな抗原サブタイプを両種類のウィルスに導入し うることが示唆されている。したがって新たなサブタイプの出現(抗原性「シフ ト」)により、長期間のワクチン対策は失敗している。さらにウィルスの表面蛋 白、すなわちヘマグルチニンおよびニウラミニダーゼは常に僅かな抗原変化(抗 原「ドリフト」)を受ける。この高度の変化は、特定のインフルエンザウィルス に対し発生した特定の免疫が何故新たな種類に対し保護を確立しないかの説明と なる。したがって、他の抗ウイルス対策が必要とされる。インフルエンザBおよ びCウィルスは種類Aよりも低い臨床的症状をもたらすが、抗ウイルス薬品もこ れら種類によってもたらされる感染を抑制するのに有益となる。
発明の要点 本発明は、インフルエンザウィルスRNAの選択領域にハイブリダイズしてコー ド生産物(たとえばRNA。
DNA、蛋白)の合成の雛型として作用する能力を阻害(減少もしくは除去)す る天然(未改変)もしくは改変オリゴヌクレオチド(すなわちオリゴデオキシヌ クレオチドもしくはオリゴリボヌクレオチド)の活性を介しインフルエンザウィ ルス複製を阻止(減少もしくは防止)する方法に関する。本発明の方法において 、インフルエンザウィルスRNA [(−)vRNA ; (+)mRNAおよ び/または(+)cRNA]の選択領域にハイブリダイズするオリゴヌクレオチ ド(改変もしくは未改変)は、ウィルスHMA選択領域に対するオリゴヌクレオ チドのハイブリッド化に適する条件下で細胞中に導入される。オリゴヌクレオチ ドはインフルエンザウィルスRNAとハイブリダイズして、コード生産物を合成 するための雛型として作用する能力を阻害し、その結果としてインフルエンザウ ィルス複製および/または遺伝子発現の阻止をもたらす。
さらに本発明は、インフルエンザウィルスRNAの選めの雛型として作用する能 力を阻止する能力を有する結果、インフルエンザウィルスに対し抗ウィルス活性 を有するオリゴヌクレオチドに関するものである。本発明の改変オリゴヌクレオ チドは核酸塩基、糖部分、ヌクレオシト間の燐酸結合、またはこれら部位におけ る改変の組合せのような1つもしくはそれ以上の改変を含むことができる。ヌク レオシド間の燐酸結合はホスホロチオエート、ホスホロアミデート、メチルホス ホネート、ホスホロジチオエートおよび同様な結合の組合せとすることがテキる (混成骨格の改変オリゴヌクレオチドを産生ずる)。これら改変はオリゴヌクレ オチド分子の内部または末端とすることができ、ヌクレオシド間の燐酸結合の分 子に対する付加、たとえばコレステリル、アミノ基と末端リボースとの間の炭素 数が変化したジアミン化合物1、デオキシリボースおよび燐酸改変を包含し、反 対連鎖またはウィルスゲノムに結合する関連酵素もしくは他の蛋白を切断し或い はこれに架橋する。たとえばレプリカーゼは成る種の合成されたアンチセンスオ リゴマーに隣接する。たとえばリポース−ジアルデヒドのような電性基は、この 種の蛋白におけるリシル残基のε−アミノ基と共有結合しうる。たとえばオリゴ マーに拘束されるn −エチロナレイミドのような核性基はmRNAの三燐酸キ ャップまたは他の電性部位に共有結合しうる。さらに本発明は、インフルエンザ ウィルスに対し抗ウィルス活性を有し本発明のオリゴヌクレオチドを含む組成物 、並びにインフルエンザウィルス複製を阻止する目的で個人に対しオリゴヌクレ オチドまたは改変オリゴデオキシヌクレオチドを含有する組成物を投与する方法 にも関するものである。
本発明による方法の特定具体例において、インフルエンザウィルスに対し抗ウィ ルス活性を有する改変オリゴデオキシヌクレオチドは、それらがインフルエンザ ウィルスRNA [(−)もしくは(+)のインフルエンザウィルスゲノムのス トランド]の選択領域に/%イブリダイズする細胞に導入されてコード生産物の 複製もしくは発現を阻止する。その結果、インフルエンザウィルス複製が阻止さ れる。本発明の方法に使用される改変オリゴデオキシヌクレオチドは、インフル エンザウィルス複製および/または遺伝子発現に必須であるインフルエンザウィ ルスRNAの領域に対し相補的である。改変オリゴデオキシヌクレオチドは核酸 塩基、ヌクレオシド間の燐酸、糖成分の改変、またはこれら部位における改変の 組合せを包含する。これら改変はオリゴヌクレオチド分子の内部または末端とす ることができる。
本発明の改変オリゴヌクレオチドは、これらが前記領域にハイブリダイズしてこ れらを他のゲノムストランドを産生ずるための雛型として作用しえなくするイン フルエンザウィルスゲノムの領域に対し充分に相補的である。
その結果、ンンフルエンザウイルス複製が阻止される。
改変オリゴデオキシヌクレオチドは保持された標的、たとえばインフルエンザウ ィルスゲノムストランドの3′末端に共通の13ヌクレオチド;インフルエンザ ウィルスRNAの5′末端における保守されたヌクレオチド領域、FBIポリメ ラーゼをコードする幾つか或いは全部の配列(特にその触媒部位のAsp−As pモチーフ):ポリメラーゼ関連蛋白PB2およびPAの触媒部位;ネウラミニ ダーゼ蛋白の触媒部位;並びにHE、NP、MおよびNS蛋白の不変セグメント のような保守された標的を含むインフルエンザウィルスRNAの領域にハイブリ ダイズする。本発明の方法によれば、改変オリゴヌクレオチドはそれらがウィル スRNAの選択領域にハイブリダイズする細胞に侵入し、これはウィルスゲノム の(−)もしくは(+)ストランドのいずれかとすることができる。
本発明の改変オリゴヌクレオチドは、インフルエンザウィルスに対する保護を与 えるべく個人に投与することができる。改変オリゴヌクレオチドは一般に、生理 学上許容しうるキャリヤをも含む組成物の一成分として個人に投与される。投与 した後、オリゴヌクレオチドは細胞中に侵入し、ウィルスRNAにハイブリダイ ズし、コード生産物を合成するための雛型として作用する能力を阻止する。その 結果、インフルエンザウィルスの複製が阻止され、個人に対するインフルエンザ ウィルスの作用は改変オリゴヌクレオチドが投与されなかった場合に見られるよ りも低くなる。その結果として得られる保護はインフルエンザウィルスによる感 染に対し耐性をもたらしくその結果、ウィルスによる感染が生じない)、或いは 個人に対し減少した感染レベルをもたらす(その結果、感染は生ずるが改変オリ ゴヌクレオチドが投与されない場合に生ずるよりも低い程度で感染する)。
この種の改変オリゴヌクレオチドの使用は少なくとも2つの重要な利点を有する 。第1に、観察される抗ウィルス作用は次の意味で極めて特異的である。20個 のヌクレオチドの特定配列は10 で1回よりも多くランダムに生ずると予想さ れない。ヒトゲノムでは約4×109個のヌクレオチドが存在し、したがってた とえばインフルエンザウィルスゲノムから選択される20−ヌクレオチドの特異 性は配列の特異性は大であると予想される。
第2に、オリゴヌクレオチドの細胞毒性は低い。
図面の簡単な説明 第1図はインフルエンザウィルスにより感染された細胞に存在する3種の異なる RNAおよび2種のインフルエンザウィルスの部分RNA配列を示す略図である 。第1図の上部における3本の棒はそれぞれ相補RNA (cッチング)および ポリアデニル化3′部分が示されている。図面の下半分に示された2つの配列は それぞれインフルエンザA/WSN/33ウィルスのPB1遺伝子におけるRN A配列の部分およびインフルエンザC/JJ150ウィルスのRNA配列の部分 であり、これら両者は(+)方向の配向である。試験したオリゴヌクレオチドに 対応する領域を大活字で示し、開始コドンに下線を施す。
第2図はインフルエンザウィルスA複製に対するオリゴデオキシヌクレオチド( ODN)、たとえば未改変ODN (0−ODN)もしくはODNのホスホロチ オニー誘導体(S−ODN)の作用を示すグラフである。第2A図はインフルエ ンザウィルスA複製に対する0−ODNの作用を示し、第2B図はインフルエン ザウィルスA複製に対する5−ODNの作用を示す。
第3図は5−ODNによるインフルエンザウィルスA複製の阻止を示すグラフで ある。第3A図は感染の30分前に添加された5−ODNの作用を示し、作用の 全体的評価を連続的に示している。第3B図は感染の24時間前に添加した5− ODNの作用を示すと共に、この作用の全体的評価を連続的に示し、ウィルス収 率はへマグルチニン(HA)タイターを試験して決定される。第3C図は、第3 B図につき説明したように添加したS−ODNの作用を示す。ウィルス収率は、 MDCK細胞に対する感染性ウィルスの滴定によって決定される。
第4図は5−ODNによるインフルエンザCウィルスの投与量依存性阻止を示す グラフである。
第5図は5−ODN4によるインフルエンザCウィルス複製の配列特異性阻止を 示すグラフである。
第6図は0DN1〜9のコンピュータ配列分析の結果本発明は、インフルエンザ ウィルスRNAの選択領域にハイブリダイズすると共にコード産生物を合成する ための雛型として作用する能力を阻止(減少もしくは除去)してインフルエンザ ウィルス複製および/または遺伝子発現の全体的もしくは部分的阻止をもたらす オリゴヌクレオチドの使用により、細胞におけるインフルエンザウィルス複製を 阻止(減少もしくは防止)する方法に関するものである。さらに本発明は、ウィ ルス複製に必要なウィルスゲノムの選択領域にハイブリダイズすると共にコード 産生物(RNA、DNA、蛋白)を合成するための雛型として作用する能力を阻 止する能力の結果として、インフルエンザウィルスに対し抗ウィルス活性を有す る(すなわち複製を減少もしくは防止する)オリゴヌクレオチドに関するもので ある。本発明のオリゴヌクレオチドは改変型または未改変型とすることができ、 オリゴデオキシヌクレオチドもしくはオリゴリボヌクレオチドとすることができ る。
さらに本発明は、インフルエンザウィルスに対し抗ウィルス活性を有するオリゴ ヌクレオチドを含む組成物にも関する。この種の組成物は、本発明の方法によれ ば、インフルエンザウィルスの作用を減少させる目的で個人に投与される。オリ ゴヌクレオチドは、インフルエンザウィルスによる感染の前または感染が生じた 後に個人に投与することができる。
ここに説明したように、インフルエンザウィルスRNAの選択領域に対し相補的 な改変ODN (たとえば、ここに5−ODNとして示したホスホロチオエート 誘導体)はインフルエンザAウィルスおよびインフルエンザCウィルスの複製を 阻止することが示された。用いる濃度において、インフルエンザウィルスRNA の選択領域に対し相補的な未改変ODN (ここでは0−ODNとして示す)は インフルエンザウィルス複製を阻止しなかった。
しかしながら、より高濃度にて未改変オリゴデオキシヌクレオチドはインフルエ ンザウィルス複製を阻止するのに有効であり、その効果はここに記載した方法を 用いて評価することができる。
以下、本発明の方法によるインフルエンザAウィルスおよびインフルエンザCウ ィルスの阻止につき説明する。
以下の説明は本発明による方法およびこれら特定インフルエンザウィルスの選択 領域に対しハイブリダイズするオリゴデオキシヌクレオチドの使用に関するもの であるが、本発明の方法は他の種類のインフルエンザウィルス(たとえばインフ ルエンザCウィルス)の阻止にも有用である。さらに本発明の方法は、ここに特 定的に記載した以外のインフルエンザウィルスRNAの領域にハイブリダイズす る改変オリゴヌクレオチドを用いても行なうことができる。ウィルス複製に必要 なインフルエンザウィルスRNAの領域(特に種々異なるウィルスで保持される 領域)が本発明の改変オリゴヌクレオチドに適する標的である。インフルエンザ ウィルスRNAのこれら領域は、インフルエンザウィルスゲノムストランドの3 ′末端に共通の13ヌクレオチド:インフルエンザウィルスRNAの5′末端に おける保持ヌクレオチド領域:PB1ポリメラーゼをコードする配列の部分また は全体(特に、その触媒部位のAsp−Aspモチーフ);ポリメラーゼ関連蛋 白PB2およびPAの触媒部位;ニウラミニダーゼ蛋白の触媒部位;並びにHE 、NPSMおよびNS蛋白の不変セグメントを包含する。
これら3種のインフルエンザウィルスRNA (ウィルスRNA、mRNAおよ び相補RNA)のいずれか1種または全部が、本発明のオリゴヌクレオチドに対 する有力な標的である。これら3種類を第1図に示す。(=)−ストランドのウ ィルスゲノム、たとえばインフルエンザウィルスに存在するような(−)vRN Aと称するウィルスRNAは、mRNAに変換しうる(+)−ストランドRNA のウィルスレブリカーゼによる合成の雛型として作用する。mRNAに対し相補 的なオリゴマーをアンチセンスRNAと称することができる。ウィルス((−) vRNA)に相補的であるオリゴマーはウィルスRNAに対しアンチセンスと見 なすことができ、第1図に示したように(+)cRNAと称する。本発明の方法 にお゛いては、これら3種のいずれかのインフルエンザウィルスRNAにハイブ リダイズしうるオリゴヌクレオチドを個々に或いは他の種類のオリゴヌクレオチ ドのいずれかまたは両者と組合せて使用することができる。たとえば、インフル エンザウィルスm RN Aにハイブリダイズしつる改変オリゴヌクレオチドを 、細胞中に単独で或いはインフルエンザウィルスvRNAにハイブリダイズしつ る改変オリゴヌクレオチドおよび/またはインフルエンザウィルスcRNAにハ イブリダイズしうる改変オリゴヌクレオチドと組合せて導入することができる。
本発明の方法に使用するオリゴヌクレオチドの長さは、たとえばこれらがハイブ リダイズするインフルエンザウィルスRNAの選択領域に応じて変化する。典型 的には、これらは少なくとも6個のヌクレオチドの長さであり、好適具体例にお いては17〜25個のヌクレオチド、の長さである。
選択されたインフルエンザウィルスRNA配列においては、ウィルス複製に必須 の領域が選択される。この領域にハイブリダイズしうる改変オリゴヌクレオチド は、相補ヌクレオチド配列のハイブリッド化に適する条件下で細胞にて産生され ると共に導入される。この種の条件下で、インフルエンザウィルスRNAと導入 された相補改変オリゴヌクレオチドとのハイブリッド化が生ずる。
このハイブリッド化はウィルスRNAに存在する配列の選択のため極めて特異性 であるが、ヒト細胞DNAには存在しないと思われる。インフルエンザウィルス に対し抗ウィルス活性を有する改変オリゴヌクレオチドのヌクレオチド配列は、 本発明の方法に有用であるインフルエンザウィルスRNAの領域に対し全体的( 100%)に相補的である必要はない。改変オリゴヌクレオチドのヌクレオチド 配列を、これが使用条件下で領域にハイブリダイズすると共にハイブリッド状態 に維持されるよう充分にインフルエンザウィルスRNAの選択領域に対し相補的 とすることのみが必要である。 、ここに記載しかつ例示したように、インフル エンザウィルスRNAの領域にハイブリダイズするオリゴデオキシヌクレオチド のホスホロチオエート誘導体(ホスホロチオエートオリゴデオキシヌクレオチド もしくはS−ODN)は、ウィルス複製を阻止するのに効果的であることが示さ れた。インフルエンザA/WSN/33のPBI RNAを、アンチセンスオリ ゴヌクレオチドによる阻止のための標的として最初に選択した。インフルエンザ A/WSN/33のPBI RNAは、次の理由により標的として選択した=  (i)インフルエンザウィルス蛋白FBIは、ウィルスRNAの転写および複製 に必要とされるポリメラーゼ複合体の部分である。FBI蛋白はこの複合体の最 も高度に保持された蛋白であり、多くのRNAポリメラーゼに見られるAsp− AspモチーフがインフルエンザA、BおよびCウィルスに保持される唯一もの である。これらを総合して、ウィルス増殖に関するFBI遺伝子の重要な機能が 示唆され、その発現の阻止はウィルスタイターの減少をもたらすと思われる。
(ii)インフルエンザウィルスポリメラーゼmRNAは、他のウィルスmRN Aと対比して、感染細胞では比重するには、より低細胞内濃度の5−ODNが必 要とされる。(i i 1)FBI遺伝子の末端が標的として選択された。何故 なら、インフルエンザウィルスのゲノムセグメントにおいては3′および5′末 端で高度の保持が観察されたからである。したがってODN配列の1部が種々異 なるRNAセグメントで保持されれば、これはPB1遺伝子だけでなく他の数種 の遺伝子をも阻止する[インフルエンザCウィルスゲノムにおけるODN標的部 位のコンピュータ分析の結果を実施例1で検討する]。
特に、インフルエンザA/WSN/33ウイルスもしくはインフルエンザC/J  J150ウイルスのポリメラーゼFBI遺伝子に対し相補的である5−ODN は、それぞれインフルエンザAウィルスおよびインフルエンザCウィルスの複製 を阻止した。試験した濃度にて、同じ配列の未改変オリゴデオキシヌクレオチド (すなわちインフルエンザウィルス型のポリメラーゼFBI遺伝子に対応)はい ずれのウィルスの複製をも阻止しえなかった。
より高い濃度については試験しなかったが、より高濃度にてこれらはHIVに対 する未改変および改変オリゴマーの試験の結果により示唆されるように阻止性で あると思われる。
例示のため5−ODNの作用を実施例2および3で説明する。要するに、これら の作用は次のように示された。
3種全てのインフルエンザウィルスもしくはウィルス特異性RNAはアンチセン スODNに対する可能な標的であるため、+および−の配向におけるウィルス配 列に相補的または同一の未改変型(0−ODN)および改変型(S−ODN)を 公知技術(実施例1参照)を用いて合成すると共に試験した。合成されかつ試験 されたODNの配列を表に示す(これらODNの説明についてはさらに実施例1 を参照)。使用した各配列は長さ20個のヌクレオチドであった。ODNに対し 相補的またはこれと同一であるインフルエンザウィルスゲノムの領域を図1に大 活字で示し、開始コドンに下線を施す。インフルエンザAおよびCのポリメラー ゼPBI RNAを標的とするODNの他、特定インフルエンザウィルス配列に 対しミスマツチを含むODNを生産させかつ試験した(生産されるミスマツチの 説明については実施例1参照)。
0−ODNおよび5−ODNのインフルエンザAウィルスに対する抗ウィルス作 用の試験を実施例2に記載したように行なった。マシン・ダービ一種の犬の腎臓 (MDCK)細胞を、実施例2に記載したように感染前および再び感染後にオリ ゴヌクレオチドで処理した。インフルエンザCウィルスに対する0−ODNおよ び5−ODNの抗ウィルス作用の試験を実施例3に記載したように同様に行なっ た。
使用した濃度において、未改変ODNはインフルエンザAウィルス(第2A図) またはインフルエンザCウィルス(第5図)のいずれに対しても活性でないと判 明した。HIVに対しODNの作用を評価して得られたデ−夕に基づき、未改変 0−ODNは細胞外および/または細胞内で急速に分解するため有効でないと思 われる。インフルエンザウィルスRNAに対し相補的な未改変ODNは、インフ ルエンザウィルスを阻止する能力につきここに使用しかつ試験したよりも高濃度 にて細胞中に導入することができる。より高い濃度はウィルスを阻止すると予想 するのが合理的である。
ホスホロチオエート誘導体は、インフルエンザAウィルスを用いる複数サイクル および単一サイクルの複製実験で一致した阻止的抗ウィルス活性を示した(第2 Bおれ、恐らく化合物の細胞毒性作用の結果でない。この観察は幾つかの証拠に よって裏付けられる。第1に、MDCK細胞の単層が、80μモルの5−ODN 化合物で処理された未感染比較細胞にて実験全体にわたり無傷であると判明した 。第2に、完全に除去せずに5−ODN遅延されたインフルエンザAウィルス複 製(第3図)は、5−ODNで処理してから4日間後に遅く細胞がウィルス複製 を支持しうろことを示す。第3に、これら化合物は、抗ウィルス活性を示さない 0−ODNにつき使用したと同じ方法により精製された。したがって、観察され た作用は調製物における不純物に起因しないと思われる。
しかしながら、この作用は第6図に示したように特定配列と相関せず、20個の 隣接ヌクレオチドのうち少なくとも8個がコンピュータ分析により決定されたよ うに試験された全配列につきハイブリダイズする。さらに、ウィルス複製に対す るミスマツチ5−ODNの作用はHIVの場合にも認められた。さらに5−OD Nは逆転写酵素、並びに恐らく他の酵素および蛋白に対し相互作用することも知 られている。
インフルエンザCウィルス複製は、5−ODN4を用いて配列特異的に阻止する ことができた。媒体中に20μモルの濃度で存在する場合、この化合物は試験し た他のいずれの配列よりも少なくとも10倍活性が大であつた(第5図)。同じ 配列は同じ分析システムを用い、てインフルエンザAウィルス複製に対し作用を 示さなかった(データ示さず)。より高濃度にて、インフルエンザウィルス増殖 の一層劇的な減少が観察された(第4図)。
相補配列5−ODN3は不活性であると判明した(第5図)。コンピュータ分析 を行なって、試験したODN配列とインフルエンザCウィルスゲノムとの間の配 列同一性の程度を検査した。7個のウィルスRNAセグメントのうち6個が、0 DN4における少なくとも13個のヌクレオチドに対し相補的であると判明した (第6図)。
5−ODN5における単一ミスマツチの導入は10個のヌクレオチドに対し相補 的な配列の程度を減少させるが、6個のRNAセグメントが有力な標的に留まっ た。これは、この化合物が20μモル濃度にて抗ウィルス活性を維持することを 説明しうる(第5図)。5−ODN6の三重ミスマツチ配列を含む他の比較はい ずれも抗ウィルス活性を示さず(第5図)、さらにいずれもインフルエンザCウ ィルスゲノムの8個より多い隣接ヌクレオチドに対し相補的でなかった(第6図 )。0−ODNの場合、オリゴマーとRNAとの間の1個もしくは2個のミスマ ツチは複合体のRNアーゼH感度を喪失しうることが最近判明した。これらを総 合して、5−ODNが抗インフルエンザCウィルス作用を示すには、この標的部 位変動において(−)−ストランドウィルスRNAに対し相補的な10個以上の 隣接ヌクレオチドを有することが重要である。ウィルス阻止に対するハイブリッ ド化ミスマツチの作用は可変であって、ウィルスゲノムの第2構造および他の特 徴に依存する。
5−ODN4は位置2〜21にてインフルエンザCウィルス(−)−ストランド ウィルスRNAに対し相補的であるのに対し、5−ODN2は位置8〜27にて インフルエンザAウィルス(−)−ストランドウィルスRNAに対し相補的であ る(第1図)。したがって、位置2〜21にてインフルエンザウィルス ウィルスRNAに対し相補的な5−ODN (5’ −GCGAAAGCAGG CAAACCATT−3’ )を合成すると共に、抗ウイルスインフルエンザ活 性につき試験した。この場合も、この化合物はミスマツチの比較5−ODNより も活性が大でないと判明した。インフルエンザAウィルスとCウィルスとの間の この差は謎であるが、これらウィルスの極めて異なる複製速度を考慮すべきであ る。たとえばインフルエンザCウィルスのようなゆっくり複製するウィルスは、 たとえばインフルエンザAのような急速増殖するウィルスよりもずっと良好なア ンチセンスODN阻止の標的となりつる。
各インフルエンザウィルスの3′−および5′−末端はハイブリダイズする相補 的範囲を形成することが知られている。この範囲において領域はポリメラーゼ複 合体および宿主m RN Aのセグメントであって、ポリメラーゼに対するプラ イマーとし作用する。ODNによるハイブリッド化阻止につきここに説明したよ うに選択した領域はしたがって上記理由から種々の程度で妨げられ、インフルエ ンザAウィルスとCウィルスとの間の阻止の相違を説明することができる。
かくして、インフルエンザウィルス複製は、ウィルスR,M Aの選択領域に対 し相補的な改変オリゴデオキシヌクレオチドの活性により細胞内で阻止しうるこ とが示された。上記改変オリゴデオキシヌクレオチドはホスホロチオエート誘導 体である。しかしなから、たとえばインターヌクレオシドホスホロアミデートま たはメチルホスホネートのような他の改変も導入することができる。得られる改 変オリゴヌクレオチドは、たとえばインフルエンザウィルスに対するその抗ウィ ル・ス活性につき実施例2および3に記載した方法で試験することができる。2 種の分析法につき実施例2および3で説明する:すなわち(1)インフルエンザ ウィルス粒子の全数(すなわち感染性および非感染性粒子の両者)を測定するヘ マグルチニン分析、および(2)感染性インフルエンザウィルス粒子のみを検出 するプラク滴定。
オリゴヌクレオチドの改変はヌクレオシド間結合の部分または全部、或いはオリ ゴヌクレオチドのいずれか一方の末端または両端部とすることができる。さらに 、改変核酸塩基および/または存在する糖分子における改変(たとえばアラビノ ースはリボースを置換することができる)を導入することができる。
ヒトにおけるインフルエンザウィルスの阻止内部標識されたP32−オリゴマー を用いて、ここに説明した改変オリゴデオキシヌクレオチドが各種の細胞(たと えば生存する兎の肝臓、腎臓、牌蔵、筋肉、脳および白血球)に侵入することが 示された。組織培養におけるインフルエンザウィルスの阻止から得られた情報に 基づき、人間における同様なインフルエンザウィルスの阻止につき対策を立てる ことができる。
特定個人を処置する際に使用される対策は、個人の状態および処置の目的に依存 する。本発明の改変オリゴデオキシヌクレオチドを、インフルエンザウィルスに よる感染の徴候を示さないがたとえばインフルエンザ「流行」に露呈された個人 またはウィルスにより既に感染した個人(たとえば臨床的徴候により評価)に投 与することができる。前者の場合は改変オリゴデオキシヌクレオチドを用いてイ ンフルエンザウィルスの作用を予防的に、或いは後者の場合は治療的に防止また は減少させる。
しかしながら、いずれの処理の場合にも、改変オリゴヌクレオチドはこれらオリ ゴヌクレオチドを最初に血流中に次いで細胞中に到達させつるよう個人に投与せ ねばならない。改変オリゴヌクレオチドは静脈注射、静脈点滴により或いは経口 的(たとえばカプセル型)に投与することができる。その結果、オリゴヌクレオ チドは所望の効果を示すことができ、すなわち細胞中に達してウィルス複製を遅 延させ或いは防止し、かつ/またはまだ未感染の細胞に到達して保護を与える。
投与すべき量は、たとえば患者の体格および年齢、病気の段階、並びに投与すべ き改変オリゴヌクレオチドの種類のような因子と共に変化する。
以下、限定はしないが実施例により本発明をさらに説オリゴヌクレオチドを自動 合成装置(ビオサーチ8700型、ミリゲン社、ベッドフォード、マサチューセ ッツ州)で合成した。0−ODNと5−ODNとの両者をH−ホスホネート化学 により組立てた。0−ODNおよび5−ODNの合成および精製は、従来報告さ れた方法により行なった[S、アグラワル等、プロシーディング・ナショナル・ アカデミ−eサイエンス、USA、第86巻、第7790〜7794頁(198 9)]。
用いたODN 全部で3種のウィルス特異性RNA (ウィルスRNA。
mRNAおよび相補RNA)は、アンチセンスODNの有力な標的である(第1 図参照)。したがって、+もしくは一配向におけるウィルス配列に対応した未改 変ODN (0−ODN)およびホスホロチオエート誘導体(S−ODN)を合 成すると共に抗ウィルス活性につき試験した。試験したODNの配列を表Iに示 す。
ODN/ 5−ODN 配列 1 5’−CATTCAAATGGTTTGCCTGC−3’ (−)方向 A /WSN/332 5’ −GCAGGCAAACCATTTGAATG−3’  (+)方向 A/WSN/333 5’−CCATAATCCCCTGCTT CTGC−3’ (−)方向 C/JJ1504 5’−GCAGAAGCAG GGGATTATGG−3’ (+)方向 C/JJ1501つのミスマツチを 有する5−ODN46 5’−GCA工AAGCAGΔGGATCATG3つの ミスマツチを有する5−ODN47 5’−GGCAAGCTTTATTGAG GCTT−3′ ミスマツチ a 5’−ATCTTCATCATCTGAGAGAT−3′ ミスマツチ 9 5’−CGTAAGCAACAGTAGTCCTA−3′ ミスマツチ 0DN1〜2および3〜4は、それぞれインフルエンザA/WSN/33ウィル ス[N、シバスブラマニアンおよびり、P、ナヤク、ジャーナル・パイロロジー 、第44巻、第321〜3299頁(1982)]およびC/JJ150ウィル ス[M、ヤマシタ等、パイロロジー、第171巻、第458〜466頁(198 9)コのポリメラーゼPBI RNAに対する標的である。ODNに対応するウ ィルスゲノムの領域を第1図に大活字で示し、開始コドンに下線を施す。0DN 5〜9は特定インフルエンザウィルス配列に対し異なる個数のミスマツチを有す る。特に、OD N 5’および0DN6は示した位置(下線)にポイント突然 変異を導入して0DN4から誘導される。0DN7〜9は、インフルエンザウィ ルスゲノムには見られな配列を示す。
各配列につき8種までの異なるバッチのオリゴマーを合成した。各バッチを少な くとも2つの独立した実験にて試験し、匹敵しうる結果を与えた。
0DN1のホスホロチオエート誘導体(S−ODNI)および0DN2のホスホ ロチオエート誘導体(S−ODN2)を合成した。2種の異なる比較配列5−O DN8および5−ODN9をも同様に作成した。5−ODN8および5−ODN 9をコンピュータ配列分析によりインフルエンザCウィルスゲノムにおけるその 発生につき検VMS4.6操作システムで作動するV a x 11 / 78 0コンピユータで配列分析を行なった。ゲネチックス・コンピュータ・グループ [マジソン、ウィスコンシン州]による配列分析ソフトウェア・パッケージのバ ージョン6.1を用いた[J、デブロー等、ヌレクイック・アシッド・リサーチ 、第12巻、第387〜395頁(1984)]。ウィルバーおよびリップマン のアルゴリズム[W、J、ウィルバーおよびり、J、リップマン、プロシーディ ング・ナショナル・アカデミ−・サイエンス、USA、第80巻、第726〜7 30頁(1983)]に基づくワードサーチ・プログラムを用いて、ODN配列 の少なくとも8個の連続ヌクレオチドと同一であるインフルエンザCウィルスゲ ノムにおける領域を同定した。これは、標識をr+ 十十+ 十+ 十+Jに設 定すると共に該当配列0DN1〜9につきデータベースをサーチして行なった。
データベースは、ジエンバンクレリース60.0に見られるインフルエンザCウ ィルス配列およびCウィルスポリメラーゼ遺伝子の配列で構成した[M。
ヤマシタ等、パイロロジー、第171巻、第458〜466頁(1989)]。
5−ODN8および5−ODN9はインフルエンザAウィルスの(−)ストラン ドウィルスRNAと共に10個以下の連続ヌクレオチドを共有することが判明し た。ODNの濃度は、各配列に存在するヌクレオチドのモル吸光係数を考慮して 、260nmにおける吸光度により測定した[F、M、アウスベル等、カレント ・プロトコールスeイン・モレキュラ嚇バイオロジー(ウィリー社、ニューヨー ク)(1987)]。
インフルエンザA/WSN/22(ts )ウィルスをマシン・ダービイ種の犬 腎臓(MDCK)細胞にて上記したように増殖させた[A、に、シギウラ等、ジ ャーナル・パイロロジー、第10巻、第639〜647頁(1972)]。イン フルエンザC/J J15 Qウィルスを、】、1日齢の胚形成鶏卵の羊膜にて 35℃で増殖さMDCK細胞(穴1個当り2×105個の細胞)を24穴の皿( タンク)に接種し、1晩にわたり成長させた。
翌日、細胞を燐酸塩緩衝塩水(P B S)で洗浄し、ODNを含有する0、2 %牛血清アルブミン(MEM−BA)を含んだ200μmの最小必須培地を各穴 に添加した。
化合物を添加してから種々の時間の後、MEM−BA中に2×105プラグ形成 単位(p f u)を含有する50μ;のウィルス試料を穴1個当りに添加した 。成る実験においては、穴1個当り僅か200pfuのみを用いて複数サイクル の複製を行なった。37℃にて25分間にわたり吸着させた後、細胞をPBSで 2回洗浄し、oDNとトリプシン(3μg/l)とを含有する11のMEM−B Aを添加した。細胞を37℃または33℃のいずれかで培養し、培地の試料を感 染後の種々の時間でヘマグルチニン分析用およびMDCK細胞における滴定用と して採取した。
プラク形成分析 MDCK細胞を35mmの皿で成長させた。融合細胞に一連のウィルスの1=1 0希釈物を感染させた(皿1枚当り100μm)。感染させてから1時間の後、 接種物を吸引すると共に1ml当り3μgのトリプシンと示した濃度のODNと を含有する寒天オーバーレイ(皿1枚当り2. 4m1)を添加した。細胞を3 7℃にて2.5日間(インフルエンザAウィルス)または33℃にて4〜5日間 (インフルエンザCウィルス)のいずれかで培養した。
上記の方法を用い、未改変ODNをインフルエンザAウィルスを用いて抗ウィル ス活性につき試験した。0−ODNI、0−ODN2および0−ODN7 (表 および第1図)を合成すると共に抗ウィルス活性につき分析した。細胞を低倍率 の感染(mat)(0,001)で感染させて、ウィルスの複数サイクル複製を 可能にした。
00DNを感染の30分前に添加し、さらに感染してから24時間後に添加した 。培地における濃度は80.27および9μモルとした。いずれの濃度において も抗ウィルス活性は観察されなかった(第2A図およびデータ示さず)。同様な 結果がインフルエンザCウィルスについても得られた(下記参照)。
複数サイクル(mat 0.001)および単一サイクル(mof 1)の条件 下でウィルス複製につき試験した。殆どの実験は37℃にて行なったが、成る種 の感染については33℃の温度を選択した。作用メカニズムがウィルスRNAに 対する5−ODNのハイブリッド化を含む場合、この実験条件は抗ウィルス作用 を増大させうると思われた。33℃およびmai lで行なった典型的な実験の 結果を第2B図に示す。試験した全配列は、ホスホロチオエート型で加えた場合 、インフルエンザAウィルスの増殖を阻止することが判明した。しかしながら、 ミスマツチのオリゴマーによる阻止も観察された。
予想通り、抗ウィルス作用は複数サイクルの複製条件下で極めて強力であり(第 3A図) 、5−ODNでの細胞の予備処理によりさらに増大させることができ た(第3Bおよび0図)。これら条件下で化合物は1.25μモル程度に低い濃 度にて活性であった(第3図およびデータ示さず)。
実施例3 S−ODN4を用いるインフルエンザCウィルスの阻止インフルエンザCウィル スはインフルエンザAウィルスよりも遅く増殖し、実験期間がより長くなる。し たがって、より迅速な分析システムをAウィルスにつき用いてインフルエンザC ウィルスの阻止を決定した。要するに、5−ODNを寒天オーバーレイに添加す ると共に、プラクを培養期間の終了後にカウントした。予備実験においてインフ ルエンザAウィルスをこのシステムで分析し、ここでもミスマツチのオリゴマー による阻止が得られた(データ示さず)。インフルエンザCウィルスに対し試験 した配列は5−ODN3 (Cウィルスの(+)−RNAに対し相補的) 、5 −ODN4 (Cウィルスの(−)−RNAに対し相補的)および5−ODN7  (HIV−1のポリ(A)信号に対し相補的)を含んだ。80pモルの濃度で 行なった最初の実験において、5−ODN4を用いた場合はインフルエンザCウ ィルスプラグ形成の完全阻止が観察されたが、5−ODN3もしくは5−ODN 7では観察されなかった。この結果を確認するため、5−ODN4を3種の異な るバッチで合成した。
各バッチを2つの独立した実験で試験し、実質的に同じ結果が得られた。次いで 濃度依存性につき検査した。配列特異性の抗ウィルス作用が20pモル程度に低 い濃度で観察された(第4図)。さらに特異性の程度を規定す6)ミスマツチの 5−ODN4の誘導体(第1図)を使用した。5−ODN5は、20μモルの濃 度にて5−ODN4よりも顕著に活性が低かった(第5図)。S−ODN6、並 びに相補配列5−ODN3を含む各種の他の比較配列はその濃度にて不活性であ ることが判明した(第5図)。ホスホロジエステル誘導体0−ODN4は、試験 した全ての濃度にて完全に不活性であった(第5図、動物= 69匹の雌B a  1 b / cネズミ(6週齢)ウィルス:インフルエンザA/PR/8/3 4感染ご エアロゾルとして(0日目) オリゴス:無菌塩水に溶解し、0日、1日および2日目に投与(感染の1時間前 、並びに感染の24時間および48時間後) 投与方式:1mgを鼻孔内(i、n、)(エーテル麻酔下)または0.5mg( i、 n、)および0.5ngの腹腔内(i、p、)。比較として塩水をi、n 、および’r、p、で投与した。
実験 35匹のネズミ(群A)を、肺からの感染性ウィルスを測定すべく3日目に殺し た(測定値をP f u/肺容積1として示す)。34匹のネズミ(群B)を生 存につき観察した。
4(±1. 0) X 108p f l/m16.6(上2゜7)XIO8p  f l/m1(n=4) vRNAに対し相補的な1mgのオリゴデオキシヌクレオチド(表1におけるo pm2)を投与した動物のウィルス測定値は、比較動物における場合の約半分で あった。
全ネズミは5日目と7日目との間に死滅した。
明した本発明の特定実施例につき多くの改変をなしうろことを了解し或いは確認 することができるであろう。これら多(の改変も本発明の範囲内に包含すること を意図する。
FIG、2A 時間 (hrs、 p、1.) FIG 3A 時間(hrs、 p、1.) プラク数 濃度 (uM) 20μM ■ベロ区口1IOIIII も セ 要約書 インフルエンザウィルスRNAの選択領域にハイブリダイズすると共にコード産 生物の合成につき雛型として作用する能力を阻害する天然(未改変)もしくは改 変オリゴヌクレオチド(オリゴデオキシヌクレオチドもしくはオリゴリボヌクレ オチド)の活性を介しインフルエンザウィルス複製を阻止する方法につき開示す る。インフると共にコード産生物の合成につき雛型として作用する能力を阻止す る能力を有する結果、インフルエンザウィルスに対し抗ウィルス活性を有するオ リゴヌクレオチド(未改変または改変)、並びにこれらオリゴヌクレオチドを含 む組成物につき開示する。
国際調査報告 国際調査報告

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.インフルエンザウィルスを有する細胞におけるインフルエンザウィルス複製 を阻止する組成物を製造するための、インフルエンザウィルス複製に必須である インフルエンザウィルスRNAの選択領域にハイブリダイズするオリゴヌクレオ チドまたは改変オリゴヌクレオチドの使用。
  2. 2.オリゴヌクレオチドが、たとえばインフルエンザAウィルスのポリメラーゼ PB1 RNAおよびインフルエンザCウィルスのポリメラーゼPB1 RNA から選択されるインフルエンザポリメラーゼPB1RNAの領域にハイブリダイ ズする請求の範囲第1項に記載の使用。
  3. 3.オリゴヌクレオチドがホスホロチオエートオリゴデオキシヌクレオチドであ る請求の範囲第1項または第2項に記載の使用。
  4. 4.ホスホロチオエートオリゴデオキシヌクレオチドのヌクレオチド配列が: 1【配列があります】 2【配列があります】 3【配列があります】 4【配列があります】 5【配列があります】 6【配列があります】 7【配列があります】 8【配列があります】 9【配列があります】 よりなる群から選択される請求の範囲第3項に記載の使用。
  5. 5.インフルエンザウィルスを有する細胞におけるインフルエンザ複製を阻止す る薬物を製造するための、インフルエンザウィルス増殖に必須であるインフルエ ンザウィルスRNAの選択領域にハイブリダイズする改変オリゴデオキシヌクレ オチドの使用。
  6. 6.オリゴヌクレオチドが、インフルエンザウィルスRNAの転写、複製または 転写と複製に必要な蛋白をコードするインフルエンザウィルスRNAの領域にハ イブリダイズする請求の範囲第5項に記載の使用。
  7. 7.オリヌクレオチドが、インフルエンザウィルスRNAの転写、複製または転 写と複製に必要な保持インフルエンザウィルス蛋白をコードするインフルエンザ ウィルスRNAの領域にハイブリダイズする請求の範囲第6項に記載の使用。
  8. 8.オリゴヌクレオチドがインフルエンザポリメラーゼPB1RNA遺伝子の領 域にハイブリダイズし、薬物がインフルエンザAウィルスもしくはインフルエン ザCウィルスを阻止する請求の範囲第5項に記載の使用。
  9. 9.改変オリゴデオキシヌクレオチドが長さ20個のヌクレオチドであるホスホ ロチオエートオリゴデ、オキシヌクレオチドであり、次の配列 1【配列があります】 2【配列があります】 3【配列があります】 4【配列があります】 5【配列があります】 6【配列があります】 7【配列があります】 8【配列があります】 9【配列があります】 よりなる群から選択されるヌクレオチド配列を有する請求の範囲第8項に記載の 使用。
  10. 10.インフルエンザウィルスに対し抗ウィルス活性を有してインフルエンザに 対する予防剤を製造するための改変オリゴヌクレオチドの使用。
  11. 11.オリゴヌクレオチドが長さ20個のヌクレオチドからなるホスホロチオエ ートオリゴデオキシヌクレオチドであり、インフルエンザウィルス増殖に必須の インフルエンザウィルスRNAの領域、たとえばインフルエンザポリメラーゼP B1遺伝子にハイブリダイズする請求の範囲第10項に記載の使用。
  12. 12.オリゴヌクレオチドが、配列 1【配列があります】 2【配列があります】 3【配列があります】 4【配列があります】 5【配列があります】 6【配列があります】 7【配列があります】 8【配列があります】 9【配列があります】 から選択されるヌクレオチド配列を有する請求の範囲第11項に記載の使用。
  13. 13.インフルエンザウィルスに対し抗ウィルス活性を有する改変オリゴヌクレ オチド。
  14. 14.ホスホロチオエートオリゴデオキシヌクレオチドであり、たとえば長さ2 0個のヌクレオチドであってインフルエンザウィルス増殖に必須のインフルエン ザウィルスRNAの領域、たとえばポリメラーゼPB1遺伝子にハイブリダイズ する請求の範囲第13項に記載の改変オリゴヌクレオチド。
  15. 15.ヌクレオチド配列が、配列 1【配列があります】 2【配列があります】 3【配列があります】 4【配列があります】 5【配列があります】 6【配列があります】 7【配列があります】 8【配列があります】 9【配列があります】 よりなる群から選択される請求の範囲第14項に記載の改変オリゴヌクレオチド 。
  16. 16.インフルエンザウィルスに対し抗ウィルス活性を有する改変オリゴヌクレ オチドと生理学上適するキャリヤとからなる組成物。
  17. 17.インフルエンザウィルスに対し抗ウィルス活性を有するホスホロチオエー トオリゴデオキシヌクレオチドと生理学上適するキャリヤとからなり、ホスホロ チオエートオリゴデオキシヌクレオチドのヌクレオチド配列が、配列 1【配列があります】 2【配列があります】 3【配列があります】 4【配列があります】 5【配列があります】 6【配列があります】 7【配列があります】 8【配列があります】 9【配列があります】 よりなる群から選択されることを特徴とする細胞におけるインフルエンザウィル ス複製を阻止するため個人に投与する組成物。
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