JPH07231784A - Rna-breaking agent - Google Patents

Rna-breaking agent

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JPH07231784A
JPH07231784A JP6025110A JP2511094A JPH07231784A JP H07231784 A JPH07231784 A JP H07231784A JP 6025110 A JP6025110 A JP 6025110A JP 2511094 A JP2511094 A JP 2511094A JP H07231784 A JPH07231784 A JP H07231784A
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JP
Japan
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rna
ribozyme
protein
poly
lysine
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Application number
JP6025110A
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Japanese (ja)
Inventor
Shuhei Yamada
修平 山田
Kiyomichi Kiyozawa
研道 清澤
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Daiichi Pure Chemicals Co Ltd
Original Assignee
Daiichi Pure Chemicals Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To obtain a new RNA-breaking agent capable of entering specifically into a cell containing a virus causing an intractable infectious disease and specifically breaking the virus RNA and useful as an antiviral agent or an anticancer agent. CONSTITUTION:This RNA-breaking agent is a complex material composed of a ribozyme of the formula, 3'-X1-Y-X2-X2-5' (X1 and X2 are each independently a base sequence of a nucleic acid complemental to the base sequence of the target RNA; Y is an active base sequence for RNA breakage) and a (glyco) protein-or polypeptide-polycation conjugate of the formula, E-L-F [E is a (glyco) protein or a polypeptide the receptor of which exists on the cell membrane surface; F is a polycation; L is a linker capable of forming a covalent bond to each amino group end of E and F]. The complex material composed of the ribozyme of the formula and an ASOR-poly-L-lysin.conjugate can break RNA of hepatitis C virus. Ribozyme is bonded to the (glyco)protein- or polypeptide-polycation conjugate in a saline to form a complex material.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は特定の細胞内の特定のR
NAを特異的かつ選択的に切断するRNA切断剤、更に
詳しくは、難治性感染症を起こすウイルスが存在する細
胞に特異的に入り込み、そのウイルスRNAを特異的に
切断することや、特定の細胞や癌細胞内に入り込み、そ
の細胞内で特定の癌遺伝子から転写されたメッセンジャ
ーRNA(以下mRNAと呼ぶ)を特異的に切断するR
NA切断剤に関する。
The present invention relates to a specific R in a specific cell.
An RNA cleaving agent that specifically and selectively cleaves NA, and more specifically, specifically cleaves a viral RNA causing a refractory infectious disease and specifically cleaves the viral RNA, or a specific cell R that specifically enters into cancer cells and cancer cells and specifically cleaves messenger RNA (hereinafter referred to as mRNA) transcribed from a specific oncogene in the cells.
NA cleaving agent.

【0002】[0002]

【従来の技術】1984年コロラド大学のT.Cech
教授らによって酵素活性を有するRNA分子、すなわち
リボザイムが発見された。これは原生動物テトラヒメナ
のリボゾームRNA(以下rRNAと呼ぶ)前駆体が蛋
白質の関与なしに、遺伝情報伝達上不必要なイントロン
をセルフスプライシングにより取除くことを証明したこ
とによる(Nature Vol 308,820−8
25,1984)。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1984 T.S. of the University of Colorado. Cech
An RNA molecule having enzymatic activity, that is, a ribozyme was discovered by professors. This is because it has been proved that the ribosomal RNA (hereinafter referred to as rRNA) precursor of the protozoa Tetrahymena removes an intron unnecessary for genetic signal transmission by self-splicing without involvement of protein (Nature Vol 308,820-). 8
25, 1984).

【0003】その後、蛋白質の関与なしにRNAのホス
ホジエステル結合をセルフスプライシングするような機
能をもつ同様なRNA分子が次々と発見され、更には他
のRNAを切断するリボザイムも発見された。また、最
近、リボザイムの間で共通に保存されている塩基配列を
用いて、24塩基のRNA分子でRNA切断活性をもつ
人工リボザイムの作製が成功した(Nature Vo
l 334,585−591,1988)。
Subsequently, similar RNA molecules having a function of self-splicing the phosphodiester bond of RNA without the involvement of proteins were discovered one after another, and a ribozyme that cleaves other RNA was also discovered. In addition, recently, an artificial ribozyme having RNA-cleaving activity has been successfully produced in a 24-base RNA molecule by using a nucleotide sequence commonly conserved among ribozymes (Nature Vo).
1 334, 585-591, 1988).

【0004】現在、一般に知られ最も十分に研究された
リボザイムはハンマー頭リボザイムと呼ばれている。塩
基配列特異的切断が自己のRNA分子内だけでなく、分
子間でも利用できることがハンマー頭リボザイムを用い
て明らかにされて以来(Nature Vol 32
8,596−600,1987:Nature Vol
334,585−591,1988)、医療用途を含め
て特定遺伝子を阻害する為の手段として注目されるよう
になった。
At present, the most commonly known and most well-studied ribozyme is called the hammerhead ribozyme. Since it was revealed using hammerhead ribozymes that sequence-specific cleavage can be used not only within RNA molecules of its own but also between molecules (Nature Vol 32
8, 596-600, 1987: Nature Vol.
334, 585-591, 1988), and has been attracting attention as a means for inhibiting a specific gene including medical applications.

【0005】このハンマー頭リボザイムは3つの構造上
の領域をもつ。第一に、基質RNAの切断部位5′側に
位置するヌクレオチドの配列の高度に保存された部分に
相補的に接合する塩基配列の部分である。基質RNAの
この配列は通常5′−GUC−3′であり、Cの直後で
リボザイムによって切断されるが、5′−N1UN2
3′とした配列でN1はA、G、C、Uの中の任意のヌ
クレオチド、N2はA、C、Uの中の任意のヌクレオチ
ドでも切断活性を有する場合がある(Nucleic
Acids Res.Vol 17,7059−707
1,1989)。第二に、リボザイムに切断活性を与え
る高度に保存された塩基配列部位と一部可変的塩基配列
からなる部分。第三に、切断の基質となるRNA分子の
塩基配列を認識して5′側及び3′側において塩基対を
形成する塩基配列部位である。この基本構造を基にリボ
ザイムを作製することができ、基質RNAを配列特異的
に切断する活性を有することがすでに証明されている
(Nature Vol 334,585−591,1
988)。
This hammerhead ribozyme has three structural regions. First, it is the part of the base sequence that complementarily joins with the highly conserved part of the nucleotide sequence located 5'to the cleavage site of the substrate RNA. This sequence of substrate RNA is usually 5'-GUC-3 ', which is cleaved immediately after C by the ribozyme, but 5'-N 1 UN 2-.
In the 3'sequence, N 1 may have a cleavage activity at any nucleotide in A, G, C, U, and N 2 may have a cleavage activity at any nucleotide in A, C, U (Nucleic
Acids Res. Vol 17, 7059-707
1, 1989). Secondly, a part consisting of a highly conserved base sequence part that imparts a ribozyme with a cleavage activity and a part of a variable base sequence. Third, there is a base sequence site that recognizes the base sequence of the RNA molecule that serves as a cleavage substrate and forms base pairs on the 5'side and 3'side. A ribozyme can be produced based on this basic structure, and it has already been proved that it has an activity of cleaving the substrate RNA in a sequence-specific manner (Nature Vol 334, 585-591, 1).
988).

【0006】従来、細胞内で、配列特異的にRNAを切
断する為にリボザイムを用いる場合には、RNAポリメ
ラーゼのプロモーターが機能するように結合された対応
するDNA配列からリボザイムがRNA分子として転写
されるように設計されたウイルスベクターを、細胞内に
取込ませる方法(Clin.Biotech.Vol
2,23−31,1990)が用いられて来た。しかし
ながら、リボザイムをコードするDNAベクターを細胞
に導入する場合にはいくつかの重大な問題、例えば組み
換えによる細胞の染色体性遺伝子の変異、ウイルス遺伝
子との組み換えなどがある。
Conventionally, when a ribozyme is used to cleave RNA in a sequence-specific manner in a cell, the ribozyme is transcribed as an RNA molecule from the corresponding DNA sequence operably linked to the promoter of RNA polymerase. A method of incorporating a viral vector designed to be incorporated into cells (Clin. Biotech. Vol.
2, 23-31, 1990) have been used. However, when a DNA vector encoding a ribozyme is introduced into a cell, there are some serious problems, such as mutation of the chromosomal gene of the cell by recombination and recombination with a viral gene.

【0007】一方、細胞に核酸を導入する方法として
は、幾つかの方法が行なわれている。まず細胞の食作用
を利用して核酸を細胞内に取込ませる方法であり、核酸
とリン酸カルシウムの共沈殿生成物を利用する方法(V
irology Vol 52,456−467,19
73)や、正電荷をもつDEAEデキストランを用いる
方法がある。また、エレクトロポレーションによって、
細胞膜に一時的に形成される穴を利用して核酸を導入す
る方法もある(Nucleic Acids Res.
Vol 15,1311−1326,1987:Nuc
leic Acids Res.Vol 16,612
7−6145,1988)。また、マイクロインジェク
ションにて細胞に直接核酸を注入する方法もあるが、こ
れらの方法は生体内への投与方法としては適していな
い。
On the other hand, several methods have been used as methods for introducing nucleic acids into cells. First, there is a method of incorporating nucleic acid into cells by utilizing the phagocytosis of cells, and a method of using a coprecipitation product of nucleic acid and calcium phosphate (V
irology Vol 52,456-467,19
73) or a method using DEAE dextran having a positive charge. Also, by electroporation,
There is also a method of introducing a nucleic acid using a hole temporarily formed in a cell membrane (Nucleic Acids Res.
Vol 15, 1311-1326, 1987: Nuc.
leic Acids Res. Vol 16,612
7-6145, 1988). There are also methods for directly injecting nucleic acid into cells by microinjection, but these methods are not suitable for in vivo administration.

【0008】最近、生体内への細胞への核酸の導入に適
した方法として、リポソームを利用して核酸を細胞内に
核酸導入する方法が用いられている。これはリポソーム
が細胞膜と融合することでリポソーム内の核酸又はリポ
ソームと複合体を形成した核酸が細胞内に導入されるも
のである(Proc.Natl.Acad.Sci.U
SA Vol 84,7413−7417,198
7)。また、最近は遺伝子治療を目的としてレトロウイ
ルスベクター(Science Vol 230,10
57−1062,1985;Mol.Cell.Bio
l.Vol 7,3459−3465,1987;Pr
oc.Natl.Acad.Sci.USAVol 8
7,439−443,1990;J.Clin.Inv
est.Vol 88,1043−1047,199
1;Science Vol 256,1550−15
52,1992;Cancer Res.Vol 5
3,4129−4133,1993)を始めとして各種
のウイルスベクターも開発されてきている。しかしなが
ら、これらの方法はすべて組織特異的や細胞特異的には
核酸を導入できないという欠点を有している。
Recently, as a method suitable for introducing a nucleic acid into a cell into a living body, a method of introducing a nucleic acid into a cell using a liposome has been used. In this method, the nucleic acid in the liposome or the nucleic acid complexed with the liposome is introduced into the cell by fusing the liposome with the cell membrane (Proc. Natl. Acad. Sci. U.
SA Vol 84,7413-7417,198
7). In addition, recently, a retrovirus vector (Science Vol 230, 10
57-1062, 1985; Mol. Cell. Bio
l. Vol 7, 3459-3465, 1987; Pr.
oc. Natl. Acad. Sci. USAVol 8
7,439-443,1990; Clin. Inv
est. Vol 88, 1043-1047, 199
1; Science Vol 256, 1550-15
52, 1992; Cancer Res. Vol 5
3, 4129-4133, 1993) and various viral vectors have been developed. However, all of these methods have the drawback that nucleic acids cannot be introduced in a tissue-specific or cell-specific manner.

【0009】この欠点を解決するもう一つの核酸導入法
として、受容体媒介による細胞内への核酸取込み法があ
る。すなわち、標的細胞の細胞膜表面に受容体をもつ蛋
白又は糖蛋白〔以下(糖)蛋白と標記する〕にポリカチ
オンを共有結合させた(糖)蛋白−ポリカチオン・コン
ジュゲートとDNAとで複合体を形成したものは、標的
細胞の細胞膜上に存在する受容体により細胞内に取込ま
れることが報告されている(Proc.Natl.Ac
ad.Sci.USA Vol 87,3655−36
59,1990:J.Biol.Chem.Vol 2
62,4429−4432,1987)。
Another method of introducing a nucleic acid to solve this drawback is a receptor-mediated method of incorporating a nucleic acid into a cell. That is, a complex of (glyco) protein-polycation conjugate and DNA in which a polycation is covalently bound to a protein or glycoprotein having a receptor on the cell membrane surface of a target cell [hereinafter referred to as (glyco) protein] It has been reported that those that have been formed are incorporated into the cell by a receptor present on the cell membrane of the target cell (Proc. Natl. Ac.
ad. Sci. USA Vol 87, 3655-36.
59, 1990: J. Biol. Chem. Vol 2
62,4429-4432,1987).

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】従来は上記した様に、
リボザイムの塩基配列をコードするDNA配列を有し、
転写産物としてリボザイムが得られるDNA断片、又は
このDNA断片を含むDNAベクターを用いて、これを
各種の手段にて細胞内に導入して転写産物としてのリボ
ザイムによるRNA断片を検討していた。この細胞導入
法の一つとして、前述した、蛋白−ポリカチオン・コン
ジュゲートとで複合体を作製して細胞に導入する方法も
用いられた。しかしながら、細胞内でDNAからの転写
産物としてリボザイムを産生する方法では、遺伝子的安
全性に関してや、標的とする遺伝子の変異への対応に関
して問題があった。遺伝的安全性の問題は、DNAが細
胞の染色体遺伝子や細胞内に存在するウイルス遺伝子と
の間で組み換えを起こして、遺伝子に変異を起こさせる
場合も考えられる点である。また、遺伝子変異への対応
に関しての問題は、エイズなどの遺伝子の変異しやすい
ウイルスのRNAをリボザイムの標的とする場合に、標
的RNAで変異が発生し、塩基配列が変化した場合に
は、細胞に導入したリボザイムをコードするDNAは治
療上全く役に立たなくなり、むしろ、前に述べた遺伝子
変異を生じさせたり、細胞機能に関する各種mRNAを
阻害したりする悪影響のみが現れ、重篤な遺伝的毒性や
副作用を生じさせることとなってしまう点がある。
[Problems to be Solved by the Invention] Conventionally, as described above,
Has a DNA sequence encoding the base sequence of ribozyme,
A DNA fragment from which a ribozyme can be obtained as a transcription product, or a DNA vector containing this DNA fragment was used, and this was introduced into cells by various means to study an RNA fragment by a ribozyme as a transcription product. As one of the cell introduction methods, the above-mentioned method of preparing a complex with a protein-polycation conjugate and introducing it into cells was also used. However, the method of producing a ribozyme as a transcription product from DNA in a cell has problems with respect to genetic safety and measures against a mutation of a target gene. The problem of genetic safety is that DNA may cause recombination with a chromosomal gene of a cell or a viral gene existing in the cell to cause a mutation in the gene. In addition, the problem regarding the response to the gene mutation is that when a target RNA of a ribozyme is a viral RNA that is apt to mutate a gene such as AIDS, a mutation occurs in the target RNA and a change in the base sequence causes The ribozyme-encoding DNA introduced into Escherichia coli becomes completely useless for therapy, and rather, only the adverse effects such as the gene mutations described above and the inhibition of various mRNAs related to cell function appear, which causes serious genotoxicity and There is a point that it causes side effects.

【0011】従って、本発明は、細胞特異的に取込まれ
る配列特異的なRNA切断剤を直接生体内に投与するこ
とで、上記のような、遺伝的安全性に関してや、標的と
する遺伝子の変異への対応に関して問題を引起こす可能
性をなくし、更に、受容体媒介による細胞内への核酸取
込み法を用いて、目的とする細胞内でのみ選択的にウイ
ルス遺伝子RNAや癌遺伝子転写後のmRNAなどを特
定の塩基配列部位で切断することで、細胞特異的かつ遺
伝子特異的に作用する遺伝子発現調節のための薬剤の開
発を行なおうとするものである。
Therefore, the present invention directly administers a sequence-specific RNA-cleaving agent that is specifically taken up by cells into a living body, whereby the above-mentioned genetic safety and the target gene It eliminates the possibility of causing problems in response to mutations, and furthermore, using a receptor-mediated method of nucleic acid uptake into cells, selective transcription of viral genes RNA or oncogenes is performed only in the target cells. By cleaving mRNA or the like at a specific base sequence site, an attempt is made to develop a drug for regulating gene expression that acts cell-specifically and gene-specifically.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者は、鋭
意研究を行なった結果、RNA切断能を有するリボザイ
ムと(糖)蛋白−ポリカチオン・コンジュケートとで複
合体を作ることにより、上記課題を解決することに成功
した。
Therefore, as a result of earnest studies, the present inventor has found that by forming a complex between a ribozyme capable of cleaving RNA and a (glyco) protein-polycation conjugate. Succeeded in solving the problem.

【0013】すなわち、本発明は、一般式(1) 3′−X1−Y−X2−5′ (1) (式中、X1及びX2は標的RNAの塩基配列と相補的な
核酸の塩基配列を、YはRNA切断活性を有する塩基配
列を示す)で表わされるリボザイムと一般式(2) A−L−B (2) (式中、Aは動物の細胞膜表面に受容体をもつ(糖)蛋
白又はポリペプチドを、Bはポリカチオンを、LはA及
びBのアミノ基末端と共有結合を形成するリンカーを示
す)で表わされる(糖)蛋白又はポリペプチド−ポリカ
チオン・コンジュゲートとの複合体よりなるRNA切断
剤を提供するものである。
[0013] Namely, the present invention has the general formula (1) 3'-X 1 -Y -X 2 -5 '(1) ( wherein, nucleic acids complementary X 1 and X 2 are the nucleotide sequence of the target RNA Of the general formula (2) A-LB (2) (in the formula, A has a receptor on the cell membrane surface of an animal). (Glyco) protein or polypeptide-polycation conjugate represented by (glyco) protein or polypeptide, B a polycation, and L a linker forming a covalent bond with the amino group terminals of A and B). An RNA cleaving agent comprising a complex with

【0014】上記一般式(1)のX1及びX2は標的RN
Aの塩基配列と相補的な核酸の塩基配列であり、標的R
NAの塩基配列としては、その中に切断部位が存在する
ものであれば、部位及び長さは問題とされないが、X1
とX2の合計塩基数が10〜20個のものが好ましい。
また、Yで表わされるRNA切断活性塩基配列としては
公知のものが使用できる。斯かるリボザイムは、RNA
分子、DNA分子又はRNA−DNAキメラ分子の合成
に関する技術分野において公知の方法により製造するこ
とができる。
X 1 and X 2 in the general formula (1) are target RNs.
A base sequence of a nucleic acid complementary to the base sequence of A, and the target R
As for the base sequence of NA, if the cleavage site is present in it, the site and length are not a problem, but X 1
The total number of bases of X and X 2 is preferably 10 to 20.
As the RNA-cleaving active base sequence represented by Y, known ones can be used. Such ribozymes are RNA
It can be produced by a method known in the technical field relating to the synthesis of a molecule, a DNA molecule or an RNA-DNA chimeric molecule.

【0015】本発明のリボザイムがC型肝炎ウイルス
(HCV)のRNAを切断するためのものとしては、例
えば次式(3)で表わされるものが挙げられる。
Examples of the ribozyme of the present invention for cleaving RNA of hepatitis C virus (HCV) include those represented by the following formula (3).

【0016】[0016]

【化1】 [Chemical 1]

【0017】一般式(2)のAで表わされる(糖)蛋白
としては標的細胞の膜表面に受容体をもつものであれば
よく、標的細胞が肝細胞の場合にはアシロオロソムコイ
ド(ASOR)等が挙げられる。この(糖)蛋白は蛍光
物質、ビオチン、西洋ワサビペルオキシダーゼ、炭酸脱
水素酵素、コロイド状の金又は銀等を含んでいてもよ
い。
As the (glyco) protein represented by A in the general formula (2), any protein having a receptor on the membrane surface of the target cell may be used. When the target cell is a hepatocyte, acylorosomucoid (ASOR) Etc. This (glyco) protein may contain a fluorescent substance, biotin, horseradish peroxidase, carbonic anhydrase, colloidal gold or silver, and the like.

【0018】また、Bで表わされるポリカチオンとして
は、Aの(糖)蛋白等とリボザイムを結合するための媒
体となるものであればよく、例えば式(3)のリボザイ
ムとASORを結合するためにはポリ−L−リジンが使
用される。
The polycation represented by B may be any one that serves as a medium for binding the ribozyme with the (glyco) protein of A, for example, for binding the ribozyme of formula (3) with ASOR. Is poly-L-lysine.

【0019】式(2)で表わされるASOR−ポリ−L
−リジン・コンジュゲートは、(イ)ASORにN−サ
クシンイミジル−3−(2−ピリジルチオ)プロピオネ
ート(SPDP)を反応させてASOR−ピリジルチオ
プロピオネートとし、また(ロ)ポリ−L−リジンにS
PDPを反応させ、次いでジチオスライトールを反応さ
せてポリ−L−リジンメルカプトプロピオネートとし、
次いで(ハ)ASOR−ピリジルチオプロピオネートと
ポリ−L−リジンメルカプトプロピオネートを反応させ
ることにより調製される。
ASOR-poly-L represented by the formula (2)
-The lysine conjugate is (i) ASOR is reacted with N-succinimidyl-3- (2-pyridylthio) propionate (SPDP) to give ASOR-pyridylthiopropionate, and (b) poly-L-lysine is added. S
Reacting PDP and then dithiothreitol to give poly-L-lysine mercaptopropionate,
Then, (c) it is prepared by reacting ASOR-pyridylthiopropionate with poly-L-lysine mercaptopropionate.

【0020】このようにして調製した式(1)のリボザ
イムは負の電荷を帯びており、またASOR−ポリ−L
−リジン・コンジュゲートは正の電荷を帯びているの
で、両者を生理食塩水中で接触させれば複合体が得られ
る。
The ribozyme of the formula (1) thus prepared has a negative charge, and ASOR-poly-L
Since the lysine conjugate carries a positive charge, a complex can be obtained by contacting both in saline.

【0021】[0021]

【作用】本発明は、RNA分子を含むことで活性を与え
られたリボザイムを、細胞特異的に取込まれる配列特異
的なRNA切断剤の構成成分として直接生体内に投与す
ることを目的とするものであり、前述のDNAベクター
を細胞内に取込ませる方法に比較して、更に以下の点で
有利である。第一に、分子サイズが100塩基以下の小
さな核酸であり、細胞内へ容易に導入できる。第二に、
リボザイム自体には自己複製能や、転写にてRNAを産
生する機能がない為、細胞内の遺伝情報や蛋白合成に影
響を与えることがない。第三に、100塩基以下の小さ
な核酸であり、更に切断活性を与える部位にRNA分子
を含むことにより、細胞の染色体遺伝子や細胞内に存在
するウイルス遺伝子との間で組み換えを起こして、遺伝
子に変異を起こさせることがない。第四に、RNAを分
子内に含むことにより基質RNA切断後は、容易に分解
代謝され細胞内から消失して行くので安全である。
The object of the present invention is to directly administer a ribozyme, which has been given an activity by containing an RNA molecule, as a component of a sequence-specific RNA cleaving agent that is taken up cell-specifically in vivo. However, it is further advantageous in the following points as compared with the method of incorporating the above-mentioned DNA vector into cells. First, it is a small nucleic acid having a molecular size of 100 bases or less, and can be easily introduced into cells. Secondly,
Since the ribozyme itself does not have the self-replicating ability or the function of producing RNA by transcription, it does not affect the intracellular genetic information or protein synthesis. Thirdly, it is a small nucleic acid of 100 bases or less, and by including an RNA molecule at the site that imparts the cleavage activity, recombination with the chromosomal gene of the cell or the viral gene existing in the cell is caused, resulting in the gene. Does not cause mutation. Fourthly, the inclusion of RNA in the molecule is safe because after cleavage of the substrate RNA, it is easily decomposed and metabolized and disappears from the cell.

【0022】更に、本発明のRNA切断剤は、治療目的
の細胞に特異的に取込まれるので、それ以外の細胞に影
響を与えることがなく、更に、投与量も少なくて済むと
いう利点がある。細胞内に取込まれた後は、細胞内に存
在するRNAの中で特定の塩基配列の部分のみを切断
し、そのRNAの蛋白合成や増殖複製に関与する過程の
みを阻害するため、細胞内に存在する他のRNAには影
響を与えないという利点がある。よって、本発明のRN
A切断剤は抗ウイルス薬や抗癌剤として広く使用するこ
とができる。
Furthermore, since the RNA cleaving agent of the present invention is specifically taken up by cells for the purpose of treatment, it has the advantage that it does not affect other cells and that the dosage is small. . After being taken up into the cell, it cleaves only a part of the specific nucleotide sequence in the RNA existing in the cell and inhibits only the processes involved in protein synthesis and growth replication of that RNA. Has the advantage that it does not affect the other RNAs present in. Therefore, the RN of the present invention
The A-cleaving agent can be widely used as an antiviral agent or an anticancer agent.

【0023】[0023]

【発明の効果】本発明のRNA切断剤は広範な治療及び
生物学的適用性を有する。その一つがC型肝炎ウイルス
(HCV)又はエイズ・ウイルス(HIV)などが原因
となるヒトの病原性ウイルス感染症において、ウイルス
に感染している細胞内に特異的に入り、ウイルスRNA
又はウイルスDNAの転写産物としてのRNAとハイブ
リダイゼーションし、それを開裂させて不活性化するこ
とができる。この為に経静脈又は吸入又はその他の投与
方法にて生体内の目的とする細胞に取込ませることがで
きる。
The RNA cleaving agent of the present invention has a wide range of therapeutic and biological applicability. One of them is a human pathogenic virus infection caused by hepatitis C virus (HCV), AIDS virus (HIV), etc.
Alternatively, it can hybridize with RNA as a transcription product of viral DNA and cleave it to inactivate it. For this purpose, it can be incorporated into target cells in vivo by intravenous or inhalation or other administration methods.

【0024】更に、発癌遺伝子又は異常な発現をきたす
変異遺伝子のmRNAとハイブリダイゼーションし、そ
れを開裂させて不活性化することができるので、癌に対
する遺伝子レベルでの治療に適用できる。この場合には
癌細胞表面に特異的存在する受容体を介して癌細胞に取
込まれるのが理想的ではあるが、本発明が遺伝的に安全
であり代謝分解され易いことから、癌の発生した組織の
癌部及び非癌部の細胞共に細胞膜表面に組織特異的に存
在する受容体を介してリボザイムを取込ませることで、
癌細胞での異常に発現している発癌遺伝子又は変異遺伝
子のmRNAを阻害することができる。この場合の生体
内への投与は、既に述べた様に経静脈又は吸入又はその
他の投与方法で可能である。
Furthermore, it can be inactivated by cleaving it by hybridizing with mRNA of an oncogene or a mutated gene that causes abnormal expression, and thus it can be applied to the treatment at the gene level for cancer. In this case, although it is ideal that the present invention is taken up by the cancer cell through a receptor that is specifically present on the surface of the cancer cell, the present invention is genetically safe and is easily metabolized and decomposed, so that the occurrence of cancer occurs. By incorporating ribozymes through receptors that are tissue-specifically present on the cell membrane surface in both cancerous and non-cancerous cells of the tissue,
It is possible to inhibit the mRNA of an oncogene or a mutant gene that is abnormally expressed in cancer cells. In vivo administration in this case can be performed by intravenous or inhalation or other administration methods as described above.

【0025】その他の適用としては、生体機能にとって
望ましくない遺伝子の発現を阻害する為にも用いること
ができる。例えば、現在有効な治療法のないアルツハイ
マー病において生成される変異したアミロイド前駆蛋白
の産生をmRNAレベルにて阻害することで治療薬の開
発に寄与することもできる。
As another application, it can be used to inhibit the expression of a gene which is not desired for biological functions. For example, inhibiting the production of a mutated amyloid precursor protein produced in Alzheimer's disease for which there is no effective treatment at present at the mRNA level can also contribute to the development of therapeutic agents.

【0026】[0026]

【実施例】次に実施例を挙げて説明する。 a)リボザイムの作製:図1に示す2本のオリゴヌクレ
オチドを標準方法に従ってDNA合成機を用いて合成し
た。このオリゴヌクレオチド各50pmolを含む反応液
(10mM トリス塩酸バッファー,pH8.4;50mM
KCl;1.5mM MgCl2;400μM dAT
P;400μM dATP;400μM dCTP;4
00μM dGTP)50μlにTaq DNAポリメ
ラーゼ2.5ユニットを加えたチューブを遺伝子増幅装
置(ハイベイド社のサーマルリアクター)にセットして
ポリメラーゼチェインリアクション(PCR)を行なっ
た。PCRの反応条件は94℃、1分→55℃、1分→
72℃、1分を1サイクルとする反応温度変化を35回
繰返し、その後72℃、7分の反応後、4℃の温度を保
持するものであった。この反応の結果、PCR生成物と
して図1の様な二本鎖DNAが得られた。この二本鎖D
NAは図に示す様にT7 RNA ポリメラーゼのプロ
モーター配列の下流にリボザイムの塩基配列に相当する
DNAの塩基配列が接合したものである。このT7 R
NA ポリメラーゼのプロモーター配列にT7 RNA
ポリメラーゼが作用し転写産物としてリボザイムRN
Aが得られる。但し、本例では、転写活性を高める為
に、プロモーター配列を長めにとった(Nucleic
Acids Res.Vol 15,8783−87
98,1987)ため転写開始部位は図1の矢印のGか
らとなる。
EXAMPLES Next, examples will be described. a) Preparation of ribozyme: The two oligonucleotides shown in FIG. 1 were synthesized using a DNA synthesizer according to a standard method. Reaction solution containing 50 pmol of each of these oligonucleotides (10 mM Tris-HCl buffer, pH 8.4; 50 mM
KCl; 1.5 mM MgCl 2 ; 400 μM dAT
P; 400 μM dATP; 400 μM dCTP; 4
Polymerase chain reaction (PCR) was performed by setting a tube obtained by adding 2.5 units of Taq DNA polymerase to 50 μl of 00 μM dGTP to a gene amplification device (thermal reactor of High Bay Co.). PCR reaction conditions are 94 ° C, 1 minute → 55 ° C, 1 minute →
The reaction temperature change was repeated 35 times at 72 ° C. for 1 minute as one cycle, and after the reaction at 72 ° C. for 7 minutes, the temperature of 4 ° C. was maintained. As a result of this reaction, a double-stranded DNA as shown in FIG. 1 was obtained as a PCR product. This double-stranded D
As shown in the figure, NA is obtained by joining a nucleotide sequence of DNA corresponding to the nucleotide sequence of ribozyme downstream of the promoter sequence of T7 RNA polymerase. This T7 R
T7 RNA as a promoter sequence of NA polymerase
Ribozyme RN as a transcript by the action of polymerase
A is obtained. However, in this example, in order to enhance the transcriptional activity, the promoter sequence was taken longer (Nucleic
Acids Res. Vol 15,8783-87
98, 1987), the transcription initiation site is indicated by the arrow G in FIG.

【0027】PCR反応液の入ったチューブを10分間
沸騰水中に置き、その後室温に放置して、徐々に反応液
の温度を下げることで、反応液中のポリメラーゼの酵素
活性を失活させると同時にアニールされた完全な二本鎖
DNAを得る。これを用いて次のインビトロ転写反応
(Proc.Natl.Acad.Sci.USA V
ol 83,2330−2334,1986;Nucl
eic Acid Res.Vol 15,8783−
8798,1987;Cell Vol 50,104
7−1055,1987)にて、リボザイムRNAを得
る。PCR生成物0.5μl及びT7 RNA ポリメ
ラーゼ(50ユニット/μl)10μlを転写用反応液
(10×転写用バッファー(400mM トリス塩酸バッ
ファー,pH8.0;80mM MgCl2;20mM スペ
ルミジン)5μl、50mM DTT5μl、NTP 混
合液(UTP,ATP,CTP,GTPそれぞれ100
mM)1μl、リボヌクレアーゼ阻害剤(120ユニット
/μl)0.5μl、水28μl)に加え、37℃で1
時間反応させRNAの転写を行なった。転写反応後、デ
オキシリボヌクレアーゼ1(10ユニット/μl)5μ
lを反応液に加え、37℃で10分間保持し、リボザイ
ムRNAの鋳型となったDNAを分解した。その後、反
応液の入ったチューブを10分間沸騰水中で保持後すぐ
に氷中に置き、反応液中の酵素の活性を失活させ、次い
でフェノール/クロロホルムで1回抽出し、エタノール
で沈殿させ、沈殿物としてリボザイムRNA(以後この
リボザイムRNAをRZと呼ぶ)を得た。
The tube containing the PCR reaction solution was placed in boiling water for 10 minutes and then left at room temperature to gradually lower the temperature of the reaction solution, thereby inactivating the enzymatic activity of the polymerase in the reaction solution. Annealed complete double-stranded DNA is obtained. Using this, the following in vitro transcription reaction (Proc. Natl. Acad. Sci. USA V
Nu 83, 2330-2334, 1986; Nucl.
eic Acid Res. Vol 15,8783-
8798, 1987; Cell Vol 50, 104.
7-1055, 1987), ribozyme RNA is obtained. 0.5 μl of PCR product and 10 μl of T7 RNA polymerase (50 units / μl) were added to a reaction solution for transcription (10 × transcription buffer (400 mM Tris-HCl buffer, pH 8.0; 80 mM MgCl 2 ; 20 mM spermidine) 5 μl, 50 mM DTT 5 μl, NTP mixture (100 each for UTP, ATP, CTP, GTP
mM) 1 μl, ribonuclease inhibitor (120 units / μl) 0.5 μl, water 28 μl), and add 1 at 37 ° C.
RNA was transcribed by reacting for a time. After transcription reaction, deoxyribonuclease 1 (10 units / μl) 5μ
1 was added to the reaction solution and kept at 37 ° C. for 10 minutes to decompose the DNA serving as the template for ribozyme RNA. Then, the tube containing the reaction solution was kept in boiling water for 10 minutes and then immediately placed on ice to deactivate the activity of the enzyme in the reaction solution, and then extracted once with phenol / chloroform and precipitated with ethanol, Ribozyme RNA (hereinafter, this ribozyme RNA is referred to as RZ) was obtained as a precipitate.

【0028】b)基質RNAの作製:図2に示す二本の
オリゴヌクレオチドを標準方法に従ってDNA合成機を
用いて合成した。このオリゴヌクレオチドを用いて、上
記のa)の方法に従い、同様にして基質RNA(以後こ
の基質RNAをTHCVと呼ぶ)を得た。T7 RNA
ポリメラーゼのプロモーター配列の下流に接続した塩
基配列はHCVの遺伝子型II型のコア蛋白の一部をコー
ドするRNAに対応するDNAの塩基配列である。図3
の様に、このHCVのコア蛋白の一部をコードするRN
A断片である基質RNA分子(THCV)は、リボザイ
ムRNA(RZ)のための標的塩基配列を有している。
基質RNAの開裂部位を矢印で示す。
B) Preparation of substrate RNA: The two oligonucleotides shown in FIG. 2 were synthesized using a DNA synthesizer according to the standard method. Using this oligonucleotide, a substrate RNA (hereinafter, this substrate RNA is referred to as THCV) was obtained in the same manner according to the above method a). T7 RNA
The base sequence connected to the downstream of the promoter sequence of the polymerase is the base sequence of DNA corresponding to RNA encoding a part of the HCV genotype II core protein. Figure 3
Like RN, which encodes a part of this HCV core protein
The substrate RNA molecule (THCV), which is the A fragment, has a target base sequence for ribozyme RNA (RZ).
The cleavage site of the substrate RNA is indicated by an arrow.

【0029】c)リボザイムの活性の立証:図4は、リ
ボザイムRZによる基質RNA(THCV)に対するリ
ボザイムRZのインビトロでの活性を示す。リボザイム
58μgと基質RNA86μgを含む反応液(50mM
トリス塩酸バッファー,pH7.5;10mM MgC
2)15μlを37℃で3時間反応させた後、反応停
止液(7M 尿素;50mM EDTA)15μlを加え
て反応を停止し、20%ポリアクリルアミド/7M 尿
素/TBEゲルにて電気泳動法、銀染色にてRNA分子
を検出した。RZのみで反応させた場合(レーン1)や
THCVのみで反応させた場合(レーン3)ではRNA
の切断産物は認められないが、THCVをRZと反応さ
せた場合(レーン2)には図4の様に、RZ及びTHC
Vのバンドの他にリボザイムの標的となったTHCVの
開裂後の27塩基、及び15塩基のRNAのバンドが認
められた。この結果、リボザイムRNA(RZ)の存在
下では基質RNA(THCV)が切断されたことが確認
された。
C) Demonstration of ribozyme activity: FIG. 4 shows the in vitro activity of ribozyme RZ on substrate RNA (THCV) by ribozyme RZ. Reaction solution containing 58 μg of ribozyme and 86 μg of substrate RNA (50 mM
Tris-HCl buffer, pH 7.5; 10 mM MgC
15 μl of 1 2 ) was reacted at 37 ° C. for 3 hours, then 15 μl of a reaction stop solution (7M urea; 50 mM EDTA) was added to stop the reaction, and electrophoresis was performed using 20% polyacrylamide / 7M urea / TBE gel. RNA molecules were detected by silver staining. RNA when reacted only with RZ (lane 1) or when reacted only with THCV (lane 3)
Although no cleavage product of RZ and THC was detected, when THCV was reacted with RZ (lane 2), as shown in FIG.
In addition to the V band, RNA bands of 27 bases and 15 bases after cleavage of THCV targeted by ribozyme were observed. As a result, it was confirmed that the substrate RNA (THCV) was cleaved in the presence of ribozyme RNA (RZ).

【0030】d)HCV抗体陽性患者血清より得られた
完全な長さのHCV−RNAに対するリボザイムの活性
の立証: (1)血清HCV−RNAの抽出 HCV抗体陽性の患者血清より、酸性グアニジン/フェ
ノール/クロロホルム法(Anal.Biochem.
Vol 162,156−159,1987)にてRN
Aを抽出した。患者血清100μlを含む酸性グアニジ
ン液(4M グアニジンチオシアネート;25mM クエ
ン酸ナトリウム,pH7.0;0.5%ザルコジール;
0.1M メルカプトエタノール)1000μl中で蛋
白成分を変性させた後、フェノール/クロロホルムで抽
出し、エタノール沈殿法にてRNAを得た。
D) Demonstration of ribozyme activity against full-length HCV-RNA obtained from HCV antibody-positive patient serum: (1) Extraction of serum HCV-RNA Acid guanidine / phenol from HCV antibody-positive patient serum / Chloroform method (Anal. Biochem.
Vol 162, 156-159, 1987) in RN.
A was extracted. Acidic guanidine solution containing 100 μl of patient serum (4M guanidine thiocyanate; 25 mM sodium citrate, pH 7.0; 0.5% sarcoziel;
The protein component was denatured in 1000 μl of 0.1 M mercaptoethanol), extracted with phenol / chloroform, and RNA was obtained by the ethanol precipitation method.

【0031】(2)HCV−RNAの遺伝子型の判定 HCV−RNAの遺伝子型の判定は文献公知の方法
(J.Gen.Virol.Vol 73,673−6
79,1992)に従って行なった。まず、HCV−R
NAのコア領域において、遺伝子型I型、II型、III
型、IV型それぞれに特異的な塩基配列を示す部分に、位
置をずらしてPCRの為のアンチセンスのプライマーを
設計し、その部分より上流における遺伝子型共通塩基配
列部にセンスプライマー(A)を設計する。前述4種類
の遺伝子特異的アンチセンスのプライマーを混合したも
のと、共通配列センスプライマーとでPCRを行なう
と、遺伝子型によってそれぞれ塩基長が異なるDNAと
してPCR生成物が得られることによって、遺伝子型が
判定できるというものである。
(2) Determination of HCV-RNA Genotype Determination of HCV-RNA genotype is performed by a method known in the literature (J. Gen. Virol. Vol 73, 673-6).
79, 1992). First, HCV-R
In the core region of NA, genotypes I, II, III
Design antisense primer for PCR by shifting the position to the part showing the nucleotide sequence specific to each type, IV type, and the sense primer (A) in the genotype common base sequence part upstream from that part. design. When PCR is carried out with a mixture of the above-mentioned four types of gene-specific antisense primers and a common sequence sense primer, PCR products are obtained as DNAs having different base lengths depending on the genotypes. It can be judged.

【0032】4種類の遺伝子型特異的アンチセンスのプ
ライマーより下流に位置する遺伝子型共通アンチセンス
プライマー(B)を用いて、前述の如くして得られたR
NAから逆転写反応にて、cDNAを合成した。すなわ
ち、このアンチセンスのプライマー(B)100pmolと
100μl患者血清より得られたRNAを含む10μl
の逆転写反応液(10mM トリス塩酸バッファー,pH
8.4;50mM KCl;1.5mM MgCl2;0.
01%ゼラチン;10mM dATP;10mM dAT
P;10mM dCTP;10mM dGTP;0.5ユニ
ット リボヌクレアーゼ阻害剤)に逆転写酵素100ユ
ニットを加え37℃で60分間反応させ、その後94℃
で15分間保持して逆転写酵素を失活させてHCVのc
DNAを得た。
Using the genotype common antisense primer (B) located downstream of the four genotype-specific antisense primers, R obtained as described above was used.
CDNA was synthesized from NA by a reverse transcription reaction. That is, 10 μl containing 100 pmol of this antisense primer (B) and 100 μl of RNA obtained from patient serum
Reverse transcription reaction solution (10 mM Tris-HCl buffer, pH
8.4; 50 mM KCl; 1.5 mM MgCl 2 ;
01% gelatin; 10 mM dATP; 10 mM dAT
P; 10mM dCTP; 10mM dGTP; 0.5 unit), add 100 units of reverse transcriptase to ribonuclease inhibitor) and react at 37 ° C for 60 minutes, and then at 94 ° C
For 15 minutes to inactivate the reverse transcriptase and then c
DNA was obtained.

【0033】次に、前述のセンスプライマー(A)より
更に上流にセンスプライマー(C)を設計して、これと
アンチセンスプライマー(B)とを用いてPCRを行な
い、HCVのcDNAの内、センスプライマー(A)と
4種類の遺伝子型特異的アンチセンスのプライマーにて
挟まれる部分を含む塩基配列部を増幅した。PCRによ
る遺伝子増幅反応は、前述の逆転写反応液10μlとセ
ンスプライマー(C)100pmol、アンチセンスプライ
マー(B)100pmolとを含むPCR反応液(10mM
トリス塩酸バッファー,pH8.4;50mM KCl;
1.5mM MgCl2;0.01%ゼラチン;2mM d
ATP;2mM dATP;2mM dCTP;2mM dG
TP)50μlにTaq DNAポリメラーゼ1.25
ユニットを加え、94℃、1分→55℃、1分→72
℃、1分を1サイクルとする反応温度変化を35回繰返
し、その後72℃、7分の反応後、4℃の温度を保持し
た。
Next, a sense primer (C) is designed further upstream from the above-mentioned sense primer (A), and PCR is carried out using this and the antisense primer (B) to detect the sense cDNA among HCV cDNAs. A base sequence portion including a portion sandwiched between the primer (A) and four types of genotype-specific antisense primers was amplified. The gene amplification reaction by PCR is carried out by PCR reaction solution (10 mM) containing 10 μl of the above-mentioned reverse transcription reaction solution, 100 pmol of sense primer (C) and 100 pmol of antisense primer (B).
Tris-HCl buffer, pH 8.4; 50 mM KCl;
1.5 mM MgCl 2 ; 0.01% gelatin; 2 mM d
ATP; 2 mM dATP; 2 mM dCTP; 2 mM dG
TP) 50 μl of Taq DNA polymerase 1.25
Unit added, 94 ℃, 1 minute → 55 ℃, 1 minute → 72
The reaction temperature change was repeated 35 times at 1 ° C. for 1 minute, and after the reaction at 72 ° C. for 7 minutes, the temperature of 4 ° C. was maintained.

【0034】次に、遺伝子型を判別するためのPCRを
行なった。上記反応にて得られたPCR産物を含む反応
液5μlとセンスプライマー(A)、及び4種類の遺伝
子型特異的アンチセンスのプライマー各100pmolを含
むPCR反応液(組成は前述のPCR反応液と同様)5
0μlにTaq DNAポリメラーゼ1.25ユニット
を加えて前述と同様の反応条件でPCRを行ない、PC
R産物を得た。これを4%アガロースゲルにて電気泳動
し、臭化エチジウム染色にて検出し、PCR産物のDN
Aの大きさから遺伝子型を判定した。今回のリボザイム
の活性の証明のため、この方法で遺伝子型II型のHCV
−RNAを得た。なお、以上の記述のセンスプライマー
(A)、アンチセンスプライマー(B)、センスプライ
マー(C)及び4種類の遺伝子型特異的アンチセンスの
プライマーは、すべて上記文献(J.Gen.Viro
l.Vol 73,673−679,1992)にて公
知のものを用いた。なお、以下RNAを逆転写後PCR
を行なうことをRT−PCRと表記する。
Next, PCR was performed to determine the genotype. A PCR reaction solution containing 5 μl of a reaction solution containing the PCR product obtained in the above reaction, a sense primer (A), and 100 pmol of each of four types of genotype-specific antisense primers (the composition is the same as the PCR reaction solution described above. ) 5
Taq DNA Polymerase (1.25 units) was added to 0 μl and PCR was performed under the same reaction conditions as described above.
An R product was obtained. This was electrophoresed on a 4% agarose gel, detected by ethidium bromide staining, and the PCR product DN
The genotype was determined from the size of A. To prove the activity of ribozymes this time, genotype II type HCV
-RNA was obtained. The above-described sense primer (A), antisense primer (B), sense primer (C), and four types of genotype-specific antisense primers are all described in the above-mentioned literature (J. Gen. Viro.
l. Vol 73, 673-679, 1992). In the following, reverse transcription of RNA and PCR
Performing is referred to as RT-PCR.

【0035】(3)リボザイムによる患者血清HCV−
RNAの切断反応 前記方法に従い遺伝子型II型のHCV−RNAであると
判明した患者血清100μlより、既に述べた方法に従
って得られたRNAを15μlの滅菌水に溶解し、この
内5μlづつを用いてリボザイムによる切断活性を検討
した。リボザイム35μgと前述の如く得られた患者血
清RNAを含む5μlの滅菌水を含む反応液(50mM
トリス塩酸バッファー,pH7.5;10mM MgC
2)15μlを37℃で3時間反応させた後、逆転写
反応を行ない、cDNAを作製した。なお、対照として
リボザイムを含まない反応を同様にして行なった。
(3) Patient serum HCV-by ribozyme
Cleavage reaction of RNA According to the above method, the genotype II HCV-RNA is
According to the method already described, from 100 μl of the determined patient serum,
The RNA thus obtained was dissolved in 15 μl of sterilized water.
Examination of cleavage activity by ribozyme using 5 μl each
did. 35 μg of ribozyme and patient blood obtained as described above
Reaction solution containing 5 μl of sterilized water containing clear RNA (50 mM
Tris-HCl buffer, pH 7.5; 10 mM MgC
l 2) After reacting 15 μl at 37 ° C. for 3 hours, reverse transcription
A reaction was performed to prepare cDNA. As a control
Reactions without ribozyme were performed similarly.

【0036】(4)HCV−RNAの逆転写反応による
cDNAの生成 逆転写の為のプライマーとして、リボザイムによるHC
V−RNAの特異的切断部位であるGUCの配列の後8
5番目と86番目の塩基間を挟んで、図5に示す位置
に、図6に示す塩基配列のオリゴヌクレオチドを逆転写
用のプライマーとしてDNA合成機にて合成した。逆転
写用のプライマーの2本の中で、切断部位より上流のc
DNAプライマーをDとし、下流cDNAのプライマー
をEとした。なお、図中の( )内の番号は蛋白翻訳開
始部位からの塩基番号を示す。全てのHCV−RNAが
切断された場合下流のcDNAプライマーEを用いた場
合は、逆転写はその切断部位で停止する為、この切断部
位より上流でPCRを行なっても遺伝子増幅産物として
のDNAは生成されない。一方、上流のcDNAプライ
マーDを用いた場合は、逆転写によりcDNAが合成さ
れ、図5及び図6に示すプライマーセット(aとb)で
PCRを行なうと、遺伝子増幅産物として215塩基対
のDNAが生成される。逆転写反応は上記のリボザイム
反応液15μlを2等分した7.5μlを含む40μl
の逆転写反応液(50mM トリス塩酸バッファー,pH
8.3;75mMKCl;3mM MgCl2;10mM D
TT;500μM dATP;500μM dATP;
500μM dCTP;500μM dGTP;30ユ
ニットリボヌクレアーゼ阻害剤)40μlに逆転写酵素
300ユニット及び、cDNAプライマーA又はcDN
AプライマーBを250pmolそれぞれ加えたものを2本
作製し、それぞれを37℃で60分間反応させ、その後
94℃で15分間保持して逆転写酵素を失活させてHC
VのcDNA(HCV−cDNA)を得た。なお、対照
も同様に反応を行なった。
(4) Generation of cDNA by reverse transcription reaction of HCV-RNA As a primer for reverse transcription, HC by ribozyme was used.
8 after the sequence of GUC which is a specific cleavage site of V-RNA
An oligonucleotide having the base sequence shown in FIG. 6 was synthesized at the position shown in FIG. 5 with a DNA synthesizer interposed between the 5th and 86th bases as a primer for reverse transcription. Among the two primers for reverse transcription, c upstream of the cleavage site
The DNA primer was designated as D, and the downstream cDNA primer was designated as E. The number in parentheses in the figure indicates the base number from the protein translation initiation site. When all HCV-RNA is cleaved When the downstream cDNA primer E is used, reverse transcription is stopped at the cleavage site, so that DNA as a gene amplification product will not be generated even if PCR is performed upstream from this cleavage site. Not generated. On the other hand, when the upstream cDNA primer D was used, cDNA was synthesized by reverse transcription, and when PCR was carried out with the primer sets (a and b) shown in FIGS. 5 and 6, DNA of 215 base pairs was obtained as a gene amplification product. Is generated. The reverse transcription reaction was carried out in 40 μl containing 7.5 μl obtained by dividing 15 μl of the above ribozyme reaction solution into two equal parts.
Reverse transcription reaction solution (50 mM Tris-HCl buffer, pH
8.3; 75 mM KCl; 3 mM MgCl 2 ; 10 mM D
TT; 500 μM dATP; 500 μM dATP;
500 μM dCTP; 500 μM dGTP; 30 units ribonuclease inhibitor) 40 μl of reverse transcriptase 300 units and cDNA primer A or cDNA
A primer B (250 pmol each) was added to each of them, and each was reacted at 37 ° C. for 60 minutes, and then kept at 94 ° C. for 15 minutes to inactivate the reverse transcriptase, and then HC
V cDNA (HCV-cDNA) was obtained. In addition, the reaction was similarly performed for the control.

【0037】 (5)PCRによるHCV−cDNAの検出 PCRは前述の如く作製された図6の2本のオリゴヌク
レオチドを用いて行なった。すなわち、この2本のオリ
ゴヌクレオチド各50pmol及びHCVのcDNAが生成
された上記の逆転写反応液10μlを含む反応液(10
mM トリス塩酸バッファー,pH8.4;50mM KC
l;1.5mM MgCl2;400μMdATP;40
0μM dATP;400μM dCTP;400μM
dGTP)50μlにTaq DNAポリメラーゼ
2.5ユニットを加え、94℃、1分→55℃、1分→
72℃、1分を1サイクルとする反応温度変化を35回
繰返し、その後72℃、7分の反応後、4℃の温度を保
持した。なお、対照も同様に反応を行なった。
(5) Detection of HCV-cDNA by PCR PCR was performed using the two oligonucleotides of FIG. 6 prepared as described above. That is, 50 pmol of each of these two oligonucleotides and a reaction solution (10 μl) containing 10 μl of the above reverse transcription reaction solution in which HCV cDNA was produced.
mM Tris-HCl buffer, pH 8.4; 50 mM KC
1; 1.5 mM MgCl 2 ; 400 μM dATP; 40
0 μM dATP; 400 μM dCTP; 400 μM
2.5 units of Taq DNA polymerase was added to 50 μl of dGTP), and 94 ° C., 1 minute → 55 ° C., 1 minute →
The reaction temperature change was repeated 35 times at 72 ° C. for 1 minute as one cycle, and after the reaction at 72 ° C. for 7 minutes, the temperature of 4 ° C. was maintained. In addition, the reaction was similarly performed for the control.

【0038】 (6)電気泳動によるHCV−RNA切断の確認 上記PCRによる遺伝子増幅産物を5%ポリアクリルア
ミド/TBEゲルにて電気泳動後、銀染色にて検出し
た。図7の様に、レーン1、2−リボザイムを加えない
場合には上流のcDNAプライマーDにて逆転写反応を
行なった場合(レーン1)にても下流cDNAのプライ
マーEにて逆転写反応を行なった場合(レーン2)にて
も明確にPCRによる215塩基対の遺伝子増幅産物が
認められた。一方、レーン3、4に示される様にリボザ
イムを加えた場合は、3の上流のcDNAプライマーD
を用いて逆転写後PCRを行なった場合では明確に遺伝
子増幅産物が認められるが、4の下流のcDNAプライ
マーEを用いて逆転写反応を行なった場合ではかすかな
遺伝子増幅産物が認められるにすぎない。これは血清中
の完全長のHCV−RNAをリボザイムが標的部位で切
断したことを示している。
(6) Confirmation of HCV-RNA Cleavage by Electrophoresis The gene amplification product by PCR was electrophoresed on a 5% polyacrylamide / TBE gel and then detected by silver staining. As shown in FIG. 7, in the case where the lanes 1 and 2-ribozyme were not added, the reverse transcription reaction was performed by the downstream cDNA primer E even when the reverse transcription reaction was performed by the upstream cDNA primer D (lane 1). Even when it was carried out (lane 2), a gene amplification product of 215 base pairs by PCR was clearly observed. On the other hand, when ribozyme was added as shown in lanes 3 and 4, cDNA primer D upstream of 3 was added.
A gene amplification product was clearly observed when PCR was carried out after reverse transcription using, but a faint gene amplification product was only observed when the reverse transcription reaction was carried out using the cDNA primer E downstream of 4. Absent. This indicates that the ribozyme cleaved full-length HCV-RNA in serum at the target site.

【0039】e)ヒト肝細胞特異的に取込まれる配列特
異的RNA切断薬の作製: (1)アシアロオロソムコイド(ASOR)の作製 文献公知の方法(J.Biol.Chem.Vol 2
57,12563−12572,1982)に従って、
ヒト オロソムコイド(別称はヒト α1−アシッド
グライコプロテイン)を0.05M 硫酸中にて80℃
で1時間反応させてアシアロ化し、透析後、凍結乾燥し
てASORを得た。
E) Preparation of sequence-specific RNA cleaving drug that is specifically taken up by human hepatocytes: (1) Preparation of asialoorosomucoid (ASOR) A method known in the literature (J. Biol. Chem. Vol. 2)
57, 12563-12572, 1982),
Human orosomucoid (also known as human α 1 -acid
Glycoprotein) in 0.05M sulfuric acid at 80 ℃
The reaction was carried out for 1 hour to convert into asialo, followed by dialysis and freeze-drying to obtain ASOR.

【0040】(2)アシアロオロソムコイド−ポリ−L
−リジン・コンジュゲートの作製 文献公知の方法(Biochem.J.Vol 17
3,723−737,1978)に従って、SPDPに
よる修飾後にジスルフィド架橋を導入することによって
カップリングを行なった。 2−ピリジルスルフィド基を導入したASOR:0.2
6mM ASOR、0.1M 塩化ナトリウムを含む0.
1M リン酸緩衝液1.5mlに、SPDPの40mM エ
タノール溶液100μlを振盪下に混合し、ASOR:
SPDP=0.4μmol:4μmolの比率で混合物を時々
攪拌しながら室温で1時間反応させた。反応混合物をバ
イオゲルA1.5を用いて0.1M 塩化ナトリウムを
含む0.1M リン酸緩衝液(pH7.5)にてゲル濾過
し、過剰の試薬と分解物を除いた。
(2) Asialoorosomucoid-poly-L
-Preparation of lysine conjugates Methods known in the literature (Biochem. J. Vol 17
3, 723-737, 1978), coupling was carried out by introducing a disulfide bridge after modification with SPDP. ASOR with a 2-pyridyl sulfide group introduced: 0.2
6 mM ASOR, containing 0.1 M sodium chloride.
100 ml of 40 mM ethanol solution of SPDP was mixed with 1.5 ml of 1M phosphate buffer solution under shaking, and ASOR:
The mixture was reacted at a ratio of SPDP = 0.4 μmol: 4 μmol for 1 hour at room temperature with occasional stirring. The reaction mixture was subjected to gel filtration using Biogel A1.5 with 0.1 M phosphate buffer (pH 7.5) containing 0.1 M sodium chloride to remove excess reagents and decomposed products.

【0041】チオール化したポリ−L−リジン:まず上
記と同様にして、2−ピリジルスルフィド基を導入した
ポリ−L−リジンを作製した。平均分子量68100の
ポリ−L−リジン13.62mg(約0.4mM)を、0.
1M 塩化ナトリウムを含む0.1M リン酸緩衝液
0.5mlに溶解し、SPDPの40mM エタノール溶液
50μlを振盪下に混合し、ポリ−L−リジン:SPD
P=約0.2μmol:2μmolの比率で混合物を時々攪拌
しながら室温で1時間反応させた。反応混合物をバイオ
ゲルA1.5を用いて、0.1M 塩化ナトリウムを含
む0.1M 酢酸ナトリウム緩衝液(pH4.5)にてゲ
ル濾過し、過剰の試薬と分解物を除いた、2−ピリジル
スルフィド基を導入したポリ−L−リジン分画を得た。
この分画をジチオスレイオールを最終濃度50mMとなる
ように加えた緩衝液(0.1M 酢酸ナトリウム緩衝液
(pH4.5);0.1M 塩化ナトリウム;50mM ジ
チオスレイオール)中で室温にて20分間反応させた。
その後、還元剤とその反応生成物ピリジン−2−チオン
を除くために、バイオゲルA1.5を用いて0.1M
塩化ナトリウムを含む0.1Mリン酸緩衝液(pH7.
5)にてゲル濾過し、チオール化したポリ−L−リジン
の分画を得た。
Thiolated poly-L-lysine: First, poly-L-lysine having a 2-pyridyl sulfide group introduced therein was prepared in the same manner as above. 13.62 mg (approximately 0.4 mM) of poly-L-lysine having an average molecular weight of 68100 was added to
It was dissolved in 0.5 ml of 0.1 M phosphate buffer containing 1 M sodium chloride, and 50 μl of 40 mM ethanol solution of SPDP was mixed with shaking to give poly-L-lysine: SPD.
The mixture was reacted at room temperature for 1 hour at a ratio of P = about 0.2 μmol: 2 μmol with occasional stirring. The reaction mixture was subjected to gel filtration with 0.1 M sodium acetate buffer (pH 4.5) containing 0.1 M sodium chloride using Biogel A1.5 to remove excess reagents and decomposition products, 2-pyridyl sulfide. A poly-L-lysine fraction having a group introduced was obtained.
This fraction was added to a buffer solution (0.1 M sodium acetate buffer solution (pH 4.5); 0.1 M sodium chloride; 50 mM dithiothreiol) containing dithiothreiol at a final concentration of 50 mM at room temperature for 20 minutes. Let react for minutes.
Then, in order to remove the reducing agent and its reaction product, pyridine-2-thione, 0.1 M using Biogel A1.5.
0.1M phosphate buffer containing sodium chloride (pH 7.
Gel filtration was performed in 5) to obtain a fraction of thiolated poly-L-lysine.

【0042】アシアロオロソムコイド−ポリ−L−リジ
ン・コンジュゲート:上記の如くして得られた2−ピリ
ジルスルフィド基を導入したASORと、チオール化し
たポリ−L−リジンを混合し、0.1M 塩化ナトリウ
ムを含む0.1M リン酸緩衝液(pH7.5)中で12
時間反応後、0.1M 塩化ナトリウムを含む0.1M
リン酸緩衝液(pH7.5)にてゲル濾過し、アシアロ
オロソムコイド−ポリ−L−リジン・コンジュゲートの
分画を得た。これを透析後、凍結乾燥してアシアロオロ
ソムコイド−ポリ−L−リジン・コンジュゲートを得
た。
Asialo-orosomucoid-poly-L-lysine conjugate: The 2-pyridyl sulfide group-introduced ASOR obtained as described above was mixed with thiolated poly-L-lysine to obtain 0.1M. 12 in 0.1M phosphate buffer (pH 7.5) containing sodium chloride
After reaction for 0.1 hours, 0.1M containing 0.1M sodium chloride
Gel filtration was performed with a phosphate buffer (pH 7.5) to obtain a fraction of asialo-orosomucoid-poly-L-lysine conjugate. This was dialyzed and then freeze-dried to obtain asialoorosomucoid-poly-L-lysine conjugate.

【0043】(3)アシアロオロソムコイド−ポリ−L
−リジン/リボザイム複合体の作製 DNAやRNAの核酸は負の電荷を帯びており、アシア
ロオロソムコイド−ポリ−L−リジン・コンジュゲート
を構成するポリ−L−リジンは正の電荷を帯びており、
これらの静電気的相互作用にてこの両者が静電気的結合
を生じ、アシアロオロソムコイド−ポリ−L−リジン/
核酸複合体が形成される(J.Biol.Chem.V
ol 262,4429−4432,1987;Pro
c.Natl.Acad.Asi.USA Vol 8
7,3655−3659,1990)。アシアロオロソ
ムコイド−ポリ−L−リジン・コンジュゲート1000
μgを水150μlに溶解し、200μgリボザイムを
含んだ0.3M NaCl溶液150μlに攪拌しなが
ら加えて溶解し、室温にて30分間静置することで、ア
シアロオロソムコイド−ポリ−L−リジン/リボザイム
複合体を含む0.15MNaCl溶液300μlを得
た。なお、対照としてリボザイムを除いて上記の様に作
製したアシアロオロソムコイド−ポリ−L−リジンのみ
を含む0.15MNaCl溶液300μl溶液を用い
た。
(3) Asialoorosomucoid-poly-L
-Preparation of lysine / ribozyme complex Nucleic acid such as DNA or RNA is negatively charged, and poly-L-lysine constituting the asialoorosomucoid-poly-L-lysine conjugate is positively charged. ,
These electrostatic interactions cause an electrostatic bond between the two, resulting in asialoorosomucoid-poly-L-lysine /
A nucleic acid complex is formed (J. Biol. Chem. V
ol 262,4429-4432,1987; Pro.
c. Natl. Acad. Asi. USA Vol 8
7, 3655-3659, 1990). Asialoorosomucoid-poly-L-lysine conjugate 1000
μg was dissolved in 150 μl of water, added to 150 μl of 0.3 M NaCl solution containing 200 μg ribozyme with stirring, and dissolved, and allowed to stand at room temperature for 30 minutes to obtain asialoorosomucoid-poly-L-lysine / ribozyme. 300 μl of 0.15 M NaCl solution containing the complex was obtained. As a control, a 300 μl 0.15 M NaCl solution containing only asialo-orosomucoid-poly-L-lysine prepared as described above except for ribozyme was used.

【0044】f)ヒト肝細胞におけるアシアログライコ
プロテイン受容体(AGPR)の存在の立証:ヒト肝細
胞株(HepG2)はAGPRをもつことが生化学的に
証明されており(J.Biol.Chem.Vol 2
56,8878−8881,1981)、また一方ヒト
膵癌細胞株(PANC−1)にはAGPRの存在は報告
されていない。しかし、今回の検討では免疫組織化学的
に肝細胞膜表面にAGPRが確実に存在することを証明
する必要があるため、抗ヒトAGPR抗体(第一化学薬
品(株)製)を用いてAGPRの存在を確認した。ま
ず、ヒト肝細胞株(HepG2)及びヒト膵癌細胞株
(PANC−1)それれぞれをLAB−TEC チェン
バー(Nunc Inc.,Naperville,I
L)のスライドグラス上に培養し、4%パラホルムアル
デヒド/0.01M リン酸緩衝生食水(pH7.2)に
て4℃にて10分間固定後ドライヤーにて約1時間乾燥
し、その後オーブンにて45℃で約4時間高温乾燥させ
て、免疫組織化学染色に用いた。
F) Demonstration of the presence of the asialoglycoprotein receptor (AGPR) in human hepatocytes: The human hepatocyte cell line (HepG2) has been biochemically demonstrated to have AGPR (J. Biol. Chem. Vol 2
56,8878-8881,1981), while the presence of AGPR has not been reported in the human pancreatic cancer cell line (PANC-1). However, in this study, since it is necessary to prove by immunohistochemistry that AGPR is surely present on the surface of the hepatocyte membrane, the presence of AGPR using an anti-human AGPR antibody (manufactured by Daiichi Pure Chemicals) It was confirmed. First, a human hepatocyte cell line (HepG2) and a human pancreatic cancer cell line (PANC-1) were respectively subjected to LAB-TEC chamber (Nunc Inc., Naperville, I).
L) was cultured on a slide glass, fixed in 4% paraformaldehyde / 0.01 M phosphate buffered saline (pH 7.2) at 4 ° C for 10 minutes, dried in a dryer for about 1 hour, and then placed in an oven. It was dried at 45 ° C. for about 4 hours and used for immunohistochemical staining.

【0045】0.01M リン酸緩衝生食水(pH7.
2)(PBS)にて親水操作後、正常ヤギIgGにてブ
ロッキングを行なった後、1次抗体としてマウス抗ヒト
AGPR抗体IgG20μg/mlの濃度を含んだPBS
にて1時間反応させ、次にPBSにて3回洗浄し、更に
2次抗体であるホースラッディシュペルオキシダーゼ標
識ヤギIgG(抗マウスIgG)を1時間反応させた
後、PBSにて3回洗浄してジアミノベンジジン(DA
B)を用いて発色させAGPRの存在を確認した。
0.01M phosphate buffered saline (pH 7.
2) After hydrophilic treatment with (PBS) and blocking with normal goat IgG, PBS containing 20 μg / ml of mouse anti-human AGPR antibody IgG as the primary antibody
For 1 hour, then washed 3 times with PBS, further reacted with horseradish peroxidase-labeled goat IgG (anti-mouse IgG) which is a secondary antibody for 1 hour, and then washed 3 times with PBS. Diaminobenzidine (DA
Color was developed using B) to confirm the presence of AGPR.

【0046】その結果、ヒト肝細胞株(HepG2)で
のみASPRを細胞膜及び細胞質に検出し、ヒト膵癌細
胞株(PANC−1)ではまったくAGPRは検出され
なかった。なお、1次抗体の代りに正常マウスIgGを
用いた場合は全く染色は認められなかった。
As a result, ASPR was detected in the cell membrane and cytoplasm only in the human hepatocyte cell line (HepG2), and no AGPR was detected in the human pancreatic cancer cell line (PANC-1). No staining was observed when normal mouse IgG was used instead of the primary antibody.

【0047】g)アシアログライコプロテイン受容体を
介しての肝細胞特異的なリボザイムの取込みの立証: (1)細胞培養 ヒト肝細胞株(HepG2)及びヒト膵癌細胞株(PA
NC−1)それぞれをLAB−TEC チェンバー(N
unc Inc.,Naperville,IL)のス
ライドグラス上で培養し、その後、無血清培地(RPM
I 1640)を、一つのチェンバー当り300μlづ
つ入れ実験に用いた。
G) Demonstration of hepatocyte-specific ribozyme uptake via the asialoglycoprotein receptor: (1) Cell culture Human hepatocyte cell line (HepG2) and human pancreatic cancer cell line (PA)
NC-1) LAB-TEC chamber (N
unc Inc. , Naperville, IL) on glass slides and then serum-free medium (RPM
I 1640) was used in the experiment by adding 300 μl per chamber.

【0048】(2)アシアロオロソムコイド−ポリ−L
−リジン/リボザイム複合体の培養液への添加 前述のアシアロオロソムコイド−ポリ−L−リジン/リ
ボザイム複合体作製法を基に、アシアロオロソムコイド
−ポリ−L−リジン・コンジュゲート200μgを水3
0μlに溶解し、160μgリボザイムを含んだ0.3
M NaCl溶液30μlに攪拌しながら加えて溶解
し、室温にて30分間静置することで、アシアロオロソ
ムコイド−ポリ−L−リジン/リボザイム複合体を含む
0.15MNaCl溶液(リボザイム濃度2.67μg
/μl)60μlを得た。なお、対照としてリボザイム
を除いて上記の様に作製したアシアロオロソムコイド−
ポリ−L−リジンのみを含む0.15M NaCl溶液
60μl溶液を用いた。上記の如く作製したリボザイム
を含むアシアロオロソムコイド−ポリ−L−リジン/リ
ボザイム複合体溶液(0.15M NaCl)20μ
l、及び対照としてのアシアロオロソムコイド−ポリ−
L−リジン溶液(0.15M NaCl)20μlを、
それぞれ前述の無血清培地(RPMI 1640)30
0μlの入った、ヒト肝細胞株(HepG2)が培養さ
れたチェンバーにそれぞれピペッティングしながら加
え、37℃にて1時間培養した。1時間経過後、PBS
にて3回洗浄し、4%パラホルムアルデヒド/0.01
M リン酸緩衝生食水(pH7.2)で4℃にて10分間
固定して、その後ドライヤーにて約1時間乾燥し、更に
オーブンにて45℃で約4時間高温乾燥させて、これを
肝細胞内リボザイムRNA検出の為に用いた。なお、ヒ
ト膵癌細胞株(PANC−1)に関しても、リボザイム
を含むアシアロオロソムコイド−ポリ−L−リジン/リ
ボザイム複合体溶液(0.15M NaCl)20μ
l、及び対照としてのアシアロオロソムコイド−ポリ−
L−リジン溶液(0.15M NaCl)20μlを用
いて、同様の実験を行ない、同様に細胞を固定した。
(2) Asialoorosomucoid-poly-L
-Addition of lysine / ribozyme complex to culture solution Based on the above-mentioned asialo-orosomucoid-poly-L-lysine / ribozyme complex preparation method, 200 μg of asialo-orosomucoid-poly-L-lysine conjugate was added to water 3
0.3 μl dissolved in 0 μl and containing 160 μg ribozyme
A 0.15M NaCl solution containing an asialo-orosomucoid-poly-L-lysine / ribozyme complex (a ribozyme concentration of 2.67 μg) was added to 30 μl of an M NaCl solution with stirring to dissolve it, and the mixture was allowed to stand at room temperature for 30 minutes.
/ Μl) 60 μl was obtained. As a control, asialoorosomucoid-prepared as described above except for ribozyme
A 60 μl 0.15 M NaCl solution containing only poly-L-lysine was used. 20 μm of asialo orosomucoid-poly-L-lysine / ribozyme complex solution (0.15 M NaCl) containing ribozyme prepared as described above
1 and asialoorosomucoid-poly-as a control
20 μl of L-lysine solution (0.15M NaCl),
The aforementioned serum-free medium (RPMI 1640) 30
The human hepatocyte cell line (HepG2) containing 0 μl was added to each of the cultured chambers by pipetting, and the mixture was cultured at 37 ° C. for 1 hour. After 1 hour, PBS
Washed 3 times with 4% paraformaldehyde / 0.01
It was fixed in M phosphate buffered saline (pH 7.2) at 4 ° C for 10 minutes, then dried in a dryer for about 1 hour, and then dried in an oven at 45 ° C for about 4 hours at high temperature, and the liver was dried. Used for intracellular ribozyme RNA detection. As for the human pancreatic cancer cell line (PANC-1), 20 μ of an asialoorosomucoid-poly-L-lysine / ribozyme complex solution (0.15 M NaCl) containing ribozyme was also used.
1 and asialoorosomucoid-poly-as a control
The same experiment was performed using 20 μl of L-lysine solution (0.15 M NaCl), and cells were similarly fixed.

【0049】(3)細胞内リボザイムRNAの検出 肝細胞株HepG2の細胞質内のリボザイムRNAの検
出は免疫組織学的インサイチユー・ハイブリダイゼーシ
ョン法(ISH)を用いて行なった。ISHでのリボザ
イムRNA検出用のプローブ(A−RZ−35)は、図
8の様にリボザイムの塩基配列に相補的配列となるDN
A配列の5′側にTTATTA−、3′側に−ATTの
塩基配列を結合させた配列をもったオリゴヌクレオチド
を標準方法に従ってDNA合成機を用いて合成したもの
である。このオリゴヌクレオチドに紫外線照射(254
nm,10000J/m2)を行なうことでDNA内のT
Tの塩基配列部分においてチミン二量体が形成され、こ
のチミン二量体に対する抗体を用いることで、そのオリ
ゴヌクレオチドの局在を知ることができる(Histo
chem.J.Vol 20,551−557,198
8;Acta Histochem.Cytoche
m.Vol 22,295−307,1989;Act
a Pathol.Jpn.Vol 40,793−8
07,1990)。前述の如く固定し高温乾燥させたス
ライドグラスを、0.01M リン酸緩衝生食水(pH
7.2)(PBS)にて親水操作後、核酸周囲の蛋白を
除去し標的核酸を露出させる為、0.2N 塩酸処理1
0分間、1μg/ml Proteinase K処理を
37℃で10分間行ない、ハイブリダイゼーションに移
した。3μg/mlのチミン二量体化合成DNAプローブ
を含むハイブリダイゼーション溶液(10mM トリス塩
酸バッファー,pH7.3;1mM EDTA;0.6MN
aCl;1×デンハルト溶液;40%脱イオン化ホルム
アミド;250μg/ml酵母トランスファーRNA;1
25μg/ml超音波破砕サケ精子DNA;10%硫酸デ
キストラン)をスライドグラス上にのせ、約15時間細
胞と反応させた。反応後、ハイブリダイゼーション溶液
を洗浄し、通常の酵素抗体間接法に準じて、正常ヤギI
gGにて非特異的結合を抑え、一次抗体として、抗チミ
ン二量体抗体としてのウサギIgG、二次抗体としてホ
ースラッディシュペルオキシダーゼ(HRP)標識ヤギ
IgG(抗ウサギIgG)を用い、二次抗体に標識した
HRP活性で検出した。HRPの局在は、ジアミノベン
ジジン(DAB)とコバルト及びニッケルイオン共存下
にて検出した(J.Histochem.Cytoch
em.Vol 29,775,1981)。このHRP
の局在がリボザイムRNAの局在を示すこととなる。そ
の結果、ヒト肝細胞株(HepG2)では細胞質内に顆
粒状にリボザイムの存在を示す陽性所見を認めた。一
方、ヒト膵癌細胞株(PANC−1)ではこの様な陽性
所見は全く認められなかった。
(3) Detection of intracellular ribozyme RNA The detection of ribozyme RNA in the cytoplasm of hepatocyte strain HepG2 was carried out by the immunohistological in situ hybridization method (ISH). The probe for detecting ribozyme RNA in ISH (A-RZ-35) is a DN which becomes a complementary sequence to the base sequence of ribozyme as shown in FIG.
An oligonucleotide having a sequence in which a base sequence of TTATTA on the 5 ′ side of the A sequence and a −ATT base sequence on the 3 ′ side is bound is synthesized by a DNA synthesizer according to a standard method. UV irradiation (254
nm, 10000 J / m 2 )
A thymine dimer is formed in the base sequence portion of T, and the localization of the oligonucleotide can be known by using an antibody against this thymine dimer (Histo).
chem. J. Vol 20,551-557,198
8; Acta Histochem. Cytoche
m. Vol 22, 295-307, 1989; Act.
a Pathol. Jpn. Vol 40, 793-8
07, 1990). The slide glass fixed as above and dried at high temperature was added with 0.01M phosphate buffered saline (pH
7.2) After hydrophilic treatment with (PBS), 0.2N hydrochloric acid treatment 1 is performed to remove the protein around the nucleic acid and expose the target nucleic acid.
1 μg / ml Proteinase K treatment was carried out for 0 minutes at 37 ° C. for 10 minutes, and transferred to hybridization. Hybridization solution containing 3 μg / ml thymine dimerized synthetic DNA probe (10 mM Tris-HCl buffer, pH 7.3; 1 mM EDTA; 0.6 MN)
aCl; 1 × Denhardt's solution; 40% deionized formamide; 250 μg / ml yeast transfer RNA; 1
25 μg / ml ultrasonically disrupted salmon sperm DNA; 10% dextran sulfate) was placed on a slide glass and reacted with the cells for about 15 hours. After the reaction, the hybridization solution was washed, and normal goat I was used according to the usual enzyme-indirect method.
Non-specific binding was suppressed with gG, and rabbit IgG as an anti-thymine dimer antibody was used as the primary antibody, horseradish peroxidase (HRP) -labeled goat IgG (anti-rabbit IgG) was used as the secondary antibody, and the secondary antibody was used. It was detected by HRP activity labeled with. The localization of HRP was detected in the presence of diaminobenzidine (DAB) and cobalt and nickel ions (J. Histochem. Cytoch.
em. Vol 29, 775, 1981). This HRP
Will indicate the localization of ribozyme RNA. As a result, in the human hepatocyte cell line (HepG2), positive findings showing the presence of ribozymes in granular form in the cytoplasm were observed. On the other hand, such a positive finding was not observed at all in the human pancreatic cancer cell line (PANC-1).

【0050】h)アシアログライコプロテイン受容体を
介して取込まれたリボザイムのヒト肝細胞内でのHCV
−RNA切断活性の立証 (1)ヒト肝細胞浮遊液の調製 HCV抗体陽性肝癌患者の手術材料より得られた非癌部
肝組織を、PBSにて洗浄し、無血清培地(RPMI
1640)中にて眼科用のハサミ及びメス等で細切し、
更にピペッティングにて肝実質細胞の分離を行ない、P
BSにて3回洗浄し、遠心沈殿にて細胞塊を得て、これ
を3mlの無血清培地(RPMI 1640)浮遊させて
ヒト肝細胞浮遊液を調製した。
H) HCV in human hepatocytes of ribozyme incorporated via asialoglycoprotein receptor
-Proof of RNA cleaving activity (1) Preparation of human hepatocyte suspension A non-cancerous liver tissue obtained from a surgical material of an HCV antibody-positive liver cancer patient was washed with PBS, and serum-free medium (RPMI) was used.
1640) and finely cut with ophthalmic scissors and scalpel,
Furthermore, the liver parenchymal cells are separated by pipetting, and P
The cells were washed 3 times with BS and centrifuged to obtain a cell mass, which was suspended in 3 ml of serum-free medium (RPMI 1640) to prepare a human hepatocyte suspension.

【0051】(2)アシアロオロソムコイド−ポリ−L
−リジン/リボザイム複合体の肝細胞への取込みと肝細
胞RNAの抽出 100μgのリボザイムを含むアシアロオロソムコイド
−ポリ−L−リジン/リボザイム複合体溶液(0.15
M NaCl)150μl、及び対照としてのアシアロ
オロソムコイド−ポリ−L−リジンのみの溶液(0.1
5M NaCl)150μlをそれぞれ上記の如く作製
した3mlのヒト肝細胞浮遊液にそれぞれピペッティング
しながら加え、時々攪拌しながら37℃にて1時間培養
した。1時間経過後、PBSにて3回洗浄し、遠心沈殿
にて得た細胞塊より、前述の酸性グアニジン/フェノー
ル/クロロホルム法に基づいてすぐにRNAを抽出し
た。
(2) Asialoorosomucoid-poly-L
-Lysine / ribozyme complex uptake into hepatocytes and extraction of hepatocyte RNA Asialoorosomucoid-poly-L-lysine / ribozyme complex solution containing 0.1 μg of ribozyme (0.15
M NaCl) 150 μl and a solution of asialoorosomucoid-poly-L-lysine alone as a control (0.1
150 μl of 5M NaCl) was added to 3 ml of the human hepatocyte suspension prepared as above by pipetting, and the mixture was incubated at 37 ° C. for 1 hour with occasional stirring. After 1 hour, the cells were washed 3 times with PBS, and RNA was immediately extracted from the cell mass obtained by centrifugal precipitation based on the acidic guanidine / phenol / chloroform method described above.

【0052】(3)リボザイム活性の検討 リボザイムによるヒト肝細胞内HCV−RNAの切断活
性の検討は、前述のd)−(4)、(5)、(6)の方
法に基づいて、RT−PCR後に電気泳動し、銀染色に
て検討した。図9に示す様に、リボザイムがない場合は
レーン1、2の様に上流のcDNAプライマーDにて逆
転写反応を行なった場合(レーン1)にても下流cDN
AのプライマーEにて逆転写反応を行なった場合(レー
ン2)にても明確にPCRによる215塩基対の遺伝子
増幅産物が確認された。一方レーン3、4は、リボザイ
ムを含むアシアロオロソムコイド−ポリ−L−リジン/
リボザイム複合対を培養液中に加えた場合は、リボザイ
ムによる切断部位より上流のcDNAプライマーAを用
いて逆転写後PCRを行なった場合(レーン3)では明
確に遺伝子増幅産物が認められるが、リボザイムによる
切断部位より下流のcDNAプライマーBを用いて逆転
写してPCRを行なった場合(レーン4)では遺伝子増
幅産物は全く確認されない。これはアシアロオロソムコ
イド−ポリ−L−リジン/リボザイム複合体を構成する
リボザイムが、アシアログライコプロテイン受容体(A
GPR)を介して、HCVに感染しているヒトの実際の
肝細胞に導入され細胞中のHCV−RNAを切断したこ
とを示している。
(3) Examination of Ribozyme Activity The examination of the cleavage activity of HCV-RNA in human hepatocytes by ribozyme was carried out by RT-based on the method of d)-(4), (5) and (6) described above. After PCR, electrophoresis was performed and silver staining was examined. As shown in FIG. 9, when there is no ribozyme, the reverse transcription reaction is performed even when the reverse transcription reaction is carried out with the upstream cDNA primer D as in lanes 1 and 2 (lane 1).
Even when the reverse transcription reaction was performed with the primer E of A (lane 2), a gene amplification product of 215 base pairs by PCR was clearly confirmed. On the other hand, lanes 3 and 4 show asialoorosomucoid-poly-L-lysine / containing ribozyme.
When a ribozyme complex pair was added to the culture medium, a gene amplification product was clearly observed when PCR was performed after reverse transcription using the cDNA primer A upstream from the cleavage site by the ribozyme (lane 3). In the case where PCR was carried out by reverse transcription using cDNA primer B downstream from the cleavage site by (lane 4), no gene amplification product was confirmed. This is because the ribozyme which constitutes the asialo-orosomucoid-poly-L-lysine / ribozyme complex is the asialoglycoprotein receptor (A
It is shown that it was introduced into actual human hepatocytes infected with HCV via GPR) and cleaved HCV-RNA in the cells.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】リボザイムRNA転写用のDNAテンプレート
作製のための、PCRプライマー2本、及びそれを用い
て行なったPCRによる遺伝子増幅産物としての2本鎖
DNA、及びその構造を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing two PCR primers for producing a DNA template for transcription of ribozyme RNA, a double-stranded DNA as a gene amplification product by PCR performed using the same, and a structure thereof.

【図2】基質となるHCV−RNA断片転写用のDNA
テンプレート作製の為の、PCRプライマー2本、及び
それを用いて行なったPCRによる遺伝子増幅産物とし
ての2本鎖DNA、及びその構造を示す図である。
FIG. 2 DNA for transcription of HCV-RNA fragment as a substrate
FIG. 3 is a diagram showing two PCR primers for producing a template, a double-stranded DNA as a gene amplification product by PCR performed using the same, and a structure thereof.

【図3】今回作製したリボザイムと基質RNAとなるH
CV−RNA断片との間の相補性を示す図である。
FIG. 3: Ribozyme prepared this time and H as substrate RNA
It is a figure which shows the complementarity between a CV-RNA fragment.

【図4】リボザイムRZがインビトロで基質RNA(T
HCV)に対し活性を有することを示す図である。
FIG. 4 shows that ribozyme RZ was used as a substrate RNA (T
It is a figure which shows having activity with respect to HCV).

【図5】HCV−RNAの構造と、リボザイムが標的と
するHCV−RNAの切断部位、更に逆転写用プライマ
ー(D、E)及びPCRプライマー(a、b)の相対的
位置を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing the structure of HCV-RNA, the cleavage site of HCV-RNA targeted by ribozyme, and the relative positions of the reverse transcription primer (D, E) and the PCR primer (a, b). .

【図6】逆転写用プライマー(D、E)及びPCRプラ
イマー(a、b)の塩基配列を示す図である。
FIG. 6 shows the nucleotide sequences of reverse transcription primers (D, E) and PCR primers (a, b).

【図7】HCV感染患者血清中のHCV−RNAに対す
るリボザイムRZのインビトロでの活性を示す図であ
る。
FIG. 7 shows the in vitro activity of ribozyme RZ on HCV-RNA in the serum of HCV-infected patients.

【図8】細胞内のリボザイムRZのRNAを検出するた
めに、ISHに使用するプローブの塩基配列を示す図で
ある。
FIG. 8 shows the nucleotide sequence of a probe used for ISH to detect RNA of ribozyme RZ in cells.

【図9】HCV感染ヒト肝細胞中でのHCV−RNAに
対するリボザイムRZのインビボでの活性を示す図であ
る。
FIG. 9 shows in vivo activity of ribozyme RZ against HCV-RNA in HCV-infected human hepatocytes.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C12N 15/09 ZNA // C07H 21/02 (72)発明者 山田 修平 長野県松本市埋橋1丁目2番8号 メゾン 花岡306号 (72)発明者 清澤 研道 長野県松本市惣社270−10─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Internal reference number FI Technical display location C12N 15/09 ZNA // C07H 21/02 (72) Inventor Shuhei Yamada 1 Fukubashi, Matsumoto City, Nagano Prefecture No. 2-8 Maison No. 306 Hanaoka (72) Inventor Kendo Kiyosawa 270-10 Sousha, Matsumoto City, Nagano Prefecture

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一般式(1) 3′−X1−Y−X2−5′ (1) (式中、X1及びX2は標的RNAの塩基配列と相補的な
核酸の塩基配列を、YはRNA切断活性を有する塩基配
列を示す)で表わされるリボザイムと一般式(2) A−L−B (2) (式中、Aは動物の細胞膜表面に受容体をもつ(糖)蛋
白又はポリペプチドを、Bはポリカチオンを、LはA及
びBのアミノ基末端と共有結合を形成するリンカーを示
す)で表わされる(糖)蛋白又はポリペプチド−ポリカ
チオン・コンジュゲートとの複合体よりなるRNA切断
剤。
1. General formula (1) 3'-X 1 -Y-X 2 -5 '(1) (wherein X 1 and X 2 are the base sequences of the nucleic acid complementary to the base sequence of the target RNA. , Y represents a nucleotide sequence having an RNA cleaving activity) and a ribozyme represented by the general formula (2) ALB (2) (where A is a (glyco) protein having a receptor on the cell membrane surface of an animal) Or a polypeptide, B is a polycation, and L is a linker that forms a covalent bond with the amino group terminals of A and B) (glyco) protein or polypeptide-polycation conjugate complex An RNA cleaving agent comprising:
【請求項2】 X1及びX2がC型肝炎ウイルスのコア領
域と相補的な塩基配列である請求項1記載のRNA切断
剤。
2. The RNA cleaving agent according to claim 1, wherein X 1 and X 2 are nucleotide sequences complementary to the core region of hepatitis C virus.
【請求項3】 リボザイムが次式(3) 3′−CGCCACCA−AAGCAGGAGUGCCUGAGUAGUC −UCUAGCAA−5′ (3) で表わされるものである請求項2記載のRNA切断剤。3. The RNA cleaving agent according to claim 2, wherein the ribozyme is represented by the following formula (3): 3'-CGCCACCA-AAGCAGGAGUGCCUGAGUAGUC-UCUAAGCAA-5 '(3). 【請求項4】 Aが肝細胞膜表面に受容体をもつ(糖)
蛋白である請求項1記載のRNA切断剤。
4. A has a receptor on the surface of hepatocyte membrane (sugar)
The RNA cleaving agent according to claim 1, which is a protein.
【請求項5】 Aがアシアロオロソムコイドで、Bがポ
リ−L−リジンで、Lがジスルフィド基である請求項1
〜4のいずれか1項記載のRNA切断剤。
5. A is asialo-orosomucoid, B is poly-L-lysine, and L is a disulfide group.
5. The RNA cleaving agent according to any one of 4 to 4.
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