【発明の詳細な説明】
アンチセンスオリゴマー類を使用するアンドロゲン関連禿頭症の治療
関連出願への言及
本発明は、参照のためにここに引用する、1991年5月31日出願の米国特
許出願第07/707,897号の一部継続である。
発明の背景及び序論
アンドロゲンは、男性及び女性の両方において様々なレベルで循環しているこ
とが知られているステロイドホルモンである。アンドロゲンは性差異、発育、及
び生殖機能において本質的なものである。しかし、アンドロゲンは種々の禿頭症
のタイプを含む好ましくない生理学的状態においてある役目を担い得る。
禿頭症の最も一般的なタイプは、男性型禿頭症(MPB)である。この状態は
一般的なものであり、全男性の3分の2が影響を受ける。部分的な浸透度で常染
色体の優性形質として遺伝するMPBは、アンドロゲン依存性であることが知ら
れている。このことは、去勢した男性は禿頭症が進行しないという事実で立証さ
れる。
毛包は、胎内で最初に現れる。生後は新しい毛包は産生されないが、成人期に
おいて失われることはないと考えられている。しかしMPBにおいては、毛包が
徐々に小さくなる(微小化)。毛包は、周期的活性を示す。活発な髪の発育の期
間(発育期)と、比較的短い遷移相(カタゲン(catagen))によって分けられ
る休止期間(休止期)が交互する。ヒトの頭皮上の髪の発育は、各毛包が隣りと
は独立した過程にあり、毛包活性はモザイク状である。或る時期においては、毛
包の4〜24%(平均13%)は休止期であり、1%未満がカタゲンである。髪
は終末の決まった長さに達し、この長さは主として発育期の持続期間に依存する
ものであり、部分的に発育の速度に依存するものである。ヒトの頭皮において発
育期は、3年又はそれ以上を占める;しかし、休止期にある毛包のパーセントが
年令につれ増加し、次第に貧弱になる。MPBにおいては、発育期に対する休止
期の比率かさらに増加する。また、MPBにおいて影響をうけている領域の髪は
着実に短く、細くなってゆき、ついには短く(2cm未満)細い軟毛として知ら
れる色素のない髪になる。
内分泌系は毛包の活性を直接に開始又は停止するものではないが、アントロゲ
ンは上記の髪の発育の正常な周期を加速あるいは減退させる。
テストステロン(T)は主要な循環アントロゲンである。循環性のTはおもに
性ホルモン結合グロブリン(SHBG)に結合しているので、Tの利用能はその
全濃度だけではなくSHBGのレベルにも依存する。MPBにおける血漿のTの
レベルは正常であると思われるが、SHBGのレベルは低くなる傾向がある。こ
のことは、禿頭症の男性はより高い遊離テステステロンのレベルを有することを
示唆する。この示唆は、禿頭症の男性は唾液中に高いT濃度を有するということ
を実証することによって支持される。
T自身は、毛包中では最小限度の活性を有している。MPBの原因であると考
えられているより高い活性の代謝産物は、5−α−ジヒドロテストステロン(D
HT)である。DHTは酵素5−α−レダクターゼによるTの減少の後に毛包細
胞の細胞質中で形成される。禿頭症の男性は毛包中及び前頭皮の皮膚中で5−α
−レダクターゼが増加しているので、MPBの進行にこの酵素が関係し得るとい
うことが示唆されている。2つの遺伝子が報告されており、その各々は、別の5
−α−レダクターゼ酵素をコードする(Genbank locus:HUM5AR及びHUMSRDA)。
MPBに於けるアンドロゲンの作用はアンドロゲン(プライマリーDHT)の
アンドロゲン受容体(AR)への結合によって媒介される。アンドロゲンはAR
に特異的に結合し、ARは核内に位置するか又は細胞質から核へ輸送される。A
Rはステロイド/チロイド ホルモン/レチン酸受容体のサブファミリーに属し
、この活性は認識リガンドの強く特異的な結合によって制御されている。MPB
におけるARの関わりの証拠は、アンドロゲン脱毛症(女性における禿頭症パタ
ーンのタイプ)が抗アンドロゲンで治療することにより軽減し得るということの
実証を含む。スピロノラクトン、サイプロテロンアセテート、フルタミド及びシ
メチジンなどのこれらの抗アンドロゲンはARに結合し、DHT結合を拮抗的に
阻害する。さらに、禿頭皮の皮脂腺は、他の毛の生えている頭皮の皮脂腺よりも
高
い結合親和性とアンドロゲン容量を有することが分かっている。
従来は、禿頭症は植毛及び頭皮整復などの外科手術でのみ治療された。しかし
近年、禿頭症の医学的治療において幾つかの進歩がみられている。これらのうち
最も公表されているものはミノキシジル(ロガイン(Rogaine)(登録商
標))である。ミノキシジルは、高血圧症の治療に使用されていた強い血管拡張
薬である。この治療の留意すべき副作用は、身体部分の毛の発育であった。この
ことが頭皮の禿頭領域上の局所的なミノキシジルの試験へと導いた。幾つかのケ
ースにおける結果は、硬毛の増加とともに軟毛の明らかな減少であった。研究さ
れた題目の大部分は、毛髪の喪失速度の減少を報告した。しかし、すべての題目
がミノキシジルでの治療に答えるわけではなかった。ここ最近(5年以内)禿始
めた若い男性の方が、年配の男性よりも良く反応し、頭頂禿の小さい領域に最も
良く効くということが分かった。
研究は、ミノキシジルが特定の人口の、最小限に禿ている若い男性を救いはす
るけれども、禿頭症の男性の大多数は救わないであろうということを示している
。ミノキシジルの効果の理由は分かっていない。それは、この薬物の血管拡張作
用によって引き起こされた血流の増加によるものであろう。ミノキシジルの長期
間の治療の効果については分かっていない。
他の治療は、テストステロンからのDHTの産生の減少に向けられたものであ
り、それによって、サイトゾル−核結合及び/又は転座を防止することである。
局所的又は病巣内のプロゲステロンもまた、TからのDHTの産生の減少に使用
し得る。プロゲステロンはテストステロンと構造が類似しているため、テストス
テロンをDHTに変換する酵素5−α−レダクターゼに対してテストステロンと
拮抗する。
発明の概要
本発明は、アンドロゲン関連の脱毛、特に男性における脱毛を治療する方法、
さらに特に男性型禿頭症の進行を減退させる方法に関するものであり、並びにこ
れらの方法に有用な医薬組成物にも関するものである。これらの方法及び医薬組
成物は特に頭皮中のタンパク結合DHTの増加するレベルに関連する脱毛の治療
に適している。1つの態様によれば、頭皮組織中のアンドロゲン受容体結合−5
−α−ジヒドロテストステロンの量を増加させる遺伝子中の標的配列に相補性の
あるオリゴマーを用いて遺伝子又はその転写産物を抑制調節する。
男性型禿頭症のトポグラフィー学は毛包細胞のアンドロゲン受容体(「AR」
)分子の数と頭皮の種々の領域における5−α−レダクターゼ(「5−α−RE
」)の活性を取り扱わなねばならない。従って、5−α−レダクターゼ又はAR
の標的化はMPBの治療の開発において有用なものであろう。しかし、全身的な
テストステロン又はDHT活性阻害は男性においては好ましくない女性化を引き
起こし、非常に都合が悪いので、治療が頭皮のみに作用し、身体から速やかに除
去されることが絶対必要である。
アンドロゲン受容体はMPBのほかに他のタイプの脱毛に関与し得る。例えば
、アンドロゲン脱毛症は女性における脱毛のタイプであるが、抗アンドロゲンに
よる治療に反応することが示されている。従って、本発明の方法及び医薬組成物
は、他のタイプのアンドロゲン関連脱毛の治療に有用であろう。また、これらの
方法及び組成物は、局所的な(全身性に対して)AR又は5−α−REの抑制調
節が好ましいような他の状態の治療に有用なものであろう。
従って、本発明は、AR又は5−α−REの発現を阻害又は改変するオリゴマ
ー類に、処理すべき組織細胞をさらすことによって、他の組織において又は全身
的にテストステロン代謝を著しく阻害することなく、局在的及び組織に特異的な
方法でタンパク結合5−α−ジヒドロテストステロンのレベルを減少させる方法
にも関する。このようなオリゴマーには、AR又は5−α−REをコードする遺
伝子又はその遺伝子の転写部位から直近の上流の配列又は遺伝子の転写産物から
選択された標的配列と相互作用するものが含まれる。
従って、1つの態様として本発明は、毛包に存在し、タンパクと結合している
5−α−ジヒドロテストステロンのレベルを減少させることによってアンドロゲ
ン関連脱毛を治療する方法に関するものであり、好ましい態様によれば、他の組
織中でのテストステロン合成及び/又は代謝を著しく阻害することなく頭皮組織
においてアンドロゲン受容体と結合するDHTのレベルを減少させることによっ
てアンドロゲン関連脱毛を治療する方法に関する。この方法は、量、好ましくは
美容上有意の量によって、脱毛速度を減少させるに十分な量のオリゴマー又はオ
リゴマー類に頭皮細胞にさらすことを含むものである。このオリゴマー又はオリ
ゴマー類はAR又は5−α−REをコードする遺伝子又はその遺伝子の転写開始
部位から直近の上流の配列又は遺伝子の転写産物と相互作用し、それによってA
R又は5−α−REの発現を阻害又は改変する。
本発明の方法及び医薬組成物において使用するための適したオリゴマーには、
(a)細胞内に存在している標的遺伝子から転写されたRNAの配列に相補的な
配列を有するアンチセンスオリゴマー;(b)1本鎖DNA標的配列に相補的な
ヌクレオシド配列を有するアンチセンスオリゴマー;(c)2本鎖に含まれてい
る1本のRNA又はDNA鎖に相補的なヌクレオシド配列を有するアンチセンス
オリゴマー;(d)細胞内に存在する標的遺伝子の選択された2本鎖核酸配列に
相補的な配列を有する第三鎖のオリゴマー;及び(e)標的遺伝子又はその転写
産物の1本鎖核酸配列に又は2本鎖に含まれている1本鎖配列に相補的な3本鎖
オリゴマー対が含まれる。標的遺伝子は5−α−レダクターゼ及びアンドロゲン
受容体をコードするこれらの遺伝子からなる群から都合良く選択される。好まし
い態様によれば、このオリゴマーは頭皮組織に局所的に使用される。
別の態様によれば、本発明は頭皮をある量の脱毛速度を減少させるオリゴマー
にさらすことを含むアンドロゲン関連脱毛を治療する方法に関するものであって
、該オリゴマーは、アンドロゲン受容体に対応する遺伝子から転写されたRNA
配列に相補的な配列を有するアンチセンスオリゴマー又は5−α−レダクターゼ
に対応する遺伝子から転写されたRNA配列に相補的な配列を有するアンチセン
スオリゴマーから選択される。
好ましい態様によれば、オリゴマーは中性オリゴマーである。メチルホスホネ
ートオリゴマーなどの中性オリゴマーは、腎臓を通って速やかに除去される。特
に好ましいのはメチルホスホネートオリゴマーであり、これは血漿から速やかに
除去され尿中に排泄される。
本発明に従って好ましく使用されるオリゴマーは、中性の骨格を有するオリゴ
マーを含む。中性オリゴマーは、局所的に使用する場合、皮膚を通じての取り込
みに有利であるので部分的には好ましい。好ましいこれらのオリゴマーは実質的
には中性である。さらに好ましくは、中性オリゴマーを使用する。特に好ましい
のは、実質的に中性のメチルホスホネートオリゴマーである。特に好ましい態様
によれば、中性のメチルホスホネートオリゴマーを使用する。
定義
本明細書中に使用する次の用語は、異なる意味であると特記しない限り次の意
味を有する。
「プリン」又は「プリン塩基」なる用語は、天然に存在するアデニン及びグア
ニン塩基を含むだけではなく、9−デアザプリン誘導体及び他のプリンアナログ
などの9位で窒素原子と置き換わっている炭素原子を有するプリンのアナログ並
びに、8位置換の塩基のようなこれら塩基改変物又は6位が修飾されたグアニン
アナログ若しくはアデニンのアナログ、2−アミノプリンを含む。
「ヌクレオシド」なる用語は、ヌクレオシジル単位を含み、それと交換可能に
使用され、5炭糖及び窒素含有の塩基を含む核酸のサブユニットを意味する。こ
の用語には、ヌクレオシドの塩基としてA、G、C、T及びUを有するこれらの
ヌクレオシジル単位が含まれるばかりではなく、プソイドイソシトシン及びプソ
イドウラシル及び他の(8−置換プリンのような)修飾塩基などのピリミジン−
5−供与体/受容体塩基を含む天然に存在する塩基のアナログ及び修飾型が含ま
れる。RNAでは、5炭糖はリボースであり、DNAにおいては2’−デオキシ
リボースである。ヌクレオシドなる用語はまた、2’−O−アルキルリボースの
ような修飾された糖を有するものを含むこのようなサブユニットの他のアナログ
も含む。
[式中、Rは水素又はアルキル又はアリール基である]を意味する。適したアル
キル又はアリール基には、ホスホネートの結合を立体的に妨害しないか又は互い
に相互作用しないものが含まれる。ホスホネート基は「R」又は「S」のいずれ
かの立体配置で存在し得る。ホスホネート基はヌクレオシジル単位を連結するた
めのヌクレオシジル間リン基結合(又は連結)として使用し得る。
「ホスホジエステル」又は「ジエステル」なる用語は、基
を意味し、ホスホジエステル基はヌクレオシジル単位を連結するためのヌクレオ
シジル間リン基結合(又は連結)として使用し得る。
「非−ヌクレオシドモノマー単位」なる用語は、塩基、糖及び/又はリンの骨
格が他の化学的部分で置き換わっている、モノマー単位を意味する。
「ヌクレオシド/非−ヌクレオシドポリマー」なる用語は、ヌクレオシド及び
非−ヌクレオシドモノマー単位からなるポリマーを意味する。
「オリゴヌクレオシド」又は「オリゴマー」なる用語は、通常、長さが約4〜
約100ヌクレオシドであるが、長さが約100ヌクレオシドよりも長くなるこ
ともある、ヌクレオシド間結合によって結合しているヌクレオシド鎖を意味する
。これらは通常、ヌクレオシドモノマーから合成されるが、酵素法によっても得
られる。従って、「オリゴマー」なる用語は、ヌクレオシドモノマーを結合して
いるヌクレオシジル間結合を有するオリゴヌクレオシド鎖を意味し、オリゴヌク
レオチド、非イオン性のオリゴヌクレオシドアルキル−及びアリール−ホスホネ
ートアナログ、オリゴヌクレオチドのアルキル−及びアリール−ホスホノチオエ
ート、ホスホロチオエート又はホスホロジチオエートアナログ、オリゴヌクレオ
チドのホスホールアミデートアナログ、ホスホトリエステルのような中性リン酸
エステルオリゴヌクレオシドアナログ及び他のオリゴヌクレオシドアナログ及び
修飾オリゴヌクレオシドを含み、またヌクレオシド/非ヌクレオシドポリマーも
含む。この用語はまた、モノマー単位の間の1つまたはそれ以上のリン基結合が
ホルムアセタール結合、チオホルムアセタール結合、スルファメート結合又はカ
ルバメート結合などの非リン結合で置換されているヌクレオシド/非ヌクレオシ
ドポリマーも含む。その用語はまた、糖及びリンの部分が両方とも、モルホリン
塩基アナログ、又はポリアミド塩基アナログなどのように置換又は修飾されてい
る、ヌクレオシド/非ヌクレオシドポリマーをも含む。その用語はまた、ヌクレ
オシドの塩基、糖及びリン酸塩骨格が非ヌクレオシド部分で置換されているか、
或は非ヌクレオシド部分がヌクレオシド/非ヌクレオシドポリマーに挿入されて
いる、ヌクレオシド/非ヌクレオシドポリマーをも含む。場合により、該非ヌク
レオシド部分は、標的配列と相互作用し、又は標的細胞への取り込みを改変し得
る他の低分子を結合するのに役立ち得る。
「アルキル−又はアリール−ホスホネートオリゴマー」なる用語は、少なくと
も1つのアルキル−又はアリール−ホスホネートヌクレオシジル間結合を有する
オリゴマーを意味する。適当なアルキル−又はアリール−ホスホネート基はホス
ホネートの結合を立体的に妨害しないか又は互いに相互作用しないアルキル又は
アリール基を含む。好ましいアルキル基には、約1〜約6個の炭素原子を有する
低級のアルキル基が含まれる。適したアリール基は共役したπ電子系を有する少
なくとも1つの環を有し、場合により置換されることもあり、好ましくは約10
個以内の炭素原子を有する、炭素環アリール及び複素環アリール基が含まれる。
「メチルホスホネートオリゴマー」(又は「MP−オリゴマー」)なる用語は
、少なくとも1つのメチルホスホネートヌクレオシジル間結合を有するオリゴマ
ーを意味する。
「中性オリゴマー」なる用語は、ヌクレオシドモノマーの間に非イオン性ヌク
レオシジル間結合(すなわち、正又は負のイオン電荷を有しない結合)を有する
オリゴマーを意味し、例えばアルキル−又はアリール−ホスホネート結合、アル
キル−又はアリール−ホスホノチオエートのようなヌクレオシジル間結合、ホス
ホトリエステル結合のような中性リン酸エステル結合、特にエチルトリエステル
結合;スルファメート、モルホリノ、ホルムアセタール、チオホルムアセタール
、及びカルバメート結合などの非リン含有ヌクレオシジル間結合を有するオリゴ
マーを含む。場合により、中性オリゴマーは、オリゴヌクレオシド又はヌクレオ
シド/非ヌクレオシドポリマーとコンジュゲーションの相手になる別の分子の間
のコンジュゲートを含んでもよい。このようなコンジュゲーションの相手は、挿
入剤、アルキル化剤、細胞表面の受容体に結合する物質、親油性の試薬、プソラ
レンなどの光架橋剤を含む核酸修飾基及び核酸の標的化した部分の開裂が可能な
基などを含み得る。このようなコンジュゲーションの相手はオリゴマーの取り込
みをさらに増強させ、オリゴマーと標的配列との相互作用を改変し、あるいはオ
リゴマーの薬動学的分布を変え得る。本質的に必要なことは、オリゴマーのコン
ジュゲートが含むオリゴヌクレオシド又はヌクレオシド/非ヌクレオシドポリマ
ーが、実質的に中性でその相補的な標的配列とのハイブリダイズが可能であると
いうことである。
オリゴマーに関連して「実質的に中性」なる用語は、ヌクレオシドモノマーの
間のヌクレオシジル間結合の少なくとも80%が非イオン性結合であるようなオ
リゴマーを意味する。
「中性のアルキル−又はアリール−ホスホネートオリゴマー」なる用語は、少
なくとも1つのアルキル−又はアリール−ホスホネート結合を含む中性のヌクレ
オシジル間結合を有する中性オリゴマーを意味する。
「中性のメチルホスホネートオリゴマー」なる用語は、少なくとも1つのメチ
ルホスホネート結合を含むヌクレオシジル間結合を有する中性オリゴマーを意味
する。
「タンデムオリゴヌクレオチド」又は「タンデムオリゴマー」なる用語は、標
的核酸配列の5’−又は3’−側のいずれか一方に位置する配列に相補的であっ
て、標的配列に相補的な第二のオリゴマーとコハイブリダイズするオリゴヌクレ
オチド又はオリゴマーを意味する。タンデムオリゴマーは、標的核酸配列の二次
構造を減少させることによるなど、標的配列をこのようなオリゴマーにより近付
くことができるのを助けることによって、これらのオリゴマーと標的とのハイブ
リダ
イゼーションを改善し得る。さらに、一対のタンデムオリゴマーの内の1つは標
的核酸配列に対する第二のタンデムオリゴマーのハイブリッド安定性を、該第二
のオリゴマーの5’−又は3’−末端の一方に螺旋構造を促進させることにより
改善し得え、その逆もまた同様である。
「短鎖脂肪族アルコール」なる用語は、脂肪族(アルキル)鎖が直鎖でも分枝
鎖でもよい、約2〜約20の炭素原子を有するアルコールを意味し、第一級、第
二級及び第三級アルコール、グリコール及びポリオールが含まれる。
「フラックスエンハンサー」なる用語は、化合物の経皮的なフラックス(流動
性)を増加するのに使用される物質を意味する。フラックスエンハンサーは、典
型的には化合物の経皮的流動性を増加する化合物と組み合わせて皮膚又は粘膜に
塗布される。エンハンサーは皮膚又は粘膜のバリアを破壊することによる、又は
皮膚又は粘膜での薬物の分配挙動を変化させることにより作用すると考えられて
いる。
「3本鎖オリゴマー対」なる用語は、場合により、1つ又はそれ以上の部位で
共有結合し、RNA又はDNAなどの1本鎖標的核酸のセグメントに相補的で、
水素結合することができ、したがって1本鎖標的核酸とともに、3重螺旋構造を
形成することができる第一及び第二のオリゴマーを意味する。「第三鎖オリゴマ
ー」なる用語は、DNAの2本鎖、RNAの2本鎖又はDNA−RNAの2本鎖
などの2本鎖の核酸のセグメントとハイブリダイズすることができ、それをもっ
て3重螺旋構造を形成することができるオリゴマーを意味する。
3本鎖オリゴマー対(すなわち第一及び第二のオリゴマー)に関し、又は第三
鎖のオリゴマーに関するとき、「相補的な」なる用語は、核酸の塩基配列との水
素結合(及び塩基のペアリング又はハイブリダイズ)を形成又は認識し、3重螺
旋構造を形成することができる塩基配列を有するオリゴマーを意味する。
「実質的に相補的な」なる用語は、標的配列における各ヌクレオチドに対する
相補性は無くてもよいが、安定な2本鎖又は3本鎖の螺旋複合体を形成するに十
分な標的配列に対する結合親和性を有し、それによって標的配列を特異的に認識
し、その発現を選択的に阻害し又は抑制調節をする3本鎖オリゴマー対又は第三
鎖のオリゴマーを含むオリゴマーを意味する。
「3重」又は「トライアッド」なる用語は、標的配列の(1本鎖の場合の)一
塩基又は(2本鎖の場合の)二塩基、第二鎖及び第三鎖の一塩基(1本鎖の標的
配列の場合)又は第三鎖の一塩基(2本鎖の標的の場合)の間の3個のヌクレオ
シドの塩基の水素結合複合体を意味する。
図面の簡単な説明
第1図ははオリゴマー2と標的配列との間に形成される2本鎖及び3本鎖複合
体の熱変性プロファイルを示している。
第2図はマウスモデルに於けるトリチウム−標識4量体の血漿からのクリアラ
ンスを示している。
第3図はマウスモデルに於けるトリチウム−標識12量体の血漿からのクリア
ランスを示している。
発明の詳細な説明
本発明によれば、アンドロゲン関連脱毛によって特徴づけられる状態、特に男
性における頭皮の脱毛、及びさらに男性型禿頭症として知られている状態の進行
を阻止及び/又は減退させる方法が提供される。これらの方法は、頭皮組織に存
在する5−α−ジヒドロテストステロン−アンドロゲン受容体複合体の量を減少
させることによって脱毛の進行を減退及び/又は阻止する。この減少はアンドロ
ゲン受容体又は5−α−ジヒドロテストステロン(「DHT」)の合成の抑制調
節のいずれかによって得られ得る。DHTの合成は頭皮組織に存在する5−αレ
ダクターゼのレベルを減少させることによって抑制調節され得る。このような抑
制調節は、タンパクの活性部位に結合し、その機能を変えるオリゴマー、又はア
ンチセンスオリゴマー、第三鎖オリゴマー及び3本鎖オリゴマー対のようなオリ
ゴマーの使用によって行い得る。これらのオリゴマーのための適したヌクレオシ
ド配列は、標的遺伝子の配列から決定し得る。標的領域の好ましい配列は本明細
書に記載する。
A.好ましいオリゴマー
選択されるオリゴマーは、荷電した又は荷電していない骨格を有するものを含
む多くのタイプの内のいずれであってもよい。
好ましいオリゴマーには、アルキル−及びアリール−ホスホネートオリゴマー
、特に好ましいのはメチルホスホネートオリゴマーである。他の好ましいオリゴ
マーには、ホスホロチオエートオリゴマー、モルホリノアナログ、ホルムアセタ
ールアナログ及びペプチド核酸アナログ(「PNA」)が含まれる。
好ましくは、各オリゴマーは約4〜約40ヌクレオシドからなり、さらに好ま
しくは、約6〜30ヌクレオシドからなる。特に好ましいものは、約8〜20ヌ
クレオシドのオリゴマーである。
別の好ましい態様によれば、タンデムオリゴマーを使用する。好ましいタンデ
ムオリゴマーには、合計約20〜約40ヌクレオシドからなるものが含まれる。
選択されたヌクレオシジル間結合を有するオリゴマーは、当業者に知られた合
成法にしたがって都合よく製造し得る。例えば、市販の装置、試薬及びプロトコ
ールは、ホスホジエステル及び或る他のリン含有ヌクレオシジル間結合を有する
オリゴマーの合成のために利用可能である。Gait,M.J.,Oligon
ucleotide Synthesis:A Practical Appr
oach (IRL Press,1984年);Cohen,Jack S.
,Oligodeoxynucleotides Antisense Inh
ibitors of Gene Expression,(CRC Pres
s,Boca Raton,FL,1989年);及びOligonucleo
tides and Analogues:A Practical Appr
oach,(F.Eckatein,1991年)を参照されたい。或る非リン
含有ヌクレオシド間結合を有するオリゴマーの製造は、米国特許第5,142,0
47号に記載されており、その開示を参照のためにここに引用する。
別の好ましい態様によれば、キラリティーの純粋なオリゴマーを本発明に従い
使用する。もしくは、少なくとも1つのキラリティーの純粋なヌクレオシド間結
合を含むオリゴマーを使用でき、それは好ましいものであろう。このようなオリ
ゴマーは、Lesnikowski等,Nucleic Acids Rese
arch 18(8):2109〜2115頁(1990年)及びStec等,
Nucleic Acids Research 19(21):5883〜5
888頁(1991年)などに記載された方法を用いて製造し得る。
メチルホスホネートオリゴマーを製造するための合成法は、Lee B.L.
等,BiochemiStry 27巻:3197〜3203頁(1988年)
及びMiller,P.S.等,Biochemistry 25巻:5092
〜5097頁(1986年)、公開されたPCT出願WO 92/07864号
及びWO 92/07882号に記載されており、それらの開示は参考のために
ここに引用する。
ヌクレオシド/非ヌクレオシドポリマーであるオリゴマーもまた好ましい。適
当なオリゴマーはまた、混成のRNA、DNAアナログであるキメラオリゴヌク
レオチドも含む(Inoue等,FEBS Lett.2115巻:327(1
987年))。他の適当なオリゴマーには、キメラ骨格を有するオリゴマーが含
まれる。このようなキメラ骨格オリゴマーには、RNaseHを活性化させるこ
とのできるヌクレオシド配列及びRNaseHを活性化しないヌクレオシド配列
を含む混成ホスフェート骨格を有するオリゴマーを含み、従ってRNA分子の部
位指向性開裂を可能にする。参照のためにここに引用する米国特許第5,149,
797号を参照されたい。キメラ骨格オリゴマーにはまた、モルホリニル結合、
ホルムアセタール結合、ペプチド核酸(PNA)結合などの、リン原子を含み又
は含まないヌクレオシド間結合の混合物を有するオリゴマーも含む。中性骨格を
有するオリゴマー、例えば、開裂又は架橋部分を有するメチルホスホネートオリ
ゴマーは、ある状況では有利であることがあり得る;このようなオリゴマーは、
開裂又は架橋部分が標的ポリヌクレオチド配列の失活を促進したが、中性の構造
がヌクレアーゼ消化の速度を減少するので、インビボで長い半減期を有し得る。
本発明の一態様によれば、これらのアンチセンスオリゴマーは、選択された標
的遺伝子から転写されたRNAの部分に対し相補的な配列を有する。阻害の正確
な分子機構は確定していないが、アンチセンスオリゴマーと標的遺伝子から転写
されたRNAの間の2本鎖の形成に起因すると示唆されている。そのように形成
された2本鎖は、mRNA配列の翻訳、プロセシング又は輸送を阻害し得るか、
又は酵素RNaseHによる消化を至らしめる。
1本鎖オリゴマーはまた、2本鎖DNA標的にも結合し得、2本のDNA鎖の
内の1つと2本鎖を形成し、標的鎖の第二のDNAは、2本鎖から移動する。好
ましいのは、オリゴマーとDNA2本鎖標的のコードしている鎖による2本鎖の
形成である(「インベーディング2本鎖」)。そのように形成されたインベーデ
ィング2本鎖は転写を阻害し得る。
本発明の別の態様に従えば、5−α−レダクターゼ又はアンドロゲン受容体の
抑制調節は、オリゴマーが、2本鎖又は1本鎖の核酸の標的配列と相補的であっ
て、それと3重螺旋複合体を形成し、それ故標的化された核酸配列の発現を妨害
又は阻止するように選択された配列を有する第三鎖オリゴマー又は3本鎖オリゴ
マー対を使用する3重螺旋の形成によってなし得る。3本鎖の形成は、幾つかの
方法のうちの1つの方法で生じ得る。1本鎖オリゴマーは2本鎖のDNA又はR
NAと3本鎖を形成する;2本の分離した又は連結したオリゴマーは、1本鎖の
DNA又はRNAと3本鎖を形成する;2本の分離した又は連結したオリゴマー
は2本鎖のDNA又はRNAの内の1つと結合し、3本鎖の形成に関与しないよ
うに残りを除去してもよい。3重螺旋複合体の形成による、2又は1本鎖の核酸
の標的配列の発現を阻止又は妨害するためのオリゴマー(第三鎖オリゴマー及び
3本鎖オリゴマー対を含む)の使用は、同時係属の米国特許出願07/388,
027号、同07/751,813号、同07/772,081号及び同07/9
87,746号にさらに記載されており、参考のためにここに引用する。
概して、用いるオリゴマーは標的核酸の配列に相補的である配列を有しよう。
しかし、絶対的な相補性は必要ではないであろう;一般的に、標的核酸と安定な
2本鎖(あるいは場合次第で3重螺旋複合体)を形成するに十分な相補性を有す
るオリゴマーは適当であると考えられる。安定な2本鎖の形成は、ハイブリダイ
ズしているオリゴマーの配列、及び、長さ並びにとアンチセンスオリゴマーと標
的配列との間の相補性の程度に依存するので、より長いオリゴマーが使用される
場合は、系はより低い忠実度(相補性)を許容し得る。3重螺旋複合体を形成す
るオリゴマーについてもこのことは真実である。しかし、生理学的条件下で約4
0℃より高い融解温度を有する2重又は3重螺旋構造を形成するに十分な相補性
を有する長さの約8〜約40ヌクレオシド単位のオリゴマーは、本発明の方法に
従う使用に特に適切である。使用するオリゴマーの濃度は、治療するべき脱毛の
状態の程度、選択された個々のアンチセンスオリゴマー、3本鎖オリゴマー対又
は第三鎖オリゴマーのタイプ及び特異性を含む多くの因子に依存して変え得る。
脱毛の進行の美容上有意の減退によって示される有意の阻害は約10μMの範囲
での濃度で得られ得る;しかし、他の条件下ではより高い又はより低い濃度のオ
リゴマーが好ましいこともあろう。
オリゴマーが経皮的に投与される場合、中性のオリゴマーが好ましい。
ある好ましい態様によれば、これらのオリゴマーはポリヌクレオシド又はヌク
レオシド/非−ヌクレオシドポリマーとコンジュゲーションの相手との間のコン
ジュゲートを含み得る。適当なコンジュゲーションの相手には、アクリジンのよ
うな挿入剤、アルキル化剤、細胞表面の受容体に対する結合物質、親油性の試薬
、プソラレンなどの光架橋剤、他の架橋剤、キレート前駆体、又はo−フェナン
トロリン銅又はEDTA−鉄などの加水分解剤又は核分解剤(Nucleoly
tic agent)のような核酸の標的部分を開裂することができる基を含む
核酸修飾剤が含まれ、それらのすべてはオリゴマー内に導入し得る。
コンジュゲーションの相手はまた、酵素の使用、又は例えば非ヌクレオチド連
結基の使用によるオリゴマーの化学的修飾による、修飾ヌクレオシド又はヌクレ
オシドアナログの取り込みによってオリゴマー内に導入され得る。
1本鎖及び2本鎖の核酸配列の機能又は発現の阻止のために使用する場合、こ
れらのオリゴマーを標的核酸との反応を引き起こし、その構造を不可逆的に修飾
し得る核酸修飾基を取り込むために都合よく誘導体化又は修飾し、それをもって
非機能的にし得る。コンジュゲートは体内のオリゴヌクレオチドの薬動学又は毒
性の改変のために誘導され得る。例えば、特許第4,588,525号に従って、
開裂可能な部分を付加し得、このような開裂可能部分はコンジュゲートの局所的
な使用に特に有用である。コンジュゲートの使用の場合、局所的使用の部位で組
織の代わりに血流に入るコンジュゲートの部分は、ごく微量でしか非標的組織に
入らないより大きく荷電された化学種に開裂され、容易に排泄される。
参考のためにここに引用する、米国特許出願第565,299号は、プソラレ
ン誘導化オリゴマーを開示している。
上で論じたように、広範囲の核酸修飾基がこれらオリゴマーを誘導するための
コンジュゲーションの相手として使用し得る。核酸修飾基には、誘導化オリゴマ
ーが1本鎖又は2本鎖核酸セグメントと複合体を形成した後、標的核酸セグメン
ト又はその標的配列部分の架橋、アルキル化、開裂、分解、又はそうでなければ
失活又は破壊を起こし得、それによってその核酸セグメントの機能及び/又は発
現を不可逆的に阻害する基が含まれる。
オリゴマー内の核酸修飾基の場所は、変化し得、使用する個々の核酸修飾基と
標的核酸セグメントに依存し得る。従って、核酸修飾基はオリゴマーの末端かあ
るいは両末端の中間に位置し得る。複数の核酸修飾基を含んでもよい。
ある態様では、核酸修飾基は反応を起こし、従ってオリゴマーと核酸標的の間
が架橋するよう光反応する(例えば光の特定の波長、又は波長の範囲によって活
性化される)。
架橋を起こし得る核酸修飾基の例は、アミノメチルトリメチルプソラレン基(
AMT)のようなプソラレンである。AMTは、有利な光反応性を有し、架橋を
起こす前に特定の波長の光にさらすことによって活性化されなければならない。
光反応性を有するか又は有しない他の架橋剤は、これらのオリゴマーの誘導化に
使用し得る。
もしくは、核酸修飾基は、核酸セグメントに共有結合的に結合し、標的を失活
するアルキル化剤の基を含み得る。適当なアルキル化剤の基は、化学分野におい
て知られており、アルキルハライド、ハロアセトアミドなどから誘導される基を
含む。ポリヌクレオチドセグメントを開裂させ得るポリヌクレオチド修飾基は、
求核攻撃による開裂を促進する部分と同様にラジカルを生じる部分を含む。エチ
レンジアミン四酢酸(EDTA)又はその中性誘導体のような遷移金属キレート
複合体は、ラジカル生成に使用し得る。ラジカル媒介の開裂を行うのに使用し得
る、他の基にはフェナントロリン、ポルフィリンなどが含まれる。EDTAを使
用する場合、開裂ラジカルの生成を助けるために鉄をオリゴマーに都合良く連結
し得る。鉄−EDTAは好ましいポリヌクレオチド開裂基であるが、アゾ化合物
又はニトレン、又は他の遷移金属キレート複合体などの他の窒素含有物質は使用
し得る。さらに他の開裂剤には、求核剤及びリンヌクレオチド間結合での水の付
加を促進する加水分解剤も含まれる。このような試薬には、アミン、置換された
グアニジニウム基、イミダゾール基などが含まれる。
1.好ましい中性オリゴマー製剤
好ましい中性オリゴマーには、モルホリノまたはホスホールアミデート結合を
含有する中性アルキル−およびアリール−ホスホネートオリゴマー及び中性オリ
ゴマーが含まれる。中性メチルホスホネートオリゴマーが特に好ましい。明らか
にされている、テープをはぎ取った皮膚(角質層を除去したもので、粘膜モデル
として報告されている)を含む皮膚にそれらのオリゴマーが浸透する能力から見
て、メチルホスホネートヌクレオシド間結合のみを有する中性メチルホスホネー
トオリゴマーが特に好ましい。
本発明の別の態様として、細胞に入るまでは中性であるが、いったん細胞内に
入ると化学的過程かまたは生物学的過程を経て荷電したオリゴマーに変換される
オリゴマーが好ましい。そのような荷電したオリゴヌクレオチドには、そのオリ
ゴヌクレオチドのヌクレアーゼによる分解に対する安定化をもたらす他の部分が
含まれていてもよい。2’−O−メチルリボース基などの置換基、様々な塩基修
飾物、およびホスホロチオエートなどのリンの骨格のアナログは、ヌクレアーゼ
に対する抵抗性を増大させることができる。さらに、オリゴマー中のメチルホス
ホネートまたは他の中性ヌクレオシド間結合の存在は、エクソヌクレアーゼ抵抗
性をもたらす。
約6〜約40のヌクレオシドを有する中性オリゴマーが好ましく、約12〜約
20のヌクレオシドを有する中性オリゴマーがより好ましい。20を超えるヌク
レオシドを含有する中性オリゴマーを用いてもよい(より長い配列に対して相補
的であることが望ましい)が、mRNAなどの標的核酸の二次構造の発現に競合
し、溶解性および皮膚への浸透性を最大とするためには、その代わりに総数が2
0を超えるヌクレオシドのより短いタンデムオリゴマーを用いることが好都合で
あろう。これらのタンデムオリゴマーは、標的配列に対する結合特異性をも高め
ることができる。あるいはまた、それぞれのオリゴマーが同じ遺伝子かまたは異
なる遺伝子の一部である異なる標的配列に相補的な、多数の中性オリゴマーを使
用することが好都合であろう。
中性オリゴマーがアルキル−またはアリール−ホスホネートオリゴマーを含有
する場合、修飾されたリボシル部分を有するヌクレオシドモノマー単位を組み入
れるのは好都合であろう。これらの中性オリゴマー中に2’−O−アルキル−ま
たは2’−ハロ−、および特に2’−O−フルオロ−または2’−O−メチル−
リボシル部分を有するヌクレオシド単位を用いることにより、そのオリゴマーが
それに相補的な標的配列にハイブリダイズするのを好都合に改善することができ
る。
適切な製剤は、重量で約0.0001重量%〜約10重量%の中性オリゴマー
を含有する。
1つの好ましい態様として、短鎖脂肪族アルコールを約2%〜約100%含有
する中性オリゴマー製剤が提供される。適切なアルコールには、エタノール、イ
ソプロピルアルコール、プロピレングリコール、およびグリセロールが含まれる
。ある研究において、エタノールを含有する中性オリゴマー製剤は、好都合な経
皮フラックス(流量)を示すことが解っている。
特に好ましい態様において、これらの中性オリゴマー製剤は、さらにフラック
スエンハンサーを含有していてもよい。適切なフラックスエンハンサーには、当
業者に知られたものが含まれ、また、デシルメチルスルフォキシド、ジメチルス
ルフォキシド、ならびに環状ケトン、ラクトン、無水物、およびエステル[PC
T出願番号PCT/US86/02583(公開番号WO 87/03473)
に記載のものなど]が含まれる。これらのフラックスエンハンサーのいくつかは
そのオリゴマーの貯留をも増大させるので、皮膚自体内のオリゴマーの濃度を増
大させるように作用する。
したがって、皮膚に対する局所適用などの直接的(局所的)な処置を行うため
のオリゴマー製剤については、経皮フラックスを最大にするのみならず、皮膚に
おけるオリゴマーの貯留を増大させるフラックスエンハンサーを用いることが好
ましい。ある環状ケトンおよびラクトンエンハンサーも同様に、局所における貯
留を増大させることが報告されているので、それらのエンハンサーにはオリゴマ
ー製剤を局所投与するための好ましい種類のエンハンサーが含まれる。
ある態様として、本発明にはこれらのオリゴマーのリポソームによる輸送が含
まれる。薬物輸送のための様々な方法とリポソーム小胞の種類についての記載が
ある[例えば、Remington’s Pharmaceutical Sc
iences(1990)を参照のこと]。オリゴマーはリポソームに封入する
ことができる。このようなリポソーム複合体は好都合に作用して、オリゴマーの
輸送を増強させることができる。
B.好ましい標的遺伝子および標的配列
好ましい態様として、本発明は酵素5−α−レダクターゼの発現を妨げるか、
またはアンドロゲン受容体それ自体の発現を妨げるオリゴマーを用いて脱毛を抑
制するかまたは減らす方法を提供する。適切なオリゴマーには、アンチセンスオ
リゴマー、第三鎖オリゴマー、および3本鎖オリゴマー対が含まれる。
本発明の別の態様として、アンドロゲン受容体または5−α−レダクターゼを
コードしているDNA上またはそのDNAから転写されたmRNA上の標的配列
、あるいはこのmRNAの転写開始部位の直近の上流にある配列に対して相補的
なオリゴマーを投与することによって、ヒトアンドロゲン受容体または5−α−
レダクターゼ酵素の発現を抑制するかまたは妨げ、脱毛を減らす方法を提供する
。投与されるオリゴマーはアンチセンスオリゴマー、第三鎖オリゴマー、または
3本鎖オリゴマー対のいずれかであってもよい。このアンチセンスオリゴマーは
、標的遺伝子から転写されたRNAの配列か、1本鎖DNA標的遺伝子、または
2本鎖内に含まれる1本鎖RNAまたはDNAに対して相補的である。第三鎖オ
リ
ゴマーは、2本鎖の核酸配列と水素結合し、それらとの三重螺旋複合体を形成す
ることができるように選ばれた塩基配列を持っている。3本鎖オリゴマー対の第
一および第二オリゴマーは、標的遺伝子の標的とする1本鎖核酸配列か、または
その転写産物に相補的で、その配列と水素結合することができるか、あるいは2
本鎖複合体の1本鎖に相補的となるように選ばれた配列を有しており、またこの
1本鎖核酸とともに3重螺旋複合体を形成する。
この標的遺伝子はアンドロゲン受容体または酵素5−α−レダクターゼをコー
ドしているそれらの遺伝子からなる群から選ばれ、当該遺伝子の転写開始部位の
直近の上流にある標的配列を含むと考えられる。好ましくは、この標的遺伝子に
は、アンドロゲン受容体遺伝子または5−α−レダクターゼ遺伝子の−500〜
+20(転写開始部位を基準として)の配列が含まれるであろう。より好ましく
は、適切な配列には、アンドロゲン受容体遺伝子または5−α−レダクターゼ遺
伝子の−100〜+20(転写開始部位を基準として)の領域内の標的遺伝子が
含まれるであろう。
この標的にハイブリダイズするときに、一部または全部がこれらの部位の近傍
にあるかまたはこれらの部位を被うように、適当な長さの(好ましくは約8〜4
0ヌクレオシドの、より好ましくは約12〜約20ヌクレオシドの)オリゴマー
が選ばれる。標的配列がmRNAであるときの好ましい部位には、アンドロゲン
受容体遺伝子と5−α−レダクターゼ遺伝子の両方の場合に、5’非翻訳領域、
AUG開始コドンのわずかに下流の領域(好ましくはAUG開始コドンから約2
0ヌクレオシド下流以内)を含む翻訳開始領域、スプライス受容体、スプライス
供与体、および3’非翻訳領域が含まれる。
例として、アンドロゲン受容体の場合、好ましい標的部位には、ヒトアンドロ
ゲン受容体遺伝子(Genbank遺伝子座:HUMARB)のヌクレオチドの
位置を基準にして、18−50の範囲の配列が含まれるであろう。この配列の範
囲における好ましい標的には、アンドロゲン受容体遺伝子(Genbank遺伝
子座:HUMARB)のヌクレオチド位置28−44に対応する配列:
[1] TTC CCC CAC TCT CTC TC、
が含まれるであろう。この配列範囲の二番目に好ましい標的には、アンドロゲン
受容体遺伝子のヌクレオシド位置36−50に対応する配列:
[2] CTC TCT CTC ACC TC、
が含まれるであろう。好ましい3本鎖標的部位には、ヒトアンドロゲン受容体遺
伝子(Genbank遺伝子座:HUMARC4)のエクソン4の109−12
6の配列範囲が含まれるであろう。この配列範囲の好ましい標的には、ヒトアン
ドロゲン受容体遺伝子のエクソン4のヌクレオチド位置109−123に対応す
る配列:
[3] UCU CUC UUC CUU CCC、
が含まれるであろう。
したがって、本発明の好ましい態様として、5−α−レダクターゼおよびアン
ドロゲン受容体について上記を含むヌクレオチド位置によって定義される、これ
らの部位の直近の部位とハイブリダイズするか、または部分的または全体的にこ
れらの部位とハイブリダイズしこれらの部位を被う配列を有するように、適当な
長さの(好ましくは約8〜40ヌクレオシドで、より好ましくは約12〜約25
ヌクレオシド、特に約12〜約20ヌクレオシドの)ヌクレオシドが選ばれる。
アンチセンスオリゴマーを用いる場合、このオリゴマーの配列は、この標的領
域にハイブリダイズできるようにこの標的領域の配列と逆相補性のものである。
第三鎖のオリゴマーを用いる場合、このオリゴマーは2本鎖核酸標的との配列
特異的な水素結合相互作用を形成するように選ばれる。
3本鎖オリゴマー対を用いる場合、第一および第二オリゴマーは、1本鎖核酸
と配列特異的な水素結合相互作用を形成し、三重螺旋構造を形成するように選ば
れる。
本発明の理解を助けるために、以下の実施例を含め、一連の実験の結果を記載
する。本発明に関する以下の実施例は、当然ながら、本発明を特に限定するもの
とは解釈すべきではなく、当業者の予測範囲内にある、今回明らかになっている
かまたは将来開発されるであろう本発明におけるそのような変更は、以下の請求
項に示すごとく本発明の範囲内にあるものと考えられる。
実施例1 オリゴリボヌクレオシドの製造
以下の方法を用いてオリゴリボヌクレオチドを合成する:
5’−O−ジメトキシトリチル−2’−O−tert−ブチルジメチルシリル
−3’−O−N,N−ジイソプロピル−β−シアノエチルホスールアミジト・ヌ
クレオシド(MilliporeまたはPennisula Laborato
riesのいずれかより購入)を用いて、オリゴリボヌクレオチドを合成した。
本合成は、より立体的に妨げられた2’−O−tert−ブチルジメチルシリル
RNAモノマーが反応するための適当な時間を与えるように、結合時間を12分
に延長した以外は、標準的Milligenホスホールアミジト法を用いるMi
lligen 8750自動化合成装置を使用して1μモルの規模で実施した。
本合成は、Pennisula Laboratoriesより購入した2’−
O−tert−ブチルジメチルシリルリボヌクレオシドを結合させたコントロー
ル−ポア(control−pore)ガラス上で開始した。他のすべてのオリ
ゴヌクレオチド合成試薬は、Milligenの標準プロトコールの記載に従っ
た。
合成後、このオリゴヌクレオチドは無菌、無RNアーゼ条件下で取り扱った。
水は0.5%ジエチルピロカーボネートで一夜処理した後、オートクレーブにか
けて滅菌した。すべてのガラス容器は300℃で少なくとも4時間乾熱処理した
。
最初に、支持体に結合したオリゴマーを3/1水酸化アンモニウム/エタノー
ルで55℃にて15時間処理することにより、このオリゴヌクレオチドを脱保護
して支持体から離脱させた。次に、オリゴヌクレオチドを含有する上清をデカン
トし、蒸発乾燥させた。次に、得られた残留物をテトラヒドロフラン(含水率5
%またはそれ以下)中の1Mフッ化テトラブチルアンモニウム0.6mLで室温
にて24時間処理した。2Mトリエチルアンモニウムアセテート水溶液(pH7
)0.6mLを加えて、本反応を減衰させた。無菌水を用いて本溶液をBio−
Rad 10DGカラムに通すことにより、この反応混合物の脱塩を行った。次
に、
脱塩したオリゴヌクレオチドを乾燥させた。
このオリゴリボヌクレオチドの精製は、標準法を用いる15%19/1ポリア
クリルアミド/ビス−アクリルアミドおよび7M尿素を含有するポリアクリルア
ミドゲル電気泳動(PAGE)によって行った[Manitis,T.らの、M
olecular Cloning: A Laboratory Manua
l、184−185頁(Cold Spring Harbor 1982)を
参照のこと]。ゲルは幅20cm×長さ40cm×厚さ6mmであった。オリゴ
リボヌクレオチド(60 OD単位)を1.25%ブロモフェノールブルーを含
有する200μLの水に溶解させ、ゲル上に載せた。このゲルを300Vで一夜
泳動させた。UVバックシャドーイング(backshadowing)によっ
て生成物のバンドを可視化して切り取り、0.5M酢酸ナトリウムを用いて生成
物を一夜溶出させた。製造業者提供のプロトコールを用い、Waters C1
8 Sep−Pakカートリッジを用いて生成物の脱塩を行った。次に、この生
成物をキネージング(kinasing)により32P標識し、PAGEによって
分析した。
実施例2 熱変性プロファイル
熱変性分析により、2つのMPオリゴマーと相補性RNAオリゴマーとの間に
形成された3本鎖複合体の安定性を検討した。分析を行うための溶液を以下の通
りに調製した:10mMリン酸カリウム、0.1M塩化ナトリウム、0.03%
カリウムサルコシレート、0.1mM EDTA(pH7.2)中に2.4μM
MPオリゴマー、1.2μM RNAオリゴマー(MP:RNAモル比2:1)
(最終濃度=1mL)。各溶液を80℃に加熱し、約4時間かけて4℃に冷却し
た。次に、この溶液を水晶製キュベット(光路長1cm)に移し、IBM互換P
Cコンピュータに接続した温度調節モジュールを備えたVarian Mode
l 3E分光光度計に置いた。1.5℃/分の速度で5℃から80℃まで温度を
変化させて、吸光度を260nmで連続的に測定した。A260対温度のプロット
から、この実施例に記載したそれぞれのオリゴマーセットについて、1つの一相
性転移が明らかとなった。
各複合体の半分が1本鎖に解離する融解温度(Tm)は、オリゴマー1および
オリゴマー2についてそれぞれ45.8℃および42.3℃であった(表I参照
)。MPオリゴマー2とその標的の比2:1および1:1における完全な融解曲
線を図1に示す。このように、生理的温度(ヒト皮膚で37℃以下)においてM
Pオリゴマー濃度が2.4μMを超える場合は、これらのオリゴマーは十分にハ
イブリダイズされるであろう。
図1に、オリゴマー2と標的配列との間に形成された2本鎖および3本鎖複合
体の熱変性プロファイルを示す。
実施例3 血清からのメチルホスホネートオリゴマーのクリアランス
マウス血清からのメチルホスホネートオリゴマーのクリアランスを2つのオリ
ゴマーを用いて測定した:3H−テトラマー(1689−3)3H−(dT)4お
よび12−マー(量体)(2054−2)3H−C2−(TC)6(C2は第一級
アミンとの2−炭素非ヌクレオチドリンカー(linker)を表す)。
9−10週齢の雌のBALB/Cマウス(Jacson Laborator
y)の尾静脈に200μLのリン酸緩衝生理食塩水中の27nM(3×105d
pm)のオリゴマーを注射した。
眼から出血させることにより、表示した時間に試料を採取した。200μLの
ヘパリン処理眼出血用毛細管中に試料100μLを採取した。施術中、マウスを
メトファン(メトシキフルラン)で軽く麻酔し、各マウスからの採血は7〜8回
以下とした。血液をポリプロピレン製微量遠心管に移し、遠心して細胞を除去し
た。血清の部分標本20μLを取り、5mLのシンチレーション液(Scint
iVerse BD)と混合した。液体シンチレーションカウンター中で放射活
性量を測定した。
マウスにおける2つのオリゴマーの血漿中半減期は約8〜10分であることが
わかった。図2および3に、4−マー(図2)および12−マー(図3)の血漿
からのクリアランスのプロットを示す。
実施例4 透過性および組織濃度試験のための皮膚試料の調製
A.無毛マウス皮膚
無毛マウス(雄のHRS/J系、8〜10週齢、20〜25g)をCO2チャ
ンバー内で屠殺し、約5cm2の全層皮膚(真皮および表皮)を腹部から切除し
た。皮下脂肪を除去後、皮膚を生理食塩水ですすぎ、1時間以内に使用した。
透過性試験を行うために、セロハンテープを用いて無毛マウスから角質層を除
去した。最近屠殺した動物の皮膚にテープを静かに貼りつけた後、体からひき剥
した。新しいテープ片を用いて、この操作を12〜15回繰り返した。
B.ヒト死体皮膚
Stanford University Medical Centerを
介して、剖検時にヒト死体皮膚を得た。皮膚採取器を用いて、死後24時間以内
の74歳の男性の大腿部から皮膚を切除した。Van Keuren光波ミクロ
メーターを用いて測定した皮膚の厚さは125〜450pmの範囲であった。皮
膚をリン酸緩衝生理食塩水(pH7.4)ですすぎ、拭き取り乾燥させ、空気を
排出させて三重に密封された袋中で6カ月間凍結させた。使用前に、皮膚を溶か
してPBSですすいだ。
実施例5 透過性試験
9のガラス製Franz拡散セルを含む拡散コンソールを、透過性試験に用い
た。自動調温装置で調節された水をセル本体を取り囲むジャケット(被い)中に
循環させて、Franzセルを37℃に維持した。上皮側が上側(ビークル側)
を向くように、セル本体とセルの蓋との間に各皮膚を挟んで載せた。次に、ビー
クルを加える前に、1時間皮膚を平衡化させた。ばく露される表面は2.0cm2
であった。受容体にアジ化ナトリウム0.05%を含む0.01Mリン酸緩衝
生理食塩水(pH7.4)等張生理食塩水を加えて、微生物の増殖を抑制した。
Franzセルを閉じて、受容体相の薬物濃度を最大とした。セルの容量は6
.2mLであった。テフロンコートした撹拌棒を用いて600rpmでセルを撹
拌した。
セルキャップを通して、薬物/ビークル混合物を皮膚上にピペットで移した[
2.0cm2に全量0.2mLのビークルを加えた(0.1nK.cm2)]。ビ
ークルを添加後のある時間に、注射針をサイドアームから受容体溶液中に挿入し
、300μLを回収した。除去した容量を等量の新しい生理食塩水で置き換えた
。この溶液の効果は薬物フラックス計数値で表した。
透過性の結果を表11に示す。
実施例6 オリゴマーのクロマトグラフィーによる分析
HPLCによって、受容体溶液中の14−マー(メチルホスホネートヌクレオ
シド間結合のみを有する14ヌクレオシドの中性メチルホスホネートオリゴマー
)および14−マー−IA(内部のアニオン性ヌクレオシド間結合を有する14
ヌクレオシドのメチルホスホネートオリゴマー)を測定した。2つの510型ポ
ンプ、481型UV検出器、710B型WISPサンプルプロセッサー、および
Digitalコンピュータ350型マイクロプロセッサー/プログラマーから
な
るWaters840システムを用いて、これらの分析を行った。
A.14−マー
14−マーを分離するために用いたカラムは、3.9mm×15cm 4μm
のWaters Nova−Pak C18であった。
B.14−マー−IA
14−マー−IAの測定にあたって、HPLCの条件を幾分変更した。さらに
、以下に記載したように、勾配溶出プロファイルを用いた。
実施例7 皮膚に貯留したオリゴマーの組織濃度測定
予備実験を行い、透過性試験の結論における皮膚試料中に貯留した14−マー
−オリゴマーの量を測定した。皮膚を少量の水で数秒すすいだ後、少量のアセト
ニトリルで約10秒洗浄し、皮膚表面から固形の薬物を除去した。次に、分析を
行うまで皮膚を凍結した(数週間まで)。皮膚を溶かし、ドナー(donor)
ビークルにばく露されていない領域を切除して廃棄した。水和した皮膚試料の重
量を測定した後、Polytron Homogenizerを用いて0.01
Mリン酸ナトリウム中で約2分間ホモジナイズした。次に、ホモジネートを室温
で15分間、8000gで遠心分離した。上清を取り、HPLC分析によって直
接分析した(条件は下記を参照のこと)。
クロマトグラフィーの条件は、下記のいくつかの小さな変更はあるが、透過性
試験の14−マーに関する既述の条件と同様であった。
この試料に1.8μg/mLの14−マーの溶液40μLを加えることにより
、組織ホモジネート中にオリゴマーが存在することを確認した。
遠心後に、ホモジナイズおよび再遠心した後に得られたペレットを再懸濁する
ことにより、最初の試料から回収された総14−マーの1〜3%が放出された。
これらの結果は、この14−マーが最初の抽出工程において効率的に分離された
ことを示唆する。
異なるビークルを用いた透過性実験後に皮膚から分離されたオリゴマー量を表
IIIに示す。
実施例8 ヒト皮膚におけるオリゴマーのフラックスおよび貯留量の測定
皮膚採取器で厚さ約5−200μmに切り取ったヒト皮膚を用いた。この皮膚
を密閉したガラス製Franz拡散セル(実施例5に記載)中に入れた。
オリゴマーおよび場合によりエンハンサー(100μL/cm2)を含むビー
クルを皮膚表面に載せた(ばく露面積2cm2)。
皮膚から拡散したオリゴマー量と皮膚内に残っているオリゴマー量をHPLC
によって測定した(実施例5を参照)。
結果を表IVに要約する。エタノール単独は、有効な浸透エンハンサーである
ことがわかった。エタノールにDMS(デシルメチルスルホキシド)を加えると
、エタノール単独に比べて、一般に6−、10−、および14−マーの浸透速度
(および蓄積量、すなわち、24時間にわたって浸透した量)が増加した。メタ
ノール/DMSビークルに水を加えると、6−マーのフラックス(および蓄積量
)が
さらにいっそう増大したが、10−および14−マーのフラックス(および蓄積
量)は減少した。
プロピレングリコールにDMSを加えると、ヒト皮膚を通過する6−マーのフ
ラックス(および蓄積量)が増大したが、フラックス(および蓄積量)の等級順
位はエタノール/DMSビークルに比べてかなり低かった。ヒト皮膚から角質層
を除去すると、無毛マウスの皮膚において観察されたものほど劇的な増大ではな
かったものの、6−マーのフラックス(および蓄積量)が大きく増大した。
10−および14−マーについて無毛マウス皮膚とヒト皮膚からの蓄積量に関
するデータを比較すると、蓄積量は無毛マウス皮膚の方が大きかったが、おおむ
ね等級順位内であった。
全体的に、浸透速度と分子量との逆の関係が認められた(すなわち、分子量が
大きくなると、蓄積量が減少した)。
一般的に、生組織(皮膚層)および角質層のいずれにおいてもオリゴマーの最
大の貯留は、エタノール/水/DMSビークルにおいて観察された。角質層に貯
留したオリゴマーの真皮に貯留したオリゴマーに対する比は、約10:30(注
:角質層より組織の方がはるかに生存性が高いため、貯留しているオリゴマーの
大多数が真皮中に存在した)。皮膚のテープのひき剥し(角質層を除去するため
)は、全皮膚を用いる真皮における貯留に比べて、真皮における大量の6−マー
の貯留をもたらさなかった。
表Vは、様々なビークル/エンハンサーの組み合せにおける14−マーで処理
後の真皮対角質層の14−マーの貯留を示す。Kumarらの記述した超音波処
理[Pharm.Res.6:740−741(1989)]により、分析前に
角質層と真皮を分離させた。
6−マーの二番目の値は、異なる皮膚ドナーを用いた時間試験から得られ、その
他、最初の3つのエンハンサーのデータは同じドナーから得られた。
最後の3つのエンハンサーのデータは同じ実験の異なるドナーから得られた。
Detailed Description of the Invention
Treatment of androgen-related baldness using antisense oligomers
Reference to related application
The present invention is described in US patent application filed May 31, 1991, which is hereby incorporated by reference.
This is a partial continuation of Permit Application No. 07 / 707,897.
BACKGROUND AND INTRODUCTION OF THE INVENTION
Androgens are circulating at various levels in both men and women.
Is a known steroid hormone. Androgens affect sex, development, and development
And essential in reproductive function. However, androgens are associated with various types of baldness.
May play a role in unfavorable physiological conditions including the types of
The most common type of baldness is male pattern baldness (MPB). This state
It is common and affects two-thirds of all men. Regular dyeing with partial penetration
MPB inherited as a dominant trait of chromophore is known to be androgen-dependent.
Have been. This is substantiated by the fact that castrated men do not develop baldness.
Be done.
Hair follicles first appear in the womb. No new hair follicles are produced after birth, but in adulthood
It is believed that it will never be lost. But in MPB, the hair follicles
It gradually becomes smaller (miniaturization). Hair follicles exhibit cyclic activity. Period of active hair growth
Between phases (development) and relatively short transitional phase (catagen)
Rest periods (rest periods) that alternate. The development of hair on the human scalp is that each hair follicle is adjacent
Is an independent process, and hair follicle activity is mosaic. At some point, hair
4-24% (13% on average) of the capsules are telogen and less than 1% are catagens. hair
Reaches a fixed end, which mainly depends on the duration of development
It depends in part on the rate of development. On the human scalp
Growing period occupies 3 years or more; however, the percentage of hair follicles at rest is
It increases with age and gradually becomes poor. In MPB, pause for developmental period
The ratio of the period will increase further. Also, the hair in the affected areas of MPB
Steadily short, thin, and finally known as short (less than 2 cm) thin vellus hair
It becomes hair without pigment.
The endocrine system does not directly start or stop the activity of hair follicles, but
Accelerate or diminish the normal cycle of hair growth described above.
Testosterone (T) is the major circulating antrogen. Circular T is mainly
Since it is bound to sex hormone-binding globulin (SHBG), the availability of T
It depends not only on total concentration but also on the level of SHBG. Plasma T in MPB
Levels appear to be normal, but SHBG levels tend to be low. This
It means that men with baldness have higher free testosterone levels.
Suggest. This suggests that men with baldness have high T concentrations in saliva.
Supported by demonstrating.
T itself has minimal activity in the hair follicle. Considered to be the cause of MPB
The higher active metabolites obtained are 5-α-dihydrotestosterone (D
HT). DHT is the hair follicle after reduction of T by the enzyme 5-α-reductase.
It is formed in the cytoplasm of the vesicle. Males with baldness have 5-alpha in hair follicles and in the skin of the frontal scalp.
-As reductase is increased, this enzyme may be involved in the progression of MPB.
Has been suggested. Two genes have been reported, each one containing a different 5
-Encodes the α-reductase enzyme (Genbank locus: HUM5AR and HUMSRDA).
The action of androgens in MPB is that of androgens (primary DHT)
It is mediated by binding to the androgen receptor (AR). Androgen is AR
Specifically binds to AR and is located in the nucleus or is transported from the cytoplasm to the nucleus. A
R belongs to the steroid / thyroid hormone / retinate receptor subfamily
, This activity is regulated by strongly specific binding of recognition ligands. MPB
Evidence of AR involvement in androgen alopecia (baldness pattern in women
Type) can be alleviated by treatment with antiandrogens
Including demonstration. Spironolactone, cyproterone acetate, flutamide and cyproterone acetate
These antiandrogens, such as methidine, bind to AR and antagonize DHT binding.
Inhibit. In addition, the sebaceous glands of the bald scalp are more than the sebaceous glands of other hairy scalp
High
It has been found to have high binding affinity and androgen capacity.
Traditionally, baldness has been treated only by surgical procedures such as hair transplantation and scalp reduction. However
In recent years, some advances have been made in the medical treatment of baldness. Out of these
The most published version is minoxidil (Logine (registered trademark)
))). Minoxidil is a strong vasodilator used to treat hypertension
It is a medicine. A notable side effect of this treatment was the growth of hair on body parts. this
This led to a study of topical minoxidil on the bald area of the scalp. Some ke
The result was a clear decrease in vellus with an increase in vellus hair. Researched
Most of the reported titles reported a reduction in the rate of hair loss. But all the subjects
Did not respond to treatment with minoxidil. Recently (within 5 years)
Younger men responded better than older men and were most responsive to areas of small baldness.
I found that it worked well.
Studies show minoxidil rescues minimally bald young men of a particular population
But shows that the majority of men with baldness will not save
. The reason for the effect of minoxidil is unknown. It is a vasodilatory effect of this drug
May be due to increased blood flow caused by use. Minoxidil long-term
It is not known about the effect of the treatment during.
Other treatments have been directed to reducing the production of DHT from testosterone.
Thereby preventing cytosolic-nuclear binding and / or translocation.
Topical or intralesional progesterone also used to reduce DHT production from T
You can Progesterone is similar in structure to testosterone, so
To testosterone for the enzyme 5-α-reductase that converts terone into DHT
To compete.
Summary of the invention
The present invention provides a method of treating androgen-related hair loss, particularly hair loss in men.
More particularly, it relates to a method for reducing the progression of male pattern baldness, and
It also relates to pharmaceutical compositions useful in these methods. These methods and drug groups
Compositions specifically for treatment of hair loss associated with increased levels of protein-bound DHT in the scalp
Suitable for According to one aspect, androgen receptor binding-5 in scalp tissue
-Complementary to the target sequence in the gene that increases the amount of α-dihydrotestosterone
An oligomer is used to down regulate a gene or its transcript.
Topography of male pattern baldness is based on the androgen receptor (“AR”) of hair follicle cells.
) Number of molecules and 5-α-reductase (“5-α-RE” in various regions of the scalp
)) Activity must be dealt with. Therefore, 5-α-reductase or AR
Targeting may be useful in developing therapeutics for MPB. But systemic
Inhibition of testosterone or DHT activity leads to unfavorable feminization in men
It is awkward and very inconvenient, so the treatment only affects the scalp and is quickly removed from the body.
It is absolutely necessary to be left.
Androgen receptors may be involved in other types of hair loss besides MPB. For example
, Androgen alopecia is a type of hair loss in women
It has been shown to respond to treatment with. Accordingly, the methods and pharmaceutical compositions of the present invention
Would be useful in treating other types of androgen-related hair loss. Also these
Methods and compositions provide for localized (relative to systemic) AR or 5-α-RE inhibitory modulation.
It may be useful in the treatment of other conditions where nodules are preferred.
Accordingly, the present invention provides oligomers that inhibit or modify the expression of AR or 5-α-RE.
By exposing the tissue cells to be treated to other tissues or in other tissues
To localize and tissue-specifically without significantly impairing testosterone metabolism
Method for reducing the level of protein bound 5-α-dihydrotestosterone
Also related to. Such oligomers may include AR or 5-α-RE coding sequences.
From the sequence or transcript of the gene immediately upstream from the transcription site of the gene or its gene
Those that interact with the selected target sequence are included.
Accordingly, in one aspect, the invention resides in hair follicles and is associated with proteins.
By reducing the level of 5-α-dihydrotestosterone, androgen
The present invention relates to a method for treating hair loss related to hair loss, and according to a preferred embodiment, another group
Scalp tissue without significantly inhibiting testosterone synthesis and / or metabolism in the tissue
By reducing the level of DHT binding to androgen receptors in
And method for treating androgen-related hair loss. This method is
A cosmetically significant amount of oligomer or oligomer is sufficient to reduce the rate of hair loss.
It includes exposing scalp cells to ligomers. This oligomer or
Gomers are genes encoding AR or 5-α-RE or transcription initiation of the gene.
Interacts with transcripts of sequences or genes immediately upstream from the site, thereby
It inhibits or modifies the expression of R or 5-α-RE.
Suitable oligomers for use in the methods and pharmaceutical compositions of the invention include:
(A) Complementary to the sequence of RNA transcribed from the target gene existing in the cell
An antisense oligomer having a sequence; (b) complementary to a single-stranded DNA target sequence
Antisense oligomer having nucleoside sequence; (c) contained in double strand
Having a nucleoside sequence complementary to one RNA or DNA chain
Oligomer; (d) To a selected double-stranded nucleic acid sequence of a target gene existing in a cell
Third strand oligomer having complementary sequence; and (e) target gene or transcription thereof
Triple strand complementary to the single-stranded nucleic acid sequence of the product or to the single-stranded sequence contained in the double strand
An oligomer pair is included. Target genes are 5-α-reductase and androgen
Conveniently selected from the group consisting of these genes encoding the receptors. Preferred
In one aspect, the oligomer is used topically on scalp tissue.
According to another aspect, the invention provides an oligomer that reduces the amount of hair loss on the scalp by a certain amount.
A method of treating androgen-related hair loss, including exposure to
, The oligomer is RNA transcribed from a gene corresponding to the androgen receptor
Antisense oligomer or 5-α-reductase having a sequence complementary to the sequence
Having a sequence complementary to the RNA sequence transcribed from the gene corresponding to
Selected from oligomers.
According to a preferred embodiment, the oligomer is a neutral oligomer. Methylphosphone
Neutral oligomers, such as porcine oligomers, are rapidly cleared through the kidney. Special
Preferred is a methyl phosphonate oligomer, which is rapidly released from plasma.
It is removed and excreted in urine.
The oligomers preferably used according to the invention are oligos with a neutral skeleton.
Including Mar. Neutral oligomers, when used topically, are taken up through the skin
It is advantageous only in part and is therefore partially preferred. Preferred these oligomers are substantially
Is neutral. More preferably, a neutral oligomer is used. Particularly preferred
Is a substantially neutral methylphosphonate oligomer. Particularly preferred embodiment
According to US Pat.
Definition
As used herein, the following terms have the following meanings, unless otherwise indicated.
Have a taste.
The term "purine" or "purine base" refers to the naturally occurring adenine and guar.
Not only containing nin base, but also 9-deazapurine derivatives and other purine analogs
Analogs of purines with carbon atoms replacing the nitrogen atom at position 9
And these base modifications such as the 8-substituted base or the guanine modified at the 6-position
Includes analogs or analogs of adenine, 2-aminopurine.
The term "nucleoside" includes nucleosidyl units and is interchangeable therewith.
Used to mean a subunit of a nucleic acid containing a 5 carbon sugar and a nitrogen containing base. This
The term includes those with A, G, C, T and U as the base of the nucleoside.
Not only does it contain nucleocidyl units, but it also contains pseudoisocytosine and
Pyrimidines such as iduracil and other modified bases (such as 8-substituted purines)-
5-includes analogs and modified forms of naturally occurring bases including donor / acceptor bases
Be done. In RNA the pentose is ribose and in DNA it is 2'-deoxy.
It is ribose. The term nucleoside also refers to 2'-O-alkylribose
Other analogs of such subunits, including those with modified sugars such as
Also includes.
[In the formula, R is hydrogen or an alkyl or aryl group]. Suitable Al
Kill or aryl groups do not sterically hinder the binding of phosphonates or
Include those that do not interact with. The phosphonate group is either "R" or "S"
Can exist in any of the following configurations. Phosphonate groups link nucleosidyl units
Can be used as a phosphorus group bond (or linkage) between nucleosidyl groups.
The term "phosphodiester" or "diester" refers to a group
Means a phosphodiester group for linking nucleosidyl units.
It can be used as a phosphorus group bond (or linkage) between sidyl.
The term "non-nucleoside monomer unit" refers to the base, sugar and / or phosphorus bones.
Means a monomer unit in which the case is replaced by another chemical moiety.
The term "nucleoside / non-nucleoside polymer" refers to nucleosides and
By a polymer consisting of non-nucleoside monomer units is meant.
The term "oligonucleoside" or "oligomer" usually has a length of about 4 to about
It is about 100 nucleosides, but it can be longer than about 100 nucleosides.
Also means a nucleoside chain linked by an internucleoside bond.
. These are usually synthesized from nucleoside monomers, but can also be obtained by enzymatic methods.
Can be Thus, the term "oligomer" combines nucleoside monomers.
Means an oligonucleoside chain having an internucleoside bond.
Reotide, nonionic oligonucleoside alkyl- and aryl-phosphones
Analogs, alkyl- and aryl-phosphonothioes of oligonucleotides
, Phosphorothioate or phosphorodithioate analogs, oligonucleosides
Neutral phosphates such as phosphotriamidate analogs of tide, phosphotriesters
Ester oligonucleoside analogues and other oligonucleoside analogues and
Includes modified oligonucleosides, and also nucleoside / non-nucleoside polymers
Including. The term also refers to one or more phosphorus group bonds between monomer units.
Form acetal bond, thioform acetal bond, sulfamate bond or
Nucleosides / non-nucleosides substituted with non-phosphorus bonds such as lubamate bonds
Also includes depolymer. The term also refers to morpholine where both the sugar and phosphorus moieties are
Substituted or modified, such as base analogs or polyamide base analogs
Also included are nucleoside / non-nucleoside polymers. The term also refers to
Whether the base, sugar and phosphate skeletons of oside are replaced with non-nucleoside moieties,
Or a non-nucleoside moiety is inserted into the nucleoside / non-nucleoside polymer
Also included are nucleoside / non-nucleoside polymers. In some cases, the non-nuku
The leoside moiety may interact with the target sequence or alter its uptake into target cells.
Can help to bind other small molecules that
The term "alkyl- or aryl-phosphonate oligomer" is at least
Also has one alkyl- or aryl-phosphonate internucleoside bond
It means an oligomer. Suitable alkyl- or aryl-phosphonate groups are phosphine
Alkyls that do not sterically hinder the binding of phonates or interact with each other;
Contains an aryl group. Preferred alkyl groups have about 1 to about 6 carbon atoms.
Included are lower alkyl groups. Suitable aryl groups are those having a conjugated π-electron system.
It has at least one ring and is optionally substituted, preferably about 10
Carbocyclic aryl and heterocyclic aryl groups having up to and including 4 carbon atoms are included.
The term "methylphosphonate oligomer" (or "MP-oligomer")
, An oligomer having at least one methylphosphonate internucleoside bond
Means
The term "neutral oligomer" refers to a nonionic nucleoside between nucleoside monomers.
Has a bond between leosidyls (ie, a bond that has no positive or negative ionic charge)
Means an oligomer, such as an alkyl- or aryl-phosphonate linkage,
An internucleoside bond such as a kill- or aryl-phosphonothioate, a phosphine
Neutral phosphate bond such as phototriester bond, especially ethyl triester bond
Bonding; sulfamate, morpholino, formacetal, thioformacetal
And oligos containing non-phosphorus-containing internucleoside bonds such as carbamate bonds
Including Mar. In some cases, the neutral oligomer is an oligonucleoside or nucleoside.
Between sid / non-nucleoside polymer and another molecule for conjugation
May be included. The partner of such conjugation is
Fillers, alkylating agents, substances that bind to cell surface receptors, lipophilic reagents, Psora
Cleavage of nucleic acid modifying groups including photo-crosslinking agents such as len and targeted moieties of nucleic acids
Groups and the like. The conjugation partner is the uptake of oligomers.
The interaction between the oligomer and the target sequence, or
The pharmacokinetic distribution of rigomers can be altered. The essential requirement is that the oligomer
Oligonucleosides or nucleoside / non-nucleoside polymers contained in conjugates
Is substantially neutral and capable of hybridizing to its complementary target sequence.
That is what it means.
The term "substantially neutral" in the context of oligomers refers to the nucleoside monomer
Such that at least 80% of the internucleoside bonds between are nonionic.
Means Rigomer.
The term "neutral alkyl- or aryl-phosphonate oligomer" refers to
Neutral nuclei containing at least one alkyl- or aryl-phosphonate bond
It means a neutral oligomer having an inter-osidyl bond.
The term "neutral methylphosphonate oligomer" refers to at least one methyl ester.
Means a neutral oligomer with internucleoside linkages including phosphonate linkages
To do.
The term “tandem oligonucleotide” or “tandem oligomer” refers to
Is complementary to a sequence located on either the 5'- or 3'-side of the target nucleic acid sequence.
An oligonucleotide that co-hybridizes with a second oligomer complementary to the target sequence.
Means octides or oligomers. Tandem oligomers are secondary to the target nucleic acid sequence.
Target sequences closer to such oligomers, such as by reducing structure
Hive between these oligomers and the target by helping
Lida
Can improve ization. In addition, one of the pair of tandem oligomers is
Hybrid stability of the second tandem oligomer to the specific nucleic acid sequence
By promoting a helical structure at one of the 5'- or 3'-ends of the oligomers of
It can be improved, and vice versa.
The term "short-chain aliphatic alcohol" refers to a branched (aliphatic) alkyl chain even if it is a straight chain.
Means an alcohol having about 2 to about 20 carbon atoms, which may be a chain, including primary, secondary
Includes secondary and tertiary alcohols, glycols and polyols.
The term "flux enhancer" refers to the transdermal flux of a compound.
Sex) means a substance used to increase Flux Enhancer
Formally on the skin or mucous membranes in combination with a compound that increases the transdermal fluidity of the compound
Is applied. Enhancers are by breaking the barrier of the skin or mucous membranes, or
Thought to act by altering the distribution behavior of the drug on the skin or mucous membranes
There is.
The term "triple-oligomer pair" is sometimes used at one or more sites.
Covalently attached to and complementary to a segment of single-stranded target nucleic acid, such as RNA or DNA,
It is capable of hydrogen bonding, thus forming a triple helix structure with a single-stranded target nucleic acid.
Means first and second oligomers that can be formed. "Third strand oligomer
The term "-" means a double-stranded DNA, a double-stranded RNA, or a double-stranded DNA-RNA.
And can hybridize to a segment of double-stranded nucleic acid such as
Means an oligomer capable of forming a triple helix structure.
For a triple-stranded oligomer pair (ie first and second oligomer), or a third
The term "complementary" when referring to an oligomer of a strand, refers to the
Forming or recognizing elementary bonds (and base pairing or hybridizing)
It means an oligomer having a base sequence capable of forming a helical structure.
The term "substantially complementary" refers to each nucleotide in the target sequence.
Complementarity is not required, but is sufficient to form a stable double-stranded or triple-stranded helical complex.
Has specific binding affinity for different target sequences, thereby specifically recognizing the target sequence
And selectively inhibit or suppress the expression of the triple-stranded oligomer pair or the third
It means an oligomer including chain oligomers.
The term “triple” or “triad” refers to the single (if single-stranded) sequence of the target sequence.
Bases or dibases (if double-stranded), second- and third-strand single bases (single-stranded target)
Sequence) or 3 nucleotides between single bases of the third strand (for double-stranded targets)
Means a hydrogen-bonded complex of the bases of side.
Brief description of the drawings
FIG. 1 shows a double-stranded and triple-stranded complex formed between the oligomer 2 and the target sequence.
Figure 3 shows the heat denaturation profile of the body.
Figure 2 is a clearer from plasma of tritium-labeled tetramer in a mouse model.
It shows the
Figure 3 shows the clearing of tritium-labeled 12-mer from plasma in a mouse model.
Showing lance.
Detailed Description of the Invention
According to the invention, conditions characterized by androgen-related hair loss, especially in men
Hair loss in sex and progression of a condition further known as male pattern baldness
A method of blocking and / or diminishing is provided. These methods exist for scalp tissue
Reduces the amount of existing 5-α-dihydrotestosterone-androgen receptor complex
This reduces and / or prevents the progression of hair loss. This decrease is Andro
Suppressive modulation of gen receptor or 5-α-dihydrotestosterone (“DHT”) synthesis
Can be obtained by any of the clauses. The synthesis of DHT is the 5-alpha level present in scalp tissue.
It can be downregulated by reducing the level of dactase. Such suppression
Regulation is an oligomer that binds to the active site of a protein and alters its function, or
Antisense oligomers, third-strand oligomers and triple-strand oligomer pairs.
This can be done by using gommers. Suitable nucleos for these oligomers
The target sequence can be determined from the sequence of the target gene. Preferred sequences for the target region are herein
It describes in the book.
A.Preferred oligomer
Oligomers selected include those with a charged or uncharged backbone.
It can be any of the many types.
Preferred oligomers include alkyl- and aryl-phosphonate oligomers.
Especially preferred is the methylphosphonate oligomer. Other preferred oligos
Mers include phosphorothioate oligomers, morpholino analogs, and formaceta.
Analogs and peptide nucleic acid analogs (“PNA”).
Preferably, each oligomer consists of about 4 to about 40 nucleosides, more preferably
Specifically, it consists of about 6 to 30 nucleosides. Particularly preferred is about 8-20 nu.
It is a cleoside oligomer.
According to another preferred embodiment, tandem oligomers are used. Preferred tande
Molegomers include those consisting of a total of about 20 to about 40 nucleosides.
Oligomers with selected internucleoside linkages are known to those skilled in the art.
It can be conveniently prepared according to conventional methods. For example, commercially available equipment, reagents and protocols
Has phosphodiester and some other phosphorus-containing internucleoside linkages
It is available for the synthesis of oligomers. Gait, M .; J. , Oligo
ucleotide Synthesis: A Practical Appr
oach (IRL Press, 1984); Cohen, Jack S. et al.
, Oligodeoxynucleotides Antisense Inh
ibitors of Gene Expression, (CRC Pres
S., Boca Raton, FL, 1989); and Oligonucleo.
tides and Analogues: A Practical Appr
See Oach, (F. Eckatein, 1991). Some non-phosphorus
The preparation of oligomers containing internucleoside linkages is described in US Pat. No. 5,142,0
47, the disclosure of which is incorporated herein by reference.
According to another preferred embodiment, a pure oligomer of chirality is provided according to the invention.
use. Or at least one chiral pure internucleoside linkage.
Oligomer containing compounds can be used and would be preferred. Ori like this
Gommer is described by Lesnikowski et al., Nucleic Acids Rese.
arch 18 (8): 2109-2115 (1990) and Stec et al.,
Nucleic Acids Research 19 (21): 5883-5
It can be produced using the method described on page 888 (1991).
Synthetic methods for making methylphosphonate oligomers are described in Lee B. et al. L.
Biochemi Story 27: 3197-3203 (1988).
And Miller, P .; S. Et al., Biochemistry 25: 5092.
~ 5097 (1986), published PCT application WO 92/07864
And WO 92/07882, the disclosures of which are incorporated by reference.
Quote here.
Oligomers which are nucleoside / non-nucleoside polymers are also preferred. Suitable
Such oligomers are also chimeric oligonuclides that are hybrid RNA and DNA analogs.
Also includes leotide (Inoue et al., FEBS Lett. 2115: 327 (1
987)). Other suitable oligomers include those having a chimeric backbone.
Get caught Such a chimeric skeleton oligomer is required to activate RNaseH.
And nucleoside sequences that do not activate RNaseH
Containing an oligomer having a hybrid phosphate skeleton containing
Allows for directional cleavage. US Patent No. 5,149, cited herein by reference
See 797. The chimeric backbone oligomer also has a morpholinyl bond,
Containing a phosphorus atom, such as a formacetal bond, a peptide nucleic acid (PNA) bond, and
Also includes oligomers having a mixture of internucleoside linkages that are not included. Neutral skeleton
Having an oligomer, such as a methylphosphonate ori having a cleavage or bridging moiety
Gommers can be advantageous in some circumstances; such oligomers are
Cleavage or bridging moieties promoted deactivation of the target polynucleotide sequence, but with a neutral structure
May reduce the rate of nuclease digestion and thus have a long half-life in vivo.
According to one aspect of the invention, these antisense oligomers are selected
It has a sequence complementary to the part of RNA transcribed from the target gene. Exact inhibition
Although the precise molecular mechanism has not been determined, transcription from antisense oligomers and target genes
It has been suggested that it is due to the formation of double strands between the isolated RNAs. So formed
The resulting double strand may inhibit translation, processing or transport of the mRNA sequence,
Or it results in digestion by the enzyme RNaseH.
Single-stranded oligomers can also bind to double-stranded DNA targets and
One of the two forms a double strand, and the second DNA of the target strand migrates from the double strand. Good
The better one is the double-stranded DNA due to the strand encoding the oligomer and the DNA double-stranded target.
Formation ("invading duplex"). Invade so formed
Ing duplexes can inhibit transcription.
According to another aspect of the present invention, the 5-α-reductase or androgen receptor
The repressor regulation is that the oligomer is complementary to the target sequence of the double-stranded or single-stranded nucleic acid.
And form a triple helix complex therewith, thus interfering with the expression of the targeted nucleic acid sequence
Or a third-strand or triple-strand oligo having a sequence selected to block
This can be done by forming triple helices using mer pairs. The formation of triple strands is
It can occur in one of the methods. Single-stranded oligomers are double-stranded DNA or R
Forms a triple strand with NA; two separate or linked oligomers are single-stranded
Forms triple strands with DNA or RNA; two separate or linked oligomers
Binds to one of double-stranded DNA or RNA and is not involved in the formation of triple-stranded
The rest may be removed. Double or single-stranded nucleic acid by formation of triple helix complex
Oligomers for blocking or interfering with the expression of target sequences of
The use of a triple-stranded oligomer pair) is described in co-pending US patent application Ser. No. 07/388,
No. 027, No. 07 / 751,813, No. 07 / 772,081 and No. 07/9
87,746, incorporated herein by reference.
In general, the oligomer used will have a sequence that is complementary to the sequence of the target nucleic acid.
However, absolute complementarity may not be necessary; generally stable target nucleic acids
Sufficient complementarity to form a duplex (or triple helix complex in some cases)
Oligomers are considered suitable. The formation of stable double strands is
The sequence and length of the oligomer being
Longer oligomers are used because they depend on the degree of complementarity with the target sequence
In some cases, the system may tolerate lower fidelity (complementarity). Form a triple helix complex
This is also true for some oligomers. However, under physiological conditions, about 4
Sufficient complementarity to form a double or triple helix structure with a melting temperature above 0 ° C
Oligomers of about 8 to about 40 nucleoside units having a length of
It is particularly suitable for use according to. The concentration of oligomers used depends on the hair loss to be treated.
Degree of condition, individual antisense oligomer selected, triple-stranded oligomer paired or
Can vary depending on many factors, including the type and specificity of the third strand oligomer.
Significant inhibition, indicated by a cosmetically significant reduction in hair loss progression, is in the range of about 10 μM
At higher concentrations, but under other conditions, higher or lower concentrations may be obtained.
Rigomers may be preferred.
If the oligomer is administered transdermally, neutral oligomers are preferred.
According to one preferred embodiment, these oligomers are polynucleosides or nucleosides.
Conjugation between the reoside / non-nucleoside polymer and the conjugation partner
It may include a jugate. Acridine is suitable for suitable conjugation
Such intercalating agents, alkylating agents, binding substances for cell surface receptors, lipophilic reagents
, Photocrosslinkers such as psoralen, other crosslinkers, chelate precursors, or o-phenane
Hydrolyzing or nucleating agents (Nucleoly) such as trollin copper or EDTA-iron
a group capable of cleaving the target moiety of a nucleic acid, such as
Nucleic acid modifiers are included, all of which may be incorporated within the oligomer.
The conjugation partner may also be the use of enzymes, or non-nucleotide linkages, for example.
Modified nucleosides or nucleosides by chemical modification of oligomers through the use of linking groups
It can be introduced into the oligomer by the incorporation of an oside analog.
When used to block the function or expression of single-stranded and double-stranded nucleic acid sequences, this
Causes these oligomers to react with target nucleic acids and irreversibly modify their structure
Conveniently derivatized or modified to incorporate possible nucleic acid modifying groups, with which
Can be non-functional. The conjugate is the pharmacokinetics or toxicity of the oligonucleotide in the body.
It can be induced due to altered sex. For example, according to Japanese Patent No. 4,588,525,
Cleavable moieties may be added, such cleavable moieties being local to the conjugate.
Is especially useful for various uses. When using the conjugate, set up at the site of local use.
The portion of the conjugate that enters the bloodstream instead of the weave becomes a very small amount of non-target tissue.
It is cleaved to a more charged species that does not enter and is easily excreted.
US Patent Application No. 565,299, incorporated herein by reference, is published by Psorale.
A polymer derivatized oligomer is disclosed.
As discussed above, a wide range of nucleic acid modifying groups are available for directing these oligomers.
Can be used as a conjugation partner. Nucleic acid modifying groups include derivatized oligomers.
The target nucleic acid segment after forming a complex with the single-stranded or double-stranded nucleic acid segment.
Of the target sequence portion thereof or alkylation, cleavage, degradation, or otherwise
It may be inactivated or destroyed, thereby functioning and / or developing the nucleic acid segment.
Groups that irreversibly inhibit the present are included.
The location of the nucleic acid modifying group within the oligomer can vary, depending on the particular nucleic acid modifying group used.
It may depend on the target nucleic acid segment. Therefore, the nucleic acid modifying group should be located near the end of the oligomer.
It can be located in the middle of both ends. It may include multiple nucleic acid modifying groups.
In some embodiments, the nucleic acid modifying group undergoes a reaction, thus, between the oligomer and the nucleic acid target.
Photoreact to crosslink (for example, depending on the specific wavelength of light or range of wavelengths).
Is sexualized).
An example of a nucleic acid-modifying group capable of causing crosslinking is an aminomethyltrimethylpsoralen group (
AMT) is a psoralen. AMT has an advantageous photoreactivity and can crosslink
It must be activated by exposure to light of a particular wavelength before it awakens.
Other crosslinkers, with or without photoreactivity, are available for derivatization of these oligomers.
Can be used.
Alternatively, the nucleic acid modifying group covalently binds to the nucleic acid segment and inactivates the target.
The group of the alkylating agent may be included. Suitable alkylating agent groups are suitable for chemical
It is known to have groups derived from alkyl halides, haloacetamide, etc.
Including. The polynucleotide modifying group capable of cleaving the polynucleotide segment is
It includes a part that produces a radical as well as a part that promotes cleavage by nucleophilic attack. Echi
Transition metal chelates such as diamine tetraacetic acid (EDTA) or its neutral derivatives
The complex can be used for radical generation. Can be used to perform radical-mediated cleavage
Other groups include phenanthroline, porphyrin and the like. Use EDTA
When used, iron is conveniently linked to the oligomer to aid in the generation of cleavage radicals.
You can Although iron-EDTA is the preferred polynucleotide cleavage group, azo compounds
Or other nitrogen-containing substances such as nitrene or other transition metal chelate complexes are used
You can Still other cleavage agents include nucleophiles and water at the phosphorus internucleotide linkage.
Also included are hydrolyzing agents that promote addition. Such reagents include amines, substituted
A guanidinium group, an imidazole group, etc. are included.
1.Preferred neutral oligomer formulation
Preferred neutral oligomers include morpholino or phosphoramidate linkages.
Contains neutral alkyl- and aryl-phosphonate oligomers and neutral ori
Gomer is included. Neutral methylphosphonate oligomers are especially preferred. clear
The skin that has been stripped of tape (the stratum corneum has been removed, mucosal model
Reported as) due to the ability of those oligomers to penetrate the skin
Methyl phosphonate Neutral methyl phosphone having only internucleoside linkages
Tolomer is particularly preferred.
In another aspect of the present invention, the substance is neutral until entering the cell,
Upon entry, it is converted to a charged oligomer through chemical or biological processes
Oligomers are preferred. Such charged oligonucleotides have
Other moieties that provide stabilization of gonucleotides against nuclease degradation
May be included. Substituents such as 2'-O-methylribose group, various base modifications
Decorative and phosphorus backbone analogs such as phosphorothioates
Resistance to can be increased. In addition, methylphos
The presence of phonate or other neutral internucleoside linkages is associated with exonuclease resistance.
Bring sex.
Neutral oligomers having about 6 to about 40 nucleosides are preferred, about 12 to about
More preferred are neutral oligomers having 20 nucleosides. Over 20 Nuks
Neutral oligomers containing leosides may be used (complementary to longer sequences
Is desirable), but competes for the expression of secondary structure of target nucleic acid such as mRNA.
However, for maximum solubility and skin penetration, the total number should instead be 2
It is convenient to use shorter tandem oligomers of more than 0 nucleosides
Ah These tandem oligomers also enhance binding specificity for target sequences.
Can be Alternatively, each oligomer may be the same gene or different.
Multiple neutral oligomers complementary to different target sequences that are part of the
It would be convenient to use.
Neutral oligomer contains alkyl- or aryl-phosphonate oligomer
Incorporated nucleoside monomer units with modified ribosyl moieties
It would be convenient to be done. In these neutral oligomers 2'-O-alkyl-or
Or 2'-halo-, and especially 2'-O-fluoro- or 2'-O-methyl-.
By using a nucleoside unit having a ribosyl moiety, the oligomer
Can advantageously improve hybridization to a target sequence complementary thereto
It
Suitable formulations include from about 0.0001% to about 10% by weight of neutral oligomer.
Contains.
In one preferred embodiment, the short chain aliphatic alcohol is contained in an amount of about 2% to about 100%.
Neutral oligomer formulations are provided. Suitable alcohols include ethanol and ethanol.
Contains Sopropyl Alcohol, Propylene Glycol, and Glycerol
. In one study, neutral oligomeric formulations containing ethanol were found to
It has been found to exhibit skin flux.
In a particularly preferred embodiment, these neutral oligomeric formulations further comprise flack.
It may contain a enhancer. For a suitable flux enhancer,
Includes those known to traders, and also includes decylmethylsulfoxide, dimethyls
Rufoxide and cyclic ketones, lactones, anhydrides and esters [PC
T Application No. PCT / US86 / 02583 (Publication No. WO 87/03473)
Etc.] are included. Some of these flux enhancers
It also increases the retention of that oligomer, thus increasing the concentration of the oligomer in the skin itself.
It acts to make it bigger.
Therefore, for direct (topical) treatment such as topical application to the skin
In addition to maximizing transdermal flux, the oligomeric formulations of
It is preferable to use a flux enhancer that increases the retention of oligomers in
Good. Certain cyclic ketone and lactone enhancers also store locally.
It is reported that these enhancers have oligomers
-Includes preferred types of enhancers for topical administration of the formulation.
In one aspect, the invention includes liposomal delivery of these oligomers.
Get caught A description of various methods for drug delivery and types of liposome vesicles is available.
[For example, Remington's Pharmaceutical Sc
iences (1990)]. Oligomers are encapsulated in liposomes
be able to. Such liposomal complexes act favorably to drive oligomeric
Transport can be enhanced.
B.Preferred target genes and target sequences
In a preferred embodiment, the present invention prevents the expression of the enzyme 5-α-reductase,
Or suppress hair loss using oligomers that interfere with the expression of the androgen receptor itself.
Provide a way to control or reduce. Suitable oligomers include antisense
Rigomers, third-strand oligomers, and triple-strand oligomer pairs are included.
In another embodiment of the present invention, the androgen receptor or 5-α-reductase is
Target sequence on the encoding DNA or on the mRNA transcribed from the DNA
, Or complementary to the sequence immediately upstream of the transcription start site of this mRNA
Human androgen receptor or 5-α-
Provide a method to suppress or prevent expression of reductase enzyme and reduce hair loss
. The oligomer administered is an antisense oligomer, a third strand oligomer, or
It may be any of the triple stranded oligomer pairs. This antisense oligomer
A sequence of RNA transcribed from the target gene, a single-stranded DNA target gene, or
It is complementary to the single-stranded RNA or DNA contained within the double strand. Third chain
Re
Gomers hydrogen bond with double-stranded nucleic acid sequences to form triple-helix complexes with them.
It has a base sequence selected so that it can First of a pair of triple-stranded oligomers
The first and second oligomers are single-stranded nucleic acid sequences targeted by the target gene, or
Is complementary to the transcript and can hydrogen bond to the sequence, or 2
Has a sequence chosen to be complementary to the single strand of the double-stranded complex, and
Form a triple helix complex with single-stranded nucleic acid.
This target gene encodes the androgen receptor or the enzyme 5-α-reductase.
Selected from the group consisting of those genes
It is thought to include the target sequence immediately upstream. Preferably, this target gene
Is -500 to androgen receptor gene or 5-α-reductase gene.
+20 (based on the transcription start site) sequences will be included. More preferred
Includes the androgen receptor gene or 5-α-reductase gene in the appropriate sequence.
The target gene in the region of -100 to +20 (based on the transcription start site) of the gene is
Will be included.
When hybridized to this target, some or all are near these sites.
Or of a suitable length (preferably about 8-4) to cover these sites.
0 nucleosides, more preferably about 12 to about 20 nucleosides) oligomers
Is selected. Preferred sites when the target sequence is mRNA include androgen
In both the receptor gene and the 5-α-reductase gene, the 5'untranslated region,
A region slightly downstream of the AUG start codon (preferably about 2 from the AUG start codon)
0 downstream nucleosides)) including translation initiation region, splice receptor, splice
A donor and a 3'untranslated region are included.
As an example, in the case of the androgen receptor, the preferred target site is human androgen.
Of the nucleotides of the gen receptor gene (Genbank locus: HUMARB)
Sequences in the range 18-50, based on position, would be included. The scope of this array
The preferred target in the box is the androgen receptor gene (Genbank inheritance).
Sequence corresponding to nucleotide positions 28-44 of the trocar: HUMARB:
[1] TTC CCC CAC TCT CTC TC,
Will be included. The second preferred target in this sequence range is androgen
Sequences corresponding to nucleoside positions 36-50 of the receptor gene:
[2] CTC TCT CTC ACC TC,
Will be included. Preferred triple-stranded target sites include human androgen receptor
109-12 of exon 4 of gene (Genbank locus: HUMARC4)
Six sequence ranges would be included. The preferred target for this sequence range is human
Corresponds to nucleotide positions 109-123 of exon 4 of the drogen receptor gene
Array:
[3] UCU CUC UUC CUU CCC,
Will be included.
Therefore, in a preferred embodiment of the present invention, 5-α-reductase and an
This is defined by the nucleotide positions that include the above for the drogen receptor.
Hybridize to the site immediately adjacent to these sites, or partially or wholly
Appropriate to have sequences hybridizing to and covering these sites,
Of length (preferably about 8-40 nucleosides, more preferably about 12-about 25).
Nucleosides are selected, especially about 12 to about 20 nucleosides.
If an antisense oligomer is used, the sequence of this oligomer is
It is the reverse complement of the sequence of this target region so that it can hybridize to the region.
When a third-strand oligomer is used, this oligomer is aligned with the double-stranded nucleic acid target.
It is chosen to form specific hydrogen-bonding interactions.
When using a triple-stranded oligomer pair, the first and second oligomers are single-stranded nucleic acids.
Selected to form sequence-specific hydrogen-bonding interactions with and form a triple helix structure.
Be done.
To assist in understanding the invention, the results of a series of experiments are described, including the examples below.
To do. The following examples relating to the invention, of course, particularly limit the invention
Should not be construed as being within the prediction range of one of ordinary skill in the art, which is now revealed.
Such modifications in the invention, which may be or will be developed in the future, are defined by the following claims.
It is considered to be within the scope of the present invention as indicated in the section.
Example 1 Production of oligoribonucleosides
Oligoribonucleotides are synthesized using the following method:
5'-O-dimethoxytrityl-2'-O-tert-butyldimethylsilyl
-3'-ON, N-diisopropyl-β-cyanoethylphosporamidite nu
Cleoside (Millipore or Pennisula Laborato
(purchased from any of Ries) was used to synthesize oligoribonucleotides.
This synthesis is more sterically hindered by 2'-O-tert-butyldimethylsilyl.
The binding time was 12 minutes to give the RNA monomer adequate time to react.
Mi using the standard Milligen phosphoramidite method, except for
Performed on a 1 μmol scale using an Ilgen 8750 automated synthesizer.
This synthesis was performed by 2'-purchased from Pennisula Laboratories.
Controller bound with O-tert-butyldimethylsilyl ribonucleoside
Starting on control-pore glass. All other ori
Gonucleotide synthesis reagents are as described in Milligen's standard protocol.
It was
After synthesis, the oligonucleotide was handled under sterile, RNase-free conditions.
Water was treated with 0.5% diethylpyrocarbonate overnight and then placed in an autoclave.
And sterilized. All glass containers were dry heat treated at 300 ° C for at least 4 hours
.
First, the support-bonded oligomer was treated with 3/1 ammonium hydroxide / ethanol.
This oligonucleotide was deprotected by treating it at 55 ° C for 15 hours.
Then, it was detached from the support. Next, the supernatant containing the oligonucleotide is decanted.
And evaporated to dryness. Next, the obtained residue was treated with tetrahydrofuran (water content: 5
% Or less) in 1M tetrabutylammonium fluoride at room temperature
Was treated for 24 hours. 2M triethylammonium acetate aqueous solution (pH 7
) 0.6 mL was added to quench the reaction. Bio- this solution with sterile water
The reaction mixture was desalted by passing through a Rad 10DG column. Next
To
The desalted oligonucleotide was dried.
Purification of this oligoribonucleotide was carried out using standard methods with 15% 19/1 polyamine.
Polyacrylics containing chloramide / bis-acrylamide and 7M urea
Performed by mid gel electrophoresis (PAGE) [Manitis, T. et al. Rano, M
olecular Cloning: A Laboratory Manual
1, pp. 184-185 (Cold Spring Harbor 1982).
See]. The gel was 20 cm wide x 40 cm long x 6 mm thick. Oligo
Ribonucleotide (60 OD units) containing 1.25% Bromophenol Blue
It was dissolved in 200 μL of water and loaded on the gel. This gel at 300V overnight
Electrophoresed. UV back shadowing (back shadowing)
Visualize and cut out the product band by using 0.5M sodium acetate
The material was eluted overnight. Waters C1 using the protocol provided by the manufacturer
The product was desalted using an 8 Sep-Pak cartridge. Then this raw
By kinasing the product32Labeled with P and by PAGE
analyzed.
Example 2 Heat denaturation profile
Between the two MP oligomers and the complementary RNA oligomer by heat denaturation analysis
The stability of the formed triple-stranded complex was examined. The solution for analysis is
Prepared: 10 mM potassium phosphate, 0.1 M sodium chloride, 0.03%
Potassium sarcosylate, 2.4 μM in 0.1 mM EDTA (pH 7.2)
MP oligomer, 1.2 μM RNA oligomer (MP: RNA molar ratio 2: 1)
(Final concentration = 1 mL). Heat each solution to 80 ° C and cool to 4 ° C over approximately 4 hours
It was Next, this solution was transferred to a quartz cuvette (optical path length 1 cm), and IBM compatible P
C. Varian Mode with temperature control module connected to computer
13E spectrophotometer. Temperature from 5 ° C to 80 ° C at a rate of 1.5 ° C / min
The absorbance was measured continuously at 260 nm with varying. A260Plot of temperature vs.
From one single phase for each oligomer set described in this example.
Sexual metastasis was revealed.
The melting temperature (Tm) at which half of each complex dissociates into single strands is
45.8 ° C and 42.3 ° C for Oligomer 2 respectively (see Table I).
). Complete melting curve of MP oligomer 2 and its target in ratios 2: 1 and 1: 1
The lines are shown in FIG. Thus, at physiological temperature (37 ° C or less in human skin), M
When the P oligomer concentration exceeds 2.4 μM, these oligomers are sufficiently
Will be bridged.
Figure 1 shows the double-stranded and triple-stranded complex formed between oligomer 2 and the target sequence.
1 shows the heat denaturation profile of the body.
Example 3 Clearance of methylphosphonate oligomers from serum
The clearance of methylphosphonate oligomers from mouse serum was determined by two approaches.
Measured with Gomer:3H-tetramer (1689-3)3H- (dT)FourOh
And 12-mers (mer) (2054-2)3H-C2- (TC)6(C2 is first grade
Representing a 2-carbon non-nucleotide linker with an amine).
Female BALB / C mice aged 9-10 weeks (Jacson Laborator
y) 27 nM (3 x 10) in 200 μL of phosphate buffered saline in the tail vein.Fived
pm) oligomer was injected.
Samples were taken at the times indicated by bleeding the eyes. 200 μL
A 100 μL sample was taken in a heparinized eye bleeding capillary. Mouse during treatment
Lightly anesthetize with Methophan (methoshiflurane), and collect blood from each mouse 7-8 times.
Below. Transfer the blood to a polypropylene microcentrifuge tube and centrifuge to remove cells.
It was A 20 μL aliquot of serum was taken and 5 mL of scintillation fluid (Scint
iVerse BD). Radioactivity in liquid scintillation counter
The sex was measured.
The plasma half-life of the two oligomers in mice may be approximately 8-10 minutes
all right. Figures 2 and 3 show 4-mer (Figure 2) and 12-mer (Figure 3) plasmas.
Shows a plot of clearance from.
Example 4 Preparation of skin samples for permeability and tissue concentration testing
A.Hairless mouse skin
CO of hairless mice (male HRS / J strain, 8 to 10 weeks old, 20 to 25 g)2Cha
About 5 cm2The full-thickness skin (dermis and epidermis) from the abdomen
It was After removing the subcutaneous fat, the skin was rinsed with saline and used within 1 hour.
To perform the permeability test, the stratum corneum was removed from hairless mice using cellophane tape.
I left. Gently apply the tape to the skin of a recently slaughtered animal and remove it from the body.
did. This operation was repeated 12 to 15 times using a new piece of tape.
B.Human cadaver skin
Stanford University Medical Center
Human cadaver skin was obtained via autopsy. Within 24 hours after death using a skin sampler
Skin was excised from the thigh of a 74 year old male. Van Keuren Lightwave Micro
The skin thickness measured with a meter was in the range 125-450 pm. leather
Rinse the skin with phosphate buffered saline (pH 7.4), wipe dry and air.
It was drained and frozen in a triple-sealed bag for 6 months. Thaw skin before use
Then rinse with PBS.
Example 5 Permeability test
A diffusion console containing 9 glass Franz diffusion cells was used for permeability testing.
It was In the jacket (cover) that surrounds the cell body, put the water adjusted by the automatic temperature controller
The Franz cell was maintained at 37 ° C by cycling. Epithelium side is upper side (vehicle side)
Each skin was sandwiched between the cell body and the lid of the cell so as to face. Then bee
The skin was allowed to equilibrate for 1 hour before adding the curl. 2.0 cm exposed surface2
Met. 0.01M phosphate buffer containing 0.05% sodium azide in the receptor
Physiological saline (pH 7.4) isotonic saline was added to suppress the growth of microorganisms.
The Franz cell was closed to maximize the drug concentration in the receptor phase. The cell capacity is 6
. It was 2 mL. Stir the cell at 600 rpm with a Teflon-coated stir bar.
Stirred.
The drug / vehicle mixture was pipetted onto the skin through the cell cap [
2.0 cm2A total of 0.2 mL of vehicle was added to (0.1 nK.cm2)]. B
At some time after adding the vehicle, insert the needle into the receptor solution through the side arm.
, 300 μL was collected. The removed volume was replaced with an equal volume of fresh saline
. The effect of this solution was expressed by the drug flux count value.
The permeability results are shown in Table 11.
Example 6 Chromatographic analysis of oligomers
The 14-mer (methylphosphonate nucleoside in the acceptor solution was analyzed by HPLC.
Neutral methyl phosphonate oligomer of 14 nucleosides having only interside bond
) And 14-mer-IA (14 with an internal anionic internucleoside linkage)
Methylphosphonate oligomers of nucleosides) were measured. Two 510 type ports
Lamp, Model 481 UV detector, Model 710B WISP sample processor, and
From Digital Computer Model 350 Microprocessor / Programmer
What
These analyzes were performed using the Waters 840 system of
A.14-mar
The column used to separate the 14-mer was 3.9 mm x 15 cm 4 μm.
Waters Nova-Pak C18.
B.14-mer-IA
In the measurement of 14-mer-IA, the HPLC conditions were changed slightly. further
A gradient elution profile was used, as described below.
Example 7 Measurement of tissue concentration of oligomers accumulated in skin
Preliminary experiments were performed and the 14-mer pooled in skin samples at the conclusion of the permeability test.
-The amount of oligomer was measured. After rinsing the skin with a small amount of water for a few seconds, use a small amount of
The solid drug was removed from the skin surface by washing with nitrile for about 10 seconds. Then analyze
The skin was frozen (up to a few weeks) until done. Melts the skin, donor
Areas not exposed to vehicle were excised and discarded. Weight of hydrated skin sample
After measuring the amount, 0.01 using a Polytron Homogenizer
Homogenized in M sodium phosphate for about 2 minutes. Then homogenate at room temperature
For 15 minutes at 8000 g. Take the supernatant and directly by HPLC analysis.
Contact analysis (see conditions below).
Chromatographic conditions are permeable, with some minor changes below.
The conditions were similar to those previously described for the 14-mer of the test.
By adding 40 μL of a solution of 1.8 μg / mL 14-mer to this sample
It was confirmed that the oligomer was present in the tissue homogenate.
After centrifugation, resuspend the resulting pellet after homogenization and re-centrifugation
This released 1-3% of the total 14-mer recovered from the first sample.
These results indicate that the 14-mer was efficiently separated in the first extraction step.
Suggest that.
Shows the amount of oligomers separated from the skin after permeability experiments with different vehicles.
Shown in III.
Example 8 Measurement of oligomeric flux and retention in human skin
Human skin cut to a thickness of about 5-200 μm with a skin extractor was used. This skin
Was placed in a closed glass Franz diffusion cell (described in Example 5).
Oligomer and optionally enhancer (100 μL / cm2) Including
Kuru placed on the skin surface (exposure area 2 cm2).
The amount of oligomers diffused from the skin and the amount of oligomers remaining in the skin are analyzed by HPLC.
(See Example 5).
The results are summarized in Table IV. Ethanol alone is an effective penetration enhancer
I understand. When DMS (decylmethyl sulfoxide) is added to ethanol
, Generally 6-, 10-, and 14-mer permeation rates compared to ethanol alone
(And the amount accumulated, ie the amount permeated over 24 hours) increased. Meta
6-mer flux (and accumulated amount) when water was added to the Knoll / DMS vehicle.
)But
Even more increased, but with 10- and 14-mer flux (and accumulation)
Quantity) has decreased.
Addition of DMS to propylene glycol results in a 6-mer peptide that passes through human skin.
Lux (and accumulation) increased, but flux (and accumulation) grade order
The position was much lower than the ethanol / DMS vehicle. Human skin to stratum corneum
Is not as dramatic as that observed in hairless mouse skin.
However, the 6-mer flux (and accumulated amount) was greatly increased.
Regarding the 10- and 14-mers, the amount of accumulation from hairless mouse skin and human skin
Compared with the data obtained, the accumulation amount was larger in hairless mouse skin, but
It was in the rank order.
Overall, an inverse relationship between permeation rate and molecular weight was observed (ie,
The larger the amount, the smaller the accumulated amount).
Generally, the maximum amount of oligomers in both living tissue (skin layer) and stratum corneum
Large pools were observed in ethanol / water / DMS vehicles. Stored in the stratum corneum
The ratio of the retained oligomer to the oligomer stored in the dermis was about 10:30 (Note
: Tissue is much more viable than stratum corneum, so
The majority were in the dermis). Peel skin tape (to remove stratum corneum)
) Shows a large amount of 6-mer in the dermis as compared to retention in the dermis using whole skin.
Did not bring about storage of.
Table V treats with 14-mer in various vehicle / enhancer combinations
Shown is a 14-mer pool of posterior dermis versus stratum corneum. Ultrasonic treatment described by Kumar et al.
Rika [Pharm. Res. 6: 740-741 (1989)] before analysis.
The stratum corneum and the dermis were separated.
The second value of the 6-mer was obtained from a time test with different skin donors,
Others, the data for the first three enhancers were obtained from the same donor.
Data for the last three enhancers were obtained from different donors in the same experiment.
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フロントページの続き
(72)発明者 アーノルド,ライル・ジョン,ジュニア
アメリカ合衆国92064カリフォルニア、ポ
ウェイ、ボールダー・マウンテン・ロード
15638番─────────────────────────────────────────────────── ───
Continued front page
(72) Inventor Arnold, Lyle John, Jr.
United States 92064 California, Po
Way, Boulder Mountain Road
No. 15638