JPWO2006090906A1 - New method to overcome RNAi resistant virus strains - Google Patents

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    • C12N2770/32011Picornaviridae
    • C12N2770/32111Aphthovirus, e.g. footandmouth disease virus

Abstract

ウイルスRNAを標的配列としウイルスを抑制し得るsiRNAを形成し得る少なくとも1つのshRNA(ショートヘアピンRNA)部分もしくはウイルスRNAを標的配列としウイルスのライフサイクルに関与するタンパク質の発現を抑制し得る少なくともひとつのmiRNA部分を含み、さらにウイルスのライフサイクルに関与するタンパク質と結合しウイルスを抑制し得る少なくとも1つのデコイRNA部分、ウイルスのライフサイクルに関与する遺伝子にハイブリダイズしウイルスを抑制し得る少なくとも一つのアンチセンスRNA部分、ウイルスのライフサイクルに関与するタンパク質の発現を抑制し得る少なくとも1つのリボザイムからなるRNA部分、ウイルスのライフサイクルに関与するタンパク質の発現を抑制し得る少なくとも1つのtRNase ZL−EGSからなるRNA部分およびウイルスのライフサイクルに関与するタンパク質の発現を抑制し得る少なくとも1つのRNase P−EGSからなるRNA部分からなる群から選択される少なくとも1つのRNA部分を含み、2つ以上の上記RNA部分が切断可能に連結したキメラRNA分子。At least one shRNA (short hairpin RNA) moiety capable of forming a siRNA capable of suppressing a virus with a viral RNA as a target sequence or at least one of the viral RNAs as a target sequence and capable of suppressing the expression of a protein involved in the life cycle of the virus at least one decoy RNA portion that contains a miRNA portion and can bind to a protein involved in the life cycle of the virus and suppress the virus; at least one anti-hybrid that hybridizes to a gene involved in the life cycle of the virus and can suppress the virus Sense RNA part, RNA part composed of at least one ribozyme capable of suppressing the expression of proteins involved in the viral life cycle, small quantity capable of suppressing the expression of proteins involved in the viral life cycle At least one RNA portion selected from the group consisting of at least one tRNase ZL-EGS RNA portion and at least one RNase P-EGS RNA portion capable of suppressing the expression of a protein involved in the life cycle of the virus A chimeric RNA molecule comprising two or more RNA moieties cleavably linked.

Description

本発明は、RNAi、デコイRNAおよび/またはアンチセンスRNAを利用したウイルス感染の抑制、ウイルス感染症の治療方法に関する。   The present invention relates to a method for suppressing viral infection and treating a viral infection using RNAi, decoy RNA and / or antisense RNA.

RNA干渉(RNAi)は種々の遺伝子機能を阻害するための強力なツールであることがわかっている(Cogoni,C.et al.,Antonie Van Leeuwenhoek Int J 1994,65:205−2092−14;Baucombe,D.C.Plant Mol Biol 1996,32:79−88;Kennerdell,J.R.et al,Cell 1998,95:1017−1026;Ngo,H.et al,Proc Natl Acad.Sci.USA1998,95:14687−14692;Timmons,L.et al,Nature 1998,395,854;Waterhouse,P.M.et al,Proc Natl Acad Sci USA 1998,95,13959−13964;Lohmann,J.U.et al.,Dev Biol.1999,214:211−214;Sanchez−Alvarado,A.et al.,Proc Natl Acad Sci USA 1999,96,5049−5054;Smith,N.A.Singh et al.,Nature 2000,407:319−320;Wianny,F.et al.,Nat Cell Biol 2000,2,70−75;Chuang,C.F.et al,Proc Natl Acad Sci USA 2000,97,4985−4990;Yang,S.et al.,Mol CellBiol 2000,21,7807−7816;Svoboda,P.,Stein,P.,Hayashi,H.,and Schultz,R.M.Selective reduction of dominant maternal mRNAs in mouse oocytes by RNAintereference.2000,127,4147−4156)。RNAiの使用は分化型の培養細胞にも拡がっている(Elbashir,S.M.et al.,Nature 2001,411,494−498;Rosel,K.F.et al.,Nucleic Acid Res.2003,31(15),4417−4425)。RNAiはsiRNA(smallinterfering RNA)またはmiRNA(micro RNA)により引き起こされる(Lidardi,C.et al.,Cell 107,297−307(2001);Sijen,T.et al.,Cell 107,465−476(2001))。RNAiが関与する機構のステップには5つのステップがあることがわかっている。最初のステップでは、dsRNA(30bpより大きい)がダイサーと呼ばれるRNaseIII様酵素により切断されて19〜23ヌクレオチドのフラグメントを生成する(Berstein,E.et al,Nature 2001,409,363−6;Ketting,R.F.et al.,Genes and Development 2001,15,2654−9;Knight,S.W.et al.,Science.2001,293,2269−71)。これらの短い2重鎖siRNAは、2ヌクレオチドの3’オーバーハングという機能に不可欠な特殊な特性を有している(Ebashir,S.M.et al,Gene and Development 2001,15,188−200)。その結果、ATP依存性RNAヘリカーゼがこれらの短い2重鎖を認識しsiRNA2重鎖を2つの1重鎖RNAにすると推測されている(Nykanen,A.et al.,Cell 2001,107,309−21)。次いで、1重鎖の一つはRISC(RNA−induced silencing complex)と呼ばれる高分子タンパク質複合体(Ebashir,S.M.et al,Gene and Development 2001,15,188−200)に取り込まれ、RISC中のいまだ同定されていないエンドヌクレアーゼ活性を有するコンポーネントによる相同的なRNA配列の切断を導くガイドとして働く(Ebashir,S.M.et al,Gene and Development 2001,15,188−200;Hammond,S.M.et al.,Nature 2001,404,293−6)。最後に、RISCは切断されたRNAから離れ再び切断を触媒するために再利用される。このRISCの役割はサイレンシング効果にとって不可欠である。DNA鋳型により発現されたsiRNAも外来的に遺伝子導入されたsiRNAと同じくらい効率的に遺伝子発現を抑制することが示されている(Brummelkamp,T.R.et al.,Science 2002,296,550−3;Paddison,P.J.et al,Gene and Development 2002,16,948−58;Paul,C.P.et al,Nature Biotechnology 2002,20,505−8;ZengY.et al,Molecular Cell 2002,9,1327−33)。RNAiは培養細胞において、いくつかの異なる病原性ウイルスの複製を効果的に抑制する。(非特許文献1から5を参照)。これらのウイルスとしては灰白髄炎ウイルス(Poliomyelitis virus)、RSV(respiratory syncytical virus)およびHIVが挙げられる。HIVに関する報告において、特異的なmRNAが標的となりsiRNAによるサイレンシングが達成されている。標的RNAとしては、Gag−Pol、Env、Vifならびに小さい制御性タンパク質であるTatおよびRevが挙げられる。これらの報告はRNAiがウイルスRNAだけではなく、ウイルス感染サイクルのインテグレーション段階の前後でゲノムRNAをも効率的に標的とし得ることを示した(Bitko,V.et al.,BMC Microbiology 2001,1,34−46: Gitin,L.et al.,Nature 2002,418,430−434: Coburn,G.A.et al.,Journal of Virology 2002,76,9225−31: Jacque,J.M.et al.,Nature2002,418,435−8: Novina,C.D.et al.,Nat Med 2002,8,681−6)。動物モデルおよびヒトへの実際の応用において、siRNAを効率的にデリバリーするために、レトロウイルス(Brummelkamp,T.R.et al.,Cancer Cell 2002,2,243−7)、アデノウイルス(Xia,H.et al.,Nat Biotechnol 2002,20,1006−10)およびレンチウイルス(Qin,X.et al.,Proc.Natl Acad of Sci USA 2003.100,183−8)ベースの遺伝子治療用ベクターが構築され、種々の細胞や組織において、安定に実質的にsiRNAを発現することができた。しかしながら、最近長期間の培養においてsiRNAにより誘導される変異による耐性ウイルス株の出現が報告されている(Atze T.Das et al.,J.viol.78:2601−2605(2004): Daniel Boden et al.,J.viol.77:11531−11535(2003))。この現象は、HIV−1治療応用へのsiRNAの使用を踏みとどまらせると思われる。
一方、ウイルス増殖の抑制のために、デコイ型核酸医薬分子を用いることが研究されている。デコイは、その一例として、ウイルスゲノム上の転写因子結合部位と同じ配列を含む短い核酸であり、体内に投与すると転写因子がゲノムに結合することを阻害して遺伝子の働きを抑える。ウイルスの転写因子に対するデコイにより体内でのウイルス増殖を抑えることが可能である。例えば、HIVのTat転写増殖因子と結合するデコイ RNA(R.Yamamoto et al.,Genes Cells 5,371−388(2000))やHCVのNS3プロテアーゼを抑制するデコイ RNA(K.Fukuda et al.,Eur.J.Biochem 267,3685−3694(2000))等について報告されている。
RNA interference (RNAi) has been shown to be a powerful tool to inhibit various gene functions (Cogoni, C. et al., Antonio Van Leeuwenhoek Int J 1994, 65: 205-2092-14; Baucombe , DC Plant Mol Biol 1996, 32: 79-88; Kennerdell, JR et al, Cell 1998, 95: 1017-1026; Ngo, H. et al, Proc Natl Acad. Sci. 14687-14692; Timmons, L. et al, Nature 1998, 395, 854; Waterhouse, PM et al, Proc Natl Acad Sci USA 1998, 95, 13959-1. Lohmann, JU et al., Dev Biol. 1999, 214: 211-214; Sanchez-Alvarado, A. et al., Proc Natl Acad Sci USA 1999, 96, 5049-5054; A. Singh et al., Nature 2000, 407: 319-320; Wiany, F. et al., Nat Cell Biol 2000, 2, 70-75, Chuang, CF et al, Proc Natl Acad Sci USA 2000. Yang, S. et al., Mol CellBiol 2000, 21, 7807-7816; Svoboda, P., Stein, P., Hayashi, H., and Schul. tz, RM Selective reduction of dominant material mRNAs in mouse oocytes by RNA interference. 2000, 127, 4147-4156). The use of RNAi has also been extended to differentiated cultured cells (Elbashir, SM et al., Nature 2001, 411, 494-498; Rosel, KF et al., Nucleic Acid Res. 2003). 31 (15), 4417-4425). RNAi is caused by siRNA (small interfering RNA) or miRNA (micro RNA) (Lidardi, C. et al., Cell 107, 297-307 (2001); Sijen, T. et al., Cell 107, 465-476 ( 2001)). It has been found that there are five steps in the mechanism involving RNAi. In the first step, dsRNA (greater than 30 bp) is cleaved by an RNase III-like enzyme called Dicer to produce a 19-23 nucleotide fragment (Berstein, E. et al, Nature 2001, 409, 363-6; Ketting, R. F. et al., Genes and Development 2001, 15, 2654-9; Knight, SW et al., Science. 2001, 293, 2269-71). These short duplex siRNAs have special properties essential for the function of a 2 nucleotide 3 ′ overhang (Ebashir, SM et al, Gene and Development 2001, 15, 188-200). . As a result, it is speculated that the ATP-dependent RNA helicase recognizes these short duplexes and turns the siRNA duplex into two single-stranded RNAs (Nykanen, A. et al., Cell 2001, 107, 309- 21). Next, one of the single strands is incorporated into a macromolecular protein complex (Ebashir, SM et al, Gene and Development 2001, 15, 188-200) called RISC (RNA-induced silencing complex). Serve as a guide to guide the cleavage of homologous RNA sequences by components with endonuclease activity not yet identified (Ebashir, SM et al, Gene and Development 2001, 15, 188-200; Hammond, S M. et al., Nature 2001, 404, 293-6). Finally, RISC is reused to leave the cleaved RNA and catalyze the cleavage again. This role of RISC is essential for the silencing effect. It has been shown that siRNA expressed with a DNA template also suppresses gene expression as efficiently as exogenously introduced siRNA (Brummelkamp, TR et al., Science 2002, 296, 550). Paddison, PJ et al, Gene and Development 2002, 16, 948-58; Paul, CP et al, Nature Biotechnology 2002, 20, 505-8; ZengY et al, Molecular Cell 2002. , 9, 1327-33). RNAi effectively suppresses the replication of several different pathogenic viruses in cultured cells. (See Non-Patent Documents 1 to 5). Examples of these viruses include graymyelitis virus (Reomyelitis virus), RSV (respiratory synchronous virus) and HIV. In the report on HIV, silencing by siRNA has been achieved by targeting specific mRNA. Target RNAs include Gag-Pol, Env, Vif and small regulatory proteins Tat and Rev. These reports have shown that RNAi can efficiently target not only viral RNA but also genomic RNA before and after the integration phase of the viral infection cycle (Bitko, V. et al., BMC Microbiology 2001, 1, 34-46: Gitin, L. et al., Nature 2002, 418, 430-434: Coburn, GA et al., Journal of Virology 2002, 76, 9225-31: Jacque, J. M. et al. , Nature 2002, 418, 435-8: Novina, CD et al., Nat Med 2002, 8, 681-6). For efficient delivery of siRNA in animal models and human applications, retroviruses (Brummelkamp, TR et al., Cancer Cell 2002, 2, 243-7), adenovirus (Xia, H. et al., Nat Biotechnol 2002, 20, 1006-10) and lentivirus (Qin, X. et al., Proc. Natl Acad of Sci USA 2003.100, 183-8) based gene therapy vectors As a result, it was possible to stably and substantially express siRNA in various cells and tissues. However, the emergence of resistant virus strains due to mutations induced by siRNA in long-term culture has recently been reported (Atze T. Das et al., J. viol. 78: 2601-2605 (2004): Daniel Boden et al. al., J. viol. 77: 11531-11535 (2003)). This phenomenon appears to hold back the use of siRNA for HIV-1 therapeutic applications.
On the other hand, the use of decoy-type nucleic acid pharmaceutical molecules has been studied for the suppression of virus growth. As an example, a decoy is a short nucleic acid containing the same sequence as a transcription factor binding site on the viral genome, and when administered in the body, it inhibits the transcription factor from binding to the genome and suppresses the function of the gene. It is possible to suppress viral growth in the body by decoy for viral transcription factors. For example, decoy RNA that binds to the Tat transcription growth factor of HIV (R. Yamamoto et al., Genes Cells 5, 371-388 (2000)) or decoy RNA that suppresses NS3 protease of HCV (K. Fukuda et al.,). Eur. J. Biochem 267, 3865-3694 (2000)).

本発明は、RNAi医薬、デコイRNA医薬等のRNA医薬の少なくとも1つの医薬としての作用を発揮し得る複数の機能的RNA部分を含むキメラRNAならびに該キメラRNAを含む医薬の提供を目的とする。
本発明者は、HIV−1の遺伝子の変異により、HIV−1RNAを標的としたsiRNAによるHIV−1の複製抑制効果が失われる現象について検討を行った。siRNA適用後、HIV−1RNAに変異が生じ、siRNAがHIV−1RNAを認識できなくなり、時間が経過するとsiRNAによりHIV−1RNAを切断できなくなるものの、HIV−1RNAに変異が生じる前には、HIV−1の複製をかなり抑制し、ある程度のHIV−1複製抑制効果を発揮していることに鑑み、HIV−1RNAに変異が生じた場合にも、変異の生じていない他のRNA領域を標的にしてHIV−1RNAの複製を抑制することにより、長期間にわたってHIV−1の複製を抑制し得ることを見出した。すなわち、従来から種々HIV−1の遺伝子を標的した種々のHIV−1感染治療法が研究されていたが、それらがすべて一箇所の標的配列をターゲットとして、該標的配列を攻撃する1種類の分子を用いていたのに対して、複数の標的配列をターゲットとして、複数の攻撃分子を用いることにより、HIV−1に変異が生じても、確実にHIV−1の増殖を抑制し得ることを見出した。
本発明者は、一例として、キメラRNA部分として発現される分割可能なHIV−1vif shRNAとデコイTAR RNAをコードする第二世代のアンチHIV shRNAが著しくHIV−1複製抑制効果を有することを見出した。デコイTAR RNAは競合的にHIV−1Tatタンパク質と相互作用(タンパク質−RNA相互作用)し、HIV−1転写の5’LTRプロモーターからのトランス活性化現象のダウンレギュレートを引き起こし、相補的な阻害因子(CIF)として働く。一方、HIV−1vif−shRNAは安定に遺伝子導入されたJurkat細胞中で発現され、RNA−RNA相互作用によりHIV−1起源の遺伝子の転写後阻害に働く。標的ウイルスの遺伝子型分析により、vif shRNAとデコイTARのキメラRNAならびにshRNA単独を発現する遺伝子導入Jurkat細胞中で、HIV−1ウイルスRNAのvif shRNA標的部位において変異が生じていることがわかった。しかも、該変異は時間とともに多くなっていき、次々にウイルス変異株が生じていた。一方、HIV−1ウイルスRNAのデコイRNA標的部位においては変異は生じていなかった。興味深いことに、siRNAが関与する変異による耐性の獲得は対照vifshRNA単独およびランダムvif shRNA変異デコイTARキメラRNA(vif shRNARan−mTAR)を発現する培養中でのみ観察された。2重HIV−1アンチジーン分子を複合させて発現させ、細胞中で単一RNA分子に分割させ、RNA−RNA相互作用およびタンパク質−RNA相互作用の両方を利用する新しいストラテジーはHIV−1遺伝子治療に有用である。
すなわち、本発明の態様は、以下のとおりである。
[1] ウイルスRNAを標的配列としウイルスを抑制し得るsiRNAを形成し得る少なくとも1つのshRNA(ショートヘアピンRNA)部分もしくはmiRNA部分を含み、さらにウイルスのライフサイクルに関与するタンパク質と結合しウイルスを抑制し得る少なくとも1つのデコイRNA部分、ウイルスのライフサイクルに関与する遺伝子にハイブリダイズしウイルスを抑制し得る少なくとも一つのアンチセンスRNA部分、ウイルスのライフサイクルに関与するタンパク質の発現を抑制し得る少なくとも1つのリボザイムからなるRNA部分、ウイルスのライフサイクルに関与するタンパク質の発現を抑制し得る少なくとも1つのtRNase ZL−EGSからなるRNA部分ならびにウイルスのライフサイクルに関与するタンパク質の発現を抑制し得る少なくとも1つのRNase P−EGSからなるRNA部分からなる群から選択される少なくとも1つのRNA部分を含み、2つ以上の上記RNA部分が切断可能に連結したキメラRNA分子。
[2] ウイルスRNAを標的配列としウイルスを抑制し得るsiRNAを形成し得る少なくとも1つのshRNA部分もしくはmiRNA部分ならびにウイルスのライフサイクルに関与するタンパク質と結合しウイルスを抑制し得る少なくとも1つのデコイRNA部分が切断可能に連結したキメラRNA分子。
[3] shRNA部分またはmiRNA部分と他のRNA部分との間にUU配列が存在する[1]または[2]のキメラRNA分子。
[4] ウイルスがHIV−1、HIV−2、HCV、ガンおよびインフルエンザウイルスからなる群から選択される[1]〜[3]のいずれかのキメラRNA分子。
[5] shRNA部分、miRNA部分、アンチセンスRNA部分、リボザイムからなるRNA部分、tRNase ZL−EGSからなるRNA部分またはRNase P−EGSからなるRNA部分がHIV−1のgag、pol、env、tat、rev、nef、vif、vpr、vpu、vpx、またはLTR領域からなる群から選択される領域の一部配列を標的とする、HIV−1を抑制する[1]のキメラRNA分子。
[6] shRNA部分またはmiRNA部分がHIV−1のgag、pol、env、tat、rev、nef、vif、vpr、vpu、vpx、またはLTR領域からなる群から選択される領域の一部配列を標的とする、HIV−1を抑制する[2]のキメラRNA分子。
[7] デコイRNA部分が、HIV−1のTAR領域と相同な配列を有しTatタンパク質と結合し得る、[5]または[6]のキメラRNA分子。
[8] 下記の2次構造を有する[7]のキメラRNA分子。
[9] [1]〜[8]のいずれかのキメラRNA分子の鋳型DNAを含みキメラRNAを発現するベクター。
[10] ウイルスベクターである[9]のベクター。
[11] [1]〜[8]のいずれかのキメラRNA分子を含み、生体内で各RNA部分に切断されるウイルス感染症およびガンの予防または治療剤。
[12] [9]または[10]のベクターを含むウイルス感染症の予防または治療剤であって、生体内で各RNA部分が生成するウイルス感染症の予防または治療剤。
[13] ウイルスの変異に基づくウイルスのRNAi耐性を阻止することができる[11]または[12]のウイルス感染症およびガンの予防または治療剤。
[14] ウイルスRNAを標的配列としウイルスを抑制し得るsiRNAを形成し得る少なくとも1つのshRNAもしくはmiRNAならびにウイルスのライフサイクルに関与するタンパク質と結合しウイルスを抑制し得る少なくとも1つのデコイRNAを含むウイルス感染症の予防または治療剤。
[15] ウイルスRNAを標的配列としウイルスを抑制し得るsiRNAを形成し得るshRNAもしくはmiRNAがHIV−1のgag、pol、env、tat、rev、nef、vif、vpr、vpu、vpx、またはLTR領域からなる群から選択される領域の一部配列を標的とする[14]のウイルス感染症の予防または治療剤。
[16] デコイRNA部分が、HIV−1のTAR領域と相同な配列を有しTatタンパク質と結合し得る、[14]または[15]のウイルス感染症の予防または治療剤。
[17] ウイルスの変異に基づくウイルスのRNAi耐性を阻止することができる[15]または「16]のウイルス感染症およびガンの予防または治療剤。
本明細書は本願の優先権の基礎である日本国特許出願2005−051602号の明細書および/または図面に記載される内容を包含する。
An object of the present invention is to provide a chimeric RNA containing a plurality of functional RNA moieties capable of exerting an action as at least one pharmaceutical of an RNA pharmaceutical such as an RNAi pharmaceutical or a decoy RNA pharmaceutical, and a pharmaceutical containing the chimeric RNA.
The present inventor examined a phenomenon in which the HIV-1 replication inhibitory effect by siRNA targeting HIV-1 RNA is lost due to mutation of HIV-1 gene. After application of siRNA, mutation occurs in HIV-1 RNA, and siRNA cannot recognize HIV-1 RNA. After time, siRNA cannot cleave HIV-1 RNA, but before mutation occurs in HIV-1 RNA, HIV- In view of the fact that the replication of 1 is considerably suppressed and the HIV-1 replication inhibitory effect is exerted to some extent, even when a mutation occurs in HIV-1 RNA, other RNA regions that are not mutated are targeted. It has been found that HIV-1 replication can be suppressed over a long period of time by suppressing HIV-1 RNA replication. That is, various HIV-1 infection treatment methods targeting various HIV-1 genes have been studied conventionally, but they all target one target sequence and attack one target molecule. It has been found that by using a plurality of attack molecules with a plurality of target sequences as targets, it is possible to reliably suppress the growth of HIV-1 even if mutation occurs in HIV-1. It was.
As an example, the present inventors have found that a second generation anti-HIV shRNA encoding a splittable HIV-1 vif shRNA expressed as a chimeric RNA portion and a decoy TAR RNA has a remarkable HIV-1 replication inhibitory effect. . Decoy TAR RNA competitively interacts with HIV-1 Tat protein (protein-RNA interaction), causing down-regulation of transactivation phenomenon from 5 ′ LTR promoter of HIV-1 transcription, and complementary inhibitor Work as (CIF). On the other hand, HIV-1 vif-shRNA is expressed in Jurkat cells stably transfected, and acts on post-transcriptional inhibition of genes originating from HIV-1 by RNA-RNA interaction. Genotypic analysis of the target virus revealed that mutations occurred in the vif shRNA target site of HIV-1 viral RNA in transgenic Jurkat cells expressing vif shRNA and decoy TAR chimeric RNA and shRNA alone. Moreover, the mutations increased with time, and virus mutants were generated one after another. On the other hand, no mutation occurred in the decoy RNA target site of HIV-1 viral RNA. Interestingly, gain of resistance due to mutations involving siRNA was observed only in cultures expressing control vifshRNA alone and random vif shRNA mutant decoy TAR chimeric RNA (vif shRNARan-mTAR). A novel strategy that combines and expresses double HIV-1 antigene molecules, splits them into single RNA molecules in cells, and utilizes both RNA-RNA and protein-RNA interactions is HIV-1 gene therapy Useful for.
That is, the aspects of the present invention are as follows.
[1] At least one shRNA (short hairpin RNA) portion or miRNA portion capable of forming a siRNA capable of suppressing a virus using a viral RNA as a target sequence, and further binding to a protein involved in the life cycle of the virus to suppress the virus At least one decoy RNA portion capable of suppressing at least one antisense RNA portion capable of suppressing the virus by hybridizing to a gene involved in the viral life cycle, at least one capable of suppressing the expression of a protein involved in the viral life cycle An RNA moiety comprising one ribozyme, an RNA moiety comprising at least one tRNase ZL-EGS capable of suppressing the expression of a protein involved in the viral life cycle, and a tag involved in the viral life cycle A chimeric RNA molecule comprising at least one RNA portion selected from the group consisting of at least one RNA portion consisting of RNase P-EGS capable of suppressing protein expression, wherein two or more RNA portions are cleavably linked .
[2] At least one shRNA or miRNA part capable of forming a siRNA capable of suppressing the virus using the viral RNA as a target sequence, and at least one decoy RNA part capable of suppressing the virus by binding to a protein involved in the life cycle of the virus Chimeric RNA molecules to which are cleavably linked.
[3] The chimeric RNA molecule according to [1] or [2], wherein a UU sequence is present between the shRNA part or the miRNA part and another RNA part.
[4] The chimeric RNA molecule according to any one of [1] to [3], wherein the virus is selected from the group consisting of HIV-1, HIV-2, HCV, cancer and influenza virus.
[5] shRNA part, miRNA part, antisense RNA part, RNA part consisting of ribozyme, RNA part consisting of tRNase ZL-EGS or RNA part consisting of RNase P-EGS is HIV-1 gag, pol, env, tat, [1] The chimeric RNA molecule that suppresses HIV-1 that targets a partial sequence of a region selected from the group consisting of rev, nef, vif, vpr, vpu, vpx, or LTR region.
[6] Target a partial sequence of a region selected from the group consisting of gag, pol, env, tat, rev, nef, vif, vpr, vpu, vpx, or LTR region of HIV-1 The chimeric RNA molecule according to [2], which suppresses HIV-1.
[7] The chimeric RNA molecule according to [5] or [6], wherein the decoy RNA portion has a sequence homologous to the TAR region of HIV-1 and can bind to a Tat protein.
[8] The chimeric RNA molecule according to [7], which has the following secondary structure.
[9] A vector containing the template DNA of the chimeric RNA molecule of any one of [1] to [8] and expressing the chimeric RNA.
[10] The vector according to [9], which is a viral vector.
[11] A prophylactic or therapeutic agent for viral infection and cancer comprising the chimeric RNA molecule according to any one of [1] to [8], which is cleaved into each RNA portion in vivo.
[12] A prophylactic or therapeutic agent for a viral infection comprising the vector according to [9] or [10], wherein each RNA moiety is generated in vivo.
[13] The prophylactic or therapeutic agent for viral infection and cancer according to [11] or [12], which can block viral RNAi resistance based on viral mutation.
[14] A virus comprising at least one shRNA or miRNA capable of forming a siRNA capable of suppressing a virus using a viral RNA as a target sequence and at least one decoy RNA capable of suppressing a virus by binding to a protein involved in the life cycle of the virus Preventive or therapeutic agent for infectious diseases.
[15] shRNA or miRNA capable of forming siRNA capable of suppressing virus using viral RNA as a target sequence is HIV-1, gag, pol, env, tat, rev, nef, vif, vpr, vpu, vpx, or LTR region [14] The preventive or therapeutic agent for viral infections, which targets a partial sequence of a region selected from the group consisting of
[16] The preventive or therapeutic agent for a viral infection according to [14] or [15], wherein the decoy RNA portion has a sequence homologous to the TAR region of HIV-1 and can bind to a Tat protein.
[17] The preventive or therapeutic agent for viral infections and cancer according to [15] or [16], which can block viral RNAi resistance based on viral mutations.
This specification includes the contents described in the specification and / or drawings of Japanese Patent Application No. 2005-051602, which is the basis for the priority of the present application.

図1Aは、第二世代shRNA発現ベクターの構築を示す図である。
図1Bは、レンチウイルスベースのベクターの構築を示す図である。
図2Aは、GENETYXソフトウェアにより分析されたvif−TARキメラRNAの2次RNA構造を示す図であり、vif shRNAの3’末端とTAR RNAの5’末端の間にUU単一鎖切断部位がある。
図2Bは、HeLa CD4細胞のRT−PCR分析の結果を示す写真である。
図2Cは、HeLa CD4細胞中の発現ベクターmRNAのノーザンブロット分析を示す写真である。
図2Dは、HeLa CD4細胞中に存在するダイサーを示す写真である。
図2Eは、キメラRNAのin vivoでの切断を示す図である。
図2Fは、キメラRNAのin vitroでの切断を示す写真である。
図3Aは、HIV−1抗ウイルス効果を示す図である。
図3Bは、HIV−1レポーター遺伝子発現のダウンモジュレーションを示す写真である。
図3Cは、CS−vif shRNA−TARによるJurkatにおけるHIV−1複製の長期抑制を示す図である。
図3Dは、CS−vif shRNA−TARによるRBMCsにおけるHIV−1複製の長期抑制を示す図である。
図3Eは、CS−vif shRNA−TARによるH9細胞におけるHIV−1複製の長期抑制を示す図である。
図3Fは、Jurkat細胞における遺伝子型分析の結果を示す図である。
図3Gは、PBMCsにおける遺伝子型分析の結果を示す図である。
図4は、本発明のキメラRNAのHIV−1への作用を示す図である。
FIG. 1A is a diagram showing the construction of a second generation shRNA expression vector.
FIG. 1B shows the construction of a lentivirus-based vector.
FIG. 2A shows the secondary RNA structure of vif-TAR chimeric RNA analyzed by GENETYX software, with a UU single-strand cleavage site between the 3 ′ end of vif shRNA and the 5 ′ end of TAR RNA .
FIG. 2B is a photograph showing the results of RT-PCR analysis of HeLa CD4 + cells.
FIG. 2C is a photograph showing Northern blot analysis of expression vector mRNA in HeLa CD4 + cells.
Figure 2D is a photograph showing a dicer present in HeLa CD4 + cells.
FIG. 2E shows in vivo cleavage of the chimeric RNA.
FIG. 2F is a photograph showing in vitro cleavage of the chimeric RNA.
FIG. 3A shows the HIV-1 antiviral effect.
FIG. 3B is a photograph showing down-modulation of HIV-1 reporter gene expression.
FIG. 3C is a diagram showing long-term suppression of HIV-1 replication in Jurkat by CS-vif shRNA-TAR.
FIG. 3D shows long-term suppression of HIV-1 replication in RBMCs by CS-vif shRNA-TAR.
FIG. 3E shows long-term suppression of HIV-1 replication in H9 cells by CS-vif shRNA-TAR.
FIG. 3F is a diagram showing the results of genotype analysis in Jurkat cells.
FIG. 3G is a diagram showing the results of genotype analysis in PBMCs.
FIG. 4 is a diagram showing the action of the chimeric RNA of the present invention on HIV-1.

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のキメラRNAは、少なくとも2つの機能的RNA部分を含み、RNA部分はRNAi機構を介したRNAi医薬としての作用、デコイ機構を介したデコイ型核酸(RNA)医薬としての作用、アンチセンスRNA医薬としての作用、リボザイムRNA医薬としての作用、tRNase ZL−EGS医薬としての作用およびRNase P−EGS医薬としての作用の少なくとも1つの医薬としての作用を発揮する。好ましくは、2つ以上のRNA部分のうちの一つのRNA部分はRNAi機構を介したRNAi医薬としての作用を発揮し、他のRNA部分はデコイ機構を介したデコイ型核酸(RNA)医薬、アンチセンスRNA医薬、リボザイムRNAi医薬、tRNase ZL−EGS医薬およびRNase P−EGS医薬の少なくとも1つの医薬としての作用を発揮する。
本発明のキメラRNAは、ウイルスの抑制に用いることができる。ここで、ウイルスの抑制とはウイルスの複製、増殖を抑制し、ウイルスが生存できなくすることをいう。ウイルス感染症の治療のために、従来からウイルス複製を抑制するために、ウイルスの複製機構に関与する遺伝子を標的にしたsiRNA、アンチセンス核酸やリボザイムを用いることが研究されていた。しかしながら、HIV等のRNAウイルスにおいて、ウイルス遺伝子に高頻度で変異が生じ得る。従って、ウイルスの変異により、特定の遺伝子配列を標的とするsiRNA、アンチセンス核酸やリボザイムのウイルス抑制効果が消失してしまう。例えば、HIV−1のvif遺伝子を標的とするsiRNAを投与した場合、数週間でHIV−1遺伝子に変異が生じ、徐々に変異が増大し、siRNAの遺伝子発現抑制効果は減少していく。本発明のキメラRNAは、ウイルスを抑制するために攻撃するウイルスのライフサイクルに関与した遺伝子に変異が生じたとしても、変異していない遺伝子を同時に攻撃することにより、ウイルスが攻撃からエスケープするのを阻止し、効率よく確実にウイルスを抑制することができる。ここでウイルスのライフサイクルに関与した遺伝子とは、ウイルスが複製あるいは増殖するのに必要な遺伝子をいい、ウイルスの構造遺伝子、アクセサリー遺伝子、転写調節因子をコードする遺伝子等が含まれる。なお、本発明において、ウイルスのsiRNA標的配列に変異が生じてsiRNAの攻撃を逃れることをsiRNA耐性を獲得するといい、アンチセンス核酸標的配列に変異が生じてアンチセンス核酸の攻撃を逃れることをアンチセンス核酸耐性を獲得する変異という。他の核酸医薬に対しても同様である。本発明のキメラRNAは、ウイルスに変異が生じたとしても、ウイルスの核酸医薬に対する耐性獲得を阻止することができる。
本発明のキメラRNAによる複製を抑制するウイルスは限定されずDNAウイルスもRNAウイルスも対象となり得るが、変異により核酸医薬に対する耐性を獲得する1本鎖RNAウイルス、2本鎖RNAウイルス等のRNAウイルスが望ましい。このようなウイルスとして、レトロウイルス科、トガウイルス科、フラビウイルス科、コロナウイルス科、テトラウイルス科、ノダウイルス科、アストロウイルス科、カリシウイルス科、ピコルナウイルス科、アレナウイルス科、ブニヤウイルス科、オルトミクソウイルス科、フィロウイルス科、ラプドウイルス科、パラミクソウイルス科、ビルナウイルス科、レオウイルス科等の各科に属するウイルスが挙げられる。具体的には、HIV−1、HIV−2、C型肝炎ウイルス、HTLV−1、HTLV−2、A型インフルエンザウイルス、B型インフルエンザウイルス、ヒトスプマウイルス、風疹ウイルス、シンドビスウイルス、黄熱ウイルス、A型肝炎ウイルス、ポリオウイルス、ラッサウイルス、SARSウイルス、コロナウイルス、ムンプスウイルス、RSウイルス、コクサッキーウイルス、エコーウイルス、マールブルグウイルス、エボラウイルス、テング熱ウイルス、G型肝炎ウイルス等が挙げられる。
また、本発明のキメラRNAは、ウイルスを抑制することによりウイルス感染が原因となるがんの予防、治療にも用いることができる。ウイルス感染が原因となるがんとして、以下のがんが例示できる。子宮頸がん(ヒトパピローマウイルス16型、18型(HPV−16,18))、バーキットリンパ腫(EBウイルス(EBV))、成人T細胞白血病(ヒトTリンパ球好性ウイルス)、肝がん(B型肝炎ウイルス(HBV)、C型肝炎ウイルス(HCV))、カポジ肉腫(カポシ肉腫関連ヘルペスウイルス(KSHV))。
このような作用を発揮するために本発明のキメラRNAは、少なくとも1つのshRNA(ショートヘアピンRNA)部分もしくはmiRNA部分、少なくとも1つのデコイRNA部分、少なくとも1つのアンチセンスRNA部分、少なくとも1つのリボザイムからなるRNA部分、少なくとも1つのtRNase ZL−EGSからなるRNA部分および少なくとも1つのRNase P−EGSからなるRNA部分からなる群から選択される少なくとも1つのRNA部分を含む。好ましくは、本発明のキメラRNAは、少なくとも1つのshRNA(ショートヘアピンRNA)部分もしくはmiRNA部分を含み、さらに少なくとも1つのデコイRNA部分、少なくとも1つのアンチセンスRNA部分、少なくとも1つのリボザイムからなるRNA部分、少なくとも1つのtRNase ZL−EGSからなるRNA部分および少なくとも1つのRNase P−EGSからなるRNA部分からなる群から選択される少なくとも1つのRNA部分を含む。本発明において、キメラRNAが2種類のRNA部分からなる場合、デュアルタイプRNAと呼ぶこともあり、3種類以上のRNA部分からなる場合、マルチタイプRNAと呼ぶことがある。また、本発明のキメラRANを含む医薬をキメラRNA医薬またはデュアルタイプRNA医薬という。本発明において、RNA部分は、ウイルスの複製に関与する遺伝子と実質的に同一な配列またはウイルス複製に関与する遺伝子との相補性が高くハイブリダイズし得る配列を有するRNAをいう。キメラRNAは、特定の配列を有し、RNAi医薬、デコイ医薬、アンチセンスRNA医薬、リボザイム医薬、tRNase ZL−EGSまたはRNase P−EGS医薬としての機能を発揮するRNA配列の少なくとも2つのRNA配列が連結した構造を有する。連結したRNA配列は異なるRNA配列であるが、連結したRNA配列の医薬としての機能の組合せは、任意の組合せでよく、例えば連結するRNA部分が2種類の場合は、RNAiとRNAi、デコイRNAとデコイRNA、アンチセンスRNAとアンチセンスRNA、リボザイムとリボザイム、tRNase ZL−EGSとtRNase ZL−EGS、RNase P−EGSとRNase P−EGS、RNAiとデコイRNA、RNAiとアンチセンスRNA、RNAiとリボザイム、RNAiとtRNase ZL−EGS、RNAiとRNase P−EGS、デコイRNAとアンチセンスRNA、デコイRNAとリボザイム、デコイRNAとtRNaseZL−EGS、デコイRNAとRNase P−EGS、アンチセンスRNAとリボザイム、アンチセンスRNAとtRNase ZL−EGS、アンチセンスRNAとRNase P−EGS、リボザイムとtRNase ZL−EGS、リボザイムとRNase P−EGSおよびtRNase ZL−EGSとRNase P−EGSが挙げられる。また、3種類以上のRNA配列が連結していてもよく、3種類のRNA配列が連結する場合、上記のRNA医薬を発揮するRNA部分の任意の組合せでよい。好ましくは、RNAi医薬としての作用を発揮するRNA部分が必ず含まれている。本発明のキメラRNAに含まれるshRNA部分もしくはmiRNA部分、デコイRNA部分、アンチセンスRNA、リボザイムからなるRNA部分、tRNase ZL−EGSからなるRNA部分およびRNase P−EGSからなるRNA部分は、生体内で酵素等の切断手段により切断し得る。従って、本発明のキメラRNAは、shRNA部分もしくはmiRNA部分、デコイRNA部分、アンチセンスRNA部分、リボザイムからなるRNA部分、tRNase ZL−EGSからなるRNA部分および/またはRNase P−EGSからなるRNA部分が切断可能に連結されたキメラRNAである。RNAiと他のRNA部分、特にRNAiとデコイRNAの組合せが好ましい。これは、RNAi機構によりウイルスを抑制しようとした場合、ウイルスに変異が生じ、ウイルスがRNAi耐性を獲得してしまうからである。デコイRNA機構は、ウイルスの変異によっても効果を失わないので、最初にRNAi機構で、多くのウイルスを攻撃し、次いで変異が生じても、デコイRNA機構により変異の生じたウイルスをさらに攻撃できるように上記組合せが好ましい。
RNAi医薬とは、RNAi(RNA干渉)により特定の配列を有する標的mRNAを切断し、そのmRNAに対応する遺伝子の発現を抑制し得る医薬である。RNAiにおいては、特定の標的mRNAと実質的に同一な配列を有するセンス鎖と該センス鎖に相補的なアンチセンス鎖からなるsiRNA(short interfering RNA)がガイドRNAとしてターゲット配列を認識し、ターゲットmRNAを切断することにより、遺伝子の発現が抑制される。siRNAは細胞内または生体内でダイサー(Dicer)によりプロセッシングを受けて2重鎖RNA(dsRNA)より形成される。従って、本発明のキメラRNAは、特定のmRNAを標的とするsiRNAを形成し得るキメラRNAである。特定のmRNAを標的とするsiRNAを生成し得るキメラRNAのsiRNAを形成し得る部分はショートヘアピン構造を有しているRNA(shRNA)である。shRNAは、2本鎖部分を含みセンス鎖とアンチセンス鎖がループ配列を介して連結しているステムループ構造を有する。2本鎖構造は、1本のRNA鎖中にセンス鎖とアンチセンス鎖を逆方向配列として含む自己相補的RNA鎖によって形成される。ショートヘアピンRNAは、細胞内または生体内でプロセッシングを受けてsiRNAが産生される。5’側には、三リン酸(ppp)が結合していてもよい。また、アンチセンス鎖の3’末端にオーバーハングを有していてもよく、該オーバーハングの塩基の種類、数は限定されず、例えば、1〜5、好ましくは1〜3、さらに好ましくは1もしくは2塩基からなる配列が挙げられ、例えば、UUが挙げられる。なお、本発明において、オーバーハングとは、shRNAの一方の鎖の末端に付加された塩基であって、もう一方の鎖の対応する位置に相補的に結合し得る塩基が存在しない塩基をいう。2本鎖部分は、RNA干渉によりノックダウンしようとする標的遺伝子の配列またはノンコーディング領域に含まれる特定の標的配列にハイブリダイズし得る配列を有するRNA鎖(センス鎖)および該配列に相補的なRNA鎖(アンチセンス鎖)が相補的に結合した構造を有する。
本発明のshRNAにおいて、センス鎖の3’末端とアンチセンス鎖の5’末端がループ(ヘアピンループ配列)を介して連結されている。ヘアピンループ配列は限定されないが、5〜12塩基からなるUUで始まる配列、例えばUUCAAGAGA(配列番号19)が挙げられる。そのほかのループ配列としては、Lee NS.et al.(2002)Nat.Biotech.20,500−505、Paddison PJ.et al.(2002)Genes and Dev.16,948−958、Sui G.et al.(2002)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 99,5515−5520、Paul CP.et al.(2002)Nat.Biotech.20,505−508、kawasaki H.et al.(2003)Nucleic Acids Res.31,700−707等に記載の配列からなるループを採用することができる。
本発明のキメラRNAのshRNA部分の標的配列はウイルスの複製に関与する遺伝子の一部配列である。本発明のshRNAの標的遺伝子またはノンコーディング領域の特定の標的配列の塩基数は、限定されず、15〜500塩基の範囲で選択される。好ましくは15〜50、15〜45、15〜40、15〜35もしくは15〜30塩基、さらに好ましくは20〜35塩基、さらに好ましくは19〜30塩基、特に好ましくは19〜29塩基もしくは28塩基である。標的遺伝子またはノンコーディング領域中の標的配列は、例えば標的遺伝子により適宜発現抑制効果の大きい部分を選択すればよい。本発明のshRNAと標的配列は、同一であることが望ましいが、実質的に同一、すなわち相同な配列であってもよい。すなわち、本発明のshRNAのセンス鎖配列と標的配列がハイブリダイズする限り1または複数、すなわち、1〜10個、好ましくは1〜5個、さらに好ましくは、1〜3個、2個もしくは1個のミスマッチがあってもよいが、ミスマッチにより遺伝子抑制効果は減少する。この場合のハイブリダイズする条件は、本発明のshRNAを生体内に投与して医薬として用いる場合は、生体内の条件であり、本発明のshRNAを試薬としてin vitroで用いる場合は、中度のストリンジェントな条件あるいは高度なストリンジェントな条件であり、このような条件として、例えば、400mM NaCl、40mM PIPES pH6.4、1mM EDTA、50℃から70℃で12〜16時間でのハイブリゼーション条件が挙げられる。また、本発明のshRNAのセンス鎖配列と標的配列は、90%以上、好ましくは95%以上、さらに好ましくは95、96、97、98もしくは99%以上の配列相同性を有する。
本発明のキメラRNAのshRNA部分が標的とするウイルス遺伝子は、ウイルスの複製に関連する遺伝子ならば限定されず、該遺伝子の一部配列を標的とすることができる。例えば、HIV−1ウイルスの場合、LTR(long terminal repeats)、5’非翻訳領域、スプライス供与−受容部位、プライマー結合部位、3’非翻訳領域、gag、pol、プロテアーゼ、インテグラーゼ、env、tat、rev、nef、vif、vpr、vpuまたはvpx領域よりなる群から選択される。これらの領域の配列の一部をセンス鎖としてshRNAを設計すればよい。これらの配列は公知であり、公知の配列情報から適宜一部配列を選択すればよい。また、HCVウイルスの場合、構造蛋白質(コア蛋白質;C、外被蛋白質;E1、E2)ならびに非構造蛋白質(NS2、NS3、NS4A、NS4B、NS5A、NS5B)の各領域の配列の一部をセンス鎖としてshRNAを設計すればよい。これらの配列は公知であり、公知の配列情報から適宜一部配列を選択すればよい。
miRNA(マイクロRNA)とは、18〜25塩基の1本鎖RNAであり、70塩基前後の2本鎖RNA領域を含むmiRNA前駆体からダイサーによってプロセシングされる。miRNAもsiRNAと同様に、RNAiにより標的配列を含む遺伝子の発現を抑制する。本発明のキメラRNAにおいてmiRNAは、18〜25塩基の1本鎖RNAとして含まれていてもよく、また70塩基前後の2本鎖RNA(miRNA前駆体)として含まれていてもよい。本発明のおいては、いずれの場合もmiRNA部分という。キメラRNAに70塩基前後の2本鎖RNA(miRNA前駆体)として含まれている場合、ダイサーにより18〜25塩基の1本鎖RNAが生じ標的配列を含む遺伝子の発現を抑制する。miRNA部分が含む標的配列は、siRNAの場合と同様である。
デコイ核酸型(RNA)医薬(おとり型核酸医薬)とは、目的の標的遺伝子と結合し目的の遺伝子の発現を阻止し得る医薬である。例えば、目的の転写調節因子と結合し遺伝子の転写を阻害し得る。本発明のキメラRNAのデコイRNA部分は、ウイルスのライフサイクルに関与するタンパク質と結合し、該遺伝子の発現を阻害する。ここで、ウイルスのライフサイクルに関与するタンパク質とはウイルスの転写調節因子タンパク質やウイルスの複製や増殖に必要な酵素等が挙げられる。
例えば、本発明のキメラRNAのデコイRNA部分は、転写調節因子が認識結合する領域と類似の1次構造および2次構造を有する。例えば、HIV−1遺伝子の発現は、細胞性因子と、HIV−1のLTRに特定の調節要素を有するウイルスのトランス活性化因子タンパク質Tatとの相互作用によって調節される。HIV−1の調節タンパク質Tatは、トランス活性化応答領域(TAR)と呼ばれる、59ヌクレオチドLTR領域の調節要素の1つと結合する。TARは安定したヘアピン構造を形成し、Tatの結合を可能とする。また、HIV−1にはTatのほかに、RevやNefが転写調節因子として作用し、Revタンパク質はPRE領域に結合する。Revのデコイについては、例えばDing SF et al.,Front Biosci.2002 Feb 01;7:a15−28、Kohn DB et al.,Blood.1999 Jul 1;94(1):368−71、Akkina R et al.,Anticancer Res.2003 May−Jun;23(3A):1997−2005に詳述されており、これらの文献に基づいて設計することができる。この場合、本発明のキメラRNAのデコイRNA部分は、TAR領域またはPRE領域と類似の立体構造を有しており、従って1次および2次構造も類似している。具体的には、TAR領域の配列またはPRE領域の配列と実質的に同一、すなわち相同な配列を有しているRNAである。すなわち、本発明のキメラRNAのデコイRNA部分とTAR領域またはPRE領域とがハイブリダイズする限り1または複数、すなわち、1〜10個、好ましくは1〜5個、さらに好ましくは、1〜3個、2個もしくは1個のミスマッチがあってもよい。この場合のハイブリダイズする条件は、生体内の条件である。本発明のキメラRNAのデコイRNA部分とTAR領域またはPRE領域の配列は、90%以上、好ましくは95%以上、さらに好ましくは95、96、97、98もしくは99%以上の配列相同性を有する。また、本発明のキメラRNA部分は、ループ−ステム構造を有していることが望ましく、ループ−ステム構造とは、一本鎖のRNAがループとステムを形成した構造をいう。TAR領域に類似した構造を有する本発明のデコイRNA部分の配列として、CAC CAG AUC UGA GCC UGG GAG CUC UCU GGC UUC CUU UUU GAA UUC G(配列番号1)が挙げられ、該配列に対して1個から数個のミスマッチがあるRNAもTatタンパク質と結合する限り用いることができる。
また、HCVの複製を抑制する場合の本発明のキメラRNAのデコイRNA部分として、NS3プロテアーゼやNS3ヘリカーゼに結合するRNAが挙げられる。例えば、特開2002−345475号公開公報を参考に設計することができる。
本発明のデコイRNA部分は、特定のタンパク質に結合し得るRNAであり、アプタマーRNA部分ともいう。
アンチセンス医薬とは、目的の標的遺伝子に相補的でありハイブリダイズする配列を持つDNAまたはRNAであり、その遺伝子の発現を抑止する医薬である。本発明キメラRNAのアンチセンスRNA部分は、目的の標的遺伝子の標的配列との相補的な配列であり、ウイルスの複製に関与する遺伝子の領域の配列に相補的な配列である。アンチセンスRNA部分は、ウイルス複製に関与する遺伝子のmRNAに相補的に結合し、翻訳を阻害し、遺伝子の発現を抑制する。例えば、HIV−1ウイルスの場合、LTR(long terminal repeats)、5’非翻訳領域、スプライス供与−受容部位、プライマー結合部位、3’非翻訳領域、gag、pol、プロテアーゼ、インテグラーゼ、env、tat、rev、nef、vif、vpr、vpuまたはvpx領域よりなる群から選択される。これらの領域の配列の一部に相補的なアンチセンスRNAを設計すればよい。また、HCVウイルスの場合、構造蛋白質(コア蛋白質;C、外被蛋白質;E1、E2)ならびに非構造蛋白質(NS2、NS3、NS4A、NS4B、NS5A、NS5B)の各領域の配列の一部に相補的なアンチセンスRNAを設計すればよい。該RNAは、長さが10から400ヌクレオチドであり、好ましくは長さが250以下のヌクレオチド、さらに好ましくは長さが100以下のヌクレオチド、さらに好ましくは長さが50以下のヌクレオチド、特に好ましくは長さが12〜28の間のヌクレオチドである。アンチセンスRNA部位は適宜ループ構造を有していてもよい。
リボザイムとは、核酸を切断する活性を有するRNAをいう。リボザイムとしてはハンマーヘッド型リボザイム、ヘアピン型リボザイム、ヒトデルタ型肝炎ウイル由来のリボザイム等があり、本発明においてはいずれのリボザイムからなるRNA部分をキメラRNAに含ませることができる。リボザイムも標的配列を有しており、公知の方法によりリボザイムRNA部分を設計することができる。リボザイムからなるRNA部分(リボザイムRNA部分)は、ウイルス複製に関与する遺伝子のmRNAを認識し切断し、遺伝子の発現を抑制する。例えば、HIV−1ウイルスの場合、LTR(long terminal repeats)、5’非翻訳領域、スプライス供与−受容部位、プライマー結合部位、3’非翻訳領域、gag、pol、プロテアーセ、インテグラーゼ、env、tat、rev、nef、vif、vpr、vpuまたはvpx領域よりなる群から選択される。
tRNase ZL−EGSおよびRNase P−EGSとは、リボザイムと同様に核酸を切断する活性を有するRNAをいい、Nucleic Acids Research,2005,Vol.33,No.1 235−243やBioorg.Med,Chem.Lett.14(2004)4941−4944等の記載に基づいて設計できる。tRNase ZL−EGSおよびRNase P−EGSもリボザイムと同様に、ウイルス複製に関与する遺伝子のmRNAを認識し切断し、遺伝子の発現を抑制する。
本発明において、RNAi医薬、デコイ型医薬、アンチセンス医薬、リボザイム医薬、tRNase ZL−EGS医薬、RNase P−EGS医薬いずれも、遺伝子の発現を抑制することから、これらの医薬をアンチジーン医薬と呼ぶことがある。すなわち、本発明のキメラRNAは複数のアンチジーンを含みアンチジーン医薬として作用し得る。また、従来にない遺伝子医薬であることから、第二世代アンチジーン医薬と呼ぶこともある。
本発明のキメラRNAにおいて、上記shRNA部分もしくはmiRNA部分、デコイRNA部分、アンチセンスRNA部分、リボザイムからなるRNA部分、tRNase ZL−EGSからなるRNA部分およびRNase P−EGSからなるRNA部分は、連結した形態で化学合成や、プロモーターおよびRNAポリメラーゼを用いた転写系によりin vitroで合成することができる。この際、DNA配列には、適宜ターミネーター等を含ませる。ターミネーター配列として例えば、TTTTT配列等を用いればよい。プロモーターとしては、in vitroで製造する場合、T3プロモーター、T7プロモーター等が用いられ、ベクターに本発明のキメラRNAのテンプレートDNAを遺伝子導入し、該ベクターを生体内に投与して生体内でキメラRNAを合成する場合、U6プロモーター、H1プロモーターなどのPolIII系プロモーターやtRNAプロモーター等が用いられる。ベクターを用いる場合、ベクターとしては、プラスミドベクター、ウイルスベクター等を用いることができる。プラスミドベクターとしては、pBAsiベクター、pSUPERベクター等を用いればよく、ウイルスベクターとしては、アデノウイルスベクター、レンチウイルスベクター、レトロウイルスベクター等を用いることができる。ベクターへの本発明のキメラRNAの発現可能な状態での組み込みは、公知の方法で行うことができる。本発明のキメラRNAがshRNA部分を含む場合、shRNA部分と他のRNA部分とは、生体内のダイサーの作用により切断される。ダイサーに認識され切断される配列はshRNA部分の3’オーバーハング部位に存在するUUであり、従ってshRNA部分と他のRNA部分の間にUU配列を含ませればよい。この結果、ベクターから各RNA部分を含むキメラRNAが1分子として発現され、生体内のダイサー等の切断手段により書く部分に切断され、shRNA部分またはmiRNA部分からは、siRNAまたはmiRNAが形成され、デコイRNA部分からはデコイRNAが、アンチセンスRNA部分からはアンチセンスRNAが、リボザイムからなるRNA部分からはリボザイムが、tRNase ZL−EGSからなるRNA部分からはtRNase ZL−EGSが、RNase P−EGSからなるRNA部分からはRNase P−EGSが生じ、それぞれの機能を発揮する。
本発明のキメラRNAは、遺伝子抑制のための医薬として用いることができ、特にウイルスの複製を抑制することから、ウイルス抑制剤、ウイルス感染症の予防、治療薬、ウイルス感染が原因となるがんの予防、治療薬として用いることができる。
本発明のキメラRNAの導入方法としては、被験体が細胞や組織の場合、細胞や組織と同時に培養することにより導入することができる。その他、カルシウムイオンを用いる方法、エレクトロポレーション法、スフェロプラスト法、酢酸リチウム法、リン酸カルシウム法、リポフェクション法、マイクロインジェクション法等が挙げられる。被験体が動物個体の場合、経口ルート、並びに静脈内、筋肉内、皮下および腹腔内の注射または非経腸的ルートで投与することができる。また、特定の部位に投与する場合、ドラッグデリバリーシステムを用いて特定部位にデリバリーしてもよい。ドラッグデリバリーシステムは種々の公知の方法があり、投与しようとする部位に応じて適当な方法を採用することができる。ドラッグデリバリーシステムとしては、例えば、キャリアとしてリポソーム、エマルジョン、ポリ乳酸等を利用した公知の方法等が挙げられる。投与は、医薬的に許容され得る希釈剤またはキャリアと混合して行うことが望ましい。適切なキャリアには、生理的食塩水、リン酸緩衝生理食塩水、リン酸緩衝生理食塩水グルコース液、および緩衝生理食塩水が含まれるが、これらに限定されるものではない。導入するキメラRNAの量は、予防、治療しようとする疾患の種類、重篤度、被検体の年齢、体重等により適宜決定することができるが、疾患部の細胞1個当たり少なくとも、1コピーのキメラRNAが導入されるような量が好ましい。キメラRNAを投与する場合、RNA量として、0.1μg〜100mg程度を1日1回から数回投与すればよい。また、レンチウイルスベクター等のウイルスベクターを用いる場合、ベクターDNA量として、0.1μg〜100mg程度を投与すればよく、1日1回から数回投与すればよい。
例えば、本発明のキメラRNAがshRNA部分もしくはmiRNA部分とデコイRNA部分からなる場合、キメラRNAまたはキメラRNAをコードするDNAを含むベクターを投与した場合、生体内でsiRNAもしくはmiRNAとデコイRNAが生成する。投与当初は、siRNAもしくはmiRNAがウイルス遺伝子の発現を抑制し、ウイルスの複製を抑制する。しかしながら、投与から数週間でウイルス遺伝子のsiRNAもしくはmiRNA標的配列に変異が生じ、時間と共に変異が増加し、siRNAもしくはmiRNAが標的配列を認識できなくなり、siRNAもしくはmiRNAの効果はなくなる。この場合でも、デコイRNAは、ウイルスの変異と関係なく、ウイルスの転写調節因子と結合することにより、ウイルスの複製を抑制することができるので、siRNAが効果を失った後でも、デコイRNAの作用によりウイルスの複製を抑制することができる。
また、本発明のshRNA部分もしくはmiRNA部分とデコイRNA部分からなるキメラRNAまたはキメラRNAをコードするDNAを含むベクターを投与した場合、shRNAもしくはmiRNAまたはshRNAもしくはmiRNAをコードするDNAを含むベクターを単独で投与した場合に、ウイルスの変異速度が遅くなる減少が観察される。すなわち、本発明のキメラRNAまたはキメラRNAをコードするDNAを含むベクターを投与した場合、ウイルスの変異速度を遅くできるという効果もある。
さらに、本発明のキメラRNAをコードするDNAを含むベクターを投与した場合、細胞の核内でキメラRNAが生成されたのち、エクスポーチンの作用で細胞質に輸送され、細胞質で良好に機能を発揮するという効果もある。
本発明は上記キメラRNAを被験体に投与し、被験体内でのウイルス複製を抑制し、ウイルス感染症を予防する方法または治療する方法をも包含する。さらに、本発明は上記キメラRNAのウイルス複製抑制剤、ウイルス感染症予防剤またはウイルス感染症治療剤の製造への使用をも包含する。
図2Aに本発明のキメラRNAの一例を示す。図2Aに示す例は、HIV−1複製を抑制するRNAi医薬としての作用およびデコイRNAとしての作用を有するshRNA部分およびデコイRNA部分からなるキメラRNAである。配列番号2に配列を示す。shRNA部分は、HIV−1のvif遺伝子の発現を抑制し、デコイRNA部分は、HIV−1のTatタンパク質に結合し、TAR領域の転写を抑制する。HIV−1において、vif遺伝子部分は、変異が起こりやすく、vif遺伝子を標的遺伝子としたRNAi医薬単独では、経時的に効果を失う。しかしながら、本発明のキメラ医薬は、デコイRNAをも含むので、vif遺伝子に変異が生じ、shRNA部分がvif遺伝子の発現を抑制できなくなった後でも、TAR領域の転写を抑制することにより、HIV−1の複製を抑制しえる。従って、長期間にわたって、HIV−1の複製を抑制し得るので、効率的かつ確実なHIV−1感染の予防または治療薬として用いることができる。本発明のキメラRNAは、キメラRNAとして化学合成またはin vitroの転写系を用いて製造し、予防または治療を必要とする被験体に投与して芋よいし、レンチウイルス等のウイルスベクターにキメラRNAを発現しえるように鋳型DNAを導入し、該ベクターを被験体に投与してもよい。後者のようにベクターを用いた場合、被験体体内で長期間にわたって本発明のキメラRNAが合成されるので、HIV−1複製抑制の効果が持続する。図4に本発明の図2AのキメラRNAがどのようにしてHIV−1複製を抑制するかを示す。
また、図2の配列を有するキメラRNAとハイブリダイズする限り1または数個、すなわち、1〜3個、2個もしくは1個のミスマッチがあってもよい。この場合のハイブリダイズする条件は、生体内の条件である。本発明のキメラRNAは図2のキメラRNAと90%以上、好ましくは95%以上、さらに好ましくは95、96、97、98もしくは99%以上の配列相同性を有するRNAも含まれる。
さらに、本発明は、RNAi医薬として作用するshRNAもしくはmiRNAとデコイRNA医薬として作用するデコイRNAを別々に含む医薬組成物をも包含する。該医薬組成物において、shRNAもしくはmiRNAとデコイRNAは連結してキメラRNAを形成しておらず、それぞれ単独で存在する。該医薬組成物はウイルス複製抑制剤、ウイルス感染症予防剤またはウイルス感染症治療剤として用いることができる。さらに、本発明は上記のshRNAもしくはmiRNAとデコイRNAを被験体に同時にまたは前後して投与することを含む被験体内でのウイルス複製を抑制し、ウイルス感染症を予防する方法または治療する方法をも包含する。この場合、shRNAもしくはmiRNAを先に投与して、デコイRNAを数日から数週間後に投与してもよい。
本発明を以下の実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
本実施例においては、各実験は以下に記載の方法で行った。
細胞培養
HeLa CD4、293T、Jurkat、H9およびMT−4細胞は10%(v/v)熱非動化ウシ胎児血清(FBS)、L−グルタミン(2mM)、ペニシリン(100U/mL)およびストレプトマイシン(100μg/mL)を補足したRPMI1640培地(Sigma Chemical社製)またはDMEM(Gibco社製)からなる完全培地で培養した。すべての培養は37℃、5%CO雰囲気下で行った。
人末梢血リンパ球(PBMCs)
血液分離用試験管、リューコセップ(ファルコン社)にFaicolを入れ鮮血をFaicol:鮮血=1:3になるようにする。1500rpmで15分遠心分離し、赤血球と白血球を分離した。白血球の部分を50ml遠心管に移し倍量のPBSを入れ1500rpmで5分遠心分離した。この操作をもう一度繰り返し、1.0X10/mlになるように10%RPMIを加えた。最後に、1μmol/mlになるようにPHAを加えて2〜3日培養し幼若化させた。
U6発現プラスミドおよびレンチウイルスベースのベクターの構築
発現プラスミドは公知の方法により構築した。2つの相補的DNAオリゴヌクレオチドとして化学的に合成したヘアピンsiRNA配列を等モル量で混合し、95℃で5分間加熱処理し、アニーリングバッファー(10mM Tris−Hcl/100mM Nacl)中で徐々に冷却した。得られた2重鎖をエタノール沈殿し、U6プロモーター(LeeN.s.et al.,Nat Biotechnol 2002,20,500−5)上流のKpnIおよびBamHIクローニング部位に連結し、以下のベクターを作製した。
U6−vif shRNA−TARベクター:HIV−1 vif shRNAとデコイTARの両方を、KpnI、EcoRIおよびBamHIクローニング部位を含むdsRNAセンス配列(5’−CCA GAT GGC AGG TGA TGA TTG TCC ACA CCA CAA TCA TCA CCT GCC ATC TTG TTA CCA GAT CTG AGC CTG GGAGCT CTC TGG CTT CCT TTT TGA ATT CG−3’、配列番号3)およびアンチセンス配列(5’−GAT CCG ATA TCA A AA A AG GAA G CC AGA GAG CTC CCA GGC TCA GAT CTG GTAACA GAT GGC AGG TGA TGA TTG TGG TGT GGA CAA TCA TCA CCT GCC ATC TGG GTA C−3’、配列番号4)としてコードしている。
U6−vif shRNAベクター:HIV−1vifセンスフラグメント配列(5’−CCA GAT GGC AGG TGA TGA TTG TCC ACA CCA CAA TCA TCA CCT GCC ATC TGT TCC TTT TTG AAT TCG−3’、配列番号5)およびアンチセンス配列(5’−GAT CCG ATT CAA AAA GGA ACA GAT GGC AGG TGA TGA TTG TGG TGT GGA CAA TCA TCA CCT GCC ATC TGG GTA C−3’、配列番号6)をコードしている。
U6−vif shRNA−Ran RNAベクター:ランダムvifセンス配列(5’−CGG ACG TTG ATT AGT ATG CGG ACC ACA CCT CCG CAT ACT AAT CAA CGT CCT TCC TTT TTG AAT TCG−3’、配列番号7)およびアンチセンス配列(5’−GAT CCG AAT TCA AAA AGG AAG GAC GTT GAT TAG TAT GCG GAG GTG TGG TCC GCA TAC TAA TCA ACG T−3’、配列番号8)をコードしている。
U6−TAR RNAベクター:HIV−1 TARセンス配列(5’−CAC CAG ATC TGA GCC TGG GAG CTC TCT GGC TTC CTT TTT GAA TTC G−3’、配列番号9)およびアンチセンス配列(5’−GAT CCG AAT TCA AAA GGA AGC CAG AGA GCT CCC AGG CTC AGA TCT GGT GGT AC−3’、配列番号10)をコードしている。
U6−mTAR31−34 RNAベクター:変異TARループセンス配列(5’−CAC CAG AGA GCC TGG GAG CTC TCT GGC TTC CTT TTT GAA TTC G−3’、配列番号11)およびアンチセンス配列(5’−GAT CCG AAT TCA AAA AGG AAG CCA GAG ACT CCC AGG CTC TCT GGT GGT AC−3’、配列番号12)をコードしている。
U6−vif shRNA−Ran−mTARベクター:ランダムvifおよび変異TARセンス配列(5’−CGG ACG TTG ATT AGT ATG CGG ACC ACA CCT CCG CAT ACT AAT CAA CGT CCT TCC ACC AGA GAG CCT GGG AGC TCT CTG GCT TCC TTT TTG AA T TCG−3’、配列番号13)およびアンチセンス配列(5’−GAT CCG AAT TTC AAA AAG GAA GCC AGA GAG CTC−3’、配列番号14)をコードしている。
レンチウイルスベクターは以下のようにして構築した。U6プロモーターの上流のEcoRI部位およびインサートフラグメントの下流のEcoRIクローニング部位を消化し、レンチウイルスベクター(CS−CDF−CG−PRE)のEco RI部位にクローニングし、CS−vif shRNA−TAR、CS−TAR、CS−vif shRNA、CS−vif Ran−MTARおよびコントロールトランスファーベクターを構築した。
mRNA発現のRT−PCR解析
HeLa CD4細胞(5×10細胞)を60mmディッシュに播いた。24時間後、培地を抗生物質を含まない新鮮な培地に交換し、製造者のプロトコールに従い、Opti−MEMにより最適化されたLipofectamine 2000 transfection reagentを用いて3μgのベクターDNAでトランスフェクトした。72時間後、ベクターでトランスフェクトした細胞およびトランスフェクトしていないHeLa CD4細胞からのトータルRNAをトリゾール試薬(Invitrogen社製)を用いて抽出した。次にRNA PCR high−pluskit(東洋紡社製)を使用し、HeLa CD4細胞内因性のダイサーの存在を検出するためにダイサーの上流プライマー(ヌクレオチド1−24、フォワードプライマーF−(5’−CCA GAT GGC AGG TGA TGA TTG TCC−3’、配列番号15))および下流(ヌクレオチド435−459、リバースプライマーR−(5’−GGA AGC CAG AGA GCT CCC AGG CTC−3’、配列番号16))を用いてRT−PCRを行った。内部コントロールとして、ヒトコントロール遺伝子(GAPDH)のmRNAをGADPH−F(ヌクレオチド230−254)および下流のGADPH−R(ヌクレオチド422−466)プライマーを用いて増幅した。すべての抽出RNA産物をRNaseを含まない2μgのDNase Iを用いて37℃で30分間処理した。この際、DNAのコンタミンをチェックするために抽出vif−TAR RNAを用いたnon−RT−PCRも行った。得られたRT−PCR産物を分画し、2%アガロースゲルを用いた電気泳動により分析した。
ノーザンブロット分析
一過性でトランスフェクトしたHeLa CD4細胞5×10細胞から24時間後にトータルRNAを抽出し、1レーンにつき30μgのRNAを20%のポリアクリルアミド/8M尿素ゲルを用いて電気泳動を行った。電気泳動の後、RNAのバンドをHybond−NTMナイロン膜(Amersham社製)に転写した。Vif−shRNA−TAR RNAのアンチセンス鎖に相補的な合成オリゴヌクレオチドをプローブとして用いてバンドを検出した。ハイブリダイゼーションは37℃で行い、2×SSPEを用い得39℃で洗浄し、次いでオートトラジオグラフィーに曝す前に1×SSPEを用いて41℃で一度洗浄した。
in vitroおよびin vivoでのダイサー切断アッセイ
BLOCK−iT RNAi TOPO Transcription Kit(Invitrogen社製)を使用してT7 RNAポリメラーゼ プロモーターから転写した精製vif−TAR dsRNA(60μg)を、製造業者のプロトコール(BLOCK−iT Dicer RNAiキット・マニュアル(Invitrogen))に従って切断した(反応容積300μl)。すなわち、ダイシング反応物を37℃で20時間インキュベートし、得られたダイシング産物を20%のポリアクリルアミドゲル(Invitrogen life technologies社製)上で分析した。Vif shRNA−TARキメラRNA基質が本当に細胞中で切断されるかを確認するために、HeLaCD4細胞を3μgのベクターDNAでトランスフェクトし、トータルRNAをトリゾール試薬を用いてトランスフェクト24時間後に抽出した。対照として、vif shRNA−TAR DNAをT7ポリメラーゼを用いてRNAに転写した。トランスフェクトしたものとT7で転写したRNAの両方を20%ポリアクリルアミド/8M尿素ゲル上で分画しHybond−NTMナイロン膜に転写しノーザンブロット分析を行った。
細胞中での標的mRNAのダウンレギュレーションおよびHIV−1の複製の抑制
2μgのベクターDNAおよび0.2μgのHIV−1 pNLEと共に同時トランスフェクトしたHeLa CD4細胞を72時間培養した後に、トリゾール試薬を用いてトータルRNAを抽出した。HIV−1 vif ウイルスmRNAおよびTAR mRNAの検出が可能なプライマーセットを用いてRNA含量を調べた。回収した細胞を含まない培養上清中のHIV−1gag 24抗原産生レベルを、完全自動化ELISAシステム(CLEIA社)により測定した(Lee N.S.et al.,Nat Biotechnol 2002,20,500−5.)。
HIV−1複製の用量依存的な抑制
HIV−1複製の抑制についての用量依存性範囲を決定するために、HeLa CD4細胞3×10細胞を0.1、1および3μgのベクターDNAとHIV 1pNLEのDNA 0.2μgで同時トランスフェクトした。細胞を含まない培養上清を回収し、ウイルス複製のインデックスとして細胞外のHIV−1 gag p24抗原産生レベルを測定した。
293T細胞のリン酸カルシウム沈殿トランスフェクション
レンチウイルスベクターを製造するために、15μgのトランスファーベクターカセットDNA、gag−pol(15μg)をコードするヘルパー構築物ならびにtat、revおよびVSV−Gそれぞれ5μgとともにリン酸カルシウム沈殿トランスフェクト法で293T細胞を同時トランスフェクトした(Anne−Lyse,D.et al,Nucleic AcidsResearch,2002,30,(14):65−69)。トランスフェクト後72時間で、培養上清を回収し、0.45μmフィルタディスクによりろ過し、オーバーナイトでの6,000gの超遠心により100倍に濃縮した。得られたウィルスペレットを、無血清無抗生物質RPMI培地に再懸濁し、用時まで−80℃で保存した。ウイルス力価を決定するために、5×10細胞の293T細胞に調製したウイルスストックを用いて遺伝子導入し、72時間の培養の後でフローサイトメーター分析によりGFP陽性細胞をカウントした(Anne−Lyse,D.et al.,Nucleic Acids Res.30,65−69(2002))。
Jurkat細胞の遺伝子導入
Jurkat細胞に遺伝子導入するため、3×10細胞を15mLの遠心チューブに1mLの培養用培地とともに、CS−vif shRNA−TARおよび対照レンチウイルスベクター20MOIおよび8μg/mLのポリブレンの存在下で播いた。800gで1時間遠心した後に、細胞を24ウェル培養プレートに移し、24時後、ウイルス感染の前に培養用培地を換えた。
HIV−1によるチャレンジおよび長期の培養アッセイ
遺伝子導入の24時間後、1×10のJurkat細胞を0.01MOIのHIV−1NL4−3で感染させた。オーバーナイトでインキュベートした後に、細胞を3回無血清培地を用いて洗浄し、R10(RPMI1640+10%FBS)で培養した。同じインターバルで培養体積の半量を回収し、同体積の培養用培地で交換した。回収した培養物を遠心し、細胞を含まない培地をHIV−1 gag p24抗原分析に用い、細胞ペレットは細胞生存率試験、GFP発現およびRNA抽出に用いた。
HIV 1NL4−3のVif RNA標的領域の遺伝子配列分析
QIAampウイルスRNAキット(Qiagen社製)を用いて、製造業者のプロトコールに従って細胞を含まない培養上清からウイルスRNAを単離した。5μLのウイルスRNAを、Powerscrip逆転写酵素(クローンテック社製)、それぞれ1mMのデオキシヌクレオチド三リン酸、1×第1鎖バッファー(クローンテック社製)、200ngのランダムヘキサマー(Promega社)と10UのRNasin(Promega社製)と混合し、逆転写酵素反応に用いた。逆転写は42℃で1時間行い、次いで、70℃で15分間逆転写酵素の熱不活化を行った。次に、2μlのcDNAを1×Qiagen Taq PCRバッファー、1.5mMのMgCl、20pmolのセンスプライマーvif F:(5’−ATG GAA AAC AGA TGG CAG GTG AT−3’、配列番号17)およびアンチセンスプライマーvifR:(5’−CTA GTG TCC ATT CAT TGT ATG GCT−3’、配列番号18)、1mMのデオキシヌクレオチド三リン酸、および2.5UのTaqポリメラーゼ(Qiagen社製)を含むPCR混合物48μlに添加した。PCRは、グラジェントPCRサーマル・サイクラー(ASTEC社製)を用い95℃1分間、95℃15秒間35サイクル、58℃30秒間、および72℃30秒間、および72℃5分間の条件で行なった。PCR産物を分画し、1%のseakemゲル上で分析し、QIAEX IIゲル抽出キット(Qiagen社製)を用いて精製した。ヌクレオチドサイクルシクエンスは、Dye標識した化合物を用いて行った。
本実施例によって、以下の結果が得られた。
U6プラスミドとCSレンチウイルスベクターについてベクター設計、標的部位および構造を図1AおよびBに示す。図1Aは、第二世代shRNA発現ベクターの構築を示す図であり、HIV−1ゲノムを示すとともにtatタンパク質に対するデコイTAR RNA標的およびvif shRNA標的位置を表す5’LTRを拡大して示す。図1Bは、ヒトU6プロモーターで転写されるvif shRNA−TARおよびターミネーターシグナル配列を有する対照発現カセットを示す図である。レンチウイルスベースの発現カセットはU6プロモーターの上流のEcoRI部位およびU6ベクターからのターミネーター配列の下流のEcoRIクローニング部位を消化することにより作られ、次いでCS−CDF−CG−PRE発現カセット中のEcoRI部位にクローニングされレンチウイルスベクターが作られる。全ての構築物は標準的な分子生物学的技術によって製造し、配列はヌクレオチドシークエンシングにより決定した。Vif shRNA−TAR キメラ分子のRNA二次構造をGENETYXソフトウェアを用いて分析し(図2A)、製造業者のプロトコールに従って、HeLa CD4細胞(5×10)中でのU6 vif shRNA−TARおよび対照mRNAの発現を測定した。すなわち、3μLのDNAを47μlのOpti−MEMと混合し、DNA複合体形成を最適化した。HIV−1アンチジーンmRNAの発現がHIV−1遺伝子mRNAの分解または細胞のタンパク質相互作用に不可欠なので、HIV−1アンチジーンmRNAの発現のトランスフェクト効率を高めた。vif−TAR mRNAもPCRにより検出し、ノーザンブロット分析により細胞内局在を決定し(図2B)、すべてのベクターの発現の完全なプロファイルを得た(図2C)。図2Bは、第2世代HIV−1vif shRNA(vif shRNA−TAR キメラ RNA)の細胞内局在を示す。細胞はvif shRNA−TAR構築物でトランスフェクトされた。核および細胞質RNAから抽出されたトランスフェクト24時間後のRT−PCR産物はキメラRNAがおそらくトランスポート因子であるエクスポーチンの助けにより核よりも細胞質に局在していることを示している。図2Cは、HeLa CD4細胞中の発現ベクターmRNAのノーザンブロット分析を示す。細胞は種々のベクター構築物でトランスフェクトされ、細胞におけるmRNA発現効率が調べられた。
vif shRNA−TAR 分子は核よりも細胞質中に強く局在していた。これにより、生物学的機能をどこで発揮するかを決定することができる。
RNAi機構は細胞中のダイサーと呼ばれる内因性のRNAase III様酵素の活性に強く関連しているので、トランスフェクトしたHeLa CD4細胞における内因性のダイサーの発現を特異的なダイサープライマーを用いたRT−PCRにより調べた。すなわち、vif shRNA−TAR RNA分子がsiRNAにプロセシングされ、細胞中でRNAi効果とデコイRNA TAR効果の両方を発揮するかどうかの証拠を確立するために行った。興味深いことに、ダイサーの高いレベルの発現が細胞中で観察された(図2D)。図2DはHeLa CD4細胞中に存在するダイサーを示す。細胞中のトータル RNAはHeLa CD4細胞から回収され、特異的ダイサー検出プライマーを用いて増幅された。これは一過性にトランスフェクトされた細胞および感染した安定な発現細胞の両方のウイルスに対して効くデュアルタイプの抗HIV−1効果の原因となる。
HeLa CD4細胞においてU6 vif−TAR mRNA分子のダイサーによる切断を確認するために、U6 vif−TAR DNAをトランスフェクトするか、あるいは内部対照サンプルとしてin vitroでT7ポリメラーゼにより転写し、トランスフェクト24時間後に、得られた切断産物を20%ポリアクリルアミドゲル上で分画しノーザンブロット分析を行った。その結果、分子がvif siRNAおよびデコイ TAR RNAコンポーネントに切断されることがわかった(図2E)。図2Eは、in vivoでの切断を示す。キメラRNAの細胞内プロセッシングを確認するためのHeLa CD4細胞のトランスフェクション72時間後に抽出されたvif shRNA−TAR RNAのノーザンブロット分析の結果を示す。各レーンは以下を示している。
レーン1:エンドヌクレアーゼおよびダイサー効果の非存在下においてT7RNAポリメラーゼに転写されたvif shRNA−TAR DNA I、レーン2および3:HeLa CD4細胞中で発現されたvif shRNA−TARおよびTAR RNAを示す。ヒト対照遺伝子G3PDHを同時にインプットRNAの標準化のために流した。レーン2におけるvif shRNA−TARおよびTAR RNAバンドの両方の検出は細胞におけるキメラRNAのin vivoでの切断を示している。レーン3のTAR RNAは、vif shRNA−TAR基質の切断されたTAR RNAコンポーネントの移動をチェックするための対照である。
レーン1は、T7RNAポリメラーゼにより転写された対照合成オリゴヌクレオチドであり、内在性ダイサーは非存在である。レーン2は、内在性ダイサーを発現するトランスフェクト細胞からトランスフェクト24時間後に抽出されたvif shRNA−TAR基質を示す。残りの切断されていないvif shRNA−TAR mRNAと同時にTAR RNAコンポーネントを検出した。これは、細胞内でのin vivoの切断を示し。レーン3はvif shRNA−TAR キメラ RNAの切断されたTAR RNA コンポーネントのための内部対照マーカーとしてのトランスフェクトしたHeLa CD4細胞から抽出した発現されたTAR mRNAを示している。vif shRNA−TAR分子の高い切断アフィニティーのさらなる証拠として、基質を転写しヒトリコンビナントダイサーを含むダイサー反応混合液に添加し室温で20時間インキュベートし、ノーザンブロット分析を行った。その結果、ダイサーとvif shRNA−TARの複合体において、ダイサーで切断されていないvif shRNA−TAR産物に対して90%より多く切断されたことを示している(図2F)。図2Fはin vitroでの切断を示す。ヒトリコンビナントダイサーで室温で20時間以上処理されたT7−RNAポリメラーゼで転写されたvif shRNA−TARのノーザンブロット分析を示す。各レーンは以下の通りである。レーン1:ダイサーおよびサンプルのない反応混合物(陰性対照)、レーン2:vif shRNA−TAR RNAを含むがダイサーを含まない反応混合物、レーン3:ダイサーおよびvif shRNA−TAR RNAを含む反応混合物。従って、2つの別々のmRNA分子(vif siRNA mRNAおよびTAR mRNA)がRNAiおよびデコイTAR RNA経路を通してデュアル抗HIV−1効果を発揮し、細胞におけるHIV複製(Elbashir,S.M.et a;.Nature 2001,411,494−498;Rosel,K.F.et al,Nucleic Acid Res.2003,31(15),4417−4425)の抑制効果を増強したことが予測される。
vif shRNA−TAR分子の可能性と抑制効果を調べるために、HeLa CD4細胞を種々の量のベクターDNA(0.1、1.0、3.0μg)で同時トランスフェクトした。その結果、HIV−1複製効果が用量依存性を示すことがわかった。3μg濃度のDNAで90%を超える抑制効果を示した(データは、3つの独立実験の上清の測定値±SDで表す)。興味深いことに、抑制の結果はHIV−1 vif mRNAのダウンモジュレーションの程度と相関していた(図3A)。図3AはHIV−1抗ウイルス効果を示す。HeLa CD4細胞はU6−vif shRNA−TAR、vif shRNA、shRNA Random、デコイ TAR、デコイ M−TARおよびコントロールU6ベクターの種々のDNA濃度(0.1、1.0、および3.0μg)で、0.2μgのHIV−1pNLEとともに同時トランスフェクトされた。培養上清はトランスフェクト72時間後に回収されHIV−1p24アッセイを自動ELISAシステムを用いて行った。同時トランスフェクト細胞からのHIV−1mRNA分析によりウイルスmRNA発現のダウンレギュレーションが示された。さらに、vif shRNA−TAR キメラ RNA、vif shRNAおよびデコイ TAR RNAを示すパネルに示されるように、HIV−1 pNLE、vif shRNA RanおよびM−TARを示すパネルと比較してHIV−1レポーター遺伝子発現(EGFP)の有意の減少が認められた(図3B)。図3Bは、HIV−1レポーター遺伝子発現の抑制を示す。細胞への同時トランスフェクト72時間後に細胞を顕微鏡スライドに移し、EGFP発現を調べた。パネルはvif−TAR、vif shRNAおよびTAR デコイに介在されたHIV−1 レポーター遺伝子の抑制を示す。パネルはvif shRNA randomおよび変異TARがHIV−1pNLEを示すパネルに比べて同じレベルの発現を維持していることを示す。
vif shRNA−TAR構築物の潜在的な抑制能力と安定性をさらに調べるために、レンチウイルスベクターを作製し、キメラ RNA(CS−vif shRNA−TAR)、CS−vif shRNA、CS−TARおよび対照発現カセットのデリバリーを高めた。HIV−1アンチジーンを安定に発現する遺伝子導入Jurkat、H9細胞およびPBMCsに対してHIV−1 NL4−3による感染を行い8週間以上培養した。サンプリングした細胞を含まない培養上清のHIV−1 gag p24抗原分析を行い、HIV−1複製の抑制を評価し(ウイルス複製アッセイにおけるgag p24抗原の変化として測定した)、HIV−1複製に対するアンチジーンの抗HIV−1効果の評価を行った。その結果、感染した遺伝子導入細胞において第2世代抗HIV分子の抑制効果が安定に長期化されたことがわかった(図3C、DおよびE)。図3C、DおよびEはCS−vif shRNA−TARによるHIV−1複製の長期抑制を示す。遺伝子導入Jurkat、H9細胞およびPBMCsはHIV−1NL4−3の感染下で、9週間以上培養された。HIV−1p24量の著しい減少がvif shRNA−TAR発現細胞で認められた。vif shRNAのHIV−1 p24抗原産生レベルはJurkat細胞では4週目から徐々に増加し、対照HIV−1 NL4−3およびvif shRNA Ran−M−TARと同一レベルまで達した(図3C)。PBMCsでは2週目から徐々に増加し、対照HIV−1 NL4−3およびvif shRNARan−M−TARと同一レベルまで達した(図3D)。さらに、H9細胞では3週目から徐々に増加し、対照HIV−1 NL4−3およびvif shRNA Ran−M−TARと同一レベルまで達した(図3E)。
CS−vif shRNAを発現する培養物におけるウイルスの変異と欠損を調べるために、HIV−1NL4−3の感染細胞(JurkatおよびPBMCs)にCS−vif shRNA−TARまたはCS−vif shRNAを感染させた細胞から28、35および48日目にウイルスRNAを単離し、vif−shRNAおよびTAR標的部位によっておこるHIV−1NL4−3のvifおよびTat遺伝子における変異及び欠損を分析した。配列決定により、CS−vif shRNA−TARおよびCS−vif shRNA(単独)の両方において、CS−vif shRNA標的部位における変異および欠損が認められた。しかしながら、HIV−1 ウイルスRNAのTat標的領域には変異および欠損は認められなかった。CS−vif−shRNAは、CS−vif shRNA−TARを発現する培養物での変異および欠損速度が遅いのに対して変異および欠損速度が速い(図3FおよびG)。図3FおよびGは、それぞれJurkat細胞およびPBMCsにおける遺伝子の分析の結果を示す。ウイルスRNAをCS−vif shRNAおよびCS vif shRNA−TAR培養上清から抽出し、Jurkat細胞では2、3、4、5および6週とsiRNAによる変異について配列分析した。一方、PBMCsでは2、3、4、5、6および8週とsiRNA仲介変異および欠損について配列分析した。HIV−1NL4−3のvif shRNA標的部位における変異および欠損をvif shRNAまたはvif shRNA−TARのいずれかを発現しているすべての培養細胞において検出した。TAR−RNAとtatタンパク質の間のタンパク質−RNA相互作用はvif shRNA−TARの培養細胞で観察されるRNAi耐性の制御に重要である。Tatタンパク質とTAR RNA特異的相互作用(タンパク質−RNA相互作用)は長期アッセイで観察されるRNAi耐性株下での高い抗ウイルス活性を補助するためのsiRNAとの併合遺伝子治療戦略に重要である。
すなわち、本実施例において、細胞において切断され得る単独のRNA分子を通して発現されるデュアルまたはマルチHIV−1アンチジーンの発現は長期間にわたってHIV−1複製の抑制効率を増強させることができる。従って、HIV−1デコイ TAR RNAの競合的相互作用的役割は、HIV−1複製に対するvif siRNAの抑制効果を高め(98%を超えて)、9週間といった長期間にわたるHIV−1感染細胞でvif shRNAによる変異体および欠損の出現が起こっても、デコイ TAR RNAが引き続いてHIV−1の産生を阻止する。従って、デュアルまたはマルチHIV−1アンチジーンを発現させる新しい戦略的方法はHIV/AIDSの予防および治療に適用することのできる有望なHIV−1遺伝子治療となり得る。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The chimeric RNA of the present invention comprises at least two functional RNA parts, the RNA part acting as an RNAi drug via the RNAi mechanism, the action as a decoy nucleic acid (RNA) drug via the decoy mechanism, and antisense RNA It exhibits at least one of the following actions as a medicine, an action as a ribozyme RNA medicine, an action as a tRNase ZL-EGS medicine, and an action as an RNase P-EGS medicine. Preferably, one RNA part of two or more RNA parts exerts an action as an RNAi drug via the RNAi mechanism, and the other RNA part is a decoy-type nucleic acid (RNA) drug via the decoy mechanism, Sense RNA drug, ribozyme RNAi drug, tRNase ZL-EGS drug, and RNase P-EGS drug function as at least one drug.
The chimeric RNA of the present invention can be used for virus suppression. Here, virus suppression refers to inhibiting virus replication and proliferation and making the virus unable to survive. For the treatment of viral infections, in order to suppress viral replication, the use of siRNA, antisense nucleic acids and ribozymes targeting genes involved in the viral replication mechanism has been studied. However, in RNA viruses such as HIV, mutations can occur at high frequency in viral genes. Therefore, the virus suppression effect of siRNA, antisense nucleic acid or ribozyme targeting a specific gene sequence disappears due to virus mutation. For example, when siRNA targeting the vif gene of HIV-1 is administered, mutation occurs in the HIV-1 gene in several weeks, the mutation gradually increases, and the gene expression suppression effect of siRNA decreases. Even if a mutation occurs in a gene involved in the life cycle of a virus that attacks to suppress the virus, the chimeric RNA of the present invention causes the virus to escape from the attack by simultaneously attacking the unmutated gene. It is possible to prevent viruses and efficiently and reliably suppress viruses. Here, genes involved in the life cycle of the virus refer to genes necessary for the virus to replicate or propagate, and include viral structural genes, accessory genes, genes encoding transcriptional regulatory factors, and the like. In the present invention, it is said that the siRNA target sequence of a virus is mutated to escape siRNA attack is to acquire siRNA resistance, and the anti-sense nucleic acid target sequence is mutated to escape an antisense nucleic acid attack. It is referred to as a mutation that acquires sense nucleic acid resistance. The same applies to other nucleic acid drugs. The chimeric RNA of the present invention can prevent the virus from acquiring resistance to a nucleic acid drug even if a mutation occurs in the virus.
The virus that suppresses replication by the chimeric RNA of the present invention is not limited, and may be a DNA virus or an RNA virus, but an RNA virus such as a single-stranded RNA virus or a double-stranded RNA virus that acquires resistance to nucleic acid drugs by mutation Is desirable. Such viruses include retroviridae, togaviridae, flaviviridae, coronaviridae, tetraviridae, nodaviridae, astroviridae, caliciviridae, picornaviridae, arenaviridae, bunyaviridae, Examples include viruses belonging to various families such as Orthomyxoviridae, Filoviridae, Rapdoviridae, Paramyxoviridae, Birnaviridae, and Reoviridae. Specifically, HIV-1, HIV-2, hepatitis C virus, HTLV-1, HTLV-2, influenza A virus, influenza B virus, human spumavirus, rubella virus, Sindbis virus, yellow fever Virus, hepatitis A virus, poliovirus, Lassa virus, SARS virus, coronavirus, mumps virus, RS virus, coxsackie virus, echo virus, Marburg virus, Ebola virus, proboscis fever virus, hepatitis G virus and the like.
The chimeric RNA of the present invention can also be used for the prevention and treatment of cancer caused by viral infection by suppressing viruses. The following cancers can be exemplified as a cancer caused by virus infection. Cervical cancer (human papillomavirus type 16, type 18 (HPV-16, 18)), Burkitt lymphoma (EB virus (EBV)), adult T-cell leukemia (human T lymphocyte-loving virus), liver cancer ( Hepatitis B virus (HBV), hepatitis C virus (HCV)), Kaposi sarcoma (Kaposi sarcoma-associated herpesvirus (KSHV)).
In order to exert such an action, the chimeric RNA of the present invention comprises at least one shRNA (short hairpin RNA) portion or miRNA portion, at least one decoy RNA portion, at least one antisense RNA portion, and at least one ribozyme. At least one RNA portion selected from the group consisting of an RNA portion consisting of at least one tRNase ZL-EGS and an RNA portion consisting of at least one RNase P-EGS. Preferably, the chimeric RNA of the present invention comprises at least one shRNA (short hairpin RNA) portion or miRNA portion, and further comprises an RNA portion comprising at least one decoy RNA portion, at least one antisense RNA portion, and at least one ribozyme. , At least one RNA portion selected from the group consisting of an RNA portion consisting of at least one tRNase ZL-EGS and an RNA portion consisting of at least one RNase P-EGS. In the present invention, when the chimeric RNA is composed of two types of RNA portions, it may be referred to as dual type RNA, and when it is composed of three or more types of RNA portions, it may be referred to as multitype RNA. A medicine containing the chimeric RAN of the present invention is called a chimeric RNA medicine or a dual type RNA medicine. In the present invention, the RNA portion refers to RNA having a sequence that is substantially the same as a gene involved in viral replication or a sequence that can hybridize with a gene that is highly complementary to a gene involved in viral replication. The chimeric RNA has a specific sequence, and has at least two RNA sequences of RNA sequences that function as RNAi drugs, decoy drugs, antisense RNA drugs, ribozyme drugs, tRNase ZL-EGS or RNase P-EGS drugs. It has a connected structure. The linked RNA sequences are different RNA sequences, but the combination of the functions of the linked RNA sequences as a drug may be any combination. For example, when there are two types of RNA portions to be linked, RNAi and RNAi, decoy RNA and Decoy RNA, antisense RNA and antisense RNA, ribozyme and ribozyme, tRNase ZL-EGS and tRNase ZL-EGS, RNase P-EGS and RNase P-EGS, RNAi and decoy RNA, RNAi and antisense RNA, RNAi and ribozyme, RNAi and tRNase ZL-EGS, RNAi and RNase P-EGS, decoy RNA and antisense RNA, decoy RNA and ribozyme, decoy RNA and tRNase ZL-EGS, decoy RNA and RNase P-EGS, antisense RNA And ribozyme, antisense RNA and tRNase ZL-EGS, antisense RNA and RNase P-EGS, ribozyme and tRNase ZL-EGS, ribozyme and RNase P-EGS, and tRNase ZL-EGS and RNase P-EGS. Moreover, three or more types of RNA sequences may be linked, and when three types of RNA sequences are linked, any combination of RNA portions that exhibit the above RNA medicine may be used. Preferably, an RNA portion that exhibits an action as an RNAi pharmaceutical is necessarily included. The shRNA or miRNA part, decoy RNA part, antisense RNA, RNA part consisting of ribozyme, RNA part consisting of tRNase ZL-EGS and RNA part consisting of RNase P-EGS contained in the chimeric RNA of the present invention are in vivo. It can be cut by a cutting means such as an enzyme. Therefore, the chimeric RNA of the present invention has an shRNA part or miRNA part, a decoy RNA part, an antisense RNA part, an RNA part consisting of ribozyme, an RNA part consisting of tRNase ZL-EGS and / or an RNA part consisting of RNase P-EGS. It is a chimeric RNA linked in a cleavable manner. A combination of RNAi and other RNA moieties, particularly RNAi and decoy RNA is preferred. This is because when an attempt is made to suppress the virus by the RNAi mechanism, the virus is mutated and the virus acquires RNAi resistance. Since the decoy RNA mechanism does not lose its effect even when the virus is mutated, the RNAi mechanism can attack many viruses first, and if a mutation occurs, the decoy RNA mechanism can further attack the mutated virus. The above combinations are preferred.
An RNAi drug is a drug that can cleave a target mRNA having a specific sequence by RNAi (RNA interference) and suppress the expression of a gene corresponding to the mRNA. In RNAi, siRNA (short interfering RNA) consisting of a sense strand having substantially the same sequence as a specific target mRNA and an antisense strand complementary to the sense strand recognizes the target sequence as a guide RNA, and the target mRNA Is cleaved to suppress gene expression. siRNA is formed from double-stranded RNA (dsRNA) by being processed by Dicer in cells or in vivo. Therefore, the chimeric RNA of the present invention is a chimeric RNA capable of forming an siRNA targeting a specific mRNA. The portion of the chimeric RNA that can generate siRNA targeting a specific mRNA is RNA that has a short hairpin structure (shRNA). The shRNA has a stem-loop structure including a double-stranded part and in which a sense strand and an antisense strand are linked via a loop sequence. The double-stranded structure is formed by a self-complementary RNA strand that contains a sense strand and an antisense strand as reverse sequences in one RNA strand. Short hairpin RNA is processed in cells or in vivo to produce siRNA. Triphosphate (ppp) may be bound to the 5 ′ side. In addition, the antisense strand may have an overhang at the 3 ′ end, and the type and number of bases of the overhang are not limited, and are, for example, 1 to 5, preferably 1 to 3, and more preferably 1. Or the sequence | arrangement which consists of 2 bases is mentioned, For example, UU is mentioned. In the present invention, the term “overhang” refers to a base that is added to the end of one strand of shRNA and that does not have a base that can complementarily bind to the corresponding position of the other strand. The double-stranded portion is complementary to the RNA strand (sense strand) having a sequence capable of hybridizing to the target gene sequence to be knocked down by RNA interference or a specific target sequence contained in the non-coding region, and the sequence. It has a structure in which RNA strands (antisense strands) are complementarily bound.
In the shRNA of the present invention, the 3 ′ end of the sense strand and the 5 ′ end of the antisense strand are linked via a loop (hairpin loop sequence). The hairpin loop sequence is not limited, and examples thereof include a sequence starting with UU consisting of 5 to 12 bases, such as UUCAAGGA (SEQ ID NO: 19). Other loop sequences include Lee NS. et al. (2002) Nat. Biotech. 20, 500-505, Paddison PJ. et al. (2002) Genes and Dev. 16, 948-958, Sui G. et al. et al. (2002) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 99, 5515-5520, Paul CP. et al. (2002) Nat. Biotech. 20, 505-508, Kawasaki H. et al. et al. (2003) Nucleic Acids Res. A loop having the sequence described in 31,700-707 or the like can be employed.
The target sequence of the shRNA portion of the chimeric RNA of the present invention is a partial sequence of a gene involved in virus replication. The number of bases of the target gene of the shRNA of the present invention or the specific target sequence of the non-coding region is not limited and is selected in the range of 15 to 500 bases. Preferably it is 15-50, 15-45, 15-40, 15-35 or 15-30 bases, more preferably 20-35 bases, more preferably 19-30 bases, particularly preferably 19-29 bases or 28 bases. is there. For the target gene or the target sequence in the non-coding region, for example, a portion having a large expression suppression effect may be selected as appropriate depending on the target gene. The shRNA of the present invention and the target sequence are desirably the same, but may be substantially the same, that is, a homologous sequence. That is, as long as the sense strand sequence of the shRNA of the present invention and the target sequence are hybridized, one or more, that is, 1 to 10, preferably 1 to 5, more preferably 1 to 3, 2, or 1. Although there may be a mismatch, the gene suppression effect is reduced by the mismatch. The hybridization conditions in this case are in vivo conditions when the shRNA of the present invention is administered in vivo and used as a pharmaceutical, and moderate when the shRNA of the present invention is used as a reagent in vitro. Stringent conditions or highly stringent conditions. Examples of such conditions include 400 mM NaCl, 40 mM PIPES pH 6.4, 1 mM EDTA, hybridization conditions at 50 to 70 ° C. for 12 to 16 hours. Can be mentioned. In addition, the sense strand sequence and the target sequence of the shRNA of the present invention have a sequence homology of 90% or more, preferably 95% or more, more preferably 95, 96, 97, 98 or 99% or more.
The viral gene targeted by the shRNA portion of the chimeric RNA of the present invention is not limited as long as it is a gene related to viral replication, and a partial sequence of the gene can be targeted. For example, in the case of HIV-1 virus, LTR (long terminal repeats), 5 ′ untranslated region, splice donor-acceptor site, primer binding site, 3 ′ untranslated region, gag, pol, protease, integrase, env, tat , Rev, nef, vif, vpr, vpu, or vpx region. ShRNA may be designed by using a part of the sequence of these regions as a sense strand. These sequences are known, and a partial sequence may be appropriately selected from known sequence information. In the case of HCV virus, a part of the sequence of each region of the structural protein (core protein; C, coat protein; E1, E2) and non-structural protein (NS2, NS3, NS4A, NS4B, NS5A, NS5B) is sensed. What is necessary is just to design shRNA as a chain | strand. These sequences are known, and a partial sequence may be appropriately selected from known sequence information.
miRNA (microRNA) is a single-stranded RNA of 18 to 25 bases, and is processed by a dicer from a miRNA precursor containing a double-stranded RNA region of about 70 bases. Similarly to siRNA, miRNA also suppresses the expression of a gene containing a target sequence by RNAi. In the chimeric RNA of the present invention, miRNA may be contained as single-stranded RNA having 18 to 25 bases, or may be contained as double-stranded RNA (miRNA precursor) having about 70 bases. In the present invention, the miRNA portion is referred to in any case. When the chimeric RNA is contained as a double-stranded RNA (miRNA precursor) of about 70 bases, a single-stranded RNA of 18 to 25 bases is generated by Dicer and suppresses the expression of the gene containing the target sequence. The target sequence contained in the miRNA part is the same as in the case of siRNA.
A decoy nucleic acid type (RNA) drug (a decoy type nucleic acid drug) is a drug that can bind to a target gene of interest and inhibit the expression of the gene of interest. For example, it can bind to a transcriptional regulatory factor of interest and inhibit gene transcription. The decoy RNA portion of the chimeric RNA of the present invention binds to a protein involved in the viral life cycle and inhibits the expression of the gene. Here, the proteins involved in the viral life cycle include viral transcriptional regulator proteins and enzymes necessary for viral replication and growth.
For example, the decoy RNA portion of the chimeric RNA of the present invention has a primary structure and a secondary structure similar to the region where a transcriptional regulatory factor recognizes and binds. For example, HIV-1 gene expression is regulated by the interaction of cellular factors with the viral transactivator protein Tat, which has specific regulatory elements in the HIV-1 LTR. The HIV-1 regulatory protein Tat binds to one of the regulatory elements of the 59 nucleotide LTR region, called the transactivation response region (TAR). TAR forms a stable hairpin structure and allows Tat binding. In addition to Tat, Rev and Nef act as transcriptional regulators on HIV-1, and the Rev protein binds to the PRE region. For Rev decoys, see, for example, Ding SF et al. , Front Biosci. 2002 Feb 01; 7: a15-28, Kohn DB et al. , Blood. 1999 Jul 1; 94 (1): 368-71, Akkina et al. , Anticancer Res. 2003 May-Jun; 23 (3A): 1997-2005, and can be designed based on these documents. In this case, the decoy RNA portion of the chimeric RNA of the present invention has a three-dimensional structure similar to that of the TAR region or PRE region, and therefore the primary and secondary structures are also similar. Specifically, it is RNA having a sequence that is substantially the same, that is, homologous to the sequence of the TAR region or the sequence of the PRE region. That is, as long as the decoy RNA portion of the chimeric RNA of the present invention and the TAR region or the PRE region hybridize, one or more, that is, 1 to 10, preferably 1 to 5, more preferably 1 to 3, There may be two or one mismatch. The conditions for hybridization in this case are in vivo conditions. The sequence of the decoy RNA portion of the chimeric RNA of the present invention and the TAR region or PRE region has a sequence homology of 90% or more, preferably 95% or more, more preferably 95, 96, 97, 98 or 99% or more. The chimeric RNA portion of the present invention preferably has a loop-stem structure, and the loop-stem structure refers to a structure in which a single-stranded RNA forms a loop and a stem. Examples of the sequence of the decoy RNA portion of the present invention having a structure similar to the TAR region include CAC CAG AUC UGA GCC UGG GAG CUC UCU GGC UUC CUU UUU GAA UUC G (SEQ ID NO: 1), one for the sequence RNA with several mismatches can be used as long as it binds to the Tat protein.
In addition, RNA that binds to NS3 protease or NS3 helicase can be used as the decoy RNA portion of the chimeric RNA of the present invention when suppressing HCV replication. For example, it can design with reference to Unexamined-Japanese-Patent No. 2002-345475.
The decoy RNA portion of the present invention is an RNA that can bind to a specific protein, and is also referred to as an aptamer RNA portion.
An antisense drug is DNA or RNA having a sequence that is complementary to and hybridizes to a target gene of interest, and is a drug that suppresses the expression of the gene. The antisense RNA portion of the chimeric RNA of the present invention is a sequence complementary to the target sequence of the target gene of interest, and is a sequence complementary to the sequence of the region of the gene involved in virus replication. The antisense RNA portion complementarily binds to mRNA of a gene involved in virus replication, inhibits translation, and suppresses gene expression. For example, in the case of HIV-1 virus, LTR (long terminal repeats), 5 ′ untranslated region, splice donor-acceptor site, primer binding site, 3 ′ untranslated region, gag, pol, protease, integrase, env, tat , Rev, nef, vif, vpr, vpu, or vpx region. An antisense RNA complementary to a part of the sequence of these regions may be designed. In the case of HCV virus, it is complementary to a part of the sequence of each region of the structural protein (core protein; C, coat protein; E1, E2) and nonstructural protein (NS2, NS3, NS4A, NS4B, NS5A, NS5B). A specific antisense RNA may be designed. The RNA is 10 to 400 nucleotides in length, preferably 250 or less nucleotides, more preferably 100 or less nucleotides, more preferably 50 or less nucleotides, particularly preferably long. Is between 12 and 28 nucleotides. The antisense RNA site may have a loop structure as appropriate.
Ribozyme refers to RNA having an activity of cleaving nucleic acids. Examples of ribozymes include hammerhead ribozymes, hairpin ribozymes, and ribozymes derived from human delta hepatitis virus. In the present invention, an RNA portion comprising any ribozyme can be included in the chimeric RNA. The ribozyme also has a target sequence, and the ribozyme RNA portion can be designed by a known method. The RNA portion composed of ribozymes (ribozyme RNA portion) recognizes and cleaves mRNA of a gene involved in virus replication and suppresses gene expression. For example, in the case of HIV-1 virus, LTR (long terminal repeats), 5 ′ untranslated region, splice donor-acceptor site, primer binding site, 3 ′ untranslated region, gag, pol, protease, integrase, env, tat , Rev, nef, vif, vpr, vpu, or vpx region.
tRNase ZL-EGS and RNase P-EGS refer to RNA having an activity of cleaving nucleic acids in the same manner as ribozymes, and are described in Nucleic Acids Research, 2005, Vol. 33, no. 1 235-243 and Bioorg. Med, Chem. Lett. 14 (2004) 4941-4944 and the like. Similarly to ribozymes, tRNase ZL-EGS and RNase P-EGS recognize and cleave mRNA of genes involved in virus replication and suppress gene expression.
In the present invention, RNAi medicines, decoy medicines, antisense medicines, ribozyme medicines, tRNase ZL-EGS medicines, and RNase P-EGS medicines all suppress gene expression, so these medicines are called antigene medicines. Sometimes. That is, the chimeric RNA of the present invention contains a plurality of antigenes and can act as an antigene medicine. In addition, since it is an unprecedented gene drug, it may be called a second generation anti-gene drug.
In the chimeric RNA of the present invention, the shRNA part or miRNA part, decoy RNA part, antisense RNA part, RNA part consisting of ribozyme, RNA part consisting of tRNase ZL-EGS and RNA part consisting of RNase P-EGS were linked. It can be synthesized in vitro by chemical synthesis in a form or by a transcription system using a promoter and RNA polymerase. At this time, a terminator or the like is appropriately included in the DNA sequence. For example, a TTTTT sequence or the like may be used as the terminator sequence. As the promoter, in the case of producing in vitro, T3 promoter, T7 promoter, etc. are used. The template DNA of the chimeric RNA of the present invention is introduced into a vector, the vector is administered in vivo, and the chimeric RNA is administered in vivo. When synthesize | combining, PolIII type | system | group promoters, such as U6 promoter and H1 promoter, tRNA promoter, etc. are used. When using a vector, a plasmid vector, a viral vector, etc. can be used as a vector. As a plasmid vector, a pBAsi vector, a pSUPER vector or the like may be used, and as a virus vector, an adenovirus vector, a lentivirus vector, a retrovirus vector or the like can be used. The chimeric RNA of the present invention can be incorporated into a vector in a state where it can be expressed by a known method. When the chimeric RNA of the present invention contains an shRNA portion, the shRNA portion and other RNA portions are cleaved by the action of dicer in vivo. The sequence recognized and cleaved by Dicer is UU present at the 3 ′ overhang site of the shRNA portion. Therefore, a UU sequence may be included between the shRNA portion and other RNA portions. As a result, the chimeric RNA containing each RNA portion is expressed as a single molecule from the vector, cleaved into the portion written by the in vivo dicer or other cutting means, and siRNA or miRNA is formed from the shRNA portion or miRNA portion. Decoy RNA from RNA part, antisense RNA from antisense RNA part, ribozyme from RNA part consisting of ribozyme, tRNase ZL-EGS from RNA part consisting of tRNase ZL-EGS, from RNase P-EGS RNase P-EGS is generated from the RNA part, and each function is exhibited.
The chimeric RNA of the present invention can be used as a drug for gene suppression, and particularly suppresses viral replication, so that it is a virus inhibitor, a preventive or therapeutic agent for viral infection, and cancer caused by viral infection. It can be used as a preventive or therapeutic drug.
As a method for introducing the chimeric RNA of the present invention, when the subject is a cell or tissue, it can be introduced by culturing simultaneously with the cell or tissue. In addition, a method using calcium ions, an electroporation method, a spheroplast method, a lithium acetate method, a calcium phosphate method, a lipofection method, a microinjection method, and the like can be given. If the subject is an animal individual, it can be administered by the oral route, as well as intravenous, intramuscular, subcutaneous and intraperitoneal injection or parenteral route. Moreover, when administering to a specific site | part, you may deliver to a specific site | part using a drug delivery system. There are various known methods for drug delivery systems, and an appropriate method can be adopted depending on the site to be administered. Examples of drug delivery systems include known methods using liposomes, emulsions, polylactic acid and the like as carriers. It is desirable that administration be performed in admixture with a pharmaceutically acceptable diluent or carrier. Suitable carriers include, but are not limited to, physiological saline, phosphate buffered saline, phosphate buffered saline glucose solution, and buffered saline. The amount of the chimeric RNA to be introduced can be appropriately determined according to the type, severity, age, weight, etc. of the disease to be prevented or treated, but at least one copy per cell in the diseased part. An amount such that chimeric RNA is introduced is preferred. When administering chimeric RNA, the amount of RNA may be about 0.1 μg to 100 mg once to several times a day. Moreover, when using viral vectors, such as a lentiviral vector, about 0.1 microgram-100 mg should just be administered as a vector DNA amount, and what is necessary is just to administer once to several times a day.
For example, when the chimeric RNA of the present invention comprises a shRNA part or miRNA part and a decoy RNA part, siRNA or miRNA and a decoy RNA are generated in vivo when a vector containing the chimeric RNA or DNA encoding the chimeric RNA is administered. . At the beginning of administration, siRNA or miRNA suppresses viral gene expression and suppresses viral replication. However, mutation occurs in the siRNA or miRNA target sequence of the viral gene several weeks after administration, and the mutation increases with time. The siRNA or miRNA cannot recognize the target sequence, and the effect of siRNA or miRNA is lost. Even in this case, since the decoy RNA can suppress viral replication by binding to a transcriptional regulatory factor of the virus regardless of the mutation of the virus, the action of the decoy RNA can be achieved even after the siRNA loses its effect. By this, virus replication can be suppressed.
In addition, when a vector containing a chimeric RNA comprising a shRNA part or miRNA part of the present invention and a decoy RNA part or a vector containing DNA encoding the chimeric RNA is administered, the vector containing the DNA encoding shRNA or miRNA or shRNA or miRNA alone When administered, a decrease in the rate of virus mutation is observed. That is, when a vector containing the chimeric RNA of the present invention or a DNA encoding the chimeric RNA is administered, there is also an effect that the virus mutation rate can be reduced.
Furthermore, when a vector containing a DNA encoding the chimeric RNA of the present invention is administered, the chimeric RNA is generated in the nucleus of the cell, and then transported to the cytoplasm by the action of exportin, so that it functions well in the cytoplasm. There is also an effect.
The present invention also includes a method for administering or treating the above chimeric RNA to a subject, suppressing viral replication in the subject, and preventing or treating a viral infection. Furthermore, the present invention also includes the use of the above chimeric RNA for the production of a viral replication inhibitor, a viral infection preventive agent or a viral infection therapeutic agent.
FIG. 2A shows an example of the chimeric RNA of the present invention. The example shown in FIG. 2A is a chimeric RNA composed of a shRNA portion and a decoy RNA portion having an action as an RNAi drug that suppresses HIV-1 replication and an action as a decoy RNA. The sequence is shown in SEQ ID NO: 2. The shRNA part suppresses the expression of the HIV-1 vif gene, and the decoy RNA part binds to the HIV-1 Tat protein and suppresses the transcription of the TAR region. In HIV-1, the vif gene part is likely to be mutated, and the RNAi drug alone with the vif gene as a target gene loses its effect over time. However, since the chimeric drug of the present invention also contains decoy RNA, even after the vif gene has been mutated and the shRNA part can no longer suppress the expression of the vif gene, HIV- One copy can be suppressed. Therefore, since replication of HIV-1 can be suppressed over a long period of time, it can be used as an effective and reliable preventive or therapeutic agent for HIV-1 infection. The chimeric RNA of the present invention may be produced as a chimeric RNA using a chemically synthesized or in vitro transcription system and administered to a subject in need of prevention or treatment, or the chimeric RNA may be applied to a viral vector such as a lentivirus. A template DNA may be introduced so that the vector can be expressed, and the vector may be administered to a subject. When the vector is used as in the latter case, the chimeric RNA of the present invention is synthesized over a long period of time in the subject, so that the effect of suppressing HIV-1 replication continues. FIG. 4 shows how the chimeric RNA of FIG. 2A of the present invention suppresses HIV-1 replication.
Moreover, as long as it hybridizes with the chimeric RNA having the sequence of FIG. 2, there may be 1 or several, ie, 1-3, 2, or 1 mismatches. The conditions for hybridization in this case are in vivo conditions. The chimeric RNA of the present invention includes RNA having a sequence homology of 90% or more, preferably 95% or more, more preferably 95, 96, 97, 98 or 99% or more with the chimeric RNA of FIG.
Furthermore, the present invention also encompasses a pharmaceutical composition comprising separately shRNA or miRNA acting as an RNAi drug and decoy RNA acting as a decoy RNA drug. In the pharmaceutical composition, the shRNA or miRNA and the decoy RNA are not linked to form a chimeric RNA, and each exists alone. The pharmaceutical composition can be used as a virus replication inhibitor, a viral infection preventive agent or a viral infection therapeutic agent. Furthermore, the present invention also includes a method for preventing or treating a viral infection by suppressing viral replication in a subject, including administering the above-mentioned shRNA or miRNA and decoy RNA to the subject simultaneously or before and after. Include. In this case, shRNA or miRNA may be administered first, and decoy RNA may be administered several days to several weeks later.
The present invention will be specifically described by the following examples, but the present invention is not limited to these examples.
In this example, each experiment was performed by the method described below.
Cell culture
HeLa CD4 + 293T, Jurkat, H9 and MT-4 cells are 10% (v / v) heat-immobilized fetal bovine serum (FBS), L-glutamine (2 mM), penicillin (100 U / mL) and streptomycin (100 μg / mL) Were supplemented with RPMI 1640 medium (Sigma Chemical) or DMEM (Gibco). All cultures should be 37 ° C, 5% CO 2 Performed under atmosphere.
Human peripheral blood lymphocytes (PBMCs)
Faicol is placed in a test tube for blood separation, Rycosep (Falcon) so that the fresh blood is Faicol: fresh blood = 1: 3. Centrifugation was performed at 1500 rpm for 15 minutes to separate red blood cells and white blood cells. The leukocyte portion was transferred to a 50 ml centrifuge tube, doubled in PBS, and centrifuged at 1500 rpm for 5 minutes. Repeat this operation once more, 1.0X10 6 10% RPMI was added so as to be / ml. Finally, PHA was added so as to be 1 μmol / ml, and the cells were cultured for 2 to 3 days to be rejuvenated.
Construction of U6 expression plasmid and lentivirus-based vector
The expression plasmid was constructed by a known method. Hairpin siRNA sequences chemically synthesized as two complementary DNA oligonucleotides were mixed in equimolar amounts, heat treated at 95 ° C. for 5 minutes, and slowly cooled in annealing buffer (10 mM Tris-Hcl / 100 mM NaCl). . The resulting duplex was ethanol precipitated and ligated to the KpnI and BamHI cloning sites upstream of the U6 promoter (LeeNs et al., Nat Biotechnol 2002, 20, 500-5) to prepare the following vector.
U6-vif shRNA-TAR vector: both HIV-1 vif shRNA and decoy TAR, a dsRNA sense sequence containing KpnI, EcoRI and BamHI cloning sites (5'-CCA GAT GGC AGG TGA TGA TTG TCC ACA CCA CAC GCC ATC TTG TTA CCA GAT CTG AGC CTG GGAGCT CTC TGG CTT CCT TTT TGA ATT CG-3 'and SEQ ID NO: 3) and antisense sequence (5'-GAT CCG ATA TCA A AA AA AGA AGA TCA GAT CTG GTAACA GAT GGC AGG TGA TGA TTG TGG TGT GGA CAA TCA TCA CCT GCC ATC TG GTA C-3 ', which encodes a SEQ ID NO: 4).
U6-vif shRNA vector: HIV-1 vif sense fragment sequence (5′-CCA GAT GGC AGG TGA TGA TTG TCC ACA CCA CAA TCA TCA CCT GCC ATC TGT TCC TTT TTG-3 ′ sequence No. TAT ACG T (5′-GAT CCG ATT CAA AAA GGA ACA GAT GGC AGG TGA TGA TTG TGG TGT GGA CAA TCA TCA CCT GCC ATC TGG GTA C-3 ′, SEQ ID NO: 6)
U6-vif shRNA-Ran RNA vector: random vif sense sequence (5′-CGG ACG TTG ATT AGT ATG CGG ACC ACA CCT CCG CAT ACT AAT CAA CGT CCT TCC TTT TTG AAT TCG-3 ′ and anti-TCG-3 ′ The sequence (5′-GAT CCG AAT TCA AAA AGG AAG GAC GTT GAT TAG TAT GCG GAG GTG TGG TCC GCA TAC TAA TCA ACG T-3 ′, SEQ ID NO: 8) is encoded.
U6-TAR RNA vector: HIV-1 TAR sense sequence (5'-CAC CAG ATC TGA GCC TGG GAG CTC TCT GGC TTC CTT TTT GAA TTC G-3 ', SEQ ID NO: 9) and antisense sequence (5'-GAT CCG AAT TCA AAA GGA AGC CAG AGA GCT CCC AGG CTC AGA TCT GGT GGT AC-3 ′, SEQ ID NO: 10)
U6-mTAR31-34 RNA vector: Mutant TAR loop sense sequence (5'-CAC CAG AGA GCC TGG GAG CTC TCT GGC TTC CTT TTT GAA TTC G-3 ', SEQ ID NO: 11) and antisense sequence (5'-GAT CCG AAT TCA AAA AGG AAG CCA GAG ACT CCC AGG CTC TCT GGT GGT AC-3 ′, SEQ ID NO: 12)
U6-vif shRNA-Ran-mTAR vector: random vif and mutant TAR sense sequences (5′-CGG ACG TTG ATT AGT ATG CGG ACC ACA CCT CCG CATC ACT AAT CAA CGT CCT TCC ACC TGA ACC It encodes TTG AA T TCG-3 ′, SEQ ID NO: 13) and antisense sequence (5′-GAT CCG AAT TTC AAA AAG GAA GCC AGA GAG CTC-3 ′, SEQ ID NO: 14).
The lentiviral vector was constructed as follows. The EcoRI site upstream of the U6 promoter and the EcoRI cloning site downstream of the insert fragment are digested and cloned into the EcoRI site of a lentiviral vector (CS-CDF-CG-PRE), and CS-vif shRNA-TAR, CS-TAR CS-vif shRNA, CS-vif Ran-MTAR and control transfer vectors were constructed.
RT-PCR analysis of mRNA expression
HeLa CD4 + Cells (5 × 10 5 Cells) were seeded in 60 mm dishes. After 24 hours, the medium was replaced with fresh medium without antibiotics and transfected with 3 μg of vector DNA using Lipofectamine 2000 transfection reagent optimized by Opti-MEM according to the manufacturer's protocol. 72 hours later, vector transfected cells and untransfected HeLa CD4 + Total RNA from the cells was extracted using Trizol reagent (Invitrogen). Next, using RNA PCR high-pluskit (manufactured by Toyobo), HeLa CD4 + Dicer upstream primer (nucleotides 1-24, forward primer F- (5′-CCA GAT GGC AGG TGA TGA TTG TCC TCC-3 ′, SEQ ID NO: 15)) and downstream (in order to detect the presence of endogenous Dicer in the cell) RT-PCR was performed using nucleotides 435-459, reverse primer R- (5′-GGA AGC CAG AGA GCT CCC AGG CTC-3 ′, SEQ ID NO: 16). As an internal control, human control gene (GAPDH) mRNA was amplified using GADPH-F (nucleotides 230-254) and downstream GADPH-R (nucleotides 422-466) primers. All extracted RNA products were treated with 2 μg DNase I without RNase at 37 ° C. for 30 minutes. At this time, non-RT-PCR using extracted vif-TAR RNA was also performed to check the contamination of DNA. The resulting RT-PCR product was fractionated and analyzed by electrophoresis using a 2% agarose gel.
Northern blot analysis
Transiently transfected HeLa CD4 + Cells 5 × 10 5 Total RNA was extracted 24 hours after the cells, and 30 μg of RNA per lane was electrophoresed using a 20% polyacrylamide / 8M urea gel. After electrophoresis, the RNA band was expressed as Hybond-N. TM Transferred to a nylon membrane (Amersham). Bands were detected using a synthetic oligonucleotide complementary to the antisense strand of Vif-shRNA-TAR RNA as a probe. Hybridization was performed at 37 ° C., using 2 × SSPE, washed at 39 ° C., and then washed once at 41 ° C. with 1 × SSPE prior to exposure to autoradiography.
In vitro and in vivo Dicer cleavage assays
Purified vif-TAR dsRNA (60 μg) transcribed from the T7 RNA polymerase promoter using BLOCK-iT RNAi TOPO Transcription Kit (Invitrogen) was prepared from the manufacturer's protocol (BLOCK-iT Dicer RNAi Kit Manual (Invitrogen)) Was cut according to (reaction volume 300 μl). That is, the dicing reaction product was incubated at 37 ° C. for 20 hours, and the resulting dicing product was analyzed on a 20% polyacrylamide gel (manufactured by Invitrogen life technologies). To confirm if the Vif shRNA-TAR chimeric RNA substrate is really cleaved in the cell, HeLaCD4 + Cells were transfected with 3 μg of vector DNA and total RNA was extracted 24 hours after transfection with Trizol reagent. As a control, vif shRNA-TAR DNA was transcribed into RNA using T7 polymerase. Both transfected and RNA transcribed with T7 were fractionated on a 20% polyacrylamide / 8M urea gel and Hybond-N TM The sample was transferred to a nylon membrane and subjected to Northern blot analysis.
Inhibition of target mRNA down-regulation and HIV-1 replication in cells
HeLa CD4 cotransfected with 2 μg vector DNA and 0.2 μg HIV-1 pNLE + After culturing the cells for 72 hours, total RNA was extracted using Trizol reagent. RNA content was examined using a primer set capable of detecting HIV-1 vif viral mRNA and TAR mRNA. The level of HIV-1 gag 24 antigen production in the culture supernatant containing no collected cells was measured by a fully automated ELISA system (CLEIA) (Lee NS et al., Nat Biotechnol 2002, 20, 500-5). .).
Dose-dependent suppression of HIV-1 replication
To determine a dose-dependent range for inhibition of HIV-1 replication, HeLa CD4 + Cells 3 × 10 5 The cells were co-transfected with 0.1, 1 and 3 μg of vector DNA and 0.2 μg of HIV 1pNLE DNA. The culture supernatant containing no cells was collected, and the extracellular HIV-1 gag p24 antigen production level was measured as an index of virus replication.
Calcium phosphate precipitation transfection of 293T cells
To produce lentiviral vectors, 293T cells were co-transfected by the calcium phosphate precipitation transfection method with 15 μg of transfer vector cassette DNA, a helper construct encoding gag-pol (15 μg) and 5 μg each of tat, rev and VSV-G. (Ane-Lyse, D. et al, Nucleic Acids Research, 2002, 30, (14): 65-69). At 72 hours after transfection, the culture supernatant was collected, filtered through a 0.45 μm filter disc, and concentrated 100-fold by overnight ultracentrifugation at 6,000 g. The resulting virus pellet was resuspended in serum-free antibiotic-free RPMI medium and stored at −80 ° C. until use. 5 × 10 to determine virus titer 5 Cells were transfected into the 293T cells using the virus stock, and after culturing for 72 hours, GFP positive cells were counted by flow cytometer analysis (Ane-Lyse, D. et al., Nucleic Acids Res. 30). 65-69 (2002)).
Jurkat cell gene transfer
3 x 10 for gene transfer into Jurkat cells 5 Cells were seeded in 15 mL centrifuge tubes with 1 mL culture medium in the presence of CS-vif shRNA-TAR and control lentiviral vector 20MOI and 8 μg / mL polybrene. After centrifugation at 800 g for 1 hour, the cells were transferred to a 24-well culture plate, and after 24 hours, the culture medium was changed before virus infection.
Challenges with HIV-1 and long-term culture assays
1 × 10 24 hours after gene transfer 6 Of Jurkat cells with HIV-1 of 0.01 MOI NL4-3 Infected with. After overnight incubation, the cells were washed 3 times with serum-free medium and cultured in R10 (RPMI1640 + 10% FBS). Half of the culture volume was collected at the same interval and replaced with the same volume of culture medium. The collected culture was centrifuged, the cell-free medium was used for HIV-1 gag p24 antigen analysis, and the cell pellet was used for cell viability test, GFP expression and RNA extraction.
HIV 1 NL4-3 Sequence analysis of Vif RNA target region
Viral RNA was isolated from the cell-free culture supernatant using the QIAamp viral RNA kit (Qiagen) according to the manufacturer's protocol. 5 μL of viral RNA was mixed with Powerscript reverse transcriptase (Clontech), 1 mM deoxynucleotide triphosphate, 1 × first strand buffer (Clontech), 200 ng random hexamer (Promega) and 10 U. RNasin (manufactured by Promega) and used for the reverse transcriptase reaction. Reverse transcription was performed at 42 ° C. for 1 hour, followed by heat inactivation of reverse transcriptase at 70 ° C. for 15 minutes. Next, 2 μl of cDNA was added to 1 × Qiagen Taq PCR buffer, 1.5 mM MgCl. 2 , 20 pmol of sense primer vif F: (5′-ATG GAA AAC AGA TGG CAG GTG AT-3 ′, SEQ ID NO: 17) and antisense primer vifR: (5′-CTA GTG TCC ATT CAT TGT ATG GCT-3 ′, SEQ ID NO: 18) was added to 48 μl of a PCR mixture containing 1 mM deoxynucleotide triphosphate and 2.5 U Taq polymerase (Qiagen). PCR was performed using a gradient PCR thermal cycler (manufactured by ASTEC) at 95 ° C. for 1 minute, 95 ° C. for 15 seconds for 35 cycles, 58 ° C. for 30 seconds, 72 ° C. for 30 seconds, and 72 ° C. for 5 minutes. PCR products were fractionated, analyzed on a 1% seekem gel and purified using a QIAEX II gel extraction kit (Qiagen). Nucleotide cycle sequencing was performed using Dye-labeled compounds.
The following results were obtained by this example.
Vector design, target site and structure for U6 plasmid and CS lentiviral vector are shown in FIGS. FIG. 1A is a diagram showing the construction of a second generation shRNA expression vector, showing an enlarged 5 ′ LTR representing the HIV-1 genome and representing the decoy TAR RNA target and vif shRNA target position for the tat protein. FIG. 1B shows a control expression cassette having a vif shRNA-TAR transcribed with a human U6 promoter and a terminator signal sequence. A lentivirus-based expression cassette is made by digesting the EcoRI site upstream of the U6 promoter and the EcoRI cloning site downstream of the terminator sequence from the U6 vector, and then into the EcoRI site in the CS-CDF-CG-PRE expression cassette. Cloned to make a lentiviral vector. All constructs were made by standard molecular biology techniques and the sequences were determined by nucleotide sequencing. The RNA secondary structure of the Vif shRNA-TAR chimeric molecule was analyzed using GENETYX software (FIG. 2A) and according to the manufacturer's protocol, HeLa CD4 + Cells (5 × 10 5 ) U6 vif shRNA-TAR and control mRNA expression was measured. That is, 3 μL of DNA was mixed with 47 μl of Opti-MEM to optimize DNA complex formation. Since the expression of HIV-1 antigene mRNA is essential for the degradation of HIV-1 gene mRNA or cellular protein interaction, the transfection efficiency of HIV-1 antigene mRNA expression was increased. Vif-TAR mRNA was also detected by PCR and subcellular localization was determined by Northern blot analysis (FIG. 2B), resulting in a complete profile of expression of all vectors (FIG. 2C). FIG. 2B shows the intracellular localization of the second generation HIV-1 vif shRNA (vif shRNA-TAR chimeric RNA). Cells were transfected with the vif shRNA-TAR construct. RT-PCR products 24 hours after transfection extracted from nuclear and cytoplasmic RNA indicate that the chimeric RNA is probably located in the cytoplasm rather than the nucleus with the help of the export factor exportin. FIG. 2C shows HeLa CD4 + Figure 5 shows Northern blot analysis of expression vector mRNA in cells. Cells were transfected with various vector constructs and the mRNA expression efficiency in the cells was examined.
The vif shRNA-TAR molecule was localized more strongly in the cytoplasm than in the nucleus. This makes it possible to determine where the biological function is exerted.
Since the RNAi mechanism is strongly associated with the activity of an endogenous RNAase III-like enzyme called Dicer in the cell, transfected HeLa CD4 + Endogenous Dicer expression in the cells was examined by RT-PCR using specific Dicer primers. That is, this was done to establish evidence that vif shRNA-TAR RNA molecules are processed into siRNA and exert both RNAi and decoy RNA TAR effects in cells. Interestingly, high level expression of Dicer was observed in the cells (FIG. 2D). FIG. 2D shows HeLa CD4 + Dicer present in cells. Total RNA in cells is HeLa CD4 + It was recovered from the cells and amplified using specific Dicer detection primers. This is responsible for the dual type of anti-HIV-1 effect that works against viruses in both transiently transfected and infected stable expressing cells.
HeLa CD4 + To confirm cleavage of U6 vif-TAR mRNA molecules by Dicer in cells, U6 vif-TAR DNA was transfected or transcribed with T7 polymerase in vitro as an internal control sample and obtained 24 hours after transfection. The resulting cleavage products were fractionated on a 20% polyacrylamide gel and subjected to Northern blot analysis. The results showed that the molecule was cleaved into vif siRNA and decoy TAR RNA components (FIG. 2E). FIG. 2E shows in vivo cleavage. HeLa CD4 for confirming intracellular processing of chimeric RNA + The results of Northern blot analysis of vif shRNA-TAR RNA extracted 72 hours after transfection of cells are shown. Each lane shows the following.
Lane 1: vif shRNA-TAR DNA I transcribed into T7 RNA polymerase in the absence of endonuclease and Dicer effect, lanes 2 and 3: HeLa CD4 + 2 shows vif shRNA-TAR and TAR RNA expressed in cells. The human control gene G3PDH was run simultaneously for standardization of input RNA. Detection of both vif shRNA-TAR and TAR RNA bands in lane 2 indicates in vivo cleavage of the chimeric RNA in the cells. The TAR RNA in lane 3 is a control to check the migration of the cleaved TAR RNA component of the vif shRNA-TAR substrate.
Lane 1 is a control synthetic oligonucleotide transcribed by T7 RNA polymerase, with no endogenous dicer present. Lane 2 shows the vif shRNA-TAR substrate extracted 24 hours after transfection from transfected cells expressing endogenous dicer. TAR RNA components were detected simultaneously with the remaining uncut vif shRNA-TAR mRNA. This indicates in vivo cleavage within the cell. Lane 3 shows transfected HeLa CD4 as an internal control marker for the cleaved TAR RNA component of the vif shRNA-TAR chimeric RNA. + Shown is the expressed TAR mRNA extracted from the cells. As further evidence of the high cleavage affinity of the vif shRNA-TAR molecule, the substrate was transcribed, added to a Dicer reaction mixture containing human recombinant dicer, incubated for 20 hours at room temperature, and Northern blot analysis was performed. As a result, it was shown that the complex of dicer and vif shRNA-TAR was cleaved more than 90% with respect to the vif shRNA-TAR product not cleaved by Dicer (FIG. 2F). FIG. 2F shows in vitro cleavage. FIG. 6 shows Northern blot analysis of vif shRNA-TAR transcribed with T7-RNA polymerase treated with human recombinant dicer for 20 hours or more at room temperature. Each lane is as follows. Lane 1: reaction mixture without dicer and sample (negative control), lane 2: reaction mixture with vif shRNA-TAR RNA but without dicer, lane 3: reaction mixture with dicer and vif shRNA-TAR RNA. Thus, two separate mRNA molecules (vif siRNA mRNA and TAR mRNA) exert a dual anti-HIV-1 effect through RNAi and decoy TAR RNA pathways, and HIV replication in cells (Elbashir, SM et a; Nature). 2001, 411, 494-498; Rosel, KF et al, Nucleic Acid Res. 2003, 31 (15), 4417-4425) are expected to be enhanced.
To examine the potential and inhibitory effects of vif shRNA-TAR molecules, HeLa CD4 + Cells were co-transfected with various amounts of vector DNA (0.1, 1.0, 3.0 μg). As a result, it was found that the HIV-1 replication effect was dose-dependent. An inhibitory effect of more than 90% was shown with 3 μg of DNA (data is expressed as the measured value ± SD of the supernatant of three independent experiments). Interestingly, the results of suppression correlated with the degree of HIV-1 vif mRNA down-modulation (FIG. 3A). FIG. 3A shows the HIV-1 antiviral effect. HeLa CD4 + Cells were 0.2 μg at various DNA concentrations (0.1, 1.0, and 3.0 μg) of U6-vif shRNA-TAR, vif shRNA, shRNA Random, Decoy TAR, Decoy M-TAR and control U6 vectors. Of HIV-1 pNLE. Culture supernatants were collected 72 hours after transfection and HIV-1 p24 assay was performed using an automated ELISA system. HIV-1 mRNA analysis from co-transfected cells showed down regulation of viral mRNA expression. Further, as shown in the panel showing the vif shRNA-TAR chimeric RNA, vif shRNA and decoy TAR RNA, HIV-1 reporter gene expression (compared to the panel showing HIV-1 pNLE, vif shRNA Ran and M-TAR ( There was a significant decrease in EGFP) (FIG. 3B). FIG. 3B shows suppression of HIV-1 reporter gene expression. Cells were transferred to microscope slides 72 hours after co-transfection of cells and examined for EGFP expression. Panel shows suppression of HIV-1 reporter gene mediated by vif-TAR, vif shRNA and TAR decoy. The panel shows that the vif shRNA random and the mutant TAR maintain the same level of expression compared to the panel showing HIV-1 pNLE.
To further investigate the potential suppressive capacity and stability of the vif shRNA-TAR construct, lentiviral vectors were generated and chimeric RNA (CS-vif shRNA-TAR), CS-vif shRNA, CS-TAR and control expression cassettes. Increased delivery. Transfected Jurkat, H9 cells and PBMCs stably expressing HIV-1 antigene were infected with HIV-1 NL4-3 and cultured for 8 weeks or more. The culture supernatant without sampled cells is analyzed for HIV-1 gag p24 antigen to assess inhibition of HIV-1 replication (measured as a change in gag p24 antigen in the virus replication assay) and anti-HIV-1 replication Gene's anti-HIV-1 effect was evaluated. As a result, it was found that the inhibitory effect of the second generation anti-HIV molecule was stably prolonged in the transfected gene-transfected cells (FIGS. 3C, D and E). Figures 3C, D and E show long-term suppression of HIV-1 replication by CS-vif shRNA-TAR. Transgenic Jurkat, H9 cells and PBMCs are HIV-1 NL4-3 For 9 weeks or more. A significant decrease in the amount of HIV-1 p24 was observed in vif shRNA-TAR expressing cells. The HIV-1 p24 antigen production level of vif shRNA gradually increased from the 4th week in Jurkat cells and reached the same level as that of control HIV-1 NL4-3 and vif shRNA Ran-M-TAR (FIG. 3C). PBMCs gradually increased from week 2 and reached the same level as controls HIV-1 NL4-3 and vif shRNARan-M-TAR (FIG. 3D). Furthermore, H9 cells gradually increased from the third week and reached the same level as that of control HIV-1 NL4-3 and vif shRNA Ran-M-TAR (FIG. 3E).
To examine viral mutations and defects in cultures expressing CS-vif shRNA, HIV-1 NL4-3 Viral RNA was isolated on days 28, 35 and 48 from cells infected with CS-vif shRNA-TAR or CS-vif shRNA in infected cells (Jurkat and PBMCs), and HIV occurs by vif-shRNA and TAR target sites -1 NL4-3 Mutations and deletions in the vif and Tat genes were analyzed. Sequencing revealed mutations and deletions in the CS-vif shRNA target site in both CS-vif shRNA-TAR and CS-vif shRNA (alone). However, no mutation or deletion was observed in the Tat target region of HIV-1 viral RNA. CS-vif-shRNA has a faster mutation and deletion rate in cultures expressing CS-vif shRNA-TAR, whereas the mutation and deletion rate is faster (FIGS. 3F and G). 3F and G show the results of gene analysis in Jurkat cells and PBMCs, respectively. Viral RNA was extracted from CS-vif shRNA and CS vif shRNA-TAR culture supernatants and sequenced for siRNA mutations at 2, 3, 4, 5 and 6 weeks in Jurkat cells. On the other hand, PBMCs were analyzed for siRNA-mediated mutations and deletions at 2, 3, 4, 5, 6 and 8 weeks. Mutations and deletions in the HIV-1NL4-3 vif shRNA target site were detected in all cultured cells expressing either vif shRNA or vif shRNA-TAR. The protein-RNA interaction between TAR-RNA and tat protein is important for the control of RNAi resistance observed in vif shRNA-TAR cultured cells. Tat protein and TAR RNA specific interactions (protein-RNA interactions) are important for combined gene therapy strategies with siRNA to assist in high antiviral activity under RNAi resistant strains observed in long-term assays.
That is, in this example, the expression of dual or multi-HIV-1 antigene expressed through a single RNA molecule that can be cleaved in cells can enhance the suppression efficiency of HIV-1 replication over a long period of time. Thus, the competitive interactive role of HIV-1 decoy TAR RNA enhances the inhibitory effect of vif siRNA on HIV-1 replication (over 98%) and vif in HIV-1 infected cells over a long period of time, such as 9 weeks. Decoy TAR RNA continues to block HIV-1 production in the presence of shRNA variants and defects. Thus, a new strategic method of expressing dual or multi-HIV-1 antigenes can be a promising HIV-1 gene therapy that can be applied in the prevention and treatment of HIV / AIDS.

本発明のキメラ RNAは、遺伝子の発現を抑制するsiRNAを形成し得るshRNA(ショートヘアピンRNA)部分もしくはmiRNA部分とデコイとして作用し遺伝子転写因子の作用を抑制するデコイ RNA部分、遺伝子の発現を抑制するアンチセンスRNA部分、リボザイムからなるRNA部分、tRNase ZL−EGSからなるRNA部分およびRNase P−EGSからなるRNA部分の少なくとも1つのRNA部分を含み、RNAi医薬とデコイ型核酸(RNA)医薬、アンチセンスRNA医薬、リボザイム医薬、tRNase ZL−EGS医薬およびRNase P−EGS医薬の少なくとも1つの医薬としての作用を発揮する。本発明のキメラ RNAは、変異を生じRNAi耐性を獲得し得るウイルスの複製防止等のウイルス抑制に効果的であり、ウイルス感染症の予防または治療薬として用いることができる。RNAi医薬がウイルスの変異により効果を失ったとしても、他の作用を発揮する核酸医薬の効果または他の標的配列を指向する同一の作用を発揮する核酸医薬の効果により変異が生じたウイルスを抑制することにより、効率的かつ確実にウイルスを抑制することが可能である。
本明細書で引用した全ての刊行物、特許および特許出願をそのまま参考として本明細書にとり入れるものとする。
The chimeric RNA of the present invention suppresses the expression of a decoy RNA part that suppresses the action of a gene transcription factor by acting as a decoy with an shRNA (short hairpin RNA) part or miRNA part capable of forming an siRNA that suppresses gene expression. An anti-sense RNA portion, an RNA portion consisting of a ribozyme, an RNA portion consisting of tRNase ZL-EGS and an RNA portion consisting of RNase P-EGS. It acts as at least one of a sense RNA drug, a ribozyme drug, a tRNase ZL-EGS drug, and an RNase P-EGS drug. The chimeric RNA of the present invention is effective for virus suppression such as prevention of virus replication that can cause mutation and acquire RNAi resistance, and can be used as a preventive or therapeutic agent for viral infections. Even if the RNAi drug loses its effect due to the mutation of the virus, the effect of the nucleic acid drug that exerts other actions or the effect of the nucleic acid drug that exerts the same action directed to other target sequences is suppressed. By doing so, it is possible to suppress the virus efficiently and reliably.
All publications, patents and patent applications cited herein are incorporated herein by reference in their entirety.

配列番号1から8:合成
[配列表]
SEQ ID NOs: 1 to 8: Synthesis [Sequence Listing]

Claims (17)

ウイルスRNAを標的配列としウイルスを抑制し得るsiRNAを形成し得る少なくとも1つのshRNA(ショートヘアピンRNA)部分もしくはmiRNA部分を含み、さらにウイルスのライフサイクルに関与するタンパク質と結合しウイルスを抑制し得る少なくとも1つのデコイRNA部分、ウイルスのライフサイクルに関与する遺伝子にハイブリダイズしウイルスを抑制し得る少なくとも一つのアンチセンスRNA部分、ウイルスのライフサイクルに関与するタンパク質の発現を抑制し得る少なくとも1つのリボザイムからなるRNA部分、ウイルスのライフサイクルに関与するタンパク質の発現を抑制し得る少なくとも1つのtRNase ZL−EGSからなるRNA部分ならびにウイルスのライフサイクルに関与するタンパク質の発現を抑制し得る少なくとも1つのRNase P−EGSからなるRNA部分からなる群から選択される少なくとも1つのRNA部分を含み、2つ以上の上記RNA部分が切断可能に連結したキメラRNA分子。 It contains at least one shRNA (short hairpin RNA) part or miRNA part capable of forming a siRNA capable of suppressing the virus using the viral RNA as a target sequence, and further binds to a protein involved in the life cycle of the virus and can suppress the virus. From one decoy RNA portion, at least one antisense RNA portion that can hybridize to a gene involved in the viral life cycle and suppress the virus, and at least one ribozyme that can suppress the expression of a protein involved in the viral life cycle An RNA portion comprising at least one tRNase ZL-EGS capable of suppressing the expression of a protein involved in the viral life cycle and a protein involved in the viral life cycle At least one comprises an RNA portion, two or more chimeric RNA molecules the RNA portion is linked to a cleavable selected from at least one of the group consisting of RNA portion consisting of RNase P-EGS capable of suppressing the expression of. ウイルスRNAを標的配列としウイルスを抑制し得るsiRNAを形成し得る少なくとも1つのshRNA部分もしくはmiRNA部分ならびにウイルスのライフサイクルに関与するタンパク質と結合しウイルスを抑制し得る少なくとも1つのデコイRNA部分が切断可能に連結したキメラRNA分子。 Cleavage of at least one shRNA or miRNA part capable of forming a siRNA capable of suppressing a virus using a viral RNA as a target sequence and at least one decoy RNA part capable of suppressing a virus by binding to a protein involved in the life cycle of the virus A chimeric RNA molecule linked to. shRNA部分またはmiRNA部分と他のRNA部分との間にUU配列が存在する請求項1または2に記載のキメラRNA分子。 The chimeric RNA molecule according to claim 1 or 2, wherein a UU sequence is present between the shRNA part or the miRNA part and the other RNA part. ウイルスがHIV−1、HIV−2、HCV、ガンおよびインフルエンザウイルスからなる群から選択される請求項1〜3のいずれか1項に記載のキメラRNA分子。 The chimeric RNA molecule according to any one of claims 1 to 3, wherein the virus is selected from the group consisting of HIV-1, HIV-2, HCV, cancer and influenza virus. shRNA部分、miRNA部分、アンチセンスRNA部分、リボザイムからなるRNA部分、tRNase ZL−EGSからなるRNA部分またはRNase P−EGSからなるRNA部分がHIV−1のgag、pol、env、tat、rev、nef、vif、vpr、vpu、vpx、またはLTR領域からなる群から選択される領域の一部配列を標的とする、HIV−1を抑制する請求項1記載のキメラRNA分子。 shRNA part, miRNA part, antisense RNA part, RNA part consisting of ribozyme, RNA part consisting of tRNase ZL-EGS or RNA part consisting of RNase P-EGS is HIV-1 gag, pol, env, tat, rev, nef The chimeric RNA molecule according to claim 1, which inhibits HIV-1 targeting a partial sequence of a region selected from the group consisting of, vif, vpr, vpu, vpx, or LTR region. shRNA部分またはmiRNA部分がHIV−1のgag、pol、env、tat、rev、nef、vif、vpr、vpu、vpx、またはLTR領域からなる群から選択される領域の一部配列を標的とする、HIV−1を抑制する請求項2記載のキメラRNA分子。 the shRNA or miRNA portion targets a partial sequence of a region selected from the group consisting of gag, pol, env, tat, rev, nef, vif, vpr, vpu, vpx, or LTR region of HIV-1. The chimeric RNA molecule according to claim 2, which suppresses HIV-1. デコイRNA部分が、HIV−1のTAR領域と相同な配列を有しTatタンパク質と結合し得る、請求項5または6に記載のキメラRNA分子。 The chimeric RNA molecule according to claim 5 or 6, wherein the decoy RNA portion has a sequence homologous to the TAR region of HIV-1 and can bind to a Tat protein. 下記の2次構造を有する請求項7記載のキメラRNA分子。
The chimeric RNA molecule according to claim 7, which has the following secondary structure.
請求項1〜8のいずれか1項に記載のキメラRNA分子の鋳型DNAを含みキメラRNAを発現するベクター。 A vector for expressing a chimeric RNA comprising the template DNA of the chimeric RNA molecule according to any one of claims 1 to 8. ウイルスベクターである請求項9記載のベクター。 The vector according to claim 9, which is a viral vector. 請求項1〜8のいずれか1項に記載のキメラRNA分子を含み、生体内で各RNA部分に切断されるウイルス感染症およびガンの予防または治療剤。 A preventive or therapeutic agent for a viral infection and cancer comprising the chimeric RNA molecule according to any one of claims 1 to 8, which is cleaved into each RNA portion in vivo. 請求項9または10に記載のベクターを含むウイルス感染症の予防または治療剤であって、生体内で各RNA部分が生成するウイルス感染症の予防または治療剤。 A preventive or therapeutic agent for a viral infection comprising the vector according to claim 9 or 10, wherein the preventive or therapeutic agent for a viral infection in which each RNA moiety is generated in vivo. ウイルスの変異に基づくウイルスのRNAi耐性を阻止することができる請求項11または12に記載のウイルス感染症およびガンの予防または治療剤。 13. The preventive or therapeutic agent for viral infections and cancer according to claim 11 or 12, which can block viral RNAi resistance based on viral mutations. ウイルスRNAを標的配列としウイルスを抑制し得るsiRNAを形成し得る少なくとも1つのshRNAもしくはmiRNAならびにウイルスのライフサイクルに関与するタンパク質と結合しウイルスを抑制し得る少なくとも1つのデコイRNAを含むウイルス感染症の予防または治療剤。 A viral infectious disease comprising at least one shRNA or miRNA capable of forming a siRNA capable of suppressing a virus using a viral RNA as a target sequence and at least one decoy RNA capable of inhibiting the virus by binding to a protein involved in the life cycle of the virus. Prophylactic or therapeutic agent. ウイルスRNAを標的配列としウイルスを抑制し得るsiRNAを形成し得るshRNAもしくはmiRNAがHIV−1のgag、pol、env、tat、rev、nef、vif、vpr、vpu、vpx、またはLTR領域からなる群から選択される領域の一部配列を標的とする請求項14記載のウイルス感染症の予防または治療剤。 A group of shRNA or miRNA that can form a siRNA capable of suppressing a virus using a viral RNA as a target sequence is HIV-1 gag, pol, env, tat, rev, nef, vif, vpr, vpu, vpx, or LTR region The prophylactic or therapeutic agent for a viral infection according to claim 14, which targets a partial sequence of a region selected from: デコイRNA部分が、HIV−1のTAR領域と相同な配列を有しTatタンパク質と結合し得る、請求項14または15に記載のウイルス感染症の予防または治療剤。 The agent for preventing or treating viral infection according to claim 14 or 15, wherein the decoy RNA portion has a sequence homologous to the TAR region of HIV-1 and can bind to a Tat protein. ウイルスの変異に基づくウイルスのRNAi耐性を阻止することができる請求項15または16に記載のウイルス感染症およびガンの予防または治療剤。 The preventive or therapeutic agent for viral infections and cancer according to claim 15 or 16, which can block viral RNAi resistance based on viral mutations.
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