JPWO2008139938A1 - ヒトパピローマウイルス16型遺伝子を標的とする二本鎖核酸分子及びそれを含む医薬 - Google Patents
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Abstract
本発明の目的は、ヒトパピローマウイルス(HPV)16型癌遺伝子の発現に対して高い抑制活性と高い特異性を有するsiRNA等の二本鎖核酸分子、及び、HPV16型感染に起因する疾患(例えば、子宮頸癌)の治療又は予防に好適な医薬等を提供することにある。即ち本発明は、HPV16型のE6及びE7癌遺伝子における特定の配列を標的とした、該遺伝子の発現に対して高い抑制活性と高い特異性を有する二本鎖核酸分子;並びに、前記二本鎖核酸分子を含む、DNA、ベクター、及び医薬に関する。
Description
本発明は、ヒトパピローマウイルス(Human papillomavirus:HPV)16型感染に起因する疾患(例えば、子宮頸癌)の治療又は予防への応用が期待される、HPV16型遺伝子を標的とした二本鎖核酸分子、及び前記二本鎖核酸分子を含む医薬に関する。
子宮頸癌は、2番目に頻度の高い女性の悪性腫瘍で、その罹患率は、10万人に対して18.7人におよぶ(非特許文献1参照)。疫学的及び細胞生物学的研究から、ヒトパピローマウイルス(HPV)16型、18型、31型、33型、45型などのハイリスクタイプHPVの持続感染が子宮頸癌の原因であることが明らかとなっている(非特許文献2参照)。子宮頸癌におけるハイリスクHPVゲノムの検出率は、90%を超え、なかでもHPV16は、その60%近くを占める(非特許文献3参照)。これらのウイルスは、E6及びE7と呼ばれるウイルス癌遺伝子を有するが、これらの遺伝子は本来主にウイルスの複製のために用いられる。しかし、これらの癌遺伝子が発現に異常を来すと、宿主細胞の癌化につながる。一度癌化した細胞の「癌」としての性質を維持するためにも、E6E7の発現は不可欠である(非特許文献4参照)。
近年の分子生物学的研究によってハイリスクタイプHPVによる発癌機構が明らかとなってきた。E6癌遺伝子産物は、p53癌抑制遺伝子産物をユビキチン化によって分解し、その機能を抑制する(非特許文献5〜6参照)。その他、p300/CBP コアクチベーター、hDlg癌抑制遺伝子産物などが知られている。E7タンパク質は、細胞周期を制御する分子群に結合し、その機能を阻害する。その中に、Rbタンパク質ファミリーに属するRb(非特許文献7〜8参照)、p107、p130(非特許文献9〜10参照)や、CPK阻害分子であるp21WAF1/CIP1(非特許文献11〜12参照)やp27KIP1(非特許文献13参照)などがあるが、これらの分子の機能抑制の結果、G1/S移行の促進とDNA合成に必要な遺伝子群の発現を誘導する。しかし、こうしたE7の効果は、同時に宿主細胞の染色体の数的及び構造的不安定化をもたらし、その結果遺伝子変化を蓄積して宿主細胞の癌化を引き起こす(非特許文献14〜16参照)。最近、E7は、細胞老化をコントロールするPML遺伝子産物とも複合体を形成することが報告されている(非特許文献17〜19参照)。
以上のようにハイリスクHPVの癌遺伝子発現と子宮頸癌発生には、密接な関係があり、このウイルス癌遺伝子を子宮頸癌の治療標的とすることは極めて合理的であり、またヒトゲノムには存在しない遺伝子であるため特異性の高い標的である。これまでにこのウイルス癌遺伝子を標的としたオリゴヌクレオチドDNAやリボザイムを用いたHPV関連癌細胞の増殖抑制が報告されているが、その基盤技術そのものの問題より実用化されていない。
最近、siRNAといわれる約21〜23塩基の2本鎖RNAを細胞内に導入することによって、その一方に相補的な配列を有するmRNAの発現を特異的に抑制する技術が導入された(非特許文献20〜21参照)。このような現象は、RNAi干渉として広く動植物細胞のなかで生体防御や遺伝子発現制機構として存在することが知られている。現在、このRNAi技術は、遺伝子の機能解析や、疾患責任遺伝子を標的とした分子治療に応用されようとしている。これまでハイリスクタイプHPVのE6及びE7を標的としたsiRNAが合成され、HPV陽性子宮頸癌細胞の増殖を抑制できることが明らかとなっている(非特許文献22〜27参照)。このことからもRNAi技術をHPV陽性子宮頸癌の治療に応用できることが示唆されている。
しかしながら、これまでに報告されているこれらのsiRNAについては、RNAi活性と特異性についての十分な検証がなされておらず、実際に子宮頸癌等の治療に応用するには不十分である可能性も高い。
しかしながら、これまでに報告されているこれらのsiRNAについては、RNAi活性と特異性についての十分な検証がなされておらず、実際に子宮頸癌等の治療に応用するには不十分である可能性も高い。
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本発明は、前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、HPV16型のE6及びE7癌遺伝子の発現に対して高い抑制活性と高い特異性を有するsiRNA等の二本鎖核酸分子、及び、HPV16型感染に起因する疾患(例えば、子宮頸癌)の治療又は予防に好適な医薬等を提供することを目的とする。
本発明者らは、前記課題を解決するために鋭意検討を行い、HPV16陽性癌細胞及びHPV16陰性癌細胞を用い、これらに対するsiRNAの細胞増殖抑制活性を前記細胞間で比較することにより、複数種のsiRNA配列の中から、HPV16型のE6及びE7癌遺伝子に対する高い抑制活性(RNAi活性)と高い特異性を有するsiRNA配列を効率的に選択し、本発明の完成に至った。
従来から、HPV癌遺伝子であるE6及びE7遺伝子を標的として合成されたsiRNAにより、HPV陽性子宮頸癌細胞の増殖を抑制できることが報告されていた(例えば、前記非特許文献22〜27参照)。
しかしながら、実際にsiRNAを子宮頸癌に対する医薬として用いるためには、発現を抑制したい特定の型のHPV癌遺伝子に対する高いRNAi活性と高い特異性を有するsiRNA配列を見つけることが重要となるが、これまで報告されているものについては、RNAi活性と特異性についての十分な検証がなされていない。
しかしながら、実際にsiRNAを子宮頸癌に対する医薬として用いるためには、発現を抑制したい特定の型のHPV癌遺伝子に対する高いRNAi活性と高い特異性を有するsiRNA配列を見つけることが重要となるが、これまで報告されているものについては、RNAi活性と特異性についての十分な検証がなされていない。
そこで、本発明者らは、本発明において、まず、siDirectコンピュータソフトウエア(Naito,Y.,T.Yamada,et al.(2004).“siDirect:highly effective,target−specific siRNA design software for mammalian RNA interference.”Nucleic Acids Res 32(Web Server issue):W124−9.)を用いて、子宮頸癌原因ウイルスとして最も重要なHPV16型のE6及びE7癌遺伝子に対するsiRNA配列を複数種選択し、次いで、HPV16陽性癌細胞株及びHPV16陰性癌細胞株を用いたsiRNA評価システムにより、これらの中からHPV16型のE6及びE7癌遺伝子に対して高いRNAi活性と高い特異性を有する配列を選び出した。加えて、種々のオフターゲット作用について検証し、二本鎖RNA−DNAキメラ(double−strand RNA DNA Chimera、dsRDC)がこの作用を抑制することを見出した。
本発明は、本発明者らの前記知見に基づくものであり、前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
<1> ヒトパピローマウイルス(HPV)16型のE6遺伝子及びE7遺伝子の少なくともいずれかの発現を抑制するための二本鎖核酸分子であって、配列番号:1のヌクレオチド番号117〜139、128〜150、233〜255、243〜265、244〜266、324〜346、326〜348、493〜515、497〜519、501〜523、573〜595、583〜605、615〜637、625〜647、698〜720、707〜729、及び、752〜774からなる群より選択されるいずれかのヌクレオチド配列の領域を標的とすることを特徴とする二本鎖核酸分子である。
<2> 配列番号:1のヌクレオチド番号497〜519、573〜595、及び、752〜774からなる群より選択されるいずれかのヌクレオチド配列の領域を標的とする前記<1>に記載の二本鎖核酸分子である。
<3> 二本鎖RNAである前記<1>から<2>のいずれかに記載の二本鎖核酸分子である。
<4> 二本鎖RNAが、siRNAである前記<3>に記載の二本鎖核酸分子である。
<5> 配列番号:2及び3、配列番号:4及び5、配列番号:6及び7、配列番号:8及び9、配列番号:10及び11、配列番号:12及び13、配列番号:14及び15、配列番号:16及び17、配列番号:18及び19、配列番号:20及び21、配列番号:22及び23、配列番号:24及び25、配列番号:26及び27、配列番号:28及び29、配列番号:30及び31、配列番号:32及び33、並びに、配列番号:34及び35からなる群より選択されるいずれかのセンス鎖及びアンチセンス鎖の組合せからなる前記<4>に記載の二本鎖核酸分子である。
<6> 配列番号:18及び19、配列番号:22及び23、並びに、配列番号:34及び35からなる群より選択されるいずれかのセンス鎖及びアンチセンス鎖の組合せからなる前記<5>に記載の二本鎖核酸分子である。
<7> 二本鎖RNA−DNAキメラである前記<1>から<2>のいずれかに記載の二本鎖核酸分子である。
<8> 下記(a)又は(b)のセンス鎖及びアンチセンス鎖の組合せからなる、前記<7>に記載の二本鎖核酸分子である。
(a)配列番号:18において、3’側の8塩基がDNAであり、それ以外がRNAであるセンス鎖と、配列番号:19において、5’側の6塩基がDNAであり、それ以外がRNAであるアンチセンス鎖
(b)配列番号:34において、3’側の8塩基がDNAであり、それ以外がRNAであるセンス鎖と、配列番号35において、5’側の6塩基がDNAであり、それ以外がRNAであるアンチセンス鎖
<9> 前記<1>から<6>のいずれかに記載の二本鎖核酸分子をコードするヌクレオチド配列を含むことを特徴とするDNAである。
<10> 前記<9>に記載のDNAを含むことを特徴とするベクターである。
<11> HPV16型感染に起因する疾患を治療又は予防するための医薬であって、前記<1>から<8>のいずれかに記載の二本鎖核酸分子、前記<9>に記載のDNA、及び、前記<10>に記載のベクターの少なくともいずれかを含むことを特徴とする医薬である。
<1> ヒトパピローマウイルス(HPV)16型のE6遺伝子及びE7遺伝子の少なくともいずれかの発現を抑制するための二本鎖核酸分子であって、配列番号:1のヌクレオチド番号117〜139、128〜150、233〜255、243〜265、244〜266、324〜346、326〜348、493〜515、497〜519、501〜523、573〜595、583〜605、615〜637、625〜647、698〜720、707〜729、及び、752〜774からなる群より選択されるいずれかのヌクレオチド配列の領域を標的とすることを特徴とする二本鎖核酸分子である。
<2> 配列番号:1のヌクレオチド番号497〜519、573〜595、及び、752〜774からなる群より選択されるいずれかのヌクレオチド配列の領域を標的とする前記<1>に記載の二本鎖核酸分子である。
<3> 二本鎖RNAである前記<1>から<2>のいずれかに記載の二本鎖核酸分子である。
<4> 二本鎖RNAが、siRNAである前記<3>に記載の二本鎖核酸分子である。
<5> 配列番号:2及び3、配列番号:4及び5、配列番号:6及び7、配列番号:8及び9、配列番号:10及び11、配列番号:12及び13、配列番号:14及び15、配列番号:16及び17、配列番号:18及び19、配列番号:20及び21、配列番号:22及び23、配列番号:24及び25、配列番号:26及び27、配列番号:28及び29、配列番号:30及び31、配列番号:32及び33、並びに、配列番号:34及び35からなる群より選択されるいずれかのセンス鎖及びアンチセンス鎖の組合せからなる前記<4>に記載の二本鎖核酸分子である。
<6> 配列番号:18及び19、配列番号:22及び23、並びに、配列番号:34及び35からなる群より選択されるいずれかのセンス鎖及びアンチセンス鎖の組合せからなる前記<5>に記載の二本鎖核酸分子である。
<7> 二本鎖RNA−DNAキメラである前記<1>から<2>のいずれかに記載の二本鎖核酸分子である。
<8> 下記(a)又は(b)のセンス鎖及びアンチセンス鎖の組合せからなる、前記<7>に記載の二本鎖核酸分子である。
(a)配列番号:18において、3’側の8塩基がDNAであり、それ以外がRNAであるセンス鎖と、配列番号:19において、5’側の6塩基がDNAであり、それ以外がRNAであるアンチセンス鎖
(b)配列番号:34において、3’側の8塩基がDNAであり、それ以外がRNAであるセンス鎖と、配列番号35において、5’側の6塩基がDNAであり、それ以外がRNAであるアンチセンス鎖
<9> 前記<1>から<6>のいずれかに記載の二本鎖核酸分子をコードするヌクレオチド配列を含むことを特徴とするDNAである。
<10> 前記<9>に記載のDNAを含むことを特徴とするベクターである。
<11> HPV16型感染に起因する疾患を治療又は予防するための医薬であって、前記<1>から<8>のいずれかに記載の二本鎖核酸分子、前記<9>に記載のDNA、及び、前記<10>に記載のベクターの少なくともいずれかを含むことを特徴とする医薬である。
なお、本発明において「二本鎖核酸分子」とは、所望のセンス鎖(パッセンジャー鎖)核酸とアンチセンス鎖(ガイド鎖)核酸の対合により形成された二本鎖の核酸分子を意味する。
本発明において「二本鎖RNA(double−stranded RNA:dsRNA)」とは、前記二本鎖核酸分子のうち、両鎖ともにRNAで構成されるものを意味する。この二本鎖RNAには、dsRNA領域のみを有するもののみならず、18〜29塩基のdsRNA領域と3〜9塩基のloop領域を含むshRNA(short hairpin RNA)が含まれる。前記shRNAは、生体内で発現されることにより、塩基対を形成してヘアピン状のdsRNAとなる。その後、前記shRNAはDicer(RNaseIII酵素)により切断されてsiRNAとなり、標的遺伝子の発現抑制に機能することが知られている。
本発明において「二本鎖RNA−DNAキメラ」とは、前記二本鎖核酸分子のうち、両鎖それぞれがRNAとDNAのキメラからなる核酸分子から構成されるものを意味する(特許第3803318号参照)。
本発明において「siRNA(small interfering RNA)」とは、前記二本鎖RNAのうち、21〜23塩基長のdsRNAを意味する。siRNAは、二本の鎖が完全に相補的である必要はなく、例えば、各鎖の3’末端が突出した構造を有していてもよい。
本発明において「二本鎖RNA(double−stranded RNA:dsRNA)」とは、前記二本鎖核酸分子のうち、両鎖ともにRNAで構成されるものを意味する。この二本鎖RNAには、dsRNA領域のみを有するもののみならず、18〜29塩基のdsRNA領域と3〜9塩基のloop領域を含むshRNA(short hairpin RNA)が含まれる。前記shRNAは、生体内で発現されることにより、塩基対を形成してヘアピン状のdsRNAとなる。その後、前記shRNAはDicer(RNaseIII酵素)により切断されてsiRNAとなり、標的遺伝子の発現抑制に機能することが知られている。
本発明において「二本鎖RNA−DNAキメラ」とは、前記二本鎖核酸分子のうち、両鎖それぞれがRNAとDNAのキメラからなる核酸分子から構成されるものを意味する(特許第3803318号参照)。
本発明において「siRNA(small interfering RNA)」とは、前記二本鎖RNAのうち、21〜23塩基長のdsRNAを意味する。siRNAは、二本の鎖が完全に相補的である必要はなく、例えば、各鎖の3’末端が突出した構造を有していてもよい。
本発明によれば、前記従来における諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、HPV16型のE6及びE7癌遺伝子の発現に対して高い抑制活性と高い特異性を有するsiRNA等の二本鎖核酸分子、及び、HPV16型感染に起因する疾患(例えば、子宮頸癌)の治療又は予防に好適な医薬等を提供することができる。
(二本鎖核酸分子)
本発明の二本鎖核酸分子は、HPV16型のE6及びE7遺伝子を標的として、前記遺伝子の発現を抑制するものであり、配列番号:1のヌクレオチド番号117〜139、128〜150、233〜255、243〜265、244〜266、324〜346、326〜348、493〜515、497〜519、501〜523、573〜595、583〜605、615〜637、625〜647、698〜720、707〜729、及び、752〜774からなる群より選択されるいずれかのヌクレオチド配列の領域を標的とする二本鎖核酸分子である。ここで「ヌクレオチド配列の領域」とは、そのヌクレオチド配列のみならず、自然に生じた変異体における対応するヌクレオチド配列をも含む意である。配列番号:1は、HPV16型(HPV16標準配列(European prototypeに相当):Accession number K02718)のE6及びE7遺伝子配列を含む1位〜860位を示す。
本発明の二本鎖核酸分子は、HPV16型のE6及びE7遺伝子を標的として、前記遺伝子の発現を抑制するものであり、配列番号:1のヌクレオチド番号117〜139、128〜150、233〜255、243〜265、244〜266、324〜346、326〜348、493〜515、497〜519、501〜523、573〜595、583〜605、615〜637、625〜647、698〜720、707〜729、及び、752〜774からなる群より選択されるいずれかのヌクレオチド配列の領域を標的とする二本鎖核酸分子である。ここで「ヌクレオチド配列の領域」とは、そのヌクレオチド配列のみならず、自然に生じた変異体における対応するヌクレオチド配列をも含む意である。配列番号:1は、HPV16型(HPV16標準配列(European prototypeに相当):Accession number K02718)のE6及びE7遺伝子配列を含む1位〜860位を示す。
また、これらの中でも、HPV16型のE6及びE7遺伝子発現に対する抑制活性及び特異性が高い点で、配列番号:1のヌクレオチド番号497〜519、573〜595、及び、752〜774からなる群より選択されるいずれかのヌクレオチド配列の領域を標的とする二本鎖核酸分子であることが特に好ましい。
前記二本鎖核酸分子の種類としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、二本鎖RNA(double−stranded RNA:dsRNA)、二本鎖RNA−DNAキメラなどが挙げられる。また、前記二本鎖RNAは、shRNA(short hairpin RNA)であってもよい。
前記二本鎖核酸分子は、目的に応じて、適宜修飾を有していてもよい。前記修飾としては、例えば、センス鎖(パッセンジャー鎖)の5’端、或いは3’端へのナノ粒子、コレステロール、細胞膜通過ペプチドを結合させたものなどが挙げられる。
前記二本鎖RNA(dsRNA)としては、特にsiRNA(small interfering RNA)が好ましい。前記siRNAにおいては、アンチセンス鎖(ガイド鎖)における中央5ヌクレオチド配列が、標的とするHPV16型のE6及びE7遺伝子のヌクレオチド配列に対してミスマッチを有さないことが好ましく、アンチセンス鎖(ガイド鎖)における全塩基配列が、標的とするHPV16型のE6及びE7遺伝子のヌクレオチド配列の領域に対してミスマッチを有さないことが特に好ましい。また、前記二本鎖RNA−DNAキメラとしては、アンチセンス鎖(ガイド鎖)の5’側6塩基、及び、センス鎖(パッセンジャー鎖)の3’側8塩基がDNAに変換されている21〜23塩基長の二本鎖RNA−DNAキメラ(dsRDC)が好ましい。
前記二本鎖核酸分子の入手方法としては、特に制限はなく、例えば、それぞれ従来公知の手法に基づき作製することができる。例えば、前記siRNAは、所望のセンス鎖(パッセンジャー鎖)とアンチセンス鎖(ガイド鎖)に相当する21〜23塩基長の一本鎖RNAをそれぞれ合成し、それらをアニーリングすることにより作製することができる。また、所望のsiRNA発現ベクターを構築し、前記発現ベクターを細胞内に導入することにより、細胞内の反応を利用してsiRNAを作製することもできる。また、前記dsRDCは、例えば、キメラ核酸分子であるそれぞれの鎖を化学合成し、それらをアニーリングすることにより作製することができる(特許第3803318号参照)。
前記二本鎖核酸分子の好ましい態様の具体例としては、例えば、HPV16型のE6遺伝子及びE7遺伝子の少なくともいずれかの発現を抑制するためのsiRNAであり、配列番号:2及び3、配列番号:4及び5、配列番号:6及び7、配列番号:8及び9、配列番号:10及び11、配列番号:12及び13、配列番号:14及び15、配列番号:16及び17、配列番号:18及び19、配列番号:20及び21、配列番号:22及び23、配列番号:24及び25、配列番号:26及び27、配列番号:28及び29、配列番号:30及び31、配列番号:32及び33、並びに、配列番号:34及び35からなる群より選択されるいずれかのセンス鎖(パッセンジャー鎖)及びアンチセンス鎖(ガイド鎖)の組合せからなるsiRNAなどが挙げられる。
これらの中でも、HPV16型のE6及びE7遺伝子発現に対する抑制活性及び特異性が高い点で、配列番号:18及び19、配列番号:22及び23、並びに、配列番号:34及び35からなる群より選択されるいずれかのセンス鎖(パッセンジャー鎖)及びアンチセンス鎖(ガイド鎖)の組合せからなるsiRNAが特に好ましい。
また、前記siRNAから変換されてなるdsRDC(二本鎖RNA−DNAキメラ)は、血中安定性、低い合成コスト、インターフェロンの誘導がない、修飾を要しない、などの観点において、有利である。
好ましいdsRDCは、配列番号:18及び19、配列番号:22及び23、並びに、配列番号:34及び35からなる群より選択されるいずれかのセンス鎖(パッセンジャー鎖)及びアンチセンス鎖(ガイド鎖)の組合せにおいて、センス鎖の3’側の8塩基をDNAとし、かつ、アンチセンス鎖の5’側の6塩基をDNAとしたものである。
その中でも、下記の点で、配列番号:18において、3’側の8塩基がDNAであり、それ以外がRNAであるセンス鎖と、配列番号:19において、5’側の6塩基がDNAであり、それ以外がRNAであるアンチセンス鎖、の組合せからなるdsRDC、及び配列番号:34において、3’側の8塩基がDNAであり、それ以外がRNAであるセンス鎖と、配列番号:35において、5’側の6塩基がDNAであり、それ以外がRNAであるアンチセンス鎖、の組合せからなるdsRDCが最も好ましい。
(1)標的遺伝子(ヒトパピローマウイルス(HPV)16型のE6遺伝子及びE7遺伝子)以外への二本鎖核酸分子センス鎖に由来する発現抑制作用が、キメラ化することによって顕著に減少している。
(2)標的遺伝子と相同性を有する他の遺伝子発現に対する抑制作用が、キメラ化することによって顕著に抑制されている。
これらオフターゲット作用を抑制する効果は、薬剤にした場合における副作用の抑制につながるが、ヒトパピローマウイルス(HPV)16型のE6遺伝子及びE7遺伝子を標的とした従来の二本鎖核酸では、示されていない格別の効果である。
好ましいdsRDCは、配列番号:18及び19、配列番号:22及び23、並びに、配列番号:34及び35からなる群より選択されるいずれかのセンス鎖(パッセンジャー鎖)及びアンチセンス鎖(ガイド鎖)の組合せにおいて、センス鎖の3’側の8塩基をDNAとし、かつ、アンチセンス鎖の5’側の6塩基をDNAとしたものである。
その中でも、下記の点で、配列番号:18において、3’側の8塩基がDNAであり、それ以外がRNAであるセンス鎖と、配列番号:19において、5’側の6塩基がDNAであり、それ以外がRNAであるアンチセンス鎖、の組合せからなるdsRDC、及び配列番号:34において、3’側の8塩基がDNAであり、それ以外がRNAであるセンス鎖と、配列番号:35において、5’側の6塩基がDNAであり、それ以外がRNAであるアンチセンス鎖、の組合せからなるdsRDCが最も好ましい。
(1)標的遺伝子(ヒトパピローマウイルス(HPV)16型のE6遺伝子及びE7遺伝子)以外への二本鎖核酸分子センス鎖に由来する発現抑制作用が、キメラ化することによって顕著に減少している。
(2)標的遺伝子と相同性を有する他の遺伝子発現に対する抑制作用が、キメラ化することによって顕著に抑制されている。
これらオフターゲット作用を抑制する効果は、薬剤にした場合における副作用の抑制につながるが、ヒトパピローマウイルス(HPV)16型のE6遺伝子及びE7遺伝子を標的とした従来の二本鎖核酸では、示されていない格別の効果である。
(DNA、ベクター)
また、本発明は、前記二本鎖核酸分子をコードするヌクレオチド配列を含むDNAにも関し、更に、本発明は、前記DNAを含むベクターにも関する。
また、本発明は、前記二本鎖核酸分子をコードするヌクレオチド配列を含むDNAにも関し、更に、本発明は、前記DNAを含むベクターにも関する。
<DNA>
前記DNAとしては、前記二本鎖核酸分子をコードするヌクレオチド配列を含むDNAであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。中でも、前記二本鎖核酸分子をコードするヌクレオチド配列の上流(5’側)に、前記二本鎖核酸分子の転写を制御するためのプロモーター配列が連結されていることが好ましい。前記プロモーター配列としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、CMVプロモーター等のpol II系プロモーター、H1プロモーター、U6プロモーター等のpol III系プロモーターなどが挙げられる。また、更に、前記二本鎖核酸分子をコードするヌクレオチド配列の下流(3’側)に、前記二本鎖核酸分子の転写を終結させるためのターミネーター配列が連結されていることがより好ましい。前記ターミネーター配列としても、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記プロモーター配列、前記二本鎖核酸分子をコードするヌクレオチド配列、及び、前記ターミネーター配列を含む転写ユニットは、前記DNAにおける好ましい一態様である。なお、前記転写ユニットは、従来公知の手法を用いて構築することができる。
前記DNAとしては、前記二本鎖核酸分子をコードするヌクレオチド配列を含むDNAであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。中でも、前記二本鎖核酸分子をコードするヌクレオチド配列の上流(5’側)に、前記二本鎖核酸分子の転写を制御するためのプロモーター配列が連結されていることが好ましい。前記プロモーター配列としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、CMVプロモーター等のpol II系プロモーター、H1プロモーター、U6プロモーター等のpol III系プロモーターなどが挙げられる。また、更に、前記二本鎖核酸分子をコードするヌクレオチド配列の下流(3’側)に、前記二本鎖核酸分子の転写を終結させるためのターミネーター配列が連結されていることがより好ましい。前記ターミネーター配列としても、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記プロモーター配列、前記二本鎖核酸分子をコードするヌクレオチド配列、及び、前記ターミネーター配列を含む転写ユニットは、前記DNAにおける好ましい一態様である。なお、前記転写ユニットは、従来公知の手法を用いて構築することができる。
<ベクター>
前記ベクターは、前記DNAを含むものであれば特に制限はなく、その種類としては、例えば、プラスミドベクター、ウイルスベクターなどが挙げられる。前記ベクターは、従来公知の手法を用いて構築することができ、例えば、前記DNAを、予め制限酵素で切断したベクターの切断部位に連結(ライゲーション)することにより構築することができる。また、前記ベクターによる前記二本鎖核酸分子の発現様式としても、特に制限はなく、例えばsiRNAを発現させる方法として、短い一本鎖RNAを二本発現させる方法や、shRNAとしての一本鎖RNAを発現させる方法等を選択することができる。
前記ベクターは、前記DNAを含むものであれば特に制限はなく、その種類としては、例えば、プラスミドベクター、ウイルスベクターなどが挙げられる。前記ベクターは、従来公知の手法を用いて構築することができ、例えば、前記DNAを、予め制限酵素で切断したベクターの切断部位に連結(ライゲーション)することにより構築することができる。また、前記ベクターによる前記二本鎖核酸分子の発現様式としても、特に制限はなく、例えばsiRNAを発現させる方法として、短い一本鎖RNAを二本発現させる方法や、shRNAとしての一本鎖RNAを発現させる方法等を選択することができる。
前記DNA又は前記ベクターを細胞に導入(トランスフェクト)することにより、プロモーターが活性化され、前記二本鎖核酸分子を生成することができる。
(医薬)
本発明の医薬は、HPV16型感染に起因する疾患を治療又は予防するための医薬であり、前記した本発明の二本鎖核酸分子を含み、更に必要に応じてその他の成分を含んでなる。また、前記医薬は、生体内で前記二本鎖核酸分子を発現可能な、前記本発明のDNA又は前記本発明のベクターを含むものであってもよい。
本発明の医薬は、HPV16型感染に起因する疾患を治療又は予防するための医薬であり、前記した本発明の二本鎖核酸分子を含み、更に必要に応じてその他の成分を含んでなる。また、前記医薬は、生体内で前記二本鎖核酸分子を発現可能な、前記本発明のDNA又は前記本発明のベクターを含むものであってもよい。
<二本鎖核酸分子>
前記二本鎖核酸分子の詳細としては、前記した本発明の二本鎖核酸分子の項目に記載した通りである。前記二本鎖核酸分子は、標的とするHPV16型のE6及びE7遺伝子の発現を効果的かつ特異的に抑制することができるので、前記医薬の有効成分として好適である。
前記医薬中の前記二本鎖核酸分子の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記二本鎖核酸分子の詳細としては、前記した本発明の二本鎖核酸分子の項目に記載した通りである。前記二本鎖核酸分子は、標的とするHPV16型のE6及びE7遺伝子の発現を効果的かつ特異的に抑制することができるので、前記医薬の有効成分として好適である。
前記医薬中の前記二本鎖核酸分子の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
なお、前記医薬中の前記二本鎖核酸分子としては、非修飾の状態の二本鎖核酸分子そのものを用いてもよいが、適切に治療又は予防効果が得られるよう、生体への投与に適した形態の二本鎖核酸分子を用いることがより好ましい。
例えば、前記二本鎖核酸分子は、生体内における二本鎖核酸分子の安定性や、細胞への導入効率を高めることができる点で、化学修飾が施されていることが好ましい。前記化学修飾の種類としては、例えば、センス鎖(パッセンジャー鎖)の5’端、或いは3’端へのナノ粒子、コレステロール、細胞膜通過ペプチドを結合させたものなどが挙げられ、また、前記二本鎖核酸分子に前記化学修飾を施す方法としては、従来公知の手法を適宜利用することができる。
また、前記二本鎖核酸分子は、二本鎖核酸分子の細胞への導入効率を高めることができる点で、リポソームや高分子マトリックス等と複合体を形成していることも好ましい。前記複合体を形成する方法としては、従来公知の手法を適宜利用することができる。特に、onco siFECTplusTM は高いガン組織蓄積性を有する点で、好ましい。
また、前記二本鎖核酸分子は、前記二本鎖核酸分子をコードするヌクレオチド配列を含む、発現ベクター(本発明のベクター)の状態であってもよい。この場合、前記二本鎖核酸分子は、生体内において発現する。前記発現ベクターを用いることにより、二本鎖核酸の細胞への導入効率を高めることができる場合がある。前記発現ベクターの種類としては、例えば、レトロウイルスベクター、レンチウイルスベクター、アデノウイルスベクターなどが挙げられ、また、前記発現ベクターを構築する方法としては、従来公知の手法を適宜利用することができる。
また、前記二本鎖核酸分子は、二本鎖核酸分子の細胞への導入効率を高めることができる点で、リポソームや高分子マトリックス等と複合体を形成していることも好ましい。前記複合体を形成する方法としては、従来公知の手法を適宜利用することができる。特に、onco siFECTplusTM は高いガン組織蓄積性を有する点で、好ましい。
また、前記二本鎖核酸分子は、前記二本鎖核酸分子をコードするヌクレオチド配列を含む、発現ベクター(本発明のベクター)の状態であってもよい。この場合、前記二本鎖核酸分子は、生体内において発現する。前記発現ベクターを用いることにより、二本鎖核酸の細胞への導入効率を高めることができる場合がある。前記発現ベクターの種類としては、例えば、レトロウイルスベクター、レンチウイルスベクター、アデノウイルスベクターなどが挙げられ、また、前記発現ベクターを構築する方法としては、従来公知の手法を適宜利用することができる。
<その他の成分>
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、医薬的に許容され得る担体などが挙げられる。前記担体としても、特に制限はなく、例えば、剤型等に応じて適宜選択することができる。また、前記医薬中の前記その他の成分の含有量としても、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、医薬的に許容され得る担体などが挙げられる。前記担体としても、特に制限はなく、例えば、剤型等に応じて適宜選択することができる。また、前記医薬中の前記その他の成分の含有量としても、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
<剤型>
前記医薬の剤型としては、特に制限はなく、例えば、後述するような所望の投与方法に応じて適宜選択することができ、例えば、軟膏剤、貼付剤、ゲル剤、クリーム剤、経口固形剤(錠剤、被覆錠剤、顆粒剤、散剤、カプセル剤等)、経口液剤(内服液剤、シロップ剤、エリキシル剤等)、注射剤(溶液、懸濁液、用事溶解用固形剤等)、外用散剤、スプレー剤、吸入散剤などが挙げられる。
前記医薬の剤型としては、特に制限はなく、例えば、後述するような所望の投与方法に応じて適宜選択することができ、例えば、軟膏剤、貼付剤、ゲル剤、クリーム剤、経口固形剤(錠剤、被覆錠剤、顆粒剤、散剤、カプセル剤等)、経口液剤(内服液剤、シロップ剤、エリキシル剤等)、注射剤(溶液、懸濁液、用事溶解用固形剤等)、外用散剤、スプレー剤、吸入散剤などが挙げられる。
前記軟膏剤としては、例えば、前記有効成分に、公知の基剤、安定剤、湿潤剤、保存剤等を配合し、常法により混合し、製造することができる。
前記基剤としては、例えば、流動パラフィン、白色ワセリン、サラシミツロウ、オクチルドデシルアルコール、パラフィンなどが挙げられる。前記保存剤としては、例えば、パラオキシ安息香酸メチル、パラオキシ安息香酸エチル、パラオキシ安息香酸プロピルなどが挙げられる。
前記基剤としては、例えば、流動パラフィン、白色ワセリン、サラシミツロウ、オクチルドデシルアルコール、パラフィンなどが挙げられる。前記保存剤としては、例えば、パラオキシ安息香酸メチル、パラオキシ安息香酸エチル、パラオキシ安息香酸プロピルなどが挙げられる。
前記貼付剤としては、例えば、公知の支持体に前記軟膏剤としてのクリーム剤、ゲル剤、ペースト剤等を、常法により塗布し、製造することができる。前記支持体としては、例えば、綿、スフ、化学繊維からなる織布、不織布、軟質塩化ビニル、ポリエチレン、ポリウレタン等のフィルム、発泡体シートなどが挙げられる。
前記経口固形剤としては、例えば、前記有効成分に、賦形剤、更には必要に応じて結合剤、崩壊剤、滑沢剤、着色剤、矯味・矯臭剤等の添加剤を加え、常法により製造することができる。
前記賦形剤としては、例えば、乳糖、白糖、塩化ナトリウム、ブドウ糖、デンプン、炭酸カルシウム、カオリン、微結晶セルロース、珪酸などが挙げられる。前記結合剤としては、例えば、水、エタノール、プロパノール、単シロップ、ブドウ糖液、デンプン液、ゼラチン液、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルスターチ、メチルセルロース、エチルセルロース、シェラック、リン酸カルシウム、ポリビニルピロリドンなどが挙げられる。前記崩壊剤としては、例えば、乾燥デンプン、アルギン酸ナトリウム、カンテン末、炭酸水素ナトリウム、炭酸カルシウム、ラウリル硫酸ナトリウム、ステアリン酸モノグリセリド、乳糖などが挙げられる。前記滑沢剤としては、例えば、精製タルク、ステアリン酸塩、ホウ砂、ポリエチレングリコールなどが挙げられる。前記着色剤としては、例えば、酸化チタン、酸化鉄などが挙げられる。前記矯味・矯臭剤としては、例えば、白糖、橙皮、クエン酸、酒石酸などが挙げられる。
前記賦形剤としては、例えば、乳糖、白糖、塩化ナトリウム、ブドウ糖、デンプン、炭酸カルシウム、カオリン、微結晶セルロース、珪酸などが挙げられる。前記結合剤としては、例えば、水、エタノール、プロパノール、単シロップ、ブドウ糖液、デンプン液、ゼラチン液、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルスターチ、メチルセルロース、エチルセルロース、シェラック、リン酸カルシウム、ポリビニルピロリドンなどが挙げられる。前記崩壊剤としては、例えば、乾燥デンプン、アルギン酸ナトリウム、カンテン末、炭酸水素ナトリウム、炭酸カルシウム、ラウリル硫酸ナトリウム、ステアリン酸モノグリセリド、乳糖などが挙げられる。前記滑沢剤としては、例えば、精製タルク、ステアリン酸塩、ホウ砂、ポリエチレングリコールなどが挙げられる。前記着色剤としては、例えば、酸化チタン、酸化鉄などが挙げられる。前記矯味・矯臭剤としては、例えば、白糖、橙皮、クエン酸、酒石酸などが挙げられる。
前記経口液剤としては、例えば、前記有効成分に、矯味・矯臭剤、緩衝剤、安定化剤等の添加剤を加え、常法により製造することができる。
前記矯味・矯臭剤としては、例えば、白糖、橙皮、クエン酸、酒石酸などが挙げられる。前記緩衝剤としては、例えば、クエン酸ナトリウムなどが挙げられる。前記安定化剤としては、例えば、トラガント、アラビアゴム、ゼラチンなどが挙げられる。
前記矯味・矯臭剤としては、例えば、白糖、橙皮、クエン酸、酒石酸などが挙げられる。前記緩衝剤としては、例えば、クエン酸ナトリウムなどが挙げられる。前記安定化剤としては、例えば、トラガント、アラビアゴム、ゼラチンなどが挙げられる。
前記注射剤としては、例えば、前記有効成分に、pH調節剤、緩衝剤、安定化剤、等張化剤、局所麻酔剤等を添加し、常法により皮下用、筋肉内用、静脈内用等の注射剤を製造することができる。
前記pH調節剤及び前記緩衝剤としては、例えば、クエン酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、リン酸ナトリウムなどが挙げられる。前記安定化剤としては、例えば、ピロ亜硫酸ナトリウム、EDTA、チオグリコール酸、チオ乳酸などが挙げられる。前記等張化剤としては、例えば、塩化ナトリウム、ブドウ糖などが挙げられる。前記局所麻酔剤としては、例えば、塩酸プロカイン、塩酸リドカインなどが挙げられる。
前記pH調節剤及び前記緩衝剤としては、例えば、クエン酸ナトリウム、酢酸ナトリウム、リン酸ナトリウムなどが挙げられる。前記安定化剤としては、例えば、ピロ亜硫酸ナトリウム、EDTA、チオグリコール酸、チオ乳酸などが挙げられる。前記等張化剤としては、例えば、塩化ナトリウム、ブドウ糖などが挙げられる。前記局所麻酔剤としては、例えば、塩酸プロカイン、塩酸リドカインなどが挙げられる。
<投与>
前記医薬は、HPV16型感染に起因する疾患の治療又は予防に好適である。前記HPV16型感染に起因する疾患としては、例えば、子宮頸癌とCIN(子宮頸部上皮内腫瘍)及びAIS(上皮内腺がん)、肛門癌とその前癌病変、外陰癌とVIN(外陰部上皮内腫瘍)、膣癌とVaIN(膣部上皮内腫瘍)、尿道癌、中咽頭癌、口腔癌、喉頭癌、などの癌と前癌病変でHPV16が陽性のもの、またこれら以外のHPV16持続感染状態などが挙げられる。
前記医薬は、HPV16型感染に起因する疾患の治療又は予防に好適である。前記HPV16型感染に起因する疾患としては、例えば、子宮頸癌とCIN(子宮頸部上皮内腫瘍)及びAIS(上皮内腺がん)、肛門癌とその前癌病変、外陰癌とVIN(外陰部上皮内腫瘍)、膣癌とVaIN(膣部上皮内腫瘍)、尿道癌、中咽頭癌、口腔癌、喉頭癌、などの癌と前癌病変でHPV16が陽性のもの、またこれら以外のHPV16持続感染状態などが挙げられる。
前記医薬の投与対象動物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ヒト、マウス、ラット、ウシ、ブタ、サル、イヌ、ネコなどが挙げられる。
前記医薬の投与方法としては、特に制限はなく、例えば、前記医薬の剤型、疾患の種類、患者の状態等に応じて、局所投与、全身投与のいずれかを選択することができる。例えば、局所投与においては、前記医薬の有効成分(二本鎖核酸分子)を、所望の部位(例えば、腫瘍部位)に直接注入することにより投与することができる。また、所望の部位に近い皮膚への局所的な塗布により投与することもできる。所望の部位へ直接的に投与を行わない場合においては、前記医薬の有効成分(二本鎖核酸分子)が所望の部位(例えば、腫瘍部位)まで安定に、かつ効率良く送達されるよう、従来公知の薬剤送達技術を適宜応用することが好ましい。
前記医薬の投与量としては、特に制限はなく、投与形態や、投与対象である患者の年齢、体重、所望の効果の程度等に応じて適宜選択することができるが、例えば、成人への1日の投与あたりの有効成分(二本鎖核酸分子)の量としては、標的部位における二本鎖核酸分子の濃度が、次の濃度となるような量とすることができる。即ち、徐放効果や標的部位での細胞内への導入効率が低い(例えば、裸のオリゴヌクレオチドの導入を目的とした場合)DDS(例えば、アテロコラーゲン)を用いた場合には、通常、0.5〜5,000nMであり、標的部位での細胞内への導入効率のよいDDS(例えば、非ウイルスベクター)を用いた場合は、通常、0.1〜100nMである。
前記医薬の投与時期としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記疾患に対して、予防的に投与されてもよいし、治療的に投与されてもよい。
また、前記医薬の投与回数としても、特に制限はなく、投与対象である患者の年齢、体重、所望の効果の程度等に応じて、適宜選択することができる。
また、前記医薬の投与回数としても、特に制限はなく、投与対象である患者の年齢、体重、所望の効果の程度等に応じて、適宜選択することができる。
[効果]
本発明の二本鎖核酸分子、DNA、ベクター、及び医薬は、標的とするHPV16型のE6及びE7癌遺伝子の発現を効果的かつ特異的に抑制することができるので、高い治療効果又は予防効果を有し、かつ副作用の少ない、優れたHPV16型感染に起因する疾患用医薬としての利用が期待される。
本発明の二本鎖核酸分子、DNA、ベクター、及び医薬は、標的とするHPV16型のE6及びE7癌遺伝子の発現を効果的かつ特異的に抑制することができるので、高い治療効果又は予防効果を有し、かつ副作用の少ない、優れたHPV16型感染に起因する疾患用医薬としての利用が期待される。
以下に本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。
(実施例:HPV16のE6及びE7遺伝子に対するsiRNA及びdsRDCの評価)
本実施例では、まず、子宮頸癌原因ウイルスとして最も重要なヒトパピローマウイルス16型(HPV16)のE6及びE7遺伝子に対するsiRNAを複数種設計・作製し、次いで、HPV16陽性細胞及びHPV16陰性細胞を用いたsiRNA評価システムを用いて、HPV16のE6及びE7遺伝子の発現に対して高い抑制活性(RNAi活性)と高い特異性を有する配列を選び出した。更に、前記高い特異性を有する配列を二本鎖RNA−DNAキメラ(double−strand RNA DNA Chimera、dsRDC)に変換し、種々のオフターゲット作用を検証した。
以下に、本実施例で用いた各手法を説明し、次いで、<実験1>〜<実験16>として、本実施例の詳細(HPV16のE6及びE7遺伝子に対するsiRNA及びdsRDCの設計、作製、評価、及びそれらの結果)を記す。
本実施例では、まず、子宮頸癌原因ウイルスとして最も重要なヒトパピローマウイルス16型(HPV16)のE6及びE7遺伝子に対するsiRNAを複数種設計・作製し、次いで、HPV16陽性細胞及びHPV16陰性細胞を用いたsiRNA評価システムを用いて、HPV16のE6及びE7遺伝子の発現に対して高い抑制活性(RNAi活性)と高い特異性を有する配列を選び出した。更に、前記高い特異性を有する配列を二本鎖RNA−DNAキメラ(double−strand RNA DNA Chimera、dsRDC)に変換し、種々のオフターゲット作用を検証した。
以下に、本実施例で用いた各手法を説明し、次いで、<実験1>〜<実験16>として、本実施例の詳細(HPV16のE6及びE7遺伝子に対するsiRNA及びdsRDCの設計、作製、評価、及びそれらの結果)を記す。
[細胞株]
HPV16陽性子宮頸癌細胞株(SiHa、CaSki)、HPV18陽性子宮頸癌細胞株(HeLa)、HPV陰性卵巣癌細胞株(SK−OV−3)は、American Type Culture Collection(ATCC,Rockville,MD)から購入した。SK−OV−3細胞は、10%仔牛血清加RPMI1640で、それ以外の細胞は、10%仔牛血清加ダルベッコ改変MEM(DMEM)を用いて、37℃、5% CO2存在下で培養した。
HPV16陽性子宮頸癌細胞株(SiHa、CaSki)、HPV18陽性子宮頸癌細胞株(HeLa)、HPV陰性卵巣癌細胞株(SK−OV−3)は、American Type Culture Collection(ATCC,Rockville,MD)から購入した。SK−OV−3細胞は、10%仔牛血清加RPMI1640で、それ以外の細胞は、10%仔牛血清加ダルベッコ改変MEM(DMEM)を用いて、37℃、5% CO2存在下で培養した。
[プラスミドトランスフェクション]
トランスフェクション前日に細胞をシャーレに播き、リポフェクタミン2000 トランスフェクション試薬(Invitrogen)を用いてプラスミドのトランスフェクションを行った。
トランスフェクション前日に細胞をシャーレに播き、リポフェクタミン2000 トランスフェクション試薬(Invitrogen)を用いてプラスミドのトランスフェクションを行った。
[siRNA作製とトランスフェクション]
HPV16標準配列(Accession number K02718)のE6及びE7コード領域(配列番号:1のヌクレオチド104−855)を標的とするsiRNAの配列は、siDirect ソフトウエアシステム(http://design.RNAi.jp/)(Naito,Y.,T.Yamada,et al.(2004).“siDirect:highly effective,target−specific siRNA design software for mammalian RNA interference.”Nucleic Acids Res 32(Web Server issue):W124−9.)を用いて選択された(表2、後述)。21塩基リボヌクレオチドを合成し、バッファー内(100mM potassium acetate,30mM HEPES−KOH pH7.4,2mM magnesium acetate)でアニーリングし、さらにカラム精製を行った(Proligo,Co.Ltd.,Boulder,CO)。
オリゴフェクタミン(Invitrogen)を用いたsiRNAのトランスフェクションは、添付書通りに行った(使用は、図1と図8Eの実験にのみ)。また、リポフェクタミンRNAiMAX(Invitrogen)を用いたsiRNAのトランスフェクションも、添付書通りにおこなった(使用は、図12の実験にのみ)。それ以外の実験では、リポフェクタミン2000(Invitrogen)を用いた。トランスフェクション前日、SiHa細胞は、6ウエルプレートに、1ウエル当たり2mlの10% FCS加DMEM培地に100,000細胞で播いた。様々な量のsiRNAを、Opti−MEM I(Invitrogen)を用いて稀釈し50μLとした。リポフェクタミン2000は、HeLa細胞に対して0.4μLを、SiHa細胞とSK−OV−3細胞に対しては1.6μLをOpti−MEM Iによって50μLになるように稀釈した。稀釈したsiRNAとリポフェクタミン2000を一緒にして室温で10〜20分インキュベーションし、それから培養液に加えた。全ての実験においてリポフェクタミン2000の量は、培地体積に比例させた。
HPV16標準配列(Accession number K02718)のE6及びE7コード領域(配列番号:1のヌクレオチド104−855)を標的とするsiRNAの配列は、siDirect ソフトウエアシステム(http://design.RNAi.jp/)(Naito,Y.,T.Yamada,et al.(2004).“siDirect:highly effective,target−specific siRNA design software for mammalian RNA interference.”Nucleic Acids Res 32(Web Server issue):W124−9.)を用いて選択された(表2、後述)。21塩基リボヌクレオチドを合成し、バッファー内(100mM potassium acetate,30mM HEPES−KOH pH7.4,2mM magnesium acetate)でアニーリングし、さらにカラム精製を行った(Proligo,Co.Ltd.,Boulder,CO)。
オリゴフェクタミン(Invitrogen)を用いたsiRNAのトランスフェクションは、添付書通りに行った(使用は、図1と図8Eの実験にのみ)。また、リポフェクタミンRNAiMAX(Invitrogen)を用いたsiRNAのトランスフェクションも、添付書通りにおこなった(使用は、図12の実験にのみ)。それ以外の実験では、リポフェクタミン2000(Invitrogen)を用いた。トランスフェクション前日、SiHa細胞は、6ウエルプレートに、1ウエル当たり2mlの10% FCS加DMEM培地に100,000細胞で播いた。様々な量のsiRNAを、Opti−MEM I(Invitrogen)を用いて稀釈し50μLとした。リポフェクタミン2000は、HeLa細胞に対して0.4μLを、SiHa細胞とSK−OV−3細胞に対しては1.6μLをOpti−MEM Iによって50μLになるように稀釈した。稀釈したsiRNAとリポフェクタミン2000を一緒にして室温で10〜20分インキュベーションし、それから培養液に加えた。全ての実験においてリポフェクタミン2000の量は、培地体積に比例させた。
[プラスミド作製]
(i)hLuc/pcDNA3
hLuc cDNAフラグメントをpsiCheck−2から制限酵素HindIIIとXbaIで切り出し、pcDNA3のHindIII/XbaIサイトに繋いだ。
(ii)16ΔNE6E7/psiCheck−2、16ΔNE6/psiCheck−2、16E7/psiCheck−2
HPV16 E6E7領域(ヌクレオチド231−858)は、pSV2−E6E7(国立感染症研究所、神田博士から譲渡された)を鋳型としてpfu DNAポリメラーゼ(Promega)を用いたPCR増幅によって得られた。E6センスとE7アンチセンスプライマーには、制限酵素NotIサイトが5’端に付加されており、PCR後pBluescriptのEcoR Vサイトに平滑端で挿入した。クローニングされたE6E7(231−858)フラグメントは、制限酵素NotIによって切り出した後、psiCheck−2プラスミド(Promega)のNotIサイトに繋ぎ、出来上がったプラスミドは、16NΔE6E7/psiCheck−2と名付けた。
ΔNE6領域(231−559)とE7領域(562−858)を、pfu DNAポリメラーゼ、鋳型としてpSV2−E6E7、5’端にそれぞれNotIサイトとXhoIサイトを有するE6プライマーペア或いはE7プライマーペアによって増幅後、PCR産物をpBluescriptのEcoR Vサイトに平滑端で挿入した。ΔNE6フラグメント(231−559)とE7フラグメント(562−858)は、制限酵素NotI及びXhoIによって切り出し、それぞれpsiCheck−2のNotI/XhoIサイトに繋いだ(16ΔNE6/psiCheck−2,16E7psiCheck−2)。
16E7/psiCheck−2のヌクレオチド760の塩基チミンは、GeneTailor site−directed mutagensis system(Invitrogen)を用いてシトシンに変更したが、このプラスミドを、16E7(760C)/psiCheck−2と命名した。
DNAフラグメントは、熱変成92℃、2分、続いて(熱変成94℃、30秒、アニーリング61℃、30秒、エクステンション72℃、2分)x25サイクルの条件で、サーマルサイクラーを用いてPCR増幅された。
プラスミド作製に用いられたプライマー(下線はNotIサイトとXhoIサイト)は以下の通り:
Not−HPV16_231s, gcggccgcatgactttgcttttcgggat(配列番号:48)
Xho−HPV16_231s, ctcgagatgactttgcttttcgggat(配列番号:49)
Not−HPV16_E6as, gcggccgcttacagctgggtttctctac(配列番号:50)
Xho−HPV16_E7s, ctcgagatgcatggagatacacctac(配列番号:51)
Not−HPV16_E7as, gcggccgcttatggtttctgagaacaga(配列番号:52)
(iii)hRL−16ΔNE6/pZeoSV2、hRL−16E7/pZeoSV2
hRL−16ΔNE6フラグメントとhRL−16E7フラグメントを、それぞれhRL−16ΔNE6/psiCheck−2及びhRL−16E7/psiCheck−2から制限酵素NheIとNotIで切り出し、pZeoSV2のNheI/NotIサイトに挿入した。出来上がったプラスミドは、それぞれhRL−16ΔNE6/pZeoSV2及びhRL−16E7/pZeoSV2と命名された。
(iv)16E6E7(+)/psiCheck−1、16E6E7(−)/psiCheck−1
E6E7領域(97−858)を、pfu DNAポリメラーゼ、鋳型としてpSV2−E6E7、5’端にそれぞれNotIサイトを有するE6センスプライマー(Not−HPV16_E6_97s)及びE7アンチプライマー(Not−HPV16_E7as)によって増幅後、PCR産物をpBluescriptのEcoR Vサイトに平滑端で挿入した。E6E7フラグメント(97−858)は、制限酵素NotIによって切り出し、psiCheck−1のNotIサイトに繋ぎ、RLuc−E6E7(+)及びRLuc−E6E7(−)mRNA発現プラスミドを分離し、それぞれ16E6E7(+)/psiCheck−1、16E6E7(−)/psiCheck−1と命名した。
プラスミド作製に用いられたプライマー(下線はNotIサイト)は以下の通り:
Not−HPV16_E6_97s, gcggccgcaactgcaatgtttcaggacc(配列番号:60)
(v)497TS/psiCheck−2、573TS/psiCheck−2、752TS/psiCheck−2、及び、ミスマッチ配列を有するその他のプラスミド
E6E7 siRNAの標的配列23塩基(497TS,573TS,752TS)のセンス鎖の5’端にNotIサイトを付けたオリゴDNAと、アンチセンス鎖の5’端にXhoIサイトを付けたものを合成し、アニーリング後、psiCheck−2のNotI/XhoIサイトに繋いだ。これらのプラスミドはそれぞれ497TS/psiCheck−2、573TS/psiCheck−2、及び752TS/psiCheck−2と命名した。
またsiDirectソフトウエアによって検出されたE6E7siRNA(497,573,752)の3塩基ミスマッチを有するオフターゲット候補配列についても同様にセンス鎖の5’端にNotIサイトを、アンチセンス鎖にXhoIサイトを付けアニーリングした2本鎖DNAを、psiCheck−2のNotI/XhoIサイトに繋いだ。3塩基ミスマッチを有する497 siRNAのオフターゲット候補配列は2つあり、それぞれ497OT1と497OT2と命名された。573 siRNAのオフターゲット候補配列は7種類ありそのうち6種類のプラスミドを作成した(573OT1,2,3,5,7,8)。また、573OT2との比較のためにガイド鎖の5’端から10番目と11番目の2つのミスマッチを有する標的配列573(10,11)のプラスミドを作成した。752siRNAのオフターゲット候補は1種類(752OT1)であった。
プラスミド作製に用いられたオリゴDNA(下線はNotIサイトとXhoIサイト)は以下の通り:
497TS
TCGAGTGGACCGGTCGATGTATGTCTTGGC(配列番号:61)
GGCCGCCAAGACATACATCGACCGGTCCAC(配列番号:62)
573TS
TCGAGTACACCTACATTGCATGAATATAGC(配列番号:63)
GGCCGCTATATTCATGCAATGTAGGTGTAC(配列番号:64)
752TS
TCGAGCGCTTCGGTTGTGCGTACAAAGCGC(配列番号:65)
GGCCGCGCTTTGTACGCACAACCGAAGCGC(配列番号:66)
497OT1
TCGAGaggatctgtcgatgtatgttttcGC(配列番号:67)
GGCCGCgaaaacatacatcgacagatcctC(配列番号:68)
497OT2
TCGAGtctacctgtccatgtatgtctgcGC(配列番号:69)
GGCCGCgcagacatacatggacaggtagaC(配列番号:70)
573OT1
TCGAGgacacatacattgaataaataatGC(配列番号:71)
GGCCGCattatttattcaatgtatgtgtcC(配列番号:72)
573OT2
TCGAGACCACCTACACAGCATGAATTATGC(配列番号:73)
GGCCGCATAATTCATGCTGTGTAGGTGGTC(配列番号:74)
573OT3
TCGAGtacacctacaatgcaggaatctgGC(配列番号:75)
GGCCGCcagattcctgcattgtaggtgtaC(配列番号:76)
573OT5
TCGAGcacaactacattacattaatatgGC(配列番号:77)
GGCCGCcatattaatgtaatgtagttgtgC(配列番号:78)
573OT7
TCGAGgacaacttcatcgcatgaatagaGC(配列番号:79)
GGCCGCtctattcatgcgatgaagttgtcC(配列番号:80)
573OT8
TCGAGGCCTCCTACATTGTAGGAATACTGC(配列番号:81)
GGCCGCAGTATTCCTACAATGTAGGAGGCC(配列番号:82)
573(10,11)
TCGAGTACACCTACAAAGCATGAATATAGC(配列番号:83)
GGCCGCTATATTCATGCTTTGTAGGTGTAC(配列番号:84)
752OT1
TCGAGGTCTTCGGCTGCGCGTAAAAACTGC(配列番号:85)
GGCCGCAGTTTTTACGCGCAGCCGAAGACC(配列番号:86)
なお、TS配列と異なる塩基の部分についても下線で示した。
(i)hLuc/pcDNA3
hLuc cDNAフラグメントをpsiCheck−2から制限酵素HindIIIとXbaIで切り出し、pcDNA3のHindIII/XbaIサイトに繋いだ。
(ii)16ΔNE6E7/psiCheck−2、16ΔNE6/psiCheck−2、16E7/psiCheck−2
HPV16 E6E7領域(ヌクレオチド231−858)は、pSV2−E6E7(国立感染症研究所、神田博士から譲渡された)を鋳型としてpfu DNAポリメラーゼ(Promega)を用いたPCR増幅によって得られた。E6センスとE7アンチセンスプライマーには、制限酵素NotIサイトが5’端に付加されており、PCR後pBluescriptのEcoR Vサイトに平滑端で挿入した。クローニングされたE6E7(231−858)フラグメントは、制限酵素NotIによって切り出した後、psiCheck−2プラスミド(Promega)のNotIサイトに繋ぎ、出来上がったプラスミドは、16NΔE6E7/psiCheck−2と名付けた。
ΔNE6領域(231−559)とE7領域(562−858)を、pfu DNAポリメラーゼ、鋳型としてpSV2−E6E7、5’端にそれぞれNotIサイトとXhoIサイトを有するE6プライマーペア或いはE7プライマーペアによって増幅後、PCR産物をpBluescriptのEcoR Vサイトに平滑端で挿入した。ΔNE6フラグメント(231−559)とE7フラグメント(562−858)は、制限酵素NotI及びXhoIによって切り出し、それぞれpsiCheck−2のNotI/XhoIサイトに繋いだ(16ΔNE6/psiCheck−2,16E7psiCheck−2)。
16E7/psiCheck−2のヌクレオチド760の塩基チミンは、GeneTailor site−directed mutagensis system(Invitrogen)を用いてシトシンに変更したが、このプラスミドを、16E7(760C)/psiCheck−2と命名した。
DNAフラグメントは、熱変成92℃、2分、続いて(熱変成94℃、30秒、アニーリング61℃、30秒、エクステンション72℃、2分)x25サイクルの条件で、サーマルサイクラーを用いてPCR増幅された。
プラスミド作製に用いられたプライマー(下線はNotIサイトとXhoIサイト)は以下の通り:
Not−HPV16_231s, gcggccgcatgactttgcttttcgggat(配列番号:48)
Xho−HPV16_231s, ctcgagatgactttgcttttcgggat(配列番号:49)
Not−HPV16_E6as, gcggccgcttacagctgggtttctctac(配列番号:50)
Xho−HPV16_E7s, ctcgagatgcatggagatacacctac(配列番号:51)
Not−HPV16_E7as, gcggccgcttatggtttctgagaacaga(配列番号:52)
(iii)hRL−16ΔNE6/pZeoSV2、hRL−16E7/pZeoSV2
hRL−16ΔNE6フラグメントとhRL−16E7フラグメントを、それぞれhRL−16ΔNE6/psiCheck−2及びhRL−16E7/psiCheck−2から制限酵素NheIとNotIで切り出し、pZeoSV2のNheI/NotIサイトに挿入した。出来上がったプラスミドは、それぞれhRL−16ΔNE6/pZeoSV2及びhRL−16E7/pZeoSV2と命名された。
(iv)16E6E7(+)/psiCheck−1、16E6E7(−)/psiCheck−1
E6E7領域(97−858)を、pfu DNAポリメラーゼ、鋳型としてpSV2−E6E7、5’端にそれぞれNotIサイトを有するE6センスプライマー(Not−HPV16_E6_97s)及びE7アンチプライマー(Not−HPV16_E7as)によって増幅後、PCR産物をpBluescriptのEcoR Vサイトに平滑端で挿入した。E6E7フラグメント(97−858)は、制限酵素NotIによって切り出し、psiCheck−1のNotIサイトに繋ぎ、RLuc−E6E7(+)及びRLuc−E6E7(−)mRNA発現プラスミドを分離し、それぞれ16E6E7(+)/psiCheck−1、16E6E7(−)/psiCheck−1と命名した。
プラスミド作製に用いられたプライマー(下線はNotIサイト)は以下の通り:
Not−HPV16_E6_97s, gcggccgcaactgcaatgtttcaggacc(配列番号:60)
(v)497TS/psiCheck−2、573TS/psiCheck−2、752TS/psiCheck−2、及び、ミスマッチ配列を有するその他のプラスミド
E6E7 siRNAの標的配列23塩基(497TS,573TS,752TS)のセンス鎖の5’端にNotIサイトを付けたオリゴDNAと、アンチセンス鎖の5’端にXhoIサイトを付けたものを合成し、アニーリング後、psiCheck−2のNotI/XhoIサイトに繋いだ。これらのプラスミドはそれぞれ497TS/psiCheck−2、573TS/psiCheck−2、及び752TS/psiCheck−2と命名した。
またsiDirectソフトウエアによって検出されたE6E7siRNA(497,573,752)の3塩基ミスマッチを有するオフターゲット候補配列についても同様にセンス鎖の5’端にNotIサイトを、アンチセンス鎖にXhoIサイトを付けアニーリングした2本鎖DNAを、psiCheck−2のNotI/XhoIサイトに繋いだ。3塩基ミスマッチを有する497 siRNAのオフターゲット候補配列は2つあり、それぞれ497OT1と497OT2と命名された。573 siRNAのオフターゲット候補配列は7種類ありそのうち6種類のプラスミドを作成した(573OT1,2,3,5,7,8)。また、573OT2との比較のためにガイド鎖の5’端から10番目と11番目の2つのミスマッチを有する標的配列573(10,11)のプラスミドを作成した。752siRNAのオフターゲット候補は1種類(752OT1)であった。
プラスミド作製に用いられたオリゴDNA(下線はNotIサイトとXhoIサイト)は以下の通り:
497TS
TCGAGTGGACCGGTCGATGTATGTCTTGGC(配列番号:61)
GGCCGCCAAGACATACATCGACCGGTCCAC(配列番号:62)
573TS
TCGAGTACACCTACATTGCATGAATATAGC(配列番号:63)
GGCCGCTATATTCATGCAATGTAGGTGTAC(配列番号:64)
752TS
TCGAGCGCTTCGGTTGTGCGTACAAAGCGC(配列番号:65)
GGCCGCGCTTTGTACGCACAACCGAAGCGC(配列番号:66)
497OT1
TCGAGaggatctgtcgatgtatgttttcGC(配列番号:67)
GGCCGCgaaaacatacatcgacagatcctC(配列番号:68)
497OT2
TCGAGtctacctgtccatgtatgtctgcGC(配列番号:69)
GGCCGCgcagacatacatggacaggtagaC(配列番号:70)
573OT1
TCGAGgacacatacattgaataaataatGC(配列番号:71)
GGCCGCattatttattcaatgtatgtgtcC(配列番号:72)
573OT2
TCGAGACCACCTACACAGCATGAATTATGC(配列番号:73)
GGCCGCATAATTCATGCTGTGTAGGTGGTC(配列番号:74)
573OT3
TCGAGtacacctacaatgcaggaatctgGC(配列番号:75)
GGCCGCcagattcctgcattgtaggtgtaC(配列番号:76)
573OT5
TCGAGcacaactacattacattaatatgGC(配列番号:77)
GGCCGCcatattaatgtaatgtagttgtgC(配列番号:78)
573OT7
TCGAGgacaacttcatcgcatgaatagaGC(配列番号:79)
GGCCGCtctattcatgcgatgaagttgtcC(配列番号:80)
573OT8
TCGAGGCCTCCTACATTGTAGGAATACTGC(配列番号:81)
GGCCGCAGTATTCCTACAATGTAGGAGGCC(配列番号:82)
573(10,11)
TCGAGTACACCTACAAAGCATGAATATAGC(配列番号:83)
GGCCGCTATATTCATGCTTTGTAGGTGTAC(配列番号:84)
752OT1
TCGAGGTCTTCGGCTGCGCGTAAAAACTGC(配列番号:85)
GGCCGCAGTTTTTACGCGCAGCCGAAGACC(配列番号:86)
なお、TS配列と異なる塩基の部分についても下線で示した。
[ホタルルシフェラーゼ発現HPV16陽性及び陰性癌培養細胞の作製、並びにsiRNA導入効率の確認]
HPV16陽性癌細胞(SiHa)とHPV16陰性癌細胞(SK−OV−3、HeLa)に、リポフェクタミン2000を用いてホタルルシフェラーゼ(FLuc)発現プラスミド(hLuc/pcDNA3)をトランスフェクションした後に、G418存在下で培養し、FLucを安定的に発現するFL−SiHa−2細胞、FL−SKOV−5細胞及びFL−HeLa−1細胞をそれぞれ分離した。FLucを標的とするsiRNA配列をsiDirectソフトウエアを用いて選択し、siRNAを合成した。
作製した、FLucを恒常的に発現するSiHa細胞(FL−SiHa−2)、HeLa細胞(FL−HeLa−1)及びSK−OV−3細胞(FL−SKOV−5)について、siRNA導入効率を比較した。これらの細胞に5nMのコントロールsiRNA或いはFLuc siRNAをリポフェクタミン2000を用いてトランスフェクションし、48時間後にFLuc活性を測定した。実験は、トリプリケートで測定し、平均値±標準偏差を示した。結果を下記の表1に示す。
トランスフェクションを行った条件では、これらの細胞におけるFLuc活性の抑制率(% Inhibition)は、90%以上でほぼ同等と考えられた。
HPV16陽性癌細胞(SiHa)とHPV16陰性癌細胞(SK−OV−3、HeLa)に、リポフェクタミン2000を用いてホタルルシフェラーゼ(FLuc)発現プラスミド(hLuc/pcDNA3)をトランスフェクションした後に、G418存在下で培養し、FLucを安定的に発現するFL−SiHa−2細胞、FL−SKOV−5細胞及びFL−HeLa−1細胞をそれぞれ分離した。FLucを標的とするsiRNA配列をsiDirectソフトウエアを用いて選択し、siRNAを合成した。
作製した、FLucを恒常的に発現するSiHa細胞(FL−SiHa−2)、HeLa細胞(FL−HeLa−1)及びSK−OV−3細胞(FL−SKOV−5)について、siRNA導入効率を比較した。これらの細胞に5nMのコントロールsiRNA或いはFLuc siRNAをリポフェクタミン2000を用いてトランスフェクションし、48時間後にFLuc活性を測定した。実験は、トリプリケートで測定し、平均値±標準偏差を示した。結果を下記の表1に示す。
トランスフェクションを行った条件では、これらの細胞におけるFLuc活性の抑制率(% Inhibition)は、90%以上でほぼ同等と考えられた。
[ウミシイタケルシフェラーゼ(RLuc)−ΔNE6融合mRNA或いはRLuc−E7融合mRNAとFLucを同時に発現するSiHa細胞の作製]
FL−SiHa−2細胞にhRL−16ΔNE6/pZeoSV2或いはhRL−16E7/pZeoSV2をトランスフェクション後、G418(1mg/ml)とZeocin(1mg/ml)存在下で培養し、FLucとRLuc−ΔNE6(RLE6−FL−SiHa−10)或いはFLucとRLuc−E7(RLE7−FL−SiHa−2)を同時に発現するSiHa細胞を分離した。
FL−SiHa−2細胞にhRL−16ΔNE6/pZeoSV2或いはhRL−16E7/pZeoSV2をトランスフェクション後、G418(1mg/ml)とZeocin(1mg/ml)存在下で培養し、FLucとRLuc−ΔNE6(RLE6−FL−SiHa−10)或いはFLucとRLuc−E7(RLE7−FL−SiHa−2)を同時に発現するSiHa細胞を分離した。
[イムノブロット法]
細胞(2−5x105)をPBSで洗った後、直接100μLのSDSゲルローディングバッファーに解かし、95℃で5min加熱した。そのうち10μLのサンプルを0.1% SDS加プリアクリルアミドゲルで分離し、PVDF膜に転写した。3%ウシアルブミン加T−TBS(0.1% Tween20,20mM Tris−HCl,137mM NaCl,pH7.6)で室温1時間ブロッキング後、1次抗体と4℃で一昼夜反応させ、一度T−TBSで洗浄後、アルカリフォスファターゼ標識抗マウスIgG抗体(Sigma)と室温で30分反応させた。室温で多量のT−TBSを用いて30分の洗浄を3回繰り返した後、基質としてECF(GEヘルスケアバイオサイエンス)を加えた蛍光発色反応を行い、蛍光シグナルを蛍光イメージアナライザ(富士フィルム)によって検出した。抗体は、抗p21WAF1/CIP1モノクローナル抗体(Transduction laboratories)、抗p53モノクローナル抗体(DO−1)(Santa Cruz Biotechnology,Inc.)、及び抗lamin A/Cモノクローナル抗体(Transduction laboratories)を用いた。
細胞(2−5x105)をPBSで洗った後、直接100μLのSDSゲルローディングバッファーに解かし、95℃で5min加熱した。そのうち10μLのサンプルを0.1% SDS加プリアクリルアミドゲルで分離し、PVDF膜に転写した。3%ウシアルブミン加T−TBS(0.1% Tween20,20mM Tris−HCl,137mM NaCl,pH7.6)で室温1時間ブロッキング後、1次抗体と4℃で一昼夜反応させ、一度T−TBSで洗浄後、アルカリフォスファターゼ標識抗マウスIgG抗体(Sigma)と室温で30分反応させた。室温で多量のT−TBSを用いて30分の洗浄を3回繰り返した後、基質としてECF(GEヘルスケアバイオサイエンス)を加えた蛍光発色反応を行い、蛍光シグナルを蛍光イメージアナライザ(富士フィルム)によって検出した。抗体は、抗p21WAF1/CIP1モノクローナル抗体(Transduction laboratories)、抗p53モノクローナル抗体(DO−1)(Santa Cruz Biotechnology,Inc.)、及び抗lamin A/Cモノクローナル抗体(Transduction laboratories)を用いた。
[RT−PCR反応]
DNAフリー総RNAを培養細胞からHigh pure RNA isolation kit(Roche)で精製分離し、一本鎖cDNAを500ngのRNAからTranscriptor first strand cDNA synthesis kit (Roche)を用いて合成した。PCR反応は、HPV16 E6、HPV16 E7、βアクチン、或いは18S ribosomal RNA特異的センス・アンチセンスプライマーペアとExTaq ポリメラーゼ(Takara)を用いて行った。各反応において、未処理SiHa細胞cDNAを段階稀釈したものを検量線用スタンダードとして用いた。PCRは、熱変成94℃ 5分間に続いて(熱変成94℃ 30秒間、アニーリング58℃ 30秒間、エクステンション72℃ 30秒間)x22−26サイクルを行った。
PCR産物は、2.5%アガロースゲル内で電気泳動によって分離し、SYBR GOLD(Molecular probes)で染色後、FLA−2000 フルオロイメージアナライザ(富士フィルム)で解析した。バンドシグナル強度は、Image Gaugeソフトウエア(富士フィルム)で定量し、βアクチン或いは18S ribosomal RNAを内部コントロールとして使用し補正後、各サンプルの比較を行った。HPV16 E6 cDNA、E7 cDNA、及びβアクチンのプライマーは、以下の通りである:
HPV16 E6センスプライマー(16E6s104), 5’−ATGTTTCAGGACCCACAGGA−3’(配列番号:53);
HPV16 E6アンチセンスプライマー(16E6as558), 5’−TACAGCTGGGTTTCTCTACG−3’(配列番号:54);
HPV16 E6センスプライマー(16E6as375), 5’−TGCTGTTCTAATGTTGTTCC−3’(配列番号:55);
HPV16 E7センスプライマー(16E7s562), 5’−ATGCATGGAGATACACCTAC−3’(配列番号:56);
HPV16 E7アンチセンスプライマー(16E7as855), 5’−TTATGGTTTCTGAGAACAGA−3’(配列番号:57);
βアクチンセンスプライマー(β−actin−s), 5’−CTCACCATGGATGATGATAT−3’(配列番号:58);及び
βアクチンアンチセンスプライマー(β−actin−as), 5’−TGGGTCATCTTCTCGCGGTT−3’(配列番号:59)。
18S ribosomal RNA用のプライマーは,Ambion,Inc.より購入した。
DNAフリー総RNAを培養細胞からHigh pure RNA isolation kit(Roche)で精製分離し、一本鎖cDNAを500ngのRNAからTranscriptor first strand cDNA synthesis kit (Roche)を用いて合成した。PCR反応は、HPV16 E6、HPV16 E7、βアクチン、或いは18S ribosomal RNA特異的センス・アンチセンスプライマーペアとExTaq ポリメラーゼ(Takara)を用いて行った。各反応において、未処理SiHa細胞cDNAを段階稀釈したものを検量線用スタンダードとして用いた。PCRは、熱変成94℃ 5分間に続いて(熱変成94℃ 30秒間、アニーリング58℃ 30秒間、エクステンション72℃ 30秒間)x22−26サイクルを行った。
PCR産物は、2.5%アガロースゲル内で電気泳動によって分離し、SYBR GOLD(Molecular probes)で染色後、FLA−2000 フルオロイメージアナライザ(富士フィルム)で解析した。バンドシグナル強度は、Image Gaugeソフトウエア(富士フィルム)で定量し、βアクチン或いは18S ribosomal RNAを内部コントロールとして使用し補正後、各サンプルの比較を行った。HPV16 E6 cDNA、E7 cDNA、及びβアクチンのプライマーは、以下の通りである:
HPV16 E6センスプライマー(16E6s104), 5’−ATGTTTCAGGACCCACAGGA−3’(配列番号:53);
HPV16 E6アンチセンスプライマー(16E6as558), 5’−TACAGCTGGGTTTCTCTACG−3’(配列番号:54);
HPV16 E6センスプライマー(16E6as375), 5’−TGCTGTTCTAATGTTGTTCC−3’(配列番号:55);
HPV16 E7センスプライマー(16E7s562), 5’−ATGCATGGAGATACACCTAC−3’(配列番号:56);
HPV16 E7アンチセンスプライマー(16E7as855), 5’−TTATGGTTTCTGAGAACAGA−3’(配列番号:57);
βアクチンセンスプライマー(β−actin−s), 5’−CTCACCATGGATGATGATAT−3’(配列番号:58);及び
βアクチンアンチセンスプライマー(β−actin−as), 5’−TGGGTCATCTTCTCGCGGTT−3’(配列番号:59)。
18S ribosomal RNA用のプライマーは,Ambion,Inc.より購入した。
[in vitro及びin vivo腫瘍細胞増殖]
in vitroにおけるsiRNAの腫瘍細胞の増殖におよぼす効果は、WST−8(Cell Counting Kit 8,同仁化学研究所)を用いた発色反応による生存細胞数の比較によって行った。また、siRNAのin vivoにおける腫瘍細胞の増殖におよぼす効果の解析のために、SiHa細胞(2x107cells)をNOD/SCIDマウス(6週齢)の皮下に接種した。接種6週間後、接種部位に形成された皮下腫瘍にアテロコラーゲン(アテロジーン、高研)と複合体を形成させたsiRNA(500pmole)を直接腫瘍内に注射投与した。7日毎にsiRNAの投与を繰り返し、初回投与30日後に、マウスをUKCCCRガイドラインにそって安楽死させ、腫瘍を切り出して重量(g)を計測した。実験結果の有意差は、スチューデントt検定を行い、P<0.05の場合に統計学的に有為差があると判断した。
in vitroにおけるsiRNAの腫瘍細胞の増殖におよぼす効果は、WST−8(Cell Counting Kit 8,同仁化学研究所)を用いた発色反応による生存細胞数の比較によって行った。また、siRNAのin vivoにおける腫瘍細胞の増殖におよぼす効果の解析のために、SiHa細胞(2x107cells)をNOD/SCIDマウス(6週齢)の皮下に接種した。接種6週間後、接種部位に形成された皮下腫瘍にアテロコラーゲン(アテロジーン、高研)と複合体を形成させたsiRNA(500pmole)を直接腫瘍内に注射投与した。7日毎にsiRNAの投与を繰り返し、初回投与30日後に、マウスをUKCCCRガイドラインにそって安楽死させ、腫瘍を切り出して重量(g)を計測した。実験結果の有意差は、スチューデントt検定を行い、P<0.05の場合に統計学的に有為差があると判断した。
[細胞老化関連β−ガラクトシダーゼ染色]
培養細胞をSenescent Cell Staining Kit(Sigma−Aldrich,Inc.)を用いて固定・細胞老化関連β−ガラクトシダーゼ染色後、倒立顕微鏡で観察・写真撮影を行った。
培養細胞をSenescent Cell Staining Kit(Sigma−Aldrich,Inc.)を用いて固定・細胞老化関連β−ガラクトシダーゼ染色後、倒立顕微鏡で観察・写真撮影を行った。
[RNA−DNAキメラ誘導体(dsRDC)の作製]
siRNAのパッセンジャー鎖の3’端より8塩基のRNAとガイド鎖の5’端より6塩基のRNAをDNAに置換した21塩基RNA−DNAキメラを合成し、バッファー内(100mM potassium acetate,30mM HEPES−KOH pH7.4,2mM magnesium acetate)でアニーリングし、さらにカラム精製を行った(Proligo,Co.Ltd.,Boulder,CO)。
siRNAのパッセンジャー鎖の3’端より8塩基のRNAとガイド鎖の5’端より6塩基のRNAをDNAに置換した21塩基RNA−DNAキメラを合成し、バッファー内(100mM potassium acetate,30mM HEPES−KOH pH7.4,2mM magnesium acetate)でアニーリングし、さらにカラム精製を行った(Proligo,Co.Ltd.,Boulder,CO)。
<実験1.HPV16のE6及びE7遺伝子に対するsiRNAの作製>
ヒトパピローマウイルス16型(HPV16)のE6及びE7遺伝子に対するsiRNA配列を、HPV16標準配列(European prototype)(Accession number K02718)(配列番号:1)をもとにして、siDirectソフトウエア(Naito,Yamada et al.2004、前述)を用いて選択した。選択した各siRNA配列の詳細を、下記の表2に示す。また、各配列のsiRNAは、前記した手法に沿い、ガイド鎖(アンチセンス鎖)とパッセンジャー鎖(センス鎖)をそれぞれ合成し、アニーリングすることにより作製した。
表2中、各siRNAは、ガイド鎖3’端のHPV16標準配列におけるヌクレオチド番号で命名した。ヌクレオタイドの位置は、ガイド鎖3’端のヌクレオチド番号からパッセンジャー鎖3’端のヌクレオチド番号までとして表記した。ミスマッチトレランス(Mismatch tolerance)は、ガイド鎖或いはパッセンジャー鎖とヒト遺伝子の非重複配列データベースとの間にあるミスマッチ塩基の数で、おもにミスマッチトレランス3以上のものを選んだ。また、HPV16クラス及びサブクラスでsiRNAガイド鎖とミスマッチが一つ以上あるものを列挙し、その位置を示した。EG(131)は、European German 131;Af1は、African 1;Af2は、African 2;NA1は、North American 1;AAは、Asian American;Asは、East Esianを表す。
また、表2中の497及び501の5’−UGUCU−3’は、Toll−like receptor(TLR)活性化配列である(Judge AD,Sood V,Shaw JR,Fang D,McClintock K,MacLachlan I.Sequence−dependent stimulation of the mammalian innate immune response by synthetic siRNA.Nat Biotechnol 2005;23:457−62.)。
ヒトパピローマウイルス16型(HPV16)のE6及びE7遺伝子に対するsiRNA配列を、HPV16標準配列(European prototype)(Accession number K02718)(配列番号:1)をもとにして、siDirectソフトウエア(Naito,Yamada et al.2004、前述)を用いて選択した。選択した各siRNA配列の詳細を、下記の表2に示す。また、各配列のsiRNAは、前記した手法に沿い、ガイド鎖(アンチセンス鎖)とパッセンジャー鎖(センス鎖)をそれぞれ合成し、アニーリングすることにより作製した。
表2中、各siRNAは、ガイド鎖3’端のHPV16標準配列におけるヌクレオチド番号で命名した。ヌクレオタイドの位置は、ガイド鎖3’端のヌクレオチド番号からパッセンジャー鎖3’端のヌクレオチド番号までとして表記した。ミスマッチトレランス(Mismatch tolerance)は、ガイド鎖或いはパッセンジャー鎖とヒト遺伝子の非重複配列データベースとの間にあるミスマッチ塩基の数で、おもにミスマッチトレランス3以上のものを選んだ。また、HPV16クラス及びサブクラスでsiRNAガイド鎖とミスマッチが一つ以上あるものを列挙し、その位置を示した。EG(131)は、European German 131;Af1は、African 1;Af2は、African 2;NA1は、North American 1;AAは、Asian American;Asは、East Esianを表す。
また、表2中の497及び501の5’−UGUCU−3’は、Toll−like receptor(TLR)活性化配列である(Judge AD,Sood V,Shaw JR,Fang D,McClintock K,MacLachlan I.Sequence−dependent stimulation of the mammalian innate immune response by synthetic siRNA.Nat Biotechnol 2005;23:457−62.)。
また、HPV16クラス・サブクラスの亜型E6及びE7遺伝子の塩基配列を下記の表3に示す。
表3中、HPV16標準配列(European prototypeに相当)とHPV16クラス・サブクラスの間でE6E7領域の塩基配列を比較し、配列の異なるヌクレオチドの位置とその塩基を示した。−は、HPV16標準配列と同一であった部位;ヌクレオチドの違いでアミノ酸変化をともなう場合は、そのヌクレオチドを大文字で;アミノ酸置換を伴わない場合は、小文字で示した。尚、North American IのE7塩基配列は、報告されていない。
表3中、HPV16標準配列(European prototypeに相当)とHPV16クラス・サブクラスの間でE6E7領域の塩基配列を比較し、配列の異なるヌクレオチドの位置とその塩基を示した。−は、HPV16標準配列と同一であった部位;ヌクレオチドの違いでアミノ酸変化をともなう場合は、そのヌクレオチドを大文字で;アミノ酸置換を伴わない場合は、小文字で示した。尚、North American IのE7塩基配列は、報告されていない。
また、HPV16のE6及びE7遺伝子とmRNAの構造、各PCRプライマー、及び各siRNAの関係を図1に示した。
図1中、上段の極太線は、HPV16標準配列(European prototype)(Accession number K02718)におけるE6とE7癌遺伝子コード領域を示す。中段は、主なE6E7 mRNA(太線)の種類を示す。数字は、転写開始部位とスプライシング結合部を示す(Smotkin,D.,H.Prokoph,et al.(1989).“Oncogenic and nononcogenic human genital papillomaviruses generate the E7 mRNA by different mechanisms.”J Virol 63(3):1441−7.)。RT−PCRで用いられたPCRプライマーを矢印で示す。また、前記で作製した、E6及びE7を標的とした主なsiRNAの位置を短線で下段に示す。
図1中、上段の極太線は、HPV16標準配列(European prototype)(Accession number K02718)におけるE6とE7癌遺伝子コード領域を示す。中段は、主なE6E7 mRNA(太線)の種類を示す。数字は、転写開始部位とスプライシング結合部を示す(Smotkin,D.,H.Prokoph,et al.(1989).“Oncogenic and nononcogenic human genital papillomaviruses generate the E7 mRNA by different mechanisms.”J Virol 63(3):1441−7.)。RT−PCRで用いられたPCRプライマーを矢印で示す。また、前記で作製した、E6及びE7を標的とした主なsiRNAの位置を短線で下段に示す。
なお、参考として、これまでに論文で報告されているHPV16 E6E7siRNAを下記の表4に示す。
また、前記した各HPV16 E6E7 siRNA配列のオフターゲット傾向を下記の表5に示す。表5は、siDesignソフトウエアによる解析結果を表にしたものである。表5中、例えば、MT(ミスマッチトレランス)=2*2は、siRNA配列と2塩基ミスマッチを有する相補的配列がヒト遺伝子或いはヒトゲノム配列が2つ存在することを意味する。miRNA−likeオフターゲットには、miRNAと同等の翻訳抑制が予測されるヒト遺伝子の数を示した。オフターゲットの面からは、203と497が優れることがわかる。
<実験2.E6E7 siRNAのウミシイタケルシフェラーゼ(RLuc)−E6E7融合mRNAの一過性発現に及ぼす効果>
HPV16のE6及びE7遺伝子に対する各siRNAについて、ウミシイタケルシフェラーゼ(RLuc)−E6E7融合mRNAの一過性発現に及ぼす効果を以下のようにして検討した。
まず、前記した手法に沿い、各RLuc−E6E7融合遺伝子発現プラスミド(16ΔNE6/psiCheck−2、16E7/psiCheck−2、16ΔNE6E7/psiCheck−2)をそれぞれ作製した。図2Aに、各プラスミドの構造を示す。
HPV16ΔNE6(231−556)、E7(562−855)、或いはΔNE6E7(231−855)フラグメントは、psiCheck−2上のRLuc cDNAの停止コドン下流にあるマルチクローニング部位に挿入されている。
HPV16のE6及びE7遺伝子に対する各siRNAについて、ウミシイタケルシフェラーゼ(RLuc)−E6E7融合mRNAの一過性発現に及ぼす効果を以下のようにして検討した。
まず、前記した手法に沿い、各RLuc−E6E7融合遺伝子発現プラスミド(16ΔNE6/psiCheck−2、16E7/psiCheck−2、16ΔNE6E7/psiCheck−2)をそれぞれ作製した。図2Aに、各プラスミドの構造を示す。
HPV16ΔNE6(231−556)、E7(562−855)、或いはΔNE6E7(231−855)フラグメントは、psiCheck−2上のRLuc cDNAの停止コドン下流にあるマルチクローニング部位に挿入されている。
−E6E7 siRNAによるRLuc−ΔNE6E7融合mRNAの発現抑制−
SiHa細胞に、RLuc−ΔNE6E7融合mRNA発現プラスミドと様々な濃度のE6E7 siRNAとを続けてトランスフェクションし、48時間後にホタルルシフェラーゼ(FLuc)とRLuc活性の計測を行った。FLuc活性を内部コントロールとしてRLuc活性を補正後比較した。結果を図2Bに示す。
SiHa細胞に、RLuc−ΔNE6E7融合mRNA発現プラスミドと様々な濃度のE6E7 siRNAとを続けてトランスフェクションし、48時間後にホタルルシフェラーゼ(FLuc)とRLuc活性の計測を行った。FLuc活性を内部コントロールとしてRLuc活性を補正後比較した。結果を図2Bに示す。
−E6 siRNAによるRLuc−ΔNE6融合mRNAの発現抑制−
SiHa細胞に、RLuc−ΔNE6融合mRNA発現プラスミドと様々な濃度のE6 siRNAをトランスフェクションし、前記同様にFLuc活性とRLuc活性を計測した。結果を図2Cに示す。
SiHa細胞に、RLuc−ΔNE6融合mRNA発現プラスミドと様々な濃度のE6 siRNAをトランスフェクションし、前記同様にFLuc活性とRLuc活性を計測した。結果を図2Cに示す。
−E7 siRNAによるRLuc−E7融合mRNAの発現抑制−
SiHa細胞に、RLuc−E7融合mRNA発現プラスミドと様々な濃度のE7 siRNAをトランスフェクションし、前記同様にFLuc活性とRLuc活性を計測した。結果を図2Dに示す。
SiHa細胞に、RLuc−E7融合mRNA発現プラスミドと様々な濃度のE7 siRNAをトランスフェクションし、前記同様にFLuc活性とRLuc活性を計測した。結果を図2Dに示す。
なお、図2B〜図2D中、▲は233;■は243;●は244;△は698;□は707;○は752;◇は493;及び◆は573、の番号が付与されたsiRNAを示す。実験は、トリプリケートで行い、平均値と標準偏差を示す。
下記の表6に、図2B〜図2Dの結果より算出された各siRNAのIC50を示す。
表6中、単位は「nM」であり、「ND」は未計測を示す。
表6中、単位は「nM」であり、「ND」は未計測を示す。
<実験3.HPV16陽性SiHa子宮頸癌細胞におけるE6E7 siRNAによる内因性E6E7発現の抑制>
HPV16のE6及びE7遺伝子に対する各siRNAについて、HPV16陽性SiHa細胞の内因性E6及びE7発現に及ぼす効果を以下のようにして検討した。
SiHa細胞に、50nMのコントロールsiRNA或いはE6E7 siRNAをオリゴフェクタミンを用いてトランスフェクションし、48時間後にRT−PCRによってE6E7mRNAの発現を解析した。バッファーのみをトランスフェクションした細胞のcDNAを段階稀釈してスタンダードとした。βアクチンのバンド輝度を内部コントロールとしてE6及びE7バンド輝度を補正後、比較した。結果を図3に示す。なお、図3中、コントロールsiRNA処理した細胞の発現レベルを100%として、各siRNA処理した細胞における相対的E6或いはE7mRNAレベル(%)を示した。
図3の結果から、特に497、573、698、707及び752のsiRNAで処理したSiHa細胞では、E6或いはE7発現レベルのいずれかが1/4以下に減少していることがわかる。
HPV16のE6及びE7遺伝子に対する各siRNAについて、HPV16陽性SiHa細胞の内因性E6及びE7発現に及ぼす効果を以下のようにして検討した。
SiHa細胞に、50nMのコントロールsiRNA或いはE6E7 siRNAをオリゴフェクタミンを用いてトランスフェクションし、48時間後にRT−PCRによってE6E7mRNAの発現を解析した。バッファーのみをトランスフェクションした細胞のcDNAを段階稀釈してスタンダードとした。βアクチンのバンド輝度を内部コントロールとしてE6及びE7バンド輝度を補正後、比較した。結果を図3に示す。なお、図3中、コントロールsiRNA処理した細胞の発現レベルを100%として、各siRNA処理した細胞における相対的E6或いはE7mRNAレベル(%)を示した。
図3の結果から、特に497、573、698、707及び752のsiRNAで処理したSiHa細胞では、E6或いはE7発現レベルのいずれかが1/4以下に減少していることがわかる。
<実験4.HPV16 E6E7 siRNAのHPV16陽性細胞(FL−SiHa−2)と陰性細胞(FL−HeLa−1、FL−SKOV−5)の増殖に及ぼす効果>
HPV16 E6E7 siRNAの、FL−SiHa−2細胞、FL−HeLa−1細胞、及びFL−SKOV−5細胞の増殖に及ぼす効果を以下のようにして検討した。
トランスフェクション前日、FL−SiHa−2細胞、FL−HeLa−1細胞、及びFL−SKOV−5細胞は、それぞれ1ウエル当たり5x103細胞、3x103細胞、3x103細胞ずつ24−ウエルプレートに播き、バッファーのみ、コントロールsiRNA(5nM)、或いはHPV16 E6E7 siRNA(5nM)をリポフェクタミン2000を用いてトランスフェクションした。培地交換とsiRNAトランスフェクションは、3〜4日毎に繰り返した。最初のトランスフェクションから8〜12日後、WST−8アッセイによって細胞生存率を測定した。結果を図4に示す(縦軸:細胞生存率(%)、横軸:使用したsiRNA)。なお、図4中、バッファーをトランスフェクションした細胞の生存率を100%として比較した。実験は、トリプリケートし、平均値の標準偏差を示した。FL−SiHa−2細胞の細胞生存率を白色バーで、FL−HeLa−1細胞の細胞生存率を灰色バーで、及びFL−SKOV−5細胞の細胞生存率を黒色バーで示した。
図4の結果から、解析したE6E7 siRNAの中で497、573、707、752及び203は、5nMの濃度でHPV16陰性細胞への増殖抑制効果が少なく、HPV16陽性細胞への強い増殖抑制効果が認められた。即ち、これらのsiRNAは、HPV16のE6及びE7癌遺伝子に対して高い特異性を有していると評価することができる。
また、698、186及び535は、HPV16陰性細胞に対する強い増殖抑制効果がみられ、特異性にやや問題があると考えられた。
HPV16 E6E7 siRNAの、FL−SiHa−2細胞、FL−HeLa−1細胞、及びFL−SKOV−5細胞の増殖に及ぼす効果を以下のようにして検討した。
トランスフェクション前日、FL−SiHa−2細胞、FL−HeLa−1細胞、及びFL−SKOV−5細胞は、それぞれ1ウエル当たり5x103細胞、3x103細胞、3x103細胞ずつ24−ウエルプレートに播き、バッファーのみ、コントロールsiRNA(5nM)、或いはHPV16 E6E7 siRNA(5nM)をリポフェクタミン2000を用いてトランスフェクションした。培地交換とsiRNAトランスフェクションは、3〜4日毎に繰り返した。最初のトランスフェクションから8〜12日後、WST−8アッセイによって細胞生存率を測定した。結果を図4に示す(縦軸:細胞生存率(%)、横軸:使用したsiRNA)。なお、図4中、バッファーをトランスフェクションした細胞の生存率を100%として比較した。実験は、トリプリケートし、平均値の標準偏差を示した。FL−SiHa−2細胞の細胞生存率を白色バーで、FL−HeLa−1細胞の細胞生存率を灰色バーで、及びFL−SKOV−5細胞の細胞生存率を黒色バーで示した。
図4の結果から、解析したE6E7 siRNAの中で497、573、707、752及び203は、5nMの濃度でHPV16陰性細胞への増殖抑制効果が少なく、HPV16陽性細胞への強い増殖抑制効果が認められた。即ち、これらのsiRNAは、HPV16のE6及びE7癌遺伝子に対して高い特異性を有していると評価することができる。
また、698、186及び535は、HPV16陰性細胞に対する強い増殖抑制効果がみられ、特異性にやや問題があると考えられた。
<実験5.HPV16 E6E7 siRNAs(497、573、707)とこれらのRNA−DNAキメラ誘導体(dsRDC)のRNAi活性>
−497siRNA及びdsRDC−
497 siRNAとその短2本鎖RNA−DNAキメラ(497 dsRDC)のRLuc−ΔNE6融合mRNAに対するRNAi活性を、FLuc及びRLuc−ΔNE6発現SiHa細胞(RLE6−FL−SiHa−10)を用いて解析した。RLE6−FL−SiHa−10細胞にsiRNA或いはdsRDCをトランスフェクションし、48時間後、FLuc活性の内因性コントロールとして497 siRNA(●)と497 dsRDC(○)のRLuc活性抑制効率を解析した。結果を図5Aに示す(縦軸:相対的RLuc活性(%)、横軸:siRNA/dsRDC濃度(nM))。実験はトリプリケートで行い、平均値と標準偏差を示す。
497 siRNAとその短2本鎖RNA−DNAキメラ(497 dsRDC)のRLuc−ΔNE6融合mRNAに対するRNAi活性を、FLuc及びRLuc−ΔNE6発現SiHa細胞(RLE6−FL−SiHa−10)を用いて解析した。RLE6−FL−SiHa−10細胞にsiRNA或いはdsRDCをトランスフェクションし、48時間後、FLuc活性の内因性コントロールとして497 siRNA(●)と497 dsRDC(○)のRLuc活性抑制効率を解析した。結果を図5Aに示す(縦軸:相対的RLuc活性(%)、横軸:siRNA/dsRDC濃度(nM))。実験はトリプリケートで行い、平均値と標準偏差を示す。
−573、707siRNA及びdsRDC−
573 siRNA(■)と573 dsRDC(□)、707 siRNAs(▲)と707 dsRDC(△)のRLuc−E7融合mRNAに対するRNAi活性を、FLuc及びRLuc−E7発現SiHa細胞(RLE7−FL−SiHa−2)を用いて前記と同様にして解析した。結果を図5Bに示す(縦軸:相対的RLuc活性(%)、横軸:siRNA/dsRDC濃度(nM))。
573 siRNA(■)と573 dsRDC(□)、707 siRNAs(▲)と707 dsRDC(△)のRLuc−E7融合mRNAに対するRNAi活性を、FLuc及びRLuc−E7発現SiHa細胞(RLE7−FL−SiHa−2)を用いて前記と同様にして解析した。結果を図5Bに示す(縦軸:相対的RLuc活性(%)、横軸:siRNA/dsRDC濃度(nM))。
図5A〜図5Bの結果から、siRNAをdsRDCに変換した場合、1nM以下でのRNAi活性の低下が顕著となるが、1nM以上であれば比較的強いRNAi活性が保たれていることがわかる。
<実験6.HPV16 E6E7 siRNA及びdsRDCのHPV16陰性細胞及び陽性細胞の細胞増殖に及ぼす効果>
HPV16陰性細胞としてFL−HeLa−1(図6A、図6D)及びFL−SKOV−5(図6B、図6E)を、HPV16陽性細胞としてFL−SiHa−2(図6C、図6F)を用いた。細胞は、96ウエルプレートに播き、siRNAs(コントロール、497、573、707、752、203、222)(図6A、図6B、図6C)或いはdsRDC(コントロール、497、573、707、752)(図6D、図6E、図6F)を5nM(黒色)、2nM(灰色)、或いは1nM(白色)の濃度でトランスフェクションした。トランスフェクションは、3〜4日毎に繰り返し、WST−8アッセイは、トランスフェクション開始後7〜11日後に行った。バッファーをトランスフェクションした細胞の生存率を100%として相対的生存細胞数を算出した。それぞれトリプリケートし、平均値と標準偏差を示した。結果を図6A〜図6Fに示す(縦軸:細胞生存率(%)、横軸:使用したsiRNA/dsRDC)。
HPV16陰性細胞としてFL−HeLa−1(図6A、図6D)及びFL−SKOV−5(図6B、図6E)を、HPV16陽性細胞としてFL−SiHa−2(図6C、図6F)を用いた。細胞は、96ウエルプレートに播き、siRNAs(コントロール、497、573、707、752、203、222)(図6A、図6B、図6C)或いはdsRDC(コントロール、497、573、707、752)(図6D、図6E、図6F)を5nM(黒色)、2nM(灰色)、或いは1nM(白色)の濃度でトランスフェクションした。トランスフェクションは、3〜4日毎に繰り返し、WST−8アッセイは、トランスフェクション開始後7〜11日後に行った。バッファーをトランスフェクションした細胞の生存率を100%として相対的生存細胞数を算出した。それぞれトリプリケートし、平均値と標準偏差を示した。結果を図6A〜図6Fに示す(縦軸:細胞生存率(%)、横軸:使用したsiRNA/dsRDC)。
E6E7 siRNAの濃度を1nMにまで低下させることで、HPV16陽性細胞に対する高い増殖抑制効果を保ちながら、HPV16陰性細胞における非特異的な増殖抑制効果を最小にすることが可能であった。1nMでは、497、573、752及び203が、特に良好な結果を示した(図6A〜図6C)。
dsRDCに変換した場合、707においてHPV16陽性細胞に対する増殖抑制活性が低下したが、他の配列では1〜5nMの濃度でHPV16陽性細胞特異的な増殖抑制活性が認められた(図6D〜図6F)。
dsRDCに変換した場合、707においてHPV16陽性細胞に対する増殖抑制活性が低下したが、他の配列では1〜5nMの濃度でHPV16陽性細胞特異的な増殖抑制活性が認められた(図6D〜図6F)。
<実験7.HPV16陽性癌細胞における内因性E6E7発現のE6E7 siRNAによる抑制>
FLuc発現SiHa細胞(FL−SiHa−2)を用いて、siRNA導入効率をモニターしながらE6E7 siRNAのRNAi活性を調べた。FL−SiHa−2細胞にコントロールsiRNA或いはE6E7 siRNAを25nM、5nM、或いは1nMの濃度でリポフェクタミン2000を用いてトランスフェクションし、72時間後、E6及びE7発現レベルをRT−PCRで解析した。siRNA導入効率は、FLuc siRNAによるFLuc活性抑制効率で調べた。結果を図7A〜図7Cに示す。図7A〜図7Cにおいては、18S ribosomal RNAを内部コントロールとして用いて発現レベルの補正を行った。コントロールsiRNA(25nM、5nM、1nM)処理細胞のmRNAレベルに対する相対的発現量(%)を示した。25nM、5nM、及び1nMのFLuc siRNAのトランスフェクションによってFL−SiHa−2細胞のFLuc活性は、それぞれ96%、97%、及び95%抑制され、siRNA導入効率もこの値に準ずると考えられた。
FLuc発現SiHa細胞(FL−SiHa−2)を用いて、siRNA導入効率をモニターしながらE6E7 siRNAのRNAi活性を調べた。FL−SiHa−2細胞にコントロールsiRNA或いはE6E7 siRNAを25nM、5nM、或いは1nMの濃度でリポフェクタミン2000を用いてトランスフェクションし、72時間後、E6及びE7発現レベルをRT−PCRで解析した。siRNA導入効率は、FLuc siRNAによるFLuc活性抑制効率で調べた。結果を図7A〜図7Cに示す。図7A〜図7Cにおいては、18S ribosomal RNAを内部コントロールとして用いて発現レベルの補正を行った。コントロールsiRNA(25nM、5nM、1nM)処理細胞のmRNAレベルに対する相対的発現量(%)を示した。25nM、5nM、及び1nMのFLuc siRNAのトランスフェクションによってFL−SiHa−2細胞のFLuc活性は、それぞれ96%、97%、及び95%抑制され、siRNA導入効率もこの値に準ずると考えられた。
図7Aは、752 siRNA、203 siRNA、及び535 siRNAの効果を示す。図7Bは、186 siRNA及び222 siRNAの効果を示す。図7Cは、375 siRNA、752 siRNA、及び660 siRNAの効果を示す。
752 siRNAは、E6及びE7に対して良好な抑制効果を示した。過去に論文で報告されている203 siRNA、535 siRNA及び186 siRNAは、752 siRNAと同等の活性を示した。375 siRNAと660 siRNAは、有為な活性が見られなかった。222 siRNAは、E6に対してのみ中等度の活性が見られた。
752 siRNAは、E6及びE7に対して良好な抑制効果を示した。過去に論文で報告されている203 siRNA、535 siRNA及び186 siRNAは、752 siRNAと同等の活性を示した。375 siRNAと660 siRNAは、有為な活性が見られなかった。222 siRNAは、E6に対してのみ中等度の活性が見られた。
<実験8.HPV16陽性癌細胞におけるp53とp21WAF1/CIP1のE6E7 siRNAによる発現誘導>
各siRNAについて、癌抑制遺伝子であるp53とp21WAF1/CIP1の発現誘導効果を以下のようにして検討した。
各siRNAについて、癌抑制遺伝子であるp53とp21WAF1/CIP1の発現誘導効果を以下のようにして検討した。
−FL−SiHa−2細胞におけるp53とp21WAF1/CIP1の573 siRNAと752 siRNAによる発現誘導−
FL−SiHa−2細胞にmock、コントロールsiRNA、或いは種々の濃度のE6E7 siRNA(573、752)をトランスフェクションし、72時間後、p53とp21WAF1/CIP1の発現をイムノブロット法で解析した。内部コントロールとしてlamin A/Cを用い、p53レベルを補正した。結果を図8A及び図8Bに示す。
FL−SiHa−2細胞にmock、コントロールsiRNA、或いは種々の濃度のE6E7 siRNA(573、752)をトランスフェクションし、72時間後、p53とp21WAF1/CIP1の発現をイムノブロット法で解析した。内部コントロールとしてlamin A/Cを用い、p53レベルを補正した。結果を図8A及び図8Bに示す。
−SiHa細胞におけるp53及びp21WAF1/CIP1のE6E7 siRNAによる発現誘導−
SiHa細胞にmock、コントロールsiRNA、或いは、E6E7 siRNAを25nMの濃度でトランスフェクションし、72時間後、p53とp21WAF1/CIP1の発現をイムノブロット法で解析した。結果を図8C及び図8Dに示す。
SiHa細胞にmock、コントロールsiRNA、或いは、E6E7 siRNAを25nMの濃度でトランスフェクションし、72時間後、p53とp21WAF1/CIP1の発現をイムノブロット法で解析した。結果を図8C及び図8Dに示す。
−CaSki細胞におけるp53及びp21WAF1/CIP1のE6E7 siRNAによる発現誘導−
CaSki細胞にmock、lamin/CsiRNA、コントロールsiRNA、或いは、E6E7 siRNA(573、752)を50nMの濃度でオリゴフェクタミンを用いてトランスフェクションし、72時間後、p53とp21WAF1/CIP1の発現をイムノブロット法で解析した。結果を図8Eに示す。
CaSki細胞にmock、lamin/CsiRNA、コントロールsiRNA、或いは、E6E7 siRNA(573、752)を50nMの濃度でオリゴフェクタミンを用いてトランスフェクションし、72時間後、p53とp21WAF1/CIP1の発現をイムノブロット法で解析した。結果を図8Eに示す。
573 siRNAと752 siRNAは、SiHa細胞とCaSki細胞で強いp53誘導活性がみられ、E6発現抑制が観察されたことと一致した。203 siRNA、535 siRNA、186 siRNA、222 siRNAについてもSiHa細胞でp53誘導性が確認されたが、375 siRNAと660 siRNAは、p53誘導活性がなくE6発現抑制が見られなかったことと一致した。
<実験9.HPV16 E6E7 siRNAによるHPV16陽性癌細胞の細胞老化誘導>
各siRNAについて、HPV16陽性癌細胞の細胞老化誘導効果を以下のようにして検討した。
FL−SiHa−2細胞に、mock(図9(A))、コントロールsiRNA(図9(B))、573 siRNA(図9(C))、或いは752 siRNA(図9(D))を、5nMの濃度でリポフェクタミン2000を用いて3日毎にトランスフェクションし、14日後、細胞老化関連βガラクトシダーゼ染色を行った。代表的な顕微鏡写真を図9(A)〜(D)に示す。
各siRNAについて、HPV16陽性癌細胞の細胞老化誘導効果を以下のようにして検討した。
FL−SiHa−2細胞に、mock(図9(A))、コントロールsiRNA(図9(B))、573 siRNA(図9(C))、或いは752 siRNA(図9(D))を、5nMの濃度でリポフェクタミン2000を用いて3日毎にトランスフェクションし、14日後、細胞老化関連βガラクトシダーゼ染色を行った。代表的な顕微鏡写真を図9(A)〜(D)に示す。
573 siRNA或いは752 siRNAをトランスフェクションしたFL−SiHa−2細胞は、細胞が扁平で細胞質が拡張し一部突起上にのびていた。核周囲を中心に細胞老化関連βガラクトシダーゼ活性がみられ、細胞老化よる変化と一致した。
<実験10.HPV16 E6E7 siRNAによるHPV16陽性癌細胞のNOD/SCIDマウス内での増殖抑制>
前記までの実験において、HPV16 E6及びE7遺伝子に対するRNAi活性及び特異性が高かった752 siRNAについて、in vivoにおけるHPV陽性癌細胞の増殖抑制効果を検討した。
SiHa細胞をNOD/SCIDマウス皮下に接種したところ、6週間後に触知可能な腫瘍形成が見られた。アテロコラーゲンと複合体形成させたコントロールsiRNA或いは752 siRNA(500pmole)を、直接腫瘍内(n=6)に7日毎に注射投与した。最初のsiRNA投与から30日後、全ての腫瘍を取り出し重量計測を行った。結果を図10に示す。バーは、平均値を示す(n=6)。
752siRNA処理腫瘍は、コントロールsiRNA処理したものにくらべ、p<0.001で有為に小さく、752 siRNAによるHPV16陽性癌細胞に対する増殖抑制効果は、動物実験でも確認された。
前記までの実験において、HPV16 E6及びE7遺伝子に対するRNAi活性及び特異性が高かった752 siRNAについて、in vivoにおけるHPV陽性癌細胞の増殖抑制効果を検討した。
SiHa細胞をNOD/SCIDマウス皮下に接種したところ、6週間後に触知可能な腫瘍形成が見られた。アテロコラーゲンと複合体形成させたコントロールsiRNA或いは752 siRNA(500pmole)を、直接腫瘍内(n=6)に7日毎に注射投与した。最初のsiRNA投与から30日後、全ての腫瘍を取り出し重量計測を行った。結果を図10に示す。バーは、平均値を示す(n=6)。
752siRNA処理腫瘍は、コントロールsiRNA処理したものにくらべ、p<0.001で有為に小さく、752 siRNAによるHPV16陽性癌細胞に対する増殖抑制効果は、動物実験でも確認された。
<実験11.RLuc−亜型E7(760c)融合mRNAに対する752 siRNA及び752c siRNAのRNAi活性>
香港のHPV16陽性癌患者の約3%を占める亜型E7(760c)をRLuc−E7融合mRNAとして発現させるプラスミドを作製した。前記RLuc−E7(760c)融合mRNA発現プラスミドの構造を図11Aに示す。
香港のHPV16陽性癌患者の約3%を占める亜型E7(760c)をRLuc−E7融合mRNAとして発現させるプラスミドを作製した。前記RLuc−E7(760c)融合mRNA発現プラスミドの構造を図11Aに示す。
−752 siRNA及び752c siRNAのRLuc−E7(760c)融合mRNAに対する濃度効果の解析−
SiHa細胞に、連続してRLuc−E7(760c)融合mRNA発現プラスミドと様々な濃度の752 siRNA又は752c siRNAをトランスフェクションし、48時間後、FLuc活性とRLuc活性を計測した。FLuc活性を内部コントロールとしてRLuc活性を補正した。結果を図11Bに示す(縦軸:相対的RLuc活性(%)、横軸:siRNA濃度(nM))。実験はトリプリケートで行い、平均値と標準偏差を示す。
752c siRNAは、752 siRNAと同じ部位を標的とするが、亜型E7(760c)に対して752 siRNAが1塩基ミスマッチを有するのに対して、752c siRNAはミスマッチがない。752c siRNA及び752 siRNAは、いずれもRLuc−E7(760c)融合mRNA発現を濃度依存性に抑制したが、752c siRNA(○)のIC50は、752 siRNA(●)のIC50より5倍低くなっており、siRNA中央部の1塩基のミスマッチの影響の大きさを反映している。
SiHa細胞に、連続してRLuc−E7(760c)融合mRNA発現プラスミドと様々な濃度の752 siRNA又は752c siRNAをトランスフェクションし、48時間後、FLuc活性とRLuc活性を計測した。FLuc活性を内部コントロールとしてRLuc活性を補正した。結果を図11Bに示す(縦軸:相対的RLuc活性(%)、横軸:siRNA濃度(nM))。実験はトリプリケートで行い、平均値と標準偏差を示す。
752c siRNAは、752 siRNAと同じ部位を標的とするが、亜型E7(760c)に対して752 siRNAが1塩基ミスマッチを有するのに対して、752c siRNAはミスマッチがない。752c siRNA及び752 siRNAは、いずれもRLuc−E7(760c)融合mRNA発現を濃度依存性に抑制したが、752c siRNA(○)のIC50は、752 siRNA(●)のIC50より5倍低くなっており、siRNA中央部の1塩基のミスマッチの影響の大きさを反映している。
<実験12.HPV16陽性癌細胞における内因性E6E7発現のE6E7 siRNA及びdsRDCによる抑制>
FLuc発現SiHa細胞(FL−SiHa−2)を用いて、E6E7 siRNA及びdsRDCのRNAi活性を調べた。FL−SiHa−2細胞にmock、コントロールsiRNA、E6E7 siRNA(497、573、752)、コントロールdsRDC、E6E7 dsRDC(497、573、752)を5nMの濃度でリポフェクタミンRNAiMAX(インビトロジェン)を用いてトランスフェクションし、72時間後、E6及びE7発現レベルをRT−PCRで解析した。結果を図12に示す。18S ribosomal RNAを内部コントロールとして用いて発現レベルの補正を行った。mock処理細胞のmRNAレベルに対する相対的発現量(%)を示した。
FLuc発現SiHa細胞(FL−SiHa−2)を用いて、E6E7 siRNA及びdsRDCのRNAi活性を調べた。FL−SiHa−2細胞にmock、コントロールsiRNA、E6E7 siRNA(497、573、752)、コントロールdsRDC、E6E7 dsRDC(497、573、752)を5nMの濃度でリポフェクタミンRNAiMAX(インビトロジェン)を用いてトランスフェクションし、72時間後、E6及びE7発現レベルをRT−PCRで解析した。結果を図12に示す。18S ribosomal RNAを内部コントロールとして用いて発現レベルの補正を行った。mock処理細胞のmRNAレベルに対する相対的発現量(%)を示した。
図12の結果から、497、573、及び752 siRNAは、いずれも5nMでE6及びE6*I mRNA発現レベルをmock処理細胞に比較して1/4以下に減少させた。また、497、573、及び752 dsRDCは、いずれも5nMでE6*I mRNA(E7をコードする)発現レベルをmock処理細胞に比較して1/3以下に減少させた。また573及び752dsRDCは、E6 mRNAレベルも1/3以下に減少させた。497dsRDCによるE6 mRNAレベルの抑制は55%にとどまっていたが、この条件でp53とp21WAF1/CIP1の発現誘導が見られるため(図14に示す)497dsRDCによるE6発現抑制は機能的には十分であると考えられた。
<実験13.HPV16陽性癌細胞におけるp53とp21WAF1/CIP1のE6E7 siRNAによる発現誘導>
E6E7 siRNA(497)について、癌抑制遺伝子であるp53とp21WAF1/CIP1の発現誘導効果を以下のようにして検討した。
FL−SiHa−2細胞にmock、コントロールsiRNA、或いは種々の濃度のE6E7 siRNA(497)をトランスフェクションし、72時間後、p53とp21WAF1/CIP1の発現をイムノブロット法で解析した。内部コントロールとしてlaminA/Cを用い、p53レベルを補正した。結果を図13に示す。
497 siRNAでは強いp53誘導活性がみられ、E6発現抑制が観察されたことと一致した。
E6E7 siRNA(497)について、癌抑制遺伝子であるp53とp21WAF1/CIP1の発現誘導効果を以下のようにして検討した。
FL−SiHa−2細胞にmock、コントロールsiRNA、或いは種々の濃度のE6E7 siRNA(497)をトランスフェクションし、72時間後、p53とp21WAF1/CIP1の発現をイムノブロット法で解析した。内部コントロールとしてlaminA/Cを用い、p53レベルを補正した。結果を図13に示す。
497 siRNAでは強いp53誘導活性がみられ、E6発現抑制が観察されたことと一致した。
<実験14.HPV16陽性癌細胞におけるp53とp21WAF1/CIP1のE6E7 dsRDCによる発現誘導>
E6E7 dsRDC(497、573、752)について、癌抑制遺伝子であるp53とp21WAF1/CIP1の発現誘導効果を以下のようにして検討した。
FL−SiHa−2細胞にmock、コントロールdsRDC、或いは種々の濃度のE6E7 dsRDC(497、573、752)を25nM、5nM、1nMでトランスフェクションし、72時間後、p53とp21WAF1/CIP1の発現をイムノブロット法で解析した。内部コントロールとしてlaminA/Cを用い、p53レベルを補正した。結果を図14に示す。
497 dsRDC、573 dsRDC、及び752 dsRDCではいずれも強いp53誘導活性がみられた。
E6E7 dsRDC(497、573、752)について、癌抑制遺伝子であるp53とp21WAF1/CIP1の発現誘導効果を以下のようにして検討した。
FL−SiHa−2細胞にmock、コントロールdsRDC、或いは種々の濃度のE6E7 dsRDC(497、573、752)を25nM、5nM、1nMでトランスフェクションし、72時間後、p53とp21WAF1/CIP1の発現をイムノブロット法で解析した。内部コントロールとしてlaminA/Cを用い、p53レベルを補正した。結果を図14に示す。
497 dsRDC、573 dsRDC、及び752 dsRDCではいずれも強いp53誘導活性がみられた。
<実験15.HPV16 E6E7 siRNA及びdsRDCのガイド鎖及びパッセンジャー鎖を介したRNAi誘導>
HPV16 E6E7 siRNA及びdsRDCのガイド鎖及びパッセンジャー鎖を介したRNAi誘導を以下のようにして検討した。
ガイド鎖によるRNAi誘導は、HeLa細胞にRLuc−E6E7(+)鎖mRNA発現プラスミドと、mock、コントロールsiRNA、E6E7 siRNA(497、573、698、707、752)或いはそれぞれのdsRDCを導入し、48時間後にルシフェラーゼアッセイをおこなった。パッセンジャー鎖によるRNAi誘導の解析にはRLuc−E6E7(−)鎖mRNA発現プラスミドを用いた。図15AにRLuc−E6E7(+)鎖mRNA発現プラスミドとRLuc−E6E7(−)鎖mRNA発現プラスミドのマップを示す。図15Bにmock導入細胞に対する相対的ルシフェラーゼ活性を示す。
HPV16 E6E7 siRNA及びdsRDCのガイド鎖及びパッセンジャー鎖を介したRNAi誘導を以下のようにして検討した。
ガイド鎖によるRNAi誘導は、HeLa細胞にRLuc−E6E7(+)鎖mRNA発現プラスミドと、mock、コントロールsiRNA、E6E7 siRNA(497、573、698、707、752)或いはそれぞれのdsRDCを導入し、48時間後にルシフェラーゼアッセイをおこなった。パッセンジャー鎖によるRNAi誘導の解析にはRLuc−E6E7(−)鎖mRNA発現プラスミドを用いた。図15AにRLuc−E6E7(+)鎖mRNA発現プラスミドとRLuc−E6E7(−)鎖mRNA発現プラスミドのマップを示す。図15Bにmock導入細胞に対する相対的ルシフェラーゼ活性を示す。
多くのRNAi活性の高いsiRNAは、熱力学的非対称性を有し、それによってガイド鎖が選択的にRISCに取り込まれると信じられている。この実験でも熱力学的非対称性を有するE6E7 siRNAの5配列はすべてガイド鎖による強力なRNAiが観察されたが、5配列のうち4配列はパッセンジャー鎖を介するRNAiも観察された。これにより、熱力学的非対称性はガイド鎖の効率よいRISCへの取り込みを促進しうるが、パッセンジャー鎖のRISCへの取り込みを完全には抑制しないことが示唆された。ところがdsRDCではガイド鎖によるRNAiのみ観察され、パッセンジャー鎖によるRNAiはみられなかった。以上からdsRDCでは、パッセンジャー鎖の3’側8塩基及びガイド鎖5’側6塩基がDNAとなっていることによってパッセンジャー鎖のRISCへの取り込みが抑制されていることが示唆された。また、このことからsiRNAでみられるパッセンジャー鎖を介したオフターゲット効果はdsRDCを用いることによって回避できることが示唆された。
<実験16.HPV16 E6E7 siRNA及びdsRDCによるオフターゲット効果の解析>
HPV16 E6E7 siRNA及びdsRDCのsiDirectソフトウエアによって選出されたオフターゲット候補配列に対する抑制効果を以下のようにして検討した。
siDirectソフトウエアによってガイド鎖と3塩基ミスマッチを有するオフターゲット候補は497について2遺伝子、573について9遺伝子(配列として7種類)、752について1遺伝子(表7)選出された。なお、表7には、siDirectソフトウエアによって選出された3塩基及び4塩基のミスマッチを有するオフターゲット候補配列数を示す。siRNA/dsRDCと完全一致配列(497TS、573TS、752TS)或いは3塩基ミスマッチ配列(497OT、573OT、752OT)をウミシイタケルシフェラーゼの3’端に繋いだ発現プラスミドを作成し(図16A)、ルシフェラーゼアッセイによってそれぞれのsiRNAとdsRDCによるオフターゲット効果を解析した。
HeLa細胞にRLuc−完全一致配列或いはRLuc−3塩基ミスマッチ配列融合mRNA発現プラスミドと、mock、コントロールsiRNA、E6E7 siRNA(497、573、752)或いはそれぞれのdsRDCを導入し、48時間後にルシフェラーゼアッセイをおこなった。mock導入細胞に対する相対的ルシフェラーゼ活性を示す(図16B〜図16D)。siRNA/dsRDCのガイド鎖の5’端を1番とし、それぞれのミスマッチの部位を( )内に表記した。
HPV16 E6E7 siRNA及びdsRDCのsiDirectソフトウエアによって選出されたオフターゲット候補配列に対する抑制効果を以下のようにして検討した。
siDirectソフトウエアによってガイド鎖と3塩基ミスマッチを有するオフターゲット候補は497について2遺伝子、573について9遺伝子(配列として7種類)、752について1遺伝子(表7)選出された。なお、表7には、siDirectソフトウエアによって選出された3塩基及び4塩基のミスマッチを有するオフターゲット候補配列数を示す。siRNA/dsRDCと完全一致配列(497TS、573TS、752TS)或いは3塩基ミスマッチ配列(497OT、573OT、752OT)をウミシイタケルシフェラーゼの3’端に繋いだ発現プラスミドを作成し(図16A)、ルシフェラーゼアッセイによってそれぞれのsiRNAとdsRDCによるオフターゲット効果を解析した。
HeLa細胞にRLuc−完全一致配列或いはRLuc−3塩基ミスマッチ配列融合mRNA発現プラスミドと、mock、コントロールsiRNA、E6E7 siRNA(497、573、752)或いはそれぞれのdsRDCを導入し、48時間後にルシフェラーゼアッセイをおこなった。mock導入細胞に対する相対的ルシフェラーゼ活性を示す(図16B〜図16D)。siRNA/dsRDCのガイド鎖の5’端を1番とし、それぞれのミスマッチの部位を( )内に表記した。
3塩基のミスマッチを有する9種類の配列についてsiRNAとdsRDCのオフターゲット効果を検討したところ、9配列中1配列(573OT2)で約80%の抑制を呈したが、残りの8配列では抑制は40%以下であった。これはオフターゲット効果回避の観点からsiDirectソフトウエアによるsiRNA配列選択の妥当性を示すとともに、選択された配列においても3塩基ミスマッチのオフターゲット候補の数の少ないものがより配列特異性が高いことを示している。またsiRNAをdsRDCに変換することにより3塩基のミスマッチを有するオフターゲット候補配列を介した抑制効果の減少傾向が見られた。
前記実施例の各実験結果から、本発明において新たに作製されたHPV16のE6及びE7遺伝子に対するsiRNA(表2)は、いずれも標的に対する高いRNAi活性及び高い特異性を有することが示された。中でも、497、573、752のsiRNA、特にdsRDCに変換したものは、標的に対する高いRNAi活性及び高い特異性を有しており、HPV16感染に起因する疾患(例えば、子宮頸癌)の治療又は予防に好適に応用できる可能性が示唆された。
本発明によれば、子宮頸癌等のHPV16型感染に起因する疾患に対して、高い治療効果又は予防効果を有し、かつ副作用の少ない、優れた医薬の開発が期待される。
Claims (11)
- ヒトパピローマウイルス(HPV)16型のE6遺伝子及びE7遺伝子の少なくともいずれかの発現を抑制するための二本鎖核酸分子であって、配列番号:1のヌクレオチド番号117〜139、128〜150、233〜255、243〜265、244〜266、324〜346、326〜348、493〜515、497〜519、501〜523、573〜595、583〜605、615〜637、625〜647、698〜720、707〜729、及び、752〜774からなる群より選択されるいずれかのヌクレオチド配列の領域を標的とすることを特徴とする二本鎖核酸分子。
- 配列番号:1のヌクレオチド番号497〜519、573〜595、及び、752〜774からなる群より選択されるいずれかのヌクレオチド配列の領域を標的とする請求項1に記載の二本鎖核酸分子。
- 二本鎖RNAである請求項1から2のいずれかに記載の二本鎖核酸分子。
- 二本鎖RNAが、siRNAである請求項3に記載の二本鎖核酸分子。
- 配列番号:2及び3、配列番号:4及び5、配列番号:6及び7、配列番号:8及び9、配列番号:10及び11、配列番号:12及び13、配列番号:14及び15、配列番号:16及び17、配列番号:18及び19、配列番号:20及び21、配列番号:22及び23、配列番号:24及び25、配列番号:26及び27、配列番号:28及び29、配列番号:30及び31、配列番号:32及び33、並びに、配列番号:34及び35からなる群より選択されるいずれかのセンス鎖及びアンチセンス鎖の組合せからなる請求項4に記載の二本鎖核酸分子。
- 配列番号:18及び19、配列番号:22及び23、並びに、配列番号:34及び35からなる群より選択されるいずれかのセンス鎖及びアンチセンス鎖の組合せからなる請求項5に記載の二本鎖核酸分子。
- 二本鎖RNA−DNAキメラである請求項1から2のいずれかに記載の二本鎖核酸分子。
- 下記(a)又は(b)のセンス鎖及びアンチセンス鎖の組合せからなる、請求項7に記載の二本鎖核酸分子。
(a)配列番号:18において、3’側の8塩基がDNAであり、それ以外がRNAであるセンス鎖と、配列番号:19において、5’側の6塩基がDNAであり、それ以外がRNAであるアンチセンス鎖
(b)配列番号:34において、3’側の8塩基がDNAであり、それ以外がRNAであるセンス鎖と、配列番号35において、5’側の6塩基がDNAであり、それ以外がRNAであるアンチセンス鎖 - 請求項1から6のいずれかに記載の二本鎖核酸分子をコードするヌクレオチド配列を含むことを特徴とするDNA。
- 請求項9に記載のDNAを含むことを特徴とするベクター。
- HPV16型感染に起因する疾患を治療又は予防するための医薬であって、請求項1から8のいずれかに記載の二本鎖核酸分子、請求項9に記載のDNA、及び、請求項10に記載のベクターの少なくともいずれかを含むことを特徴とする医薬。
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