RU2786637C2 - Exon skip with peptidonucleic acid derivatives - Google Patents
Exon skip with peptidonucleic acid derivatives Download PDFInfo
- Publication number
- RU2786637C2 RU2786637C2 RU2019123153A RU2019123153A RU2786637C2 RU 2786637 C2 RU2786637 C2 RU 2786637C2 RU 2019123153 A RU2019123153 A RU 2019123153A RU 2019123153 A RU2019123153 A RU 2019123153A RU 2786637 C2 RU2786637 C2 RU 2786637C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mrna
- aso
- exon
- mer
- target
- Prior art date
Links
- 239000002253 acid Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 229920002106 messenger RNA Polymers 0.000 claims abstract description 48
- 108020004999 Messenger RNA Proteins 0.000 claims abstract description 42
- 239000003814 drug Substances 0.000 claims abstract description 10
- 241000282414 Homo sapiens Species 0.000 claims description 187
- 229920002459 Intron Polymers 0.000 claims description 169
- 230000000295 complement Effects 0.000 claims description 149
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 108
- 102000004183 Synaptosomal-Associated Protein 25 Human genes 0.000 claims description 79
- 108010057722 Synaptosomal-Associated Protein 25 Proteins 0.000 claims description 79
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 claims description 58
- 102000003425 EC 1.14.18.1 Human genes 0.000 claims description 55
- 108060008724 EC 1.14.18.1 Proteins 0.000 claims description 55
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 claims description 46
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 claims description 45
- 125000001145 hydrido group Chemical group *[H] 0.000 claims description 37
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 claims description 23
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 claims description 20
- 125000002924 primary amino group Chemical group [H]N([H])* 0.000 claims description 19
- RWQNBRDOKXIBIV-UHFFFAOYSA-N Thymine Chemical compound CC1=CNC(=O)NC1=O RWQNBRDOKXIBIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 125000004453 alkoxycarbonyl group Chemical group 0.000 claims description 17
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 16
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 claims description 14
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 14
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 claims description 13
- 229940104302 Cytosine Drugs 0.000 claims description 11
- OPTASPLRGRRNAP-UHFFFAOYSA-N Cytosine Chemical compound NC=1C=CNC(=O)N=1 OPTASPLRGRRNAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- UYTPUPDQBNUYGX-UHFFFAOYSA-N Guanine Chemical compound O=C1NC(N)=NC2=C1N=CN2 UYTPUPDQBNUYGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 101000169408 AR Proteins 0.000 claims description 10
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 10
- GFFGJBXGBJISGV-UHFFFAOYSA-N Adenine Natural products NC1=NC=NC2=C1N=CN2 GFFGJBXGBJISGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229960000643 Adenine Drugs 0.000 claims description 9
- 229940113082 Thymine Drugs 0.000 claims description 9
- OIRDTQYFTABQOQ-KQYNXXCUSA-N adenosine Chemical compound C1=NC=2C(N)=NC=NC=2N1[C@@H]1O[C@H](CO)[C@@H](O)[C@H]1O OIRDTQYFTABQOQ-KQYNXXCUSA-N 0.000 claims description 9
- 230000005714 functional activity Effects 0.000 claims description 9
- 102000034729 human AR protein Human genes 0.000 claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 9
- 229940079593 drugs Drugs 0.000 claims description 8
- 102100003042 HIF1A Human genes 0.000 claims description 5
- 101700000053 HIF1A Proteins 0.000 claims description 5
- 229920002224 Peptide nucleic acid Polymers 0.000 claims description 4
- ISAKRJDGNUQOIC-UHFFFAOYSA-N Uracil Chemical compound O=C1C=CNC(=O)N1 ISAKRJDGNUQOIC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229940035893 Uracil Drugs 0.000 claims description 2
- 125000005647 linker group Chemical group 0.000 claims description 2
- 125000000325 methylidene group Chemical group [H]C([H])=* 0.000 claims description 2
- 102100010563 SCN9A Human genes 0.000 claims 4
- 101700051996 SCN9A Proteins 0.000 claims 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims 2
- 210000004027 cells Anatomy 0.000 abstract description 466
- 229920000272 Oligonucleotide Polymers 0.000 abstract description 377
- 108020000948 Antisense Oligonucleotides Proteins 0.000 abstract description 298
- 239000000074 antisense oligonucleotide Substances 0.000 abstract description 298
- 229920000160 (ribonucleotides)n+m Polymers 0.000 abstract description 129
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 63
- 230000027455 binding Effects 0.000 abstract description 20
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 19
- 210000000170 Cell Membrane Anatomy 0.000 abstract description 8
- 201000010099 disease Diseases 0.000 abstract description 8
- 238000002255 vaccination Methods 0.000 abstract 1
- 102000002177 Hypoxia-inducible factor-1 alpha Human genes 0.000 description 152
- 108050009527 Hypoxia-inducible factor-1 alpha Proteins 0.000 description 152
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N acetic acid Substances CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 149
- 238000003753 real-time PCR Methods 0.000 description 118
- 239000000047 product Substances 0.000 description 111
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 102
- 108010080146 androgen receptors Proteins 0.000 description 84
- 102000001307 androgen receptors Human genes 0.000 description 84
- 238000003752 polymerase chain reaction Methods 0.000 description 82
- 102000001039 Dystrophin Human genes 0.000 description 78
- 108010069091 Dystrophin Proteins 0.000 description 78
- 238000007857 nested PCR Methods 0.000 description 74
- 229920003013 deoxyribonucleic acid Polymers 0.000 description 62
- 241000700159 Rattus Species 0.000 description 58
- 238000001962 electrophoresis Methods 0.000 description 52
- 238000010804 cDNA synthesis Methods 0.000 description 49
- 206010013801 Duchenne muscular dystrophy Diseases 0.000 description 48
- 210000003594 Ganglia, Spinal Anatomy 0.000 description 48
- 210000003205 Muscles Anatomy 0.000 description 48
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 48
- 238000003757 reverse transcription PCR Methods 0.000 description 47
- 230000001225 therapeutic Effects 0.000 description 45
- 102100019764 PDCD1 Human genes 0.000 description 44
- 108060007796 SPATA2 Proteins 0.000 description 44
- 230000001351 cycling Effects 0.000 description 41
- 229920002676 Complementary DNA Polymers 0.000 description 40
- 239000002299 complementary DNA Substances 0.000 description 40
- 229920000665 Exon Polymers 0.000 description 39
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 39
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 39
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 39
- 210000003135 Vibrissae Anatomy 0.000 description 38
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 38
- 238000001262 western blot Methods 0.000 description 38
- 238000007480 sanger sequencing Methods 0.000 description 37
- 101710006677 AO Proteins 0.000 description 36
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 35
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 35
- 239000006166 lysate Substances 0.000 description 35
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 31
- 210000002966 Serum Anatomy 0.000 description 31
- 238000000692 Student's t-test Methods 0.000 description 29
- 210000002569 neurons Anatomy 0.000 description 29
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 29
- 230000000692 anti-sense Effects 0.000 description 26
- 230000000670 limiting Effects 0.000 description 26
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 26
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N sodium Chemical compound [Na] KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 26
- 238000002123 RNA extraction Methods 0.000 description 24
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 24
- 230000001965 increased Effects 0.000 description 24
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 24
- 230000002829 reduced Effects 0.000 description 24
- 241000282326 Felis catus Species 0.000 description 23
- 230000003247 decreasing Effects 0.000 description 23
- 238000003260 fluorescence intensity Methods 0.000 description 23
- UCSJYZPVAKXKNQ-HZYVHMACSA-N 1-[(1S,2R,3R,4S,5R,6R)-3-carbamimidamido-6-{[(2R,3R,4R,5S)-3-{[(2S,3S,4S,5R,6S)-4,5-dihydroxy-6-(hydroxymethyl)-3-(methylamino)oxan-2-yl]oxy}-4-formyl-4-hydroxy-5-methyloxolan-2-yl]oxy}-2,4,5-trihydroxycyclohexyl]guanidine Chemical compound CN[C@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@](C=O)(O)[C@H](C)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](NC(N)=N)[C@H](O)[C@@H](NC(N)=N)[C@H](O)[C@H]1O UCSJYZPVAKXKNQ-HZYVHMACSA-N 0.000 description 22
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 210000003491 Skin Anatomy 0.000 description 22
- 239000002609 media Substances 0.000 description 22
- 239000002953 phosphate buffered saline Substances 0.000 description 22
- 102000006639 indoleamine 2,3-dioxygenase family Human genes 0.000 description 21
- 108020004201 indoleamine 2,3-dioxygenase family Proteins 0.000 description 21
- 238000001638 lipofection Methods 0.000 description 21
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 21
- 239000001963 growth media Substances 0.000 description 20
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 20
- 102000004420 EC 2.7.3.2 Human genes 0.000 description 19
- 108010042126 EC 2.7.3.2 Proteins 0.000 description 19
- 108090001123 antibodies Proteins 0.000 description 19
- 102000004965 antibodies Human genes 0.000 description 19
- 231100000673 dose–response relationship Toxicity 0.000 description 19
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 18
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 18
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 18
- 238000010192 crystallographic characterization Methods 0.000 description 18
- YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N methylene dichloride Chemical compound ClCCl YMWUJEATGCHHMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 description 17
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 17
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 17
- 102100019096 MB Human genes 0.000 description 16
- 108010062374 Myoglobin Proteins 0.000 description 16
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 16
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 15
- 108020004635 Complementary DNA Proteins 0.000 description 14
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 14
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 14
- 210000001519 tissues Anatomy 0.000 description 14
- 102100011550 ACTB Human genes 0.000 description 13
- 101700033661 ACTB Proteins 0.000 description 13
- 101710032514 ACTI Proteins 0.000 description 13
- -1 DNA and RNA Chemical class 0.000 description 13
- 108010006785 Taq Polymerase Proteins 0.000 description 13
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 description 13
- 230000004220 muscle function Effects 0.000 description 13
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000012593 Hanks’ Balanced Salt Solution Substances 0.000 description 12
- 206010025650 Malignant melanoma Diseases 0.000 description 12
- 238000010802 RNA extraction kit Methods 0.000 description 12
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 12
- 201000001441 melanoma Diseases 0.000 description 12
- 238000010839 reverse transcription Methods 0.000 description 12
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 12
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 12
- 229950001015 Nusinersen Drugs 0.000 description 11
- 229940049954 Penicillin Drugs 0.000 description 11
- JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N Penicillin G Chemical compound N([C@H]1[C@H]2SC([C@@H](N2C1=O)C(O)=O)(C)C)C(=O)CC1=CC=CC=C1 JGSARLDLIJGVTE-MBNYWOFBSA-N 0.000 description 11
- 229960005322 Streptomycin Drugs 0.000 description 11
- 229960000626 benzylpenicillin Drugs 0.000 description 11
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 11
- BJRNKVDFDLYUGJ-RMPHRYRLSA-N ARBUTIN Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1OC1=CC=C(O)C=C1 BJRNKVDFDLYUGJ-RMPHRYRLSA-N 0.000 description 10
- 108060001084 Luciferase family Proteins 0.000 description 10
- 210000003705 Ribosomes Anatomy 0.000 description 10
- DAEPDZWVDSPTHF-UHFFFAOYSA-M Sodium pyruvate Chemical compound [Na+].CC(=O)C([O-])=O DAEPDZWVDSPTHF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 10
- 125000005257 alkyl acyl group Chemical group 0.000 description 10
- 125000003282 alkyl amino group Chemical group 0.000 description 10
- 239000012091 fetal bovine serum Substances 0.000 description 10
- 102100008614 IDO1 Human genes 0.000 description 9
- 101710031171 IDO1 Proteins 0.000 description 9
- 102000000588 Interleukin-2 Human genes 0.000 description 9
- 108010002350 Interleukin-2 Proteins 0.000 description 9
- YGPSJZOEDVAXAB-UHFFFAOYSA-N Kynurenine Chemical compound OC(=O)C(N)CC(=O)C1=CC=CC=C1N YGPSJZOEDVAXAB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000005089 Luciferase Substances 0.000 description 9
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M NaHCO3 Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 9
- 102100019468 SNAP25 Human genes 0.000 description 9
- 239000011543 agarose gel Substances 0.000 description 9
- 238000004166 bioassay Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 9
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 9
- 230000002103 transcriptional Effects 0.000 description 9
- 108020004394 Complementary RNA Proteins 0.000 description 8
- 210000002752 Melanocytes Anatomy 0.000 description 8
- 210000002027 Muscle, Skeletal Anatomy 0.000 description 8
- 102100007156 SMN1 Human genes 0.000 description 8
- 101710028394 SMN2 Proteins 0.000 description 8
- 125000004457 alkyl amino carbonyl group Chemical group 0.000 description 8
- 125000005251 aryl acyl group Chemical group 0.000 description 8
- 125000004391 aryl sulfonyl group Chemical group 0.000 description 8
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 8
- 239000003184 complementary RNA Substances 0.000 description 8
- 230000004059 degradation Effects 0.000 description 8
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 8
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 8
- 125000002467 phosphate group Chemical group [H]OP(=O)(O[H])O[*] 0.000 description 8
- 238000001243 protein synthesis Methods 0.000 description 8
- 230000001603 reducing Effects 0.000 description 8
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 8
- FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N sodium cation Chemical compound [Na+] FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000001890 transfection Methods 0.000 description 8
- 230000014616 translation Effects 0.000 description 8
- DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N trifluoroacetic acid Chemical compound OC(=O)C(F)(F)F DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229920001880 Circular RNA Polymers 0.000 description 7
- 229950005470 Eteplirsen Drugs 0.000 description 7
- 229960002743 Glutamine Drugs 0.000 description 7
- ZDXPYRJPNDTMRX-VKHMYHEASA-N L-glutamine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(N)=O ZDXPYRJPNDTMRX-VKHMYHEASA-N 0.000 description 7
- 230000036650 Metabolic stability Effects 0.000 description 7
- 102000018674 Sodium Channels Human genes 0.000 description 7
- 108010052164 Sodium Channels Proteins 0.000 description 7
- 210000001032 Spinal Nerves Anatomy 0.000 description 7
- 230000000259 anti-tumor Effects 0.000 description 7
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 7
- 230000003834 intracellular Effects 0.000 description 7
- 230000036564 melanin content Effects 0.000 description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 7
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 7
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 7
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 7
- 102100001085 APOB Human genes 0.000 description 6
- 101700065507 APOB Proteins 0.000 description 6
- 206010053552 Allodynia Diseases 0.000 description 6
- 108020004705 Codon Proteins 0.000 description 6
- 108020004391 Introns Proteins 0.000 description 6
- 102000010168 Myeloid Differentiation Factor 88 Human genes 0.000 description 6
- 108010077432 Myeloid Differentiation Factor 88 Proteins 0.000 description 6
- 229940069575 Rompun Drugs 0.000 description 6
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- BPICBUSOMSTKRF-UHFFFAOYSA-N Xylazine Chemical compound CC1=CC=CC(C)=C1NC1=NCCCS1 BPICBUSOMSTKRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 6
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000034994 death Effects 0.000 description 6
- 231100000517 death Toxicity 0.000 description 6
- 238000000326 densiometry Methods 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 230000002708 enhancing Effects 0.000 description 6
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000000051 modifying Effects 0.000 description 6
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 6
- 230000028327 secretion Effects 0.000 description 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 238000002560 therapeutic procedure Methods 0.000 description 6
- 230000035897 transcription Effects 0.000 description 6
- 229960000271 Arbutin Drugs 0.000 description 5
- ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-L CHEBI:8154 Chemical group [O-]P([O-])=O ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 210000002351 Embryonic Muscle Cell Anatomy 0.000 description 5
- 206010029331 Neuropathy peripheral Diseases 0.000 description 5
- 239000012083 RIPA buffer Substances 0.000 description 5
- 229940054269 Sodium Pyruvate Drugs 0.000 description 5
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 5
- 125000004670 alkyl amino thio carbonyl group Chemical group 0.000 description 5
- 125000004390 alkyl sulfonyl group Chemical group 0.000 description 5
- 125000000539 amino acid group Chemical group 0.000 description 5
- 125000005100 aryl amino carbonyl group Chemical group 0.000 description 5
- 125000001769 aryl amino group Chemical group 0.000 description 5
- 125000005161 aryl oxy carbonyl group Chemical group 0.000 description 5
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 5
- 230000001413 cellular Effects 0.000 description 5
- 230000000875 corresponding Effects 0.000 description 5
- 230000001419 dependent Effects 0.000 description 5
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 5
- 238000004520 electroporation Methods 0.000 description 5
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 5
- 238000007490 hematoxylin and eosin (H&E) staining Methods 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 5
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 5
- 201000001119 neuropathy Diseases 0.000 description 5
- 235000010482 polyoxyethylene sorbitan monooleate Nutrition 0.000 description 5
- 229920000053 polysorbate 80 Polymers 0.000 description 5
- 230000002441 reversible Effects 0.000 description 5
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 102100015655 BCL2L1 Human genes 0.000 description 4
- 101710032374 BCL2L1 Proteins 0.000 description 4
- 102000019679 Cell-Penetrating Peptides Human genes 0.000 description 4
- 108010051109 Cell-Penetrating Peptides Proteins 0.000 description 4
- YPHMISFOHDHNIV-FSZOTQKASA-N Cycloheximide Chemical compound C1[C@@H](C)C[C@H](C)C(=O)[C@@H]1[C@H](O)CC1CC(=O)NC(=O)C1 YPHMISFOHDHNIV-FSZOTQKASA-N 0.000 description 4
- 210000002744 Extracellular Matrix Anatomy 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N HCl Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 210000004185 Liver Anatomy 0.000 description 4
- 208000010428 Muscle Weakness Diseases 0.000 description 4
- 206010028289 Muscle atrophy Diseases 0.000 description 4
- 206010028372 Muscular weakness Diseases 0.000 description 4
- 229920001850 Nucleic acid sequence Polymers 0.000 description 4
- 208000002193 Pain Diseases 0.000 description 4
- 208000002320 Spinal Muscular Atrophy Diseases 0.000 description 4
- 102000016913 Voltage-Gated Sodium Channels Human genes 0.000 description 4
- 108010053752 Voltage-Gated Sodium Channels Proteins 0.000 description 4
- 230000001594 aberrant Effects 0.000 description 4
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 4
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 4
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 4
- 239000003098 androgen Substances 0.000 description 4
- 239000012062 aqueous buffer Substances 0.000 description 4
- 230000009089 cytolysis Effects 0.000 description 4
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 4
- 231100000371 dose-limiting toxicity Toxicity 0.000 description 4
- 230000002068 genetic Effects 0.000 description 4
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 4
- 230000002934 lysing Effects 0.000 description 4
- 210000004962 mammalian cells Anatomy 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000137 peptide hydrolase inhibitor Substances 0.000 description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 4
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 4
- 239000007929 subcutaneous injection Substances 0.000 description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 4
- 230000002194 synthesizing Effects 0.000 description 4
- MDFFNEOEWAXZRQ-UHFFFAOYSA-N Amino radical Chemical class [NH2] MDFFNEOEWAXZRQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IXIBAKNTJSCKJM-BUBXBXGNSA-N Bovine insulin Chemical compound C([C@@H](C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@H]1CSSC[C@H]2C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@H](C(=O)N[C@H](C(N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CC=3C=CC(O)=CC=3)C(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CC=3C=CC(O)=CC=3)C(=O)N[C@@H](CSSC[C@H](NC(=O)[C@H](C(C)C)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H](CC=3C=CC(O)=CC=3)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H](C)NC(=O)[C@H](CCC(O)=O)NC(=O)[C@H](C(C)C)NC(=O)[C@H](CC(C)C)NC(=O)[C@H](CC=3NC=NC=3)NC(=O)[C@H](CO)NC(=O)CNC1=O)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CC=1C=CC=CC=1)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC=CC=1)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC(O)=CC=1)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H](C)C(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(O)=O)=O)CSSC[C@@H](C(N2)=O)NC(=O)[C@H](CCC(N)=O)NC(=O)[C@H](CCC(O)=O)NC(=O)[C@H](C(C)C)NC(=O)[C@@H](NC(=O)CN)[C@@H](C)CC)C(C)C)NC(=O)[C@H](CCC(N)=O)NC(=O)[C@H](CC(N)=O)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@@H](N)CC=1C=CC=CC=1)C(C)C)C1=CN=CN1 IXIBAKNTJSCKJM-BUBXBXGNSA-N 0.000 description 3
- 206010006187 Breast cancer Diseases 0.000 description 3
- 102000020504 Collagenase family Human genes 0.000 description 3
- 108060005980 Collagenase family Proteins 0.000 description 3
- 238000000116 DAPI staining Methods 0.000 description 3
- 206010012601 Diabetes mellitus Diseases 0.000 description 3
- 206010012680 Diabetic neuropathy Diseases 0.000 description 3
- HUGILZFVSVLCAO-XVKRXUDYSA-N Drisapersen Chemical compound CO[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](COP(=O)(S)O[C@@H]2[C@@H](COP(=O)(S)O[C@@H]3[C@@H](COP(=O)(S)O[C@@H]4[C@@H](COP(=O)(S)O[C@@H]5[C@@H](COP(=O)(S)O[C@@H]6[C@@H](COP(=O)(S)O[C@@H]7[C@@H](COP(=O)(S)O[C@@H]8[C@@H](COP(=O)(S)O[C@@H]9[C@@H](COP(=O)(S)O[C@@H]%10[C@@H](COP(=O)(S)O[C@@H]%11[C@@H](COP(=O)(S)O[C@@H]%12[C@@H](COP(=O)(S)O[C@@H]%13[C@@H](COP(=O)(S)O[C@@H]%14[C@@H](COP(=O)(S)O[C@@H]%15[C@@H](COP(=O)(S)O[C@@H]%16[C@@H](COP(=O)(S)O[C@@H]%17[C@@H](COP(=O)(S)O[C@@H]%18[C@@H](COP(=O)(S)O[C@@H]%19[C@@H](COP(=O)(S)O[C@@H]%20[C@@H](CO)O[C@H]([C@@H]%20OC)N%21C=CC(=O)NC%21=O)O[C@H]([C@@H]%19OC)N%22C=CC(=NC%22=O)N)O[C@H]([C@@H]%18OC)n%23cnc%24c(N)ncnc%23%24)O[C@H]([C@@H]%17OC)n%25cnc%26c(N)ncnc%25%26)O[C@H]([C@@H]%16OC)n%27cnc%28C(=O)NC(=Nc%27%28)N)O[C@H]([C@@H]%15OC)n%29cnc%30C(=O)NC(=Nc%29%30)N)O[C@H]([C@@H]%14OC)n%31cnc%32c(N)ncnc%31%32)O[C@H]([C@@H]%13OC)n%33cnc%34c(N)ncnc%33%34)O[C@H]([C@@H]%12OC)n%35cnc%36C(=O)NC(=Nc%35%36)N)O[C@H]([C@@H]%11OC)n%37cnc%38c(N)ncnc%37%38)O[C@H]([C@@H]%10OC)N%39C=CC(=O)NC%39=O)O[C@H]([C@@H]9OC)n%40cnc%41C(=O)NC(=Nc%40%41)N)O[C@H]([C@@H]8OC)n%42cnc%43C(=O)NC(=Nc%42%43)N)O[C@H]([C@@H]7OC)N%44C=CC(=NC%44=O)N)O[C@H]([C@@H]6OC)n%45cnc%46c(N)ncnc%45%46)O[C@H]([C@@H]5OC)N%47C=CC(=O)NC%47=O)O[C@H]([C@@H]4OC)N%48C=CC(=O)NC%48=O)O[C@H]([C@@H]3OC)N%49C=CC(=O)NC%49=O)O[C@H]([C@@H]2OC)N%50C=CC(=NC%50=O)N)O[C@H]1N%51C=CC(=O)NC%51=O HUGILZFVSVLCAO-XVKRXUDYSA-N 0.000 description 3
- 229960000378 Drisapersen Drugs 0.000 description 3
- 238000002965 ELISA Methods 0.000 description 3
- 210000002683 Foot Anatomy 0.000 description 3
- 101710037135 GAPC2 Proteins 0.000 description 3
- 101710037116 GAPC3 Proteins 0.000 description 3
- 101710025049 GAPDG Proteins 0.000 description 3
- 101710008404 GAPDH Proteins 0.000 description 3
- 102100006425 GAPDH Human genes 0.000 description 3
- 101710010461 Gapdh1 Proteins 0.000 description 3
- 102100019126 HBB Human genes 0.000 description 3
- 108091005902 Hemoglobin subunit beta Proteins 0.000 description 3
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 3
- 206010021143 Hypoxia Diseases 0.000 description 3
- 101710025050 MK0970 Proteins 0.000 description 3
- 210000002161 Motor Neurons Anatomy 0.000 description 3
- JGFZNNIVVJXRND-UHFFFAOYSA-N N,N-Diisopropylethylamine Chemical compound CCN(C(C)C)C(C)C JGFZNNIVVJXRND-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 210000004940 Nucleus Anatomy 0.000 description 3
- 102000004079 Prolyl Hydroxylases Human genes 0.000 description 3
- 108010043005 Prolyl Hydroxylases Proteins 0.000 description 3
- 206010060862 Prostate cancer Diseases 0.000 description 3
- 239000007759 RPMI Media 1640 Substances 0.000 description 3
- 101700082405 SSO1 Proteins 0.000 description 3
- 210000000587 Skeletal Muscle Fibers Anatomy 0.000 description 3
- 102000000852 Tumor Necrosis Factor-alpha Human genes 0.000 description 3
- 108010001801 Tumor Necrosis Factor-alpha Proteins 0.000 description 3
- 102000009524 Vascular Endothelial Growth Factor A Human genes 0.000 description 3
- 108010073929 Vascular Endothelial Growth Factor A Proteins 0.000 description 3
- 239000002671 adjuvant Substances 0.000 description 3
- 230000000240 adjuvant Effects 0.000 description 3
- 125000004682 aminothiocarbonyl group Chemical group NC(=S)* 0.000 description 3
- 238000010171 animal model Methods 0.000 description 3
- 125000004104 aryloxy group Chemical group 0.000 description 3
- 230000031018 biological processes and functions Effects 0.000 description 3
- 125000003917 carbamoyl group Chemical group [H]N([H])C(*)=O 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 3
- 101710025091 cbbGC Proteins 0.000 description 3
- 239000006285 cell suspension Substances 0.000 description 3
- 230000001684 chronic Effects 0.000 description 3
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 3
- 229960002424 collagenase Drugs 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 238000011161 development Methods 0.000 description 3
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 3
- 239000003623 enhancer Substances 0.000 description 3
- 101710025070 gapdh-2 Proteins 0.000 description 3
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 3
- 230000002440 hepatic Effects 0.000 description 3
- 230000001146 hypoxic Effects 0.000 description 3
- 230000001900 immune effect Effects 0.000 description 3
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 3
- 239000007927 intramuscular injection Substances 0.000 description 3
- 238000001990 intravenous administration Methods 0.000 description 3
- 230000002147 killing Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 230000003061 melanogenesis Effects 0.000 description 3
- 125000000956 methoxy group Chemical group [H]C([H])([H])O* 0.000 description 3
- 108010045030 monoclonal antibodies Proteins 0.000 description 3
- 102000005614 monoclonal antibodies Human genes 0.000 description 3
- 201000002481 myositis Diseases 0.000 description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 3
- 229920003255 poly(phenylsilsesquioxane) Polymers 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000003389 potentiating Effects 0.000 description 3
- 238000002953 preparative HPLC Methods 0.000 description 3
- 238000004007 reversed phase HPLC Methods 0.000 description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- 230000003584 silencer Effects 0.000 description 3
- 238000002415 sodium dodecyl sulfate polyacrylamide gel electrophoresis Methods 0.000 description 3
- 238000010254 subcutaneous injection Methods 0.000 description 3
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 3
- 102000002689 toll-like receptors Human genes 0.000 description 3
- 108020000411 toll-like receptors Proteins 0.000 description 3
- 230000000699 topical Effects 0.000 description 3
- NVKAWKQGWWIWPM-ABEVXSGRSA-N 17-β-hydroxy-5-α-Androstan-3-one Chemical compound C1C(=O)CC[C@]2(C)[C@H]3CC[C@](C)([C@H](CC4)O)[C@@H]4[C@@H]3CC[C@H]21 NVKAWKQGWWIWPM-ABEVXSGRSA-N 0.000 description 2
- UHZZMRAGKVHANO-UHFFFAOYSA-M 2-chloroethyl(trimethyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].C[N+](C)(C)CCCl UHZZMRAGKVHANO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000004475 Arginine Substances 0.000 description 2
- 210000003050 Axons Anatomy 0.000 description 2
- 210000004369 Blood Anatomy 0.000 description 2
- DNKYDHSONDSTNJ-XJVRLEFXSA-N CHEMBL1910953 Chemical compound C([C@@H](C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)NCC(=O)NCC(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC=CC=1)C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@@H](C(C)C)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H](C)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC=CC=1)C(N)=O)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@H](CS)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@H](C)NC(=O)[C@@H](NC(=O)[C@H](CC(O)=O)NC(=O)[C@H](CS)NC(=O)[C@H](C)N)[C@@H](C)O)[C@@H](C)O)C(C)C)[C@@H](C)O)C1=CN=CN1 DNKYDHSONDSTNJ-XJVRLEFXSA-N 0.000 description 2
- 102400000113 Calcitonin Human genes 0.000 description 2
- 108060001064 Calcitonin Proteins 0.000 description 2
- 229960004015 Calcitonin Drugs 0.000 description 2
- 102000004414 Calcitonin gene-related peptide Human genes 0.000 description 2
- 108090000932 Calcitonin gene-related peptide Proteins 0.000 description 2
- 210000001175 Cerebrospinal Fluid Anatomy 0.000 description 2
- 229920001405 Coding region Polymers 0.000 description 2
- 108009000280 Complement Activation Proteins 0.000 description 2
- ASJSAQIRZKANQN-CRCLSJGQSA-N Deoxyribose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)CC=O ASJSAQIRZKANQN-CRCLSJGQSA-N 0.000 description 2
- 208000001636 Diabetic Neuropathy Diseases 0.000 description 2
- 239000006145 Eagle's minimal essential medium Substances 0.000 description 2
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 2
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 2
- 102100008453 FOLH1 Human genes 0.000 description 2
- 101700036477 FOLH1 Proteins 0.000 description 2
- 230000036499 Half live Effects 0.000 description 2
- 102000016878 Hypoxia-Inducible Factor 1 Human genes 0.000 description 2
- 108010028501 Hypoxia-Inducible Factor 1 Proteins 0.000 description 2
- 210000004969 Inflammatory Cells Anatomy 0.000 description 2
- 210000003734 Kidney Anatomy 0.000 description 2
- ROHFNLRQFUQHCH-YFKPBYRVSA-N L-leucine Chemical compound CC(C)C[C@H](N)C(O)=O ROHFNLRQFUQHCH-YFKPBYRVSA-N 0.000 description 2
- FFEARJCKVFRZRR-BYPYZUCNSA-N L-methionine Chemical compound CSCC[C@H](N)C(O)=O FFEARJCKVFRZRR-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 2
- QIVBCDIJIAJPQS-VIFPVBQESA-N L-tryptophane Chemical compound C1=CC=C2C(C[C@H](N)C(O)=O)=CNC2=C1 QIVBCDIJIAJPQS-VIFPVBQESA-N 0.000 description 2
- 206010025323 Lymphomas Diseases 0.000 description 2
- TZRFSLHOCZEXCC-HIVFKXHNSA-A Mipomersen Chemical compound N1([C@H]2C[C@@H]([C@H](O2)COP([O-])(=O)S[C@@H]2[C@H](O[C@H](C2)N2C3=C(C(NC(N)=N3)=O)N=C2)COP([O-])(=O)S[C@@H]2[C@H](O[C@H](C2)N2C(NC(=O)C(C)=C2)=O)COP([O-])(=O)S[C@@H]2[C@H](O[C@H](C2)N2C(N=C(N)C(C)=C2)=O)COP([O-])(=O)S[C@@H]2[C@H](O[C@H](C2)N2C(NC(=O)C(C)=C2)=O)COP([O-])(=O)S[C@@H]2[C@H](O[C@H](C2)N2C3=C(C(NC(N)=N3)=O)N=C2)COP([O-])(=O)S[C@@H]2[C@H](O[C@H](C2)N2C3=NC=NC(N)=C3N=C2)COP([O-])(=O)S[C@H]2[C@H]([C@@H](O[C@@H]2COP([O-])(=O)S[C@H]2[C@H]([C@@H](O[C@@H]2COP([O-])(=O)S[C@H]2[C@H]([C@@H](O[C@@H]2COP([O-])(=O)S[C@H]2[C@H]([C@@H](O[C@@H]2COP([O-])(=O)S[C@H]2[C@H]([C@@H](O[C@@H]2CO)N2C3=C(C(NC(N)=N3)=O)N=C2)OCCOC)N2C(N=C(N)C(C)=C2)=O)OCCOC)N2C(N=C(N)C(C)=C2)=O)OCCOC)N2C(NC(=O)C(C)=C2)=O)OCCOC)N2C(N=C(N)C(C)=C2)=O)OCCOC)SP([O-])(=O)OC[C@H]2O[C@H](C[C@@H]2SP([O-])(=O)OC[C@H]2O[C@H](C[C@@H]2SP([O-])(=O)OC[C@H]2O[C@H](C[C@@H]2SP([O-])(=O)OC[C@@H]2[C@H]([C@H]([C@@H](O2)N2C3=C(C(NC(N)=N3)=O)N=C2)OCCOC)SP([O-])(=O)OC[C@H]2[C@@H]([C@@H]([C@H](O2)N2C(N=C(N)C(C)=C2)=O)OCCOC)SP([O-])(=O)OC[C@H]2[C@@H]([C@@H]([C@H](O2)N2C3=NC=NC(N)=C3N=C2)OCCOC)SP([O-])(=O)OC[C@H]2[C@@H]([C@@H]([C@H](O2)N2C(N=C(N)C(C)=C2)=O)OCCOC)SP([O-])(=O)OC[C@H]2[C@H](O)[C@@H]([C@H](O2)N2C(N=C(N)C(C)=C2)=O)OCCOC)N2C(N=C(N)C(C)=C2)=O)N2C(NC(=O)C(C)=C2)=O)N2C(NC(=O)C(C)=C2)=O)C=C(C)C(N)=NC1=O TZRFSLHOCZEXCC-HIVFKXHNSA-A 0.000 description 2
- 229960004778 Mipomersen Drugs 0.000 description 2
- 101700080605 NUC1 Proteins 0.000 description 2
- 208000004296 Neuralgia Diseases 0.000 description 2
- 206010029260 Neuroblastoma Diseases 0.000 description 2
- 108010019706 Nivolumab Proteins 0.000 description 2
- 206010025310 Other lymphomas Diseases 0.000 description 2
- 102000002131 PAS domain Human genes 0.000 description 2
- 108050009469 PAS domain Proteins 0.000 description 2
- 238000002944 PCR assay Methods 0.000 description 2
- 108010016731 PPAR gamma Proteins 0.000 description 2
- 102100000077 PPARG Human genes 0.000 description 2
- BGNGWHSBYQYVRX-UHFFFAOYSA-N Para-Dimethylaminobenzaldehyde Chemical compound CN(C)C1=CC=C(C=O)C=C1 BGNGWHSBYQYVRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241001425761 Parthenos sylvia Species 0.000 description 2
- 108010015078 Pregnancy-Associated alpha 2-Macroglobulins Proteins 0.000 description 2
- 102000004598 Small Nuclear Ribonucleoproteins Human genes 0.000 description 2
- 108010003165 Small Nuclear Ribonucleoproteins Proteins 0.000 description 2
- 210000000278 Spinal Cord Anatomy 0.000 description 2
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N Stearic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MUMGGOZAMZWBJJ-DYKIIFRCSA-N Testostosterone Chemical compound O=C1CC[C@]2(C)[C@H]3CC[C@](C)([C@H](CC4)O)[C@@H]4[C@@H]3CCC2=C1 MUMGGOZAMZWBJJ-DYKIIFRCSA-N 0.000 description 2
- 102000004142 Trypsin Human genes 0.000 description 2
- 108090000631 Trypsin Proteins 0.000 description 2
- UQYZFNUUOSSNKT-UHFFFAOYSA-N [benzotriazol-1-yloxy(dimethylamino)methylidene]-dimethylazanium;hexafluorophosphate Chemical compound F[P-](F)(F)(F)(F)F.C1=CC=C2N(OC(N(C)C)=[N+](C)C)N=NC2=C1 UQYZFNUUOSSNKT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010317 ablation therapy Methods 0.000 description 2
- WFDIJRYMOXRFFG-UHFFFAOYSA-N acetic anhydride Chemical compound CC(=O)OC(C)=O WFDIJRYMOXRFFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004691 alkyl thio carbonyl group Chemical group 0.000 description 2
- 229960003473 androstanolone Drugs 0.000 description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 2
- 108010093001 anti-IgG Proteins 0.000 description 2
- 239000000090 biomarker Substances 0.000 description 2
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 2
- 230000037396 body weight Effects 0.000 description 2
- 238000010805 cDNA synthesis kit Methods 0.000 description 2
- BBBFJLBPOGFECG-VJVYQDLKSA-N calcitonin Chemical compound N([C@H](C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CC=1NC=NC=1)C(=O)N[C@@H](CCCCN)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CCC(N)=O)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(=O)N[C@@H](CC=1C=CC(O)=CC=1)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(=O)N[C@@H](CCCNC(N)=N)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(=O)NCC(=O)N[C@@H](CO)C(=O)NCC(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(=O)N1[C@@H](CCC1)C(N)=O)C(C)C)C(=O)[C@@H]1CSSC[C@H](N)C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H](CC(N)=O)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N[C@@H](CO)C(=O)N[C@@H]([C@@H](C)O)C(=O)N1 BBBFJLBPOGFECG-VJVYQDLKSA-N 0.000 description 2
- 239000008004 cell lysis buffer Substances 0.000 description 2
- 230000004700 cellular uptake Effects 0.000 description 2
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 230000024203 complement activation Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000001808 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N edta Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000012202 endocytosis Effects 0.000 description 2
- 230000001747 exhibiting Effects 0.000 description 2
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 2
- 239000007850 fluorescent dye Substances 0.000 description 2
- 238000001215 fluorescent labelling Methods 0.000 description 2
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 2
- 230000028993 immune response Effects 0.000 description 2
- 238000002991 immunohistochemical analysis Methods 0.000 description 2
- 238000001802 infusion Methods 0.000 description 2
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 description 2
- 108020001756 ligand binding domains Proteins 0.000 description 2
- 230000001404 mediated Effects 0.000 description 2
- AFVFQIVMOAPDHO-UHFFFAOYSA-N methanesulfonic acid Chemical compound CS(O)(=O)=O AFVFQIVMOAPDHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002784 mipomersen Polymers 0.000 description 2
- 229960003301 nivolumab Drugs 0.000 description 2
- 101700006494 nucA Proteins 0.000 description 2
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 2
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 238000010647 peptide synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001766 physiological effect Effects 0.000 description 2
- JSPCTNUQYWIIOT-UHFFFAOYSA-N piperidine-1-carboxamide Chemical compound NC(=O)N1CCCCC1 JSPCTNUQYWIIOT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003334 potential Effects 0.000 description 2
- 125000000548 ribosyl group Chemical group C1([C@H](O)[C@H](O)[C@H](O1)CO)* 0.000 description 2
- 229920002477 rna polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 2
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 2
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 2
- 238000007920 subcutaneous administration Methods 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004083 survival Effects 0.000 description 2
- RYYWUUFWQRZTIU-UHFFFAOYSA-K thiophosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=S RYYWUUFWQRZTIU-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 2
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 2
- 229960001322 trypsin Drugs 0.000 description 2
- 239000012588 trypsin Substances 0.000 description 2
- 230000004614 tumor growth Effects 0.000 description 2
- 230000003442 weekly Effects 0.000 description 2
- PIINGYXNCHTJTF-UHFFFAOYSA-N 2-(2-azaniumylethylamino)acetate Chemical compound NCCNCC(O)=O PIINGYXNCHTJTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N 2-amino-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol Chemical compound OCC(N)(CO)CO LENZDBCJOHFCAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGVVWUTYPXICAM-UHFFFAOYSA-N 2-mercaptoethanol Chemical compound OCCS DGVVWUTYPXICAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HFXAFXVXPMUQCQ-BYPYZUCNSA-N 4-oxo-L-proline zwitterion Chemical compound OC(=O)[C@@H]1CC(=O)CN1 HFXAFXVXPMUQCQ-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 1
- 210000000577 Adipose Tissue Anatomy 0.000 description 1
- 101000169412 Androgen receptor Proteins 0.000 description 1
- 102000008873 Angiotensin II receptor Human genes 0.000 description 1
- 108050000824 Angiotensin II receptor Proteins 0.000 description 1
- 102000006991 Apolipoprotein B-100 Human genes 0.000 description 1
- 108010008150 Apolipoprotein B-100 Proteins 0.000 description 1
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L Barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 210000004204 Blood Vessels Anatomy 0.000 description 1
- 206010061590 Blood disease Diseases 0.000 description 1
- 108010043024 Botulinum Toxins Proteins 0.000 description 1
- UDSAIICHUKSCKT-UHFFFAOYSA-N Bromophenol blue Chemical compound C1=C(Br)C(O)=C(Br)C=C1C1(C=2C=C(Br)C(O)=C(Br)C=2)C2=CC=CC=C2S(=O)(=O)O1 UDSAIICHUKSCKT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002083 C09CA01 - Losartan Substances 0.000 description 1
- 102100019529 CCND1 Human genes 0.000 description 1
- 101700038562 CCND1 Proteins 0.000 description 1
- 101700066277 COS-1 Proteins 0.000 description 1
- 206010007554 Cardiac failure Diseases 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 210000000172 Cytosol Anatomy 0.000 description 1
- MTCFGRXMJLQNBG-UWTATZPHSA-N D-serine Chemical compound OC[C@@H](N)C(O)=O MTCFGRXMJLQNBG-UWTATZPHSA-N 0.000 description 1
- 101710017791 DNA-U1 Proteins 0.000 description 1
- 210000004207 Dermis Anatomy 0.000 description 1
- 238000008157 ELISA kit Methods 0.000 description 1
- 229940110715 ENZYMES FOR TREATMENT OF WOUNDS AND ULCERS Drugs 0.000 description 1
- 229940088598 Enzyme Drugs 0.000 description 1
- 108010008165 Etanercept Proteins 0.000 description 1
- 241000272184 Falconiformes Species 0.000 description 1
- IRXSLJNXXZKURP-UHFFFAOYSA-N Fluorenylmethyloxycarbonyl chloride Chemical compound C1=CC=C2C(COC(=O)Cl)C3=CC=CC=C3C2=C1 IRXSLJNXXZKURP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940014144 Folate Drugs 0.000 description 1
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 description 1
- 206010019280 Heart failure Diseases 0.000 description 1
- 108010054147 Hemoglobins Proteins 0.000 description 1
- 102000001554 Hemoglobins Human genes 0.000 description 1
- 210000003494 Hepatocytes Anatomy 0.000 description 1
- 229940022353 Herceptin Drugs 0.000 description 1
- 102000004157 Hydrolases Human genes 0.000 description 1
- 108090000604 Hydrolases Proteins 0.000 description 1
- 206010020718 Hyperplasia Diseases 0.000 description 1
- 210000000987 Immune System Anatomy 0.000 description 1
- 206010021425 Immune system disease Diseases 0.000 description 1
- 206010061218 Inflammation Diseases 0.000 description 1
- 102000008070 Interferon-gamma Human genes 0.000 description 1
- 108010074328 Interferon-gamma Proteins 0.000 description 1
- 210000000936 Intestines Anatomy 0.000 description 1
- 208000001083 Kidney Disease Diseases 0.000 description 1
- ONIBWKKTOPOVIA-BYPYZUCNSA-N L-proline Chemical compound OC(=O)[C@@H]1CCCN1 ONIBWKKTOPOVIA-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 1
- OUYCCCASQSFEME-QMMMGPOBSA-N L-tyrosine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CC=C(O)C=C1 OUYCCCASQSFEME-QMMMGPOBSA-N 0.000 description 1
- KZSNJWFQEVHDMF-BYPYZUCNSA-N L-valine Chemical compound CC(C)[C@H](N)C(O)=O KZSNJWFQEVHDMF-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 1
- 238000008214 LDL Cholesterol Methods 0.000 description 1
- 239000000232 Lipid Bilayer Substances 0.000 description 1
- 102000004895 Lipoproteins Human genes 0.000 description 1
- 108090001030 Lipoproteins Proteins 0.000 description 1
- KJJZZJSZUJXYEA-UHFFFAOYSA-N Losartan Chemical compound CCCCC1=NC(Cl)=C(CO)N1CC1=CC=C(C=2C(=CC=CC=2)C=2[N]N=NN=2)C=C1 KJJZZJSZUJXYEA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960004773 Losartan Drugs 0.000 description 1
- 239000004472 Lysine Substances 0.000 description 1
- 102100013130 MANF Human genes 0.000 description 1
- 101700038859 MANF Proteins 0.000 description 1
- FEWJPZIEWOKRBE-XIXRPRMCSA-N Mesotartaric acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](O)[C@@H](O)C(O)=O FEWJPZIEWOKRBE-XIXRPRMCSA-N 0.000 description 1
- 208000008466 Metabolic Disease Diseases 0.000 description 1
- 230000035633 Metabolized Effects 0.000 description 1
- 210000003632 Microfilaments Anatomy 0.000 description 1
- OVRNDRQMDRJTHS-CBQIKETKSA-N N-ACETYL-D-GALACTOSAMINE Chemical compound CC(=O)N[C@H]1[C@@H](O)O[C@H](CO)[C@H](O)[C@@H]1O OVRNDRQMDRJTHS-CBQIKETKSA-N 0.000 description 1
- BYHJHXPTQMMKCA-QMMMGPOBSA-N N-formyl-L-kynurenine zwitterion Chemical compound [O-]C(=O)[C@@H]([NH3+])CC(=O)C1=CC=CC=C1NC=O BYHJHXPTQMMKCA-QMMMGPOBSA-N 0.000 description 1
- 206010029149 Nephropathy Diseases 0.000 description 1
- 206010029151 Nephropathy Diseases 0.000 description 1
- 206010061328 Ovarian epithelial cancer Diseases 0.000 description 1
- 206010062080 Pigmentation disease Diseases 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 229920001451 Polypropylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 102000004005 Prostaglandin-endoperoxide synthases Human genes 0.000 description 1
- 108090000459 Prostaglandin-endoperoxide synthases Proteins 0.000 description 1
- 210000002307 Prostate Anatomy 0.000 description 1
- 210000003314 Quadriceps Muscle Anatomy 0.000 description 1
- 102000009572 RNA Polymerase II Human genes 0.000 description 1
- 108010009460 RNA Polymerase II Proteins 0.000 description 1
- YASAKCUCGLMORW-UHFFFAOYSA-N Rosiglitazone Chemical compound C=1C=CC=NC=1N(C)CCOC(C=C1)=CC=C1CC1SC(=O)NC1=O YASAKCUCGLMORW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102100003386 S100A12 Human genes 0.000 description 1
- 101710023382 S100A12 Proteins 0.000 description 1
- 101700084441 SFR2 Proteins 0.000 description 1
- 102000000583 SNARE Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010041948 SNARE Proteins Proteins 0.000 description 1
- 210000004927 Skin cells Anatomy 0.000 description 1
- 206010041660 Splenomegaly Diseases 0.000 description 1
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 1
- 210000003568 Synaptosomes Anatomy 0.000 description 1
- 229960003604 Testosterone Drugs 0.000 description 1
- CFMYXEVWODSLAX-QOZOJKKESA-N Tetrodotoxin Chemical compound O([C@@]([C@H]1O)(O)O[C@H]2[C@@]3(O)CO)[C@H]3[C@@H](O)[C@]11[C@H]2[C@@H](O)N=C(N)N1 CFMYXEVWODSLAX-QOZOJKKESA-N 0.000 description 1
- 229950010357 Tetrodotoxin Drugs 0.000 description 1
- 206010043391 Thalassaemia beta Diseases 0.000 description 1
- 208000002903 Thalassemia Diseases 0.000 description 1
- 230000036335 Tissue distribution Effects 0.000 description 1
- 241000838698 Togo Species 0.000 description 1
- 229940100613 Topical Solution Drugs 0.000 description 1
- 229960004319 Trichloroacetic Acid Drugs 0.000 description 1
- YNJBWRMUSHSURL-UHFFFAOYSA-N Trichloroacetic acid Chemical compound OC(=O)C(Cl)(Cl)Cl YNJBWRMUSHSURL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960004799 Tryptophan Drugs 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K [O-]P([O-])([O-])=O Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 229960001138 acetylsalicylic acid Drugs 0.000 description 1
- 230000003213 activating Effects 0.000 description 1
- 102000035425 adaptor proteins Human genes 0.000 description 1
- 108091005736 adaptor proteins Proteins 0.000 description 1
- 150000003862 amino acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000001413 amino acids Chemical class 0.000 description 1
- UQYPCZDPDRQNER-UHFFFAOYSA-M amino-(morpholin-4-ylamino)phosphinate Chemical compound NP([O-])(=O)NN1CCOCC1 UQYPCZDPDRQNER-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000000202 analgesic Effects 0.000 description 1
- 101700041002 ant Proteins 0.000 description 1
- 230000003178 anti-diabetic Effects 0.000 description 1
- 230000000118 anti-eoplastic Effects 0.000 description 1
- 230000003276 anti-hypertensive Effects 0.000 description 1
- 230000003110 anti-inflammatory Effects 0.000 description 1
- 230000003356 anti-rheumatic Effects 0.000 description 1
- 230000001153 anti-wrinkle Effects 0.000 description 1
- 229960000070 antineoplastic Monoclonal antibodies Drugs 0.000 description 1
- BSYNRYMUTXBXSQ-UHFFFAOYSA-N aspirin Chemical compound CC(=O)OC1=CC=CC=C1C(O)=O BSYNRYMUTXBXSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003143 atherosclerotic Effects 0.000 description 1
- 239000007640 basal medium Substances 0.000 description 1
- 230000003542 behavioural Effects 0.000 description 1
- 201000002393 blood protein disease Diseases 0.000 description 1
- 238000010241 blood sampling Methods 0.000 description 1
- 230000036770 blood supply Effects 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 229940053031 botulinum toxin Drugs 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- 230000020411 cell activation Effects 0.000 description 1
- 230000003915 cell function Effects 0.000 description 1
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 description 1
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000004087 circulation Effects 0.000 description 1
- 235000015165 citric acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 230000000536 complexating Effects 0.000 description 1
- 238000010668 complexation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 description 1
- 150000003983 crown ethers Chemical class 0.000 description 1
- 239000012043 crude product Substances 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000001086 cytosolic Effects 0.000 description 1
- 230000003013 cytotoxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000135 cytotoxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000002354 daily Effects 0.000 description 1
- ANCLJVISBRWUTR-UHFFFAOYSA-M diaminophosphinate Chemical compound NP(N)([O-])=O ANCLJVISBRWUTR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 229940000406 drug candidates Drugs 0.000 description 1
- 239000003596 drug target Substances 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 229960000403 etanercept Drugs 0.000 description 1
- 230000028023 exocytosis Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 210000002950 fibroblast Anatomy 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000002073 fluorescence micrograph Methods 0.000 description 1
- 235000019152 folic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000011724 folic acid Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 238000002825 functional assay Methods 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 102000037240 fusion proteins Human genes 0.000 description 1
- 108020001507 fusion proteins Proteins 0.000 description 1
- 229940044627 gamma-interferon Drugs 0.000 description 1
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 1
- 229940020899 hematological Enzymes Drugs 0.000 description 1
- 201000002138 hematopoietic system disease Diseases 0.000 description 1
- 230000013632 homeostatic process Effects 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 238000009396 hybridization Methods 0.000 description 1
- 235000011167 hydrochloric acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000002865 immune cell Anatomy 0.000 description 1
- 238000003364 immunohistochemistry Methods 0.000 description 1
- 238000000126 in silico method Methods 0.000 description 1
- 230000004054 inflammatory process Effects 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000037041 intracellular level Effects 0.000 description 1
- 102000027634 intracellular receptors Human genes 0.000 description 1
- 108091007905 intracellular receptors Proteins 0.000 description 1
- 238000010255 intramuscular injection Methods 0.000 description 1
- 239000007928 intraperitoneal injection Substances 0.000 description 1
- 238000007913 intrathecal administration Methods 0.000 description 1
- 238000010253 intravenous injection Methods 0.000 description 1
- 238000009114 investigational therapy Methods 0.000 description 1
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N iso-propanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003674 kinase activity assay Methods 0.000 description 1
- 238000001840 matrix-assisted laser desorption--ionisation time-of-flight mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 108020004084 membrane receptors Proteins 0.000 description 1
- 102000006240 membrane receptors Human genes 0.000 description 1
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 1
- 229940098779 methanesulfonic acid Drugs 0.000 description 1
- GRVDJDISBSALJP-UHFFFAOYSA-N methyloxidanyl Chemical group [O]C GRVDJDISBSALJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003278 mimic Effects 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 229960000060 monoclonal antibodies Drugs 0.000 description 1
- YNAVUWVOSKDBBP-UHFFFAOYSA-N morpholine Chemical compound C1COCCN1 YNAVUWVOSKDBBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940113083 morpholine Drugs 0.000 description 1
- 238000001964 muscle biopsy Methods 0.000 description 1
- 201000000585 muscular atrophy Diseases 0.000 description 1
- 210000003098 myoblast Anatomy 0.000 description 1
- 230000003982 neuronal uptake Effects 0.000 description 1
- 230000002981 neuropathic Effects 0.000 description 1
- 239000002858 neurotransmitter agent Substances 0.000 description 1
- 230000001264 neutralization Effects 0.000 description 1
- 239000000041 non-steroidal anti-inflammatory agent Substances 0.000 description 1
- 229940021182 non-steroidal anti-inflammatory drugs Drugs 0.000 description 1
- 230000003287 optical Effects 0.000 description 1
- 201000006588 ovary adenocarcinoma Diseases 0.000 description 1
- 230000002018 overexpression Effects 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atoms Chemical group O* 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229960002621 pembrolizumab Drugs 0.000 description 1
- 108010026276 pembrolizumab Proteins 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral Effects 0.000 description 1
- 230000002085 persistent Effects 0.000 description 1
- 230000000275 pharmacokinetic Effects 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- RHDXSLLGPJSSGW-VEGRVEBRSA-N phosphoric acid;(2R,3R,4R)-2,3,4,5-tetrahydroxypentanal Chemical group OP(O)(O)=O.OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)C=O RHDXSLLGPJSSGW-VEGRVEBRSA-N 0.000 description 1
- 230000035790 physiological processes and functions Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 108091008117 polyclonal antibodies Proteins 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920001184 polypeptide Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 238000010837 poor prognosis Methods 0.000 description 1
- 230000034190 positive regulation of NF-kappaB transcription factor activity Effects 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N precursor Substances N#CC(C)(C)N=NC(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002335 preservative Effects 0.000 description 1
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged Effects 0.000 description 1
- 125000006239 protecting group Chemical group 0.000 description 1
- 238000001711 protein immunostaining Methods 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 229910052904 quartz Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000036647 reaction Effects 0.000 description 1
- 239000012429 reaction media Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000000268 renotropic Effects 0.000 description 1
- 201000004193 respiratory failure Diseases 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000020874 response to hypoxia Effects 0.000 description 1
- 229960004586 rosiglitazone Drugs 0.000 description 1
- 230000037152 sensory function Effects 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous Effects 0.000 description 1
- 238000010972 statistical evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 125000004434 sulfur atoms Chemical group 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 238000001356 surgical procedure Methods 0.000 description 1
- 230000001839 systemic circulation Effects 0.000 description 1
- 239000011975 tartaric acid Substances 0.000 description 1
- 229960001367 tartaric acid Drugs 0.000 description 1
- 235000002906 tartaric acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000001196 time-of-flight mass spectrum Methods 0.000 description 1
- 102000003995 transcription factors Human genes 0.000 description 1
- 108090000464 transcription factors Proteins 0.000 description 1
- 108091006090 transcriptional activators Proteins 0.000 description 1
- 230000037317 transdermal delivery Effects 0.000 description 1
- 230000001052 transient Effects 0.000 description 1
- 108091007901 transmembrane receptors Proteins 0.000 description 1
- 102000027575 transmembrane receptors Human genes 0.000 description 1
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 1
- ZGYICYBLPGRURT-UHFFFAOYSA-N tri(propan-2-yl)silicon Chemical compound CC(C)[Si](C(C)C)C(C)C ZGYICYBLPGRURT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 231100000691 up-and-down procedure Toxicity 0.000 description 1
- 210000000689 upper leg Anatomy 0.000 description 1
- 230000003827 upregulation Effects 0.000 description 1
- 238000010200 validation analysis Methods 0.000 description 1
- 239000004474 valine Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Область техникиTechnical field
Настоящее изобретение относится к пропуску экзонов, индуцируемому производными пептидно-нуклеиновых кислот с хорошим проникновением внутрь клетки и сильным сродством к нуклеиновой кислоте, и испрашивает преимущество приоритета по предварительной заявке США с № 62/440929, поданной 30 декабря 2016 г., которая включена сюда посредством ссылки в полном объеме.The present invention relates to exon skipping induced by peptide nucleic acid derivatives with good cell penetration and strong nucleic acid affinity, and claims the benefit of priority from U.S. Provisional Application No. 62/440929, filed Dec. 30, 2016, which is incorporated herein by links in full.
Предпосылки создания настоящего изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION
Олигонуклеотиды использовались для разнообразных биологических целей, включая антисмысловое ингибирование экспрессии генов, ПЦР (полимеразную цепную реакцию), диагностический анализ с использованием генного чипа и т.д. Поскольку олигонуклеотиды взаимодействуют с нуклеиновой кислотой, в том числе ДНК и РНК, специфическим для последовательности образом, они применимы для предсказуемой модуляции биологических процессов с участием ДНК или РНК внутри клетки. Олигонуклеотиды с хорошим проникновением внутрь клетки способны модулировать такие биологические процессы в клетке предсказуемым с учетом последовательности образом.Oligonucleotides have been used for a variety of biological purposes, including antisense inhibition of gene expression, PCR (polymerase chain reaction), gene chip diagnostic analysis, and so on. Because oligonucleotides interact with nucleic acid, including DNA and RNA, in a sequence-specific manner, they are useful for predictably modulating biological processes involving DNA or RNA within a cell. Oligonucleotides with good cell penetration are able to modulate such biological processes in the cell in a sequence-predictable manner.
Белки в качестве мишеней лекарственных средств: Белки опосредуют разнообразные клеточные функции. Неудивительно, что большинство продаваемых в настоящее время лекарственных средств проявляют терапевтическую активность благодаря модулированию функций белка(ов). Например, нестероидный противовоспалительный препарат аспирин ингибирует ферменты, называемые циклооксигеназами, благодаря своей противовоспалительной активности. Лозартан связывается с трансмембранным рецептором, называемым рецептором ангиотензина II, благодаря своей антигипертензивной активности. Росиглитазон селективно активирует внутриклеточный рецептор, называемый активируемым пероксисомными пролифераторами рецептором γ (PPAR γ), с вызовом своей противодиабетической активности. Этанерцепт представляет собой слитый белок, который связывается с цитокином, называемым фактором-α некроза опухолей (TNF-α), и нейтрализует биологическую активность TNF-α благодаря своей противоревматической активности. Герцептин представляет собой моноклональное антитело для лечения рака молочной железы путем селективного связывания с erbB2, сверхэкспрессируемым в некоторых типах клеток рака молочной железы. Proteins as drug targets : Proteins mediate a variety of cellular functions. Not surprisingly, most of the currently marketed drugs exhibit therapeutic activity by modulating the functions of the protein(s). For example, the non-steroidal anti-inflammatory drug aspirin inhibits enzymes called cyclooxygenases due to its anti-inflammatory activity. Losartan binds to a transmembrane receptor called the angiotensin II receptor due to its antihypertensive activity. Rosiglitazone selectively activates an intracellular receptor called peroxisome proliferator-activated receptor γ (PPARγ) to elicit its antidiabetic activity. Etanercept is a fusion protein that binds to a cytokine called tumor necrosis factor-α (TNF-α) and neutralizes the biological activity of TNF-α due to its antirheumatic activity. Herceptin is a monoclonal antibody for the treatment of breast cancer by selectively binding to erbB2 overexpressed in certain types of breast cancer cells.
Пре-мРНК: Генетическая информация переносится на ДНК (содержащей в качестве сахара 2-дезоксирибозу нуклеиновой кислота), которая транскрибируется с продуцированием пре-мРНК (предшественника информационной рибонуклеиновой кислоты) в ядре. Пре-мРНК млекопитающих обычно состоит из экзонов и интронов, и экзон и интрон взаимосвязаны друг с другом. Экзоны и интроны нумеруются, как показано на фиг. 1А. Pre-mRNA : The genetic information is transferred to DNA (containing 2-deoxyribose nucleic acid as a sugar), which is transcribed to produce pre-mRNA (a messenger ribonucleic acid precursor) in the nucleus. Mammalian pre-mRNA usually consists of exons and introns, and the exon and intron are interconnected with each other. Exons and introns are numbered as shown in Fig. 1A.
Сплайсинг пре-мРНК в мРНК. В ядре пре-мРНК превращается в мРНК после делеции интронов и лигирования экзонов с помощью ряда сложных реакций, которые все вместе называются «сплайсингом», как схематически показано на фиг. 1B [Ann. Rev. Biochem. 72(1), 291-336 (2003); Nature Rev. Mol. Cell Biol. 6(5), 386-398 (2005); Nature Rev. Mol. Cell Biol. 15(2), 108-121 (2014)]. Splicing of pre-mRNA into mRNA . In the nucleus, pre-mRNA is converted to mRNA after deletion of introns and ligation of exons through a series of complex reactions collectively referred to as "splicing", as shown schematically in FIG. 1B [ Ann. Rev. Biochem . 72(1), 291-336( 2003 ); Nature Rev. Mol. Cell Biol . 6(5), 386-398( 2005 ); Nature Rev. Mol. Cell Biol . 15(2), 108-121 ( 2014 )].
Сплайсинг инициируется при образовании «сплайсомного Е-комплекса» (т.е. раннего сплайсомного комплекса) между пре-мРНК и адаптерными факторами сплайсинга. В «сплайсомном Е-комплексе» U1 связывается с местом соединения экзона N и интрона N, а U2AF35 связывается с местом соединения интрона N и экзона (N+1). Таким образом, место соединения экзона/интрона или интрона/экзона имеет решающее значение для образования раннего сплайсомного комплекса. «Сплайсомный Е-комплекс» превращается в «сплайсомный А-комплекс» при дополнительном комплексообразовании с U2. «Сплайсомный А-комплекс» затем подвергается ряду сложных реакций, чтобы удалить или сплайсировать интрон для соединения соседних экзонов.Splicing is initiated by the formation of a "splicesome E-complex" (ie, an early splice complex) between pre-mRNA and splicing adapter factors. In the "splicesome E-complex", U1 binds to the junction of exon N and intron N, and U2AF 35 binds to the junction of intron N and exon (N+1). Thus, the site of exon/intron or intron/exon junction is critical for the formation of the early splicesome complex. The "splicesome E-complex" is converted to the "splicesome A-complex" by additional complexation with U2. The "splicesome A complex" then undergoes a series of complex reactions to remove or splice an intron to connect adjacent exons.
Альтернативный сплайсинг и вариант сплайсинга (сплайс-вариант): Все экзоны пре-мРНК не всегда сохраняются для образования «полноразмерной» мРНК во время сплайсинга. Некоторые экзоны делетируются, или сплайсируются, с образованием вариантных мРНК, т.е. «вариантов сплайсинга». Таким образом, пре-мРНК может быть «альтернативно сплайсирована» для получения множества вариантов сплайсинга. Alternative splicing and splicing variant (splice variant) : All pre-mRNA exons are not always saved to form "full-length" mRNA during splicing. Some exons are deleted, or spliced, to form variant mRNAs, i.e. splicing options. Thus, pre-mRNA can be "alternatively spliced" to produce multiple splicing variants.
Об альтернативном сплайсинге в клетках млекопитающих впервые было сообщено в 1981 году в случае гена, кодирующего кальцитонин [Nature vol 290(5801), 63-65 (1981); Proc. Natl. Acad. Sci. USA vol 79(6), 1717-1721 (1982)]. Ген состоит из 6 экзонов, и мРНК для кальцитонина образуется при пропуске экзона 5 и экзона 6. Между тем, пропуск экзона 4 приводит к образованию варианта мРНК, кодирующего связанный с геном кальцитонина пептид (CGRP).Alternative splicing in mammalian cells was first reported in 1981 in the case of a gene encoding calcitonin [ Nature vol 290(5801), 63-65 ( 1981 ); Proc. Natl. Acad. sci. USA vol 79(6), 1717-1721 ( 1982 )]. The gene consists of 6 exons, and the mRNA for calcitonin is generated by skipping
Альтернативный сплайсинг, по-видимому, полностью зависит от клеток и условий, которым клетки подвергаются. Благодаря альтернативному сплайсингу множество белков продуцируются с одного гена. Альтернативный сплайсинг позволяет животным генерировать большие разнообразия белков для их размера генома. У людей 95% генов с множеством экзонов подвергаются, по оценкам, альтернативному сплайсингу [Nature Genetics vol 40(12), 1413-1415 (2008)].Alternative splicing appears to be entirely dependent on the cells and the conditions the cells are exposed to. Through alternative splicing, multiple proteins are produced from a single gene. Alternative splicing allows animals to generate a wide variety of proteins for their genome size. In humans, 95% of genes with many exons are estimated to undergo alternative splicing [ Nature Genetics vol 40(12), 1413-1415 ( 2008 )].
Варианты сплайсинга и биологические функции. Варианты сплайсинга обнаруживаются как спонтанно возникающие зависящим от типа клетки или ткани образом и кодируют белки, обладающие биологическими профилями, часто отличающимися от профилей полноразмерного белка. Splicing variants and biological functions . Splicing variants are found to spontaneously occur in a cell or tissue dependent manner and encode proteins with biological profiles often different from those of the full length protein.
Андрогеновый рецептор (AR) был бы хорошим примером генов, дающих множество вариантов сплайсинга [Int. J. Biol. Sci. vol 7(6), 815-822 (2011)]. Пре-мРНК для AR состоит из 8 экзонов плюс 4 криптических экзона (криптические экзоны представлены в виде затенения на диаграмме ниже). Существует по крайней мере семь вариантов сплайсинга мРНК для AR.The androgen receptor (AR) would be a good example of genes giving rise to multiple splicing variants [ Int. J Biol. sci. vol 7(6), 815-822 ( 2011 )]. The pre-mRNA for AR consists of 8 exons plus 4 cryptic exons (cryptic exons are shaded in the diagram below). There are at least seven mRNA splicing variants for AR.
Вариант 1 мРНК для AR состоит из экзонов с 1 по 8, соединенных последовательно, и кодирует полноразмерный белок AR, как показано на фиг. 2А. В случае варианта 3 мРНК для AR экзоны с 4 по 8 сплайсируются (т.е. делетируются). Следовательно, вариант 3 мРНК для AR кодирует усеченный белок AR (AR3), в котором отсутствует лиганд-связывающий домен (LBD), присутствующий в полноразмерном белке.
Полноразмерный белок AR становится функционально активным после образования комплекса с андрогеном, таким как тестостерон или дигидротестостерон (DHT). Между тем, усеченный белок AR3 является функционально активным даже в отсутствие андрогена. В опухолях предстательной железы, устойчивых к терапии в виде андрогенной абляции, часто обнаруживалась увеличение экспрессии белка AR3. Таким образом, эндогенное образование варианта белка AR3 можно рассматривать как естественный процесс отбора клеток рака предстательной железы, чтобы избежать терапии в виде андрогенной абляции.The full-length AR protein becomes functional after complexing with an androgen such as testosterone or dihydrotestosterone (DHT). Meanwhile, the truncated AR3 protein is functionally active even in the absence of androgen. In prostate tumors resistant to androgen ablation therapy, an increase in the expression of the AR3 protein was often found. Thus, the endogenous production of the AR3 protein variant can be considered as a natural selection process for prostate cancer cells in order to avoid androgen ablation therapy.
Индуцируемый гипоксией фактор 1α (HIF-1α) представляет собой субъединицу фактора транскрипции, называемого индуцируемым гипоксией фактором 1 (HIF-1), и кодируется геном HIF1A. HIF-1α активируется в ответ на гипоксию (т.е. низкий уровень кислорода) и, следовательно, может рассматриваться как датчик клеточного кислорода [Proc. Natl. Acad. Sci. USA, vol 92, 5510-5514 (1995)]. HIF-1α индуцирует транскрипцию более 60 генов, в том числе VEGF и EPO. HIF-1α способствует образованию новых кровеносных сосудов через VEGF [Exp. Mol. Med. vol 36, 1-12 (2004)]. Солидные опухоли испытывают гипоксию из-за ограниченного кровоснабжения и повышают экспрессию HIF-1α для выживания в условиях гипоксии.Hypoxia inducible factor 1α (HIF-1α) is a subunit of a transcription factor called hypoxia inducible factor 1 (HIF-1) and is encoded by the HIF1A gene. HIF-1α is activated in response to hypoxia (i.e., low oxygen levels) and therefore can be considered as a cellular oxygen sensor [ Proc. Natl. Acad. sci. USA , vol 92, 5510-5514 ( 1995 )]. HIF-1α induces transcription of over 60 genes, including VEGF and EPO. HIF-1α promotes new blood vessel formation via VEGF [ Exp. Mol. Med . vol 36, 1-12 ( 2004 )]. Solid tumors experience hypoxia due to limited blood supply and upregulate HIF-1α expression to survive in hypoxic conditions.
Белок HIF-1α состоит из различных доменов для его функциональной активности в качестве активатора транскрипции. Он содержит основной элемент спираль-петля-спираль (bHLH) и два PAS-домена [для PAS-домена, ср. Curr. Biol. vol 7(11), R674-677 (1997); Eur. J. Biochem. vol 271(6), 1198-1208 (2004)]. HIF-1α обладает осуществляющим кислород-зависимую деградацию доменом (ODD), который служит в качестве датчика кислорода и, как известно, имеет решающее значение для стабильности белка HIF-1α.The HIF-1α protein is composed of different domains for its functional activity as a transcriptional activator. It contains the basic helix-loop-helix (bHLH) element and two PAS domains [for the PAS domain, cf. Curr. Biol. vol 7(11), R674-677( 1997 ); Eur. J Biochem. vol 271(6), 1198-1208 ( 2004 )]. HIF-1α possesses an oxygen dependent degradation domain (ODD) that serves as an oxygen sensor and is known to be critical to the stability of the HIF-1α protein.
Существует по крайней мере шесть вариантов белка HIF-1α, кодируемых шестью вариантами сплайсинга мРНК HIF-1α, как показано на фиг. 2B [Exp. Mol. Med. vol 36, 1-12 (2004)]. мРНК полноразмерного HIF-1α (HIF-1αFL) схожа с мРНК HIF-1α дикого типа (HIF-1αWT), за исключением дополнительных трех оснований (UAG) между экзоном 1 и экзон 2 вследствие альтернативного сплайсинга. Экзон 14 делетирован или пропущен в HIF-1α736. В HIF-1α736 отсутствует С-концевой активирующий домен (CAD). Известно, что как HIF-1αFL, так и HIF-1α736 активируют промотор VEGF при гипоксии. Между тем, HIF-1α557 (HIF-1αZ) и HIF-1α516 функционируют как доминантно-негативная изоформа HIF-1α. При раке молочной железы вариант сплайсинга мРНК HIF-1αFL отражает стадию прогрессирования рака и связан с плохим прогнозом [BMC Medicine vol 8(44), 1-12 (2010)].There are at least six HIF-1α protein variants encoded by six HIF-1α mRNA splicing variants, as shown in FIG. 2B [ Exp. Mol. Med . vol 36, 1-12 ( 2004 )]. Full-length HIF-1α mRNA (HIF-1α FL ) is similar to wild-type HIF-1α mRNA (HIF-1α WT ), except for an additional three bases (UAG) between
Как показано на примере андрогенового рецептора и белка HIF-1α, варианты сплайсинга играют важную роль в формировании физиологического разнообразия конкретного гена млекопитающего. Природа самопроизвольно создает варианты сплайсинга для поддержания гомеостаза, а также для реагирования на физиологическую динамику.As illustrated by the androgen receptor and HIF-1α protein, splicing variants play an important role in generating the physiological diversity of a particular mammalian gene. Nature spontaneously creates splicing variants to maintain homeostasis as well as respond to physiological dynamics.
Синтез белка на рибосомах: Интроны пре-мРНК ферментативно сплайсируются с образованием мРНК (информационной рибонуклеиновой кислоты), которая затем транслоцируется в цитозольный компартмент. В цитозоле комплекс трансляционного аппарата, называемый рибосомой, связывается с мРНК и осуществляет синтез белка, по мере того как он сканирует генетическую информацию, закодированную вдоль мРНК [Biochemistry vol 41, 4503-4510 (2002); Cancer Res. vol 48, 2659-2668 (1988)]. Protein synthesis on ribosomes : Pre-mRNA introns are enzymatically spliced to form mRNA (messenger ribonucleic acid), which is then translocated to the cytosolic compartment. In the cytosol, a translation apparatus complex called the ribosome binds to mRNA and performs protein synthesis as it scans the genetic information encoded along the mRNA [ Biochemistry vol 41, 4503-4510 ( 2002 ); Cancer Res .
Кодон: Во время синтеза белка на рибосомах каждая аминокислота кодируется триадой в последовательности мРНК. Например, «AUG», «UUA», «CCC» и «AGA» кодируют «метионин», «лейцин», «пролин» и «аргинин», соответственно. Такие триады называются «кодонами». Учитывая, что в мРНК существуют 4 мономера: A, G, U и C, существуют 64 (4×4 x 4=64) возможных кодона. Некоторые кодоны соответствуют «стоп»-сигналу для синтеза белка на рибосомах. «UGA», «UAA» и «UAG» являются кодонами для «стоп»-сигнала. Синтез белка на рибосомах терминируется, когда рибосомный аппарат распознает «стоп-кодон» при сканировании вдоль мРНК. Codon : During protein synthesis on ribosomes, each amino acid is encoded by a triad in the mRNA sequence. For example, "AUG", "UUA", "CCC" and "AGA" code for "methionine", "leucine", "proline" and "arginine", respectively. Such triads are called "codons". Given that there are 4 monomers in mRNA: A, G, U and C, there are 64 (4x4 x 4=64) possible codons. Some codons correspond to the "stop" signal for protein synthesis on ribosomes. "UGA", "UAA" and "UAG" are codons for the "stop" signal. Protein synthesis on ribosomes is terminated when the ribosome recognizes a "stop codon" when scanning along the mRNA.
Антисмысловой олигонуклеотид (ASO). Олигонуклеотид, связывающийся с мРНК или пре-мРНК специфическим для последовательности образом (т.е. комплементарно), называется «антисмысловым олигонуклеотидом» (ASO). ASO, прочно связывающийся с мРНК, может блокировать синтез белков на рибосомах. Также, ASO, прочно связывающийся с пре-мРНК, может вмешиваться в процесс сплайсинга и давать варианты сплайсинга мРНК. Antisense oligonucleotide (ASO). An oligonucleotide that binds to an mRNA or pre-mRNA in a sequence-specific manner (ie, complementary) is referred to as an "antisense oligonucleotide" (ASO). ASO, which binds tightly to mRNA, can block protein synthesis on ribosomes. Also, ASO binding tightly to pre-mRNA can interfere with the splicing process and give rise to mRNA splicing variants.
Антисмысловое ингибирование сплайсинга. Сплайсинг пре-мРНК начинается после образования «сплайсомного Е-комплекса» (т.е. E-комплекса). Как схематически представлено на фиг. 3, SR-белки (т.е. богатые серином и аргинином белки) связываются с областями «экзонного энхансера сплайсинга» (ESE) и помогают рекрутировать U1 и U2AF35 для связывания с «5'-сайтом сплайсинга» и «3'-сайтом сплайсинга, соответственно [Biochem. Cell Biol. vol 77(4), 277-291 (1999); Curr. Opin. Cell Biol. vol 13(3), 302-309 (2001)]. Antisense splicing inhibition . Splicing of the pre-mRNA begins after the formation of the "splicesome E-complex" (i.e., the E-complex). As schematically shown in FIG. 3, SR proteins (i.e., serine and arginine rich proteins) bind to "exon splicing enhancer" (ESE) regions and help recruit U1 and U2AF 35 to bind to the "5' splicing site" and "3' splicing site splicing, respectively [ Biochem. Cell biol. vol 77(4), 277-291( 1999 ); Curr. Opin. Cell biol. vol 13(3), 302-309 ( 2001 )].
В принципе, ASO может стерически ингибировать образование «сплайсомного Е-комплекса» путем связывания с определенной областью пре-мРНК, которая является критической для образования E-комплекса. Образование E-комплекса ингибируется или блокируется, если ASO прочно связывается с «5'-сайтом сплайсинга», «3'-сайтом сплайсинга» или областью ESE.In principle, ASO can sterically inhibit the formation of the "splicesome E-complex" by binding to a specific region of the pre-mRNA that is critical for the formation of the E-complex. E-complex formation is inhibited or blocked if ASO binds tightly to the "5' splicing site", "3' splicing site", or the ESE region.
Поскольку мРНК кодирует белок в соответствии с его последовательностью, вариант сплайсинга мРНК кодирует белок, отличный от белка, кодируемого «исходной» или «полноразмерной» мРНК. Таким образом, антисмысловое ингибирование сплайсинга является эффективным терапевтическим вариантом выбора за счет кодирования варианта белка(ов), проявляющего биологические свойства, отличные от свойств белка, кодируемого «исходной» или «полноразмерной» мРНК.Since mRNA codes for a protein according to its sequence, the mRNA splicing variant encodes a different protein from the protein encoded by the "original" or "full-length" mRNA. Thus, antisense splicing inhibition is an effective therapeutic option by encoding a variant of the protein(s) exhibiting biological properties different from those of the protein encoded by the "original" or "full-length" mRNA.
Сдвиг рамки считывания, индуцируемый антисмысловым ингибированием сплайсинга: Часть «кодирующей последовательности ДНК» (CDS) для мРНК HIF-1α человека [NCBI код для мРНК: NM_001530] представлена на фиг. 4А в качестве примера для иллюстрации «сдвига рамки считывания» (т.е. вне рамки считывания), индуцируемого антисмысловым ингибированием сплайсинга. На CDS (т.е. желтой полосе) отображены кодон и экзон (т.е. зеленая стрелка). Следует отметить, что T (т.е. тимин) в CDS должен быть заменен на U (т.е. урацил) в мРНК или пре-мРНК.Frameshift Induced by Antisense Splicing Inhibition : The "DNA coding sequence" (CDS) portion for human HIF-1α mRNA [NCBI code for mRNA: NM_001530] is shown in FIG. 4A as an example to illustrate the "frameshift" (ie, out of frame) induced by antisense splicing inhibition. The CDS (ie yellow bar) shows the codon and exon (ie green arrow). It should be noted that T (ie thymine) in CDS must be replaced by U (ie uracil) in mRNA or pre-mRNA.
Если экзон 3 делетируется в результате антисмыслового ингибирования сплайсинга, 3'-конец экзона 2 непосредственно связывается с 5'-концом экзона 4. Тогда место соединения экзона 2 и экзона 4 будет прочитываться «...-GAT-GCT-( G-TTT )-GAA-CTA-...», как показано на фиг. 4B (ср. левую диаграмму). Между двумя соседними кодонами полноразмерной мРНК существуют четыре нуклеотида. Делеция экзона 3 выводит кодоны, начиная с экзона 4, из рамки считывания. Таким образом, делеция экзона 3 вызывает «сдвиг рамки считывания» кодонов.If
Если экзон 3 и экзон 4 делетируются одновременно в результате антисмыслового ингибирования сплайсинга, 3'-конец экзона 2 соединяется с 5'-концом экзона 5. Тогда место соединения экзона 2 и экзона 5 будет прочитываться «...-GAT-GCT-( G-GC )-CTT-GTC-...», как показано на фиг. 4B (ср. правую диаграмму). Между двумя соседними кодонами полноразмерной мРНК существуют три нуклеотида. Двойная делеция экзона 3 и экзона 4 помещает кодоны, начиная с экзона 5, в рамку считывания, т.е. без сдвига рамки считывания.If
Сдвиг рамки считывания дает кодоны, отличные от «исходных» кодонов, и часто порождает кодон преждевременной терминации (PTC), как показано на фиг. 4C для случая делеции экзона 3 в мРНК для HIF-1α. Пропуск экзона, вызывающий сдвиг рамки считывания, предназначен для получения усеченного с С-конца фрагмента белка из-за преждевременной терминации синтеза белка на рибосомах. Такой фрагмент белка может демонстрировать физиологические свойства, отличные от «исходного» или «полноразмерного» белка. Таким образом, антисмысловое ингибирование сплайсинга может быть эффективным терапевтическим вариантом выбора для гена-мишени заболевания.Frameshift produces codons other than the "original" codons and often generates a premature termination codon (PTC), as shown in FIG. 4C for the case of deletion of
Обнаружение пропуска экзонов с помощью вложенной ОТ-ПЦР: мРНК варианта сплайсинга, индуцированного ASO, часто детектируется с помощью ПЦР (полимеразная цепная реакция). Если ASO индуцирует пропуск экзона 4 длиной 150 п.н., как показано на фиг. 5А, существуют две возможные мРНК, получаемые из пре-мРНК-мишени ASO, т.е. полноразмерная мРНК и вариант сплайсинга мРНК, в котором отсутствует экзон 4. В случае индукции с помощью ASO полного пропуска экзона 4 (т.е. 100%) клетки, обработанные ASO, дают только ПЦР-продукт, меньший на 150 п.н. ПЦР-продукта в виде полноразмерной мРНК. Относящаяся к ПЦР-продукту в случае пропуска экзона полоса отбирается и подвергается секвенированию с целью подтверждения того, что полоса для ПЦР-продукта действительно произошла от варианта сплайсинга мРНК. Detection of exon skipping by nested RT-PCR : mRNA of the ASO-induced splicing variant is often detected by PCR (polymerase chain reaction). If ASO induces 150
Оценка выхода пропуска экзонов методом ПЦР. В литературе выход или эффективность пропуска экзонов обычно оценивали путем сравнения интенсивности в геле полосы для ПЦР-продукта в виде мРНК варианта сплайсинга с интенсивностью полосы для полноразмерной мРНК. Такая оценка теоретически верна в целом, если только полноразмерная мРНК и мРНК варианта сплайсинга обладают сопоставимой стабильностью в клетках, а также во время процедур анализа, принятых для детектирования ПЦР. Однако, принимая во внимание, что стабильность мРНК является совокупным результатом эволюции на протяжении миллиарда лет, маловероятно, что варианты сплайсинга мРНК будут демонстрировать такую же стабильность, как и полноразмерная мРНК. Evaluation of exon skipping yield by PCR . In the literature, exon skipping yield or efficiency has generally been assessed by comparing the gel band intensity for a PCR product as a splice variant mRNA with the band intensity for full-length mRNA. This assessment is theoretically correct in general, provided that the full-length mRNA and mRNA of the splicing variant have comparable stability in cells, and also during the assay procedures adopted for PCR detection. However, given that mRNA stability is the cumulative result of evolution over billions of years, it is unlikely that mRNA splicing variants will exhibit the same stability as full-length mRNA.
Также можно предположить, что относительное обогащение мРНК варианта сплайсинга и полноразмерной мРНК может сильно различаться в зависимости от ПЦР-праймеров условий ПЦР и метода детектирования ПЦР. Недавно цифровая кПЦР была применена для оценки выхода пропуска экзонов в мРНК для дистрофина у мышей mdx, получавших дистрофин-специфический ASO или морфолино-, или 2'-OMe-PTO (фосфоротиоатный). Выход пропуска экзонов, оцененный с помощью цифровой кПЦР, значительно отличался от выходов, оцененных с помощью традиционных методов, таких как вложенная кПЦР [Lab. Investigation, vol 90, 1396-1402 (2010)]. Исследование с помощью цифровой кПЦР пропуска экзонов в миобластах и фибробластах у являющихся людьми пациентов с DMD предполагает, что цифровая кПЦР является выбором для надежного обнаружения продуктов пропуска экзонов с высокой чувствительностью [PLoS One 0162467, September 09 (2016)].It can also be assumed that the relative enrichment of the mRNA of the splicing variant and the full-length mRNA can vary greatly depending on the PCR primers, the PCR conditions and the PCR detection method. Recently, digital qPCR has been applied to assess the exon skipping yield of mRNA for dystrophin in mdx mice treated with dystrophin-specific ASO or morpholino- or 2'-OMe-PTO (phosphorothioate). The exon skipping yield estimated by digital qPCR was significantly different from the yields estimated by conventional methods such as nested qPCR [ Lab. Investigation, vol 90, 1396-1402 ( 2010 )]. A digital qPCR study of exon skipping in myoblasts and fibroblasts in human DMD patients suggests that digital qPCR is the choice for reliable detection of exon skipping products with high sensitivity [ PLoS One 0162467, September 09 ( 2016 )].
Принимая во внимание, что кажущийся выход пропуска экзонов, как правило, меняется в зависимости от способа и условия ПЦР-анализа, помимо ПЦР-анализа может потребоваться дополнительная проверка выхода пропуска экзонов с помощью анализа экспрессии белка или функциональных анализов для гена-мишени.Whereas the apparent yield of exon skipping tends to vary depending on the method and condition of the PCR assay, in addition to the PCR assay, additional validation of the exon skipping yield by protein expression assays or functional assays for the target gene may be required.
Усиление по принципу обратной связи транскрипции с помощью EIciRNA: Интронный лариат образуется как побочный продукт при сплайсинге пре-мРНК. Пропуск экзона дает не только мРНК варианта сплайсинга, но также и состоящую из экзона(ов) и интрона(ов) кольцевую РНК (EIciRNA), как показано на фиг. 5B, в которой экзон 3 и экзон 4 сращены с образованием лариата (структуры типа «лассо»), состоящего из интронов, экзона 3 и экзона 4. Первоначально образованный лариат, т.е. EIciRNA ①, может подвергаться дополнительному сплайсингу с образованием вторичного лариата, определяемого как EIciRNA ②. Feedback amplification of transcription by EIciRNA : The intron lariat is formed as a by-product of pre-mRNA splicing. Exon skipping produces not only splicing variant mRNA, but also exon(s) and intron(s) circular RNA (EIciRNA), as shown in FIG. 5B, in which
Эти лариаты EIciRNA сохраняют последовательность 5'-сайта сплайсинга «экзона 4» и способны рекрутировать «малый ядерный рибонуклеарный белок U1 (snRNP U1)». Затем snRNP U1 рекрутирует РНК-полимеразу II, которая может активировать транскрипцию пре-мРНК. Транскрипция пре-мРНК может увеличиваться, если EIciRNA накапливаются сверх порогового уровня в ядре. Таким образом, EIciRNA часто могут функционировать в качестве регулятора в цепи обратной связи транскрипции, когда пропуск экзонов происходит чрезмерно [Nature Struct. Mol. Biol. vol 22(3), 256-264 (2015)].These EIciRNA lariats retain the "
Неприродные олигонуклеотиды: ДНК или РНК-олигонуклеотид склонен к деградации эндогенными нуклеазами, что ограничивает их терапевтическое применение. До настоящего времени был разработан и интенсивно исследован ряд неприродных (т.е. не встречающихся в природе) олигонуклеотидов [Clin. Exp. Pharmacol. Physiol. vol 33, 533-540 (2006)]. Многие из них демонстрируют расширенную метаболическую стабильность по сравнению с ДНК и РНК. На фиг. 6А представлены химические структуры некоторых репрезентативных неприродных олигонуклеотидов. Эти олигонуклеотиды предсказуемо связываются с комплементарной нуклеиновой кислотой, как и ДНК или РНК. Non-natural oligonucleotides : A DNA or RNA oligonucleotide is prone to degradation by endogenous nucleases, limiting their therapeutic use. To date, a number of non-natural (ie, not naturally occurring) oligonucleotides have been developed and extensively investigated [ Clin. Exp. Pharmacol. physiol. vol 33, 533-540 ( 2006 )]. Many of them show extended metabolic stability compared to DNA and RNA. In FIG. 6A shows the chemical structures of some representative non-natural oligonucleotides. These oligonucleotides bind predictably to a complementary nucleic acid, just like DNA or RNA.
Фосфоротиоатный олигонуклеотид (PTO): PTO является аналогом ДНК, в котором один из атомов кислорода в фосфате остова заменен атомом серы в каждом мономере. Такое небольшое структурное изменение сделало PTO сравнительно устойчивым к деградации нуклеазами [Ann. Rev. Biochem. vol 54, 367-402 (1985)]. Phosphorothioate oligonucleotide (PTO): PTO is a DNA analog in which one of the oxygen atoms in the phosphate backbone is replaced by a sulfur atom in each monomer. This small structural change made PTO relatively resistant to degradation by nucleases [ Ann. Rev. Biochem . vol 54, 367-402 ( 1985 )].
Отражая структурное сходство между остовами PTO и ДНК, они оба плохо проходят сквозь клеточную мембрану в большинстве типов клеток млекопитающих. Однако в случае некоторых типов клеток, экспрессирующих переносчик(и) для ДНК, ДНК и PTO демонстрируют сравнительно хорошую клеточную проницаемость. Известно, что системно вводимые PTO легко распределяются в печени и почках благодаря избыточной экспрессии переносчиков ДНК [Nucleic Acids Res. vol 25, 3290-3296 (1997)].Reflecting the structural similarity between PTO and DNA backbones, both of them do not pass well through the cell membrane in most mammalian cell types. However, in some cell types expressing DNA transporter(s), DNA and PTO show relatively good cell permeability. It is known that systemically administered PTOs are easily distributed in the liver and kidneys due to the overexpression of DNA carriers [ Nucleic Acids Res .
Для улучшения клеточной проницаемости PTO in vitro широко применялась липофекция. Однако липофекция физически изменяет клеточную мембрану, вызывает цитотоксичность и, следовательно, не будет идеальной для длительного терапевтического применения.Lipofection has been widely used to improve PTO cell permeability in vitro. However, lipofection physically alters the cell membrane, causes cytotoxicity, and therefore would not be ideal for long-term therapeutic use.
За последние 30 лет PTO и варианты PTO были клинически оценены для лечения раков, иммунологических нарушений, нарушений обмена веществ и так далее [Biochemistry vol 41, 4503-4510 (2002); Clin. Exp. Pharmacol. Physiol. vol 33, 533-540 (2006)]. Многие из таких кандидатов на антисмысловые лекарственные препараты не были успешно разработаны частично из-за плохой клеточной проницаемости PTO. Для преодоления плохой клеточной проницаемости, PTO должен вводиться в высокой дозе для терапевтической активности. Однако известно, что PTO вызывают ограничивающую дозу токсичность, включая увеличенное время коагуляции, активацию комплемента, тубулярную нефропатию, активацию клеток Купфера и иммунную стимуляцию, в том числе спленомегалию, лимфоидную гиперплазию и инфильтрацию мононуклеарных клеток [Clin. Exp. Pharmacol. Physiol. vol 33, 533-540 (2006)].Over the past 30 years, PTO and PTO variants have been clinically evaluated for the treatment of cancers, immunological disorders, metabolic disorders, and so on [ Biochemistry vol 41, 4503-4510 ( 2002 ); Clin. Exp. Pharmacol. physiol. vol 33, 533-540 ( 2006 )]. Many of these antisense drug candidates have not been successfully developed due in part to the poor cell permeability of PTO. To overcome poor cell permeability, PTO must be administered at a high dose for therapeutic activity. However, PTOs are known to cause dose-limiting toxicity, including prolonged coagulation time, complement activation, tubular nephropathy, Kupffer cell activation, and immune stimulation, including splenomegaly, lymphoid hyperplasia, and mononuclear cell infiltration [ Clin. Exp. Pharmacol. physiol. vol 33, 533-540 ( 2006 )].
Было обнаружено, что многие антисмысловые PTO проявляют клиническую активность при заболеваниях со значительным вкладом со стороны печени или почек. Мипомерсен является аналогом PTO, который ингибирует синтез апоВ-100, белка, участвующего в транспорте холестерина ЛПНП. Мипомерсен проявлял клиническую активность в определенной популяции пациентов с атеросклерозом благодаря его преимущественному распределению в печени. [Circulation vol 118(7), 743-753 (2008)]. ISIS-113715 является аналогом PTO, ингибирующим синтез белка тирозинфосфатазы 1B (PTP1B) и, как было обнаружено, проявляет терапевтическую активность у пациентов с диабетом II типа [Curr. Opin. Mol. Ther. vol 6, 331-336 (2004)].Many antisense PTOs have been found to exhibit clinical activity in diseases with a significant hepatic or renal contribution. Mipomersen is a PTO analogue that inhibits the synthesis of apoB-100, a protein involved in the transport of LDL cholesterol. Mipomersen has shown clinical activity in a specific population of atherosclerotic patients due to its predominant distribution in the liver. [ Circulation vol 118(7), 743-753 ( 2008 )]. ISIS-113715 is a PTO analog that inhibits tyrosine phosphatase 1B (PTP1B) protein synthesis and has been found to have therapeutic activity in type II diabetic patients [ Curr. Opin. Mol. Ther.
2'-О-алкил-РНК: 2'-О-алкил-РНК представляет собой аналог РНК, в котором 2'-гидроксигруппа в рибозном кольце замещена алкилоксигруппой. 2'-О-алкил-РНК проявляет сродство к РНК сильнее, чем PTO или ДНК. Кроме того, 2'-О-алкил-РНК демонстрирует увеличенную метаболическую стабильность в терапевтических целях. Однако 2'-О-алкил-РНК демонстрирует плохую мембранную проницаемость, что ограничивает терапевтические возможности. 2'-O-alkyl-RNA : 2'-O-alkyl-RNA is an analog of RNA in which the 2'-hydroxy group in the ribose ring is replaced by an alkyloxy group. 2'-O-alkyl-RNA has a stronger affinity for RNA than for PTO or DNA. In addition, 2'-O-alkyl-RNA shows increased metabolic stability for therapeutic purposes. However, 2'-O-alkyl-RNA exhibits poor membrane permeability, which limits therapeutic options.
Замкнутая нуклеиновая кислота (LNA): В LNA рибозное кольцо в остове РНК структурно ограничено для увеличения сродства связывания с РНК или ДНК. Таким образом, LNA может рассматриваться как ДНК или РНК с высоким сродством [Biochemistry vol 45, 7347-7355 (2006)]. Тем не менее, LNA также демонстрирует плохую клеточную проницаемость, как и ДНК или РНК. Closed Nucleic Acid (LNA): In LNA, the ribose ring in the RNA backbone is structurally restricted to increase binding affinity for RNA or DNA. Thus, LNA can be considered as high affinity DNA or RNA [ Biochemistry vol 45, 7347-7355 ( 2006 )]. However, LNA also exhibits poor cell permeability, similar to DNA or RNA.
Гибридный олигонуклеотид остова ДНК или РНК: РТО и 2-О-алкил-РНК часто сливают в один олигонуклеотид. Благодаря 2'-О-алкил-РНК части такой гибридный олигонуклеотид обладает более высоким сродством к РНК, чем РТО-олигонуклеотид с той же последовательностью. Аналогично, LNA и PTO часто сливают в один олигонуклеотид, и гибридный олигонуклеотид обладает более высоким сродством к РНК, чем PTO-олигонуклеотид с той же последовательностью. Однако такие гибридные олигонуклеотиды также демонстрирует плохую клеточную проницаемость. DNA or RNA backbone hybrid oligonucleotide : PTO and 2-O-alkyl-RNA are often fused into a single oligonucleotide. Due to the 2'-O-alkyl-RNA moiety, such a hybrid oligonucleotide has a higher affinity for RNA than a PTO oligonucleotide with the same sequence. Similarly, LNA and PTO are often fused into one oligonucleotide, and the hybrid oligonucleotide has a higher affinity for RNA than a PTO oligonucleotide with the same sequence. However, such hybrid oligonucleotides also show poor cell permeability.
Морфолино-фосфородиамидатный олигонуклеотид (PMO): В PMO модули остова ДНК в виде фосфата и 2-дезоксирибозы заменены на фосфородиамидат и морфолин, соответственно [Appl. Microbiol. Biotechnol. vol 71, 575-586 (2006)]. Хотя остов ДНК заряжен отрицательно, основ PMO не заряжен. Таким образом, связь между PMO и мРНК свободна от электростатического отталкивания между остовами и, как правило, является более сильной, чем связь между ДНК и мРНК. Поскольку PMO заметно отличается от ДНК по структуре остова, PMO не будет распознаваться печеночным переносчиком(ами), распознающим ДНК или РНК. Однако PMO не проникает легко через клеточную мембрану. Morpholino-Phosphorodiamidate Oligonucleotide (PMO): In PMO, the DNA backbone modules of phosphate and 2-deoxyribose are replaced by phosphorodiamidate and morpholine, respectively [ Appl. microbiol. Biotechnol. vol 71, 575-586 ( 2006 )]. Although the DNA backbone is negatively charged, the PMO backbone is not. Thus, the bond between PMO and mRNA is free from electrostatic backbone repulsion and is generally stronger than the bond between DNA and mRNA. Because PMO differs markedly from DNA in its backbone structure, PMO will not be recognized by hepatic DNA or RNA-recognizing transporter(s). However, PMO does not easily cross the cell membrane.
Пептидо-нуклеиновая кислота (ПНК): ПНК представляет собой полипептид с остовом из N-(2-аминоэтил)глицина в качестве единицы и была открыта Dr. Nielsen и его коллегами [Science vol 254, 1497-1500 (1991)]. На фиг. 6B показана химическая структура и номенклатура для прототипной (т.е. немодифицированной) ПНК. Peptido nucleic acid (PNA): PNA is a polypeptide with a backbone of N-(2-aminoethyl)glycine as a unit and was discovered by Dr. Nielsen and colleagues [ Science vol 254, 1497-1500 ( 1991 )]. In FIG. 6B shows the chemical structure and nomenclature for prototype (ie, unmodified) PNA.
Подобно ДНК и РНК, ПНК также селективно связывается с комплементарной нуклеиновой кислотой [Nature (London) vol 365, 566-568 (1992)]. При связывании с комплементарной нуклеиновой кислотой N-конец ПНК эквивалентен 5'-концу ДНК или РНК, а С-конец ПНК эквивалентен 3'-концу ДНК или РНК.Like DNA and RNA, PNA also selectively binds to a complementary nucleic acid [ Nature (London) vol 365, 566-568 ( 1992 )]. When bound to a complementary nucleic acid, the N-terminus of PNA is equivalent to the 5' end of DNA or RNA, and the C-terminus of PNA is equivalent to the 3' end of DNA or RNA.
Как и PMO, остов ПНК не заряжен. Таким образом, связь между ПНК и РНК, как правило, является сильнее, чем связь между ДНК и РНК. Поскольку ПНК заметно отличается от ДНК по химической структуре, ПНК не будет распознаваться печеночным переносчиком(ами), распознающим ДНК, и будет демонстрировать профиль распределения в ткани, отличный от профиля распределения ДНК или PTO. Однако ПНК также плохо проникает сквозь клеточную мембрану млекопитающего [Adv. Drug Delivery Rev. vol 55, 267-280 (2003)].Like PMO, the PNA backbone is not charged. Thus, the bond between PNA and RNA is generally stronger than the bond between DNA and RNA. Because PNA is markedly different from DNA in chemical structure, PNA will not be recognized by hepatic DNA-recognizing transporter(s) and will show a tissue distribution profile different from that of DNA or PTO. However, PNA also poorly penetrates the mammalian cell membrane [ Adv. Drug Delivery Rev. vol 55, 267-280 ( 2003 )].
Мышечная дистрофия Дюшенна (DMD): DMD представляет собой сопровождающееся истощением мышечной ткани заболевание, которое поражает одного из приблизительно 3500 новорожденных детей мужского пола [Lancet Neurol. vol 9, 77-93 (2010)]. Пациенты с DMD постепенно теряют мышечную функцию и умирают от сердечной или дыхательной недостаточности до достижения 30-летнего возраста. У многих пациентов с DMD ген дистрофина мутирован с образованием мРНК дистрофина с кодоном преждевременной терминации (PTC) и экспрессирует усеченный нефункциональный дистрофин, в котором отсутствует С-концевая часть [HumanMol. Genetics vol. 12 (8), 907-914 (2003); и ссылки там]. Duchenne muscular dystrophy (DMD): DMD is a muscle wasting disorder that affects one in about 3500 male newborns [ Lancet Neurol.
Популярный подход к лечению DMD состоит в том, чтобы пропустить экзон, имеющий РТС, в мРНК дистрофина с использованием ASO, и кодировать белок варианта сплайсинга с С-концом, который часто называют полноразмерным дистрофином.A popular approach to treating DMD is to skip the PTC-bearing exon in dystrophin mRNA using ASO, and encode a C-terminal splice variant protein, often referred to as full-length dystrophin.
Пропуск экзона-23 в мРНК дистрофина у мышей MDX. Мышь Mdx является мутантом с PTC в экзоне 23 пре-мРНК дистрофина и широко применялась в качестве модели DMD человека на животном [FEBS J. vol 280(17), 4177-4186 (2013)]. ASO, комплементарно выбирающие своей целью (нацеливающиеся на) пре-мРНК для дистрофина мыши, были оценены в отношении их способности к индукции пропуска экзона 23 [Artificial DNA: PNA & XNA vol 2(1), 6-15 (2011)]. В этом отношении мышь mdx послужила хорошей модельной системой для оценки класса олигонуклеотидов в отношении их способности к индукции пропуска экзонов. Exon-23 skipping in dystrophin mRNA in MDX mice . The Mdx mouse is a PTC mutant in exon 23 of dystrophin pre-mRNA and has been widely used as an animal model of human DMD [ FEBS J. vol 280(17), 4177-4186 ( 2013 )]. ASOs complementarily targeting mouse dystrophin pre-mRNA have been evaluated for their ability to induce exon 23 skipping [ Artificial DNA: PNA & XNA vol 2(1), 6-15 ( 2011 )]. In this regard, the mdx mouse has served as a good model system for evaluating a class of oligonucleotides with respect to their ability to induce exon skipping.
20-мерный 2'-OMe-PTO (2'-О-метилфосфоротиоатный) ASO, полностью комплементарный месту соединения экзона 23 и интрона 23 (т.е. 5'-сайту сплайсинга экзона 23), был местно инъецирован в мышцу мыши mdx в дозе приблизительно 10 мкг/кг в композиции с амфифильным агентом для трансфекции F127 и увеличивал экспрессию полноразмерного дистрофина в мышечной ткани при инъекции согласно иммуногистохимическому анализу (IHC) и Вестерн-блоттингом для полноразмерного дистрофина. Эти результаты IHC и Вестерн-блоттинга указывают на то, что экзон 23 был пропущен в результате местной инъекции ASO. ASO обладает способностью к 18-мерному комплементарному перекрыванию с 5'-концом интрона 23 и 2-мерному комплементарному перекрыванию с 3'-концом экзона 23 [Nature Med. vol 9(8), 1009-1014 (2003)].A 20-mer 2'-OMe-PTO (2'-O-methylphosphorothioate) ASO, fully complementary to the junction of exon 23 and intron 23 (i.e., the 5' splicing site of exon 23) was locally injected into mdx mouse muscle in dose of approximately 10 μg/kg in combination with the amphiphilic agent for transfection F127 and increased the expression of full-length dystrophin in muscle tissue when injected according to immunohistochemistry analysis (IHC) and Western blotting for full-length dystrophin. These IHC and Western blot results indicate that exon 23 was skipped as a result of local injection of ASO. ASO is capable of 18-mer complementary overlap with the 5' end of intron 23 and 2-mer complementary overlap with the 3' end of exon 23 [ Nature Med. vol 9(8), 1009-1014 ( 2003 )].
Другой 20-мерный 2'-OMe-PTO ASO, полностью комплементарный месту соединения экзона 23 и интрона 23 (т.е. 5'-сайту сплайсинга экзона 23), был оценен в отношении его способности к индукции пропуска экзона 23. 20-мерный ASO комплементарно нацеливается на место соединения экзона 23 и интрона 23 и обладает способностью к 18-мерному комплементарному перекрыванию с 5'-концом интрона 23 и 2-мерному комплементарному перекрыванию с 3'-концом экзона 23. Инкубация в течение 96 часов мышиных миобластов с 2 или 4 мкМ ASO индуцировала пропуск экзона 23, что подтверждается вложенной ОТ-ПЦР. Пропуск экзона 23 также был идентифицирован с помощью ОТ-ПЦР у мышей mdx, которые получили две внутримышечные инъекции 2,9 нмоль ASO. Пропуск экзона 23 был обнаружен в мышечной ткани мышей mdx, которым подкожно вводили 2'-OMe-PTO ASO в дозе 50 мг/кг. 20-мерный 2'-FPS (2'-фторфосфоротиоатный) ASO, имеющий ту же последовательность, что и вышеупомянутый 2'-OMe-PTO ASO, также индуцировал пропуск экзона 23 в мышечных миобластах, подобно 2'-OMe-PTO ASO. Однако 2'-FPS ASO не индуцировал пропуск экзона 23 у мышей mdx после внутримышечных или подкожных инъекций [Mol. Ther. Nucl. Acids vol 4, e265 (2015)].Another 20-mer 2'-OMe-PTO ASO fully complementary to the junction of exon 23 and intron 23 (i.e. the 5' splicing site of exon 23) was evaluated for its ability to induce skipping of exon 23. 20-mer ASO complementarily targets the junction of exon 23 and intron 23 and is capable of 18-mer complementary overlap with the 5' end of intron 23 and 2-mer complementary overlap with the 3' end of exon 23. Incubation for 96 hours of mouse myoblasts with 2 or 4 μM ASO induced skipping of exon 23 as confirmed by nested RT-PCR. Exon 23 skipping was also identified by RT-PCR in mdx mice that received two intramuscular injections of 2.9 nmol ASO. Exon 23 skipping was found in the muscle tissue of mdx mice injected subcutaneously with 2'-OMe-PTO ASO at a dose of 50 mg/kg. 2'-FPS (2'-fluorophosphorothioate) ASO, having the same sequence as the aforementioned 2'-OMe-PTO ASO, also induced exon 23 skipping in muscle myoblasts, similar to 2'-OMe-PTO ASO. However, 2'-FPS ASO did not induce exon 23 skipping in mdx mice after intramuscular or subcutaneous injections [ Mol. Ther. Nucl.
20-мерную пептидо-нуклеиновую кислоту (ПНК), комплементарно нацеливающуюся на место соединения экзона 23 и интрона 23, был оценен в отношении ее способности к индукции пропуска экзона 23 у мышей MDX. 20-мерная ПНК ASO обладает способностью к 18-мерному комплементарному перекрыванию с 5'-концом интрона 23 и 2-мерному комплементарному перекрыванию с 3'-концом экзона 23. 20-мерная ПНК в концентрации 250 нМ индуцировала делецию экзона 23 в клетках H2D мышей MDX, в соответствии с анализом с помощью вложенной ОТ-ПЦР. После внутримышечной инъекции от 5 до 20 мкг (в дозе приблизительно от 0,25 до 2 мг/кг) мышам mdx 20-мерная ПНК индуцировала пропуск экзона 23 в мышечной ткани в месте инъекции. Был сделан вывод, что эффективность пропуска экзонов в случае 20-мерной ПНК выше, чем в случае вышеупомянутых 2'-OMe-PTO ASO у мышей mdx. 20-мерную ПНК ковалентно конъюгировали с различными проникающими в клетки пептидами (СРР) для увеличения клеточной проницаемости. Эти конъюгаты ПНК-CPP и немодифицированная ПНК сравнительно индуцировали пропуск экзона 23 в клетках, а также в мышечной ткани в месте инъекции [Mol. Ther. vol 16(1), 38-45 (2008)].A 20-mer peptidonucleic acid (PNA) complementarily targeting the junction of exon 23 and intron 23 was evaluated for its ability to induce exon 23 skipping in MDX mice. 20-mer ASO PNA has the ability to 18-mer complementary overlap with the 5' end of intron 23 and 2-mer complementary overlap with the 3' end of exon 23. 20-mer PNA at a concentration of 250 nM induced deletion of exon 23 in H 2 cells D MDX mice, as analyzed by nested RT-PCR. Following intramuscular injection of 5 to 20 μg (at a dose of approximately 0.25 to 2 mg/kg) to mdx mice, 20mer PNA induced skipping of exon 23 in muscle tissue at the injection site. It was concluded that the efficiency of exon skipping in the case of 20-mer PNA is higher than in the case of the aforementioned 2'-OMe-PTO ASO in mdx mice. The 20-mer PNA was covalently conjugated to various cell-penetrating peptides (CPPs) to increase cell permeability. These PNA-CPP conjugates and unmodified PNA comparatively induced exon 23 skipping in cells as well as in muscle tissue at the injection site [ Mol. Ther. vol 16(1), 38-45 ( 2008 )].
25-мерный PMO ASO, полностью комплементарный месту соединения экзона 23 и интрона 23 (т. е. 5'-сайту сплайсинга экзона 23), был оценен в отношении его способности к индукции пропуска экзона 23 у мышей MDX. 25-мерный ASO обладает способностью к 18-мерному комплементарному перекрыванию с интроном 23 и 7-мерному комплементарному перекрыванию с экзоном 23. 25-мерный PMO индуцировал пропуск экзона-23 у мышей MDX после многократных внутривенных инъекций по 2 мг на животное (в дозе приблизительно 100 мг/кг) [Nat. Med. vol 12(2), 175-177 (2006)]. 25-мерный PMO был ковалентно конъюгирован с различными проникающими в клетки пептидами (CPP) для увеличения клеточной проницаемости. Эти конъюгаты PMO-CPP индуцировали пропуск экзона 23 в мышцах при однократном внутривенном введении в дозе 3 мг/кг [Human Mol. Genet. vol 18(22), 4405-4414 (2009)].The 25mer PMO ASO fully complementary to the junction of exon 23 and intron 23 (ie, the 5' splicing site of exon 23) was evaluated for its ability to induce exon 23 skipping in MDX mice. 25-mer ASO is capable of 18-mer complementary overlap with intron 23 and 7-mer complementary overlap with exon 23. 100 mg/kg) [ Nat. Med. vol 12(2), 175-177 ( 2006 )]. The 25mer PMO has been covalently conjugated to various cell penetrating peptides (CPPs) to increase cell permeability. These PMO-CPP conjugates induced exon 23 skipping in muscle at a single intravenous dose of 3 mg/kg [ Human Mol. Genet. vol 18(22), 4405-4414 ( 2009 )].
Пропуск экзона 46 в мРНК дистрофина в миобластах у являющегося человеком пациента с DMD: 2'-OMe-PTO ASO были сконструированы для комплементарного нацеливания на область экзонного энхансера сплайсинга (ESE) внутри экзона 46 в пре-мРНК дистрофина человека и оценены на эффективность пропуска экзона 46 в клетках миобластов, полученных от являющегося человеком пациента с DMD, у которого отсутствует экзон 45 в мРНК дистрофина. Клетки трансфицировали ASO в концентрации 1 мкМ с помощью липофекции и инкубировали в течение 24 часов до экстракции РНК для вложенной ОТ-ПЦР для обнаружения пропуска экзона 46. Некоторые из протестированных ASO индуцировали пропуск экзона 46 [Human Mol. Genet. vol 10(15), 1547-1554 (2001)].
Пропуск экзона 51 в мРНК дистрофина у пациентов с DMD: Drisapersen (PRO051 или GSK24022968) представляет собой 20-мерный 2'-OMe-PTO, сконструированный для комплементарного нацеливания на область ESE внутри экзона 51 в пре-мРНК дистрофина человека, и был оценен на терапевтическую активность у являющихся людьми пациентов с DMD. На основании оценки биопсии мышечной ткани с помощью вложенной ПЦР, Drisapersen индуцировал пропуск экзона 51 у пациентов с DMD, подкожно получавших от 2 до 6 мг/кг в неделю, хотя эффективность пропуска экзона не была высокой [N. Engl. J. Med. vol 364, 1513-1522 (2011)] Exon 51 skipping in dystrophin mRNA in patients with DMD: Drisapersen (PRO051 or GSK24022968) is a 20-mer 2'-OMe-PTO designed to complementarily target the ESE region within exon 51 in human dystrophin pre-mRNA and has been evaluated for therapeutic activity in human DMD patients. Based on assessment of muscle biopsy by nested PCR, Drysapersen induced exon 51 skipping in DMD patients treated subcutaneously at 2 to 6 mg/kg per week, although the efficiency of exon skipping was not high. [N. Engl. J. Med. vol 364, 1513-1522 (2011)]
Eteplirsen (AVI-4658) представляет собой 30-мерный PMO, сконструированный для комплементарного нацеливания на ESE внутри экзона 51 в пре-мРНК дистрофина человека, и был оценен на его терапевтическую активность у пациентов с DMD. На основании оценки биопсии мышечных тканей с помощью IHC (иммуногистохимического анализа) на полноразмерный дистрофин, Eteplirsen индуцировал пропуск экзона 51 у пациентов с DMD, получающих от 2 до 20 мг/кг в неделю путем внутривенной инфузии [Lancet vol 378(9791), 595-605 (2011)].Eteplirsen (AVI-4658) is a 30mer PMO designed to complementarily target ESEs within exon 51 in human dystrophin pre-mRNA and has been evaluated for its therapeutic activity in DMD patients. Based on IHC (immunohistochemical analysis) assessment of muscle tissue for full-length dystrophin, Eteplirsen induced exon 51 skipping in DMD patients receiving 2 to 20 mg/kg per week by intravenous infusion [ Lancet vol 378(9791), 595- 605 ( 2011 )].
Пропуск экзона 27 в мРНК для APOB в клетках HepG2: Аполипопротеин B (APOB) составляет неотъемлемую часть липопротеиновых частиц. мРНК для APOB состоит из 29 экзонов. 2'-OMe-РНК APOB-специфические ASO были сконструированы для нацеливания на 3'-сайт сплайсинга экзона 27, 5'-сайт сплайсинга экзона 27 или как на 3'-сайт сплайсинга, так и на 5'-сайт сплайсинга. Нацеливающийся на 3'-сайт сплайсинга ASO (3'-SS ASO) обладает способностью к 15-мерному перекрыванию с интроном 26 и 5-мерному перекрыванию с экзоном 27 [BMC Mol. Biol. 2007, 8:3., 8:3. опубликовано 17 января 2007 г.]. Нацеливающийся 5'-сайт сплайсинга ASO (5'-SS ASO) обладает способностью к 5-мерному перекрыванию с экзоном 27 и 15-перекрыванию с интроном 27. 40-мерный 2'-OMe-РНК ASO был сконструирован путем ковалентного слияния 3'-SS ASO с 5'-SS ASO. Таким образом, 40-мерный ASO способен взаимодействовать одновременно с 3'-сайтом сплайсинга, а также с 5'-сайтом сплайсинга.
ASO были оценены в отношении их способности к индукции пропуска экзона 27 в клетках HepG2 с помощью липофекции. Интересно отметить, что как 3'-SS ASO, так и 5'-SS ASO не смогли индуцировать пропуск экзона 27 в клетках HepG2 в дозе 25-250 нМ. Между тем, 40-мерный ASO продемонстрировал заметный уровень пропуска экзона 27 в зависимости от дозы от 25 до 250 нМ. Вполне вероятно, что 15-мерное комплементарное перекрывание 2'-OMe-РНК только с интронной частью сайта сплайсинга было недостаточным для эффективного ингибирования образования раннего сплайсомного комплекса. Было бы желательно более прочное связывание с сайтом сплайсинга, охватывающим экзон 27 пре-мРНК для APOB, чтобы индуцировать пропуск экзона в результате эффективного ингибирования образования раннего сплайсомного комплекса в клетках HepG2.ASOs were evaluated for their ability to induce
Альтернативный сплайсинг пре-мРНК Bel-x: BCL2L1 (Bcl-x) представляет собой ген человека, кодирующий Bcl-xL или Bcl-xS посредством альтернативного сплайсинга. 18-мерный 2'-OMe-PTO ASO был сконструирован для нацеливания на 5'-сайт сплайсинга экзона 2 и обладает способностью к 16-мерному комплементарному перекрыванию с экзоном 2 и 2-мерному перекрыванию с интроном 2. При липофекции в концентрации 80-400 нМ, ASO способствовал клеточной продукции Bcl-xS посредством альтернативного сплайсинга в группе раковых клеток, включая MCF7, PC3, Dul45, HeLa и MDA MB231 [J. Biol. Chem. vol 277(51), 49374-49382 (2002)]. Bel-x pre-mRNA alternative splicing : BCL2L1 (Bcl-x) is a human gene encoding Bcl-xL or Bcl-xS via alternative splicing. The 18-mer 2'-OMe-PTO ASO was designed to target the 5' splicing site of
Бесклеточная коррекция сплайсинга in vitro в пре-мРНК для β-глобина. Талассемия представляет собой наследственное заболевание крови, вызванное аномальным образованием гемоглобина. Редкая мутация IVS2705, обнаруженная у пациентов с большой талассемией, несет точечную мутацию [T→G] в положении нуклеотида 705 в интроне 2 гена β-глобина человека. Мутация IVS2705 создает дополнительный 5'-сайт сплайсинга и активирует криптический 3'-сайт сплайсинга в положении 579 интрона. Мутация IVS2705 индуцирует альтернативный сплайсинг со вставкой 127 нуклеотидов, т.е. нуклеотидов 579-705 интрона, между экзоном 2 и экзоном 3 [J. Biol. Chem. vol 260, 16332-16337 (1985)] Cell-free correction of in vitro splicing in pre-mRNA for β-globin . Thalassemia is an inherited blood disorder caused by the abnormal production of hemoglobin. A rare IVS2 705 mutation found in patients with thalassemia major carries a [T→G] point mutation at nucleotide position 705 in
17-мерный 2'-OMe-РНК ASO, полностью комплементарный криптическому 5'-сайту сплайсинга мутанта IVS270, был оценен в отношении его способности к коррекции аберрантного сплайсинга в бесклеточной системе сплайсинга in vitro. ASO обладает способностью к 8-мерному перекрыванию с интроном и 9-мерному перекрыванию с криптическим экзоном. ASO эффективно корректировал аберрантный сплайсинг в диапазоне от 0,12 до 2 мкМ с выходом мРНК без криптического экзона, происходящего от интрона 2 [Proc. Natl. Acad. Sci. USA vol 90, 8673-8677 (1993)]. Система сплайсинга in vitro является бесклеточной и, следовательно, не требует какого-либо средства доставки для индукции пропуска экзона. ASO индуцировал пропуск экзона в концентрации 120 нМ в бесклеточной системе сплайсинга. Если бы ASO обладал более сильным сродством к 5'-сайту сплайсинга, экзон-пропускающая активность была бы большей. С целью увеличения экзон-пропускающей активности желательно использовать ASO, обладающий сильным сродством к 5'-сайту сплайсинга.The 17mer 2'OMe RNA ASO, fully complementary to the cryptic 5' splicing site of the IVS2 70 mutant, was evaluated for its ability to correct aberrant splicing in an in vitro cell-free splicing system. ASO is capable of 8-dimensional overlap with the intron and 9-dimensional overlap with the cryptic exon. ASO effectively corrected aberrant splicing in the range of 0.12 to 2 μM with mRNA yield without a cryptic exon derived from intron 2 [ Proc. Natl. Acad. sci.
Коррекция сплайсинга пре-мРНК для люциферазы в клетках HeLa pLuc/705 с помощью 2'-OMe-РНК: pLuc/705 представляет собой ген люциферазы, модифицированный так, интрон 2 мутанта IVS2705 β-глобина человека был встроен между нуклеотидами 1368 и 1369. Клетки HeLa pLuc/705 стабильно экспрессируют модифицированный ген люциферазы pLuc/705. Модифицированные клетки HeLa экспрессируют мРНК для люциферазы с криптическим экзоном между нуклеотидами 1368 и 1369 и, следовательно, кодируют нефункциональный вариант белка люциферазы. Correction of pre-mRNA splicing for luciferase in HeLa cells pLuc/705 with 2'-OMe-RNA : pLuc/705 is a luciferase gene modified so that
17-мерный 2'-ОМе-РНК-олигонуклеотид, комплементарно нацеливающийся на криптический 5'-сайт сплайсинга мутанта IVS270 (обладающий способностью к 8-мерному перекрыванию с интроном и 9-мерному перекрыванию с криптическим экзоном), был оценен в отношении его способности к коррекции аберрантного сплайсинга модифицированной пре-мРНК люциферазы в клетках HeLa pLuc/705. После липофекции в концентрации 20-500 нМ 17-мерный ASO восстанавливал активность люциферазы в клетках дозозависимым образом. Было обнаружено методом ОТ-ПЦР, что криптический экзон сплайсируется при обработке ASO. Экзон-пропускающая активность наблюдалась при концентрации 20 нМ или выше [Biochemistry vol 37, 6235-6239 (1998)].A 17-mer 2'-OMe RNA oligonucleotide complementarily targeting the cryptic 5' splicing site of the IVS2 70 mutant (having the ability to 8-mer overlap with the intron and 9-mer overlap with the cryptic exon) was evaluated for its ability to to correct aberrant splicing of modified luciferase pre-mRNA in HeLa pLuc/705 cells. After lipofection at a concentration of 20-500 nM, 17-mer ASO restored luciferase activity in cells in a dose-dependent manner. It was found by RT-PCR that the cryptic exon was spliced upon ASO treatment. Exon-passing activity was observed at a concentration of 20 nM or higher [
Коррекция сплайсинга пре-мРНК для люциферазы в клетках HeLa pLuc/705 с помощью ПНК: 17-мерные производные ПНК, комплементарно нацеливающиеся на криптический 5'-сайт сплайсинга мутанта IVS2705 (обладающие способностью к 8-мерному перекрыванию с интроном и 9-мерному перекрыванию с криптическим экзоном) были оценены в отношении их способности корректировать аберрантный сплайсинг модифицированной пре-мРНК для люциферазы в клетках HeLa pLuc/705. Были сконструированы производные, которые содержали различное количество фосфонатных групп, ковалентно конъюгированных с N-концом последовательности ПНК [Nucl. Acids Res. vol 30 (13), 4424-4432 (2008)]. Ковалентное конъюгирование фосфонатных фрагментов с ПНК было введено для облегчения трансфекции в клетку путем липофекции. Correction of pre-mRNA splicing for luciferase in HeLa pLuc/705 cells by PNA : 17-mer PNA derivatives targeting the cryptic 5' splicing site of the IVS2 705 mutant complementarily (possessing 8-mer overlap with intron and 9-mer overlap with a cryptic exon) were evaluated for their ability to correct aberrant splicing of modified pre-mRNA for luciferase in HeLa pLuc/705 cells. Derivatives were constructed that contained varying amounts of phosphonate groups covalently conjugated to the N-terminus of the PNA sequence [ Nucl. Acids Res . vol 30 (13), 4424-4432 ( 2008 )]. Covalent conjugation of phosphonate moieties to PNA has been introduced to facilitate transfection into cells by lipofection.
При липофекции в концентрации 2,5-60 нМ ПНК ASO восстанавливали активность люциферазы в клетке дозозависимым образом. Было обнаружено методом ОТ-ПЦР, что криптический экзон сплайсируется при обработке ASO. ПНК ASO с большим количеством фосфонатных групп, прикрепленных к ним, проявили более высокую активность и эффективность в сплайсинге криптического экзона. ПНК ASO с 12 фосфонатными группами проявил эффективность пропуска экзонов, составляющую 81% при 2,5 нМ.When lipofection at a concentration of 2.5-60 nM PNA ASO restored the activity of luciferase in the cell in a dose-dependent manner. It was found by RT-PCR that the cryptic exon was spliced upon ASO treatment. ASO PNAs with more phosphonate groups attached to them showed higher activity and efficiency in cryptic exon splicing. The ASO PNA with 12 phosphonate groups showed an exon skipping efficiency of 81% at 2.5 nM.
Наблюдаемая субнаномолярная экзон-пропускающая активность ПНК ASO намного больше активности 17-мерного 2'-Ome-РНК ASO. [Biochemistry vol 37, 6235-6239 (1998)]. ПНК была бы очень полезна для эффективной индукции пропуска экзонов в случае модификации должным образом для доставки в клетку.The observed subnanomolar exon-skip activity of ASO PNA is much greater than that of the 17-mer 2'-Ome-RNA of ASO. [
Пропуск экзона в пре-мРНК для FOLH1 с помощью 2'-Ome-PTO: Специфический для предстательной железы мембранный антиген (PSMA) является продуктом гена фолатгидролазы (FOLH1) и экспрессируется в высокой степени в злокачественных тканях предстательной железы. 2'-OMe-PTO ASO, нацеливающиеся на пре-мРНК для FOLH1, оценивали в отношении их способности к индукции пропуска экзонов в клетках рака предстательной железы LNCap после трансфекции с помощью липофекции [Oligonucleotides, vol. 16, 186-175 (2006)]. FOLH1 pre-mRNA exon skipping by 2'-Ome-PTO : Prostate-specific membrane antigen (PSMA) is a product of the folate hydrolase (FOLH1) gene and is highly expressed in prostate cancer. 2'-OMe-PTO ASOs targeting pre-mRNA for FOLH1 were evaluated for their ability to induce exon skipping in LNCap prostate cancer cells after transfection by lipofection [ Oligonucleotides , vol. 16, 186-175 ( 2006 )].
SSO1 представляет собой 18-мерный ASO, нацеливающийся на 5'-сайт сплайсинга экзона 1, и обладает способностью к 16-мерному комплементарному перекрыванию с экзоном 1 и 2-мерному перекрыванию с интроном 1. SS06 и SSO18 представляют собой 18-мерные ASO, комплементарно нацеливающиеся на экзон 6 и экзон 18, соответственно.SSO1 is an 18-mer ASO targeting the 5' splicing site of
SSO1 индуцировал альтернативный сплайсинг с IC50, составляющей приблизительно 400 нМ. SS06 индуцировал пропуск экзона 6 с IC50, составляющей приблизительно 4 нМ. SSOl8 индуцировал пропуск экзона 18 с IC50, составляющей приблизительно 4 нМ.SSO1 induced alternative splicing with an IC 50 of approximately 400 nM. SS06 induced skipping of
Интересно отметить, что SS06 и SS018, нацеливающиеся на внутриэкзонную область (т.е. экзонный сайт энхансера сплайсинга), индуцировали пропуск экзона гораздо сильнее, чем SSO1, нацеливающийся на 5'-сайт сплайсинга. Было установлено, что нацеливание на область ESE с помощью 2'-OMe-PTO ASO более эффективно, чем нацеливание на сайт сплайсинга в этом конкретном примере.Interestingly, SS06 and SS018 targeting the intra-exon region (i.e., the splicing enhancer exon site) induced exon skipping much more strongly than SSO1 targeting the 5' splicing site. Targeting the ESE region with 2'-OMe-PTO ASO was found to be more efficient than targeting the splicing site in this particular example.
Альтернативный сплайсинг пре-мРНК IL-5Rα с помощью 2'-О-MOE-РНК: 2'-О-MOE-РНК (2'-O-метоксиэтил-РНК) ASO, комплементарно нацеливающиеся на пре-мРНК для IL-5Rα мыши, оценивали в отношении их способности индуцировать альтернативный сплайсинг (т.е. пропуск экзонов) в клетках BCL1 после трансфекции путем электропорации. [Mol. Pharmacol. vol 58, 380-387 (2000)]. Alternative splicing of IL-5Rα pre-mRNA by 2'-O-MOE-RNA: 2'-O-MOE-RNA (2'-O-methoxyethyl-RNA) ASOs complementarily targeting mouse IL-5Rα pre-mRNA were evaluated for their ability to induce alternative splicing (ie, exon skipping) in BCL1 cells after transfection by electroporation. [ Mol. Pharmacol . vol 58, 380-387 ( 2000 )].
ASO были разработаны путем сканирования на комплементарность сканирования различных областей экзона 9 и сайтов сплайсинга, фланкирующих экзон 9. 20-мерный ASO, полностью комплементарный 3'-сайту сплайсинга (3' SS) экзона 9 с 4-мерным перекрыванием с интроном 8, заметно индуцировал альтернативный сплайсинг в концентрации 10 мкМ. ASO, нацеливающиеся на внутриэкзонные области экзона 9, индуцировали альтернативный сплайсинг в концентрации 10 мкМ с эффективностью, сравнимой с таковой 3' SS ASO. Все протестированные ASO индуцировали альтернативный сплайсинг, что указывает на то, что экзон 9 и его сайты сплайсинга очень чувствительны к пропуску экзона. 3'-сайт сплайсинга был более чувствительным, чем 5'-сайт сплайсинга.ASOs were designed by scanning for complementarity scans of various regions of
20-мерные ASO также были сконструированы для комплементарного нацеливания на сайты сплайсинга, фланкирующие экзон 8 с 4-мерным перекрыванием с интроном. ASO индуцировали пропуск экзона 8 в концентрации 10 мкМ, хотя 3' SS ASO был более эффективным, чем 5' SS ASO.The 20-mer ASOs were also designed to complementarily target splice
Считается, что микромолярная экзон-пропускающая активность 2'-О-МОЕ-РНК ASO при электропорации является очень низкой по сравнению с наномолярной экзон-пропускающей активностью 2'-OMe-PTO ASO, нацеливающихся на пре-мРНК для FOLH1, при липофекции. [Oligonucleotides, vol. 16, 186-175 (2006)] Липофекция будет более эффективной, чем электропорация, для трансфекции олигонуклеотидов с отрицательно заряженным остовом в клетку.It is believed that the micromolar exon-skip activity of 2'-O-MOE-RNA ASO by electroporation is very low compared to the nanomolar exon-skip activity of 2'-OMe-PTO ASO targeting FOLH1 pre-mRNA by lipofection. [ Oligonucleotides , vol. 16, 186-175 ( 2006 )] Lipofection will be more efficient than electroporation for transfection of negatively charged backbone oligonucleotides into the cell.
Пропуск экзона 10 в пре-мРНК тау с помощью 2'-О-MOE PTO: 5'-сайт сплайсинга экзона 10 в пре-мРНК тау имеет 18-мерную последовательность, склонную к образованию петли на стебле, и не подходит для образования сплайсомного Е-комплекса. Поэтому экзон 10 пре-мРНК тау очень склонен к пропуску. Skipping
2'-О-MOE PTO ASO, нацеливающиеся либо на 3'-сайт сплайсинга, либо на 5'-сайт сплайсинга экзона 10 тау, были оценены в отношении их способности усиливать пропуск экзона 10 [J. Biol. Chem. vol 276(46), 42986-42993 (2001)]. E10α представляет собой 18-мерный ASO, комплементарно нацеливающийся на 3'-сайт сплайсинга. E10α обладает способностью к 10-мерному перекрыванию с интроном 9 и 8-мерному перекрыванию с экзоном 10. E10β представляет собой 21-мерный ASO, комплементарно нацеливающийся на 5'-сайт сплайсинга. E10β обладает способностью к 8-мерному перекрыванию с экзоном 10 и 13-мерному перекрыванию с интроном 10.2'-O-MOE PTO ASOs targeting either the 3' splicing site or the 5' splicing site of
После трансфекции в клетки COS-1 с помощью липофекции, E10α и E10β индуцировали пропуск экзона 10 с IC50=2-5 нМ. В клетках РС12, трансфицированных с помощью электропорации, ASO индуцировали пропуск экзона 10 с микромолярной IC50.After transfection into COS-1 cells by lipofection, E10α and E10β induced
Пропуск экзона 2 в пре-мРНК для MyD88 с помощью 2'-О-MOE-РНК ASO: MyD88 является адаптерным белком, участвующим в IL-1R- и TLR-индуцированной активации NF-κB. 2-мерные 2'-О-метоксиэтил (2'-О-MOE)-РНК ASO были сконструированы для комплементарного нацеливания либо на 3'-сайт сплайсинга, либо на 5'-сайт сплайсинга экзона 2 в пре-мРНК для MyD88 человека. Были сконструированы 20-мерные ASO, которые обладали способностью к 0-, 5-, 10-, 15- или 20-мерному перекрыванию с либо 5'-концом интрона 1 (т.е. 3'-сайтом сплайсинга экзона 2), либо 3'-концом интрона 2 (т.е. 5'-сайтом сплайсинга экзона 2). ASO были оценены в отношении их способности к индукции пропуска экзона 2 в клетках A549 после трансфекции с помощью липофекции [J. Immunol, vol 176, 3652-3661 (2006)].
Из всех ASO ASO, обладающий способностью к 20-мерному перекрыванию с интроном 1 в 3'-сайте сплайсинга экзона 2, индуцировал пропуск экзона 2 наиболее сильно и эффективно. Наблюдаемая IC50 для пропуска экзона 2 составляла от 50 до 100 нМ. ASO, нацеливающиеся на 5'-сайт сплайсинга, были не так эффективны, как ASO, нацеливающиеся на 3'-сайт сплайсинга. Среди ASO, нацеливающихся на 5'-сайт сплайсинга, самым сильным ASO был ASO, обладающий способностью к 20-мерному перекрыванию с 3'-концом экзона 2.Of all the ASOs, the ASO with the ability to overlap 20-mer with
Среди 2'-О-МОЕ-РНК ASO, сконструированных также для комплементарного нацеливания либо на 3'-сайт сплайсинга, либо на 5'-сайт сплайсинга экзона 2 в пре-мРНК для MyD88 мыши, ASO, обладающий способностью к 20-мерному перекрыванию с 5'-концом экзона 2, наиболее сильно индуцировал пропуск экзона 2 в клетках RAW 264.7, трансфицированных с помощью липофекции.Among the 2'-O-MOE-RNA ASOs also designed to complementarily target either the 3' splicing site or the 5' splicing site of
Самый сильный ASO в мышиных клетках вводили два раза в неделю в течение 2 недель в дозе 50 мг/кг. Имело место значительное снижение мРНК для MyD88 на 60-85% в кишечнике, жировой ткани и печени. 50 мг/кг является большой дозой, которая могла бы вызвать типичные неблагоприятные эффекты терапии олигонуклеотидами с фосфатно-рибозным остовом. Существует острая необходимость в значительном увеличении экзон-пропускающей активности, если 2'-О-МОЕ-РНК ASO должны проявлять терапевтическую активность, не вызывая типичные неблагоприятные эффекты.The strongest ASO in mouse cells was administered twice a week for 2 weeks at a dose of 50 mg/kg. There was a significant decrease in mRNA for MyD88 by 60-85% in the intestine, adipose tissue and liver. 50 mg/kg is a large dose that would cause the typical adverse effects of phosphate-ribose backbone oligonucleotide therapy. There is an urgent need for a significant increase in exon skipping activity if the 2'-O-MOE-RNA ASO is to exhibit therapeutic activity without causing the typical adverse effects.
Восстановление экзона 7 в SMN2 с помощью Nusinersen: Спинальная мышечная атрофия (SMA) представляет собой опасное для жизни редкое заболевание, вызываемое делецией или потерей функции гена SMN1 (выживания двигательного нейрона 1). У людей есть паралогичный ген SMN2, который имеет идентичную кодирующую последовательность, за исключением 11 нуклеотидов. SNP (однонуклеотидный полиморфизм) C→T в экзоне 7 SMN2 индуцирует пропуск экзона 7, и получающаяся в результате сплайс-вариантная мРНК кодирует вариант белка SMN2, быстро метаболизируемый. Поэтому мутант SMN2 не способен компенсировать функциональную нехватку белка SMN1, что приводит к вспышке SMA. [Neurology vol 86, 890-897 (2016)] Recovery of
Nusinersen (Spiranza™) представляет собой 18-мерный 2'-О-МОЕ-РНК ASO, комлементарно нацеливающийся на область сайленсера сплайсинга в интроне 7 SMN2. Поскольку Nusinersen стерически блокирует связывание белка-сайленсера сплайсинга, экзон 7 сохраняется или восстанавливается с получением полноразмерного белка SMN2. Nusinersen восстанавливает обычный процесс сплайсинга путем связывания с областью сайленсера сплайсинга, расположенной в интроне 7 SMN2.Nusinersen (Spiranza™) is an 18mer 2'-O-MOE ASO RNA that complementarily targets the splicing silencer region in
Nusinersen был одобрен Управлением по контролю качества продуктов питания и лекарственных средств (FDA) США в 2016 году для лечения SMA. Nusinersen вводится интратекально в дозе 12 мг один раз в три месяца или шесть месяцев. Nusinersen находится в спинном мозге с полупериодом существования от 135 до 177 дней в спинномозговой жидкости (CSF) [Nusinersen US Label, FDA, December 2016].Nusinersen was approved by the US Food and Drug Administration (FDA) in 2016 for the treatment of SMA. Nusinersen is administered intrathecally at a dose of 12 mg once every three months or six months. Nusinersen resides in the spinal cord with a half-life of 135 to 177 days in cerebrospinal fluid (CSF) [Nusinersen US Label, FDA, December 2016].
Терапевтическая активность индуцирующих пропуск экзонов олигонуклеотидных терапий: Как и в приведенных ранее в этом документе в качестве примера случаях, олигонуклеотиды с фосфатным остовом индуцируют пропуск экзонов с наномолярной активностью в клетках, трансфицированных с помощью липофекции, но с микромолярной активностью в клетках, обработанных «голым» олигонуклеотидом. Therapeutic Activity of Exon Skipping Inducing Oligonucleotide Therapies: As in the exemplary cases cited earlier in this document, phosphate backbone oligonucleotides induce exon skipping with nanomolar activity in cells transfected by lipofection, but micromolar activity in cells treated with "naked" oligonucleotide.
Микромолярная экзон-пропускающая активность в пре-мРНК MyD88 была переведена в терапевтическую дозу, составляющую 10 мг/кг или выше при системном введении в виде «голого» олигонуклеотида у мышей [J. Immunol, vol 176, 3652-3661 (2006)]. В такой высокой терапевтической дозе олигонуклеотиды с фосфатным остовом чувствительны к иммунологическим неблагоприятным событиям. Таким образом, было бы очень желательно разработать способ или препарат для заметного улучшения терапевтической дозы.The micromolar exon-skip activity in MyD88 pre-mRNA has been translated into a therapeutic dose of 10 mg/kg or higher when administered systemically as a naked oligonucleotide in mice [ J. Immunol , vol 176, 3652-3661 ( 2006 )]. At such a high therapeutic dose, phosphate backbone oligonucleotides are susceptible to immunological adverse events. Thus, it would be highly desirable to develop a method or formulation to markedly improve the therapeutic dose.
Drisapersen, 20-мерный 2'-ОМе-PTO, сконструированный для индукции пропуска экзона 51 в пре-мРНК для дистрофина человека, индуцировал пропуск экзона 51 у пациентов с DMD, подкожно получавших ASO в дозе от 2 до 6 мг/кг в неделю в виде голого олигонуклеотид, хотя эффективность пропуска экзонов не была высокой [N. Engl. J. Med. vol 364, 1513-1522 (2011)]. Была обеспокоенность по поводу увеличения терапевтической дозы Drisapersen из-за ограничивающей дозу токсичности.Drisapersen, a 20-mer 2'-OMe-PTO designed to induce exon 51 skipping in pre-mRNA for human dystrophin, induced exon 51 skipping in DMD patients treated subcutaneously with ASO at a dose of 2 to 6 mg/kg per week for as a naked oligonucleotide, although exon skipping efficiency was not high [ N. Engl. J. Med. vol 364, 1513-1522 ( 2011 )]. There has been concern about increasing the therapeutic dose of Drisapersen due to dose-limiting toxicity.
ПНК и PMO обладают нейтральным остовом, не распознаются иммунными системами (особенно Toll-подобными рецепторами) и будут свободны от иммунологических реакций, обычно наблюдаемых в случае олигонуклеотидов с фосфатным остовом.PNA and PMO have a neutral backbone, are not recognized by immune systems (especially Toll-like receptors) and will be free from the immunological reactions commonly seen with phosphate backbone oligonucleotides.
Eteplirsen (AVI-4658), 30-мерный PMO, разработанный для индукции пропуска экзона 51 в пре-мРНК для дистрофина человека, хорошо переносился пациентами с DMD, получавшими ASO путем внутривенной инфузии от 2 до 20 мг/кг в неделю [Lancet vol 378(9791), 595-605 (2011)]. Недавно Eteplirsen получил ускоренное одобрение FDA США для применения для пациентов с DMD.Eteplirsen (AVI-4658), a 30mer PMO designed to induce exon 51 skipping in pre-mRNA for human dystrophin, was well tolerated by DMD patients treated with ASO by intravenous infusion of 2 to 20 mg/kg per week [ Lancet vol 378 (9791), 595-605 ( 2011 )]. Eteplirsen recently received US FDA accelerated approval for use in patients with DMD.
Несмотря на то, что Nusinersen является ASO со способностью к восстановлению экзонов вместо пропуска экзонов, разрешенная терапевтическая доза, составляющая 12 мг раз в три месяца, является весьма привлекательной. Считается, что эффективное поглощение нейронами после интратекальной инъекции в значительной степени ответственно за активность Nusinersen.Although Nusinersen is an ASO with exon repair instead of exon skipping, the approved therapeutic dose of 12 mg every three months is very attractive. Efficient uptake by neurons after intrathecal injection is believed to be largely responsible for the activity of Nusinersen.
Клиническая разработка терапии олигонуклеотидом с фосфатным остовом была критически затруднена из-за ограничивающей дозу токсичности, включая иммунологическую токсичность через активацию Toll-подобных рецепторов или активацию комплемента, тканеспецифическую токсичность в печени или почках. Повышая терапевтическую активность in vivo, можно преодолеть такие ограничивающие дозу токсичности.Clinical development of phosphate backbone oligonucleotide therapy has been critically hampered by dose-limiting toxicity, including immunological toxicity via Toll-like receptor activation or complement activation, tissue-specific toxicity in the liver or kidneys. By increasing in vivo therapeutic activity, such dose-limiting toxicities can be overcome.
Производство олигонуклеотидов очень дорого. Текущий уровень терапевтической дозы для человека от 100 мг до 2 г в неделю переводится в стоимость API (активного фармацевтического ингредиента) от 100 до 2000 долларов США в неделю, если стоимость производства API щедро предполагается равной 1000 долларов США за грамм. На самом деле, стоимость производства API для терапии олигонуклеотидами намного превышает 1000 долларов США за грамм. Таким образом, у заинтересованных сторон в сфере здравоохранения будет существенная потребность в значительном увеличении терапевтической активности с целью обеспечения терапии олигонуклеотидами по умеренной ежегодной стоимости лечения для постоянного применения.The production of oligonucleotides is very expensive. The current human therapeutic dose level of 100mg to 2g per week translates into an API (Active Pharmaceutical Ingredient) cost of US$100 to US$2,000 per week if the API production cost is generously assumed to be US$1,000 per gram. In fact, the production cost of an oligonucleotide therapy API far exceeds $1,000 per gram. Thus, there will be a significant need among healthcare stakeholders for a significant increase in therapeutic activity in order to provide oligonucleotide therapy at a moderate annual treatment cost for ongoing use.
Хорошая клеточная проницаемость олигонуклеотида. Клеточная мембрана представляет собой липидный бислойный барьер, образовавшийся в процессе эволюции на протяжении миллиарда лет. Клеточная мембрана действительно функционирует как большой барьер для одноцепочечных антисмысловых олигонуклеотидов размером от 4 до 10 кДа. Доставка в клетку таких ASO путем прямого проникновения через клеточную мембрану практически невозможна. Существуют и другие пути клеточного поглощения одноцепочечных олигонуклеотидов. Чтобы привести некоторые пути, опосредованный переносчиками эндоцитоз в гепатоцитах, наблюдаемый в случае Miromersen, нацеливающегося на ApoB 100, поглощение нейронами (вероятно, эндоцитоз), наблюдаемое в случае Nusinersen, GalNac (N-ацетилгалактозамин)-опосредованное поглощение клетками и т.д. Однако такие пути поглощения клетками сильно зависят от тканей и вряд ли применимы в целом к большинству типов тканей [Nature Biotechnol. vol 35(3), 222-229 (2017)]. Good cell permeability of the oligonucleotide . The cell membrane is a lipid bilayer barrier formed during evolution over a billion years. The cell membrane does indeed function as a large barrier to single stranded antisense oligonucleotides ranging in size from 4 to 10 kDa. Delivery of such ASOs into the cell by direct penetration through the cell membrane is almost impossible. There are other ways of cellular uptake of single-stranded oligonucleotides. To give some pathways, carrier-mediated endocytosis in hepatocytes seen with
Олигонуклеотид с фосфатным остовом можно было бы правильно приготовить в виде композиции, чтобы он обладал хорошей клеточной проницаемостью, и для такого приготовленного в виде композиции олигонуклеотида можно бы предсказать, что он будет проявлять лучшую терапевтическую активность in vivo, чем «голый» (т.е. без композиции) олигонуклеотид. Учитывая проявление олигонуклеотидами с фосфатным остовом наномолярной экзон-пропускающей активности чаще всего в клетках, если они были трансфицированы с помощью липофекции, терапевтическая активность in vivo олигонуклеотидов, приготовленных в виде композиции так, чтобы они обладали хорошей клеточной проницаемостью, была бы заметно улучшена, поскольку будет предписываться наномолярная экзон-пропускающая активность in vitro. Таким образом, хорошая клеточная проницаемость будет иметь решающее значение для in vivo терапевтической активности олигонуклеотидов, индуцирующих пропуск экзонов. Тем не менее, разработка композиции, обеспечивающей хорошую доставку в ткани, остается огромной технической проблемой в области терапии олигонуклеотидами.A phosphate backbone oligonucleotide could be properly formulated to have good cell permeability, and such a formulated oligonucleotide would be predicted to exhibit better in vivo therapeutic activity than "naked" (i.e. . without composition) oligonucleotide. Considering that oligonucleotides with a phosphate backbone exhibit nanomolar exon-skip activity most commonly in cells if they were transfected by lipofection, the in vivo therapeutic activity of oligonucleotides formulated so that they have good cell permeability would be markedly improved, since they would nanomolar exon-passing activity in vitro is prescribed. Thus, good cell permeability will be critical for the in vivo therapeutic activity of exon skipping oligonucleotides. However, developing a composition that provides good tissue delivery remains a huge technical challenge in the field of oligonucleotide therapy.
Модифицированные нуклеотидные основания ПНК для хорошей клеточной проницаемости и высокого сродства. Как упоминалось ранее, были сконструированы производные ПНК, которые содержат различное количество фосфонатных групп, ковалентно конъюгированных для облегчения доставки в клетку с помощью липофекции. Было обнаружено, что такие ПНК ASO проявляют субаномолярную экзон-пропускающую активность в клетках HeLa при липофекции. [Nucl. Acids Res. vol 30(13), 4424-4432 (2008)]. Эта субнаномолярная активность является значительно большей экзон-пропускающей активности, наблюдаемой у ASO с фосфатным остовом. Таким образом, ПНК будет полезна для эффективной индукции пропуска экзонов в случае правильной доставки в клетку. Modified PNA nucleotide bases for good cell permeability and high affinity . As previously mentioned, PNA derivatives have been constructed that contain varying amounts of phosphonate groups covalently conjugated to facilitate cell delivery by lipofection. Such ASO PNAs have been found to exhibit subanomolar exon skipping activity in HeLa cells upon lipofection. [ Nucl. Acids Res. vol 30(13), 4424-4432 ( 2008 )]. This subnanomolar activity is significantly greater than the exon skipping activity seen in ASO with a phosphate backbone. Thus, PNA would be useful for efficient induction of exon skipping if properly delivered to the cell.
ПНК была сделана в высокой степени проходимой через клеточную мембрану млекопитающего путем введения модифицированных нуклеотидных оснований вместе с катионным липидом или его эквивалентом, ковалентно присоединенным к ним. Химическая структура таких модифицированных нуклеотидных оснований показана на фиг. 6С. Было обнаружено, что такие модифицированные нуклеотидные основания цитозина, аденина и гуанина предсказуемо гибридизуются с гуанином, тимином и цитозином, соответственно. [PCT-заявка с № PCT/KR2009/001256; EP2268607; US8680253]PNA has been made highly permeable through the mammalian cell membrane by introducing modified nucleotide bases together with a cationic lipid or equivalent covalently attached to them. The chemical structure of such modified nucleotide bases is shown in FIG. 6C. These modified nucleotide bases of cytosine, adenine and guanine have been found to predictably hybridize to guanine, thymine and cytosine, respectively. [PCT Application No. PCT/KR2009/001256; EP2268607; US8680253]
Включение таких модифицированных нуклеотидных оснований в ПНК имитирует ситуации с липофекцией. При липофекции молекулы олигонуклеотидов оборачиваются или образуют комплексы с катионными молекулами липидов, такими как липофектамин, и такие комплексы липофектамин/олигонуклеотид, как правило, довольно легко проникают через клеточную мембрану по сравнению с голыми молекулами олигонуклеотидов.The incorporation of such modified nucleotide bases into PNA mimics lipofection situations. In lipofection, oligonucleotide molecules are wrapped or complexed with cationic lipid molecules such as lipofectamine, and such lipofectamine/oligonucleotide complexes generally penetrate the cell membrane quite easily compared to naked oligonucleotide molecules.
В дополнение к хорошей мембранной проницаемости было обнаружено, что эти производные ПНК обладают сверхсильным сродством к комплементарной нуклеиновой кислоте. Например, включение от 4 до 5 модифицированных нуклеотидных оснований в 11-13-мерные производные ПНК легко дает увеличение Tm на 20οC или больше при образовании дуплекса с комплементарной ДНК.In addition to good membrane permeability, these PNA derivatives have been found to have a super strong affinity for the complementary nucleic acid. For example, incorporation of 4 to 5 modified nucleotide bases into 11 to 13 mer PNA derivatives readily gives rise to T m by 20 ° C or more when duplexed with complementary DNA.
Было обнаружено, что такие производные ПНК очень чувствительны к ошибочному спариванию пары оснований (несоответствию по одному основанию). Ошибочное спаривание пары оснований приводило к уменьшению Tm на 11-22οC в зависимости от типа модифицированного основания, а также последовательности ПНК.Such PNA derivatives have been found to be very sensitive to base pair mismatch (one base mismatch). Mismatched base pairs resulted in a decrease in T m by 11-22 ο C, depending on the type of modified base, as well as the PNA sequence.
Учитывая хорошую мембранную проницаемость и сверхвысокое сродство к нуклеиновой кислоте, производные ПНК с такими модифицированными нуклеотидными основаниями были бы применимы для эффективной индукции пропуска экзонов.Given the good membrane permeability and ultra-high affinity for nucleic acid, PNA derivatives with such modified nucleotide bases would be applicable for efficient induction of exon skipping.
Краткое описание фигурBrief description of the figures
Фиг. 1А. Иллюстрация нумерации интронов и экзонов в пре-мРНК.Fig. 1A. Illustration of intron and exon numbering in pre-mRNA.
Фиг. 1B. Краткая иллюстрация в виде схемы процесса сплайсинга.Fig. 1b. A brief illustration in the form of a diagram of the splicing process.
Фиг. 2А. Варианты сплайсинга мРНК для AR, кодирующие варианты белков AR.Fig. 2A. mRNA splicing variants for AR encoding AR protein variants.
Фиг. 2B. Варианты сплайсинга мРНК для HIF-1α, кодирующие варианты белков HIF-α.Fig. 2b. HIF-1α mRNA splicing variants encoding HIF-α protein variants.
Фиг. 3. Схематическое изображение биологических процессов, участвующих в образовании сплайсомного раннего комплекса.Fig. 3. Schematic representation of the biological processes involved in the formation of the early splicesome complex.
Фиг. 4А. Часть CDS, считываемой с мРНК для HIF-1α человека.Fig. 4A. Portion of CDS read from mRNA for human HIF-1α.
Фиг. 4В. Последовательности мест экзон-экзонных соединений в вариантах сплайсинга HIF-1α, в которых отсутствуют экзон 3 (слева) и экзоны 3-4 (справа), иллюстрирующие сдвиг рамки считывания (вне рамки считывания) и нахождение в рамке считывания, соответственно.Fig. 4B. Exon-exon junction site sequences in HIF-1α splicing variants lacking exon 3 (left) and exons 3-4 (right), illustrating frameshift (out of frame) and in-frame, respectively.
Фиг. 4C. Приводимый в качестве примера сдвиг рамки считывания, дающий PTC.Fig. 4C. An exemplary frameshift giving PTC.
Фиг. 5А. Схематическое изображение вложенной ОТ-ПЦР для обнаружения пропуска экзонов.Fig. 5A. Schematic representation of nested RT-PCR for exon skipping detection.
Фиг. 5B. Схематическое изображение образования EIciRNA во время пропуска экзонов.Fig. 5b. Schematic representation of EIciRNA formation during exon skipping.
Фиг. 6А. Химическая структура для репрезентативных неприродных олигонуклеотидов.Fig. 6A. Chemical structure for representative non-natural oligonucleotides.
Фиг. 6B. Химические структуры и сокращенное обозначение прототипной ПНК.Fig. 6b. Chemical structures and abbreviation of prototype PNA.
Фиг. 6C. Модифицированные нуклеотидные основания, разработанные для увеличения мембранной проницаемости ПНК.Fig. 6C. Modified nucleotide bases designed to increase the membrane permeability of PNA.
Фиг. 7. Примеры природных или неприродных (модифицированных) нуклеотидных оснований, выбираемых для производного пептидо-нуклеиновой кислоты формулы I.Fig. 7. Examples of natural or non-natural (modified) nucleotide bases selected for the peptido nucleic acid derivative of formula I.
Фиг. 8А. Примеры замещенных или незамещенных алкильных радикалов, выбираемых для соединения формулы I.Fig. 8A. Examples of substituted or unsubstituted alkyl radicals to be chosen for the compound of formula I.
Фиг. 8В. Примеры замещенных или незамещенных алкилацильных и замещенных или незамещенных арилацильных радикалов, выбираемых для соединения формулы I.Fig. 8B. Examples of substituted or unsubstituted alkyl acyl and substituted or unsubstituted arylacyl radicals to be chosen for the compound of formula I.
Фиг. 8С. Примеры выбираемых для соединения формулы I радикалов: замещенного алкиламино, замещенного ариламино, замещенного или незамещенного арила, замещенного или незамещенного алкилсульфонила, замещенного или незамещенного арилсульфонила, замещенного или незамещенного алкилфосфонила и замещенного или незамещенного арилфосфонила.Fig. 8C. Examples of selectable radicals for the compound of formula I: substituted alkylamino, substituted arylamino, substituted or unsubstituted aryl, substituted or unsubstituted alkylsulfonyl, substituted or unsubstituted arylsulfonyl, substituted or unsubstituted alkylphosphonyl, and substituted or unsubstituted arylphosphonyl.
Фиг. 8D. Примеры выбираемых для соединения формулы I радикалов: замещенного или незамещенного алкилоксикарбонила, замещенного или незамещенного арилоксикарбонила, замещенного или незамещенного алкиламинокарбонила и замещенного или незамещенного ариламинокарбонила.Fig. 8D. Examples of selectable radicals for the compound of formula I: substituted or unsubstituted alkyloxycarbonyl, substituted or unsubstituted aryloxycarbonyl, substituted or unsubstituted alkylaminocarbonyl and substituted or unsubstituted arylaminocarbonyl.
Фиг. 8E. Примеры выбираемых для соединения формулы I радикалов: замещенного или незамещенного алкилокситиокарбонила, замещенного или незамещенного алкиламинотиокарбонила, замещенного или незамещенного ариламинотиокарбонила, замещенного или незамещенного алкилокситиокарбонила и замещенного или незамещенного арилокситиокарбонила.Fig. 8E. Examples of radicals selectable for the compound of formula I: substituted or unsubstituted alkyloxythiocarbonyl, substituted or unsubstituted alkylaminothiocarbonyl, substituted or unsubstituted arylaminothiocarbonyl, substituted or unsubstituted alkyloxythiocarbonyl and substituted or unsubstituted aryloxythiocarbonyl.
Фиг. 9. Химических структуры мономеров ПНК с природным или модифицированным нуклеотидным основанием.Fig. 9. Chemical structures of PNA monomers with natural or modified nucleotide base.
Фиг. 10. Химические структуры аббревиатур N-концевых или C-концевых заместителей.Fig. 10. Chemical structures of abbreviations for N-terminal or C-terminal substituents.
Фиг. 11. Химическая структура 14-мерного ПНК-производного (N→C)Fethoc-GA(5)A-C(102)TT-A(5)TC-CTA(5)-C(102)T-NH2 Fig. 11. Chemical structure of the 14-mer PNA derivative (N→C)Fethoc-GA(5)AC(102)TT-A(5)TC-CTA(5)-C(102)T-NH 2
Фиг. 12. Химическая структура 15-мерного ПНК-производного (N→C)Fmoc-Val-CTC(102)-A(5)TC-CTA(6)-C(103)TT-AA(202)C-NH2.Fig. 12. Chemical structure of the 15-mer PNA derivative (N→C)Fmoc-Val-CTC(102)-A(5)TC-CTA(6)-C(103)TT-AA(202)C-NH 2 .
Фиг. 13. Химические структуры мономеров Fmoc-ПНК, используемых для синтеза производных ПНК этого изобретения.Fig. 13. Chemical structures of the Fmoc-PNA monomers used to synthesize the PNA derivatives of this invention.
Фиг. 14. Типичный цикл удлинения мономера, принятый при твердофазном синтезе пептидов.Fig. 14. Typical monomer elongation cycle adopted in solid phase peptide synthesis.
Фиг. 15А. Хроматограмма, полученная при HPLC c C18-обращенной фазой, для «HIF-ASO 1» перед очисткой.Fig. 15A. Reverse phase C 18 HPLC chromatogram for "HIF-
Фиг. 15B. Хроматограмма, полученная при HPLC c C18-обращенной фазой, для «HIF-ASO 1» после очистки с помощью HPLC.Fig. 15b. Reverse phase C 18 HPLC chromatogram for "HIF-
Фиг. 16. ESI-TOF масс-спектр «HIF-ASO 1», очищенного с помощью препаративной HPLC c C18-обращенной фазой.Fig. 16. ESI-TOF mass spectrum of "HIF-
Фиг. 17А. Положения-мишени экзон-специфических праймеров, используемых в HIF-1α-специфической вложенной ПЦР для обнаружения пропуска экзонов, индуцируемого «HIF-ASO 2» в клетках HeLa.Fig. 17A. Target positions of exon-specific primers used in HIF-1α-specific nested PCR to detect exon skipping induced by "HIF-
Фиг. 17B. Данные электрофореза продуктов HIF-1α-специфической вложенной ПЦР в клетках HeLa, обработанных «HIF-ASO 2» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 10, 100 или 1000 цМ.Fig. 17b. Electrophoresis data of HIF-1α-specific nested PCR products in HeLa cells treated with "HIF-
Фиг. 17C. Данные секвенирования по Сэнгеру полосы для ПЦР-продукта, приписываемого пропуску экзона 2 HIF-1α.Fig. 17C. Band Sanger sequencing data for the PCR product attributed to
Фиг. 18А. Данные Вестерн-блоттинга HIF-1α в клетках HeLa, обработанных «HIF-ASO 2» в концентрации 0 цМ (отрицательный контроль), 10 цМ, 100 цМ, 1 аМ или 10 аМ в течение 24 часов.Fig. 18A. Western blotting data of HIF-1α in HeLa cells treated with "HIF-
Фиг. 18B. Относительные уровни экспрессии белка HIF-1α, приведенные к β-актину, в клетках HeLa, обработанных «HIF-ASO 2», в концентрации 0 цМ (отрицательный контроль), 10 цМ, 100 цМ, 1 аМ или 10 аМ в течение 24 часов («усы» согласно среднеквадратической ошибке).Fig. 18b. Relative levels of HIF-1α protein expression, normalized to β-actin, in HeLa cells treated with "HIF-
Фиг. 18C. HIF-1α-специфическая вложенная кПЦР с использованием SYBR Green в клетках HeLa, обработанных «HIF-ASO 2» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 10, 100 или 1000 цМ («усы» согласно среднеквадратической ошибке).Fig. 18C. HIF-1α-specific nested qPCR using SYBR Green in HeLa cells treated with "HIF-
Фиг. 18D. HIF-1α-специфическая вложенная кПЦР с использованием зонда TaqMan в клетках HeLa, обработанных «HIF-ASO 2» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 10, 100 или 1000 цМ («усы» согласно среднеквадратической ошибке).Fig. 18D. HIF-1α-specific nested qPCR using a TaqMan probe in HeLa cells treated with "HIF-
Фиг. 19А. Данные электрофореза продуктов HIF-1α-специфической вложенной ПЦР в клетках HeLa, обработанных «HIF-ASO 6» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 10, 100 или 1000 цМ.Fig. 19A. Electrophoresis data of HIF-1α-specific nested PCR products in HeLa cells treated with "HIF-
Фиг. 19B. Данные Вестерн-блоттинга HIF-1α в клетках HeLa, обработанных «HIF-ASO 6» в концентрации 0 цМ (отрицательный контроль), 10 цМ, 100 цМ или 1 аМ в течение 24 часов.Fig. 19b. Western blotting data of HIF-1α in HeLa cells treated with "HIF-
Фиг. 19C. Уровни экспрессии HIF-1α, приведенные к β-актину, в клетках HeLa, обработанных «HIF-ASO 6» в концентрации 0 цM (отрицательный контроль), 10 цM, 100 цМ или 1 аМ в течение 24 часов («усы» согласно среднеквадратической ошибке).Fig. 19c. HIF-1α expression levels, normalized to β-actin, in HeLa cells treated with "HIF-
Фиг. 20А. Данные вложенной кПЦР с использованием SYBR Green в клетках HeLa, обработанных «HIF-ASO 6» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 10, 100 или 1000 цМ («усы» согласно среднеквадратической ошибке).Fig. 20A. Nested qPCR data using SYBR Green in HeLa cells treated with "HIF-
Фиг. 20B. Данные вложенной кПЦР с использованием зонда TaqMan в клетках HeLa, обработанных «HIF-ASO 6» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 10, 100 или 1000 цМ («усы» согласно среднеквадратической ошибке).Fig. 20b. Nested qPCR data using the TaqMan probe in HeLa cells treated with "HIF-
Фиг. 21A. Данные электрофореза продуктов HIF-1α-специфической вложенной кПЦР в клетках HeLa, обработанных «HIF-ASO 1» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 1, 3, 10, 30 или 100 аМ (слева)); и данные секвенирования по Сэнгеру ПЦР-продукта, приписываемого пропуску экзонов 2-3 (справа).Fig. 21A. Electrophoresis data of HIF-1α-specific nested qPCR products in HeLa cells treated with "HIF-
Фиг. 21B. Данные Вестерн-блоттинга HIF-1α в клетках HeLa, обработанных «HIF-ASO 1» в течение 72 часов в концентрации 0 цМ (отрицательный контроль), 100 цМ, 300 цМ, 1 аМ, 3 аМ, 10 аМ, 30 аМ, 100 аМ или 300 аМ.Fig. 21b. Western blotting data of HIF-1α in HeLa cells treated with "HIF-
Фиг. 21C. Уровни экспрессии HIF-1α, приведенные к β-актину, в клетках HeLa, обработанных «HIF-ASO 1» в течение 72 часов в концентрации 0 цМ (отрицательный контроль), 100 цМ, 300 цМ, 1 аМ, 3 аМ, 10 аМ, 30 аМ, 100 аМ или 300 аМ.Fig. 21c. HIF-1α expression levels, normalized to β-actin, in HeLa cells treated with "HIF-
Фиг. 22А. Данные HIF-1α-специфической вложенной кПЦР, полученные в клетках HeLa, обработанных «HIF-ASO 12» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 10, 100 или 1000 цМ (слева), вместе с данными секвенирования по Сэнгеру полосы для пропуска экзонов (справа).Fig. 22A. HIF-1α-specific nested qPCR data obtained in HeLa cells treated with "HIF-
Фиг. 22B. Данные Вестерн-блоттинга HIF-1α в клетках HeLa, обработанных «HIF-ASO 12» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 0,01, 0,1, 1 или 10 аМ.Fig. 22b. Western blotting data of HIF-1α in HeLa cells treated with "HIF-
Фиг. 22C. Данные HIF-1α-специфической вложенной кПЦР, полученные в клетках HeLa, обработанных «HIF-ASO 12» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 10, 100 или 1000 цМ («усы» согласно среднеквадратической ошибке).Fig. 22C. HIF-1α-specific nested qPCR data obtained in HeLa cells treated with "HIF-
Фиг. 23А. Электрофоретический анализ продуктов AR-специфической вложенной ПЦР в клетках MCF7, обработанных «AR-ASO 1» в течение 3 часов в концентрации 0 (отрицательный контроль), 3, 30, 300 или 3000 аМ.Fig. 23A. Electrophoretic analysis of AR-specific nested PCR products in MCF7 cells treated with "AR-
Фиг. 23B. Данные секвенирования по Сэнгеру полосы для ПЦР-продукта, приписываемого пропуску экзонов 4-5.Fig. 23b. Band Sanger sequencing data for the PCR product attributed to exon skipping 4-5.
Фиг. 23C. Данные Вестерн-блоттинга AR в клетках MCF7, обработанных «AR-ASO 1» в течение 48 часов в концентрации 0 цМ (отрицательный контроль, т.е. N/C), 10 цМ, 30 цМ, 100 цМ, 300 цМ, 1 аМ, 3 аМ, 10 аМ или 30 аМ.Fig. 23C. Western blot data on AR in MCF7 cells treated with "AR-
Фиг. 24А. Данные кПЦР с использованием SYBR Green для уровней экзонов 4-6 AR в клетках MCF7, обработанных «AR-ASO 1» в течение 5 часов в концентрации 0 (отрицательный контроль), 1, 10, 100 или 1000 цМ («усы» согласно среднеквадратической ошибке).Fig. 24A. SYBR Green qPCR data for AR exon levels 4-6 in MCF7 cells treated with AR-
Фиг. 24B. Данные кПЦР с использованием SYBR Green для уровней экзонов 4-6 AR в клетках MCF7, обработанных «AR-ASO 5» в течение 5 часов в концентрации 0 (отрицательный контроль), 1, 10, 100 или 1000 цМ («усы» согласно среднеквадратической ошибке).Fig. 24b. SYBR Green qPCR data for AR exon levels 4-6 in MCF7 cells treated with AR-
Фиг. 24C. Данные кПЦР с использованием анализа TaqMan для мРНК AR в клетках MCF7, обработанных «AR-ASO 5» в течение 24 часов в концентрации 0 (отрицательный контроль), 1, 10, 100 или 1000 цМ («усы» согласно среднеквадратической ошибке).Fig. 24C. qPCR data using TaqMan assay for AR mRNA in MCF7 cells treated with "AR-
Фиг. 25А. Необработанные данные Вестерн-блоттинга, полученные в случае кожи в месте инъекции. NC, 1p, 10p, 100p и 1000p относятся к группе отрицательного контроля, группе лечения 1, 10, 100 и 1000 пмоль/кг ASO, соответственно.Fig. 25A. Raw Western blot data obtained from the skin at the injection site. NC, 1p, 10p, 100p and 1000p refer to the negative control group,
Фиг. 25B. Необработанные данные Вестерн-блоттинга, полученные в случае кожи в месте без инъекции. NC, 1p, 10p, 100p и 1000p относятся к группе отрицательного контроля, группе лечения 1, 10, 100 и 1000 пмоль/кг ASO, соответственно.Fig. 25b. Raw Western blot data obtained from skin at the non-injected site. NC, 1p, 10p, 100p and 1000p refer to the negative control group,
Фиг. 26А. Уровень экспрессии белка AR по группам, а также по субъектам в месте инъекции (слева) и в месте без инъекции (справа) (** для р<0,01 и * для р<0,05)Fig. 26A. AR protein expression level by group, as well as by subject at injection site (left) and at non-injection site (right) (** for p<0.01 and * for p<0.05)
Фиг. 26B. Средний уровень экспрессии белка AR по группам в месте инъекции (слева) и в месте без инъекции (справа). (** для р<0,01 и * для р<0,05)Fig. 26b. The average level of AR protein expression by group at the injection site (left) and at the site without injection (right). (** for p<0.01 and * for p<0.05)
Фиг. 27А. Электрофоретический анализ продуктов AR- специфической вложенной ПЦР в клетках MCF7, обработанных «AR-ASO 1» в течение 3 часов в концентрации 0 (отрицательный контроль), 30, 100 или 1000 аМ.Fig. 27A. Electrophoretic analysis of AR-specific nested PCR products in MCF7 cells treated with "AR-
Фиг. 27B. Данные секвенирования по Сэнгеру полосы для ПЦР-продукта, приписываемого пропуску экзона 5.Fig. 27b. Band Sanger sequencing data for the PCR product attributed to
Фиг. 28А. Электрофоретический анализ продуктов SCN9A-специфической вложенной ПЦР в клетках PC3, обработанных «SCN-ASO 7» в течение 24 часов в концентрации 0 (отрицательный контроль), 10, 100 или 1000 цМ.Fig. 28A. Electrophoretic analysis of SCN9A-specific nested PCR products in PC3 cells treated with SCN-
Фиг. 28B. Данные секвенирования по Сэнгеру продуктов вложенной ПЦР, приписываемых пропуску экзона 4 (вверху) и экзонов 4-5 (внизу), соответственно.Fig. 28b. Sanger sequencing data of nested PCR products attributed to exon 4 (top) and exon 4-5 (bottom) skipping, respectively.
Фиг. 29А. Данные SCN9A-специфической вложенной кПЦР в клетках РС3, обработанных «SCN-ASO 7» в течение 24 часов в концентрации 0 (отрицательный контроль), 10, 100 или 1000 цМ («усы» согласно среднеквадратической ошибке).Fig. 29A. SCN9A-specific nested qPCR data in PC3 cells treated with "SCN-
Фиг. 29B. Данные SCN9A-специфической вложенной кПЦР в клетках РС3, обработанных «SCN-ASO 3» в течение 24 часов в концентрации 0 (отрицательный контроль), 10, 100 или 1000 цМ («усы» согласно среднеквадратической ошибке).Fig. 29b. SCN9A-specific nested qPCR data in PC3 cells treated with "SCN-
Фиг. 29C. Данные SCN9A-специфической вложенной кПЦР в клетках РС3, обработанных «SCN-ASO 8» в течение 24 часов в концентрации 0 (отрицательный контроль), 10 или 100 цМ («усы» согласно среднеквадратической ошибке).Fig. 29C. SCN9A-specific nested qPCR data in PC3 cells treated with "SCN-
Фиг. 30А. Результаты анализа с использованием CoroNa в клетках PC3, обработанных «SCN-ASO 7» в течение 30 часов в концентрации 0 (отрицательный контроль), 100 или 1000 цМ.Fig. 30A. Results of analysis using CoroNa in PC3 cells treated with "SCN-
Фиг. 30B. Результаты анализа с использованием CoroNa в клетках PC3, обработанных «SCN-ASO 3» в течение 30 часов в концентрации 0 (отрицательный контроль), 100 или 1000 цМ.Fig. 30b. Results of analysis using CoroNa in PC3 cells treated with "SCN-
Фиг. 30C. Результаты анализа с использованием CoroNa в клетках PC3, обработанных «SCN-ASO 8» в течение 30 часов в концентрации 0 (отрицательный контроль), 100 или 1000 цМ.Fig. 30C. Results of analysis using CoroNa in PC3 cells treated with "SCN-
Фиг. 31А. Данные электрофореза продуктов SCN9A-специфической вложенной ОТ-ПЦР в клетках PC3, обработанных «ASO 27» в течение 24 часов в концентрации 0 (отрицательный контроль), 10 или 100 цМ.Fig. 31A. Electrophoresis data of SCN9A-specific nested RT-PCR products in PC3 cells treated with
Фиг. 31B. Данные секвенирования по Сэнгеру полосы для ПЦР-продукта, приписываемого пропуску экзонов 4-5.Fig. 31b. Band Sanger sequencing data for the PCR product attributed to exon skipping 4-5.
Фиг. 31C. Данные электрофореза продуктов SCN9A-специфической ОТ-ПЦР в клетках РС3, обработанных «ASO 27» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 1, 10, 100 или 1000 аМ.Fig. 31c. Electrophoresis data of SCN9A-specific RT-PCR products in PC3 cells treated with
Фиг. 32А. Данные SCN9A-специфической кПЦР путем одностадийного синтеза кДНК в клетках РС3, обработанных «SCN-ASO 27» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 0,1, 1 или 10 аМ в течение 24 часов («усы» согласно среднеквадратической ошибке).Fig. 32A. SCN9A-specific qPCR data by one-step cDNA synthesis in PC3 cells treated with SCN-
Фиг. 32B. Данные SCN9A-специфической кПЦР путем синтеза кДНК с использованием случайного гексамера в клетках РС3, обработанных «SCN-ASO 27» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 0,1, 1 или 10 аМ в течение 24 часов («усы» согласно среднеквадратической ошибке).Fig. 32b. SCN9A-specific qPCR data by random hexamer cDNA synthesis in PC3 cells treated with SCN-
Фиг. 33A. Записи интенсивности флуоресценции в среднем клеток DRG L5 крысы (стимулированных перевязкой L5/L6), обработанных «SCN-ASO 27» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 100 или 1000 цМ.Fig. 33A. Average fluorescence intensity records of rat L5 DRG cells (stimulated by L5/L6 ligation) treated with SCN-
Фиг. 33B. Записи интенсивности флуоресценции в среднем клеток DRG L5 крысы (без перевязки L5/L6), обработанных «SCN-ASO 27» при 0 (отрицательный контроль), 100 или 1000 цМ.Fig. 33b. Fluorescence intensity records of mean rat L5 DRG cells (without L5/L6 ligation) treated with "SCN-
Фиг. 34A. Данные Вестерн-блоттинга для экспрессии белка Nav1.7 в нервных клетках DRG (стимулированных перевязкой L5/L6), обработанных «SCN-ASO 30» в течение 24 часов в концентрации 0 (т.е. отрицательный контроль), 10, 100 или 1000 цМ.Fig. 34A. Western blot data for Na v 1.7 protein expression in DRG nerve cells (stimulated with L5/L6 ligation) treated with "SCN-
Фиг. 34B. Натриевый ток согласно анализу с использованием патч-клампа вручную в нервных клетках DRG (стимулированных перевязкой L5/L6), обработанных «SCN-ASO 30» в течение 4 часов в концентрации 0 (отрицательный контроль) и 100 цМ («усы» согласно среднеквадратической ошибке).Fig. 34b. Sodium current according to manual patch clamp analysis in DRG nerve cells (stimulated by L5/L6 ligation) treated with "SCN-
Фиг. 35А. Данные SCN9A-специфической кПЦР путем одностадийного синтеза кДНК в нервных клетках DR5 L5 крысы, обработанных «SCN-ASO 30» в течение 24 часов в концентрации 0 (отрицательный контроль), 10, 30, 100 или 300 цМ («усы» согласно среднеквадратической ошибке).Fig. 35A. Data from SCN9A-specific qPCR by one-step cDNA synthesis in rat DR5 L5 nerve cells treated with SCN-
Фиг. 35В. Данные SCN9A-специфической кПЦР путем синтеза кДНК с использованием случайного гексамера в нервных клетках DRG L5, обработанных «SCN-ASO 30» в течение 24 часов в концентрации 0 (отрицательный контроль), 10, 30, 100 или 300 цМ («усы» согласно среднеквадратической ошибке).Fig. 35V. Data from SCN9A-specific qPCR by cDNA synthesis using a random hexamer in DRG L5 nerve cells treated with SCN-
Фиг. 36. Обратное развитие аллодинии, вызванной DPNP, у крыс, которым подкожно вводили носитель (PBS, отрицательный контроль), «SCN-ASO 7» 100 пмоль/кг, «SCN-ASO 8» 100 пмоль/кг, «SCN-ASO 21» «100 пмоль/кг», «SCN-ASO 35» 100 пмоль/кг, «SCN-ASO 36» 100 пмоль/кг или «SCN-ASO 37» 100 пмоль/кг («усы» согласно среднеквадратической ошибке).Fig. 36. Reversal of DPNP-induced allodynia in rats injected subcutaneously with vehicle (PBS, negative control), "SCN-
Фиг. 37А. Данные электрофореза продуктов вложенной ПЦР (способ А), полученных с мышечными тканями от мышей MDX, которым подкожно вводили только с носителем (отрицательный контроль), 1000 пмоль/кг «DMD-ASO 1» или 1000 пмоль/кг «DMD-ASO 4», 2 раза в день (BID) в течение 3 дней.Fig. 37A. Electrophoresis data of nested PCR products (method A) obtained from muscle tissues from MDX mice injected subcutaneously with vehicle alone (negative control), 1000 pmol/kg "DMD-
Фиг. 37B. Данные секвенирования по Сэнгеру полосы для ПЦР-продукта, приписываемого пропуску экзона 23.Fig. 37b. Band Sanger sequencing data for the PCR product attributed to exon 23 skipping.
Фиг. 38А. Данные электрофореза продуктов вложенной ПЦР (способ В), полученных с мышечными тканями от мышей MDX, которым подкожно вводили только носитель (отрицательный контроль), 1000 пмоль/кг «DMD-ASO 1» или 1000 пмоль/кг «DMD-ASO 4», 2 раза в день (BID) в течение 3 дней.Fig. 38A. Electrophoresis data of nested PCR products (method B) obtained from muscle tissues from MDX mice injected subcutaneously with vehicle alone (negative control), 1000 pmol/kg "DMD-
Фиг. 38B. Данные секвенирования по Сэнгеру полосы для ПЦР-продукта, приписываемого пропуску экзонов 21-23.Fig. 38b. Band Sanger sequencing data for the PCR product attributed to exon skipping 21-23.
Фиг. 38C. Данные электрофореза продуктов вложенной ПЦР (способ А), полученных с образцами трицепса у мышей mdx, которым подкожно вводили «DMD-ASO 1» в дозе 0 (отрицательный контроль) или 10 пмоль/кг, BID в течение 5 дней.Fig. 38C. Electrophoresis data of nested PCR products (method A) obtained from triceps samples from mdx mice injected subcutaneously with "DMD-
Фиг. 39А. Оценки в тесте с вращающимся стержнем у мышей mdx, получавших носитель (отрицательный контроль), 100 пмоль/кг «DMD-ASO 1» или 1000 пмоль/кг «DMD-ASO 1» (усы» согласно среднеквадратической ошибке и * для p <0,05)Fig. 39A. Roll bar test scores in mdx mice treated with vehicle (negative control), 100 pmol/kg "DMD-
Фиг. 39B. Оценки силы захвата у мышей mdx, которым постоянно вводили «DMD-ASO 1» в дозе 0 (отрицательный контроль), 10, 50 или 200 пмоль/кг («усы» согласно среднеквадратической ошибке и * для p<0,05)Fig. 39b. Estimates of grip strength in mdx mice chronically injected with "DMD-
Фиг. 40. IHC-изображения полноразмерного дистрофина, объединенные с окрашиванием DAPI, в мышечной ткани мышей mdx, которым вводили «DMD-ASO 1» в дозе 0 (отрицательный контроль) или 200 пмоль/кг, 2 раза в неделю в течение 30 недель.Fig. 40. IHC images of full-length dystrophin combined with DAPI staining in muscle tissue of mdx mice injected with "DMD-
Фиг. 41. Относительные уровни экспрессии полноразмерного белка дистрофина в скелетных мышцах мышей mdx, которым постоянно вводили «DMD-ASO 1» в дозе 0 (отрицательный контроль), 10, 50 или 200 пмоль/кг. Уровень экспрессии приведен к уровню экспрессии у мышей WT («усы» согласно среднеквадратической ошибке, * для p<0,05 и ** p<0,01)Fig. 41. Relative expression levels of full length dystrophin protein in skeletal muscle of mdx mice chronically injected with "DMD-
Фиг. 42. Данные электрофореза для продуктов вложенной ПЦР, полученных с образцами скелетных мышц, отобранных у мышей mdx на неделе 7.Fig. 42. Electrophoresis data for nested PCR products obtained from skeletal muscle samples collected from mdx mice at
Фиг. 43. Гистопатологические изменения согласно окрашиванию H&E трицепса мышей C57BL/6 (отрицательный контроль WT) и мышей mdx, которым постоянно вводили «DMD-ASO 1» в дозе 0 (отрицательный контроль mdx), 10, 50 или 200 пмоль/кг.Fig. 43. Histopathological changes according to H&E staining of triceps of C57BL/6 mice (WT negative control) and mdx mice chronically injected with "DMD-
Фиг. 44А. Пройденные расстояния на беговой дорожке у мышей C57BL/6 (отрицательный контроль WT) и мышей mdx, постоянно подвергавшихся воздействию «DMD ASO2» в дозе 0 (отрицательный контроль mdx), 10 пмоль/кг или 30 пмоль/кг («усы» согласно среднеквадратической ошибке, * для p<0,05, ** для p<0,01 и *** для p<0,001)Fig. 44A. Distances walked on a treadmill in C57BL/6 mice (WT negative control) and mdx mice chronically exposed to DMD ASO2 at 0 (mdx negative control), 10 pmol/kg, or 30 pmol/kg ("whiskers" according to rms error, * for p<0.05, ** for p<0.01 and *** for p<0.001)
Фиг. 44B. Уровни креатинкиназы в сыворотке у мышей C57BL/6 (отрицательный контроль WT) и мышей mdx, постоянно подвергавшихся воздействию «DMD ASO2» в дозе 0 (отрицательный контроль mdx), 10 пмоль/кг или 30 пмоль/кг («усы» согласно среднеквадратической ошибке, ** для p<0,01 и **** для p<0,0001)Fig. 44b. Serum creatine kinase levels in C57BL/6 mice (WT negative control) and mdx mice chronically exposed to "DMD ASO2" at a dose of 0 (mdx negative control), 10 pmol/kg, or 30 pmol/kg ("whiskers" according to standard error , ** for p<0.01 and **** for p<0.0001)
Фиг. 44C. Уровни миоглобина в сыворотке у мышей C57BL/6 (отрицательный контроль WT) и мышей mdx, постоянно подвергавшихся воздействию «DMD ASO2» в дозе 0 (отрицательный контроль mdx), 10 пмоль/кг или 30 пмоль/кг («усы» согласно среднеквадратической ошибке, *** для p <0,001 и **** для p <0,0001)Fig. 44C. Serum myoglobin levels in C57BL/6 mice (WT negative control) and mdx mice chronically exposed to "DMD ASO2" at a dose of 0 (mdx negative control), 10 pmol/kg, or 30 pmol/kg ("whiskers" according to standard error , *** for p<0.001 and **** for p<0.0001)
Фиг. 45A. Данные Вестерн-блоттинга с исследованием на наличие полноразмерных дистрофинов в образцах скелетных мышц от мышей дикого типа (отрицательный контроль WT) или мышей mdx, постоянно подвергавшихся воздействию «DMD-ASO 2» в дозе 0 (отрицательный контроль mdx), 10 или 30 пмоль/кг.Fig. 45A. Western blotting data examining the presence of full-length dystrophins in skeletal muscle samples from wild-type mice (WT negative control) or mdx mice chronically exposed to DMD-
Фиг. 45B. Уровни креатинкиназы в сыворотке у мышей WT (отрицательный контроль WT), мышей mdx без воздействия ASO и мышей mdx, которым подкожно вводили 50 ммоль/кг «DMD-ASO 1», 10 ммоль/кг «DMD-ASO 2» или 10 мкмоль/кг «DMD-ASO 6», 2 раза в неделю в течение 66 недель («усы» согласно среднеквадратической ошибке и ** для р<0,01)Fig. 45b. Serum creatine kinase levels in WT mice (WT negative control), mdx mice without ASO exposure, and mdx mice injected subcutaneously with 50 mmol/kg "DMD-
Фиг. 45C. Уровни миоглобина в сыворотке у мышей WT (отрицательный контроль WT), мышей mdx без воздействия ASO и мышей mdx, которым подкожно вводили 50 ммоль/кг «DMD-ASO 1», 10 ммоль/кг «DMD-ASO 2» или 10 мкмоль/кг «DMD-ASO 6», 2 раза в неделю в течение 66 недель («усы» согласно среднеквадратической ошибке, * для p<0,05 и *** для p<0,001)Fig. 45C. Serum myoglobin levels in WT mice (WT negative control), mdx mice without ASO exposure, and mdx mice injected subcutaneously with 50 mmol/kg "DMD-
Фиг. 46A. Данные электрофореза для продуктов IDO-1-специфической вложенной ПЦР в клетках SKOV3, обработанных «IDO-ASO 1» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 10, 100 или 1000 цМ (левая диаграмма), и данные секвенирования по Сэнгеру полосы для ПЦР-продукта в случае пропуска экзонов (правая диаграмма).Fig. 46A. Electrophoresis data for IDO-1-specific nested PCR products in SKOV3 cells treated with "IDO-
Фиг. 46B. Результаты анализа секреции кинуренина в клетках SKOV3, обработанных «IDO-ASO 1» в концентрации 0 цМ (отрицательный контроль) или от 10 цМ до 1 фМ («усы» согласно среднеквадратической ошибке, и * для p<0,05)Fig. 46b. Results of analysis of kynurenine secretion in SKOV3 cells treated with "IDO-
Фиг. 47A. Данные электрофореза продуктов IDO-1- специфической вложенной ПЦР в клетках SKOV3, обработанных «IDO-ASO 5» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 1, 3, 10, 30 или 100 аМ.Fig. 47A. Electrophoresis data of IDO-1-specific nested PCR products in SKOV3 cells treated with IDO-
Фиг. 47B. Данные секвенирования по Сэнгеру полос для ПЦР-продуктов, приписываемых пропуску экзонов 2-4 и экзонов 2-6.Fig. 47b. Sanger sequencing data for PCR products attributed to exon 2-4 and exon 2-6 skipping.
Фиг. 47C. Данные электрофореза продуктов IDO-1-специфической вложенной ПЦР в клетках SKOV3, обработанных «IDO-ASO 6» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 1, 3, 10, 30 или 100 аМ (диаграмма слева), а также данные секвенирования по Сэнгеру полосы для ПЦР-продукта, приписываемого пропуску экзонов 2-5 (правая диаграмма).Fig. 47C. Electrophoresis data of IDO-1-specific nested PCR products in SKOV3 cells treated with "IDO-
Фиг. 48А. Электрофоретический анализ продуктов SNAP25-специфической вложенной ПЦР в клетках PC12, обработанных 0 (отрицательный контроль), 10, 100 или 1000 цМ «SNAP-ASO 3» (левая диаграмма), и данные секвенирования полосы, относящейся к ПЦР-продукту в случае пропуска экзонов 5-7.Fig. 48A. Electrophoretic analysis of SNAP25-specific nested PCR products in PC12 cells treated with 0 (negative control), 10, 100, or 1000 µM "SNAP-
Фиг. 48B. Изменения уровня полноразмерной мРНК для SNAP25 крысы в клетках РС12, обработанных «SNAP-ASO 3» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 10, 100 или 1000 цМ («усы» согласно среднеквадратической ошибке).Fig. 48b. Changes in the level of full-length mRNA for rat SNAP25 in PC12 cells treated with "SNAP-
Фиг. 48C. Изменения уровня полноразмерной мРНК для SNAP25 крысы в клетках РС12, обработанных «SNAP-ASO 1» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 10, 100 или 1000 цМ («усы» согласно среднеквадратической ошибке).Fig. 48C. Changes in the level of full-length mRNA for rat SNAP25 in PC12 cells treated with "SNAP-
Фиг. 49A. Данные Вестерн-блоттинга SNAP25 (верхняя диаграмма) и относительные уровни экспрессии SNAP25, приведенные к β-актину, (нижняя диаграмма) в клетках РС12, обработанных «SNAP-ASO 3» в течение 48 часов в концентрации 0 цМ (отрицательный контроль), 1 цМ, 10 цМ, 30 цМ, 100 цМ, 300 цМ, 1 аМ, 3 аМ или 10 аМ.Fig. 49A. Western blot data of SNAP25 (top chart) and relative levels of SNAP25 expression normalized to β-actin (bottom chart) in PC12 cells treated with "SNAP-
Фиг. 49B. Данные Вестерн-блоттинга SNAP25 в клетках РС12, обработанных «SNAP-ASO 1» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 0,1 или 1 аМ либо в течение 48 часов, либо в течение 72 часов.Fig. 49b. Western blotting data of SNAP25 in PC12 cells treated with "SNAP-
Фиг. 50А. Данные Вестерн-блоттинга SNAP25 (верхняя диаграмма) и относительные уровни экспрессии SNAP25, приведенные к β-актину, (нижняя диаграмма) в клетках SiMa, обработанных «SNAP-ASO 3» в течение 48 часов в концентрации 0 цМ (отрицательный контроль), 1 цМ, 10 цМ, 100 цМ, 1 аМ, 10 аМ или 100 аМ.Fig. 50A. Western blotting data of SNAP25 (top chart) and relative levels of SNAP25 expression normalized to β-actin (bottom chart) in SiMa cells treated with "SNAP-
Фиг. 50B. Изменения уровня полноразмерной мРНК для SNAP25 человека в клетках SiMa, обработанных «SNAP-ASO 3» в концентрации 0 цМ (отрицательный контроль), 1 цМ, 10 цМ, 100 цМ, 1 аМ, 10 аМ или 100 аМ («усы» согласно среднеквадратической ошибке)Fig. 50B. Changes in the level of full-length mRNA for human SNAP25 in SiMa cells treated with "SNAP-
Фиг. 51. IHC-изображения SNAP25 для образцов кожи мышей, которым местно вводили «SNAP-ASO 1» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 1, 10 или 100 фМ, BID в течение 4 дней.Fig. 51. IHC images of SNAP25 from skin samples of mice that were topically injected with "SNAP-
Фиг. 52А. Электрофоретический анализ продуктов вложенной ПЦР в клетках меланомы мыши B16F10, обработанных «TYR-ASO 4» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 1, 10 или 1000 аМ.Fig. 52A. Electrophoretic analysis of nested PCR products in B16F10 mouse melanoma cells treated with TYR-
Фиг. 52B. Секвенирование по Сэнгеру ПЦР-продукта, приписываемого пропуску экзонов 2-3.Fig. 52b. Sanger sequencing of the PCR product attributed to exon skipping 2-3.
Фиг. 52C. Изменения уровня полноразмерной мРНК для TYR согласно кПЦР в клетках меланомы мыши B16F10, обработанных «TYR-ASO 4» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 1, 10, 100 или 1000 аМ («усы» согласно среднеквадратической ошибке)Fig. 52C. Changes in the level of full-length mRNA for TYR according to qPCR in B16F10 mouse melanoma cells treated with "TYR-
Фиг. 53A. Данные Вестерн-блоттинга TYR в клетках B16F10, обработанных «TYR-ASO 4» в течение 24 часов в концентрации 0 (отрицательный контроль), 0,01, 0,1, 1 или 10 аМ.Fig. 53A. Western blot data on TYR in B16F10 cells treated with TYR-
Фиг. 53B. Изменения содержания меланина в клетках меланомы мыши B16F10, обработанных либо «TYR-ASO 4» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 1, 10, 100 или 1000 аМ, либо 10 мкг/мл или 100 мкг/мл арбутина («усы» согласно среднеквадратической ошибке, * для p<0,05, ** для p<0,01 и *** для p<0,001)Fig. 53b. Changes in melanin content in B16F10 mouse melanoma cells treated with either "TYR-
Фиг. 53C. Изменения уровня полноразмерной мРНК для TYR согласно кПЦР в первичных меланоцитах эпидермиса человека, обработанных «TYR-ASO 1» в концентрации 0 цМ (отрицательный контроль), 1 цМ, 100 цМ или 10 аМ («усы» согласно среднеквадратической ошибке)Fig. 53C. Changes in the level of full-length mRNA for TYR according to qPCR in primary human epidermal melanocytes treated with TYR-
Фиг. 54А. Электрофоретический анализ продуктов вложенной ПЦР в клетках Jurkat, обработанных «PD-ASO 3» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 10, 100 или 1000 аМ.Fig. 54A. Electrophoretic analysis of nested PCR products in Jurkat cells treated with "PD-
Фиг. 54B. Секвенирование по Сэнгеру ПЦР-продуктов, приписываемых пропуску экзона 2 (слева) и экзона 3 (справа), соответственно.Fig. 54b. Sanger sequencing of PCR products attributed to exon 2 (left) and exon 3 (right) skipping, respectively.
Фиг. 55А. Изменения уровня мРНК для PD-1 человека согласно вложенной КПЦР в клетках Jurkat, обработанных «PD-ASO 3» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 10, 100 или 1000 аМ («усы» согласно среднеквадратической ошибке, ** для p<0,01 и * для p<0,05)Fig. 55A. Changes in human PD-1 mRNA levels according to nested qPCR in Jurkat cells treated with PD-
Фиг. 55B. Изменения уровня мРНК для IL-2 человека согласно кПЦР в клетках Jurkat, обработанных «PD-ASO 3» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 10, 100 или 1000 аМ («усы» согласно среднеквадратической ошибке, ** для p<0,01 и * для p<0,05)Fig. 55B. Changes in the mRNA level for human IL-2 according to qPCR in Jurkat cells treated with "PD-
Фиг. 56A. Изменения уровня мРНК для PD-1 человека согласно вложенной КПЦР в клетках Jurkat, обработанных «PD-ASO 1» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 10, 100 или 1000 аМ. («усы» согласно среднеквадратической ошибке и * для p<0,05)Fig. 56A. Changes in human PD-1 mRNA levels according to nested qPCR in Jurkat cells treated with "PD-
Фиг. 56B. Ингибирование роста меланомы В16F10 у мышей C57BL/6, которым подкожно вводили «PD-ASO 2» в дозе 2, 10 или 50 пмоль/кг, 2 раза в неделю («усы» согласно среднеквадратической ошибке и * для р<0,05)Fig. 56b. Growth inhibition of B16F10 melanoma in C57BL/6 mice injected subcutaneously with "PD-
Краткое изложение сущности настоящего изобретенияBrief summary of the present invention
Настоящим изобретением обеспечивается производное пептидо-нуклеиновой кислоты, представленное формулой I, или его фармацевтически приемлемая соль:The present invention provides a peptido-nucleic acid derivative represented by formula I, or a pharmaceutically acceptable salt thereof:
гдеwhere
n является целым числом между 10 и 25;n is an integer between 10 and 25;
соединение формулы I обладает способностью к по крайней мере 10-мерному комплементарному перекрыванию с 14-мерной последовательностью сайта сплайсинга-мишени, состоящей из 7-мера из интрона и 7-мера из экзона, в пре-мРНК-мишени;the compound of formula I is capable of at least 10-mer complementary overlap with a 14-mer target splicing site sequence consisting of a 7-mer from an intron and a 7-mer from an exon in the target pre-mRNA;
соединение формулы I является полностью комплементарным последовательности пре-мРНК-мишени или частично комплементарным последовательности пре-мРНК-мишени с одним или двумя несоответствиями;the compound of formula I is fully complementary to the target pre-mRNA sequence or partially complementary to the target pre-mRNA sequence with one or two mismatches;
радикалы S1, S2, …, Sn-1, Sn, T1, T2, …, Tn-1 и Tn независимо представляют собой дейтеридо [D], гидридо [H], замещенный или незамещенный алкил или замещенный или незамещенный арил;radicals S 1 , S 2 , ..., S n-1 , S n , T 1 , T 2 , ..., T n-1 and T n independently represent deuterido [D], hydrido [H], substituted or unsubstituted alkyl or substituted or unsubstituted aryl;
радикалы X и Y независимо представляют собой гидридо, формил [H-C(=O)-], аминокарбонил [NH2-C(=O)-], аминотиокарбонил [NH2-C(=S)-], замещенный или незамещенный алкил, замещенный или незамещенный арил, замещенный или незамещенный алкилацил, замещенный или незамещенный арилацил, замещенный или незамещенный алкилоксикарбонил, замещенный или незамещенный арилоксикарбонил, замещенный или незамещенный алкиламинокарбонил, замещенный или незамещенный ариламинокарбонил, замещенный или незамещенный алкиламинотиокарбонил, замещенный или незамещенный ариламинотиокарбонил, замещенный или незамещенный алкилокситиокарбонил, замещенный или незамещенный арилокситиокарбонил, замещенный или незамещенный алкилсульфонил, замещенный или незамещенный арилсульфонил, замещенный или незамещенный алкилфосфонил или замещенный или незамещенный арилфосфонил;the radicals X and Y are independently hydrido, formyl [HC(=O)-], aminocarbonyl [NH 2 -C(=O)-], aminothiocarbonyl [NH 2 -C(=S)-], substituted or unsubstituted alkyl, substituted or unsubstituted aryl, substituted or unsubstituted alkylacyl, substituted or unsubstituted arylacyl, substituted or unsubstituted alkyloxycarbonyl, substituted or unsubstituted aryloxycarbonyl, substituted or unsubstituted alkylaminocarbonyl, substituted or unsubstituted arylaminocarbonyl, substituted or unsubstituted alkylaminothiocarbonyl, substituted or unsubstituted arylaminothiocarbonyl, substituted or unsubstituted arylaminothiocarbonyl, alkylthiocarbonyl, substituted or unsubstituted arylaminothiocarbonyl, substituted or unsubstituted aryloxythiocarbonyl, substituted or unsubstituted alkylsulfonyl, substituted or unsubstituted arylsulfonyl, substituted or unsubstituted alkylphosphonyl, or substituted or unsubstituted arylphosphonyl;
радикал Z представляет собой гидридо, гидрокси, замещенный или незамещенный алкилокси, замещенный или незамещенный арилокси, незамещенный амино [-NH2], замещенный или незамещенный алкиламино, замещенный или незамещенный ариламино, замещенный или незамещенный алкил или замещенный или незамещенный арил;radical Z is hydrido, hydroxy, substituted or unsubstituted alkyloxy, substituted or unsubstituted aryloxy, unsubstituted amino [-NH 2 ], substituted or unsubstituted alkylamino, substituted or unsubstituted arylamino, substituted or unsubstituted alkyl, or substituted or unsubstituted aryl;
B1, B2, …, Bn-1 и Bn независимо выбирают из природных нуклеотидных оснований, включая аденин, тимин, гуанин, цитозин и урацил, и неприродных нуклеотидных оснований; и B 1 , B 2 . and
по крайней мере четыре из B1, B2, …, Bn-1 и Bn независимо выбирают из неприродных нуклеотидных оснований с замещенным или незамещенным аминорадикалом, ковалентно связанным с фрагментом нуклеотидного основания.at least four of B 1 , B 2 , .
В некоторых вариантах осуществления соединение формулы I обладает способностью к по крайней мере 10-мерному комплементарному перекрыванию с 14-мерной последовательностью сайта сплайсинга-мишени, которая состоит из 7-мера из интрона и 7-мера из экзона, в пре-мРНК-мишени, причем последовательность сайта сплайсинга-мишени не представляет собой [(5'→3')UUGCCUGGUAAGGA] в пре-мРНК для андрогенового рецептора человека, [(5'→3')UUUUUGCGUAAGUA] в пре-мРНК для SCN9A человека, [(5'→3')UAAGUAGGAUAAGU] в пре-мРНК для HIF-1α человека, [(5'→3')AUCCCAGGGUAACA] в пре-мРНК для SNAP25 человека, [(5'→3')UGUUUAGGUACU] в пре-мРНК для SCN9A человека или [(5'→3')UGUACAGAUUGUCU] в пре-мРНК для тирозиназы человека.In some embodiments, a compound of formula I has the ability to have at least a 10-mer complementary overlap with a 14-mer target splicing site sequence that consists of a 7-mer from an intron and a 7-mer from an exon, in the target pre-mRNA, wherein the sequence of the target splicing site is not [(5'→3')UUGCCUGGUAAGGA] in pre-mRNA for the human androgen receptor, [(5'→3')UUUUUGCGUAAGUA] in pre-mRNA for human SCN9A, [(5' →3')UAAGUAGGAUAAGU] in pre-mRNA for human HIF-1α, [(5'→3')AUCCCAGGGUAACA] in pre-mRNA for human SNAP25, [(5'→3')UGUUUAGGUACU] in pre-mRNA for SCN9A human or [(5'→3')UGUACAGAUUGUCU] in pre-mRNA for human tyrosinase.
В некоторых вариантах осуществления соединение формулы I обладает способностью к по крайней мере 10-мерному комплементарному перекрыванию с сайтом сплайсинга-мишенью в пре-мРНК-мишени, причем последовательность сайта сплайсинга-мишени не включает [(5'→3')UUGCCUGGUAAGGA] в пре-мРНК для андрогенового рецептора человека, [(5'→3')UUUUUGCGUAAGUA] в пре-мРНК для SCN9A человека, [(5'→3')UAAGUAGGAUAAGU] в пре-мРНК для HIF-1α человека, [(5'→3')AUCCCAGGGUAACA] в пре-мРНК для SNAP25 человека, [(5'→3')UGUUUAGGUACACU] в пре-мРНК для SCN9A человека или [(5'→3')UGUACAGAUUGUCU] в пре-мРНК для тирозиназы человека.In some embodiments, a compound of formula I has the ability to have at least a 10-mer complementary overlap with a target splice site in the target pre-mRNA, wherein the target splice site sequence does not include [(5'→3')UUGCCUGGUAAGGA] in the pre -mRNA for human androgen receptor, [(5'→3')UUUUUGCGUAAGUA] in pre-mRNA for human SCN9A, [(5'→3')UAAGUAGGAUAAGU] in pre-mRNA for human HIF-1α, [(5'→ 3')AUCCCAGGGUAACA] in pre-mRNA for human SNAP25, [(5'→3')UGUUUAGGUACACU] in pre-mRNA for human SCN9A, or [(5'→3')UGUACAGAUUGUCU] in pre-mRNA for human tyrosinase.
Соединение формулы I эффективно индуцирует пропуск экзона-мишени пре-мРНК-мишени, дает вариант(ы) сплайсинга мРНК, в котором отсутствует экзон-мишень, и, следовательно, применимо для модулирования функциональной активности гена, с которого идет транскрибирование пре-мРНК-мишени.The compound of formula I effectively induces target pre-mRNA target exon skipping, produces mRNA splicing variant(s) lacking the target exon, and is therefore useful for modulating the functional activity of the gene from which the target pre-mRNA is transcribed. .
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯDESCRIPTION OF THE INVENTION
Настоящим изобретением обеспечивается производное пептидо-нуклеиновой кислоты, представленное формулой I, или его фармацевтически приемлемая соль:The present invention provides a peptido-nucleic acid derivative represented by formula I, or a pharmaceutically acceptable salt thereof:
гдеwhere
n является целым числом между 10 и 25;n is an integer between 10 and 25;
соединение формулы I обладает способностью к по крайней мере 10-мерному комплементарному перекрыванию с 14-мерной последовательностью сайта сплайсинга-мишени, состоящей из 7-мера из интрона и 7-мера из экзона, в пре-мРНК-мишени;the compound of formula I is capable of at least 10-mer complementary overlap with a 14-mer target splicing site sequence consisting of a 7-mer from an intron and a 7-mer from an exon in the target pre-mRNA;
соединение формулы I является полностью комплементарным последовательности пре-мРНК-мишени или частично комплементарным последовательности пре-мРНК-мишени с одним или двумя несоответствиями;the compound of formula I is fully complementary to the target pre-mRNA sequence or partially complementary to the target pre-mRNA sequence with one or two mismatches;
радикалы S1, S2, …, Sn-1, Sn, T1, T2, …, Tn-1 и Tn независимо представляют собой дейтеридо [D], гидридо [H], замещенный или незамещенный алкил или замещенный или незамещенный арил;radicals S 1 , S 2 , ..., S n-1 , S n , T 1 , T 2 , ..., T n-1 and T n independently represent deuterido [D], hydrido [H], substituted or unsubstituted alkyl or substituted or unsubstituted aryl;
радикалы X и Y независимо представляют собой гидридо, формил [H-C(=O)-], аминокарбонил [NH2-C(=O)-], аминотиокарбонил [NH2-C(=S)-], замещенный или незамещенный алкил, замещенный или незамещенный арил, замещенный или незамещенный алкилацил, замещенный или незамещенный арилацил, замещенный или незамещенный алкилоксикарбонил, замещенный или незамещенный арилоксикарбонил, замещенный или незамещенный алкиламинокарбонил, замещенный или незамещенный ариламинокарбонил, замещенный или незамещенный алкиламинотиокарбонил, замещенный или незамещенный ариламинотиокарбонил, замещенный или незамещенный алкилокситиокарбонил, замещенный или незамещенный арилокситиокарбонил, замещенный или незамещенный алкилсульфонил, замещенный или незамещенный арилсульфонил, замещенный или незамещенный алкилфосфонил или замещенный или незамещенный арилфосфонил;the radicals X and Y are independently hydrido, formyl [HC(=O)-], aminocarbonyl [NH 2 -C(=O)-], aminothiocarbonyl [NH 2 -C(=S)-], substituted or unsubstituted alkyl, substituted or unsubstituted aryl, substituted or unsubstituted alkylacyl, substituted or unsubstituted arylacyl, substituted or unsubstituted alkyloxycarbonyl, substituted or unsubstituted aryloxycarbonyl, substituted or unsubstituted alkylaminocarbonyl, substituted or unsubstituted arylaminocarbonyl, substituted or unsubstituted alkylaminothiocarbonyl, substituted or unsubstituted arylaminothiocarbonyl, substituted or unsubstituted arylaminothiocarbonyl, alkylthiocarbonyl, substituted or unsubstituted arylaminothiocarbonyl, substituted or unsubstituted aryloxythiocarbonyl, substituted or unsubstituted alkylsulfonyl, substituted or unsubstituted arylsulfonyl, substituted or unsubstituted alkylphosphonyl, or substituted or unsubstituted arylphosphonyl;
радикал Z представляет собой гидридо, гидрокси, замещенный или незамещенный алкилокси, замещенный или незамещенный арилокси, незамещенный амино [-NH2], замещенный или незамещенный алкиламино, замещенный или незамещенный ариламино, замещенный или незамещенный алкил или замещенный или незамещенный арил;radical Z is hydrido, hydroxy, substituted or unsubstituted alkyloxy, substituted or unsubstituted aryloxy, unsubstituted amino [-NH 2 ], substituted or unsubstituted alkylamino, substituted or unsubstituted arylamino, substituted or unsubstituted alkyl, or substituted or unsubstituted aryl;
B1, B2, …, Bn-1 и Bn независимо выбирают из природных нуклеотидных оснований, включая аденин, тимин, гуанин, цитозин и урацил, и неприродных нуклеотидных оснований; и B 1 , B 2 . and
по крайней мере четыре из B1, B2, …, Bn-1 и Bn независимо выбирают из неприродных нуклеотидных оснований с замещенным или незамещенным аминорадикалом, ковалентно связанным с фрагментом нуклеотидного основания.at least four of B 1 , B 2 , .
В некоторых вариантах осуществления соединение формулы I обладает способностью к по крайней мере 10-мерному комплементарному перекрыванию с 14-мерной последовательностью сайта сплайсинга-мишени, которая состоит из 7-мера из интрона и 7-мера из экзона, в пре-мРНК-мишени, причем последовательность сайта сплайсинга-мишени не представляет собой [(5'→3')UUGCCUGGUAAGGA] в пре-мРНК для андрогенового рецептора человека, [(5'→3')UUUUUGCGUAAGUA] в пре-мРНК для SCN9A человека, [(5'→3')UAAGUAGGAUAAGU] в пре-мРНК для HIF-1α человека, [(5'→3')AUCCCAGGGUAACA] в пре-мРНК для SNAP25 человека, [(5'→3')UGUUUAGGUACU] в пре-мРНК для SCN9A человека или [(5'→3')UGUACAGAUUGUCU] в пре-мРНК для тирозиназы человека.In some embodiments, a compound of formula I has the ability to have at least a 10-mer complementary overlap with a 14-mer target splicing site sequence that consists of a 7-mer from an intron and a 7-mer from an exon, in the target pre-mRNA, wherein the sequence of the target splicing site is not [(5'→3')UUGCCUGGUAAGGA] in pre-mRNA for the human androgen receptor, [(5'→3')UUUUUGCGUAAGUA] in pre-mRNA for human SCN9A, [(5' →3')UAAGUAGGAUAAGU] in pre-mRNA for human HIF-1α, [(5'→3')AUCCCAGGGUAACA] in pre-mRNA for human SNAP25, [(5'→3')UGUUUAGGUACU] in pre-mRNA for SCN9A human or [(5'→3')UGUACAGAUUGUCU] in pre-mRNA for human tyrosinase.
В некоторых вариантах осуществления соединение формулы I обладает способностью к по крайней мере 10-мерному комплементарному перекрыванию с сайтом сплайсинга-мишенью в пре-мРНК-мишени, причем последовательность сайта сплайсинга-мишени не включает [(5'→3')UUGCCUGGUAAGGA] в пре-мРНК для андрогенового рецептора человека, [(5'→3')UUUUUGCGUAAGUA] в пре-мРНК для SCN9A человека, [(5'→3')UAAGUAGGAUAAGU] в пре-мРНК для HIF-1α человека, [(5'→3')AUCCCAGGGUAACA] в пре-мРНК для SNAP25 человека, [(5'→3')UGUUUAGGUACACU] в пре-мРНК для SCN9A человека или [(5'→3')UGUACAGAUUGUCU] в пре-мРНК для тирозиназы человека.In some embodiments, a compound of formula I has the ability to have at least a 10-mer complementary overlap with a target splice site in the target pre-mRNA, wherein the target splice site sequence does not include [(5'→3')UUGCCUGGUAAGGA] in the pre -mRNA for human androgen receptor, [(5'→3')UUUUUGCGUAAGUA] in pre-mRNA for human SCN9A, [(5'→3')UAAGUAGGAUAAGU] in pre-mRNA for human HIF-1α, [(5'→ 3')AUCCCAGGGUAACA] in pre-mRNA for human SNAP25, [(5'→3')UGUUUAGGUACACU] in pre-mRNA for human SCN9A, or [(5'→3')UGUACAGAUUGUCU] in pre-mRNA for human tyrosinase.
Соединение формулы I эффективно индуцирует пропуск экзона-мишени пре-мРНК-мишени, дает вариант(ы) сплайсинга мРНК, в котором отсутствует экзон-мишень, и, следовательно, применимо для модулирования функциональной активности гена, с которого идет транскрибирование пре-мРНК-мишени.The compound of formula I effectively induces target pre-mRNA target exon skipping, produces mRNA splicing variant(s) lacking the target exon, and is therefore useful for modulating the functional activity of the gene from which the target pre-mRNA is transcribed. .
Принятое для описания соединения формулы I условие, что «n» является целым числом между 10 и 25», буквально означает, что «n» представляет собой целое число, выбираемое из 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 и 24».The convention adopted to describe a compound of formula I that "n" is an integer between 10 and 25" literally means that "n" is an integer selected from 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 , 19, 20, 21, 22, 23 and 24".
Было подсчитано, что во всем геноме человека будет 26564 гена [In Silico Biol. vol 4, 387-393 (2004)]. Учитывая, что в среднем в каждом гене имеется приблизительно 8,8 экзонов и 7,8 интронов, в геноме человека возможно 368122 сайтов сплайсинга [{(8,2×2) - 2} x 25564=368122]. Поскольку существует 1048576 (т.е. 410) возможных последовательностей для 10-мерной пре-мРНК, даже 10-мерные производные ПНК будут демонстрировать достаточный уровень специфичности для сайта сплайсинга-мишени. Однако 5'-конец и 3'-конец каждого интрона являются высококонсервативными, чтобы иметь последовательность, начинающуюся с [(5'→3')│GU-], и последовательность, заканчивающуюся [(5'→3')-AG│], соответственно, где «│» обозначает место соединения интрон-экзон или экзон-интрон. Поэтому прогнозируется, что соединение формулы I с длиной олигомера, равной 11 мер или более, (т.е. n представляет собой целое число больше 10) будет демонстрировать достаточный уровень специфичности для сайта сплайсинга-мишени.It has been estimated that there will be 26,564 genes in the entire human genome [ In
Соединение формулы I прочно связывается с комплементарной нуклеиновой кислотой, как показано в известном уровне техники [PCT/KR2009/001256]. Например, включение от 4 до 5 модифицированных (т.е. неприродных или неприродных) нуклеотидных оснований в 11-13-мерные производные ПНК формулы I легко дает увеличение Tm при образовании дуплекса с комплементарной ДНК на 20οC или больше. Соединение настоящего изобретения обладает сильным сродством к комплементарной РНК, как и к комплементарной ДНК. Таким образом, предпочтительно, чтобы соединение этого изобретения было как можно более коротким во избежание эффектов вне мишени, возникающих в результате связывания указанного соединения с другими последовательностями пре-мРНК с небольшим количеством несоответствий (ошибочных спариваний оснований). Таким образом, длина олигомера указанного соединения ограничена короче 25-мера.A compound of formula I binds strongly to a complementary nucleic acid as shown in the prior art [PCT/KR2009/001256]. For example, incorporation of 4 to 5 modified (ie, non-natural or non-natural) nucleotide bases into the 11-13-mer PNA derivatives of Formula I easily results in an increase in Tm when duplexed with complementary DNA by 20 ° C or more. The compound of the present invention has a strong affinity for complementary RNA as well as for complementary DNA. Thus, it is preferred that the compound of this invention be as short as possible to avoid off-target effects resulting from the binding of said compound to other pre-mRNA sequences with few mismatches (base mismatches). Thus, the length of the oligomer of said compound is limited to less than 25-mer.
Соединение формулы I очень чувствительно к несоответствию по одному основанию, как показано в предшествующем уровне техники [PCT/KR2009/001256]. Например, несоответствие по одному основанию приводило к уменьшению Tm на 11-22οC в зависимости от типа модифицированного основания, а также последовательности ПНК. Однако из-за сильного сродства к РНК соединение этого изобретения все еще прочно связывается с последовательностью сайта сплайсинга-мишени, имеющей одно или два несоответствия, и эффективно индуцирует пропуск экзона-мишени.The compound of formula I is very sensitive to a single base mismatch as shown in the prior art [PCT/KR2009/001256]. For example, a single base mismatch resulted in a decrease in T m by 11-22 ο C, depending on the type of modified base, as well as the PNA sequence. However, due to its strong RNA affinity, the compound of this invention still binds strongly to the target splicing site sequence having one or two mismatches and effectively induces target exon skipping.
Соединение формулы I прочно связывается либо с 3'-сайтом сплайсинга, либо с 5'-сайтом сплайсинга в пре-мРНК-мишени, в зависимости от его последовательности.The compound of formula I binds tightly to either the 3' splice site or the 5' splice site in the target pre-mRNA, depending on its sequence.
В случае, когда соединение связывается с 3'-сайтом сплайсинга, указанное соединение обладает способностью к по крайней мере 10-мерному комплементарному перекрыванию с 14-мерной последовательностью в 3'-сайте сплайсинга-мишени, состоящей из 7-мера из интрона-мишени и 7-мера из экзона-мишени. Таким образом, 3'-сайт сплайсинга однозначно определяется как место соединения 3'-конца интрона-мишени и 5'-конца экзона-мишени.When a compound binds to a 3' splice site, said compound has the ability to have at least a 10-mer complementary overlap with a 14-mer sequence at the 3' target splice site, consisting of a 7-mer from the target intron and 7-mer from the target exon. Thus, the 3' splicing site is uniquely defined as the junction between the 3' end of the target intron and the 5' end of the target exon.
В случае, когда соединение связывается с 5'-сайтом сплайсинга, указанное соединение обладает способностью к по крайней мере 10-мерному комплементарному перекрыванию с 14-мерной последовательностью в 5'-сайте сплайсинга-мишени, состоящей из 7-мера из экзона-мишени и 7-мера из интрона-мишени. Таким образом, 5'-сайт сплайсинга однозначно определяется как место соединения 3'-конца экзона-мишени и 5'-конца интрона-мишени.When a compound binds to a 5' splicing site, said compound has the ability to have at least a 10-mer complementary overlap with a 14-mer sequence at the 5'-target splice site consisting of a 7-mer from the target exon and 7-mer from the target intron. Thus, the 5' splicing site is uniquely defined as the junction between the 3' end of the target exon and the 5' end of the target intron.
14-мерная последовательность, описывающая соединение формулы I, нацеливающееся на 3'-сайт сплайсинга, иллюстрируется 3'-сайтом сплайсинга, охватывающим место соединения интрона 1 и экзона 2 в пре-мРНК для HIF-1α (индуцируемого гипоксией фактора 1α) человека, считываемой с гена HIF1A человека [ссылочная последовательность NCBI: NG_029606.1]. 40-мерная последовательность 3'-сайта сплайсинга, состоящая из 20-мера из интрона 1 и 20-мера из экзона 2, прочитывается [(5'→3') uucuuguuguuguuaaguag│GAUAAGUUCUGAACGUCGAA], в которой последовательности интрона и экзона обозначены, соответственно, строчными и заглавными буквами, а место соединения интрона 1 и экзона 2 обозначено «│». Таким образом, 14-мерная последовательность 3'-сайта сплайсинга, состоящая из 7-мера из интрона 1 HIF-1α и 7-мера из экзона 2 HIF-1α, прочитывается [(5'→3')uaaguag│GAUAAGU]. В этом 3'-сайте сплайсинга интрон- и экзон-мишени представляют собой интрон 1 и экзон 2 HIF-1α, соответственно.The 14-mer sequence describing a compound of Formula I targeting the 3' splicing site is illustrated by the 3' splicing site spanning the junction of
Вышеуказанная 40-мерная последовательность пре-мРНК была предоставлена для однозначной идентификации 3'-сайта сплайсинга экзона 2 в пре-мРНК HIF-1α человека, поскольку количества экзонов часто варьируют в зависимости от транскриптов мРНК. На протяжении этого изобретения сайт сплайсинга-мишень указанного соединения ПНК однозначно идентифицируется везде, где это применимо, путем одновременного указания номера экзона-мишени и последовательности пре-мРНК, содержащей сайт сплайсинга-мишень.The above 40mer pre-mRNA sequence was provided to uniquely identify the 3' splicing site of
14-мерная последовательность, описывающая соединение формулы I, нацеливающееся на 5'-сайт сплайсинга, иллюстрируется 5'-сайтом сплайсинга, охватывающим место соединения экзона 2 и интрона 2 в пре-мРНК HIF-1α человека. 40-мерная последовательность 5'-сайта сплайсинга, состоящая из 20-мера из экзона 2 и 20-мера из интрона 2, прочитывается [(5'→3') GAGGAAACUUCUGGAUGCUG│gugaguuauuuuuacacagggu], в которой последовательности экзона и интрона обозначены заглавными и строчными буквами, соответственно, а место соединения экзона 2 и интрона 2 обозначено «│». Таким образом, 14-мерная последовательность 5'-сайта сплайсинга, состоящая из 7-мера из экзона 2 HIF-1α и 7-мера из интрона 2 HIF-1α, прочитывается [(5'→3')GAUGCUG│gugaguu]. В этом 5'-сайте сплайсинга экзон- и интрон-мишени представляют собой экзон 2 и интрон 2 HIF-1α, соответственно.The 14-mer sequence describing a compound of Formula I targeting the 5' splicing site is illustrated by the 5' splicing site spanning the junction of
Соединение формулы I прочно связывается с сайтом сплайсинга-мишенью в пре-мРНК-мишени и препятствует образованию «сплайсомного раннего комплекса», включающего сайт сплайсинга-мишень соединения. Указанное соединение прочно связывается либо с 3'-сайтом сплайсинга, либо с 5'-сайтом сплайсинга в пре-мРНК-мишени в зависимости от нуклеотидной последовательности указанного соединения. Поскольку соединение этого изобретения стерически ингибирует образование «сплайсомного раннего комплекса», экзон-мишень сплайсируется с получением варианта(ов) сплайсинга мРНК, в котором отсутствует экзон-мишень. Следовательно, соединение настоящего изобретения эффективно индуцирует пропуск экзона-мишени.The compound of formula I binds tightly to the target splice site in the target pre-mRNA and prevents the formation of a "splice early complex" comprising the splice target site of the compound. Said compound binds tightly to either the 3' splice site or the 5' splice site in the target pre-mRNA, depending on the nucleotide sequence of said compound. Since the compound of this invention sterically inhibits the formation of the "splicesome early complex", the target exon is spliced to produce mRNA splicing variant(s) lacking the target exon. Therefore, the compound of the present invention effectively induces target exon skipping.
Химические структуры природных (т.е. встречающихся в природе) или неприродных (т.е. не встречающихся в природе) нуклеотидных оснований, принятых для описания производного ПНК формулы I, приведены в качестве примера на фиг.7. Природные или неприродные нуклеотидные основания этого изобретения включают, но без ограничения ими, нуклеотидные основания, представленные на фиг. 7. Предоставление таких природных или неприродных нуклеотидных оснований является иллюстрацией разнообразия допустимых нуклеотидных оснований и, следовательно, не должно интерпретироваться как ограничение объема настоящего изобретения нуклеотидными основаниями, представленными на фиг. 7. Специалист в данной области техники может легко определить природное нуклеотидное основание, комплементарное каждому из неприродных нуклеотидных оснований, приведенных в качестве примеров на фиг. 7. Поэтому специалист в данной области техники может однозначно определить комплементарность между соединением формулы I и последовательностью мРНК-мишенью.The chemical structures of natural (ie, naturally occurring) or non-natural (ie, not naturally occurring) nucleotide bases adopted to describe the PNA derivative of Formula I are exemplified in FIG. Natural or non-natural nucleotide bases of this invention include, but are not limited to, the nucleotide bases shown in FIG. 7. The provision of such natural or non-natural nucleotide bases is illustrative of the variety of acceptable nucleotide bases and should therefore not be interpreted as limiting the scope of the present invention to the nucleotide bases shown in FIG. 7. A person skilled in the art can readily determine the natural nucleotide base complementary to each of the non-natural nucleotide bases exemplified in FIG. 7. Therefore, a person skilled in the art can unambiguously determine the complementarity between a compound of formula I and a target mRNA sequence.
Принятые для описания производного ПНК формулы I заместители представлены в качестве примеров на фиг. 8А-8Е. На фиг. 8А представлены примеры замещенных или незамещенных алкильных радикалов. Замещенные или незамещенные алкилацильные и замещенные или незамещенные арилацильные радикалы представлены в качестве примеров на фиг. 8В. Фиг. 8С иллюстрирует примеры следующих радикалов: замещенного алкиламино, замещенного ариламино, замещенного или незамещенного арила, замещенного или незамещенного алкилсульфонила, замещенного или незамещенного арилсульфонила, замещенного или незамещенного алкилфосфонила и замещенного или незамещенного арилфосфонила. На фиг. 8D представлены примеры следующих радикалов: замещенного или незамещенного алкилоксикарбонила, замещенного или незамещенного арилоксикарбонила, замещенного или незамещенного алкиламинокарбонила и замещенного или незамещенного ариламинокарбонила. На фиг. 8E представлены примеры следующих радикалов: замещенного или незамещенного алкилокситиокарбонила, замещенного или незамещенного алкиламинотиокарбонила, замещенного или незамещенного ариламинотиокарбонила, замещенного или незамещенного алкилокситиокарбонила и замещенного или незамещенного арилокситиокарбонила. Предоставление таких примерных заместителей предназначено для иллюстрации разнообразия допустимых заместителей и, следовательно, не должно интерпретироваться как ограничение объема настоящего изобретения заместителями, приведенными в качестве примеров на фиг. 8А-8Е. Поскольку специалист в данной области может без труда понять, что олигонуклеотидная последовательность является определяющим фактором для специфического для последовательности связывания олигонуклеотида с последовательностью пре-мРНК-мишенью по сравнению с заместителями на N-конце или С-конце, существует больше разнообразных заместителей, допустимых для указанного соединения этого изобретения, чем те заместители, которые представлены в качестве примеров на фиг. 8А-8Е.The substituents adopted to describe the PNA derivative of formula I are exemplified in FIGS. 8A-8E. In FIG. 8A shows examples of substituted or unsubstituted alkyl radicals. Substituted or unsubstituted alkyl acyl and substituted or unsubstituted arylacyl radicals are exemplified in FIGS. 8B. Fig. 8C illustrates examples of the following radicals: substituted alkylamino, substituted arylamino, substituted or unsubstituted aryl, substituted or unsubstituted alkylsulfonyl, substituted or unsubstituted arylsulfonyl, substituted or unsubstituted alkylphosphonyl, and substituted or unsubstituted arylphosphonyl. In FIG. 8D provides examples of the following radicals: substituted or unsubstituted alkyloxycarbonyl, substituted or unsubstituted aryloxycarbonyl, substituted or unsubstituted alkylaminocarbonyl, and substituted or unsubstituted arylaminocarbonyl. In FIG. 8E provides examples of the following radicals: substituted or unsubstituted alkyloxythiocarbonyl, substituted or unsubstituted alkylaminothiocarbonyl, substituted or unsubstituted arylaminothiocarbonyl, substituted or unsubstituted alkyloxythiocarbonyl, and substituted or unsubstituted aryloxythiocarbonyl. The provision of such exemplary substituents is intended to illustrate the variety of allowable substituents and, therefore, should not be interpreted as limiting the scope of the present invention to the substituents exemplified in FIGS. 8A-8E. Since one of ordinary skill in the art can readily appreciate that the oligonucleotide sequence is the determining factor for the sequence-specific binding of the oligonucleotide to the pre-mRNA target sequence as compared to substituents at the N-terminus or C-terminus, there is more variety of substituents allowed for the specified compounds of this invention than those substituents exemplified in FIG. 8A-8E.
Соединение формулы I обладает хорошей клеточной проницаемостью и может быть легко доставлено в клетку в виде «голого» (т.е. без добавления адъюванта(ов) для увеличения доставки в клетку) олигонуклеотида, как показано в предшествующем уровне техники [PCT/KR2009/001256]. Таким образом, соединение этого изобретения эффективно индуцирует пропуск экзона-мишени в пре-мРНК-мишени с получением варианта(ов) сплайсинга мРНК, в котором отсутствует экзон-мишень, в клетках, обработанных соединением формулы I в виде «голого» олигонуклеотида.The compound of formula I has good cell permeability and can be easily delivered into the cell as a "naked" (i.e. without the addition of adjuvant(s) to increase delivery to the cell) oligonucleotide, as shown in the prior art [PCT/KR2009/001256 ]. Thus, the compound of this invention effectively induces target exon skipping in the target pre-mRNA to produce mRNA splicing variant(s) lacking the target exon in cells treated with a naked oligonucleotide compound of Formula I.
Соединение формулы I не требует каких-либо средств или композиций для доставки в клетку, чтобы эффективно индуцировать пропуск экзона-мишени в клетках. В этом отношении соединение настоящего изобретения сильно отличается от других классов олигонуклеотидов, включая ДНК, РНК, PTO, 2'-OMe-PTO, 2'-OMe-РНК, 2'-OMOE-РНК, LNA, PMO, ПНК и т.д.The compound of formula I does not require any means or compositions to be delivered to the cell in order to effectively induce target exon skipping in cells. In this respect, the compound of the present invention differs greatly from other classes of oligonucleotides including DNA, RNA, PTO, 2'-OMe-PTO, 2'-OMe-RNA, 2'-OMOE-RNA, LNA, PMO, PNA, etc. .
Учитывая сильное сродство к РНК и хорошую клеточную проницаемость, соединение формулы I легко индуцирует пропуск экзона-мишени в клетках с помощью субфемтомолярной антисмысловой активности. До настоящего времени субфемтомолярная активность антисмыслового пропуска экзонов никогда не описывалась и не реализовывалась с другими классами олигонуклеотидов, включая ДНК, РНК, PTO, 2'-OMe-PTO, 2'-OMe-РНК, 2'-OMOE-РНК, LNA, PMO, ПНК и т.д. Даже субнаномолярная активность антисмыслового пропуска экзонов редко документировалась с другими классами олигонуклеотидов. Субнаномолярная активность антисмыслового пропуска экзонов описана в случае ПНК ASO, сконструированных так, что они имеют различное количество фосфонатных групп, ковалентно конъюгированных с N-концом последовательности ПНК для облегчения липофекции для трансфекции в клетку [Nucl. Acids Res. vol 30(13), 4424-4432 (2008)]. Как указывалось ранее в этом документе, активность антисмыслового пропуска экзонов in vitro является наномолярной или микромолярной даже в условиях принудительной доставки в клетку, такой как липофекция, электропорация и т.д. В этом отношении соединение формулы I явно отличается от других классов олигонуклеотидов, включая ДНК, РНК, PTO, 2'-OMe-PTO, 2'-OMe-РНК, 2'-OMOE-РНК, LNA, PMO, ПНК и т.д.Given the strong affinity for RNA and good cell permeability, the compound of formula I readily induces target exon skipping in cells with subfemtomolar antisense activity. To date, subfemtomolar antisense exon skipping activity has never been described or realized with other classes of oligonucleotides, including DNA, RNA, PTO, 2'-OMe-PTO, 2'-OMe-RNA, 2'-OMOE-RNA, LNA, PMO , PNK, etc. Even subnanomolar antisense exon skipping activity has rarely been documented with other classes of oligonucleotides. Subnanomolar antisense exon skipping activity has been described with ASO PNAs engineered to have varying numbers of phosphonate groups covalently conjugated to the N-terminus of the PNA sequence to facilitate lipofection for transfection into the cell [ Nucl. Acids Res. vol 30(13), 4424-4432 ( 2008 )]. As stated earlier in this document, in vitro antisense exon skipping activity is nanomolar or micromolar even under conditions of forced cell delivery such as lipofection, electroporation, etc. In this regard, the compound of formula I clearly differs from other classes of oligonucleotides, including DNA, RNA, PTO, 2'-OMe-PTO, 2'-OMe-RNA, 2'-OMOE-RNA, LNA, PMO, PNA, etc. .
Для того чтобы молекула олигонуклеотида связывалась с комплементарной ей последовательностью в пре-мРНК, эта молекула должна быть растянута или развернута для комплементарного связывания с последовательностью пре-мРНК-мишенью. Молекулы олигонуклеотидов, как правило, агрегируют или остаются свернутыми (например, как шпилька) из-за их высокой склонности к образованию межмолекулярных или внутримолекулярных водородных связей между нуклеотидными основаниями. Таким образом, будет существовать дополнительный энергетический барьер развертывания против антисмыслового пропуска экзона с помощью широко исследованных олигонуклеотидов, включая ДНК, РНК, PTO, 2'-ОМе-PTO, 2'-ОМе-РНК, 2'-ОМОЕ-РНК, LNA, PMO, ПНК и т.д. Олигонуклеотиды обычно количественно определяли путем УФ-абсорбции после инкубации при >90οС в водном буфере, чтобы максимально развернуть молекулы олигонуклеотидов.In order for an oligonucleotide molecule to bind to its complementary sequence in the pre-mRNA, the molecule must be stretched or unfolded for complementary binding to the target pre-mRNA sequence. Oligonucleotide molecules tend to aggregate or remain folded (eg like a hairpin) due to their high propensity to form intermolecular or intramolecular hydrogen bonds between nucleotide bases. Thus, there will be an additional energetic barrier to unfolding against antisense exon skipping with widely studied oligonucleotides including DNA, RNA, PTO, 2'-OMe-PTO, 2'-OMe-RNA, 2'-OMOE-RNA, LNA, PMO , PNK, etc. Oligonucleotides are usually quantified by UV absorption after incubation at >90 ° C in aqueous buffer to maximize the oligonucleotide molecules.
Производное ПНК формулы I обладает групповыми положительными зарядами, распределенными по всей олигонуклеотидной цепи, при физиологическом рН благодаря нескольким основным аминогруппам, ковалентно связанным с модифицированными нуклеотидными основаниями в нем. Групповые положительные заряды позволяют соединению формулы I оставаться развернутым или вытянутым из-за электростатического отталкивания между соседними положительными зарядами на одной и той же олигонуклеотидной цепи. Производное формулы I имеет слабую склонность к агрегации с другой молекулой(ами) формулы I. Таким образом, соединение формулы I, как правило, остается структурно готовым (т.е. вытянутым) для комплементарного связывания с последовательностью-мишенью в пре-мРНК-мишени. Структурная готовность также важна для быстрого совмещения олигонуклеотида формулы I с последовательностью пре-мРНК-мишенью по мере транскрибирования пре-мРНК-мишени с ДНК. Таким образом, считается, что структурная готовность в сочетании с сильным сродством сводятся к сильному сродству с получением субфемтомолярной активности антисмыслового пропуска экзона соединения формулы I. В этом отношении соединение формулы I сильно отличается от других классов олигонуклеотидов, включая ДНК, РНК, PTO, 2'-OMe-PTO, 2'-OMe-РНК, 2'-OMOE-РНК, LNA, PMO, ПНК и т.д.The PNA derivative of formula I has group positive charges distributed throughout the oligonucleotide chain at physiological pH due to several basic amino groups covalently linked to the modified nucleotide bases in it. Group positive charges allow the compound of formula I to remain unfolded or stretched due to electrostatic repulsion between adjacent positive charges on the same oligonucleotide strand. A formula I derivative has little tendency to aggregate with other formula I molecule(s). Thus, a formula I compound typically remains structurally ready (i.e. stretched) for complementary binding to a target sequence in the target pre-mRNA . Structural readiness is also important for the rapid alignment of the Formula I oligonucleotide with the target pre-mRNA sequence as the target pre-mRNA is transcribed from DNA. Thus, structural readiness coupled with strong affinity is believed to translate into strong affinity to produce sub-femtomolar exon-skipping antisense activity of a compound of formula I. In this respect, a compound of formula I is very different from other classes of oligonucleotides, including DNA, RNA, PTO, 2' -OMe-PTO, 2'-OMe-RNA, 2'-OMOE-RNA, LNA, PMO, PNA, etc.
Благодаря хорошей клеточной проницаемости, производное ПНК формулы I может системно вводиться в виде «голого» олигонуклеотида, чтобы эффективно индуцировать пропуск экзона в ткани(ях)-мишени. Соединение формулы I не требует композиции или адъюванта для увеличения доставки в ткань-мишень для вызова желаемой терапевтической активности. Соединение формулы I растворяют просто в PBS (фосфатно-солевом буфере) или физиологическом растворе и системно вводят, чтобы без усилий вызвать терапевтическую активность в ткани(ях)-мишени.Due to its good cell permeability, the PNA derivative of formula I can be administered systemically as a "naked" oligonucleotide to effectively induce exon skipping in the target tissue(s). The compound of formula I does not require a composition or adjuvant to increase delivery to the target tissue to elicit the desired therapeutic activity. The compound of formula I is dissolved simply in PBS (phosphate buffered saline) or saline and administered systemically to effortlessly elicit therapeutic activity in the target tissue(s).
Учитывая субфемтомолярную экзон-пропускающую активность в клетках, обработанных в виде «голого» олигонуклеотида, производное ПНК настоящего изобретения проявляет терапевтическую активность in vivo часто в системной дозе, составляющей 1 мкг/кг или менее. Такая сильная терапевтическая активность никогда не была получена с другими классами олигонуклеотидов, включая ДНК, РНК, PTO, 2'-OMe-PTO, 2'-OMe-РНК, 2'-OMOE-РНК, LNA, PMO, ПНК и т.д. Поскольку стоимость производства олигонуклеотида является, как правило, очень высокой, сверхвысокая активность является большим преимуществом для реализации умеренной стоимости лечения, особенно для пациентов с хроническим заболеванием. В этом отношении соединение формулы I сильно отличается от других классов олигонуклеотидов, включая ДНК, РНК, PTO, 2'-OMe-PTO, 2'-OMOE-РНК, LNA, PMO, ПНК и т.д.Given the sub-femtomolar exon-skip activity in cells treated as a "naked" oligonucleotide, the PNA derivative of the present invention exhibits therapeutic activity in vivo, often at a systemic dose of 1 μg/kg or less. Such strong therapeutic activity has never been obtained with other classes of oligonucleotides including DNA, RNA, PTO, 2'-OMe-PTO, 2'-OMe-RNA, 2'-OMOE-RNA, LNA, PMO, PNA, etc. . Since the cost of producing an oligonucleotide is generally very high, ultra-high activity is a great advantage for realizing a moderate cost of treatment, especially for patients with chronic disease. In this respect, the compound of formula I is very different from other classes of oligonucleotides, including DNA, RNA, PTO, 2'-OMe-PTO, 2'-OMOE-RNA, LNA, PMO, PNA, etc.
Благодаря хорошей клеточной проницаемости производное ПНК настоящего изобретения легко доставляется местно или трансдермально для вызова терапевтической активности в месте введения. Соединение этого изобретения не нуждается в сильной или инвазивной композиции для вызова намеченной местной терапевтической активности. Производное ПНК формулы I легко доставляется трансдермально в виде «голого» олигонуклеотида. Вследствие сверхсильной экзон-пропускающей активности указанное соединение проявляет терапевтическую активность при местном или трансдермальном введении субпикомолярного раствора олигонуклеотидов. Местная или трансдермальная доставка в виде «голого» олигонуклеотида была чрезвычайно сложной задачей для других классов олигонуклеотидов, включая ДНК, РНК, PTO, 2'-OMe-PTO, 2'-OMe-РНК, 2'-OMOE-РНК, LNA, PMO, ПНК и т.д. В этом отношении соединение формулы I явно отличается от других классов олигонуклеотидов, включая ДНК, РНК, PTO, 2'-OMe-PTO, 2'-OMe-РНК, 2'-OMOE-РНК, LNA, PMO, ПНК и т.д.Due to good cell permeability, the PNA derivative of the present invention is easily delivered topically or transdermally to induce therapeutic activity at the injection site. The compound of this invention does not need a strong or invasive composition to produce the intended local therapeutic activity. The PNA derivative of Formula I is easily delivered transdermally as a naked oligonucleotide. Due to its superstrong exon-passing activity, said compound exhibits therapeutic activity when administered topically or transdermally with a sub-picomolar solution of oligonucleotides. Topical or transdermal delivery as a naked oligonucleotide has been extremely challenging for other classes of oligonucleotides including DNA, RNA, PTO, 2'-OMe-PTO, 2'-OMe-RNA, 2'-OMOE-RNA, LNA, PMO , PNK, etc. In this regard, the compound of formula I clearly differs from other classes of oligonucleotides, including DNA, RNA, PTO, 2'-OMe-PTO, 2'-OMe-RNA, 2'-OMOE-RNA, LNA, PMO, PNA, etc. .
Соединение формулы I может использоваться в сочетании с фармацевтически приемлемой кислотой или основанием, включая, но без ограничения этим, гидроксид натрия, гидроксид калия, соляную кислоту, метансульфоновую кислоту, лимонную кислоту, трифторуксусную кислоту и т.д.The compound of Formula I may be used in combination with a pharmaceutically acceptable acid or base, including but not limited to sodium hydroxide, potassium hydroxide, hydrochloric acid, methanesulfonic acid, citric acid, trifluoroacetic acid, and the like.
Производное ПНК формулы I или его фармацевтически приемлемая соль может вводиться субъекту в комбинации с фармацевтически приемлемым адъювантом, включая, но без ограничения этим, лимонную кислоту, соляную кислоту, винную кислоту, стеариновую кислоту, полиэтиленгликоль, полипропиленгликоль, этанол, изопропанол, бикарбонат натрия, дистиллированную воду, консервант(ы) и т.д.The PNA derivative of formula I, or a pharmaceutically acceptable salt thereof, may be administered to a subject in combination with a pharmaceutically acceptable adjuvant, including, but not limited to, citric acid, hydrochloric acid, tartaric acid, stearic acid, polyethylene glycol, polypropylene glycol, ethanol, isopropanol, sodium bicarbonate, distilled water, preservative(s), etc.
Соединение настоящего изобретения можно системно вводить субъекту в терапевтически эффективной дозе в диапазоне от 1 фмоль/кг до более чем 1 нмоль/кг, которая может варьировать в зависимости от схемы дозирования, условий или ситуаций субъекта и т.д. Соединение настоящего изобретения можно местно вводить субъекту в терапевтически эффективной концентрации в диапазоне от 1 аМ до более чем 1 нМ, которая может варьировать в зависимости от схемы дозирования, условий или ситуаций субъекта и т.д.The compound of the present invention may be systemically administered to a subject at a therapeutically effective dose in the range of 1 fmol/kg to more than 1 nmol/kg, which may vary depending on the dosing regimen, conditions or situations of the subject, etc. The compound of the present invention may be topically administered to a subject at a therapeutically effective concentration ranging from 1 aM to greater than 1 nM, which may vary depending on the dosing regimen, conditions or situations of the subject, etc.
Предпочтительным является производное ПНК формулы I или его фармацевтически приемлемая соль:Preferred is a PNA derivative of formula I or a pharmaceutically acceptable salt thereof:
гдеwhere
n является целым числом между 10 и 25;n is an integer between 10 and 25;
соединение формулы I обладает способностью к по крайней мере 10-мерному комплементарному перекрыванию с 14-мерной последовательностью сайта сплайсинга-мишени, состоящей из 7-мера из интрона и 7-мера из экзона, в пре-мРНК-мишени;the compound of formula I is capable of at least 10-mer complementary overlap with a 14-mer target splicing site sequence consisting of a 7-mer from an intron and a 7-mer from an exon in the target pre-mRNA;
соединение формулы I является полностью комплементарным последовательности пре-мРНК-мишени или частично комплементарным последовательности пре-мРНК-мишени с одним или двумя несоответствиями;the compound of formula I is fully complementary to the target pre-mRNA sequence or partially complementary to the target pre-mRNA sequence with one or two mismatches;
радикалы S1, S2, …, Sn-1, Sn, T1, T2, …, Tn-1 и Tn независимо представляют собой дейтеридо, гидридо, замещенный или незамещенный алкил или замещенный или незамещенный арил;radicals S 1 , S 2 , ..., S n-1 , S n , T 1 , T 2 , ..., T n-1 and T n independently represent deuterido, hydrido, substituted or unsubstituted alkyl or substituted or unsubstituted aryl;
радикалы X и Y независимо представляют собой гидридо, формил, аминокарбонил, аминотиокарбонил, замещенный или незамещенный алкил, замещенный или незамещенный арил, замещенный или незамещенный алкилацил, замещенный или незамещенный арилацил, замещенный или незамещенный алкилоксикарбонил, замещенный или незамещенный арилоксикарбонил, замещенный или незамещенный алкиламинокарбонил, замещенный или незамещенный ариламинокарбонил, замещенный или незамещенный алкиламинотиокарбонил, замещенный или незамещенный ариламинотиокарбонил, замещенный или незамещенный алкилокситиокарбонил, замещенный или незамещенный арилокситиокарбонил, замещенный или незамещенный алкилсульфонил, замещенный или незамещенный арилсульфонил, замещенный или незамещенный алкилфосфонил или замещенный или незамещенный арилфосфонил;radicals X and Y are independently hydrido, formyl, aminocarbonyl, aminothiocarbonyl, substituted or unsubstituted alkyl, substituted or unsubstituted aryl, substituted or unsubstituted alkylacyl, substituted or unsubstituted arylacyl, substituted or unsubstituted alkyloxycarbonyl, substituted or unsubstituted aryloxycarbonyl, substituted or unsubstituted alkylaminocarbonyl, substituted or unsubstituted arylaminocarbonyl, substituted or unsubstituted alkylaminothiocarbonyl, substituted or unsubstituted arylaminothiocarbonyl, substituted or unsubstituted alkyloxythiocarbonyl, substituted or unsubstituted aryloxythiocarbonyl, substituted or unsubstituted alkylsulfonyl, substituted or unsubstituted arylsulfonyl, substituted or unsubstituted alkylphosphonyl, or substituted or unsubstituted alkylphosphonyl;
радикал Z представляет собой гидридо, гидрокси, замещенный или незамещенный алкилокси, замещенный или незамещенный арилокси, незамещенный амино, замещенный или незамещенный алкиламино, замещенный или незамещенный ариламино, замещенный или незамещенный алкил или замещенный или незамещенный арил;the Z radical is hydrido, hydroxy, substituted or unsubstituted alkyloxy, substituted or unsubstituted aryloxy, unsubstituted amino, substituted or unsubstituted alkylamino, substituted or unsubstituted arylamino, substituted or unsubstituted alkyl, or substituted or unsubstituted aryl;
B1, B2, …, Bn-1 и Bn независимо выбирают из природных нуклеотидных оснований, включая аденин, тимин, гуанин, цитозин и урацил, и неприродных нуклеотидных оснований; B 1 , B 2 .
по крайней мере четыре из B1, B2, …, Bn-1 и Bn независимо выбирают из неприродных нуклеотидных оснований, представленных формулой II, формулой III или формулой IV:at least four of B 1 , B 2 , ..., B n-1 and B n are independently selected from non-natural nucleotide bases represented by formula II, formula III or formula IV:
гдеwhere
радикалы R1, R2, R3, R4, R5 и R6 независимо выбирают из гидридо и замещенного или незамещенного алкила;the radicals R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are independently selected from hydrido and substituted or unsubstituted alkyl;
L1, L2 и L3 представляют собой ковалентный линкер, представленный формулой V, ковалентно связывающий основную аминогруппу с фрагментом нуклеотидного основания:L 1 , L 2 and L 3 are a covalent linker represented by formula V, covalently linking a basic amino group to a fragment of a nucleotide base:
гдеwhere
Q1 и Qm являются замещенным или незамещенным метиленовым (-CH2-) радикалом, и Qm непосредственно связан с основной аминогруппой;Q 1 and Q m are substituted or unsubstituted methylene (-CH 2 -) radical, and Q m is directly linked to the basic amino group;
Q2, Q3,… и Qm-1 независимо выбирают из замещенного или незамещенного метиленового радикала, радикала кислорода (-O-), радикала серы (-S-) и замещенного или незамещенного аминорадикала [-N(H)- или -N(заместитель)-]; иQ 2 , Q 3 , ... and Q m-1 are independently selected from a substituted or unsubstituted methylene radical, an oxygen radical (-O-), a sulfur radical (-S-) and a substituted or unsubstituted amino radical [-N(H)- or - N(substituent)-]; and
m является целым числом между 1 и 15.m is an integer between 1 and 15.
Неприродные нуклеотидные основания формулы II, формулы III и формулы IV эквивалентны цитозину, аденину и гуанину, соответственно, для комплементарного спаривания оснований с пре-мРНК, как показано в предшествующем уровне техники [PCT/KR2009/001256].Non-natural nucleotide bases of formula II, formula III and formula IV are equivalent to cytosine, adenine and guanine, respectively, for complementary base pairing with pre-mRNA, as shown in the prior art [PCT/KR2009/001256].
Принятое для описания соединения формулы I условие, что «m» является целым числом между 1 и 15», буквально означает, что «m» является целым числом, выбираемым из 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 и 14».The convention adopted to describe a compound of formula I that "m" is an integer between 1 and 15" literally means that "m" is an integer selected from 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 and 14".
Представляет интерес ПНК-олигомер формулы I или его фармацевтически приемлемая соль:Of interest is a PNA oligomer of formula I, or a pharmaceutically acceptable salt thereof:
гдеwhere
n является целым числом между 11 и 23;n is an integer between 11 and 23;
соединение формулы I обладает способностью к по крайней мере 10-мерному комплементарному перекрыванию с 14-мерной последовательностью сайта сплайсинга-мишени, состоящей из 7-мера из интрона и 7-мера из экзона, в пре-мРНК-мишени;the compound of formula I is capable of at least 10-mer complementary overlap with a 14-mer target splicing site sequence consisting of a 7-mer from an intron and a 7-mer from an exon in the target pre-mRNA;
соединение формулы I является полностью комплементарным последовательности пре-мРНК-мишени или частично комплементарным последовательности пре-мРНК-мишени с одним или двумя несоответствиями;the compound of formula I is fully complementary to the target pre-mRNA sequence or partially complementary to the target pre-mRNA sequence with one or two mismatches;
радикалы S1, S2, …, Sn-1, Sn, T1, T2, …, Tn-1 и Tn независимо представляют собой гидридо;the radicals S 1 , S 2 , ..., S n-1 , S n , T 1 , T 2 , ..., T n-1 and T n are independently hydrido;
радикалы X и Y независимо представляют собой гидридо, аминокарбонил, замещенный или незамещенный алкил, замещенный или незамещенный арил, замещенный или незамещенный алкилацил, замещенный или незамещенный арилацил, замещенный или незамещенный алкилоксикарбонил, замещенный или незамещенный алкиламинокарбонил или замещенный или незамещенный арилсульфонил;radicals X and Y are independently hydrido, aminocarbonyl, substituted or unsubstituted alkyl, substituted or unsubstituted aryl, substituted or unsubstituted alkylacyl, substituted or unsubstituted arylacyl, substituted or unsubstituted alkyloxycarbonyl, substituted or unsubstituted alkylaminocarbonyl, or substituted or unsubstituted arylsulfonyl;
радикал Z представляет собой незамещенный амино или замещенный или незамещенный алкиламино;the radical Z is an unsubstituted amino or a substituted or unsubstituted alkylamino;
B1, B2, …, Bn-1 и Bn независимо выбирают из природных нуклеотидных оснований, включая аденин, тимин, гуанин, цитозин и урацил, и неприродных нуклеотидных оснований; B 1 , B 2 .
по крайней мере четыре из B1, B2, …, Bn-1 и Bn независимо выбирают из неприродных нуклеотидных оснований, представленных формулой II, формулой III или формулой IV;at least four of B 1 , B 2 , ..., B n-1 and B n are independently selected from non-natural nucleotide bases represented by formula II, formula III or formula IV;
радикалы R1, R2, R3, R4, R5 и R6 независимо выбирают из гидридо и замещенного или незамещенного алкила;the radicals R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are independently selected from hydrido and substituted or unsubstituted alkyl;
Q1 и Qm являются замещенным или незамещенным метиленовым радикалом, и Qm непосредственно связан с основной аминогруппой;Q 1 and Q m are a substituted or unsubstituted methylene radical, and Q m is directly linked to the basic amino group;
Q2, Q3,… и Qm-1 независимо выбирают из замещенного или незамещенного метиленового радикала, радикала кислорода и аминорадикала; иQ 2 , Q 3 , ... and Q m-1 are independently selected from a substituted or unsubstituted methylene radical, an oxygen radical and an amino radical; and
m является целым числом между 1 и 11.m is an integer between 1 and 11.
Представляет особый интерес производное ПНК формулы I или его фармацевтически приемлемая соль:Of particular interest is a PNA derivative of formula I or a pharmaceutically acceptable salt thereof:
гдеwhere
n является целым числом между 11 и 21;n is an integer between 11 and 21;
соединение формулы I обладает способностью к по крайней мере 10-мерному комплементарному перекрыванию с 14-мерной последовательностью сайта сплайсинга-мишени, состоящей из 7-мера из интрона и 7-мера из экзона, в пре-мРНК-мишени;the compound of formula I is capable of at least 10-mer complementary overlap with a 14-mer target splicing site sequence consisting of a 7-mer from an intron and a 7-mer from an exon in the target pre-mRNA;
соединение формулы I является полностью комплементарным последовательности пре-мРНК-мишени или частично комплементарным последовательности пре-мРНК-мишени с одним или двумя несоответствиями;the compound of formula I is fully complementary to the target pre-mRNA sequence or partially complementary to the target pre-mRNA sequence with one or two mismatches;
радикалы S1, S2, …, Sn-1, Sn, T1, T2, …, Tn-1 и Tn независимо представляют собой гидридо;the radicals S 1 , S 2 , ..., S n-1 , S n , T 1 , T 2 , ..., T n-1 and T n are independently hydrido;
радикалы X и Y независимо представляют собой гидридо, замещенный или незамещенный алкил, замещенный или незамещенный арил, замещенный или незамещенный алкилацил, замещенный или незамещенный арилацил, замещенный или незамещенный алкилоксикарбонил, замещенный или незамещенный алкиламинокарбонил или замещенный или незамещенный арилсульфонил;the radicals X and Y are independently hydrido, substituted or unsubstituted alkyl, substituted or unsubstituted aryl, substituted or unsubstituted alkylacyl, substituted or unsubstituted arylacyl, substituted or unsubstituted alkyloxycarbonyl, substituted or unsubstituted alkylaminocarbonyl, or substituted or unsubstituted arylsulfonyl;
радикал Z представляет собой незамещенный амино или замещенный или незамещенный алкиламино;the radical Z is an unsubstituted amino or a substituted or unsubstituted alkylamino;
B1, B2, …, Bn-1 и Bn независимо выбирают из природных нуклеотидных оснований, включая аденин, тимин, гуанин, цитозин и урацил, и неприродных нуклеотидных оснований; B 1 , B 2 .
по крайней мере четыре из B1, B2, …, Bn-1 и Bn независимо выбирают из неприродных нуклеотидных оснований, представленных формулой II, формулой III или формулой IV;at least four of B 1 , B 2 , ..., B n-1 and B n are independently selected from non-natural nucleotide bases represented by formula II, formula III or formula IV;
радикалы R1, R2, R3, R4, R5 и R6 независимо выбирают из гидридо и замещенного или незамещенного алкила;the radicals R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are independently selected from hydrido and substituted or unsubstituted alkyl;
Q1 и Qm являются метиленовым радикалом, и Qm непосредственно связан с основной аминогруппой;Q 1 and Q m are a methylene radical, and Q m is directly linked to the basic amino group;
Q2, Q3,… и Qm-1 независимо выбирают из метиленового радикала, радикала кислорода и аминорадикала; иQ 2 , Q 3 , ... and Q m-1 are independently selected from methylene radical, oxygen radical and amino radical; and
m является целым числом между 1 и 11.m is an integer between 1 and 11.
Представляет большой интерес ПНК-олигомер формулы I или его фармацевтически приемлемая соль:Of great interest is the PNA oligomer of formula I or a pharmaceutically acceptable salt thereof:
гдеwhere
n является целым числом между 11 и 19;n is an integer between 11 and 19;
соединение формулы I обладает способностью к по крайней мере 10-мерному комплементарному перекрыванию с 14-мерной последовательностью сайта сплайсинга-мишени, состоящей из 7-мера из интрона и 7-мера из экзона, в пре-мРНК-мишени;the compound of formula I is capable of at least 10-mer complementary overlap with a 14-mer target splicing site sequence consisting of a 7-mer from an intron and a 7-mer from an exon in the target pre-mRNA;
соединение формулы I является полностью комплементарным последовательности пре-мРНК-мишени;the compound of formula I is fully complementary to the target pre-mRNA sequence;
радикалы S1, S2, …, Sn-1, Sn, T1, T2, …, Tn-1 и Tn представляют собой гидридо;radicals S 1 , S 2 , ..., S n-1 , S n , T 1 , T 2 , ..., T n-1 and T n are hydrido;
радикалы X и Y независимо представляют собой гидридо, замещенный или незамещенный алкил, замещенный или незамещенный арил, замещенный или незамещенный алкилацил, замещенный или незамещенный арилацил, замещенный или незамещенный алкилоксикарбонил, замещенный или незамещенный алкиламинокарбонил или замещенный или незамещенный арилсульфонил;the radicals X and Y are independently hydrido, substituted or unsubstituted alkyl, substituted or unsubstituted aryl, substituted or unsubstituted alkylacyl, substituted or unsubstituted arylacyl, substituted or unsubstituted alkyloxycarbonyl, substituted or unsubstituted alkylaminocarbonyl, or substituted or unsubstituted arylsulfonyl;
радикал Z представляет собой незамещенный амино или замещенный или незамещенный алкиламино;the radical Z is an unsubstituted amino or a substituted or unsubstituted alkylamino;
B1, B2, …, Bn-1 и Bn независимо выбирают из природных нуклеотидных оснований, включая аденин, тимин, гуанин, цитозин и урацил, и неприродных нуклеотидных оснований; B 1 , B 2 .
по крайней мере четыре из B1, B2, …, Bn-1 и Bn независимо выбирают из неприродных нуклеотидных оснований, представленных формулой II, формулой III или формулой IV;at least four of B 1 , B 2 , ..., B n-1 and B n are independently selected from non-natural nucleotide bases represented by formula II, formula III or formula IV;
радикалы R1, R3 и R5 представляют собой гидридо, и радикалы R2, R4 и R6 независимо выбирают из гидридо и замещенного или незамещенного алкила;the radicals R 1 , R 3 and R 5 are hydrido, and the radicals R 2 , R 4 and R 6 are independently selected from hydrido and substituted or unsubstituted alkyl;
Q1 и Qm являются метиленовым радикалом, и Qm непосредственно связан с основной аминогруппой;Q 1 and Q m are a methylene radical, and Q m is directly linked to the basic amino group;
Q2, Q3,… и Qm-1 независимо выбирают из метиленового радикала и радикала кислорода; иQ 2 , Q 3 , ... and Q m-1 are independently selected from a methylene radical and an oxygen radical; and
m является целым числом между 1 и 9.m is an integer between 1 and 9.
Представляет большой интерес производное ПНК формулы I или его фармацевтически приемлемая соль:Of great interest is a PNA derivative of formula I or a pharmaceutically acceptable salt thereof:
гдеwhere
n является целым числом между 12 и 19;n is an integer between 12 and 19;
соединение формулы I обладает способностью к по крайней мере 10-мерному комплементарному перекрыванию с 14-мерной последовательностью сайта сплайсинга-мишени, состоящей из 7-мера из интрона и 7-мера из экзона, в пре-мРНК-мишени;the compound of formula I is capable of at least 10-mer complementary overlap with a 14-mer target splicing site sequence consisting of a 7-mer from an intron and a 7-mer from an exon in the target pre-mRNA;
соединение формулы I является полностью комплементарным последовательности пре-мРНК-мишени;the compound of formula I is fully complementary to the target pre-mRNA sequence;
радикалы S1, S2, …, Sn-1, Sn, T1, T2, …, Tn-1 и Tn представляют собой гидридо;radicals S 1 , S 2 , ..., S n-1 , S n , T 1 , T 2 , ..., T n-1 and T n are hydrido;
радикалы X и Y независимо представляют собой замещенный или незамещенный алкилацил, замещенный или незамещенный арилацил или замещенный или незамещенный алкилоксикарбонил;radicals X and Y are independently substituted or unsubstituted alkylacyl, substituted or unsubstituted arylacyl, or substituted or unsubstituted alkyloxycarbonyl;
радикал Z представляет собой незамещенный амино или замещенный или незамещенный алкиламино;the radical Z is an unsubstituted amino or a substituted or unsubstituted alkylamino;
B1, B2, …, Bn-1 и Bn независимо выбирают из аденина, тимина, гуанина, цитозина и неприродных нуклеотидных оснований;B 1 , B 2 , ..., B n-1 and B n independently selected from adenine, thymine, guanine, cytosine and non-natural nucleotide bases;
по крайней мере пять из B1, B2, …, Bn-1 и Bn независимо выбирают из неприродных нуклеотидных оснований, представленных формулой II, формулой III или формулой IV;at least five of B 1 , B 2 , ..., B n-1 and B n are independently selected from non-natural nucleotide bases represented by formula II, formula III or formula IV;
радикалы R1, R2, R3, R4,R5 и R6 представляют собой гидридо;the radicals R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are hydrido;
Q1 и Qm являются метиленовым радикалом, и Qm непосредственно связан с основной аминогруппой;Q 1 and Q m are a methylene radical, and Q m is directly linked to the basic amino group;
Q2, Q3,… и Qm-1 независимо выбирают из метиленового радикала и радикала кислорода; иQ 2 , Q 3 , ... and Q m-1 are independently selected from a methylene radical and an oxygen radical; and
m является целым числом между 1 и 9.m is an integer between 1 and 9.
Представляет наибольший интерес производное ПНК формулы I или его фармацевтически приемлемая соль:Of particular interest is the PNA derivative of formula I or a pharmaceutically acceptable salt thereof:
гдеwhere
n является целым числом между 12 и 18;n is an integer between 12 and 18;
соединение формулы I обладает способностью к по крайней мере 10-мерному комплементарному перекрыванию с 14-мерной последовательностью сайта сплайсинга-мишени, состоящей из 7-мера из интрона и 7-мера из экзона, в пре-мРНК-мишени;the compound of formula I is capable of at least 10-mer complementary overlap with a 14-mer target splicing site sequence consisting of a 7-mer from an intron and a 7-mer from an exon in the target pre-mRNA;
соединение формулы I является полностью комплементарным последовательности пре-мРНК-мишени;the compound of formula I is fully complementary to the target pre-mRNA sequence;
радикалы S1, S2, …, Sn-1, Sn, T1, T2, …, Tn-1 и Tn представляют собой гидридо;radicals S 1 , S 2 , ..., S n-1 , S n , T 1 , T 2 , ..., T n-1 and T n are hydrido;
радикал X представляет собой гидридо;radical X is hydrido;
радикал Y представляет собой замещенный или незамещенный алкилацил, замещенный или незамещенный арилацил или замещенный или незамещенный алкилоксикарбонил;the radical Y is a substituted or unsubstituted alkylacyl, a substituted or unsubstituted arylacyl, or a substituted or unsubstituted alkyloxycarbonyl;
радикал Z представляет собой незамещенный амино или замещенный или незамещенный алкиламино;the radical Z is an unsubstituted amino or a substituted or unsubstituted alkylamino;
B1, B2, …, Bn-1 и Bn независимо выбирают из аденина, тимина, гуанина, цитозина и неприродных нуклеотидных оснований;B 1 , B 2 , ..., B n-1 and B n independently selected from adenine, thymine, guanine, cytosine and non-natural nucleotide bases;
по крайней мере пять из B1, B2, …, Bn-1 и Bn независимо выбирают из неприродных нуклеотидных оснований, представленных формулой II, формулой III или формулой IV;at least five of B 1 , B 2 , ..., B n-1 and B n are independently selected from non-natural nucleotide bases represented by formula II, formula III or formula IV;
радикалы R1, R2, R3, R4,R5 и R6 представляют собой гидридо;the radicals R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are hydrido;
L1 представляет собой -(CH2)2-O-(CH2)2-, -CH2-O-(CH2)2-, -CH2-O-(CH2)3-, -CH2-O-(CH2)4-, -CH2-O-(CH2)5-, -CH2-O-(CH2)6- или -CH2-O-(CH2)7-, при этом правый конец непосредственно связан с основной аминогруппой; иL 1 is -(CH 2 ) 2 -O-(CH 2 ) 2 -, -CH 2 -O-(CH 2 ) 2 -, -CH 2 -O-(CH 2 ) 3 -, -CH 2 - O-(CH 2 ) 4 -, -CH 2 -O-(CH 2 ) 5 -, -CH 2 -O-(CH 2 ) 6 - or -CH 2 -O-(CH 2 ) 7 -, while the right end is directly connected to the basic amino group; and
L2 и L3 независимо выбирают из -(CH2)2-, -(CH2)3-, -(CH2)4-, -(CH2)5-, -(CH2)6-, -(CH2)7-, -(CH2)8-, -(CH2)2-O-(CH2)2-, -(CH2)3-O-(CH2)2- и -(CH2)2-O-(CH2)3-, при этом правый конец непосредственно связан с основной аминогруппой.L 2 and L 3 are independently selected from -(CH 2 ) 2 -, -(CH 2 ) 3 -, -(CH 2 ) 4 -, -(CH 2 ) 5 -, -(CH 2 ) 6 -, -( CH 2 ) 7 -, -(CH 2 ) 8 -, -(CH 2 ) 2 -O-(CH 2 ) 2 -, -(CH 2 ) 3 -O-(CH 2 ) 2 - and -(CH 2 ) 2 -O-(CH 2 ) 3 -, while the right end is directly connected to the main amino group.
Соединения формулы I могут обозначаться сокращенно, как описано в предшествующем уровне техники [PCT/KR2009/001256; EP2268607; US8680253]. Ниже приведены примеры таких аббревиатур, использованных для описания производных ПНК формулы I, нацеливающихся на 3'-сайт сплайсинга, охватывающий место соединение интрона 1 и экзона 2 в пре-мРНК HIF-1α человека, считываемой с гена HIF1A (ссылочная последовательность NCBI: NG_029606.1):Compounds of formula I may be abbreviated as described in the prior art [PCT/KR2009/001256; EP2268607; US8680253]. The following are examples of such abbreviations used to describe PNA derivatives of Formula I targeting the 3' splicing site spanning the junction of
(N→C)Fethoc-CA(5)G-AA(5)C-TTA(5)-TCC(1O2)-TA(5)-NH2;(N→C) Fethoc-CA(5)G-AA(5)C-TTA(5)-TCC(1O2)-TA(5)-NH 2 ;
(N→C)Fmoc-CA(5)G-AA(5)C-TTA(5)-TCC(1O2)-TA(5)-NH2;(N→C)Fmoc-CA(5)G-AA(5)C-TTA(5)-TCC(1O2)-TA(5)-NH 2 ;
(N→C)H-CA(5)G-AA(5)C-TTA(5)-TCC(1O3)-TA(5)-NH2;(N→C)H-CA(5)G-AA(5)C-TTA(5)-TCC(1O3)-TA(5)-NH 2 ;
(N→C)Ac-CA(5)G-AA(5)C-TTA(5)-TCC(1O2)-TA(5)-NH2;(N→C)Ac-CA(5)G-AA(5)C-TTA(5)-TCC(1O2)-TA(5)-NH 2 ;
(N→C)Piv-CA(5)G-AA(5)C-TTA(5)-TCC(1O2)-TA(5)-NH2;(N→C)Piv-CA(5)G-AA(5)C-TTA(5)-TCC(1O2)-TA(5)-NH 2 ;
(N→C)Бензоил-CA(5)G(2O3)-AA(5)C-TTA(4)-TCC(1O2)-TA(5)-NH2;(N→C) Benzoyl-CA(5)G(2O3)-AA(5)C-TTA(4)-TCC(1O2)-TA(5)-NH 2 ;
(N→C)н-пропил-CA(5)G-AA(5)C-TTA(5)-TCC(2O2)-TA(5)-NH2;(N→C)n-propyl-CA(5)G-AA(5)C-TTA(5)-TCC(2O2)-TA(5)-NH 2 ;
(N→C)Бензил-CA(5)G-AA(5)C-TTA(5)-TCC(1O2)-TA(5)-NH2;(N→C)Benzyl-CA(5)G-AA(5)C-TTA(5)-TCC(1O2)-TA(5)-NH 2 ;
(N→C)п-толуолсульфонил-CA(5)G-AA(5)C-TTA(2O2)-TCC(1O2)-TA(5)-NH2;(N→C)p-toluenesulfonyl-CA(5)G-AA(5)C-TTA(2O2)-TCC(1O2)-TA(5)-NH 2 ;
(N→C)[N-(2-фенилэтил)амино]карбонил-CA(5)G(3)-AA(5)C-TTA(3)-TCC(1O2)-TA(5)-NH2;(N→C)[N-(2-phenylethyl)amino]carbonyl-CA(5)G(3)-AA(5)C-TTA(3)-TCC(1O2)-TA(5)-NH 2 ;
(N→C)Fethoc-Lys-Leu-CA(5)G(2O2)-AA(5)C-TTA(8)-TCC(1O2)-TA-Lys-NH2;(N→C) Fethoc-Lys-Leu-CA(5)G(2O2)-AA(5)C-TTA(8)-TCC(1O2)-TA-Lys-NH 2 ;
(N→C)N-фенил-N-Me-CA(5)G-AA(5)C-TTA(5)-TCC(1O2)-TA(5)-Lys-NH2;(N→C)N-phenyl-N-Me-CA(5)G-AA(5)C-TTA(5)-TCC(1O2)-TA(5)-Lys-NH 2 ;
(N→C)Piv-HEX-CA(5)G-AA(5)C-TTA(5)-TCC(1O2)-TA(5)-Lys-NH2;(N→C)Piv-HEX-CA(5)G-AA(5)C-TTA(5)-TCC(1O2)-TA(5)-Lys-NH 2 ;
(N→C)FAM-HEX-CA(5)G-AA(5)C-TTA(5)-TCC(1O2)-TA(5)-Lys-NH2;(N→C)FAM-HEX-CA(5)G-AA(5)C-TTA(5)-TCC(1O2)-TA(5)-Lys-NH 2 ;
(N→C)Fethoc-GA(5)A-C(1O2)TT-A(5)TC-CTA(5)-C(1O2)T-NH2;(N→C)Fethoc-GA(5)AC(1O2)TT-A(5)TC-CTA(5)-C(1O2)T-NH 2 ;
(N→C)Fethoc-Arg-GA(5)A-C(1O2)TT-A(5)TC-CTA(5)-C(1O2)T-Gly-NH2;(N→C)Fethoc-Arg-GA(5)AC(1O2)TT-A(5)TC-CTA(5)-C(1O2)T-Gly-NH 2 ;
(N→C)Fethoc-Val-GA(5)A-CTT-A(6)TC-CTA(5)-C(2O2)T-Gly-Lys-NH2;(N→C) Fethoc-Val-GA(5)A-CTT-A(6)TC-CTA(5)-C(2O2)T-Gly-Lys-NH 2 ;
(N→C)Fethoc-C(1O5)TT-A(6)TC-CTA(6)-C(1O2)TT-AA(6)C-NH2;(N→C) Fethoc-C(1O5)TT-A(6)TC-CTA(6)-C(1O2)TT-AA(6)C-NH 2 ;
(N→C)Fmoc-Val-CTC(1O2)-A(5)TC-CTA(6)-C(1O3)TT-AA(2O2)C-NH2; и(N→C)Fmoc-Val-CTC(1O2)-A(5)TC-CTA(6)-C(1O3)TT-AA(2O2)C-NH 2 ; and
(N→C)Fethoc-TTC(1O5)-AG(5)A-A(4)CT-TA(5)T-CC(2O2)T-A(6)CT-TA(6)-NH2:(N→C) Fethoc-TTC(1O5)-AG(5)AA(4)CT-TA(5)T-CC(2O2)TA(6)CT-TA(6)-NH 2 :
где,where,
A, G, T и C представляют собой мономеры ПНК с природным нуклеотидным основанием: аденином, гуанином, тимином и цитозином, соответственно;A, G, T and C are PNA monomers with natural nucleotide base: adenine, guanine, thymine and cytosine, respectively;
C(pOq), A(p), A(pOq), G(p) и G(pOq) представляют собой мономеры ПНК с неприродным нуклеотидным основанием, представленным формулой VI, формулой VII, формулой VIII, формулой IX и формулой X, соответственно:C(pOq), A(p), A(pOq), G(p) and G(pOq) are non-natural nucleotide base PNA monomers represented by formula VI, formula VII, formula VIII, formula IX and formula X, respectively :
гдеwhere
p и q представляют собой целые числа; иp and q are integers; and
аббревиатуры для заместителей на N- и C-концах конкретно определены следующим образом: «Fmoc-» - это аббревиатура для «[(9-флуоренил)метилокси]карбонила-»; «Fethoc-» для «[2-(9-флуоренил)этил-1-окси]карбонила»; «Ac-» для «ацетила-»; «Бензоил-» для «бензолкарбонила-»; «Piv-» для «пивалила-»; «н-пропил-» для «1-(н-пропила)-»; «H-» для «гидридо-»группы; «п-толуолсульфонил» для «(4-метилбензол)-1-сульфонила-»; «-Lys-» для аминокислотного остатка «лизин»; «-Val-» для аминокислотного остатка «валин»; «-Leu-» для аминокислотного остатка «лейцин»; «-Arg-» для аминокислотного остатка «аргинин»; «-Gly-» для аминокислотного остатка «глицин»; «[N-(2-фенилэтил)амино] карбонил-» для «[N-1-(2-фенилэтил)амино]карбонила-»; «Бензил-» для «1-(фенил)метила-»; «Фенил-» для «фенила-»; «Me-» для «метила-»; «-HEX-» для «6-амино-1-гексаноила-»; «FAM-» для «5 или 6-флуоресцеин-карбонил-(изомерной смеси)»; и «-NH2» для незамещенной «-амино»группы.abbreviations for N- and C-terminal substituents are specifically defined as follows: "Fmoc-" is an abbreviation for "[(9-fluorenyl)methyloxy]carbonyl-";"Fethoc-" for "[2-(9-fluorenyl)ethyl-1-oxy]carbonyl";"Ac-" for "acetyl-";"Benzoyl-" for "benzenecarbonyl-";"Piv-" for "pivalil-";"n-propyl-" for "1-(n-propyl)-";"H-" for "hydrido-"group;"p-toluenesulfonyl" for "(4-methylbenzene)-1-sulfonyl-";"-Lys-" for the amino acid residue "lysine";"-Val-" for the amino acid residue "valine";"-Leu-" for the amino acid residue "leucine";"-Arg-" for the amino acid residue "arginine";"-Gly-" for the amino acid residue "glycine";"[N-(2-phenylethyl)amino]carbonyl-" for "[N-1-(2-phenylethyl)amino]carbonyl-";"Benzyl-" for "1-(phenyl)methyl-";"Phenyl-" for "phenyl-";"Me-" for "methyl-";"-HEX-" for "6-amino-1-hexanoyl-";"FAM-" for "5 or 6-fluorescein-carbonyl-(isomer mixture)"; and "-NH 2 " for an unsubstituted "-amino" group.
На фиг. 9 в совокупности представлены химические структуры мономеров ПНК, сокращенно обозначенные как A, G, T, C, C(pOq), A(p), A(pOq), G(p) и G(pOq). Как обсуждалось в предшествующем уровне техники [PCT/KR2009/001256], C(pOq) рассматривается как модифицированный мономер ПНК, эквивалентный «цитозину» из-за его предпочтительной гибридизации с «гуанином». A(p) и A (pOq) принимаются за модифицированные мономеры ПНК, действующие как «аденин» из-за их сильного сродства к «тимину». Также G(p) и G(pOq) считаются модифицированными мономерами ПНК, эквивалентными «гуанину» вследствие их продуктивного спаривания оснований с «цитозином».In FIG. 9 collectively shows the chemical structures of PNA monomers, abbreviated as A, G, T, C, C(pOq), A(p), A(pOq), G(p), and G(pOq). As discussed in the prior art [PCT/KR2009/001256], C(pOq) is regarded as a modified PNA monomer equivalent to "cytosine" due to its preferred hybridization with "guanine". A(p) and A(pOq) are taken to be modified PNA monomers acting like "adenine" due to their strong affinity for "thymine". Also, G(p) and G(pOq) are considered to be modified PNA monomers equivalent to "guanine" due to their productive base pairing with "cytosine".
На фиг. 10 однозначно представлены химические структуры для ряда сокращений заместителей, используемых для разнообразия N-конца или С-конца производного ПНК формулы I в этом изобретении. Предоставление N-концевых или С-концевых групп на фиг. 10 в качестве примеров предназначено для иллюстрации разнообразия допустимых заместителей для N-конца или С-конца производного ПНК формулы I и, следовательно, не должно интерпретироваться как ограничение объема N-концевых или С-концевых групп для соединения этого изобретения. Специалист в данной области техники может легко понять, что олигонуклеотидная последовательность является основным вкладчиком в специфическое для последовательности взаимодействие с пре-мРНК-последовательностью-мишенью.In FIG. 10 uniquely represents the chemical structures for a number of substituent abbreviations used to diversify the N-terminus or C-terminus of the PNA derivative of formula I in this invention. The provision of N-terminal or C-terminal groups in FIG. 10 by way of example is intended to illustrate the variety of allowable substituents for the N-terminus or C-terminus of a PNA derivative of formula I and therefore should not be interpreted as limiting the scope of N-terminal or C-terminal groups for the compound of this invention. One skilled in the art can readily appreciate that an oligonucleotide sequence is a major contributor to the sequence-specific interaction with the target pre-mRNA sequence.
С целью иллюстрации аббревиатур, принятых для таких производных ПНК, химическая структура 14-мерного производного ПНК, сокращенно обозначенного как «(N→C)Fethoc-GA(5)A-C(1O2)TT-A(5)TC-CTA(5)-C(1O2)T-NH2», представлена на фиг. 11.To illustrate the abbreviations adopted for such PNA derivatives, the chemical structure of the 14-mer PNA derivative, abbreviated as "(N→C)Fethoc-GA(5)AC(1O2)TT-A(5)TC-CTA(5) -C(1O2)T-NH 2 ”, is shown in Fig. eleven.
В качестве еще одной иллюстрации, химическая структура 15-мерного производного ПНК, сокращенно обозначенного как ((N→C)Fmoc-Val-CTC(1O2)-A(5)TC-CTA(6)-C(1O3)TT-AA(2O2)C-NH2», представлена на фиг. 12.As another illustration, the chemical structure of the 15-mer PNA derivative, abbreviated as ((N→C)Fmoc-Val-CTC(1O2)-A(5)TC-CTA(6)-C(1O3)TT-AA (2O2)C-NH 2 ”, is shown in Fig. 12.
Соединение формулы I должно удовлетворять требованию обладать способностью к «по крайней мере 10-мерному комплементарному перекрыванию с 14-мерной последовательностью сайта сплайсинга-мишени, состоящей из 7-мера из интрона и 7-мера из экзона в пре-мРНК»-мишени. Если соединение формулы I нацеливается, например, на 3'-сайт сплайсинга, охватывающий место соединения интрона 1 и экзона 2, в пре-мРНК для HIF-1α человека, 3'-сайт сплайсинга однозначно определяется 30-мерной последовательностью пре-мРНК для HIF-1α человека [(5'→3')guuguuguuaaguag│GAUAAGUUCUGAACG]. Тогда 14-мерная последовательность являющегося мишенью 3'-сайта сплайсинга HIF-1α прочитывается [(5'→3')uaaguag│GAUAAGU].The compound of Formula I must meet the requirement of having "at least a 10-mer complementary overlap with a 14-mer target splicing site sequence consisting of a 7-mer from an intron and a 7-mer from an exon in the pre-mRNA" target. If a compound of formula I is targeted, for example, at the 3' splicing site spanning the junction of
15-мерный HIF-1α-специфический ASO с последовательностью «(N→C)Fethoc-CA(5)G-AA(5)C-TTA(5)-TCC(1O2)-TA(5)C-NH2» является эквивалентным последовательности ДНК «(5'→3')CAG-AAC-TTA-TCC-TAC» для комплементарного связывания с пре-мРНК HIF-1α человека. 15-мерный ASO обладает способностью к 15-мерному комплементарному перекрыванию (т.е. является полностью комплементарным) с 3'-сайтом сплайсинга, охватывающим место соединения интрона 1 и экзона 2 в пре-мРНК для HIF-1α, как отмечено «жирным шрифтом» и «подчеркиванием» в 30-мерной последовательности пре-мРНК [(5'→3')guuguuguuaa guag │ GAUAAGUUCUG AACG]. ПНК ASO обладает способностью к 11-мерному комплементарному перекрыванию (т.е. 4-меров из интрона 1 и 7-меров из экзона 2) с 14-мерной последовательностью пре-мРНК для HIF-1α [(5'→3')uaaguag│GAUAAGU]. Таким образом, 15-мерный специфический для HIF-1α ПНК ASO условиям комплементарного перекрывания, требуемым для соединения формулы I.15-mer HIF-1α-specific ASO with the sequence "(N→C)Fethoc-CA(5)G-AA(5)C-TTA(5)-TCC(1O2)-TA(5)C-NH 2 " is equivalent to the DNA sequence "(5'→3')CAG-AAC-TTA-TCC-TAC" for complementary binding to human HIF-1α pre-mRNA. The 15-mer ASO is capable of 15-mer complementary overlap (i.e., is fully complementary) with a 3' splicing site spanning the junction of
Еще один 15-мерный HIF-1α-специфический ASO с последовательностью «(N→C)Fethoc-CTC(1O2)-A(6)TC-CTA(6)-C(1O2)TT-AA(6)C-NH2» является эквивалентным последовательности ДНК «(5'→3')CTC-ATC-CTA-CTT-AAC» для комплементарного связывания с пре-мРНК для HIF-1α. 15-мерный ПНК ASO обладает единственным несоответствием с 3'-сайтом сплайсинга, охватывающим место соединения интрона 1 и экзона 2, как отмечено «жирным шрифтом» и «подчеркиванием» в 30-мерной последовательности пре-мРНК для HIF-1α [(5'→3')guuguu guuaaguag │ GAU "A" AG UUCUGAACG], в которой одно несоответствие отмечено знаком кавычки (""). 15-мерная ПНК обладает способностью к 12-мерному комплементарному перекрыванию с 14-мерной последовательностью 3'-сайта сплайсинга, принятой для описания соединения формулы I, как отмечено «жирным шрифтом» и «подчеркиванием» в [(5'→3') uaaguag │ GAU "A" AG U], в которой одно несоответствие отмечено знаком кавычки (""). Несмотря на одно несоответствие, 15-мерный HIF-1α-ASO удовлетворяет условиям комплементарного перекрывания, требуемым для соединения формулы I.Another 15mer HIF-1α-specific ASO with the sequence "(N→C)Fethoc-CTC(1O2)-A(6)TC-CTA(6)-C(1O2)TT-AA(6)C-NH 2 ' is equivalent to the DNA sequence "(5'→3')CTC-ATC-CTA-CTT-AAC" for complementary binding to pre-mRNA for HIF-1α. The 15mer ASO PNA has a single mismatch with the 3' splicing site spanning the junction of
В случае, когда соединение формулы I нацеливается, например, на 5'-сайт сплайсинга, охватывающий место соединения экзона 4 и интрона 4 в пре-мРНК для SCN9A человека, 5'-сайт сплайсинга однозначно определяется 30-мерной последовательностью пре-мРНК для SCN9A [(5'→3')CGUCAUUGUUUUUGC│guaaguacuuucagc], считываемой с гена SCN9A человека (доступ к которой получен из ссылочной последовательности NCBI: NC_000002.12). Тогда 14-мерная последовательность 5'-сайта сплайсинга SCN9A-мишени прочитывается[(5'→3')UUUUUGC│guaagua].When a compound of formula I is targeted, for example, at the 5' splicing site spanning the junction of
16-мерный SCN9A-специфический ASO с последовательностью «(N→C)Fethoc-AC(1O2)T-TA(5)CG(6)CA-A(5)AA(5)-AC(1O2)AA(5)-NH2» является эквивалентным последовательности ДНК «(5'→3')ACT-TAC-GCA-AAA-ACA-A» для комплементарного связывания с пре-мРНК для SCN9A человека. 16-мерная ПНК обладает способностью к 16-мерному комплементарному перекрыванию (т.е. является полностью комплементарной) с 5'-сайтом сплайсинга, охватывающим место соединение экзона 4 и интрона 4 в пре-мРНК для SCN9A человека, как отмечено «жирным шрифтом» и «подчеркиванием» в 30-мерной последовательности пре-мРНК для SCN9A [(5'→3')CGUCAUUG UUUUUGC │ guaagu acuuucagc]. 16-мерный SCN9A-ASO обладает способностью к 13-мерному комплементарному перекрыванию с 14-мерной последовательностью 5'-сайта сплайсинга, как отмечено «жирным шрифтом» и «подчеркиванием» в [(5'→3') UUUUUGC │ guaagu a]. 16-мерный SCN9A-ASO условиям комплементарного перекрывания, требуемым для соединения формулы I.16-mer SCN9A-specific ASO with the sequence "(N→C)Fethoc-AC(1O2)T-TA(5)CG(6)CA-A(5)AA(5)-AC(1O2)AA(5) -NH 2 'is equivalent to the DNA sequence '(5'→3')ACT-TAC-GCA-AAA-ACA-A' for complementary binding to human SCN9A pre-mRNA. The 16-mer PNA has 16-mer complementary overlap capability (i.e., is fully complementary) with a 5' splicing site spanning the junction of
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE PRESENT INVENTION
Общие процедуры получения ПНК-олигомеровGeneral procedures for obtaining PNA oligomers
ПНК-олигомеры синтезировали с помощью твердофазного синтеза пептидов (SPPS) на основе Fmoc-химии в соответствии со способом, описанным в предшествующем уровне техники [патент США 6133444; WO 96/40685] или с незначительными модификациями. Используемым в этом изобретении твердым носителем был H-Rink Amide-ChemMatrix, приобретенный у PCAS BioMatrix Inc. (Quebec, Канада). Мономеры Fmoc-ПНК с модифицированным нуклеотидным основанием синтезировали, как описано в предшествующем уровне техники [PCT/KR 2009/001256] или с незначительными модификациями.PNA oligomers were synthesized using solid phase peptide synthesis (SPPS) based on Fmoc chemistry in accordance with the method described in the prior art [US patent 6133444; WO 96/40685] or with minor modifications. The solid carrier used in this invention was H-Rink Amide-ChemMatrix purchased from PCAS BioMatrix Inc. (Quebec, Canada). Nucleotide base-modified Fmoc-PNA monomers were synthesized as described in the prior art [PCT/KR 2009/001256] or with minor modifications.
Химические структуры мономеров Fmoc-ПНК с модифицированным нуклеотидным основанием, используемых в этом изобретении, представлены на фиг. 13. Мономеры Fmoc-ПНК, представленные на фиг. 13, должны быть приняты в качестве примеров и, следовательно, не должны приниматься для ограничения объема настоящего изобретения. Специалист в данной области техники может легко понять, что, например, для таких мономеров Fmoc-ПНК, используемых для синтеза производного ПНК формулы I, возможно большое количество вариантов защитных групп.The chemical structures of the base-modified Fmoc-PNA monomers used in this invention are shown in FIG. 13. The Fmoc-PNA monomers shown in FIG. 13 are to be taken as examples and therefore should not be taken to limit the scope of the present invention. A person skilled in the art can easily understand that, for example, for such Fmoc-PNA monomers used for the synthesis of a PNA derivative of formula I, a large number of options for protecting groups are possible.
ПНК-олигомеры очищали с помощью HPLC (ВЭЖХ) с C18-обращенной фазой (вода/ацетонитрил или вода/метанол с 0,1% TFA) и характеризовали с помощью масс-спектрометрии (MS), включая MALDI-TOF/MS и ESI-TOF/MS.PNA oligomers were purified by C 18 reverse phase HPLC (water/acetonitrile or water/methanol with 0.1% TFA) and characterized by mass spectrometry (MS) including MALDI-TOF/MS and ESI -TOF/MS.
На фиг. 14 представлен типичный цикл удлинения мономера, принятый в SPPS этого изобретения, и ниже приведены подробности синтеза. Однако для специалиста в данной области техники должно представляться явно возможным множество небольших вариаций для проведения таких реакций SPPS в автоматическом синтезаторе пептидов или в ручном синтезаторе пептидов. Соответствующие стадии реакции SPPS представлены ниже в качестве примерных процедур реакции.In FIG. 14 shows a typical monomer extension cycle as adopted in the SPPS of this invention and details of the synthesis are given below. However, many small variations should clearly be possible for one skilled in the art to carry out such SPPS reactions in an automated peptide synthesizer or in a manual peptide synthesizer. The corresponding SPPS reaction steps are provided below as exemplary reaction procedures.
[Активация смолы H-Rink-ChemMatrix] 0,01 ммоль (приблизительно 20 мг смолы) смолы ChemMatrix в 1,5 мл 20% пиперидина/диметилформамида (DMF) встряхивали в пробирке Libta Tube® в течение 20 мин, и реакционный раствор отфильтровывали. Смолу промывали в течение 30 сек, последовательно, каждый раз с использованием 1,5 мл метиленхлорида (МС), 1,5 мл DMF, 1,5 мл МС, 1,5 мл DMF и 1,5 мл МС. Полученные в результате свободные аминогруппы на твердом носители подвергались реакции сочетания либо с мономером Fmoc-ПНК, либо с Fmoc-защищенным производным аминокислоты.[Activation of H-Rink-ChemMatrix Resin] 0.01 mmol (approximately 20 mg of resin) of ChemMatrix resin in 1.5 ml of 20% piperidine/dimethylformamide (DMF) was shaken in a Libta Tube® for 20 minutes, and the reaction solution was filtered. The resin was washed for 30 sec, sequentially, each time using 1.5 ml of methylene chloride (MC), 1.5 ml of DMF, 1.5 ml of MS, 1.5 ml of DMF and 1.5 ml of MS. The resulting free amino groups on the solid support were coupled with either the Fmoc-PNA monomer or the Fmoc-protected amino acid derivative.
[DeFmoc] Смолу встряхивали в 1,5 мл 20% пиперидина/DMF в течение 7 мин, и раствор DeFmoc отфильтровывали. Смолу промывали в течение 30 сек, последовательно, каждый раз с использованием 1,5 мл MC, 1,5 мл DMF, 1,5 мл MC, 1,5 мл DMF и 1,5 мл MC. Полученные в результате свободные аминогруппы на твердом носителе немедленно подвергали реакции сочетания с мономером Fmoc-ПНК.[DeFmoc] The resin was shaken in 1.5 ml of 20% piperidine/DMF for 7 minutes and the DeFmoc solution was filtered. The resin was washed for 30 seconds, successively, each time using 1.5 ml of MC, 1.5 ml of DMF, 1.5 ml of MC, 1.5 ml of DMF and 1.5 ml of MC. The resulting free amino groups on the solid support were immediately coupled to the Fmoc-PNA monomer.
[Сочетание с мономером Fmoc-ПНК] Свободные аминогруппы на твердом носителе подвергали реакции сочетания с мономером Fmoc-ПНК следующим образом. 0,04 ммоль мономера Fmoc-ПНК, 0,05 ммоль HBTU [2-(1H-бензотриазол-1-ил)-1,1,3,3-тетраметилурония гексафторфосфат] и 10 ммоль DIEA (N,N-диизопропилэтиламин) инкубировали в течение 2 мин в 1 мл безводного DMF и добавляли к смоле со свободными аминогруппами. Раствор смолы встряхивали в течение 1 часа, и реакционную среду отфильтровывали. Затем смолу промывали в течение 30 сек, последовательно, каждый раз с использованием 1,5 мл MC, 1,5 мл DMF и 1,5 мл MC.[Coupling with Fmoc-PNA Monomer] The free amino groups on the solid support were coupled with the Fmoc-PNA monomer as follows. 0.04 mmol Fmoc-PNA monomer, 0.05 mmol HBTU [2-(1H-benzotriazol-1-yl)-1,1,3,3-tetramethyluronium hexafluorophosphate] and 10 mmol DIEA (N,N-diisopropylethylamine) were incubated for 2 min in 1 ml anhydrous DMF and added to the resin with free amino groups. The resin solution was shaken for 1 hour and the reaction medium was filtered. The resin was then washed for 30 seconds, successively, each time using 1.5 ml of MC, 1.5 ml of DMF and 1.5 ml of MC.
[Кэппирование] После реакции сочетания непрореагировавшие свободные аминогруппы подвергали кэппированию встряхиванием в течение 5 мин в 1,5 мл раствора для кэппирования (5% уксусного ангидрида и 6% 2,6-лейтидина в DMF). Затем раствор для кэппирования отфильтровывали, и смолу промывали в течение 30 сек, последовательно, каждый раз с использованием 1,5 мл MC, 1,5 мл DMF и 1,5 мл MC.[Capping] After the coupling reaction, the unreacted free amino groups were shaken capped for 5 minutes in 1.5 ml capping solution (5% acetic anhydride and 6% 2,6-leutidine in DMF). Then the capping solution was filtered and the resin was washed for 30 sec, successively, each time using 1.5 ml of MC, 1.5 ml of DMF and 1.5 ml of MC.
[Введение «Fethoc-радикала» в N-конец] «Fethoc-радикал» вводили в N-конец путем взаимодействия свободных аминогрупп в смоле с «Fethoc-OSu» в обычных основных условиях сочетания. Химическая структура «Fethoc-OSu» [CAS № 179337-69-0, C20H17NO5, М.м. 351,36] представляется следующим образом.[Introduction of "Fethoc-radical" at N-terminus] "Fethoc-radical" was introduced at the N-terminus by reacting the free amino groups in the resin with "Fethoc-OSu" under conventional basic coupling conditions. Chemical structure of Fethoc-OSu [CAS No. 179337-69-0, C20H17NO5, M.m. 351.36] appears as follows.
[Отщепление от смолы] ПНК-олигомеры, связанные со смолой, отщепляли от смолы путем встряхивания смолы в течение 3 часов в 1,5 мл раствора для расщепления (2,5% триизопропилсилана и 2,5% воды в трифторуксусной кислоте). Смолу отфильтровывали, и фильтрат концентрировали при пониженном давлении или продуванием газообразного азота над раствором. Полученный в результате остаток растирали с диэтиловым эфиром, и полученный осадок собирали фильтрованием для очистки с помощью HPLC c обращенной фазовй.[Resin Cleavage] The resin-bound PNA oligomers were cleaved from the resin by shaking the resin for 3 hours in 1.5 ml of a cleavage solution (2.5% triisopropylsilane and 2.5% water in trifluoroacetic acid). The resin was filtered off and the filtrate was concentrated under reduced pressure or by blowing nitrogen gas over the solution. The resulting residue was triturated with diethyl ether, and the resulting precipitate was collected by filtration for purification by reverse phase HPLC.
[Анализ и очистка с помощью HPLC] После отщепления от смолы неочищенный продукт ПНК очищали с помощью HPLC с С18-обращенной фазой, элюируя смесью вода/ацетонитрил или вода/метанол (градиентный способ), содержащей 0,1% TFA. Фиг. 15А и фиг. 15В представляют собой типичные хроматограммы, полученные при HPLC для «HIF-ASO 1» до и после очистки с помощью HPLC, соответственно. Олигомерная последовательность «HIF-ASO 1» представлена в таблице 1.[Analysis and Purification by HPLC] After cleavage from the resin, the crude PNA product was purified by C18 reverse phase HPLC eluting with water/acetonitrile or water/methanol (gradient method) containing 0.1% TFA. Fig. 15A and FIG. 15B are typical HPLC chromatograms for "HIF-
Примеры синтеза производных ПНК формулы IExamples of the synthesis of PNA derivatives of formula I
Производные ПНК получали в соответствии с описанными выше процедурами синтеза с небольшими модификациями или без них. Производные ПНК этого изобретения сконструированы для нацеливания на сайт сплайсинга в пре-мРНК, включая, но без ограничения этим, пре-мРНК для HIF-1α человека или мыши, пре-мРНК для андрогенового рецептора человека или мыши (AR), пре-мРНК для SCN9A человека или крысы, пре-мРНК для дистрофина мыши, пре-мРНК для тирозиназы человека или мыши, пре-мРНК для SNAP25 человека или мыши, пре-мРНК для IDO1 человека, пре-мРНК для PD-1 человека или мыши и т.д. Предоставление таких производных ПНК, нацеливающихся на сайт сплайсинга в ряде пре-мРНК, является примером производных ПНК формулы I, и его не следует интерпретировать как ограничение объема настоящего изобретения теми сайтами сплайсинга-мишенями, которые приведены в качестве примеров.PNA derivatives were prepared according to the synthetic procedures described above with little or no modification. The PNA derivatives of this invention are designed to target a splicing site in pre-mRNA, including, but not limited to, human or mouse HIF-1α pre-mRNA, human or mouse androgen receptor (AR) pre-mRNA, pre-mRNA for Human or rat SCN9A, pre-mRNA for mouse dystrophin, pre-mRNA for human or mouse tyrosinase, pre-mRNA for human or mouse SNAP25, pre-mRNA for human IDO1, pre-mRNA for human or mouse PD-1, etc. d. The provision of such PNA derivatives targeting a splicing site in a number of pre-mRNAs is an example of PNA derivatives of Formula I and should not be interpreted as limiting the scope of the present invention to those splice target sites that are exemplified.
В таблице 1 представлены производные ПНК, комплементарно нацеливающиеся на 3'-сайт сплайсинга, охватывающий место соединения интрона 1 и экзона 2 в пре-мРНК для HIF-1α человека, наряду с данными о структурных характеристиках, полученными с помощью масс-спектрометрии. Предоставление HIF-1α-специфических ASO в таблице 1 является примером производных ПНК формулы I и не должно интерпретироваться как ограничение объема настоящего изобретения производными ПНК, указанными в таблице 1.Table 1 lists PNA derivatives complementarily targeting the 3' splicing site spanning the junction of
Таблица 1. Производные ПНК, комплементарно нацеливающиеся на 3'-сайт сплайсинга, охватывающий место соединения интрона 1 и экзона 2 в пре-мРНК для HIF-1α человека, наряду с данными о структурных характеристиках, полученными с помощью масс-спектрометрии.Table 1. PNA derivatives complementarily targeting the 3' splicing site spanning the junction of
a)теоретическая точная масса; b)наблюдаемая точная масса a) theoretical exact mass; b) observed exact mass
Фиг. 15А представляет собой хроматограмму, полученную при HPLC с неочищенным продуктом «HIF-ASO 1». Неочищенный продукт очищали с помощью препаративной HPLC с С18-обращенной фазой. Фиг. 15В представляет собой хроматограмму, полученную при HPLC с очищенным продуктом «HIF-ASO 1». Степень чистоты HIF-ASO 1 заметно увеличивалась после очистки с помощью препаративной HPLC. На фиг. 16 представлен ESI-TOF/MS спектр, полученный с очищенным продуктом «HIF-ASO 1». Предоставление данных анализа для «HIF-ASO 1» предназначено для иллюстрации того, как производные ПНК формулы I были очищены и идентифицированы в настоящем изобретении, и не должно интерпретироваться как ограничение объема этого изобретения.Fig. 15A is an HPLC chromatogram with crude "HIF-
В таблице 2 представлены производные ПНК, комплементарно нацеливающиеся на 3'-сайт сплайсинга, охватывающий место соединения интрона 3 и экзона 4 в пре-мРНК для HIF-1α человека, наряду с данными о структурных характеристиках, полученными с помощью масс-спектрометрии. Предоставление HIF-1α-специфического ASO в таблице 2 является примером производных ПНК формулы I и не должно интерпретироваться как ограничение объема настоящего изобретения HIF-1α-ASO, указанными в таблице 2.Table 2 shows PNA derivatives complementarily targeting the 3' splicing site spanning the junction of
Таблица 2. Производные ПНК, комплементарно нацеливающиеся на 3'-сайт сплайсинга, охватывающий место соединения интрона 3 и экзона 4 в пре-мРНК для HIF-1α человека, наряду с данными о структурных характеристиках, полученными с помощью масс-спектрометрии.Table 2. PNA derivatives complementarily targeting the 3' splicing site spanning the junction of
a)теоретическая точная масса; b)наблюдаемая точная масса a) theoretical exact mass; b) observed exact mass
В таблице 3 представлены производные ПНК, комплементарно нацеливающиеся на 5'-сайт сплайсинга, охватывающий место соединения экзона 5 и интрона 5 в пре-мРНК для андрогенового рецептора человека (AR), считываемой с гена AR человека (доступ к которой получен из ссылочной последовательности NCBI: NC_000023.11), наряду с данными о структурных характеристиках, полученными с помощью масс-спектрометрии. Предоставление AR-ASO в Таблице 3 является примером производных ПНК формулы I и не должно интерпретироваться как ограничение объема настоящего изобретения AR-ASO, указанными в Таблице 3.Table 3 shows PNA derivatives that complementarily target the 5' splicing site spanning the junction of
Таблица 3. Производные ПНК, комплементарно нацеливающиеся на 5'-сайт сплайсинга, охватывающий место соединения экзона 5 и интрона 5 в пре-мРНК для АР человека, наряду с данными о структурных характеристиках, полученными с помощью масс-спектрометрии.Table 3. PNA derivatives complementarily targeting the 5' splicing site spanning the junction of
a)теоретическая точная масса; b)наблюдаемая точная масса a) theoretical exact mass; b) observed exact mass
В таблице 4 представлены производные ПНК, комплементарно нацеливающиеся на 5'-сайт сплайсинга, охватывающий место соединения экзона 4 и интрона 4 в пре-мРНК для SCN9A (натриевого канала подтипа 9A) человека, считываемой с гена SCN9A человека (доступ к которой получен из ссылочной последовательности NCBI: NC_000002.12), наряду с данными о структурных характеристиках, полученными с помощью масс-спектрометрии. Предоставление SCN9A-специфических ASO в таблице 4 является примером производных ПНК формулы I и не должно интерпретироваться как ограничение объема настоящего изобретения ASO, указанными в таблице 4.Table 4 shows PNA derivatives that complementarily target the 5' splicing site spanning the junction of
Таблица 4. Производные ПНК, комплементарно нацеливающиеся на 5'-сайт сплайсинга, охватывающий место соединения экзона 4 и интрона 4 в пре-мРНК SCN9A человека, наряду с данными о структурных характеристиках, полученными с помощью масс-спектрометрии.Table 4. PNA derivatives complementarily targeting the 5' splicing site spanning the junction of
a)теоретическая точная масса; b)наблюдаемая точная масса a) theoretical exact mass; b) observed exact mass
В таблице 5 представлены производные ПНК, комплементарно нацеливающиеся на 3'-сайт сплайсинга, охватывающий место соединения интрона 3 и экзона 4 в пре-мРНК для SCN9A человека, наряду с данными о структурных характеристиках, полученными с помощью масс-спектрометрии. Предоставление SCN9A-специфических ASO в таблице 5 является примером производных ПНК формулы I и не должно интерпретироваться как ограничение объема настоящего изобретения SCN9A-ASO, указанными в таблице 5.Table 5 shows PNA derivatives complementarily targeting the 3' splicing site spanning the junction of
Таблица 5. Производные ПНК, комплементарно нацеливающиеся на 3'-сайт сплайсинга, охватывающий место соединения экзона интрона 3 и экзона 4 в пре-мРНК для SCN9A человека, наряду с данными о структурных характеристиках, полученными с помощью масс-спектрометрии.Table 5. PNA derivatives complementarily targeting the 3' splicing site spanning the junction of
a)теоретическая точная масса; b)наблюдаемая точная масса a) theoretical exact mass; b) observed exact mass
В таблице 6 представлены производные ПНК, комплементарно нацеливающиеся на конкретный сайт сплайсинга в пре-мРНК для SCN9A человека или крысы, наряду с данными о структурных характеристиках, полученными с помощью масс-спектрометрии. Предоставление SCN9A-специфических ASO в таблице 6 является примером производных ПНК формулы I и не должно интерпретироваться как ограничение объема настоящего изобретения SCN9A-ASO, указанными в таблице 6.Table 6 lists PNA derivatives complementarily targeting a specific splice site in pre-mRNA for human or rat SCN9A, along with structural characterization data obtained by mass spectrometry. The provision of the SCN9A-specific ASOs in Table 6 is an example of PNA derivatives of formula I and should not be interpreted as limiting the scope of the present invention to the SCN9A-ASOs shown in Table 6.
Таблица 6. Производные ПНК, комплементарно нацеливающиеся на конкретный сайт сплайсинга (SS) в пре-мРНК для SCN9A человека или крысы, наряду с данными о структурных характеристиках, полученными с помощью масс-спектрометрии.Table 6. PNA derivatives complementarily targeting a specific splicing site (SS) in pre-mRNA for human or rat SCN9A, along with structural characterization data obtained by mass spectrometry.
& КрысаMan
& Rat
a)SS означает сайт сплайсинга; b)теоретическая точная масса; c)наблюдаемая точная масса a) SS means splicing site; b) theoretical exact mass; c) observed exact mass
«SCN-ASO 34» представляет собой 16-мерный ASO, полностью комплементарный 5'-сайту сплайсинга, охватывающему место соединения экзона 2 и интрона 2 в пре-мРНК для SCN9A человека. «SCN-ASO 34» обладает способностью к 11-мерному комплементарному перекрыванию с экзоном 2 и 5-мерному комплементарному перекрыванию с интроном 2, как отмечено «жирным шрифтом» и «подчеркиванием» в 25-мерной последовательности пре-мРНК для SCN9A человека[(5'→3')GAUU UUAGUACACUC │ auauc cuuuu]."SCN-ASO 34" is a 16mer ASO fully complementary to the 5' splicing site spanning the junction of
«SCN-ASO 35» представляет собой 16-мерный ASO, комплементарно нацеливающийся на 5'-сайт сплайсинга, охватывающий место соединения экзона 2 и интрона 2 в пре-мРНК для SCN9A «крысы». «SCN-ASO 35» обладает способностью к 11-мерному комплементарному перекрыванию с экзоном 2 и 5-мерному комплементарному перекрыванию с интроном 2, как отмечено «жирным шрифтом» и «подчеркиванием» в 25-мерной последовательности пре-мРНК для SCN9A крысы [(5'→3')GAUC UUAGUGCACUC │ auauc cuuuc], считываемой с геномной ДНК крысы [доступ к которой получен из ссылочной последовательности NCBI: NC_005102.3]. «SCN-ASO 35» имеет одно несоответствие с пре-мРНК для SCN9A человека, отмеченное знаком кавычки ("") в 25-мерной последовательности пре-мРНК [(5'→3')GAUU UUAGU "A" CACUC │ auauc cuuuu]."SCN-
«SCN-ASO 36» представляет собой 15-мерный ASO, комплементарно нацеливающийся на 5'-сайт сплайсинга, охватывающий место соединения экзона 7 и интрона 7 в пре-мРНК для SCN9A человека. «SCN-ASO 36» обладает способностью к 11-мерному комплементарному перекрыванию с экзоном 7 и 4-мерному комплементарному перекрыванию с интроном 7, как отмечено «жирным шрифтом» и «подчеркиванием» в 25-мерной последовательности пре-мРНК для SCN9A человека [(5 →3')CAGC ACAGAUUCAGG │ guau guaaua]. Последовательность-мишень «SCN-ASO 43» консервативна в пре-мРНК для SCN9A крысы."SCN-ASO 36" is a 15-mer ASO complementarily targeting the 5' splicing site spanning the junction of
«SCN-ASO 37» представляет собой 14-мерный ASO, комплементарно нацеливающийся на 3'-сайт сплайсинга, охватывающий место соединения интрона 14 и экзона 15 в пре-мРНК для SCN9A человека. «SCN-ASO 37» обладает способностью к 3-мерному комплементарному перекрыванию с интроном 14 и 11-мерному комплементарному перекрыванию с экзоном 15, как отмечено «жирным шрифтом» и «подчеркиванием» в 25-мерной последовательности пре-мРНК для SCN9A человека [(5→3')uugcuuu uag │ CUCCGAGUCUU CAAG]. Последовательность-мишень ASO консервативна в пре-мРНК крысы SCN9A и отмечена жирным шрифтом» и «подчеркиванием» в 25-мерной последовательности пре-мРНК крысы [(5'→3')uuauuuc uag │ CUCCGAGUCUU CAAG]."SCN-
В таблице 7 представлены производные ПНК, комплементарно нацеливающиеся на либо 3'-, либо 5'-сайт сплайсинга экзона 23 в пре-мРНК дистрофина мыши, считываемой с геномной ДНК мыши [доступ к которой получен из ссылочной последовательности NCBI: NC_000086.7], наряду с данными о структурных характеристиках, полученными с помощью масс-спектрометрии. Предоставление специфических для дистрофина ASO в таблице 7 является примером производных ПНК формулы I и не должно интерпретироваться как ограничение объема настоящего изобретения специфическими для дистрофина ASO, указанными в Таблице 7.Table 7 shows PNA derivatives targeting either the 3' or 5' splicing site of exon 23 in mouse dystrophin pre-mRNA read from mouse genomic DNA [accessed from NCBI reference sequence: NC_000086.7], along with data on structural characteristics obtained using mass spectrometry. The provision of the dystrophin-specific ASOs in Table 7 is an example of PNA derivatives of formula I and should not be interpreted as limiting the scope of the present invention to the dystrophin-specific ASOs shown in Table 7.
Таблица 7. Производные ПНК, комплементарно нацеливающиеся на либо 3'-, либо 5'-сайт сплайсинга экзона 23 в пре-мРНК дистрофина мыши, наряду с данными о структурных характеристиках, полученными с помощью масс-спектрометрии.Table 7. PNA derivatives complementarily targeting either the 3' or 5' splicing site of exon 23 in mouse dystrophin pre-mRNA, along with structural characterization data obtained by mass spectrometry.
a)SS означает сайт сплайсинга; b)теоретическая точная масса; c)наблюдаемая точная масса a) SS means splicing site; b) theoretical exact mass; c) observed exact mass
В таблице 8 представлены производные ПНК, комплементарно нацеливающиеся на сайт сплайсинга в пре-мРНК для индоламин-2,3-диоксигеназы (IDO1) человека или мыши, наряду с данными о структурных характеристиках, полученными с помощью масс-спектрометрии. Последовательности пре-мРНК IDO-1 человека и мыши были считаны с геномной ДНК человека [доступ к которой получен из ссылочной последовательности NCBI: NC_000008.11] и с геномной ДНК мыши [доступ к которой получен из ссылочной последовательности NCBI: NC_000074], соответственно. Предоставление специфических для IDO1 ASO в таблице 8 является примером производных ПНК формулы I и не должно интерпретироваться как ограничение объема настоящего изобретения IDO1-ASO, указанными в таблице 8.Table 8 lists PNA derivatives complementarily targeting the splicing site in human or
Таблица 8. Производные ПНК, комплементарно нацеливающиеся на конкретный сайт сплайсинга (SS) в пре-мРНК для IDO1 человека или мыши, наряду с данными о структурных характеристиках, полученными с помощью масс-спектрометрии.Table 8. PNA derivatives complementarily targeting a specific splicing site (SS) in pre-mRNA for human or mouse IDO1, along with structural characterization data obtained by mass spectrometry.
a)SS означает сайт сплайсинга; b)теоретическая точная масса; c)наблюдаемая точная масса a) SS means splicing site; b) theoretical exact mass; c) observed exact mass
В таблице 9 представлены производные ПНК, комплементарно нацеливающиеся на 3'-сайт сплайсинга «экзона 7» в пре-мРНК для SNAP25 человека, считываемой с гена SNAP25 человека [ссылочная последовательность NCBI: NG_029626.1], наряду с данными о структурных характеристиках, полученными с помощью масс-спектрометрии. Предоставление специфических для SNAP25 ASO в Таблице 9 является примером производных ПНК формулы I и не должно интерпретироваться как ограничение объема настоящего изобретения SNAP25-ASO, указанными в Таблице 9.Table 9 lists PNA derivatives complementarily targeting the 3' splicing site of "
Таблица 9. Производные ПНК, комплементарно нацеливающиеся на 3'-сайт сплайсинга, охватывающий место соединения интрона 6 и экзона 7 в пре-мРНК для SNAP25 человека, наряду с данными о структурных характеристиках, полученными с помощью масс-спектрометрии.Table 9. PNA derivatives complementarily targeting the 3' splicing site spanning the junction of
a)теоретическая точная масса; b)наблюдаемая точная масса a) theoretical exact mass; b) observed exact mass
В таблице 10 представлены производные ПНК, комплементарно нацеливающиеся на 3'-сайт сплайсинга, охватывающий место соединения интрона 1 и экзона 2 в пре-мРНК для тирозиназы (TYR) человека, считываемой с гена TYR человека [ссылочная последовательность NCBI: NG_0008748], или пре-мРНК для TYR мыши, считываемой с геномной ДНК мыши [доступ к которой получен из ссылочной последовательности NCBI: NC_000073]. Предоставление TYR-специфических ASO в таблице 10 является примером производных ПНК формулы I и не должно интерпретироваться как ограничение объема настоящего изобретения TYR-ASO, указанными в таблице 10.Table 10 shows PNA derivatives complementarily targeting the 3' splicing site spanning the junction of
Таблица 10. Производные ПНК, комплементарно нацеливающиеся на 3'-сайт сплайсинга, охватывающий место соединения интрона 1 и экзона 2 в пре-мРНК для TYR человека или мыши, наряду с данными о структурных характеристиках, полученными с помощью масс-спектрометрии.Table 10. PNA derivatives complementarily targeting the 3' splicing site spanning the junction of
ASO 4TYR-
a)теоретическая точная масса; b)наблюдаемая точная масса a) theoretical exact mass; b) observed exact mass
В таблице 11 представлены производные ПНК, комплементарно нацеливающиеся либо на 3'-сайт сплайсинга, либо на 5'-сайт сплайсинга экзона 2 в пре-мРНК для PD-1 человека, считываемой с гена PDCD1 человека [ссылочная последовательность NCBI: NG_012110], или пре-мРНК для PD-1 мыши, считываемой с геномной ДНК мыши [доступ к которой получен из ссылочной последовательности NCBI: NC_000067]. Предоставление ASO, специфических PD-1, в таблице 11 является примером производных ПНК формулы I и не должно интерпретироваться как ограничение объема настоящего изобретения PD-1-ASO, указанными в таблице 11.Table 11 shows PNA derivatives targeting either the 3' splicing site or the 5' splicing site of
Таблица 11. Производные ПНК, комплементарно нацеливающиеся либо на 3'-сайт сплайсинга, либо на 5'-сайт сплайсинга экзона 2 в пре-мРНК для PD-1 человека или мыши, наряду с данными о структурных характеристиках, полученными с помощью масс-спектрометрии.Table 11 PNA derivatives targeting either the 3' splicing site or the 5' splicing site of
a)SS означает сайт сплайсинга; b)теоретическая точная масса; c)наблюдаемая точная масса a) SS means splicing site; b) theoretical exact mass; c) observed exact mass
Сродство модельных производных ПНК к комплементарной РНК или ДНКAffinity of model PNA derivatives for complementary RNA or DNA
10-мерные производные ПНК, содержащие модифицированные нуклеотидные основания, были получены в качестве модельных соединений для демонстрации сильного сродства соединений ПНК формулы I к РНК, а также к ДНК. Эти модельные соединения ПНК были получены в соответствии с процедурами синтеза, предусмотренными в настоящем изобретении, или с незначительными модификациями. 10-мерные производные ПНК представлены в таблице 12, наряду с данными о структурных характеристиках, полученными с помощью масс-спектрометрии.10-mer PNA derivatives containing modified nucleotide bases have been prepared as model compounds to demonstrate the strong affinity of PNA compounds of formula I for RNA as well as for DNA. These PNA model compounds were prepared according to the synthetic procedures of the present invention or with minor modifications. 10-mer derivatives of PNA are presented in table 12, along with data on structural characteristics obtained using mass spectrometry.
Таблица 12. 10-мерные производные ПНК в качестве модельных соединений для демонстрации сильного сродства соединений ПНК формулы I к РНК или ДНК.Table 12. 10-mer PNA derivatives as model compounds to demonstrate the strong affinity of PNA compounds of formula I for RNA or DNA.
a)теоретическая точная масса; b)наблюдаемая точная масса a) theoretical exact mass; b) observed exact mass
10-мерные ПНК-олигомеры в таблице 12 были оценены в отношении их сродства связывания с комплементарной 10-мерной РНК или ДНК путем измерения значений Tm, как описано ниже.The 10-mer PNA oligomers in Table 12 were evaluated for their binding affinity to complementary 10-mer RNA or DNA by measuring T m values as described below.
Смешанный раствор 4 мкМ 10-мерного ПНК-олигомера и 4 мкМ комплементарной 10-мерной ДНК или РНК в 4 мл водного буфера (pH 7,16, 10 мМ фосфата натрия, 100 мМ NaCl) в 15 мл полипропиленовой пробирке Falcon инкубировали при 90οС в течение минуты и медленно охлаждали до температуры окружающей среды. Затем раствор переносили в кварцевую УФ-кювету объемом 4 мл и подвергали измерению Tm при 260 нм в спектрофотометре УФ/видимой области спектра, как описано в предшествующем уровне техники [PCT/KR2009/001256], или с небольшими модификациями. ДНК и РНК для измерения Tm были приобретены у Bioneer (www.bioneer.com, Dajeon, Республика Корея) и использовались без дальнейшей очистки.A mixed solution of 4 μM 10-mer PNA oligomer and 4 μM complementary 10-mer DNA or RNA in 4 ml aqueous buffer (pH 7.16, 10 mM sodium phosphate, 100 mM NaCl) in 15 ml Falcon polypropylene tube was incubated at 90 ο C for a minute and slowly cooled to ambient temperature. The solution was then transferred to a 4 ml UV quartz cuvette and subjected to T m measurement at 260 nm in a UV/Visible spectrophotometer as described in the prior art [PCT/KR2009/001256], or with minor modifications. DNA and RNA for T m measurements were purchased from Bioneer (www.bioneer.com, Dajeon, Republic of Korea) and used without further purification.
В таблице 13 представлены значения Tm (не скорректированные), измеренные между модельными ПНК-олигомерами и комплементарной ДНК или РНК. «ПНК 10-1», эталонный ПНК-олигомер без модифицированного нуклеотидного основания, давал значения Tm 51 и 55οС на фоне комплементарной ДНК и РНК, соответственно. Модельные ПНК-олигомеры, содержащие модифицированное нуклеотидное основание(я), как правило, демонстрировали более высокое значение Tm вместе с большим включением модифицированных нуклеотидных оснований. «ПНК 10-7» продемонстрировал Tm=69οС также на фоне комплементарной ДНК и РНК, что позволяет предположить, что модельные ПНК-олигомеры связываются с комплементарной им ДНК и РНК с сопоставимым сродством.Table 13 shows T m values (not adjusted) measured between model PNA oligomers and complementary DNA or RNA. "PNA 10-1", a reference PNA oligomer without a modified nucleotide base, gave T m values of 51 and 55 οC against the background of complementary DNA and RNA, respectively. Model PNA oligomers containing the modified nucleotide base(s) generally exhibited higher T m along with greater incorporation of the modified nucleotide bases. "PNA 10-7" demonstrated T m =69 ο C also against the background of complementary DNA and RNA, which suggests that the model PNA oligomers bind to their complementary DNA and RNA with comparable affinity.
Таблица 13. Значения Tm между 10-мерной ПНК и комплементарной ДНК или РНК.Table 13. T m values between 10-mer PNA and complementary DNA or RNA.
a) Значение Tm - значение Tm «ПНК 10-1» a) T m value - T m value "PNK 10-1"
Сродство производных ПНК к 10-мерной комплементарной ДНКAffinity of PNA derivatives for 10-mer complementary DNA
Производные ПНК формулы I оценивали в отношении их сродства к 10-мерным ДНК, комплементарно нацеливающимся на N-конец или С-конец. Сродство оценивали по значению Tm для дуплекса между ПНК и 10-мерной комплементарной ДНК. Дуплекс между производными ПНК и ДНК с полной комплементарностью обычно демонстрирует значения Tm слишком высокие, чтобы их можно было надежно определить в водном буферном растворе. Водный буферный раствор, как правило, выкипает во время измерения Tm.PNA derivatives of formula I were evaluated with respect to their affinity for 10-mer DNAs complementary targeting at the N-terminus or C-terminus. Affinity was assessed by the T m value for the duplex between PNA and 10-mer complementary DNA. A duplex between PNA derivatives and DNA with complete complementarity usually exhibits T m values too high to be reliably determined in an aqueous buffer solution. The aqueous buffer solution usually boils away during the measurement of T m .
Наблюдаемые значения Tm (не скорректированные) для производных ПНК формулы I были очень высокими в случае комплементарного связывания с 10-мерной ДНК и представлены в таблице 14. Например, «AR-ASO 1» продемонстрировал значение Tm=86,1οС для дуплекса с 10-мерной комплементарной ДНК, нацеливающейся на 10-мер на N-конце ПНК, как отмечено «жирным шрифтом» и «подчеркиванием» в [(N→C)Fethoc- C(1O2)TT-A(5)CC-A(5)GG-C(1O2) AA(5)-G-NH2]. Между тем, «AR-ASO 1» продемонстрировал значение Tm=81,3οС для дуплекса с 10-мерной комплементарной ДНК, нацеливающейся на 10-мер на С-конце ПНК, как отмечено «жирным шрифтом» и «подчеркиванием» в [(N→C)Fethoc-C(1O2)TT- A(5)CC-A(5)GG-C(1O2)AA(5)-G -NH2].The observed T m values (not adjusted) for the PNA derivatives of formula I were very high for complementary binding to 10-mer DNA and are shown in Table 14. For example, "AR-
Таблица 14. Значения Tm между ПНК и 10-мерной комплементарной ДНК, мишенью которой является либо N-конец, либо С-конец ПНК.Table 14. T m values between PNA and 10-mer complementary DNA that targets either the N-terminus or the C-terminus of the PNA.
Примеры in vitro активности HIF-1α-специфических ASOExamples of in vitro activity of HIF-1α-specific ASOs
Производные ПНК формулы I, комплементарно нацеливающиеся на 3'-сайт сплайсинга либо экзона 2, либо экзона 4 в пре-мРНК для HIF-1α (индуцируемого гипоксией фактор 1α) человека, оценивали в отношении их HIF-1α-антисмысловой экзон-пропускающей активности в клетках HeLa. Биологические примеры для этих HIF-1α-ASO приведены в качестве примеров с целью иллюстрации того, что пропуск экзона эффективно индуцируется соединением формулы I, нацеливающимся на сайт сплайсинга в пре-мРНК-мишени, и, следовательно, не должны интерпретироваться как ограничение объема настоящего изобретение HIF-1α-специфическими ASO.PNA derivatives of formula I targeting complementarily the 3' splicing site of either
HIF-1α-пример 1. Пропуск экзонов, индуцируемый «HIF-ASO 2». HIF-1α Example 1 Exon skipping induced by "HIF-
«HIF-ASO 2», указанный в таблице 1, представляет собой 14-мерный ASO, полностью комплементарный области в 3'-сайте сплайсинга экзона 2 в пре-мРНК для HIF-1α человека, как отмечено «жирным шрифтом» и «подчеркиванием» в 20-мерной последовательности пре-мРНК [(5'→3')uguua aguag │ GAUAAGUUC U], где символ «│» обозначает место соединения интрона и экзона. «HIF-ASO 2» обладает способностью к 5-мерному комплементарному перекрыванию с интроном 1 и 9-мерному комплементарному перекрыванию с экзоном 2."HIF-
«HIF-ASO 2» оценивали с помощью HIF-1α-специфической вложенной ПЦР в отношении его способности к индукции пропуска экзона 2 мРНК для HIF-1α человека в клетках HeLa. Используемые процедуры приведены ниже."HIF-
[Клеточная культура и обработка ASO] Клетки HeLa (кат. № CCL-2, ATCC) выращивали в 60 мм чашке для культивирования, содержащей 5 мл среды EMEM с добавлением 10% FBS (фетальной бычьей сыворотки), 1% стрептомицина/пенициллина, 1% L-глютамина и 1% пирувата натрия в атмосфере с 5% CO2 при 37οC. Клетки обрабатывали «HIF-ASO 2» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 10, 100 или 1000 цМ. ASO последовательно разводили до соответствующей концентрации в DDW и аликвотировали в культуральную чашку.[Cell culture and ASO treatment] HeLa cells (Cat. No. CCL-2, ATCC) were grown in a 60 mm culture dish containing 5 ml of EMEM supplemented with 10% FBS (fetal bovine serum), 1% streptomycin/penicillin, 1 % L-glutamine and 1% sodium pyruvate in an atmosphere with 5% CO 2 at 37 ο C. Cells were treated with "HIF-
[Экстракция РНК] Через 5 часов тотальную РНК экстрагировали с использованием «Универсального набора для экстракции РНК» (кат. № 9767, Takara) в соответствии с инструкциями производителя.[RNA Extraction] After 5 hours, total RNA was extracted using the "Universal RNA Extraction Kit" (Cat. No. 9767, Takara) according to the manufacturer's instructions.
[Синтез кДНК с помощью одностадийной ОТ-ПЦР] 200 нг РНК-матрицы подвергали реакции обратной транскрипции в объеме 25 мкл с использованием набора для одностадийной ОТ-ПЦР Super Script® с Taq-полимеразой Platinum® (кат. № 10928-042, Invitrogen) на фоне набора экзон-специфических праймеров [HIF-экзон 1_прямой: (5'→3')CTTGCCTTTCCTTCTCTTCT; HIF-экзон 8_обратный: (5'→3')AACCCAGACATATCCACC] в соответствии со следующими режимами циклирования: 50οC в течение 30 мин и 94οC в течение 2 мин, после чего следовали 15 циклов, каждый состоящий из 30 сек при 94οC, 30 сек при 55οC и 1 мин при 72οC.[cDNA Synthesis by One Step RT-PCR] 200 ng RNA template was reverse transcribed in 25 µl volume using the Super Script® One Step RT-PCR Kit with Platinum® Taq Polymerase (Cat. No. 10928-042, Invitrogen) against the background of a set of exon-specific primers [HIF exon 1_forward: (5'→3')CTTGCCTTTCCTTCTCTTCT; HIF exon 8_reverse: (5'→3')AACCCAGACATATCCACC] according to the following cycling regimes: 50 οC for 30 min and 94 οC for 2 min, followed by 15 cycles, each consisting of 30 sec at 94 ο C, 30 sec at 55 ο C and 1 min at 72 ο C.
[Амплификация с помощью вложенной ПЦР] 1 мкл кДНК подвергали реакции вложенной ПЦР в объеме 20 мкл (кат. № K2612, Bioneer) на фоне набора экзон-специфических праймеров [HIF-экзон 1n_прямой: (5→3')TGAAGACATCGCGGGGAC; HIF-экзон 5n_обратный: (5→3')TTTTTCACAAGG-CCATTTCT] в соответствии со следующими режимами циклирования: 95οC в течение 5 мин с последующими 39 циклами, каждый состоящий из 30 сек при 95οC, 40 сек при 50οC и 50 сек при 72οC.[Nested PCR Amplification] 1 µl cDNA was subjected to a 20 µl volume nested PCR reaction (Cat. No. K2612, Bioneer) against the background of a set of exon-specific primers [HIF exon 1n_forward: (5→3')TGAAGACATCGCGGGGAC; HIF exon 5n_reverse: (5→3')TTTTTCACAAGG-CCATTTCT] according to the following cycling regimes: 95 οC for 5 min followed by 39 cycles, each consisting of 30 sec at 95 οC , 40 sec at 50 οC and 50 sec at 72 ο C.
Наборы экзон-специфических праймеров для одностадийной RT-PCR и амплификации с помощью вложенной ПЦР схематично суммированы на фиг. 17А.The exon-specific primer sets for one-step RT-PCR and nested PCR amplification are summarized schematically in FIG. 17A.
[Идентификация продукта «пропуска экзона 2»] ПЦР-продукты подвергали электрофоретическому разделению в 2% агарозном геле вместе со смесью маркеров размера. Полосы целевого размера собирали и анализировали с помощью секвенирования по Сэнгеру. Наблюдаемые полосы для ПЦР-продуктов соответствовали полноразмерной мРНК (т.е. без пропуска экзона) и варианту сплайсинга, в котором отсутствует экзон 2, как показано на фиг. 17B. Клетки, обработанные ASO, давали сильную полосу для ПЦР-продукта размером, приписываемым пропуску экзона 2. Клетки без обработки ASO (т.е. отрицательного контроля) также давали ПЦР-продукт, соответствующий пропуску экзона 2, что наводит на мысль, что экзон 2 самопроизвольно делетируется в определенной степени. Однако интенсивность полосы, соответствующей пропуску экзона, была намного выше в клетках, обработанных ASO, чем в клетках без обработки ASO. Таким образом, «HIF-ASO 2» способствовал пропуску экзона 2 в клетках HeLa. Данные секвенирования для полосы, соответствующей пропуску экзона, представлены на фиг. 17C, где показана последовательность мРНК для места соединения экзона 1 и экзона 3.[Identification of the "exon skipping 2" product] PCR products were subjected to electrophoretic separation in 2% agarose gel along with a mixture of size markers. Target size bands were harvested and analyzed by Sanger sequencing. The observed bands for the PCR products were consistent with full-length mRNA (ie, no exon skipping) and a splicing
[Количество клеток, на которые воздействует одна молекула ASO] «HIF-ASO 2» индуцировал пропуск экзона 2 даже в концентрации 10 цМ. Приблизительно 30 молекул ASO в концентрации 10 цМ (т.е. 10×10-21 М) существует в 5 мл культуральной среды в 60-мм чашке для культивирования. Учитывая, что приблизительно 30 молекул ASO индуцировали пропуск в приблизительно 100000 клеток HeLa в 60-мм чашке для культивирования, каждая молекула ASO, по оценкам, воздействовала или контролировала пропуск экзона в среднем приблизительно в 3000 клеток HeLa. Поэтому полагают, что каждая молекула ASO быстро перемещалась вокруг большого количества клеток для выполнения предназначенной для нее роли по пропуску экзона.[Number of cells affected by one molecule of ASO] "HIF-
HIF-1α-пример 2. Ингибирование экспрессии белка HIF-1α в клетках HeLa с помощью «HIF-ASO 2». HIF-1α Example 2 Inhibition of HIF-1α protein expression in HeLa cells by "HIF-
«HIF-ASO 2» оценивали в отношении его способности ингибировать экспрессию белка HIF-1α в клетках HeLa, как описано ниже."HIF-
[Клеточная культура и обработка ASO] Клетки HeLa, выращенные в 60-мм чашке для культивирования, содержащей 5 мл культуральной среды, обрабатывали «HIF-ASO 2» в концентрации 0 цМ (отрицательный контроль), 10 цM, 100 цМ, 1 аМ или 10 аМ.[Cell culture and ASO treatment] HeLa cells grown in a 60 mm culture dish containing 5 ml of culture medium were treated with "HIF-
[Обработка CoCl2 и лизис клеток] Через 24 часа после обработки ASO чашки для культивирования, за исключением чашки без обработки ASO, обрабатывали 200 мкМ CoCl2 в течение еще 3 часов для повышения уровня белка HIF-1α путем подавления активности пролилгидроксилаз (PHD). Затем клетки дважды промывали 1 мл холодного PBS и подвергали лизису на льду с использованием 200 мкл 1X буфера RIPA (кат. № 9806, Cell Signaling Tech) с добавлением 1% SDS и 1X смеси ингибиторов протеиназ (Complete Mini, Roche). Каждый лизат собирали в 1,5-мл пробирку Эппендорфа, смешивали с 100 мкл 5X буфера для образцов и кипятили в течение 5 мин при 100οC. Лизаты подвергали электрофоретическому разделению в 8% SDS-ПААГ для электрофореза и переносили на мембрану из PVDF 0,45 мкм. Мембрану исследовали с использованием антитела против HIF-1α (кат. № 610958, BD Biosciences) и антитела против β-актина (кат. № sc4778, Santa Cruz).[CoCl 2 treatment and cell lysis] 24 hours after the ASO treatment, culture dishes, except for the dish without ASO treatment, were treated with 200 μM CoCl 2 for another 3 hours to increase the level of HIF-1α protein by suppressing prolyl hydroxylase (PHD) activity. Cells were then washed twice with 1 ml cold PBS and lysed on ice using 200 µl 1X RIPA buffer (Cat. No. 9806, Cell Signaling Tech) supplemented with 1% SDS and 1X proteinase inhibitor mix (Complete Mini, Roche). Each lysate was collected in a 1.5 ml Eppendorf tube, mixed with 100 µl of 5X sample buffer and boiled for 5 min at 100 οC . Lysates were subjected to electrophoretic separation in 8% SDS-PAGE for electrophoresis and transferred to a
[Ингибирование экспрессии белка HIF-1α]. На фиг. 18А представлены данные Вестерн-блоттинга HIF-1α, полученные в клетках HeLa, обработанных «HIF-ASO 2». В то время как не было обнаружено полосы для HIF-1α с лизатом клеток без обработки CoCl2, лизаты клеток, обработанных CoCl2, давали сильную полосу для HIF-1α. На фиг. 18В представлены интенсивности отдельных полос для HIF-1α, приведенные е интенсивности отдельной полосы для β-актина с помощью денситометрии. Экспрессия HIF-1α постепенно снижалась по мере повышения концентрации «HIF-ASO 2». Наблюдаемое снижение составило приблизительно 75% при 10 аМ «HIF-ASO 2».[Inhibition of HIF-1α protein expression]. In FIG. 18A shows HIF-1α Western blot data obtained from HeLa cells treated with "HIF-
HIF-1α-пример 3. кПЦР с использованием SYBR Green для мРНК для HIF-1α в клетках HeLa, обработанных «HIF-ASO 2». HIF-1α Example 3 SYBR Green qPCR for mRNA for HIF-1α in HeLa cells treated with "HIF-
«HIF-ASO 2» оценивали с помощью вложенной кПЦР в отношении его способности ингибировать экспрессию полноразмерной мРНК для HIF-1α в клетках HeLa следующим образом."HIF-
[Клеточная культура и обработка ASO] Клетки HeLa, выращенные в 60 мм чашке для культивирования, содержащей 5 мл среды, обрабатывали «ASO 2» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 10, 100 или 1000 цМ (2 чашки для культивирования на каждую концентрацию ASO).[Cell culture and ASO treatment] HeLa cells grown in a 60 mm culture dish containing 5 ml of medium were treated with "
[Экстракция РНК] Через 3 часа после обработки ASO тотальную РНК экстрагировали с использованием «Универсального набора для экстракции РНК MiniBEST» (кат. № 9767, Takara) в соответствии с инструкциями производителя.[RNA Extraction] 3 hours after ASO treatment, total RNA was extracted using the "MiniBEST Universal RNA Extraction Kit" (Cat. No. 9767, Takara) according to the manufacturer's instructions.
[Синтез кДНК с помощью одностадийной ОТ-ПЦР] 200 нг РНК-матрицы подвергали реакции обратной транскрипции в объеме 25 мкл с использованием набора для одностадийной ОТ-ПЦР Super Script® с Taq-полимеразой Platinum® (кат. № 10928-042, Invitrogen) на фоне набора экзон-специфических праймеров [HIF-экзон 1_прямой: (5'→3')CTTGCCTTTCCTTCTCTTCT; HIF-экзон 8_обратный: (5'→3')AACCCAGACATATCCACC] в соответствии со следующими режимами циклирования: 50οC в течение 30 мин и 94οC течение 2 мин, после чего следовали 15 циклов, каждый состоящий из 30 сек при 94οC, 30 сек при 55οC и 1 мин при 72οC.[cDNA Synthesis by One Step RT-PCR] 200 ng RNA template was reverse transcribed in 25 µl volume using the Super Script® One Step RT-PCR Kit with Platinum® Taq Polymerase (Cat. No. 10928-042, Invitrogen) against the background of a set of exon-specific primers [HIF exon 1_forward: (5'→3')CTTGCCTTTCCTTCTCTTCT; HIF exon 8_reverse: (5'→3')AACCCAGACATATCCACC] according to the following cycling regimes: 50 ο C for 30 min and 94 ο C for 2 min, followed by 15 cycles, each consisting of 30 sec at 94 ο C, 30 sec at 55 ο C and 1 min at 72 ο C.
[Вложенная кПЦР] 1 мкл кДНК, разведенной в 100 раз, подвергали реакция ПЦР в режиме реального времени в объеме 20 мкл на фоне следующих наборов экзон-специфических праймеров: [HIF-экзон 2n_прямой (5'→3')CTTGCTCATCAGTTGCCACTTC; HIF-экзон 2n_обратный (5'→3')AAGTTTCCT-CACACGCAAATAG; HIF-экзон 3n_прямой (5'→3')GAAAGCACAGATGAATTGC; HIF-экзон 3n_обратный (5'→3')TCATGTCACCATCATCTGT; HIF-экзон 4n_прямой (5'→3')CTAACTGGACACAGTGTGTTTG; HIF-экзон 4n_обратный (5'→3')TCTGTGTGTAAGCATTTCTCTC; HIF-экзон 5n_прямой (5'→3')GCCTTGTGAAAAAGGGTAAAG; HIF-экзон 5n_обратный (5'→3')CCATGTTGCAGACTTTATGT]. Реакции ПЦР исследовали с использованием SYBR Green (Takara, Япония) в соответствии со следующими режимами циклирования: 95οC в течение 3 мин с последующими 40 циклами, каждый в течение 5 сек при 95οC и 30 сек при 60οC.[Nested qPCR] 1 µl of cDNA diluted 100 times was subjected to a 20 µl volume real-time PCR reaction against the background of the following exon-specific primer sets: [HIF exon 2n_forward (5'→3')CTTGCTCATCAGTTGCCACTTC; HIF exon 2n_reverse (5'→3')AAGTTTCCT-CACACGCAAATAG; HIF exon 3n_straight (5'→3')GAAAGCACAGATGAATTGC; HIF exon 3n_reverse (5'→3')TCATGTCACCATCATCTGT; HIF exon 4n_straight (5'→3')CTAACTGGACACAGTGTGTTTG; HIF exon 4n_reverse (5'→3')TCTGTGTGTAAGCATTTCTCTC; HIF exon 5n_straight (5'→3')GCCTTGTGAAAAAGGGTAAAG; HIF exon 5n_reverse (5'→3')CCATGTTGCAGACTTTATGT]. PCR reactions were examined using SYBR Green (Takara, Japan) according to the following cycling regimes: 95 οC for 3 min followed by 40 cycles, each for 5 sec at 95 οC and 30 sec at 60 οC .
[Изменения уровней экзона в мРНК для HIF-1α]. Индивидуальные уровни экзона в образцах, обработанных ASO, были приведены к каждому индивидуальному уровню экзона без обработки ASO. Наблюдаемые относительные индивидуальные уровни экзона представлены на фиг. 18C. Все индивидуальные уровни экзона значимо снижались на 60-80% и 50-70% в клетках, обработанных «HIF-ASO 2» в концентрации 10 цМ и 100 цМ, соответственно. Однако индивидуальные уровни экзона, полученные с клетками, обработанными «HIF-ASO 2» в концентрации 1000 цМ (т.е. 1 аМ), не отличались от уровней экзона в клетках без обработки ASO. Хотя еще предстоит выяснить, почему увеличенные уровни экзона возвращались к уровням отрицательного контроля, когда концентрация ASO увеличивалась до 1000 цМ. Тем не менее, обратный характер зависимости ответа от дозы на фиг. 18C сравним с обратным характером зависимости от дозы пропуска экзона в «HIF-1α-примере 1». (ср. фиг. 17A).[Changes in exon levels in mRNA for HIF-1α]. Individual exon levels in ASO-treated samples were normalized to each individual exon level without ASO treatment. The observed relative individual exon levels are shown in FIG. 18C. All individual exon levels were significantly reduced by 60-80% and 50-70% in cells treated with HIF-
HIF-1α-пример 4. кПЦР с использованием зонда TaqMan для мРНК HIF-1α в клетках HeLa, обработанных «HIF-ASO 2». HIF-1α Example 4 qPCR using the TaqMan probe for HIF-1α mRNA in HeLa cells treated with "HIF-
«HIF-ASO 2» оценивали с помощью вложенной кПЦР в отношении его способности ингибировать экспрессию полноразмерной мРНК для HIF-1α в клетках HeLa, как описано в «HIF-1α-примере 3», если не указано иное."HIF-
[Синтез кДНК с помощью одностадийной ОТ-ПЦР] 200 нг РНК-матрицы подвергали реакции обратной транскрипции в объеме 25 мкл с использованием набора для одностадийной ОТ-ПЦР Super Script® с Taq-полимеразой Platinum® (кат. № 10928-042, Invitrogen) на фоне набора экзон-специфических праймеров [HIF-экзон l_прямой(2): (5'→3')CGCGAACGACAAGAAAAA; HIF-экзон 8_обратный(2): (5'→3')CTGTGGTGACTTGTCCTTT] в соответствии со следующими режимами циклирования: 50οC в течение 30 мин и 94οC в течение 2 мин, после чего следовали 20 циклов, каждый состоящий из 30 сек при 94οC, 40 сек при 51οC и 50 сек при 72οC.[cDNA Synthesis by One Step RT-PCR] 200 ng RNA template was reverse transcribed in 25 µl volume using the Super Script® One Step RT-PCR Kit with Platinum® Taq Polymerase (Cat. No. 10928-042, Invitrogen) against the background of a set of exon-specific primers [HIF-exon l_forward(2): (5'→3')CGCGAACGACAAGAAAAA; HIF exon 8_reverse(2): (5'→3')CTGTGGTGACTTGTCCTTT] according to the following cycling regimes: 50 ο C for 30 min and 94 ο C for 2 min, followed by 20 cycles, each consisting of 30 sec at 94 ο C, 40 sec at 51 ο C and 50 sec at 72 ο C.
[Вложенная кПЦР] 1 мкл кДНК, разведенной в 100 раз, подвергали реакция ПЦР в режиме реального времени в объеме 20 мкл, используя зонд TaqMan (Hs00936371_ml, Thermo Fisher), сконструированный для обнаружения места соединения экзона 1 и экзона 2 HIF-1α человека в соответствии со следующими режимами циклирования: 95οC в течение 3 мин с последующими 40 циклами, каждый состоящий из 10 сек при 95οC и 30 сек при 60οC.[Nested qPCR] 1 µl cDNA diluted 100-fold was subjected to a 20 µl volume real-time PCR reaction using a TaqMan probe (Hs00936371_ml, Thermo Fisher) designed to detect the junction of
[Изменения уровня мРНК для HIF-1α] Уровень полноразмерной мРНК в образцах, обработанных ASO, приводили к уровню мРНК без обработки ASO. Наблюдаемые приведенные уровни мРНК представлены на фиг. 18D. Уровень полноразмерной мРНК для HIF-1α значимо (по t-критерию Стьюдента) снижался на 65% и 55% в клетках, обработанных «HIF-ASO 2» в концентрации 100 цМ и 1000 цМ, соответственно. Уровень полноразмерной мРНК оставался неизменным в клетках, обработанных «ASO 2» в концентрации 10 цМ.[Changes in mRNA level for HIF-1α] The level of full-length mRNA in the samples treated with ASO, led to the level of mRNA without ASO treatment. The observed reduced mRNA levels are shown in FIG. 18D. The level of full-length mRNA for HIF-1α significantly (according to Student's t-test) decreased by 65% and 55% in cells treated with "HIF-
HIF-1α-пример 5. Пропуск экзонов, индуцируемый «HIF-ASO 6». HIF-1α-example 5 . Exon skipping induced by "HIF-
«HIF-ASO 6», указанный в таблице 1, представляет собой 17-мерный ASO, полностью комплементарный 3'-сайту сплайсинга, охватывающему место соединения интрона 1 и экзона 2 в пре-мРНК для HIF-1α-1 человека, как отмечено «жирным шрифтом» и «подчеркиванием» в 20-мерной последовательности пре-мРНК [(5'→3')ugu uaaguag | GAUAAGUUCU ]. «HIF-ASO 6» обладает способностью к 7-мерному комплементарному перекрыванию с интроном 1 и 10-мерному комплементарному перекрыванию с экзоном 2."HIF-
«HIF-ASO 6» оценивали с помощью HIF-1α-специфической вложенной ПЦР в отношении его способности к индукции пропуска экзона 2 мРНК для HIF-1α человека в клетках HeLa в соответствии с процедурами, описанными в «HIF-1α-примере 1», если не указано иное."HIF-
Продукты ПЦР подвергали электрофоретическому разделению в 2% агарозном геле, и результаты электрофореза представлены на фиг. 19А. Пропуск экзона 2 был устойчивым при всех концентрациях обработки «HIF-ASO 6». «HIF-ASO 6» индуцировал пропуск экзона 2 более эффективно, чем «HIF-ASO 2». Полоса для ПЦР-продукта в виде полноразмерной мРНК HIF-1α исчезала почти полностью при всех концентрациях «HIF-ASO 6». Между тем, в клетках, обработанных «HIF-ASO 2» в диапазоне концентраций от 10 до 1000 цМ, оставался значительный уровень полноразмерной мРНК для HIF-1α [ср. фиг. 17А]The PCR products were subjected to electrophoretic separation on a 2% agarose gel and the electrophoresis results are shown in FIG. 19A.
«HIF-ASO 6» обладает способностью к более комплементарному перекрыванию с 3'-сайтом сплайсинга экзона 2, чем «HIF-ASO 2», что ответственно за более высокую эффективность пропуска экзона, наблюдаемую с «HIF-ASO 6». Более прочное связывание ASO с сайтом сплайсинга-мишенью, по-видимому, более эффективно индуцирует пропуск экзона-мишени."HIF-
HIF-1α-пример 6. Ингибирование экспрессии белка HIF-1α в клетках HeLa с помощью «HIF-ASO 6». HIF-1α example 6 . Inhibition of HIF-1α protein expression in HeLa cells with "HIF-
«HIF-ASO 6» оценивали в отношении его способности снижать экспрессию HIF-1α в клетках HeLa в соответствии с процедурами, описанными в «HIF-1α-примере 2», если не указано иное. Фиг. 19В - данные Вестерн-блоттинга, полученные для клеток HeLa, обработанных «HIF-ASO 6» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 10, 100 или 1000 цМ в течение 24 часов. На фиг. 19C представлены интенсивности отдельных полос для HIF-1α, приведенные к интенсивности отдельной полосы для β-актина с помощью денситометрии. Экспрессия белка HIF-1α снижалась приблизительно на 45 ~ 55% в клетках, обработанных «HIF-ASO 6»."HIF-
HIF-1α-пример 7. кПЦР с использованием SYBR Green для мРНК HIF-1α в клетках HeLa, обработанных «HIF-ASO 6». HIF-1α Example 7 SYBR Green qPCR for HIF-1α mRNA in HeLa cells treated with "HIF-
«HIF-ASO 6» оценивали в отношении его способности вызывать изменение мРНК для HIF-1α в клетках HeLa с помощью вложенной кПЦР в соответствии с процедурами, описанными в «HIF-1α-примере 4», если не указано иное."HIF-
[Синтез кДНК с помощью одностадийной ОТ-ПЦР] 200 нг РНК-матрицы подвергали реакции обратной транскрипции в объеме 25 мкл с использованием набора для одностадийной ОТ-ПЦР Super Script® с Taq-полимеразой Platinum® (кат. № 10928-042, Invitrogen) на фоне набора экзон-специфических праймеров [HIF-экзон 1_прямой(2): (5'→3')CGCGAACGACAAGAAAAA; HIF-экзон 8(2)_обратный: (5'→3')CTGTGGTGACTTGTCCTTT] в соответствии со следующими режимами циклирования: 50οC в течение 30 мин и 94οC в течение 2 мин, после чего следовали 15 циклов, каждый состоящий из 30 сек при 94οC, 40 сек при 51οC и 50 сек при 72οC.[cDNA Synthesis by One Step RT-PCR] 200 ng RNA template was reverse transcribed in 25 µl volume using the Super Script® One Step RT-PCR Kit with Platinum® Taq Polymerase (Cat. No. 10928-042, Invitrogen) against the background of a set of exon-specific primers [HIF exon 1_forward(2): (5'→3')CGCGAACGACAAGAAAAA; HIF exon 8(2)_reverse: (5'→3')CTGTGGTGACTTGTCCTTT] according to the following cycling regimes: 50 ο C for 30 min and 94 ο C for 2 min, followed by 15 cycles, each consisting of 30 sec at 94 ο C, 40 sec at 51 ο C and 50 sec at 72 ο C.
[Изменения уровней экзона в мРНК для HIF-1α] Индивидуальные уровни экзона, приведенные к индивидуальным уровням экзона без обработки ASO, представлены на фиг. 20(A). Уровни экзона значимо (t-критерий Стьюдента) снижались на 35%, приблизительно 30% и приблизительно 45% в клетках, обработанных «HIF-ASO 6» в концентрации 10, 100 и 1000 цМ, соответственно.[Changes in mRNA exon levels for HIF-1α] Individual exon levels, normalized to individual exon levels without ASO treatment, are shown in FIG. 20(A). Exon levels significantly (Student's t-test) decreased by 35%, approximately 30% and approximately 45% in cells treated with "HIF-
HIF-1α-пример 8. кПЦР с использованием зонда TaqMan для мРНК HIF-1α в клетках HeLa, обработанных «ASO 6». HIF-1α example 8 . qPCR using the TaqMan probe for HIF-1α mRNA in HeLa cells treated with "
«HIF-ASO 6» оценивали с помощью вложенной кПЦР в отношении его способности ингибировать экспрессию полноразмерной мРНК для HIF-1α в клетках HeLa, как описано в «HIF-1α-примере 4», если не указано иное."HIF-
[Изменения уровня полноразмерной мРНК для HIF-1α] Уровень полноразмерной мРНК в образцах, обработанных ASO, приводили к уровню мРНК без обработки ASO. Наблюдаемые относительные уровни мРНК представлены на фиг. 20(B). Уровень полноразмерной мРНК HIF-1α значимо (t-критерий Стьюдента) снижался приблизительно на 60% и 80% в клетках, обработанных «HIF-ASO 6» в концентрации 100 цМ и 1000 цМ (1 аМ), соответственно. Однако уровень полноразмерной мРНК оставался неизменным в клетках, обработанных «HIF-ASO 6» в концентрации 10 цМ.[Changes in full-length mRNA level for HIF-1α] The level of full-length mRNA in ASO-treated samples resulted in the level of mRNA without ASO treatment. The observed relative mRNA levels are shown in FIG. 20(B). The level of full-length HIF-1α mRNA was significantly (Student's t-test) decreased by approximately 60% and 80% in cells treated with "HIF-
HIF-1α-пример 9. Пропуск экзонов, индуцируемый «HIF-ASO 1». HIF-1α example 9 . Exon skipping induced by "HIF-
«HIF-ASO 1» представляет собой 14-мерный ASO, полностью комплементарный области в 3'-сайте сплайсинга, охватывающей место соединения интрона 1 и экзона 2 в пре-мРНК для HIF-1α человека, как отмечено «жирным шрифтом» и «подчеркиванием» в 23-мерной последовательности пре-мРНК [(5'→3')uguuaag uag | GAUAAGUUCUG AA]. «HIF-ASO 1» обладает способностью к 3-мерному перекрыванию с интроном 1 и 11-мерному перекрыванию с экзоном 2."HIF-
«HIF-ASO 1» оценивали в отношении его способности к индукции пропуска экзонов в мРНК для HIF-1α, как описано в «HIF-1α-примере 1», если не указано иное. Клетки HeLa обрабатывали «HIF-ASO 1» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 1, 3, 10, 30 или 100 аМ. Через 24 часа тотальную РНК экстрагировали и подвергали HIF-1α-специфической вложенной ПЦР для детектирования пропуска экзонов."HIF-
[Данные пропуска экзонов] На фиг. 21А представлены данные электрофореза, полученные с продуктами вложенной ПЦР, а также данные секвенирования по Сэнгеру ПЦР-продукта, приписываемого пропуску экзонов 2-3. Уровень полноразмерной мРНК имел тенденцию к снижению по мере увеличения концентрации ASO с 1 до 100 аМ. Пропуск экзона 2 был доминирующим в случае «HIF-ASO 1» в концентрации 3 аМ и 10 аМ. Однако пропуск экзонов 2-3 становился чрезмерным, когда концентрация ASO была увеличена до 100 аМ. ПЦР-продукт в случае пропуска экзонов 2-3 был однозначно подтвержден секвенированием по Сэнгеру [ср. фиг. 21 справа][Exon Skipping Data] FIG. 21A shows electrophoresis data obtained with nested PCR products as well as Sanger sequencing data of the PCR product attributed to exon skipping 2-3. The level of full-length mRNA tended to decrease as the ASO concentration increased from 1 to 100 aM.
HIF-1α-пример 10. Ингибирование экспрессии белка HIF-1α в клетках HeLa с помощью «HIF-ASO 1». HIF-1α example 10 . Inhibition of HIF-1α protein expression in HeLa cells with "HIF-
«HIF-ASO 1» оценивали в отношении его способности ингибировать экспрессию белка HIF-1α в клетках HeLa в соответствии с процедурами, описанными в «HIF-1α-примере 2», если не указано иное. В этом примере клетки HeLa обрабатывали «HIF-ASO 1» в концентрации 0 цМ (отрицательный контроль), 100 цМ, 300 цМ, 1 аМ, 3 аМ, 10 аМ, 30 аМ, 100 аМ или 300 аМ в течение 72 часов до подавления активности PHD путем инкубации с 200 мкМ CoCl2 в течение 3 часов. Использовали 4 чашки для культивирования для отрицательного контроля, т.е. 0 цМ «HIF-ASO 1»."HIF-
На фиг. 21B представлены данные Вестерн-блоттинга HIF-1α, полученные с лизатами клеток HeLa. Уровень белка HIF-1α был значительно выше в лизатах отрицательного контроля, чем во всех лизатах клеток, обработанных «HIF-ASO 1». На фиг. 21C представлены интенсивности отдельных полос для HIF-1α, приведенные к интенсивности полосы для β-актина с помощью денситометрии. Экспрессия HIF-1α в клетках HeLa снижалась на 40-80% в результате 72-часовой инкубации с «HIF-ASO 1» в концентрации 0,1-300 аМ.In FIG. 21B shows HIF-1α Western blot data obtained from lysates of HeLa cells. The HIF-1α protein level was significantly higher in the negative control lysates than in all HIF-
HIF-1α-пример 11. Пропуск экзонов, индуцируемый «HIF-ASO 12». HIF-1α Example 11 Exon skipping induced by "HIF-
«HIF-ASO 12», указанный в таблице 2, представляет собой 15-мерный ASO, полностью комплементарный области в 3'-сайте сплайсинга, охватывающей место соединения интрона 3 и экзона 4 в пре-мРНК для HIF-1α человека, как отмечено «жирным шрифтом» и «подчеркиванием» в 20-мерной последовательности пре-мРНК [(5'→3')ugu uuacag | UUUGAACTA AC]. «HIF-ASO 12» обладает способностью к 6-мерному перекрыванию с интроном 3 и 9-мерному перекрыванию с экзоном 4."HIF-
«HIF-ASO 12» оценивали с помощью HIF-1α-специфической вложенной ПЦР в отношении его способности к индукции пропуска экзона 4 в мРНК для HIF-1α человека в HeLa. Клетки HeLa инкубировали с «HIF-ASO 12» в течение 6 часов, а затем подвергали экстракции тотальной РНК в соответствии с протоколом, описанным в «HIF-1α-примере 1», если не указано иное."HIF-
На фиг. 22А представлены данные HIF-1α-специфической вложенной ПЦР в клетках HeLa, обработанных «HIF-ASO 12». Полоса, приписываемая пропуску экзонов 2-4, была обнаружена во всех продуктах ПЦР клеток, обработанных ASO, хотя и не в продуктах ПЦР необработанных клеток (ср. левую диаграмму). Интенсивность полосы, приписываемой пропуску экзонов, была наибольшей при концентрации 100 цМ «HIF-ASO 12». Интенсивность полосы для полноразмерной мРНК снизилась больше всего при 100 цМ «HIF-ASO 12». Пропуск экзонов 2-4 был подтвержден секвенированием по Сэнгеру, как показано на правой диаграмме.In FIG. 22A shows HIF-1α-specific nested PCR data in HeLa cells treated with "HIF-
HIF-1α-пример 12. Ингибирование экспрессии белка HIF-1α в клетках HeLa с помощью "HIF-ASO 12". HIF-1α example 12 . Inhibition of HIF-1α protein expression in HeLa cells with "HIF-
«HIF-ASO 12» оценивали в отношении его способности ингибировать экспрессию HIF-1α в клетках HeLa, как описано в «HIF-1α-примере 2», если не указано иное."HIF-
[Обработка ASO] Клетки HeLa обрабатывали «HIF-ASO 12» в концентрации 0 цМ (отрицательный контроль), 10 цМ, 100 цМ или 1 аМ. Использовали 3 чашки для культивирования для отрицательного контроля. Через 21 час клетки обрабатывали 200 мкМ CoCl2, за исключением одной чашки отрицательного контроля. Через 3 часа все клетки подвергали лизису на льду следующим образом. Клетки дважды промывали 1 мл холодного PBS и затем подвергали лизису с использованием 200 мкл 2X буфера для образцов Lammeli (24 мМ Трис-HCl, 20% глицерина, 0,8% SDS, 0,04% бромфенолового синего, 2% β-меркаптоэтанола) для минимизации деградация HIF-1α. Каждый лизат собирали в 1,5 мл пробирке Эппендорфа и кипятили в течение 5 мин. Затем лизаты подвергали Вестерн-блоттингу в 8% SDS-ППАГ для электрофореза.[ASO Treatment] HeLa cells were treated with "HIF-
На фиг. 22В представлены данные Вестерн-блоттинга, показывающие, что интенсивность полосы для HIF-1α явно снижалась в клетках, обработанных «HIF-ASO 12» в концентрации 1 и 10 аМ.In FIG. 22B shows Western blot data showing that the intensity of the HIF-1α band was clearly reduced in cells treated with "HIF-
HIF-1α-пример 13: кПЦР с использованием SYBR Green для мРНК для HIF-1α в клетках HeLa, обработанных «HIF-ASO 12». HIF-1α Example 13 : SYBR Green qPCR for mRNA for HIF-1α in HeLa cells treated with "HIF-
«HIF-ASO 12» оценивали с помощью HIF-1α-специфической вложенной кПЦР в отношении его способности вызывать изменение мРНК для HIF-1α в клетках HeLa, как описано в «HIF-1α-примере 12», если не указано иное. Клетки HeLa обрабатывали «HIF-ASO 12» в течение 6 часов, а затем подвергали тотальной экстракции РНК."HIF-
На фиг. 22C представлены данные кПЦР, в которых уровни экзонов 2 и 3 в мРНК значимо (по t-критерию Стьюдента) снижались на 70~80% в клетках, обработанных ASO. Результаты кПЦР соответствуют пропуску экзонов 2-4, индуцированному «HIF-ASO 12» (ср. «Пример 11 HIF-1α).In FIG. 22C shows qPCR data in which mRNA levels of
Примеры in vitro и in vivo активности AR-ASO.Examples of in vitro and in vivo activity of AR-ASO.
Производные ПНК формулы I, комплементарно нацеливающиеся на 5'-сайт сплайсинга, охватывающий место соединения экзона 5 и интрона 5 в пре-мРНК андрогенового рецептора (AR) человека, оценивали в отношении их AR-антисмысловой экзон-пропускающей активности в клетках, а также у мышей. Биологические примеры для этих AR-ASO приведены в качестве примеров с целью иллюстрации того, что пропуск экзона эффективно индуцируется соединением формулы I, нацеливающимся на сайт сплайсинга в пре-мРНК-мишени, и, следовательно, не должны интерпретироваться как ограничение объема настоящего изобретение AR-ASO.PNA derivatives of formula I that complementarily target the 5' splicing site spanning the junction of
AR-пример 1. Пропуск экзонов, индуцируемый «AR-ASO 1». AR Example 1: Exon skipping induced by "AR-
«AR-ASO 1», указанный в таблице 3, представляет собой 13-мерный ASO, полностью комплементарный области в 5'-сайте сплайсинга, охватывающей место соединения экзона 5 и интрона 5 в пре-мРНК для андрогенового рецептора (AR) человека. «AR-ASO 1» комплементарно связывается с 13-мерной последовательностью, как отмечено «жирным шрифтом» и «подчеркиванием» в 20-мерной последовательности пре-мРНК [(5'→3')GC CUUGCCUG | guaag gaaaa]. «AR-ASO 1» обладает способностью к 8-мерному перекрыванию с экзоном 5 и 5-мерному перекрыванию с интроном 5."AR-
«AR-ASO 1» оценивали с помощью AR-специфической вложенной ПЦР в отношении его способности к индукции пропуска экзона 5 в мРНК для AR человека в клетках MCF7 следующим образом."AR-
[Клеточная культура и обработка ASO] Клетки MCF7 (кат. № HTB-22, ATCC) поддерживали в среде EMEM с добавлением 10% FBS, 1% стрептомицина/пенициллина и 0,01 мг/мл бычьего инсулина в атмосфере с 5% CO2 при 37οС. Клетки, выращенные в 60-мм чашке для культивирования, обрабатывали «AR-ASO 1» в течение 3 часов в концентрации 0 (отрицательный контроль), 3, 30, 300 или 3000 аМ (т.е. 3 фМ).[Cell Culture and ASO Treatment] MCF7 cells (Cat. No. HTB-22, ATCC) were maintained in EMEM supplemented with 10% FBS, 1% streptomycin/penicillin and 0.01 mg/mL bovine insulin in a 5% CO 2 atmosphere at 37 ° C. Cells grown in a 60 mm culture dish were treated with AR-
[Экстракция РНК] Тотальную РНК экстрагировали с использованием «Универсального набора для экстракции РНК» (кат. № 9767, Takara) в соответствии с инструкциями производителя.[RNA Extraction] Total RNA was extracted using the "Universal RNA Extraction Kit" (Cat. No. 9767, Takara) according to the manufacturer's instructions.
[Синтез кДНК с помощью одностадийной ОТ-ПЦР] 100 нг РНК-матрицы использовали в реакции обратной транскрипции в объеме 25 мкл с использованием набора для одностадийной ОТ-ПЦР Super Script® с Taq-полимеразой Platinum® (кат. № 10928-042, Invitrogen) и набором экзон-специфических праймеров [AR-экзон 3_прямой: (5'→3')TGGGTGTCACTATGGAGC; и AR-экзон 9_обратный: (5'→3')GGGT GTGGAAATAGATGGG] в соответствии со следующими режимами циклирования: 50οС в течение 30 мин и 94οС в течение 2 мин, после чего следовали 39 циклов, каждый состоящий из 30 сек при 94οС, 30 сек при 55οС и 1 мин при 72οС.[cDNA Synthesis by One Step RT-PCR] 100 ng of RNA template was used in a 25 µl volume reverse transcription reaction using the Super Script® One Step RT-PCR Kit with Platinum® Taq Polymerase (Cat. No. 10928-042, Invitrogen ) and a set of exon-specific primers [AR exon 3_forward: (5'→3')TGGGTGTCACTATGGAGC; and AR-exon 9_reverse: (5'→3')GGGT GTGGAAATAGATGGG] according to the following cycling regimes: 50 ο C for 30 min and 94 ο C for 2 min, followed by 39 cycles, each consisting of 30 sec at 94 ° C, 30 seconds at 55 ° C and 1 minute at 72 ° C.
[Амплификация с помощью вложенной ПЦР] В процессе амплификации использовался уникальный метод амплификации (уточняемый как повышение температуры отжига в каждом цикле), который работал эффективно и специфически в температурном диапазоне, а не при одной конкретной температуре отжига (т.е. в случае обычного метода ПЦР). 1 мкл кДНК дополнительно амплифицировали в 20-мкл реакции вложенной ПЦР с использованием набора экзон-специфических праймеров [AR-экзон 3_прямой: (5'→3')TGGGTGTCACTATGGAGC; и AR-экзон 7n_обратный: (5'→3')GGGGTGATTTGGAGCCAT] в соответствии со следующими режимами циклирования: начальные 10 циклов [каждый состоящий из 94οС C в течение 30 сек, 47οС в течение 40 сек (+ 0,5οС в каждом цикле), 72οС в течение 40 сек] с последующими 20 циклами [каждый состоящий из 94οС в течение 30 сек, 50οС в течение 30 сек и 72οС в течение 40 сек].[Nested PCR Amplification] The amplification process used a unique amplification method (specified as an increase in the annealing temperature in each cycle) that worked efficiently and specifically in a temperature range, rather than at one particular annealing temperature (i.e. in the case of the conventional method PCR). 1 µl cDNA was further amplified in a 20 µl nested PCR reaction using the exon-specific primer set [AR-exon 3_forward: (5'→3')TGGGTGTCACTATGGAGC; and AR exon 7n_reverse: (5'→3')GGGGTGATTTGGAGCCAT] according to the following cycling modes: initial 10 cycles [each consisting of 94 ο C for 30 sec, 47 ο C for 40 sec (+ 0.5 ο C in each cycle), 72 ο C for 40 sec] followed by 20 cycles [each consisting of 94 ο C for 30 sec, 50 ο C for 30 sec, and 72 ο C for 40 sec].
[Идентификация продуктов пропуска экзонов] ПЦР-продукты подвергали электрофоретическому разделению в 2% агарозном геле. Полосы целевого размера собирали и анализировали с помощью секвенирования по Сэнгеру. На фиг. 23А показаны три полосы связанных с обработкой ПЦР-продуктов, приписываемых вариантам сплайсинга мРНК для AR, в которых отсутствует экзон 5. Было обнаружено, что «AR-ASO 1» индуцирует пропуск экзона 5, экзонов 4-5 и экзонов 4-6, хотя соотношение продуктов пропуска, по-видимому, зависит от концентрации ASO. На фиг. 23B представлены фактические данные секвенирования для полосы, приписываемой пропуску экзонов 4-5, на фиг. 23 A.[Identification of exon skipping products] PCR products were subjected to electrophoretic separation in 2% agarose gel. Target size bands were harvested and analyzed by Sanger sequencing. In FIG. 23A shows three bands of processing-related PCR products attributed to mRNA splicing variants for
AR-пример 2. Ингибирование экспрессии белка AR в клетках MCF7 с помощью «AR-ASO 1». AR Example 2 Inhibition of AR protein expression in MCF7 cells with "AR-
Клетки MCF7 в 60-мм чашке для культивирования, содержащей 5 мл культуральной среды, обрабатывали «AR-ASO 1» в концентрации 0 цМ (отрицательный контроль) или от 10 цМ до 30 аМ. Было 4 чашки для культивирования для отрицательного контроля. Через 48 часов клетки дважды промывали холодным PBS и затем подвергали лизису с использованием 200 мкл 1Х буфера для лизиса клеток (кат. № 9803, Cell Signaling Tech) с добавлением 1Х смеси ингибиторов протеаз (кат. № P8340, Sigma). Лизаты собирали в 1,5-мл пробирку Эппендорфа. 200 каждого лизата смешивали с 100 мкл 3X буфера для образцов и кипятили в течение 5 мин. 20 мкл каждого лизата (4 отрицательных контроля и 8 образцов обработки ASO) подвергали электрофоретическому разделению на 8% SDS-ПААГ для электрофореза и переносили на мембрану из PVDF. Мембрану исследовали с использованием антитела против АР (кат. № 5153, Cell Signaling Tech) и антитела против β-актина (кат. № sc4778, Santa Cruz). На фиг. 23C представлены данные Вестерн-блоттинга AR, полученные в клетках MCF7, обработанных «AR-ASO 1» в концентрации от 0 цМ (4 отрицательных контроля) до 30 аМ. Интенсивность полосы AR (размером 120K) в случае лизатов, обработанных ASO, была слабее интенсивности соседних с ними лизатов отрицательного контроля.MCF7 cells in a 60 mm culture dish containing 5 ml of culture medium were treated with "AR-
AR-пример 3. кПЦР с использованием SYBR Green для мРНК AR в клетках MCF7, обработанных «AR-ASO 1». AR Example 3 qPCR using SYBR Green for AR mRNA in MCF7 cells treated with "AR-
[Обработка ASO и экстракция РНК] Клетки MCF7 в 5 мл культуральной среды обрабатывали «AR-ASO 1» в концентрации 0 цМ (отрицательный контроль) или от 1 цМ до 1 аМ. (2 чашки для культивирования на концентрацию). Через 5 часов тотальную РНК экстрагировали с использованием «Универсального набора для экстракции РНК MiniBEST» в соответствии с инструкциями производителя (кат. № 9767, Takara).[ASO Treatment and RNA Extraction] MCF7 cells in 5 ml of culture medium were treated with "AR-
[Синтез кДНК с использованием олигоdT] 500 нг РНК-матрицы подвергали синтезу кДНК на фоне «олиго-dT» в соответствии с инструкциями производителя (кат. № 6110A, Takara).[Oligo-dT cDNA Synthesis] 500 ng of template RNA were subjected to cDNA synthesis in the oligo-dT background according to the manufacturer's instructions (Cat. No. 6110A, Takara).
[Первая ПЦР] Затем кДНК подвергали 1-ой ПЦР на фоне набора экзон-специфических праймеров [AR-экзон 3_прямой: (5'→3')TGGGTGTCACTATGGAGC; и AR-экзон 9_обратный: (5'→3')GGGTGTGGAAATAGATGGG] в соответствии со следующими режимами циклирования: 94οС в течение 2 мин с последующими 15 циклами, каждый состоящий из 15 сек при 94οС, 30 сек при 55οС и 2 мин при 72οС.[First PCR] The cDNA was then subjected to 1st PCR against the background of a set of exon-specific primers [AR exon 3_forward: (5'→3')TGGGTGTCACTATGGAGC; and AR-exon 9_reverse: (5'→3')GGGTGTGGAAATAGATGGG] according to the following cycling regimes: 94 o C for 2 min followed by 15 cycles, each consisting of 15 sec at 94 o C, 30 sec at 55 o C and 2 minutes at 72 ° C.
[Вложенная ПЦР] Продукты 1-ой ПЦР разводили в 2000 раз, и 1 мкл каждого разведенного ПЦР-продукта подвергали реакция ПЦР в режиме реального времени в объеме 20 мкл на фоне наборов экзон-специфических праймеров [AR-экзон 4_прямой(q): (5'→3')GACCATGTTTTGCCCATTG; AR-экзон 4_обратный(q): (5'→3')GGCTCTTTTGAAGAAGACC; AR-экзон 5_прямой(q): (5'→3')GAAACAGAAGTACCTGTGC; AR-экзон 5_обратный(q): (5'→3')GTCATCCCTGCTTCATAAC; AR-экзон 6_прямой(q): (5'→3')CGGAAGCTGAAGAAACTTG; AR-экзон 6_обратный(q): (5'→3')CACTTGACCACGTGTACAAG]. Реакции ПЦР исследовали с использованием SYBR Green (Takara, Япония). Режимы циклирования: 95οС в течение 3 мин с последующими 40 циклами, каждый состоящий из 5 сек при 95οС и 30 сек при 60οС. Уровни экзона постепенно, но значимо снижались по мере увеличения дозы с 1 до 100 цМ. Снижения составляли 40~50% в клетках, обработанных «AR-ASO 1» в концентрации 100 цМ [ср. фиг. 24А]. Однако уровни экзона возвращались близко к уровням отрицательного контроля в клетках, обработанных «AR-ASO 1» в концентрации 1 ам.[Nested PCR] The 1st PCR products were diluted 2000-fold, and 1 μl of each diluted PCR product was subjected to a 20 μl volume real-time PCR reaction against the background of exon-specific primer sets [AR-exon 4_forward(q): ( 5'→3') GACCATGTTTTGCCCATTG; AR exon 4_reverse(q): (5'→3')GGCTCTTTTGAAGAAGACC; AR exon 5_straight(q): (5'→3')GAAACAGAAGTACCTGTGC; AR exon 5_reverse(q): (5'→3')GTCATCCCTGCTTTCATAAC; AR exon 6_straight(q): (5'→3')CGGAAGCTGAAGAAACTTG; AR exon 6_reverse(q): (5'→3')CACTTGACCACGTGTACAAG]. PCR reactions were examined using SYBR Green (Takara, Japan). Cycling regimens: 95 ° C for 3 min followed by 40 cycles, each consisting of 5 sec at 95 ° C and 30 sec at 60°C. Exon levels gradually but significantly decreased as the dose was increased from 1 to 100 mM. The reductions were 40~50% in cells treated with "AR-
AR-пример 4. кПЦР с использованием SYBR Green для мРНК AR в клетках MCF7, обработанных «AR-ASO 5». AR Example 4 qPCR using SYBR Green for AR mRNA in MCF7 cells treated with "AR-
«AR-ASO 5», указанный в таблице 3, представляет собой 12-мерный ASO, полностью комплементарный области в 5'-сайте сплайсинга, охватывающей место соединения экзона 5 и интрона 5 в пре-мРНК для AR человека. «AR-ASO 5» комплементарно связывается с 12-мерной последовательностью, как отмечено «жирным шрифтом» и «подчеркиванием» в 20-мерной последовательности пре-мРНК [(5'→3')GCC UUGCCUG | guaag gaaaal. «AR-ASO 5» обладает способностью к 7-мерному перекрыванию с экзоном 5 и 5-мерному перекрыванию с интроном 5."AR-
«AR-ASO 5» оценивали в отношении его способности вызывать изменения уровней экзона в мРНК для AR с помощью кПЦР в соответствии с способами, описанными в «AR-примере 3». Как показано на фиг. 24B, уровни экзона в AR значимо (t-критерий Стьюдента) снижались приблизительно на 60~80% в клетках, обработанных «AR-ASO 5» в концентрации 1-1000 цМ."AR-
В отличие от случая «AR-ASO 1» (ср. «AR-пример 3»), не было отскока в уровнях информационного экзона в концентрации 1000 цМ «AR-ASO 5».In contrast to the "AR-
AR-пример 5. кПЦР с использованием зонда TaqMan для мРНК AR в клетках MCF7, обработанных «AR-ASO 5». AR Example 5 qPCR using the TaqMan probe for AR mRNA in MCF7 cells treated with "AR-
«AR-ASO 5» оценивали в отношении его способности снижать экспрессию мРНК AR человека с помощью кПЦР с введением в использование зонда TaqMan."AR-
Клетки MCF7 обрабатывали «AR-ASO 5» в концентрации от 0 цМ (отрицательный контроль) до 1 аМ. (2 чашки на концентрацию). Через 24 часа тотальную РНК экстрагировали с помощью «Универсального набора для экстракции РНК MiniBEST» в соответствии с инструкциями производителя (кат. № 9767, Takara).MCF7 cells were treated with "AR-
400 нг РНК-матрицы подвергали синтезу кДНК с помощью набора для одностадийной ОТ-ПЦР (Invitrogen) на фоне набора экзон-специфических праймеров [AR-экзон 3_прямой: (5'→3')TGGGTGTCACTATGGAGC; и AR-экзон 9_обратный: (5'→3')GGGTGTGGAAATAGATGGG] в соответствии со следующими режимами циклирования: 50οС в течение 30 мин и 94οС в течение 2 мин, после чего следовали 15 циклов, каждый состоящий из 30 сек при 94οС, 30 сек при 50οС и 1 мин при 72οС.400 ng of template RNA were subjected to cDNA synthesis using a one-step RT-PCR kit (Invitrogen) against the background of a set of exon-specific primers [AR exon 3_forward: (5'→3')TGGGTGTCACTATGGAGC; and AR-exon 9_reverse: (5'→3')GGGTGTGGAAATAGATGGG] according to the following cycling regimes: 50 ο C for 30 min and 94 ο C for 2 min, followed by 15 cycles, each consisting of 30 sec at 94 o C, 30 sec at 50 o C and 1 min at 72 o C.
1 мкл каждого раствора кДНК, разведенного в 50 раз, подвергали ПЦР-реакции в режиме реального времени в объеме 20 мкл на фоне набора экзон-специфических праймеров [AR-экзон 4_прямой(q2): (5'→3')TTGTCCATCTTGTCGTCTT; и AR-экзон 5_обратный(q2): (5'→3') CCTCTCCTTCCTCCTGTA] в соответствии со следующими режимами циклирования: 95οС в течение 3 мин с последующими 40 циклами, каждый состоящий из 15 сек при 95οС и 30 сек при 60οС. Реакцию кПЦР контролировали с использованием зонда TaqMan [(5'→3')TTTCTTCAG-ZEN-CTTCCGGGCTC-3IABkFQ]. Зонд TaqMan был сконструирован для исследования места соединения экзона 4 и экзона 5 в полноразмерной мРНК для AR.1 μl of each 50-fold diluted cDNA solution was subjected to a real-time PCR reaction in a volume of 20 μl against the background of a set of exon-specific primers [AR exon 4_forward(q2): (5'→3')TTGTCCATCTTGTCGTCTT; and AR-exon 5_reverse(q2): (5'→3') CCTCTCCTTCCTCCTGTA] according to the following cycling regimes: 95 ° C for 3 min followed by 40 cycles, each consisting of 15 sec at 95 ° C and 30 sec at 60 ο C. The qPCR reaction was monitored using a TaqMan probe [(5'→3')TTTCTTCAG-ZEN-CTTCCGGGCTC-3IABkFQ]. The TaqMan probe was designed to examine the junction of
На фиг. 24C представлены данные кПЦР с использованием зонда TaqMan. Относительная экспрессия полноразмерной мРНК для AR значимо (t-критерий Стьюдента) снижалась приблизительно на 50-70% в клетках, обработанных «AR-ASO 5» в концентрации от 1 цМ до 1 аМ.In FIG. 24C shows qPCR data using the TaqMan probe. The relative expression of the full-length mRNA for AR was significantly (Student's t-test) decreased by approximately 50-70% in cells treated with "AR-
AR-пример 6. Ингибирование экспрессии белка AR в коже мышей, которым подкожно вводили «AR-ASO-5». AR Example 6 Inhibition of AR protein expression in the skin of mice injected with "AR-ASO-5" subcutaneously.
Мишенью «AR-ASO 5» является последовательность пре-мРНК AR, консервативная у людей и мышей. «AR-ASO 5» оценивали в отношении его способности ингибировать экспрессию белка AR в коже мышей после однократного подкожного введения следующим образом.The target of "AR-
[Удаление волос и группирование]. В день 0 самцов мышей C57BL/6 в возрасте 7 недель анестезировали с помощью золетила/ромпуна, и волосы на спине стригли машинкой для стрижки волос и удаляли с помощью карбоваска. В день 5 мышей с безупречной (т.е. чистой) эпиляцией отбирали и случайным образом распределяли по пяти группам: 0 пмоль/кг (только носитель, отрицательный контроль), 1 пмоль/кг, 10 пмоль/кг, 100 пмоль/кг, и 1000 пмоль/кг «AR-ASO 5» (6 животных в каждой группе).[Hair removal and grouping]. On
[Раствор для инъекций ASO и введение] Водный исходный раствор «AR-ASO 5» последовательно разводили в PBS с добавлением 0,1% Tween 80 для приготовления растворов «AR-ASO 5» с концентрацией 0 нМ (только носитель, отрицательный контроль), 0,5 нМ, 5 нМ, 50 нМ или 500 нМ. В день 5 отдельным мышам в группе каждой дозы делали подкожно в затылок (т.е. около шеи) однократную инъекцию испытуемого препарата в дозе 2 мл/кг.[ASO Injection and Administration] An aqueous stock solution of "AR-
[Приготовление образцов кожи]. В день 10 животных умерщвляли для получения образцов кожи из места инъекции и бедра в качестве места без инъекции. Образцы кожи замораживали в жидком азоте сразу после отбора. Каждый образец кожи был микронизирован при сохранении образца замороженным жидким азотом. Микронизированные образцы подвергали лизису с использованием буфера RIPA с добавлением 1% SDS. Лизаты смешивали с 5X буфером для образцов и кипятили в течение 5 мин.[Preparation of skin samples]. On
[Вестерн-блоттинг AR]. Лизаты подвергали Вестерн-блоттингу AR на мембране из PVDF. Всего в каждый 10% ПААГ для электрофореза загружали 10 лизатов, используя два отдельных лизата из каждой группы. Белок AR (120 кДа) исследовали с использованием поликлонального антитела против AR (N-20, sc-816, Santa Cruz).[Western blotting AR]. The lysates were subjected to AR Western blotting on a PVDF membrane. A total of 10 lysates were loaded into each 10% PAAG for electrophoresis, using two separate lysates from each group. The AR protein (120 kDa) was examined using an anti-AR polyclonal antibody (N-20, sc-816, Santa Cruz).
[Количественный анализ экспрессии белка AR] Каждую полосу для AR на одной мембране из PVDF приводили к отдельной полосе для β-актина. Среднюю интенсивность полосы для AR (приведенную к β-актину) двух образцов группы отрицательного контроля (т.е. без обработки ASO) использовали для приведения интенсивностей полос для AR других 8 образцов на той же мембране из PVDF. Такое двойное приведение применялось к двум другим мембранам из PVDF для количественного анализа экспрессии белка AR в отдельных образцах с помощью денситометрии. Все уровни экспрессии AR после двойного приведения отдельных образцов были объединены для статистического анализа с помощью t-критерия Стьюдента по отношению к уровню экспрессии без обработки ASO.[Quantitative Analysis of AR Protein Expression] Each band for AR on a single PVDF membrane was led to a separate band for β-actin. The average intensity of the AR band (corrected to β-actin) of the two samples of the negative control group (ie, no ASO treatment) was used to adjust the intensities of the AR bands of the other 8 samples on the same PVDF membrane. This double alignment was applied to two other PVDF membranes to quantify AR protein expression in individual samples by densitometry. All levels of AR expression after double reduction of individual samples were pooled for statistical analysis using Student's t-test in relation to the level of expression without ASO treatment.
[Ингибирование экспрессии белка AR]. На фиг. 25A и 25B представлены данные Вестерн-блоттинга AR, полученные с образцами кожи из места инъекции и места без инъекции, соответственно.[Inhibition of AR protein expression]. In FIG. 25A and 25B show AR Western blot data obtained with skin samples from the injection site and the non-injection site, respectively.
На фиг. 26А представлен уровень экспрессии белка AR по группам, а также по субъектам. Наблюдалась большая степень вариабельности между субъектами в экспрессии белка AR как в месте инъекции, так и в месте без инъекции. Однако экспрессия AR имела тенденцию к снижению по мере увеличения дозы ASO.In FIG. 26A shows the level of AR protein expression by group as well as by subject. There was a large degree of inter-subject variability in AR protein expression both at the injection site and at the non-injection site. However, AR expression tended to decrease as the dose of ASO was increased.
На фиг. 26B представлен средний уровень экспрессии AR по группам, приведенный к группе отрицательного контроля. В месте инъекции экспрессия белка AR значимо снижалась приблизительно на 35% в группе введения 1000 пмоль/кг «AR-ASO 5». В месте без инъекции экспрессия белка AR значимо снижалась приблизительно на 40% в группах введения 100 и 1000 пмоль/кг.In FIG. 26B shows the mean AR expression level by group, normalized to the negative control group. At the injection site, AR protein expression was significantly reduced by approximately 35% in the 1000 pmol/kg "AR-
Ингибирование экспрессии белка AR, наблюдаемое в коже, удаленной от места инъекции, показывает, что ASO может легко распространяться в ткани, удаленные от места введения, через системный кровоток после подкожной инъекции. Результаты ex vivo были предоставлены для иллюстрации системного поражения мишени после подкожной инъекции производного ПНК формулы I, и поэтому не должны интерпретироваться как ограничивающие объем настоящего изобретения.The inhibition of AR protein expression observed in skin distal to the injection site indicates that ASO can easily spread to tissues distal to the injection site via the systemic circulation after subcutaneous injection. The ex vivo results were provided to illustrate systemic target damage following subcutaneous injection of a PNA derivative of Formula I and should therefore not be interpreted as limiting the scope of the present invention.
AR-пример 7. Пропуск экзонов, индуцируемый «AR-ASO 1» (2). AR example 7 . Exon skipping induced by "AR-
Морфология клеток MCF7 менялась в зависимости от пассажа, плотности клеток и условий культивирования. Клетки MCF на ранних пассажах, как правило, росли относительно быстро и демонстрировали колонии в форме бугорка. Клетки MCF7 на более поздних пассажах, вероятно, будут расти медленно и образовывать плоские эпителиальные колонии. Однако поддержание клеток MCF7 для демонстрации морфологии бугорковой формы было сложной задачей.The morphology of MCF7 cells varied depending on passage, cell density, and culture conditions. MCF cells at early passages tended to grow relatively rapidly and exhibited tubercle-shaped colonies. MCF7 cells at later passages are likely to grow slowly and form squamous epithelial colonies. However, maintaining MCF7 cells to exhibit tubercular morphology has been challenging.
«AR-ASO 1» оценивали в отношении его способности к пропуску экзона в клетках MCF7, в целом демонстрирующих морфологию бугорковой формы, как описано в «AR-примере 1», если не указано иное."AR-
[Обработка ASO] Клетки MCF7 обрабатывали «AR-ASO 1» в течение 3 часов в концентрации 0 (отрицательный контроль), 30, 100 или 1000 аМ (т.е. 1 фМ). (2 чашки для культивирования на каждую концентрацию ASO).[ASO Treatment] MCF7 cells were treated with "AR-
[Экстракция РНК]. Тотальную РНК экстрагировали с использованием набора для мини-приготовления Rneasy (кат. № 74104, Qiagen) в соответствии с инструкциями производителя. 500 нг РНК-матрицы подвергали реакции обратной транскрипции в объеме 25 мкл.[RNA extraction]. Total RNA was extracted using the Rneasy mini-prep kit (p/n 74104, Qiagen) according to the manufacturer's instructions. 500 ng of the RNA template were subjected to a reverse transcription reaction in a volume of 25 μl.
[Результаты пропуска экзонов]. На фиг. 27А представлены данные электрофореза, полученные с продуктами вложенной ОТ-ПЦР. Пропуск экзона 5 (подтвержденный секвенированием по Сэнгеру: ср. фиг. 27B) был отчетливо доминирующим в клетках, обработанных ASO, что будет контрастировать со случаем «AR-примера 1» (ср. фиг. 23A).[Results of exon skipping]. In FIG. 27A shows electrophoresis data obtained with nested RT-PCR products. Exon skipping 5 (confirmed by Sanger sequencing: cf. Fig. 27B) was clearly dominant in ASO-treated cells, in contrast to the case of "AR Example 1" (cf. Fig. 23A).
Примеры in vitro и in vivo активности SCN9A-ASO.Examples of in vitro and in vivo activity of SCN9A-ASO.
Производные ПНК формулы I, комплементарно нацеливающиеся на множество сайтов сплайсинга в пре-мРНК для SCN9A (натриевого канала подтипа 9A) человека, оценивали в отношении их SCN9A-антисмысловой и экзон-пропускающей активности в клетках, а также у животных. Биологические примеры для этих SCN9A-ASO приведены в качестве примеров с целью иллюстрации того, что пропуск экзона эффективно индуцируется соединением формулы I, нацеливающимся на сайт сплайсинга в пре-мРНК-мишени, и, следовательно, не должны интерпретироваться как ограничение объема настоящего изобретение SCN9A-ASO.PNA derivatives of formula I that complementarily target multiple splicing sites in pre-mRNA for human SCN9A (sodium channel subtype 9A) were evaluated for their SCN9A antisense and exon skipping activity in cells as well as in animals. Biological examples for these SCN9A-ASOs are provided as examples to illustrate that exon skipping is effectively induced by a compound of Formula I targeting a splicing site in a pre-mRNA target and therefore should not be interpreted as limiting the scope of the present invention SCN9A- ASO.
SCN9A-пример 1. Пропуск экзонов, индуцируемый «SCN-ASO 7». SCN9A-example 1 . Exon skipping induced by "SCN-
«SCN-ASO 7», указанный в таблице 4, представляет собой 16-мерный ASO, полностью комплементарный области в 5'-сайте сплайсинга, охватывающей место соединения экзона 4 и интрона 4 в пре-мРНК SCN9A человека, считываемой с гена SCN9A человека (доступ к которой получен из ссылочной последовательности NCBI: NC_000002.12). «SCN-ASO 7» комплементарно связывается с 16-мерной последовательностью, как отмечено «жирным шрифтом» и «подчеркиванием» в 20-мерной последовательности пре-мРНК [(5'→3') UUGUUUUUGC | guaagu acuu]. «SCN-ASO 7» обладает способностью к 10-мерному перекрыванию с экзоном 4 и 6-мерному перекрыванию с интроном 4."SCN-
Учитывая, что клетки PC3, как известно, в избытке экспрессируют пре-мРНК для SCN9A человека [Br. J. Pharmacol, vol. 156, 420-431 (2009)], «SCN-ASO 7» оценивали с помощью SCN9A-специфической вложенной ПЦР в отношении его способности к индукции пропуска экзона 4 в пре-мРНК для SCN9A человека в клетках РС3 следующим образом.Given that PC3 cells are known to overexpress pre-mRNA for human SCN9A [ Br. J. Pharmacol , vol. 156, 420-431 (2009)], "SCN-
[Клеточная культура и обработка ASO] Клетки PC3 (кат. № CRL-1435, ATCC) поддерживали в среде Хэма F-12K с добавлением 10% FBS, 1% стрептомицина/пенициллина, 1% L-глютамина и 1% натрия пирувата в атмосфере с 5% CO2 при 37οС.[Cell Culture and ASO Treatment] PC3 cells (cat. no. CRL-1435, ATCC) were maintained in Ham's F-12K medium supplemented with 10% FBS, 1% streptomycin/penicillin, 1% L-glutamine, and 1% sodium pyruvate in atmosphere with 5% CO 2 at 37 ο C.
Клетки РС3, выращенные в 60-мм чашке для культивирования, содержащей 5 мл среды, обрабатывали «SCN-ASO 7» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 10, 100 или 1000 цМ.PC3 cells grown in a 60 mm culture dish containing 5 ml of medium were treated with SCN-
[Экстракция РНК] После 18-часовой инкубации клетки РС3 обрабатывали 100 мкг/мл циклогексимида в течение еще 6 часов, чтобы заморозить трансляцию на рибосомах. Затем тотальную РНК экстрагировали из клеток с использованием «Универсального набора для экстракции РНК» (кат. № 9767, Takara) в соответствии с инструкциями производителя.[RNA Extraction] After 18 hours of incubation, PC3 cells were treated with 100 µg/ml cycloheximide for another 6 hours to freeze translation on ribosomes. The total RNA was then extracted from the cells using the "Universal RNA Extraction Kit" (cat. no. 9767, Takara) according to the manufacturer's instructions.
[Синтез кДНК с помощью одностадийной ОТ-ПЦР] 200 нг РНК-матрицы использовали для реакции обратной транскрипции в объеме 25 мкл с использованием набора для одностадийной ОТ-ПЦР Super Script® с Taq-полимеразой Platinum® (кат. № 10928-042, Invitrogen) и набора экзон-специфических праймеров [SCN-экзон 2_прямой: (5'→3')CTTTCTCCTTTCAGTCCTCT и SCN-экзон 9_обратный: (5'→3')CGTCTGTTGGTAAAGGTTTT] в соответствии со следующими режимами циклирования: 50οС в течение 30 мин и 94οС в течение 2 мин, после чего следовали 40 циклов, каждый состоящий из 30 сек при 94οС, 30 сек при 55οС и 2 мин при 72οС.[cDNA synthesis by one-step RT-PCR] 200 ng of RNA template was used for the reverse transcription reaction in a volume of 25 µl using the Super Script® One-step RT-PCR kit with Platinum® Taq polymerase (p/n 10928-042, Invitrogen ) and a set of exon-specific primers [SCN-exon 2_forward: (5'→3')CTTTCTCCTTTCAGTCCTCT and SCN-exon 9_reverse: (5'→3')CGTCTGTTGGTAAAGGTTTT] according to the following cycling regimes: 50 οC for 30 min and 94 ° C for 2 minutes, followed by 40 cycles, each consisting of 30 seconds at 94 ° C, 30 seconds at 55 ° C, and 2 minutes at 72 ° C.
[Амплификация с помощью вложенной ПЦР] 1 мкл раствора кДНК (разведенного в 100 раз) подвергали амплификации с помощью вложенной ПЦР в объеме 20 мкл (кат. № K2612, Bioneer) на фоне набора экзон-специфических праймеров [SCN-экзон 3n_прямой: (5'→3')GGACCAAAAATGTCGAGTATTT; и SCN-экзон 8_обратный: (5'→3')GCTAAGAAGGCCCAGCTGAA] в соответствии со следующими режимами циклирования: 95οС в течение 5 мин с последующими 35 циклами, каждый состоящий из 30 сек при 95οС, 30 сек при 50οС и 1 мин при 72οС.[Nested PCR Amplification] 1 µl cDNA solution (100-fold diluted) was amplified by 20 µl nested PCR (Cat. No. K2612, Bioneer) against the backdrop of a set of exon-specific primers [SCN-exon 3n_forward: (5 '→3')GGACCAAAAATGTCGAGTATTT; and SCN exon 8_reverse: (5'→3')GCTAAAGAAGGCCCAGCTGAA] according to the following cycling regimes: 95 o C for 5 min followed by 35 cycles, each consisting of 30 sec at 95 o C, 30 sec at 50 o C and 1 min at 72 ο C.
Следует отметить, что праймер «SCN-экзон 3n_прямой» нацелен на место соединения экзона 3 и экзона 5 для эффективного исследования делеции экзона 4, хотя 22-мерный праймер все еще обладает способностью к 18-мерному комплементарному перекрыванию с местом соединения экзона 3 и экзона 4. Таким образом, «SCN-экзон 3n_прямой» распознает «место соединения экзона 3 и экзона 5» более селективно, чем «место соединения экзона 3 и экзона 4», встречаемое в полноразмерной мРНК для SCN9A. Последовательность праймера была сконструирована для обнаружения вариантов сплайсинга SCN9A, в которых отсутствует экзон 4, с большей чувствительностью, чем полноразмерную мРНК для SCN9A. Такой праймер для пропуска экзонов будет полезен для обнаружения вариантов сплайсинга мРНК, обладающих низкой метаболической стабильностью, поскольку полноразмерная мРНК, как правило, демонстрирует хорошую метаболическую стабильность, достигнутую в ходе эволюции на протяжении миллиардов лет.It should be noted that the primer "SCN-exon 3n_forward" targets the junction of
[Идентификация продуктов пропуска экзона] Продукты вложенной ПЦР подвергали электрофоретическому разделению в 2% агарозном геле. Полосы целевого размера собирали и анализировали с помощью секвенирования по Сэнгеру. Пропуск экзона 4 был заметно сильным в клетках РС3, обработанных 1 аМ «SCN ASO 7», хотя пропуск экзона 4 был также заметен при концентрации 10 и 100 цМ, как показано на фиг. 28А. Полоса для пропуска экзона была однозначно подтверждена секвенированием по Сэнгеру, как показано на фиг. 28B.[Identification of exon skipping products] Nested PCR products were subjected to electrophoretic separation on a 2% agarose gel. Target size bands were harvested and analyzed by Sanger sequencing.
SCN9A-пример 2. кПЦР с использованием SYBR Green для мРНК SCN9A в клетках РС3, обработанных «SCN-ASO 7». SCN9A Example 2 SYBR Green qPCR for SCN9A mRNA in PC3 cells treated with "SCN-
«SCN-ASO 7» оценивали в отношении их способности ингибировать экспрессию мРНК для SCN9A человека в клетках РС3 с помощью кПЦР на фоне набора экзон-специфических праймеров следующим образом."SCN-
[Клеточная культура и обработка ASO] Клетки PC3, выращенные в 60-мм чашке для культивирования, содержащей 5 мл культуральной среды, инкубировали с «SCN-ASO 7» в течение 24 часов в концентрации 0 (отрицательный контроль), 10, 100 или 1000 цМ (2 чашки для культивирования для каждой концентрации)[Cell culture and ASO treatment] PC3 cells grown in a 60 mm culture dish containing 5 ml of culture medium were incubated with "SCN-
[Экстракция РНК] Тотальную РНК экстрагировали с использованием «Универсального набора для экстракции РНК MiniBEST» (кат. № 767, Takara) в соответствии с инструкциями производителя.[RNA Extraction] Total RNA was extracted using the "MiniBEST Universal RNA Extraction Kit" (Cat. No. 767, Takara) according to the manufacturer's instructions.
[Синтез кДНК с помощью одностадийной ОТ-ПЦР] 200 нг РНК-матрицы подвергали реакции обратной транскрипции в объеме 20 мкл с использованием набора для одностадийной ОТ-ПЦР Super Script® с Taq-полимеразой Platinum® (кат. № 10928-042, Invitrogen) и на фоне набора экзон-специфических праймеров [SCN-экзон 2_прямой: (5'→3')CTTTCTCCTTTCAGTCCTCT; и SCN-экзон 9_обратный: (5'→3')TTGCCTGGTTCTGTTCTT]. Режимы циклирования: 50οС в течение 30 мин и 94οС в течение 2 мин, после чего следовали 15 циклов, каждый состоящий из 15 сек при 94οС, 30 сек при 55οС и 2 мин при 72οС.[cDNA Synthesis by One Step RT-PCR] 200 ng RNA template was reverse transcribed in 20 µl volume using the Super Script® One Step RT-PCR Kit with Platinum® Taq Polymerase (Cat. No. 10928-042, Invitrogen) and against the background of a set of exon-specific primers [SCN-exon 2_forward: (5'→3')CTTTCTCCTTTCAGTCCTCT; and SCN exon 9_reverse: (5'→3')TTGCCTGGTTCTGTTCTT]. Cycling modes: 50 ° C for 30 minutes and 94 ° C for 2 minutes, followed by 15 cycles, each consisting of 15 seconds at 94 ° C, 30 seconds at 55 ° C, and 2 minutes at 72 ° C.
[Амплификация с помощью вложенной кПЦР] 1 мкл каждого раствора кДНК, разведенного в 50 раз, подвергали ПЦР-реакции в режиме реального времени в объеме 20 мкл на фоне наборов экзон-специфических праймеров [SCN-экзон 4_прямой: (5'→3')GTACACTTTTACTGGAATATATATAC; SCN-экзон 4_обратный: (5'→3')AATGACGACAAAATCCAGC; SCN-экзон 5_прямой: (5'→3')GTATTTAACAGAATTTGTAAACCT; SCN-экзон 5_обратный: (5'→3')CTGGGATTACAGAAATAGTTTTCA; SCN-экзон 6_прямой: (5'→3')GAAGACAATTGTAGGGGC; SCN-экзон 6_обратный: (5'→3')GTCTTCTTCACTCTCTAGGG]. Реакции ПЦР исследовали с использованием SYBR Green (Takara, Japan). Режимы циклирования: 95οС в течение 30 сек с последующими 40 циклами, каждый состоящий из 5 сек при 95οС и 30 сек при 60οС.[Nested qPCR amplification] 1 µl of each 50-fold diluted cDNA solution was subjected to a real-time PCR reaction in a volume of 20 µl against the backdrop of exon-specific primer sets [SCN-exon 4_forward: (5'→3') GTACACTTTTACTGGAATATATATAC; SCN exon 4_reverse: (5'→3')AATGACGACAAAATCCAGC; SCN exon 5_straight: (5'→3')GTATTTAACAGAATTTGTAAACCT; SCN exon 5_reverse: (5'→3')CTGGGATTACAGAAATAGTTTTCA; SCN exon 6_straight: (5'→3')GAAGACAATTGTAGGGGC; SCN exon 6_reverse: (5'→3')GTCTTCTTCACTCTCTAGGG]. PCR reactions were examined using SYBR Green (Takara, Japan). Cycling modes: 95 ° C for 30 seconds followed by 40 cycles, each consisting of 5 seconds at 95 ° C and 30 seconds at 60 ° C.
[Результаты кПЦР] Индивидуальный уровень экзонов в клетках, обработанных ASO, приводили к уровню экзонов в клетках отрицательного контроля (т.е. без обработки ASO). На фиг. 29(A) суммируются результаты кПЦР. Уровни экспрессии экзонов 4-6 значимо снижались приблизительно на 70%, 40% и 20~30% при концентрации 10, 100 и 1000 цМ, соответственно.[qPCR Results] Individual exon levels in ASO-treated cells were matched to exon levels in negative control cells (ie, no ASO treatment). In FIG. 29(A) summarizes the qPCR results. The expression levels of exons 4-6 were significantly reduced by approximately 70%, 40% and 20~30% at concentrations of 10, 100 and 1000 µM, respectively.
SCN9A-пример 3. кПЦР с использованием SYBR Green для мРНК SCN9A в клетках РС3, обработанных «SCN-ASO 3». SCN9A Example 3 SYBR Green qPCR for SCN9A mRNA in PC3 cells treated with "SCN-
«SCN-ASO 3», указанный в таблице 4, представляет собой 14-мерный ASO, нацеливающийся на 5'-сайт сплайсинга, охватывающий место соединения экзона 4 и интрона 4 в пре-мРНК для SCN9A человека. «SCN-ASO 3» комплементарно связывается с 12-мерной последовательностью, как отмечено «жирным шрифтом» и «подчеркиванием» в 20-мерной последовательности пре-мРНК [(5'→ 3')UUG UUUUUGC | gua "ag" ua cuu], в которой два несоответствия отмечены знаком кавычки (""). «SCN-ASO 3» обладает способностью к 7-мерному комплементарному перекрыванию с экзоном 4 и 5-мерному комплементарному перекрыванию с интроном 4."SCN-
«SCN-ASO 3» оценивали в отношении его способности ингибировать экспрессию полноразмерной мРНК для SCN9A в клетках PC3 в соответствии с протоколом, описанным в «SCN9A-примере 2», если не указано иное."SCN-
Результаты кПЦР представлены, как показано на фиг. 29B. Уровни экспрессии экзонов 4-6 знамо снижались на >90%, приблизительно 70% и приблизительно 80% при концентрации 10, 100 и 1000 цМ, соответственно. Как и в случае с «SCN-ASO 7», при 10 цМ демонстрировалось наибольшее ингибирование полноразмерной мРНК для SCN9A.qPCR results are presented as shown in FIG. 29b. Expression levels of exons 4-6 were significantly reduced by >90%, approximately 70% and approximately 80% at concentrations of 10, 100 and 1000 µM, respectively. As with "SCN-
SCN9A-пример 4. кПЦР с использованием SYBR Green для мРНК SCN9A в клетках PC3, обработанных «SCN-ASO 8». SCN9A Example 4 SYBR Green qPCR for SCN9A mRNA in PC3 cells treated with "SCN-
«SCN-ASO 8», указанный в таблице 4, представляет собой 17-мерный ASO, нацеливающийся на область в 5'-сайте сплайсинга, охватывающую место соединения экзона 4 и интрона 4 в пре-мРНК для SCN9A человека. «SCN-ASO 8» комплементарно связывается с 15-мерной последовательностью, как отмечено «жирным шрифтом» и «подчеркиванием» в 20-мерной последовательности пре-мРНК [(5'→3') UUGUUUUUGC | gua "ag" ua cuu], в которой несоответствие помечено знаком кавычки (""). «SCN-ASO 8» обладает способностью к 10-мерному комплементарному перекрыванию с экзоном 4 и 5-мерному комплементарному перекрыванию с интроном 4 в пре-мРНК для SCN9A человека."SCN-
«SCN-ASO 8» оценивали в отношении его способности ингибировать экспрессию полноразмерной мРНК для SCN9A в клетках PC3 в соответствии с протоколом, описанным в «SCN9A-примере 2», если не указано иное."SCN-
Результаты кПЦР представлены, как показано на фиг. 29C. Уровни экспрессии экзонов 4-6 значимо снижались на 50~70% и 70~80% при концентрации 10 и 100 цМ, соответственно.qPCR results are presented as shown in FIG. 29C. The expression levels of exons 4-6 were significantly reduced by 50~70% and 70~80% at 10 and 100 µM, respectively.
SCN9A-пример 5. Ингибирование натриевого тока согласно анализу с использованием CoroNa в клетках РС3, обработанных «SCN-ASO 7». SCN9A Example 5 Sodium current inhibition according to CoroNa assay in PC3 cells treated with "SCN-
Натриевый ток в клетках измеряется патч-клампом (фиксацией потенциалов). Когда ионы натрия поступают в клетку, внутриклеточный уровень ионов натрия увеличивается. Внутриклеточный уровень натрия может быть измерен с использованием красителя, чувствительного к ионам натрия. «CoroNa Green» представляет собой краситель с хелатором ионов натрия типа краун-эфира. При хелатировании с ионом натрия «CoroNa Green» испускает зеленую флуоресценцию. «CoroNa Green» использовался для опосредованного измерения внутриклеточного уровня натрия. Было обнаружено, что уровень натрия, измеренный с использованием «CoroNa Green», хорошо коррелирует с током ионов натрия, измеренным фиксацией потенциалов, генерированных ионами натрия [Proc. Natl. Acad. Sci. USA vol 106(38), 16145-16150 (2009)]The sodium current in the cells is measured by a patch clamp (fixation of potentials). When sodium ions enter the cell, the intracellular level of sodium ions increases. The intracellular sodium level can be measured using a dye that is sensitive to sodium ions. CoroNa Green is a crown ether type sodium ion chelator. When chelated with sodium ion, CoroNa Green emits green fluorescence. CoroNa Green has been used to indirectly measure intracellular sodium levels. Sodium levels measured using "CoroNa Green" have been found to correlate well with sodium ion current measured by clamping potentials generated by sodium ions [ Proc. Natl. Acad. sci. USA vol. 106(38), 16145-16150 ( 2009 )]
Известно, что клетки РС3 экспрессируют мРНК для SCN9A человека в избытке, хотя есть и другие сопутствующим образом экспрессируемые подтипы SCN [Br. J. Pharmacol. vol 156, 420-431 (2009)]. Таким образом, ингибирование экспрессии мРНК для SCN9A может привести к значительному уменьшению натриевого тока в клетках РС3, если ток ионов натрия по подтипу натриевых каналов Nav1.7 занимает заметную часть от общего тока ионов натрия в клетках РС3. Следует отметить, что мРНК SCN9A кодирует подтип натриевых каналов Nav1.7.PC3 cells are known to overexpress mRNA for human SCN9A, although there are other co-expressed SCN subtypes [ Br. J Pharmacol . vol 156, 420-431 ( 2009 )]. Thus, inhibition of SCN9A mRNA expression can lead to a significant decrease in sodium current in PC3 cells if the sodium ion current through the sodium channel subtype Na v 1.7 occupies a significant part of the total sodium ion current in PC3 cells. It should be noted that the SCN9A mRNA encodes the sodium channel subtype Na v 1.7.
«SCN-ASO 7» оценивали в отношении его способности ингибировать ток ионов натрия в клетках РС3 с использованием «CoroNa Green» следующим образом."SCN-
[Обработка ASO] Клетки PC3, выращенные в 35-мм чашке для культивирования, содержащей 2 мл среды F-12K, обрабатывали «SCN-ASO 7» в концентрации 0 цМ (отрицательный контроль), 100 цМ или 1 аМ.[ASO Treatment] PC3 cells grown in a 35 mm culture dish containing 2 ml of F-12K medium were treated with "SCN-
[Анализ с использованием CoroNa] Спустя 30 часов клетки промывали 2 мл HBSS (сбалансированным солевым раствором Хенкса, кат. № 14025-092, Life Technologies), а затем вносили 2 мл свежего HBSS. Затем клетки обрабатывали 5 мкМ «CoroNa Green» (кат. № C36676, Life Technologies) при 37οС. Через 30 мин клетки дважды промывали 2 мл HBSS, и вносили 2 мл свежего HBSS. Чашку для культивирования устанавливали на флуоресцентный микроскоп Olympus, снабженный цифровой видеокамерой, для непрерывной фиксации зеленых флуоресцентных изображений клеток. Клетки резко подвергали обработке 100 мМ NaCl, и затем изменения флуоресцентных изображениях клеток регистрировали в цифровой форме в течение 3 мин. В среднем было приблизительно 4 клеток в каждом кадре. Интенсивности флуоресценции каждой отдельной клетки отслеживались с точностью до секунды. Записи интенсивностей внутриклеточной флуоресценции отдельных клеток накладывали и усредняли в каждый момент времени. Записи в среднем от отдельных клеток при каждой концентрации ASO наносили на графики, как показано на фиг. 30А с использованием программы ImageJ (версии 1.50i, NIH). Среднюю запись интенсивности флуоресценции брали в качестве индивидуальной записи внутриклеточной концентрации натрия для клеток, обработанных «SCN-ASO 7» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 100 или 1000 цМ.[CoroNa Assay] After 30 hours, the cells were washed with 2 ml of HBSS (Hanks' balanced salt solution, Cat. No. 14025-092, Life Technologies), and then 2 ml of fresh HBSS was added. The cells were then treated with 5 μM "CoroNa Green" (Cat. No. C36676 , Life Technologies) at 37°C. After 30 min, the cells were washed twice with 2 ml HBSS, and 2 ml fresh HBSS was added. The culture dish was mounted on an Olympus fluorescent microscope equipped with a digital video camera to continuously capture green fluorescent images of the cells. Cells were abruptly treated with 100 mM NaCl, and then changes in cell fluorescence images were digitally recorded for 3 min. On average there were approximately 4 cells in each frame. The fluorescence intensity of each individual cell was monitored to the nearest second. Records of intracellular fluorescence intensities of individual cells were overlaid and averaged at each time point. Average records from individual cells at each ASO concentration were plotted as shown in FIG. 30A using ImageJ software (version 1.50i, NIH). The mean fluorescence intensity record was taken as an individual record of intracellular sodium concentration for cells treated with "SCN-
[Результаты анализа с использованием CoroNa] Наблюдаемые записи интенсивности внутриклеточной флуоресценции суммированы на фиг. 29B. Записи (кривые) интенсивности флуоресценции для клеток, обработанных 1000 цМ «SCN-ASO 7», располагались ниже записей для клеток без обработки ASO. Средняя интенсивность флуоресценции клеток без обработки ASO составляла 81,86 (произвольных единиц) в момент времени 100 сек. Между тем, средняя интенсивность флуоресценции клеток, обработанных 1000 цМ «SCN-ASO 7», составляла 51,47 (произвольных единиц) в момент времени 100 сек. Таким образом, 30-часовая инкубация с 1000 цМ «SCN-ASO 7» индуцировала значимое снижение активности натриевого канала на 37% (р<0,05 по t-критерию Стьюдента) в клетках РС3. Принимая во внимание, что клетки РС3 экспрессируют различные подтипы потенциалозависимого натриевого канала (VGSC), снижение на 37% считается заметным для ингибирования экспрессии Nav1.7 с помощью «SCN-ASO 7». Не было заметного уменьшения натриевого тока в клетках, обработанных 100 цМ «SCN-ASO 7».[Results of analysis using CoroNa] The observed intracellular fluorescence intensity records are summarized in FIG. 29b. Records (curves) of fluorescence intensity for cells treated with 1000 μM "SCN-
SCN9A-пример 6. Ингибирование натриевого тока согласно анализу с использованием CoroNa в клетках РС3, обработанных «SCN-ASO 3». SCN9A example 6 . Sodium current inhibition assayed using CoroNa in PC3 cells treated with "SCN-
«SCN-ASO 3» оценивали в отношении его способности ингибировать натриевый ток в клетках РС3 с использованием «CoroNa Green» в соответствии с протоколом, описанным в «SCN9A-пример 5», если не указано иное."SCN-
Наблюдаемые записи интенсивности флуоресценции клеток представлены на фиг. 30B. Средняя запись (кривая) интенсивности флуоресценции располагалась ниже в клетках, обработанных «SCN-ASO 3», чем в клетках без обработки ASO. Средняя интенсивность флуоресценции клеток без обработки ASO составляла 89,32 (произвольных единиц) в момент времени 100 сек. Между тем, средняя интенсивность флуоресценции клеток, обработанных 1000 цМ «SCN-ASO 3», составляла 61,36 (произвольных единиц) в момент времени 100 сек. Таким образом, 1000 цМ «SCN-ASO 3» значимо (р<0,01) уменьшал натриевый ток на 31% в клетках РС3. Уменьшение, вызванное 100 цМ «SCN-ASO 3», составило 18%, хотя и не имело значимости.The observed cell fluorescence intensity records are shown in FIG. 30b. The average record (curve) of fluorescence intensity was lower in cells treated with "SCN-
SCN9A-пример 7. Ингибирование натриевого тока в клетках РС3, обработанных «SCN-ASO 8». SCN9A Example 7 Sodium current inhibition in PC3 cells treated with "SCN-
«SCN-ASO 8» оценивали в отношении его способности ингибировать натриевый ток в клетках РС3 с использованием «CoroNa Green» в соответствии с протоколом, описанным в «SCN9A-примере 3», если не указано иное."SCN-
Наблюдаемые записи интенсивности флуоресценции клеток представлены на фиг. 30C. Средняя запись (кривая) интенсивности флуоресценции располагалась ниже в клетках, обработанных «SCN-ASO 8», чем в клетках без обработки ASO. Средняя интенсивность клеточной флуоресценции клеток без обработки ASO составляла 130,32 (произвольных единиц) в момент времени 100 сек. Между тем, средняя интенсивность флуоресценции клеток, обработанных 1000 цМ «SCN-ASO 8», составляла 89,7 (произвольная единица) в момент времени 100 сек. Таким образом, 1000 цМ «SCN-ASO 8» значимо (р<0,001) уменьшал натриевый ток на 31% в клетках РС3. Уменьшение, вызванное 100 мкМ «SCN-ASO 8», составило 30% (р<0,001).The observed cell fluorescence intensity records are shown in FIG. 30C. The average record (curve) of fluorescence intensity was lower in cells treated with "SCN-
SCN9A-пример 8. Пропуск экзонов, индуцируемый «SCN-ASO 27» в клетках РС3 (A). SCN9A Example 8 Exon skipping induced by "SCN-
«SCN-ASO 27», указанный в таблице 5, представляет собой 14-мерный ASO, полностью комплементарный 3'-сайту сплайсинга, охватывающему место соединения «интрона 3» и «экзона 4» в пре-мРНК для SCN9A человека. 14-мерная последовательность-мишень в 3'-сайте сплайсинга отмечена «жирным шрифтом» и «подчеркиванием» в 20-мерной последовательности пре-мРНК для SCN9A [(5'→3') uugu guuuag | GUACACUU UU]. «SCN-ASO 27» обладает способностью к 6-мерному перекрыванию с «интроном 3» и 8-мерному перекрыванию с «экзоном 4»."SCN-
«SCN-ASO 27» оценивали в отношении его способности к индукции пропуска «экзона 4» в клетках РС3, как описано в «SCN9A-примере 1», если не указано иное."SCN-
[Клеточная культура и обработка ASO] Клетки PC3, выращенные в 60-мм чашке для культивирования, содержащей 5 мл культуральной среды, обрабатывали «SCN-ASO 27» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 1, 10 или 100 цМ.[Cell culture and ASO treatment] PC3 cells grown in a 60 mm culture dish containing 5 ml of culture medium were treated with "SCN-
[Амплификация с помощью вложенной ПЦР] 1 мкл кДНК дополнительно амплифицировали в реакции вложенной ПЦР в объеме 20 мкл (кат. № K2612, Bioneer) на фоне набора экзон-специфических праймеров [SCN-экзон 2n_прямой: (5'→3')CCACCGGACTGGACCAAAAA; и SCN-экзон 9n_обратный: (5'→3')GCTAAGAAGGCCCAGCTGAA] в соответствии со следующими режимами циклирования: 95οС в течение 2 мин с последующими 34 циклами, каждый состоящий из 30 сек при 95οС, 30 сек при 55οС и 1 мин при 72οС.[Nested PCR Amplification] 1 µl cDNA was further amplified in a 20 µl volume nested PCR reaction (Cat. No. K2612, Bioneer) against the backdrop of a set of exon-specific primers [SCN exon 2n_forward: (5'→3')CCACCGGACTGGACCAAAAAA; and SCN exon 9n_reverse: (5'→3')GCTAAAGAAGGCCCAGCTGAA] according to the following cycling regimes: 95 o C for 2 min followed by 34 cycles, each consisting of 30 sec at 95 o C, 30 sec at 55 o C and 1 min at 72 ο C.
[Идентификация продуктов пропуска экзонов] На фиг. 31А представлены данные электрофореза продуктов вложенной ПЦР, в которых клетки, обработанные «SCN-ASO 27», давали сильную полосу для ПЦР-продукта, приписываемого пропуску экзонов 4-5. Однако интенсивность полосы для ПЦР-продукта в виде полноразмерной мРНК для SCN9A была сильнее в образцах обработки 10 цМ и 100 цМ ASO, чем в образцах отрицательного контроля. Странный характер зависимости ответа от дозы во вложенной ПЦР мог быть обусловлен активацией транскрипции, вызванной «состоящей из экзона(ов) и интрона(ов) кольцевой РНК (EIciRNA)», накапливаемой во время пропуска экзонов с помощью «SCN-ASO 27» [Nature Struc. Mol. Biol, vol. 22 (3), 256-264 (2015)]. С помощью секвенирования по Сэнгеру было подтверждено, что ПЦР-продукт в случае пропуска экзонов соответствует пропускам экзонов 4-5 (ср. фиг. 31B)[Identification of Exon Skipping Products] FIG. 31A shows electrophoresis data of nested PCR products in which cells treated with "SCN-
SCN9A-пример 9. Пропуск экзонов, индуцируемый «SCN-ASO 27» в клетках РС3 (B). SCN9A Example 9 Exon skipping induced by "SCN-
«SCN-ASO 27» оценивали в отношении его способности к индукции пропуска «экзона 4» в клетках РС3, как описано в «SCN9A-примере 8», если не указано иное. В этом эксперименте клетки РС3 обрабатывали «SCN-ASO 27» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 1, 10, 100 и 1000 аМ в течение 24 часов."SCN-
[Амплификация с помощью вложенной ПЦР]. Вложенную реакцию ПЦР проводили на фоне набора праймеров [SCN-экзон 3/6_прямой: (5'→3')GGACCAAAAATGTCGAGCCT; и SCN-экзон 9n_обратный: (5'→3') GCTAAGAAGGCCCAGCTGAA], сконструированных для селективной амплификации продукта, имеющего последовательность места соединения экзона 3 и экзона 6.[Amplification by nested PCR]. The nested PCR reaction was performed against the background of the primer set [SCN-
Следует отметить, что последовательность праймера «SCN-экзон 3/6_прямой» нацелена на место соединения экзона 3 и экзона 6 для исследования пропуска экзонов 4-5, хотя 20-мерный праймер все еще сохраняет способность к 17-мерному комплементарному перекрыванию с местом соединения экзона 3 и экзона 4. Таким образом, последовательность праймера «SCN-экзон 3/6_прямой» распознает «место соединения экзона 3 и экзона 6» более селективно, чем «место соединения экзона 3 и экзона 4», встречаемое в полноразмерной мРНК для SCN9A. Последовательность праймеров была сконструирована для обнаружения варианта сплайсинга SCN9A, в котором отсутствуют экзоны 4-5, с большей чувствительностью, чем полноразмерную мРНК для SCN9A. Такой праймер для пропуска экзонов был бы полезен для обнаружения вариантов сплайсинга мРНК с низкой метаболической стабильностью, поскольку полноразмерная мРНК, как правило, демонстрирует хорошую метаболическую стабильность, достигнутую в ходе эволюции на протяжении миллиардов лет.Of note, the primer sequence "SCN-
На фиг. 31C представлены данные электрофореза продуктов вложенной ПЦР, в которых клетки, обработанные «SCN-ASO 27», давали сильную полосу для ПЦР-продукта, приписываемого пропуску экзонов 4-5, что было подтверждено секвенированием по Сэнгеру.In FIG. 31C shows electrophoresis data of nested PCR products in which cells treated with "SCN-
SCN9A-пример 10. кПЦР с помощью одностадийного синтеза кДНК для мРНК SCN9A в клетках РС3, обработанных «SCN-ASO 27». SCN9A Example 10 One step qPCR cDNA synthesis for SCN9A mRNA in PC3 cells treated with "SCN-
«SCN-ASO 27» оценивали с помощью SCN9A-специфической вложенной кПЦР в отношении его способности вызывать изменения уровня мРНК для SCN9A человека в клетках РС3, как описано в «SCN9A-примере 2», если не указано иное."SCN-
[Обработка ASO] Клетки PC3 обрабатывали «SCN-ASO 27» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 0,1, 1 или 10 аМ в течение 24 часов (2 чашки для культивирования на каждую концентрацию ASO).[ASO Treatment] PC3 cells were treated with "SCN-
[Синтез кДНК с помощью одностадийной ПЦР] 200 нг РНК-матрицы подвергали реакции обратной транскрипции в объеме 25 мкл с использованием набора для одностадийной ОТ-ПЦР (Invitrogen, США) на фоне набора экзон-специфических праймеров [SCN-экзон 2_прямой: (5'→3')CTTTCTCCTTTCAGTCCTCT; и SCN-экзон 8/9_обратный: (5'→3')CGTCTGTTGGTAAAGGTTTT] в соответствии со следующими режимами циклирования: 50οС в течение 30 мин и 94οС в течение 2 мин, после чего следовали 15 циклов, каждый состоящий из 30 сек при 94οС, 30 сек при 55οС и 2 мин при 72οС.[cDNA synthesis by one-step PCR] 200 ng of RNA template was subjected to a 25 µl volume reverse transcription reaction using a one-step RT-PCR kit (Invitrogen, USA) against the background of a set of exon-specific primers [SCN-exon 2_forward: (5'→3')CTTTCTCCTTTCAGTCCTCT; and
[Амплификация с помощью вложенной кПЦР] 1 мкл каждого раствора кДНК, разведенного в 100 раз, подвергали реакции ПЦР в режиме реального времени в объеме 20 мкл на фоне набора экзон-специфических праймеров [SCN-экзон 3_прямой: (5'→3')TGACCATGAATAACCCAC; и SCN-экзон 4_обратный(2): (5'→3')GCAAGGATTTTTACAAGT] в соответствии со следующими режимами циклирования: 95οС в течение 30 сек с последующими 40 циклами, каждый состоящий из 5 сек при 95οС и 30 сек при 60οС. Реакцию кПЦР контролировали с использованием TaqMan-зонда [(5'→3')5,6-FAM-GGACCAAAA-Zen-ATGTCGAGTACAC-3IABkFQ], нацеленного на место соединения экзона 3 и экзона 4 в полноразмерной мРНК для SCN9A.[Nested qPCR amplification] 1 µl of each 100-fold diluted cDNA solution was subjected to a real-time PCR reaction in a volume of 20 µl in the background of a set of exon-specific primers [SCN exon 3_forward: (5'→3')TGACCATGAATAACCCAC ; and SCN-exon 4_reverse(2): (5'→3')GCAAGGATTTTTACAAGT] according to the following cycling regimes: 95 ° C for 30 sec followed by 40 cycles, each consisting of 5 sec at 95 ° C and 30 sec at 60 ° C. The qPCR reaction was monitored using the TaqMan probe [(5'→3')5,6-FAM-GGACCAAAA-Zen-ATGTCGAGTACAC-3IABkFQ] targeted at the junction of
Уровень полноразмерной мРНК для SCN9A значимо (по t-критерию Стьюдента) снижался в клетках, обработанных «SCN-ASO 27», приблизительно на 35-45%, как показано на фиг. 32A.The level of full-length mRNA for SCN9A was significantly (by Student's t-test) decreased in cells treated with "SCN-
SCN9A-пример 11. кПЦР с помощью синтеза кДНК с использованием случайных гексамеров для мРНК SCN9A в клетках РС3, обработанных «SCN-ASO 27». SCN9A-example 11 . qPCR by cDNA synthesis using random hexamers for SCN9A mRNA in PC3 cells treated with "SCN-
«SCN-ASO 27» оценивали с помощью SCN9A-специфической кПЦР в отношении его способности к вызову изменений уровня мРНК для SCN9A человека в клетках PC3, как описано в «SCN9A-примере 10», если не указано иное. кДНК синтезировали с использованием случайных гексамеров и подвергали реакции SCN9A-специфической кПЦР с использованием зонда TaqMan."SCN-
Уровень полноразмерной мРНК для SCN9A значимо (по t-критерию Стьюдента) снижался в клетках, обработанных «SCN-ASO 27», приблизительно на 50-60%, как показано на фиг. 32B.The level of full-length mRNA for SCN9A was significantly (by Student's t-test) decreased in cells treated with "SCN-
SCN9A-пример 12. Ингибирование натриевого тока согласно анализу с использованием CoroNa в SNL-активированных клетках L5 DRG крысы с помощью «SCN-ASO 27». SCN9A-Example 12 Sodium current inhibition according to CoroNa assay in SNL-activated rat L5 DRG cells with "SCN-
«SCN-ASO 27» представляет собой 14-мерный SCN9A-ASO, полностью комплементарный пре-мРНК для SCN9A человека, но имеет одно несоответствие с пре-мРНК для SCN9A крысы, считываемой с геномной ДНК крысы [ссылочная последовательность NCBI: NC_000002.12]. «SCN-ASO 27» обладает способностью к 13-мерному комплементарному перекрыванию и имеет одно несоответствие с пре-мРНК для SCN9A крысы, как отмечено «жирным шрифтом» и «подчеркиванием» в 20мерной последовательности пре-мРНК крысы [(5'→3')uuuc"c" uuuag | GUACACUU UU], в которой одно несоответствие отмечено знаком кавычки ("")."SCN-
«SCN-ASO 27» оценивали в отношении его способности ингибировать ток ионов натрия в клетках DRG (ганглиях задних корешков) крыс с использованием «CoroNa Green» следующим образом."SCN-
[Перевязка спинномозговых нервов] Перевязка спинномозговых нервов (SNL) вызывает невропатию в ганглиях задних корешков (DRG) и спинном мозге и широко использовалась в качестве модели невропатических болей [Pain vol 50 (3), 355-363 (1992)]. Однако в зависимости от того, как перевязывается спинномозговой нерв(ы), может быть несколько вариаций SNL. Степень и продолжительность невропатии в DRG, по-видимому, варьируются в зависимости от того, как перевязывается спинномозговой нерв(ы) [Pain vol 43 (2), 205-218 (1990)]. Двойная перевязка спинномозгового нерва L5 и L6 (т.е. «перевязка L5/L6») вызывает более тяжелую и дольше сохраняющуюся невропатию, чем только перевязка спинномозгового нерва L5 (т. е. «перевязка L5»).[Spinal Nerve Ligation] Spinal nerve ligation (SNL) causes neuropathy in dorsal root ganglia (DRG) and spinal cord, and has been widely used as a neuropathic pain model [ Pain vol 50 (3), 355-363 (1992)]. However, depending on how the spinal nerve(s) are ligated, there may be several variations of SNL. The degree and duration of neuropathy in the DRG appears to vary depending on how the spinal nerve(s) are ligated [ Pain vol 43 (2), 205-218 (1990)]. Double L5 and L6 spinal nerve ligation (i.e., "L5/L6 ligation") causes more severe and longer-lasting neuropathy than L5 spinal nerve ligation alone (i.e., "L5 ligation").
[Хирургическое вмешательство SNL с помощью перевязки L5/L6]. В день 0 самцов крыс SD в возрасте 6 недель анестезировали с помощью золетила/ромпуна. Затем спинномозговой нерв L5 и L6 (левая сторона) обнажали и туго перевязывали. Мышцы и кожу закрывали и обрезали с использованием соответствующих асептических процедур. У крыс время от времени проверяли чувствительность по бальной оценке фон Фрея в течение 4 недель.[SNL surgery with L5/L6 ligation]. On
[Приготовление нервных клеток DRG]. В день 31 крысу с низкой оценкой фон Фрея умерщвляли для извлечения как левого (перевязанная сторона), так и правого (не перевязанная сторона) DRG. DRG погружали в 0,5 мл PBS сразу после извлечения. Клетки DRG готовили следующим образом в соответствии с процедурами, раскрытыми в литературе [Methods Mol Biol. vol 846, 179-187 (2012); PLOS One vol 8(4); e60558 (2013)].[Preparation of nerve cells DRG]. On day 31, a rat with a low von Frey score was sacrificed to retrieve both the left (bandaged side) and right (non-bandaged side) DRG. DRG was immersed in 0.5 ml PBS immediately after extraction. DRG cells were prepared as follows according to the procedures disclosed in the literature [Methods Mol Biol. vol 846, 179-187 (2012);PLOS One vol 8(4); e60558 (2013)].
DRG погружали в пробирку Эппендорфа объемом 1,5 мл, содержащую 0,2 мл 0,125% коллагеназы (коллагеназы типа IV, кат. № C5138-100MG, Sigma) в HBSS (сбалансированном солевом растворе Хенкса, кат. № 14025-092, Life Technologies), нарезали ножницами на мелкие кусочки и инкубировали в течение 20 мин в термостате при 37οC при 5% CO2 и относительной влажности 95%; добавляли 50 мкл 0,25% трипсина/ЭДТА в пробирку Эппендорфа, которую хранили в термостате еще 10 мин, в пробирку Эппендорфа вносили 1 мл полной среды DMEM, и ее подвергали осаждению центрифугированием при 600хg в течение 5 мин, полученный осадок суспендировали в 4 мл среды Neurobasal-А (среды Neurobasal®, кат № 21103-049, Gibco), дополненной 2X В-27 (В-27®, не содержащей сыворотки добавкой, кат № 17504-044, Gibco), 1X пенициллином/стрептомицином, 1X L-глютамином, и 1 мл клеточной суспензии осторожно высевали на покрытое ламинином покровное стекло (кат. № GG-25-1,5-ламинин, Neuvitro), помещаемое в 35 мм-чашку для культивирования; через один день после посева в чашку осторожно вносили еще 1 мл свежей среды Neurobasal-A; через два дня после посева среду заменяли на 2 мл свежей среды Neurobasal-A с добавлением 1 мкМ Ara-C (кат. № C1768-100MG, Sigma) для селективного подавления роста клеток, отличных от нервных клеток DRG; через четыре дня после посева среду снова заменяли 2 мл свежей среды Neurobasal-A с добавлением 1 мкМ Ara-C; и через пять или шесть дней после посева нервные клетки DRG обрабатывали «SCN-ASO 27». The DRG was immersed in a 1.5 ml Eppendorf tube containing 0.2 ml of 0.125% collagenase (collagenase type IV, cat. no. C5138-100MG, Sigma) in HBSS (Hanks' balanced salt solution, cat. no. 14025-092, Life Technologies ), cut with scissors into small pieces and incubated for 20 min in a thermostat at 37 ο C at 5% CO 2 and 95% relative humidity; 50 μl of 0.25% trypsin/EDTA was added to an Eppendorf tube, which was kept in a thermostat for another 10 minutes, 1 ml of complete DMEM medium was added to the Eppendorf tube, and it was subjected to sedimentation by centrifugation at 600xg for 5 min, the resulting pellet was suspended in 4 ml of Neurobasal-A medium (Neurobasal® media, cat no. 21103-049, Gibco) supplemented with 2X B-27 (B-27®, serum-free supplement, cat no. 17504-044, Gibco), 1X penicillin/streptomycin, 1X L-glutamine, and 1 ml of the cell suspension were carefully seeded onto a laminin-coated coverslip (Cat. No. GG-25-1,5-laminin, Neuvitro) placed in a 35 mm culture dish; one day after inoculation, another 1 ml of fresh Neurobasal-A medium was carefully added to the dish; Two days after seeding, the medium was replaced with 2 ml of fresh Neurobasal-A medium supplemented with 1 μM Ara-C (Cat. No. C1768-100MG, Sigma) to selectively inhibit the growth of cells other than DRG nerve cells; four days after seeding, the medium was again replaced with 2 ml of fresh Neurobasal-A medium supplemented with 1 μM Ara-C; and five or six days after seeding, DRG nerve cells were treated with "SCN-
[Обработка ASO и анализ с использованием CoroNa] Нервные клетки L5 DRG либо с перевязкой L5/L6, либо без перевязки L5/L6 обрабатывали «SCN-ASO 27» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 100 или 1000 цМ. Через 30 часов клетки промывали 2 мл HBSS, а затем вносили 2 мл свежего HBSS. Затем клетки обрабатывали 5 мкМ «CoroNa Green» при 37οС. Через 30 мин клетки дважды промывали 2 мл HBSS, и вносили 2 мл свежего HBSS. Чашку для культивирования устанавливали на флуоресцентный микроскоп, снабженный камерой с зарядовой связью, для непрерывной фиксации зеленых флуоресцентных изображений клеток. Клетки резко подвергали обработке 10 мМ NaCl, и затем изменения интенсивности флуоресценции клеток регистрировали в цифровой форме в течение 300 сек. В случае каждой фиксации изображения было от 4 до 5 клеток на кадр. Интенсивности флуоресценции каждой отдельной клетки отслеживались с точностью до секунды. Записи интенсивностей внутриклеточной флуоресценции отдельных клеток усреднялись с использованием программы ImageJ (версии 1.50i, NIH), и записи в среднем представлены на фиг. 33А и 33В для клеток с «перевязкой L5/L6» и без «перевязки L5/L6», соответственно. Среднюю интенсивность флуоресценции брали в качестве индивидуальной записи внутриклеточной концентрации натрия для клеток, обработанных «SCN-ASO 27» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 100 или 1000 цМ.[ASO treatment and analysis using CoroNa] L5 DRG nerve cells with either L5/L6 ligation or no L5/L6 ligation were treated with "SCN-
[Результаты анализа с использованием CoroNa] В клетках, стимулированных перевязкой L5/L6 (ср. фиг. 33А), 30-часовое воздействие «SCN-ASO 27» в концентрации 100 цМ или 1 аМ давало значимое (по t-критерию Стьюдента) снижение средней интенсивности клеточной флуоресценции на 80-85% в момент времени 150 сек.[Results of analysis using CoroNa] In cells stimulated with L5/L6 ligation (cf. Fig. 33A), a 30-hour exposure to "SCN-
В клетках без перевязки L5/L6 (ср. фиг. 33B) 30-часовое воздействие «SCN-ASO 27» в концентрации 1 аМ давало снижение интенсивности флуоресценции приблизительно на 50%. В случае нестимулированных клеток, подвергнутых воздействию «SCN-ASO 27» в концентрации 100 цМ, не было снижения интенсивности флуоресценции. Интенсивность флуоресценции клеток без перевязки L5/L6 была значительно меньше, чем у клеток, стимулированных перевязкой L5/L6, что позволяет предположить, что L5/L6 индуцируют заметную активацию функции натриевого канала Nav1.7.In cells without L5/L6 ligation (cf. Fig. 33B), a 30-hour exposure to "SCN-
Известно, что нервные клетки DRG без невропатической стимуляции экспрессируют различные подтипы VGSC, в том числе Nav1.7, Nav1.8, Nav1.2 и т.д. Подтип Nav1.7 демонстрирует ограниченный вклад в общий натриевый ток в нервных клетках DRG без стимуляции [Nature Comm. vol 3, Article Number 791: DOI:10.1038/ncomms1795 (2012)]. Нервные клетки DRG без перевязки L5/L6 могут демонстрировать ограниченный вклад в натриевый ток из подтипа Nav1.7.DRG nerve cells are known to express various VGSC subtypes without neuropathic stimulation, including Na v 1.7, Na v 1.8, Na v 1.2, etc. The Na v 1.7 subtype shows a limited contribution to the total sodium current in DRG nerve cells without stimulation [ Nature Comm .
Между тем известно, что нервные клетки усиливают экспрессию Nav1.7 в ответ на сохраняющуюся невропатию [J Biol Chem. vol 279(28), 29341-29350 (2004); J Neurosci. vol 28(26), 6652-6658 (2008)]. «SCN-ASO 27» в концентрации и 100 цМ, и 1 аМ ингибировал натриевый ток на 80-85% в нервных клетках, стимулированных «перевязкой L5/L6». Более высокая степень ингибирования натриевого тока с помощью «SCN-ASO 27» в клетках DRG с «перевязкой L5/L6» согласуется с активацией Nav1.7 в нервных клетках из-за хронической невропатии.Meanwhile, nerve cells are known to upregulate Na v 1.7 expression in response to persistent neuropathy [ J Biol Chem. vol 279(28), 29341-29350( 2004 ); J Neurosci. vol 28(26), 6652-6658 ( 2008 )]. SCN-
SCN9A-пример 13. Ингибирование экспрессии белка Nav1.7 в нервных клетках DRG L5 с помощью «SCN-ASO 30». SCN9A Example 13 Inhibition of Na v 1.7 protein expression in DRG L5 nerve cells with "SCN-
«SCN-ASO 30» представляет собой 14-мерный ASO, полностью комплементарный пре-мРНК для SCN9A крысы, тогда как «SCN-ASO 27» представляет собой 14-мерный ASO, полностью комплементарный пре-мРНК для SCN9A человека. «SCN-ASO 30» имеет одно несоответствие с «SCN-ASO 27» на С-конце. «SCN-ASO 30» против пре-мРНК для SCN9A крысы может служить хорошим модельным ASO для «SCN-ASO 27» против пре-мРНК для SCN9A человека."SCN-
«SCN-ASO 30» оценивали в отношении его способности ингибировать экспрессию белка Nav1.7 в нервных клетках DRG крысы, как описано ниже."SCN-
[Приготовление нервных клеток DRG] Самцов крыс SD (возрастом 7 недель) подвергали тугой «перевязке L5/L6». Через 7 дней 4 крыс анестезировали с помощью золетила/ромпуна для взятия образца DRG L5 с перевязанной стороны. DRG объединяли и обрабатывали для получения нервных клеток DRG, как описано в «SCN9A-примере 12».[Preparation of Nerve Cells DRG] Male SD rats (7 weeks old) were subjected to a tight "L5/L6 ligation". After 7 days, 4 rats were anesthetized with Zoletil/Rompun to sample DRG L5 from the ligated side. DRGs were combined and processed to obtain DRG nerve cells as described in "SCN9A Example 12".
[Обработка ASO] Нервные клетки DRG обрабатывали «SCN-ASO 30» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 10, 100 или 1000 цМ в течение 24 часов, а затем подвергали лизису для Вестерн-блоттинга на фоне антитела против С-конца белка Nav1.7 (кат. № ab85015, Abeam). β-актин исследовали для сравнения.[ASO Treatment] DRG nerve cells were treated with "SCN-
[Ингибирование экспрессии Nav1.7]. На фиг. 34A представлены данные Вестерн-блоттинга, полученные в случае нервных клетках DRG, обработанных «SCN-ASO 30» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 10, 100 или 1000 цМ. Все лизаты давали сильную полосу в положении, соответствующем 170 К, которую можно было бы приписать фрагменту или метаболиту полноразмерного белка Nav1.7. Полоса для полноразмерного белка Nav1.7 была обнаружена в положении, соответствующем 220~240 К, только с лизатами отрицательного контроля и 10 цМ «SCN-ASO 30». Таким образом, экспрессия Nav1.7 была заметно ингибирована в нервных клетках DRG крысы после 24-часовой инкубации с «SCN-ASO 30» в концентрации 100 и 1000 цМ.[Inhibition of the expression of Na v 1.7]. In FIG. 34A shows Western blot data obtained from DRG nerve cells treated with "SCN-
SCN9A-пример 14. Ингибирование натриевого тока в нервных клетках DRG L5 крысы с помощью «SCN-ASO 30». SCN9A example 14 . Inhibition of sodium current in rat DRG L5 nerve cells with "SCN-
«SCN-ASO 30» оценивали в отношении его способности ингибировать натриевый ток в нервных клетках DRG L5 крысы, стимулированных перевязкой L5/L6, как указано ниже."SCN-
[Приготовление нервных клеток DRG] Самцов крыс SD (возрастом 6 недель) подвергали тугой «перевязке L5/L6». Через 7 дней крыс анестезировали с помощью золетила/ромпуна для извлечения DRG L5 с перевязанной стороны. Нервные клетки DRG L5 готовили следующим образом: DRG погружали в пробирку Эппендорфа объемом 1,5 мл, содержащую 0,2 мл 0,125% коллагеназы в HBSS, нарезали ножницами на мелкие кусочки и инкубировали в течение 20 мин в термостате при 37ο C при 5% CO2 и относительной влажности 95%; добавляли 50 мкл 0,25% трипсина/ЭДТА в пробирку Эппендорфа, и пробирку Эппендорфа хранили в термостате еще 10 мин, в пробирку Эппендорфа вносили 1 мл полной среды DMEM, и ее подвергали осаждению центрифугированием при 600хg в течение 5 мин, затем полученный осадок суспендировали в 4 мл среды Neurobasal-А (среды Neurobasal®, кат № 21103-049, Gibco), дополненной 2X В-27 (В-27®, не содержащей сыворотки добавкой, кат № 17504-044, Gibco), 1X пенициллином/стрептомицином, 1X L-глютамином; суспензию клеток DRG переносили на приблизительно один часа в закрытом виде в 15-мл пробирку фирмы Falcon, содержащую приблизительно 15 мл среды Neurobasal-A; 0,5 мл суспензии клеток осторожно высевали на покрытое ламинином покровное стекло, помещенное в лунку 24-луночного планшета для культивирования; клетки, высеянные в планшет для культивирования, инкубировали в термостате с CO2 при 37οC в течение 2 часов для прикрепления клеток к покровному стеклу, а затем обрабатывали «SCN-ASO 30» в концентрации 0 (отрицательный контроль) или 100 цМ в течение 4 часов в термостате; и нервные клетки DRG подвергали измерению натриевого тока с помощью анализа с использованием патч-клампа вручную на устройстве для фиксации потенциалов, генерированных ионами натрия (Axopatch 200B Amplifier, Axon Instruments).[Preparation of Nerve Cells DRG] Male SD rats (6 weeks old) were subjected to a tight "L5/L6 ligation". After 7 days, rats were anesthetized with Zoletil/Rompun to extract DRG L5 from the ligated side. DRG L5 nerve cells were prepared as follows: DRG was immersed in a 1.5 ml Eppendorf tube containing 0.2 ml of 0.125% collagenase in HBSS, cut into small pieces with scissors and incubated for 20 min in an incubator at 37 οC at 5% CO 2 and 95% relative humidity; 50 µl of 0.25% trypsin/EDTA was added to the Eppendorf tube, and the Eppendorf tube was kept in the incubator for another 10 min, 1 ml of complete DMEM medium was added to the Eppendorf tube, and it was subjected to sedimentation by centrifugation at 600xg for 5 min, the resulting pellet was then suspended in 4 ml of Neurobasal-A medium (Neurobasal® media, cat no. 21103-049, Gibco) supplemented with 2X B-27 (B-27®, serum free supplement, cat no. 17504-044, Gibco), 1X penicillin/streptomycin, 1X L-glutamine; the DRG cell suspension was transferred for approximately one hour, closed, into a 15 ml Falcon tube containing approximately 15 ml of Neurobasal-A medium; 0.5 ml of the cell suspension was carefully seeded onto a laminin-coated coverslip placed in the well of a 24-well culture plate; cells seeded in a culture plate were incubated in a CO 2 incubator at 37 οC for 2 hours to attach the cells to the coverslip, and then treated with "SCN-
[Результаты анализа с помощью патч-клампа] На фиг. 34В представлены данные о натриевом токе, приведенные к размеру клеток. После инкубации с 100 цМ «SCN-ASO 30» в течение 4 часов натриевый ток значимо (p<0,01 по t-критерию Стьюдента) уменьшался приблизительно на 90% в нервных клетках DRG, экспрессирующих чувствительные к тетродотоксину натриевые каналы, т.е. в нервных клетках малых размер (N=4 клетки на группу).[Results of Patch Clamp Analysis] FIG. 34B shows sodium current data adjusted for cell size. After incubation with 100 µM "SCN-
SCN9A-пример 15. кПЦР с помощью одностадийного синтеза кДНК для мРНК SCN9A в клетках DRG крысы, обработанных «SCN-ASO 30». SCN9A-example 15 . qPCR by one-step cDNA synthesis for SCN9A mRNA in rat DRG cells treated with "SCN-
«SCN-ASO 30» оценивали с помощью SCN9A-специфической вложенной кПЦР в отношении его способности ингибировать экспрессию мРНК для SCN9A в клетках DRG крысы следующим образом."SCN-
[Приготовление клеток DRG L5] Самца крысы SD в возрасте 4 недель анестезировали с помощью золетила/ромпуна для извлечения DRG L5. Образцы DRG были объединены и обработаны для приготовления клеток DRG L5, как описано в «SCN9A-пример 12».[Preparation of DRG L5 Cells] A 4-week-old male SD rat was anesthetized with Zoletil/Rompun to extract DRG L5. DRG samples were pooled and processed to prepare L5 DRG cells as described in "SCN9A-Example 12".
[Обработка ASO] Клетки DRG крысы обрабатывали «SCN-ASO 30» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 10, 30, 100, 300 или 1000 цМ (1 чашка для культивирования на каждую концентрацию ASO)[ASO Treatment] Rat DRG cells were treated with "SCN-
[Экстракция РНК и синтез кДНК с помощью одностадийной ПЦР] Через 24 часа тотальную РНК экстрагировали из клеток с использованием «Универсального набора для экстракции РНК» (кат. № 9767, Takara) в соответствии с инструкциями производителя. 200 нг РНК-матрицы использовали для реакции обратной транскрипции в объеме 25 мкл, используя набор для одностадийной ОТ-ПЦР (Invitrogen, США) на фоне набора экзон-специфических праймеров [SCN-экзон 2(3)_прямой: (5'→3')CAATCTTCCGTTTCAACGCC; и SCN-экзон 10_обратный: (5'→3') ACCACAGCCAGGATCAAGTT] в соответствии со следующими режимами циклирования: 50οС в течение 30 мин и 94οС в течение 2 мин, после чего следовали 15 циклов, каждый состоящий из 30 сек при 94οС, 30 сек при 55οС и 2 мин при 72οС.[RNA Extraction and cDNA Synthesis by One Step PCR] After 24 hours, total RNA was extracted from the cells using the "Universal RNA Extraction Kit" (Cat. No. 9767, Takara) according to the manufacturer's instructions. 200 ng of template RNA was used for the reverse transcription reaction in a volume of 25 µl using a one-step RT-PCR kit (Invitrogen, USA) against the background of a set of exon-specific primers [SCN-exon 2(3)_forward: (5'→3')CAATCTTCCGTTTCAACGCC; and SCN-exon 10_reverse: (5'→3') ACCACAGCCAGGATCAAGTT] according to the following cycling regimes: 50 o C for 30 min and 94 o C for 2 min, followed by 15 cycles, each consisting of 30 sec at 94 o C, 30 sec at 55 o C and 2 min at 72 o C.
[Амплификация с помощью вложенной кПЦР] 1 мкл каждого раствора кДНК (дубликат на каждую концентрацию), разведенного в 100 раз, подвергали реакции ПЦР в режиме реального времени в объеме 20 мкл с использованием зонда TaqMan (кат. № Rn01514993_mH, ThermoFisher), нацеленным на место соединения экзона 3 и экзон 4 SCN9A, в соответствии со следующими режимами циклирования: 95οС в течение 30 сек с последующими 40 циклами, каждый состоящий из 5 сек при 95οС и 30 сек при 60οС.[Nested qPCR Amplification] 1 µl of each cDNA solution (duplicate per concentration) diluted 100-fold was subjected to a real-time PCR reaction in a volume of 20 µl using a TaqMan probe (p/n Rn01514993_mH, ThermoFisher) targeting junction of
На фиг. 35A представлены данные кПЦР. Уровень экспрессии полноразмерной мРНК для SCN9A значимо (по t-критерию Стьюдента) снижался в клетках, обработанных «SCN-ASO 30», приблизительно на 45~60%, хотя на каждую концентрацию ASO была одна чашка для культивирования.In FIG. 35A shows qPCR data. The expression level of the full-length mRNA for SCN9A was significantly (by Student's t-test) decreased in cells treated with "SCN-
SCN9A-пример 16. кПЦР с помощью синтеза кДНК с использованием случайных гексамеров для мРНК SCN9A в клетках DRG крысы, обработанных «SCN-ASO 30». SCN9A example 16 . qPCR by cDNA synthesis using random hexamers for SCN9A mRNA in rat DRG cells treated with "SCN-
«SCN-ASO 30» оценивали с помощью SCN9A-специфической кПЦР в отношении его способности ингибировать экспрессию мРНК для SCN9A в клетках DRG L5 крысы. Тотальную РНК получали, как описано в «SCN9A-примере 15», и подвергали синтезу кДНК с использованием случайных гексамеров. Растворы кДНК (дубликат для каждой концентрации ASO) разводили в 100 раз, и 1 мкл каждого разведенного ПЦР-продукта подвергали реакции ПЦР в режиме реального времени в объеме 20 мкл с использованием зонда TaqMan, нацеленного на место соединения экзона 3 и экзона 4 SCN9A, в соответствии со следующими режимами циклирования: 95οС в течение 30 сек последующими 40 циклами, каждый состоящий из 5 сек при 95οС и 30 сек при 60οС."SCN-
Растворы кДНК также подвергали амплификации с помощью кПЦР для мРНК GAPDH. Значения Ct мРНК для SCN9A приводили к значениям Ct мРНК для GAPDH.The cDNA solutions were also subjected to qPCR amplification for GAPDH mRNA. mRNA Ct values for SCN9A resulted in mRNA Ct values for GAPDH.
На фиг. 35B представлены данные SCN9A-специфической кПЦР, приведенные к GAPDH. Уровень экспрессии полноразмерной мРНК для SCN9A значимо (t-критерий Стьюдента) снижался в клетках, обработанных «SCN-ASO 30», приблизительно на 45~75%.In FIG. 35B shows SCN9A-specific qPCR data converted to GAPDH. The expression level of full-length mRNA for SCN9A significantly (Student's t-test) decreased in cells treated with "SCN-
SCN9A-пример 17. Обратное развитие аллодинии с помощью SCN9A-ASO у крыс с периферической невропатической болью, вызванной диабетом. SCN9A example 17 . Reversal of allodynia by SCN9A-ASO in rats with diabetic peripheral neuropathic pain.
Ген SCN9A кодирует α-субъединицу подтипа Nav1.7 VGSC. Существует очень небольшое количество индивидуумов, которые не испытывают сильных болей, но являются нормальными по другим сенсорным функциям. У таких индивидуумов было обнаружено, что ген SCN9A мутирован с кодированием нефункционального подтипа Nav1.7 [Nature vol 444, 894-898 (2006)]. Это было названо «каналопатией SCN9A». Поведенческие фенотипы каналопатии SCN9A у человека довольно часто воспроизводились у мышей с нокаутом SCN9A [PLOS One 9(9): e105895 (2014)]. Таким образом, SCN9A-ASO формулы I могут проявлять болеутоляющую активность в моделях боли на животном, сопровождающей увеличении экспрессии Nav1.7.The SCN9A gene encodes the α-subunit of the Na v 1.7 VGSC subtype. There is a very small number of individuals who do not experience severe pain but are normal in other sensory functions. In such individuals, the SCN9A gene was found to be mutated to encode a non-functional Na v 1.7 subtype [ Nature vol 444, 894-898 (2006) ]. This has been termed "channelopathy SCN9A". The behavioral phenotypes of human SCN9A channelopathy have been reproduced quite frequently in SCN9A knockout mice [ PLOS One 9(9): e105895 ( 2014 )]. Thus, the SCN9A-ASOs of formula I may exhibit analgesic activity in animal models of pain accompanying an increase in Na v 1.7 expression.
«SCN-ASO 7», «SCN-ASO 8», «SCN-ASO 21», «SCN-ASO 35», «SCN-ASO 36» и «SCN-ASO 37» были оценены в отношении их способности обращать вспять развитие аллодинии у крыс с вызванной диабетом периферической невропатической болью (DPNP). В этом примере шесть SCN9A-ASO, нацеливающихся всего на пять сайтов сплайсинга, были оценены в отношении их способности к обратному развитию аллодинии, вызванной диабетической невропатией у крыс."SCN-
[Индукция DPNP и группирование]. Диабет был вызван у крыс путем внутрибрюшинной инъекции стерптозотоцина в дозе 60 мг/кг в день 0. В день 10 крыс с DPNP случайным образом распределяли по 6 группам: отрицательного контроля (только носитель), «SCN-ASO 7» 100 пмоль/кг, «SCN-ASO 8» 100 пмоль/кг, «SCN-ASO 21» 100 пмоль/кг, «SCN-ASO 35» 100 пмоль/кг, «SCN-ASO 36» 100 пмоль/кг, и «SCN-ASO 37» 100 пмоль/кг. Животных группировали на основе бальных оценок по фон Фрею отдельных животных в день 10. (N=8~9 на группу). Аллодинию оценивали с использованием набора микрофиламентов (Touch Test®) в соответствии с методом «вверх и вниз» [J Neurosci. Methods vol 53 (1), 55-63 (1994)][DPNP induction and bundling]. Diabetes was induced in rats by intraperitoneal injection of 60 mg/kg sterptozotocin on
[Лечение ASO и оценка по фон Фрею] Растворы ASO для инъекций готовили путем последовательного разведения водных исходных растворов SCN9A-ASO до 100 нМ в PBS (фосфатно-солевом буфере). Животным вводили подкожно ASO в дозе 1 мл/кг в дни 11, 13, 15, 17 и 19. Оценку по фон Фрею проводили через 2 часа после введения дозы в дни 11, 13, 15, 17 и 19. Дополнительно оценку по фон Фрею проводили в дни 21 и 23 с целью оценки продолжительности терапевтической активности после введения конечной дозы. Ежедневные оценки по фон Фрею оценивали на статистическую значимость с помощью t-критерия Стьюдента относительно группы отрицательного контроля (только носитель, т.е. PBS).[ASO Treatment and Von Frey Score] ASO injection solutions were prepared by serially diluting aqueous stock solutions of SCN9A-ASO to 100 nM in PBS (phosphate buffered saline). Animals were injected subcutaneously with ASO at a dose of 1 ml/kg on
[Терапевтическая активность] Полученные оценки по фон Фрею суммированы на фиг. 36. Развитие аллодинии было значительно обращено вспять с помощью всех ASO, за исключением «SCN-ASO 36» и «SCN-ASO 37», хотя «SCN-ASO 37» продемонстрировал четкую тенденцию терапевтической активности (р-значение=0,057 в день 19). Терапевтическая активность, как правило, постепенно увеличивалась при повторном введении дозы. Максимальная терапевтическая эффективность, основанная на оценках по фон Фрею в день 19, составила приблизительно 76% (значимая), 61% (значимая), 93% (значимая), 52% (значимая), 0% и 22% (незначимая, p-значение=0,05X) для «SCN-ASO 7», «SCN-ASO 8», «SCN-ASO 21», «SCN-ASO 35», «SCN-ASO 36» и «SCN-ASO 37», соответственно.[Therapeutic Activity] The obtained von Frey scores are summarized in FIG. 36. The development of allodynia was significantly reversed with all ASOs except "SCN-ASO 36" and "SCN-
«SCN-ASO 7», «SCN-ASO 8», «SCN-ASO 21» и «SCN-ASO 35» обладают способностью к 5-мерному комплементарному перекрыванием с интроном-мишенью. В то же время, «SCN-ASO 36» и «SCN-ASO 37» обладают способностью к 4-мерному и 3-мерному комплементарному перекрыванию с интроном-мишенью, соответственно. Хотя существует ряд факторов, влияющих на терапевтическую эффективность, величина комплементарного перекрывания с интроном-мишенью, по-видимому, влияет на терапевтическую эффективность."SCN-
В этом примере антисмысловая активность in vivo наблюдалась в случае SCN9A-ASO, нацеливающихся на 4 из 5 сайтов сплайсинга. Процент совпадений, составляющий 80%, считается очень высоким, учитывая, что терапевтическая активность in vivo зависит от различных факторов, включая клеточную антисмысловую активность, увеличение молекул лекарственного средства в ткани-мишени, фармакокинетический период полувыведения и т.д. Таким образом, соединение формулы I предсказуемо модулирует экспрессию являющегося его мишенью гена.In this example, in vivo antisense activity was observed with SCN9A-ASO targeting 4 out of 5 splicing sites. A hit rate of 80% is considered to be very high given that in vivo therapeutic activity is dependent on various factors including cellular antisense activity, increase in drug molecules in the target tissue, pharmacokinetic half-life, etc. Thus, the compound of formula I predictably modulates the expression of its target gene.
Учитывая молекулярную массу «SCN-ASO 7» (ср. таблицу 4), 100 пмоль/кг переводятся в терапевтическую дозу, составляющую приблизительно 0,53 мкг/кг. Субаттомолярная экзон-пропускающая активность in vitro «SCN-ASO 7», как полагают, в значительной степени ответственна за сверхсильную терапевтическую активность in vivo, составляющую приблизительно 0,53 мкг/кг у крыс с диабетической невропатией. Еще более удивительно, что ASO вводили в виде «голого» олигонуклеотида. Такая сильная терапевтическая активность in vivo никогда не была реализована с другими классами олигонуклеотидов, включая ДНК, РНК, PTO, 2'-OMe-PTO, 2'-OMe-РНК, 2'-OMOE-РНК, LNA, PMO, ПНК и т.д.Given the molecular weight of "SCN-
Примеры активности in vivo и ex vivo DMD-ASO.Examples of in vivo and ex vivo activity of DMD-ASO.
Мышечная дистрофия Дюшенна (DMD) представляет собой опасное для жизни моногенное редкое заболевание с мышечной дегенерацией. Пациенты с DMD не кодируют полноразмерный белок дистрофина из-за PTC (кодона преждевременной терминации), возникающего в результате точечной мутации или делеции экзона(ов).Duchenne muscular dystrophy (DMD) is a life-threatening monogenic rare disease with muscle degeneration. DMD patients do not code for full-length dystrophin protein due to PTC (premature termination codon) resulting from point mutation or deletion of exon(s).
Мышь Mdx (C57BL/10ScSn-Dmdmdx/J. Jackson Lab) является мутантной мышью с точечной мутацией в экзоне 23 гена дистрофина, которая приводит к PTC. Мыши Mdx кодируют усеченную форму дистрофина без С-концевой части. Поскольку С-концевая часть связывается с экстраклеточным матриксом (ЕСМ), усеченная форма теряет предназначенную ей роль, заключающуюся в прочном связывании мышечных волокон с ЕСМ. Следовательно, мыши MDX постепенно теряют мышечную целостность и силу с возрастом.The Mdx mouse (C57BL/10ScSn-Dmd mdx /J. Jackson Lab) is a point mutant mouse in exon 23 of the dystrophin gene that results in PTC. Mdx mice encode a truncated form of dystrophin without the C-terminus. Because the C-terminus binds to the extracellular matrix (ECM), the truncated form loses its intended role of firmly binding muscle fibers to the ECM. Consequently, MDX mice gradually lose muscle integrity and strength with age.
Мыши Mdx широко использовались в качестве модели DMD у человека на животных. Дистрофин-специфические ASO, мишенью которых является экзон 23 дистрофина мыши, были исследованы с целью исключения PTC путем пропуска экзона 23.Mdx mice have been widely used as a human animal model of DMD. Dystrophin-specific ASOs that target exon 23 of mouse dystrophin have been investigated to exclude PTC by skipping exon 23.
Производные ПНК формулы I, комплементарно нацеливающийся на 3'- или 5'-сайт сплайсинга экзона 23 в пре-мРНК дистрофина мыши, оценивали в отношении их способности к индукции пропуска экзона 23 дистрофина у мышей MDX. Биологические примеры, представленные здесь, служат для иллюстрации способности к пропуску экзонов у специфических для дистрофина ASO в качестве примеров соединения формулы I, и поэтому их не следует интерпретировать как ограничение объема настоящего изобретения ASO, специфическими для дистрофина.PNA derivatives of Formula I complementarily targeting the 3' or 5' splicing site of exon 23 in mouse dystrophin pre-mRNA were evaluated for their ability to induce dystrophin exon 23 skipping in MDX mice. The biological examples provided herein serve to illustrate the exon skipping capability of dystrophin-specific ASOs as examples of a compound of formula I and should therefore not be interpreted as limiting the scope of the present invention to dystrophin-specific ASOs.
DMD-пример 1. Пропуск экзонов, индуцируемый «DMD-ASO 1» и «DMD-ASO 4» у мышей Mdx (способ A вложенной ПЦР). DMD Example 1 Exon skipping induced by "DMD-
«DMD-ASO 1», указанный в таблице 7, представляет собой 13-мерный ASO, полностью комплементарный области в 3'-сайте сплайсинга, охватывающей место соединения интрона 22 и экзона 23 в пре-мРНК дистрофина мыши. «DMD-ASO 1» комплементарно связывается с 13-мерной последовательностью, как отмечено «жирным шрифтом» и «подчеркиваем» в 25-мерной последовательности [(5'→3')uaa uuuugag | GCUCU GCAAAGTTCT]. «DMD-ASO 1» обладает способностью к 8-мерному перекрыванию с интроном 22 и 5-мерному перекрыванию с экзоном 23."DMD-
«DMD-ASO 4», указанный в таблице 7, представляет собой 17-мерный ASO, полностью комплементарный области в 3'-сайте сплайсига, охватывающей место соединения интрона 22 и экзона 23 в пре-мРНК для дистрофина мыши. «DMD-ASO 4» комплементарно связывается с 17-мерной последовательностью, как отмечено «жирным шрифтом» и «подчеркиванием» в 25-мерной последовательности [(5'→3') uaauu uugag | GCUCUGCAAAGT TCT]. «DMD-ASO 4» обладает способностью к 5-мерному перекрыванию с интроном 22 и 12-мерному перекрыванию с экзоном 23."DMD-
«DMD-ASO 1» и «DMD-ASO 4» были оценены в отношении их способности к индукции пропуска экзона в мышцах мышей MDX при подкожном введении следующим образом."DMD-
[Лечение ASO и отбор образцов мышечных тканей] Инъекционные растворы готовили путем разведения водного маточного раствора «DMD-ASO 1» или «DMD-ASO 4» в PBS до 500 нМ. Самцам мышей mdx подкожно вводили только носитель (отрицательный контроль), «DMD-ASO 1» или «DMD-ASO 4» в дозе 2 мл/кг, 2 раза в день (BID) в течение 3 дней. Через один день после последней дозы животных анестезировали с помощью золетила/ромпуна и умерщвляли для отбора образцов мышечных тканей, включая сердце, диафрагму, икроножную мышцу, четырехглавую мышцу и трицепс.[ASO Treatment and Muscle Sampling] Injectable solutions were prepared by diluting an aqueous stock solution of "DMD-
[Экстракция РНК]. Образцы мышц гомогенизировали путем измельчения в пробирке, содержащейся на льду, и подвергали экстракции тотальной РНК с использованием 1 мл реагента тризола (Invitrogen) на приблизительно 100 мг мышечной ткани.[RNA extraction]. Muscle samples were homogenized by grinding in a tube kept on ice and subjected to total RNA extraction using 1 ml of Trizol reagent (Invitrogen) per approximately 100 mg of muscle tissue.
[Синтез кДНК с помощью одностадийной ОТ-ПЦР] 500 нг РНК-матрицы использовали в реакции обратной транскрипции в объеме 25 мкл, используя набор для одностадийной ОТ-ПЦР Super Script® с Taq-полимеразой Platinum® (кат. № 10928-042, Invitrogen) и набор экзон-специфических праймеров [DMD-экзон 21_прямой: (5'→3') CAAAGAGAAAGAGCTACAGACA; и DMD-экзон 25_обратный: (5'→3') CTGGGCTGAATTGTTTGAAT] в соответствии со следующими режимами циклирования: 50οС в течение 30 мин и 94οС в течение 2 мин, после чего следовали 40 циклов, каждый состоящий из 30 сек при 94οС, 1 мин при 58οС и 2 мин при 72οС.[cDNA Synthesis by One Step RT-PCR] 500 ng of RNA template was used in a 25 µl volume reverse transcription reaction using the Super Script® One Step RT-PCR Kit with Platinum® Taq Polymerase (Cat. No. 10928-042, Invitrogen ) and a set of exon-specific primers [DMD exon 21_forward: (5'→3') CAAAGAGAAAGAGCTACAGACA; and DMD exon 25_reverse: (5'→3') CTGGGCTGAATTGTTTGAAT ] according to the following cycling regimes: 50°C for 30 min and 94 ° C for 2 min, followed by 40 cycles, each consisting of 30 sec at 94 o C, 1 min at 58 o C and 2 min at 72 o C.
[Амплификация с помощью вложенной ПЦР] 1 мкл кДНК дополнительно амплифицировали в 20-мкл реакции вложенной ПЦР (кат. № K2612, Bioneer) на фоне набора праймеров [DMD-экзон 22n_прямой: (5'→3')ATCCAGCAGTCAGAAAGCAAA; и DMD-экзон 25n_обратный: (5'→3')ACTAAAAGTCTGCATTGT] в соответствии со следующими режимами циклирования: 95οС в течение 5 мин с последующими 39 циклами, каждый состоящий из 30 сек при 95οС, 40 сек при 50οС и 50 сек при 72οС.[Nested PCR Amplification] 1 µl of cDNA was further amplified in a 20 µl nested PCR reaction (Cat. No. K2612, Bioneer) in the background of the primer set [DMD exon 22n_forward: (5'→3')ATCCAGCAGTCAGAAAGCAAA; and DMD exon 25n_reverse: (5'→3')ACTAAAAGTCTGCATTGT] according to the following cycling regimes: 95 o C for 5 min followed by 39 cycles, each consisting of 30 sec at 95 o C, 40 sec at 50 o C and 50 sec at 72 ° C.
[Идентификация продукта пропуска экзона] ПЦР-продукты подвергали электрофоретическому разделению на 2% агарозном геле, как показано на фиг. 37А. Пропуск экзона 23 был обнаружен только у животных, получавших «DMD-ASO 1» и «DMD- ASO 4». Хотя пропуск экзона 23 был обнаружен только в четырехглавой мышце и икроножной мышце. «DMD-ASO 1», по-видимому, более эффективен, чем «DMD-ASO 4».[Identification of exon skipping product] PCR products were subjected to electrophoretic separation on a 2% agarose gel as shown in FIG. 37A. Exon 23 skipping was only found in animals treated with "DMD-
Субъект в качестве отрицательного контроля (т.е. без лечения ASO) давал полосу для ПЦР-продукта, приписываемого пропуску экзонов 22-23 в четырехглавой мышце. Пропуск экзонов 22-23 приводит к сдвигу рамки считывания, и вариант сплайсинга мРНК дистрофина, в котором отсутствуют экзоны 22-23, обречен на кодирование усеченного дистрофина без С-концевой части.The subject as a negative control (ie, no ASO treatment) gave a band for the PCR product attributable to quadriceps exon skipping 22-23. Skipping of exons 22-23 leads to a frameshift, and a dystrophin mRNA splicing variant that lacks exons 22-23 is doomed to encode a truncated dystrophin without a C-terminus.
Полосы целевого размера были собраны и проанализированы с помощью секвенирования по Сэнгеру, и пропуск экзона 23, индуцированный «DMD-ASO 1» и «DMD-ASO 4», был подтвержден (ср. фиг. 37B). Полосы для полноразмерных продуктов ПЦР (т.е. без пропуска) и для пропуска экзонов 22-23 были подтверждены секвенированием, хотя данные секвенирования для пропуска экзонов 22-23 не предоставлены.Bands of target size were collected and analyzed by Sanger sequencing, and exon 23 skipping induced by "DMD-
DMD-пример 2. Пропуск экзонов, индуцируемый «DMD-ASO 1» и «DMD-ASO 4» у мышей Mdx (способ В вложенной ПЦР). DMD Example 2 Exon skipping induced by "DMD-
Образцы РНК, полученные в «DMD-примере 1», подвергали одностадийному синтезу кДНК с использованием набора экзон-специфических праймеров [DMD-экзон 20_прямой: (5'→3')CAGAATTCTGCCAATTGCTGAG; и DMD-экзон 26_обратный:(5'→3')TTCTTCAGCTTGTGTCATCC]. Образцы кДНК затем анализировали с помощью вложенной ПЦР на фоне другого набора экзон-специфических праймеров [DMD-экзон 20n_прямой: (5'→3')CCCAGTCTACCACCCTATCAGAGC; и DMD-экзон 26n_обратный: (5'→3')CCTGCCTTTAAGGCTTCCTT].The RNA samples obtained in "DMD Example 1" were subjected to one-step cDNA synthesis using a set of exon-specific primers [DMD exon 20_forward: (5'→3')CAGAATTCTGCCAATTGCTGAG; and DMD exon 26_reverse:(5'→3')TTCTTCAGCTTGTGTCATCC]. The cDNA samples were then analyzed by nested PCR against the background of another set of exon-specific primers [DMD exon 20n_forward: (5'→3')CCCAGTCTACCACCCTATCAGAGC; and DMD exon 26n_reverse: (5'→3')CCTGCCTTTAAGGCTTCCTT].
Результаты вложенной ОТ-ПЦР представлены, как показано на фиг. 38A и фиг. 38B. У животных, которым вводили ASO, (N=2 на группу) были обнаружены пропуски экзонов 21-23 и экзонов 22-25. В то время как пропуск экзонов 21-23 происходит в рамке считывания (т.е. без сдвига рамки считывания), пропуск экзонов 22-25 происходит вне рамки считывания. Полоса для ПЦР-продукта, приписываемого пропуску экзонов 21-23, была однозначно подтверждена секвенированием по Сэнгеру (ср. фиг. 38В)The nested RT-PCR results are presented as shown in FIG. 38A and FIG. 38b. Animals treated with ASO (N=2 per group) were found to skip exons 21-23 and exons 22-25. While exon skipping 21-23 occurs in-frame (i.e., no frameshift), exon skipping 22-25 occurs out-of-frame. The band for the PCR product attributed to exon skipping 21-23 was unambiguously confirmed by Sanger sequencing (cf. Fig. 38B)
Профили пропуска экзонов менялись в зависимости от способа ПЦР, указанного выше. Таким образом, профили пропуска экзонов следует интерпретировать с осторожностью.Exon skipping profiles varied depending on the PCR method above. Thus, exon skipping profiles should be interpreted with caution.
DMD-пример 3. Пропуск экзонов, индуцируемый «DMD-ASO 1» у мышей Mdx (способ A вложенной ПЦР). DMD Example 3 Exon skipping induced by "DMD-
Мыши Mdx подкожно получали «DMD-ASO 1» в дозе 0 (отрицательный контроль) или 10 пмоль/кг, 2 раза в день в течение 5 дней (2 животных в группе). Через один день после конечной дозы животных умерщвляли для отбора образцов ткани. Образцы трицепса оценивали на пропуск экзона 23 в соответствии с способом вложенной ОТ-ПЦР, описанным в «DMD-примере 1».Mdx mice received "DMD-
Результаты вложенной ОТ-ПЦР суммированы на фиг. 38C. Хотя одно животное в группе отрицательного контроля давало полосу для ПЦР-продукта в случае пропуска экзонов 22-23, вариант сплайсинга мРНК, в котором отсутствуют экзоны 22-23, находится вне рамки считывания. Полоса для ПЦР-продукта в случае пропуска экзона 23 была обнаружена только у одного животного в группе введения ASO. Таким образом, DMD-ASO 1 индуцировал пропуск экзона 23, как и было запланировано.The nested RT-PCR results are summarized in FIG. 38C. Although one animal in the negative control group produced a band for the PCR product when exons 22-23 were skipped, the mRNA splicing variant that lacks exons 22-23 is out of frame. The PCR product band for exon 23 skipping was found in only one animal in the ASO injection group. Thus, DMD-
DMD-пример 4. Улучшение мышечной функции согласно тесту с вращающимся стержнем у мышей Mdx, которым подкожно вводили «DMD-ASO 1». DMD Example 4 Improvement in muscle function according to the rolling rod test in Mdx mice injected subcutaneously with "DMD-
Пропуск экзона 23 у мышей mdx удаляет PTC в экзоне 23, и вариант сплайсинга мРНК, в котором отсутствует экзон 23, находится в рамке считывания и, следовательно, кодирует вариант белка с С-концевой частью, связывающейся с ЕСМ. Поэтому полноразмерный вариант белка дистрофина частично восстанавливает физиологические функции исходного полноразмерного дистрофина или дистрофина дикого типа.Skipping exon 23 in mdx mice removes PTC in exon 23, and the mRNA splicing variant lacking exon 23 is in-frame and therefore encodes an ECM-binding C-terminal protein variant. Therefore, a full-length dystrophin protein variant partially restores the physiological functions of the original full-length dystrophin or wild-type dystrophin.
Учитывая возможность пропуска экзонов, «DMD-ASO 1» оценивали на мышах MDX в отношении его способности улучшать мышечную функцию согласно тесту с вращающимся стержнем, как описано ниже.Considering the possibility of exon skipping, "DMD-
[Группирования] Самцов мышей MDX в возрасте 6 недель готовили к тесту с вращающимся стержнем в течение 2 недель, а затем случайным образом распределяли по 3 группам: 0 (отрицательный контроль), 100 и 1000 пмоль/кг «DMD-ASO 1» - на основе оценок индивидуумов в тесте с вращающимся стержнем в день 0, т.е. в день группирования. (N=10 на группу)[Groups] Male MDX mice at 6 weeks of age were prepared for the rolling rod test for 2 weeks and then randomly assigned to 3 groups: 0 (negative control), 100 and 1000 pmol/kg "DMD-
[Лечение ASO] Растворы для инъекций готовили путем последовательного разведения ASO до 20 нМ и 200 нМ в PBS. Животным вводили подкожно носитель (PBS, отрицательный контроль), 20 нМ «DMD-ASO 1» (100 пмоль/кг) или 200 нМ «DMD-ASO 1» (1000 пмоль/кг) в дозе 5 мл/кг, 3X в неделю в течение периода с дня 0 по день 21.[ASO Treatment] Injectable solutions were prepared by serially diluting ASO to 20 nM and 200 nM in PBS. Animals were injected subcutaneously with vehicle (PBS, negative control), 20 nM "DMD-
[Тест с вращающимся стержнем и статистический анализ] Мышей подвергали тесту с вращающимся стержнем на аппарате с вращающимся стержнем (модель № 47650, Ugo Basile) со схемой ускорения от 4 об/мин до 45 об/мин в течение 60 сек. Время до падения (т.е. период, в течение которого животное оставалось на вращающемся стержне), оценивалось для каждого отдельного животного. Статистическая значимость оценивалась с помощью t-критерия Стьюдента относительно группы отрицательного контроля.[Rotating Rod Test and Statistical Analysis] Mice were subjected to a rotating rod test on a rotating rod apparatus (Model No. 47650, Ugo Basile) with an acceleration circuit from 4 rpm to 45 rpm for 60 seconds. Time to fall (ie the period during which the animal remained on the rotating rod) was estimated for each individual animal. Statistical significance was assessed using Student's t-test against the negative control group.
[Улучшение мышечной функции]. На фиг. 39A суммированы оценки в тесте с вращающимся стержнем по группам. Оценки в тесте вращающимся стержнем (т.е. время до падения) оставались на прежнем уровне в среднем приблизительно от 70 до 120 секунд в группе отрицательного контроля. Между тем, мышечная функция в группе введения 1000 пмоль/кг постепенно и заметно улучшалась до дня 12, а затем оставалась неизменной при оценке в тесте с вращающимся стержнем в среднем от 210 до 230 секунд. Мышечная функция была значимо улучшена в дни 12, 14 и 19 при введении 1000 пмоль/кг ASO. Мышечная функция в группе введения 100 пмоль/кг показала сильную склонность к улучшению, но не была значимой.[improved muscle function]. In FIG. 39A summarizes the scores on the rotating rod test by group. Rolling rod test scores (ie, time to fall) remained stable at an average of approximately 70 to 120 seconds in the negative control group. Meanwhile, muscle function in the 1000 pmol/kg administration group gradually and markedly improved until
DMD-пример 5. Улучшение мышечной функции согласно тесту на захват лапами и мышечной целостности у мышей Mdx, которым постоянно вводили «DMD-ASO 1». DMD Example 5 Improvement in muscle function as measured by paw grip and muscle integrity in Mdx mice chronically injected with "DMD-
«DMD-ASO 1» оценивали при постоянном введении мышам mdx в отношении его способности к улучшению мышечной функции согласно тесту на захват лапами, к индукции пропуска экзонов, к повышению экспрессии полноразмерного дистрофина (т.е. кодируемого белка дистрофина с С-концом) согласно IHC и к улучшению целостности мышц согласно гистопатологии с окрашиванием H&E, как описано ниже."DMD-
[Группирование и лечение ASO] Самцов мышей MDX (возрастом 7 недель) случайным образом распределяли по 4 группам: 0 (отрицательный контроль MDX), 10, 50 и 200 пмоль/кг «DMD-ASO 1» на основании индивидуальных оценок силы захвата с помощью теста на захват лапами («прогулки по приподнятой перекладине») (N=12 на группу). Вспомогательная группа из 12 самцов мышей C57BL/6 (возрастом 7 недель) была включена в это исследование в качестве группы отрицательного контроля дикого типа для уровня экспрессии полноразмерного дистрофина.[Grouping and ASO Treatment] Male MDX mice (7 weeks old) were randomly assigned to 4 groups: 0 (MDX negative control), 10, 50, and 200 pmol/kg "DMD-
Группа введения 50 и 200 пмоль/кг получала подкожно «DMD-ASO 1» в растворенном виде в PBS, 2 раза в неделю до конечного умерщвления на неделе 43. Между тем, группа введения 10 пмоль/кг получала подкожно «DMD-ASO 1» сначала 2 раза в неделю в течение недели с 0 по 8 и 3 раза в неделю после этого, чтобы увеличить воздействие ASO.The 50 and 200 pmol/kg administration group received "DMD-
[Мышечная функция согласно тесту на захват лапами] Мышечную функцию оценивали еженедельно по силе захвата на измерителе силы захвата (кат. № 47200, Ugo Basile) в соответствии с литературой [J. Appl. Physiol, vol 106 (4), 1311-1324 (2009)] Оценки силы захвата по группам оценивали на статистическую значимость с помощью t-критерия Стьюдента относительно группы отрицательного контроля MDX.[Grip Test Muscle Function] Muscle function was assessed weekly by grip strength on a grip force meter (Cat. No. 47200, Ugo Basile) according to the literature [ J. Appl. Physiol , vol 106 (4), 1311-1324 ( 2009 )] Group grip strength scores were assessed for statistical significance by Student's t-test against the MDX negative control group.
На фиг. 39В суммированы оценки наблюдаемой силы захвата по группам в течение неделей с 0 по 30. В течение первых 11 недель после введения первой дозы не было заметных изменений силы захвата между группами введения ASO и группой отрицательного контроля. Сила захвата группы отрицательного контроля MDX достигла максимума=приблизительно 107 г на неделе 3, постепенно снижалась в течение нескольких недель, а затем оставалась относительно неизменной - приблизительно от 75 до 95 г. Сила захвата в группах введения ASO начинала постепенно улучшаться с недели 10 или около того. В группах лечения сила захвата, как правило, возрастала на 30~50% по сравнению с группой отрицательного контроля MDX.In FIG. 39B summarizes estimates of observed grip strength by group during
Следует отметить, что 2-3 животных в каждой группе случайным образом отбирали и умерщвляли на неделях 7, 13, 21 и 30 для оценки с помощью IHC (иммуногистохимического анализа) или вложенной ПЦР (см. ниже)Of note, 2-3 animals in each group were randomly selected and sacrificed at
[Оценка с помощью IHC скелетных мышц по сравнению с полноразмерным дистрофином] На неделях 7, 13 и 21 двух животных в каждой группе выбирали случайным образом и умерщвляли для извлечения мышечной ткани. На неделе 30 умерщвляли 3 животных в каждой группе.[IHC assessment of skeletal muscle versus full length dystrophin] At
Мышечные ткани, отобранные на неделе 7, подвергались IHC в отношении полноразмерного дистрофина путем изготовления срезов из замороженных тканей. Мышечные ткани, отобранные на неделях 13, 21 и 30, подвергались иммуноокрашиванию с использованием парафинового блока. IHC с использованием парафинового блока давал изображения лучшего качества, чем IHC с изготовлением срезов из замороженных тканей.Muscle tissues harvested at
Образцы мышц подвергали иммуноокрашиванию последовательно с использованием первого антитела против С-конца дистрофина мыши (кат. № sc-816, Santa Cruz) в разведении 1:100, второго антитела против IgG (кат. № BA-1100, Vector) в разведении 1:200, а затем Dylight 594-стептавидина (кат. № SA-5594, Vector, CA, США) в разведении 1:200 для мечения красной флуоресценцией. IHC-изображения фиксировали на слайд-сканере Zeiss (на неделях 13, 21 и 30) или на флуоресцентном микроскопе Olympus (на неделе 7). Дополнительно проводилось окрашивание DAPI.Muscle samples were immunostained sequentially with the first anti-mouse dystrophin C-terminal antibody (cat. no. sc-816, Santa Cruz) diluted 1:100, the second anti-IgG antibody (cat. no. BA-1100, Vector) diluted 1: 200 followed by Dylight 594-Steptavidin (Cat. No. SA-5594, Vector, CA, USA) at a 1:200 dilution for red fluorescence labeling. IHC images were captured on a Zeiss slide scanner (at
На фиг. 40 представлен репрезентативный набор IHC-изображений полноразмерного дистрофина по группам для образцов мышц, полученных на неделе 30. Группа отрицательного контроля дикого типа (WT) давала отличительные и угловые характеры экспрессии дистрофина, отражающие естественную структуру пучков мышечных волокон. В группе отрицательного контроля мышей mdx не было большой степени окрашивания полноразмерного дистрофина. Между тем, сильные и угловые характеры окрашивания дистрофина наблюдались в скелетных мышцах в группе введения 200 пмоль/кг. Хотя структуры пучков мышечных волокон были размытыми у мышей MDX по сравнению с мышами WT, экспрессия полноразмерного дистрофина заметно увеличилась у животных, получавших ASO.In FIG. 40 shows a representative set of IHC images of full-length dystrophin by group for muscle samples taken at
IHC-изображения дистрофина подвергали количественному анализу в отношении экспрессии полноразмерного дистрофина путем цифровой оценки интенсивности красной флуоресценции в каждом отдельном IHC-изображении, используя программу ImageJ (NIH). Индивидуальные оценки флуоресценции объединяли по группам и типу мышц для статистической оценки относительно группы отрицательного контроля дикого типа.Dystrophin IHC images were quantified for full-length dystrophin expression by numerically assessing the intensity of red fluorescence in each individual IHC image using ImageJ (NIH) software. Individual fluorescence scores were pooled by group and muscle type for statistical evaluation relative to the wild-type negative control group.
На фиг. 41 суммированы изменения уровня относительной экспрессии полноразмерного белка дистрофина у мышей MDX. Экспрессия полноразмерного дистрофина, как правило, больше увеличивалась при большей дозе ASO и большей продолжительности лечения. На неделе 30 экспрессия полноразмерного дистрофина в группе введения 200 пмоль/кг достигала >80% от таковой в группе отрицательного контроля WT, тогда как экспрессия в группе отрицательного контроля mdx составляла менее 20% от таковой в группе отрицательного контроля дикого типа.In FIG. 41 summarizes changes in the relative expression level of full-length dystrophin protein in MDX mice. Full-length dystrophin expression tended to increase more with higher ASO dose and longer duration of treatment. At
[Вложенная ПЦР для обнаружения пропуска экзонов (способ B)] Образцы мышц гомогенизировали путем измельчения в пробирке, содержащейся на льду, и подвергали экстракции тотальной РНК с использованием 1 мл реагента тризола (Invitrogen) на приблизительно 100 мг мышечной ткани. Тотальную РНК оценивали на пропуск экзонов с помощью вложенной ПЦР, как описано в «DMD-примере 2».[Nested PCR for Exon Skipping Detection (Method B)] Muscle samples were homogenized by grinding in a tube kept on ice and subjected to total RNA extraction using 1 ml of Trizol reagent (Invitrogen) per approximately 100 mg of muscle tissue. Total RNA was assessed for exon skipping by nested PCR as described in "DMD Example 2".
На фиг. 42 представлены данные электрофореза продуктов вложенной ПЦР, полученных с использованием скелетных мышц, отобранных на неделе 7. ПЦР-продукты Δэкзонов 21-23 и Δэкзонов 21-24 в рамке считывания были обнаружены в образцах мышц групп лечения ASO, но полностью отсутствовали в группе отрицательного контроля MDX.In FIG. 42 shows electrophoresis data of nested PCR products obtained using skeletal muscles sampled at
[Гистопатология с использованием окрашивания H&E] Воспаление и дегенерация мышц являются признаками симптомов МДД. Образцы скелетных мышц подвергали гистопатологической оценке путем окрашивания H&E. На фиг. 43 представлен репрезентативный набор изображений окрашивания H&E для трицепса по группам и моментам времени отбора образцов.[Histopathology using H&E staining] Inflammation and muscle degeneration are hallmarks of DMD symptoms. Skeletal muscle samples were subjected to histopathological evaluation by H&E staining. In FIG. 43 is a representative set of H&E staining images for triceps by group and sampling times.
В группе отрицательного контроля WT мышечная структура была плотной во все моменты времени отбора образцов. Не было никаких предположений о мышечном воспалении в мышцах мышей дикого типа во все моменты времени.In the WT negative control group, muscle structure was dense at all sampling times. There was no suggestion of muscle inflammation in the muscles of wild-type mice at all time points.
В группе отрицательного контроля mdx мышечная структура показала четкую картину постепенной дегенерации с возрастом. Особенно на неделе 30 мышечные пучки не были связаны между собой и имели тенденцию к дегенерации в округлую форму. Также наблюдалось массивная инфильтрация воспалительных клеток, о чем свидетельствуют пятна в виде синих точек, особенно на неделях 13 и 21.In the mdx negative control group, the muscle structure showed a clear pattern of gradual degeneration with age. Especially at
В группе введения 200 пмоль/кг рыхлая мышечная структура на неделе 7 постепенно восстанавливалась до плотной структуры. Заметная инфильтрация воспалительных клеток на неделе 7 постепенно исчезала с возрастом. Таким образом, дегенерация и воспаление мышц у мышей MDX были обращены вспять при постоянном введении ASO в дозе 200 пмоль/кг, что соответствовало увеличению экспрессии полноразмерного дистрофина в группе введения 200 пмоль/кг.In the 200 pmol/kg administration group, the loose muscle structure at
Согласно гистопатологическим данным степень тяжести дегенерации в группах введения 10 и 50 пмоль/кг была меньше таковой в отрицательном контроле mdx, но больше, чем в группе введения 200 пмоль/кг. Таким образом, увеличению экспрессии полноразмерного дистрофина, вызванного воздействием ASO, в значительной степени согласуется с гистопатологическими данными.According to histopathological data, the severity of degeneration in the 10 and 50 pmol/kg administration groups was less than that in the mdx negative control, but greater than in the 200 pmol/kg administration group. Thus, the increase in full-length dystrophin expression induced by ASO exposure is largely consistent with histopathological findings.
[Прочие данные] Было три случая незапланированного умерщвления или смерти (недели 26, 39 и 43) в группе отрицательного контроля MDX из-за большой массы лимфомы мышечной ткани, наиболее вероятно развившейся вследствие хронического мышечного воспаления. Не было случаев лимфомы во всех группах лечения ASO.[Other data] There were three cases of unplanned mortification or death (weeks 26, 39 and 43) in the MDX negative control group due to a large mass of muscle lymphoma most likely due to chronic muscle inflammation. There were no cases of lymphoma in all ASO treatment groups.
[Сравнение с другим дистрофин-специфическим ASO] Eteplirsen (exondys 51) представляет собой антисмысловой олигонуклеотид PMO, сконструированный для индукции пропуска экзона 51 в пре-мРНК для дистрофина человека. Недавно Управление по контролю качества продуктов питания и лекарственных средств (FDA) США выдало ускоренное одобрение применения Eteplirsen для популяции пациентов с DMD, которым требуется пропуск экзона 51. Рекомендуемая доза Eteplirsen - внутривенная инъекция 30 мг/кг в неделю.[Comparison with another dystrophin-specific ASO] Eteplirsen (exondys 51) is a PMO antisense oligonucleotide designed to induce exon 51 skipping in pre-mRNA for human dystrophin. The US Food and Drug Administration (FDA) recently granted accelerated approval for the use of Eteplirsen in the DMD patient population requiring exon 51 skipping. The recommended dose of Eteplirsen is an intravenous injection of 30 mg/kg per week.
Подкожная доза 200 пмоль/кг «DMD-ASO 1» соответствует приблизительно 1 мкг/кг. Дистрофин-специфический ASO формулы I является приблизительно в 30000 раз более эффективным, чем PMO ASO, хотя существуют различия в видах и экзоне между двумя типами ASO. Беспрецедентно сверхсильная экзон-пропускающая активность производного ПНК формулы I снова была переведена в сверхсильную in vivo терапевтическую активность для этого трудно поддающегося лечению редкого заболевания.A subcutaneous dose of 200 pmol/kg "DMD-
DMD-пример 6. Улучшение мышечной функции по пройденному расстоянию у мышей MDX, которым постоянно вводили «DMD-ASO 2». DMD Example 6 Improvement in muscle function by distance traveled in MDX mice chronically injected with "DMD-
«DMD ASO 2», указанный в таблице 7, представляет собой 17-мерный ASO, полностью комплементарный области в 3'-сайте сплайсинга, охватывающей место соединения интрона 22 и экзона 23 в пре-мРНК дистрофина мыши. «DMD-ASO 2» комплементарно связывается с 17-мерной последовательностью, как отмечено «жирным шрифтом» и «подчеркиванием, как в 20-мерной последовательности пре-мРНК дистрофина мыши [(5'→3')ua auuuugag | GCUCUGCAA A] «DMD-ASO 2» обладает способностью к 8-мерному перекрыванию с интроном 22 и 9-мерному комплементарному перекрыванию с экзоном 23.The "
«DMD-ASO 2» постоянно вводили мышам mdx для оценки его способности улучшать мышечную функцию по пройденному расстоянию на беговой дорожке и подавлять деградацию мышц по уровню креатинкиназы (CK) и миоглобина в сыворотке."DMD-
[Животные и группирование] Самцов мышей MDX (в возрасте 6 недель) случайным образом распределяли по трем группам: отрицательного контроля MDX (без лечения ASO), «DMD-ASO 2» 10 пмоль/кг и «DMD-ASO 2» 30 мг/кг в расчете на вес тела. (N=16 на группу). 12 самцов мышей C57BL/6 (в возрасте 6 недель) приняли в качестве группы отрицательного контроля дикого типа (WT).[Animals and Grouping] Male MDX mice (6 weeks old) were randomly assigned to three groups: MDX negative control (no ASO treatment), "DMD-
[Растворы для инъекций и лечение ASO] Водный исходный раствор «DMD-ASO 2» разводили либо в PBS, либо в PBS с добавлением 0,1% Tween 80 для приготовления инъекционных растворов 20 и 60 нМ «DMD-ASO 2» для 10 пмоль/кг и 30 пмоль/кг «DMD-ASO 2», соответственно. Считалось, что добавление 0,1% Tween 80 к раствору для инъекций PBS необходимо для предотвращения прилипания молекул ASO к пластиковым инъекционным пробиркам, наконечникам пипеток и шприцам.[Solutions for injection and treatment of ASO] An aqueous stock solution of "DMD-
[Пройденное расстояние на беговой дорожке] Во время первых 30 недель после группирования животным вводили инъекционные растворы без Tween 80 2 раза в неделю в дозе 2 мл/кг. Начиная с недели 7, животных еженедельно подвергали ходьбе на беговой дорожке (Model # LE8710, PanLab). Однако во время первых 30 недель группы лечения ASO не продемонстрировали каких-либо значимых увеличений пройденного расстояния по сравнению с группой отрицательного контроля MDX.[Distance Walked on the Treadmill] During the first 30 weeks after grouping, the animals were injected with solutions without
С целью эффективного увеличения дозы ASO животным вводили инъекционные растворы, дополненные Tween 80, 2 раза в неделю с недели 36. Между периодами лечения был период вымывания (т.е. без введения дозы ASO), составляющий 5 недель.In order to effectively increase the dose of ASO, the animals were injected with solutions supplemented with
На фиг. 44A показаны пройденные расстояния на беговой дорожке по группам на неделях с 43 по 48. Среднее пройденное расстояние группы отрицательного контроля mdx постепенно, но быстро уменьшалось с приблизительно 250 метров на неделе 43 до 130 метров на неделе 48. Среднее пройденное расстояние групп лечения ASO было заметно больше пройденного расстояния для группы отрицательного контроля MDX.In FIG. 44A shows treadmill distances walked by group in
На неделях с 46 по 48 группа введения 10 пмоль/кг продемонстрировала среднее пройденное расстояние 240-280 метров, что было значительно больше, чем пройденное расстояние для группы отрицательного контроля MDX. Между тем, группа введения 30 пмоль/кг продемонстрировала пройденное расстояние, составляющее приблизительно 180-230 метров, на неделях с 46 по 48. В случае группы введения 10 пмоль/кг, по сравнению с группой введения 30 пмоль/кг, отмечалась тенденция к увеличению пройденного расстояния. Обратная зависимость от дозы ответа в виде пройденного расстояния могла бы предполагать естественный выбор отличного экзона(ов) при более высокой дозе ASO, как это наблюдалось в «HIF-1α-примере 9». Интересно, что группа отрицательного контроля WT и группа введения 30 ммоль/кг продемонстрировали сопоставимые пройденные расстояния на неделях с 44 по 47.At
[Конечное умерщвление] На неделе 48 животных подвергали конечному умерщвлению. Образцы крови анализировали на уровень в сыворотке СК (с помощью набора для анализа активности креатинкиназы, кат. № abl55901, Abeam) и миоглобина (с помощью набора для ELISA миоглобина, кат. № ab210965, Abeam) для оценки степени деградации мышц в соответствии с инструкциями производителя. Мышечные ткани были проанализированы с помощью Вестерн-блоттинга на полноразмерный дистрофин.[Final killing] In a week, 48 animals were subjected to final killing. Blood samples were analyzed for serum CK (using creatine kinase activity assay kit, cat. no. abl55901, Abeam) and myoglobin (using myoglobin ELISA kit, cat. no. ab210965, Abeam) to assess the degree of muscle degradation according to the instructions manufacturer. Muscle tissues were analyzed by Western blotting for full length dystrophin.
[Уровни в сыворотке СК и миоглобина] На фиг. 44B представлены наблюдаемые уровни CK в сыворотке по группам. Отражая мышечную слабость мышей mdx, все группы мышей mdx давали намного более высокие активности СК в сыворотке, чем группа отрицательного контроля WT. Например, уровень CK в сыворотке группы отрицательного контроля MDX был приблизительно в 54 раза выше, чем уровень в группе отрицательного контроля WT. Уровни CK в сыворотке в группе введения 10 и 30 пмоль/кг были ниже, чем уровень в группе отрицательного контроля MDX на 58% и 38%, соответственно. Разница в уровнях CK в сыворотке между группой введения 10 пмоль/кг и группой отрицательного контроля MDX была значимой.[Serum CK and Myoglobin Levels] FIG. 44B shows observed serum CK levels by group. Reflecting the muscle weakness of the mdx mice, all groups of mdx mice produced much higher serum CK activities than the WT negative control group. For example, the serum CK level in the MDX negative control group was approximately 54 times higher than that in the WT negative control group. Serum CK levels in the 10 and 30 pmol/kg administration group were lower than those in the MDX negative control group by 58% and 38%, respectively. The difference in serum CK levels between the 10 pmol/kg administration group and the MDX negative control group was significant.
На фиг. 44C представлены наблюдаемые уровни миоглобина в сыворотке по группам. Отражая мышечную слабость мышей mdx, все группы мышей mdx давали намного более высокие уровни миоглобина в сыворотке, чем уровень в группе отрицательного контроля WT. Например, уровень миоглобина в сыворотке в группе отрицательного контроля MDX был приблизительно в 22 раза выше, чем этот уровень в группе отрицательного контроля WT. Уровни миоглобина в сыворотке в группе введения 10 и 30 пмоль/кг были значительно ниже, чем уровень в группе отрицательного контроля MDX на 67% и 58%, соответственно.In FIG. 44C shows observed serum myoglobin levels by group. Reflecting the muscle weakness of the mdx mice, all groups of mdx mice produced much higher serum myoglobin levels than the level in the WT negative control group. For example, the serum myoglobin level in the MDX negative control group was approximately 22 times higher than that in the WT negative control group. Serum myoglobin levels in the 10 and 30 pmol/kg administration group were significantly lower than those in the MDX negative control group by 67% and 58%, respectively.
Наблюдаемые данные по сывороточным биомаркерам мышечной деградации в целом соответствуют зависимости от дозы пройденного расстояние, представленной на фиг. 44А.The observed data for serum biomarkers of muscle degradation are broadly consistent with the dose dependence of distance traveled presented in FIG. 44A.
[Экспрессия полноразмерного дистрофина в трицепсе, оцениваемая с помощью Вестерн-блоттинга] После гомогенизации при температуре жидкого азота образцы мышц (трицепса) подвергали лизису в буфере RIPA с добавлением 1% SDS. Концентрацию белка в каждом лизате определяли с помощью анализа BCA относительно стандарта BSA. 50 мг белка каждого лизата подвергали электрофоретическому разделению в 8% ПААГ для электрофореза. Затем мембрану из PVDF исследовали с использованием антитела против С-конца дистрофина (кат. № ab 154168, Abeam).[Full length dystrophin expression in triceps as assessed by Western blotting] After homogenization at liquid nitrogen temperature, muscle samples (triceps) were lysed in RIPA buffer with 1% SDS. The protein concentration in each lysate was determined using a BCA assay against a BSA standard. 50 mg of the protein of each lysate was subjected to electrophoretic separation in 8% PAAG for electrophoresis. The PVDF membrane was then examined using an antibody against the C-terminus of dystrophin (cat. no. ab 154168, Abeam).
На фиг. 45А представлены наблюдаемые данные Вестерн-блоттинга. Полноразмерный дистрофин размером 427К был обнаружен не во всех образцах. Вместо этого образцы мышц WT давали белки дистрофина меньшего размера: 170К, 130К и 117К, среди которых наиболее обогащенной была полоса размером 130К.In FIG. 45A shows the observed Western blot data. Full-length 427K dystrophin was not found in all samples. Instead, WT muscle samples yielded smaller dystrophin proteins: 170K, 130K, and 117K, among which the 130K band was the most enriched.
В случае групп MDX были обнаружены три полосы для дистрофина. Группы лечения 10 и 30 пмоль/кг давали заметно более сильную полосу 117К, чем группа отрицательного контроля MDX, а также контрольная группа WT. Интенсивность полосы 130К была значительно выше в группе лечения 10 пмоль/кг, чем в группе отрицательного контроля MDX.In the case of the MDX groups, three bands for dystrophin were found. The 10 and 30 pmol/kg treatment groups produced a markedly stronger 117K band than the MDX negative control group as well as the WT control group. The intensity of the 130K band was significantly higher in the 10 pmol/kg treatment group than in the MDX negative control group.
DMD-пример 7. Длительная оценка мышей MDX, которым вводили «DMD-ASO 1», «DMD-ASO 2» или «DMD-ASO 6». DMD Example 7 Long- term evaluation of MDX mice treated with "DMD-
«DMD ASO 6», указанный в таблице 7, представляет собой 18-мерный ASO, полностью комплементарный области в 5'-сайте сплайсинга, охватывающей место соединения экзона 23 и интрона 23 в пре-мРНК для дистрофина мыши. «DMD-ASO 6» комплементарно перекрывается с 18-мерной последовательностью, как отмечено «жирным шрифтом» и «подчеркиванием» в 25-мерной последовательности пре-мРНК для дистрофина мыши [(5'→3')AA AAUUUCAG | guaagccgag guuug]. «DMD-ASO 6» обладает способностью к 8-мерному перекрыванию с экзоном 23 и 10-мерному перекрыванию с интроном 23."
«DMD-ASO 1», «DMD-ASO 2» и «DMD-ASO 6» оценивали на предмет их физиологических эффектов у самцов мышей MDX при длительном подкожном введении. В ходе этой оценке животные не подвергались физическим тестам, требующим мышечного стресса, чтобы чрезмерная мышечная стимуляция не нарушала транскрипцию гена дистрофина."DMD-
[Животные и группирование] Самцов мышей mdx (в возрасте 6 недель) случайным образом распределяли по 4 группам: отрицательного контроля mdx (без воздействия ASO), «DMD-ASO 1», 50 пмоль/кг, «DMD-ASO 2» 10 мг/кг и «DMD-ASO 6» 10 мг/кг в расчете на вес тела (N=12~13 на группу). 12 мышей-самцов C57BL/6 (6 недель) приняли в качестве группы отрицательного контроля дикого типа (WT).[Animals and grouping] Male mdx mice (6 weeks old) were randomly assigned to 4 groups: mdx negative control (no ASO exposure), "DMD-
[Инъекционные растворы и воздействие ASO] Водные исходные растворы ASO последовательно разводили в PBS для приготовления инъекционных растворов 25 нМ «DMD-ASO 1» для 50 пмоль/кг «DMD-ASO 1», 5 нМ «DMD-ASO 2» для «DMD-ASO 2» 10 пмоль/кг и 5 нМ «DMD-ASO 6» для «DMD-ASO 6» 10 пмоль/кг. Животным вводили подкожно инъекционные растворы в дозе 2 мл/кг, 2 раза в неделю.[Injection solutions and exposure to ASO] Aqueous stock solutions of ASO were serially diluted in PBS to prepare injection solutions of 25 nM "DMD-
[Незапланированная смерть или умерщвление] Мыши MDX, получавшие ASO, как правило, демонстрировали более длительное время жизни, чем группа отрицательного контроля MDX, что указывает на терапевтическую активность ASO.[Unplanned Death or Killing] MDX mice treated with ASO tended to have a longer survival time than the MDX negative control group, indicating the therapeutic activity of ASO.
В группе отрицательного контроля MDX было три случая незапланированной смерти или умерщвления: один случай каждый раз на неделях 42, 58 и 61. В группе лечения «DMD-ASO 1» произошли две преждевременных смерти, одна на неделе 38, а другая - на неделе 61. В случае группы лечения «DMD-ASO 2» одна смерть произошла на неделе 56, а другая на неделе 62. В группе лечения «DMD-ASO 6» произошли три преждевременных смерти: одна каждый раз на неделях 55, 65 и 66.There were three unplanned deaths or homicides in the MDX negative control group: one each time at weeks 42, 58, and 61. Two premature deaths occurred in the DMD-
[Конечное умерщвление] Всех выживших животных умерщвляли для забора крови на неделе 66 после группирования. Образцы крови подвергали анализам ELISA на креатинкиназу (CK) в сыворотке и миоглобин в сыворотке, как описано в «DMD-примере 6».[Final Kill] All surviving animals were sacrificed for blood sampling at week 66 after grouping. Blood samples were subjected to ELISA assays for serum creatine kinase (CK) and serum myoglobin as described in "DMD Example 6".
[Уровни в сыворотке СК и миоглобина] На фиг. 45B представлены наблюдаемые уровни CK в сыворотке по группам. Отражая мышечную слабость мышей mdx, все группы мышей mdx давали намного более высокие активности СК в сыворотке, чем группа отрицательного контроля WT. Например, уровень CK в сыворотке группы отрицательного контроля MDX был приблизительно в 17 раз выше, чем уровень в группе отрицательного контроля WT. Уровни CK в сыворотке в группах лечения ASO, как правило, были ниже, чем уровень в группе отрицательного контроля MDX, что указывает на терапевтическую активность, проявляемую ASO. Однако различия не были значимыми.[Serum CK and Myoglobin Levels] FIG. 45B shows observed serum CK levels by group. Reflecting the muscle weakness of the mdx mice, all groups of mdx mice produced much higher serum CK activities than the WT negative control group. For example, the serum CK level in the MDX negative control group was approximately 17-fold higher than that in the WT negative control group. Serum CK levels in the ASO treatment groups were generally lower than those in the MDX negative control group, indicating the therapeutic activity exhibited by ASO. However, the differences were not significant.
На фиг. 45C представлены наблюдаемые уровни миоглобина в сыворотке по группам. Отражая мышечную слабость мышей MDX, все группы мышей MDX давали намного более высокий уровень миоглобина в сыворотке, чем группа отрицательного контроля WT. Например, уровень миоглобина в сыворотке в группе отрицательного контроля MDX был приблизительно в 26 раз выше, чем уровень в группе отрицательного контроля WT. Уровни миоглобина в сыворотке в группах лечения «DMD-ASO 1», «DMD-ASO 2» и «DMD-ASO 6» были ниже, чем уровень в группе отрицательного контроля MDX на 43%, 49% и 68%, соответственно. Разница между отрицательным контролем MDX и группой лечения «DMD-ASO 6» была значимой. Сывороточные биомаркеры мышечной целостности косвенно подтверждают, что «DMD-ASO 6» индуцирует пропуск экзона 23 дистрофина и дает функционально активный полноразмерный дистрофин(ы) у мышей MDX.In FIG. 45C shows observed serum myoglobin levels by group. Reflecting the muscle weakness of the MDX mice, all groups of MDX mice produced much higher serum myoglobin levels than the WT negative control group. For example, the serum myoglobin level in the MDX negative control group was approximately 26 times higher than the level in the WT negative control group. Serum myoglobin levels in the DMD-
Примеры активности in vitro IDO1-ASOExamples of in vitro activity of IDO1-ASO
Производные ПНК формулы I в таблице 8 были сконструированы для комплементарного нацеливания на различные сайты сплайсинга в пре-мРНК IDO1 человека. IDO1-ASO оценивали на экзон-пропускающую активность в клетках SKOV3. Учитывая, что IDO1 катализирует деградацию L-триптофана до N-формилкинуренина. IDO1-ASO оценивали в отношении их функциональной способности ингибировать продукцию кинуренина. Биологические примеры, представленные здесь, служат для иллюстрации экзон-пропускающей активности IDO1-ASO в качестве примеров соединения формулы I, и поэтому их не следует интерпретировать как ограничение объема настоящего изобретения IDO1-ASO.The PNA derivatives of formula I in Table 8 were designed to complementarily target different splicing sites in human IDO1 pre-mRNA. IDO1-ASO was evaluated for exon skipping activity in SKOV3 cells. Given that IDO1 catalyzes the degradation of L-tryptophan to N-formylkynurenine. IDO1-ASO was evaluated in relation to their functional ability to inhibit the production of kynurenine. The biological examples provided herein serve to illustrate the exon-passing activity of IDO1-ASO as examples of a compound of Formula I and should therefore not be interpreted as limiting the scope of the present invention of IDO1-ASO.
IDO1-пример 1. Пропуск экзонов, индуцируемый «IDO-ASO 1». IDO1 Example 1 Exon skipping induced by "IDO-
«IDO-ASO 1», указанный в таблице 8, представляет собой 13-мерный ASO, полностью комплементарный области в 3'-сайте сплайсинга, охватывающей место соединения интрона 6 и экзона 7 в пре-мРНК IDO1 человека. «IDO-ASO 1» комплементарно нацеливается на 13-мерную последовательность, как отмечено «жирный шрифтом» и «подчеркиванием» в 20-мерной последовательности пре-мРНК IDOl человека [(5'→3')uuugu uuuag | GUAAUUCC UA1. «IDO-ASO 1» обладает способностью к 5-мерному перекрыванию с интроном 6 и 8-мерному перекрыванию с экзоном 7."IDO-
«IDO-ASO 1» оценивали в отношении его способности к индукции пропуска экзона в клетках SKOV3 (кат. № HTB-77, ATCC) с помощью IDO1-специфической вложенной ПЦР следующим образом."IDO-
[Клеточная культура и обработка ASO] Клетки SKOV3 (аденокарциномы яичника человека) субкультивировали в 60-мм чашке для культивирования, содержащей 5 мл модифицированной среды 5C McCoy, дополненной 10% FBS, 1% стрептомицина/пенициллина, 1% L-глютамина и 1% пирувата натрия, в атмосфере с 5% CO2 при 37οC и обрабатывали «IDO-ASO 1» в течение 48 часов в концентрации 0 цМ (отрицательный контроль), 10 цМ, 100 цМ или 1 аМ.[Cell Culture and ASO Treatment] SKOV3 (human ovarian adenocarcinoma) cells were subcultured in a 60 mm culture dish containing 5 ml of modified 5C McCoy medium supplemented with 10% FBS, 1% streptomycin/penicillin, 1% L-glutamine and 1% sodium pyruvate, in an atmosphere with 5% CO 2 at 37 ο C and treated with "IDO-
[Экстракция РНК и синтез кДНК с помощью одностадийной ОТ-ПЦР] Тотальную РНК экстрагировали из клеток с использованием «Универсального набора для экстракции РНК» (кат. № 9767, Takara) в соответствии с инструкциями изготовителя. 200 нг РНК-матрицы подвергали реакции обратной транскрипции в объеме 25 мкл, используя набор для одностадийной ОТ-ПЦР Super Script® с Taq-полимеразой Platinum® (кат. № 10928-042, Invitrogen) на фоне набора экзон-специфических праймеров [IDO-экзон 2_прямой: (5'→3')TTCATTGCTAAACATCTGCC; и IDO-экзон 10_обратный: (5'→ 3')TGAAAGGACAAACTCACGGA] в соответствии со следующими режимами циклирования: 50οC в течение 30 мин и 94οC в течение 2 мин, после чего следовали 40 циклов, каждый состоящий из 30 сек при 94οC, 30 сек при 50οC и 1 мин при 72οC.[RNA Extraction and cDNA Synthesis by One-Step RT-PCR] Total RNA was extracted from the cells using the "Universal RNA Extraction Kit" (Cat. No. 9767, Takara) according to the manufacturer's instructions. 200 ng of template RNA was reverse-transcribed in a volume of 25 µl using the Super Script® one-step RT-PCR kit with Platinum® Taq polymerase (p/n 10928-042, Invitrogen) against the backdrop of a set of exon-specific primers [IDO- exon 2_straight: (5'→3')TTCATTGCTAAACATCTGCC; and IDO-exon 10_reverse: (5'→ 3')TGAAAGGACAAACTCACGGA] according to the following cycling regimes: 50 ο C for 30 min and 94 ο C for 2 min, followed by 40 cycles, each consisting of 30 sec at 94 ο C, 30 sec at 50 ο C and 1 min at 72 ο C.
[Амплификация с помощью вложенной ПЦР] 1 мкл кДНК дополнительно амплифицировали в 20-мкл реакции вложенной ПЦР (кат. № K2612, Bioneer) на фоне набора экзон-специфических праймеров [IDO-экзон 4_прямой: (5'→3')CCTTACTGCCAACTCTCC; и IDO-экзон 9_обратный: (5'→3')CTGCTTTGGCCTGCACTG] в соответствии со следующими режимами циклирования: 95οC в течение 5 мин с последующими 30 циклами, каждый состоящий из 30 сек при 95οC, 30 сек при 50οC и 1 мин при 72οC.[Nested PCR Amplification] 1 µl cDNA was further amplified in a 20 µl nested PCR reaction (cat. no. K2612, Bioneer) against the backdrop of an exon-specific primer set [IDO-exon 4_forward: (5'→3')CCTTACTGCCAACTCTCC; and IDO exon 9_reverse: (5'→3')CTGCTTTGGCCTGCACTG] according to the following cycling regimes: 95 οC for 5 min followed by 30 cycles, each consisting of 30 sec at 95 οC , 30 sec at 50 οC and 1 min at 72 ο C.
[Идентификация продукта пропуска экзона] ПЦР-продукты подвергали электрофоретическому разделению в 2% агарозном геле. Полосы целевого размера собирали и анализировали с помощью секвенирования по Сэнгеру.[Identification of exon skipping product] PCR products were subjected to electrophoretic separation in 2% agarose gel. Target size bands were harvested and analyzed by Sanger sequencing.
На фиг. 46А представлены данные электрофореза продуктов вложенной ПЦР (левая диаграмма) и данные секвенирования по Сэнгеру полосы для ПЦР-продукта, приписываемого пропуску экзонов 6-7 (справа). Пропуск экзонов 6-7 был обнаружен в экстракте РНК клеток, обработанных 100 цМ «IDO-ASO 1». Полоса для пропуска экзонов не была обнаружена в экстрактах РНК клеток, обработанных ASO в концентрации 10 цМ или 1 аМ, скорее всего из-за слабой стабильности варианта сплайсинга мРНК IDO1, в котором отсутствуют экзоны 6-7. Хотя интенсивность полноразмерной мРНК для IDO-1 снижалась в клетках, обработанных ASO в концентрации 10 или 100 цМ, интенсивность полноразмерной мРНК увеличивалась в клетках, обработанных ASO в концентрации 1 аМ. Наблюдаемое увеличение уровня полноразмерной мРНК при 1 аМ еще предстоит выяснить. Это может быть артефактом во время реакций ПЦР или может быть связано с (транзиторной) активацией транскрипции, вызванной «состоящей из экзона(ов) и интрона(ов) кольцевой РНК (EIciRNA)», накапливаемой во время пропуска экзона с помощью «IDO-ASO 1» [Nature Struc. Mol. Biol, vol. 22 (3), 256-264 (2015)]. Данные секвенирования по Сэнгеру (правая диаграмма) однозначно продемонстрировали пропуск экзонов 6-7, индуцированный «IDO-ASO 1» в клетках SKOV3.In FIG. 46A shows electrophoresis data of nested PCR products (left panel) and Sanger sequencing data of the PCR product attributable to exon skipping 6-7 (right). Exon skipping 6-7 was detected in an RNA extract of cells treated with 100 µM "IDO-
IDO1-пример 2. Антисмысловая функциональная активность «IDO-ASO 1». IDO1-example 2 Antisense functional activity "IDO-
Функциональную активность «IDO-ASO 1» оценивали в отношении его способности ингибировать секрецию кинуренина в клетках SKOV3 следующим образом.The functional activity of "IDO-
[Анализ секреции кинуренина] Клетки SKOV3, выращенные в 60-мм чашке для культивирования, содержащей 5 мл культуральной среды, обрабатывали «IDO-ASO 1» в концентрации 0 цМ (отрицательный контроль) или от 10 цМ до 1 фМ (3 чашки на каждую концентрацию). Клетки обрабатывали ASO вместе с 10 нг/мл γ-интерферона для увеличения секреции кинуренина. Спустя 24 часа 200 мкл культуральной среды отбирали из каждой чашки для культивирования и смешивали с 100 мкл 30% трихлоруксусной кислоты. Смесь встряхивали и подвергали центрифугированию при 8000хg в течение 5 мин. 75 мкл полученного супернатанта смешивали с 75 мкл реагента Эрлиха (0,8% п-диметиламинобензальдегида в уксусной кислоте), и смесь подвергали количественному анализу на кинуренин при 490 нм на считывающем устройстве для ELISA. [PLOS One 5 (8): e63301 (2013)][Kynurenine Secretion Assay] SKOV3 cells grown in a 60 mm culture dish containing 5 ml of culture medium were treated with "IDO-
На фиг. 46B представлены результаты анализа кинуренина. За исключением клеток, обработанных 1 аМ «IDO-ASO 1», секреция кинуренина значимо (t-критерий Стьюдента) снижалась в клетках, обработанных ASO в концентрации 10 цМ - 1 фМ. Секреция кинуренина снижалась приблизительно на 40% в клетках, обработанных 1 фМ «IDO-ASO 1».In FIG. 46B shows the results of the analysis of kynurenine. With the exception of cells treated with 1 aM "IDO-
IDO1-пример 3. Пропуск экзонов, индуцируемый «IDO-ASO 5». IDO1 Example 3 Exon skipping induced by "IDO-
«IDO-ASO 5», указанный в таблице 8, представляет собой 13-мерный ASO, полностью комплементарный области в 5'-сайте сплайсинга, охватывающей место соединения экзона 3 и интрона 3 в пре-мРНК для IDO1 человека. «IDO-ASO 5» комплементарно перекрывается с 13-мерной последовательностью, как отмечено «жирным шрифтом» и «подчеркиванием» в 20-мерной последовательности пре-мРНК для IDO1 человека [(5'→3')UG UCCGUAAG | guuug gagau]. «IDO-ASO 5» обладает способностью к 8-мерному комплементарному перекрыванию с экзоном 3 и 5-мерному комплементарному перекрыванию с интроном 3."IDO-
«IDO-ASO 5» оценивали в отношении его способности к индукции пропуска экзонов в клетках SKOV3 с помощью IDO1-специфической вложенной ОТ-ПЦР, как описано в «IDO1-примере 1», если не указано иное."IDO-
[Обработка ASO] Клетки SKOV3, выращенные в 60-мм чашке для культивирования, обрабатывали «IDO-ASO 5» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 1, 3, 10, 30 или 100 аМ в течение 48 часов.[ASO Treatment] SKOV3 cells grown in a 60 mm culture dish were treated with "IDO-
[Синтез кДНК с помощью одностадийной ПЦР] 200 нг РНК-матрицы подвергали реакции обратной транскрипции в объеме 25 мкл, используя набор для одностадийной ОТ-ПЦР Super Script® с Taq-полимеразой Platinum® (кат. № 10928-042, Invitrogen) на фоне набора экзон-специфических праймеров [IDO-экзон 1_прямой: (5'→3')AAAACTCCTGGACAATCAGT; и IDO-экзон 8_обратный: (5'→3')ACTTGAAGGGCTTTCTCC] в соответствии со следующими режимами циклирования: 50οC в течение 30 мин и 94οC в течение 2 мин, после чего следовали 40 циклов, каждый состоящий из 30 сек при 94οC, 30 сек при 52οC и 40 сек при 72οC.[cDNA synthesis by one-step PCR] 200 ng of template RNA were subjected to a 25 µl volume reverse transcription reaction using the Super Script® One-step RT-PCR Kit with Platinum® Taq polymerase (p/n 10928-042, Invitrogen) in the background set of exon-specific primers [IDO exon 1_forward: (5'→3')AAAACTCCTGGACAATCAGT; and IDO-exon 8_reverse: (5'→3')ACTTGAAGGGCTTTCTCC] according to the following cycling regimes: 50 οC for 30 min and 94 οC for 2 min, followed by 40 cycles, each consisting of 30 sec at 94 ο C, 30 sec at 52 ο C and 40 sec at 72 ο C.
[Амплификация с помощью вложенной ПЦР] 1 мкл кДНК дополнительно амплифицировали в реакции вложенной ПЦР в объеме 20 мкл (кат. № K2612, Bioneer) с использованием набора экзон-специфических праймеров [IDO-экзон 1n_прямой: (5'→3')TATTGATGAAGAAGTGGG; и IDO-экзон 8n_обратный: (5'→3')GTTCACATGATCGTGGATTTG] в соответствии со следующими режимами циклирования: 95οC в течение 5 мин с последующими 30 циклами, каждый состоящий из 30 сек при 95οC, 40 сек при 52οC и 40 сек при 72οC.[Nested PCR Amplification] 1 µl cDNA was further amplified in a 20 µl volume nested PCR reaction (Cat. No. K2612, Bioneer) using the exon-specific primer set [IDO exon 1n_forward: (5'→3')TATTGATGAAGAAGTGGG; and IDO exon 8n_reverse: (5'→3')GTTCACATGATCGTGGATTTG] according to the following cycling regimes: 95 οC for 5 min followed by 30 cycles, each consisting of 30 s at 95 οC , 40 s at 52 οC and 40 sec at 72 ο C.
[Данные о продуктах вложенной ПЦР] На фиг. 47А представлены данные электрофореза продуктов вложенной ПЦР. Клетки, обработанные «IDO-ASO 5» в концентрации 30 и 100 аМ, явно давали варианты сплайсинга мРНК, в которых отсутствовали экзоны 2-4 и экзоны 2-6. Интенсивность полосы для полноразмерной мРНК снижалась в клетках, обработанных ASO, хотя интенсивность слегка увеличивалась в клетках, обработанных ASO в концентрации 10 аМ. На фиг. 47B представлены данные секвенирования по Сэнгеру вариантов сплайсинга мРНК, в которых отсутствуют экзоны 2-4 и экзоны 2-6.[Nested PCR Product Data] FIG. 47A shows electrophoresis data of nested PCR products. Cells treated with IDO-
IDO1-пример 4. Пропуск экзонов, индуцируемый «IDO-ASO 6». IDO1 Example 4 Exon skipping induced by "IDO-
«IDO-ASO 6», указанный в таблице 8, представляет собой 13-мерный ASO, полностью комплементарный области в 3'-сайте сплайсинга, охватывающей место соединения интрона 3 и экзона 4 в пре-мРНК для IDO1 человека. «IDO-ASO 6» комплементарно нацеливается на 13-мерную последовательность, как отмечено «жирным шрифтом» и «подчеркиванием» в 20-мерной последовательности пре-мРНК для IDO1 человека [(5'→3')uuuua aucag | GUCUUGCC AA]. «IDO-ASO 6» обладает способностью к 5-мерному комплементарному перекрыванию с интроном 3 и 8-мерному комплементарному перекрыванию с экзоном 4."IDO-
«IDO-ASO 6» оценивали в отношении его способности к индукции пропуска экзонов в клетках SKOV3 с помощью IDO1-специфической вложенной ПЦР, как описано в «IDO1-примере 3», если не указано иное."IDO-
[Данные о продуктах вложенной ПЦР] На фиг. 47C представлены данные электрофореза продуктов вложенной ПЦР (левая диаграмма), а также данные секвенирования по Сэнгеру полосы для ПЦР-продукта, приписываемого пропуску экзонов (правая диаграмма). Клетки, обработанные «IDO-ASO 6» в диапазоне от 1 до 30 аМ, явно давали один вариант сплайсинга мРНК, в котором отсутствовали экзоны 2-5, хотя полоса для пропуска экзонов не была обнаружена в клетках, обработанных ASO в концентрации 100 аМ. Интенсивность полосы для полноразмерной мРНК была больше в клетках, обработанных ASO, чем в клетках без обработки ASO, что могло быть связано с активацией транскрипции, вызванной «состоящей из экзона(ов) и интрона(ов) кольцевой РНК (EIciRNA)", накапливаемой во время пропуска экзона с помощью «IDO-ASO 1» [Nature Struc. Mol. Biol, vol. 22 (3), 256-264 (2015)].[Nested PCR Product Data] FIG. 47C shows electrophoresis data of nested PCR products (left panel) as well as band Sanger sequencing data for the PCR product attributed to exon skipping (right panel). Cells treated with "IDO-
Примеры активности in vitro и ex vivo SNAP25-ASO.Examples of in vitro and ex vivo activity of SNAP25-ASO.
SNAP25 (связанный с синаптосомой белок с М.м. 25 кДа) представляет собой белок SNARE, участвующий в экзоцитозе нейромедиаторов в клетках двигательных нейронов. Ботулинический токсин А (Botox™) расщепляет SNAP25 для проявления его знаменитой активности против морщин. Производные ПНК формулы I в таблице 9 были сконструированы для комплементарного нацеливания на 3'-сайт сплайсинга экзона 7 в пре-мРНК SNAP25 человека. SNAP25-ASO оценивали в отношении SNAP25-антисмысловой активности в клетках SiMa (нейробластомы человека) и клетках РС12 крысиного происхождения, а также в отношении их способности ингибировать экспрессию SNAP25 в коже мышей при местном введении. Биологические примеры, представленные здесь, служат для иллюстрации экзон-пропускающей активности SNAP25-АSO в качестве примеров для соединения формулы I, и поэтому их не следует интерпретировать как ограничение объема настоящего изобретения SNAP25-ASO.SNAP25 (25 kDa synaptosome-associated protein) is a SNARE protein involved in neurotransmitter exocytosis in motor neuron cells. Botulinum Toxin A (Botox™) breaks down SNAP25 to display its renowned anti-wrinkle activity. The PNA derivatives of formula I in Table 9 were designed to complementarily target the 3' splicing site of
SNAP25-пример 1. Пропуск экзонов в клетках РС12, обработанных «SNAP-ASO 3». SNAP25 Example 1 Exon skipping in PC12 cells treated with "SNAP-
«SNAP-ASO 3», указанный в таблице 9, представляет собой 14-мерный ASO, полностью комплементарный 14-мерной последовательности в 3'-сайте сплайсинга, охватывающем место соединения «интрона 6» и «экзона 7» в пре-мРНК для SNAP25 человек. «SNAP-ASO 3» комплементарно перекрывается с 14-мерной последовательностью пре-мРНК, как отмечено «жирным шрифтом» и «подчеркиванием» в 30-мерной последовательности пре-мРНК [(5'→3') cucuuugg aucccag | GGUAACA AAUGAUGC1. «SNAP-ASO 3» обладает способностью к 7-мерному перекрыванию с «интроном 6» и еще одному 7-мерному перекрыванию с «экзоном 7»."SNAP-
«SNAP-ASO 3» оценивали в отношении его способности к индукции пропуска экзонов в клетках РС12 (кат. № CRL-1721, ATCC), хотя «SNAP-ASO 3» имеет одно несоответствие с 3'-сайтом сплайсинга «экзона 7» в пре-мРНК для SNAP25 крысы, считываемой с геномной ДНК крысы [доступ к которой получен из ссылочной последовательности NCBI: NC_005012]. 14-мерный ASO обладает способностью к 13-мерному комплементарному перекрыванию с пре-мРНК для SNAP25 крысы, как отмечено «жирным шрифтом» и «подчеркиванием» в 25-мерной последовательности пре-мРНК [(5'→3')ugg"c" ucccag | GGUAACA AACGAUGC], в которой единственное несоответствие отмечено знаком кавычки ("")."SNAP-
[Клеточная культура и обработка ASO] Клетки РС12 поддерживали в среде RPMI 1640 с добавлением 5% FBS, 10% лошадиной сыворотки, 1% стрептомицина/пенициллина, 1% L-глютамина и 1% пирувата натрия в атмосфере с 5% CO2 при 37οC. Клетки, выращенные в 60-мм чашке для культивирования, содержащей 5 мл культуральной среды, обрабатывали «SNAP-ASO 3» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 10, 100 или 1000 цМ.[Cell Culture and ASO Treatment] PC12 cells were maintained in RPMI 1640 medium supplemented with 5% FBS, 10% horse serum, 1% streptomycin/penicillin, 1% L-glutamine, and 1% sodium pyruvate in a 5% CO 2 atmosphere at 37 ο C. Cells grown in a 60 mm culture dish containing 5 ml culture medium were treated with "SNAP-
[Экстракция РНК и синтез кДНК с помощью одностадийной ПЦР] После инкубации с «SNAP-ASO 3» в течение 42 часов клетки обрабатывали 100 мкг/мл циклогексимида в течение еще 6 часов, чтобы заморозить трансляцию на рибосомах. Затем тотальную РНК экстрагировали с использованием «Универсального набора для экстракции РНК» (кат. № 9767, Takara) в соответствии с инструкциями производителя. 200 нг РНК-матрицы подвергали реакции обратной транскрипции в объеме 25 мкл, используя набор для одностадийной ОТ-ПЦР Super Script® с Taq-полимеразой Platinum® (кат. № 10928-042, Invitrogen) на фоне набора экзон-специфических праймеров [SNAP-экзон 1_прямой: (5'→3') ATGGCCGAGGACGCAGACA; и SNAP-экзон 14_обратный: (5'→3') AGCATCTTTGTTGCACGTTG] в соответствии со следующими режимами циклирования: 50οC в течение 30 мин и 94οC в течение 2 мин, после чего следовали 40 циклов, каждый состоящий из 30 сек при 94οC, 30 сек при 50οC и 1 мин при 72οC.[RNA Extraction and cDNA Synthesis by One Step PCR] After incubation with "SNAP-
[Амплификация с помощью вложенной ПЦР] 1 мкл кДНК подвергали реакции вложенной ПЦР в объеме 20 мкл (кат. № K2612, Bioneer) на фоне набора экзон-специфических праймеров [SNAP-экзон 1_прямой: (5'→3')ATGGCCGAGGACGCAGACA; SNAP-экзон 14n_обратный: (5'→3')TTGTTGGAGTCAGCGCCT] в соответствии со следующими режимами циклирования: 95οC в течение 2 мин с последующими 34 циклами, каждый состоящий из 30 сек при 95οC, 30 сек при 55οC и 1 мин при 72οC.[Nested PCR Amplification] 1 μl cDNA was subjected to a 20 μl nested PCR reaction (Cat. No. K2612, Bioneer) against the background of a set of exon-specific primers [SNAP exon 1_forward: (5'→3')ATGGCCGAGGACGCAGACA; SNAP exon 14n_reverse: (5'→3')TTGTTGGAGTCAGCGCCT] according to the following cycling patterns: 95 οC for 2 min followed by 34 cycles, each consisting of 30 sec at 95 οC , 30 sec at 55 οC , and 1 min at 72 ° C.
[Идентификация продуктов пропуска экзонов] ПЦР-продукты подвергали электрофоретическому разделению в 2% агарозном геле. Полосы целевого размера собирали и анализировали с помощью секвенирования по Сэнгеру.[Identification of exon skipping products] PCR products were subjected to electrophoretic separation in 2% agarose gel. Target size bands were harvested and analyzed by Sanger sequencing.
На фиг. 48A представлены данные электрофореза ПЦР-продуктов, в которых образец обработки 10 цМ ASO давал слабую, полосу для ПЦР-продукта, приписываемого пропуску экзонов 5-7 (ср. левую диаграмму). Даже если клетки обрабатывали циклогексимидом для дестабилизации полноразмерной мРНК путем замораживания трансляции на рибосомах, была обнаружена только слабая полоса для пропуска экзонов. Таким образом, вариант сплайсинга мРНК SNAP25, приписываемый пропуску экзонов 5-7, вероятно, демонстрирует плохую метаболическую стабильность в клетках по сравнению с полноразмерной мРНК. ПЦР-продукт пропуска экзонов, на основании данных секвенирования, соответствовал пропуску экзонов 5-7, как показано на фиг. 48А. (см. правую диаграмму) Учитывая, что ПЦР-продукт, приписываемый пропуску экзона 6, наблюдался независимо от концентрации ASO, считается, что пропуск экзона 6 происходит спонтанно.In FIG. 48A shows electrophoresis data of PCR products in which the 10 µM ASO treatment sample gave a faint band for the PCR product attributable to exon skipping 5-7 (cf. left panel). Even when cells were treated with cycloheximide to destabilize full-length mRNA by freezing translation on ribosomes, only a weak exon-skipping band was found. Thus, the SNAP25 mRNA splicing variant attributed to exon skipping 5-7 likely exhibits poor metabolic stability in cells compared to full-length mRNA. The exon skipping PCR product, based on the sequencing data, was consistent with exon skipping 5-7 as shown in FIG. 48A. (See right panel) Given that the PCR product attributed to
Интенсивность полосы для полноразмерной мРНК SNAP25 больше всего снижалась в клетках, обработанных 10 цМ «SNAP-ASO 3». Интенсивность полосы для полноразмерной мРНК постепенно увеличивалась до уровня отрицательного контроля (т.е. без обработки ASO) по мере увеличения концентрации ASO с 10 до 1000 цМ. Обратный характер зависимости ответа от дозы в данных вложенной ПЦР может быть обусловлен активацией транскрипции, вызванной «состоящей из экзона(ов) и интрона(ов) круговой РНК (EIciRNA)», накапливаемой во время пропуска экзона с помощью «SNAP-ASO 3» [Nature Struc. Mol. Biol, vol. 22 (3), 256-264 (2015)].The band intensity for full length SNAP25 mRNA decreased most in cells treated with 10 µM "SNAP-
SNAP25-пример 2. кПЦР для мРНК SNAP25 в клетках РС12, обработанных «SNAP-ASO 3». SNAP25 example 2 . qPCR for SNAP25 mRNA in PC12 cells treated with "SNAP-
«SNAP-ASO 3» оценивали с помощью SNAP25-специфической вложенной кПЦР в отношении его способности к вызову изменений уровня мРНК для SNAP25 крысы в клетках РС12 следующим образом."SNAP-
[Клеточная культура и обработка ASO] Клетки РС12, выращенные в 60-мм чашке для культивирования, содержащей 5 мл культуральной среды, обрабатывали «SNAP-ASO 3» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 10, 100 или 1000 цМ (2 чашки для культивирования на каждую концентрацию ASO)[Cell culture and ASO treatment] PC12 cells grown in a 60 mm culture dish containing 5 ml of culture medium were treated with "SNAP-
[Экстракция РНК и синтез кДНК с помощью одностадийной ОТ-ПЦР] После инкубации с «SNAP-ASO 3» в течение 42 часов клетки обрабатывали 100 мкг/мл циклогексимида в течение еще 6 часов до заморозки трансляции на рибосомах. Затем тотальную РНК экстрагировали из клеток с использованием «Универсального набора для экстракции РНК» (кат. № 9767, Takara) в соответствии с инструкциями производителя. 200 нг РНК-матрицы подвергали реакции обратной транскрипции в объеме 25 мкл с использованием набора для одностадийной ОТ-ПЦР (Invitrogen, США) на фоне набора экзон-специфических праймеров [SNAP-экзон 1_прямой: (5'→3')ATGGCCGAGGACGCAGACAA; и SNAP-экзон 14_обратный: (5'→3')AGCATCTTTGTTGCACGTTG] в соответствии со следующими режимами циклирования: 50οC в течение 30 мин и 94οC в течение 2 мин, после чего следовали 20 циклов, каждый состоящий из 30 сек при 94οC, 30 сек при 55οC и 1 мин при 72οC.[RNA Extraction and cDNA Synthesis by One-Step RT-PCR] After incubation with "SNAP-
[Амплификация с помощью вложенная кПЦР] 1 мкл каждого раствора кДНК, разведенного в 100 раз, подвергали реакции ПЦР в режиме реального времени в объеме 20 мкл на фоне набора экзон-специфических праймеров [SNAP-экзон 7q_прямой: (5'→3')ATGGATGAAAACCTAGAGC; и SNAP-экзон 8q_обратный: (5'→3')CTTCCCAGCATCTTTGTT] в соответствии со следующими режимами циклирования: 95οC в течение 3 мин с последующими 40 циклами, каждый состоящий из 10 сек при 95οC и 30 сек при 60οC. Реакцию кПЦР отслеживали с помощью зонда Taqman [[5'→3')5,6-FAM-CAGCCTTCT-ZEN-CCATGATCCT-3IABkFQ], нацеленного на место соединения экзона 7 и экзона 8, для количественного анализа полноразмерной мРНК для SNAP25.[Nested qPCR amplification] 1 µl of each 100-fold diluted cDNA solution was subjected to a real-time PCR reaction in a volume of 20 µl against the backdrop of a set of exon-specific primers [SNAP exon 7q_forward: (5'→3')ATGGATGAAAACCTAGAGC ; and SNAP exon 8q_reverse: (5'→3')CTTCCCAGCATCTTTGTT] according to the following cycle modes: 95 οC for 3 min followed by 40 cycles, each consisting of 10 sec at 95 οC and 30 sec at 60 οC The qPCR reaction was monitored with a Taqman [[5'→3')5,6-FAM-CAGCCTTCT-ZEN-CCATGATCCT-3IABkFQ] probe targeting the junction of
На фиг. 48B представлены данные кПЦР, в которых уровень полноразмерной мРНК значимо (t-критерий Стьюдента) снижался в клетках, обработанных «SNAP-ASO 3» в концентрации 10 цМ и 100 цМ, приблизительно на 50% и 20%, соответственно. Однако уровень полноразмерной мРНК в клетках, обработанных 1000 цМ «SNAP-ASO 3», был немного выше, чем уровень в клетках без обработки ASO (т.е. отрицательном контроле).In FIG. 48B shows qPCR data in which the level of full-length mRNA significantly (Student's t-test) decreased in cells treated with "SNAP-
Обратный характер зависимости ответа от дозы в данных кПЦР в значительной степени согласуется с характером зависимости от дозы ответа уровня полноразмерной мРНК во время пропуска экзона, описанной в «SNAP25-примере 1», что предполагает повышение уровня транскрипции при увеличении дозы ASO с 10 до 1000 цМ. Таким образом, 13-мерное комплементарное перекрывание с пре-мРНК для SNAP25 крысы было недостаточным для подавления активации транскрипции, индуцированной EIciRNA, накапливаемой во время пропуска экзонов.The inverse dose-response pattern in the qPCR data is highly consistent with the dose-response pattern of the full-length mRNA level during exon skipping described in "SNAP25 Example 1", suggesting an increase in transcription as the dose of ASO increases from 10 to 1000 nM. . Thus, the 13-mer complementary overlap with pre-mRNA for rat SNAP25 was insufficient to suppress EIciRNA-induced transcriptional activation accumulated during exon skipping.
SNAP25-пример 3. кПЦР для мРНК SNAP25 в клетках РС12, обработанных «SNAP-ASO 1». SNAP25 example 3 . qPCR for SNAP25 mRNA in PC12 cells treated with "SNAP-
«SNAP-ASO 1», указанный в таблице 8, представляет собой 16-мерный ASO, полностью комплементарный 16-мерной последовательности 3'-сайта сплайсинга, охватывающего место соединения интрона 6 и экзона 7 в пре-мРНК для SNAP25 человека. «SNAP-ASO 1» комплементарно перекрывается с 16-мерной последовательностью-мишенью, как отмечено «жирным шрифтом» и «подчеркиванием» в 30-мерной последовательности пре-мРНК человека [(5'→3')cucuuugga ucccag | GGUAACAAU GAUGC]. «SNAP-ASO 1» обладает способностью к 6-мерному перекрыванию с интроном 6 и 10-мерному перекрыванию с экзоном 7. Однако с мРНК для SNAP25 крысы ASO имеет одно несоответствие, как отмечено «жирным шрифтом» и «подчеркиванием» в 25-мерной последовательности пре-мРНК [(5'→3')uggcu cccag | GGUAACAAA "C"GAUGC1. в которой одно несоответствие отмечено знаком кавычки ("")."SNAP-
«SNAP-ASO 1» оценивали с помощью SNAP25-специфической вложенной кПЦР в отношении его способности вызывать изменения уровня мРНК для SNAP25 крысы в клетках РС12, как описано в «SNAP25-примере 2», если не указано иное."SNAP-
На фиг. 48C представлены данные кПЦР, в которых уровень полноразмерной мРНК значимо (t-критерий Стьюдента) снижался в клетках, обработанных «SNAP-ASO 1» в концентрации 10 цМ, 100 цМ и 1000 цМ приблизительно на 50%, 40% и 70%, соответственно.In FIG. 48C shows qPCR data in which the level of full-length mRNA significantly (Student's t-test) decreased in cells treated with "SNAP-
Как и в случае с «SNAP-ASO 3», обратный характер зависимости ответа от дозы был частично воспроизведен с «SNAP-ASO 1» при увеличении дозы с 10 до 100 цМ. Однако, принимая во внимание, что уровень полноразмерной мРНК еще больше снижался при увеличении концентрации ASO до 1000 цМ, эффективность пропуска экзонов в случае «SNAP-ASO 1», по-видимому, выше, чем в случае «SNAP-ASO 3». 15-мерное комплементарное перекрывание «SNAP-ASO 1» с пре-мРНК крысы будет отвечать за более высокую эффективность пропуска экзонов.As with SNAP-
SNAP25-пример 4. Ингибирование экспрессии белка SNAP25 в клетках РС12 с помощью «SNAP-ASO 3». SNAP25 Example 4 Inhibition of SNAP25 protein expression in PC12 cells with "SNAP-
«SNAP-ASO 3» оценивали в отношении его способности ингибировать экспрессию белка SNAP25 в клетках РС12 следующим образом."SNAP-
Клетки РС12 выращивали в 60-мм чашке для культивирования, содержащей 5 мл культуральной среды, и обрабатывали «SNAP-ASO 3» в концентрации 0 цМ (отрицательный контроль), 1 цМ, 10 цМ, 30 цМ, 100 цМ, 300 цМ, 1 аМ, 3 аМ или 10 аМ в течение 48 часов. Использовали 4 чашки для культивирования для отрицательного контроля, чтобы компенсировать возможные технические артефакты во время анализа с помощью Вестерн-блоттинга.PC12 cells were grown in a 60 mm culture dish containing 5 ml culture medium and treated with "SNAP-
[Лизис клеток] Затем клетки подвергали лизису на льду с использованием 200 мкл 1X буфера RIPA (кат. № 9806, Cell Signaling Tech) с добавлением 1% SDS и 1X смеси ингибиторов протеиназ (Complete Mini, Roche). Лизаты собирали в 1,5 мл пробирку Эппендорфа, смешивали со 100 мкл 5X буфера для образцов и кипятили в течение 5 мин.[Cell Lysis] Cells were then lysed on ice using 200 µl of 1X RIPA buffer (Cat. No. 9806, Cell Signaling Tech) supplemented with 1% SDS and 1X Proteinase Inhibitor Mix (Complete Mini, Roche). The lysates were collected in a 1.5 ml Eppendorf tube, mixed with 100 µl of 5X sample buffer and boiled for 5 minutes.
[Вестерн-блоттинг] Лизаты подвергали электрофоретическому разделению в 4-15% градиентном геле TGX-ПААГ для электрофореза (кат. № 456-1086, Bio-Rad), а затем переносили на мембрану из PVDF 0,45 мкм. Мембрану исследовали с использованием антитела против SNAP25 (кат. № S9684, Sigma) и антитела против β-актина (кат. № A3845, Sigma).[Western Blotting] Lysates were subjected to electrophoretic separation in a 4-15% gradient TGX-PAGE electrophoresis gel (p/n 456-1086, Bio-Rad) and then transferred to a 0.45 μm PVDF membrane. The membrane was examined using an anti-SNAP25 antibody (Cat. No. S9684, Sigma) and an anti-β-actin antibody (Cat. No. A3845, Sigma).
На фиг. 49А представлены данные Вестерн-блоттинга SNAP25, полученные с лизатами клеток РС12 (верхняя диаграмма), а также относительные уровни экспрессии SNAP25, приведенные к β-актина с помощью денситометрии (нижняя диаграмма). Уровень белка SNAP25 снижался на 10-60% в клетках, обработанных «SNAP-ASO 3». Уровень экспрессии отрицательного контроля (т.е. 0 цМ «SNAP-ASO 3») представляет собой средний уровень экспрессии 4 образцов.In FIG. 49A shows SNAP25 Western blot data obtained from PC12 cell lysates (upper panel) and relative SNAP25 expression levels adjusted for β-actin by densitometry (lower panel). The level of SNAP25 protein was reduced by 10-60% in cells treated with "SNAP-
SNAP25-пример 5. Ингибирование экспрессии белка SNAP25 в клетках РС12 с помощью «SNAP-ASO 1». SNAP25 example 5 . Inhibition of SNAP25 protein expression in PC12 cells using "SNAP-
«SNAP-ASO 1» оценивали в отношении его способности ингибировать экспрессию белка SNAP25 в клетках РС12, как описано в «SNAP25-примере 4», если не указано иное. Клетки РС12 обрабатывали «SNAP-ASO 1» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 100 или 1000 цМ либо в течение 48 часов, либо в течение 72 часов. (Одна чашка для культивирования для каждой концентрации ASO)."SNAP-
На фиг. 49B представлены данные Вестерн-блоттинга для обработки ASO в течение 48 часов (слева) и 72 часа (справа). «SNAP-ASO 1» значительно ингибировал экспрессию белка SNAP25 в клетках РС12 в оба момента времени.In FIG. 49B shows Western blot data for ASO treatment at 48 hours (left) and 72 hours (right). "SNAP-
SNAP25-пример 6. Ингибирование экспрессии белка SNAP25 в клетках SiMa с помощью «SNAP-ASO 3». SNAP25 Example 6 Inhibition of SNAP25 protein expression in SiMa cells with "SNAP-
«SNAP-ASO 3» оценивали в отношении его способности ингибировать экспрессию белка SNAP25 в клетках нейробластомы человека SiMa следующим образом."SNAP-
[Клеточная культура и обработка ASO] Клетки SiMa (кат. № ACC164, DSMZ) поддерживали в среде RPMI 1640 с добавлением 10% FBS, 1% стрептомицина/пенициллина, 1% L-глютамина и 1% пирувата натрия в атмосфере с 5% CO2 при 37οC. Клетки SiMa выращивали в 60-мм чашке для культивирования, содержащей 5 мл культуральной среды, и обрабатывали в течение 48 часов «SNAP-ASO 3» в концентрации 0 цМ (отрицательный контроль), от 1 цМ до 100 аМ. Для отрицательного контроля использовали 3 культуральных чашки, чтобы компенсировать возможные технические артефакты во время анализа с помощью Вестерн-блоттинга.[Cell Culture and ASO Treatment] SiMa cells (cat. no. ACC164, DSMZ) were maintained in RPMI 1640 medium supplemented with 10% FBS, 1% streptomycin/penicillin, 1% L-glutamine, and 1% sodium pyruvate in an atmosphere of 5% CO 2 at 37 οC . SiMa cells were grown in a 60 mm culture dish containing 5 ml of culture medium and treated for 48 hours with "SNAP-
[Лизис клеток] Клетки подвергали лизису на льду с использованием 200 мкл 1X буфера RIPA (кат. № 9806, Cell Signaling Tech) с добавлением 1% SDS и 1X смеси ингибиторов протеиназ (Complete Mini, Roche). Затем лизаты собирали в 1,5 мл пробирку Эппендорфа, смешивали со 100 мкл 5X буфера для образцов и кипятили в течение 5 мин.[Cell Lysis] Cells were lysed on ice using 200 µl of 1X RIPA buffer (Cat. No. 9806, Cell Signaling Tech) supplemented with 1% SDS and 1X Proteinase Inhibitor Mix (Complete Mini, Roche). The lysates were then collected in a 1.5 ml Eppendorf tube, mixed with 100 µl of 5X sample buffer and boiled for 5 minutes.
[Вестерн-блоттинг] Лизаты подвергали электрофоретическому разделению в 12% SDS-ПААГ для электрофореза и переносили на мембрану из поливинилидендифторида (PVDF) 0,2 мкм. Мембрану исследовали с использованием антитела против SNAP25 (кат. № ab41455, Sigma) и антитела против β-актина (кат. № A3845, Sigma).[Western blotting] Lysates were subjected to electrophoretic separation in 12% SDS-PAGE for electrophoresis and transferred to a 0.2 μm polyvinylidene difluoride (PVDF) membrane. The membrane was examined using an anti-SNAP25 antibody (p/n ab41455, Sigma) and an anti-β-actin antibody (p/n A3845, Sigma).
На фиг. 50А представлены данные Вестерн-блоттинга SNAP25, полученные с лизатами клеток SiMa (верхняя диаграмма), а также относительные уровни экспрессии SNAP25, приведенные к β-актину с помощью денситометрии (нижняя диаграмма). Уровень белка SNAP25 снижался на 40-50% в клетках, обработанных «SNAP-ASO 3».In FIG. 50A shows SNAP25 Western blot data obtained from SiMa cell lysates (upper panel) and relative SNAP25 expression levels normalized to β-actin by densitometry (lower panel). The level of SNAP25 protein was reduced by 40-50% in cells treated with "SNAP-
SNAP25-пример 7. кПЦР для мРНК SNAP25 в клетках SiMa, обработанных «SNAP-ASO 3». SNAP25 Example 7 qPCR for SNAP25 mRNA in SiMa cells treated with "SNAP-
«SNAP-ASO 3» оценивали с помощью SNAP25-специфической вложенной кПЦР в отношении его способности вызывать изменения уровня мРНК SNAP25 человека в клетках SiMa следующим образом."SNAP-
[Клеточная культура и обработка ASO] Клетки SiMa выращивали в 60-мм чашке для культивирования, содержащей 5 мл культуральной среды, и обрабатывали «SNAP-ASO 3» в концентрации 0 цМ (отрицательный контроль), 1 цМ, 10 цМ, 100 цМ, 1 аМ, 10 аМ или 100 аМ (2 чашки для культивирования для каждой концентрации ASO)[Cell culture and ASO treatment] SiMa cells were grown in a 60 mm culture dish containing 5 ml of culture medium and treated with "SNAP-
[Экстракция РНК и синтез кДНК] Тотальную РНК экстрагировали из клеток с использованием набора для мини-приготовления RNeasy (кат. № 74106, Qiagen) в соответствии с инструкциями производителя. 200 нг РНК-матрицы подвергали 25-мкл реакции обратной транскрипции с использованием набора для синтеза первой цепи кДНК PrimeScript (кат. № 6110B, Takara) на фоне случайных гексамеров.[RNA Extraction and cDNA Synthesis] Total RNA was extracted from cells using the RNeasy mini preparation kit (Cat. No. 74106, Qiagen) according to the manufacturer's instructions. 200 ng of template RNA was subjected to a 25 µl reverse transcription reaction using the PrimeScript First Strand cDNA Synthesis Kit (Cat. No. 6110B, Takara) in a background of random hexamers.
[Амплификация с помощью кПЦР]. ПЦР-реакции контролировали с использованием зонда Taqman [(5'→3')56-FAM-CGGCTTCAT-ZEN-CCGCAGGGTAACAA-3IABkFQ], нацеленного на место соединения экзона 6 и экзона 7, на фоне набора экзон-специфических праймеров. [SNAP-экзон 6_прямой: (5'→3')GACGAACGGGAGCAGATG; и SNAP-экзон 8_обратный (2): (5'→3')ATCTCATTGCCC-ATATCCAGG]. Режимы циклирования: 95οC в течение 3 мин с последующими 40 циклами: 15 сек при 95οC и 30 сек при 60οC.[Amplification by qPCR]. PCR reactions were monitored using the Taqman probe [(5'→3')56-FAM-CGGCTTCAT-ZEN-CCGCAGGGTAACAA-3IABkFQ] targeted at the junction of
На фиг. 50B представлены данные кПЦР, в которых уровень полноразмерной мРНК для SNAP25 человека значимо (t-критерий Стьюдента) снижался в клетках, обработанных «SNAP-ASO 3» в концентрации 1 цМ, 100 цМ, 1 аМ и 100 аМ, на 20-40%. Клетки, обработанные ASO в концентрации 100 аМ, продемонстрировали самое сильное ингибирование, составляющее 40%.In FIG. 50B shows qPCR data in which the level of full-length mRNA for human SNAP25 significantly (Student's t-test) decreased in cells treated with "SNAP-
SNAP25-пример 8. Ингибирование экспрессии белка SNAP25 в коже мыши, которой местно вводили «SNAP-ASO 1». SNAP25 example 8 . Inhibition of SNAP25 protein expression in the skin of a mouse topically injected with "SNAP-
«SNAP-ASO 1» представляет собой 16-мерный ASO, полностью комплементарный 3'-сайту сплайсинга, охватывающему место соединения интрона 6 и экзона 7 в пре-мРНК для SNAP25 мыши, считываемой с геномной ДНК мыши [доступ к которым осуществляется из ссылочной последовательности NCBI: NC_000068]. «SNAP-ASO 1» оценивали в отношении его способности ингибировать экспрессию белка SNAP25 в коже при местном введении следующим образом."SNAP-
[Стрижка и группировка] В день 0 8 самок мышей C57BL/6 (возрастом 5 недель) анестезировали с помощью золетила/ромпуна, и стрижка была выполнена на спине (приблизительно 3 см × 4 см) машинкой для стрижки. Мышей случайным образом распределяли по 4 группам, т.е. группе без лечения ASO (отрицательный контроль) и 3 группам лечения 1 фМ, 10 фМ и 100 фМ «SNAP-ASO 1». (2 животных на группу)[Cutting and grouping] On
[Местное введение] Растворы для местного применения готовили путем последовательного разведения водного исходного раствора «SNAP-ASO 1» в 30% (в объемном отношении) водно-этанольном растворе с добавлением 3% (в объемном отношении) глицерина до 0, 1, 10 и 100 фМ «SNAP-ASO 1». Каждому животному местно вводили приблизительно 1000 мкл раствора для местного применения в кожу спины с удалением волос с использованием ватного тампона два раза в день в дни 0-4.[Topical administration] Solutions for topical application were prepared by serially diluting the aqueous stock solution of "SNAP-
[Отбор образцов кожи] Днем в день 4 животных анестезировали с помощью золетила/ромпуна для отбора образцов части кожи, подвергнутой местному лечению ASO. Образцы кожи затем подвергали IHC против белка SNAP25, как описано ниже.[Skin Sampling]
[SNAP25-IHC] Образцы кожи были подвергнуты изготовлению срезов из замороженных тканей и иммуноокрашиванию последовательно с использованием первого антитела против SNAP25 (кат. № ab41455, Abeam) в разведении 1:200, второго антитела против IgG (кат. № BA-1100, Vector) в разведении 1:200, а затем Dylight 594-стептавидина (кат. № SA-5594, Vector, CA, США) в разведении 1:200 для мечения красной флуоресценцией. Антитело против SNAP25 исследует С-конец белка SNAP25. IHC-изображения получали на слайд-сканере Zeiss для оценки экспрессии белка SANP25. Окрашивание DAPI проводили для визуализации микроструктуры кожи.[SNAP25-IHC] Skin samples were subjected to frozen tissue sectioning and immunostaining sequentially with the first anti-SNAP25 antibody (p/n ab41455, Abeam) at a 1:200 dilution, the second anti-IgG antibody (p/n BA-1100, Vector ) at a 1:200 dilution, followed by Dylight 594-Steptavidin (Cat. No. SA-5594, Vector, CA, USA) at a 1:200 dilution for red fluorescence labeling. An anti-SNAP25 antibody probes the C-terminus of the SNAP25 protein. IHC images were obtained on a Zeiss slide scanner to evaluate SANP25 protein expression. DAPI staining was performed to visualize the microstructure of the skin.
На фиг. 51 представлен репрезентативный набор IHC-изображений SNAP25 по группам. В группе отрицательного контроля экспрессия белка SNAP25 была высокой в мышечном слое прямо под дермой. Полагают, что экспрессия белка SNAP25 в мышечном слое происходит из-за экспрессии белка SNAP25 в аксонах двигательных нейронов, внедренных в мышечный слой. Экспрессия белка SNAP25 в мышечном слое постепенно снижалась с увеличением дозы. Наиболее заметное снижение наблюдалось в группе лечения 100 фМ.In FIG. 51 shows a representative set of SNAP25 IHC images by group. In the negative control group, SNAP25 protein expression was high in the muscle layer just below the dermis. It is believed that the expression of the SNAP25 protein in the muscle layer is due to the expression of the SNAP25 protein in the axons of motor neurons embedded in the muscle layer. Expression of the SNAP25 protein in the muscle layer gradually decreased with increasing dose. The most marked decrease was seen in the 100 fM treatment group.
Ингибирование экспрессии полноразмерного белка SNAP25 в коже согласно IHC, по-видимому, сильнее этого ингибирования согласно Вестерн-блоттингу, наблюдаемого в клетках РС12 (ср. «SNAP25-пример 5»). Активация транскрипции с помощью EIciRNA в первичных клетках, если таковые имеются, по-видимому, не столь выражена, как положительная регуляция, наблюдаемая в раковых клетках, включая клетки PC12 и SiMa.Inhibition of full-length SNAP25 protein expression in skin by IHC appears to be stronger than that Western blot inhibition observed in PC12 cells (cf. "SNAP25 Example 5"). Transcriptional activation by EIciRNA in primary cells, if any, does not appear to be as pronounced as the upregulation seen in cancer cells, including PC12 and SiMa cells.
Примеры активности in vitro TYR-ASO.Examples of in vitro activity of TYR-ASO.
Тирозиназа (TYR) представляет собой фермент, участвующий в меланогенезе или пигментации кожи. Производные ПНК формулы I в таблице 10 были сконструированы для комплементарного нацеливания на 3'-сайт сплайсинга экзона 2 в пре-мРНК для TYR человека или мыши. TYR-ASO оценивали в отношении TYR-антисмысловой экзон-пропускающей активности в меланоцитах человека, а также в клетках B16F10 (меланомы мыши). Биологические примеры, представленные здесь, служат для иллюстрации экзон-пропускающей активности TYR-ASO в качестве примеров соединения формулы I, и поэтому их не следует интерпретировать как ограничение объема настоящего изобретения TYR ASO.Tyrosinase (TYR) is an enzyme involved in melanogenesis or skin pigmentation. The PNA derivatives of Formula I in Table 10 were designed to complementarily target the 3' splicing site of
TYR-пример 1. Пропуск экзонов, индуцируемый «TYR-ASO 4» в клетках B 16F10. TYR Example 1 Exon skipping induced by "TYR-
«TYR-ASO 4», указанный в таблице 10, представляет собой 13-мерный TYR-ASO, полностью комплементарный 3'-сайту сплайсинга, охватывающему место соединения интрона 1 и экзона 2 в TYR мыши, как отмечено «жирным шрифтом» и «подчеркиваем» в 30-мерной. последовательности пре-мРНК для TYR мыши [[5'→3')aauuguuuuu cacag | AUCAUUUG UAGCAGA]. Между тем, «TYR-ASO 4» имеет 4 несоответствия с 3'-сайтом сплайсинга, охватывающим место соединения интрона 1 и экзона 2 в пре-мРНК TYR человека, отмеченных знаком кавычки ("") в 30-мерной последовательности пре-мРНК [(5'→3')ggguguuuug"u" acag | AU "UG" U "C" UG UAGCCGA]."TYR-
«TYR-ASO 4» оценивали в отношении его способности к индукции пропуска экзона 2 TYR мыши в клетках меланомы B16F10 следующим образом. «TYR-ASO 4» может служить хорошим заместителем «TYR-ASO 1», который является полностью комплементарным пре-мРНК для TYR человека."TYR-
[Клеточная культура и обработка ASO] Клетки меланомы мыши B16F10 (кат. № CRL-6475, ATCC) поддерживали в DMEM (модифицированной по Дульбекко минимальной питательной среде Игла) с добавлением 10% FBS, 1% стрептомицина/пенициллина и 0,01 мг/мл бычьего инсулина. Клетки B16F10, выращенные в 60-мм чашке для культивирования, содержащей 5 мл DMEM, инкубировали в течение 5 часов с «TYR-ASO 4» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 1, 10, 100 или 1000 аМ.[Cell Culture and ASO Treatment] B16F10 mouse melanoma cells (Cat. No. CRL-6475, ATCC) were maintained in DMEM (Dulbecco's Modified Minimum Eagle's Medium) supplemented with 10% FBS, 1% streptomycin/penicillin and 0.01mg/ ml of bovine insulin. B16F10 cells grown in a 60 mm culture dish containing 5 ml of DMEM were incubated for 5 hours with "TYR-
[Экстракция РНК и синтез кДНК с помощью одностадийной ПЦР] Тотальную РНК экстрагировали с использованием «Универсального набора для экстракции РНК» (кат. № 9767, Takara) в соответствии с инструкциями производителя. 200 нг РНК-матрицы использовали для реакции обратной транскрипции в объеме 25 мкл, используя набор для одностадийной ОТ-ПЦР Super Script® с Taq-полимеразой Platinum® (кат. № 10928-042, Invitrogen) на фоне набора экзон-специфических праймеров [TYR-экзон 1_прямой: (5'→3')GTAAGTTTGGATTTGGGG; и TYR-экзон 4_обратный: (5'→3')AGAGCGGTATGAAAGGAA] в соответствии со следующими режимами циклирования: 50οC в течение 30 мин и 94οC в течение 2 мин, после чего следовали 15 циклов, каждый состоящий из 30 сек при 94οC, 30 сек при 52οC и 40 сек при 72οC.[RNA Extraction and cDNA Synthesis by One Step PCR] Total RNA was extracted using the "Universal RNA Extraction Kit" (Cat. No. 9767, Takara) according to the manufacturer's instructions. 200 ng of template RNA was used for the reverse transcription reaction in a volume of 25 µl using the Super Script® one-step RT-PCR kit with Platinum® Taq polymerase (p/n 10928-042, Invitrogen) against the background of the exon-specific primer kit [TYR -exon 1_straight: (5'→3')GTAAGTTTGGATTTGGGG; and TYR-exon 4_reverse: (5'→3')AGAGCGGTATGAAAGGAA] according to the following cycling regimes: 50 οC for 30 min and 94 οC for 2 min, followed by 15 cycles, each consisting of 30 sec at 94 ο C, 30 sec at 52 ο C and 40 sec at 72 ο C.
[Амплификация с помощью вложенной ПЦР] 1 мкл кДНК дополнительно амплифицировали в реакции вложенной ПЦР в объеме 20 мкл (кат. № K2612, Bioneer) на фоне набора экзон-специфических праймеров [TYR-экзон 1n_прямой: (5'→3')GAGAACTAACTGGGGATGA; и TYR-экзон 4n_обратный: (5'→3')CGATAGGTGCATTGGCTT] в соответствии со следующими режимами циклирования: 95οC в течение 5 мин с последующими 30 циклами, каждый состоящий из 30 сек при 95οC, 30 сек при 52οC и 40 сек при 72οC.[Nested PCR Amplification] 1 µl cDNA was further amplified in a 20 µl nested PCR reaction (Cat. No. K2612, Bioneer) against the backdrop of a set of exon-specific primers [TYR exon 1n_forward: (5'→3')GAGAACTAACTGGGGATGA; and TYR exon 4n_reverse: (5'→3')CGATAGGTGCATTGGCTT] according to the following cycling regimes: 95 οC for 5 min followed by 30 cycles, each consisting of 30 s at 95 οC , 30 s at 52 οC and 40 sec at 72 ο C.
[Идентификация продуктов пропуска экзонов] ПЦР-продукты подвергали электрофоретическому разделению в 2% агарозном геле. Полосы целевого размера собирали и анализировали с помощью секвенирования по Сэнгеру.[Identification of exon skipping products] PCR products were subjected to electrophoretic separation in 2% agarose gel. Target size bands were harvested and analyzed by Sanger sequencing.
На фиг. 52A представлены данные электрофореза ПЦР-продуктов. Клетки без обработки ASO давали две полосы для ПЦР-продуктов, одну для полноразмерной мРНК TYR, а другую для варианта сплайсинга мРНК TYR, в котором отсутствуют экзоны 2 и 3, что предполагает спонтанный пропуск экзонов 2-3. Однако клетки, обработанные «TYR-ASO 4» в концентрации 1-1000 аМ, по существу давали только вариант сплайсинга мРНК TYR, в котором отсутствуют экзоны 2 и 3. Таким образом, «TYR-ASO 4» увеличивает склонность к пропуску экзонов 2-3 в клетках меланомы B16F10.In FIG. 52A shows electrophoresis data of PCR products. Cells without ASO treatment gave two bands for PCR products, one for full-length TYR mRNA and the other for a TYR mRNA splicing variant that lacks
ПЦР-продукт в случае пропуска экзонов, согласно секвенированию, представляет собой вариант сплайсинга мРНК, в котором отсутствуют экзоны 2-3, как показано на фиг. 52В.The exon-skipping PCR product, according to sequencing, is an mRNA splicing variant lacking exons 2-3, as shown in FIG. 52V.
TYR-пример 2. кПЦР для мРНК TYR в клетках B16F10, обработанных «TYR-ASO 4». TYR Example 2 qPCR for TYR mRNA in B16F10 cells treated with "TYR-
«TYR-ASO 4» оценивали с помощью TYR-специфической вложенной кПЦР в отношении его способности вызывать изменения уровня мРНК TYR мыши в клетках B16F10 следующим образом."TYR-
[Клеточная культура и обработка ASO] Клетки B16F10, выращенные в 60-мм чашке для культивирования, содержащей 5 мл культуральной среды, обрабатывали «TYR-ASO 4» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 1, 10, 100 или 1000 аМ. (2 чашки для культивирования для каждой дозы)[Cell culture and ASO treatment] B16F10 cells grown in a 60 mm culture dish containing 5 ml of culture medium were treated with "TYR-
[Экстракция РНК и синтез кДНК с помощью одностадийной ПЦР]. Тотальную РНК экстрагировали и подвергали синтезу кДНК, как описано в «TYR-примере 1».[RNA extraction and cDNA synthesis by one-step PCR]. Total RNA was extracted and subjected to cDNA synthesis as described in "TYR Example 1".
[Амплификация с помощью вложенной кПЦР] 1 мкл каждого раствора кДНК, разведенного в 100 раз, подвергали реакции ПЦР в режиме реального времени в объеме 20 мкл на фоне набора зондов Taqman, нацеленных на место соединения экзона 2 и экзона 3 (кат. № Mm00495818_ml, Thermo Fisher Scientific), в соответствии со следующими режимами циклирования: 95οC в течение 3 мин с последующими 30 циклами, каждый состоящий из 10 сек при 95οC и 30 сек при 60οC.[Nested qPCR Amplification] 1 µl of each 100-fold diluted cDNA solution was subjected to a real-time PCR reaction in a volume of 20 µl against a set of Taqman probes targeting the junction of
[Статистический анализ] Эксперимент с вложенной кПЦР повторяли независимо четыре раза, и индивидуальные уровни мРНК в каждом эксперименте приводили к уровню мРНК без обработки ASO. Уровни мРНК, полученные из всех 4 отдельных экспериментов, объединяли для статистического анализа с помощью t-критерия Стьюдента. Таким образом, количество образцов РНК составляет 8 на каждую концентрацию ASO.[Statistical analysis] The nested qPCR experiment was repeated independently four times, and the individual mRNA levels in each experiment were adjusted to the mRNA level without ASO treatment. mRNA levels obtained from all 4 separate experiments were pooled for statistical analysis using Student's t-test. Thus, the number of RNA samples is 8 per concentration of ASO.
На фиг. 52C представлены объединенные данные кПЦР, в которых уровень полноразмерной мРНК значимо (t-критерий Стьюдента) снижался приблизительно на 40% в клетках, обработанных «TYR-ASO 4» в концентрации 1-1000 аМ.In FIG. 52C shows pooled qPCR data in which full-length mRNA levels were significantly (Student's t-test) reduced by approximately 40% in cells treated with TYR-
TYR-пример 3. Ингибирование экспрессии белка TYR с помощью «TYR-ASO 4» в клетках B16F10. TYR Example 3 Inhibition of TYR protein expression by "TYR-
«TYR-ASO 4» оценивали в отношении его способности ингибировать экспрессию белка TYR в клетках B16F10, как описано ниже."TYR-
Клетки B16F10, выращенные в 60-мм чашке для культивирования, содержащей 5 мл культуральной среды, обрабатывали «TYR-ASO 4» в течение 24 часов в концентрации 0 цМ (отрицательный контроль), 10 цМ, 100 цМ, 1 аМ или 10 аМ и подвергали лизису с использованием 200 мкл 1X буфера для лизиса клеток (кат. № 9803, Cell Signaling Tech), дополненного 1Х смесью ингибиторов (кат. № P8340, Sigma). 200 мкл каждого лизата смешивали с 100 мкл 5X буфера для образцов и кипятили при 100οC в течение 5 мин. 20 мкл каждого лизата подвергали электрофоретическому разделению в 4-15% градиентом TGX-геле (кат. № 456-1086, Bio-Rad) и переносу белка на мембрану из PVDF 0,45 мкм. Мембрану исследовали с использованием антитела против TYR (кат. № 9319, Cell Signaling Tech) и антитела против β-актина (кат. № a3845, Sigma).B16F10 cells grown in a 60 mm culture dish containing 5 ml of culture medium were treated with TYR-
На фиг. 53А представлены данные Вестерн-блоттинга TYR, полученные с лизатами клеток B16F10. Уровень белка TYR был значительно выше в лизатах отрицательного контроля, чем в лизатах клеток, обработанных «TYR-ASO 4».In FIG. 53A shows TYR Western blot data obtained from lysates of B16F10 cells. The TYR protein level was significantly higher in the negative control lysates than in the TYR-
TYR-пример 4. Ингибирование меланогенеза с помощью «TYR-ASO 4» в клетках B16F10. TYR Example 4 Inhibition of Melanogenesis by "TYR-
«TYR-ASO 4» оценивали в отношении его способности ингибировать меланогенез в клетках B16F10, как описано ниже."TYR-
Клетки B16F10, выращенные в 60-мм чашке для культивирования, содержащей 5 мл культуральной среды, обрабатывали либо «TYR-ASO 4» в концентрации 0 (отрицательный контроль) или 1-1000 аМ, либо 10 или 100 мкг/мл арбутина в качестве положительного контроля (2 чашки для культивирования для каждой дозы). Через 24 часа клетки подвергали лизису с использованием 200 мкл 1 н NaOH. Каждый лизат собирали в 1,5 мл пробирку Эппендорфа и хранили в течение ночи при комнатной температуре. Содержание меланина в каждом лизате определяли по оптической плотности при 475 нм на считывающем устройстве для ELISA. Эксперимент повторяли четыре раза, используя клетки при разных пассажах. Четыре набора данных о содержании меланина объединяли для статистического анализа с помощью t-критерия Стьюдента относительно содержания меланина без обработки (отрицательный контроль).B16F10 cells grown in a 60 mm culture dish containing 5 ml of culture medium were treated with either TYR-
На фиг. 53B суммированы изменения содержания меланина в клетках B16F10 после 24-часовой инкубации либо с «TYR ASO 4», либо с арбутином. Содержание меланина значимо уменьшалось приблизительно на 15% и 25% в клетках, обработанных 10 мкг/мл и 100 мкг/мл арбутина, соответственно. В случае клеток, обработанных «TYR-ASO 4», содержание меланина значимо уменьшалось приблизительно на 15% без значительной зависимости от дозы. Ингибиторная активность «TYR-ASO 4» была сравнима с таковой 10 мкг/мл арбутина.In FIG. 53B summarizes changes in melanin content in B16F10 cells after 24 hours of incubation with either "
TYR-пример 5. кПЦР для мРНК TYR в меланоцитах человека, обработанных «TYR-ASO 1». TYR Example 5 qPCR for TYR mRNA in human melanocytes treated with "TYR-
«TYR-ASO 1», указанный в таблице 10, представляет собой 13-мерный TYR-ASO, полностью комплементарный 3'-сайту сплайсинга, охватывающему место соединения интрона 1 и экзона 2 в TYR человека, как отмечено «жирным шрифтом» и «подчеркиванием» в 30-мерной последовательности пре-мРНК для TYR человека [(5'→3')ggguguuuug uacag | AUUGUCUG UAGCCGA]."TYR-
«TYR-ASO 1» оценивали с помощью TYR-специфической вложенной кПЦР в отношении его способности вызывать изменения уровня мРНК TYR в первичных меланоцитах эпидермиса человека следующим образом."TYR-
[Клеточная культура и обработка ASO] Первичные меланоциты эпидермиса (кат. № PCS-200-013, ATCC) поддерживали в базальной среде для клеток кожи (кат. № PCS-200-030, ATCC), дополненной компонентом из набора для роста меланоцитов у взрослых (кат № PCS-200-042, ATCC). Меланоциты, выращенные в 60-мм чашке для культивирования, содержащей 5 мл культуральной среды, обрабатывали «TYR-ASO 1» в концентрации 0 цМ (отрицательный контроль), 1 цМ, 100 цМ или 10 аМ (3 чашки для культивирования для каждой концентрации).[Cell Culture and ASO Treatment] Primary epidermal melanocytes (Part No. PCS-200-013, ATCC) were maintained in skin cell basal medium (Part No. PCS-200-030, ATCC) supplemented with a component from the Melanocyte Growth Kit. adults (Part No. PCS-200-042, ATCC). Melanocytes grown in a 60 mm culture dish containing 5 ml culture medium were treated with TYR-
[Экстракция РНК и синтез кДНК с помощью одностадийной ПЦР] После инкубации с «TYR-ASO 1» в течение 5 часов, тотальную РНК экстрагировали с использованием набора для мини-приготовления RNeasy (кат. № 74106, Qiagen) в соответствии с инструкциями производителя. 200 нг РНК-матрицы подвергали реакции обратной транскрипции в объеме 25 мкл, используя набор для одностадийной ОТ-ПЦР Super Script® с Taq-полимеразой Platinum® (кат. № 10928-042, Invitrogen), на фоне набора экзон-специфических праймеров [TYR-экзон 1_прямой (2): (5'→3')CTCTTTGTCTGGATGCATT; и TYR-экзон 5_обратный: (5'→3')CTGTGGTAATCCTCTTTCT] в соответствии со следующими указанными режимами циклирования: 50οC в течение 30 мин и 94οC в течение 2 мин, после чего следовали 15 циклов, каждый состоящий из 30 сек при 94οC, 30 сек при 50οC и 1 мин при 72οC.[RNA Extraction and cDNA Synthesis by One Step PCR] After incubation with "TYR-
[Амплификация с помощью вложенной ПЦР] 1 мкл кДНК дополнительно амплифицировали в реакции вложенной ПЦР в объеме 20 мкл (кат. № K2612, Bioneer) на фоне набора экзон-специфических праймеров [TYR-экзон 2n_прямой: (5'→3')GATAAAGCTGCCAATTTC; и TYR-экзон 3n_обратный: (5'→3')TTGTGCATGCTGCTTTGA] на фоне зонда Taqman [(5'→3')5,6-FAM-CACTGG-ZEN-AAGGATTTGCTAGTCCAC-3IABkFQ]. Режимы циклирования: 95οC в течение 3 мин с последующими 40 циклами, каждый состоящий из 10 сек при 95οC и 30 сек при 60οC.[Nested PCR Amplification] 1 µl cDNA was further amplified in a 20 µl volume nested PCR reaction (Cat. No. K2612, Bioneer) against the backdrop of a set of exon-specific primers [TYR exon 2n_forward: (5'→3')GATAAAGCTGCCAATTTC; and TYR exon 3n_reverse: (5'→3')TTGTGCATGCTGCTTTGA] against the background of the Taqman probe [(5'→3')5,6-FAM-CACTGG-ZEN-AAGGATTTGCTAGTCCAC-3IABkFQ]. Cycling modes: 95 ο C for 3 min followed by 40 cycles, each consisting of 10 sec at 95 ο C and 30 sec at 60 ο C.
На фиг. 53C представлены данные кПЦР, в которых уровень полноразмерной мРНК для TYR снижался приблизительно на 30% в меланоцитах человека, обработанных «TYR-ASO 1» в концентрации от 1 цМ до 10 аМ. Наблюдаемые снижения были значимыми (t-критерий Стьюдента) в клетках, обработанных «TYR-ASO 1» в концентрации 1 цМ и 10 аМ.In FIG. 53C shows qPCR data in which the level of full-length mRNA for TYR was reduced by approximately 30% in human melanocytes treated with "TYR-
Примеры биологической активности PD-1-ASOExamples of the biological activity of PD-1-ASO
PD-1, также известный как белок 1 запрограммированной клеточной гибели или CD279, представляет собой рецептор на клеточной поверхности, экспрессируемый в иммунных клетках. PD-1 является иммунным белком контрольной точки, участвующим в подавлении иммунного ответа. Моноклональные антитела против PD-1, такие как ниволумаб и пембролизумаб, использовались для лечения солидных опухолей путем усиления иммунного ответа.PD-1, also known as programmed
PD-1-ASO формулы I в таблице 11 были сконструированы для комплементарного нацеливания либо на 3'-сайт сплайсинга, либо на 5'-сайт сплайсинга экзона 2 в пре-мРНК для PD-1 человека или мыши. PDO-1-ASO оценивали в отношении антисмысловой экзон-пропускающей активности в клетках Jurkat, а также в отношении противоопухолевой активности у мышей дикого типа с имплантированной сингенной опухолью. Биологические примеры, представленные здесь, служат для иллюстрации экзон-пропускающей активности PD-1-ASO в качестве примеров соединения формулы I, и поэтому их не следует интерпретировать как ограничение объема настоящего изобретения PD-1-ASO.The PD-1-ASOs of Formula I in Table 11 were designed to complementarily target either the 3' splicing site or the 5' splicing site of
PD-1-пример 1. Пропуск экзона, индуцируемый «PD-ASO 32 в клетках Jurkat. PD-1 Example 1 Exon skipping induced by “PD-ASO 32 in Jurkat cells.
«PD-ASO 3», указанный в таблице 11, представляет собой 14-мерный PD-1-ASO, полностью комплементарный 5'-сайту сплайсинга, охватывающему место соединения экзона 2 и интрона 2 в пре-мРНК PD-1 человека, как отмечено «жирным шрифтом» и «подчеркиванием» в 30-мерной последовательности пре-мРНК для PD-1 человека [(5'→3')AGCUCA GGGUGACAG | gugcg gccucggagg]. «PD-ASO 3» обладает способностью к 9-мерному перекрыванию с экзоном 2 и 5-мерному перекрыванию с интроном 2."PD-
«PD-ASO 3» оценивали в отношении его способности к индукции пропуска экзона 2 PD-1 человека в клетках Jurkat следующим образом."PD-
[Клеточная культура и обработка ASO] Клетки Jurkat (кат. № TIB-152, ATCC) поддерживали в RPMI-1640 с добавлением 10% FBS и 1% стрептомицина/пенициллина. Клетки Jurkat, выращенные в 60-мм чашке для культивирования, содержащей 5 мл культуральной среды, обрабатывали в течение 5 часов «PD-ASO 5» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 10, 100 или 1000 аМ.[Cell Culture and ASO Treatment] Jurkat cells (Cat. No. TIB-152, ATCC) were maintained in RPMI-1640 supplemented with 10% FBS and 1% streptomycin/penicillin. Jurkat cells grown in a 60 mm culture dish containing 5 ml culture medium were treated for 5 hours with PD-
[Экстракция РНК и синтез кДНК с помощью одностадийной ОТ-ПЦР] Тотальную РНК экстрагировали с использованием набора для мини-приготовления Rneasy (Qiagen, США) в соответствии с протоколом производителя. 500 нг РНК-матрицы подвергали реакции обратной транскрипции в объеме 25 мкл с использованием набора для одностадийной ОТ-ПЦР (Invitrogen, США) на фоне набора экзон-специфических праймеров [PD-экзон 1_прямой: (5'→3')GTCGTCTGGGCGGTGCTACAAC; и PD-экзон 5_обратный: (5'→3')GGGTGTGGAA-ATAGATGGG]. Режимы циклирования: 50οC в течение 30 мин и 94οC в течение 2 мин, после чего следовали 30 циклов, каждый состоящий из 30 сек при 94οC, 30 сек при 53οC и 1 мин при 72οC.[RNA Extraction and cDNA Synthesis by One Step RT-PCR] Total RNA was extracted using a Rneasy mini preparation kit (Qiagen, USA) according to the manufacturer's protocol. 500 ng of template RNA were subjected to reverse transcription in a volume of 25 µl using a one-step RT-PCR kit (Invitrogen, USA) against the background of a set of exon-specific primers [PD-exon 1_forward: (5'→3')GTCGTCTGGGCGGTGCTACAAC; and PD exon 5_reverse: (5'→3')GGGTGTGGAA-ATAGATGGG]. Cycling modes: 50 ο C for 30 min and 94 ο C for 2 min, followed by 30 cycles, each consisting of 30 s at 94 ο C, 30 s at 53 ο C and 1 min at 72 ο C.
[Амплификация с помощью вложенной ПЦР] 1 мкл кДНК, разведенной в 100 раз, дополнительно амплифицировали в реакции вложенной ПЦР в объеме 20 мкл (Invitrogen, США), используя следующие режимы циклирования: 20 сек при 95οC, 30 сек при 56οC и 40 сек при 72οC в течение 40 циклов на фоне набора экзон-специфических праймеров [PD-экзон 1n_прямой: (5'→3')GGCTGGCGGCCAGGATGGTTC; и PD-экзон 5n_обратный: (5'→ 3')GAAAGAC AATGGTGGC ATACTCC].[Nested PCR Amplification] 1 µl cDNA diluted 100 times was further amplified in a 20 µl volume nested PCR reaction (Invitrogen, USA) using the following cycling modes: 20 sec at 95 οC , 30 sec at 56 οC and 40 sec at 72 ο C for 40 cycles against the background of a set of exon-specific primers [PD exon 1n_forward: (5'→3')GGCTGGCGGCCAGGATGGTTC; and PD-exon 5n_reverse: (5'→ 3')GAAAGAC AATGGTGGC ATACTCC].
[Идентификация продуктов пропуска экзонов] Полученные продукты вложенной ПЦР подвергали электрофоретическому разделению в 2% агарозном геле. Полосы целевого размера собирали и анализировали с помощью секвенирования по Сэнгеру.[Identification of exon skipping products] The resulting nested PCR products were subjected to electrophoretic separation in a 2% agarose gel. Target size bands were harvested and analyzed by Sanger sequencing.
На фиг. 54A представлены данные электрофореза ПЦР-продуктов. Клетки без обработки ASO давали только полосу для продукта в виде полноразмерной мРНК. Между тем, наблюдались три полосы ПЦР-продуктов, вновь образованных в клетках, обработанных PD-1-ASO. Из трех полос для ПЦР-продуктов полоса размером приблизительно 470 п.н. (обозначенная как «неспецифическая» на фиг. 54А) не была вариантом сплайсинга мРНК PD-1 с пропуском экзона в соответствии с анализом секвенированием по Сэнгеру.In FIG. 54A shows electrophoresis data of PCR products. Cells without ASO treatment gave only a full-length mRNA product band. Meanwhile, three bands of PCR products were observed newly formed in cells treated with PD-1-ASO. Of the three bands for PCR products, a band of approximately 470 bp. (labeled "non-specific" in FIG. 54A) was not an exon-skipping PD-1 mRNA splicing variant according to Sanger sequencing analysis.
Клетки, обработанные «PD-ASO 3» в концентрации 10 и 100 аМ, давали полосу для ПЦР-продукта, соответствующего пропуску экзона 2, согласно секвенированию по Сэнгеру. Однако в клетках, обработанных 1000 аМ «PD-ASO 3», ПЦР-продукт в случае пропуска экзона 2 исчез, и уровень полноразмерной мРНК был выше уровня полноразмерной мРНК в клетках, обработанных более низкими концентрациями ASO. Два ПЦР-продукта, приписываемых пропуску экзона 2 и экзона 3, были подтверждены секвенированием по Сэнгеру (ср. фиг. 54B). Обратный характер зависимости ответа от дозы в данных вложенной ПЦР мог быть обусловлен активацией транскрипции, вызванной «состоящей из экзона(ов) и интрона(ов) круговой РНК» (EIciRNA)», накапливаемой во время пропуска экзона с помощью «PD-ASO 3» [Nature Struc. Mol. Biol, vol. 22 (3), 256-264 (2015)].Cells treated with "PD-
PD-1-пример 2. кПЦР для мРНК PD-1 в клетках Jurkat, обработанных «PD-ASO 3». PD-1 Example 2 qPCR for PD-1 mRNA in Jurkat cells treated with "PD-
«PD-ASO 3» оценивали с помощью PD-1-специфической вложенной кПЦР в отношении его способности к вызову изменений уровня мРНК для PD-1 человека в клетках Jurkat следующим образом."PD-
[Клеточная культура и обработка ASO] Клетки Jurkat, выращенные в 60-мм чашке для культивирования, активировали с помощью антитела против CD3 (кат. № 16-0037, eBioscience) в дозе 1 мкг/мл и антитела против CD28 (кат. № 16-0289, eBioscience) в дозе 0,5 мкг/мл в течение 48 часов. Затем культуральную среду заменяли свежей средой и обрабатывали «PD-ASO 3» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 10, 100 или 1000 аМ в течение 24 часов (4 чашки для культивирования для каждой концентрации ASO)[Cell culture and ASO treatment] Jurkat cells grown in a 60 mm culture dish were activated with anti-CD3 antibody (cat. no. 16-0037, eBioscience) at a dose of 1 μg/ml and anti-CD28 antibody (cat. no. 16 -0289, eBioscience) at a dose of 0.5 µg/ml for 48 hours. The culture medium was then replaced with fresh medium and treated with "PD-
[Экстракция РНК и синтез кДНК с помощью одностадийной ОТ-ПЦР]. Тотальную РНК экстрагировали с использованием набора для мини-приготовления RNAeasy (Qiagen, США) в соответствии с протоколом производителя. 500 нг РНК-матрицы подвергали реакции обратной транскрипции в объеме 25 мкл с использованием набора для одностадийной ОТ-ПЦР (Invitrogen, США) на фоне набора экзон-специфических праймеров [PD-экзон 1_прямой: (5'→3')GTCGTCTGGGCGGTGCTACAAC; и PD-экзон 5_обратный: (5'→3')GGGTGTGGAA-ATAGATGGG]. Режимы циклирования: 50οC в течение 30 мин и 94οC в течение 2 мин, после чего следовали 30 циклов, каждый состоящий из 30 сек при 94οC, 30 сек при 53οC и 1 мин при 72οC.[RNA extraction and cDNA synthesis by one-step RT-PCR]. Total RNA was extracted using the RNAeasy mini-prep kit (Qiagen, USA) according to the manufacturer's protocol. 500 ng of template RNA were subjected to reverse transcription in a volume of 25 µl using a one-step RT-PCR kit (Invitrogen, USA) against the background of a set of exon-specific primers [PD-exon 1_forward: (5'→3')GTCGTCTGGGCGGTGCTACAAC; and PD exon 5_reverse: (5'→3')GGGTGTGGAA-ATAGATGGG]. Cycling modes: 50 ο C for 30 min and 94 ο C for 2 min, followed by 30 cycles, each consisting of 30 s at 94 ο C, 30 s at 53 ο C and 1 min at 72 ο C.
[Вложенная кПЦР с использованием SYBR] 1 мкл каждого раствора кДНК, разведенного в 100 раз, подвергали амплификациях с помощью вложенной кПЦР в объеме 20 мкл на фоне набора экзон-специфических праймеров [PD-экзон 2_прямой: (5'→3')ACAACGCCACCTTCACCTGC; и PD-экзон 2_обратный: (5'→3')GCCAGCTTGTCCGTCTGGTTG] в соответствии со следующими режимами циклирования: 20 сек при 95οC, 30 сек при 56οC и 40 сек при 72οC в течение 40 циклов. Реакцию кПЦР исследовали с использованием SYBR (Bio-Rad, США).[Nested qPCR using SYBR] 1 µl of each 100-fold diluted cDNA solution was amplified by 20 µl nested qPCR against a set of exon-specific primers [PD-exon 2_forward: (5'→3')ACAACGCCACCTTCACCTGC; and PD-exon 2_reverse: (5'→3')GCCAGCTTGTCCGTCTGGTTG] according to the following cycling regimes: 20 sec at 95 οC , 30 sec at 56 οC , and 40 sec at 72 οC for 40 cycles. The qPCR reaction was studied using SYBR (Bio-Rad, USA).
На фиг. 55A представлены данные кПЦР, в которых уровень мРНК PD-1 значимо (t-критерий Стьюдента) снижался на >80% в клетках, обработанных «PD-ASO 3» в концентрации 10 и 100 аМ. В случае клеток, обработанных ASO в концентрации 1000 аМ, уровень мРНК PD-1 возвращался к приблизительно 55% от уровня отрицательного контроля. Возвращение уровня мРНК при 1000 аМ согласуется с обратным характером зависимости ответа от дозы, наблюдаемым в «PD-1-примере 1» (ср. фиг. 54A).In FIG. 55A shows qPCR data in which PD-1 mRNA was significantly (Student's t-test) reduced by >80% in cells treated with "PD-
PD-1-пример 3. кПЦР для мРНК IL-2 в клетках Jurkat, обработанных «PD-ASO 3». PD-1-example 3 . qPCR for IL-2 mRNA in Jurkat cells treated with "PD-
Известно, что подавление активности PD-1 усиливает экспрессию интерлейкина 2 (IL-2) [Am. J. Clin. Oncol. Vol 39(1), 98-106 (2016)]. «PD-ASO 3» оценивали с помощью IL-2-специфической вложенной кПЦР в отношении его способности вызывать изменения уровня мРНК для IL-2 человека в клетках Jurkat следующим образом.Suppression of PD-1 activity is known to enhance the expression of interleukin 2 (IL-2) [ Am. J.Clin. oncol . Vol 39(1), 98-106 ( 2016 )]. "PD-
[Клеточная культура и обработка ASO] Клетки Jurkat, выращенные в 60-мм чашке для культивирования, активировали с помощью антитела против CD3 (кат. № 16-0037, eBioscience) в дозе 1 мкг/мл и антитела против CD28 (кат. № 16-0289, eBioscience) в дозе 0,5 мкг/мл в течение 48 часов. Затем культуральную среду заменяли свежей средой и обрабатывали «PD-ASO 3» в концентрации 0 (отрицательный контроль), 10, 100 или 1000 аМ в течение 24 часов (4 чашки для культивирования на каждую концентрацию ASO).[Cell culture and ASO treatment] Jurkat cells grown in a 60 mm culture dish were activated with anti-CD3 antibody (cat. no. 16-0037, eBioscience) at a dose of 1 μg/ml and anti-CD28 antibody (cat. no. 16 -0289, eBioscience) at a dose of 0.5 µg/ml for 48 hours. The culture medium was then replaced with fresh medium and treated with "PD-
[Экстракция РНК и синтез кДНК] Тотальную РНК экстрагировали с использованием набора для мини-приготовления RNAeasy (Qiagen, США) в соответствии с протоколом производителя. 500 нг РНК-матрицы подвергали реакции обратной транскрипции в объеме 25 мкл с использованием набора для синтеза первой цепи кДНК PrimeScript™ (Takara, Япония) в соответствии с протоколом производителя.[RNA Extraction and cDNA Synthesis] Total RNA was extracted using an RNAeasy mini preparation kit (Qiagen, USA) according to the manufacturer's protocol. 500 ng of template RNA were reverse transcribed in a volume of 25 µl using the PrimeScript™ First Strand cDNA Synthesis Kit (Takara, Japan) according to the manufacturer's protocol.
[кПЦР с использованием SYBR] 1 мкл каждого раствора кДНК подвергали амплификации с помощью кПЦР в объеме 20 мкл на фоне набора праймеров, нацеленных на мРНК для IL-2 [IL-2_прямой: (5'→3')GTCACAAACAGTGCACCTAC; и IL-2_обратный: (5'→3')GGTGAGTTTGGGATTCTTGTA], в соответствии со следующими режимами циклирования: 20 сек при 95οC, 30 сек при 56οC и 40 сек при 72οC в течение 40 циклов. Реакцию кПЦР исследовали с использованием SYBR (Bio-Rad, США).[qPCR using SYBR] 1 μl of each cDNA solution was subjected to amplification by qPCR in a volume of 20 μl against a set of primers targeting mRNA for IL-2 [IL-2_direct: (5'→3')GTCACAAACAGTGCACCTAC; and IL-2_reverse: (5'→3')GGTGAGTTTGGGATTCTTGTA], according to the following cycle modes: 20 sec at 95 ο C, 30 sec at 56 ο C and 40 sec at 72 ο C for 40 cycles. The qPCR reaction was studied using SYBR (Bio-Rad, USA).
На фиг. 55B представлены данные IL-2-специфической кПЦР, в которых уровень мРНК для IL-2 значимо (t-критерий Стьюдента) увеличивался приблизительно на 140%, 120% и 40% в клетках, обработанных «PD-ASO 3» в концентрации 10, 100 и 1000 аМ, соответственно. Обратный характер зависимости ответа от дозы согласуется с обратным характером зависимости ответа от дозы, наблюдаемым в «PD-1-примере 1» и «PD-1-примере 2» (ср. фиг. 54A и фиг. 55A)In FIG. 55B shows IL-2-specific qPCR data in which IL-2 mRNA levels increased significantly (Student's t-test) by approximately 140%, 120%, and 40% in cells treated with "PD-
PD-1-пример 4. кПЦР для мРНК PD-1 в клетках Jurkat, обработанных «PD-ASO 1». PD-1 Example 4 qPCR for PD-1 mRNA in Jurkat cells treated with "PD-
«PD-ASO 1», указанный в таблице 11, представляет собой 14-мерный PD-1-ASO, полностью комплементарный 3'-сайту сплайсинга, охватывающему место соединения интрона 1 и экзона 2 в пре-мРНК для PD-1 человека, как отмечено «жирным шрифтом» и «подчеркиваем» в 30-мерной последовательности пре-мРНК для PD-1 человека [(5'→3')cucuccaucu cucag | ACUCCCCAG ACAGGC1. «PD-ASO 1» обладает способностью к 5-мерному перекрыванию с интроном 1 и 9-мерному перекрыванию с экзоном 2."PD-
«PD-ASO 1» оценивали с помощью PD-1-специфической вложенной кПЦР в отношении его способности вызывать изменения уровня мРНК для PD-1 человека в клетках Jurkat, как описано в «PD-1-примере 2», если не указано иное."PD-
На фиг. 56А представлены данные кПЦР, в которых уровень мРНК для PD-1 значимо (t-критерий Стьюдента) снижался приблизительно на 60% в клетках, обработанных «PD-ASO 1» в концентрации 100 и 1000 аМ. В отличие от случая с «PD-ASO 3», «PD-ASO 1» не заставил явно предположить обратный характер зависимости ответа от дозы.In FIG. 56A shows qPCR data in which mRNA for PD-1 significantly (Student's t-test) decreased by approximately 60% in cells treated with "PD-
PD-1-пример 5. Противоопухолевая активность «PD-ASO 2» против меланомы B16F10 у мышей C57BL/6. PD-1 example 5 . Antitumor activity of "PD-
«PD-ASO 2», указанный в таблице 11, представляет собой 16-мерный PD-1-ASO, полностью комплементарный 5'-сайту сплайсинга, охватывающему место соединения экзона 2 и интрона 2 в пре-мРНК для PD-1 мыши, как отмечено «жирным шрифтом» и «подчеркиванием» в 30-мерной последовательности пре-мРНК для PD-1 мыши [(5'→3')AGCUC GUGGUAACAG | gugagg cuaguagaa]. «PD-ASO 2» обладает способностью к 10-мерному перекрыванию с экзоном 2 и 6-мерному перекрыванию с интроном 2."PD-
Между тем, «PD-ASO 2» имеет четыре несоответствия с пре-мРНК для PD-1 человека, как отмечено «жирным шрифтом» и «подчеркиванием» в 30-мерной последовательности пре-мРНК для PD-1 человека [(5'→3')AGCUC"AG" GGU "G" ACAG | gug "c" gg ccucggagg], в которой четыре несоответствия отмечены знаком кавычки (""). «PD-ASO 2» может рассматриваться как ASO-заместитель «PD-ASO 3» для пре-мРНК PD-1 человека.Meanwhile, "PD-
«PD-ASO 2» оценивали в отношении его противоопухолевой активности у самцов мышей C57BL/6 (возрастом 4 недели), которым инъецировали клетки меланомы B16F10, как указано ниже."PD-
[Инокуляция клеток меланомы B16F10] Клетки меланомы мыши B16F10 (кат. № CRL-6475, ATCC) поддерживали в 150-мм чашке для культивирования, содержащей DMEM, дополненную 10% FBS, 1% стрептомицина/пенициллина и 0,01 мг/мл бычьего инсулина. В день 0 приблизительно 1×105 клеток B16F10, суспендированных в 50 мкл PBS, инъецировали каждому животному в правый бок сзади.[Inoculation of B16F10 Melanoma Cells] Mouse B16F10 melanoma cells (Cat. No. CRL-6475, ATCC) were maintained in a 150 mm culture dish containing DMEM supplemented with 10% FBS, 1% streptomycin/penicillin, and 0.01 mg/ml bovine insulin. On
[Группирование и обработка ASO] В день 3 животных случайным образом распределяли по весу по 4 группам: 0 (отрицательный контроль), 2, 10 и 50 пмоль/кг «PD-ASO 2». (N=15 на группу)[Group and ASO treatment] On
Инъекционные растворы готовили путем последовательного разведения водного маточного раствора «PD-ASO 2» в PBS до 0 нМ (только PBS), 0,4 нМ, 2 нМ и 12,5 нМ «PD-ASO 2» для отрицательного контроля, группы лечения 2, 10 и 50 пмоль/кг «PD-ASO 2», соответственно.Injectable solutions were prepared by serially diluting an aqueous stock solution of "PD-
Животным вводили подкожно инъекционный раствор в дозе 5 мл/кг, 2 раза в неделю в дни 3-17.Animals were injected subcutaneously with an injection solution at a dose of 5 ml/kg, 2 times a week on days 3-17.
[Противоопухолевая активность] Противоопухолевую активность оценивали по изменениям объема опухоли между каждой группой лечения ASO и группой отрицательного контроля.[Antineoplastic Activity] Antitumor activity was evaluated by changes in tumor volume between each ASO treatment group and a negative control group.
На фиг. 56B представлены наблюдаемые объемы опухолей по группам в дни 0-19. Рост опухоли в группе лечения 2 пмоль/кг значимо ингибировался в дни 10-19. Наблюдаемое ингибирование в 19 день составляло приблизительно 55% (приблизительно 375 мм3 и 850 мм3 в случае группы лечения 2 пмоль/кг и группы отрицательного контроля, соответственно). Противоопухолевая активность в группе лечения 50 пмоль/кг была сравнима с таковой в группе лечения 2 пмоль/кг в дни 10-17. Однако противоопухолевая активность в группе лечения 50 пмоль/кг исчезала в день 19. Противоопухолевая активность в группе лечения 10 пмоль/кг была минимальной без значимости на протяжении всего периода.In FIG. 56B shows the observed tumor volumes by group on days 0-19. Tumor growth in the 2 pmol/kg treatment group was significantly inhibited on days 10-19. The observed inhibition at day 19 was approximately 55% (approximately 375 mm 3 and 850 mm 3 in the case of the 2 pmol/kg treatment group and the negative control group, respectively). The antitumor activity in the 50 pmol/kg treatment group was comparable to that in the 2 pmol/kg treatment group on days 10-17. However, the antitumor activity in the 50 pmol/kg treatment group disappeared on day 19. The antitumor activity in the 10 pmol/kg treatment group was minimal without significance throughout the period.
Странный характер зависимости ответа от дозы может быть обусловлен активацией транскрипции, вызванной «состоящей из экзона(ов) и интрона(ов) круговой РНК (EIciRNA)», накапливаемой во время пропуска экзона с помощью «PD-ASO 2» [Nature Struc. Mol. Biol, vol. 22 (3), 256-264 (2015)]. Однако учитывая, что ниволумаб, препарат моноклональных антител против PD-1, одобренный FDA США, продемонстрировал характер зависимости ответа от дозы в формы колокола у пациентов с опухолями [J. Clin. Oncol. Vol 33 (18), 2013-2020 (2015)], странный характер зависимости ответа от дозы «PD-ASO 2» может быть обусловлен внутренней фармакологией ингибирования PD-1.The strange dose-response pattern may be due to transcriptional activation caused by "exon(s) and intron(s) circular RNA (EIciRNA)" accumulated during exon skipping by "PD-
В день 19 животных умерщвляли для измерения веса опухоли по группам. Средний вес опухоли составлял приблизительно 0,35 г и 1,20 г для группы лечения 2 пмоль/кг и группы отрицательного контроля, соответственно. Таким образом, рост опухоли согласно весу был значимо ингибирован в группе лечения 2 пмоль/кг приблизительно на 70% (р<0,01 по t-критерию Стьюдента).On day 19, the animals were sacrificed to measure the weight of the tumor in groups. The mean tumor weight was approximately 0.35 g and 1.20 g for the 2 pmol/kg treatment group and the negative control group, respectively. Thus, tumor growth according to weight was significantly inhibited in the 2 pmol/kg treatment group by approximately 70% (p<0.01 by Student's t-test).
Claims (95)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201662440929P | 2016-12-30 | 2016-12-30 | |
US62/440,929 | 2016-12-30 | ||
PCT/IB2017/001725 WO2018122610A1 (en) | 2016-12-30 | 2017-12-29 | Exon skipping by peptide nucleic acid derivatives |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2019123153A RU2019123153A (en) | 2021-02-01 |
RU2019123153A3 RU2019123153A3 (en) | 2021-05-31 |
RU2786637C2 true RU2786637C2 (en) | 2022-12-23 |
Family
ID=
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6617422B1 (en) * | 1997-05-23 | 2003-09-09 | Peter Nielsen | Peptide nucleic acid monomers and oligomers |
WO2009113828A2 (en) * | 2008-03-14 | 2009-09-17 | Cti Bio | Peptide nucleic acid derivatives with good cell penetration and strong affinity for nucleic acid |
RU2551234C2 (en) * | 2008-12-04 | 2015-05-20 | КьюРНА,Инк.,US | Treating sirtiun 1 (sirt1)-related diseases by inhibiton of natural antisense transcript |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6617422B1 (en) * | 1997-05-23 | 2003-09-09 | Peter Nielsen | Peptide nucleic acid monomers and oligomers |
WO2009113828A2 (en) * | 2008-03-14 | 2009-09-17 | Cti Bio | Peptide nucleic acid derivatives with good cell penetration and strong affinity for nucleic acid |
RU2564032C2 (en) * | 2008-03-14 | 2015-09-27 | СиТиАй БИО | Peptide nucleic acid derivatives with good cell penetration and strong affinity for nucleic acid |
RU2551234C2 (en) * | 2008-12-04 | 2015-05-20 | КьюРНА,Инк.,US | Treating sirtiun 1 (sirt1)-related diseases by inhibiton of natural antisense transcript |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
SIWKOWSKI A.M. et al.: Identification and functional validation of PNAs that inhibit murine CD40 expression by redirection of splicing. Nucl.Ac. Res. 2004, v.32 (9): 2695-2706. PEACEY E. et al.: Targeting a pre-mRNA structure with bipartite antisense molecules modulates tau alternative splicing. Nucl. Ac. Res. 2012, v.40(19): 9836-9849. SINGH N.N. et al.: An antisense microwalk reveals critical role of an intronic position linked to a unique long-distance interaction in pre-mRNA splicing, RNA, 2010, v.16 (6): 1167-1181. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7305542B2 (en) | Exon skipping by peptide nucleic acid derivatives | |
RU2748834C2 (en) | Antisense oligonucleotides against scn9a | |
CN110536895B (en) | SCN9A antisense analgesic | |
US20220363720A1 (en) | Melanophilin antisense oligonucleotides | |
RU2753517C2 (en) | Antisense oligonucleotides to hif-1-alpha | |
RU2786637C2 (en) | Exon skip with peptidonucleic acid derivatives | |
CN110506052B (en) | SNAP25 antisense oligonucleotides | |
CA3091911A1 (en) | Matrix metalloproteinase-1 antisense oligonucleotides | |
NZ754477A (en) | Exon skipping by peptide nucleic acid derivatives |