TWI689586B - 小干擾rna、含其之用於抑制半乳糖凝集素-12表現及/或促進脂肪分解的醫藥組成物與其用途 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種小干擾RNA(small interfering RNA,siRNA),包括:一第一小干擾RNA,其係由一第一隨從股(passenger strand)與一第一嚮導股(guide strand)所組成;一第二小干擾RNA,其係由一第二隨從股與一第二嚮導股所組成;一第三小干擾RNA,其係由一第三隨從股與一第三嚮導股所組成;或一第四小干擾RNA,其係由一第四隨從股與一第四嚮導股所組成。
Description
本發明關於一種小干擾RNA(small interfering RNA,siRNA)、含其之用於抑制半乳糖凝集素-12(galectin-12)表現及/或促進脂肪分解的醫藥組成物與其用於製備抑制半乳糖凝集素-12表現及/或促進脂肪分解之藥物的用途。
半乳糖凝集素-12(galectin-12)主要由脂肪細胞表達,為與β半乳糖-結合凝集素(β-galactoside-binding lectin)家族的一員。半乳糖凝集素-12藉由調節解脂蛋白激酶A(lipolytic protein kinase A,PKA)的訊息傳遞,來調控脂肪分解(lipolysis)(脂肪降解)。已證實在動物體內消融半乳糖凝集素-12導致促進脂肪細胞脂肪分解、增加粒線體呼吸、減少肥胖,和改進小與體重增相關之胰島素抵抗性。因此,半乳糖凝集素-12可能為肥胖相關代謝症狀,例如胰島素抵抗性、代謝併發症狀與第二型糖尿病之治療的有效標的。
小干擾RNA(small interfering RNA,siRNA),為一類
長度為20到25個核苷酸的雙股RNA分子,其有時稱為短干擾RNA(short interfering RNA)或沉默RNA(silencing RNA),小干擾RNA扮演許多角色,但其在RNA干擾途徑(RNA interference(RNAi)pathway)中最為令人知曉,其中,小干擾RNA以互補之核苷酸序列來干擾特定基因的表現。小干擾RNA藉由使mRNA在轉錄後失效來作用,而導致沒有轉譯產生。
小干擾RNA用於肥胖相關代謝症狀之治療的用途並不曾被報導。
本發明提供一種小干擾RNA(small interfering RNA,siRNA),包括:(a)一第一小干擾RNA,其係由一第一隨從股(passenger strand)與一第一嚮導股(guide strand)所組成,其中該第一隨從股之序列為與序列辨識號:1之序列具有至少85%序列相似度的一序列,而該第一嚮導股之序列為與序列辨識號:2之序列具有至少85%序列相似度的一序列;(b)一第二小干擾RNA,其係由一第二隨從股與一第二嚮導股所組成,其中該第二隨從股之序列為與序列辨識號:3之序列具有至少85%序列相似度的一序列,而該第二嚮導股之序列為與序列辨識號:4之序列具有至少85%序列相似度的一序列;(c)一第三小干擾RNA,其係由一第三隨從股與一第三嚮導股所組成,其中該第三隨從股之序列為與序列辨識號:5之序列具有至少85%序列相似度的一序列,而該第三嚮導股之序列為與序列辨識號:6之序列具有至少85%序列相似度的一序列;或(d)一第四小干擾RNA,其係由一第四隨從股與一第四嚮導股所組成,其中該第四隨從股之序列為與序列辨識號:7之序
列具有至少85%序列相似度的一序列,而該第四嚮導股之序列為與序列辨識號:8之序列具有至少85%序列相似度的一序列,其中該小干擾RNA具有抑制半乳糖凝集素-12(galectin-12)表現的能力。
本發明也提供一種用於抑制半乳糖凝集素-12表現及/或促進脂肪分解(lipolysis)的醫藥組成物,包括:前述之小干擾RNA。
本發明還提供一種小干擾RNA用於製備抑制半乳糖凝集素-12表現及/或促進脂肪分解之藥物的用途,其中該小干擾RNA為前述之小干擾RNA。
為了讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯易懂,下文特舉較佳實施例,並配合所附圖示,作詳細說明如下:
第1A圖顯示,根據本發明之一實施例,於人類血清中,無修飾型與經修飾型小干擾RNA之穩定度測試結果。
第1B圖顯示,根據本發明之一實施例,於小鼠血清中,無修飾型與經修飾型小干擾RNA之穩定度測試結果。
第1C圖顯示,根據本發明之一實施例,於胎牛血清(fetal bovine serum)中,無修飾型與經修飾型小干擾RNA之穩定度測試結果。
第2A圖顯示,根據本發明之一實施例,以負控制組小干擾
RNA(無修飾型與經修飾型)與ITRI-3半乳糖凝集素-12_小干擾RNA(無修飾型與經修飾型)轉染之NIH-3T3-L3細胞衍生之脂肪細胞的半乳糖凝集素-12的mRNA表現程度。
第2B圖顯示,根據本發明之一實施例,以負控制組小干擾RNA(無修飾型與經修飾型)與ITRI-3半乳糖凝集素-12_小干擾RNA(無修飾型與經修飾型)轉染之人類間質幹細胞(Human mesenchymal stem cells)衍生之脂肪細胞的半乳糖凝集素-12的mRNA表現程度。
第2C圖顯示,根據本發明之一實施例,以負控制組小干擾RNA(無修飾型)及siRNA-1、ITRI-1、ITRI-2與ITRI-3半乳糖凝集素-12_小干擾RNA(無修飾型)轉染之人類間質幹細胞衍生之脂肪細胞的半乳糖凝集素-12的mRNA表現程度。
第3圖顯示,根據本發明之一實施例,以16nmol負控制組小干擾RNA(經修飾型)或ITRI-3小干擾RNA(經修飾型)藉由以50V與80V之電穿孔進行轉染之組織塊(小鼠脂肪組織)的半乳糖凝集素-12之mRNA表現程度。
第4圖顯示,根據本發明之一實施例,接受PBS緩衝溶液、26mg/kg負控制組小干擾RNA(經修飾型)、26mg/kg ITRI-3半乳糖凝集素-12_小干擾RNA(經修飾型)、13mg/kg負控制組小干擾RNA(經修飾型)與13mg/kg ITRI-3半乳糖凝集素-12_小干擾RNA(經修飾型)之小鼠的脂肪組織的半乳糖凝集素-12之mRNA表現程度。
第5A圖顯示,根據本發明之一實施例,接受1.08mg/kg負控制組小干擾RNA(經修飾型)、1.08mg/kg ITRI-3半乳糖凝集素-12_小干擾RNA(經修飾型)、9mg/kg負控制組小干擾RNA(經修飾型)與9mg/kg ITRI-3半乳糖凝集素-12_小干擾RNA(經修飾型)之小鼠的脂肪組織的半乳糖凝集素-12 mRNA表現程度;第5B圖顯示,根據本發明之一實施例,接受PBS緩衝溶液、接受1.08mg/kg負控制組小干擾RNA(經修飾型)、1.08mg/kg ITRI-3半乳糖凝集素-12_小干擾RNA(經修飾型)、9mg/kg負控制組小干擾RNA(經修飾型)與9mg/kg ITRI-3半乳糖凝集素-12_小干擾RNA(經修飾型)之小鼠的脂肪組織的脂肪分解分析結果。
第5C圖顯示,根據本發明之一實施例,接受PBS緩衝溶液、接受1.08mg/kg負控制組小干擾RNA(經修飾型)、1.08mg/kg ITRI-3半乳糖凝集素-12_小干擾RNA(經修飾型)、9mg/kg負控制組小干擾RNA(經修飾型)與9mg/kg ITRI-3半乳糖凝集素-12_小干擾RNA(經修飾型)之小鼠的脂肪組織切片的蘇木素與伊紅染色(hematoxylin and eosin stains,H&E stains)結果。
在本發明一實施例中,本發明提供一小干擾RNA(small interfering RNA,siRNA),其中前述小干擾具備抑制半乳糖凝集素-12(galectin-12)表現及/或促進脂肪分解(lipolysis)的能力。
又,本發明之上述小干擾RNA可被用於與半乳糖凝集素-12表現相關之失調(disorder)的治療。與半乳糖凝集素-12表現相關之失調的例子,可包括代謝失調(metabolic disorder)、肥胖(obesity)等,但不限於此。
上述小干擾RNA可包括(a)一第一小干擾RNA,其係由一第一隨從股(passenger strand)與一第一嚮導股(guide strand)所組成、(b)一第二小干擾RNA,其係由一第二隨從股與一第二嚮導股所組成、(c)一第三小干擾RNA,其係由一第三隨從股與一第三嚮導股所組成,或(d)一第四小干擾RNA,其係由一第四隨從股與一第四嚮導股所組成。
關於上述第一小干擾RNA,第一隨從股之序列可為與序列辨識號:1之序列具有至少85%序列相似度的一序列,而第一嚮導股之序列則可為與序列辨識號:2之序列具有至少85%序列相似度的一序列。
對於第一隨從股而言,在一實施例中,第一隨從股之序列可為與序列辨識號:1之序列具有至少85%,例如85%、90%、95%、98%與99%之序列相似度的一序列。在另一實施例中,第一隨從股之序列可為與序列辨識號:1之序列具有100%之序列相似度的一序列。換言之,第一隨從股之序列可為序列辨識號:1之序列。
在更進一步之實施例中,第一隨從股之序列可為,於其中用以增強小干擾RNA之核苷酸酶抗性(nuclease resistance)及/或促進RNA誘導靜默複合物(RNA-induced silencing complex,RISC)形成之至少一個核苷酸的3’突出物(3’-overhang)添加至序
列辨識號:1之序列之3’末端的一序列。上述至少一個核苷酸的3’突出物可為一、二、三、四或五個核苷酸的3’突出物,但不限於此。例如,兩個核苷酸之3’突出物,如,兩個胸腺嘧啶去氧核糖核苷酸(thymine deoxyribonucleotide)(dTdT)(DNA)、兩個尿嘧啶核糖核苷酸(uracil ribonucleotide)(UU)(RNA)、一個尿嘧啶核糖核苷酸與一個鳥嘌呤(guanine ribonucleotide)(UG)(RNA)等,可被添加至序列辨識號:1之序列之3’末端。於一特定實施例中,第一隨從股之序列可為於其中兩個胸腺嘧啶去氧核糖核苷酸(dTdT)(DNA)添加至序列辨識號:1之序列之3’末端的一序列,即,序列辨識號:17之序列。
而對於第一嚮導股而言,在一實施例中,第一嚮導股之序列可為與序列辨識號:2之序列具有至少85%,例如85%、90%、95%、98%與99%之序列相似度的一序列。在另一實施例中,第一嚮導股之序列可為與序列辨識號:2之序列具有100%之序列相似度的一序列。也就是說,第一嚮導股之序列可為序列辨識號:2之序列。
在更進一步之實施例中,第一嚮導股之序列可為,於其中用以增強小干擾RNA之核苷酸酶抗性及/或促進RNA誘導靜默複合物形成之至少一個核苷酸的3’突出物添加至序列辨識號:2之序列之3’末端的一序列。上述至少一個核苷酸的3’突出物可為一、二、三、四或五個核苷酸的3’突出物,但不限於此。例如,兩個核苷酸之3’突出物,如,兩個胸腺嘧啶去氧核糖核苷酸(dTdT)(DNA)、兩個尿嘧啶核糖核苷酸(UU)(RNA)、一個尿嘧啶核糖核苷酸與一個鳥嘌呤(UG)(RNA)等,可被添加至序列辨識
號:2之序列之3’末端。於一特定實施例中,第一嚮導股之序列可為於其中兩個胸腺嘧啶去氧核糖核苷酸(dTdT)(DNA)添加至序列辨識號:2之序列之3’末端的一序列,即,序列辨識號:18之序列。
在一實施例中,於前述第一小干擾RNA中,第一隨從股之序列可為序列辨識號:1之序列,而第一嚮導股之序列可為序列辨識號:2之序列。在另一實施例中,於前述第一小干擾RNA中,第一隨從股之序列可為序列辨識號:17之序列,而第一嚮導股之序列可為序列辨識號:18之序列。
在另一實施例中,第一隨從股及/或第一嚮導股可包括至少一個經修飾之核苷酸及/或至少一個經修飾之磷酸二酯鍵(phosphodiester bond)。前述經修飾之核苷酸的例子可包括,但不限於,2’-O-甲基核苷酸(2’-O-methyl nucleotide)、5’-O-甲基磷酸酯核酸(5’-O-methylphosphonate nucleic acid)、肽核酸(peptide nucleic acid,PNA)、N-嗎啉(N-Morpholino)、鎖核酸(locked nucleic acid,LNA)等。又,前述經修飾之磷酸二酯鍵的例子,可包括,硫代磷酸酯鍵(phosphorothioate bond)、硼烷磷酸酯鍵(boranophosphate bond)、肽核酸鍵(peptide nucleic acid(PNA)bond)、嗎啉鍵(morpholino bond)等,但不限於此。在一示範之實施例中,前述修飾之核苷酸為一2’-O-甲基核苷酸,而前述經修飾之磷酸二酯鍵為一硫代磷酸酯鍵。
本發明之第一隨從股及/或第一嚮導股可包括至少一個2’-O-甲基核苷酸及/或至少一個硫代磷酸酯鍵。例如,本發明之第一隨從股及/或第一嚮導股可包括1至10個、2至7個或3至5個2’-O-甲基核苷酸及/或1至10個、2至7個或3至5個硫代磷酸酯鍵。
於此實施例中,第一隨從股的序列可為顯示為,序列辨識號:1的序列,而於其中位於第1、2、3、9與12位置之核苷酸進一步被2’-O-甲基化(2’-O-methylated),且介於在第1位置與在第2位置之核苷酸之間的鍵結(linkage)、介於在第2位置與在第3位置之核苷酸之間的鍵結、介於在第3位置與在第4位置之核苷酸之間的鍵結、介於在第5位置與在第6位置之核苷酸之間的鍵結,以及介於在第17位置與在第18位置之核苷酸之間的鍵結,被進一步修飾為硫代磷酸酯鍵,也就是,序列辨識號:9之序列。換言之,序列辨識號:1之序列在遭受前述甲基化與修飾後,成為序列辨識號:9之序列。
或者,於此實施例中,第一隨從股的序列可為顯示為,序列辨識號:17的序列,而於其中位於第1、2、3、9與12位置之核苷酸進一步被2’-O-甲基化,且介於在第1位置與在第2位置之核苷酸之間的鍵結、介於在第2位置與在第3位置之核苷酸之間的鍵結、介於在第3位置與在第4位置之核苷酸之間的鍵結、介於在第5位置與在第6位置之核苷酸之間的鍵結、介於在第17位置與在第18位置之核苷酸之間的鍵結、介於在第19位置與在第20位置之核苷酸之間的鍵結,以及介於在第20位置與在第21位置之核苷酸之間的鍵結,被進一步修飾為硫代磷酸酯鍵,也就是,序列辨識號:25之序列。換句話說,序列辨識號:17之序列在遭受前述甲基化與修飾後,成為序列辨識號:25之序列。
又,於此實施例中,第一嚮導股的序列可為顯示為,序列辨識號:2的序列,而於其中位於第2、18與19位置之核苷酸進一步被2’-O-甲基化,即,序列辨識號:10之序列。換言之,序
列辨識號:2之序列在遭受前述甲基化後,成為序列辨識號:10之序列。
或者,於此實施例中,第一嚮導股的序列可為顯示為,序列辨識號:18的序列,而於其中位於第2、18與19位置之核苷酸進一步被2’-O-甲基化,且介於在第19位置與在第20位置之核苷酸之間的鍵結,以及介於在第20位置與在第21位置之核苷酸之間的鍵結,被進一步修飾為硫代磷酸酯鍵,也就是,序列辨識號:26之序列。換句話說,序列辨識號:18之序列在遭受前述甲基化與修飾後,成為序列辨識號:26之序列。
在一實施例中,於前述第一小干擾RNA中,第一隨從股之序列可為序列辨識號:9之序列,而第一嚮導股之序列可為序列辨識號:10之序列。在另一實施例中,於前述第一小干擾RNA中,第一隨從股之序列可為序列辨識號:25之序列,而第一嚮導股之序列則可為序列辨識號:26之序列。
另,關於上述第二小干擾RNA,第二隨從股之序列可為與序列辨識號:3之序列具有至少85%序列相似度的一序列,而第二嚮導股之序列則可為與序列辨識號:4之序列具有至少85%序列相似度的一序列。
對於第二隨從股而言,在一實施例中,第二隨從股之序列可為與序列辨識號:3之序列具有至少85%,例如85%、90%、95%、98%與99%之序列相似度的一序列。在另一實施例中,第二隨從股之序列可為與序列辨識號:3之序列具有100%之序列相似度的一序列。換言之,第二隨從股之序列可為序列辨識號:3之序列。
在更進一步之實施例中,第二隨從股之序列可為,於其中用以增強小干擾RNA之核苷酸酶抗性及/或促進RNA誘導靜默複合物形成之至少一個核苷酸的3’突出物添加至序列辨識號:3之序列之3’末端的一序列。上述至少一個核苷酸的3’突出物可為一、二、三、四或五個核苷酸的3’突出物,但不限於此。例如,兩個核苷酸之3’突出物,如,兩個胸腺嘧啶去氧核糖核苷酸(dTdT)(DNA)、兩個尿嘧啶核糖核苷酸(UU)(RNA)、一個尿嘧啶核糖核苷酸與一個鳥嘌呤(UG)(RNA)等,可被添加至序列辨識號:3之序列之3’末端。於一特定實施例中,第二隨從股之序列可為於其中兩個胸腺嘧啶去氧核糖核苷酸(dTdT)(DNA)添加至序列辨識號:3之序列之3’末端的一序列,即,序列辨識號:19之序列。
而對於第二嚮導股而言,在一實施例中,第二嚮導股之序列可為與序列辨識號:4之序列具有至少85%,例如85%、90%、95%、98%與99%之序列相似度的一序列。在另一實施例中,第二嚮導股之序列可為與序列辨識號:4之序列具有100%之序列相似度的一序列。也就是說,第二嚮導股之序列可為序列辨識號:4之序列。
在更進一步之實施例中,第二嚮導股之序列可為,於其中用以增強小干擾RNA之核苷酸酶抗性及/或促進RNA誘導靜默複合物形成之至少一個核苷酸的3’突出物添加至序列辨識號:4之序列之3’末端的一序列。上述至少一個核苷酸的3’突出物可為一、二、三、四或五個核苷酸的3’突出物,但不限於此。例如,兩個核苷酸之3’突出物,如,兩個胸腺嘧啶去氧核糖核苷酸(dTdT)(DNA)、兩個尿嘧啶核糖核苷酸(UU)(RNA)、一個尿嘧啶
核糖核苷酸與一個鳥嘌呤(UG)(RNA)等,可被添加至序列辨識號:4之序列之3’末端。於一特定實施例中,第二嚮導股之序列可為於其中兩個胸腺嘧啶去氧核糖核苷酸(dTdT)(DNA)添加至序列辨識號:4之序列之3’末端的一序列,即,序列辨識號:20之序列。
在一實施例中,於前述第二小干擾RNA中,第二隨從股之序列可為序列辨識號:3之序列,而第二嚮導股之序列可為序列辨識號:4之序列。在另一實施例中,於前述第二小干擾RNA中,第二隨從股之序列可為序列辨識號:19之序列,而第二嚮導股之序列可為序列辨識號:20之序列。
在另一實施例中,第二隨從股及/或第二嚮導股可包括至少一個經修飾之核苷酸及/或至少一個經修飾之磷酸二酯鍵。前述經修飾之核苷酸的例子可包括,但不限於,2’-O-甲基核苷酸、5’-O-甲基磷酸酯核酸、肽核酸、N-嗎啉、鎖核酸等。又,前述經修飾之磷酸二酯鍵的例子,可包括,硫代磷酸酯鍵、硼烷磷酸酯鍵、肽核酸鍵、嗎啉鍵等,但不限於此。在一示範之實施例中,前述修飾之核苷酸為一2’-O-甲基核苷酸,而前述經修飾之磷酸二酯鍵為一硫代磷酸酯鍵。
本發明之第二隨從股及/或第二嚮導股可包括至少一個2’-O-甲基核苷酸及/或至少一個硫代磷酸酯鍵。例如,本發明之第二隨從股及/或第二嚮導股可包括1至10個、2至7個或3至5個2’-O-甲基核苷酸及/或1至10個、2至7個或3至5個硫代磷酸酯鍵。
於此實施例中,第二隨從股的序列可為顯示為,序列辨識號:3的序列,而於其中位於第1、2、3、9與12位置之核苷酸進一步被2’-O-甲基化,且介於在第1位置與在第2位置之核苷酸
之間的鍵結、介於在第2位置與在第3位置之核苷酸之間的鍵結、介於在第3位置與在第4位置之核苷酸之間的鍵結、介於在第5位置與在第6位置之核苷酸之間的鍵結,以及介於在第17位置與在第18位置之核苷酸之間的鍵結,被進一步修飾為硫代磷酸酯鍵,即,序列辨識號:11之序列。換句話說,序列辨識號:3之序列在遭受前述甲基化與修飾後,成為序列辨識號:11之序列。
或者,於此實施例中,第二隨從股的序列可為顯示為,序列辨識號:19的序列,而於其中位於第1、2、3、9與12位置之核苷酸進一步被2’-O-甲基化,且介於在第1位置與在第2位置之核苷酸之間的鍵結、介於在第2位置與在第3位置之核苷酸之間的鍵結、介於在第3位置與在第4位置之核苷酸之間的鍵結、介於在第5位置與在第6位置之核苷酸之間的鍵結、介於在第17位置與在第18位置之核苷酸之間的鍵結、介於在第19位置與在第20位置之核苷酸之間的鍵結,以及介於在第20位置與在第21位置之核苷酸之間的鍵結,被進一步修飾為硫代磷酸酯鍵,也就是,序列辨識號:27之序列。換句話說,序列辨識號:19之序列在遭受前述甲基化與修飾後,成為序列辨識號:27之序列。
又,於此實施例中,第二嚮導股的序列可為顯示為,序列辨識號:4的序列,而於其中位於第2、18與19位置之核苷酸進一步被2’-O-甲基化,即,序列辨識號:12之序列。換言之,序列辨識號:4之序列在遭受前述甲基化後,成為序列辨識號:12之序列。又或者,於此實施例中,第二嚮導股的序列可為顯示為,序列辨識號:20的序列,而於其中位於第2、18與19位置之核苷酸進一步被2’-O-甲基化,且介於在第19位置與在第20位置之核苷酸
之間的鍵結,以及介於在第20位置與在第21位置之核苷酸之間的鍵結,被進一步修飾為硫代磷酸酯鍵,也就是,序列辨識號:28之序列。換句話說,序列辨識號:20之序列在遭受前述甲基化與修飾後,成為序列辨識號:28之序列。
在一實施例中,於前述第二小干擾RNA中,第二隨從股之序列可為序列辨識號:11之序列,而第二嚮導股之序列可為序列辨識號:12之序列。在另一實施例中,於前述第二小干擾RNA中,第二隨從股之序列可為序列辨識號:27之序列,而第二嚮導股之序列則可為序列辨識號:28之序列。
再者,關於上述第三小干擾RNA,第三隨從股之序列可為與序列辨識號:5之序列具有至少85%序列相似度的一序列,而第三嚮導股之序列則可為與序列辨識號:6之序列具有至少85%序列相似度的一序列。
對於第三隨從股而言,在一實施例中,第三隨從股之序列可為與序列辨識號:5之序列具有至少85%,例如85%、90%、95%、98%與99%之序列相似度的一序列。在另一實施例中,第三隨從股之序列可為與序列辨識號:5之序列具有100%之序列相似度的一序列。換言之,第三隨從股之序列可為序列辨識號:5之序列。
在更進一步之實施例中,第三隨從股之序列可為,於其中用以增強小干擾RNA之核苷酸酶抗性及/或促進RNA誘導靜默複合物形成之至少一個核苷酸的3’突出物添加至序列辨識號:5之序列之3’末端的一序列。上述至少一個核苷酸的3’突出物可為一、二、三、四或五個核苷酸的3’突出物,但不限於此。例
如,兩個核苷酸之3’突出物,如,兩個胸腺嘧啶去氧核糖核苷酸(dTdT)(DNA)、兩個尿嘧啶核糖核苷酸(UU)(RNA)、一個尿嘧啶核糖核苷酸與一個鳥嘌呤(UG)(RNA)等,可被添加至序列辨識號:5之序列之3’末端。於一特定實施例中,第三隨從股之序列可為於其中兩個胸腺嘧啶去氧核糖核苷酸(dTdT)(DNA)添加至序列辨識號:5之序列之3’末端的一序列,即,序列辨識號:21之序列。
而對於第三嚮導股而言,在一實施例中,第三嚮導股之序列可為與序列辨識號:6之序列具有至少85%,例如85%、90%、95%、98%與99%之序列相似度的一序列。在另一實施例中,第三嚮導股之序列可為與序列辨識號:6之序列具有100%之序列相似度的一序列。也就是說,第三嚮導股之序列可為序列辨識號:6之序列。
在更進一步之實施例中,第三嚮導股之序列可為,於其中用以增強小干擾RNA之核苷酸酶抗性及/或促進RNA誘導靜默複合物形成之至少一個核苷酸的3’突出物添加至序列辨識號:6之序列之3’末端的一序列。上述至少一個核苷酸的3’突出物可為一、二、三、四或五個核苷酸的3’突出物,但不限於此。例如,兩個核苷酸之3’突出物,如,兩個胸腺嘧啶去氧核糖核苷酸(dTdT)(DNA)、兩個尿嘧啶核糖核苷酸(UU)(RNA)、一個尿嘧啶核糖核苷酸與一個鳥嘌呤(UG)(RNA)等,可被添加至序列辨識號:6之序列之3’末端。於一特定實施例中,第三嚮導股之序列可為於其中兩個胸腺嘧啶去氧核糖核苷酸(dTdT)(DNA)添加至序列辨識號:6之序列之3’末端的一序列,即,序列辨識號:22之序列。
在一實施例中,於前述第三小干擾RNA中,第三隨
從股之序列可為序列辨識號:5之序列,而第三嚮導股之序列可為序列辨識號:6之序列。在另一實施例中,於前述第三小干擾RNA中,第三隨從股之序列可為序列辨識號:21之序列,而第三嚮導股之序列可為序列辨識號:22之序列。
在另一實施例中,第三隨從股及/或第三嚮導股可包括至少一個經修飾之核苷酸及/或至少一個經修飾之磷酸二酯鍵。前述經修飾之核苷酸的例子可包括,但不限於,2’-O-甲基核苷酸、5’-O-甲基磷酸酯核酸、肽核酸、N-嗎啉、鎖核酸等。又,前述經修飾之磷酸二酯鍵的例子,可包括,硫代磷酸酯鍵、硼烷磷酸酯鍵、肽核酸鍵、嗎啉鍵等,但不限於此。在一示範之實施例中,前述修飾之核苷酸為一2’-O-甲基核苷酸,而前述經修飾之磷酸二酯鍵為一硫代磷酸酯鍵。
本發明之第三隨從股及/或第三嚮導股可包括至少一個2’-O-甲基核苷酸及/或至少一個硫代磷酸酯鍵。例如,本發明之第三隨從股及/或第三嚮導股可包括1至10個、2至7個或3至5個2’-O-甲基核苷酸及/或1至10個、2至7個或3至5個硫代磷酸酯鍵。
於此實施例中,第三隨從股的序列可為顯示為,序列辨識號:5的序列,而於其中位於第1、2、3、9與12位置之核苷酸進一步被2’-O-甲基化,且介於在第1位置與在第2位置之核苷酸之間的鍵結、介於在第2位置與在第3位置之核苷酸之間的鍵結、介於在第3位置與在第4位置之核苷酸之間的鍵結、介於在第5位置與在第6位置之核苷酸之間的鍵結,以及介於在第17位置與在第18位置之核苷酸之間的鍵結,被進一步修飾為硫代磷酸酯鍵,即,序列辨識號:13之序列。換句話說,序列辨識號:5之序列在遭受
前述甲基化與修飾後,成為序列辨識號:13之序列。
或者,於此實施例中,第三隨從股的序列可為顯示為,序列辨識號:21的序列,而於其中位於第1、2、3、9與12位置之核苷酸進一步被2’-O-甲基化,且介於在第1位置與在第2位置之核苷酸之間的鍵結、介於在第2位置與在第3位置之核苷酸之間的鍵結、介於在第3位置與在第4位置之核苷酸之間的鍵結、介於在第5位置與在第6位置之核苷酸之間的鍵結、介於在第17位置與在第18位置之核苷酸之間的鍵結、介於在第19位置與在第20位置之核苷酸之間的鍵結,以及介於在第20位置與在第21位置之核苷酸之間的鍵結,被進一步修飾為硫代磷酸酯鍵,也就是,序列辨識號:29之序列。換句話說,序列辨識號:21之序列在遭受前述甲基化與修飾後,成為序列辨識號:29之序列。
又,於此實施例中,第三嚮導股的序列可為顯示為,序列辨識號:6的序列,而於其中位於第2、18與19位置之核苷酸進一步被2’-O-甲基化,即,序列辨識號:14之序列。換言之,序列辨識號:6之序列在遭受前述甲基化後,成為序列辨識號:14之序列。
又或者,於此實施例中,第三嚮導股的序列可為顯示為,序列辨識號:22的序列,而於其中位於第2、18與19位置之核苷酸進一步被2’-O-甲基化,且介於在第19位置與在第20位置之核苷酸之間的鍵結,以及介於在第20位置與在第21位置之核苷酸之間的鍵結,被進一步修飾為硫代磷酸酯鍵,也就是,序列辨識號:30之序列。換句話說,序列辨識號:22之序列在遭受前述甲基化與修飾後,成為序列辨識號:30之序列。
在一實施例中,於前述第三小干擾RNA中,第三隨從股之序列可為序列辨識號:13之序列,而第三嚮導股之序列可為序列辨識號:14之序列。在另一實施例中,於前述第三小干擾RNA中,第三隨從股之序列可為序列辨識號:29之序列,而第三嚮導股之序列則可為序列辨識號:30之序列。
此外,關於上述第四小干擾RNA,第四隨從股之序列可為與序列辨識號:7之序列具有至少85%序列相似度的一序列,而第四嚮導股之序列則可為與序列辨識號:8之序列具有至少85%序列相似度的一序列。
針對第四隨從股,在一實施例中,第四隨從股之序列可為與序列辨識號:7之序列具有至少85%,例如85%、90%、95%、98%與99%之序列相似度的一序列。在另一實施例中,第四隨從股之序列可為與序列辨識號:7之序列具有100%之序列相似度的一序列。換言之,第四隨從股之序列可為序列辨識號:7之序列。
在更進一步之實施例中,第四隨從股之序列可為,於其中用以增強小干擾RNA之核苷酸酶抗性及/或促進RNA誘導靜默複合物形成之至少一個核苷酸的3’突出物添加至序列辨識號:7之序列之3’末端的一序列。上述至少一個核苷酸的3’突出物可為一、二、三、四或五個核苷酸的3’突出物,但不限於此。例如,兩個核苷酸之3’突出物,如,兩個胸腺嘧啶去氧核糖核苷酸(dTdT)(DNA)、兩個尿嘧啶核糖核苷酸(UU)(RNA)、一個尿嘧啶核糖核苷酸與一個鳥嘌呤(UG)(RNA)等,可被添加至序列辨識號:7之序列之3’末端。於一特定實施例中,第四隨從股之序列可
為於其中兩個胸腺嘧啶去氧核糖核苷酸(dTdT)(DNA)添加至序列辨識號:7之序列之3’末端的一序列,即,序列辨識號:23之序列。
而對於第四嚮導股來說,在一實施例中,第四嚮導股之序列可為與序列辨識號:8之序列具有至少85%,例如85%、90%、95%、98%與99%之序列相似度的一序列。在另一實施例中,第四嚮導股之序列可為與序列辨識號:8之序列具有100%之序列相似度的一序列。也就是說,第四嚮導股之序列可為序列辨識號:8之序列。
在更進一步之實施例中,第四嚮導股之序列可為,於其中用以增強小干擾RNA之核苷酸酶抗性及/或促進RNA誘導靜默複合物形成之至少一個核苷酸的3’突出物添加至序列辨識號:8之序列之3’末端的一序列。上述至少一個核苷酸的3’突出物可為一、二、三、四或五個核苷酸的3’突出物,但不限於此。例如,兩個核苷酸之3’突出物,如,兩個胸腺嘧啶去氧核糖核苷酸(dTdT)(DNA)、兩個尿嘧啶核糖核苷酸(UU)(RNA)、一個尿嘧啶核糖核苷酸與一個鳥嘌呤(UG)(RNA)等,可被添加至序列辨識號:8之序列之3’末端。於一特定實施例中,第四嚮導股之序列可為於其中兩個胸腺嘧啶去氧核糖核苷酸(dTdT)(DNA)添加至序列辨識號:8之序列之3’末端的一序列,即,序列辨識號:24之序列。
在一實施例中,於前述第四小干擾RNA中,第四隨從股之序列可為序列辨識號:7之序列,而第四嚮導股之序列可為序列辨識號:8之序列。在另一實施例中,於前述第四小干擾RNA中,第四隨從股之序列可為序列辨識號:23之序列,而第四嚮導股之序列可為序列辨識號:24之序列。
在另一實施例中,第四隨從股及/或第四嚮導股可包括至少一個經修飾之核苷酸及/或至少一個經修飾之磷酸二酯鍵。前述經修飾之核苷酸的例子可包括,但不限於,2’-O-甲基核苷酸、5’-O-甲基磷酸酯核酸、肽核酸、N-嗎啉、鎖核酸等。又,前述經修飾之磷酸二酯鍵的例子,可包括,硫代磷酸酯鍵、硼烷磷酸酯鍵、肽核酸鍵、嗎啉鍵等,但不限於此。在一示範之實施例中,前述修飾之核苷酸為一2’-O-甲基核苷酸,而前述經修飾之磷酸二酯鍵為一硫代磷酸酯鍵。
本發明之第四隨從股及/或第四嚮導股可包括至少一個2’-O-甲基核苷酸及/或至少一個硫代磷酸酯鍵。例如,本發明之第四隨從股及/或第四嚮導股可包括1至10個、2至7個或3至5個2’-O-甲基核苷酸及/或1至10個、2至7個或3至5個硫代磷酸酯鍵。
於此實施例中,第四隨從股的序列可為顯示為,序列辨識號:7的序列,而於其中位於第1、2、3、9與12位置之核苷酸進一步被2’-O-甲基化,且介於在第1位置與在第2位置之核苷酸之間的鍵結、介於在第2位置與在第3位置之核苷酸之間的鍵結、介於在第3位置與在第4位置之核苷酸之間的鍵結、介於在第5位置與在第6位置之核苷酸之間的鍵結,以及介於在第17位置與在第18位置之核苷酸之間的鍵結,被進一步修飾為硫代磷酸酯鍵,即,序列辨識號:15之序列。換句話說,序列辨識號:7之序列在遭受前述甲基化與修飾後,成為序列辨識號:15之序列。
或者,於此實施例中,第四隨從股的序列可為顯示為,序列辨識號:23的序列,而於其中位於第1、2、3、9與12位置之核苷酸進一步被2’-O-甲基化,且介於在第1位置與在第2位置
之核苷酸之間的鍵結、介於在第2位置與在第3位置之核苷酸之間的鍵結、介於在第3位置與在第4位置之核苷酸之間的鍵結、介於在第5位置與在第6位置之核苷酸之間的鍵結、介於在第17位置與在第18位置之核苷酸之間的鍵結、介於在第19位置與在第20位置之核苷酸之間的鍵結,以及介於在第20位置與在第21位置之核苷酸之間的鍵結,被進一步修飾為硫代磷酸酯鍵,也就是,序列辨識號:31之序列。換句話說,序列辨識號:23之序列在遭受前述甲基化與修飾後,成為序列辨識號:31之序列。
又,於此實施例中,第四嚮導股的序列可為顯示為,序列辨識號:8的序列,而於其中位於第2、18與19位置之核苷酸進一步被2’-O-甲基化,即,序列辨識號:16之序列。換言之,序列辨識號:8之序列在遭受前述甲基化後,成為序列辨識號:16之序列。
又或者,於此實施例中,第四嚮導股的序列可為顯示為,序列辨識號:24的序列,而於其中位於第2、18與19位置之核苷酸進一步被2’-O-甲基化,且介於在第19位置與在第20位置之核苷酸之間的鍵結,以及介於在第20位置與在第21位置之核苷酸之間的鍵結,被進一步修飾為硫代磷酸酯鍵,也就是,序列辨識號:32之序列。換句話說,序列辨識號:24之序列在遭受前述甲基化與修飾後,成為序列辨識號:32之序列。
在一實施例中,於前述第四小干擾RNA中,第四隨從股之序列可為序列辨識號:15之序列,而第四嚮導股之序列可為序列辨識號:16之序列。在另一實施例中,於前述第四小干擾RNA中,第四隨從股之序列可為序列辨識號:31之序列,而第四
嚮導股之序列則可為序列辨識號:32之序列。
另外,任何前述之本發明之小干擾RNA,可被單獨,或者是與一藥學上可接受之載體或鹽類一起,配製成一藥物。
上述之藥學上可接受的載體可包括,但不限於,微脂體(liposome)、微胞(micelle)、金屬顆粒(metal particle)、聚合物顆粒(polymer particle)、溶劑、分散媒(dispersion medium)、套膜(coating)、抗菌與抗真菌試劑,或一等滲透壓與吸收延遲(absorption delaying)試劑等與藥學投予相容者。對於不同的給藥方式,可利用一般方法將藥學組合物配置成劑型(dosage form)。在一實施例中,上述之藥學上可接受之載體可為微脂體、微胞、金屬顆粒或聚合物顆粒。
上述顆粒可由各種材料製備而成,例如,脂質(lipids)、蛋白質(proteins)、多醣(polysaccharides)與合成聚合物(synthetic polymers)。而依據製備方法的不同,可獲得奈米顆粒(nanoparticles)、奈米球(nanospheres)、奈米膠囊(nanocapsules)等。
此外,前述之藥學上可接受之鹽類可包括,但不限於,無機陽離子鹽類(inorganic cation salt),例如,鹼金屬鹽類,如鈉鹽、鉀鹽或胺鹽,鹼土金族鹽類,如鎂鹽、鈣鹽,含二價或四價陽離子之鹽類,如鋅鹽、鋁鹽或鋯鹽。此外,也可是為有機鹽類,如二環己胺鹽類、甲基-D-葡糖胺(methyl-D-glucamine),胺基酸鹽類,如精胺酸、離胺酸、組織胺酸、麩胺酸醯胺。
在本發明之另一實施例中,本發明提供一用於抑制半乳糖凝集素-12表現及/或促進脂肪分解之醫藥組成物。上述用
於抑制半乳糖凝集素-12表現及/或促進脂肪分解之醫藥組成物,可包括任何前述本發明之小干擾RNA,但不限於此。
在一實施例中,用於抑制半乳糖凝集素-12表現及/或促進脂肪分解之醫藥組成物,可更包括一藥學上可接受之載體或鹽類。
關於本發明之藥學組成物所包含之藥學上可接受之載體的說明,可參見前方所述。在一實施例中,上述之藥學上可接受之載體可為微脂體、微胞、金屬顆粒或聚合物顆粒。
又,關於本發明之藥學組成物所包含之藥學上可接受之鹽類的說明,也可參見前方所述。
本發明之醫藥組成物給藥可以口服、非口服、經由吸入噴霧(inhalation spray)或藉由植入貯存器(implanted reservoir)的方式。非口服可包括皮下(subcutaneous)、皮內(intracutaneous)、靜脈內(intravenous)、肌肉內(intramuscular)、關節內(intra-articular)動脈(intra-arterial)、滑囊(腔)內(intrasynovial)、胸骨內(intrasternal)蜘蛛膜下腔(intrathecal)、疾病部位內(intraleaional)注射以及灌注技術。
口服成分的形式可包括,但不限定於,藥錠、膠囊、乳劑(emulsions)、水性懸浮液(aqueous suspensions)、分散液(dispersions)與溶液。
在本發明之又另一實施例中,本發明提供一種小干擾RNA用於製備抑制半乳糖凝集素-12表現及/或促進脂肪分解之藥物的用途。
前述本發明之小干擾RNA用於製備抑制半乳糖凝集
素-12表現及/或促進脂肪分解之藥物的用途,也可被視為小干擾RNA用於製備治療與半乳糖凝集素-12表現相關之失調之藥物的用途。與半乳糖凝集素-12表現相關之失調的例子,可包括代謝失調、肥胖等,但不限於此。
於本發明之小干擾RNA用於製備抑制半乳糖凝集素-12表現及/或促進脂肪分解之藥物的用途中,其中所述小干擾可為上述任何本發明之小干擾RNA。又,前述抑制半乳糖凝集素-12表現及/或促進脂肪分解之藥物可用於肥胖症之治療,但不限於此。
於本發明之小干擾RNA用於製備抑制半乳糖凝集素-12表現及/或促進脂肪分解之藥物的用途中,上述任何本發明之小干擾RNA可進一步與一藥學上可接受之載體或鹽類一起用於製備所述抑制半乳糖凝集素-12表現及/或促進脂肪分解之藥物。在一實施例中,所述藥學上可接受之載體,可包括,但不限於一微脂體、微胞、金屬顆粒、聚合物顆粒等。
此外,前述之抑制半乳糖凝集素-12表現及/或促進脂肪分解的藥物可以一有效量投予至一需要之個體。而上述個體可為,一哺乳動物,例如,小鼠、大鼠、天竺鼠、兔子、狗、貓、猴子、猩猩、人類等,但不限於此。在一實施例中,所述個體可為人類。
在一實施例中,上述需要之個體可為遭受到與半乳糖凝集素-12表現相關之失調,例如肥胖之個體。
實施例
A. 材料與方法
1. 小干擾RNA之設計與修飾
將一組小干擾RNA設計為以在人類或小鼠中之半乳糖凝集素-12(galectin-12)mRNA與其變體為標的。序列之組成、標的與修飾被整理於表1中。siRNA-1、ITRI-1與ITRI-2(無修飾型與經修飾型)係針對人類半乳糖凝集素-12(galectin-12)mRNA靜默(silencing)而設計。
為了更進一步之在藥物發展中的動物研究需求,也設計了可以人類與小鼠半乳糖凝集素-12 mRNA及其變體為標的之一特定小干擾,ITRI-3(無修飾型與經修飾型)。包括骨幹硫代磷酸(backbone phosphorothioate)與糖2’-O-甲基(sugar 2’-OMe)之小干擾RNA的化學修飾被建議來減少所誘發之先天性免疫反應(innate immune responses)、減少偏離標的效應(off-target effects)及增加血清穩定度。
2. 化學修飾對於小干擾RNA的影響
血清穩定度測試
將無修飾與經修飾之小干擾RNA在37℃培養於50%之不同物種(人類、小鼠或胎牛(fetal bovine))血清中。於不同時間點(0小時、1小時、6小時、24小時、48小時或72小時)收集5μl之取樣等分試樣(sampling aliquots),並將其立即儲存於-20℃。將所收集之小干擾RNA於2%瓊脂膠體(agarose gel)以1x TAE緩衝溶液在100V下,進行電泳20分鐘,又,之後將膠體以SYBR gold伴隨輕柔搖晃來染色30分鐘,且之後立即照相。藉由使用一SYBR Green照相條件(photographic condition)(對於染劑-核酸複合物的激發最大值為在~495nm與~300nm,而發射最大值為~537nm),將經染色之膠體的影像經由ImageQuant LAS 4000(GE Healthcare Life Sciences)來顯像與拍攝。
3. 細胞培養
(1)人類間質幹細胞(Human mesenchymal stem cells)
將人類間質幹細胞培養於α-MEM(Gibco)、10%胎牛血清(fetal bovine serum)、2mM L-麩醯胺酸(L-glutamin)(Gibco)、100U/ml青黴素(penicillin)+100mg/ml鏈黴素(streptomycin)(Gibco)與1ng/ml bFGF(Instruchemie,PhP105)中,於37℃在含5% CO2之一潮濕大氣中。
(2)NIH-3T3-L1細胞
將NIH-3T3-L1細胞培養於DMEM(Gibco)、100U/ml青黴素+100mg/ml鏈黴素(Gibco)與10%胎牛血清中。
4. 脂肪細胞分化的誘導
(1)人類間質幹細胞
為了誘導分化,將長滿之細胞暴露於在培養基中之由DMEM(Gibco)、100U/ml青黴素+100mg/ml鏈黴素(Gibco)、10%胎牛血清、0.2mM吲哚美辛(inomethacin)(Sigma)、0.5mM IBMX(Sigma)、10-6M迪皮質醇(dexamethasone)(Sigma)、10mg/ml胰島素(insulin)(人類)(Sigma)所構成的一前分化配方(regimen)中達2天。隨後將細胞培養於僅帶有胰島素的培養基中。
(2)NIH-3T3-L1細胞
為了誘導分化,將長滿之細胞暴露於在培養基中之由DMEM(Gibco)、100U/ml青黴素+100mg/ml鏈黴素(Gibco)、
10%胎牛血清、0.2mM吲哚美辛(Sigma)、0.5mM IBMX(Sigma)、10-6M迪皮質醇(Sigma)、10mg/ml胰島素(人類)(Sigma)所構成的一前分化配方中達2天。隨後將細胞培養於僅帶有胰島素的培養基中。
5. 於NIH-3T3-L1細胞與人類間質幹細胞衍生之脂肪細胞中的小干擾RNA轉染(transfection)(在經誘導之分化脂肪細胞中之半乳糖凝集素-12的降低(knock down))
(1)於NIH-3T3-L1細胞衍生之脂肪細胞中的小干擾RNA轉染
藉由市售之小干擾RNA轉染試劑(INTERFERin®;Polyplus Transfection),將150nM之負控制組小干擾RNA(無修飾型與經修飾型)與ITRI-3半乳糖凝集素-12_小干擾RNA(無修飾型與經修飾型)傳送進經分化之脂肪細胞。藉由根據製造商之步驟,轉染達48小時,從細胞收集並萃取RNA樣本。執行一特定之TagMan®定量聚合酶鏈鎖反應(quantitative polymerase chain reaction,qPCR)分析,以檢驗半乳糖凝集素-12之mRNA表現程度。
(2)於人類間質幹細胞衍生之脂肪細胞中的小干擾RNA轉染
(i)ITRI-3半乳糖凝集素-12_小干擾RNA(無修飾型與經修飾型)
藉由市售之小干擾RNA轉染試劑(INTERFERin®;Polyplus Transfection),將130與170nM負控制組小干擾RNA(無修飾型與經修飾型)與ITRI-3半乳糖凝集素-12_小干擾RNA(無
修飾型與經修飾型)傳送進經分化之脂肪細胞(INTERFERin®;Polyplus Transfection)。藉由根據製造商之步驟,轉染達48小時,從細胞收集並萃取RNA樣本。執行一特定之TagMan®定量聚合酶鏈鎖反應分析,以檢驗半乳糖凝集素-12之mRNA表現程度。
(ii)siRNA-1、ITRI-1、ITRI-2與ITRI-3半乳糖凝集素-12_小干擾RNA(無修飾型)
藉由市售之小干擾RNA轉染試劑(INTERFERin®;Polyplus Transfection),將150nM之負控制組小干擾RNA(無修飾型)以及siRNA-1、ITRI-1、ITRI-2與ITRI-3半乳糖凝集素-12_小干擾RNA(無修飾型)傳送進經分化之脂肪細胞。藉由根據製造商之步驟,轉染達48小時,從細胞收集並萃取RNA樣本。執行一特定之TagMan®定量聚合酶鏈鎖反應分析,以檢驗半乳糖凝集素-12之mRNA表現程度。
6. 於原生組織(primary tissue)中之小干擾RNA的轉染(Ex vivo降低於小鼠脂肪組織中之半乳糖凝集素-12)
副睪脂肪墊(epididymal fat pads)為獲自10週大之雄性C57 BL/6J小鼠。在無菌條件下(sterile conditions)以PBS緩衝溶液來清洗新鮮取得之脂肪組織。對於每個轉染,將60-80mg之組織切至約1-2mm的尺寸。將組織塊(tissue explants)重新懸浮於一電穿孔小玻璃管(electroporation cuvette)(0.4cm)中之與16nmol負控制組小干擾RNA(經修飾型)或ITRI-3小干擾RNA(經修飾型)的200μl電穿孔緩衝溶液(electroporation buffer),且於一BTX電穿孔儀(electroporator)上,以30msec的時間常數(time
constant),使其遭受十六次50V或80V的電擊。於電穿孔之後,立即加入添加有10%胎牛血清、100U/ml青黴素+100mg/ml鏈黴素的DMEM,並將組織塊培養於37℃於5% CO2中。將培養基於2小時之後、接著於5小時之後,然後每24小時進行更換至48小時。從組織萃取RNA,並執行定量聚合酶鏈鎖反應分析,以檢驗組織之半乳糖凝集素-12之mRNA表現程度。
7. In vivo之小干擾RNA研究(In vivo降低於小鼠脂肪組織中之半乳糖凝集素-12)
將十五隻10週齡之雄性小鼠隨機分配至接受PBS緩衝溶液(n=3)、26mg/kg負控制組小干擾RNA(經修飾型)(n=3)、26mg/kg ITRI-3半乳糖凝集素-12_小干擾RNA(經修飾型)(n=3)、13mg/kg負控制組小干擾RNA(經修飾型)(n=3)與13mg/kg ITRI-3半乳糖凝集素-12_小干擾RNA(經修飾型)(n=3)的5個群組。經由靜脈注射(intravenous injection i.v.)或腹腔注射(intraperitoneal injection,i.p.),每3天對小鼠注射PBS緩衝溶液或小干擾RNA(26mg/kg或13mg/kg)達2週。從組織萃取RNA,並執行定量聚合酶鏈鎖反應分析,以檢驗半乳糖凝集素-12之mRNA表現程度。
8. In vivo之小干擾RNA研究(In vivo降低半乳糖凝集素-12誘導在肥胖小鼠模型中之小鼠脂肪組織的脂肪分解(lipolysis))
(1)動物之處理
將二十隻6週齡雄性小鼠以高脂飼料(High-fat diet feeding)育肥8週,以使其體重增肥約40g,然後隨機分配至接受1.08mg/kg負控制組小干擾RNA(經修飾型)(n=5)、1.08mg/kg ITRI-3半乳糖凝集素-12_小干擾RNA(經修飾型)(n=5)、9mg/kg負控制組小干擾RNA(經修飾型)(n=5)與9mg/kg ITRI-3半乳糖凝集素-12_小干擾RNA(經修飾型)(n=5)的4個群組。又,將五隻未以高脂飼料育肥之14週齡雄性小鼠(n=5)分配至一接受PBS緩衝溶液之群組,作為負控制組。經由靜脈注射(intravenous injection,i.v.)或腹腔注射(intraperitoneal injection,i.p.),一週兩次對前述小鼠注射PBS緩衝溶液或小干擾RNA(10.8mg/kg或9mg/kg)達42天。
(2)半乳糖凝集素-12之mRNA表現程度
從上述各組之小鼠的脂肪組織萃取RNA,並執行定量聚合酶鏈鎖反應分析,以檢驗半乳糖凝集素-12之mRNA表現程度。
(3)脂肪分解分析
藉由測量脂肪酸(fatty acid)與甘油(glycerol)釋放,來監測於上述各群組之小鼠的脂肪細胞中的脂肪分解。簡而言之,於37℃將脂肪細胞培養於0.3ml KRH/3%無FAA之BSA達0-2小時並以150rpm震盪。在培養結束時,分別以Free Glycerol Reagent(Sigma)與Nonesterified Fatty Acids Kit(Catachem)來測量釋放至下層漂浮物(infranatant)的甘油與非酯化脂肪酸(nonesterified fatty acid,NEFA)。
B. 結果
1. 化學修飾對於小干擾RNA的影響
血清穩定度測試
將ITRI-1、ITRI-2與ITRI-3小干擾RNA(無修飾型與經修飾型)(1μM)之小干擾RNA在37℃培養於50%之不同物種(人類、小鼠或胎牛血清)血清中,以確認在不同物種之血清中無修飾型與經修飾型小干擾RNA的穩定度。詳細實驗方法如前方所述。於人類、小鼠或胎牛血清中之無修飾型與經修飾型小干擾RNA的穩定度測試結果,分別顯示於第1A、1B與1C圖中。
於第1A、1B與1C圖顯示,相較於無修飾型小干擾RNA(>6小時),經修飾型小干擾RNA(約72小時)顯示在血清中經提升的穩定度。
2. 在經誘導之分化脂肪細胞中之半乳糖凝集素-12的降低
將150nM之負控制組小干擾RNA(無修飾型與經修飾型)與ITRI-3半乳糖凝集素-12_小干擾RNA(無修飾型與經修飾型)傳送進NIH-3T3-L3細胞衍生之脂肪細胞、將130與170nM負控制組小干擾RNA(無修飾型與經修飾型)與ITRI-3半乳糖凝集素-12_小干擾RNA(無修飾型與經修飾型)傳送進人類間質幹細胞衍生之脂肪細胞,及將150nM之負控制組小干擾RNA(無修飾型)以及siRNA-1、ITRI-1、ITRI-2與ITRI-3半乳糖凝集素-12_小干擾RNA(無修飾型)傳送進人類間質幹細胞衍生之脂肪細胞,且之後分別測定NIH-3T3-L3細胞衍生之脂肪細胞與人類間質幹
細胞衍生之脂肪細胞的半乳糖凝集素-12 mRNA表現程度。詳細實驗方法如前方所述。
以負控制組小干擾RNA(無修飾型與經修飾型)與ITRI-3半乳糖凝集素-12_小干擾RNA(無修飾型與經修飾型)轉染之NIH-3T3-L3細胞衍生之脂肪細胞的半乳糖凝集素-12的mRNA表現程度,顯示於第2A圖中。
此外,以負控制組小干擾RNA(無修飾型與經修飾型)與ITRI-3半乳糖凝集素-12_小干擾RNA(無修飾型與經修飾型)轉染之人類間質幹細胞衍生之脂肪細胞的半乳糖凝集素-12的mRNA表現程度,顯示於第2B圖中。
再者,此外,以負控制組小干擾RNA(無修飾型)及siRNA-1、ITRI-1、ITRI-2與ITRI-3半乳糖凝集素-12_小干擾RNA(無修飾型)轉染之人類間質幹細胞衍生之脂肪細胞的半乳糖凝集素-12的mRNA表現程度,顯示於第2C圖中。
根據第2A圖與第2B圖,可以得知,ITRI-3半乳糖凝集素-12_小干擾RNA in vitro顯著地抑制了兩種不同物種,人類與小鼠之脂肪細胞的內生(endogenous)半乳糖凝集素-12 mRNA表現程度。
又,根據第2C圖,可以得知,無修飾型siRNA-1、ITRI-1、ITRI-2與ITRI-3半乳糖凝集素-12_小干擾RNA,皆能夠in vitro顯著抑制人類之脂肪細胞之內生(endogenous)半乳糖凝集素-12的mRNA表現程度。
3. Ex vivo降低於小鼠脂肪組織中之半乳糖凝集素-12
將獲自10週齡之雄性C57 BL/6J小鼠之副睪脂肪墊(epididymal fat pads)的組織塊,以16nmol負控制組小干擾RNA(經修飾型)或ITRI-3小干擾RNA(經修飾型),藉由以50V與80V之電穿孔進行轉染,並且之後將其培養於37℃於5% CO2中。然後測定以16nmol負控制組小干擾RNA(經修飾型)或ITRI-3小干擾RNA(經修飾型)轉染之組織塊的半乳糖凝集素-12 mRNA表現程度。詳細實驗方法如前方所述。
以16nmol負控制組小干擾RNA(經修飾型)或ITRI-3小干擾RNA(經修飾型)藉由以50V與80V之電穿孔進行轉染之組織塊(小鼠脂肪組織)的半乳糖凝集素-12 mRNA表現程度,顯示於第3圖中。
第3圖顯示,在兩個不同電壓(50V與80V)條件下,經修飾型ITRI-3小干擾RNA皆顯著抑制了小鼠脂肪組織的半乳糖凝集素-12之mRNA表現程度。
4. In vivo降低於小鼠脂肪組織中之半乳糖凝集素-12
將十五隻10週齡之雄性小鼠隨機分配至接受PBS緩衝溶液、26mg/kg負控制組小干擾RNA(經修飾型)、26mg/kg ITRI-3半乳糖凝集素-12_小干擾RNA(經修飾型)、13mg/kg負控制組小干擾RNA(經修飾型)與13mg/kg ITRI-3半乳糖凝集素-12_小干擾RNA(經修飾型)的5個群組,且之後測定來自這些小鼠之組織的半乳糖凝集素-12之mRNA表現程度詳細實驗方法如前方所述。
接受PBS緩衝溶液、26mg/kg負控制組小干擾RNA
(經修飾型)、26mg/kg ITRI-3半乳糖凝集素-12_小干擾RNA(經修飾型)、13mg/kg負控制組小干擾RNA(經修飾型)與13mg/kg ITRI-3半乳糖凝集素-12_小干擾RNA(經修飾型)之小鼠的脂肪組織的半乳糖凝集素-12之mRNA表現程度,顯示於第4圖中。
第4圖顯示,相較於經修飾型負控制組小干擾RNA,兩種劑量(26mg/kg與13mg/kg)之經修飾型ITRI-3小干擾RNA皆可in vivo抑制脂肪組織之半乳糖凝集素-12之mRNA表現程度,且兩種劑量(26mg/kg與13mg/kg)對於半乳糖凝集素-12之mRNA表現程度的抑制率可達60%。此結果顯示,經修飾型ITRI-3小干擾RNA能夠以系統性投予(systemic administration)經由周邊循環系統(peripheral circulatory system),來正確地抑制局部脂肪組織之半乳糖凝集素-12的mRNA表現程度。
5. In vivo降低半乳糖凝集素-12誘導在肥胖小鼠模型中之小鼠脂肪組織的脂肪分解
將二十隻6週齡雄性小鼠以高脂飼料育肥8週,以使其體重增肥約40g之,然後隨機分配至接受1.08mg/kg負控制組小干擾RNA(經修飾型)、1.08mg/kg ITRI-3半乳糖凝集素-12_小干擾RNA(經修飾型)、9mg/kg負控制組小干擾RNA(經修飾型)與9mg/kg ITRI-3半乳糖凝集素-12_小干擾RNA(經修飾型)的4個群組。又,將五隻未以高脂飼料育肥之14週齡雄性小鼠分配至一接受PBS緩衝溶液之群組,作為負控制組。之後測定來自這些小鼠之組織的半乳糖凝集素-12之mRNA表現程度與之脂肪分解程度。詳細實驗方法如前方所述。
接受1.08mg/kg負控制組小干擾RNA(經修飾型)、1.08mg/kg ITRI-3半乳糖凝集素-12_小干擾RNA(經修飾型)、9mg/kg負控制組小干擾RNA(經修飾型)與9mg/kg ITRI-3半乳糖凝集素-12_小干擾RNA(經修飾型)之小鼠的脂肪組織的半乳糖凝集素-12 mRNA表現程度,顯示於第5A圖中。
第5A圖顯示,相較於經修飾型負控制組小干擾RNA,兩種劑量(1.08mg/kg與9mg/kg)之經修飾型ITRI-3小干擾RNA皆可in vivo抑制脂肪組織之半乳糖凝集素-12 mRNA表現程度,且兩種劑量(1.08mg/kg與9mg/kg)對於半乳糖凝集素-12之mRNA表現程度的抑制率可達30%。此結果顯示,在肥胖動物模型中,經修飾型ITRI-3小干擾RNA能夠以系統性投予經由周邊循環系統,來正確地抑制局部脂肪組織之半乳糖凝集素-12的mRNA表現程度。
接受PBS緩衝溶液、接受1.08mg/kg負控制組小干擾RNA(經修飾型)、1.08mg/kg ITRI-3半乳糖凝集素-12_小干擾RNA(經修飾型)、9mg/kg負控制組小干擾RNA(經修飾型)與9mg/kg ITRI-3半乳糖凝集素-12_小干擾RNA(經修飾型)之小鼠的脂肪組織的脂肪分解分析結果,顯示於第5B圖中。
第5B圖顯示,相較於經修飾型負控制組小干擾RNA,兩種劑量(1.08mg/kg與9mg/kg)之經修飾型ITRI-3小干擾RNA,皆可in vivo促進脂肪組織的脂肪分解。
此結果顯示,經修飾型ITRI-3小干擾RNA,不僅可藉由系統性投予來抑制脂肪組織的半乳糖凝集素-12 mRNA表現程度,也能夠改變脂肪細胞之脂肪代謝以促進脂肪分解,且其支持
減重之應用。
此外,對前述接受PBS緩衝溶液、接受1.08mg/kg負控制組小干擾RNA(經修飾型)、1.08mg/kg ITRI-3半乳糖凝集素-12_小干擾RNA(經修飾型)、9mg/kg負控制組小干擾RNA(經修飾型)與9mg/kg ITRI-3半乳糖凝集素-12_小干擾RNA(經修飾型)之小鼠的脂肪組織切片進行蘇木素與伊紅染色(hematoxylin and eosin stains,H&E stains),且結果顯示於第5C圖中。
第5C圖顯示,相較於接受負控制組小干擾RNA(經修飾型)之小鼠的脂肪組織,接受ITRI-3半乳糖凝集素-12_小干擾RNA(經修飾型)之小鼠的脂肪組織明顯顯示較多之皺縮,且接受9mg/kg ITRI-3半乳糖凝集素-12_小干擾RNA(經修飾型)之小鼠的脂肪組織遭受到最明顯的皺縮。此結果顯示,經修飾型ITRI-3小干擾RNA,不僅可藉由系統性投予來抑制脂肪組織的半乳糖凝集素-12 mRNA表現程度,也能夠藉由抑制脂肪組織的半乳糖凝集素-12 mRNA表現,來改變脂肪細胞之脂肪代謝以促進脂肪分解,且其支持減重之應用。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何熟習此技藝者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作些許之更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
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<223> 胸腺嘧啶去氧核糖核苷酸(dT)
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<223> 小干擾RNA隨從股
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<223> 胸腺嘧啶去氧核糖核苷酸(dT)
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<212> RNA
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<223> 小干擾RNA嚮導股
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<223> 胸腺嘧啶去氧核糖核苷酸(dT)
<210> 23
<211> 21
<212> RNA
<213> 人工序列
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<223> 小干擾RNA隨從股
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<211> 21
<212> RNA
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<212> RNA
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<212> RNA
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<212> RNA
<213> 人工序列
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<223> 小干擾RNA嚮導股
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<223> 硫代磷酸酯鍵
<210> 29
<211> 21
<212> RNA
<213> 人工序列
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<223> 小干擾RNA隨從股
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<220>
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<210> 30
<211> 21
<212> RNA
<213> 人工序列
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<223> 小干擾RNA嚮導股
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<220>
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<213> 人工序列
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<223> 小干擾RNA隨從股
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<222> (2)..(3)
<223> 硫代磷酸酯鍵
<220>
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<222> (3)..(4)
<223> 硫代磷酸酯鍵
<220>
<221> misc_difference
<222> (5)..(6)
<223> 硫代磷酸酯鍵
<220>
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<222> (9)..(9)
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<222> (12)..(12)
<223> cm
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<222> (17)..(18)
<223> 硫代磷酸酯鍵
<220>
<221> misc_difference
<222> (19)..(20)
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<220>
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<222> (20)..(21)
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<211> 21
<212> RNA
<213> 人工序列
<220>
<223> 小干擾RNA嚮導股
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<220>
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<223> gm
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<222> (19)..(20)
<223> 硫代磷酸酯鍵
<220>
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<222> (20)..(21)
<223> 胸腺嘧啶去氧核糖核苷酸(dT)
<220>
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<222> (20)..(21)
<223> 硫代磷酸酯鍵
<210> 33
<211> 21
<212> RNA
<213> 人工序列
<220>
<223> 小干擾RNA隨從股
<220>
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<222> (20)..(21)
<223> 胸腺嘧啶去氧核糖核苷酸(dT)
<210> 34
<211> 21
<212> RNA
<213> 人工序列
<220>
<223> 小干擾RNA嚮導股
<220>
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<222> (20)..(21)
<223> 胸腺嘧啶去氧核糖核苷酸(dT)
<210> 35
<211> 21
<212> RNA
<213> 人工序列
<220>
<223> 小干擾RNA隨從股
<220>
<221> modified_base
<222> (1)..(1)
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<220>
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<222> (1)..(2)
<223> 硫代磷酸酯鍵
<220>
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<222> (2)..(2)
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<222> (2)..(3)
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<220>
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<222> (3)..(3)
<223> 2’-O-甲基-腺苷
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<222> (3)..(4)
<223> 硫代磷酸酯鍵
<220>
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<222> (5)..(6)
<223> 硫代磷酸酯鍵
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<223> um
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<221> modified_base
<222> (12)..(12)
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<222> (17)..(18)
<223> 硫代磷酸酯鍵
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<223> 硫代磷酸酯鍵
<220>
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<222> (20)..(21)
<223> 胸腺嘧啶去氧核糖核苷酸(dT)
<220>
<221> misc_difference
<222> (20)..(21)
<223> 硫代磷酸酯鍵
<210> 36
<211> 21
<212> RNA
<213> 人工序列
<220>
<223> 小干擾RNA嚮導股
<220>
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<222> (2)..(2)
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<220>
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<222> (18)..(18)
<223> um
<220>
<221> modified_base
<222> (19)..(19)
<223> 2’-O-甲基-腺苷
<220>
<221> misc_difference
<222> (19)..(20)
<223> 硫代磷酸酯鍵
<220>
<221> modified_base
<222> (20)..(21)
<223> 胸腺嘧啶去氧核糖核苷酸(dT)
<220>
<221> misc_difference
<222> (20)..(21)
<223> 硫代磷酸酯鍵
Claims (21)
- 一種小干擾RNA(small interfering RNA,siRNA),其係由一隨從股與一嚮導股所組成,其中該隨從股之序列係由一至五個核苷酸的3’突出物添加至序列辨識號:7之序列之3’末端的一序列所組成,而該嚮導股之序列係由一至五個核苷酸的3’突出物添加至序列辨識號:8之序列之3’末端的一序列所組成,且其中該3’突出物用以增強小干擾RNA之核苷酸酶抗性及/或促進RNA誘導靜默複合物形成,其中該小干擾RNA具有抑制半乳糖凝集素-12(galectin-12)表現的能力。
- 如申請專利範圍第1項所述之小干擾RNA,其中該隨從股之序列為序列辨識號:23之序列,而該嚮導股之序列為序列辨識號:24之序列。
- 如申請專利範圍第1項所述之小干擾RNA,其中該隨從股及/或該嚮導股包括至少一個經修飾之核苷酸及/或至少一個經修飾之磷酸二酯鍵。
- 如申請專利範圍第3項所述之小干擾RNA,其中該至少一個經修飾之核苷酸為一2’-O-甲基核苷酸、5’-O-甲基磷酸酯核酸、肽核酸(PNA)、N-嗎啉或鎖核酸(LNA)。
- 如申請專利範圍第3項所述之小干擾RNA,其中該至少一個經修飾之磷酸二酯鍵為一硫代磷酸酯鍵、硼烷磷酸酯 鍵、肽核酸鍵或嗎啉鍵。
- 如申請專利範圍第3項所述之小干擾RNA,其中該至少一個經修飾之核苷酸為一2’-O-甲基核苷酸及/或該至少一個經修飾之磷酸二酯鍵為一硫代磷酸酯鍵。
- 如申請專利範圍第6項所述之小干擾RNA,其中該隨從股之序列為序列辨識號:31之序列,而該嚮導股之序列為序列辨識號:32之序列。
- 如申請專利範圍第1項所述之小干擾RNA,其中該小干擾RNA,單獨或與一藥學上可接受之載體或鹽類,被配製成一藥物。
- 一種用於抑制半乳糖凝集素-12表現及/或促進脂肪分解(lipolysis)的醫藥組成物,包括:如申請專利範圍第1項所述之小干擾RNA。
- 如申請專利範圍第9項所述之用於抑制半乳糖凝集素-12表現及/或促進脂肪分解的醫藥組成物,其中該隨從股之序列為序列辨識號:23之序列,而該嚮導股之序列為序列辨識號:24之序列。
- 如申請專利範圍第9項所述之用於抑制半乳糖凝集素-12表現及/或促進脂肪分解的醫藥組成物,其中該隨從股及/或該嚮導股包括至少一個經修飾之核苷酸及/或至少一個經修飾之磷酸二酯鍵,其中該至少一個經修飾之核苷酸為一2’-O-甲基核苷酸及/或該至少一個經修飾之磷酸二酯鍵為一硫代磷 酸酯鍵。
- 如申請專利範圍第11項所述之用於抑制半乳糖凝集素-12表現及/或促進脂肪分解的醫藥組成物,其中該隨從股之序列為序列辨識號:31之序列,而該嚮導股之序列為序列辨識號:32之序列。
- 如申請專利範圍第9項所述之用於抑制半乳糖凝集素-12表現及/或促進脂肪分解的醫藥組成物,更包括一藥學上可接受之載體或鹽類。
- 如申請專利範圍第13項所述之用於抑制半乳糖凝集素-12表現及/或促進脂肪分解的醫藥組成物,其中該藥學上可接受之載體包括一微脂體(liposome)、微胞(micelle)、金屬顆粒(metal particle)、或聚合物顆粒(polymer particle)。
- 一種小干擾RNA用於製備抑制半乳糖凝集素-12(galectin-12)表現及/或促進脂肪分解之藥物的用途,其中該小干擾RNA為如申請專利範圍第1項所述之小干擾RNA。
- 如申請專利範圍第15項所述之小干擾RNA用於製備抑制半乳糖凝集素-12表現及/或促進脂肪分解之藥物的用途,其中該抑制半乳糖凝集素-12表現及/或促進脂肪分解之藥物用於肥胖症之治療。
- 如申請專利範圍第15項所述之小干擾RNA用於製備抑制半乳糖凝集素-12表現及/或促進脂肪分解之藥物的用途,其中該隨從股之序列為序列辨識號:23之序列,而該嚮 導股之序列為序列辨識號:24之序列。
- 如申請專利範圍第15項所述之小干擾RNA用於製備抑制半乳糖凝集素-12表現及/或促進脂肪分解之藥物的用途,其中該隨從股及/或該嚮導股包括至少一個經修飾之核苷酸及/或至少一個經修飾之磷酸二酯鍵,其中該至少一個經修飾之核苷酸為一2’-O-甲基核苷酸及/或該至少一個經修飾之磷酸二酯鍵為一硫代磷酸酯鍵。
- 如申請專利範圍第18項所述之小干擾RNA用於製備抑制半乳糖凝集素-12表現及/或促進脂肪分解之藥物的用途,其中該隨從股之序列為序列辨識號:31之序列,而該嚮導股之序列為序列辨識號:32之序列。
- 如申請專利範圍第18項所述之小干擾RNA用於製備抑制半乳糖凝集素-12表現及/或促進脂肪分解之藥物的用途,其中如申請專利範圍第1項所述之小干擾RNA與一藥學上可接受之載體或鹽類一起用於製備該抑制半乳糖凝集素-12表現及/或促進脂肪分解之藥物。
- 如申請專利範圍第20項所述之小干擾RNA用於製備抑制半乳糖凝集素-12表現及/或促進脂肪分解之藥物的用途,其中該藥學上可接受之載體包括一微脂體、微胞、金屬顆粒、或聚合物顆粒。
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