WO2012165653A1 - 改良されたオリゴヌクレオチドおよびそのオリゴヌクレオチドを含む医薬組成物 - Google Patents

改良されたオリゴヌクレオチドおよびそのオリゴヌクレオチドを含む医薬組成物 Download PDF

Info

Publication number
WO2012165653A1
WO2012165653A1 PCT/JP2012/064491 JP2012064491W WO2012165653A1 WO 2012165653 A1 WO2012165653 A1 WO 2012165653A1 JP 2012064491 W JP2012064491 W JP 2012064491W WO 2012165653 A1 WO2012165653 A1 WO 2012165653A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rna molecule
rna
sequence
general formula
adenine
Prior art date
Application number
PCT/JP2012/064491
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
創 梅影
明徳 越智
洋 菊池
Original Assignee
国立大学法人豊橋技術科学大学
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 国立大学法人豊橋技術科学大学 filed Critical 国立大学法人豊橋技術科学大学
Priority to JP2013518196A priority Critical patent/JP6021018B2/ja
Publication of WO2012165653A1 publication Critical patent/WO2012165653A1/ja

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/11DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity
    • C12N15/113Non-coding nucleic acids modulating the expression of genes, e.g. antisense oligonucleotides; Antisense DNA or RNA; Triplex- forming oligonucleotides; Catalytic nucleic acids, e.g. ribozymes; Nucleic acids used in co-suppression or gene silencing
    • C12N15/1137Non-coding nucleic acids modulating the expression of genes, e.g. antisense oligonucleotides; Antisense DNA or RNA; Triplex- forming oligonucleotides; Catalytic nucleic acids, e.g. ribozymes; Nucleic acids used in co-suppression or gene silencing against enzymes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00Antineoplastic agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12YENZYMES
    • C12Y207/00Transferases transferring phosphorus-containing groups (2.7)
    • C12Y207/07Nucleotidyltransferases (2.7.7)
    • C12Y207/07049RNA-directed DNA polymerase (2.7.7.49), i.e. telomerase or reverse-transcriptase
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2310/00Structure or type of the nucleic acid
    • C12N2310/10Type of nucleic acid
    • C12N2310/12Type of nucleic acid catalytic nucleic acids, e.g. ribozymes

Definitions

  • the present invention relates to an oligonucleotide, and more particularly to a natural linear RNA molecule that can be easily produced and has nuclease resistance and an oligonucleotide that is a DNA thereof.
  • the present invention also relates to a pharmaceutical composition comprising the RNA molecule.
  • Chromosome telomere Telomerase is a ribonucleoprotein complex containing an RNA component, and is a complex composed of RNA serving as a template for telomere sequences, reverse transcriptase, and other regulatory subunits.
  • the RNA component is called TERC (Teromere RNA Component)
  • TERT Turomere Reverse Transscriptase
  • Human telomerase is composed of subunits such as TERT, TERC, dyskerin and TEP1, which are encoded by different chromosomal loci.
  • the TERT translation product is folded together with TERC, an untranslated RNA.
  • TERT has a bifurcated structure that surrounds the chromosome so that a single-stranded telomeric repeat can be added.
  • the TERC containing the TERT and telomere templates are adjacent.
  • the base sequence of human TERC is known and disclosed as NIBC Reference Sequence: NR_001566.1 (SEQ ID NO: 1).
  • telomeres are shortened at every cell division and cell death occurs when the shortening reaches its limit.
  • telomerase a telomere synthase called telomerase is activated, and the telomere repair action by this telomerase does not cause shortening of telomeres as usual, and it is said that it causes unlimited growth of cancer cells. ing. Therefore, it is considered that the proliferation of cancer cells can be suppressed by inhibiting telomerase.
  • Patent Document 1 discloses a modified oligonucleotide for inhibiting telomerase.
  • the compound disclosed in Patent Document 1 contains a lipid part and an oligonucleotide part, and since the oligonucleotide part is complementary to a sequence in a specific region of the human telomerase RNA component, the compound inhibits telomerase in the cell. can do.
  • Patent Document 2 discloses a method for detecting and inhibiting the telomerase RNA component by using an inhibitory polynucleotide against the telomerase RNA component.
  • Patent Document 2 specifically discloses a polynucleotide containing an antisense sequence for the RNA component of telomerase as such an inhibitory polynucleotide.
  • Patent Document 2 also proposes adopting a ribozyme that cleaves the RNA component of telomerase based on the presence of the ribozyme target sequence in the sequence of the telomerase RNA component.
  • Patent Document 2 does not disclose that ribozyme is specifically designed.
  • Patent Literature 3 discloses a ribozyme that targets mRNA (human telomerase enzyme reverse transcriptase: hTERT) of the catalytic subunit of human telomerase, and the literature specifically discloses such ribozyme sequences. Yes.
  • mRNA human telomerase enzyme reverse transcriptase: hTERT
  • RNA molecules synthesized with natural nucleotides are subject to degradation by RNase, which is a nuclease. Therefore, in order to apply an RNA molecule to medical treatment, it is required to avoid the RNA molecule from being degraded by an RNA degrading enzyme.
  • RNase which is a nuclease.
  • As a general method for avoiding degradation by RNA-degrading enzymes artificial nucleic acids that are not subjected to degradation by RNA-degrading enzymes are alternatively used, or chemical modification is applied to the ends of RNA molecules.
  • a compound in which a lipid is bound to the end of RNA via a linker has been proposed.
  • RNA molecule is a single-stranded straight chain, but by making the RNA molecule into a circular form in which the terminal portions are connected, degradation by exo-type RNA-degrading enzyme is avoided, and the intracellular RNA molecule Techniques for improving the stability of RNA sequences have been developed (see Non-Patent Document 1).
  • Ribozyme is a general term for RNA molecules having catalytic ability as well as proteins.
  • the hammerhead ribozyme is a kind of ribozyme that has been named because its secondary structure has a metal cage shape.
  • An object of the present invention is to provide a new means for inhibiting telomerase for the purpose of treating cancer.
  • Patent Document 1 Both of the conventional techniques shown in Patent Document 1 and Non-Patent Document 1 must be chemically modified and cyclized by a reaction, and an attempt is made to produce an RNA molecule with improved resistance to RNase. In this case, there is a problem that the manufacturing process becomes complicated.
  • RNA molecules with excellent nuclease resistance that can be generally used at low cost.
  • non-natural RNA molecules such as artificially modified nucleic acids such as chemically modified nucleic acids may have reduced nuclease-resistant ability in some cases compared to natural RNA molecules. There is a problem that it is difficult to achieve both improvement and the desired function.
  • Patent Document 3 discloses a ribozyme of a natural RNA molecule that can be used as an inhibitor of telomerase. However, Patent Document 3 does not examine whether it exhibits catalytic activity or has nuclease resistance in an in vivo or similar environment (for example, an environment that coexists with an RNase).
  • RNA molecules When RNA molecules are used as molecular target drugs or drug delivery system materials, they must be sufficiently resistant to nucleases because they are used in vivo, but as described above, natural RNA molecules are still not suitable. The problem remains that the required tolerance cannot be realized.
  • an object of the present invention is to provide an RNA molecule that can be easily produced and has nuclease resistance. If an RNA molecule with nuclease resistance functions as a ribozyme that inhibits telomerase activity, such an RNA molecule could be used for the treatment of cancer.
  • the inventors of the present invention include a natural linear RNA molecule that can be easily produced and has nuclease resistance, an oligonucleotide that is the DNA, and the RNA molecule.
  • a pharmaceutical composition for cancer treatment, a detection agent for cancer cells, and an auxiliary agent for drug delivery having specificity for cancer cells were obtained.
  • the present invention is preferably carried out in the following manner, but is not limited thereto.
  • RNA molecule according to aspect 1 which has a consensus sequence of hammerhead ribozyme represented by
  • RNA molecule according to aspect 1 or aspect 2 which has a base sequence that hybridizes to a template region of human telomerase RNA.
  • RNA molecule according to any one of aspects 1 to 5, wherein the sequence at the 5 ′ end is GG, G, A, or GGG.
  • At least a part of the sugar moiety of the nucleotide is substituted with a halogen or an alkoxy group, at least a part of the phosphate skeleton is modified with any one of a fluorescent substance, polyethylene glycol, biotin, and a thiol group, or 8.
  • RNA molecule according to any one of aspects 1 to 8, wherein the RNA molecule comprises a base sequence represented by the formula (1) and has nuclease resistance.
  • a DNA molecule comprising a DNA sequence having the same or complementary base sequence as the RNA sequence according to any one of aspects 1 to 11.
  • a pharmaceutical composition for treating cancer comprising the RNA molecule according to aspect 2 as an active ingredient.
  • a drug delivery adjuvant having specificity for cancer cells comprising the RNA molecule according to aspect 3.
  • a cancer cell detection agent comprising the RNA molecule according to aspect 3.
  • RNA molecule of the present invention Since the RNA molecule of the present invention has resistance against nucleases, it is advantageous in that it can be used in a living body where nucleases are present. For this reason, for example, even when the RNA molecule of the present invention is systemically administered by intravenous injection, the RNA molecule is not immediately degraded, and the drug can be transported in the body.
  • RNA molecule of the present invention when the RNA molecule of the present invention is designed to express the function of ribozyme, the degradation rate by the RNase is remarkably suppressed, so that the catalytic activity can be maintained for a long time. it can.
  • RNA molecule of the present invention is a natural RNA molecule, it can be produced by transcription from a base sequence serving as a template without complicated chemical synthesis. Therefore, there is an effect that it can be manufactured easily and at low cost by a general-purpose method.
  • FIG. 1 is a diagram showing the base sequence of RNA corresponding to human telomerase.
  • FIG. 1 is a figure of Chen et al. In Secondary structure of Vertebrate Telomerase RNA, Cell, Volume 100, Issue 5, 3, March 2000, Pages 503-514. 2 (part) is reprinted.
  • red letters G, A, U, and C indicate 100% storage areas. Green is the part supported by Universal Covariation. Blue is the part supported by group-specific covariation. -Indicates Watson-Crick base pair (> 90% of sequence). Black circles indicate G / U base pairs. Open circles indicate non-canonical base pairs. An asterisk indicates a non-universal base pair.
  • FIG. 1 is a diagram showing the base sequence of RNA corresponding to human telomerase.
  • FIG. 1 is a figure of Chen et al. In Secondary structure of Vertebrate Telomerase RNA, Cell, Volume 100, Issue 5, 3, March 2000, Pages 503-514. 2 (part) is reprinted.
  • Lane C is a serum-only sample.
  • Lane 1 is a sample of aggregated RNA only.
  • Lane 2 is a sample obtained by adding serum to aggregated RNA and reacting for 1 minute.
  • Lane 3 is a sample in which serum was added to aggregated RNA and reacted for 10 minutes.
  • Lane 4 is a sample in which serum is added to the aggregated RNA and reacted for 30 minutes.
  • Lane 5 is a sample in which serum was added to aggregated RNA and reacted for 60 minutes.
  • Lane 6 is a sample of circular RNA only.
  • Lane 7 is a sample in which serum was added to circular RNA and allowed to react for 1 minute.
  • Lane 8 is a sample in which serum was added to circular RNA and reacted for 60 minutes.
  • FIG. 3 shows the ribozyme activity of the RNA molecule of Example 1.
  • the FITC-labeled substrate was 30 nM, and the reaction was performed at 37 ° C. for 10 minutes using 0.8 ⁇ M, 1.6 ⁇ M, and 3.2 ⁇ M of the RNA molecule of Example 1.
  • Lane 1 is a sample of substrate RNA only.
  • Lane 2 is a sample obtained by adding the RNA molecule of Example 1 (3.2 ⁇ M) to the substrate RNA.
  • Lane 3 is a sample obtained by adding the RNA molecule of Example 1 (1.6 ⁇ M) to the substrate RNA.
  • Lane 4 is a sample obtained by adding the RNA molecule of Example 1 (0.8 ⁇ M) to the substrate RNA.
  • Lane 5 is a sample obtained by adding the RNA molecule of Example 1 (3.2 ⁇ M) and EDTA to substrate RNA.
  • FIG. 4 shows the stability of RNA molecules of Comparative Example 2 in serum. In FIG. 4, human serum is 25%, and the RNA molecule of Comparative Example 2 is 0.2 ⁇ g / lane.
  • Lane 1 is a sample containing only RNA molecules of Comparative Example 2.
  • Lane 2 is a sample in which human serum was added to the RNA molecule of Comparative Example 2 and allowed to react for 1 minute.
  • Lane 3 is a sample in which human serum was added to the RNA molecule of Comparative Example 2 and allowed to react for 10 minutes.
  • Lane 4 is a sample in which human serum was added to the RNA molecule of Comparative Example 2 and allowed to react for 30 minutes.
  • Lane 5 is a sample in which human serum was added to the RNA molecule of Compar
  • the present invention includes a base sequence represented by the following general formula 9 (SEQ ID NO: 2), or a base sequence having a mutation of one to a plurality of bases in this sequence, It is an RNA molecule characterized by having nuclease resistance.
  • the RNA molecule of the present invention having nuclease resistance can have a structure in which two or more molecules of the RNA are aggregated, but the RNA molecule of the present invention is not limited to one having such a structure.
  • A, C, G and U represent adenine, cytosine, guanine and uracil bases
  • X 1 to X 16 each independently represent adenine, cytosine, guanine or uracil. Represents any of the bases.
  • the oligonucleotide of the present invention is formed from natural nucleotides.
  • the RNA molecule has resistance to nucleases such as RNase, and is stable for a long time without being immediately degraded like normal natural RNA even in the presence of RNase.
  • nuclease resistance means that degradation by ribonuclease is slower than that of normal RNA molecules. Specifically, for example, it means that degradation of RNA molecules is 10% or less when immersed for 30 minutes in 25% human serum aqueous solution at normal temperature and pressure. Normal RNA molecules that do not have nuclease resistance are degraded by 90% or more under the same conditions.
  • the hammerhead ribozyme is a hammerhead ribozyme having a common sequence of hammerhead ribozymes, and has an activity of cleaving a specific RNA sequence by its ribozyme activity.
  • the hammerhead ribozyme is known to contain a consensus sequence represented by the following general formula 10 (SEQ ID NO: 3), and the RNA molecule of the present invention preferably has such a hammerhead ribozyme consensus sequence.
  • X 17 to X 25 each independently represent any one of adenine, cytosine, guanine, and uracil.
  • RNA molecules of the present invention those having the hammerhead ribozyme consensus sequence shown in SEQ ID NO: 3 can hybridize to human telomerase RNA and cleave and decompose human telomerase RNA by its catalytic action. Therefore, as will be described later, the RNA molecule of the present invention having a hammerhead ribozyme consensus sequence can degrade telomerase, so that it can be a pharmaceutical composition useful as an anticancer agent as described in detail below.
  • the RNA molecules prepared in Example 1 (SEQ ID NO: 7) and Example 2 (SEQ ID NO: 8) below have a consensus sequence of hammerhead ribozymes and were actually shown to exhibit ribozyme activity.
  • the RNA molecule of the present invention preferably has a base sequence that hybridizes to the RNA template region of human telomerase.
  • the RNA component of telomerase from humans and mice has been isolated and sequenced (eg, Feng et al., Science 269: 1236-41 (1995); US Pat. No. 5,583,016; and Blasco et al. , Science 69: 1267-1270 (1995)).
  • Human genomic DNA encoding the RNA template region of human telomerase has been cloned, sequenced and deposited.
  • FIG. 1 is a diagram showing the base sequence of human telomerase. As shown in FIG. 1, in human TERC, the sequence of the RNA template region of human telomerase is 3′-UCCCAAUC-5 ′ (SEQ ID NO: 10). Based on this, TERT adds a base to the 3 ′ side of the telomere. .
  • RNA molecule of the present invention has a part of its base sequence that hybridizes to the base sequence (3′-UCCCAAUC-5 ′: SEQ ID NO: 10) of the human telomerase RNA template region shown in FIG. good.
  • the second to eleventh base sequence from the 5 'end is GUUAGGGUUA (SEQ ID NO: 11), and this sequence hybridizes to the base sequence of the human telomerase RNA template region.
  • the RNA molecule of the present invention having a base sequence that hybridizes to the RNA template region sequence of human telomerase targets a detection agent for cancer cells or cancer cells in which telomerase is expressed. It is useful as a drug delivery aid.
  • hybridization means hydrogen bonding between base pairs of complementary base sequences (A or G for U and G for C), and in the presence of other different molecules. Even so, it refers to the ability to contact and associate with the target molecule.
  • “specifically binding to a complementary base sequence” means that a specific polynucleotide hybridizes with a polynucleotide having a complementary base sequence under stringent conditions.
  • the composition of the hybridization buffer consists of, for example, 6 ⁇ SSC, 0.1% by weight N-lauroyl sarcosine, 0.02% by weight SDS, 2% by weight blocking reagent for nucleic acid hybridization and 50% formamide.
  • a blocking reagent for nucleic acid hybridization a commercially available blocking reagent for nucleic acid hybridization is dissolved in a buffer solution (pH 7.5) composed of 0.1 M maleic acid and 0.15 M sodium chloride so as to be 10%. Can be used.
  • 20 ⁇ SSC is a 3M sodium chloride and 0.3M citric acid solution, and SSC is more preferably used at a concentration of 4 to 7 ⁇ SSC, more preferably 5 to 6 ⁇ SSC.
  • the hybridization temperature is in the range of 35 to 60 ° C., more preferably 35 to 50 ° C., and still more preferably 37 to 45 ° C.
  • the washing temperature is preferably room temperature, more preferably the temperature during hybridization.
  • the composition of the washing buffer is 4 ⁇ SSC + 0.1 wt% SDS solution, more preferably 5-6 ⁇ SSC + 0.1 wt% SDS solution.
  • the sequence at the 5 'end is preferably GG, G, A or GGG.
  • those having a GG, G, A or GGG sequence when double-stranded DNA is synthesized using the RNA molecule as a template, GG, G, A or GGG is added to the double-stranded DNA. Is incorporated. Therefore, the RNA molecule of the present invention can be generated by a transcription reaction with T7 RNA polymerase using the double-stranded DNA, and the target RNA molecule can be easily obtained by an in vitro reaction.
  • Enzymatic reaction with T7 polymerase is a method for producing RNA that is widely used in general and can produce RNA molecules as reaction products with high efficiency. Therefore, when manufacturing this RNA molecule, it can carry out using the conventional manufacturing technique, and the manufacturer can manufacture this RNA molecule easily.
  • RNA molecule of the present invention known nucleic acid synthesis methods for natural oligonucleotides can also be applied.
  • a nucleic acid synthesis method widely used in this technical field for example, a phosphoramidite method and a CEM method (Patent Publication 2008-174524, WO2006 / 022323) can be applied.
  • the RNA molecule of the present invention is preferably a linear RNA molecule having 39 or more bases in the base sequence of SEQ ID NO: 2. If the base sequence is 38 bases or less, it will be difficult to maintain nuclease resistance. When an RNA molecule composed of 38 bases was examined in Comparative Example 2 below, it did not have nuclease resistance.
  • a suitable RNA molecule in the present invention includes a base sequence represented by the following general formula 11 (SEQ ID NO: 4) or a base sequence having a mutation of one to a plurality of bases in this sequence, and has nuclease resistance. It is an RNA molecule characterized by this.
  • the term “plurality” means an integer of 2 or more such as 2, 3, 4, 5 or the like, and is a number that can be mutated by site-directed mutagenesis.
  • “having a mutation” of a base means including a mutation caused by deletion, substitution, or addition of a base.
  • X 2 , X 4, X 8 , X 10 to X 15 each independently represent any one of adenine, cytosine, guanine and uracil.
  • SEQ ID NO: 4 12 base sequences at the 5 ′ end and 16 base sequences at the 3 ′ end are conserved, and thus have nuclease resistance.
  • X 2 in the sequence of SEQ ID NO: 4 is G
  • the consensus sequence (SEQ ID NO: 3) of hammerhead ribozymes corresponding to 35 th to 12 th, counting from the 5 'end in the sequence are maintained Telomerase can be degraded by its ribozyme activity.
  • the second to eleventh base sequences from the 5 ′ end are GUUAGGGUUA (SEQ ID NO: 11), so this sequence hybridizes with the base sequence of the human telomerase RNA template region.
  • an RNA molecule suitable in the present invention includes a base sequence represented by the following general formula 12 (SEQ ID NO: 5), or a base sequence having a mutation of one to a plurality of bases in this sequence, and has nuclease resistance. It is an RNA molecule characterized by having.
  • X 2 , X 12 , and X 13 each independently represent any one of adenine, cytosine, guanine, and uracil.
  • an RNA molecule suitable in the present invention is an RNA molecule comprising a base sequence represented by the following general formula 13 (SEQ ID NO: 6) and having nuclease resistance.
  • X 2 represents any one of the nucleotide adenine or guanine
  • X 12 represents any one of the nucleotide uracil or adenine
  • X 13 represents any one of the nucleotide guanine or adenine.
  • RNA molecule in the present invention is the following formula 14 (SEQ ID NO: 7).
  • RNA molecule in the present invention is represented by the following formula 15 (SEQ ID NO: 8).
  • RNA molecule particularly suitable in the present invention is represented by the following formula 16 (SEQ ID NO: 9).
  • RNA molecules are actually shown to have nuclease resistance in Examples 1 to 3 below.
  • the RNA molecule of the present invention preferably has 80% or more identity and more preferably 85% or more identity with the RNA molecule represented by SEQ ID NO: 2. More preferably 90% identity, even more preferably 95% identity, particularly preferably 99% identity.
  • the percent identity between two nucleotide sequences can be determined by visual inspection and mathematical calculation, or more preferably, this comparison is made by comparing the sequence information using a computer program.
  • a typical, preferred computer program is the Wisconsin package, version 10.0 program “GAP” of the Genetics Computer Group (GCG; Madison, Wis.) (Devereux, et al., 1984, Nucl. Acids Res. ., 12: 387).
  • GAP GCG run of an unary comparison matrix for nucleotides (including values of 1 for identical and 0 for non-identical), and Schwartz and Dayboff supervised “Atlas of Polypeptide Sequence and Structure” National Biomedical Research Foundation, pages 353-358, 1979, Gribskov and Burgess, Nucl. Acids Res. , 14: 6745, 1986; or other comparable comparison matrix; (2) 30 penalties for each gap of amino acids and one additional penalty for each symbol in each gap; or Includes 50 penalties for each gap and an additional 3 penalties for each symbol in each gap; (3) no penalty to end gaps; and (4) no maximum penalty for long gaps.
  • sequence comparison programs used by those skilled in the art include, for example, the US National Library of Medicine website: http: // www. ncbi. nlm. nih. gov / blast / bl2seq / bls.
  • the BLASTN program available for use by html, version 2.2.7, or the UW-BLAST 2.0 algorithm can be used. Standard default parameter settings for UW-BLAST 2.0 can be found at the following Internet site: http: // blast. Wustl. It is described in edu.
  • the BLAST algorithm uses a BLOSUM62 amino acid scoring matrix and the selection parameters that can be used are: (A) Segments of query sequences with low compositional complexity (Woughton and Federhen SEG program (Computers and Chemistry, 1993); Woton and Federhen, 1996 “Analysis of compositionally weighted regions in sequenced data bases”, 71: 66.
  • a segment consisting of short-cycle internal repeats Including a filter to mask (determined by the XNU program of Claverie and States (Computers and Chemistry, 1993)), and (B) a threshold of statistical significance to report a fit to the database sequence; Or according to a statistical model of E-score (Karlin and Altschul, 1990), the expected probability of a match simply found by chance; if the statistical significance difference due to a match is greater than the E-score threshold, this fit Is not reported); the preferred E-score threshold value is 0.5 or, in order of increasing preference, 0.25, 0.1, 0.05, 0.01, 0.001,. 0001, 1e-5, 1e-10, 1e-15, 1e-20, 1e-2 A 1e-30,1e-40,1e-50,1e-75 or 1e-100,.
  • the present invention also includes a DNA molecule comprising a DNA sequence having the same or complementary base sequence as the RNA sequence of the RNA molecule of the present invention described above.
  • “complementary” refers to the compatibility between two polynucleotides. When the base sequence in the first polynucleotide is a binding partner of the base sequence in the second polynucleotide, The first polynucleotide is complementary to the second polynucleotide.
  • binding partner examples include adenine (A) and uracil (U) (or thymine (T)), and a combination of guanine (G) and cytosine (C).
  • A adenine
  • U uracil
  • T thymine
  • C cytosine
  • the “same base sequence” includes a difference between uracil, which is the base of the RNA molecule, and thymine, which is the base of the DNA.
  • the DNA molecule may be either a linear double-stranded DNA or a circular plasmid DNA.
  • a promoter sequence may be provided upstream of the DNA sequence.
  • the promoter sequence is not particularly limited as long as it is designed to transcribe an RNA molecule having the above RNA sequence from the present DNA molecule.
  • a sequence recognized by T7 RNA polymerase T7 promoter sequence
  • a sequence recognized by SP6 RNA polymerase SP6 promoter sequence
  • RNA molecule of the present invention may be substituted or molecularly modified.
  • at least a part of the sugar moiety of the nucleotide of the RNA molecule of the present invention is substituted with a halogen or an alkoxy group.
  • At least a part of the phosphate skeleton structure of the RNA molecule of the present invention is modified with any of a fluorescent substance and polyethylene glycol, or any atom constituting the RNA molecule of the present invention. It may be radiolabeled.
  • the 2′-position hydroxyl group (—OH) of the nucleotide sugar moiety is fluorine (in this case, 2′-deoxy-2-fluoro) or — mention may be made of those is substituted with OCH 3, etc., but not limited to them.
  • examples of fluorescent substances that can be used to modify the 5′-terminal phosphate group or the 3′-terminal ribose 3 ′ site of the RNA molecule include fluorescein, Texas Red, and FITC.
  • polyethylene glycol include, but are not limited to, those having a molecular weight of about 50,000.
  • radiolabeling the RNA molecule of the present invention in vitro using either ATP, UTP, CTP or GTP in which the phosphate moiety at the ⁇ -position or ⁇ -position is labeled with 32 P, or a combination thereof
  • examples thereof include, but are not limited to, a radiolabeling of the RNA molecule by a transcription synthesis method or 5 ′ end labeling using a kinase.
  • the RNA molecule of the present invention is resistant to nuclease, the presence of the target molecule is detected without performing an operation (purification operation) for removing the nuclease from cells or extracts collected from the living body. be able to.
  • the RNA molecule of the present invention is modified or labeled with a fluorescent substance or a radioactive substance, it can be used as a probe for detecting the presence of the target molecule by hybridizing with the target molecule.
  • RNA molecules having a natural nucleotide structure are more excellent in cell membrane permeability than those having a non-natural nucleotide structure. For this reason, when the RNA molecule of the present invention modified and labeled with a fluorescent substance or a radioactive substance is introduced into a living body, the target substance existing in a living cell is labeled by hybridizing with the RNA molecule of the present invention. It can be used as a marker. The use as such a marker for labeling is described in detail below.
  • the above-mentioned non-natural nucleotide refers to, for example, one in which the 2′-position hydroxyl group of ribose is substituted with fluorine or the like, and in this case, degradation by nuclease is hindered, so that the half-life in vivo The effect of increasing the length can be expected.
  • polyethylene glycol when polyethylene glycol is added, there is an effect of improving the stability in vivo, and the half-life in vivo can be controlled by changing the polymerization degree of polyethylene glycol.
  • RNA molecule of the present invention as a drug delivery agent and a detection agent for cancer cells, etc.
  • the drug can be delivered to the targeted cancer cell.
  • an RNA aptamer sequence that specifically recognizes prostate cancer cells is arranged on the 5 ′ side or 3 ′ side of the RNA molecule of the present invention, or between two molecules of the RNA molecule of the present invention. Can be used as such a drug delivery aid.
  • RNA molecule of the present invention When used as a drug delivery aid, it has resistance to nucleases, so that, for example, a drug can be stably introduced into a living body by intravenous administration or injection into an affected area.
  • conjugate use with drug delivery substances such as cationic lipids and polylactic acid-supported gold colloids is also included.
  • the RNA molecule of the present invention modified with a fluorescent substance or the radiolabeled RNA molecule of the present invention it can also be used as a cancer cell detection agent by joint use with other cancer cell target reagents.
  • the hammerhead may be used as necessary in cases where the ribozyme activity has an undesirable effect. Those that do not have a common ribozyme sequence can be selected.
  • the pharmaceutical composition comprising the RNA molecule of the present invention further comprises a pharmaceutical composition comprising, as an active ingredient, the above-described RNA molecule of the present invention having the common sequence of the hammerhead ribozyme shown in SEQ ID NO: 3.
  • a pharmaceutical composition comprising, as an active ingredient, the above-described RNA molecule of the present invention having the common sequence of the hammerhead ribozyme shown in SEQ ID NO: 3.
  • the pharmaceutical composition of the present invention containing such an RNA molecule as an active ingredient is administered to a cell in which abnormal growth occurs due to the activity of human telomerase, for example, a cancer cell, the abnormal growth of the cancer cell is suppressed. can do.
  • telomerase is a sequence conserved not only in humans but also in mammals, the present invention is not applicable only to humans but can be applied to mammals in general.
  • RNA molecule of the present invention is composed of natural nucleotides, it is safer and more permeable to cell membranes than those composed of non-natural nucleotides. When used as a product, an effective pharmacological effect is easily obtained in a small amount.
  • the pharmaceutical composition of the present invention is resistant to nuclease in serum, it has the advantage that it can be administered by intravenous injection, but is not limited thereto, and the administration route is intravenous injection. Any administration route such as oral administration, transdermal administration, rectal administration, ophthalmic administration, and intravesical administration can be employed.
  • the dose of the RNA molecule of the present invention varies depending on the kind of RNA molecule, the administration method, the condition and age of the administered person, etc., but usually the blood concentration is 0.001 ⁇ M to 1000 ⁇ M, preferably 0.01 ⁇ M to 100 ⁇ M. More preferably, it is 0.1 ⁇ M to 10 ⁇ M.
  • Examples of the dosage form include various dosage forms such as injections, suspensions, tablets, capsules, granules, powders, syrups, suppositories, ointments, creams, gels, patches, inhalants and the like. .
  • These preparations are prepared according to a conventional method, and a particularly preferable dosage form is an injection.
  • the liquid preparation may be dissolved or suspended in water or other appropriate solvent at the time of use. Tablets and granules may be coated by a known method.
  • injection it is prepared by dissolving the RNA molecule of the present invention in water, but it may be dissolved in physiological saline or glucose solution if necessary, and a buffer or preservative may be added. Also good.
  • active ingredients such as hydrochloric acid, sodium hydroxide, lactose, lactic acid, sodium, sodium monohydrogen phosphate, sodium dihydrogen phosphate, pH adjusters, sodium chloride, glucose etc. It can be dissolved in distilled water for injection together with an isotonic agent, filtered aseptically and filled into ampoules, or further lyophilized by adding mannitol, dextrin, cyclodextrin, gelatin, etc. .
  • reticin, polysorbate 80, polyoxyethylene hydrogenated castor oil and the like may be added to the active ingredient and emulsified in water to give an emulsion for injection.
  • RNA molecule of the present invention can contain the RNA molecule of the present invention in a proportion of 0.01% to 100% by weight, preferably 0.1% to 95% by weight, more preferably 1 to 90% by weight. These formulations may also contain other therapeutically valuable ingredients.
  • the present invention also includes a method for treating cancer by administering a pharmaceutical composition comprising the RNA molecule of the present invention as an active ingredient. Furthermore, this invention also includes the method of using the pharmaceutical composition which contains the RNA molecule of this invention as an active ingredient for the treatment of cancer.
  • the RNA molecule is prepared by a run-off transcription method, and the RNA molecule is prepared by gel electrophoresis.
  • the molecule was purified.
  • the purified RNA molecule is allowed to stand in a physiological saline (PBS) containing human serum at 37 ° C. for a certain period of time, then subjected to acrylamide electrophoresis with 7M urea, and ethidium bromide staining, whereby the RNA molecule is purified by serum.
  • PBS physiological saline
  • Decomposition resistance evaluation was performed. The results are shown in FIG.
  • FIG. 2 is a graph showing the results of degradation resistance performance of RNA molecules prepared in the first example in human serum.
  • RNA sequence downstream of the T7 promoter was obtained by run-off transcription using T7 RNA polymerase.
  • T7 RNA polymerase in order to purify the RNA from the transcription reaction solution, 16% denaturing acrylamide gel electrophoresis was performed, and the RNA molecule was purified by cutting out only the RNA.
  • circular RNA was prepared according to the technique described in Non-Patent Document 1. 0.2 ⁇ g of the RNA molecule or circular RNA was prepared and immersed in PBS (phosphate buffer) at 37 ° C. under a condition containing 25% human serum (Cambrex). After the reaction time shown in FIG.
  • the mixture is mixed with a phenol / chloroform / isoamyl alcohol solution, mixed by vortexing, and then the reaction solution is frozen using liquid nitrogen to stop the nuclease degradation reaction of the RNA molecule and the circular RNA. It was. After the decomposition reaction was stopped, only the aqueous layer was collected by centrifugation, and the RNA molecules and circular RNA were concentrated by ethanol precipitation. For the evaluation of degradation resistance, the previously concentrated RNA was subjected to 16% denaturing acrylamide gel electrophoresis, and the residual ratio of the RNA molecules after each reaction time was quantified with a fluoroimage analyzer FLA-900 (FUJIFILM). Decomposition resistance evaluation was performed.
  • lane 2 to lane 5 are the results of the RNA molecule (SEQ ID NO: 7) prepared in Example 1 in the experimental system.
  • lane 6 to lane 8 are the results of the RNA molecule (SEQ ID NO: 12) prepared in Comparative Example 1 in the experimental system.
  • the present RNA molecule was shown to exist stably in human serum without being degraded for at least 1 hour.
  • RNA molecule represented by the following formula 18 was prepared by the same run-off transfer method as in Example 1, and purified by gel electrophoresis.
  • the RNA molecule has a sequence that hybridizes to human telomerase, and differs from the RNA molecule shown in SEQ ID NO: 7 in two base sequences.
  • the degradation resistance evaluation similar to Example 1 was performed with respect to this RNA molecule. This result indicated that the RNA molecule was not degraded in human serum for at least 1 hour.
  • an RNA molecule represented by the following formula 19 was produced by the same run-off transcription method as in Example 1.
  • the RNA molecule has a sequence that hybridizes to human telomerase, and differs from the RNA molecule shown in SEQ ID NO: 7 in one base sequence.
  • This RNA molecule was evaluated for degradation resistance in the same manner as in Example 1. As a result, the RNA molecule was stably present in human serum without being degraded for at least 1 hour.
  • RNA molecule (SEQ ID NO: 7) (0.8-3.2 ⁇ M) prepared in Example 1 was mixed with the telomerase RNA sequence (only the template region) labeled with FITC at the 5 ′ end as the substrate of the RNA molecule, After reacting in a ribozyme reaction solution (50 mM Tris-HCl pH 8.0, 10 mM MgCl 2 , 20 nM of the telomerase RNA) at 37 ° C. for 10 minutes, 16% denaturing acrylamide gel electrophoresis was performed, and the substrate RNA (the telomerase was synthesized). The cleavage rate of (RNA) was quantified with a fluoro image analyzer FLA-900 (FUJIFILM).
  • the RNA molecule shown in SEQ ID NO: 7 has a common sequence of hammerhead ribozymes.
  • FIG. 3 shows the evaluation of ribozyme activity of RNA molecules prepared in Example 1.
  • lane 1 is only substrate RNA (30 nM)
  • lane 2 is substrate RNA + RNA molecule prepared in Example 1 (3.2 ⁇ M)
  • lane 3 is substrate RNA + RNA molecule prepared in Example 1 (1. 6 ⁇ M)
  • Lane 4 is a substrate RNA + RNA molecule prepared in Example 1 (0.8 ⁇ M)
  • Lane 5 is a substrate RNA + RNA molecule prepared in Example 1 (3.2 ⁇ M) + EDTA.
  • the substrate RNA was degraded by the RNA molecule prepared in Example 1, and ribozyme activity was observed.
  • RNA molecules prepared in Examples 2 and 3 were evaluated for ribozyme activity in the same manner as in Example 4. It was shown that the RNA molecule of Example 2 having a common hammerhead ribozyme sequence has ribozyme activity, and the RNA molecule of Example 3 not having a hammerhead ribozyme common sequence has no ribozyme activity.
  • RNA molecule of Example 2 having a common hammerhead ribozyme sequence has ribozyme activity
  • RNA molecule of Example 3 not having a hammerhead ribozyme common sequence has no ribozyme activity.
  • RNA molecule represented by the following formula 20 (SEQ ID NO: 12) was prepared, and degradation resistance evaluation of the RNA molecule was performed under the same conditions as in Example 1. As shown in lanes 7 and 8 of FIG. 2, the RNA molecule of Comparative Example 1 was completely degraded within 1 minute in human serum.
  • RNA molecule represented by the following formula 21 (SEQ ID NO: 13) was prepared in the same manner as in Example 1, and the degradation resistance of the RNA molecule was evaluated under the same conditions as in Example 1.
  • the RNA molecule of Comparative Example 2 is composed of 38 bases.
  • the results are shown in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram showing the results of degradation resistance performance of RNA molecules of Comparative Example 2 in human serum. As shown in FIG. 4, the RNA molecule of Comparative Example 2 was degraded within 1 minute in human serum.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

 本発明の課題は、簡便に製造できると共にヌクレアーゼ耐性を備える天然型の直鎖状RNA分子を提供することである。 本発明は下記の一般式1 5'-GGUUAGGGUUACX10111213141516ACGAAACAAAAAAUGG-3' (一般式1においてXからX16はそれぞれ独立にアデニン、シトシン、グアニン、ウラシルのうちのいずれかの塩基を表す) に示される塩基配列、あるいはこの配列中において1から複数個の塩基の変異を有する塩基配列を含み、ヌクレアーゼ耐性能を有することを特徴とするRNA分子を提供する。

Description

改良されたオリゴヌクレオチドおよびそのオリゴヌクレオチドを含む医薬組成物
 本出願は、2011年5月30日に出願された日本国特許出願2011−120806に基づく優先権を主張する。
 本発明は、オリゴヌクレオチドに関し、特に、簡便に製造できると共にヌクレアーゼ耐性を備える天然型の直鎖状RNA分子及びそのDNAであるオリゴヌクレオチドに関するものである。また本発明は該RNA分子を含む医薬組成物にも関するものである。
 染色体テロメア
 テロメラーゼはRNA成分を含むリボ核タンパク質複合体であり、テロメア配列の鋳型となるRNAと逆転写酵素、その他の制御サブユニットから構成される複合体である。RNA構成要素はTERC(Telomere RNA Component)、逆転写酵素はTERT(Telomere Reverse Transcriptase)と呼ばれる。ヒトのテロメラーゼは、TERT、TERC、ジスケリン、TEP1などのサブユニットによって構成されており、それらは異なる染色体上の遺伝子座にコードされている。TERT翻訳産物は、非翻訳RNAであるTERCと一緒に折りたたまれる。TERTは一本鎖テロメア反復配列を付加できるように染色体の周囲を覆う二股の構造をとる。TERTとテロメアの鋳型を含むTERCは隣接している。ヒトTERCの塩基配列は既知でありNIBC Reference Sequence:NR_001566.1として開示されている(配列番号1)。
 ここで、染色体のテロメアは、細胞分裂の度に短縮していき、短縮が限界に達すると細胞死を引き起こすことが知られている。ところが、多くの癌細胞ではテロメラーゼと呼ばれるテロメア合成酵素が活性化しており、このテロメラーゼによるテロメアの修復作用によってテロメアの短縮が通常通りに生じず、癌細胞の無制限な増殖を引き起こしていると言われている。よってテロメラーゼを阻害することにより癌細胞の増殖を抑制できることが考えられる。
 テロメラーゼ活性を阻害するための従来技術
 テロメラーゼの活性を阻害する方法として、特許文献1にはテロメラーゼを阻害するための改変オリゴヌクレオチドが開示されている。特許文献1に開示された化合物は脂質部分とオリゴヌクレオチド部分を含み、該オリゴヌクレオチド部分はヒトテロメーゼRNA成分の特定の領域内の配列に相補的であるために、該化合物は細胞内でテロメラーゼを阻害することができる。
 また特許文献2には、テロメラーゼのRNA成分に対する阻害性ポリヌクレオチドを利用することにより、テロメラーゼのRNA成分を検出および阻害するための方法が開示されている。特許文献2においてはそのような阻害性ポリヌクレオチドとして、テロメラーゼのRNA成分に対するアンチセンス配列を含むポリヌクレオチドが具体的に開示されている。また特許文献2には、テロメラーゼRNA成分の配列中にリボザイム標的配列が存在することに基づいて、テロメラーゼのRNA成分を切断するリボザイムを採用することも提案されている。しかしながら特許文献2には、リボザイムを具体的に設計したことは開示されていない。
 特許文献3はヒトテロメーゼの触媒サブユニットのmRNA(ヒトテロメラーゼ酵素逆転写酵素:hTERT)を標的とするリボザイムが開示するものであり、該文献にはそのようなリボザイムの配列が具体的に開示されている。
 RNA分子利用の問題点
 一般的に天然型ヌクレオチドによって合成されたRNA分子は、ヌクレアーゼであるRNA分解酵素による分解を受けてしまう。そのために、RNA分子を医療へ応用するには、該RNA分子がRNA分解酵素による分解を受けることを回避することが要求される。RNA分解酵素による分解を回避する一般的な方法として、RNA分解酵素による分解を受けない人工核酸を代替利用すること、あるいはRNA分子の末端に化学修飾を施すことが行われている。更には特許文献1に関連して述べたように、RNAの末端にリンカーを介して脂質を結合した化合物が提案されている。
 また、通常のRNA分子は一本鎖の直鎖状であるが、このRNA分子の末端部分を連結した環状型にすることで、エキソ型RNA分解酵素による分解を回避し、細胞内での該RNA配列の安定性を向上させる技術が開発されている(非特許文献1参照)。
 リボザイム
 一方、特許文献3に記載されているように、RNA分子を医療へ応用するアプローチの1つとしてリボザイムを用いる試みが行われている。リボザイムとはタンパク質同様に触媒能力を有するRNA分子の総称である。ハンマーヘッド型リボザイムは、その二次構造が金槌型をしていることから命名されたリボザイムの一種である。該ハンマーヘッド型リボザイムは、NUX(N=A、C、G又はUであり、X=A、C、又はUの何れかである。)配列を持つあらゆるRNA配列を認識し、該NUX配列のXの3’側のホスホジエステル結合を切断することが知られている。
特表2007−504830号公報 特表2001−507229号公報 特表2002−536967号公報
In vitro and in vivo production and purification of circular RNA aptamer,So Umekage & Yo Kikuchi;J.Biotechnol.13,265−272(15 January 2008)
 本発明の課題は癌の治療などを目的として、テロメアーゼを阻害するための新たな手段を提供することである。
 特許文献1および非特許文献1に示した従来技術は、いずれも化学的な修飾や、反応による環状化を行わなくてはならず、RNA分解酵素に対する耐性の向上したRNA分子を製造しようとすれば、その製造工程を煩雑化してしまうという問題点があった。
 更に、人工核酸など非天然型構造を導入しようとすれば、高度な合成技術が必要とされ、汎用的な生産が困難となりかねない上、得られるRNA分子のコストを上昇させてしまうという問題点があった。このため、汎用的に低コストで利用し得るヌクレアーゼ耐性に優れたRNA分子を提供することが困難となっていた。
 また、化学的修飾を行った場合や人工核酸などの非天然型のRNA分子は、場合によっては、天然型のRNA分子に比べて標的とする分子に対する結合能力を低下させかねず、ヌクレアーゼ耐性の向上と目的とする機能発現との両立が困難になるという問題点があった。
 一方特許文献3には、テロメラーゼの阻害剤として使用できる天然型RNA分子のリボザイムが開示されている。しかしながら、特許文献3においては、in vivo或いはそれと類似の環境(例えばRNA分解酵素と共存する環境)下で触媒活性を示すか、ヌクレアーゼ耐性を備えるかについては検討されていない。
 RNA分子を分子標的薬やドラックデリバリーシステム用素材に用いる場合には、生体内で使用されるためヌクレアーゼに対する十分な耐性が要求されるが、これまで述べてきたように、天然型RNA分子では未だ必要な耐性を実現できないという問題点を残している。
 本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものである。具体的には、本発明は簡便に製造できると共にヌクレアーゼ耐性を備えるRNA分子を提供することを目的としている。ヌクレアーゼ耐性を備えるRNA分子がテロメアーゼ活性を阻害するリボザイムとして機能するならば、そのようなRNA分子は癌の治療に利用できると考えられる。
 本発明者らは、上記課題の解決のために鋭意研究に努めた結果、簡便に製造できると共にヌクレアーゼ耐性を備える天然型の直鎖状RNA分子及びそのDNAであるオリゴヌクレオチド、該RNA分子を含む癌治療用の医薬組成物、癌細胞の検出剤、および癌細胞に特異性を有するドラッグデリバリーの補助剤を得た。
 本発明は、好ましくは以下に記載するような態様により行われるが、これに限定されるものではない。
 [態様1]
 下記、一般式1
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
(一般式1においてXからX16はそれぞれ独立にアデニン、シトシン、グアニン、ウラシルのうちのいずれかの塩基を表す)
に示される塩基配列、あるいはこの配列中において1から複数個の塩基の変異を有する塩基配列を含み、ヌクレアーゼ耐性能を有することを特徴とするRNA分子。
 [態様2]
 下記、一般式2
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
(一般式2においてX17からX25はそれぞれ独立にアデニン、シトシン、グアニン、ウラシルのうちのいずれかの塩基を表す)
で示されるハンマーヘッドリボザイムの共通配列を有することを特徴とする態様1に記載のRNA分子。
 [態様3]
 ヒトテロメラーゼRNAの鋳型領域にハイブリダイズする塩基配列を有することを特徴とする態様1または態様2に記載のRNA分子。
 [態様4]
 下記、一般式3
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
(一般式3においてX、X4、、X10からX15はそれぞれ独立にアデニン、シトシン、グアニン、ウラシルのうちのいずれかの塩基を表す)
に示される塩基配列、あるいはこの配列中において1から複数個の塩基の変異を有する塩基配列を含み、ヌクレアーゼ耐性能を有することを特徴とする態様1から3のいずれか1に記載のRNA分子。
 [態様5]
 下記、一般式4
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
(一般式4においてX、X12、X13はそれぞれ独立にアデニン、シトシン、グアニン、ウラシルのうちのいずれかの塩基を表す)
に示される塩基配列、あるいはこの配列中において1から複数個の塩基の変異を有する塩基配列を含み、ヌクレアーゼ耐性能を有することを特徴とする態様1から4のいずれかの1に記載のRNA分子。
 [態様6]
 5’側末端の配列がGG、G、AまたはGGGであることを特徴とする態様1から5のいずれか1に記載のRNA分子。
 [態様7]
 一般式1の塩基配列のうち39以上の塩基を備える直鎖状のRNA分子であることを特徴とする態様1から6のいずれか1に記載のRNA分子。
 [態様8]
 ヌクレオチドの糖部位の少なくとも一部がハロゲンあるいはアルコキシ基により置換されている、リン酸骨格構造の少なくとも一部が、蛍光物質、ポリエチレングリコール、ビオチン、チオール基のいずれかにて修飾されている、またはいずれかの原子が放射標識されていることを特徴とする態様1から7のいずれか1に記載のRNA分子。
 [態様9]
 下記、一般式5
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
(一般式5においてXはアデニンまたはグアニンのいずれかの塩基を表し、X12はウラシルまたはアデニンのいずれかの塩基を表し、X13はグアニンまたはアデニンのいずれかの塩基を表す)
に示される塩基配列を含み、ヌクレアーゼ耐性能を有することを特徴とする態様1から8のいずれか1に記載のRNA分子。
 [態様10]
 下記、式6
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
に示される塩基配列、または、
 下記、式7
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
に示される塩基配列を含み、ヌクレアーゼ耐性能を有することを特徴とする態様1から9のいずれか1に記載のRNA分子。
 [態様11]
 下記、式8
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
に示される塩基配列を含み、ヌクレアーゼ耐性能を有することを特徴とする態様1あるいは態様3から9のいずれか1に記載のRNA分子。
 [態様12]
 態様1から11のいずれか1に記載のRNAの塩基配列と同一のまたは相補的な塩基配列を有するDNA配列を含むことを特徴とするDNA分子。
[態様13]
 態様2記載のRNA分子を有効成分として含むことを特徴とする癌治療用の医薬組成物。
[態様14]
 態様3記載のRNA分子を含むことを特徴とする癌細胞に特異性を有するドラッグデリバリーの補助剤。
[態様15]
 態様3記載のRNA分子を含むことを特徴とする癌細胞の検出剤。
 本発明のRNA分子はヌクレアーゼに対する耐性を備えているので、ヌクレアーゼが存在する生体内でも使用することができるという点で有利である。このため、例えば、静脈注射によって本発明のRNA分子を全身投与した場合であっても、当該RNA分子が直ちに分解されるといったことがなく、薬剤の体内輸送を実現し得る。
 その上、例えば、本発明のRNA分子がリボザイムの機能を発現するよう設計された場合には、RNA分解酵素による分解速度が顕著に抑制されることから、長時間にわたって触媒活性を持続させることができる。
 また本発明のRNA分子は天然型のRNA分子であるので、煩雑な化学合成を行うことなく、鋳型となる塩基配列から転写によって製造することができる。故に汎用的な手法で簡便かつ低コストで製造することができるという効果がある。
図1はヒトテロメラーゼに対応するRNAの塩基配列を示した図である。なお図1は、ChenらSecondary structure of Vertebrate Telomerase RNA,Cell,Volume 100,Issue 5,3 March 2000,Pages 503−514の内、Fig.2(一部)を転載したものである。図1の赤字のG,A,U,Cは100%保存領域を示す。緑色はユニバーサルコバリエーションにサポートされている部分である。青色はグループ特異的コバリエーションにサポートされている部分である。−はワトソン−クリック塩基対を示す(配列の90%超)。黒丸はG/U塩基対を示す。白丸は非カノニカル塩基対を示す。星印は非ユニバーサル塩基対を示す。 図2は実施例1と比較例1のRNA分子の血清中での安定性を示した図である。レーンCは血清のみのサンプルである。レーン1は凝集RNAのみのサンプルである。レーン2は凝集RNAに血清を加えて1分間反応させたサンプルである。レーン3は凝集RNAに血清を加えて10分間反応させたサンプルである。レーン4は凝集RNAに血清を加えて30分間反応させたサンプルである。レーン5は凝集RNAに血清を加えて60分間反応させたサンプルである。レーン6は環状RNAのみのサンプルである。レーン7は環状RNAに血清を加えて1分間反応させたサンプルである。レーン8は環状RNAに血清を加えて60分間反応させたサンプルである。 図3は実施例1のRNA分子のリボザイム活性を示した図である。図3においてFITC標識基質は30nMであり、実施例1のRNA分子の0.8μM、1.6μM、3.2μMを用いて、37℃にて10分間反応を行った。レーン1は基質RNAのみのサンプルである。レーン2は基質RNAに実施例1のRNA分子(3.2μM)を加えたサンプルである。レーン3は基質RNAに実施例1のRNA分子(1.6μM)を加えたサンプルである。レーン4は基質RNAに実施例1のRNA分子(0.8μM)を加えたサンプルである。レーン5は基質RNAに実施例1のRNA分子(3.2μM)とEDTAを加えたサンプルである。 図4は比較例2のRNA分子の血清中での安定性を示した図である。図4においてヒト血清は25%であり、比較例2のRNA分子は0.2μg/レーンである。レーン1は比較例2のRNA分子のみのサンプルである。レーン2は比較例2のRNA分子にヒト血清を加えて1分間反応させたサンプルである。レーン3は比較例2のRNA分子にヒト血清を加えて10分間反応させたサンプルである。レーン4は比較例2のRNA分子にヒト血清を加えて30分間反応させたサンプルである。レーン5は比較例2のRNA分子にヒト血清を加えて60分間反応させたサンプルである。
 以下、本発明を詳細に説明する。
 本発明のRNA分子
 既に述べたように本発明は、下記の一般式9(配列番号2)に示される塩基配列、あるいはこの配列中において1から複数個の塩基の変異を有する塩基配列を含み、ヌクレアーゼ耐性能を有することを特徴とするRNA分子である。ヌクレアーゼ耐性能を有する本発明のRNA分子は、該RNAの2分子以上が凝集した構造を有することができるが、本発明のRNA分子はそのような構造を有するものに限定されるものではない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 尚、本明細書において特に断らない限り、A、C、GおよびUは、アデニン、シトシン、グアニンおよびウラシルの各塩基を示し、XからX16はそれぞれ独立にアデニン、シトシン、グアニン、ウラシルのうちのいずれかの塩基を表す。
 本発明のオリゴヌクレオチドは、天然型のヌクレオチドで形成されたものである。当該RNA分子は、RNA分解酵素などのヌクレアーゼに対する耐性を備えており、RNA分解酵素存在下においても、通常の天然型RNAのように直ちに分解されるといったことがなく、長時間にわたって安定である。
 本明細書において「ヌクレアーゼ耐性能を有する」とは、リボヌクレアーゼによる分解が通常のRNA分子と比べて遅いことを意味する。具体的には、例えば、常温常圧下25%ヒト血清水溶中において30分浸漬した場合にRNA分子の分解が10%以下であることを意味する。なおヌクレアーゼ耐性能を有さない通常のRNA分子は、同じ条件下で90%以上分解される。
 2.ハンマーヘッドリボザイムの共通配列を有することについて
 ハンマーヘッドリボザイムは既に述べたようにハンマーヘッド型のリボザイムであって、そのリボザイム活性により特定のRNA配列を切断する活性を有する。ハンマーヘッドリボザイムは下記の一般式10(配列番号3)で示される共通配列を含むことが知られており、本発明のRNA分子は、その様なハンマーヘッドリボザイムの共通配列を有することが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 一般式10において、X17からX25はそれぞれ独立にアデニン、シトシン、グアニン、ウラシルのうちのいずれかの塩基を表す。
 本発明のRNA分子のうち配列番号3に示すハンマーヘッドリボザイムの共通配列を有するものは、ヒトテロメラーゼRNAにハイブリダイズし、その触媒作用によってヒトテロメラーゼRNAを切断分解することができる。よって後に述べるように、ハンマーヘッドリボザイムの共通配列を有する本発明のRNA分子はテロメラーゼを分解することができるので、下記において詳しく述べるように抗癌剤として有用な医薬組成物となり得る。下記の実施例1(配列番号7)と実施例2(配列番号8)にて作製したRNA分子はハンマーヘッドリボザイムの共通配列を有し、リボザイム活性を示すことが実際に示された。
 3.ヒトテロメラーゼのRNA鋳型領域にハイブリダイズする塩基配列を有することについて
 本発明のRNA分子は、ヒトテロメラーゼのRNA鋳型領域にハイブリダイズする塩基配列を有することが好ましい。ヒトおよびマウスからのテロメラーゼのRNA成分は、単離され、そして配列決定されている(例えば、Fengら、Science 269:1236−41(1995);米国特許第5,583,016号;およびBlascoら、Scince 69:1267−1270(1995)参照)。ヒトテロメラーゼのRNA鋳型領域をコードするヒトゲノムDNAは、クローン化され、配列決定され、そして寄託されている。具体的には「28−1」と称されるλクローンは、ヒトテロメラーゼのRNA鋳型領域の遺伝子配列を含有する約15kbの挿入物を含んでいる。当該クローンは、ブダペスト条約に従って、アメリカンタイプカルチャーコレクションに寄託され、そして受託番号ATCC75925号を与えられている。図1はヒトテロメラーゼの塩基配列を示した図である。図1に示されるようにヒトTERCではヒトテロメラーゼのRNA鋳型領域の配列は3’−UCCCAAUC−5’(配列番号10)であり、これを元にTERTはテロメアの3’側へ塩基を付加する。
 本発明のRNA分子は、その有する塩基配列の一部が、図1に示したヒトテロメラーゼRNA鋳型領域の塩基配列(3’−UCCCAAUC−5’:配列番号10)にハイブリダイズするものであれば良い。なお配列番号2において5’末端から2番目から11番目の塩基配列はGUUAGGGUUA(配列番号11)であるが、この配列は上記のヒトテロメラーゼRNA鋳型領域の塩基配列にハイブリダイズする。後に詳細に述べるように、ヒトテロメラーゼのRNA鋳型領域の配列にハイブリダイズする塩基配列を有する本発明のRNA分子は、癌細胞等の検出剤、あるいは、テロメラーゼが発現している癌細胞を標的としたドラッグデリバリーの補助剤として有用である。
 本明細書においてハイブリダイズするとは、相補的な塩基配列(UならばAもしくはGと、CならばGと)の塩基対間で水素結合することであり、他の互いに異なる分子の存在下であっても、標的分子に対し接触および会合し得る能力をいう。ここで相補的な塩基配列と「特異的」に結合するとは、ストリンジェントな条件下で特定のポリヌクレオチドが、それと相補的な塩基配列を有するポリヌクレオチドとハイブリダイズすることを言う。
 ハイブリダイゼーションの条件については当業者が適宜選択をすることができるが、ストリンジェントなハイブリダイゼーションの条件の例として、以下のような条件を挙げることができる。ハイブリダイゼーションバッファーの組成は、例えば、6×SSC、0.1重量%N−ラウロイルサルコシン、0.02重量%のSDS、2重量%の核酸ハイブルダイゼーション用ブロッキング試薬及び50%フォルムアミドから成る。核酸ハイブルダイゼーション用ブロッキング試薬としては、一例として、0.1Mマレイン酸と0.15M 塩化ナトリウムからなる緩衝液(pH7.5)に市販の核酸ハイブリダイゼーション用ブロッキング試薬を10%になるように溶解したものを使用することができる。20×SSCは、3M塩化ナトリウム、0.3Mクエン酸溶液であり、SSCは、より好ましくは、4~7×SSC、更に好ましくは5~6×SSCの濃度で使用する。
 ハイブリダイゼーションの温度は、35~60℃、より好ましくは35~50℃、更に好ましくは37~45℃の範囲であり、数時間から一晩のインキュベーションを行った後、洗浄バッファーで洗浄する。洗浄の温度は、好ましくは室温、より好ましくはハイブリダイゼーション時の温度である。洗浄バッファーの組成は4×SSC+0.1重量%SDS溶液、より好ましくは5~6×SSC+0.1重量%SDS溶液である。
 本発明のRNA分子は、5’側末端の配列がGG、G、AまたはGGGであることが好ましい。本発明のRNA分子のうち、GG、G、AまたはGGGの配列を備えたものは、当該RNA分子を鋳型として二本鎖DNAを合成した場合、二本鎖DNAにGG、G、AまたはGGGの配列が組み込まれる。故に、その二本鎖DNAを用いT7RNAポリメラーゼによる転写反応で本発明のRNA分子を生成することができ、in vitroの反応で、容易に、目的のRNA分子を得ることができる。T7ポリメラーゼによる酵素反応は、反応生成物であるRNA分子を高効率で生産できると共に、一般的に広く普及しているRNAの製造手法である。故に、本RNA分子を製造する場合には従来の製造技術を利用して行うことができ、製造者は、容易に本RNA分子を製造することができる。
 更に本発明のRNA分子を得るために、天然型オリゴヌクレオチドの公知の核酸合成法を適用することもできる。例えば、本技術分野で汎用されている核酸合成法として、例えばホスホロアミダイト法、CEM法(特許公開2008−174524、WO2006/022323)を適用することができる。
 また本発明のRNA分子は、配列番号2の塩基配列のうち39以上の塩基を備える直鎖状のRNA分子であることが好ましい。当該塩基配列が38塩基以下では、ヌクレアーゼ耐性を保持することが困難となる。下記の比較例2にて38塩基で構成されるRNA分子について検討を行ったところ、ヌクレアーゼ耐性能を有していなかった。
 本発明において好適なRNA分子は、下記の一般式11(配列番号4)に示される塩基配列、あるいはこの配列中において1から複数個の塩基の変異を有する塩基配列を含み、ヌクレアーゼ耐性能を有することを特徴とするRNA分子である。本明細書において「複数個」とは2、3、4、5個などの2以上の整数を意味するものであり、部位特異的変異誘発法により変異をさせることができる程度の数である。また本明細書において塩基の「変異を有する」とは、塩基の欠失、置換、付加による変異を含む意味である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 一般式11においてX、X4、、X10からX15はそれぞれ独立にアデニン、シトシン、グアニン、ウラシルのうちのいずれかの塩基を表す。
 配列番号4において5’末端における12個の塩基配列と3’末端における16個の塩基配列は保存されており、よってヌクレアーゼ耐性能を有する。また配列番号4の配列においてXがGである場合には、該配列において5’末端から数えて12番目から35番目に相当するハンマーヘッドリボザイムの共通配列(配列番号3)が維持されており、そのリボザイム活性によりテロメラーゼを分解することができる。また配列番号4の配列において5’末端から2番目から11番目の塩基配列はGUUAGGGUUA(配列番号11)であるので、この配列は上記のヒトテロメラーゼRNA鋳型領域の塩基配列とハイブリダイズする。
 更に本発明において好適なRNA分子は、下記の一般式12(配列番号5)に示される塩基配列、あるいはこの配列中において1から複数個の塩基の変異を有する塩基配列を含み、ヌクレアーゼ耐性能を有することを特徴とするRNA分子である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 一般式12においてX、X12、X13はそれぞれ独立にアデニン、シトシン、グアニン、ウラシルのうちのいずれかの塩基を表す。
 更に本発明において好適なRNA分子は、下記の一般式13(配列番号6)に示される塩基配列を含み、ヌクレアーゼ耐性能を有することを特徴とするRNA分子である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
 一般式13においてXはアデニンまたはグアニンのいずれかの塩基を表し、X12はウラシルまたはアデニンのいずれかの塩基を表し、X13はグアニンまたはアデニンのいずれかの塩基を表す。
 更に本発明において特に好適なRNA分子は、下記の式14(配列番号7)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
に示される塩基配列有するものである。
 更に本発明において特に好適なRNA分子は、下記の式15(配列番号8)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
に示される塩基配列を有するものである。
 更に本発明において特に好適なRNA分子は、下記の式16(配列番号9)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
に示される塩基配列を有するものである。これらのRNA分子については下記の実施例1乃至実施例3において、ヌクレアーゼ耐性を有することが実際に示されている。
 RNA分解酵素耐性を有するためには、本発明のRNA分子は、配列番号2で示されるRNA分子と80%以上の同一性を備えることが好ましく、85%以上の同一性を備えることがより好ましく、90%の同一性を備えることが更に好ましく、95%の同一性を備えることが更に好ましく、99%の同一性を備えることが特に好ましい。
 2つのヌクレオチド配列の同一性%は、視覚的検査と数学的計算により決定可能であるか、またはより好ましくは、この比較はコンピュータ・プログラムを使用して配列情報を比較することによってなされる。代表的な、好ましいコンピュータ・プログラムは、遺伝学コンピュータ・グループ(GCG;ウィスコンシン州マディソン)のウィスコンシン・パッケージ、バージョン10.0プログラム「GAP」である(Devereux,et al.,1984,Nucl.Acids Res.,12:387)。ここで、「GAP」プログラムの好ましいデフォルトパラメーターには:(1)ヌクレオチドについての(同一物について1、及び非同一物について0の値を含む)一元(unary)比較マトリックスのGCG実行と、Schwartz及びDayhoff監修「ポリペプチドの配列および構造のアトラス(Atlas of Polypeptide Sequence and Structure)」国立バイオ医学研究財団、353−358頁、1979により記載されるような、GribskovおよびBurgess,Nucl.Acids Res.,14:6745,1986の加重アミノ酸比較マトリックス;又は他の比較可能な比較マトリックス;(2)アミノ酸の各ギャップについて30のペナルティと各ギャップ中の各記号について追加の1のペナルティ;又はヌクレオチド配列の各ギャップについて50のペナルティと各ギャップ中の各記号について追加の3のペナルティ;(3)エンドギャップへのノーペナルティ:及び(4)長いギャップへは最大ペナルティなし、が含まれる。当業者により使用される他の配列比較プログラムでは、例えば、米国国立医学ライブラリーのウェブサイト:http://www.ncbi.nlm.nih.gov/blast/bl2seq/bls.htmlにより使用が利用可能なBLASTNプログラム、バージョン2.2.7、またはUW−BLAST2.0アルゴリズムが使用可能である。UW−BLAST2.0についての標準的なデフォルトパラメーターの設定は、以下のインターネットサイト:http://blast.wustl.eduに記載されている。さらに、BLASTアルゴリズムは、BLOSUM62アミノ酸スコア付けマトリックスを使用し、使用可能である選択パラメーターは以下の通りである:(A)低い組成複雑性を有するクエリー配列のセグメント(WoottonおよびFederhenのSEGプログラム(Computers and Chemistry,1993)により決定される;WoottonおよびFederhen,1996「配列データベースにおける組成編重領域の解析(Analysis of compositionally biased regions in sequence databases)」Methods Enzymol.,266:544−71も参照されたい)、又は、短周期性の内部リピートからなるセグメント(ClaverieおよびStates(Computers and Chemistry,1993)のXNUプログラムにより決定される)をマスクするためのフィルターを含むこと、及び(B)データベース配列に対する適合を報告するための統計学的有意性の閾値、またはE−スコア(KarlinおよびAltschul,1990)の統計学的モデルにしたがって、単に偶然により見出される適合の期待確率;ある適合に起因する統計学的有意差がE−スコア閾値より大きい場合、この適合は報告されない);好ましいE−スコア閾値の数値は0.5であるか、または好ましさが増える順に、0.25、0.1、0.05、0.01、0.001、0.0001、1e−5、1e−10、1e−15、1e−20、1e−25、1e−30、1e−40、1e−50、1e−75、または1e−100である。
 4.本発明のRNA分子と同一あるいは相補的なDNA分子について
 本発明は、上記した本発明のRNA分子におけるRNA配列と同一のまたは相補的な塩基配列を有するDNA配列を含むDNA分子も含む。なおここで「相補的」とは、2つのポリヌクレオチドの間の適合性をいい、第1のポリヌクレオチド中の塩基配列が第2のポリヌクレオチド中の塩基配列の結合パートナーである場合には、第1のポリヌクレオチドは第2のポリヌクレオチドに対して相補的である。ここでいう結合パートナーとは具体例には、アデニン(A)とウラシル(U)(あるいはチミン(T))、グアニン(G)とシトシン(C)の組み合わせである。またここで「同一の塩基配列」とは、RNA分子の塩基であるウラシルとDNAの塩基であるチミンの差を包含するものである。
 このようなDNA分子から、上記において述べた本発明のRNA分子を得ることができる。当該DNA分子は、直鎖状二本鎖DNAあるいは環状プラスミドDNAのいずれであっても良い。更には上記DNA配列の上流にプロモーターの配列を供えたものであっても良い。プロモーター配列としては、上記RNA配列を備えたRNA分子を本DNA分子から転写するために設計されたものであれば特に限定されないが、好ましくは、T7RNAポリメラーゼによって認識される配列(T7プロモーター配列)やSP6RNAポリメラーゼによって認識される配列(SP6プロモーター配列)が用いられる。
 5.本発明のRNA分子の置換・修飾について
 本発明のRNA分子は、置換又は分子修飾されていてもよく、例えば本発明のRNA分子のヌクレオチドの糖部位の少なくとも一部がハロゲンあるいはアルコキシ基により置換されているもの、本発明のRNA分子のリン酸骨格構造の少なくとも一部が、蛍光物質、ポリエチレングリコールのいずれかにて修飾されているもの、または本発明のRNA分子を構成するいずれかの原子が放射標識されているものでもよい。本発明において糖部位が置換されている態様の例として、ヌクレオチドの糖部位(リボース等)の2’位の水酸基(−OH)が、フッ素(この場合2’−deoxy−2−fluoro)や−OCH等に置換されているものを挙げることができるが、それらに限定されるものではない。また本発明において該RNA分子の5’末端リン酸基、あるいは3’末端のリボース3’部位を修飾するのに使用可能な蛍光物質の例としてはフルオレセイン、テキサスレッド、FITCなどを挙げることができ、ポリエチレングリコールの例としては5万程度の分子量を有するものなどを挙げることができるが、それらに限定されるものではない。本発明のRNA分子を放射標識する例として、α位、あるいはγ位のリン酸部分が32PラベルされたATP、UTP、CTPもしくはGTPの何れか、もしくはそれらの複数の組み合わせを用いた試験管内転写合成法あるいはキナーゼを用いた5’末端標識による該RNA分子への放射標識などを挙げることができるが、それらに限定されるものではない。
 ここで、本発明のRNA分子はヌクレアーゼに対する耐性を有しているので、生体内から採取した細胞や抽出物からヌクレアーゼを除去する操作(精製操作)を行うことなく、標的分子の存在を検出することができる。具体的には本発明のRNA分子を蛍光物質や放射活性物質等で修飾または標識すれば、標的分子とハイブリダイズさせることで標的分子の存在を検出するプローブとして利用することができる。
 更には、一般に、天然型ヌクレオチド構造のRNA分子は、非天然型ヌクレオチド構造のものに比べ細胞膜透過性に優れている。このため、蛍光物質や放射活性物質で修飾・標識した本発明のRNA分子を生体内に導入すれば、本発明のRNA分子とハイブリダイズすることによって、生体細胞内に存在する標的物質を標識するマーカーとしての使用が可能となる。そのような標識するマーカーとしての使用については下記に詳細に述べる。
 ここで、先に述べた非天然型ヌクレオチドとは、例えばリボースの2’位の水酸基がフッ素等に置換されたもの等を指し、この場合ヌクレアーゼによる分解が妨げられるため、生体内での半減期を増長させる効果が期待できる。また、ポリエチレングリコールを付加した場合、生体内での安定性を向上させる効果があり、かつ、ポリエチレングリコールの重合度を変えることで生体内での半減期をコントロールすることが可能である。
 6.本発明のRNA分子のドラッグデリバリー剤、および癌細胞等検出剤としての使用について
 本発明のRNA分子に癌細胞に特異的に認識する化合物あるいは核酸配列やペプチドを付加することや担持させることにより、標的となる癌細胞に医薬を送達することができる。例えば本発明のRNA分子において、前立腺癌細胞を特異的に認識するRNAアプタマー配列を本発明のRNA分子の5’側あるいは3’側、あるいは2分子の本発明のRNA分子の間に配したものを、そのようなドラッグデリバリー補助剤として利用することができる。ドラッグデリバリー補助剤として利用した場合、ヌクレアーゼに対する耐性を備えているので、例えば、静脈投与や患部への注入によって医薬を安定に生体内に導入できる。ドラッグデリバリーの際には、カチオン性脂質、ポリ乳酸担持金コロイドなどのドラッグデリバリー物質との共役的な使用法も含まれる。さらに、蛍光物質で修飾された本発明のRNA分子または放射標識された本発明のRNA分子を用いれば、他の癌細胞標的試薬との共同的な使用により癌細胞の検出剤として使用もできる。
 尚、本発明のRNA分子をこのような標的分子の検出に用いる場合や、ドラッグデリバリー補助剤として利用する場合には、リボザイム活性が好ましくない影響をもたらす場合などにおいては必要に応じて、ハンマーヘッドリボザイムの共通配列を有していないものを選択することができる。
 7.本発明のRNA分子を含む医薬組成物について
 更に本発明は、上記において述べた本発明のRNA分子において配列番号3に示すハンマーヘッドリボザイムの共通配列を有するものを、有効成分として含む医薬組成物を提供する。本発明のRNA分子が、ヒトテロメラーゼにハイブリダイズする塩基配列を備えて設計されたものであれば、ハンマーヘッドリボザイム活性によりテロメラーゼを切断分解することが可能である。また、本発明のRNA分子はRNA分解酵素耐性を備えているので、細胞内においても触媒として有効に作用する。このために本発明は天然型のRNA分子を有効成分として含む医薬組成物を提供することができる。従って、そのようなRNA分子を有効成分として含有する本発明の医薬組成物を、ヒトテロメラーゼの活性によって異常増殖が生じている細胞、例えば癌細胞に対し投与すれば、癌細胞の異常増殖を抑制することができる。
 尚、ヒトテロメラーゼは、ヒトのみならず、哺乳動物全般に保存された配列であるので、本発明はヒトのみに適用されるものではなく、哺乳動物全般に適用しえる。
 更に、本発明のRNA分子は、天然型のヌクレオチドで構成されたものであるため、非天然型のヌクレオチドで構成されたものに比べて安全性が高く、細胞膜への浸透性も高いため医薬組成物として用いた場合に、少量で有効な薬理効果を得られやすい。
 本発明の医薬組成物は血清中のヌクレアーゼに対して耐性であるので、静脈注射により投与することが可能であるという利点を有するが、それに限定されるものではなく、投与経路としては、静脈注射、経口投与、経皮投与、直腸内投与、経眼投与、膀胱内投与など、いずれの投与経路を採用することもできる。本発明のRNA分子の投与量は該RNA分子の種類、投与方法、投与される者の状態や年齢等により異なるが、通常は血中濃度が0.001μM~1000μM、好ましくは0.01μM~100μM、更に好ましくは0.1μM~10μMである。
 剤型としては、注射剤、懸濁剤、錠剤、カプセル剤、顆粒剤、散剤、シロップ剤、座剤、軟膏、クリーム剤、ゲル剤、貼付剤、吸入剤等の種々の剤型が挙げられる。これらの製剤は常法に従って調製されるが、特に好ましい剤型は注射剤である。尚、液体製剤にあっては、用時、水又は他の適当な溶媒に溶解または懸濁する形であってもよい。また錠剤、顆粒剤は周知の方法でコーティングしてもよい。注射剤の場合には、本発明のRNA分子を水に溶解させて調製されるが、必要に応じて生理食塩水あるいはブドウ糖溶液に溶解させてもよく、また緩衝剤や保存剤を添加してもよい。
 注射剤を製造するには、有効成分を必要に応じて塩酸、水酸化ナトリウム、乳糖、乳酸、ナトリウム、リン酸一水素ナトリウム、リン酸二水素ナトリウムなどのpH調整剤、塩化ナトリウム、ぶどう糖などの等張化剤と共に注射用蒸留水に溶解し、無菌濾過してアンプルに充填するか、更にマンニトール、デキストリン、シクロデキストリン、ゼラチンなどを加えて真空凍結乾燥し、用事溶解型の注射剤としてもよい。また、有効成分にレチシン、ポリソルベート80、ポリオキシエチレン硬化ヒマシ油などを加えて水中で乳化せしめ注射剤用乳剤とすることもできる。
 これらの製剤は、本発明のRNA分子を0.01%~100重量%、好ましくは0.1%~95重量%、更に好ましくは1~90重量%の割合で含有することができる。これらの製剤はまた、治療上価値のある他の成分を含有していてもよい。
 また本発明は、本発明のRNA分子を有効成分として含む医薬組成物を投与することにより癌を治療する方法を包含する。更に本発明は、本発明のRNA分子を有効成分として含む医薬組成物を癌の治療のために使用する方法をも包含する。
 その他、本発明は、趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づき種々の改良、修正、変更を加えた形態で実施できるものである。
<実施例1>
 下記の式17(配列番号7)のRNA分子に対応するDNA配列とその上流にT7プロモーター配列をもつ二本鎖DNAを用い、ランオフ転写法によって該RNA分子を作製し、ゲル電気泳動により該RNA分子を純化した。純化した該RNA分子はヒト血清を含む生理食塩水(PBS)中で37℃で一定時間静置した後、7Mウレア入りアクリルアミド電気泳動を行い、エチジウムブロミド染色を行うことで血清による該RNA分子の分解耐性能評価を行った。結果を図2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 図2は、第1実施例で作製したRNA分子のヒト血清中での分解耐性能の結果を示した図である。
 まず、T7プロモーター下流に該RNA配列をコードするプラスミドDNAを鋳型DNAとして、T7RNAポリメラーゼによるランオフ転写によって該RNA配列を含む転写反応液を得た。次に、転写反応液中から該RNAを精製するため、16%変性アクリルアミドゲル電気泳動を行い、該RNAのみを切り出すことで該RNA分子を純化した。また、環状RNAに関しては、非特許論文1に記載の手法に従い調製した。該RNA分子または環状RNAを0.2μg用意し、PBS(リン酸緩衝液)中において、ヒト血清(Cambrex社)を25%含む条件下で、37℃で浸漬した。図2内に示される反応時間後にフェノール/クロロホルム/イソアミルアルコール溶液と混合し、ボルテックスによる混合後、液体窒素を用いて反応液を氷結させることで該RNA分子および環状RNAのヌクレアーゼ分解反応を停止させた。分解反応停止後、遠心処理して水層のみを回収し、エタノール沈殿による該RNA分子及び環状RNAを濃縮した。分解耐性能評価のため、先に濃縮したRNAを16%変性アクリルアミドゲル電気泳動を行い、フルオロイメージアナライザーFLA−900(FUJIFILM)により、各反応時間後の該RNA分子の残存率を定量することで分解耐性能評価を行った。
 図2においてレーン2からレーン5は実施例1で作製したRNA分子(配列番号7)の実験系における結果である。一方図2においてレーン6からレーン8は比較例1で作製したRNA分子(配列番号12)の実験系における結果である。図2のレーン2からレーン5に示されるように、本RNA分子は、ヒト血清中において少なくとも1時間は分解されること無く安定に存在していることが示された。
<実施例2>
 下記の式18(配列番号8)に示すRNA分子を実施例1と同様のランオフ転写方法で作製し、ゲル電気泳動法により純化した。該RNA分子は、ヒトテロメラーゼに対してハイブリダイズする配列を備えると共に、配列番号7に示すRNA分子と2つの塩基配列が異なったものである。このRNA分子に対し実施例1と同様の分解耐性能評価を行った。この結果により、本RNA分子は、ヒト血清中において少なくとも1時間は分解されないことが示された。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
<実施例3>
 本実施例では、下記の式19(配列番号9)に示すRNA分子を実施例1と同様のランオフ転写方法で作製した。該RNA分子は、ヒトテロメラーゼに対してハイブリダイズする配列を備えると共に、配列番号7に示すRNA分子と1つの塩基配列が異なったものである。このRNA分子に対し実施例1と同様の分解耐性能評価を行ったところ、該RNA分子は、ヒト血清中において少なくとも1時間は分解されること無く安定に存在した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
<実施例4>
 実施例1にて作製したRNA分子(配列番号7)(0.8−3.2μM)と該RNA分子の基質とする5’末端をFITC標識したテロメラーゼRNA配列(鋳型領域のみ)を混合し、リボザイム反応液(50mM Tris−HCl pH8.0、10mM MgCl、該テロメラーゼRNA 20nM)中で、37℃で10分反応させた後、16%変性アクリルアミドゲル電気泳動を行い、該基質RNA(該テロメラーゼRNA)の切断率をフルオロイメージアナライザーFLA−900(FUJIFILM)によって定量した。配列番号7に示すRNA分子は、ハンマーヘッドリボザイムの共通配列を有するものである。
 図3は、実施例1にて作製したRNA分子のリボザイム活性評価を示した図である。図3においてレーン1は基質RNA(30nM)のみ、レーン2は基質RNA+実施例1にて作製したRNA分子(3.2μM)、レーン3は基質RNA+実施例1にて作製したRNA分子(1.6μM)、レーン4は基質RNA+実施例1にて作製したRNA分子(0.8μM)、レーン5は基質RNA+実施例1にて作製したRNA分子(3.2μM)+EDTAの実験系である。図3からも分るように実施例1で作製したRNA分子により基質RNAは分解され、リボザイム活性が認められた。
<実施例5>
 実施例2および3で作製したRNA分子について、実施例4と同様のリボザイム活性評価を行った。ハンマーヘッドリボザイムの共通配列を有する実施例2のRNA分子はリボザイム活性を有し、ハンマーヘッドリボザイムの共通配列を有していない実施例3のRNA分子はリボザイム活性を備えないことが示された。
<比較例1>
 下記式20(配列番号12)で示される環状RNA分子を作製し、実施例1と同様の条件にてRNA分子の分解耐性能評価を行った。図2のレーン7と8に示されるように、比較例1のRNA分子はヒト血清中において1分以内に完全に分解した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
<比較例2>
 下記式21(配列番号13)で示されるRNA分子を実施例1と同様に作成し、実施例1と同様の条件にてRNA分子の分解耐性能評価を行った。比較例2のRNA分子は、38塩基で構成されている。結果を図4に示す。図4は、比較例2のRNA分子のヒト血清中での分解耐性能の結果を示した図である。図4に示すように、ヒト血清中において比較例2のRNA分子は1分以内に分解した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029

Claims (15)

  1.  下記、一般式1
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (一般式1においてXからX16はそれぞれ独立にアデニン、シトシン、グアニン、ウラシルのうちのいずれかの塩基を表す)
    に示される塩基配列、あるいはこの配列中において1から複数個の塩基の変異を有する塩基配列を含み、ヌクレアーゼ耐性能を有することを特徴とするRNA分子。
  2.  下記、一般式2
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    (一般式2においてX17からX25はそれぞれ独立にアデニン、シトシン、グアニン、ウラシルのうちのいずれかの塩基を表す)
    で示されるハンマーヘッドリボザイムの共通配列を有することを特徴とする請求項1に記載のRNA分子。
  3.  ヒトテロメラーゼのRNA鋳型領域にハイブリダイズする塩基配列を有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のRNA分子。
  4.  下記、一般式3
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    (一般式3においてX、X4、、X10からX15はそれぞれ独立にアデニン、シトシン、グアニン、ウラシルのうちのいずれかの塩基を表す)
    に示される塩基配列、あるいはこの配列中において1から複数個の塩基の変異を有する塩基配列を含み、ヌクレアーゼ耐性能を有することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のRNA分子。
  5.  下記、一般式4
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    (一般式4においてX、X12、X13はそれぞれ独立にアデニン、シトシン、グアニン、ウラシルのうちのいずれかの塩基を表す)
    に示される塩基配列、あるいはこの配列中において1から複数個の塩基の変異を有する塩基配列を含み、ヌクレアーゼ耐性能を有することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のRNA分子。
  6.  5’側末端の配列がGG、G、AまたはGGGであることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のRNA分子。
  7.  一般式1の塩基配列のうち39以上の塩基を備える直鎖状のRNA分子であることを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載のRNA分子。
  8.  ヌクレオチドの糖部位の少なくとも一部がハロゲンあるいはアルコキシ基により置換されている、リン酸骨格構造の少なくとも一部が、蛍光物質、ポリエチレングリコールのいずれかにて修飾されている、またはいずれかの原子が放射標識されていることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載のRNA分子。
  9.  下記、一般式5
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
    (一般式5においてXはアデニンまたはグアニンのいずれかの塩基を表し、X12はウラシルまたはアデニンのいずれかの塩基を表し、X13はグアニンまたはアデニンのいずれかの塩基を表す)
    に示される塩基配列を含み、ヌクレアーゼ耐性能を有することを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載のRNA分子。
  10.  下記、式6
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
    に示される塩基配列、または、
     下記、式7
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
    に示される塩基配列を含み、ヌクレアーゼ耐性能を有することを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載のRNA分子。
  11.  下記、式8
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
    に示される塩基配列を含み、ヌクレアーゼ耐性能を有することを特徴とする請求項1あるいは請求項3から9のいずれか1項に記載のRNA分子。
  12.  請求項1から11のいずれか1項に記載のRNAの塩基配列と同一のまたは相補的な塩基配列を有するDNA配列を含むことを特徴とするDNA分子。
  13.  請求項2記載のRNA分子を有効成分として含むことを特徴とする癌治療用の医薬組成物。
  14.  請求項3記載のRNA分子を含むことを特徴とする癌細胞に特異性を有するドラッグデリバリーの補助剤。
  15.  請求項3記載のRNA分子を含むことを特徴とする癌細胞の検出剤。
PCT/JP2012/064491 2011-05-30 2012-05-30 改良されたオリゴヌクレオチドおよびそのオリゴヌクレオチドを含む医薬組成物 WO2012165653A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013518196A JP6021018B2 (ja) 2011-05-30 2012-05-30 改良されたオリゴヌクレオチドおよびそのオリゴヌクレオチドを含む医薬組成物

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011120806 2011-05-30
JP2011-120806 2011-05-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012165653A1 true WO2012165653A1 (ja) 2012-12-06

Family

ID=47259495

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2012/064491 WO2012165653A1 (ja) 2011-05-30 2012-05-30 改良されたオリゴヌクレオチドおよびそのオリゴヌクレオチドを含む医薬組成物

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6021018B2 (ja)
WO (1) WO2012165653A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015112062A (ja) * 2013-12-11 2015-06-22 国立大学法人豊橋技術科学大学 Rna分子にヌクレアーゼ耐性能を付与する方法、ヌクレアーゼ耐性能を有するキメラrna分子

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10505488A (ja) * 1994-07-07 1998-06-02 ジェロン コーポレイション 哺乳動物のテロメラーゼ

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10505488A (ja) * 1994-07-07 1998-06-02 ジェロン コーポレイション 哺乳動物のテロメラーゼ

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HIROSHI KIKUCHI: "Design and synthesis of RNA enzymes.(1).Types and in vitro activity of RNA enzymes.Focussing on hammer head and hairpin type ribozyme is centered", KAGAKU TO SEIBUTSU, vol. 30, no. 2, 1992, pages 112 - 118 *
LIU, B. ET AL.: "Inhibition of telomerase in tumor cells by ribozyme targeting telomerase RNA component", SCIENCE IN CHINA, SERIES C: LIFE SCIENCES, vol. 45, no. 1, 2002, pages 87 - 95 *
SO UMEKAGE ET AL.: "Discovery of an RNA sequence resistant to human serum ribonucleases", DAI 34 KAI ANNUAL MEETING OF THE MOLECULAR BIOLOGY SOCIETY OF JAPAN ONLINE YOSHI, 21 November 2011 (2011-11-21), Retrieved from the Internet <URL:http://www.aeplan.co.jp/mbsj2011> [retrieved on 20120703] *
SO UMEKAGE ET AL.: "Hito Kessei-chu ni Oitemo Bunkai Sarenikui Tennen-gata RNA Hairetsu", ANTISENS IDENSHI DELIVERY SYMPOSIUM 2011 YOSHISHU, 1 September 2011 (2011-09-01), pages 80 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015112062A (ja) * 2013-12-11 2015-06-22 国立大学法人豊橋技術科学大学 Rna分子にヌクレアーゼ耐性能を付与する方法、ヌクレアーゼ耐性能を有するキメラrna分子

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2012165653A1 (ja) 2015-02-23
JP6021018B2 (ja) 2016-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20230250439A1 (en) Polynucleotide secondary structure
KR102595683B1 (ko) 변형된 가이드 rna
JP6799058B2 (ja) アレル選択的な遺伝子編集およびその使用
CA3128755C (en) Compositions and methods for treating hemoglobinopathies
US11434478B2 (en) Compositions and methods for genome engineering with Cas12a proteins
HUE027486T2 (en) Preparations and methods for modifying SMN2-Splicing
TW201620526A (zh) 用於抑制α-1抗胰蛋白酶基因表現之組合物及方法
TW201219569A (en) Treatment of Sialidase 4 (NEU4) related diseases by inhibition of natural antisense transcript to NEU4
TW201202418A (en) Treatment of Methionine Sulfoxide Reductase A (MSRA) related diseases by inhibition of natural antisense transcript to MSRA
JP2023534557A (ja) Rna結合タンパク質部位を標的とするオリゴヌクレオチド
JP6021018B2 (ja) 改良されたオリゴヌクレオチドおよびそのオリゴヌクレオチドを含む医薬組成物
CA3208612A1 (en) Recombinant rabies viruses for gene therapy
US20230193269A1 (en) Oligonucleotides for splice modulation of card9
TW202200162A (zh) 誘導外顯子51跳讀的反義核酸
EP3898975A2 (en) Antisense oligonucleotides targeting card9
US20230110201A1 (en) Pseudotyped recombinant lyssaviruses for gene therapy
US7148044B1 (en) Nucleic acid enzyme for RNA cleavage
WO2021231210A1 (en) Complement component c1r inhibitors for treating a neurological disease, and related compositions, systems and methods of using same
EP4149486A1 (en) Complement component c1s inhibitors for treating a neurological disease, and related compositions, systems and methods of using same
CA3230629A1 (en) Viral guide rna delivery
WO2024121373A1 (en) Antisense oligonucleotides for the treatment of cardiovascular disease
JP2022512929A (ja) 酵素核酸分子
WO2020011744A2 (en) Antisense oligonucleotides targeting cers5
WO2020011745A2 (en) Antisense oligonucleotides targeting cers6
WO2021231204A1 (en) Complement component 4 inhibitors for treating neurological diseases, and related compositons, systems and methods of using same

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12793189

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2013518196

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 12793189

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1