(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-01-19
(45)【発行日】2024-01-29
(54)【発明の名称】キメラ2重鎖核酸
(51)【国際特許分類】
A61K 31/713 20060101AFI20240122BHJP
A61K 47/54 20170101ALI20240122BHJP
A61K 47/64 20170101ALI20240122BHJP
A61K 47/68 20170101ALI20240122BHJP
A61P 43/00 20060101ALI20240122BHJP
C12N 15/113 20100101ALN20240122BHJP
【FI】
A61K31/713 ZNA
A61K47/54
A61K47/64
A61K47/68
A61P43/00 105
C12N15/113 Z
(21)【出願番号】P 2022146970
(22)【出願日】2022-09-15
(62)【分割の表示】P 2020179738の分割
【原出願日】2012-12-17
【審査請求日】2022-09-15
(31)【優先権主張番号】P 2011275488
(32)【優先日】2011-12-16
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】504179255
【氏名又は名称】国立大学法人 東京医科歯科大学
(73)【特許権者】
【識別番号】504176911
【氏名又は名称】国立大学法人大阪大学
(74)【代理人】
【識別番号】110002572
【氏名又は名称】弁理士法人平木国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】横田 隆徳
(72)【発明者】
【氏名】仁科 一隆
(72)【発明者】
【氏名】小比賀 聡
(72)【発明者】
【氏名】水澤 英洋
【審査官】新熊 忠信
(56)【参考文献】
【文献】特開2021-011501(JP,A)
【文献】特表2010-500003(JP,A)
【文献】特表2006-522586(JP,A)
【文献】特開平09-110894(JP,A)
【文献】国際公開第2008/111908(WO,A1)
【文献】国際公開第2005/113571(WO,A2)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
A61K 31/00-33/44
A61K 47/00-47/69
A61K 48/00
A61P 43/00
C12N 15/00-15/90
JSTPlus/JMEDPlus/JST7580(JDreamIII)
CAplus/MEDLINE/EMBASE/BIOSIS(STN)
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
細胞内の転写産物レベルを
低減するための医薬組成物であって、
該医薬組成物は、第2の核酸鎖がアニーリングしている第1の核酸鎖を含む二本鎖核酸複合体を含み、
(i)第1の核酸鎖は、
前記転写産物にハイブリダイズし、そして
(a)前記転写産物にハイブリダイズした際に、RNaseHによって認識される少なくとも4つの連続したDNAヌクレオチドおよび/もしくは修飾DNAヌクレオチドを含み、さらに(b)前記RNaseHにより認識される少なくとも4つの連続したDNAヌクレオチドおよび/もしくは修飾DNAヌクレオチドの5’末側に配置された1又は複数の修飾DNAヌクレオチドおよび/もしくはヌクレオチドアナログを含む5’ウィング領域、ならびに/または
(c)前記RNaseHにより認識される少なくとも4つの連続したDNAヌクレオチドおよび/もしくは修飾DNAヌクレオチドの3’末側に配置された1又は複数の修飾DNAヌクレオチドおよび/もしくはヌクレオチドアナログを含む3’ウィング領域を含む核酸鎖であり、そして
(d)第1の核酸鎖におけるDNAヌクレオチド、修飾DNAヌクレオチドおよびヌクレオチドアナログの総数が、
13~25ヌクレオチドであり、かつ、
(ii)第2の核酸鎖は、
(a)複数のDNAヌクレオチドおよび/もしくは修飾DNAヌクレオチドと、さらに
(b)前記複数のDNAヌクレオチドおよび/もしくは修飾DNAヌクレオチドの5’末側に配置された1又は複数の修飾DNAヌクレオチド、ヌクレオチドアナログおよび/もしくは修飾ヌクレオチドアナログ、ならびに/または
(c)前記複数のDNAヌクレオチドおよび/もしくは修飾DNAヌクレオチドの3’末側に配置された1又は複数の修飾ヌクレオチド、ヌクレオチドアナログおよび/もしくは修飾ヌクレオチドアナログとを含む核酸鎖であり、そして
(d)第2の核酸鎖が、標識機能、精製機能及び標的への送達機能から選択される機能を有する機能性部分を更に含む核酸鎖である、医薬組成物。
【請求項2】
前記転写産物は、タンパク質をコードするmRNA転写産物である、請求項1に記載の医薬組成物。
【請求項3】
前記転写産物は、タンパク質をコードしない転写産物である、請求項1に記載の医薬組成物。
【請求項4】
請求項1~3のいずれか一項に記載の医薬組成物であって、第1の核酸鎖におけるDNAヌクレオチド、修飾DNAヌクレオチドおよびヌクレオチドアナログの総数と、第2の核酸鎖におけるDNAヌクレオチド、修飾DNAヌクレオチドおよびヌクレオチドアナログの総数とが同じである医薬組成物。
【請求項5】
請求項1~4のいずれか一項に記載の医薬組成物であって、第1の核酸鎖におけるDNAヌクレオチド、修飾DNAヌクレオチドおよびヌクレオチドアナログの総数と、第2の核酸鎖におけるDNAヌクレオチド、修飾DNAヌクレオチドおよびヌクレオチドアナログの総数とが異なる、医薬組成物。
【請求項6】
請求項1~5のいずれか一項に記載の医薬組成物であって、第1の核酸鎖が、RNaseHによって認識される前記少なくとも4つの連続したDNAヌクレオチドの5’及び/又は3’側に位置する1又は複数のヌクレオチドアナログを含む核酸鎖である、医薬組成物。
【請求項7】
請求項1~6のいずれか一項に記載の医薬組成物であって、第1の核酸鎖が、RNaseHによって認識される前記少なくとも4つの連続したDNAヌクレオチドの5’側に位置する1又は複数のヌクレオチドアナログからなる5’ウィング領域、及び/又は、RNaseHによって認識される前記少なくとも4つの連続したDNAヌクレオチドの3’側に位置する1又は複数のヌクレオチドアナログからなる3’ウィング領域を含む核酸鎖である、医薬組成物。
【請求項8】
請求項7に記載の医薬組成物であって、第1の核酸鎖が、前記5’ウィング領域及び3’ウィング領域を含み、該5’ウィング領域が少なくとも2つのヌクレオチドアナログを含み、かつ、該3’ウィング領域が少なくとも2つのヌクレオチドアナログを含む核酸鎖である、医薬組成物。
【請求項9】
請求項8に記載の医薬組成物であって、前記5’ウィング領域及び前記3’ウィング領域が、独立して2~10個のヌクレオチドアナログを含む、医薬組成物。
【請求項10】
請求項9に記載の医薬組成物であって、前記5’ウィング領域及び前記3’ウィング領域が、独立して2~3個のヌクレオチドアナログを含む、医薬組成物。
【請求項11】
請求項1~10のいずれか一項に記載の医薬組成物であって、第1の核酸鎖が、2’-O-CH
3基又は2’-O-CH
2CH
2OCH
3(MOE)基を含むヌクレオチドを少なくとも1つ含む核酸鎖である、医薬組成物。
【請求項12】
請求項1~11のいずれか一項に記載の医薬組成物であって、第1の核酸鎖が、少なくとも1つのヌクレオチドアナログを含み、該ヌクレオチドアナログが架橋化ヌクレオチドである、医薬組成物。
【請求項13】
請求項12に記載の医薬組成物であって、第1の核酸鎖が、LNA、cEt-BNA、アミドBNA(AmNA)及びcMOE-BNAから独立して選択される架橋化ヌクレオチドを含む核酸鎖である、医薬組成物。
【請求項14】
請求項12に記載の医薬組成物であって、第1の核酸鎖が、4’-(CH
2)p-O-2’、4’-(CH
2)p-S-2’、4’-(CH
2)p-OCO-2’、4’-(CH
2)
n-N(R
3)-O-(CH
2)
m-2’によって、2’位の炭素と4’位の炭素とが架橋されているリボヌクレオチドから、独立して選択される架橋化ヌクレオチドを含む核酸鎖である、医薬組成物(p、m及びnは、各々1~4、0~2及び1~3の整数である。R
3は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アシル基、スルホニル基、蛍光あるいは化学発光標識分子、核酸切断活性官能基、又は、細胞内若しくは核内移行シグナルペプチドを示す)。
【請求項15】
請求項1~14のいずれか一項に記載の医薬組成物であって、第1の核酸鎖における少なくとも1つのDNAヌクレオチドがホスホロチオエート化されている、医薬組成物。
【請求項16】
請求項1~15のいずれか一項に記載の医薬組成物であって、第1の核酸鎖における少なくとも1つのヌクレオチドアナログがホスホロチオエート化されている、医薬組成物。
【請求項17】
請求項1~16のいずれか一項に記載の医薬組成物であって、第1の核酸鎖が、前記転写産物にハイブリダイズした際に、RNaseHによって認識される4~20個の連続したヌクレオチドを含む核酸鎖である、医薬組成物。
【請求項18】
請求項1~17のいずれか一項に記載の医薬組成物であって、第2の核酸鎖が、
(a)複数のDNAヌクレオチドと、
(b)前記複数のDNAクレオチドの5’側に位置する1又は複数の修飾DNAヌクレオチドからなる5’ウィング領域、及び/又は、
(c)前記複数のDNAクレオチドの3’側に位置する1又は複数の修飾DNAヌクレオチドからなる3’ウィング領域を含む核酸鎖である、医薬組成物。
【請求項19】
請求項1~17のいずれか一項に記載の医薬組成物であって、第2の核酸鎖が、
(a)複数のDNAヌクレオチドと、
(b)前記複数のDNAクレオチドの5’側に位置する1又は複数のヌクレオチドアナログからなる5’ウィング領域、及び/又は、
(c)前記複数のDNAクレオチドの3’側に位置する1又は複数のヌクレオチドアナログからなる3’ウィング領域を含む核酸鎖である、医薬組成物。
【請求項20】
請求項18に記載の医薬組成物であって、第2の核酸鎖の含む修飾DNAヌクレオチドが、2’-O-CH
3基又は2’-O-CH
2CH
2OCH
3(MOE)基である、医薬組成物。
【請求項21】
請求項19に記載の医薬組成物であって、第2の核酸鎖が、LNA、cEt-BNA、アミドBNA(AmNA)及びcMOE-BNAから独立して選択される架橋化ヌクレオチドを含む核酸鎖である、医薬組成物。
【請求項22】
請求項19に記載の医薬組成物であって、第2の核酸鎖が、4’-(CH
2)p-O-2’、4’-(CH
2)p-S-2’、4’-(CH
2)p-OCO-2’、4’-(CH
2)
n-N(R
3)-O-(CH
2)
m-2’によって、2’位の炭素と4’位の炭素とが架橋されている架橋化ヌクレオチドから、独立して選択される架橋化ヌクレオチドを含む核酸鎖である、医薬組成物(p、m及びnは、各々1~4、0~2及び1~3の整数である。R
3は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アシル基、スルホニル基、蛍光あるいは化学発光標識分子、核酸切断活性官能基、又は、細胞内若しくは核内移行シグナルペプチドを示す)。
【請求項23】
請求項1~22のいずれか一項に記載の医薬組成物であって、前記機能性部分が、脂質、ペプチド及びタンパク質から選択される分子である、医薬組成物。
【請求項24】
請求項23に記載の医薬組成物であって、前記機能性部分が、前記核酸鎖の3’末端のヌクレオチド又は5’末端のヌクレオチドに結合している、医薬組成物。
【請求項25】
請求項23又は24に記載の医薬組成物であって、前記機能性部分が脂質である、医薬組成物。
【請求項26】
請求項23に記載の医薬組成物であって、前記脂質が、コレステロール、脂肪酸、脂溶性ビタミン、糖脂質及びグリセリドから選択される、医薬組成物。
【請求項27】
請求項23に記載の医薬組成物であって、前記機能性部分が、コレステロール、トコフェロール及びトコトリエノールから選択される脂質である、医薬組成物。
【請求項28】
請求項23に記載の医薬組成物であって、前記機能性部分が、受容体のリガンド及び抗体から選択されるペプチド又はタンパク質である医薬組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、標的遺伝子の発現をアンチセンス効果によって抑制する活性を有する二重鎖
核酸に関し、より詳しくは、4塩基以上の連続した核酸を含む領域を含む、標的遺伝子の
転写産物に相補的なアンチセンス核酸と、該核酸に相補的な核酸とを含む二重鎖核酸に関
する。
【背景技術】
【0002】
近年、オリゴヌクレオチドは、核酸医薬と称される医薬品としての開発が進められてお
り、特に標的遺伝子の選択性の高さや低毒性の観点から、アンチセンス法を利用した核酸
医薬の開発が精力的に進められている。アンチセンス法は、標的遺伝子のmRNA(セン
ス鎖)の部分配列に相補的なオリゴヌクレオチド(アンチセンスオリゴヌクレオチド(A
SO))を細胞内に導入することにより、標的遺伝子がコードするタンパク質の発現を選択
的に阻害する方法である。
【0003】
図1(上部)に示す通り、ASOとしてRNAからなるオリゴヌクレオチドを細胞に導
入した場合には、標的遺伝子の転写産物(mRNA)と当該ASOとが結合して、部分的
に二本鎖が形成される。そして、この二本鎖が蓋の役割をして、リボソームによる翻訳を
生じさせず、標的遺伝子がコードするタンパク質の発現が阻害されることが知られている
。
【0004】
一方、ASOとしてDNAからなるオリゴヌクレオチドを細胞に導入した場合には、部
分的にDNA-RNAのヘテロオリゴヌクレオチドが形成される。そして、RNaseH
によってこの部分が認識され、標的遺伝子のmRNAが分解されるため、標的遺伝子がコ
ードするタンパク質の発現が阻害される(
図1、下部)。また、ASOとしてDNAを用
いた方(RNaseH依存的経路)がRNAを用いるよりも、多くの場合において遺伝子
発現の抑制効果が高いことも明らかになっている。
【0005】
オリゴヌクレオチドを核酸医薬として利用する際には、標的RNAへの結合親和性の向
上や生体内での安定性等を考慮し、ロックド核酸(Locked Nucleic Ac
id(LNA)(登録商標))等の様々な修飾核酸等が開発されている。
【0006】
図2に示す通り、天然核酸(RNAやDNA)の糖部分は4つの炭素原子と1つの酸素
原子とからなる5員環を有し、その糖部分はN型とS型の2種類のコンホメーションを取
る。これらコンホメーションは互いに揺らいでおり、これにより核酸のらせん構造もA型
とB型の異なった型をとることが知られている。前述のASOの標的となるmRNAは主
に糖鎖がN型でA型のらせん構造をとっているため、RNAに対する親和性を高めるとい
う観点から、ASOの糖鎖もN型をとることが重要になる。このコンセプトのもとに開発
されたのがLNA(2’-O,4’-C-メチレン-架橋化核酸(2’,4’-BNA)
)等の修飾核酸である。例えば、LNAにおいては、2’位の酸素と4’位の炭素とをメ
チレン基によって架橋することにより、そのコンホメーションはN型に固定され、コンホ
メーション間のゆらぎは生じない。そのため、LNAを数ユニット組み込んで合成された
オリゴヌクレオチドは、従来の天然の核酸で合成されたオリゴヌクレオチドに比べて、R
NAに対する結合力や配列特異性が極めて高く、かつ、優れた耐熱性とヌクレアーゼ耐性
とを示す(特許文献1 参照)。他の人工核酸もかかる特性を有していることから、アン
チセンス法の利用等において、人工核酸は強く注目されている(特許文献1~7参照)。
【0007】
また、オリゴヌクレオチドを医薬に適用する際には、当該オリゴヌクレオチドを標的部
位に特異性高く効率良く送達できることが重要である。そして、オリゴヌクレオチドの送
達方法として、コレステロールやビタミンE等の脂質を利用する方法(非特許文献1及び
2)や、RVG-9R等の受容体特異的ペプチドを利用する方法(非特許文献3)や、標
的部位に特異的な抗体を利用する方法(非特許文献4)が開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【文献】特開平10-304889号公報
【文献】国際公開第2005/021570号
【文献】特開平10-195098号公報
【文献】特表2002-521310号公報
【文献】国際公開第2007/143315号
【文献】国際公開第2008/043753号
【文献】国際公開第2008/029619号
【非特許文献】
【0009】
【文献】Kazutaka Nishinaら、Molecular Therapy、2008年、16巻、734~740ページ
【文献】Jurgen Soutscheckら、Nature、2004年、432巻、173~178ページ
【文献】Kazutaka Nishinaら、Molecular Therapy、2008年、16巻、734~740ページ
【文献】Dan Peerら、Science、2008年、319巻、627~630ページ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
ある実施形態において、二重鎖核酸複合体は、標的遺伝子の発現を抑制するアンチセン
ス核酸を含み、通常RNA転写産物レベルを抑制するアンチセンス核酸を含む。本発明の
他の目的は、二重鎖核酸複合体により、特異性高く効率良く標的部位にアンチセンス核酸
鎖を送達することにある。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明者らは、アンチセンス法におけるASOの安定性、生体内における標的遺伝子の
発現に対する抑制活性(アンチセンス効果)、並びにASOの標的部位への送達における
特異性及び効率(送達性)を向上させるべく、脂質(コレステロール)を直接結合させた
、LNA及びDNAを含むASO(LNA/DNAギャップマー)を調製し、このASO
をマウスに静脈投与して送達性及びアンチセンス効果を評価した。その結果、コレステロ
ールを結合させることにより、ASOの肝臓への送達性は向上する一方で、アンチセンス
効果は喪失してしまうことが明らかになった。
【0012】
そこで、本発明者らは、ASOの送達性を高めつつ、高いアンチセンス効果を有する核
酸を開発すべく、鋭意研究を重ねた結果、1の実施形態において、LNA/DNAギャッ
プマーとそれに対するRNAからなる相補鎖とをアニーリングさせた二重鎖核酸複合体を
新たに着想し、先ずはそのアンチセンス効果について評価した。その結果、前記二重鎖核
酸のアンチセンス効果は、1本鎖のLNA/DNAギャップマーのそれと概して変わらず
、むしろ用いるASOの鎖長によっては亢進することが明らかになった。また、本発明者
らは、前記RNAを含む相補鎖にトコフェロールを結合させた二重鎖核酸を調製した。そ
して、当該二重鎖核酸をマウスに静脈投与し、そのアンチセンス効果を評価した。その結
果、トコフェロールを結合させた相補鎖を含む二重鎖核酸は非常に高いアンチセンス効果
を有していることが明らかになった。また、前記RNAの代わりにPNA(ペプチド核酸
)を含む相補鎖とアニーリングさせたLNA/DNAギャップマーのアンチセンス効果は
、1本鎖のLNA/DNAギャップマーのそれと少なくとも同等であるか、または優れて
いることも本発明者らは見出した。さらに、PNAは、ASOと、ペプチド、タンパク質
又は抗体とを直接結合させる上で有用であり、ASOの特定の部位への直接的な送達を可
能とするものである。
【0013】
ある実施形態において、以下を提供する。
(1) 標的遺伝子の発現をアンチセンス効果によって抑制する活性を有する、下記(a
)及び(b)の核酸を含む二重鎖核酸
(a)標的遺伝子の転写産物に相補的なアンチセンス核酸であって、4塩基以上の連続
したDNAからなる領域を含む核酸
(b)(a)の核酸に相補的な核酸。
(2) (a)の核酸が、前記4塩基以上の連続したDNAからなる領域の5'末側及び
3'末側の少なくともいずれか一方に配置された修飾核酸を含む領域をさらに含む核酸で
ある(1)に記載の二重鎖核酸。
(3) (a)の核酸の修飾核酸を含む領域が、4塩基以上の連続したDNAからなる領
域の5'末側及び3'末側に配置された修飾核酸を含む領域であり、該修飾核酸がLNAで
ある、(2)に記載の二重鎖核酸。
(4) (b)の核酸がRNA又はPNAである、(1)~(3)のいずれか一に記載の
二重鎖核酸。
(5) (b)の核酸がRNAであって、(a)の核酸の修飾核酸を含む領域に対して相
補的な領域が修飾されており、前記修飾がRNA分解酵素による分解を抑制する効果を有
するものである、(1)~(3)のいずれか一に記載の二重鎖核酸。
(6) 前記修飾が、2’-O-メチル化及び/又はホスホロチオエート化である、(5
)に記載の二重鎖核酸。
(7) (b)の核酸に機能性分子が結合している、(1)~(6)のいずれか一に記載
の二重鎖核酸。
(8) (a)又は(b)の核酸の鎖長が同一である、(1)~(7)のいずれか一に記
載の二重鎖核酸。
(9) (a)又は(b)の核酸の鎖長が異なる、(1)~(7)のいずれか一に記載の
二重鎖核酸。
(10) さらに、下記(c)の核酸を含む、(9)に記載の二重鎖核酸
(c)(a)又は(b)の核酸のうち鎖長が長い核酸における他の一方の核酸に対して
突出した領域に対して相補的な核酸。
(11) (c)の核酸がPNAである、(10)に記載の二重鎖核酸。
(12) (c)の核酸に機能性分子が結合している、(10)又は(11)に記載の二
重鎖核酸。
(13) 機能性分子が、二重鎖核酸を標的部位に送達させる活性を有する分子である、
(7)又は(12)に記載の二重鎖核酸。
(14) (1)~(13)のいずれか一に記載の二重鎖核酸を有効成分として含有する
、標的遺伝子の発現をアンチセンス効果によって抑制するための組成物。
(15) 細胞内の転写産物レベルを低減する方法であって、
該細胞と組成物とを接触させる工程を含み、
該組成物は、(a)第2の核酸鎖がアニーリングしている第1の核酸鎖を含む二重鎖核
酸複合体を含み、
第1の核酸鎖は、
(i)ヌクレオチドと任意にヌクレオチドアナログとを含み、該核酸鎖における該ヌクレ
オチド及び任意に含まれる該ヌクレオチドアナログの総数は8~100であり、
(ii)前記転写産物にハイブリダイズした際に、RNaseHによって認識される少な
くとも4つの連続したヌクレオチドを含み、
(iii)前記転写産物にハイブリダイズする
核酸鎖であり、かつ、
第2の核酸鎖は、ヌクレオチドと任意にヌクレオチドアナログとを含む核酸鎖である、
方法。
(16) 哺乳動物における遺伝子の発現レベルを低減する方法であって、
該哺乳動物に、医薬組成物を有効量投与する工程を含み、
該医薬組成物は、(a)第2の核酸鎖がアニーリングしている第1の核酸鎖を含む二重鎖
核酸複合体と、(b)薬理学上許容される担体とを含み、
第1の核酸鎖は、
(i)ヌクレオチドと任意にヌクレオチドアナログとを含み、該核酸鎖における該ヌクレ
オチド及び任意に含まれる該ヌクレオチドアナログの総数は8~100であり、
(ii)前記遺伝子の転写産物にハイブリダイズした際に、RNaseHによって認識さ
れる少なくとも4つの連続したヌクレオチドを含み、
(iii)前記転写産物にハイブリダイズする
核酸鎖であり、かつ、
第2の核酸鎖は、ヌクレオチドと任意にヌクレオチドアナログとを含む核酸鎖である、
方法。
(17) 精製又は単離された二重鎖核酸複合体であって、
第2の核酸鎖がアニーリングしている第1の核酸鎖を含み、
第1の核酸鎖は、
(i)ヌクレオチドと任意にヌクレオチドアナログとを含み、該核酸鎖における該ヌクレ
オチド及び任意に含まれる該ヌクレオチドアナログの総数は8~100であり、
(ii)転写産物にハイブリダイズした際に、RNaseHによって認識される少なくと
も4つの連続したヌクレオチドを含み、
(iii)少なくとも1つの非天然ヌクレオチドを含み、かつ、
(iv)前記転写産物にハイブリダイズする
核酸鎖であり、かつ、
第2の核酸鎖は、ヌクレオチドと任意にヌクレオチドアナログとを含む核酸鎖である、
二重鎖核酸複合体。
(18) 哺乳動物を治療するための医薬組成物であって、前記転写産物が哺乳動物の転
写産物であり、(17)に記載の二重鎖核酸複合体と、薬理学上許容される担体とを含む
、医薬組成物。
【0014】
本発明の他の実施形態において、以下を提供する。
<1> 精製又は単離された二重鎖核酸複合体であって、
第2の核酸鎖がアニーリングしている第1の核酸鎖を含み、
第1の核酸鎖は、DNAヌクレオチドと任意にヌクレオチドアナログとを含み、
また、第1の核酸鎖は、5’末側に配置された1又は複数のヌクレアーゼ耐性のヌクレ
オチドを含む5’ウィング領域、及び/又は、3’末側に配置された1又は複数のヌクレ
アーゼ耐性のヌクレオチドを含む3’ウィング領域を含み、
また、第1の核酸鎖は、少なくとも4つの連続したDNAヌクレオチドを含み、
また、第1の核酸鎖におけるDNAヌクレオチド及びヌクレオチドアナログの総数は、
10~100ヌクレオチドであり、
第1の核酸鎖は、転写産物の配列の一部と相補的な少なくとも10個の連続したヌクレ
オチド配列を更に有し、かつ、
第2の核酸鎖は、
(i)RNAヌクレオチドと、任意にヌクレオチドアナログと、任意にDNAヌクレオチ
ドとを含み、
(ii)DNAヌクレオチド及び/又はヌクレオチドアナログを含み、又は、
(iii)PNAヌクレオチドを含み、
また、第2の核酸鎖は、5’末側に配置された1又は複数のヌクレアーゼ耐性のヌクレ
オチドを含む5’ウィング領域、及び/又は、3’末側に配置された1又は複数のヌクレ
アーゼ耐性のヌクレオチドを含む3’ウィング領域を含み、
また、第2の核酸鎖におけるRNAヌクレオチド、DNAヌクレオチド、ヌクレオチド
アナログ及びPNAヌクレオチドの総数は、10~100ヌクレオチドである、二重鎖核
酸複合体。
<2> 前記転写産物は、タンパク質をコードするmRNA転写産物である、<1>に記
載の二重鎖核酸複合体。
<3> 前記転写産物は、タンパク質をコードしない転写産物である、<1>に記載の二
重鎖核酸複合体。
<4> <1>~<3>のいずれか一に記載の二重鎖核酸複合体であって、第1の核酸鎖
におけるヌクレオチドの数と、第2の核酸鎖におけるそれとが同じである、二重鎖核酸複
合体。
<5> <1>~<3>のいずれか一に記載の二重鎖核酸複合体であって、第1の核酸鎖
におけるヌクレオチドの数と、第2の核酸鎖におけるそれとが異なる、二重鎖核酸複合体
。
<6> <5>に記載の二重鎖核酸複合体であって、第2の核酸鎖におけるヌクレオチド
の数が、第1の核酸鎖におけるヌクレオチドの数よりも大きい、二重鎖核酸複合体。
<7> <1>~<6>のいずれか一に記載の二重鎖核酸複合体であって、第1の核酸鎖
に含まれるヌクレオチドの総数が10~35ヌクレオチドである、二重鎖核酸複合体。
<8> <1>~<7>のいずれか一に記載の二重鎖核酸複合体であって、第1の核酸鎖
に含まれるヌクレオチドは、全てヌクレアーゼ耐性ヌクレオチドである、二重鎖核酸複合
体。
<9> <1>~<8>のいずれか一に記載の二重鎖核酸複合体であって、
1又は複数のヌクレオチドアナログを含む前記5’ウィング領域、及び/又は、
3’末側に配置された1又は複数のヌクレオチドアナログを含む前記3’ウィング領域を
含む、二重鎖核酸複合体。
<10> <1>~<9>のいずれか一に記載の二重鎖核酸複合体であって、
5’末側に少なくとも2つの連続したヌクレオチドアナログからなる前記5’ウィング領
域と、3’末側に少なくとも2つの連続したヌクレオチドアナログからなる前記3’ウィ
ング領域とを含む、二重鎖核酸複合体。
<11> <10>に記載の二重鎖核酸複合体であって、
前記5’ウィング領域及び前記3’ウィング領域が、独立して2~10個のヌクレオチ
ドアナログからなる、二重鎖核酸複合体。
<12> 請求項11に記載の二重鎖核酸複合体であって、前記5’ウィング領域及び前
記3’ウィング領域が、独立して2~3個のヌクレオチドアナログを含む、方法。
<13> <1>~<12>のいずれか一に記載の二重鎖核酸複合体であって、第1の核
酸鎖が、少なくとも1つのヌクレオチドアナログを含み、該ヌクレオチドアナログが架橋
化ヌクレオチドである、二重鎖核酸複合体。
<14> <1>~<13>のいずれか一に記載の二重鎖核酸複合体であって、第1の核
酸鎖に含まれるヌクレオチドアナログは、架橋化ヌクレオチドである、二重鎖核酸複合体
。
<15> <14>に記載の二重鎖核酸複合体であって、第1の核酸鎖における前記架橋
化ヌクレオチドが、LNA、cEt-BNA、アミドBNA(AmNA)及びcMOE-
BNAから独立して選択される架橋化ヌクレオチドである、二重鎖核酸複合体。
<16> <14>に記載の二重鎖核酸複合体であって、第2の核酸鎖における前記架橋
化ヌクレオチドが、4’-(CH2)p-O-2’、4’-(CH2)p-S-2’、4
’-(CH2)p-OCO-2’、4’-(CH2)n-N(R3)-O-(CH2)m
-2’によって、2’位の炭素と4’位の炭素とが架橋されているリボヌクレオチドから
選択される架橋化ヌクレオチドである、二重鎖核酸複合体(p、m及びnは、各々1~4
、0~2及び1~3の整数である。R3は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、シク
ロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アシル基、スルホニル基、蛍光あるいは化学
発光標識分子、核酸切断活性官能基、又は、細胞内若しくは核内移行シグナルペプチドを
示す)。
<17> <1>~<16>のいずれか一に記載の二重鎖核酸複合体であって、第1の核
酸鎖における前記DNAヌクレオチドがホスホロチオエート化されている、二重鎖核酸複
合体。
<18> <1>~<17>のいずれか一に記載の二重鎖核酸複合体であって、第1の核
酸鎖における前記ヌクレオチドアナログがホスホロチオエート化されている、二重鎖核酸
複合体。
<19> <1>~<18>のいずれか一に記載の二重鎖核酸複合体であって、第1の核
酸鎖は、4~20個の連続したDNAヌクレオチドからなる部分を含む、二重鎖核酸複合
体。
<20> <1>~<19>のいずれか一に記載の二重鎖核酸複合体であって、第1の核
酸鎖が、
(i)5’末側に少なくとも2つの連続したヌクレオチドアナログからなる5’ウィング
領域、
(ii)3’末側に少なくとも2つの連続したヌクレオチドアナログからなる3’ウィン
グ領域、及び、
(iii)少なくとも4個の連続したDNAヌクレオチド
を含む核酸鎖である、二重鎖核酸複合体。
<21> <1>~<19>のいずれか一に記載の二重鎖核酸複合体であって、第1の核
酸鎖は、
(i)5’末側に少なくとも2つの連続したヌクレオチドアナログからなる5’ウィング
領域、
(ii)3’末側に少なくとも2つの連続したヌクレオチドアナログからなる3’ウィン
グ領域、及び、
(iii)少なくとも4個の連続したDNAヌクレオチド
を含み、前記5’ウィング領域及び前記3’ウィング領域における前記ヌクレオチドアナ
ログは架橋化ヌクレオチドであり、前記架橋化ヌクレオチド及び前記DNAヌクレオチド
がホスホロチオエート化されている、二重鎖核酸複合体。
<22> <1>~<21>のいずれか一に記載の二重鎖核酸複合体であって、第1の核
酸鎖の鎖長が12~25ヌクレオチドである、二重鎖核酸複合体。
<23> <1>~<22>のいずれか一に記載の二重鎖核酸複合体であって、第2の核
酸鎖が、RNAヌクレオチド及び/又はヌクレオチドアナログと、任意にDNAとを含む
、二重鎖核酸複合体。
<24> <23>に記載の二重鎖核酸複合体であって、
第2の核酸鎖における前記5’ウィング領域は少なくとも1のヌクレオチドアナログを含
み、第2の核酸鎖における前記3’ウィング領域は少なくとも1のヌクレオチドアナログ
を含み、かつ、第2の核酸鎖は、少なくとも4個の連続したRNAヌクレオチドを含む、
二重鎖核酸複合体。
<25> <23>に記載の二重鎖核酸複合体であって、
第2の核酸鎖における前記5’ウィング領域は少なくとも1のホスホロチオエート化され
ているヌクレオチドを含み、第2の核酸鎖における前記3’ウィング領域は少なくとも1
のホスホロチオエート化されているヌクレオチドを含み、かつ、第2の核酸鎖は、少なく
とも4個の連続したRNAヌクレオチドを含む、二重鎖核酸複合体。
<26> <24>又は<25>に記載の二重鎖核酸複合体であって、
第2の核酸鎖における前記5’ウィング領域及び前記3’ウィング領域の全てのヌクレオ
チドが、ホスホロチオエート化されている、二重鎖核酸複合体。
<27> <24>~<26>のいずれか一に記載の二重鎖核酸複合体であって、第2の
核酸鎖における前記ヌクレアーゼ耐性ヌクレオチドは、架橋化ヌクレオチド及び2’-O
-メチル化RNAから独立して選択されるヌクレオチドである、二重鎖核酸複合体。
<28> <27>に記載の二重鎖核酸複合体であって、第2の核酸鎖における前記架橋
化ヌクレオチドは、LNA、cEt-BNA、アミドBNA(AmNA)及びcMOE-
BNAから独立して選択される架橋化ヌクレオチドである、二重鎖核酸複合体。
<29> <27>に記載の二重鎖核酸複合体であって、第2の核酸鎖における前記架橋
化ヌクレオチドが、4’-(CH2)p-O-2’、4’-(CH2)p-S-2’、4
’-(CH2)p-OCO-2’、4’-(CH2)n-N(R3)-O-(CH2)m
-2’によって、2’位の炭素と4’位の炭素とが架橋されているリボヌクレオチドから
選択される架橋化ヌクレオチドである、二重鎖核酸複合体(p、m及びnは、各々1~4
、0~2及び1~3の整数である。R3は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、シク
ロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アシル基、スルホニル基、蛍光あるいは化学
発光標識分子、核酸切断活性官能基、又は、細胞内若しくは核内移行シグナルペプチドを
示す)。
<30> <24>に記載の二重鎖核酸複合体であって、第2の核酸鎖は、
(i)前記5’末側に少なくとも2つの、ホスホロチオエート化されている2’-O-メ
チル化RNAヌクレオチドからなる5’ウィング領域、
(ii)前記3’末側に少なくとも2つの、ホスホロチオエート化されている2’-O-
メチル化RNAヌクレオチドからなる3’ウィング領域、及び、
(iii)少なくとも4個の連続した天然RNAヌクレオチドであって、独立して、任意
にホスホロチオエート化されている天然RNAヌクレオチド
を含む核酸鎖である、二重鎖核酸複合体。
<31> <24>に記載の二重鎖核酸複合体であって、第2の核酸鎖は、
(i)前記5’末側に少なくとも2つの、ホスホロチオエート化されている架橋化ヌクレ
オチドからなる5’ウィング領域、
(ii)前記3’末側に少なくとも2つの、ホスホロチオエート化されている架橋化ヌク
レオチドからなる3’ウィング領域、及び、
(iii)少なくとも4個の連続した天然RNAヌクレオチドであって、独立して、任意
にホスホロチオエート化されている天然RNAヌクレオチド
を含む核酸鎖である、二重鎖核酸複合体。
<32> <1>~<22>のいずれか1に記載の二重鎖核酸複合体であって、第2の核
酸鎖はPNAヌクレオチドを含む核酸鎖である、二重鎖核酸複合体。
<33> <23>~<32>のいずれか1に記載の二重鎖核酸複合体であって、第2の
核酸鎖が、標識機能、精製機能及び標的への送達機能から選択される機能を有する機能性
部分を更に含む核酸鎖である、二重鎖核酸複合体。
<34> <1>~<3>及び<5>~<33>のいずれか1に記載の二重鎖核酸複合体
であって、第2の核酸鎖にアニーリングする第3の核酸鎖を更に含む二重鎖核酸複合体。
<35> <34>に記載の二重鎖核酸複合体であって、
第3の核酸鎖は、DNAヌクレオチド及び任意にヌクレオチドアナログを含み、
また、第3の核酸鎖は、4個の連続したDNAヌクレオチドを含み、
ヌクレオチドの総数が10~100ヌクレオチドであり、
該第3の核酸鎖は、転写産物の配列の一部と相補的な少なくとも10個の連続したヌク
レオチド配列を更に有する、二重鎖核酸複合体。
<36> <35>に記載の二重鎖核酸複合体であって、第3の核酸鎖は、
(i)前記5’末側に少なくとも2つの連続したヌクレオチドアナログからなる5’ウィ
ング領域、
(ii)前記3’末側に少なくとも2つの連続したヌクレオチドアナログからなる3’ウ
ィング領域、及び、
(iii)少なくとも4個の連続したDNAヌクレオチド
を含み、前記5’ウィング領域及び前記3’ウィング領域における前記ヌクレオチドアナ
ログは架橋化ヌクレオチドであり、前記架橋化ヌクレオチド及び前記DNAヌクレオチド
がホスホロチオエート化されている、二重鎖核酸複合体。
<37> <34>に記載の二重鎖核酸複合体であって、第3の核酸鎖はPNAヌクレオ
チドを含む核酸鎖である、二重鎖核酸複合体。
<38> <34>~<37>のいずれか1に記載の二重鎖核酸複合体であって、第3の
核酸鎖が、標識機能、精製機能及び標的への送達機能から選択される機能を有する機能性
部分を更に含む核酸鎖である、二重鎖核酸複合体。
<39> <33>~<38>のいずれか1に記載の二重鎖核酸複合体であって、前記機
能性部分が、脂質、ペプチド及びタンパク質から選択される分子である、二重鎖核酸複合
体。
<40> <39>に記載の二重鎖核酸複合体であって、前記機能性部分が、前記3’末
端のヌクレオチド又は前記5’末端のヌクレオチドに結合している、二重鎖核酸複合体。
<41> <39>又は<40>に記載の二重鎖核酸複合体であって、前記機能性部分が
脂質である、二重鎖核酸複合体。
<42> <41>に記載の二重鎖核酸複合体であって、前記機能性部分が、コレステロ
ール、脂肪酸、脂溶性ビタミン、糖脂質及びグリセリドから選択される脂質である、二重
鎖核酸複合体。
<43> <41>に記載の二重鎖核酸複合体であって、前記機能性部分が、コレステロ
ール、トコフェロール及びトコトリエノールから選択される脂質である、二重鎖核酸複合
体。
<44> <39>又は<40>に記載の二重鎖核酸複合体であって、前記機能性部分が
、受容体のリガンド及び抗体から選択されるペプチド又はタンパク質である、二重鎖核酸
複合体。
<45> 薬理学上許容される担体と、<1>~<44>のうちのいずれかに記載の二重
鎖核酸複合体とを含む、医薬組成物。
<46> 哺乳動物において遺伝子の発現を低減するための薬剤を製造するための、<1
>~<44>のうちのいずれかに記載の二重鎖核酸複合体の使用。
<47> 哺乳動物において遺伝子の発現を低減するための、<1>~<44>のうちの
いずれかに記載の二重鎖核酸複合体の使用。
<48> 哺乳動物における遺伝子の発現レベルを低減する方法であって、
該哺乳動物に、医薬組成物を有効量投与する工程を含み、
第2の核酸鎖がアニーリングしている第1の核酸鎖と、薬理学上許容される担体とを含
む、単離又は精製された二重鎖核酸複合体を、前記医薬組成物は含み、
第1の核酸鎖は、DNAヌクレオチドと、任意にヌクレオチドアナログと、少なくとも
4個の連続したDNAヌクレオチドとを含み、第1の核酸鎖におけるDNAヌクレオチド
及びヌクレオチドアナログの総数は10~100ヌクレオチドであり、
第1の核酸鎖は、哺乳動物の転写産物の配列の一部と相補的な少なくとも10個の連続
したヌクレオチド配列を更に有し、かつ、
第2の核酸鎖は、
(i)RNAヌクレオチドと、任意にヌクレオチドアナログと、任意にDNAヌクレオチ
ドとを含み、
(ii)DNAヌクレオチド及び/又はヌクレオチドアナログを含み、又は、
(iii)PNAヌクレオチドを含み、
第2の核酸鎖におけるRNAヌクレオチド、DNAヌクレオチド、ヌクレオチドアナロ
グ及びPNAヌクレオチドの総数は、10~100ヌクレオチドである、方法。
<49> <48>に記載の方法であって、投与経路が経腸管的である、方法。
<50> <48>に記載の方法であって、投与経路が非経腸管的である、方法。
<51> <48>~<50>のいずれか一に記載の方法であって、前記二重鎖核酸複合
体の投与量が、0.001mg/kg/日~50mg/kg/日である、方法。
<52> <48>~<51>の方法であって、前記哺乳動物がヒトある、方法。
【発明の効果】
【0015】
ある実施形態によれば、二重鎖核酸複合体中のアンチセンス核酸を送達することができ
、かつ当該アンチセンス核酸によって標的遺伝子の発現を特異的に、非常に効果的に抑制
することが可能となる。いくつかの実施形態においては、二重鎖核酸複合体に送達部分を
結合させることによって、該複合体を特異性高く効率的に標的部位に送達することが可能
となる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【
図1】
図1は、アンチセンス法の一般的なメカニズムを示す図である。概略図に示す通り、標的遺伝子のmRNAの部分配列に相補的なオリゴヌクレオチド(アンチセンスオリゴヌクレオチド(ASO))(図中「DNA」)を細胞内に導入することにより、標的遺伝子がコードするタンパク質の発現が選択的に阻害される。破線での囲み部分においては、ASOにハイブリダイズした部位においてRNaseHによるmRNAの切断が生じる、分解のメカニズムを示す。RNaseHによる切断の結果、機能的な遺伝子発現産物を製造するための翻訳に、通常mRNAを供することができなくなる。
【
図2】
図2は、RNA、DNA及びLNAヌクレオチドの構造を示す概略図である。
【
図3】
図3A~Bは、二重鎖核酸複合体の好適な態様を示す概略図である。5’-LNA-DNA-LNA-3’核酸鎖は、標的遺伝子の転写産物に相補的なアンチセンス核酸である。図中「(s)」はホスホロチオエート結合している核酸を示し、「(o)」は、天然のホスホロチオエート結合している核酸を示し、「(m/s)」は、ホスホロチオエート化及び2’-O-メチル化されているRNAを示す。また、「X」は機能性分子を表わし、脂質(例えば、コレステロール、トコフェロール)、糖等、又はタンパク質やペプチド(例えば、抗体)等を独立して示す。
【
図4】
図4A~Bは、3本の核酸鎖を含む二重鎖核酸複合体の好適な態様を示す概略図である。該二重鎖核酸複合体においては、第1のASO核酸鎖と第2の相補的核酸鎖とが異なる鎖長を有し、ペプチド、抗体等の機能性部分を結合させるためのPNAを含む、第3の核酸鎖が含まれる。図中の表記は
図3におけるそれらと同義である。
【
図5】
図5A~Bは、少なくとも第1のASO核酸鎖と第2の相補的核酸鎖とが異なる鎖長を有している、二重鎖核酸複合体の好適な態様を示す概略図である。これらの態様においては、(A)第2の核酸鎖に相補的な第3の核酸鎖を更に含む核酸、及び、(B)第2の核酸鎖にヘアピンリンカーによって結合している、ホスホロチオエート化しているDNAからなる自己相補的領域を更に含む、第2の核酸のいずれかである。図中、「(m)」は2’-O-メチル化されているRNAを示す。他の表記は
図3におけるそれらと同義である。
【
図6】
図6Aは、5’-LNA-DNA-LNA-3’の構造を有する核酸であって、5’末端をCy3蛍光色素にて標識した核酸を示す概略図である。
図6Bは、5’-LNA-DNA-LNA-3’の構造を有する核酸であって、5’末端をCy3蛍光色素にて標識し、3’末端をコレステロール(「Chol」)にて標識した核酸を示す概略図である。「(S)」はホスホロチオエート化されている核酸を示す。
【
図7】
図7は、Cy3にて蛍光標識してある「LNA」(
図6Aに基づく)又はCy3にて蛍光標識してある「chol-LNA」(
図6Bに基づく)を投与したマウスの肝臓を観察した結果を示す、蛍光顕微鏡写真である。
【
図8】
図8は、ApoB1遺伝子の塩基配列と相補的な配列を有する、「12mer Cy3-Chol-LNA(ApoB1)」(
図6Bに基づく)、「20mer Cy3-Chol-LNA(ApoB1)」若しくは「29mer Cy3-Chol-LNA(ApoB1)」、又は「12mer Cy3-LNA(ApoB1)」(
図6Aに基づく)をマウスに投与し、これらマウスの肝臓におけるApoB1遺伝子の発現量を定量的PCRにて分析した結果を示すグラフである。
【
図9】
図9は、二重鎖核酸のある態様を示す概略図である。表記は
図3~6におけるそれらと同義である。
【
図10】
図10は、ある実施態様によって、二重鎖核酸複合体のアンチセンス効果を評価するために用いた、アンチセンス鎖(ASO)と、その相補鎖(cRNA(o)、cRNA(G)、及びcRNA(m/S))とを示す概略図である。表記は、
図3~6及び9におけるそれらと同義である。
【
図11】
図11は、
図10に示したアンチセンス鎖と相補鎖とのアニーリングの有無を電気泳動により分析した結果を示す写真である。パネルAはUV照射下で写真撮影した結果を示し、パネルBはゲルの写真を示す。
【
図12】
図12は、
図10に示したアンチセンス鎖と相補鎖とをアニーリングさせ、さらにRNaseHにて処理したものを電気泳動により分析した結果を示す、UV照射下にて撮影した写真である。
【
図13】
図13は、
図10に示したアンチセンス鎖、又は、
図10に示したアンチセンス鎖と相補鎖のうちの1つとからなる二重鎖核酸を(0.4nM又は10nMの濃度にて)細胞に導入して、得られた結果を示すグラフである。転写産物が前記アンチセンス鎖の標的となるApoB1遺伝子の前記細胞における発現量は定量的PCRにて分析した。
【
図14】
図14は、
図10に示したアンチセンス鎖、又は、
図10に示したアンチセンス鎖と相補鎖のうちの1つとからなる二重鎖核酸を導入した細胞におけるApoB1遺伝子の発現量を、アンチセンス鎖のみを導入した細胞におけるそれを基準にして分析した結果を示すグラフである。
【
図15】
図15は、二重鎖核酸複合体のアンチセンス効果を評価するために用いた、アンチセンス鎖と、相補鎖(cRNA(G))と、トコフェロール機能性部分を備えた相補鎖(Toc-cRNA(G))とを示す概略図である。「Toc」は、トコフェロールを示す。他の表記は、
図3~6、9及び10におけるそれらと同義である。
【
図16】
図16は、
図15に示したアンチセンス鎖、又は、
図15に示したアンチセンス鎖と相補鎖のうちの1つとからなる二重鎖核酸をマウスに投与し、転写産物が該アンチセンス鎖の標的となるApoB1遺伝子の当該マウスにおける発現量を分析した結果を示すグラフである。
【
図17】
図17は、
図15に示したアンチセンス鎖及びトコフェロールが結合している相補鎖からなる二重鎖核酸複合体のアンチセンス効果の特異性を評価した結果を示すグラフである。
【
図18】
図18は、
図15に示したアンチセンス鎖及びトコフェロールが結合している相補鎖からなる二重鎖核酸複合体のアンチセンス効果の用量依存性を評価した結果を示すグラフである。
【
図19A】
図19Aは、
図15に示したアンチセンス鎖及びトコフェロールが結合している相補鎖からなる二重鎖核酸複合体のアンチセンス効果の持続性を評価した結果を示すグラフである。なお図中、「d」は当該二重鎖核酸を投与してからの日数を示す。
【
図19B】
図19Bは、
図15に示したアンチセンス鎖及びトコフェロールが結合している相補鎖からなる二重鎖核酸複合体のアンチセンス効果の持続性を評価した結果を示すグラフである。なお図中、「d」は当該二重鎖核酸を投与してからの日数を示す。
【
図20A】
図20Aは、ある実施態様における、アンチセンスオリゴヌクレオチドと相補鎖とを示す概略図である。
【
図20B】
図20Bは、全て2’-O-メチル化処理されているRNAを含む相補鎖を有する、本発明のある実施態様における二重鎖核酸複合体(LNA/cRNA(G)-OM)のアンチセンス効果を評価することにより、得られた結果を比較したグラフである。
【
図21】
図21は、機能性部分としてのペプチド、タンパク質等を組み込むために利用可能な、二重鎖核酸の好適な態様を示す概略図である。図中の表記は
図3及び4におけるそれらと同義である。
【
図22】
図22は、3本の鎖、すなわちアンチセンス鎖と、RNAを含む相補鎖と、ペプチド等を結合させるためのPNA鎖とからなる二重鎖核酸複合体のアンチセンス効果を評価することによって得られた結果を示すグラフである。
【
図23】
図23は、PNAを含む相補鎖とアンチセンス鎖とからなる二重鎖核酸複合体のアンチセンス効果を評価することによって得られた結果を示すグラフである。
【
図24】
図24は、ある実施態様における、アンチセンスオリゴヌクレオチドと相補鎖とを示す概略図である。
【
図26】
図26は、二重鎖核酸複合体による発現抑制に関し、実施例11において得られた結果を示すグラフである。
【
図27A】
図27Aは、異なる鎖長の二重鎖核酸複合体によるhTTRの発現抑制を評価した、実施例12において得られた結果を示すグラフである。
【
図27B】
図27Bは、異なる鎖長の二重鎖核酸複合体によるhTTRの発現抑制を評価した、実施例12において得られた結果を示すグラフである。
【
図28】
図28は、二重鎖核酸複合体が標的とするタンパク質の血清中のレベルを、該複合体の投与前後にて評価した、実施例12において得られた結果を示すグラフである。
【
図29】
図29は、3本の鎖を含む二重鎖核酸複合体の局在を示す、実施例13において得られた結果を示す蛍光画像である。
【
図30】
図30は、3本の鎖を含む二重鎖核酸複合体によって生じる発現抑制を示す、実施例13の結果を示すグラフである。
【
図31】
図31は、miRNAレベルの抑制を示す、実施例14の結果を示すグラフである。
【
図32】
図32は、アミドBNA(AmNA)ヌクレオチドアナログを有するASOを含む二重鎖核酸複合体による発現抑制を示す、実施例15において得られた結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【0017】
アンチセンス核酸と該アンチセンス核酸に相補的な核酸とを含む二重鎖核酸複合体
ある実施形態において、精製又は単離された二重鎖核酸複合体は、第2の核酸鎖にアニ
ーリングしている第1の核酸鎖を含み、標的遺伝子の発現、又は通常転写産物レベルをア
ンチセンス効果によって抑制する活性を有する。
【0018】
第1の核酸鎖は、
(i)ヌクレオチドと任意にヌクレオチドアナログとを含み、該核酸鎖における該ヌクレ
オチド及び任意に含まれる該ヌクレオチドアナログの総数は8~100であり、
(ii)転写産物にハイブリダイズした際に、RNaseHによって認識される少なくと
も4つの連続したヌクレオチドを含み、
(iii)少なくとも1つの非天然ヌクレオチドを含み、
(iv)前記転写産物にハイブリダイズする。
【0019】
第2の核酸鎖は、
(i)RNAヌクレオチドと、任意にヌクレオチドアナログと、任意にDNAヌクレオチ
ドとを含み、
(ii)DNAヌクレオチド及び/又はヌクレオチドアナログを含み、又は、
(iii)PNAヌクレオチドを含む。
【0020】
「アンチセンス効果」とは、標的転写産物(RNAセンス鎖)と、例えば、その部分配
列に相補的なDNA鎖、又は通常アンチセンス効果が生じるように設計された鎖等とがハ
イブリダイズすることによって生じる、標的遺伝子の発現又は標的転写産物レベルの抑制
を意味する。ある場合において、ハイブリダイゼーション産物により前記転写産物を被覆
することによって生じ得る翻訳の阻害又はエキソンスキッピング等のスプライシング機能
変換効果(
図1の点線囲み枠外上部分の記載 参照)、及び/又は、ハイブリダイズした
部分が認識されることにより生じ得る前記転写産物の分解(
図1の点線囲み枠内の記載
参照)によって生じる、前記抑制を意味する。
【0021】
アンチセンス効果によって発現が抑制される「標的遺伝子」又は「標的転写産物」とし
ては、特に制限はなく、各種疾患において発現が亢進している遺伝子が挙げられる。また
「標的遺伝子の転写産物」とは、標的遺伝子をコードするゲノムDNAから転写されたm
RNAのことであり、塩基の修飾を受けていないmRNAや、スプライシングを受けてい
ないmRNA前駆体等も含まれる。通常、「転写産物」は、DNA依存性RNAポリメラ
ーゼによって合成される、いかなるRNAでもよい。
【0022】
「精製又は単離された二重鎖核酸複合体」という文言は、ここでは少なくとも1のヌク
レオチド鎖を含む核酸複合体であって、天然では生じず、また天然に生じる核酸物質を実
質的に含まないものを意味する。
【0023】
「相補的」という文言は、ここでは水素結合を介して、いわゆるワトソン-クリック型
塩基対(天然型塩基対)や非ワトソン-クリック型塩基対(フーグスティーン型塩基対等
)を形成できる関係のことを意味する。標的転写産物の塩基配列、例えば、標的遺伝子の
転写産物と、第1の核酸鎖の塩基配列とは、完全に相補的である必要はなく、少なくとも
70%以上、好ましくは80%以上、さらに好ましくは90%以上(例えば、95%、9
6%、97%、98%、99%以上)の相補性を有していればよい。配列の相補性は、B
LASTプログラム等を利用することにより決定することができる。第1の核酸鎖と第2
の核酸鎖とは、それらの配列が相補的である場合に「アニーリング」し得る。当業者であ
れば、2本の核酸鎖がアニーリングできる条件(温度、塩濃度等)を容易に決定すること
ができる。また、当業者であれば、例えば、標的遺伝子の塩基配列の情報に基づいて、標
的転写産物に相補的なアンチセンス核酸を容易に設計することができる。
【0024】
ある実施形態においては、第1の核酸鎖は、標的遺伝子の転写産物等の標的転写産物に
相補的なアンチセンス核酸であって、第1の核酸鎖が前記転写産物にハイブリダイズした
際に、少なくとも4つの連続したヌクレオチドを含む領域を有する核酸である。
【0025】
ここでは、「核酸」とはモノマーヌクレオチドを意味する場合もあり、複数のモノマー
から構成されるオリゴヌクレオチドを意味する場合もある。「核酸鎖」という文言は、こ
こではオリゴヌクレオチドを称するためにも用いられる。核酸鎖は、その全部又は一部を
、自動合成機の使用といった化学合成法によって調製してもよく、ポリメラーゼ、ライゲ
ース又は制限酵素反応に限定されるわけではないが、酵素処理により調製してもよい。
【0026】
第1の核酸鎖の鎖長としては特に制限はないが、少なくとも8塩基であり、少なくとも
10塩基であり、少なくとも12塩基であり、又は少なくとも13塩基である。前記鎖長
は、20塩基以下、25塩基以下又は35塩基以下であってもよく、約100塩基であっ
てもよい。前記鎖長の範囲は、10~35塩基であり、12~25塩基であり、又は13
~20塩基である。ある場合においては、通常、前記標的に対する核酸鎖によるアンチセ
ンス効果の強さや、費用、合成収率等の他の要素に応じて、鎖長は選択される。
【0027】
「RNaseHによって認識される少なくとも4つの連続したヌクレオチド」は、通常
、4~20塩基の連続したヌクレオチドを含む領域であり、5~16塩基の連続したヌク
レオチドを含む領域であり、又は、6~12塩基の連続しヌクレオチドを含む領域である
。また、この領域には、天然型DNAのような、RNAヌクレオチドにハイブリダイズし
た際に、RNA鎖を切断するRNaseHによって認識されるヌクレオチドを用いること
ができる。修飾されたDNAヌクレオチド及び他の塩基といった、好適なヌクレオチドは
、この分野において知られている。また、RNAヌクレオチドのような、2’位にヒドロ
キシ基を有するヌクレオチドは、不適当であることも知られている。「少なくとも4つの
連続したヌクレオチド」を含むこの領域への利用に関し、当業者であればヌクレオチドの
適合性を容易に決定することができる。
【0028】
ある実施形態において、第1の核酸鎖は「ヌクレオチド及び任意にヌクレオチドアナロ
グ」を含む。この文言は、第1の核酸鎖は、DNAヌクレオチド、RNAヌクレオチドを
有し、また当該核酸鎖において任意にヌクレオチドアナログを更に有していてもよいとい
うことを意味する。
【0029】
ここで「DNAヌクレオチド」は、天然に存在するDNAヌクレオチド、又はその塩基
、糖若しくはリン酸塩結合のサブユニットが修飾されているDNAヌクレオチドを意味す
る。同様に、「RNAヌクレオチド」は、天然に存在するRNAヌクレオチド、又はその
塩基、糖若しくはリン酸塩結合のサブユニットが修飾されているRNAヌクレオチドを意
味する。塩基、糖又はリン酸塩結合のサブユニットの修飾とは、1の置換基の付加、又は
、サブユニット内における1の置換のことであり、サブユニット全体を異なる化学基に置
換することではない。ヌクレオチドを含む領域の一部又は全部は、DNA分解酵素等に対
する耐性が高いという観点から、DNAは修飾されたヌクレオチドであってもよい。この
ような修飾としては、例えば、シトシンの5-メチル化、5-フルオロ化、5-ブロモ化
、5-ヨード化、N4-メチル化、チミジンの5-デメチル化、5-フルオロ化、5-ブ
ロモ化、5-ヨード化、アデニンのN6-メチル化、8-ブロモ化、グアニンのN2-メ
チル化、8-ブロモ化、ホスホロチオエート化、メチルホスホネート化、メチルチオホス
ホネート化、キラル-メチルホスホネート化、ホスホロジチオエート化、ホスホロアミデ
ート化、2’-O-メチル化、2’-メトキシエチル(MOE)化、2’-アミノプロピ
ル(AP)化、2’-フルオロ化が挙げられるが、体内動態に優れているという観点から
、ホスホロチオエート化が好ましい。さらに、かかる修飾は同一のDNAに対して、複数
種組み合わせて施されていてもよい。また、後述の通り、同様の効果を奏するために、R
NAヌクレオチドに修飾を施してもよい。
【0030】
ある場合において、修飾されたDNAの数や位置によっては、ここで開示する二重鎖核
酸が奏するアンチセンス効果等に影響を与えることになるかもしれない。これらの態様は
、標的遺伝子の配列等によっても異なるため、一概には言えないが、当業者であれば、前
記アンチセンス法に関する文献の記載を参酌しながら、決定することができる。また、修
飾後の二重鎖核酸複合体が有するアンチセンス効果を測定し、得られた測定値が、修飾前
の二重鎖核酸複合体のそれよりも有意に低下していなければ(例えば、修飾後の二重鎖核
酸複合体の測定値が修飾前の二重鎖核酸複合体の測定値の30%以上であれば)、当該修
飾は評価することができる。アンチセンス効果の測定は、例えば、後述の実施例において
示されているような、細胞等に被検核酸化合物を導入し、該被検核酸化合物が奏するアン
チセンス効果によって抑制された該細胞等における標的遺伝子の発現量(mRNA量、c
DNA量、タンパク質量等)を、ノザンブロッティング、定量的PCR、ウェスタンブロ
ッティング等の公知の手法を適宜利用することによって行うことができる。
【0031】
ここで「ヌクレオチドアナログ」は天然には存在しないヌクレオチドを意味し、ヌクレ
オチドの塩基、糖若しくはリン酸塩結合のサブユニットにおいて、2以上の置換基が付加
されており、若しくは、サブユニット内が2以上置換されており、又はサブユニット全体
を異なる化学基に置換されていることを意味する。2以上の置換を伴うアナログの例とし
ては、架橋化核酸が挙げられる。架橋化核酸は、糖環における2箇所の置換に基づいて架
橋ユニットが付加されるヌクレオチドアナログであり、典型的には、2’位の炭素と4’
位の炭素とが結合しているヌクレオチドアナログが挙げられる。ある実施形態における第
1の核酸鎖においては、標的遺伝子の転写産物の部分配列に対する親和性及び/又は核酸
分解酵素に対する耐性が増大させるという観点から、第1の核酸鎖はヌクレオチドアナロ
グをさらに含む。「ヌクレオチドアナログ」としては、修飾(架橋、置換等)により、標
的遺伝子の転写産物の部分配列に対する親和性及び/又は核酸分解酵素に対する耐性が増
大されているヌクレオチドであればよく、例えば、特開平10-304889号公報国際
公開第2005/021570号、特開平10-195098号公報、特表2002-5
21310号公報、国際公開第2007/143315号、国際公開第2008/043
753号、国際公開第2008/029619号、国際公開第2008/049085号
(以下、これら文献を「アンチセンス法に関する文献」とも称する)において、アンチセ
ンス法に好適に用いられるとして開示されている核酸が挙げられる。すなわち、前記文献
に開示されている核酸:ヘキシトール核酸(HNA)、シクロヘキセン核酸(CeNA)
、ペプチド核酸(PNA)、グリコール核酸(GNA)、トレオース核酸(TNA)、モ
ルホリノ核酸、トリシクロ-DNA(tcDNA)、2’-O-メチル化核酸、2’-M
OE(2’-O-メトキシエチル)化核酸、2’-AP(2’-O-アミノプロピル)化
核酸、2’-フルオロ化核酸、2’F‐アラビノ核酸(2'-F-ANA)、BNA(架
橋化核酸(Bridged Nucleic Acid)が挙げられる。
【0032】
ある実施態様におけるBNAとしては、2’位の炭素と4’位の炭素とが、2以上の原
子によって架橋されているリボヌクレオチド又はデオキシリボヌクレオチドであればよい
。架橋化核酸の例は当業者に知られている。このようなBNAの一のサブグループとして
は、2’位の炭素と4’位の炭素とが、4’-(CH2)p-O-2’、4’-(CH2
)p-S-2’、4’-(CH2)p-OCO-2’、4’-(CH2)n-N(R3)
-O-(CH2)m-2’によって架橋されているBNAを挙げられる(ここで、p、m
及びnは、各々1~4、0~2及び1~3の整数である。R3は、水素原子、アルキル基
、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アシル基、スルホニル
基、及びユニット置換基(蛍光あるいは化学発光標識分子、核酸切断活性官能基、又は細
胞内若しくは核内移行シグナルペプチド等)を示す)。さらに、ある実施態様におけるB
NAにおいて、3’位の炭素における置換基:OR2及び5’位の炭素における置換基:
OR1のR1及びR2は、典型的には水素原子であるが、同一又は異なっていてもよく、
核酸合成の水酸基の保護基、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基
、アラルキル基、アシル基、スルホニル基、シリル基、リン酸基、核酸合成の保護基で保
護されたリン酸基、又は、-P(R4)R5(式中、R4及びR5は、同一又は異なって
いてもよく、水酸基、核酸合成の保護基で保護された水酸基、メルカプト基、核酸合成の
保護基で保護されたメルカプト基、アミノ基、炭素数1~5のアルコキシ基、炭素数1~
5のアルキルチオ基、炭素数1~6のシアノアルコキシ基、又は、炭素数1~5のアルキ
ル基で置換されたアミノ基を示す)であってもよい。このようなBNAとしては、例えば
、LNA(ロックド核酸(Locked Nucleic Acid(登録商標)、2’
,4’-BNA)とも称される、α-L-メチレンオキシ(4’-CH2-O-2’)B
NA)又はβ-D-メチレンオキシ(4’-CH2-O-2’)BNA、ENAとも称さ
れるエチレンオキシ(4’-(CH2)2-O-2’)BNA)、β-D-チオ(4’-
CH2-S-2’)BNA、アミノオキシ(4’-CH2-O-N(R3)-2’)BN
A、2’,4’-BNANCとも称されるオキシアミノ(4’-CH2-N(R3)-O
-2’)BNA、2’,4’-BNACOC、3’アミノ-2’,4’-BNA,5’-
メチルBNA,cEt-BNAとも称される(4’-CH(CH3)-O-2’)BNA
,cMOE-BNAとも称される(4’-CH(CH2OCH3)-O-2’)BNA,
AmNAとも称されるアミドBNA (4’-C(O)-N(R)-2’)BNA (R
=H,Me),当業者に知られた他のBNAが挙げられる。
【0033】
さらに、ある実施態様における修飾核酸においては、塩基部位が修飾されていてもよい
。塩基部位の修飾としては、例えば、シトシンの5-メチル化、5-フルオロ化、5-ブ
ロモ化、5-ヨード化、N4-メチル化、チミジンの5-デメチル化、5-フルオロ化、
5-ブロモ化、5-ヨード化、アデニンのN6-メチル化、8-ブロモ化、グアニンのN
2-メチル化、8-ブロモ化が挙げられる。さらにまた、ある実施態様における修飾核酸
においては、リン酸ジエステル結合部位が修飾されていてもよい。リン酸ジエステル結合
部位の修飾としては、例えば、ホスホロチオエート化、メチルホスホネート化、メチルチ
オホスホネート化、キラル-メチルホスホネート化、ホスホロジチオエート化、ホスホロ
アミデート化が挙げられるが、体内動態に優れているという観点から、ホスホロチオエー
ト化が用いられる。また、このような塩基部位の修飾やリン酸ジエステル結合部位の修飾
は同一の核酸に対して、複数種組み合わせて施されていてもよい。
【0034】
全体として、修飾されたヌクレオチド及び修飾されたヌクレオチドアナログは、ここで
例示したものに限定されるわけではない。多数の修飾されたヌクレオチド及び修飾された
ヌクレオチドアナログが当該分野では知られており、例えば、Tachasらの米国特許
第8299039号明細書の記載、特に17~22欄の記載を、本願の実施態様として利
用することもできる。
【0035】
当業者であれば、このような修飾核酸の中から、アンチセンス効果、標的遺伝子の転写
産物の部分配列に対する親和性、核酸分解酵素に対する耐性等の観点を考慮し、適宜ヌク
レオチドアナログを選択して利用することができるが、ある実施形態において、ヌクレオ
チドアナログは下記式(1)で表わされるLNAである。
【0036】
【0037】
(式(1)中、Baseは、置換基を有していてもよい芳香族複素環基若しくは芳香族炭
化水素環基、例えば、天然型ヌクレオシドの塩基部位(プリン塩基、ピリミジン塩基)又
は非天然型(修飾)ヌクレオシドの塩基部位を示す。なお、塩基部位の修飾の例は、前述
の通りである。
R1、R2は、同一又は異なっていてもよく、水素原子、核酸合成の水酸基の保護基、ア
ルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アシル基、ス
ルホニル基、シリル基、リン酸基、核酸合成の保護基で保護されたリン酸基、又は、-P
(R4)R5[ここで、R4及びR5は、同一又は異なっていてもよく、水酸基、核酸合
成の保護基で保護された水酸基、メルカプト基、核酸合成の保護基で保護されたメルカプ
ト基、アミノ基、炭素数1~5のアルコキシ基、炭素数1~5のアルキルチオ基、炭素数
1~6のシアノアルコキシ基、又は、炭素数1~5のアルキル基で置換されたアミノ基を
示す。]を示す。
【0038】
なお、前記化学式において示されている化合物はヌクレオシドであるが、ある実施形態
における「LNA」及び通常BNAには、当該ヌクレオシドにリン酸基が結合した形態(
ヌクレオチド)も含まれる。すなわち、LNAといったBNAは、二重鎖核酸複合体を含
む核酸鎖に、ヌクレオチドとして組み込まれる。
【0039】
ある実施態様における「1又は複数のヌクレオチドアナログを含むウィング領域」は、
前記少なくとも4つ以上の連続したDNAヌクレオチドを含む領域(以下「DNAギャッ
プ領域」とも称する)の5'末側及び/又は3'末側に配置されるものである。
【0040】
該DNAギャップ領域の5’末端に配置されたヌクレオチドアナログを含む領域(以下
「5’ウィング領域」とも称する)、及び該DNAギャップ領域の3’末端に配置された
ヌクレオチドアナログを含む領域(以下「3’ウィング領域」とも称する)は、それぞれ
独立したものであり、前記アンチセンス法に関する文献に挙げられているヌクレオチドア
ナログを少なくとも1種含んでいればよく、さらに、かかるヌクレオチドアナログ以外に
天然型の核酸(DNA又はRNA)も含まれていてもよい。また、5’ウィング領域及び
3’ウィング領域の鎖長は独立的に、通常1~10塩基であり、1~7塩基、又は2~5
塩基である。
【0041】
さらに、5’ウィング領域及び3’ウィング領域において、ヌクレオチドアナログ及び
天然型のヌクレオチドの種類や数や位置については、ある実施形態における二重鎖核酸複
合体が奏するアンチセンス効果等に影響を与える場合もあるため、好ましい態様は、配列
等によっても変わり得る。一概には言えないが、当業者であれば、前記アンチセンス法に
関する文献の記載を参酌しながら、好ましい態様を決定することができる。また、前記「
少なくとも4つ以上の連続したDNAヌクレオチド」を含む領域同様に、修飾後の二重鎖
核酸が有するアンチセンス効果を測定し、得られた測定値が、修飾前の二重鎖核酸のそれ
よりも有意に低下していなければ、当該修飾は好ましい態様であると評価することができ
る。
【0042】
なお、従前から試みられているRNAやLNAのみからなるアンチセンス法は、標的と
なるmRNAと結合することで翻訳を抑制したが、その効果は概して不十分であった。一
方DNAのみからなるアンチセンス法では、標的遺伝子と結合するとDNAとRNAから
なる二本鎖構造となるため、RNaseHの標的となることでmRNAが切断されること
により強い標的遺伝子発現抑制効果が期待できたが、標的遺伝子との結合自体が弱いため
実際の効果はやはり不十分だった。
【0043】
従って、第1の核酸鎖において、中央に少なくとも4塩基以上の鎖長のDNAが配置さ
れ、さらにRNA(すなわち、標的転写産物)と強い結合能力を持つLNA(又は他のB
NA)が両端に配置されることによって、このような複合鎖は、RNaseHによる標的
RNAの切断を促進することとなる。「鎖長が4塩基であるDNA」は、DNAヌクレオ
チドだけに制限されるわけではなく、第1の核酸鎖が転写産物にハイブリダイズした際に
、RNaseHによって認識される少なくとも4つの連続したヌクレオチドを、第1の核
酸鎖が含むことも意図するものである。ある実施形態において、標的転写産物とのヘテロ
二重鎖形成により生じるアンチセンス効果が極めて高いという観点から、第1の核酸鎖が
転写産物にハイブリダイズした際に、RNaseHによって認識される少なくとも4つの
連続したヌクレオチドを含む領域の、5'末側及び3'末側に配置された修飾核酸を含む領
域は、任意にヌクレオチドアナログを含んでいることが望ましい。該ヌクレオチドアナロ
グはBNAであってもよく、例えばLNAであってもよい。
【0044】
ある実施形態における第2の核酸鎖は、前述の第1の核酸鎖と相補的な核酸である。第
2の核酸鎖の塩基配列と第1の核酸鎖の塩基配列とは、完全に相補的である必要はなく、
少なくとも70%以上、好ましくは80%以上、さらに好ましくは90%以上(例えば、
95%、96%、97%、98%、99%以上)の相補性を有していればよい。
【0045】
第2の核酸鎖としては、RNA、DNA、PNA(ペプチド核酸)及びBNA(例えば
、LNA)からなる群から選択される少なくとも1種の核酸からなるオリゴブクレオチド
である。より具体的には、第2の核酸鎖は、(i)RNAヌクレオチドと、任意にヌクレ
オチドアナログと、任意にDNAヌクレオチドとを含み、
(ii)DNAヌクレオチド及び/又はヌクレオチドアナログを含み、又は、(iii)
PNAヌクレオチドを含む。
【0046】
「RNAヌクレオチドと、任意にヌクレオチドアナログと、任意にDNAヌクレオチド
とを含む」という文言は、第2の核酸鎖はRNAヌクレオチドを含み、さらに任意にヌク
レオチドアナログを含んでもよく、さらにまた任意にDNAヌクレオチドを含んでもよい
ということを意味する。「DNAヌクレオチド及び/又はヌクレオチドアナログを含む」
という文言は、第2の核酸鎖はDNAヌクレオチド及びヌクレオチドアナログのいずれか
を含んでいてもよく、またDNAヌクレオチド及びヌクレオチドアナログを共に含んでい
てもよいということを意味する。「PNAヌクレオチドを含む」とは第2の核酸鎖はPN
Aヌクレオチドから構成されてもよいということを意味する。
【0047】
しかしながら、後述の実施例において示すように、ある実施形態における二重鎖核酸複
合体が細胞内のRNaseHに認識され、第2の核酸鎖が分解されることにより、第1の
核酸鎖のアンチセンス効果が発揮し易くなるという観点から、第2の核酸鎖はRNAを含
む。また、ある実施形態における二重鎖核酸複合体にペプチド等の機能性分子を結合させ
易いという観点からは、第2の核酸鎖はPNAである。
【0048】
ここで、「RNAヌクレオチド」は、天然に存在するRNAヌクレオチド、又はその塩
基、糖若しくはリン酸塩結合のサブユニットが修飾されているRNAヌクレオチドを意味
する。塩基、糖又はリン酸塩結合のサブユニットの修飾とは、1の置換基の付加、又は、
サブユニット内における1の置換のことであり、サブユニット全体を異なる化学基に置換
することではない。
【0049】
第2の核酸鎖において、核酸の一部又は全部は、RNA分解酵素等の核酸分解酵素に対
する耐性が高いという観点から、修飾されたヌクレオチドであってもよい。このような修
飾としては、例えば、シトシンの5-メチル化、5-フルオロ化、5-ブロモ化、5-ヨ
ード化、N4-メチル化、チミジンの5-デメチル化、5-フルオロ化、5-ブロモ化、
5-ヨード化、アデニンのN6-メチル化、8-ブロモ化、グアニンのN2-メチル化、
8-ブロモ化、ホスホロチオエート化、メチルホスホネート化、メチルチオホスホネート
化、キラル-メチルホスホネート化、ホスホロジチオエート化、ホスホロアミデート化、
2’-O-メチル化、2’-メトキシエチル(MOE)化、2’-アミノプロピル(AP
)化、2’-フルオロ化が挙げられる。また、ウラシル塩基をチミジン塩基に置換したR
NAヌクレオチドの利用も考えられるが、薬物動態に優れているという観点から、ホスホ
ロチオエート化が用いられる。また、かかる修飾は同一の核酸に対して、複数種組み合わ
せて施されていても良く、例えば、後述の実施例において用いられているように、酵素に
よる切断に対する抵抗性を付与するため、同一のRNAに対して、ホスホロチオエート化
及び2’-O-メチル化を施してもよい。しかしながら、RNaseHによってRNAヌ
クレオチドが切断されることを期待し、又は望む場合には、ホスホロチオエート化及び2
’-O-メチル化のいずれかのみを施すことができる。
【0050】
修飾の数や位置は、ある実施形態における二重鎖核酸複合体が奏するアンチセンス効果
等に影響を与える場合もあるため、第2の核酸鎖におけるヌクレオチドアナログの数及び
修飾の位置には好ましい態様が存在する。この好ましい態様は、修飾対象となる核酸の種
類、配列等によっても異なるため、一概には言えないが、前述の第1の核酸鎖同様に、修
飾後の二重鎖核酸が有するアンチセンス効果を測定することにより特定することができる
。このような好ましい態様として、第2の核酸鎖が特定の細胞の核内に送達されるまで、
RNaseA等のRNA分解酵素による分解を抑制しつつも、特定の細胞内においてはR
NaseHにより該核酸鎖が分解されることにより、アンチセンス効果を発揮し易いとい
う観点から、第2の核酸鎖はRNAであって、第1の核酸鎖のヌクレオチドアナログを含
む領域(すなわち、5’ウィング領域及び/又は3’ウィング領域)に対して相補的な領
域は、修飾された核酸又はヌクレオチドアナログであり、前記修飾又はアナログがRNA
分解酵素等の酵素による分解を抑制する効果を有するものである。ある実施態様において
は、前記修飾はRNAに対する2’-O-メチル化及び/又はホスホロチオエート化であ
る。また、このような場合、第1の核酸鎖のヌクレオチドアナログを含む領域に相補的な
領域の全てが修飾されていてもよく、第1の核酸鎖の修飾核酸を含む領域に相補的な領域
の一部が修飾されていてもよい。さらに、修飾されている領域は、該一部を含む限り、第
1の核酸鎖の修飾核酸を含む領域よりも長くなっていてもよく、短くなっていてもよい。
【0051】
ある実施形態における二重鎖核酸複合体において、第2の核酸鎖に機能性部分が結合し
ていてもよい。第2の核酸鎖と機能性部分との結合は、直接的な結合であってもよく、他
の物質を介した間接的な結合であってもよいが、ある実施形態において、共有結合、イオ
ン結合、水素結合等で第2の核酸鎖と機能性部分とが直接的に結合していることが好まし
く、より安定した結合が得られるという観点から、共有結合がより好ましい。
【0052】
ある実施形態において、「機能性部分」の構造上、特に制限はなく、それを結合する二
重鎖核酸複合体及び/又は核酸鎖に所望の機能を付与する。所望の機能としては、標識機
能、精製機能及び標的への送達機能が挙げられる。標識機能を付与する部分の例としては
、蛍光タンパク質、ルシフェラーゼ等の化合物が挙げられる。精製機能を付与する部分の
例としては、ビオチン、アビジン、Hisタグペプチド、GSTタグペプチド、FLAG
タグペプチド等の化合物が挙げられる。
【0053】
また、第1の核酸鎖を特異性高く効率的に標的部位に送達し、かつ当該核酸によって標
的遺伝子の発現を非常に効果的に抑制するという観点から、第2の核酸鎖に機能性部分と
して、ある実施形態における二重鎖核酸複合体を標的部位に送達させる活性を有する分子
が結合していることが好ましい。
【0054】
「標的への送達機能」を有する部分として、例えば、肝臓等に特異性高く効率的にある
実施形態における二重鎖核酸複合体を送達できるという観点から、脂質が挙げられる。こ
のような脂質としては、コレステロール、脂肪酸等の脂質(例えば、ビタミンE(トコフ
ェロール類、トコトリエノール類)、ビタミンA,ビタミンD)、ビタミンK等の脂溶性
ビタミン(例えば、アシルカルニチン)、アシルCoA等の中間代謝物、糖脂質、グリセ
リド、並びにそれらの誘導体等を例示することができるが、これらの中では、より安全性
が高いという観点から、ある実施形態において、コレステロール、ビタミンE(トコフェ
ロール類、トコトリエノール類)を利用することが好ましい。また、脳に特異性高く効率
的に本発明の二重鎖核酸を送達できるという観点から、ある実施形態における「機能性部
分」としては、糖(例えば、グルコース、スクロース)が挙げられる。また、各臓器の細
胞表面にある各種タンパク質に結合することにより、当該臓器に特異性高く効率的にある
実施形態における二重鎖核酸複合体を送達できるという観点から、受容体のリガンドや抗
体、及び/又はそれらの断片等のペプチド又はタンパク質が、ある実施形態における「機
能性部分」として挙げられる。
【0055】
ある実施形態における二重鎖核酸複合体において、第1の核酸鎖の鎖長と第2の核酸鎖
の鎖長とは同一であってもよく、異なっていてもよい。ある実施形態において、第1の核
酸鎖又は第2の核酸鎖の鎖長が同一である二重鎖核酸複合体としては、例えば、
図3に示
す二重鎖核酸の態様が挙げられる。
【0056】
また、ある実施形態において、第1の核酸鎖又は第2の核酸鎖の鎖長が異なる本発明の
二重鎖核酸としては、例えば、
図4及び5に示す二重鎖核酸の態様が挙げられる。すなわ
ち、いくつかの実施態様においては、前述の第1及び第2の核酸鎖に加え、さらに、第3
の核酸鎖を含む、二重鎖核酸を提供することができる。
【0057】
第3の核酸鎖は、第1及び第2の核酸鎖のうち鎖長が長い核酸における他の一方の核酸
に対して突出した領域に対して相補的な核酸鎖である。
【0058】
いくつかの実施形態において、第3の核酸鎖は、第1の核酸鎖のように、アンチセンス
オリゴヌクレオチドとして機能する。第3の核酸鎖は、第1の核酸鎖と同一の配列を標的
とすることも、異なる配列を標的とすることもできる。このように、前述の第1の核酸鎖
に関する構造及びヌクレオチドの構成は、同様に、第3の核酸鎖の構造及び構成として適
用し得る。また第2の核酸鎖と同様に、第3の核酸鎖に前述の機能性部分を直接又は間接
的に結合させることにより、様々な機能を第3の核酸鎖に付与することができ、例えば、
薬剤送達複合体として機能させることができる。
【0059】
例えば、
図4に示すように、第3の核酸鎖としてPNAを用いた場合には、PNAとタ
ンパク質(アミノ酸)とはペプチド結合を介して結合させることができるので、いくつか
の実施形態において、タンパク質等を含む機能性部分を有する二重鎖核酸複合体を容易に
調製することができる。また、
図4に示す二重鎖核酸のPNAは、
図3の下部に示す、い
くつかの実施形態における二重鎖核酸のRNAよりも鎖長が短くて済み、さらに標的遺伝
子の塩基配列にPNAを対応させる必要がないので、量産することができる。一般的にP
NAの合成にはコストがかかるため、
図4に示す二重鎖核酸は比較的安価な二重鎖核酸を
提供できるという点で好ましい態様である。特に、
図4の下部に示す二重鎖核酸について
は、タンパク質等を含む第1の機能性部分のみならず、脂質等を含んでいてもよい第2の
機能性部分も有しているので、二重鎖核酸複合体を標的部位により特異性高く、より効率
良く送達することが可能となる。
【0060】
また、一般的に、化合物を経腸投与(経口投与等)した場合には、その化合物は血管で
はなく、リンパ管を通して生体内に拡散されていく。しかしながら、リンパ管に達するた
めには、化合物の分子量は11000~17000ダルトン以上であることが必要となる
。さらに、経腸投与した化合物は、腸管内のRNaseAに曝露されることになるため、
RNAを含有する核酸医薬は、当該RNAの部分を全て2’-O-メチル化等にて修飾し
ておくことが極めて好ましい。従って、
図5に示す二重鎖核酸は、約18000ダルトン
の分子量を有し、RNA部分が全て2’-O-メチル化されているので、経腸投与に好適
に利用できる。また、
図5の下部に示す二重鎖核酸においては、DNA鎖(第3の核酸鎖
)と、該DNA鎖及びRNAからなる相補鎖(第2の核酸鎖)を結合させるヘアピンルー
プ核酸(好ましくは4~9塩基からなる核酸)とを有する。
【0061】
以上、いくつかの実施態様において、二重鎖核酸複合体の好適な典型例について説明し
たが、いくつかの実施態様における二重鎖核酸は上記典型例に限定されるものではない。
また、いくつかの実施形態において、第1の核酸鎖、第2の核酸鎖及び第3の核酸鎖は、
当業者であれば公知の方法を適宜選択することにより調製することができる。例えば、標
的転写産物の塩基配列(又は、いくつかの場合においては標的遺伝子の塩基配列)の情報
に基づいて、核酸の塩基配列を設計し、市販の核酸自動合成機(アプライドバイオシステ
ムズ社製、べックマン社製等)を用いて合成し、次いで、得られるオリゴヌクレオチドを
逆相カラム等を用いて精製することにより、核酸を調製することができる。そして、この
ようにして調製した核酸を適当な緩衝液中にて混合し、約90~98℃にて数分間(例え
ば、5分間)かけて変性させた後、約30~70℃にて約1~8時間かけてアニーリング
させることにより、いくつかの実施形態における二重鎖核酸複合体を調製することができ
る。また、機能性部分が結合している二重鎖核酸複合体は、予め機能性部分を結合させた
核酸種を用いて、前記の通り、合成、精製及びアニーリングすることにより、調製するこ
とができる。機能性部分と核酸とを結合させるための多くの方法は、当該分野においてよ
く知られている。
【0062】
以上、本発明の二重鎖核酸の好適な実施態様について説明したが、後述の実施例におい
て示す通り、いくつかの実施形態にかかる「第2の核酸鎖」は、アンチセンス効果を低下
させることなく、アンチセンス核酸を標的部位に効率良く送達できるという点において優
れている。従って、いくつかの実施形態における二重鎖核酸は上記実施態様に限定される
ものではなく、例えば、前述の第1の核酸鎖の代わりに、下記アンチセンス核酸を含む態
様も提供することができる。
【0063】
標的遺伝子の発現をアンチセンス効果によって抑制する活性を有する二重鎖核酸複合体
であって、(i)標的遺伝子の転写産物に相補的なアンチセンス核酸であって、DNAを
含まない核酸と、(ii)(i)の核酸に相補的な核酸とを含む二重鎖核酸複合体。
【0064】
すなわち、ある実施形態において、アンチセンス核酸はRNaseH非依存的アンチセ
ンス効果を有する。「RNaseH非依存的アンチセンス効果」とは、標的遺伝子の転写
産物(RNAセンス鎖)と、その部分配列に相補的な核酸鎖とがハイブリダイズすること
による翻訳の阻害やエキソンスキッピング等のスプライシング機能変換効果によって生じ
る標的遺伝子の発現を抑制する活性のことを意味する(
図1の点線囲み枠外上部分の記載
参照)。
【0065】
「DNAを含まない核酸」は、天然型DNA及び修飾されたDNAを含まないアンチセ
ンス核酸を意味し、例えば、PNA又はモルホリノ核酸からなる核酸が挙げられる。また
、「DNAを含まない核酸」において、第1の核酸鎖又は第2の核酸鎖同様に、核酸の一
部又は全部は、核酸分解酵素に対する耐性が高いという観点から、修飾されたヌクレオチ
ドにて構成されていてもよい。このような修飾の例としては前述の通りであり、さらに、
修飾は同一の核酸に対して複数種組み合わせて施されていてもよい。また、修飾された核
酸の数や修飾の位置に関する好ましい態様は、前述の第1の核酸鎖同様に、修飾後の二重
鎖核酸が有するアンチセンス効果を測定することにより特定することができる。
【0066】
「DNAを含まない核酸」の塩基配列と、該核酸に相補的な核酸の塩基配列又は標的遺
伝子の転写産物の塩基配列とは、完全に相補的である必要はなく、少なくとも70%以上
、好ましくは80%以上、さらに好ましくは90%以上(例えば、95%、96%、97
%、98%、99%以上)の相補性を有していればよい。
【0067】
「DNAを含まない核酸」の鎖長としては特に制限はないが、通常10~35塩基であ
り、好ましくは12~25塩基であり、より好ましくは13~20塩基である。
【0068】
いくつかの実施形態にかかる「DNAを含まない核酸に相補的な核酸」は、前述の第2
の核酸鎖と同様である。また、DNAを含まない核酸と該核酸に相補的な核酸との鎖長が
異なる場合には、この態様においても前記第3の核酸鎖を含んでもよい。さらに、この態
様においても、「DNAを含まない核酸に相補的な核酸」及び/又は第3の核酸鎖に前述
の機能性部分が結合していてもよい。
【0069】
標的遺伝子の発現又は標的転写産物をアンチセンス効果によって抑制するための組成物
いくつかの実施形態における二重鎖核酸複合体は、後述の実施例において示す通り、特
異性高く効率良く標的部位に送達され、かつ標的遺伝子の発現又は標的転写産物レベルを
非常に効果的に抑制することができる。従って、いくつかの実施形態における二重鎖核酸
複合体を有効成分として含有する、例えば、標的遺伝子の発現をアンチセンス効果によっ
て抑制するための組成物を、本発明は提供することができる。特に、いくつかの実施形態
における二重鎖核酸複合体は、低濃度の投与により高い薬効を得ることができ、かつアン
チセンス核酸の送達標的領域以外の臓器における分布を抑制することにより、副作用も低
減できるため、代謝性疾患、腫瘍、感染症といった標的遺伝子の発現亢進に伴う疾患を治
療、予防するための医薬組成物も、いくつかの実施形態において提供することができる。
【0070】
いくつかの実施形態における二重鎖核酸複合体を含む組成物は、公知の製剤学的方法に
より製剤化することができる。例えば、カプセル剤、錠剤、丸剤、液剤、散剤、顆粒剤、
細粒剤、フィルムコーティング剤、ペレット剤、トローチ剤、舌下剤、咀嚼剤、バッカル
剤、ペースト剤、シロップ剤、懸濁剤、エリキシル剤、乳剤、塗布剤、軟膏剤、硬膏剤、
パップ剤、経皮吸収型製剤、ローション剤、吸引剤、エアゾール剤、注射剤、坐剤等とし
て、経腸管的(経口的等)又は非経腸管的に使用することができる。
【0071】
これら製剤化においては、薬理学上もしくは飲食品として許容される担体、具体的には
、滅菌水や生理食塩水、植物油、溶剤、基剤、乳化剤、懸濁剤、界面活性剤、pH調節剤
、安定剤、香味剤、芳香剤、賦形剤、ベヒクル、防腐剤、結合剤、希釈剤、等張化剤、無
痛化剤、増量剤、崩壊剤、緩衝剤、コーティング剤、滑沢剤、着色剤、甘味剤、粘稠剤、
矯味矯臭剤、溶解補助剤あるいはその他の添加剤等と適宜組み合わせることができる。
【0072】
製剤化等に際し、非特許文献1に示すように、機能性部分として脂質が結合している、
いくつかの実施形態における二重鎖核酸複合体においては、カイロミクロンやカイロミク
ロンレムナント等のリポタンパク質との複合体を形成させてもよい。さらに、経腸投与の
効率を高めるという観点から、前記リポタンパク質に加え、大腸粘膜上皮透過性亢進作用
を有する物質(例えば、中鎖脂肪酸、長鎖不飽和脂肪酸又はそれらの誘導体(塩、エステ
ル体又はエーテル体))及び界面活性剤(非イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性剤
)との複合体(混合ミセル、エマルジョン)であってもよい。
【0073】
いくつかの実施形態における組成物の好ましい投与形態としては特に制限はなく、経腸
管的(経口的等)又は非経腸管的、より具体的には、静脈内投与、動脈内投与、腹腔内投
与、皮下投与、皮内投与、気道内投与、直腸投与及び筋肉内投与、輸液による投与が挙げ
られる。
【0074】
いくつかの実施形態における組成物は、ヒトを含む動物を対象として使用することがで
きるが、ヒト以外の動物としては特に制限はなく、種々の家畜、家禽、ペット、実験用動
物等を対象とすることができる。
【0075】
いくつかの実施形態における組成物を投与又は摂取する場合、その投与量又は摂取量は
、対象の年齢、体重、症状、健康状態、組成物の種類(医薬品、飲食品など)等に応じて
、適宜選択されるが、ある実施形態にかかる組成物の有効摂取量は、ヌクレオチド換算で
0.001mg/kg/日~50mg/kg/日であることが好ましい。
【0076】
いくつかの実施形態における二重鎖核酸は、後述の実施例において示す通り、特異性高
く効率的に標的部位に送達され、かつ標的遺伝子の発現又は標的転写産物レベルを非常に
効果的に抑制することができる。従って、いくつかの実施形態においては、対象に対して
、いくつかの実施形態における二重鎖核酸複合体を投与し、標的遺伝子の発現又は標的転
写産物をアンチセンス効果によって抑制する方法を提供することができる。また、いくつ
かの実施形態における組成物を対象に投与することによって、標的遺伝子の発現亢進等を
伴う各種疾患を治療、予防するための方法をも提供することができる。
【実施例】
【0077】
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、実施形態は以下
の実施例に限定されるものではない。なお、以下に記載の実験に供したマウスは、ICR
マウス、4~6週齢、雌、体重は20~25gであり、マウスを用いた実験は特に断りの
ない限り、全てn=3~4にて施行した。また、本実施例で用いたBNAは前記式(1)
で表わされるLNAである。また、比較例1及び実施例1~15に記載の配列を表1~3
に示す。
【0078】
【0079】
【0080】
【0081】
(比較例1)
アンチセンス法におけるアンチセンスオリゴヌクレオチド(ASO)の安定性、生体内
における標的遺伝子の発現に対する抑制活性(アンチセンス効果)及び送達性を向上させ
るべく、コレステロールを直接結合させた、LNAヌクレオチド及びDNAヌクレオチド
を含むASO(LNA/DNAギャップマー)の生体内における送達性及びアンチセンス
効果を評価した。
【0082】
概要を
図6に示した、LNA/DNAギャップマー構造を有する2つのASOを調製し
た。すなわち、蛍光色素であるCy3をLNA/DNAギャップマーASOの5’末端に
共有結合したASO(Cy3-ASO)(
図6A)と、Cy3-ASOの3’末端にコレ
ステロールを共有結合したASO(Cy3-Chol-ASO)(
図6B)とを用意した
。なお、このASOの標的遺伝子はアポリポ蛋白B(ApoB)遺伝子であり、その配列
は以下に示す通りである。また、これらASOは株式会社ジーンデザインに合成を依頼し
て調製した。
GCattggtatTC(大文字:LNA、小文字:DNA、核酸間:ホスホロチオエ
ート結合)(配列番号:1)。
【0083】
なお、公知の手法に沿って、Cy3とASOとは、ホスホロチオエート結合にて結合さ
せ、またコレステロールとASOとは、テトラエチレングリコールを介して結合させた。
【0084】
そして、これらASOをそれぞれマウス尾静脈から10mg/kgで静脈注射し、その
1時間後に解剖して肝臓を取り出した。得られた肝臓を4% ホルマリン溶液で固定した
後、30%スクロース溶液で置換し、OCTコンパウンドで包埋した後、10μmの厚さ
で切片を作製した。次いで、DAPIを用いて核染色した後、共焦点顕微鏡で切片におけ
るCy3の信号強度を比較した。得られた結果を
図7に示す。
【0085】
また、Cy3-ASO及びCy3-Chol-ASOを、それぞれマウス3匹ずつに尾
静脈から静脈注射し、その三日後にも二回目のASOの投与を行った。投与量はいずれも
10mg/kgとした。また、陰性対照群としてASOの代わりにPBSのみを投与した
マウスも用意した。そして、二回目の投与の翌日にマウスをPBSにて灌流した後、解剖
して肝臓を摘出した。摘出した肝臓80mgに核酸抽出試薬(ISOGEN、ニッポンジ
ーン社製)1mlを加え、添付のプロトコールに従ってmRNAを抽出した。次いで、こ
れらのmRNAの濃度を測定し、一定量のmRNAからSuperScript III(イ
ンビトロジェン株式会社製)を用い、添付のプロトコールに従ってcDNAを合成した。
そして、このように調製したcDNAを鋳型とし、TaqMan system(ロシュ
アプライドバイオサイエンス社製)を用いて定量的RT-PCRを行った。なお、定量的
RT-PCRに用いたプライマーは、各遺伝子番号を元にライフテクノロジー社が設計、
調製したものを使用した。また、温度、時間の条件は次の通りである。:95℃にて15
秒、60℃にて30秒及び72℃にて1秒を1サイクルとし、それを40サイクル行った
。そして、このようにして得られた定量的RT-PCRの結果に基づき、mApoBの発
現量/mGAPDH(内部標準遺伝子)の発現量を各々算出して、陰性対照群の算出結果
とASO投与群の算出結果とをt検定にて比較して評価した。得られた結果を
図8に示す
。
【0086】
図7に示した結果から明らかなように、コレステロールを直接結合させたLNA/DN
Aギャップマーの方が、コレステロールを結合させていないそれよりもはるかに多く肝臓
に集積していた。
【0087】
しかし、
図8に示す通り、LNA/DNAギャップマーにコレステロールを直接結合さ
せて用いると、そのアンチセンス効果は喪失してしまうことが明らかになった。
【0088】
(実施例1)
コレステロール等の機能性部分をLNA/DNAギャップマー(アンチセンス鎖)に直
接結合すると、そのアンチセンス効果が損なわれてしまうことが明らかになった。そこで
、ASOの相補鎖が、ASOを直接送達するための機能性部分のキャリアーとして機能す
る、二重鎖核酸複合体を利用することを本発明者らは着想した。
図9に、かかる複合体の
1の実施態様の概略を示す。
【0089】
例えば、LNA/DNAギャップマー(LNA及びDNAを含むASO)の相補鎖とし
てRNAを用い、さらに当該RNAに機能性部分を結合させた場合には、当該ASOとR
NAからなる相補鎖(cRNA)との複合体は、cRNAに結合させた機能性分子により
標的部位に特異的に効率良く送達されることになる。そして、標的部位の細胞の核内に運
ばれると、元々RNA-DNAヘテロオリゴヌクレオチドであるため核内に存在するRN
aseHによってcRNAが切断され、前記ASOは単独で存在することになる。次いで
、このASOが標的遺伝子のmRNAに結合し、新たなRNA-DNAヘテロ二重鎖が形
成されることにより、アンチセンス効果を奏するため、RNaseHにより当該mRNA
を分解されることになる。
【0090】
すなわち、機能性部分が結合しているcRNAの切断と、標的遺伝子のmRNAの分解
とをRNaseHを利用して行うことにより、LNA/DNAギャップマー(LNA及び
DNAを含むASO)を特異性高く効率的に標的部位に送達し、かつ、当該ASOのアン
チセンス効果は機能性部分によって阻害されることなく、標的遺伝子の発現を非常に効果
的に抑制することが可能となることを、本発明者らは着想した。
【0091】
そして、このような着想を実証すべく、先ずは、以下に示す方法にて、LNA/DNA
ギャップマーとcRNAとの二重鎖DNAを調製し、その物性について評価した。
【0092】
LNA/DNAギャップマーとして、比較例1と同様に調製したCy3-ASOを使用
した。また、cRNAとして、異なる3つの相補鎖を調製した。それら構造の概要を
図1
0に示す。1の構造は、通常のRNA(天然型RNA)のみからなる相補鎖(cRNA-
O)である。第2の構造においては、cRNA鎖の両末端の2塩基ずつを化学修飾(2’
-O-メチル化及びホスホロチオエート化)してRNase耐性を持たせている(cRN
A(G))。第3の構造においては、全て化学修飾(2’-O-メチル化及びホスホロチ
オエート化)してRNaseで切断されないようにしている(cRNA(m/S))。こ
れらプローブは、北海道システム・サイエンス株式会社に委託して製造した。cRNA鎖
の配列は以下の通りである。
cRNA(o):5’-GAAUACCAAUGC-3’(配列番号:2)
cRNA(G):5’-g
sa
sAUACCAAU
sg
sc-3’(配列番号:3)
cRNA(m/s):5’-g
sa
sa
su
sa
sc
sc
sa
sa
su
sg
sc-3’(
配列番号:4)
(大文字:RNA,小文字:2’-OMe-RNA,s:核酸間の結合がホスホロチエー
ト結合)。
【0093】
LNA/DNAギャップマーとcRNAとをそれぞれ等モル量にて混合し、95℃で5
分間加熱した後、37℃で1時間保温することにより、これら核酸鎖をアニーリングさせ
、二重鎖核酸複合体を形成させた。アニーリングさせた核酸は4℃又は氷上で保存した。
【0094】
次いで、各cRNAとアニーリングさせたCy3-ASO、及びCy3-ASOを、そ
れぞれLNA量で100pmolずつ15%アクリルアミドゲルにアプライし、100V
で1時間電気泳動した。泳動後、ゲルを直接写真撮影し、次いでUV下で写真撮影した。
得られた結果を
図11A、Bに示す。
【0095】
また、各cRNAとアニーリングさせたCy3-ASO、及びCy3-ASOをRNa
seHに処理したものを前記同様に電気泳動し、ゲルをUV照射下にて写真撮影した。得
られた結果を
図12に示す。
【0096】
図11に示した結果から明らかなように、一本鎖ASOであるCy3-LNA(レーン
1)と比較して、Cy3-ASOとcRNA(o)とをアニーリングさせたもの、Cy3
-ASOとcRNA(G)とをアニーリングさせたもの、Cy3-ASOとcRNA(m
/S)とをアニーリングさせたものは、移動速度が遅く、各々二重鎖核酸を形成している
ことが確認された。
【0097】
また、図には示さないが、DNAを含む相補鎖(cDNA)とCy3-ASOとを混合
して、前記同様にアニーリング処理したものを電気泳動にて分析したが、Cy3-ASO
とバンドの高さが等しく、cDNAとCy3-ASOとでは二重鎖核酸が形成できないこ
とも確認した。なお、評価したcDNAの配列及び修飾は、ウラシルをチミンに変更した
以外、前記cRNA(o)、cRNA(G)及びcRNA(m/S)と同じである(以下
、同様)。
【0098】
また、
図12に示した結果から明らかなように、RNaseH処理を施しても、Cy3
-ASO及びcRNA(m/s)からなる二本鎖は二重鎖核酸構造を維持したままであっ
た。一方、cRNA(o)及びcRNA(G)は、Cy3-ASOと同程度の移動度であ
ったため、二本鎖のうちの相補的RNA鎖がRNaseHにより分解され、1本鎖核酸C
y3-ASOが二本鎖から放出され、一本鎖と同程度の移動を示し得ることが確認された
。
【0099】
次に、前記電気泳動の他、LNA/DNAギャップマー及びcRNAを含む二重鎖核酸
の融点(Tm)について下記に示す方法にて評価した。
【0100】
終濃度をそれぞれ塩化ナトリウム100mM、リン酸ナトリウム緩衝液(pH7.2)
10mM、各オリゴヌクレオチド鎖2μMとしたサンプル溶液(100μL)を沸騰水中
に浴し、12時間かけて室温まで冷却した後、4℃で2時間放置した。窒素気流下、サン
プル溶液を5℃まで冷却し、さらに15分間5℃に保った後、測定を開始した。0.5℃
/minの割合で90℃まで昇温し、0.5℃間隔で260nmにおける吸光度をプロッ
トした。また、Tm値は微分法により算出した。なお、上記測定はSHIMADZU U
V-1650PCを用いて行った。得られた結果を表4に示す。
【0101】
【0102】
表4に示した結果から明らかなように、LNA/DNAギャップマーとcDNAとが乖
離する温度(Tm)は、全て体温よりも低かった。それに対し、LNA/DNAギャップ
マーとcRNAとが乖離する温度(Tm)は、いずれも40℃台を保っており、当該二重
鎖核酸は室温や体温では乖離しないことが明らかになった。
【0103】
(実施例2)
実施例1と同様に、通常のRNAのみからなる相補鎖(cRNA(o))(配列番号:
2)、全てのRNAにおいて2’-OMe(2’-O-メチル化)修飾及び核酸間がホス
ホロチオエート結合(S化)してある相補鎖(cRNA(m/S))(配列番号:4)、
末端の2塩基のRNAのみに2’-OMe修飾及び核酸間がS化してあり、中央の8塩基
を通常のRNAとしている相補鎖(cRNA(G))(配列番号:3)を用意し、いずれ
もLNA/DNAギャップマーとアニーリングさせ、二重鎖核酸を調製した。LNA/DN
Aギャップマーの標的遺伝子はラット由来のアポリポ蛋白B(rApoB)遺伝子である
。ASOは、株式会社ジーンデザインにおいて合成にて製造された。
【0104】
ラット肝細胞の培養系(McA-RH7777)に、LNA/DNAギャップマー単独
又は前記二重鎖核酸を、Lipofectamine2000(インビトロジェン社製)
を用いて、添付の使用プロトコールに従い、トランスフェクションした。トランスフェク
ションの際の培地への添加濃度は0.4nM又は10nMとした。また、コントロールと
して、核酸未添加の細胞も用意した。次いで、トランスフェクションしてから24時間後
にISOGENを用いて細胞を回収して、添付の使用プロトコールに従い、mRNAを採
取した。
【0105】
これらmRNAの濃度を測定し、一定量のmRNAからSuperScript III
を用いて、添付のプロトコールに従ってcDNAを合成した。次いで、このように調製し
たcDNAを鋳型とし、TaqMan systemを用いて、定量的RT-PCRを行
った。なお、定量的RT-PCRに用いたプライマーは、各遺伝子番号を元にライフテク
ノロジー社が設計、調製したものを使用した。また、温度、時間の条件は次の通りである
。95℃にて15秒、60℃にて30秒及び72℃にて1秒を1サイクルとし、それを4
0サイクル行った。そして、このようにして得られた定量的RT-PCRの結果に基づき
、rApoBの発現量/rGAPDH(内部標準遺伝子)の発現量を各々算出して、コン
トロールの算出結果と核酸投与群の算出結果とをt検定にて比較して評価した。得られた
結果を
図13に示す。また、前記二重鎖核酸複合体における算出結果とLNA/DNAギ
ャップマー単独における算出結果とをt検定にて比較して評価した。得られた結果を
図1
4に示す。
【0106】
図13に示す通り、0.4nMという低濃度で投与した場合には、LNA/DNAギャ
ップマー(ss-ASO)と比較して、LNA/DNAギャップマー及びcRNA(o)
を含む二重鎖核酸(LNA/RNA(o))、並びにLNA/DNAギャップマー及びc
RNA(G)を含む二重鎖核酸(LNA/RNA(G))のアンチセンス効果はほぼ変わ
らないものであった。しかしながら、
図14に示す通り、10nMという高濃度で投与し
た場合には、その結果から、相補鎖は切断の影響を受けやすく(LNA/RNA(o)及
びLNA/RNA(G))、一本鎖としてギャップマーASOを投与した場合と比較して
、約20%までアンチセンス効果が改善されることが示された。
【0107】
従って、LNA/DNAギャップマーにRNAを含む相補鎖をハイブリダイズさせて2
重鎖核酸複合体としても、細胞内の標的遺伝子の発現抑制効果(アンチセンス効果)は保
たれていることが明らかになった。また、RNaseHに影響を受けやすい相補的RNA
鎖を用いた場合、さらに細胞内のアンチセンス効果が上昇した。かかるアンチセンス効果
の上昇は、核内で相補的RNA鎖が切断されことによるものだと推測される。
【0108】
(実施例3)
次に、
図15に示す通り、前記cRNA(G)の5’末端にトコフェロール(Toc)
を結合させた相補的RNA鎖(Toc-cRNA(G))を作製した。さらにLNA/D
NAギャップマー(アンチセンス鎖)をアニーリングさせることにより、間接的にトコフ
ェロールをアンチセンス鎖に結合することに成功した。なお、実施例において用いたLN
A/DNAギャップマー及び相補鎖(cRNA)の配列、構成及び鎖長は下記の通りであ
る。
【0109】
アンチセンスLNA/DNAギャップマー鎖
1.ASO 12mer:5’-GCattggtatTC-3’(配列番号:1)
2.ASO 13mer:5’-GCattggtatTCA-3’(配列番号:5)
3.ASO 14mer:5’-AGCattggtatTCA-3’(配列番号:6
)
(大文字:LNA、小文字:DNA、核酸間は全てホスホロチオエート結合である)
相補鎖
1.cRNA 12mer:5’-gsasAUACCAAUsgsc-3’(配列番
号:2)
2.cRNA 13mer:5’-usgsasAUACCAAUsgsc-3’(配
列番号:7)
3.cRNA 14mer:5’-usgsasAUACCAAUsgscsu-3’
(配列番号:6)
(大文字:RNA、小文字:2’-OMe-RNA、下線付:PNA、s:核酸間がホス
ホロチオエート結合である)。
【0110】
トコフェロールとcRNAとの結合は、公知の手法に沿って行った。トコフェロールの
クロマン環の6位の水酸基をホスホルアミダイト化したトコフェロールアミダイトを用意
した。そして、標準的なカップリング法を用い、RNAの5‘末端とトコフェロールアミ
ダイトとを連結させた。
【0111】
そして、このように調製した、12塩基、13塩基又は14塩基の鎖長を有する、LN
A/DNAギャップマー(ss-ASO)、LNA/DNAギャップマー及びcRNA(G
)を含む二重鎖核酸複合体(LNA/cRNA(G))、並びにLNA/DNAギャップ
マー及びToc-cRNA(G)からなる二重鎖核酸複合体(LNA/Toc-cRNA
(G))を0.75mg/kgずつ、それぞれマウスに尾静脈から静脈注射した。また、
陰性対照群として一本鎖ASO又は二重鎖核酸複合体の代わりにPBSのみを注射したマ
ウスも用意した。そして、注射してから72時間後に、マウスをPBSにて灌流した後、
解剖して肝臓を摘出した。次いで、比較例1に記載の方法と同様の方法にて、mRNAの
抽出、cDNAの合成、及び定量的RT-PCRを行い、mApoBの発現量/mGAP
DH(内部標準遺伝子)の発現量を算出して、PBSのみ投与した群(PBS only
)と核酸投与群とを比較した。得られた結果を
図16に示す。
【0112】
図16に示す通り、相補鎖にトコフェロールを結合させることにより、ASO/Toc
-cRNA(G)は特異的に効率良く肝臓に送達、集積され、ASO/cRNA(G)と
比較しても、顕著なアンチセンス効果を有していることが明らかになった。特に13塩基
の鎖長を有するASO/Toc-cRNAにおけるその効果は格別のものであった。
【0113】
(実施例4)
実施例3に記載の方法と同様の方法にて、ASO/Toc-cRNAの標的遺伝子に対
する特異性を評価した。すなわち、13塩基の鎖長を有するLNA/DNAギャップマー
及びToc-cRNA(G)を含む二重鎖核酸(ASO/Toc-cRNA(G))を調
製した。そして、それをマウスに静脈注射し、当該マウスから得られた肝臓由来のcDN
Aを用いて、肝臓内の標的遺伝子(mApoB遺伝子)及び内在性コントロール遺伝子(
mTTR遺伝子、mSOD1遺伝子及びmGAPDH遺伝子)の発現を定量的PCRにて
評価した。なお、定量的RT-PCRに用いたプライマーは、各遺伝子番号を元にライフ
テクノロジー社が設計、調製したものを使用した。得られた結果を
図17に示す。
【0114】
図17に示した結果から明らかなように、ASO/Toc-cRNA 13merを投
与したマウスの肝臓においては、LNA/DNAギャップマー(ASO)の標的となる遺
伝子転写産物である、mApoB遺伝子のみについて、その発現の顕著な低下が示された
。従って、LNA/DNAギャップマー及びToc-cRNA(G)を含む二重鎖核酸複
合体においても、標的遺伝子に対する高い特異性が維持されていることが明らかになった
。
【0115】
(実施例5)
実施例3に記載の方法と同様の方法にて、13塩基の核酸鎖を用い、ASO/Toc-
cRNA(G)によるアンチセンス効果の用量依存性を評価した。すなわち、ASO/T
oc-cRNA(G) 13mer二重鎖核酸複合体を0、0.02mg/kg、0.0
5mg/kg、0.09mg/kg又は0.75mg/kgずつマウスに静脈注射し、当
該マウスから得られた肝臓由来のcDNAを用いて、mApoB遺伝子の発現を定量的P
CRにて評価した。得られた結果を
図18に示す。
【0116】
図18に示した結果から明らかなように、ASO/Toc-cRNA(G)のアンチセ
ンス効果は用量依存的に発揮されることが示された。また、この結果から、ASO/To
c-cRNA(G)の標的遺伝子の発現を半分まで抑制するのに必要な量(ED50)は
、約0.036mg/kgであり、極めて低い濃度にて50%抑制を達成することが明ら
かになった。
【0117】
(実施例6)
実施例3に記載の方法と同様の方法にて、ASO/cRNA及びASO/Toc-cR
NAによるアンチセンス効果の持続性を評価した。すなわち、LNA/DNAギャップマ
ー(ss-ASO)、LNA/DNAギャップマー及びcRNA-Gを含む二重鎖核酸(
ASO/cRNA(G))又はLNA/DNAギャップマー及びToc-cRNAを含む
二重鎖核酸(ASO/Toc-cRNA(G))をマウスに静脈注射した。静脈注射した
全ての核酸の鎖長は13塩基である。コントロールとして、核酸を含まないPBS溶液の
みを注射したマウスも用意した。第1の実験においては、静脈注射してから1日後、3日
後、7日後、14日後、28日後に肝臓を摘出し、当該肝臓由来のcDNAを用いて、m
ApoB遺伝子の発現を定量的PCRにて評価した。得られた結果を
図19Aに示す。P
BS溶液コントロール、一本鎖LNAのみ、及び二重鎖複合体ASO/Toc-cRNA
(G)を用いて実験を繰り返し、同様の方法にて、静脈注射してから1日後、3日後、7
日後、14日後、28日後及び42日後のmApoB遺伝子の発現レベルを評価した。得
られた結果を
図19Bに示す。
【0118】
図19Aに示す通り、供試したいずれの核酸においても、投与してから3日目に最大の
アンチセンス効果が示された。また、投与7日後でも投与1日目と同様のアンチセンス効
果が示された。さらに、投与14日後でも標的遺伝子の発現を60%程度、投与28日後
でも20%程度、一本鎖ASOと比較して、それぞれ有意差を持って抑制することが示さ
れた。第2の実験においても、
図19Bに示す通り、同様の傾向が示された。投与してか
ら3日目に最大のアンチセンス効果が示された。また、投与7日後でも投与1日目と同様
のアンチセンス効果が示された。投与14日後及び28日後において、各々80%及び5
0%抑制することが示された。また、投与42日後でも測定可能な効果が検出された。従
って、いくつかの実施形態において、二重鎖核酸はアンチセンス効果に関して高い持続性
を有していることも明らかになった。
【0119】
(実施例7)
他の実施形態における二重鎖核酸複合体のアンチセンス効果を評価した。その比較する
核酸鎖の構成の概要を
図20Aに示す。先の実験においては、天然型のRNA塩基からな
る中央領域と、2’-OMe修飾及びホスホロチオエート化してある5’及び3’ウィン
グ領域とを有する、cRNA(G)(配列番号:3)を用いた。ここで用いる相補鎖は、
同じ5’及び3’ウィング領域(末端の2塩基のRNA塩基に2’-OMe修飾及びホス
ホロチオエート結合)を有する。しかし、中央の8塩基のRNAに2’-OMe修飾が施
されており、核酸間は天然型のリン酸ジエステル結合である(cRNA(G)-OM)(
配列番号:9)。
【0120】
すなわち、マウスアポリポ蛋白B(mApoB)に対する12-mer LNA/DN
Aギャップマー、異なる修飾が施されたRNA塩基が組み込まれている12塩基の相補鎖
を設計し、調製した。
【0121】
アンチセンスLNA/DNAギャップマー鎖
ASO 12mer:5’-GCattggtatTC-3’(配列番号:1)
(大文字:LNA、小文字:DNA、核酸間は全てホスホロチオエート結合である)
相補鎖
1.cRNA(G):5’-gsasAUACCAAUsgsc-3’(配列番号:3
)
2.cRNA(G)-OM:5’-gsasauaccaausgsc-3’(配列番
号:9)
(大文字:RNA、小文字:2’-OMe-RNA、s:核酸間がホスホロチオエート結
合である)。
【0122】
前記LNA/DNAギャップマーは、株式会社ジーンデザインに委託して調製したもの
を用いた。前記相補鎖は、北海道システム・サイエンス株式会社に委託して調製したもの
を用いた。
【0123】
そして、前記LNA/DNAギャップマーと前記相補鎖とを等モル量にて加え、95℃
にて5分間加熱した後、37℃にて1時間、定温にて放置し、アニーリングさせた。また
、すぐに使用しない場合はその後4℃にて保存した。
【0124】
次いで、LNA 12mer及びcRNA 12merを含む二重鎖核酸(ASO/c
RNA(G))又はLNA 12mer及びcRNA(G)-OM 12merを含む二
重鎖核酸(ASO/cRNA(G)-OM)を、マウスの尾静脈から0.75mg/kg
ずつ静脈注射した。また、コントロールとしてPBSのみ投与したマウスも用意した。そ
して、静脈注射してから3日後に、当該マウスをPBSにて灌流した後、肝臓を摘出した
。次いで、比較例1に記載の方法と同様の方法にて、mRNAの抽出、cDNAの合成、
及び定量的RT-PCRを行い、mApoBの発現量/mGAPDH(内部標準遺伝子)
の発現量を算出して、PBSのみ投与した群(PBS only)と核酸投与群とを比較
した。得られた結果を
図20Bに示す。
【0125】
図20Bに示した結果から明らかなように、cRNA(G)の代わりにcRNA(G)
-OMを本発明の二重鎖核酸に用いても、そのアンチセンス効果は減弱することはなかっ
た。
【0126】
一般的に、医薬品を経腸投与(経口投与等)した場合には、その医薬品は腸管内のRN
aseAに曝露されることになるため、RNAを含有する核酸医薬は、当該RNAの部分
を全て2’-OMe等にて修飾しておくことが極めて好ましい。
【0127】
従って、いくつかの実施形態において、二重鎖核酸における相補鎖として、全て2’-
OMe修飾したRNA鎖も利用することができるため、いくつかの実施形態における二重
鎖核酸は経腸投与の態様にも適用できることが明らかになった。
【0128】
(実施例8)
LNA/DNAギャップマー及びToc-cRNAを含む二重鎖核酸複合体については
前述の通り、高いアンチセンス効果を有しつつ、肝臓等へ特異的に効率良く送達できるこ
とが明らかになった。
【0129】
このように、トコフェロール等の脂質を結合させることにより肝臓等への送達性は飛躍
的に増大するが、他の臓器への送達は逆に困難となることが知られている。現在、他臓器
への送達方法として最もよく用いられているのは、各臓器の細胞表面にある各種タンパク
質に結合するような、一種の標的ペプチドを利用する方法である。いくつかの実施形態に
おいては、上述のようなRNAを含む相補鎖を有する二重鎖複合体にて、核酸と送達性部
分としてのペプチドとを直接結合させることが検討され得る。
【0130】
他の実施形態においては、後述の実施例にて示されるような、ペプチド又は抗体を基礎
とする機能性部分への結合が容易であるペプチド核酸(PNA)を、いくつかの実施形態
における二重鎖核酸複合体の相補鎖として用いた。下記式に示す通り、PNAは、通常の
核酸のようにリン酸結合を持たず、ペプチド結合となっているところが大きな特徴であり
、そのためペプチドとの結合が容易になる。その他、LNAと同様に高いTm値を有し、
二重鎖が離れにくいことやRNaseに対する耐性が強いこと等の特徴も有している。
【0131】
【0132】
前記検証において、LNA/DNAギャップマーに標的ペプチド等の機能性分子を直接
結合させない二重鎖核酸複合体の一部であって、標的ペプチド等を結合させるための核酸
鎖(ペプチド結合鎖)について、多くの実施形態を検討した。そのような実施形態の例を
図21A~Cに示す。
図21Aにおいて、機能性部分は相補的RNA鎖に結合している。
図21Bにおいて、二重鎖核酸複合体を形成するために、3本の核酸鎖が用いられる。こ
こで、相補的RNA鎖は、LNA/DNAアンチセンス鎖及びPNA鎖にアニーリングす
る。ペプチドを基礎とする機能性部分をPNA鎖に結合することによって、送達機能性部
分を複合体に担持させる。しかし、該部分はアンチセンスオリゴヌクレオチドに直接結合
していない。第3の核酸鎖はPNAでなくともよく、DNA、RNA及び/又はヌクレオ
チドアナログを含み得る。通常、この態様において、アンチセンス鎖よりも長い相補鎖を
用い、その相補鎖における突出部分に第3の核酸鎖を備えさせ、アンチセンス鎖と機能性
部分とを間接的に結合させることができる。また、
図21Cに示す通り、相補鎖自体に機
能性部分を備えさせることもできる。
図21Cに示す機能性部分は独立して選択される。
【0133】
次に、このコンセプトに基づき、以下に示す通り、マウスアポリポ蛋白B(mApoB
)に対するLNA/DNAギャップマー、RNAを含む相補鎖及びペプチド結合鎖を、本
発明者らは設計して調製した。
【0134】
アンチセンスLNA/DNAギャップマー鎖
ASO 12mer:5’-GCattggtatTC-3’(配列番号:1)
(大文字:LNA、小文字:DNA、核酸間は全てホスホロチオエート結合である)
相補鎖
cRNA 21mer:5’-ususcGCACCAGAAUACCAAusgsc
-3’(配列番号:10)
(大文字:RNA、小文字:2’-OMe-RNA、s:核酸間がホスホロチオエート結
合である)
第3の核酸(ペプチド)鎖
PNA 9mer:N‘-TGGTGCGAA-C’(配列番号:11)
(下線付:PNA)。
【0135】
前記LNA/DNAギャップマーは、株式会社ジーンデザインに委託して調製したもの
を用いた。前記相補鎖は、北海道システム・サイエンス株式会社が調製したものを用いた
。また、前記ペプチド結合鎖は、株式会社ファスマックが調製したものを用いた。
【0136】
そして、前記LNA/DNAギャップマー、前記相補鎖及び前記ペプチドを基礎とする
鎖を等モル量にて加え、95℃にて5分間加熱した後、37℃にて1時間、定温にて放置
し、アニーリングさせた。また、すぐに使用しない場合はその後4℃にて保存した。
【0137】
次いで、ASO 12mer(ss-ASO)又は(1)ASO 12mer、(2)
cRNA(G)21mer及び(3)PNA 9merを含む二重鎖核酸複合体(ASO
,PNA/crNA(G))を、マウスの尾静脈から0.75mg/kgずつ静脈注射し
た。また、コントロールとしてPBSのみ投与したマウスも用意した。そして、静脈注射
してから3日後に、当該マウスをPBSにて灌流した後、肝臓を摘出した。次いで、比較
例1に記載の方法と同様の方法にて、mRNAの抽出、cDNAの合成、及び定量的RT
-PCRを行い、mApoBの発現量/mGAPDH(内部標準遺伝子)の発現量を算出
して、PBSのみ投与した群(PBS only)と核酸投与群とを比較した。得られた
結果を
図22に示す。
【0138】
図22に示した結果から明らかなように、ASO,PNA/crNA(G)複合体のア
ンチセンス効果は、LNA 12merのそれと比較して減弱していなかった。
【0139】
(実施例9)
PNA鎖が二重鎖核酸の相補鎖として利用できることを以下に示す実施例にて実証した
。
【0140】
すなわち、
図3Bに示すように、相補鎖としてRNAの代わりにPNA鎖を利用し得る
ことを検討した。この配置においては、アンチセンス鎖(例えば、LNA/DNAギャッ
プマー)に標的ペプチド等の機能性部分を直接結合させないが、間接的に結合させる、二
重鎖核酸複合体の態様を可能とする。
【0141】
このコンセプトに基づき、以下に示す通り、マウスアポリポ蛋白B(mApoB)に対
するLNA/DNAギャップマー及びPNAを含む相補鎖を設計して調製した。
【0142】
アンチセンスLNA/DNAギャップマー鎖
ASO 12mer:5’-GCattggtatTC-3’(配列番号:1)
(大文字:LNA、小文字:DNA、核酸間は全てホスホロチオエート結合である)
相補鎖
1.cPNA 12mer:N‘-GAAUACCAAUGC-C’(配列番号:12
)
2.cPNA 10mer:N‘-GAAUACCAAU-C’(配列番号:13)
3.cPNA 8mer:N‘-GAAUACCA-C’(配列番号:14)
(下線付:PNA)。
【0143】
前記LNA/DNAギャップマーは、株式会社ジーンデザインが調製したものを用いた
。前記相補鎖は、株式会社ファスマックが調製したものを用いた。
【0144】
前記LNA/DNAギャップマー及び各相補鎖を等モル量にて加え、95℃にて5分間
加熱した後、37℃にて1時間、定温にて放置し、アニーリングさせた。また、すぐに使
用しない場合はその後4℃にて保存した。
【0145】
次いで、ASO 12mer(ss-ASO)、ASO 12mer及びcPNA 1
2merを含む二重鎖核酸(ASO/cPNA 12mer)、ASO 12mer及び
cPNA 10merを含む二重鎖核酸(ASO/cPNA 10mer)又はASO
12mer及びcPNA 8mer含む二重鎖核酸(ASO/cPNA 8mer)を、
マウスの尾静脈から0.75mg/kgずつ静脈注射した。また、コントロールとしてP
BSのみ投与したマウスも用意した。そして、静脈注射してから3日後に、当該マウスを
PBSにて灌流した後、肝臓を摘出した。次いで、比較例1に記載の方法と同様の方法に
て、mRNAの抽出、cDNAの合成、及び定量的RT-PCRを行い、mApoBの発
現量/mGAPDH(内部標準遺伝子)の発現量を算出して、PBSのみ投与した群(P
BS only)と核酸投与群とを比較した。得られた結果を
図23に示す。
【0146】
図23に示した結果から明らかなように、ASO/cPNA複合体のアンチセンス効果
は、いずれにおいても、ssーASO 12merのそれと比較して減弱していなかった
。
【0147】
(実施例10)
この実施例においては、「RNAヌクレオチド及び任意にヌクレオチドアナログ」を含
む、様々な構造の相補鎖を用いても、二重鎖核酸複合体がアンチセンス効果を発揮できる
ことを実証する。4種類の相補鎖構造を設計し、調製した。それら構造の概要を
図24に
示す。
図24に示す通り、2種類の中央の領域と、2種類の5‘及び3‘ウィング領域と
を結合させた。ウィング領域は、ホスホロチエート結合を伴う2‘-Oメチル化修飾され
たRNAと、ホスホロチエート結合を伴うヌクレオチドアナログとの、いずれかを含むも
のである。中央領域は、天然型リン酸ジエステル結合のRNAと、ホスホロチエート結合
のRNAとのいずれかを含むものである。
【0148】
以下に示す13塩基のヌクレオチド鎖を作製して試験した。
【0149】
アンチセンスLNA/DNAギャップマー鎖
ASO13-mer:5’-GCattggtatTCA-3’(配列番号:5)
(大文字:LNA、小文字:DNA、核酸間の全ての結合はホスホロチエート結合である
)
相補鎖
1.Toc-cRNA(G):5’-u
sg
sa
sAUACCAAUsgsc-3’(
配列番号:7)
2.Toc-cLNA(G):5’-u
sg
sa
sAUACCAAUsgsc-3’(
配列番号:15)
3.Toc-cLNA(s):5’-u
sg
sa
sAsUsAsCsCsAsAsU
s
g
sc-3’(配列番号:16)
4.Toc-cRNA(s):5’-u
sg
sa
sA
sUsAsCsCsAsAsU
s
g
sc-3’(配列番号:17)
(大文字:RNA、小文字:2’-OMe-RNA、下線付小文字:LNA、s:核酸間
の結合がホスホロチエート結合である)
LNA/DNAギャップマーと各相補鎖とを等モル量混合し、実施例7に記載の通り、
アニーリングした。次に、二重鎖核酸複合体をマウスの尾静脈から0.75mg/kgず
つ静脈注射した。また、コントロールマウスとしてPBS溶液を尾静脈から投与したマウ
スも用意した。そして、注射してから3日後に、当該マウスをPBSにて灌流した後、肝
臓を摘出した。次いで、比較例1に記載の通り、mRNAの抽出、cDNAの合成、及び
定量的RT-PCRを行った。mApoBの相対的発現レベルを、mGAPDH(内部標
準遺伝子)と比較して算出した。得られた結果を
図25A~Bに示す。
図25Aに示す通り、Toc-cRNA(G)とToc-cLNA(G)との結果を比
較したところ、RNA同様に、相補鎖の5‘及び3’ウィング領域を架橋化核酸にて調製
しても、同等の高いアンチセンス効果を得ることができた。
さらに、このデータから、ウィング領域のいずれかの種類に対しても、核酸鎖の中央の
RNA部分をホスホロチエート化することができ、核酸鎖の中央部分が天然型のRNAと
した場合に得られたアンチセンス効果と同程度のそれが維持されていることが示された。
Toc-cLNA(s)及びToc-cRNA(s)において、得られた効果に関し、T
oc-cRNA(G)と比較した結果を、
図25A及び
図25Bに各々示す。
【0150】
実施例7と併せて論じるに、アンチセンス効果を損なうことなく、相補鎖のヌクレアー
ゼ耐性を向上させることができる他の態様が、この実施例において示された。
【0151】
特に、相補鎖において、その全長をホスホロチエート化することができ、なおかつ、ホ
スホロチエート修飾されたRNAを含む中央領域を有していても、アンチセンス鎖を放出
することができ、さらにmRNA転写産物レベルを抑制することもできることが示された
。
【0152】
(実施例11)
この実施例においては、たとえ第1の核酸鎖と第2の核酸鎖(アンチセンスと相補鎖)
との鎖長が異なっていたとしても、アンチセンス効果は発揮されるということを実証する
。ここで、13塩基のLNA/DNAギャップマーと、31塩基の相補的RNAを基礎と
する核酸鎖とをアニーリングさせ、マウスにおけるApoB遺伝子の発現抑制試験に供し
た。また、該31塩基の核酸鎖は、3つの2’-Oメチル修飾及びホスホロチエート化さ
れたRNAヌクレオチドを含む5’ウィング領域と、20個の2’-Oメチル修飾及びホ
スホロチエート化されたRNAヌクレオチドと、ホスホロチオエート結合している8個の
RNAヌクレオチドを含む中央領域とを結合させることにより、調製した。13-mer
/31-mer複合体の活性と、13-mer/13-mer複合体の活性とを比較した
。
【0153】
アンチセンスLNA/DNAギャップマー鎖
LNA 13-mer:5’-GCattggtatTCA-3’(配列番号:5)
(大文字:LNA,小文字:DNA,核酸間の全ての結合は、ホスホロチエート結合)
相補鎖
1.13-mer Toc-cRNA(G):5’-usgsasAUACCAAUs
gsc-3’(配列番号:7)
2.31-mer Toc-cRNA(s):5’-usgsasAUACCAAUg
cuacgcauacgcaccascscsa-3’(配列番号:18)
(大文字:RNA,小文字:2’-OMe-RNA,s:核酸間の結合がホスホロチエー
ト結合)。
【0154】
LNA/DNAギャップマーと各相補鎖とを等モル量混合し、実施例7に記載の通り、
アニーリングした。次に、アニーリングした二重鎖核酸複合体をマウスの尾静脈から0.
75mg/kgずつ静脈注射した。また、コントロールマウスとしてPBS溶液を尾静脈
から投与したマウスも用意した。そして、注射してから3日後に、当該マウスをPBSに
て灌流した後、肝臓を摘出した。次いで、比較例1に記載の通り、mRNAの抽出、cD
NAの合成、及び定量的RT-PCRを行った。mApoBの相対的発現レベルを、mG
APDH(内部標準遺伝子)と比較して算出した。結果を
図26に示す。
【0155】
図26に示す通り、31-mer Toc-cRNA(s)相補鎖を有する二重鎖複合
体によって達成される抑制と、13-mer Toc-cLNA(G)相補鎖を有する二
重鎖複合体によって達成されるそれとを比較したところ、共に同程度に高いアンチセンス
効果が得られていた。
【0156】
このデータから、相補鎖において中央のRNA部分をホスホロチオエートすることがで
き、たとえ該相補鎖の鎖長がアンチセンス鎖と異なっていたとしても、相補鎖の中央領域
を天然型のRNAとした場合と比較して、同程度のアンチセンス効果が維持されているこ
とが、更に示された。
【0157】
(実施例12)
ここで開示した二重鎖核酸複合体は、配列特異性及び普遍的な適用性を有していること
を実証するため、異なる遺伝子、ヒトのトランスチレチン(hTTR)の転写産物を標的
とするアンチセンスプローブを調製した。実験は、hTTRを有するよう改変されたトラ
ンスジェニックマウスを用いて行った(該マウスは、hTTR及びmTTRを有する)。
アンチセンスと相補鎖とは、2つの鎖長のもの、13塩基の核酸鎖及び20塩基の核酸鎖
を用意した。そして、13-mer/13-mer二重鎖複合体と20-mer/20-
mer二重鎖複合体とを試験に供した。また、該複合体が肝臓に送達されるよう、5’-
トコフェロール機能性部分を備えた相補鎖を調製した。また、hTTRは、最終的には血
中で検出されるタンパク質として産生されるので、その発現タンパク質の血清濃度を分析
した。そして、二重鎖複合体注入後に生じる発現の減少を検出した。以下に示す様々な核
酸鎖の配列及び複合体を設計して作製し、試験に供した。
【0158】
アンチセンスLNA/DNAギャップマー核酸鎖
1.ASO 13-mer:5’-TGtctctgccTGG-3’(配列番号:1
9)
2.ASO 20-mer:5’-TTATTgtctctgcctGGACT-3’
(配列番号:21)
(大文字:LNA,小文字:DNA,核酸間の全ての結合は、ホスホロチエート結合であ
る)
相補鎖
1.13-mer Toc-cRNA(G):5’-c
sc
sa
sGGCAGAGA
s
c
sa-3’(配列番号:20)
2.20-mer Toc-cRNA(G):5’-a
sg
su
sc
sc
sAGGCA
GAGAC
sa
sa
su
sa
sa-3’(配列番号:22)
(大文字:RNA,小文字:2’-OMe-RNA,s:核酸間の結合がホスホロチエー
ト結合である)
13塩基のアンチセンス及び相補鎖を、20塩基のアンチセンス及び相補鎖を、各々等
モル量にて混合し、実施例7に記載の通り、アニーリングさせた。次に、13塩基のアン
チセンス単一鎖と、アニーリングした13塩基の二重鎖複合体とを、各々トランスジェニ
ックマウスの尾静脈から0.75mg/kgずつ静脈注射した。同様に、20塩基のアン
チセンス単一鎖と、アニーリングした20塩基の二重鎖複合体とを、6mg/kgずつ注
射した。また、コントロールマウスとしてPBS溶液を尾静脈から投与したマウスも用意
した。そして、注射してから3日後に、当該マウスをPBSにて灌流した後、肝臓を摘出
した。次いで、比較例1に記載の通り、mRNAの抽出、cDNAの合成、及び定量的R
T-PCRを行った。hTTRの相対的発現レベルを、mGAPDH(内部標準遺伝子)
と比較して算出した。13塩基の核酸鎖に関する結果を
図27Aに、20塩基の核酸鎖に
関する結果を
図27Bに示す。
【0159】
hTTRは肝臓で合成され、血中へと分泌される。従って、もしアンチセンスプローブ
が肝臓に送達され、hTTRの発現を効率的に抑制できるのなら、この抑制の結果、該タ
ンパク質の血清中の濃度は低減されるはずである。血清中の濃度レベルは、13塩基の核
酸鎖を注射する前、該注射の3日後に、民間試験所にて測定した。得られた血清濃度を図
28に示す。
【0160】
図27Aに示す通り、13塩基の二重鎖核酸複合体は効果的にmRNA転写を95%以
上抑制した。それと比較して、ASO単一鎖のみによる抑制は約50%であった。また、
図27Bに示す通り、20塩基の複合体による抑制レベルも同程度の約50%であったが
、20塩基の単一鎖を用いた場合には、実質的な抑制は認められなかった。オリゴヌクレ
オチドの鎖長が長くなるほど、通常、発現抑制能は低減されることが認められる。しかし
ながら、オリゴヌクレオチドが長いほど、選択性がより高まり、それゆえに安全性も高ま
ることになる。例えば、アンチセンス鎖の、投与量、投与計画、鎖長、配列及び組成物を
調節することによって、治療の効能を適合させることができる。しかしながら、これら実
施例において示す通り、本発明の様々な実施形態における二重鎖核酸複合体として、アン
チセンス鎖を送達させることによって単一鎖としてアンチセンス鎖を送達した場合よりも
、顕著に高い抑制を達成することができる。
【0161】
処置前後の血清濃度レベルを
図28に示す。その結果から、13塩基の二重鎖複合体に
より、~40mg/dl~<5mg/dlという、13塩基の単一鎖の場合(~44mg
/dl~~28mg/dl)及びPBSコントロール(ほぼ変化なし)と比較して、顕著
な低減が認められた。
【0162】
(実施例13)
この実施例においては、送達機能性部分としてペプチドを用い、神経系の細胞に二重鎖
核酸複合体が送達されることを実証した。
図28に一般的な構造を示した、アンチセンス
鎖、相補鎖及びPNA鎖の3つの核酸鎖を含む二重鎖複合体を用いた。後神経節(DRG
)細胞に該複合体を局在させるための薬剤として機能させるため、ドデカペプチド DR
G1を、9塩基のPNA鎖のN末端に結合させた。この9塩基のPNAを、以下に示す、
13塩基のアンチセンス鎖及び22塩基の相補鎖にアニーリングさせることにより、二重
鎖複合体を形成させ、本実験に用いた。該アンチセンス鎖が標的とする遺伝子は、TRP
V1である。
【0163】
アンチセンスLNA/DNAギャップマー鎖
ASO 13-mer:5’-TAgtccagttCAC-3’(配列番号:23)
(大文字:LNA;小文字:DNA;核酸間の全ての結合は、ホスホロチエート結合であ
る)
相補鎖
cRNA(G) 22-mer:5’-gsusgsAACUGGACuauacgc
acscsa-3’(配列番号:24)
(大文字:RNA;小文字:2’-OMe-RNA;s:核酸間の結合がホスホロチエー
ト結合)
第3の核酸(ペプチド)鎖
pep-PNA 9-mer:N’-SPGARAFGGGGS-tggtgcgta
-C’(配列番号:25及び31)
(大文字:アミノ酸;下線付,小文字:PNA)
LNA/DNAギャップマー、相補鎖及びペプチド-PNA鎖を、等モル量にて混合し
、この混合物を95℃で5分間加熱した。その後、3本の核酸鎖をアニーリングさせるべ
く、該混合物を37℃にて1時間、定温にて放置した(「ts-TRPV1」)。また、
すぐに使用しない場合は4℃にて保存した。また、同様に、アンチセンス鎖及び相補鎖の
みを含有する二重鎖複合体を調製した(「ds-TRPV1」)。マウスは、三協ラボサ
ービス株式会社(東京、日本)より入手し、病原体フリ―の施設内にて維持し、自由に餌
及び水を摂取させた。8週齢、平均体重27gの雌ICRマウスに、髄腔内注射にて、P
BS、ds-TRPV1又はts-TRPV1を2.66μgずつ投与した。動物の処置
は、東京医科歯科大学の動物実験委員会の承認を得た倫理性及び安全性に関わる実験計画
書に従って、動物実験の許可を得た処置者によって行われた。抱水クロラ―ル(0.5m
g/g体重)及び塩酸ケタミン(0.05mg/g体重)の腹腔内注射により、麻酔導入
した後に髄腔内注射を行った。全てのマウスをうつ伏せにし、第2腰椎及び第3腰椎(L
2-L3)において部分椎弓切除を施した。一旦露出させたこれら脊椎骨をs 27ゲー
ジ針にて穿刺し、次いで、10μLハミルトンシリンジが接続されているPE-10カテ
ーテルを、くも膜下腔内の後方、大体L5付近に挿入した。そして、1分間にわたって1
0μL量を着実に投与した。カテーテルを除去した後に、筋膜及び皮膚を4-0-ナイロンに
て縫合し、抗生物質溶液にて処理した。そして、当該動物の頭部を挙上させ、加温パッド
上で回復させた。
【0164】
組織学的分析は以下の通りにして行った。注射してから2日後に、3mgの抱水クロラ
―ルを腹腔内注射することによってマウスを安楽死させた。PFA(4%パラホルムアル
デヒドPBS溶液)にて灌流固定した後、PBSにて灌流した。DRG(L6の片側)を
回収し、4%ホルマリン溶液に固定した。次いで、30%スクロース溶液で置換し、肝臓
をOCTコンパウンドで包埋した後、10μmの厚さで切片を作製した。次いで、DAP
Iを用いて核染色した後、共焦点顕微鏡で切片におけるCy3の信号強度を検出した。共
焦点顕微鏡による画像分析を
図29に示す。
【0165】
TRPV1の相対的発現レベルの分析を以下の通りにして行った。麻酔導入及び経心臓
的PBS灌流にて、注射してから7日後のマウスを犠牲死させた。各マウスから3つの片
側DRG、すなわちL4、L5及びL6の腰椎DRG(LSD)を回収した。その後、m
RNA抽出、cDNA合成及び定量的RT-PCRを、比較例1に記載の通りに行った。
mTRPV1の相対的発現レベルは、mGAPDH(内部標準遺伝子)と比較して算出し
た。得られた結果を
図30に示す。
【0166】
図29に示した組織学的分析から、Cy3標識アンチセンス鎖はDRG細胞の核に局在
していることが明らかになった。これは、アンチセンス鎖上の蛍光標識の蛍光シグナルと
、核染色のそれとが一致したことから明らかである。また、この実験により、二重鎖複合
体に含まれている3本の核酸鎖は損傷を受けることなく、第3の核酸鎖上の送達性部分に
よって、アンチセンス鎖は所望の細胞まで送達されていることが示された。
図30に示す
通り、mTRPV1発現抑制により、アンチセンス効果は検出された。DRG細胞に誘導
可能なペプチド-PNA鎖を含むts-PRPV1複合体は、約40%の抑制を示した。
対して、ペプチド-PNA鎖を欠くds-TRPV1複合体は、遺伝子発現を抑制したが
、せいぜい20%程度であった。この実施例において、再度、3本の核酸鎖を含む複合体
を用いることによって、アンチセンス鎖を細胞の種類特異的に送達できることが示された
。また、この実施例において、送達を誘導するペプチドを用いることにより、他の実施例
に示したものと異なる細胞の種類(DRG)及び組織にも(肝臓の代わりに神経系にも)
、アンチセンス鎖を送達できることも示された。
【0167】
(実施例14)
この実施例においては、非タンパク質コーディングRNA転写産物、すなわちmiRN
Aに対する、二重鎖核酸複合体によるアンチセンス効果について実証する。マウスの肝臓
においては、miR-122というmiRNAが発現していることが知られている。15
塩基のアンチmiR鎖を設計し、3つのヌクレオチドアナログ(架橋化核酸、LNA)を
含む5’ウィング及び3’ウィングと、DNAを含む9塩基の中央領域とを調製した。な
お、これら核酸間の全ての結合は、ホスホロチエート結合である。2’-OMe及びホス
ホロチエート化されたRNAを含む5’及び3’ウィングと、天然型のRNAを含む中央
領域とを備えた相補鎖を調製した。
【0168】
アンチ-miR LNA/DNAギャップマー鎖
ASO 15-mer:5’-CCAttgtcacacTCC-3’(配列番号:2
6)
(大文字:LNA;小文字:DNA;核酸間の全ての結合は、ホスホロチエート結合であ
る)
相補鎖
Toc-cRNA(G) 15-mer:5’-Toc-gsgsasGUGUGAC
CAsusgsg-3’(配列番号:27)
(大文字:RNA;小文字:2’-OMe-RNA;s:核酸間の結合が、ホスホロチ
エート結合である)
【0169】
アンチ-miR LNA/DNAギャップマー及び相補鎖を、等モル量にて混合し、実
施例7に記載の通りアニーリングさせた。次に、アンチmiR単一鎖と、アニーリングし
た二重鎖核酸複合体とを、各々トランスジェニックマウスの尾静脈から0.75mg/k
gずつ静脈注射した。コントロールマウスとしてPBS溶液を尾静脈から投与したマウス
も用意した。そして、注射してから3日後に、当該マウスをPBSにて灌流した後、肝臓
を摘出した。次いで、比較例1に記載の通り、mRNAの抽出、cDNAの合成、及び定
量的RT-PCRを行った。mApoBの相対的発現レベルを、mGAPDH(内部標準
遺伝子)と比較して算出した。結果を
図31に示す。
【0170】
図31に示す通り、二重鎖複合体により、miR-122レベルは、ほぼ50%に減少
した。一方、アンチ-miRオリゴヌクレオチドによっては~20%だけ減少した。特筆
すべきは、miRNAレベルを低減させるための典型的な方法では、ミックスマー(mi
xmer)型プローブ構造が用いられ、そのプローブにより50%の減少を達成するため
には、~10mg/kgの投与量(ED50)にて送達する必要がある。前述の通り、こ
の実施例において示した、いくつかの実施形態における二重鎖複合体によれば、相当に低
い投与量をED50とすることができる。
【0171】
(実施例15)
この実施例においては、アンチセンス効果を奏するために、アミド架橋化核酸である「
アミドBNA」を含むアンチセンス鎖を用いた。アミド架橋化核酸(「AmNAs」とも
称する)は、LNAアナログであり、糖環における2’位の炭素と4’位の炭素とが結合
している、環状アミド架橋構造(4’-C(O)-N(R)-2’;R=H,Me)を有
する。
AmNAsの合成、それらオリゴヌクレオチドへの導入や、結合強度及びヌクレアーゼ
耐性等の物性については、A.Yaharaら、ChemBioChem 2012年、
13巻、2513~2516ページにて最近報告されている。この文献に開示されている
内容は、この参照により、本願明細書において援用される。Yaharaらが開示してい
る通り、AmNAsは相補鎖に対して優れた結合活性を示し、また高いヌクレアーゼ耐性
を示す。このように、AmNAsは、アンチセンスオリゴヌクレオチドの利用に適してい
る。13塩基のアンチセンス鎖を設計し、ヌクレオチドアナログ(アミドBNA、AmN
A)を2個及び3個各々含む、5’ウィング及び3’ウィングと、8塩基のDNAを含む
中央領域とを調製した。なお、これら核酸間の全ての結合は、ホスホロチエート結合であ
る。2’-OMe及びホスホロチエート化されたRNAを含む5’及び3’ウィングと、
天然型のRNAを含む中央領域とを備えた相補鎖を調製した。
【0172】
アンチセンスアミドRNA(AmNA)/DNAギャップマー鎖
ASO 13-mer:5’-GCattggtatTCA-3’(配列番号:28)
(大文字:N-メチルアミドBNA(AmNA),小文字:DNA,核酸間の全ての結
合はホスホロチエート結合である)
相補鎖
1.13-mer Toc-cRNA(G):5’-usgsasAUACCAAUs
gsc-3’(配列番号:7)
(大文字:RNA,小文字:2’-OMe-RNA,s:核酸間の結合は、ホスホロチ
エート結合である)
【0173】
アンチセンスアミドBNA/DNAギャップマー(ASO)と相補鎖とを、等モル量混
合し、実施例7に記載の通り、アニーリングさせた。次に、ASO単一鎖と、アニーリン
グした二重鎖核酸複合体とを、各々トランスジェニックマウスの尾静脈から各々様々な投
与量にて静脈注射した(ss-ASO:0.75mg/kg;2.25mg/kg;To
c-ASO/cRNA(G):0.33mg/kg;1.0mg/kg)。コントロール
マウスとしてPBS溶液を尾静脈から投与したマウスも用意した。注射してから7日後又
は14日後に、当該マウスをPBSにて灌流した後、肝臓を摘出した。次いで、比較例1
に記載の通り、mRNAの抽出、cDNAの合成、及び定量的RT-PCRを行った。m
ApoBの相対的発現レベルを、mGAPDH(内部標準遺伝子)と比較して算出した。
結果を
図32に示す。
【0174】
図32に示す通り、アミドBNA(AmNA)を第1の核酸鎖(アンチセンスオリゴヌ
クレオチド)の5’ウィング及び3’ウィング領域に組み込んだ、二重鎖複合体は、生体
内でアンチセンス効果を発揮した。二重鎖複合体をマウスに低量にて注射した時でさえ、
ASO単一鎖を注射した場合よりも、二重鎖複合体はきわめて高い抑制を達成した。例え
ば、注射してから7日後に測定した際に、ASO/Toc-cRNA(G)複合体を1.
0mg/kgにて注射した際には、mApoBの相対的発現レベルは約55%まで抑制さ
れていた。これは、ssーASOを2.25mg/kg投与した場合において、ようやく
20%抑制されたのに対し、顕著に低かった。この実施態様にて示す通り、ここで開示し
ている二重鎖複合体を用いた方法を実践することによって、より少ない試薬量で、より大
きな発現抑制が達成される。
【産業上の利用可能性】
【0175】
以上説明したように、本発明の実施形態にかかる二重鎖核酸複合体を用いることによっ
て、いくつかの実施形態においては、アンチセンス核酸を特異性高く効率的に特定の臓器
(細胞)に送達し、かつ当該核酸によって標的遺伝子の発現又は標的転写産物レベルを非
常に効果的に抑制することが可能となる。また、いくつかの実施形態における二重鎖核酸
複合体には、特定の臓器に送達させるための機能性分子として、脂質(例えば、トコフェ
ロール、コレステロール)、糖(例えば、グルコース、スクロース)、タンパク質、ペプ
チド、抗体等の多種多様な分子を適用できるため、いくつかの実施形態における二重鎖核
酸複合体は、様々な臓器、組織、細胞を標的とすることができる。さらには、いくつかの
実施形態における二重鎖核酸に、RNase等に対する耐性を付与するための修飾を施し
ても、そのアンチセンス効果は低減することはないため、いくつかの実施形態における二
重鎖核酸は、経腸投与の態様でも利用できる。
【0176】
したがって、いくつかの実施形態における二重鎖核酸は、低濃度の投与により高い薬効
を得ることができ、かつアンチセンス核酸の標的以外の臓器における分布を抑制すること
により、副作用も低減できるという点に優れているため、代謝性疾患、腫瘍、感染症等の
、標的遺伝子の発現亢進及び/又は転写産物レベル亢進に伴う疾患を治療、予防するため
の医薬組成物等として、二重鎖核酸は有用である。
【配列表】