説明

アンチセンスIAPオリゴマーおよび化学療法薬を用いる増殖性疾患の治療

本発明は、増殖性疾患の治療のための、XIAP、HIAP−1またはHIAP−2に対するアンチセンスオリゴマー、および化学療法剤、ならびにその組成物およびキットの使用を特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、癌およびその他の増殖性疾患の治療に関する。
【背景技術】
【0002】
細胞が死滅する一つの方法を、アポトーシス、またはプログラム細胞死と呼ぶ。アポトーシスは、多くの場合健康な組織の発達および維持の正常な部分として生じる。このプロセスの発生は急速なため、検知するのが困難である。
【0003】
アポトーシス経路は、胚の発生、ウイルス病原性、癌、自己免疫疾患、および神経変性疾患、ならびにその他の現象に決定的役割を果たすことが知られている。アポトーシス応答の不全は、癌、自己免疫疾患、例えばエリテマトーデスおよび多発性硬化症の発症に、ならびにヘルペスウイルス、ポックスウイルス、およびアデノウイルスに関連するものをはじめとするウイルス感染に関与している。
【0004】
近年、癌におけるアポトーシスの重要性が明らかになってきた。1970年代後半に増殖を促進する癌遺伝子が同定されたことで、ほとんど全世界の注目が細胞増殖に集まり、細胞増殖は何年もの間癌生物学で優位を占める研究となっている。長年にわたる定説では、抗癌治療は「正常」細胞と比較して急速に分裂する癌細胞を選択的に標的とするとされていた。この解釈は、増殖の遅い腫瘍の中にも治療の容易なものがあり、急速に分裂する腫瘍種の多くは抗癌治療に対して極めて耐性が高いことから、完全に満足のいくものではなかった。癌分野における進歩により、現在、腫瘍形成をプログラム細胞死の正常経路が実施されなかったものとみなす癌生物学の新しいパラダイムが導かれている。正常細胞は、隣接細胞から種々の成長因子を介して連続的なフィードバックを受け、この状況から除かれた場合に「自殺」する。癌細胞はこれらの命令を何とかして回避し、不適当な増殖を続ける。放射線治療および多くの化学療法を含む癌治療の多くは、以前は細胞傷害を起こすことにより作用すると考えられていたが、現在では実際にはアポトーシスを誘導することにより働くと考えられている。
【0005】
正常な細胞種と癌細胞種の両方がアポトーシス誘導に対して広範囲の感受性を示すが、この耐性の決定因子だけが今も調査中である。正常な細胞種の多くが致死量以下の放射線量または致死量以下の用量の細胞傷害性化学薬品に応答して一時的な増殖停止を起こすが、近傍の癌細胞はアポトーシスを起こす。この投与量による差次的効果が、抗癌治療の成功を可能にする重大な治療手段をもたらす。したがって、アポトーシスに対する腫瘍細胞の耐性が、癌治療失敗の主な理由として浮上してきても驚くにはあたらない。
【0006】
アポトーシスを阻害する強力な内在タンパク質が、Bcl−2および哺乳類におけるIAPタンパク質ファミリーをはじめとして、いくつか同定されている。IAPファミリーの特定のメンバーは、末端エフェクターカスパーゼ、すなわち細胞死の実行に関与するcasp−3およびcasp−7、ならびに癌化学療法に誘発される細胞死の仲介に重要な、鍵となるミトコンドリアのイニシエーターカスパーゼ、casp−9を直接阻害する。IAPは唯一既知の内生カスパーゼ阻害物質であり、従ってアポトーシスの調節に中心的役割を果たす。
【0007】
IAPはいくつかの癌の進行に寄与すると想定されており、特定の1種類のIAP(cIAP2/HIAP1)に関して想定される偶然の染色体転座がモルトリンパ腫で確認されている。最近、XIAPの上昇、予後の不良、および短い生存期間の間に相関関係のあることが、急性骨髄性白血病の患者において実証された。さらに、XIAPは、NCIパネルの腫瘍細胞系統の多くで高度に過剰発現した。
【0008】
改良された癌治療薬、および、特に癌細胞がアポトーシスを起こすよう誘導し、このような細胞にもたらされる抗アポトーシスシグナルを退けることのできる治療薬に対する必要性がある。
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【非特許文献100】Yu D, Zhu F−G, Bhagat L, Wang H, Kandimalla EK, Zhang R, and Agrawal S (2002) Potent CpG oligonucleotides containing phosphodiester linkages: in vitro and in vivo immunostimulatory properties. Biochem Biophys Res Commun 297, 83−90.
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【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明は、一般に、細胞でアポトーシスを誘導するために有用な方法を特徴とする。本発明の方法は、癌および他の増殖性疾患の治療の際に有用である。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明は、増殖性疾患、例えば癌を有する患者をアンチセンスIAP核酸塩基オリゴマーおよび化学療法薬を投与することにより治療する方法を特徴とする。化学療法薬およびアンチセンスIAP核酸塩基オリゴマーは同時に、または互いに28日以内(例えば、21日、14日、7日、1日、または1時間以内)に、患者を治療するために総合して十分な量で投与する。アンチセンスIAP核酸塩基オリゴマーは、産生されるIAPタンパク質の量を減少させ、正常にIAPを発現する細胞にアポトーシスを起こさせる。これは、IAPをコードする1またはそれ以上のポリヌクレオチドで特異的にハイブリダイズする核酸塩基オリゴマーを施与することにより達成される。IAPポリヌクレオチド(例えば、RNA、DNA)を用いる核酸塩基オリゴマーの特異的ハイブリダイゼーションは、そのIAPポリヌクレオチドの正常な機能を妨げ、産生されるIAPタンパク質の量を低下させる。標的と特異的にハイブリダイズさせることで標的核酸の機能を調節する核酸分子を、一般に「アンチセンス治療薬」と呼ぶ。
【0011】
IAP発現レベルを低下させるのであればどのアンチセンスIAP核酸塩基オリゴマーを用いてもよいが、一態様では、核酸塩基オリゴマーは、8〜30核酸塩基長で、配列番号1〜99、143、147、151、163〜260、287、289、および300〜460から選択される少なくとも8個の連続した核酸塩基配列を含む。
【0012】
特定の実施形態では、核酸塩基オリゴマーは、配列番号1〜99、143、147、151、163〜260、287、289、および300〜460から選択される配列を含む。核酸塩基オリゴマーは、前記の配列番号のうちの1つまたはそれ以上から構成される(または本質的に構成される)のが望ましい。例えば、核酸塩基オリゴマーは、配列番号97、98、99、143、147、151、287、289から、配列番号300〜389から、または配列番号390〜460から選択される配列を含む。特に望ましい実施形態では、本発明は、両側が4個の2'−O−メチルRNA残基に隣接している11個のDNA残基を有し、以下の配列:5'−AUUGGTTCCAATGTGUUCU−3'(配列番号155)、5'−ACACGACCGCTAAGAAACA−3'(配列番号16)、5'−ACAGGACTACCACTTGGAA−3'(配列番号157)、5'−UGCCAGTGTTGATGCUGAA−3'(配列番号27)、5'−GCUGAGTCTCCATATUGCC−3'(配列番号141)、5'−UCGGGTATATGGTGTCUGA−3'(配列番号41)、5'−AAGCACTGCACTTGGUCAC−3'(配列番号47)、5'−CCGGCCCAAAACAAAGAAG−3'(配列番号51)、5'−ACCCTGGATACCATTUAGC−3'(配列番号63)、5'−UGUCAGTACATGTTGGCUC−3'(配列番号161)、および5'−UGCACCCTGGATACCAUUU−3'(配列番号151)で構成される核酸塩基オリゴマーを特徴とする。
【0013】
別の実施形態では、アンチセンスIAP核酸塩基オリゴマーは30核酸塩基長以下で、配列番号461〜490から選択される少なくとも8個の連続した核酸塩基配列を含む。
【0014】
化学療法薬と併せて投与することのできる他のアンチセンスIAP核酸塩基オリゴマーは、高いストリンジェンシーで、NAIP(Bircl)、HIAP1(cIAP2、API2、MIHC、hITA)、HIAP2(clAPI、MIHB)、XIAP(hILP、hILP1、MIHA、API3)、サバイビン(TIAP、MIHD、API4)、リビン(KIAP、ML−IAP、cIAP3、HIAP3)、およびhILP2(Ts−IAP、TIAP)から選択されるIAPポリペプチドをコードするポリヌクレオチドと混成するものである。
【0015】
本発明の方法において用いられる核酸塩基オリゴマーは、少なくとも1つの修飾された結合(例えば、ホスホロチオエート、メチルホスホネート、ホスホトリエステル、ホスホロジチオエートまたはホスホセレネート結合)、修飾された核酸塩基(例えば、5−メチルシトシン)、および/または修飾された糖部分(例えば、2'−O−メトキシエチル基または2'−O−メチル基)を含んでよい。一実施形態では、オリゴマーはキメラオリゴマー(例えば、両側がホスホロチオエート結合により互いに連結された少なくとも1個の、2個の、3個の、または4個の2'−O−メチルRNA残基に隣接している、ホスホロチオエートまたはホスホジエステル結合により互いに連結されたDNA残基を含むオリゴヌクレオチド)である。
【0016】
別の態様では、本発明は細胞でのアポトーシスを促進する方法を特徴とする。この方法は、細胞へアンチセンスIAP核酸塩基オリゴマーおよび化学療法薬を同時にまたは互いに28日以内に、アポトーシスを促進するために総合して十分な量で投与する段階を含む。細胞はex vivoでもin vivoでもあり得る。一実施形態では、細胞は癌細胞(例えば、ヒト癌細胞)またはリンパ系または骨髄系を起源とする細胞である。
【0017】
癌は、例えば、急性白血病、急性リンパ性白血病、急性骨髄性白血病、急性骨髄芽球性白血病、急性前骨髄球性白血病、急性骨髄単球性白血病、急性単球性白血病、急性赤白血病、慢性白血病、慢性骨髄性白血病、骨髄異形成症候群、慢性リンパ性白血病、真性赤血球増加症、リンパ腫、ホジキン病、ヴァルデンストレームマクログロブリン血症、線維肉腫、粘液肉腫、脂肪肉腫、軟骨肉腫、骨原性肉腫、脊索腫、血管肉腫、内皮肉腫、リンパ管肉腫、リンパ管内皮肉腫、滑膜腫、中皮腫、ユーイング腫瘍、平滑筋肉腫、横紋筋肉腫、大腸癌、膵臓癌、乳癌、卵巣癌、前立腺癌、扁平上皮癌、基底細胞癌、腺癌、汗腺癌、皮脂腺癌、乳頭癌、乳頭状腺癌、嚢胞腺癌、髄様癌、気管支原性癌、腎細胞癌、肝細胞腫、胆管癌、絨毛癌、精上皮腫、胎生期癌、ウィルムス腫瘍、子宮頚癌、子宮癌、精巣癌、肺癌、小細胞肺癌、膀胱癌、上皮癌、神経膠腫、星状細胞腫、髄芽細胞腫、頭蓋咽頭腫、上衣細胞腫、上衣細胞腫、松果体腫、血管芽腫、聴神経腫、乏突起神経膠腫、シュワン細胞腫、髄膜腫、黒色腫、神経芽細胞腫、または網膜芽細胞腫である。癌を治療する際、1種類またはそれ以上のさらなる化学療法薬、生物学的応答修飾薬、および/または化学的感作剤も投与するのが望ましい。1種類またはそれ以上のこれらの薬剤を投与するのは、核酸塩基オリゴマーの投与の28日以内が望ましい。
【0018】
化学療法薬および核酸塩基オリゴマーは、同じ経路でも異なる経路でも投与できる。所望の部位へ有効量をもたらすのであればどの投与経路を用いてもよいが、特に望ましい経路は静脈内および腫瘍内投与である。
【0019】
別の態様では、本発明は、化学療法薬およびアンチセンスIAP核酸塩基オリゴマーを含む医薬組成物を特徴とし、化学療法薬およびアンチセンスIAP核酸塩基オリゴマーは増殖性疾患を有する患者(例えば、癌)を治療するために総合して十分な量で投与される。必要に応じて、医薬組成物にさらなる成分(例えば、コロイド分散系)を追加してもよい。
【0020】
また、本発明は、増殖性疾患、例えば、癌またはリンパ球増殖性疾患を有する患者を、化学療法薬および触媒機能を有するRNA分子、またはこのような触媒性RNA分子をコードする発現ベクターを投与することにより治療する方法を特徴とし、化学療法薬および触媒性RNA分子は、同時にまたは互いに28日以内に患者を治療するために総合して十分な量で投与される。望ましい実施形態では、触媒性RNA分子は、その結合アーム中に、アンチセンスIAP核酸塩基オリゴマー(例えば、表2、3、7、8、および9のうちのいずれか1つの核酸塩基配列)に対応する少なくとも8個の連続した核酸塩基を含む。RNA分子は、ハンマーヘッドモチーフ型であるのが望ましいが、ヘアピン、δ型肝炎ウイルス、グループ1イントロン、VS RNAまたはリボヌクレアーゼP RNAモチーフ型であってもよい。
【0021】
また、本発明は、癌またはリンパ球増殖性疾患を有する患者を、化学療法薬および21〜29個の核酸塩基を有する二本鎖RNA分子を投与することにより治療する方法を特徴とし、その中の少なくとも8個の連続した核酸塩基はアンチセンスIAP核酸塩基オリゴマー(例えば、表2、3、7、8、および9のうちのいずれか1つの配列)に対応する。化学療法薬および二本鎖RNA分子は、同時にまたは互いに28日以内に、患者を治療するために総合して十分な量で投与される。
【0022】
また、関連する態様では、本発明は、癌またはリンパ球増殖性疾患を有する患者を、化学療法薬および50〜70個の核酸塩基を有する二本鎖RNA分子を投与することにより治療する方法を特徴とし、前記RNA分子は、アンチセンスIAP核酸塩基オリゴマー(例えば、表2、3、7、8、および9のうちのいずれか1つの配列)に対応する少なくとも8個の連続した核酸塩基を含む21〜29核酸塩基の第一ドメイン、第一ドメインに相補的な第二ドメイン、および第一ドメインと第二ドメインが二本鎖化して二本鎖RNA分子を形成することができるように第一ドメインと第二ドメインの間に位置しているループドメインを有する。化学療法薬および二本鎖RNA分子は、同時にまたは互いに28日以内に患者を治療するために総合して十分な量で投与される。
【0023】
また、本発明は、いくつかのキットを特徴とする。このようなキットの1つには、(i)8〜30核酸塩基長のアンチセンスIAP核酸塩基オリゴマー、(ii)化学療法薬、および(iii)アンチセンスIAP核酸塩基オリゴマーおよび化学療法薬を、増殖性疾患を有する患者へ増殖性疾患を治療するために十分な量で投与するための説明書が含まれる。
【0024】
別の本発明のキットには、(i)8〜30核酸塩基長のアンチセンスIAP核酸塩基のオリゴマー、および(ii)アンチセンスIAP核酸塩基オリゴマーおよび化学療法薬を、増殖性疾患を有する患者へ増殖性疾患を治療するために十分な量で投与するための説明書が含まれる。
【0025】
また別の本発明のキットには、(i)本発明の組成物(前記の通り)、および
(ii)組成物を、増殖性疾患を有する患者へ増殖性疾患を治療するために十分な量で投与するための説明書が含まれる。
【0026】
「核酸塩基オリゴマー」とは、連結基により互いに結合された少なくとも8個の核酸塩基の鎖を含む化合物を意味する。この定義には、修飾されているおよび修飾されていない双方の天然および非天然オリゴヌクレオチド、ならびに、オリゴヌクレオチド模倣体、例えばペプチド核酸(PNA)、ロックド核酸(LNA)、およびアラビノ核酸(ANA)も含まれる。本発明の核酸塩基オリゴマーには、後に本明細書中で「オリゴヌクレオチドおよび他の核酸塩基オリゴマー」との表題の部分で詳細に記載されるものをはじめ、多数の核酸塩基および連結基を用いてよい。
【0027】
「タンパク質」または「ポリペプチド」または「ポリペプチド断片」とは、翻訳後修飾(例えば、グリコシル化またはリン酸化)にかかわらず、天然に存在するポリペプチドまたはペプチドの全てまたは一部を構成する、あるいは非天然ポリペプチドまたはペプチドを構成する、2またはそれ以上のアミノ酸からなる鎖を意味する。
【0028】
「アポトーシス」は、死んでいく細胞が、細胞膜ブレブ形成、細胞体収縮、クロマチン凝縮、およびDNAラダー形成を含む、一連の明確な生化学的に顕著な特徴を示す細胞死の過程を意味する。
【0029】
「IAP遺伝子」とは、少なくとも1つのBIRドメインを有するポリペプチドをコードし、かつ他の細胞内または細胞外送達法により施与される場合、細胞または組織においてアポトーシスを調節すること(阻害することまたは促進すること)のできる遺伝子を意味する(例えば、米国特許第5,919,912号参照)。好ましい実施形態では、IAP遺伝子は、ヒトもしくはネズミXIAP、HIAP1、またはHIAP2(その各々は米国特許第6,156,535号に記載されている)の少なくとも1つと50%またはそれまたはそれ以上のヌクレオチド配列同一性(例えば、少なくとも85%、90%または95%)をもつ遺伝子である。同一性を測定する配列の領域は、少なくとも1つのBIRドメインおよびRINGジンクフィンガードメインをコードする領域であるのが好ましい。哺乳類のIAP遺伝子は、任意の哺乳類の供給源から単離されるヌクレオチド配列を含む。この哺乳類はヒトであるのが好ましい。
【0030】
「IAPタンパク質」または「IAPポリペプチド」とは、IAP遺伝子によりコードされるポリペプチドまたはその断片を意味する。IAPポリペプチドとしては、NAIP(Bircl)、HIAP1(cIAP2、API2、MIHC、hITA)、HIAP2(cIAP1、MIHB)、XIAP(hILP、hILPl、MIHA、API3)、サバイビン(TIAP、MIHD、API4)、リビン(KIAP、ML-IAP、cIAP3、HIAP3)、およびhILP2(Ts-IAP、TIAP)が挙げられる。
【0031】
「IAP生物活性」とは、IAPポリペプチドによりin vivoまたはin vitroで引き起こされる活性を意味する。
【0032】
「アポトーシスを促進すること」とは、任意の細胞集団(例えば、癌細胞、リンパ球、繊維芽細胞、またはその他の細胞)においてアポトーシスする細胞の数を増加させることを意味する。当然のことながら、任意のアッセイにおいてアポトーシス促進化合物によりもたらされるアポトーシス促進の程度は異なるが、当業者であれば、本来ならばIAPにより制限されるアポトーシスを促進する核酸塩基オリゴマーを識別する統計上有意なアポトーシスレベルの変化を測定することができる。好ましくは、「アポトーシスを促進すること」とは、本発明の核酸塩基オリゴマーは投与しないがその他は実質的に同様に処理した細胞と比較して、アポトーシスを起こす細胞数の増加が少なくとも10%、より好ましくは増加が25%またはさらに50%、また最も好ましくは、増加が少なくとも1倍である。モニターされるサンプルは、通常は不十分なアポトーシスを起こす細胞(すなわち、癌細胞)のサンプルであるのが好ましい。アポトーシスレベルの変化(すなわち、促進または低下)を検出するための方法は本明細書に記載されている。
【0033】
標的遺伝子(例えば、IAP)の「発現を阻害する」核酸塩基オリゴマーとは、標的mRNA、またはこのようなmRNAによりコードされるタンパク質の量を、未処理の対照と比較して、少なくとも約5%、より望ましくは少なくとも約10%、25%、または50%にまで低下させるものを意味する。mRNAレベルおよびタンパク質レベルの双方を測定するための方法は当技術分野で周知であり、方法の例は本明細書に記載されている。
【0034】
「ハイブリダイゼーション」とは水素結合を意味し、相補的な核酸塩基間のワトソン−クリック、フーグスティーン、または逆フーグスティーン水素結合でありうる。例えば、アデニンおよびチミンは、水素結合の形成によって対となる相補的な核酸塩基である。
【0035】
「増殖性疾患」とは、不適切に高レベルの細胞分裂、不適切に低レベルのアポトーシス、もしくは双方により引き起こされる、またはそれらの結果として生じる疾患を意味する。例えば、癌は増殖性疾患の例である。癌の例としては、限定されるものではないが、白血病(例えば、急性白血病、急性リンパ性白血病、急性骨髄性白血病、急性骨髄芽球性白血病、急性前骨髄球性白血病、急性骨髄単球性白血病、急性単球性白血病、急性赤白血病、慢性白血病、慢性骨髄性白血病、慢性リンパ性白血病)、真性赤血球増加症、リンパ腫(ホジキン病、非ホジキン病)、ヴァルデンストレームマクログロブリン血症、重鎖病、ならびに肉腫および癌腫などの固形腫瘍(例えば、線維肉腫、粘液肉腫、脂肪肉腫、軟骨肉腫、骨原性肉腫、脊索腫、血管肉腫、内皮肉腫、リンパ管肉腫、リンパ管内皮肉腫、滑膜腫、中皮腫、ユーイング腫瘍、平滑筋肉腫、横紋筋肉腫、大腸癌、膵臓癌、乳癌、卵巣癌、前立腺癌、扁平上皮癌、基底細胞癌、腺癌、汗腺癌、皮脂腺癌、乳頭癌、乳頭腺癌、嚢胞腺癌、髄様癌、気管支原性癌、腎細胞癌、肝細胞腫、胆管癌、絨毛癌、精上皮腫、胎生期癌、ウィルムス腫瘍、子宮頚癌、子宮癌、精巣癌、肺癌、小細胞肺癌、膀胱癌、上皮癌、神経膠腫、星状細胞腫、髄芽細胞腫、頭蓋咽頭腫、上衣細胞腫、上衣細胞腫、松果体腫、血管芽腫、聴神経腫、乏突起神経膠腫、シュワン細胞腫、髄膜腫、黒色腫、神経芽細胞腫、または網膜芽細胞腫)が挙げられる。リンパ球増殖性疾患もまた増殖性疾患であるとみなされる。
【0036】
本発明の方法において用いられる核酸塩基オリゴマーは、通常には十分なアポトーシスを起こさない細胞中に存在する場合、アポトーシスを促進することおよび/またはIAP mRNAもしくはタンパク質レベルを低下することができるのが好ましい。対照と比較して、増加は少なくとも10%であるのが好ましく、25%がより好ましく、また、1倍またはそれ以上であるのが最も好ましい。本発明の方法で用いられる核酸塩基オリゴマーは約8〜30個の核酸塩基を含むのが望ましい。ある実施形態では、少なくとも8個の連続した核酸塩基は、配列番号1〜99、143、147、151、163〜260、287、289、300〜490からなるから選択される配列からなる。また、本発明の核酸塩基オリゴマーは、例えば、IAPポリペプチドをコードするポリヌクレオチドと相補的であるさらなる20、40、60、85、120個またはそれ以上の連続した核酸塩基を含み得る。核酸塩基オリゴマー(またはそのタンパク質)は修飾された骨格を含み得る。ホスホロチオエート、ホスホロジチオエートおよび他の修飾された骨格が当技術分野で公知である。また、核酸塩基オリゴマーは、1またはそれ以上の非天然結合を含み得る。
【0037】
「患者」とは、任意の動物を意味する(例えば、ヒト)。本発明の方法、組成物、およびキットを用いて処置できる非ヒト患者としては、ウマ、イヌ、ネコ、ブタ、ヤギ、ウサギ、ハムスター、サル、モルモット、ラット、マウス、トカゲ、ヘビ、ヒツジ、ウシ、魚および鳥類が挙げられる。
【0038】
「化学療法薬」とは、癌細胞を死滅させるまたはそれらの増殖を遅らせるために用いる薬剤を意味する。したがって、細胞傷害性薬と細胞増殖抑制剤の双方が化学療法薬であるとみなされる。化学療法薬の例は、タキサン類(例えば、パクリタキセル、ドキセタキセル、RPR109881A、SB−T−1213、SB−T−1250、SB−T−101187、BMS−275183、BRT 216、DJ−927、MAC−321、IDN5109、およびIDN5390)、ビンカアルカロイド類(例えば、ビンクリスチン、ビンブラスチン、ビンデシン、ビンフルニン、ビノレルビン、およびヒドロビンブラスチン)、ドラスタチン類(ドラスタチン−10、ドラスタチン−15、ILX651、TZT−1027、シンプロスタチン1、シンプロスタチン3、およびLU103793)、クリプトフィシン類(例えば、クリプトフィシン1およびクリプトフィシン52)、エポチロン類(例えば、エポチロンA、エポチロンB、デオキシエポチロンB、およびエポチロンBラクタム)、エレウテロビン、ディスコデルモリド、2−エピ−ディスコデルモリド、2−デス−メチルディスコデルモリド、5−ヒドロキシメチルディスコデルモリド、19−デス−アミノカルボニルディスコデルモリド、9(13)−シクロディスコデルモリド、またはラウリマリドである。その他は下記表1に記載されている。
【0039】
「生物学的応答修飾薬」とは、疾病と闘う免疫系の能力を刺激するまたは回復させる薬剤を意味する。すべてではないがいくつかの生物学的応答修飾薬は、癌細胞の増殖を遅らせることができ、したがって化学療法剤であるともみなされる。生物学的応答修飾薬の例は、インターフェロン(α、β、γ)、インターロイキン−2、リツキシマブ、およびトラスツズマブである。
【0040】
「化学的感作剤」とは、腫瘍細胞の感受性を化学療法の効果に対してより高くさせる薬剤を意味する。
【0041】
「リンパ球増殖性疾患」とは、リンパ系の細胞(例えば、T細胞およびB細胞)の異常な増殖がある疾患を意味する。
【0042】
「リボザイム」とは、標的RNA分子に対して部位特異性および切断能力を有する、酵素活性をもつRNAを意味する。リボザイムを用いて、ポリペプチドの発現を減少させることができる。リボザイムを用いてポリペプチド発現を減少させるための方法は、例えば、Turnerら(Adv. Exp. Med. Biol. 465:303−318, 2000)およびNorrisら(Adv. Exp. Med. Biol. 465:293−301, 2000)に記載されている。
【0043】
「レポーター遺伝子」とは、発現がアッセイされうるポリペプチドをコードする遺伝子を意味する。このようなポリペプチドとしては、限定されるものではないが、グルクロニダーゼ(GUS)、ルシフェラーゼ、クロラムフェニコールトランスアセチラーゼ(CAT)およびβガラクトシダーゼが挙げられる。
【0044】
「プロモーター」とは、転写を指示するために十分なポリヌクレオチドを意味する。
【0045】
「作動可能なように連結された」とは、適切な分子(例えば、転写アクチベータータンパク質)が第二ポリヌクレオチドに結合している場合に、第一ポリヌクレオチドが、第一ポリヌクレオチドの転写を指示する第二ポリヌクレオチドに隣接して位置していることを意味する。
【0046】
本発明の他の特徴および利点は、その好ましい実施形態の以下の説明および請求項から明らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【0047】
本発明は、本発明の核酸塩基オリゴマーを化学療法薬、例えば細胞傷害性薬、細胞増殖抑制剤、または生物学的応答修飾薬と組み合わせて投与することによる、細胞においてアポトーシスを促進するための方法を特徴とする。この2つの薬剤は同時にまたは互いに28日以内に投与するのが望ましい。特定の実施形態では、化学療法薬は、微小管を崩壊させるかまたは安定させるものである。化学療法薬は、例えば、タキサンまたはビンカアルカロイドであってよい。必要に応じて、化学的感作剤(すなわち、増殖性細胞の化学療法に対する感受性をより高くする薬剤)を投与してもよい。また、前記薬剤の任意の組合せを用いて医薬組成物を形成してもよい。これらの医薬組成物は、増殖性疾患、例えば癌またはリンパ球増殖性疾患、あるいは増殖性疾患の症状を治療するために用いてよい。また、本発明の核酸塩基オリゴマー/化学療法薬の組合せを、癌または他の増殖性疾患の治療のために放射線療法と組み合わせて用いてもよい。
【0048】
癌細胞におけるアポトーシスの活性化は、従来の化学療法または放射線療法に対する患者の応答を改善するための、新規であり、かつ有用である可能性の高いアプローチを提供する。XIAPは、カスパーゼを直接阻害する能力およびアポトーシスを抑制する能力という点に関して、IAP遺伝子ファミリーの中で最も強力なメンバーである。発明者らは、アンチセンス(AS)オリゴヌクレオチドによる、in vitroおよびin vivoでのヒト非小細胞肺癌(NCI−H460)の増殖に対するXIAPダウンレギュレーションの効果を調べた。培養H460ヒト肺癌細胞において、オリゴヌクレオチドG4 ASが、最も強力な化合物であると確認された。これは、リアルタイムRT−PCRおよびウエスタンブロット法によりそれぞれ測定すると、XIAP mRNAを55%、タンパク質レベルを60%まで効果的にダウンレギュレートし、濃度1.2μMで60%細胞死を誘導した。対照的に、スクランブル対照G4オリゴヌクレオチドは、僅かなXIAP減少および10%未満の細胞死をもたらした。G4 ASでの処理は、プロ−カスパーゼ−3およびPARPタンパク質の分解により明らかなように、濃度1.2μMで有意な核DNA凝縮および断片化を伴ってアポトーシスを誘導した。さらに、XIAP ASオリゴヌクレオチドはH460細胞をドキソルビシン、タキソール、ビノレルビン、およびエトポシドの細胞傷害効果に感作させた。動物モデルでは、発明者らはG4 ASが15mg/kgで、全身への腹腔内投与によりSCID/RAG2−免疫不全マウスの異種移植モデルにおけるヒトH460腫瘍に対し有意な配列特異的増殖阻害効果を生じたことを実証した。全身へのAS ODNの投与は、腫瘍異種移植片におけるXIAPタンパク質の85%ダウンレギュレーションに関連した。15mg/kg G4 ASと5mg/kgビノレルビンとの組合せは、いずれかの薬剤単独よりも腫瘍増殖を有意に阻害した。これらの研究は、XIAPのダウンレギュレーションが、肺癌細胞における有力な死のシグナルであり、in vitroでアポトーシスを誘導する、ならびにin vivoで腫瘍増殖を阻害することができることを示している。これらの研究は、IAPがヒト非小細胞肺癌、ならびに他の固形腫瘍における癌治療に適した標的であるとの論点を裏付ける。
【0049】
(治療)
治療は、癌治療が正常に行われる場所:自宅、医院、診療所、病院の外来患者部門、または病院であればどこでも提供できる。一般に、治療は、医師が治療の効果を綿密に観察し、必要な調整を行うことができるように病院で始まる。治療期間は、治療される癌の種類、患者の年齢および症状、患者の疾病のステージおよび種類、ならびに患者の身体が治療に対してどのように応答するかによって決まる。薬剤投与は、異なる間隔(例えば、毎日、週1回、または月1回)で実施されうる。治療は、患者の身体が健康な新しい細胞を構築し、かつ体力を回復する機会を持てるよう、休止期間を含む断続的な周期で与えてもよい。
【0050】
治療は、癌の種類およびその進行のステージに応じて、癌の拡散を遅らせるため、癌の増殖を遅らせるため、最初の腫瘍から身体の他の部分へ広がる可能性のある癌細胞を死滅させるかまたは停止させるため、癌により引き起こされる症状を軽減するため、または最初から癌を予防するために用いることができる。
【0051】
本明細書において、「癌」または「新生物」または「新生細胞」とは、異常な方法で増殖した細胞の集合を意味する。癌増殖は制御不能であり、かつ進行性であって、通常であれば誘発されないか、または正常細胞の増殖の休止が引き起こされる条件下で生じる。
【0052】
従来の製薬手法を用いて、適した製剤または組成物を形成し、化合物を過剰な細胞増殖により引き起こされる疾病を患う患者へ投与できる。投与は患者が症状を示す前に始めてもよい。適切であればどの投与経路を用いてもよい。例えば、投与は非経口、静脈内、動脈内、皮下、腫瘍内、筋肉内、頭蓋内、眼窩内、眼内、脳室内、肝内、関節内、くも膜下腔内、大槽内、腹腔内、鼻腔内、エアゾル、坐剤、または経口投与であってよい。例えば、治療用製剤は液体溶液または懸濁液の形であってよく、経口投与には製剤は錠剤またはカプセル剤の形であってよく、鼻腔内投与には製剤は粉剤、点鼻剤、またはエアロゾルの形であってよい。
【0053】
当技術分野で周知の製剤を製造するための方法は、例えば、“Remington:The Science and Practice of Pharmacy”Ed. A. R. Gennaro, Lippincourt Williams & Wilkins, Philadelphia, PA, 2000に見出される。非経口投与のための製剤は、例えば、賦形剤、滅菌水、または生理食塩水、ポリエチレングリコールなどのポリアルキレングリコール類、植物起源の油、または水素化ナフタレンを含みうる。生体適合性、生分解性ラクチドポリマー、ラクチド/グリコリド、またはポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン共重合体を用いて、化合物の放出を制御してもよい。他の有用である可能性の高い、IAP調節化合物の非経口送達系としては、エチレン−酢酸ビニル共重合体粒子、浸透圧ポンプ、埋め込み可能な注入系、およびリポソームが挙げられる。吸入のための製剤には、賦形剤、例えばラクトースを含んでもよく、または、例えばポリオキシエチレン−9−ラウリルエーテル、グリココール酸塩、およびデオキシコール酸塩を含む水溶液であってもよく、または、点鼻薬の形態をとった、またはゲルとしての投与のための油性溶液であってよい。
【0054】
製剤は、疾病または症状のための治療を提供するために治療上有効な量で(例えば、病状を予防する、取り除く、または減少させる量)ヒト患者へ投与することができる。本発明の核酸塩基オリゴマーの好ましい用量は、疾患の種類および程度、特定の患者の全体的な健康状態、化合物賦形剤の製剤、およびその投与経路などの変数に依存する可能性がある。
【0055】
前記のように、必要に応じて、本発明の核酸塩基オリゴマーでの治療は、増殖性疾患の治療のための治療法(例えば、放射線療法、外科手術、または化学療法)と組み合わせてもよい。
【0056】
前記の適用方法のいずれについても、本発明の核酸塩基オリゴマーは、静脈内投与されるか、または必要とされるアポトーシス事象の部位へ(例えば、注射によって)適用されるのが望ましい。
【0057】
(オリゴヌクレオチドおよび他の核酸塩基オリゴマー)
少なくとも2種類のオリゴヌクレオチド:ホスホジエステル(PO)またはホスホロチオエート(PS)結合を有するポリデオキシヌクレオチドが、リボヌクレアーゼHによるRNAの切断を誘導する。2’−OMe−RNA配列はRNA標的に対して高親和性を示すが、これらの配列はリボヌクレアーゼHの基質ではない。望ましいオリゴヌクレオチドは、いくつかまたは全てのヌクレオチド間結合がヌクレアーゼ耐性のためにホスホロチオエートへと修飾されたオリゴデオキシヌクレオチドギャップを含む2’−修飾オリゴヌクレオチドに基づくものである。メチルホスホネート修飾の存在は、その標的RNAに対するオリゴヌクレオチドの親和性を高め、従ってIC50を低下させる。また、この修飾は修飾されたオリゴヌクレオチドのヌクレアーゼ耐性を増加させる。当然のことながら、本発明の方法および試薬は、共有結合で閉じられた多重アンチセンス(CMAS)オリゴヌクレオチド(Moonら、Biochem J. 346:295−303, 2000、国際公開第00/61595号)、リボン型アンチセンス(RiAS)オリゴヌクレオチド(Moonら、J. Biol. Chem. 275:4647−4653, 2000、国際公開第00/61595号)、および大環状アンチセンスオリゴヌクレオチド(米国特許出願公開第2002/0168631号)をはじめとする、開発されうる任意の技術と共に使用できる。
【0058】
当技術分野で公知の通り、ヌクレオシドは核酸塩基と糖の組合せである。ヌクレオシドの塩基部分は、通常、複素環塩基である。このような複素環塩基の最も一般的な2つの種類は、プリンおよびピリミジンである。ヌクレオチドは、ヌクレオシドの糖部分と共有結合したリン酸基をさらに含むヌクレオシドである。ペントフラノシル糖を含むこれらのヌクレオシドに対し、リン酸基は糖の2’、3’または5’ヒドロキシル部分のいずれかと結合できる。オリゴヌクレオチド形成の際、リン酸基は、隣接するヌクレオシドと互いに共有結合して直鎖状高分子化合物を形成する。今度は、この直鎖状高分子構造の個々の末端をさらに結合して環状構造を形成することができる。一般に、開いた直鎖構造が好ましい。オリゴヌクレオチド構造内で、リン酸基は一般にオリゴヌクレオチドの骨格を形成すると言われている。通常の結合またはRNAおよびDNAの骨格は、3’〜5’ホスホジエステル結合である。
【0059】
本発明で有用な好ましい核酸塩基オリゴマーの特定の例としては、修飾された骨格または非天然インターヌクレオシド結合を含むオリゴヌクレオチである。本明細書中に定義されるように、修飾された骨格を有する核酸塩基オリゴマーとしては、骨格にリン原子を保持するもの、および骨格にリン原子を有さないものが挙げられる。本明細書の目的のためには、そのインターヌクレオシド骨格にリン原子をもたない修飾されたオリゴヌクレオチドも核酸塩基オリゴマーであるとみなされる。
【0060】
修飾されたオリゴヌクレオチド骨格を有する核酸塩基オリゴマーとしては、例えば、ホスホロチオエート、キラルホスホロチオエート、ホスホロジチオエート、ホスホトリエステル、アミノアルキル−ホスホトリエステル、3’−アルキレンホスホネートおよびキラルホスホネートをはじめとするメチルおよび他のアルキルホスホネート、ホスフィン酸塩、3’−アミノホスホルアミダートおよびアミノアルキルホスホルアミダートをはじめとするホスホルアミダート、チオノホスホルアミダート、チオノアルキルホスホネート、チオノアルキルホスホトリエステル、および正常な3’−5’結合、これらの2’−5’結合類似体を有するボラノホスフェート、ならびにヌクレオシドユニットの隣接する対が3’−5’を5’−3’へ、または2’−5’を5’−2’へ連結されている、逆の極性を有するものが挙げられる。また、多様な塩、混合塩および遊離酸型も含まれる。前記リン含有結合の製造を教示する代表的な米国特許としては、限定されるものではないが、米国特許第3,687,808号、同4,469,863号、同4,476,301号、同5,023,243号、同5,177,196号、同5,188,897号、同5,264,423号、同5,276,019号、同5,278,302号、同5,286,717号、同5,321,131号、同5,399,676号、同5,405,939号、同5,453,496号、同5,455,233号、同5,466,677号、同5,476,925号、同5,519,126号、同5,536,821号、同5,541,306号、同5,550,111号、同5,563,253号、同5,571,799号、同5,587,361号、および同5,625,050号が挙げられ、その各々は参照により本明細書に組み入れられる。
【0061】
その中にリン原子を含まない、修飾されたオリゴヌクレオチド骨格を有する核酸塩基オリゴマーは、短鎖アルキルまたはシクロアルキルインターヌクレオシド結合、混合へテロ原子およびアルキルまたはシクロアルキルインターヌクレオシド結合、あるいは1またはそれ以上の短鎖ヘテロ原子のまたは複素環のインターヌクレオシド結合により形成される骨格を有する。これらには、モルホリノ結合(ヌクレオシドの糖部分から部分的に形成される)、シロキサン骨格、 スルフィド、スルホキシドおよびスルホン骨格、ホルムアセチルおよびチオホルムアセチル骨格、メチレンホルムアセチルおよびチオホルムアセチル骨格、アルケン含有骨格、スルファミン酸骨格、メチレンイミノおよびメチレンヒドラジノ骨格、スルホネートおよびスルホンアミド骨格、アミド骨格をもつもの、ならびに他の混合N、O、SおよびCH構成成分をもつものが挙げられる。前記オリゴヌクレオチドの製造を教示する代表的な米国特許としては、米国特許第5,034,506号、同5,166,315号、同5,185,444号、同5,214,134号、同5,216,141号、同5,235,033号、同5,264,562号、同5,264,564号、同5,405,938号、同5,434,257号、同5,466,677号、同5,470,967号、同5,489,677号、同5,521,063号、同5,506,337号、同5,541,307号、同5,561,225号、同5,596,086号、同5,602,240号、同5,610,289号、同5,602,240号、同5,608,046号、同5,610,289号、同5,618,704号、同5,623,070号、同5,663,312号、同5,633,360号、同5,677,437号、同5,677,439号、同5,698,685号、および同6,365,577号が挙げられ、その各々は参照により本明細書に組み入れられる。
【0062】
他の核酸塩基オリゴマーでは、糖とインターヌクレオシド結合の双方、すなわち骨格が新規な基と置き換えられる。核酸塩基ユニットは、IAPとのハイブリダイゼーションのために維持される。このような核酸塩基オリゴマーの一つは、ペプチド核酸(PNA)と呼ばれている。PNA化合物において、オリゴヌクレオチドの糖骨格はアミドを含む骨格、特にアミノエチルグリシン骨格で置換されている。核酸塩基は保持され、直接または間接的に骨格のアミド部分のアザ窒素原子と結合している。これらの核酸塩基オリゴマーを作成するため、および使用するための方法は、例えば、“Peptide Nucleic Acids:Protocols and Applications” Ed. P. E. Nielsen, Horizon Press, Norfolk, United Kingdom, 1999中に記載されている。PNAの製造を教示する代表的な米国特許としては、限定されるものではないが、米国特許第5,539,082号、同5,714,331号、および同5,719,262号が挙げられ、その各々は参照により本明細書に組み入れられる。PNA化合物のさらなる教示は、Nielsenら、Science, 1991,254, 1497−1500に見出すことができる。
【0063】
本発明の特定の実施形態では、核酸塩基オリゴマーは、ホスホロチオエート骨格およびヘテロ原子骨格を有するヌクレオシド、ならびに特に−CH−NH−O−CH−、−CH−N(CH)−O−CH−(メチレン(メチルイミノ)またはMMI骨格として公知)、−CH−O−N(CH)−CH−、−CH−N(CH)−N(CH)−CH−、および−O−N(CH)−CH−CH−、を有する。他の実施形態では、オリゴヌクレオチドは、米国特許第5,034,506号に記載されているモルホリノ骨格構造を有する。
【0064】
また、核酸塩基オリゴマーは、1またはそれ以上の置換された糖部分を含みうる。核酸塩基オリゴマーは、2’位において以下のうちの一つを含む:OH、F、O−、S−、またはN−アルキル、O−、S−,またはN−アルケニル、O−、S−またはN−アルキニル、あるいはO−アルキル−O−アルキル、上式中、アルキル、アルケニル、およびアルキニルは、置換もしくは非置換C〜C10アルキルまたはC〜C10アルケニルおよびアルキニルであり得る。特に好ましいものは、O[(CHO]CH、O(CHOCH、O(CHNH、O(CHCH、O(CHONH、およびO(CHON[(CHCH]]であり、nおよびmは1〜約10である。他の好ましい核酸塩基オリゴマーとしては、2’位において以下のうちの一つを含むものが挙げられる:C〜C10低級アルキル、置換低級アルキル、アルカリル(alkaryl)、アラルキル、O−アルカリル、もしくはO−アラルキル、SH、SCH、OCN、Cl、Br、CN、CF、OCF、SOCH、SOCH、ONO、NO、NH、ヘテロシクロアルキル、ヘテロシクロアルカリル、アミノアルキルアミノ、ポリアルキルアミノ、置換シリル、RNA切断群、リポーター群、干渉物質、核酸塩基オリゴマーの薬物動態特性を改善するための群、または核酸塩基オリゴマーの薬力学的特性を改善するための群、および類似の特性を有する他の置換基。好ましい修飾は、2’−O−メチルおよび2’−メトキシエトキシ(2’−O−CHCHOCH、2’−O−(2−メトキシエチルとしても公知)または2’−MOE)である。別の望ましい修飾は、2’−DMAOEとしても公知の2’−ジメチルアミノオキシエトキシ(すなわち、O(CHON(CH)である。他の修飾としては、2’−アミノプロポキシ(2’−OCHCHCHNH)および2’−フルオロ(2’−F)である。また、類似の修飾が、オリゴヌクレオチドまたは他の核酸塩基オリゴマーでの他の位置、特に3’末端ヌクレオチド上のまたは2’−5’結合オリゴヌクレオチド中の糖の3’位ならびに5’末端ヌクレオチドの5’位でなされうる。また、核酸塩基オリゴマーは、ペントフラノシル糖の代わりにシクロブチル部分などの糖模倣体を有し得る。このような修飾された糖構造の製造を教示する代表的な米国特許としては、限定されるものではないが、米国特許第4,981,957号、同5,118,800号、同5,319,080号、同5,359,044号、同5,393,878号、同5,446,137号、同5,466,786号、同5,514,785号、同5,519,134号、同5,567,811号、同5,576,427号、同5,591,722号、同5,597,909号、同5,610,300号、同5,627,053号、同5,639,873号、同5,646,265号、同5,658,873号、同5,670,633号、および同5,700,920号が挙げられ、その各々は参照によりその全文が本明細書に組み入れられる。
【0065】
また、核酸塩基オリゴマーは、核酸塩基の修飾または置換を含む。本明細書において、「修飾されていない」または「天然の」核酸塩基としては、プリン塩基アデニン(A)およびグアニン(G)、ならびにピリミジン塩基チミン(T)、シトシン(C)およびウラシル(U)が挙げられる。修飾された核酸塩基としては、他の合成および天然核酸塩基、例えば5−メチルシトシン(5−me−C)、5−ヒドロキシメチルシトシン、キサンチン、ヒポキサンチン、2−アミノアデニン、6−メチルならびに他のアデニンおよびグアニンのアルキル誘導体、2−プロピルならびに他のアデニンおよびグアニンのアルキル誘導体、2−チオウラシル、2−チオチミンおよび2−チオシトシン、5−ハロウラシルおよびシトシン、5−プロピニルウラシルおよびシトシン、6−アゾウラシル、シトシンおよびチミン、5−ウラシル(シュードウラシル)、4−チオウラシル、8−ハロ、8−アミノ、8−チオール、8−チオアルキル、8−ヒドロキシルならびに他の8−置換アデニンおよびグアニン、5−ハロ(例えば、5−ブロモ)、5−トリフルオロメチルおよび他の5−置換ウラシルおよびシトシン、7−メチルグアニンおよび7−メチルアデニン、8−アザグアニンおよび8−アザアデニン、7−デアザグアニンおよび7−デアザアデニン、ならびに3−デアザグアニンおよび3−デアザアデニンが挙げられる。さらなる核酸塩基としては、米国特許第3,687,808号に開示されているもの、The Concise Encyclopedia Of Polymer Science And Engineering, pp. 858−859, Kroschwitz, J. 1., Ed., John Wiley & Sons, 1990に開示されているもの、Englischら、Angewandte Chemie, International Edition, 1991, 30, 613に開示されているもの、およびSanghvi, Y. S., Chapter 15, Antisense Research and Applications, pp. 289−302, Crooke, S. T. and Lebleu, B., Ed., CRC Press, 1993に開示されているものが挙げられる。これらの核酸塩基の一部は、本発明のアンチセンスオリゴヌクレオチドの結合親和性を高めるために特に有用である。これらには、5−置換ピリミジン、6−アザピリミジン、ならびにN−2、N−6およびO−6置換プリン、例えば2−アミノプロピルアデニン、5−プロピニルウラシルおよび5−プロピニルシトシンが挙げられる。5−メチルシトシン置換は、核酸二重鎖の安定性を0.6〜1.2℃高めることが示されており(Sanghvi, Y. S., Crooke, S. T. and Lebleu, B., eds., Antisense Research and Applications, CRC Press, Boca Raton, 1993, pp. 276−278)、塩基の置換に望ましく、特に、2'−O−メトキシエチルまたは2'−O−メチル等修飾と組み合わせた場合にさらに望ましい。前記の修飾された核酸塩基の一部ならびに他の修飾された核酸塩基の製造を教示する代表的な米国特許としては、米国特許第4,845,205号、同5,130,302号、同5,134,066号、同5,175,273号、同5,367,066号、同5,432,272号、同5,457,187号、同5,459,255号、同5,484,908号、同5,502,177号、同5,525,711号、同5,552,540号、同5,587,469号、同5,594,121号、5,596,091号、同5,614,617号、同5,681,941号、および同5,750,692号が挙げられ、その各々は参照により本明細書に組み入れられる。
【0066】
本発明の核酸塩基オリゴマーの別の修飾は、核酸塩基オリゴマーと、オリゴヌクレオチドの活性、細胞分布、または細胞取り込みを増強する1またはそれ以上の部分または複合体との化学結合を含む。このような部分としては、限定されるものではないが、脂質部分、例えばコレステロール部分(Letsingerら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 86:6553−6556, 1989)、コール酸(Manoharanら、Bioorg. Med. Chem. Let, 4:1053−1060, 1994)、チオエーテル、例えば、ヘキシル−S−トリチルチオール(Manoharanら、Ann. N. Y. Acad. Sci., 660:306−309, 1992、Manoharanら、Bioorg. Med. Chem. Let., 3: 2765−2770, 1993)、チオコレステロール(Oberhauserら、Nucl. Acids Res., 20:533−538: 1992)、脂肪鎖、例えば、ドデカンジオールまたはウンデシル残基(Saison−Behmoarasら、EMBO J., 10:1111−1118, 1991、Kabanovら、FEBS Lett., 259:327−330, 1990、Svinarchukら、 Biochimie, 75:49−54, 1993)、リン脂質、例えば、ジ−ヘキサデシル−rac−グリセロールまたはトリエチルアンモニウム1,2−ジ−O−ヘキサデシル−rac−グリセロ−3−H−ホスホネート(Manoharanら、Tetrahedron Lett., 36:3651−3654, 1995、Sheaら、Nucl. Acids Res., 18:3777−3783, 1990)、ポリアミンもしくはポリエチレングリコール鎖(Manoharanら、Nucleosides & Nucleotides, 14:969−973, 1995)、またはアダマンタン酢酸(Manoharanら、Tetrahedron Lett., 36:3651−3654, 1995)、パルミチル部分(Mishraら、Biochim. Biophys. Acta, 1264:229−237, 1995)、またはオクタデシルアミンもしくはヘキシルアミノ−カルボニル−オキシコレステロール部分(Crookeら、J. Pharmacol. Exp. Ther., 277:923−937, 1996)を含む。そのような核酸塩基オリゴマー複合体の製造を開示する代表的な米国特許は、米国特許第4,587,044号、同4,605,735号、同4,667,025号、同4,762,779号、同4,789,737号、同4,824,941号、同4,828,979号、同4,835,263号、同4,876,335号、同4,904,582号、同4,948,882号、同4,958,013号、同5,082,830号、同5,109,124号、同5,112,963号、同5,118,802号、同5,138,045号、同5,214,136号、同5,218,105号、同5,245,022号、同5,254,469号、同5,258,506号、同5,262,536号、同5,272,250号、同5,292,873号、同5,317,098号、同5,371,241号、同5,391,723号、同5,414,077号、同5,416,203号、同5,451,463号、同5,486,603号、同5,510,475号、同5,512,439号、同5,512,667号、同5,514,785号、同5,525,465号、同5,541,313号、同5,545,730号、同5,552,538号、同5,565,552号、同5,567,810号、同5,574,142号、同5,578,717号、同5,578,718号、同5,580,731号、同5,585,481号、同5,587,371号、同5,591,584号、同5,595,726号、同5,597,696号、同5,599,923号、同5,599,928号、同5,608,046号、および同5,688,941号であり、その各々は参照により本明細書に組み入れられる。
【0067】
また、本発明は、キメラ化合物である核酸塩基オリゴマーを含む。「キメラの」核酸塩基オリゴマーは、核酸塩基オリゴマー、特にオリゴヌクレオチドであり、各々が少なくとも1つのモノマー単位、すなわちオリゴヌクレオチドの場合にはヌクレオチドで構成されている2またはそれ以上の化学的に別個の領域を含む。これらの核酸塩基オリゴマーは、一般に、核酸塩基オリゴマーを修飾して、核酸塩基オリゴマーにヌクレアーゼ分解に対する耐性の増大、細胞取り込みの増加、および/または標的核酸に対する結合親和性の向上を付与した、少なくとも1つの領域を含む。核酸塩基オリゴマーのさらなる領域は、RNA:DNAまたはRNA:RNAハイブリッドを切断することのできる酵素の基質としての役割を果たしうる。例として、リボヌクレアーゼHは、細胞のエンドヌクレアーゼであり、RNA:DNA二重鎖のRNA鎖を切断する。したがって、リボヌクレアーゼHの活性化は、RNA標的の切断をもたらし、それにより核酸塩基オリゴマーの遺伝子発現阻害効率を大いに増強する。したがって、同じ標的領域へハイブリダイズするホスホロチオエートデオキシオリゴヌクレオチドと比較して、キメラ核酸塩基オリゴマーを用いる場合には、短い核酸塩基オリゴマーで匹敵する結果を得られることが多い。
【0068】
本発明のキメラ核酸塩基オリゴマーは、前記のように、2またはそれ以上の核酸塩基オリゴマーからなる複合構造として形成され得る。このような核酸塩基オリゴマーは、オリゴヌクレオチドであれば、当技術分野でハイブリッドまたはギャップマーとも呼ばれている。このようなハイブリッド構造の製造を教示する代表的な米国特許は、米国特許第5,013,830号、同5,149,797号、同5,220,007号、同5,256,775号、同5,366,878号、同5,403,711号、同5,491,133号、同5,565,350号、同5,623,065号、同5,652,355号、同5,652,356号および同5,700,922号であり、その各々は参照によりその全文が本明細書に組み入れられる。
【0069】
本発明に従って用いられる核酸塩基オリゴマーは、周知の固相合成技術によって便宜にかつ日常的に作出できる。このような合成のための装置は、例えば、アプライド・バイオシステムズ(フォスターシティ、CA)をはじめとするいくつかの業者により販売されている。このような合成のための当技術分野で公知の他の手段を、付加的に、または代わりに用いてもよい。オリゴヌクレオチド、例えばホスホロチオエートおよびアルキル化誘導体を製造するために類似の技術を用いることはよく知られている。
【0070】
また、本発明の核酸塩基オリゴマーは、取り込み、分布および/または吸収を補助するために、他の分子、分子構造または化合物の混合物、例として、リポソーム、受容体標的化分子、経口製剤、直腸製剤、局所用製剤または他の製剤と混合しても、カプセル化しても、コンジュゲートしても、またあるいは会合してもよい。このような取り込み、分布および/または吸収を補助する製剤の製造を教示する代表的な米国特許は、米国特許第5,108,921号、同5,354,844号、同5,416,016号、同5,459,127号、同5,521,291号、同5,543,158号、同5,547,932号、同5,583,020号、同5,591,721号、同4,426,330号、同4,534,899号、同5,013,556号、同5,108,921号、同5,213,804号、同5,227,170号、同5,264,221号、同5,356,633号、同5,395,619号、同5,416,016号、同5,417,978号、同5,462,854号、同5,469,854号、同5,512,295号、同5,527,528号、同5,534,259号、同5,543,152号、同5,556,948号、同5,580,575号および同5,595,756号であり、その各々は参照により本明細書に組み入れられる。
【0071】
本発明の核酸塩基オリゴマーは、任意の製薬上許容される塩、エステル、またはそのようなエステルの塩、あるいは、患者への投与において、生物活性のある代謝物またはその残留物を(直接または間接的に)与えることのできる任意の他の化合物を抱合する。従って、例えば、本開示は、本発明の化合物のプロドラッグおよび製薬上許容される塩、そのようなプロドラッグの製薬上許容される塩、ならびに他の生物学的同等物にも引用される。
【0072】
「プロドラッグ」とは、内在酵素または他の化学物質および/または状態の作用により、身体またはその細胞内で活性型(すなわち、薬剤)へと変換される不活性型に調剤される治療薬を表す。特に、本発明のオリゴヌクレオチドのプロドラッグバージョンは、国際公開第93/24510号または第94/26764号に開示されている方法に従って、SATE[(S−アセチル−2−チオエチル)ホスフェート]誘導体として製造できる。
【0073】
「製薬上許容される塩」とは、親化合物の所望の生物活性を保持し、かつ望ましくない毒性作用をそれに与えない塩をいう。製薬上許容される塩基付加塩は、金属またはアミン、例えばアルカリおよびアルカリ土類金属または有機アミンで形成される。陽イオンとして用いられる金属の例は、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウムなどである。適したアミンの例は、N,N’−ジベンジルエチレンジアミン、クロロプロカイン、コリン、ジエタノールアミン、ジシクロヘキシルアミン、エチレンジアミン、N−メチルグルカミン、およびプロカインである(例えば、Bergeら、J. Pharma Sci., 66:1−19, 1977参照)。酸性化合物の塩基付加塩は、従来の方法で塩を生成するために遊離酸型を十分な量の所望の塩基と接触させることにより製造される。遊離酸型は、従来の方法で塩型を酸と接触させ、遊離酸を単離することによりを再生成できる。遊離酸型は、ある種の物理的特性、例えば極性溶媒中の溶解度において、それらの個々の塩型とは若干異なるが、その他の点では塩は本発明の目的のためのそれらの個々の遊離酸と同等である。本明細書において、「製薬上の付加塩」とは、本発明の組成物の成分の中の1つの酸型の製薬上許容される塩を含む。これらには、アミンの有機または無機酸塩が含まれる。好ましい酸塩は、塩酸塩、酢酸塩、サリチル酸塩、硝酸塩およびリン酸塩である。他の適した製薬上許容される塩は、当業者に周知であり、種々の無機酸および有機酸の塩基性塩、例えば、無機酸については、例えば塩酸、臭化水素酸、硫酸またはリン酸、有機酸については、カルボン酸、スルホン酸、スルホもしくはホスホ酸またはN−置換スルファミン酸、例えば酢酸、プロピオン酸、グリコール酸、コハク酸、マレイン酸、ヒドロキシマレイン酸、メチルマレイン酸、フマル酸、リンゴ酸、酒石酸、乳酸、シュウ酸、グルコン酸、グルカル酸、グルクロン酸、クエン酸、安息香酸、桂皮酸、マンデル酸、サリチル酸、4−アミノサリチル酸、2−フェノキシ安息香酸、2−アセトキシ安息香酸、エンボン酸、ニコチン酸もしくはイソニコチン酸、ならびに、アミノ酸については、例えば天然においてタンパク質の合成に関与する20個のαアミノ酸、例えばグルタミン酸もしくはアスパラギン酸、およびまた、フェニル酢酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、2−ヒドロキシエタンスルホン酸、エタン−1,2−ジスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、4−メチルベンゼンスルホン酸、ナフタレン−2−スルホン酸、ナフタレン−1,5−ジスルホン酸、2−もしくは3−ホスホグリセリン酸、グルコース−6−リン酸、N−シクロヘキシルスルファミン酸(シクラメートの形成と共に)、あるいは他の酸の有機化合物、例えばアスコルビン酸が挙げられる。また、化合物の製薬上許容される塩も製薬上許容される陽イオンを用いて製造することができる。適した製薬上許容される陽イオンは、当業者に周知であり、アルカリ陽イオン、アルカリ土類陽イオン、アンモニウム陽イオンおよび第四級アンモニウム陽イオンが挙げられる。炭酸塩または炭素水素塩も可能である。
【0074】
オリゴヌクレオチドおよび他の核酸塩基オリゴマーに適した製薬上許容される塩としては、(i)陽イオン、例えばナトリウム、カリウム、アンモニウム、マグネシウム、カルシウム、ポリアミン類、例えばスペルミンおよびスペルミジン、その他で形成される塩、(ii)無機酸、例えば塩酸、臭化水素酸、硫酸、リン酸、硝酸その他で形成される酸付加塩、(iii)有機酸、例えば、酢酸、シュウ酸、酒石酸、コハク酸、マレイン酸、フマル酸、グルコン酸、クエン酸、リンゴ酸、アスコルビン酸、安息香酸、タンニン酸、パルミチン酸、アルギン酸、ポリグルタミン酸、ナフタレンスルホン酸、メタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、ナフタレンジスルホン酸、ポリガラクツロン酸、その他で形成される塩、ならびに(iv)元素の陰イオン、例えば塩素、臭素、およびヨウ素から形成される塩が挙げられる。
【0075】
また、本発明は、本発明の核酸塩基オリゴマーを含む医薬組成物および製剤を含む。本発明の医薬組成物は、局所的治療または全身的治療のどちらを望むかに応じて、また治療する部位に応じて多数の方法で投与されうる。投与は、局所(眼内ならびに、膣送達および直腸送達を含む粘膜を含む)肺、例えば、粉剤またはエアゾルの吸入または通気法(ネブライザーによる、気管内、鼻腔内、上皮および経皮的)、経口、もしくは非経口であってよい。非経口投与としては、静脈内、動脈内、皮下、腹腔内、または筋肉内注射もしくは注入、あるいは頭蓋内、例えば、くも膜下腔内または脳室内投与が挙げられる。
【0076】
(ロックド核酸)
ロックド核酸(LNA)は、本発明に用いることのできる核酸塩基オリゴマーである。LNAはヌクレオチド類似体のリボフラノース環の柔軟性を制限する2'−O,4'−Cメチレン架橋を含み、それを強固な二環式N型コンホメーションへと固定する。LNAは、特定のエキソヌクレアーゼおよびエンドヌクレアーゼならびに活性化リボヌクレアーゼHに対し改良された耐性を示し、ほとんどどのような核酸塩基オリゴマーにも組み入れることができる。さらに、LNAを含有する核酸塩基オリゴマーは、標準のホスホルアミダイト合成プロトコールを用いて製造できる。LNAに関するさらなる詳細は、国際公開第99/14226号および米国特許出願第2002/0094555号に見出すことができ、その各々は参照により本明細書に組み入れられる。
【0077】
(アラビノ核酸)
アラビノ核酸(ANA)も本発明の方法および試薬に用いることができる。ANAは天然のD−2’−デオキシリボース糖の代わりにD−アラビノース糖を基にした核酸塩基オリゴマーである。誘導体化されないANA類似体は、RNAに対しホスホロチオエートがもつものと類似の結合親和性を有する。アラビノース糖をフッ素(2’F−ANA)で誘導体化すると、結果として結合親和性の増加がもたらされ、結合したRNAの選択的加水分解が生じるANA/RNAおよびF−ANA/RNA二重鎖において効率的に生じる。これらの類似体は、単純なL糖を用いるそれらの末端での誘導体化により細胞培地中で安定化させることができる。ANAの治療への使用は、例えば、Damhaら、Nucleosides Nucleotides & Nucleic Acids 20:429−440,2001中に考察されている。
【0078】
(核酸塩基オリゴマーの送達)
発明者らは、裸のオリゴヌクレオチドが腫瘍細胞に入り、IAP発現を阻害することが可能であることを本明細書中で実証している。それでもなお、オリゴヌクレオチドまたは他の核酸塩基オリゴマーの細胞への送達を助ける製剤を利用するのが望ましい(例えば、米国特許第5,656,611号、同5,753,613号、同5,785,992号、同6,120,798号、同6,221,959号、同6,346,613号および同6,353,055号参照、その各々は参照により本明細書に組み入れられる)。
【0079】
(リボザイム)
本発明のアンチセンスIAP配列を含む触媒性RNA分子またはリボザイムを用いてIAPポリヌクレオチドのin vivoでの発現を阻害することができる。アンチセンスRNA内へのリボザイム配列の封入は、RNA切断活性をそれらに与え、その結果構築物の活性を増加させる。標的RNA特異的リボザイムの設計および使用は、Haseloffら、Nature 334:585−591, 1988、および米国特許出願第2003/0003469号に記載されており、その各々は参照により本明細書に組み入れられる。
【0080】
従って、本発明はまた、その結合アームに、表1、2、6、および7のうちのいずれか1つの配列に対応する8〜19個の連続した核酸塩基を有するアンチセンスRNAを含む触媒性RNA分子も特徴とする。本発明の好ましい実施形態では、触媒性核酸分子はハンマーヘッド型またはヘアピン型モチーフで形成されるが、δ型肝炎ウイルス、グループIイントロンまたはリボヌクレアーゼP RNA(RNAガイド配列に関連)またはニューロスポラVS RNAのモチーフで形成されてもよい。このようなハンマーヘッド型モチーフの例は、Rossiら、AIDS Research and Human Retroviruses, 8:183, 1992に記載されている。ヘアピン型モチーフの例は、米国特許第5,527,895号、同5,856,188号、および同6,221,661号に、ならびにHampelおよびTritzによりBiochemistry, 28:4929, 1989、およびHampelらにより、Nucleic Acids Research, 18:299, 1990に記載されている。δ型肝炎ウイルスモチーフの例は、PerrottaおよびBeenによりBiochemistry, 31:16, 1992に記載されている。リボヌクレアーゼPモチーフは、Guerrier−TakadaらによりCell, 35:849, 1983に記載されている。ニューロスポラVS RNAリボザイムモチーフはCollinsらにより記載されている(SavilleおよびCollins, Cell 61:685−696, 1990、SavilleおよびCollins, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88:8826−8830,1991 、CollinsおよびOlive, Biochemistry 32:2795−2799, 1993)。これらの特定のモチーフは、本発明中で限定されるものではなく、当業者であれば、本発明の酵素的核酸分子に重要なことは、1またはそれ以上の標的遺伝子のRNA領域と相補的な特定の基質結合部位を有すること、およびその基質結合部位内部または周囲に分子へRNA切断活性を与えるヌクレオチド配列を有することであると認識するであろう。
【0081】
(RNA干渉)
本発明の核酸塩基オリゴマーは、RNA干渉(RNAi)に媒介されるIAP発現のノックダウンのための二本鎖RNAに用いてよい。RNAiとは、注目される特定のタンパク質の細胞発現を減少させるための方法である(Tuschl, Chembiochem 2:239−245, 2001、Sharp, Genes & Devel. 15:485−490, 2000、Hutvagner and Zamore, Curr. Opin. Genet. Devel. 12:225−232, 2002およびHannon, Nature 418:244−251, 2002に総説)。RNAiにおいて、遺伝子サイレンシングは、一般に転写後に細胞中の二本鎖RNA(dsRNA)の存在により誘発される。このdsRNAは細胞内で低分子干渉RNA(siRNA)と呼ばれる短い断片へプロセシングされる。dsRNAのトランスフェクションによるかまたはプラスミドに基づく発現系を用いるsiRNAの発現によるsiRNAの細胞への導入は、哺乳類細胞において機能表現型の喪失を作り出すために次第に用いられるようになっている。
【0082】
本発明の一実施形態では、本発明の核酸塩基オリゴマーの8〜19個の連続した核酸塩基を含む二本鎖RNA(dsRNA)分子が作製される。dsRNAは、二本鎖化したRNAの2つの別個の鎖か、または自己二本鎖化した単一のRNA鎖(低分子ヘアピン型(sh)RNA)であり得る。一般に、dsRNAは約21〜22塩基対であるが、必要に応じて短くても長くてもよい(約29核酸塩基まで)。dsRNAは、標準技術(例えば、化学合成またはin vitro転写)を用いて作製できる。キットは、例えば、アンビオン(オースチン、TX)およびエピセンター(マディソン、WI)から市販されている。哺乳類細胞においてdsRNAを発現する方法は、Brummelkampら、Science 296:550−553, 2002、 Paddisonら、Genes & Devel. 16:948−958, 2002、 Paulら、Nature Biotechnol. 20:505−508, 2002、 Suiら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA 99:5515−5520, 2002、 Yuら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA 99:6047−6052, 2002、 Miyagishiら、Nature Biotechnol. 20:497−500, 2002およびLeeら、Nature Biotechnol. 20:500−505, 2002に記載されており、その各々は参照により本明細書に組み入れられる。
【0083】
低分子ヘアピン型RNAは、場合により3'突出を含むステムループ構造からなる。変形形態もあり得、ステムは21〜31bp(望ましくは25〜29bp)の範囲で、ループは4〜30bp(望ましくは4〜23bp)の範囲であり得る。細胞内でのshRNAの発現には、ポリメラーゼIIIH1-RNA、tRNA、またはU6プロモーターのいずれか、ステムループ化RNA挿入のためのクローニング部位、および4−5−チミジン転写終結シグナルを含む、プラスミドベクターを用いることができる。一般に、ポリメラーゼIIIプロモーターは明確な開始および停止部位を有し、それらの転写物はポリ(A)テールを欠く。これらのプロモーターのための終結シグナルは、ポリチミジン域により定義され、転写物は一般に2番目のウリジンの後で切断される。この位置での切断により発現したshRNAに3'UU突出が生じ、これは合成siRNAの3’突出に類似している。哺乳類細胞においてshRNAを発現するさらなる方法は、前記で引用した参照文献中に記載されている。
【0084】
(化学療法薬)
核酸塩基オリゴマーを、微小管を崩壊または安定させる1またはそれ以上の化学療法薬と組み合わせて使用することは、癌および他の新生物の治療に特に有効である。微小管崩壊剤(例えば、ビンカアルカロイド類)および微小管分解防止剤(例えば、タキサン類)は、より詳細に下に記載されている。
【0085】
(ビンカアルカロイド類および関連化合物)
癌および他の新生物を治療するために本発明の核酸塩基オリゴマーと併せて使用できるビンカアルカロイド類としては、ビンクリスチン、ビンブラスチン、ビンデシン、ビンフルニン、ビノレルビン、およびヒドロビンブラスチンが挙げられる。
【0086】
ドラスタチンは、ビンカアルカロイド結合ドメインで主にチュブリンを干渉するオリゴペプチドである。これらの化合物を癌および他の新生物を治療するために本発明の核酸塩基オリゴマーと併せて使用することもできる。ドラスタチンには、ドラスタチン−10(NCS 376128)、ドラスタチン−15、ILX651、TZT−1027、シンプロスタチン1、シンプロスタチン3、およびLU103793(セマドチン)が挙げられる。
【0087】
クリプトフィシン(例えば、クリプトフィシン1およびクリプトフィシン52(LY355703))は、ビンカアルカロイド結合ドメイン内でチュブリンと結合し、G2/M停止およびアポトーシスを誘導する。これらの化合物はいずれも、癌および他の新生物を治療するために本発明の核酸塩基オリゴマーと併せて使用できる。
【0088】
癌および他の新生物を治療するために本発明の核酸塩基オリゴマーと併せて使用することのできる他の微小管崩壊化合物は、米国特許第6,458,765号、同6,433,187号、同6,323,315号、同6,258,841号、同6,143,721号、同6,127,377号、同6,103,698号、同6,023,626号、同5,985,837号、同5,965,537号、同5,955,423号、同5,952,298号、同5,939,527号、同5,886,025号、同5,831,002号、同5,741,892号、同5,665,860号、同5,654,399号、同5,635,483号、同5,599,902号、同5,530,097号、同5,521,284号、同5,504,191号、同4,879,278号、および同4,816,444号、ならびに米国特許出願第2003/0153505号、同2003/0083263号および同2003/0055002号に記載され、その各々は参照により本明細書に組み入れられる。
【0089】
(タキサン類および他の微小管安定化化合物)
タキサン類、例えばパクリタキセル、ドキセタキセル、RPR 109881A、SB−T−1213、SB−T−1250、SB−T−101187、BMS−275183、BRT216、DJ−927、MAC−321、IDN5109、およびIDN5390は、癌および他の新生物を治療するために本発明の核酸塩基オリゴマーと併せて使用できる。タキサン類似体(例えば、BMS−184476、BMS−188797)および機能的に関連した非タキサン類(例えば、エポチロン類(例えば、エポチロンA、エポチロンB(EP0906)、デオキシエポチロンB、およびエポチロンBラクタム(BMS−247550))、エレウテロビン、ディスコデルモリド、2−エピ−ディスコデルモリド、2−デス−メチルディスコデルモリド、5−ヒドロキシメチルディスコデルモリド、19−デス−アミノカルボニルディスコデルモリド、9(13)−シクロディスコデルモリド、またはラウリマリド)も本発明の方法および組成物に用いることができる。
【0090】
癌および他の新生物を治療するために本発明の核酸塩基オリゴマーと併せて使用できる他の微小管安定化化合物は、米国特許第6,624,317号、同6,610,736号、同6,605,599号、同6,589,968号、同6,583,290号、同6,576,658号、同6,515,017号、同6,531,497号、同6,500,858号、同6,498,257号、同6,495,594号、同6,489,314号、同6,458,976号、同6,441,186号、同6,441,025号、同6,414,015号、同6,387,927号、同6,380,395号、同6,380,394号、同6,362,217号、同6,359,140号、同6,306,893号、同6,302,838号、同6,300,355号、同6,291,690号、同6,291,684号、同6,268,381号、同6,262,107号、同6,262,094号、同6,147,234号、同6,136,808号、同6,127,406号、同6,100,411号、同6,096,909号、同6,025,385号、同6,011,056号、同5,965,718号、同5,955,489号、同5,919,815号、同5,912,263号、同5,840,750号、同5,821,263号、同5,767,297号、同5,728,725号、同5,721,268号、同5,719,177号、同5,714,513号、同5,587,489号、同5,473,057号、同5,407,674号、同5,250,722号、同5,010,099号、および同4,939,168号、ならびに米国特許出願第2003/0186965号、2003/0176710号、2003/0176473号、2003/0144523号、2003/0134883号、2003/0087888号、2003/0060623号、2003/0045711号、2003/0023082号、2002/0198256号、2002/0193361号、2002/0188014号、2002/0165257号、2002/0156110号、2002/0128471号、2002/0045609号、2002/0022651号、2002/0016356号、2002/0002292号に記載されており、その各々は参照により本明細書に組み入れられる。
【0091】
アンチセンスIAP核酸塩基化合物と共に投与してよい他の化学療法薬は表1に記載されている。
【0092】
【表1a】

【表1b】

【表1c】

【表1d】

【表1e】

【表1f】

【表1g】

【表1h】

【表1i】

【0093】
以下の実施例は、本発明を説明するためのものである。それらは、いかなる意味においても本発明を限定するものではない。
【実施例1】
【0094】
(核酸塩基オリゴマーの選択)
発明者らは、下に記載した選択基準に基づいて、ヒトXIAPおよびHIAP1に対してそれぞれ96個および98個の、大部分が重複していない、19塩基長の核酸塩基配列を選択した。XIAPの場合、cDNA配列の開始コドンの約1kb上流から停止コドンの約1kb下流までの領域の96個の配列(各19核酸塩基長)(配列番号1〜96、表2)を選択した。これはコーディング領域、ならびに隣接する5'および3'UTR配列の約50%を網羅する(すなわち、96個の19塩基長が1.8kbの配列にわたるのに対し、標的とされる領域の長さは、コーディング領域の1.5kbに加えてUTR配列の両端の1kbからなる約3.5kbである)。
【0095】
【表2a】

【表2b】

【表2c】

【表2d】

【表2e】

【表2f】

【0096】
前記核酸塩基オリゴマー、または本明細書に記載の他の核酸塩基オリゴマーのいずれにおいても、各々の核酸塩基は独立にDNA残基またはRNA残基、例えば2’−O−メチルまたは2’−O−メトキシエチルRNA残基であり得ることを留意されたい。配列番号3の核酸塩基配列は、例えば、5’−CAGATATATATGTAACACT−3’、5’−CAGATATATATGTAACACU−3’、または5’−mCmAGATATATATGTAACAmCmU−3’(配列中、mXは2’−O−メチルX残基を表す)であり得る。さらなる修飾された核酸塩基は当技術分野で公知である。結合は、ホスホジエステル(PO)、ホスホロチオエート(PS)、またはメチルホスホネート(MP)結合であってよく、あるいは、混合した骨格(MB)を有してもよい。骨格は、核酸塩基オリゴマーの標的IAPポリヌクレオチドとのハイブリダイゼーションを可能にする任意の適した骨格であり得る。骨格の例は本明細書に記載されている。他の実施形態では、核酸塩基オリゴマーは、アクリジン保護結合、コレステリルもしくはソラレン成分、C5−プロピニルピリミジン、またはC5−メチルピリミジンを含む。本発明の核酸塩基オリゴマーに適した修飾としては、上に記載のもの、ならびに米国特許出願第2002/0128216号に記載のものが挙げられ、参照により本明細書に組み入れられる。
【0097】
核酸塩基オリゴマーの例を下の表3に記載する(mXは2’−O−メチルX残基を表す)。
【0098】
【表3a】

【表3b】

【表3c】

【0099】
HIAP1に対する核酸塩基オリゴマーをデザインするために、類似の同定アプローチを用いた。最初に、98個の19塩基長核酸塩基オリゴマーを選択した(配列番号163〜260、表4)。HIAP1配列へ標的化したこれらの98個の核酸塩基オリゴマーのうち15個(配列番号163〜170、173、179、202、222、223、247、および259)をさらなる評価のために選択した。これらの15個の候補核酸塩基オリゴマーには、コード領域を標的とする4個の核酸塩基オリゴマー(配列番号202、222、223、および247)、3’UTRを標的とする1個の核酸塩基オリゴマー(配列番号259)、5’UTRを標的とする7個の核酸塩基オリゴマー(配列番号166〜170、173、および179、7個の核酸塩基オリゴマーのうちの1個は開始コドンと重なっている)、ならびに5’UTRのイントロンのセグメントを標的とするようデザインされた他の3個のオリゴヌクレオチド(配列番号163〜165)が含まれる。
【0100】
【表4a】

【表4b】

【表4c】

【0101】
(核酸塩基オリゴマーの選択判定基準)
コンピュータプログラムOLIGO(National Biosciences社により既に流通済み)を用いて、以下の判定基準:
1)GC含量75%以内、かつAT含量75%以内であること、
2)好ましくは、4またはそれ以上の連続したG残基を含む核酸塩基オリゴマーでないこと(既報告の毒性作用のためであるが、1個は毒性対照として選択)、
3)安定した二量体またはヘアピン型構造を形成する能力を有する核酸塩基オリゴマーでないこと、および
4)翻訳開始部位の周囲の配列が好ましい領域であること
に基づいて候補核酸塩基オリゴマーを選択した。
【0102】
さらに、RNA二次構造フォールディングプログラムMFOLDの助けを借りて標的mRNAの利用可能領域を予測した(M. Zuker, D. H. Mathews & D. H. Turner, Algorithms and Thermodynamics for RNA Secondary Structure Prediction:A Practical Guide. In: RNA Biochemistry and Biotechnology, J. Barciszewski & B. F. C. Clark, Ed., NATO ASI Series, Kluwer Academic Publishers, (1999))。予測された最も安定したmRNAの折り畳みの5%以内の自由エネルギー値を有する準最適フォールドを、残基が塩基対結合を形成する相補的な塩基を見出すことのできる200塩基のウィンドウを用いて予測した。塩基対を形成しなかったオープン領域を各準最適フォールドとともに合計し、一貫してオープンであると予測された領域を核酸塩基オリゴマーとの結合に利用しやすいと考えた。前記選択判定基準のうちのいくつかを部分的にしか満たしていない核酸塩基オリゴマーも、それらが標的mRNAの予測オープン領域を認識するのであれば可能性のある候補として追加的に選択した。
【実施例2】
【0103】
(オリゴヌクレオチド合成)
核酸塩基オリゴマーのIAP発現を阻害する能力を、オリゴヌクレオチド、例えば核酸塩基オリゴマーを用いて試験した。オリゴヌクレオチドは、ホスホロチオエート結合を隣接するRNA残基間に有する2個の2’−O−メチルRNA残基に両側を隣接されているホスホジエステルDNA残基のコアからなる、キメラの、第二世代オリゴヌクレオチドとしてIDT(Integrated DNA Technologies、USA)により合成された。96ウェルプレート、ならびに適合するチューブに最低限12ODの核酸塩基オリゴマーを含むオリゴヌクレオチドを準備した。この濃度は、検出方法が感度の高い方法、例えばTaqMan定量PCR、またはELISAである場合にトランスフェクションのために十分な材料(96ウェルのフォーマットで100回を超えるアッセイ)を供給した。陽性のヒットが確認されると(下記参照)、2個に代えて3個の隣接RNA残基でオリゴヌクレオチドを再合成して安定性/ヌクレアーゼ耐性をさらに増大させた。さらに、妥当性を確認するため、適当な対照(例えばスクランブル、4−塩基ミスマッチ、および逆極性オリゴヌクレオチド)を、最も高い活性を生じた標的のいくつかについて合成した。
【実施例3】
【0104】
(スクリーニングアッセイおよび核酸塩基オリゴマーの最適化)
IAPの発現を阻害することのできる核酸塩基オリゴマーを同定するための発明者らのアプローチは、上記のオリゴヌクレオチドライブラリーを、標的とされる特定のIAP遺伝子に対するRNAおよび/またはタンパク質の特異的減少(ノックダウン)についてスクリーニングすることであった。細胞中のRNAおよびタンパク質レベルを検出するために任意の数の標準アッセイを使用できる。例えば、RNAレベルは、標準的なノーザンブロット解析またはRT−PCR技術を用いて測定できる。タンパク質レベルは、例えば、標準的なウエスタンブロット解析または免疫沈降技術により測定できる。あるいは、アンチセンスIAP核酸を投与した細胞を、例えば、参照により本明細書に組み入れられる米国特許第5,919,912号、同6,156,535号、および同6,133,437号に記載されている方法に従って、細胞生存度について調べてもよい。
【0105】
発明者らは、TaqMan定量PCR(下に記載)を用いてオリゴヌクレオチド処理後のmRNAレベルの変化についてアッセイした。XIAPタンパク質レベルを測定するためにELISAを用い、HIAP1タンパク質レベルを測定するためにウエスタンブロット法を使用した。トランスフェクション条件の最適化は、対照として開始コドンにかかるXIAP由来のフルオレセイン標識センスオリゴヌクレオチド(5’−mGmAGAAGATGACTGGTAAmCmA−3’、配列番号261)を用いて、リポフェクタミンに加えてまたはリポフェクタミン2000(ライフ・テクノロジーズ,Canada)でT24膀胱癌細胞またはH460非小細胞肺癌細胞に対して行い、または、リポフェクチンでSF−295神経膠芽腫細胞に対して行った。結果を視覚化し、落射蛍光顕微鏡で測定した。T24細胞の場合、発表されたオリゴヌクレオチドのサバイビン発現をダウンレギュレートする能力に基づいてトランスフェクションをさらに最適化した(Liら、Nat. Cell Biol. 1:461−466, 1999)(5’−U/TGTGCTATTCTGTGAAU/TU/T−3’配列番号262)。発明者らは、以下詳細に記載するPCRプライマーおよび蛍光プローブで検出されたサバイビンRNAノックダウンのTaqMan結果に基づいてトランスフェクション条件を最適化した。細胞によるオリゴヌクレオチド取り込みのための最適条件を、940nMオリゴヌクレオチド、ならびに総量70μL中4μL PLUS試薬および0.8μLリポフェクタミンで3時間であると見出した。次に、これらの条件を、T24細胞に対してオリゴライブラリーを用いるXIAPタンパク質ノックダウンについてのスクリーニングに適用した。
【0106】
HIAP1ノックダウンをSF−295細胞において調べた。なぜならこれらの細胞は70kDa HIAP1タンパク質を容易に検出かつ識別可能であるからで、その一方で多くの細胞系統は高いレベルのタンパク質を発現しない、または大量の類似のサイズの68kDa HIAP2タンパク質と識別できないからである。
【0107】
(リアルタイムPCR)
RNAを、RLTバッファー(キアゲン、バレンシア、CA)に溶解した細胞から抽出し、キアゲンRNeasyカラム/キットを用いて精製した。パーキンエルマーABI 7700 Prism PCR合成機を用いてリアルタイム定量PCRを実施した。XIAP、HIAP1、サバイビン、またはGAPDHを特異的に認識するようデザインされたプライマーおよびプローブを用いて、PEバイオシステムズのTaqManユニバーサルPCRマスターミックスのプロトコールに従って、RNAを逆転写し、増幅した。ヒトサバイビンには、正方向プライマーは5’−TCTGCTTCAAGGAGCTGGAA−3’(配列番号263)、逆方向プライマーは5’−GAAAGGAAAGCGCAACCG−3’(配列番号264)、プローブは5’−(FAM)AGCCAGATGACGACCCCATAGAGGAACATA(TAMRA)−3’(配列番号265)であった。ヒトHIAP1には、正方向プライマーは5’−TGGAGATGATCCATGGGTTCA−3’(配列番号266)、逆方向プライマーは5’−GAACTCCTGTCCTTTAATTCTTATCAAGT−3’(配列番号267)、およびプローブは5’−(FAM)CTCACACCTTGGAAACCACTTGGCATG(TAMRA)−3’(配列番号268)であった。ヒトXIAPには、正方向プライマーは5’−GGTGATAAAGTAAAGTGCTTTCACTGT−3’(配列番号269)、逆方向プライマーは5’−TCAGTAGTTCTTACCAGACACTCCTCAA−3’(配列番号270)、およびプローブは5’−(FAM)CAACATGCTAAATGGTATCCAGGGTGCAAATATC(TAMRA)−3’(配列番号271)であった。ヒトGAPDHには、正方向プライマーは5’−GAAGGTGAAGGTCGGAGTC−3’(配列番号272)、逆方向プライマーは5’−GAAGATGGTGATGGGATTC−3’(配列番号273)、およびプローブは5’−(JOE)CAAGCTTCCCGTTCTCAGCC(TAMRA)−3’(配列番号274)であった。FAMは6−カルボキシフルオロセインであり、JOEは6−カルボキシ−4,5−ジクロロ−2,7−ジメトキシフルオロセインであり、TAMRAは6−カルボキシ−N,N,N’,N’−テトラメチルローダミンである。FAMおよびJOEは5’リポーター色素であるが、TAMRAは3’クエンチャー色素である。
【0108】
遺伝子発現の相対定量を、GAPDHを内部標準として用いて、PEバイオシステムズのマニュアルに記載のとおり実施した。比較Ct(サイクル閾値)法を、GAPDH mRNAレベルと比較したIAP mRNAレベルの相対定量化に用いた。要するに、リアルタイム蛍光測定を各PCRサイクルで行い、蛍光値がベースライン標準偏差の30倍という限界値を越えるポイントを測定することにより各サンプルの閾値サイクル(Ct)値を計出した。ベースライン平均値およびベースラインSDの計算は、3回目のサイクルのベースライン値から開始して、シグナルが指数関数的に上昇し始める3サイクル前のベースライン値で終了する。特定のIAPのためのPCRプライマーおよび/またはプローブは、ゲノムDNA混入を増幅することおよび検出することの可能性を減らすため、1kbまたはそれ以上のゲノムDNAにより分離される、少なくとも1つのエキソン−イントロン境界にかかるようデザインした。逆転写およびPCR反応段階を実施する前に、RNAサンプルをDNアーゼかまたはリボヌクレアーゼのいずれかで処理することにより、シグナルの特異性、および起こりうるDNAからの混入を確認した。
【0109】
(XIAP ELISAおよびHIAP1ウェスタンイムノブロット法)
標準的な比色XIAP ELISAアッセイを、捕獲抗体としてのXIAPに対するアフィニティ精製したウサギポリクローナル抗体を用いて行い、XIAPモノクローナル抗体(MBL、日本)、ビオチン化抗マウスIg抗体とセイヨウワサビペルオキシダーゼ−ストレプトアビジンコンジュゲートおよびTMB基質で検出した。あるいは、ポリクローナルXIAPまたはHIAP1抗体を用いて、XIAPまたはHIAP1のタンパク質レベルをそれぞれ測定してもよい。
HIAP1を、ウェスタンイムノブロット上でアフィニティ精製した抗ラットHIAP1ウサギポリクローナル抗体を一次抗体として用いて検出し、X線フィルム上で二次セイヨウワサビペルオキシダーゼコンジュゲート抗ウサギIg抗体および化学発光基質を用いてECL(アマシャム)により検出した。この抗HIAP1ポリクローナル抗体は、ラットHIAP1のGSTとの融合体に対して作製されている。この抗体は、ヒトおよびネズミ双方のHIAP1およびHIAP2と交差反応する。
【実施例4】
【0110】
(アンチセンスXIAPオリゴヌクレオチドによるXIAP RNAおよびポリペプチド発現の低下)
96個のアンチセンスオリゴヌクレオチドからなるXIAP合成ライブラリーを、最初にXIAPタンパク質レベルの減少についてスクリーニングした。具体的には、T24細胞(1.5×10細胞/ウェル)を1日目に96ウェルプレートのウェルに播種し、抗生物質フリーのマッコイ培地で24時間培養した。2日目に、細胞を前記のようにXIAPアンチセンスオリゴヌクレオチドでトランスフェクトした(オリゴヌクレオチドはそれらのプレーティングされた位置、すなわちA1〜H12に従って標識され、2個の反復部分である、シーリングメンブレンに固着した凍結乾燥したDNAペレットを含むA13とB13を含む)。要するに、核酸塩基オリゴマーを、10μl/ウェルの血清フリー、抗生物質フリーのマッコイ培地に希釈し、次にPLUS試薬を添加した。リポフェクタミンを10μl/ウェルの血清フリー、抗生物質フリーのマッコイ培地に希釈し、双方の混合物を室温で15分間インキュベートした。次に、混合物を合し、室温で15分間インキュベートした。
【0111】
その一方で、完全培地を細胞から取り除き、50μl/ウェルの血清フリー、抗生物質フリーの培地を細胞へ加えた。トランスフェクション混合物をウェルへ加え、細胞を3時間インキュベートした。次に、30μl/ウェルの血清フリー、抗生物質フリーの培地および20%ウシ胎児血清を含む100μl/ウェルの抗生物質フリーの完全培地を各ウェルに加えた。
【0112】
3日目に、前記のようにリアルタイム定量PCR技術を用いてXIAP RNAレベルを測定した。4日目に、XIAPタンパク質レベルをELISAにより測定し(図1A、1C、1E、1G、1I、および1K)、細胞の総タンパク質量を生化学的に測定した(図1B、1D、1F、1H、1J、および1L、XIAPタンパク質レベルの標準化に用いた)。結果を偽トランスフェクションサンプル(トランスフェクション剤で処理したがオリゴヌクレオチドDNAは添加せず、その後、他のサンプルのようにプロセシングされた)と比較した。経時変化実験により、タンパク質ノックダウンに最適な時間は約12〜24時間であると決定された。
【0113】
また、オリゴヌクレオチドライブラリーを、前記のプライマーおよびプローブを用いて、TaqMan特異的PCRプライマーおよび蛍光プローブを適切な最適時間に用いるRNAレベルの減少についてスクリーニングした。経時変化実験により、6〜9時間でmRNAが最大限減少すると測定された。これらの結果は、タンパク質の結果とよく一致する。
【0114】
最初のスクリーニング(XIAPレベルが正常に戻る準最適時点でおこなったが、おそらく非トランスフェクト細胞の結果に起因する)は、試験した96個の核酸塩基オリゴマーのうち偽(核酸塩基オリゴマーを含まない)トランスフェクションレベルと比較して総タンパク質に対してXIAPタンパク質レベルがいくらかの減少を示す(図1A、1C、1E、1G、1Iおよび1K)、16個のアンチセンスオリゴヌクレオチドを同定した(表1:C2、E2、E3、F3、C4、D4、E4、F4、G4、C5、D5、B6、F6、D7、D8、F8)。総タンパク質量は、これらの16の核酸塩基オリゴマーの各々に関して減少し、これらの核酸塩基オリゴマーの毒性作用または細胞分裂停止作用を示す(図1B、1D、1F、1H、1J、1L)。核酸塩基オリゴマーB9およびC9は総タンパク質量において明らかな低下を示したが、XIAPタンパク質レベルにおいては相対的な低下を示さなかった。
【0115】
偽のトランスフェクションと比較して相対XIAPタンパク質レベルにいくらかの低下を示した16個のアンチセンス核酸塩基オリゴマーを、単独または組み合わせて、1個の対照核酸塩基オリゴマー(D2)を含めて、前記の経時変化調査(図2B)に基づいて、より最適な時点(12時間)でXIAPタンパク質をノックダウンするそれらの能力について再び試験した。また、これらの核酸塩基オリゴマーを、12時間でXIAP mRNAレベルを低下させるそれらの能力について調べ、GAPDHレベルに対して標準化し、偽トランスフェクションと比較した。12時間での総タンパク質濃度も測定した(図2C)。
【0116】
核酸塩基オリゴマーのXIAPタンパク質レベルを低下させる能力(図2B)とXIAP mRNAレベルを低下させる能力(図2A)との間には、良い相関関係があった。さらに、この早い時点での総タンパク質量の大きな減少はなく、XIAP mRNAおよびタンパク質の減少は、後の時点で見られる総タンパク質量の減少の前に起こる。XIAPタンパク質またはmRNAレベルの50%を超える減少を示す核酸塩基オリゴマーが、単独で、または1:1の比で加えられた2個の核酸塩基オリゴマーとの組合せで、最良の核酸塩基オリゴマーであると同定され、さらに確認された。用いるトランスフェクション条件によるが、これらの16個のオリゴヌクレオチドのうち10個(E2、E3、F3、E4、F4、G4、C5、B6、D7、F8)が、または組み合わせて用いる場合(C5とG4)に、XIAPタンパク質またはRNAレベルを50%を超えて減少させる一貫した能力を示した。さらに、アンチセンス活性を実証したこれらの16個のオリゴヌクレオチドは、XIAP mRNAの4つの異なる標的領域にクラスターを形成し、隣接する核酸塩基オリゴマーはいくらかのノックダウン活性を示した。これらの領域または感受性のアイランド間の配列を標的とする核酸塩基オリゴマーでは、アンチセンス活性はほとんどまたはまったく見出されなかった。おそらく、これらの領域は、核酸塩基オリゴマーにとって細胞の内部へ接近しやすいmRNA上のオープン域を表す。2個の核酸塩基オリゴマー、E3およびF3は、IRESと翻訳開始部位との間の介在領域において開始コドンのすぐ上流のXIAPを標的とし、IRESエレメントの末端と部分的に重なり合う。C2、D2、およびE2は、最小IRESエレメントの上流XIAP領域を標的とし、最小IRES領域が、in vivoで核酸塩基オリゴマーが容易に接近しにくい高次構造化されたRNAの領域であるということをさらに証明している。他の核酸塩基オリゴマーは全てコーディング領域の一部分と相補的であり、例えば核酸塩基オリゴマーC5およびD5により実証されたように、XIAP配列(E4、F4、およびG4)の856〜916位の活性のクラスターならびに小さな個別の領域が挙げられる。
【0117】
表2に表した96個の核酸塩基オリゴマーの一部を、トランスフェクション後9時間でNCI−H460細胞中においてXIAP mRNAをノックダウンするそれらの能力について再スクリーニングした。データを下の表5にまとめる。
【0118】
【表5a】

【表5b】

【0119】
また、発明者らは、4×4 MBO(全てPS、DNA残基の両側に4個の2’−O−メチルRNA残基が隣接している)が、H460細胞においてXIAPタンパク質をノックダウンすることができるかどうか測定した。図3および4に示すように、E12および別のオリゴヌクレオチド、FG8の4×4 MBは、31nMほどの低い量で効果的であった。
【実施例5】
【0120】
(XIAPアンチセンス核酸塩基オリゴマーによる細胞傷害性および化学的感作の増強)
発明者らは、XIAPアンチセンス核酸塩基オリゴマーが、伝統的な化学療法薬、例えばアドリアマイシンまたはシスプラチンに対して薬剤耐性の高いT24細胞を化学的に感作することができるかどうかを調査した。アンチセンスオリゴヌクレオチドを、異なるXIAP標的領域のいくつかを代表するように選択し、単独でまたは他のオリゴヌクレオチドもしくは薬剤と組み合わせて、それらの細胞傷害性効果について試験した。5個のXIAPアンチセンスオリゴヌクレオチドを、T24膀胱癌細胞を死滅させるまたは化学的に感作するそれらの能力について試験し、3つの対応するスクランブル対照オリゴヌクレオチドの効果と比較した。
【0121】
T24細胞を、XIAPアンチセンスオリゴヌクレオチド、スクランブルオリゴヌクレオチド、オリゴヌクレオチドなし(偽トランスフェクション)でトランスフェクトし、または未処理のままとした。これらの細胞(未処理対照を除く)をトランスフェクション20時間後の生存度について、WST−1テトラゾリウム色素が代謝的に活性な細胞においては着色したホルマザン生成物へと還元される、WST−1テトラゾリウム色素アッセイを用いて試験した(図5A)。
【0122】
オリゴヌクレオチドE4によって誘導された細胞傷害の発生を、未処理のままとしたT24細胞、偽トランスフェクトT24細胞、またはE4オリゴヌクレオチド、E4スクランブルオリゴヌクレオチド、E4逆極性オリゴヌクレオチドもしくはE4ミスマッチオリゴヌクレオチドでトランスフェクトしたT24細胞を目視検査することにより調べた。トランスフェクションの20時間後、それらの細胞を形態について調べた(図5D)。アンチセンスE4オリゴヌクレオチドでトランスフェクトした細胞だけが毒性の徴候を示した。
【0123】
シスプラチンまたはアドリアマイシンに対するT24細胞の化学的感作への核酸塩基オリゴマーの効果を調べるため、オリゴヌクレオチドを、一定用量のアドリアマイシン(0.5μg/ml)の存在下でT24細胞をさらに死滅させるそれらの能力について試験した。細胞をまず、オリゴヌクレオチドでトランスフェクトし、次に、さらに20時間アドリアマイシンを添加した。20時間の薬物処理終了時にWST−1により生存度を測定した(図5B)。結果を、核酸塩基オリゴマー処理単独と比較した生存度%として図5Cに示す。
【0124】
試験した5個の核酸塩基オリゴマー(F3、E4、G4、C5、D7)の全て、ならびにE4+C5およびG4+C5の組合せは、T24細胞を死滅させ、24時間後には、偽(オリゴヌクレオチドなし)トランスフェクト細胞またはF3(5’−mCmAmGAGATTTCATTTAAmCmGmU−3’、配列番号275)、E4(5’−mCmUmACGCTCGCCATCGTmUmCmA−3’、配列番号276)およびC5(5’−mUmGmCCCAAGAATACTAGmUmCmA−3’、配列番号277)に対応する3つのスクランブル対照でトランスフェクトした細胞と比較して、わずか10〜15%の生存細胞を残した(図5Aおよび5C)。したがって、毒性は、XIAPレベルを低下させる核酸塩基オリゴマーに配列特異的であり、一般に、この化学は核酸塩基オリゴマーに起因する非配列特異的な毒性によるものではない。この細胞傷害性は、XIAPタンパク質ノックダウン(およびXIAPによって生じる抗アポトーシス保護の予測損失)とトランスフェクション自体の細胞障害性との複合効果に起因しうる。
【0125】
3時間のトランスフェクション期間の終わりに一定用量のアドリアマイシンまたはシスプラチンを添加すると、結果として、試験したオリゴヌクレオチドの一部で生存がさらに減少し、核酸塩基オリゴマーF3、D7およびG4+C5の組合せでは、対応するそれらのオリゴヌクレオチドで処理した値(図5C)と比較して20時間後に生存はさらに40%減少した(図5B)。図5Bでの値(オリゴヌクレオチドと薬剤)は、図5Cでのオリゴヌクレオチド単独の値(この値を各ODNに対して100%とする)と比較される。アドリアマイシン化学的感作についての結果のみが示され、細胞をシスプラチンで化学的に感作した場合にも同様の結果が得られた。使用した一定用量で、偽トランスフェクションおよびスクランブル対照トランスフェクションは、アドリアマイシンで処理した場合、いずれにも生存喪失の増加を全く示さなかった(図5B)。化学的感作は、XIAPレベルが特異的なアンチセンスオリゴヌクレオチドによって低下する場合にのみ見られる。
【実施例6】
【0126】
(H460細胞におけるXIAP mRNAに対するアンチセンスオリゴヌクレオチドのダウンレギュレーション効果)
リアルタイムPCRを利用することにより、アンチセンスオリゴヌクレオチド(2×2 MBO、両末端に、ホスホロチオエート結合をもつ2個の隣接する2’−O−メチルRNA残基、および15個のホスホジエステルDNA残基からなる中心コアで構成される)を、H460細胞におけるXIAP mRNAに対するそれらの効果について調べた。この構成において、核酸塩基オリゴマーF3、G4、C5、AB6およびDE4は、未処理の対照と比較してmRNAレベルを50〜70%低下させ、一方、D7 AS核酸塩基オリゴマーはmRNAレベルを30%低下させた(図6)。それに対して、対照核酸塩基オリゴマーおよびトランスフェクタント剤単独(LFA)は、それぞれ、mRNAレベルを未処理の対照の20%未満まで低下させただけであった(図6)。in vitroおよびin vivoでのさらなる研究用に核酸塩基オリゴマーF3、G4およびC5を選択した。TaqMan解析により観察されたXIAP mRNAのさらなるノックダウンを図7および8に示す。
【実施例7】
【0127】
(XIAPタンパク質に対するアンチセンスオリゴヌクレオチドのダウンレギュレーション効果)
発明者らは、ウエスタンブロット解析により、オリゴヌクレオチド構成における核酸塩基オリゴマーF3、G4およびC5の、XIAPタンパク質発現に対する効力を特徴付けた(図9、10Aおよび10B)。G4 ASオリゴヌクレオチドは、XIAPタンパク質に対して最大のダウンレギュレーション効果を示し、1.2μMの濃度でのトランスフェクション終了の24時間後にXIAPタンパク質レベルを62%低下させた(図10Aおよび10B)。F3 ASオリゴヌクレオチドは、1.2μMでXIAPタンパク質レベルを50%低下させ、一方、C5 ASオリゴヌクレオチドはその対照と比較して配列特異的な効果は示さなかった(図10B)。さらなる研究では、E12およびFG8 ASオリゴヌクレオチドがXIAPタンパク質レベルを著しく低下させた(図9)。
【実施例8】
【0128】
(XIAP ASオリゴヌクレオチドによるアポトーシスの誘導)
XIAP AS核酸塩基オリゴマーはH460細胞およびT24膀胱癌細胞のその後の生存度を低下させることが可能であるということが実証されたため、発明者らは、観察された細胞死がアポトーシスの誘導に起因するのかどうかを判定した。図11Aに示すように、1.2μMのF3またはG4 ASオリゴヌクレオチドで処理したH460細胞はプロカスパーゼ−3タンパク質を活性化および分解し、それぞれ、未処理の対照細胞と比較してタンパク質レベルの40%または60%の低下を伴った。PARPもカスパーゼ−3によって生じるその予測断片であった(図11A)。それに対して、1.2μMのF3およびG4 SCオリゴヌクレオチド対照はカスパーゼ−3またはPARPタンパク質発現に対して全く効果がなかった(図11A)。Bcl−2とBaxの比は、1.2μMのF3およびG4 ASオリゴヌクレオチドおよびそれら各々の対照で処理したH460細胞では変わらなかった。フローサイトメトリーを用いて、G4 ASオリゴヌクレオチドで処理し、PIで染色したH460細胞における低二倍体DNA量を検出した(図12A)。H460細胞を1.2μMのG4 ASオリゴヌクレオチドまたはスクランブル対照オリゴヌクレオチドで処理した場合、細胞の低二倍体DNA量は、未処理の対照細胞の場合の16.6%と比較して、それぞれ、40.8および22.1%であった。DAPI染色を用いて、1.2μMのG4 ASオリゴヌクレオチドまたはスクランブル対照オリゴヌクレオチドで処理したH460細胞の核の形態変化を検出した。図12Bに示すように、G4 ASオリゴヌクレオチドで処理した細胞は、クロマチン凝縮および核DNA断片化をはじめとするアポトーシスに特徴的な形態上の変化を受けた。G4 SCで処理した対照細胞においては、ほとんどの細胞がこれらの形態上の変化を示さなかった。
【実施例9】
【0129】
(ASオリゴヌクレオチドによる細胞増殖の阻害および抗癌剤に対するH460細胞の感作)
XIAP発現のダウンレギュレーションおよびアポトーシスに関連する核酸塩基オリゴマーの生物学的効果を分析するために、G4 ASオリゴヌクレオチドで処理したH460細胞の増殖をMTTアッセイにより調べた。トランスフェクションの48時間後、G4 ASオリゴヌクレオチドはH460細胞増殖を用量依存的に低下させ、1.2μMで未処理の対照のレベルに対して55%の低下を示した(図13A)。それに対して、G4 SCオリゴヌクレオチドまたはトランスフェクタント剤単独の増殖阻害効果は比較的低く、それらの未処理の対照の10%未満にすぎなかった。
【0130】
XIAP発現のダウンレギュレーションがH460細胞を化学療法に対して感作させる可能性があるかどうかを調べるために、G4 ASオリゴヌクレオチドと以下の抗癌剤の1つを用いる組合せ処理を行った:ドキソルビシン(DOX)、タキソール、ビノレルビン(VNB)およびエトポシド(Etop)。図13Bは、それらの各組合せによって、G4 ASオリゴヌクレオチドまたは抗癌剤のいずれかを単独で用いた処理と比較して、細胞死に対して少なくとも相加的な細胞傷害性効果がもたらされたことを示している。
【実施例10】
【0131】
(H460およびLCC6腫瘍異種移植片に対するG4 ASオリゴヌクレオチドの抗腫瘍効果)
発明者らは、まず、皮下にH460ヒト肺癌異種移植片を有するSCID−RAG2マウスへのXIAPアンチセンス2×2−MBOの腫瘍内注射が、腫瘍増殖量を減少させるかどうか測定した。処置は、腫瘍細胞接種(10細胞の肩皮下注射)の14日後に、MBO(腫瘍1g当たり50μgの2’−O−メチルRNAオリゴヌクレオチド)を触知可能な腫瘤に週に3回2週間、注射することにより開始した。ビノレルビン(VNB、別名ナベルビン(NVB)(腹腔内、15mg/kg)を17日目および24日目に注射した。腫瘍サイズをノギスで週に3回測定した。処置期間終了時(24日目)に、C5+G4 AS MBOとVNBの組合せで処置したマウスの平均相対腫瘍増殖は、スクランブル対照MBOとVNBで処置したものと比較して〜70%縮小していた。C5 AS MBOおよびVNBで処置した結果、スクランブル対照と比較して、腫瘍サイズの〜60%が縮小した(図14)。
【0132】
最初の全身性PS−オリゴヌクレオチド研究は、化学療法薬を一切用いずに設計された。SCID−RAG2マウスにH460ヒト肺癌細胞を接種(10細胞の肩皮下注射)し、腫瘍接種の3日後にG4およびF3 AS PS−オリゴヌクレオチド、ならびにスクランブル対照での処置を開始した。核酸塩基オリゴマー注射を、週に3回3週間、12.5mg/kgにて腹腔内投与した。処理期間終了時に、G4またはF3 ASオリゴヌクレオチドのいずれかで処置した群での平均腫瘍サイズは、スクランブル対照オリゴヌクレオチドで処置した群よりも〜50%小さかった(図15)。同じ処置プロトコールを、MDA−MB−435/LCC6ヒト乳癌細胞を同所接種した雌SCID−RAG2マウスにおいて試験した。最終処置の2週間後(35日目)、F3、C5またはG4 ASオリゴヌクレオチドで処置したマウスの腫瘍容積は媒体対照よりもそれぞれ、70%、60%および45%小さかった(図16)。
【0133】
発明者らは、皮下移植したH460ヒト非小細胞肺腫瘍の異種移植片を有するSCID−RAG2マウスにおいてG4 ASオリゴヌクレオチドの抗腫瘍効果についての追加試験を実施した。生理食塩水で処理した対照腫瘍は、約24日以内に0.75cmのサイズまで再現性よく増殖した(図17)。オリゴヌクレオチド処置は、腫瘍細胞接種の3日後に開始した。G4 ASオリゴヌクレオチド(5〜15mg/kg)は、3〜7日目、10〜14日目および17〜21日目に1日1回行う腹腔内注射の処置スケジュールを使用して投与した。5mg/kgまたは15mg/kgのG4 ASオリゴヌクレオチドでの処置は腫瘍増殖を大いに遅らせ、24日目に平均腫瘍サイズは、対照、5mg/kgおよび15mg/kg処置群において、それぞれ、0.75cm、0.45cmおよび0.29cmであった(図18A)。腫瘍増殖の用量依存的阻害があった。15mg/kgのG4 ASオリゴヌクレオチドで処置したマウスの腫瘍サイズは対照群よりもかなり小さく、対照の平均腫瘍サイズの39%を示した。それに対して、15mg/kgのG4 SCオリゴヌクレオチドの投与では治療的活性が得られなかった(図17)。オリゴヌクレオチドで処理したマウスはいずれも毒性の徴候を全く示さず、オリゴヌクレオチドの用量は双方とも良好な耐容性を示した。今後の抗癌剤との併用処置投与計画には、15mg/kgの用量を選択した。
【実施例11】
【0134】
(G4 ASオリゴヌクレオチドで処理したH460腫瘍におけるXIAP発現の低下)
G4 ASオリゴヌクレオチドの腫瘍増殖阻害効果をXIAPタンパク質発現と相関させるために、発明者らは、15mg/kgのG4 ASおよびSCオリゴヌクレオチドを用いるin vivo処置の終了時に、XIAP発現の変化を調べた。腫瘍が1cmの大きさに達した腫瘍接種後21日または24日の時点で(図17)、腫瘍を回収し、腫瘍ホモジネートからの溶解物をウエスタンブロット解析に用いた。ヒトタンパク質に対するXIAPおよびβ−アクチン抗体を用いることにより、腫瘍細胞検体からマウス細胞由来のXIAPの混入なく得られたヒトXIAPレベルの測定が可能となった。G4 ASオリゴヌクレオチドで処理した腫瘍におけるXIAPタンパク質レベルは、対照腫瘍の約85%まで有意に低下した(P<0.005)(図18Aおよび18B)。G4 SCオリゴヌクレオチドで処理した腫瘍は、サイズが対照腫瘍の24%縮小した。これらの結果は、G4 ASオリゴヌクレオチドによるH460腫瘍増殖の阻害がXIAPタンパク質発現のダウンレギュレーションと相関していることを示した。
【実施例12】
【0135】
(腫瘍検体の組織病理)
XIAP ASオリゴヌクレオチドの投与が直接的に腫瘍細胞の死滅をもたらすのかどうかを評価するため、発明者らは、処理後の腫瘍の組織像を形態とユビキチン免疫染色の双方について調べた(図19Aおよび19B)。腫瘍接種後21日または24日の時点で、15mg/kgのG4 ASオリゴヌクレオチド、SCオリゴヌクレオチドまたは生理食塩水対照で処理した腫瘍を切除し、切片にし、ヘマトキシリンおよびエオシンで染色した。その結果は、所定のXIAP ASオリゴヌクレオチド処理を施した動物の腫瘍においては、その無定形な形および凝縮した核物質により形態学的に確認される死細胞の数が増加していることを実証する(図19A)。
【0136】
タンパク質の分解は、大部分がユビキチン−プロテアソーム依存性分解であり、アポトーシス中にユビキチン発現の増加が観察されている。従って、発明者らは、ヘマトキシリンおよびエオシン染色に用いた腫瘍切片中のユビキチン発現を調べた。図19Bに示すように、XIAP ASオリゴヌクレオチドを投与したマウスの腫瘍は、対照またはSC ODN処理マウスの腫瘍と比較してより強い免疫組織化学的染色を示した。これらのデータは、XIAP AS核酸塩基オリゴヌクレオチドで処理した腫瘍細胞には、対照腫瘍よりも遊離したユビキチンおよび/またはユビキチン化したタンパク質が多く存在していることを示す。
【実施例13】
【0137】
(G4 ASオリゴヌクレオチドとビノレルビンとの併用処理)
G4 AS核酸塩基オリゴマーと、肺癌治療に用いられる化学療法薬であるビノレルビン(VNB)との併用処理が何らかの協同的効果をもたらすかどうかを評価するため、発明者らは、G4 ASオリゴヌクレオチドまたはG4 SCオリゴヌクレオチドの存在下および不在下でのVNBの治療効力を比較した。処理計画は腫瘍接種の3日後に開始した。図20Aは、H460腫瘍を有するマウスに投与し、生理食塩水対照と比較した、VNBの5mg/kgおよび10mg/kg用量のin vivoでの有効性の結果を示している。2つの投与計画それぞれが、望ましくない有意な毒性の徴候(すなわち、体重減少)を示すことなく、用量依存的に有意な腫瘍増殖抑制を誘導した。G4 ASオリゴヌクレオチド(15mg/kg)の投与にH460腫瘍処理のためVNB(5mg/kg)を組み合わせた場合、いずれかを単独投与した処理と比較して、H460腫瘍増殖のより一層著しい遅延が観察された(図20B)。この場合もやはり、マウスは有意な毒性の徴候(すなわち、体重減少)を全く示さなかった。G4 ASもしくはSCオリゴヌクレオチドの存在下または不在下で5mg/kg VNBで処理したマウスにおける平均腫瘍サイズを29日目に比較した(図20Aおよび20B)。VNBおよびG4 ASオリゴヌクレオチドの群における平均腫瘍サイズは0.22±0.03cmであり、これらの値は、5mg/kg VNB単独でまたはVNBとG4 SCオリゴヌクレオチドの組合せで処理した動物における平均腫瘍サイズ(それぞれ、0.59±0.04cmおよび0.48±0.05cm)よりも有意に小さかった。
【0138】
(方法)
実施例5〜13において得られた結果は、以下の方法を用いて得た。
【0139】
(オリゴヌクレオチド合成)
96個を超える重複していないキメラまたは混合骨格(MBO)の19塩基長アンチセンスオリゴヌクレオチドのライブラリーを、両末端の、ホスホロチオエート結合をもつ2個の隣接する2’−O−メチルRNA残基と15個のホスホジエステルDNA残基からなる中心コアで構成される2×2 MBOオリゴヌクレオチドとして合成した。各最終生成物を、セファデックスG−25クロマトグラフィー(IDT社、コーラルビル、IA)により脱塩した。このキメラのウィングマー配置および、ホスホロチオエートとホスホジエステル結合の混合体(2×2 PS/POと呼ばれる)が十分な安定性をもたらし、その一方で、ホスホロチオエート残基に関連する非特異的毒性も低減した。in vivoおよびin vitro研究用に、十分にホスホロチオエート化された非キメラの(DNA)アンチセンスオリゴヌクレオチドをTrilink Biotechにより合成し、RP−HPLCにより精製した。
【0140】
(アンチセンスオリゴヌクレオチドのスクリーニング)
1〜1.2μMオリゴヌクレオチド−リポフェクチン複合体で24〜48時間トランスフェクトしたT24膀胱癌細胞を評価してXIAPタンパク質をノックダウンする各オリゴヌクレオチドの能力を測定した。陽性ヒット数によって、T24膀胱癌細胞およびH460肺癌細胞における(i)ウエスタン解析によるトランスフェクション後12〜18時間でのXIAPタンパク質レベルをノックダウンする能力、ならびに(ii)定量RT−PCR(下記参照)によるトランスフェクション後6〜9時間でのXIAP mRNAレベルをノックダウンする能力を再確認した。候補オリゴヌクレオチドを同定し、さらに試験した。同定された2×2 PS/POキメラオリゴヌクレオチドは、400〜1200nMの濃度範囲において、6〜9時間でXIAP mRNAレベルを減少させる用量依存的な能力を示した。オリゴヌクレオチドの例を表6に示す。
【0141】
【表6】

【0142】
(腫瘍細胞系および動物異種移植片モデル)
ヒト非小細胞肺癌細胞系(大細胞型)NCI−H460(H460)をATCCより入手し、10%FCSを補給したRPMI 1640中で、5%COを含有する加湿雰囲気下、37℃で維持した。最大25代のin vitro継代までの対数増殖期の細胞を用いた。雄SCID−RAG2マウス(7〜9週齢、23〜26g)を、ブリティッシュコロンビア癌研究所付属動物実験施設の繁殖コロニーから入手し、無菌環境で維持した。SCID−RAG2マウスにおけるNCI−H460細胞の腫瘍モデルは、マウスの背に1×10個のNCI−H460細胞を皮下移植することにより確立した。
【0143】
(アンチセンス薬および抗癌剤による細胞の処理)
トランスフェクションの1日前に、H460細胞を6ウェルまたは96ウェル組織培養プレートにプレーティングした。ホスホロチオエートアンチセンスオリゴヌクレオチドを、リポフェクタミン2000(ライフ・テクノロジーズ)とともに、リポソーム−オリゴヌクレオチド複合体として細胞に送達した。トランスフェクションの4.5時間または6時間後、トランスフェクション培地を10%FBSを含有するRPMI培地と交換し、細胞をさらに24時間または48時間インキュベートした。
【0144】
(リアルタイム定量RT−PCR)
リポソーム−オリゴヌクレオチド複合体で6時間処理したH460細胞由来の全RNAを、RNeasyミニスピンカラムおよびデオキシリボヌクレアーゼ処理(キアゲン、バレンシア、CA)を用いて直ちに単離した。特定のXIAP mRNAは、リアルタイム定量RT−PCR法を用いて測定した。XIAP正方向および逆方向プライマー(600nM)ならびにプローブ(200nM)(5’−GGTGATAAAGTAAAGTGCTTTCACTGT−3’(配列番号293)、6FAM−CAACATGCTAAATGGTTCCAGGGTGCAAATATC−TAMRA(配列番号294)および5’−TCAGTAGTTCTTACCAGACACTCCTCAA−3’(配列番号295)は、エキソン3〜4および4〜5ジャンクションに及ぶように設定された。プライマーおよびプローブの1つは、イントロン−エキソン境界に重なるように設定して、いかなる起こりうるゲノムDNA混入の検出も阻止した。ABIプリズム7700配列検出システム(PE/ABI)においてTaqMan EZ RT−PCRキット(PE/ABI、フォスターシティ、CA)を使用してRNAを逆転写し、PCR増幅した。RT段階のための熱サイクリング条件は、50℃で2分間、60℃で30分間、95℃で5分間とし、続いてPCR(1サイクルにつき、94℃で20秒間、60℃で1分間)を45サイクル行った。各サンプルのXIAP mRNAレベルを、未処理の対照細胞と比較して算出した。XIAP mRNAレベルは、ベースラインSDの30倍の閾値を用いるサイクル閾値法(Ct)により測定し、XIAPレベルは、PE/ABI提供プライマーおよびプローブを用いてGAPDH含有量に対して標準化した。
【0145】
(ウエスタンブロット解析)
細胞または腫瘍組織サンプルを、プロテアーゼ阻害剤(Complete−Miniプロテアーゼ阻害剤錠、ベーリンガー・マンハイムGmBH、マンハイム、ドイツ)を含む氷冷溶解バッファー(50mM Tris、150mM NaCl、2.5mM EDTA、0.1%SDS、0.5%デオキシコール酸ナトリウム、1%NP−40、0.02%アジ化ナトリウム)で溶解した。氷上で30分間インキュベーションした後、サンプルを10,000rpmにて15分間遠心分離し、−20℃で保存した。溶解抽出物中のタンパク質含量を界面活性剤適合性バイオ−ラッドアッセイ(バイオ−ラッド・ラボラトリーズ、ハーキュリーズ、CA)を用いて測定した。等量のタンパク質(40μg/レーン)を、12%SDS−ポリアクリルアミドゲルまたは4〜15%勾配SDSポリアクリルアミド事前作製ゲル(バイオ−ラッド)で分離し、ニトロセルロース膜に移した。XIAP、Bcl−2(DAKO、グルストラップ、デンマーク)、Bax(シグマ、セントルイス、MO)、β−アクチン(シグマ)、カスパーゼ−3(BDファーミンジェン、サンディエゴ、CA)およびPARP(BDファーミンジェン)に対する一次抗体を使用した。二次抗体は、適当なセイヨウワサビコンジュゲート抗マウスまたは抗ウサギIgG(プロメガ、マディソン、WI)であった。タンパク質を、高感度化学発光法(ECL、アマシャム・ファルマシア・バイオテク、バッキンガムシャー、イギリス)により検出し、コダック・オートラジオグラフィーフィルムへの露光後、可視化した。走査式濃度測定(モレキュラー・ダイナミクス、サニーベール、CA)を実施して、量/面積の積分によりバンド強度を定量した。細胞におけるXIAP、カスパーゼ−3、Bcl−2およびBaxの量は、剥離とリプロービングを行った後、それらのそれぞれのレーンのβアクチンレベルに対して標準化した。
【0146】
(細胞増殖および細胞生存度または細胞死の測定)
H460細胞の増殖阻害を比色定量MTT細胞生存度/増殖アッセイ法により測定した。要するに、細胞をリポソーム−オリゴヌクレオチド複合体で4.5時間処理した後、抗癌剤の存在下または不在下でトランスフェクション試薬またはオリゴヌクレオチドを含まない培地中で37℃でさらに48時間インキュベートした。MTT(25μg/ウェル)を各ウェルに添加し、プレートを37℃で3時間インキュベートした。インキュベーション段階の後、200μl DMSOを添加して着色したホルマザン生成物を溶解した。マイクロタイタープレートリーダー(ダイネックス・テクノロジーズ社、チャンティリー、VA)を用いて波長570nmでプレートを読み取った。オリゴヌクレオチドで処理したウェル中の生存細胞のパーセンテージを未処理の対照に対して標準化した。全てのアッセイを3回行った。
【0147】
(アポトーシスのフローサイトメトリーアッセイ)
細胞をリポソーム−オリゴヌクレオチド複合体で4.5時間処理し、トランスフェクション試薬を含まない培地中で37℃でさらに48時間インキュベートした。インキュベーションの後、細胞を回収し、サンプルバッファー(Ca++およびMg++を含まないPBS中0.5%グルコース)で2回洗浄し、70%冷エタノールで4℃で少なくとも18時間固定した。サンプルを3000rpmにて10分間遠心分離し、次に、50μg/mlヨウ化プロピジウム(PI)および400U/mlリボヌクレアーゼAを含有するサンプルバッファーに再懸濁した。サンプルを室温で30分間、および氷上で30分間インキュベートし、その後フローサイトメトリー解析を行った。EXPOソフトウェア(Applied Cytometry Systems、サクラメント、CA)を使用してヒストグラムを作成し、破片除去後、このヒストグラムを用いて細胞周期位相分布を決定した。サブG1/G0細胞画分をアポトーシスを起こした細胞を代表するものとみなした。
【0148】
(核形態学)
細胞をリポソーム−オリゴヌクレオチド複合体で4.5時間処理し、トランスフェクション試薬またはオリゴヌクレオチドを含まない培地中で37℃でさらに48時間インキュベートした。細胞を回収し、0.10μg/ml DAPI(4’,6−ジアミジノ−2−2−フェニルインドール)を用いて室温にて30分間染色した。細胞をスライドガラス上に置き、サイトスピンし、UV蛍光照明下でライカ顕微鏡および40倍対物レンズを使用して観察した。デジタル画像は、イメージデータベースV.4.01ソフトウェア(ライカ、ドイツ)を使用して取り込んだ。
【0149】
(In vivo抗腫瘍活性)
有効性試験をNCI−H460腫瘍を有する雄RAG2免疫不全マウスまたはLCC6腫瘍を有する雌RAG2マウスにおいて実施した。処理は腫瘍接種の3日後に開始した。生理食塩水(対照)、G4 ASオリゴヌクレオチド(5mg/kgまたは15mg/kg)、G4 SCオリゴヌクレオチド(5mg/kgまたは15mg/kg)を、3週間の投与計画を通じて週に5用量として毎日腹腔内に投与した。ビノレルビン(VNB、5mg/kgまたは10mg/kg)を、腫瘍接種の3日後、7日後、11日後および17日後に単独またはオリゴヌクレオチドと組合せて尾静脈から静脈投与した。オリゴヌクレオチドをVNBと組み合わせて投与する場合、薬物処理はODN処理の4時間後に行った。
マウスは毎日観察した。体重測定およびストレスの徴候(例えば、無気力、毛の逆立ち、運動失調)を、可能性のある毒性の検出に用いた。潰瘍化した腫瘍または1cm以上の腫瘍容積を有する動物を殺した。デジタルノギスによる腫瘍の測定値を、式:1/2[長さ(cm)]×[幅(cm)]を用いて平均腫瘍サイズ(cm)へ変換した。マウス1匹当たりの平均腫瘍サイズを用いて、1つの群につき少なくとも2つの独立した試験から群平均腫瘍サイズ±SE(n=マウス6匹)を算出した。
【0150】
(腫瘍および組織の処理)
マウス腫瘍は、腫瘍接種および処理の21日後または24日後に回収した。腫瘍組織の一部をホルマリンで固定した。パラフィン包埋組織を切片にし、ヘマトキシリンおよびエオシン染色を用いる肉眼組織病理学ならびにユビキチン発現についての免疫組織化学に付した。腫瘍の他の部分は、ウエスタンブロット解析用に溶解バッファー中で均質化した(上記参照)。
【0151】
(統計的解析)
スチューデントのt検定により2つの処理群間の統計的有意性を判定した。多重比較は、一元ANOVA、およびシェレ検定基準により異なる処理群を比較する事後検定により行った(スタティスティカ・リリース4.5、スタットソフト社、タルサ、OK)。データはP値<0.05で有意性を検討した。
【実施例14】
【0152】
(アンチセンスHIAP1オリゴヌクレオチドによる、HIAP1 RNAおよびポリペプチド発現の低下)
オリゴヌクレオチドとしての15個のHIAP1アンチセンス核酸塩基オリゴマーのライブラリーを、ウエスタンブロット解析によりタンパク質ノックダウンについて、ならびに2つの異なる条件下で上記実施例3に記載されているプライマーおよびプローブを用いるTaqManによりRNAノックダウンについてスクリーニングした。HIAP1 RNAレベルは、標準的なノーザンブロット解析またはRT−PCR技術を用いて検出できる。アンチセンスオリゴヌクレオチドを、基本条件下またはシクロヘキシミド誘導条件下(毒性水準下の用量で24時間処理)で細胞に投与した。シクロヘキシミド(CHX)は、処理した細胞系に応じて、HIAP1 mRNAの10倍〜200倍の誘導を導くことができる。これは次にはウエスタンブロットで見られるような(70kDaバンド)HIAP1タンパク質の増加を導く。CHXのこの効果は2つの別個の作用機構による。第一に、CHXは、既知のHIAP1転写誘導物質であるNFκBを、NFκBの阻害剤である不安定なタンパク質IκBのデノボ合成を遮断することにより活性化する。類似した効果は、別のタンパク質合成阻害剤であるピューロマイシンやTNF−αによってもみられ、TNF−αはIκBのリン酸化、ユビキチン化および分解を導くシグナル伝達カスケードを誘導する。アクチノマイシンDとピューロマイシンもしくはTNF−αとの組合せとは対照的に、デノボ転写を遮断するアクチノマイシンDとCHXとの存在下でHIAP1メッセージの消失率が低下することから分かるように、CHXのみがHIAP1 mRNAをさらに安定化させる。
【0153】
SF295神経膠芽腫細胞を、リポフェクチンおよびオリゴヌクレオチド(スクランブルされたサバイビン、オリゴヌクレオチドなし、アンチセンスAPO1〜APO15)でトランスフェクトするか、または未処理のままとした。トランスフェクションの6時間後、細胞からRNAを単離し、HIAP1 mRNAのレベルを定量PCR(TaqMan解析)により測定し、スクランブルサバイビンオリゴヌクレオチドトランスフェクションの値を1.0と設定して、GAPDH mRNAに対して標準化した。この試験の結果は、3つの独立した試験をまとめたものとして図21に示す。スクランブルサバイビンオリゴヌクレオチド、偽トランスフェクションおよび未処理(未トランスフェクト)細胞は全て、類似したHIAP1 mRNAレベルを示した。15のアンチセンスオリゴヌクレオチドのうち7つ(APO1、2、7、8、9、12、15)が、偽トランスフェクションまたはサバイビンスクランブル対照オリゴヌクレオチドトランスフェクション(5’−mUmAmAGCTGTTCTATGTGmUmUmC−3’、配列番号296)と比較してほぼ50%の減少を示した(図21)。オリゴヌクレオチドの中には、毒性を有する非特異的オリゴヌクレオチドに対するストレス応答である可能性があるHIAP1 mRNAの誘導をもたらしたものがあった。アンチセンスオリゴヌクレオチドは、オリゴヌクレオチドが翻訳プロセスに干渉可能な場合に、たとえそのメッセージが増加したとしても、HIAP1タンパク質レベルをノックダウンするのになお有効である可能性がある。
【0154】
また、HIAP1タンパク質およびmRNA発現に対するHIAP1アンチセンス核酸塩基オリゴマーの効果を、HIAP1を発現するように誘導された細胞において調べた。SF295細胞を、オリゴヌクレオチドでトランスフェクトするか、または偽トランスフェクトした。次に、トランスフェクト細胞を10μg/mlシクロヘキシミドで24時間処理して、70kDa HIAP1 mRNAおよびタンパク質を誘導した。抗HIAP1ポリクローナル抗体を用いたウエスタンブロット解析によりタンパク質レベルを測定し、そのブロットをリプロービングしてアクチンタンパク質に対して標準化した。ウエスタンブロットの走査結果を図22Aに示す。比重走査の結果を偽の結果(100%に設定)に対してプロットした(図22B)。最も効力のあるアンチセンスオリゴヌクレオチドを容易に識別できるように、50%で線を引いている。ウェスタンイムノブロットで示されるように、未処理のサンプルと比較して、トランスフェクションプロセス自体(例えば、偽またはスクランブルサバイビン)がHIAP1タンパク質を誘導している。
【0155】
15個の試験核酸塩基オリゴマーのうち、6つ(APO1、2、7、8、12、および15)は、タンパク質およびmRNAアッセイの双方において高い活性を示すか、または有意な活性を有しており、APO4、6、11、13、14に関して見られるような(図21)、およびAPO2に対する対照オリゴヌクレオチド(ミスマッチまたは逆極性、本文下記ならびに図23および図24を参照)により見られるようなHIAP1 mRNAのストレス誘導性増加を引き起こさなかった。また、APO6は、タンパク質総量の全般的な減少により見られるように毒性の徴候も示したことに留意されたい(図23)。
【0156】
シクロヘキシミド誘導条件下でのHIAP1アンチセンスオリゴヌクレオチドの効力をさらに調査するため、HIAP1のイントロン内のAlu繰り返し配列を標的とし、HIAP1 mRNAおよびタンパク質のCHX誘導アップレギュレーションの最大の遮断をもたらすAPO2を用いるトランスフェクションの6時間後に、HIAP1 mRNAの変化をTaqManリアルタイムPCRにより測定した。この試験の対照は、APO2についての3個のオリゴヌクレオチド:1個のスクランブル配列(同一塩基組成であるが、順序がランダムなもの、5’−AAGGGCGGCGGAGTGAGAC−3’、配列番号297)、1個の逆極性(同一塩基組成、同一配列順序であるが、逆方向のもの、5’−AGAGGACGGAGTCGGAGGC−3’、配列番号298)および1個のミスマッチ配列(19個の塩基のうち4個の塩基ミスマッチを含む、5’−CGGAGCGTGAGGATGGAGA−3’、配列番号299)であった。
【0157】
APO2アンチセンスの細胞へのトランスフェクションの結果、スクランブルサバイビン対照と比較して、mRNAの50%減少をもたらし、タンパク質の結果と完全に一致していたが、APO2に対するスクランブル対照(図24におけるH1 sc apo2)は、HIAP1 mRNAレベルを全く変化させなかった(ここでは、2つの異なる試験において2回繰り返した)。しかし、ミスマッチ対照ODN(H1 mm apo2)および逆極性対照オリゴヌクレオチド(H1 RV apo2)は、6時間の時点においてHIAP1 mRNAの6〜7倍の誘導を示した。これらのオリゴヌクレオチドは、予想どおり、HIAP1をもはや標的とはしないが、それでもなお、これらの配列の縮重および反復性により、Alu繰り返し配列を標的にしている可能性がある。したがって、これらの2つの対照が細胞に対して毒性であって、HIAP1の誘導へとつながるストレス応答を引き起こすという可能性がある。この効果はアンチセンスAPO2オリゴヌクレオチドでも起こり得るが、この場合、APO2は、スクランブルサバイビン対照と比較して、HIAP1 mRNAの相対的な減少をもたらす誘導されたHIAP1 mRNAの分解も引き起こし、さらに、スクランブルサバイビン対照オリゴヌクレオチドと比較して、トランスフェクションおよびCHX処理後のHIAP1タンパク質の相対的な折り畳み誘導を減少させる。
【0158】
6つのアンチセンスHIAP1核酸塩基オリゴマーは、イントロン配列に対し非常に効力のある2個のオリゴヌクレオチドを含む(APO1およびAPO2、APO2がより優れた活性を示す)。これらのオリゴヌクレオチドは、癌または自己免疫疾患の治療のために用いることができる。イントロン配列に対してオリゴヌクレオチドは、プレmRNA(極めて短寿命の標的)だけを標的とし、プロセシングを受けた成熟型HIAP1を標的とはしない可能性が高い。一般に、イントロンは、イントロン−エキソン境界または分枝点を標的にすることによってスプライシングを変えたい場合を除き、アンチセンスの標的とはならない。これらは、通常、メッセージのリボヌクレアーゼによる分解よりむしろ、エキソンスキッピングをもたらす。スキッピングによって、HIAP1の最初の2つの重要なBIRドメインをコードするエキソンの損失が生じるため、両機構ともにアポトーシスの促進には有利であろう。また、APO2アンチセンスODNは、19個のうちの連続した18個の塩基であるサバイビンのイントロンも標的とするが、発明者らは、サバイビンタンパク質のいかなる損失も見ることはなかった。HIAP1だけがオリゴ処理後に減少し、これによりHIAP1アンチセンスオリゴヌクレオチドの特異性が実証された。これらのアンチセンスオリゴヌクレオチドは、HIAP1イントロンにおいて、また可能性のある多くの他の遺伝子においてAlu配列をヒットし、癌細胞が死滅するように誘導する(下記参照)が、これはHIAP1およびいくつかの他の重要な遺伝子をダウンレギュレートすることの結果である可能性があり、従ってそれがもし正常細胞に対してあまり毒性がない場合には治療価値がある可能性がある。
【0159】
癌細胞は、報告によれば、より多くのAlu含有転写物を有しており、したがって、Aluを標的とする核酸塩基オリゴマーでのアポトーシス誘導に対して感受性がより高い可能性がある。さらに、核酸塩基オリゴマーAPO1およびAPO2のこの死滅効果は、Alu配列とHIAP1の双方を同時に標的とする複合効果による可能性がある。この二重効果は、細胞が特定の毒物に曝された場合に、HIAP1誘導の正常なストレス応答をNFκB経路を通じて阻止するための効果的な方法をもたらすものと思われる。このストレス応答は、癌細胞の抗アポトーシスプログラムの一部である可能性が高い。HIAP1発現を遮断することにより、発明者らはこの抗アポトーシス性ストレス応答を抑え、癌細胞の死滅を促進する。
【実施例15】
【0160】
(HIAP1アンチセンスオリゴヌクレオチドによる細胞傷害性および化学的感受性の増強)
HIAP1アンチセンス核酸塩基オリゴマーのSF295細胞の化学的感作への効果も評価した。細胞を異なる3個のアンチセンスオリゴヌクレオチド(APO7、APO15およびSC APO2(対照))の1個でトランスフェクトした。オリゴヌクレオチドでのトランスフェクションの24時間後、細胞をアドリアマイシンとともにさらに24時間インキュベートし、その後、WST−1を測定することによって細胞生存について評価した。
【0161】
上記のHIAP1オリゴヌクレオチドでトランスフェクトした後、漸増濃度のアドリアマイシンで処理したSF295細胞についてのWST−1生存曲線を図25に示す。HIAP1 mRNAの減少をもたらした2個のオリゴヌクレオチドは、アドリアマイシンで処理した場合に、HIAP1 mRNAレベルを低下させないオリゴヌクレオチドで処理した細胞と比較して、生存の減少も示した。従って、アンチセンスまたは他の手段によってHIAP1レベルを低下させることにより、多くの化学療法薬の細胞傷害性作用に対して耐性の高い神経膠芽腫細胞系を化学的に感作することができる。
【0162】
本発明の方法に用いることのできるさらなる89のHIAP1アンチセンス配列を表7に示す。ヒトHIAP1とヒトHIAP2との間で100%同一である配列または1つもしくは2つのミスマッチを有する配列を太字にしている。
【0163】
【表7a】

【表7b】

【0164】
発明者らはまた、アンチセンス核酸塩基オリゴマーとしての使用に適した配列のためのヒトHIAP2を解析した。同定された配列を表8に示す。
【0165】
【表8a】

【表8b】

【0166】
他のアンチセンスIAP核酸塩基オリゴマー(米国特許第6,087,173号の表2に記載されているものを含む)も以下の表9に示す。
【0167】
【表9】

【0168】
本発明の方法において有用なアンチセンスIAP核酸塩基オリゴマーのためのその他の配列は、例えば、米国特許第6,355,194号、同6,165,788号、同6,077,709号、同5,958,772号、同5,958,771号、米国特許出願公開番号2003/0125287 A1および同2002/0137708、Carterら、“Regulation and targeting of antiapoptotic XIAP in acute myeloid leukemia” (Leukemia advance online publication 11 September 2003、 doi: 10.1038/sj.leu.2403113)、ならびにBilimら、Int. J. Cancer 103: 29−37 (2003)に記載されている。
【0169】
(他の実施形態)
本明細書に記載されている全ての刊行物および特許出願は、各独立した刊行物または特許出願が引用により本明細書の一部とされることが具体的にかつ個別に示されるのと同一程度に、引用により本明細書の一部とされる。
本発明はその特定の実施形態に関して記載されているが、当然のことながら、本発明はさらなる改変が可能であって、本願は、概して本発明の原理に従い、かつ本発明の属する技術分野内の公知のまたは慣習的な実施内に入り、上に記載された本質的な特徴に適用され得る本開示からのかかる逸脱を含む、本発明のいかなる変形、使用または適応も網羅することを意図する。
【図面の簡単な説明】
【0170】
【図1A】図1Aは、XIAPタンパク質発現に対するアンチセンスXIAPオリゴヌクレオチドの効果を総タンパク質量に関して示すグラフである。
【図1B】図1Bは、上のXIAPタンパク質結果を標準化するために用いた偽のトランスフェクション結果と比較した、各オリゴヌクレオチドトランスフェクションの総タンパク質濃度の値である。
【図1C】図1Cは、XIAPタンパク質発現に対するアンチセンスXIAPオリゴヌクレオチドの効果を総タンパク質量に関して示すグラフである。
【図1D】図1Dは、上のXIAPタンパク質結果を標準化するために用いた偽のトランスフェクション結果と比較した、各オリゴヌクレオチドトランスフェクションの総タンパク質濃度の値である。
【図1E】図1Eは、XIAPタンパク質発現に対するアンチセンスXIAPオリゴヌクレオチドの効果を総タンパク質量に関して示すグラフである。
【図1F】図1Fは、上のXIAPタンパク質結果を標準化するために用いた偽のトランスフェクション結果と比較した、各オリゴヌクレオチドトランスフェクションの総タンパク質濃度の値である。
【図1G】図1Gは、XIAPタンパク質発現に対するアンチセンスXIAPオリゴヌクレオチドの効果を総タンパク質量に関して示すグラフである。
【図1H】図1Hは、上のXIAPタンパク質結果を標準化するために用いた偽のトランスフェクション結果と比較した、各オリゴヌクレオチドトランスフェクションの総タンパク質濃度の値である。
【図1I】図1Iは、XIAPタンパク質発現に対するアンチセンスXIAPオリゴヌクレオチドの効果を総タンパク質量に関して示すグラフである。
【図1J】図1Jは、上のXIAPタンパク質結果を標準化するために用いた偽のトランスフェクション結果と比較した、各オリゴヌクレオチドトランスフェクションの総タンパク質濃度の値である。
【図1K】図1Kは、XIAPタンパク質発現に対するアンチセンスXIAPオリゴヌクレオチドの効果を総タンパク質量に関して示すグラフである。
【図1L】図1Lは、上のXIAPタンパク質結果を標準化するために用いた偽のトランスフェクション結果と比較した、各オリゴヌクレオチドトランスフェクションの総タンパク質濃度の値である。
【図2A】図2Aは、種々のアンチセンスXIAPオリゴヌクレオチドの単独または組合せでの、XIAP RNAに対する効果を示すグラフである。
【図2B】図2Bは、種々のアンチセンスXIAPオリゴヌクレオチドの単独または組合せでの、XIAP タンパク質に対する効果を示すグラフである。
【図2C】図2Cは偽のトランスフェクション結果と比較した各オリゴヌクレオチドトランスフェクションの総タンパク質濃度値を示すグラフであり、偽トランスフェクション結果を用いて図2Bに示したXIAPタンパク質の結果を標準化した。
【図3】31nM量での、4×4混合骨格(MBO)FG8またはE12オリゴヌクレオチドの効果を示すグラフである。H460肺癌細胞を、125nM MBOおよびリポフェクタミン2000を用いて1、2、または3日の連続した日に18時間トランスフェクトした。ウエスタン解析のためのサンプルを示された時間に回収した。走査による濃度測定を実施し、XIAPタンパク質レベルをGAPDHに対して標準化し、100%に設定した偽対照と比較した。示したパーセンテージは、特定のスクランブル対照に対するXIAPタンパク質のノックダウン%を表す。
【図4】63nM量での、4×4混合骨格(MBO)FG8またはE12オリゴヌクレオチドの効果を示すグラフである。H460肺癌細胞を、125nM MBOおよびリポフェクタミン2000を用いて1、2、または3日の連続した日に18時間トランスフェクトした。ウエスタン解析のためのサンプルを示された時間に回収した。走査による濃度測定を実施し、XIAPタンパク質レベルをGAPDHに対して標準化し、100%に設定した偽対照と比較した。示したパーセンテージは、特定のスクランブル対照に対するXIAPタンパク質のノックダウン%を表す。
【図5A】図5Aは、アンチセンスXIAPオリゴヌクレオチドの細胞生存度に対する効果を示すグラフである。
【図5B】図5Bは、アドリアマイシンの存在下での化学的感作に対する効果を示すグラフである。
【図5C】図5Cは、アンチセンスXIAPオリゴヌクレオチドの細胞生存度に対する効果を示すグラフである。
【図5D】図5Dは、アンチセンスXIAPオリゴヌクレオチドの細胞生存度に対する効果を示すグラフである。
【図6】in vitroH460細胞における、オリゴヌクレオチドによるXIAP mRNAの特異的ダウンレギュレーションを示すグラフである。リポフェクタミン2000単独で(LFA)、あるいは1.2μMのオリゴヌクレオチドF3、G4、C5、AB6、DE4もしくはD7、またはそれぞれの逆極性(RP)またはスクランブル(SC)オリゴヌクレオチド対照と共にリポフェクタミン2000で処理したH460細胞におけるXIAP mRNAレベルを示す。リアルタイムRT−PCRによるXIAP mRNAの相対量の定量化をトランスフェクション後6時間で実施した。データは全て代表的な実験を3回行った結果の平均±標準偏差(SD)として示される。同一実験条件下で維持された未処理細胞(対照)中のXIAP mRNAのレベルに1の値を割り当てた。
【図7】種々のPS−XIAPオリゴヌクレオチドでのトランスフェクション後のH460細胞におけるXIAP RNAレベルを示すグラフである。H460ヒト肺癌細胞を、1μM PS−オリゴヌクレオチドおよびリポフェクタミン2000を用いて6時間トランスフェクトした。その後、Taqman解析用に細胞を回収した。
【図8】4×4 MBOでのトランスフェクション後9時間のH460細胞におけるXIAP RNAレベルを示すグラフである。H460細胞を、62.5nM〜1μMの4×4 MBOおよびリポフェクタミン2000を用いて9時間トランスフェクトした。その後、Taqman解析用に細胞を回収した。
【図9】4×4 MBOでのトランスフェクション後24時間のH460細胞におけるXIAPタンパク質ノックダウンを示すグラフである。H460細胞を、1μM 4×4 MBOを1μMでおよびリポフェクタミン2000を用いて24時間トランスフェクトした。その後、ウエスタンブロット解析用に細胞を回収した。走査による濃度測定を実施し、XIAPタンパク質レベルをアクチンに対して標準化し、100%に設定したそれらの特定のスクランブル(sm、rm)対照と比較した。
【図10】in vitroでのH460細胞中におけるXIAPタンパク質のアンチセンスによる特異的ダウンレギュレーションを示す略図である。リポフェクタミン2000単独で(LFA)、あるいはLFAに1.2μMのXIAPオリゴヌクレオチドF3、G4、もしくはC5、またはそれらの個々のオリゴヌクレオチド対照(RP、SC)を加えて処理したH460細胞におけるXIAPタンパク質レベルを示す。XIAPタンパク質レベルをウエスタンブロット法により解析し(図10A)、タンパク質の量を濃度測定により定量化した(図10B)。XIAPレベルを細胞のアクチンレベルに対して標準化し、未処理対照(CNT)レベルと比較した。
【図11】XIAPオリゴヌクレオチドによるカスパーゼ活性化に対する効果を示す略図である。XIAP オリゴヌクレオチドF3、G4、もしくはC5、またはそれらの個別のRPおよびSC ODN対照1.2μMでの、トランスフェクトされたH460細胞における、対照と比較した、プロカスパーゼ−3、PARP(完全長(116kDa)とプロセシングされたもの(85kDa)との双方)の発現(図10A)ならびにBcl−2およびBaxタンパク質レベル(図10B)に対する効果を示す。タンパク質発現をウエスタンブロット法により解析した。Bcl−2およびBaxタンパク質レベルは、細胞のアクチンレベルに対して標準化し、濃度測定により定量した。Bcl−2/Baxの比を2つまたは3つの独立した実験の平均値として示し、対照(CNT)細胞における比を1と設定する。
【図12】アポトーシスのXIAPオリゴヌクレオチド特異的誘導を示す略図である。アポトーシスの誘導を、1.2μMのXIAP G4 ASオリゴヌクレオチド、G4 SCオリゴヌクレオチドまたは未処理対照(CNT)で処理したH460細胞において測定した。図12Aは、ヨード化プロビジウム(PI)染色およびフローサイトメトリーにより測定された、サブG0/G1(アポトーシス)DNA含量を有する細胞のパーセンテージを示す。図12Bは、DAPI染色したオリゴヌクレオチド処理H460細胞の核の形態を示す。矢印は、核DNAの凝縮または断片化というアポトーシスに特徴的な形態をもつ細胞を示す。
【図13A】XIAP G4 ASオリゴヌクレオチド処理のH460細胞の生存度に対する効果を示すグラフである。細胞を漸増濃度のLFA単独、またはG4 ASオリゴヌクレオチドもしくはG4 SCオリゴヌクレオチドを含むLFA-オリゴヌクレオチド複合体で処理し、処理の24時間後にMTTアッセイにより細胞生存度を測定した。データは3つの独立した実験の平均±SDを表す。図13Bは、MTTアッセイにより測定される、ドキソルビシン(DOX)、タキソール、ビノレルビン(VNB)またはエトポシド(Etop)の存在下または不在下で、LFA、およびG4 ASオリゴヌクレオチドもしくはG4 SCオリゴヌクレオチドを含む複合体を用いて用量0.4μMで処理した後のH460死細胞のパーセンテージを示すグラフである。データは3つの独立した実験の平均±SDを表す。
【図13B】XIAP G4 ASオリゴヌクレオチド処理のH460細胞の生存度に対する効果を示すグラフである。細胞を漸増濃度のLFA単独、またはG4 ASオリゴヌクレオチドもしくはG4 SCオリゴヌクレオチドを含むLFA-オリゴヌクレオチド複合体で処理し、処理の24時間後にMTTアッセイにより細胞生存度を測定した。データは3つの独立した実験の平均±SDを表す。図13Bは、MTTアッセイにより測定される、ドキソルビシン(DOX)、タキソール、ビノレルビン(VNB)またはエトポシド(Etop)の存在下または不在下で、LFA、およびG4 ASオリゴヌクレオチドもしくはG4 SCオリゴヌクレオチドを含む複合体を用いて用量0.4μMで処理した後のH460死細胞のパーセンテージを示すグラフである。データは3つの独立した実験の平均±SDを表す。
【図14】XIAP AS 2×2MBOおよびビノレルビンで処理したマウスにおける、相対H460腫瘍増殖を示すグラフである。オリゴヌクレオチドの腫瘍内注射を50μg/腫瘍塊gで皮下H460細胞異種移植片を有するSCID−RAG2マウスに実施した。この処置はビノレルビンの投与と組み合わされた。
【図15】XIAP AS PS−オリゴヌクレオチドで全身に処理したマウスにおけるH460細胞の腫瘍サイズの平均を示すグラフである。皮下H460細胞異種移植片を移植したSCID−RAG2マウスへのXIAP AS PS−オリゴヌクレオチドの全身送達(腹腔内)は、対照と比較して腫瘍のサイズを縮小させた。
【図16】XIAP AS PS−オリゴヌクレオチドで全身に処置したマウスにおけるMDA−MB−435/LCC6ヒト乳癌細胞(LCC細胞)の腫瘍サイズを示すグラフである。LCC6細胞異種移植片を乳房脂肪パッドに移植した雌SCID−RAG2マウスに対するXIAP AS PS−オリゴヌクレオチドの全身送達(腹腔内)は、対照と比較して腫瘍のサイズを縮小させた。
【図17】腫瘍増殖および腫瘍XIAPタンパク質レベルに対するG4 オリゴヌクレオチドのin vivoでの効果を示す略図である。雄SCID−RAG2マウスにおける皮下H460細胞異種移植片の増殖に対する、全身に送達された裸のXIAP G4 ASオリゴヌクレオチドもしくはG4 SCオリゴヌクレオチドの抗腫瘍効力。データは全て平均±SEM(n=6マウス/群)として表されている。
【図18】ウエスタンブロット法により解析し、濃度測定により定量した、G4 ASオリゴヌクレオチド、G4 SCオリゴヌクレオチド、または媒体単独(対照)で21日間処理した後の、SCID−RAG2マウスに移植したH460細胞異種移植片における、XIAPタンパク質発現レベルを示す略図である。XIAPレベルは、細胞のアクチンレベルに対して標準化した。データは全て平均SDとして表されている(n=3)。
【図19】21日間にわたるXIAP G4 ASオリゴヌクレオチドもしくはG4 SCオリゴヌクレオチドの15mg/kgの全身投与後の、SCID−RAG2マウスに移植されたH460腫瘍の組織病理に対するG4オリゴヌクレオチドのin vivoでの効果を示す顕微鏡写真である。図19Aは、ヘマトキシリンおよびエオシンで染色した腫瘍切片を示す。図19Bは腫瘍切片におけるユビキチン発現の免疫組織化学を示す。代表的な腫瘍顕微鏡写真を示す。内部スケールマーカーは、100μmに等しい。
【図20】XIAP オリゴヌクレオチドと組み合わせたビノレルビン(VNB)のin vivoでの効力の増加を示すグラフである。XIAP G4 ASオリゴヌクレオチドもしくはG4 SCオリゴヌクレオチドを伴うまたは伴わないVNBのH460腫瘍異種移植片に対する抗腫瘍効力を、SCID−RAG2マウスにおいて測定した。図20Aは、単一の薬剤による抗腫瘍活性を示し、一方、図20Bは、VNBとG4オリゴヌクレオチドを組み合わせた抗腫瘍活性を示す。データは全て平均±SEM(n=6マウス/群)として表されている。
【図21】HIAP1 RNAレベルに対するHIAP1オリゴヌクレオチドの効果を示すグラフである。
【図22】HIAP1タンパク質のシクロヘキシミド誘導性アップレギュレーションを遮断する細胞の能力に対する、HIAP1オリゴヌクレオチドの効果を示すウエスタンブロットの濃度測定走査を示す略図である。
【図23】総タンパク質量により測定される、細胞傷害性に対するHIAP1オリゴヌクレオチドの効果を示すグラフである。
【図24】HIAP1オリゴヌクレオチドAPO2に対する配列特異性の妥当性を示すグラフである。
【図25】薬剤耐性のあるSF295神経膠芽腫の化学的感作に対するHIAP1オリゴヌクレオチドの効果を示すグラフである。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
増殖性疾患を有する患者を治療する方法であって、前記患者へ、
(i)8〜30核酸塩基長のアンチセンスIAP核酸塩基のオリゴマー、および
(ii)化学療法薬
を前記患者を治療するために総合して十分な量で投与することを含む方法。
【請求項2】
前記アンチセンスIAP核酸塩基オリゴマーおよび前記化学療法薬が互いに28日以内に投与される、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記アンチセンスIAP核酸塩基オリゴマーおよび前記化学療法薬が互いに24時間以内に投与される、請求項2に記載の方法
【請求項4】
前記アンチセンスIAP核酸塩基オリゴマーおよび前記化学療法薬が互いに1時間以内に投与される、請求項3に記載の方法。
【請求項5】
前記アンチセンスIAP核酸塩基オリゴマーおよび前記化学療法薬が同時に投与される、請求項4に記載の方法。
【請求項6】
前記核酸塩基オリゴマーが、配列番号1〜99、143、147、151、163〜260、287、289、および300〜460からなる群から選択される、少なくとも8個の連続した核酸塩基配列を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
【請求項7】
前記核酸塩基オリゴマーが、配列番号97、98、99、143、147、151、287、289、および300〜460からなる群から選択される、少なくとも8個の連続した核酸塩基配列を含む、請求項6に記載の方法。
【請求項8】
前記核酸塩基オリゴマーが、配列番号97、98、99、143、147、151、287、289、および300〜460からなる群から選択される配列から本質的に構成される、請求項7に記載の方法。
【請求項9】
前記核酸塩基オリゴマーが、配列番号97、98、99、143、147、151、287、289、および300〜460からなる群から選択される配列から構成される、請求項8に記載の方法。
【請求項10】
前記核酸塩基オリゴマーがオリゴヌクレオチドである、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
【請求項11】
前記オリゴヌクレオチドが少なくとも1つの修飾された結合を含む、請求項10に記載の方法。
【請求項12】
前記修飾された結合が、ホスホロチオエート、メチルホスホネート、ホスホトリエステル、ホスホロジチオエートおよびホスホセレネート結合からなる群から選択される、請求項11に記載の方法。
【請求項13】
前記核酸塩基オリゴマーが少なくとも1つの修飾された糖部分を含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
【請求項14】
前記修飾された糖部分が2’−O−メチル基または2’−O−メトキシエチル基である、請求項13に記載の方法。
【請求項15】
前記核酸塩基オリゴマーが少なくとも1つの修飾された核酸塩基を含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
【請求項16】
前記修飾された核酸塩基が5−メチルシトシンである、請求項15の方法。
【請求項17】
前記核酸塩基オリゴマーがキメラ核酸塩基オリゴマーである、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。
【請求項18】
前記核酸塩基オリゴマーがホスホロチオエート結合により互いに連結されているDNA残基を含み、前記DNA残基の両側が少なくとも1つの2’−O−メチルまたは2’−O−メトキシエチルRNA残基に隣接している、請求項17に記載の方法。
【請求項19】
前記DNA残基の両側が少なくとも3個の2’−O−メチルまたは2’−O−メトキシエチルRNA残基に隣接している、請求項18に記載の方法。
【請求項20】
前記DNA残基の両側が4個の2’−O−メチルまたは2’−O−メトキシエチルRNA残基に隣接している、請求項19に記載の方法。
【請求項21】
前記RNA残基がホスホロチオエート結合により互いに連結され、前記RNA残基が前記DNA残基とホスホロチオエート結合により連結されている、請求項18に記載の方法。
【請求項22】
前記核酸塩基オリゴマーがホスホジエステル結合により互いに連結されたDNA残基を含み、前記DNA残基の両側がホスホロチオエート結合により互いに連結された少なくとも2個の2’−O−メチルまたは2’−O−メトキシエチルRNA残基に隣接している、請求項18に記載の方法。
【請求項23】
前記DNA残基の両側が少なくとも3個の2’−O−メチルまたは2’−O−メトキシエチルRNA残基に隣接している、請求項22に記載の方法。
【請求項24】
前記核酸塩基オリゴマーが、4個の2’−O−メチルRNA残基を両側に隣接する11個のDNA残基を含んでなり、前記核酸塩基オリゴマーが以下の配列:
5’−AUUGGTTCCAATGTGUUCU−3’(配列番号155)、
5’−ACACGACCGCTAAGAAACA−3’(配列番号16)、
5’−ACAGGACTACCACTTGGAA−3’(配列番号157)、
5’−UGCCAGTGTTGATGCUGAA−3’(配列番号27)、
5’−GCUGAGTCTCCATATUGCC−3’(配列番号141)、
5’−UCGGGTATATGGTGTCUGA−3’(配列番号41)、
5’−AAGCACTGCACTTGGUCAC−3’(配列番号47)、
5’−CCGGCCCAAAACAAAGAAG−3’(配列番号51)、
5’−ACCCTGGATACCATTUAGC−3’(配列番号63)、
5’−UGUCAGTACATGTTGGCUC−3’(配列番号161)、および
5’−UGCACCCTGGATACCAUUU−3’(配列番号151)の中の1つからなり、前記残基がホスホロチオエート結合により互いに連結されている、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
【請求項25】
前記化学療法薬が微小管を崩壊する、請求項1〜24のいずれか一項に記載の方法。
【請求項26】
前記化学療法薬が微小管を安定させる、請求項1〜24のいずれか一項に記載の方法。
【請求項27】
前記化学療法薬がタキサンである、請求項1〜24のいずれか一項に記載の方法。
【請求項28】
前記タキサンがパクリタキセル、ドキセタキセル、RPR 109881A、SB−T−1213、SB−T−1250、SB−T−101187、BMS−275183、BRT216、DJ−927、MAC−321、IDN5109、またはIDN5390である、請求項27に記載の方法。
【請求項29】
前記化学療法薬がビンカアルカロイドである、請求項1〜24のいずれか一項に記載の方法。
【請求項30】
前記ビンカアルカロイドが、ビンクリスチン、ビンブラスチン、ビンデシン、ビンフルニン、ビノレルビン、またはヒドロビンブラスチンである、請求項29に記載の方法。
【請求項31】
前記化学療法薬がドラスタチンである、請求項1〜24のいずれか一項に記載の方法。
【請求項32】
前記ドラスタチンが、ドラスタチン−10、ドラスタチン−15、ILX651、TZT−1027、シンプロスタチン1、シンプロスタチン3、またはセマドチンである、請求項31に記載の方法。
【請求項33】
前記化学療法薬がクリプトフィシンである、請求項1〜24のいずれか一項に記載の方法。
【請求項34】
前記クリプトフィシンがクリプトフィシン1またはクリプトフィシン52である、請求項33に記載の方法。
【請求項35】
前記化学療法薬がエポチロンである、請求項1〜25のいずれか一項に記載の方法。
【請求項36】
前記エポチロンがエポチロンA、エポチロンB、デオキシエポチロンBまたはエポチロンBラクタムである、請求項35に記載の方法。
【請求項37】
前記化学療法薬が、エレウテロビン、ディスコデルモリド、2−エピ−ディスコデルモリド、2−デス−メチルディスコデルモリド、5−ヒドロキシメチルディスコデルモリド、19−デス−アミノカルボニルディスコデルモリド、9(13)−シクロディスコデルモリド、またはラウリマリドである、請求項1〜24のいずれか一項に記載の方法。
【請求項38】
前記化学療法薬が、表1に記載されるものから選択される、請求項1〜24のいずれか一項に記載の方法。
【請求項39】
前記増殖性疾患が癌である、請求項1〜38のいずれか一項に記載の方法。
【請求項40】
前記癌が、急性白血病、急性リンパ性白血病、急性骨髄性白血病、急性骨髄芽球性白血病、急性前骨髄球性白血病、急性骨髄単球性白血病、急性単球性白血病、急性赤白血病、慢性白血病、慢性骨髄性白血病、骨髄異形成症候群、慢性リンパ性白血病、真性赤血球増加症、リンパ腫、ホジキン病、ヴァルデンストレームマクログロブリン血症、線維肉腫、粘液肉腫、脂肪肉腫、軟骨肉腫、骨原性肉腫、脊索腫、血管肉腫、内皮肉腫、リンパ管肉腫、リンパ管内皮肉腫、滑膜腫、中皮腫、ユーイング腫瘍、平滑筋肉腫、横紋筋肉腫、大腸癌、膵臓癌、乳癌、卵巣癌、前立腺癌、扁平上皮癌、基底細胞癌、腺癌、汗腺癌、皮脂腺癌、乳頭癌、乳頭状腺癌、嚢胞腺癌、髄様癌、気管支原性癌、腎細胞癌、肝細胞腫、胆管癌、絨毛癌、精上皮腫、胎生期癌、ウィルムス腫瘍、子宮頚癌、子宮癌、精巣癌、肺癌、小細胞肺癌、膀胱癌、上皮癌、神経膠腫、星状細胞腫、髄芽細胞腫、頭蓋咽頭腫、上衣細胞腫、上衣細胞腫、松果体腫、血管芽腫、聴神経腫、乏突起神経膠腫、シュワン細胞腫、髄膜腫、黒色腫、神経芽細胞腫、または網膜芽細胞腫である、請求項39に記載の方法。
【請求項41】
前記患者へ化学的感作剤を投与することをさらに含む、請求項1〜40のいずれか一項に記載の方法。
【請求項42】
前記患者へ生物学的応答修飾薬を投与することをさらに含む、請求項1〜41のいずれか一項に記載の方法。
【請求項43】
前記患者へ第2の化学療法薬を投与することをさらに含む、請求項1〜42のいずれか一項に記載の方法。
【請求項44】
増殖性疾患を有する患者を治療するために総合して十分な量の、
(i)8〜30核酸塩基長のアンチセンスIAP核酸塩基のオリゴマー、および
(ii)化学療法薬
を含む組成物。
【請求項45】
前記核酸塩基オリゴマーが、配列番号1〜99、143、147、151、163〜260、287、289、および300〜460からなる群から選択される、少なくとも8個の連続した核酸塩基配列を含む、請求項44に記載の組成物。
【請求項46】
前記核酸塩基オリゴマーが、配列番号97、98、99、143、147、151、287、289、および300〜460からなる群から選択される、少なくとも8個の連続した核酸塩基配列を含む、請求項45に記載の組成物。
【請求項47】
前記核酸塩基オリゴマーが、配列番号97、98、99、143、147、151、287、289、および300〜460からなる群から選択される配列から本質的に構成される、請求項46に記載の組成物。
【請求項48】
前記核酸塩基オリゴマーが、配列番号97、98、99、143、147、151、287、289、および300〜460からなる群から選択される配列から構成される、請求項47に記載の組成物。
【請求項49】
前記核酸塩基オリゴマーがオリゴヌクレオチドである、請求項44〜48のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項50】
前記オリゴヌクレオチドが少なくとも1つの修飾された結合を含む、請求項49の組成物。
【請求項51】
前記修飾された結合が、ホスホロチオエート、メチルホスホネート、ホスホトリエステル、ホスホロジチオエートおよびホスホセレネート結合からなる群から選択される、請求項50に記載の組成物。
【請求項52】
前記核酸塩基オリゴマーが少なくとも1つの修飾された糖部分を含む、請求項44〜48のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項53】
前記修飾された糖部分が2’−O−メチル基または2’−O−メトキシエチル基である、請求項52に記載の組成物。
【請求項54】
前記核酸塩基オリゴマーが少なくとも1つの修飾された核酸塩基を含む、請求項44〜48のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項55】
前記修飾された核酸塩基が5−メチルシトシンである、請求項54の組成物。
【請求項56】
前記核酸塩基オリゴマーがキメラ核酸塩基オリゴマーである、請求項44〜48のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項57】
前記核酸塩基オリゴマーがホスホロチオエート結合により互いに連結されているDNA残基を含み、前記DNA残基の両側が少なくとも1つの2’−O−メチルまたは2’−O−メトキシエチルRNA残基に隣接している、請求項56に記載の組成物。
【請求項58】
前記DNA残基の両側が少なくとも3個の2’−O−メチルまたは2’−O−メトキシエチルRNA残基に隣接している、請求項57に記載の組成物。
【請求項59】
前記DNA残基の両側が4個の2’−O−メチルまたは2’−O−メトキシエチルRNA残基に隣接している、請求項58に記載の組成物。
【請求項60】
前記RNA残基がホスホロチオエート結合により互いに連結され、前記RNA残基が前記DNA残基とホスホロチオエート結合により連結されている、請求項57に記載の組成物。
【請求項61】
前記核酸塩基オリゴマーがホスホジエステル結合により互いに連結されたDNA残基を含み、前記DNA残基の両側がホスホロチオエート結合により互いに連結された少なくとも2個の2’−O−メチルまたは2’−O−メトキシエチルRNA残基に隣接している、請求項57に記載の組成物。
【請求項62】
前記DNA残基の両側が少なくとも3個の2’−O−メチルまたは2’−O−メトキシエチルRNA残基に隣接している、請求項61に記載の組成物。
【請求項63】
前記核酸塩基オリゴマーが、4個の2’−O−メチルRNA残基を両側に隣接する11個のDNA残基を含んでなり、前記核酸塩基オリゴマーが以下の配列:
5’−AUUGGTTCCAATGTGUUCU−3’(配列番号155)、
5’−ACACGACCGCTAAGAAACA−3’(配列番号16)、
5’−ACAGGACTACCACTTGGAA−3’(配列番号157)、
5’−UGCCAGTGTTGATGCUGAA−3’(配列番号27)、
5’−GCUGAGTCTCCATATUGCC−3’(配列番号141)、
5’−UCGGGTATATGGTGTCUGA−3’(配列番号41)、
5’−AAGCACTGCACTTGGUCAC−3’(配列番号47)、
5’−CCGGCCCAAAACAAAGAAG−3’(配列番号51)、
5’−ACCCTGGATACCATTUAGC−3’(配列番号63)、
5’−UGUCAGTACATGTTGGCUC−3’(配列番号161)、および
5’−UGCACCCTGGATACCAUUU−3’(配列番号151)の中の1つからなり、前記残基がホスホロチオエート結合により互いに連結されている、請求項44に記載の組成物。
【請求項64】
前記化学療法薬が微小管を崩壊する、請求項44〜63のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項65】
前記化学療法薬が微小管を安定させる、請求項44〜63のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項66】
前記化学療法薬がタキサンである、請求項44〜63のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項67】
前記タキサンがパクリタキセル、ドキセタキセル、RPR109881A、SB−T−1213、SB−T−1250、SB−T−101187、BMS−275183、BRT216、DJ−927、MAC−321、IDN5109、またはIDN5390である、請求項66に記載の組成物。
【請求項68】
前記化学療法薬がビンカアルカロイドである、請求項44〜63のいずれか一項に記載の方法。
【請求項69】
前記ビンカアルカロイドが、ビンクリスチン、ビンブラスチン、ビンデシン、ビンフルニン、ビノレルビン、またはヒドロビンブラスチンである、請求項68に記載の組成物。
【請求項70】
前記化学療法薬がドラスタチンである、請求項44〜63のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項71】
前記ドラスタチンが、ドラスタチン−10、ドラスタチン−15、ILX651、TZT−1027、シンプロスタチン1、シンプロスタチン3、またはセマドチンである、請求項70に記載の組成物。
【請求項72】
前記化学療法薬がクリプトフィシンである、請求項44〜63のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項73】
前記クリプトフィシンがクリプトフィシン1またはクリプトフィシン52である、請求項72に記載の組成物。
【請求項74】
前記化学療法薬がエポチロンである、請求項44〜63のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項75】
前記エポチロンがエポチロンA、エポチロンB、デオキシエポチロンBまたはエポチロンBラクタムである、請求項74に記載の組成物。
【請求項76】
前記化学療法薬が、エレウテロビン、ディスコデルモリド、2−エピ−ディスコデルモリド、2−デス−メチルディスコデルモリド、5−ヒドロキシメチルディスコデルモリド、19−デス−アミノカルボニルディスコデルモリド、9(13)−シクロディスコデルモリド、またはラウリマリドである、請求項44〜63のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項77】
前記化学療法薬が、表1に記載されるものから選択される、請求項44〜63のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項78】
細胞のアポトーシスを促進させる方法であって、前記細胞を請求項44〜77のいずれか一項に記載の組成物と接触させることを含む方法。
【請求項79】
前記細胞が生体内に存在する、請求項78に記載の方法。
【請求項80】
前記細胞が生体外に存在する、請求項78に記載の方法。
【請求項81】
前記細胞が癌細胞である、請求項78〜80のいずれか一項に記載の方法。
【請求項82】
前記癌細胞がヒト癌細胞である、請求項81に記載の方法。
【請求項83】
(i)8〜30核酸塩基長のアンチセンスIAP核酸塩基のオリゴマー、
(ii)化学療法薬、および
(iii)前記アンチセンスIAP核酸塩基オリゴマーおよび前記化学療法薬を、増殖性疾患を有する患者へ前記増殖性疾患を治療するために十分な量で投与するための説明書、
を備えるキット。
【請求項84】
(i)8〜30核酸塩基長のアンチセンスIAP核酸塩基のオリゴマー、および
(ii)前記アンチセンスIAP核酸塩基オリゴマーおよび化学療法薬を、増殖性疾患を有する患者へ前記増殖性疾患を治療するために十分な量で投与するための説明書、
を備えるキット。
【請求項85】
(i)請求項44〜77のいずれか一項に記載の組成物、および
(ii)前記組成物を、増殖性疾患を有する患者へ前記増殖性疾患を治療するために十分な量で投与するための説明書、
を備えるキット。

【図1A】
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【図1B】
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【図1C】
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【図1D】
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【図1E】
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【図1F】
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【図1G】
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【図1H】
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【図1I】
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【図1J】
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【図1K】
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【図1L】
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【図2A】
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【図2B】
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【図2C】
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【図3】
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【図4】
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【図5A】
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【図5B】
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【図5C】
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【図5D】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13A】
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【図13B】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【図18】
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【図19A】
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【図19B】
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【図20】
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【図21】
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【図22】
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【図23】
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【図24】
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【図25】
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【公表番号】特表2007−509861(P2007−509861A)
【公表日】平成19年4月19日(2007.4.19)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−537023(P2006−537023)
【出願日】平成16年10月29日(2004.10.29)
【国際出願番号】PCT/CA2004/001900
【国際公開番号】WO2005/042030
【国際公開日】平成17年5月12日(2005.5.12)
【出願人】(505459183)アエジェラ・セラピューティクス・インコーポレーテッド (3)
【Fターム(参考)】