説明

ウイルスmiRNAおよびウイルス関連miRNAならびにその使用

本明細書にはウイルス感染に関連する新規なポリヌクレオチドが記載される。このポリヌクレオチドはmiRNAおよびmiRNA前駆体である。医学的状態の診断、予後診断および治療に用いることのできる、関連する方法および組成物が開示される。また、本明細書には、ウイルス感染の調節因子を同定するために用いることのできる方法も記載される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、概して、ウイルスのマイクロRNA分子およびウイルス感染に関連するヒトマイクロRNA分子の群、ならびにそれと関連するかまたはそれに由来する種々の核酸分子に関する。
【背景技術】
【0002】
マイクロRNA(miRNA)は、約22ヌクレオチドの短いRNAオリゴヌクレオチドであって、遺伝子制御に関与する。マイクロRNAは、切断または翻訳抑制のためのmRNAを標的とすることにより遺伝子発現を制御する。miRNAは、線虫(C.elegans)、ショウジョウバエ(Drosophila)およびヒトをはじめとする広範囲の種に存在するが、これらはごく最近になって同定されたものである。より重要なことに、疾患の発生および進行におけるmiRNAの役割はごく最近になって認識されるようになった。
【0003】
サイズが小さいことから、miRNAは今まで標準的な方法論を用いて同定するのが困難であった。限られた数のmiRNAが、大量のRNAを抽出することにより同定されている。また、miRNAは、視覚によって識別可能な表現型の提示に寄与していることが確認されている。発現アレイデータにより、miRNAが異なる発生段階、または異なる組織で発現することが示されている。miRNAが、ある種の組織または限定された発生段階に限られていることは、現在までに同定されているmiRNAが全miRNAのごく小さな一部分である可能性が高いことを示している。
【0004】
近年、ゲノムの残りのmiRNAを同定するためのコンピュータによるアプローチが開発された。MiRscanおよびMiRseekerなどのツールがmiRNAを同定し、miRNAは後に実験によって確認された。これらのコンピュータツールに基づいて、ヒトゲノムには200〜255のmiRNA遺伝子が含まれると推定されている。しかし、これらの推定値は、これから同定される残りのmiRNAが既に同定されたmiRNAと同じ特性を持つであろうという仮説に基づいている。哺乳類の生物学および疾患におけるmiRNAの根本的な重要性を踏まえて、未知のmiRNAを同定するための技術が必要である。本発明はこの必要を満たし、多数のmiRNAおよびその使用を提供する。現在まで、ウイルスのmiRNAは全く検出されていなかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、診断目的のため、また標的遺伝子発現の改変のために有用であり得る、ウイルスmiRNAおよびウイルス関連miRNAの核酸配列、その前駆体、その標的配列および関連配列を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明は、pri−miRNA、pre−miRNA、miRNA、miRNA*、抗miRNA、もしくはmiRNA結合部位、またはその変異体の配列を含む、単離された核酸に関する。該核酸は、配列番号:4097721〜4204913;表1、11〜12、もしくは21〜23に参照される前駆体の配列;配列番号:1〜1142416もしくは4204914〜4204915;表1、13〜14もしくは21〜23に参照されるmiRNAの配列;配列番号:1142417〜4097720;表4、10もしくは15〜16に参照される標的遺伝子結合部位の配列;その相補物;またはそれと少なくとも70%同一の、少なくとも12個の連続するヌクレオチドを含む配列を含みうる。単離された核酸は、5〜250ヌクレオチド長でありうる。
【0007】
また、本発明は前記核酸を含むプローブにも関する。該プローブは、配列番号:1〜1142416もしくは4204914〜4204915、表1、13〜14もしくは21〜23に参照されるmiRNA、またはその変異体と相補的な、少なくとも8〜22個の連続するヌクレオチドを含みうる。また、該プローブは、ウイルス感染で差次的に発現するヒトmiRNA、またはその変異体と相補的な少なくとも8〜22個の連続するヌクレオチドを含みうる。
【0008】
また、本発明は、複数個の前記プローブにも関する。該複数個のプローブには少なくとも10個の前記プローブが含まれうる。また、該複数個のプローブには少なくとも100個の前記プローブが含まれていてもよい。また、本発明は、1個のプローブまたは複数個のプローブを含む組成物に関する。また、本発明は固体基板を含むバイオチップにも関し、前記基板は複数個の前記プローブを含む。各々のプローブは、空間的に定義されたアドレスにおいて該基板に付着させることができる。バイオチップは、ウイルスmiRNAと相補的なプローブを含みうる。また、該バイオチップはウイルス感染中の発現により特徴付けられるヒトmiRNAと相補的であるプローブを含みうる。
【0009】
また、本発明は、疾患に関連したmiRNAの差次的発現を検出する方法にも関する。生体試料を用意し、配列番号:1〜1142416もしくは4204914〜4204915;表1、13〜14および21〜23に参照される配列;またはその変異体と少なくとも70%同一である核酸のレベルを測定する。対照区と比較した核酸のレベルの違いが差次的発現を示す。
【0010】
また、本発明は、病理状態を調節する化合物を同定する方法にも関する。配列番号:1〜1142416;表1、13〜14および21〜23に参照されるmiRNAの配列;またはその変異体と少なくとも70%同一である核酸を発現することのできる細胞を準備する。この細胞を候補調節因子と接触させた後、核酸の発現レベルを測定する。対照と比較した核酸のレベルの違いで、化合物を核酸に関連する病理状態の調節因子であると同定する。
【0011】
また、本発明は、細胞において標的遺伝子の発現を阻害する方法にも関する。核酸は、標的遺伝子の発現を阻害するのに十分な量で細胞へ導入される。標的遺伝子は、表4、10もしくは15〜16に参照される結合部位、またはその変異体と実質的に同一な結合部位を含みうる。核酸は、配列番号:1〜1142416もしくは4204914〜4204915の一部分;表1、13〜14および21〜23に参照されるmiRNAの配列;またはその変異体を含みうる。標的遺伝子の発現は、インビトロでもインビボでも阻害させることができる。
【0012】
また、本発明は、細胞において標的遺伝子の発現を増加させる方法にも関する。核酸は、標的遺伝子の発現を増加させるのに十分な量で細胞へ導入される。標的遺伝子は、表4、10もしくは15〜16に参照される結合部位、またはその変異体と実質的に同一な結合部位を含みうる。核酸の一部分は、配列番号:1〜1142416もしくは4204914〜4204915;表1、13〜14および21〜23に参照されるmiRNAの配列;またはその変異体と実質的に相補的でありうる。標的遺伝子の発現は、インビトロでもインビボでも阻害されうる。標的遺伝子の発現は、インビトロでもインビボでも増加させることができる。
【0013】
また、本発明は、配列番号:1〜760616の配列;表10に示される配列;表17に示される配列;またはその変異体を含む核酸を、それを必要とする患者へ投与する段階を含む、表6に示される疾患を有する患者を治療する方法にも関する。
【0014】
また、本発明は、その核酸の一部分が、配列番号:1〜1142416もしくは4204914〜4204915;表1、13〜14および21〜23に参照されるmiRNAの配列;またはその変異体と実質的に相補的である核酸を、それを必要とする患者へ投与する段階を含む、ウイルス感染患者またはウイルス感染に関連する状態の患者を治療する方法にも関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
本発明は、ウイルスmiRNAおよびウイルス関連miRNAの核酸配列、その前駆体、その標的および関連配列を提供する。このような核酸は診断用途に、また標的遺伝子発現の改変に有用である。本発明の他の態様は、以下の本発明の記述により当業者に明らかとなるであろう。
【0016】
1.定義
本発明の化合物、産物および組成物ならびに方法を開示および記載する前に、本明細書において用いられる用語が、特定の実施形態を記載する目的のためだけのものであって、限定を目的とするものではないことを理解されたい。本明細書および添付の請求項において用いられるように、単数形の「一つの(a)」、「一つの(an)」および「前記(the)」は、文脈中で明確に別に指示がない限り、複数の指示物を含むことを留意しなければならない。さらに、「および」と「または」という語は、文脈中で明確に別に指示がない限り、接続的な意味と離接的な意味の双方を包含する可能性があることを留意しなければならない。
【0017】
本明細書において「動物」は、魚類、両生類、爬虫類、鳥類、および哺乳類、例えばマウス、ラット、ウサギ、ヤギ、ネコ、イヌ、雌ウシ、サルおよびヒトを意味しうる。
【0018】
本明細書において、プローブおよび固相支持体に言及して「付着した」または「固定化した」とは、プローブと固相支持体との間の結合が、結合、洗浄、分析、および除去という条件下で安定しているのに十分であることを意味する。結合は共有結合であっても非共有結合であってもよい。共有結合は、プローブと固相支持体との間で直接形成されるか、あるいは架橋剤によるか、または固相支持体もしくはプローブのいずれかまたは双方の分子の特異的反応性基の封入により形成されうる。非共有結合は静電相互作用、親水性相互作用、および疎水性相互作用のうちの1種類以上であってよい。非共有結合に含まれるものは、ストレプトアビジンなどの分子の支持体への共有結合、およびビオチン化プローブのストレプトアビジンとの非共有結合である。また、固定化には、共有相互作用と非共有相互作用の組合せが含まれうる。
【0019】
本明細書において用いられる「生体試料」は、核酸を含む生体組織または生体液の試料を意味しうる。このような試料としては、動物から単離された組織が挙げられるが、これらに限定されない。また、生体試料としては生検および剖検試料などの組織の切片、組織学的目的のために採取された凍結切片、血液、血漿、血清、痰、便、涙、粘液、毛髪、および皮膚が挙げられる。また、生体試料としては、患者組織に由来する外植片ならびに一次細胞培養および/または形質転換細胞培養が挙げられる。生体試料は、動物から細胞の試料を取り出すことにより準備することができるが、既に単離された細胞(例えば、別の人物から単離された、別の時間に単離された、および/または別の目的のために単離された細胞)を用いることによるか、あるいは本発明の方法をインビボで行うことにより達成することもできる。保存用組織、例えば治療または転帰履歴を有するものなどを用いてもよい。
【0020】
本明細書において用いられる「相補物」または「相補的な」とは、核酸分子のヌクレオチドまたはヌクレオチド類似体間の、ワトソン−クリック塩基対形成またはフーグスティーン塩基対形成を意味しうる。
【0021】
「差次的発現(Differential expression)」とは、細胞内および細胞間ならびに組織内および組織間での、時間的および/または細胞の遺伝子発現パターンにおける定性的または定量的差異を意味しうる。従って、差次的に発現した遺伝子は、例えば正常組織か疾患組織での活性化または不活性化をはじめ、定性的にその発現を変化させることができる。遺伝子は、別の状態と比較して特定の状態でスイッチを入れたり切ったりすることができるため、2つまたはそれ以上の状態を比較することができる。定性的に制御された遺伝子は、1つの状態または細胞種内で、標準的な技術により検出可能な1つの発現パターンを提示する。いくつかの遺伝子は、1つの状態または細胞種内で発現するが、双方ともには発現しない。あるいは、発現の差異は、例えば、発現が調節されていると、上方制御されてその結果転写物の量が増加するか、または下方制御されてその結果転写物の量が減少するという点で定量的でありうる。発現の異なる程度は、標準的な特性化技術、例えば発現アレイ、定量的逆転写酵素PCR、ノーザン解析、およびRNase保護などを介して定量化するために十分なほど大きくさえあればよい。
【0022】
本明細書において用いられる「遺伝子」とは、転写および/もしくは翻訳制御配列および/またはコード領域および/または非翻訳配列(例えば、イントロン、5’−および3’−非翻訳配列)を含むゲノム遺伝子でありうる。遺伝子のコード領域は、アミノ酸配列または機能性RNA、例えばtRNA、rRNA、触媒RNA、siRNA、miRNAおよびアンチセンスRNAをコードする核酸配列でありうる。また、遺伝子は、所望によりそれと結合している5’−または3’−非翻訳配列を含むコード領域(例えば、エキソンおよびmiRNA)に相当するmRNAまたはcDNAでもありうる。また、遺伝子は、コード領域および/またはそれと結合している5’−または3’−非翻訳配列の全てまたは一部を含む、インビトロで作製された核酸分子を増幅させてもよい。
【0023】
本明細書において用いられる「宿主細胞」は、ベクターを含有してベクターの複製を支持する、天然に存在する細胞または形質転換細胞でありうる。宿主細胞は、培養細胞、外植片、インビボ細胞、その他でありうる。宿主細胞は、大腸菌(E.coli)などの原核細胞、または酵母、昆虫、両生類、もしくは哺乳類細胞などの真核細胞、例えばCHO、HeLaなどでありうる。
【0024】
本明細書において2つ以上の核酸またはポリペプチド配列との関連で用いられる「同一」または「同一性」とは、これらの配列が、特定の領域に関して同一であるヌクレオチドまたはアミノ酸を特定の割合で有することを意味する。この割合は、2つの配列を最適にアラインして比較することにより計算することができ、特定領域の2つの配列を比較し、双方の配列において同一残基の現れる位置の数を測定して一致した位置の数を得、一致した位置の数を特定領域中の位置の総数で割り、その結果に100を掛けることにより配列同一性の割合を得る。2つの配列が異なる長さであるか、アラインメントによりねじれた末端が生じて特定の比較領域に単一の配列しか含まれない場合、単一の配列の残基を計算の分母に含めるが、分子には含めない。DNAとRNAを比較する場合、チミン(T)とウラシル(U)とを同等とみなす。同一性の確認は、手作業で、またはBLASTまたはBLAST2.0などのコンピュータ配列アルゴリズムを用いて行ってよい。
【0025】
本明細書において用いられる「阻害する」とは、防ぐ、抑制する、減らすまたは除去することを意味しうる。
【0026】
本明細書において用いられる「標識」とは、分光学的手段、光化学的手段、生化学的手段、免疫化学的手段、化学的手段、または他の物理的手段により検出可能な組成物を意味しうる。例えば、有用な標識としては、32P、蛍光色素、高電子密度の試薬、酵素(例えば、ELISAにおいて一般に用いられているようなもの)、ビオチン、ジゴキシゲニン、またはハプテン類および検出可能とすることのできる他の存在物が挙げられる。標識は、核酸およびタンパク質のどの位置に組み入れてもよい。
【0027】
本明細書において用いられる「核酸」または「オリゴヌクレオチド」または「ポリヌクレオチド」とは、少なくとも2個の互いに共有結合したヌクレオチドを意味しうる。当業者には明らかなように、一本鎖に関する描写は相補鎖の配列も規定する。従って、核酸は、描写された一本鎖の相補鎖も包含する。また、当業者には明らかなように、核酸の多くの変異体を同じ目的のために所与の核酸として用いることができる。従って、核酸は、実質的に同一な核酸およびその相補物も包含する。また、当業者には明らかなように、一本鎖から、ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下で標的配列とハイブリダイズしうるプローブのためのプローブがもたらされる。従って、核酸は、ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下でハイブリダイズするプローブも包含する。
【0028】
核酸は、一本鎖または二本鎖であってよく、または二本鎖と一本鎖双方の配列の部分を含んでもよい。核酸は、ゲノムDNAおよびcDNAであるDNA、RNA、またはハイブリッドであってよく、その際核酸は、デオキシリボヌクレオチドおよびリボヌクレオチドの組合せ、ならびに、ウラシル、アデニン、チミン、シトシン、グアニン、イノシン、キサンチン、ヒポキサンチン、イソシトシンおよびイソグアニンをはじめとする塩基の組合せを含んでよい。これらの核酸は、化学的な合成法または組換え法により得ることができる。
【0029】
核酸は一般にリン酸ジエステル結合を含有するが、少なくとも1つの異なる結合、例えば、ホスホルアミダート結合、ホスホロチオエート結合、ホスホロジチオエート結合、またはO−メチルホスホロアミダイト結合、およびペプチド核酸骨格および結合を有しうる核酸類似体も含み得る。他の核酸類似体としては、陽性骨格;非イオン性骨格、および参照により本明細書に組み込まれる米国特許第5,235,033号および同第5,034,506号に記載されているものを含むリボースを含まない骨格を有するものが挙げられる。また、1以上の天然に存在しないヌクレオチドまたは修飾されたヌクレオチドを含有する核酸も核酸の1つの定義に含められる。修飾されたヌクレオチド類似体は、例えば核酸分子の5’末端および/または3’末端に位置しうる。ヌクレオチド類似体の代表的な例は、糖修飾または骨格修飾リボヌクレオチドから選択されうる。しかし、注意すべきは、核酸塩基を修飾されたリボヌクレオチド、すなわち、5位で修飾されたウリジンまたはシチジン、例えば5−(2−アミノ)プロピルウリジン、5−ブロモウリジン;8位で修飾されたアデノシンおよびグアノシン、例えば8−ブロモグアノシン;ジアザヌクレオチド、例えば7−ジアザ−アデノシン;O−アルキル化およびN−アルキル化ヌクレオチド、例えばN6−メチルアデノシンなどの、天然に存在する核酸塩基の代わりに天然に存在しない核酸塩基を含有するリボヌクレオチドも適している。2’−OH−基は、H、OR、R、ハロ、SH、SR、NH2、NHR、NR2またはCN(但し、RはC1−C6アルキル、アルケニルまたはアルキニルであり、ハロはF、Cl、BrまたはIである)から選択される基で置換することができる。リボース−リン酸骨格の修飾は、種々の理由、例えば、生理環境でこのような分子の安定性および半減期を増加させるため、またはバイオチップでのプローブとするためになされうる。天然に存在する核酸と類似体の混合物を作成してもよい;あるいは、異なる核酸類似体の混合物、および天然に存在する核酸と類似体の混合物を作成してもよい。
【0030】
本明細書において用いられる「作動可能なように連結された」とは、遺伝子の発現が、遺伝子と空間的に連結したプロモーターの制御下にあることを意味しうる。プロモーターは、その制御下の遺伝子の5’(上流)または3’(下流)に位置しうる。プロモーターと遺伝子との間の距離は、プロモーターの由来する遺伝子においてプロモーターが遺伝子を制御するプロモーターと遺伝子との間の距離とほぼ同じでありうる。当技術分野で公知のように、この距離における変動にはプロモーター機能を損なうことなく適応することができる。
【0031】
本明細書において用いられる「プローブ」とは、1種類以上の化学結合によって、通常相補的塩基対形成によって、通常水素結合形成によって、相補配列の標的核酸と結合可能なオリゴヌクレオチドを意味する。プローブは、ハイブリダイゼーション条件のストリンジェンシーに応じて、プローブ配列との完全な相補性を欠く標的配列と結合する可能性がある。標的配列と本発明の一本鎖核酸との間のハイブリダイゼーションを妨げることのある塩基対のミスマッチは何個もありうる。しかし、低ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下であってさえもハイブリダイゼーションが起こらないほど突然変異の数が多い場合、配列は相補的な標的配列ではない。プローブは一本鎖でもあってもよいし、または部分的に一本鎖かつ部分的に二本鎖であってもよい。プローブの鎖の数(strandedness)は標的配列の構造、組成、および特性の影響を受ける。プローブは、後にストレプトアビジン複合体と結合するビオチンなどで直接的に標識してもよいし、間接的に標識してもよい。
【0032】
本明細書において用いられる「プロモーター」とは、細胞において核酸の発現をもたらし、活性化させ、または増強することのできる合成分子または天然由来分子を意味しうる。プロモーターは、その発現をさらに増強するため、かつ/またはその空間的な発現および/もしくは時間的な発現を改変するための、1個以上の特異的な調節エレメントを含みうる。また、プロモーターは、末端のエンハンサーエレメントまたはリプレッサーエレメントを含むことができ、これは転写開始部位から数千塩基対ほどに位置し得る。プロモーターは、ウイルス、細菌、菌、植物、昆虫、および動物を含む起源に由来しうる。プロモーターは、遺伝子成分の発現を構成的に制御するか、あるいは、発現の起こる細胞、組織もしくは器官に関して、または発現の起こる発生段階に関して差次的に制御するか、あるいは、生理的ストレス、病原体、金属イオン、または誘発剤などの外部刺激に応答して制御することができる。プロモーターの代表的な例としては、バクテリオファージT7プロモーター、バクテリオファージT3プロモーター、SP6プロモーター、lacオペレーター−プロモーター、tacプロモーター、SV40後期プロモーター、SV40初期プロモーター、RSV−LTRプロモーター、CMV IEプロモーター、SV40初期プロモーターまたはSV40後期プロモーターおよびCMV IEプロモーターが挙げられる。
【0033】
本明細書において用いられる「選択マーカー」とは、それが発現する細胞に、遺伝子構築物でトランスフェクトしたかまたは形質転換した細胞の同定および/または選択を促進するための表現型を付与する任意の遺伝子を意味しうる。選択マーカーの代表的な例としては、アンピシリン耐性遺伝子(Ampr)、テトラサイクリン耐性遺伝子(Tcr)、細菌性のカナマイシン耐性遺伝子(Kanr)、ゼオシン耐性遺伝子、抗生物質オーレオバシジンAに対する耐性を付与するAURI−C遺伝子、ホスフィノトリシン耐性遺伝子、ネオマイシンホスホトランスフェラーゼ遺伝子(nptII)、ハイグロマイシン耐性遺伝子、β−グルクロニダーゼ(GUS)遺伝子、クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)遺伝子、緑色蛍光タンパク質コード遺伝子およびルシフェラーゼ遺伝子が挙げられる。
【0034】
本明細書において用いられる「ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件」とは、核酸の複合混合物中などで、第1の核酸配列(例えば、プローブ)が第2の核酸配列(例えば、標的)とハイブリダイズするが他の配列とはハイブリダイズしない条件を意味しうる。ストリンジェントな条件は、配列依存的であり、環境が異れば該条件も異なるであろう。一般的には、ストリンジェントな条件は、ある決められたイオン強度pHで特定の配列の熱融解温度(Tm)より約5〜10℃低くなるよう選択される。Tmは、標的と相補的なプローブの50%が標的配列と平衡状態でハイブリダイズする温度(定義されたイオン強度、pH、および核濃度下での)でありうる(標的配列が過剰に存在するため、Tmでは、プローブの50%が平衡状態で占有される)。ストリンジェントな条件は、塩濃度がpH7.0〜8.3で約1.0Mナトリウムイオン未満、一般に約0.01〜1.0Mナトリウムイオン濃度(または他の塩)であり、温度は、短いプローブ(例えば、約10〜50ヌクレオチド)については少なくとも約30℃、および長いプローブ(例えば、約50ヌクレオチドより長い)については少なくとも約60℃でありうる。また、ストリンジェントな条件はホルムアミドなどの不安定化剤の添加によって達成されうる。選択的または特異的ハイブリダイゼーションのためには、陽性シグナルは、少なくともハイブリダイゼーションバックグラウンドの2〜10倍でありうる。例示的なストリンジェントなハイブリダイゼーション条件としては、以下の条件が挙げられる:50%ホルムアミド、5×SSC、および1%SDS、42℃でインキュベート、または、5×SSC、1%SDS、65℃でインキュベート、0.2×SSC中で洗浄、および65℃で0.1%SDS。
【0035】
本明細書において用いられる「実質的に相補的」とは、第1の配列が、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、30、35、40、45、50もしくはそれ以上のヌクレオチドの領域に関して第2の配列の相補物と少なくとも60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%もしくは99%同一であるか、または2つの配列がストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下でハイブリダイズすることを意味しうる。
【0036】
本明細書において用いられる「実質的に同一」とは、第1および第2の配列が、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、30、35、40、45、50もしくはそれ以上のヌクレオチドもしくはアミノ酸領域に関して少なくとも60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%、97%、98%または99%同一であるか、または核酸に関して、第1の配列が実質的に第2の配列の相補物と相補的である場合を意味しうる。
【0037】
本明細書において用いられる「標的」とは、ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下で1以上のプローブにより結合されうるポリヌクレオチドを意味しうる。
【0038】
本明細書において用いられる「ターミネーター」とは、転写の終結を知らせる転写単位の末端の配列を意味しうる。ターミネーターは、ポリアデニル化シグナルを含有する3’非翻訳DNA配列であってよく、これはポリアデニル酸配列の一次転写産物の3’末端への添加を促進しうる。ターミネーターは、ウイルス、細菌、菌、植物、昆虫、および動物を含む起源に由来しうる。ターミネーターの代表的な例としては、SV40ポリアデニル化シグナル、HSV TKポリアデニル化シグナル、CYC1ターミネーター、ADHターミネーター、SPAターミネーター、アグロバクテリウム・ツメファシエンス(Agrobacterium tumefaciens)のノパリンシンターゼ(NOS)遺伝子ターミネーター、カリフラワーモザイクウイルス(CaMV)35S遺伝子のターミネーター、トウモロコシ由来のゼイン遺伝子ターミネーター、Rubisco小サブユニット遺伝子(SSU)遺伝子ターミネーター配列、サブクローバー萎縮ウイルス(SCSV)遺伝子配列ターミネーター、ロー因子非依存性大腸菌ターミネーター、およびlacZ αターミネーターが挙げられる。
【0039】
本明細書においてある状態からの動物の保護に言及する際に用いられる「治療」または「治療すること」とは、その状態を予防すること、抑制すること、抑圧すること、または除去することを意味する。状態を予防することは、状態の発生より前に本発明の組成物を動物へ投与することを伴う。状態を抑制することは、状態の誘導後であるがその臨床上の出現の前に本発明の組成物を動物へ投与することを伴う。状態を抑圧することは、状態が臨床上出現した後にその状態を緩和させるかまたは悪化を防ぐように本発明の組成物を動物へ投与することを伴う。状態の除去は、状態が臨床上出現した後に動物がそれ以上当該状態に苦しまないように本発明の組成物を動物へ投与する工程を伴う。
【0040】
本明細書において用いられる「ベクター」とは、複製起点を含有する核酸配列を意味しうる。ベクターは、プラスミド、バクテリオファージ、細菌人工染色体または酵母人工染色体であってよい。ベクターは、DNAまたはRNAベクターでありうる。ベクターは、自己複製する染色体外ベクターであってもよく、宿主ゲノムへ組み込まれるベクターであってもよい。
【0041】
2.マイクロRNA
哺乳類miRNAの成熟についての現在のモデルを図1に示すが、理論に束縛されるのではない。miRNAをコードする遺伝子は、転写されてpri−miRNAとして知られるmiRNA前駆体の産生をもたらす。pri−miRNAは、複数のpri−miRNAを含むポリシストロニックRNAの一部でありうる。pri−miRNAは、ステムおよびループを有するヘアピンを形成しうる。図1に示されるように、ステムにはミスマッチした塩基が含まれうる。
【0042】
pri−miRNAのヘアピン構造は、RNaseIIIエンドヌクレアーゼであるDroshaに認識されうる。Droshaは、pri−miRNAの末端のループを認識し、ステムの中へ入っておよそ螺旋2回転分を切断してpre−miRNAとして公知の60〜70ntの前駆体を産生する。Droshaは、pri−miRNAを、RNaseIIIエンドヌクレアーゼにはよくある切断部のねじれた状態で切断して5’リン酸および約2ヌクレオチドの3’オーバーハングをもつpre−miRNAステムループが得られる。Droshaの切断部位から伸びるステムのおよそ螺旋1回転分(約10ヌクレオチド)は、効果的なプロセシングに必須でありうる。その後、pre−miRNAはRan−GTPおよび輸送受容体Exportin−5により核から細胞質へと活発に移送される。
【0043】
pre−miRNAは、これもまたRNaseIIIエンドヌクレアーゼであるダイサーに認識されうる。ダイサーはpre−miRNAの二本鎖ステムを認識しうる。また、ダイサーは、ステムループの基部の5’リン酸および3’オーバーハングを認識しうる。ダイサーは、ステムループの基部から末端のループを螺旋2回転分切断して、さらなる5’リン酸および約2ヌクレオチドの3’オーバーハングを残す。得られたsiRNA様の二重鎖は、ミスマッチを含みうるが、成熟miRNAおよびmiRNA*として知られる同様のサイズの断片を含む。miRNAおよびmiRNA*は、pri−miRNAおよびpre−miRNAの反対側のアームに由来しうる。miRNA*配列は、クローン化miRNAのライブラリーに見出すことができるが、一般にmiRNAよりも頻度が低い。
【0044】
最初はmiRNA*を含む二本鎖種として存在するが、miRNAは、最終的に一本鎖RNAとしてRNA誘導サイレンシング複合体(RISC)として知られるリボヌクレオタンパク質複合体へ組み込まれる。種々のタンパク質がRISCを形成することができ、それらのタンパク質がmiRNA/miRNA*二重鎖、標的遺伝子の結合部位、miRNAの活性(抑制または活性化)に対する特異性に可変性をもたらし得、miRNA/miRNA*二重鎖のどちらの鎖もRISCへ組み込まれる。
【0045】
miRNA:miRNA*二重鎖のmiRNA鎖がRISCへ組み込まれる場合、miRNA*は除去されて分解されうる。RISCへ組み込まれているmiRNA:miRNA*二重鎖の鎖は、その5’末端があまり緊密に対形成されていない鎖でありうる。miRNA:miRNA*の双方の末端がほぼ同等の5’対を形成している場合、miRNAとmiRNA*の双方は遺伝子サイレンシング活性を有しうる。
【0046】
RISCは、miRNAとmRNAとの間の高レベルの相補性に基づいて、特にmiRNAのヌクレオチド2〜8により標的核酸を同定することができる。動物においてmiRNAとその標的との間の相互作用がmiRNAの全長に沿っていた例が一つだけ報告されている。これは、mir−196とHox B8に関して示され、さらにmir−196がHox B8 mRNAの切断を媒介することが示された(Yekta et al 2004,Science 304−594)。それ以外では、このような相互作用は植物でしか知られていない(Bartel & Bartel 2003,Plant Physiol 132−709)。
【0047】
多数の研究が、効率的な翻訳の阻害を達成するために、miRNAとそのmRNA標的との間の塩基対形成の必要条件に目を向けてきた(Bartel 2004,Cell 116−281に総説されている)。哺乳類細胞では、miRNAの最初の8ヌクレオチドが重要である可能性がある(Doench & Sharp 2004 GenesDev 2004−504)。しかし、マイクロRNAの他の部分もmRNA結合に関与する可能性がある。さらに、3’での十分な塩基対形成は5’での不十分な対形成を補い得る(Brennecke at al,2005 PLoS 3−e85)。miRNA結合を全ゲノムで解析する評価研究から、標的結合におけるmiRNAの5’の塩基2〜7の特異的役割が示唆されているが、通常「A」であると見出される最初のヌクレオチドの役割も認識された(Lewis et at 2005 Cell 120−15)。同様に、ヌクレオチド1〜7または2〜8が、Krekらにより標的の同定および確認に用いられた(2005,Nat Genet 37−495)。
【0048】
mRNA中の標的部位は、5’UTR中、3’UTR中またはコード領域中でありうる。興味深いことに、複数のmiRNAが同一または複数の部位を認識することにより同じmRNA標的を制御しうる。大部分の遺伝学的に同定された標的中に複数のmiRNA相補部位が存在することは、複数のRISCの協同的な作用により最も効率的な翻訳阻害がもたらされることが示されうる。
【0049】
miRNAは、RISCに命令して2つの機構:mRNA切断または翻訳抑制、のいずれかにより遺伝子発現を下方制御し得る。mRNAがmiRNAに対してある程度の相補性を有する場合、miRNAはmRNAの切断を指示し得る。miRNAが切断を導く場合、該切断はmiRNAの残基10および11と対形成しているヌクレオチド間でありうる。あるいは、miRNAがmiRNAに対して必要な程度の相補性を有さない場合、miRNAは翻訳を抑制しうる。動物はより低度の相補性を有し得るため、翻訳抑制は動物においてより優勢であろう。
【0050】
注意すべきは、miRNAとmiRNA*の任意の対の5’末端および3’末端には可変性がありうるということである。この可変性は、切断の部位に関してDroshaおよびダイサーの酵素によるプロセッシングの可変性に起因しうる。また、miRNAおよびmiRNA*の5’末端および3’末端の可変性は、pri−miRNAおよびpre−miRNAのステム構造におけるミスマッチに起因しうる。ステム鎖のミスマッチは、異なるヘアピン構造からなる集団をもたらしうる。また、ステム構造における可変性も、Droshaおよびダイサーによる切断の産物の可変性につながる。
【0051】
3.核酸
本発明は、配列番号:1〜4204915に参照される核酸配列、表1、4、10〜14および21〜23に参照される配列、ならびにその変異体を含む、単離された核酸に関する。該変異体は、参照された核酸配列の相補物でありうる。また、該変異体は、参照される核酸配列またはその相補物と実質的に同一な核酸配列でありうる。また、該変異体は、ストリンジェントな条件下で、参照される核酸配列、その相補物、またはそれと実質的に同一の核酸配列とハイブリダイズする核酸配列でありうる。
【0052】
核酸は、10〜100ヌクレオチド長でありうる。核酸は、少なくとも10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29,30、35、40、45、50,60、70、80または90ヌクレオチド長でありうる。核酸は、合成されるかまたは以下に記載する合成遺伝子を用いて細胞内(インビトロまたはインビボ)で発現される。核酸は、一本鎖分子として合成され、実質的に相補的な核酸とハイブリダイズされて二重鎖を形成しうるが、これを本発明の核酸とみなす。核酸は、一本鎖もしくは二本鎖の形態で、または参照により本明細書に組み込まれる米国特許第6,506,559号に記載されるものをはじめとする、当業者に公知の方法を用いて合成遺伝子により発現させることのできる形態で、細胞、組織または器官へ導入することができる。
【0053】
a.Pri−miRNA
本発明の核酸は、pri−miRNAの配列またはその変異体を含みうる。pri−miRNA配列は、45〜250、55〜200、70〜150または80〜100ヌクレオチドを含みうる。pri−miRNAの配列は、以下に述べるようにpre−miRNA、miRNAおよびmiRNA*を含みうる。また、pri−miRNAはmiRNAもしくはmiRNA*およびその相補物、ならびにその変異体を含みうる。pri−miRNAは、少なくとも19%のアデノシンヌクレオチド、少なくとも16%のシトシンヌクレオチド、少なくとも23%のチミンヌクレオチドおよび少なくとも19%のグアニンヌクレオチドを含みうる。
【0054】
pri−miRNAは、ヘアピン構造を形成しうる。このヘアピン構造には、実質的に相補的である第1の核酸配列と第2の核酸配列が含まれうる。第1および第2の核酸配列は、37〜50ヌクレオチドでありうる。第1および第2の核酸配列は、8〜12ヌクレオチドの第3の配列によって隔てられうる。このヘアピン構造は、その内容が本明細書に組み込まれるHofacker et al.,Monatshefte f.Chemie 125:167−188(1994)に記載されるように、Viennaアルゴリズムにより初期値のパラメータを用いて算出される−25Kcal/モル未満の自由エネルギーを有しうる。このヘアピンは、4〜20、8〜12または10ヌクレオチドの末端ループを有しうる。
【0055】
pri−miRNAの配列は、配列番号:4097721〜4204913、表1に参照される前駆体、表11〜12および21〜23に参照される配列の配列、またはその変異体を含みうる。
【0056】
b.Pre−miRNA
本発明の核酸はまた、pre−miRNAの配列またはその変異体をも含みうる。pre−miRNA配列は、45〜90、60〜80または60〜70ヌクレオチドを含みうる。Pre−miRNAの配列は、以下に述べるようにmiRNAおよびmiRNA*を含みうる。また、pre−miRNAは、miRNAもしくはmiRNA*およびその相補物、ならびにその変異体を含みうる。また、Pre−miRNAの配列は、pri−miRNAの5’末端および3’末端から0〜160ヌクレオチドを除くpri−miRNAの配列でありうる。
【0057】
pre−miRNAの配列は、配列番号:4097721〜4204913、表1に参照される前駆体、表11〜12および21〜23に参照される配列の配列、またはその変異体を含みうる。
【0058】
c.miRNA
本発明の核酸はまた、miRNA、miRNA*またはその変異体の配列を含みうる。miRNA配列は、13〜33、18〜24または21〜23ヌクレオチドを含みうる。miRNAの配列は、pre−miRNAの最初の13〜33ヌクレオチドでありうる。miRNAの配列は、pre−miRNAの最後の13〜33ヌクレオチドでありうる。
【0059】
miRNAの配列は、配列番号:1〜1142416もしくは4204914〜4204915、表1に参照されるmiRNA、表11〜12および21〜23に参照される配列の配列、またはその変異体を含みうる。
【0060】
d.抗miRNA
本発明の核酸はまた、miRNAまたはmiRNA*の活性を阻害することの可能な抗miRNAの配列をも含みうる。抗miRNAは、合計5〜100または10〜60ヌクレオチドを含みうる。また、抗miRNAは、少なくとも合計5、6、7,8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25または26ヌクレオチドを含みうる。抗miRNAの配列は、(a)miRNAの5’と実質的に同一である少なくとも5ヌクレオチド、および前記miRNAの5’末端から標的部位の隣接領域に対して実質的に相補的である少なくとも5〜12ヌクレオチド、または(b)miRNAの3’と実質的に同一である少なくとも5〜12ヌクレオチド、および前記miRNAの3’末端から標的部位の隣接領域に対して実質的に相補的である少なくとも5ヌクレオチドを含みうる。
【0061】
抗miRNAの配列は、配列番号:1〜1142416もしくは4204914〜4204915の相補物、表1、13〜14もしくは21〜23に参照されるmiRNAの配列、またはその変異体を含みうる。
【0062】
e.標的の結合部位
本発明の核酸はまた、標的miRNA結合部位の配列、またはその変異体をも含みうる。標的部位配列は、合計5〜100または10〜60ヌクレオチドを含みうる。標的部位配列は、配列番号:1142417〜4097720の少なくとも5ヌクレオチド、表4、10もしくは15〜16に参照される標的遺伝子結合部位の配列、またはその変異体を含みうる。
【0063】
4.合成遺伝子
本発明はまた、転写制御配列および/または翻訳制御配列と作動可能なように連結された本発明の核酸を含む合成遺伝子にも関する。合成遺伝子は、本発明の核酸の結合部位を含む標的遺伝子の発現を修飾することが可能であり得る。標的遺伝子の発現は、細胞、組織または器官において修飾されうる。合成遺伝子は、合成されるか、または標準的な組換え技術により天然に存在する遺伝子から得ることができる。また、合成遺伝子は、合成遺伝子配列の転写単位の3’末端のターミネーターを含みうる。また、合成遺伝子は、選択マーカーを含みうる。
【0064】
5.ベクター
本発明はまた、本発明の合成遺伝子を含むベクターにも関する。ベクターは、発現ベクターでありうる。発現ベクターは、さらなる要素を含みうる。例えば、この発現ベクターは、それが2種類の生物中で維持される、例えば、発現用の哺乳類もしくは昆虫細胞中、ならびにクローニングおよび増幅用の原核生物宿主中で維持されることを可能とする2つの複製系を有しうる。複数の発現ベクターを統合するため、この発現ベクターには、少なくとも1つの宿主細胞ゲノムに相同な配列、および好ましくは発現構築物に隣接する2つの相同配列が含まれうる。組み込み型ベクターは、ベクター内へ封入するための適切な相同配列を選択することにより、宿主細胞中の特定の遺伝子座に向けることができる。また、ベクターは、形質転換宿主細胞の選択を可能にする選択マーカー遺伝子を含みうる。
【0065】
6.宿主細胞
本発明はまた、本発明のベクターを含む宿主細胞にも関する。細胞は、細菌、菌、植物、昆虫または動物細胞であってよい。
【0066】
7.プローブ
本発明は、本発明の核酸を含むプローブにも関する。プローブは、下に概説されるように、スクリーニングおよび診断法に用いられうる。プローブは、固体基板、例えばバイオチップへ付着または固定化することができる。
【0067】
プローブは、8〜500、10〜100または20〜60ヌクレオチド長でありうる。また、プローブは、少なくとも8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、35、40、45、50、60、70、80、90、100、120、140、160、180、200、220、240、260、280または300ヌクレオチド長でありうる。プローブは、10〜60ヌクレオチドのリンカー配列をさらに含みうる。
【0068】
8.バイオチップ
本発明はバイオチップにも関する。バイオチップは、本発明のプローブもしくは複数個のプローブを付着させて含む固体基板を含みうる。プローブは、ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下で標的配列とハイブリダイズ可能でありうる。プローブは、空間的に定義されたアドレスで基板上に付着されうる。1つの標的配列につき、1以上のプローブを用いることができ、それはオーバーラップするプローブかまたは特定の標的配列の異なる切片に対するプローブでありうる。プローブは、単一の疾患に関連する標的配列とハイブリダイズ可能でありうる。
【0069】
プローブは、当業者に理解されるように、多様な方法でバイオチップへ付着させることができる。プローブは、最初に合成した後、バイオチップへ付着させてもよいし、または直接バイオチップ上で合成してもよい。
【0070】
固体基板は、プローブの付着もしくは会合に適切な分離した別個の部位を含むよう修正することができ、かつ、少なくとも1つの検出法に敏感に反応する材料でありうる。基板の代表的な例としては、ガラスおよび修飾ガラスもしくは機能性ガラス、プラスチック類(アクリル、ポリスチレンおよびスチレンと他の材料の共重合体、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブチレン、ポリウレタン、テフロン(登録商標)J、その他を含む)、多糖類、ナイロンもしくはニトロセルロース、樹脂、シリカもしくはシリコンおよび修飾シリコンを含むシリカ系材料、カーボン、金属、無機ガラス類および無機プラスチック類が挙げられる。基板は、認めうるほど蛍光発光させなくても光学的検出を可能にさせうる。
【0071】
基板は平面であってよいが、他の基板の配置も同様に用いてよい。例えば、流動試料の分析のために、プローブを管の内面上に設置して試料容積を最小化してもよい。同様に、特殊なプラスチック製の独立気泡を含む、軟質フォームなどのように、基板は柔軟であってよい。
【0072】
バイオチップおよびプローブは、化学官能基で誘導体化した後、両者を付着させることができる。例えば、バイオチップを、アミノ基、カルボキシル基、オキソ基またはチオール基をはじめとする化学官能基を用いて誘導体化することができるが、これらに限定されるものではない。これらの官能基を用いて、リンカーを用いて直接または間接にプローブ上の官能基を用いてプローブを付着させることができる。プローブは、5’末端、3’末端、または内部ヌクレオチドを介するかのいずれかにより固相支持体へ付着されうる。
【0073】
また、プローブは非共有結合的に固相支持体へ付着されうる。例えば、それをストレプトアビジンで共有結合的にコートされた表面と結合し得る、ビオチン化オリゴヌクレオチドを作出し、付着させることができる。あるいは、光重合およびフォトリソグラフィなどの技術を用いてプローブを表面上に合成することができる。
【0074】
9.miRNA発現解析
また、本発明は、疾患、またはウイルス感染などの病理状態に関連するmiRNAを同定する方法に関し、その方法は、生体試料を本発明のプローブまたはバイオチップと接触させる工程、およびハイブリダイゼーションの量を検出する工程を含む。高い感受性をもたらしうる、試料中の核酸を増幅させるPCRを用いることも可能である。
【0075】
病理細胞において対照区と比較してより過剰に発現されている、またはより発現が低度であるmiRNAを同定する能力は、診断学、治療学、薬剤開発、薬理遺伝学、バイオセンサ開発の分野、および他の関連分野において使用可能な、高解像度、高感受性のデータセットをもたらし得る。この方法により生成された発現プロフィールは、miRNAの数に関する試料の状態の「フィンガープリント」でありうる。2つの状態に同様に発現した特定のmiRNAがなくとも、miRNAの数の評価により、細胞の状態に特有な遺伝子発現プロフィールが同時に生成される。つまり、正常組織を罹患組織と区別することができる。既知の異なる疾患状態における組織の発現プロフィールを比較することにより、どのmiRNAがこれらの状態に関連しているかに関する情報を得ることができる。その後、診断を行うかまたは確認して組織試料の有する発現プロフィールが正常組織のものであるか疾患組織のものであるかどうかを判定することができる。これによって、関連条件の分子診断を提供することができる。
【0076】
10.発現レベルの決定
本発明はまた、生体試料を本発明のプローブまたはバイオチップと接触させる工程およびハイブリダイゼーションの量を測定する工程を含む、疾患関連miRNAの発現レベルを決定する方法にも関する。疾患関連miRNAの発現レベルは多くの点で役立つ情報である。例えば、対照と比較した疾患関連miRNAの差次的発現は、患者が疾患に罹っている診断として用いることができる。また、疾患関連miRNAの発現レベルは、患者の治療および疾患の状態をモニターするために用いることができる。さらに、疾患関連miRNAの発現レベルによって、特定の発現プロフィールを変更するためまたは疾患に関連する発現プロフィールを抑制するための候補薬剤のスクリーニングが可能となりうる。
【0077】
標的核酸は、標的核酸を含む試料を、標的核酸と十分に相補的な付着プローブを含むバイオチップと接触させること、及び、対照レベルを超えるプローブとのハイブリダイゼーションを検出することにより検出することができる。
【0078】
また、標的核酸は、試験する核酸をナイロンメンブレンなどの固相支持体に固定化すること、及び、標識したプローブを該試料とハイブリダイズさせることにより検出することができる。同様に、標識したプローブを固相支持体へ固定化すること、および標識した標的核酸を含有する試料をハイブリダイズすることにより標的核酸を検出することもできる。洗浄して非特異的ハイブリダイゼーションを除去した後、標識を検出すればよい。
【0079】
また、浸透化した(permeabilized)細胞または組織試料を、標識したプローブと接触させて標的核酸とのハイブリダイゼーションを可能にすることにより、標的核酸をin situで検出することもできる。洗浄して非特異的結合したプローブを除去した後、標識を検出すればよい。
【0080】
これらのアッセイは、直接ハイブリダイゼーションアッセイであり得るかまたは、一般に米国特許第5,681,702号;同第5,597,909号;同第5,545,730号;同第5,594,117号;同第5,591,584号;同第5,571,670号;同第5,580,731号;同第5,571,670号;同第5,591,584号;同第5,624,802号;同第5,635,352号;同第5,594,118号;同第5,359,100号;同第5,124,246号;および同第5,681,697号に概説されるように、複数個のプローブの使用を含むサンドイッチアッセイを含み得る。前記文献の各々は参照により本明細書に組み込まれる。
【0081】
上記に概説したように、高、中および低ストリンジェンシー条件を含む種々のハイブリダイゼーション条件が用いられうる。アッセイは、プローブのハイブリダイゼーションを標的とのみ可能にするストリンジェンシー条件下で行われうる。ストリンジェンシーは、これらに限定されないが、温度、ホルムアミド濃度、塩濃度、カオトロピック塩濃度pH、または有機溶媒濃度をはじめとする熱力学的変数である、ステップパラメータを変化させることにより制御することができる。
【0082】
ハイブリダイゼーション反応は、種々の方法で達成されうる。該反応の成分は、同時に、または異なる順序で順次、添加されうる。さらに、反応には種々の他の試薬が含まれ得、これらとしては、塩、バッファー、中性タンパク質(例えばアルブミン)、界面活性剤などが挙げられ、これらは最適なハイブリダイゼーションおよび検出を促進するため、かつ/または非特異的相互作用もしくはバックグラウンドの相互作用を減らすために用いられうる。その他のアッセイの効率を改善する試薬、例えばプロテアーゼ阻害剤、ヌクレアーゼ阻害剤および抗菌剤も、試料の調製方法および標的の純度に応じて適切に用いることができる。
【0083】
a.診断
本発明はまた、生体試料において疾患関連miRNAまたは感染関連miRNAの差次的な発現レベルを検出する工程を含む診断の方法にも関する。該miRNAは、感染した被験体で発現しうるウイルスmiRNAでありうる。また、該miRNAは、被験体由来の、ウイルス感染のためにその発現レベルが改変されているものでありうる。試料は患者に由来するものであってよい。患者における疾患状態の診断は、予後診断および治療戦略の選択を可能とする。さらに、一時的に発現したmiRNA分子を判定することにより細胞の発生段階を分類し得る。
【0084】
標識したプローブの組織アレイとのin situハイブリダイゼーションが行われうる。個体と標品との間でフィンガープリントを比較すれば、当業者であれば知見に基づいて診断、予後診断、または予測を行うことができる。さらに、診断を示す遺伝子は予後を示す遺伝子とは異なる可能性があり、細胞の状態の分子プロファイリングが反応性もしくは不応性の状態の区別を導くか、または結果を予測させうることが理解される。
【0085】
b.薬物スクリーニング
本発明はまた、疾患関連miRNAを発現させることのできる病理細胞を候補治療薬と接触させる工程、及び疾患関連miRNAの発現プロフィールへの候補薬物の効果を評価する工程を含む、治療薬をスクリーニングする方法にも関する。差次的に発現したmiRNAを同定した後、種々のアッセイを実行することができる。試験化合物を、疾患関連miRNAの遺伝子発現を調節する能力についてスクリーニングすることができる。調節には、遺伝子発現の低下および増加の双方が含まれる。
【0086】
試験化合物または候補薬物は、疾患関連miRNAの疾患表現型もしくは発現を直接または間接に変更する能力について試験される任意の分子、例えば、タンパク質、オリゴペプチド、有機小分子、多糖類、ポリヌクレオチド、その他でありうる。候補薬剤には、多数の化学的クラス、例えば分子量が100より大きく約500、1,000、1,500、2,000もしくは2,500ダルトン未満である有機小分子が包含される。候補化合物は、タンパク質との構造上の構造的相互作用、特に水素結合に必要な官能基、および一般に少なくともアミン、カルボニル、ヒドロキシルまたはカルボキシル基を含み、好ましくはこれらの官能性化学基のうちの少なくとも2つを含みうる。候補薬剤は、環状炭素もしくは複素環構造および/または上記官能基の1種類以上で置換された芳香族もしくはポリ芳香族構造を含みうる。また、候補薬剤は、ペプチド、糖類、脂肪酸、ステロイド、プリン、ピリミジン、誘導体、構造類似体またはその組合せを含む生体分子にも見出される。
【0087】
調節因子となる可能性のある物質からなる組合せライブラリーを、疾患関連miRNAと結合する能力またはその活性を調節する能力についてスクリーニングすることができる。組合せライブラリーは、試薬などの多数の化学的基礎単位を組み合わせることによる、化学的合成または生物学的合成のいずれかにより作製された、様々な化学物質の収集物でありうる。化学的な組合せライブラリーの調製およびスクリーニングは当業者に周知である。このような化学的組合せライブラリーとしては、限定されるものではないが、ペプチドがコードされたペプチドライブラリー、ベンゾジアゼピン、ヒダントイン、ベンゾジアゼピンおよびジペプチドなどのダイバーソマー(diversomer)、ビニル性ポリペプチド、小さな化合物ライブラリーの類似有機合成物、オリゴカルバミン酸、および/またはホスホン酸ペプチジル(peptidyl phosphonates)、核酸ライブラリー、ペプチド核酸ライブラリー、抗体ライブラリー、炭水化物ライブラリー、および有機小分子ライブラリーが挙げられる。
【0088】
11.遺伝子サイレンシング
本発明はまた、本発明の核酸を用いて細胞、組織または器官における標的遺伝子の発現を減少させる方法にも関する。標的遺伝子の発現は、標的mRNAの1以上の結合部位と実質的に相補的な配列を含む本発明の核酸を発現させることにより減少させることができる。核酸はmiRNAまたはその変異体でありうる。また、核酸は、プロセシングされてmiRNAを生じうるpri−miRNA、pre−miRNA、またはその変異体でありうる。発現したmiRNAは、標的mRNAの実質的に相補的な結合部位とハイブリダイズすることができ、それはRISCに媒介される遺伝子サイレンシングの活性化を引き起こしうる。miRNAの過剰発現を用いる研究の例は、参照により本明細書に組み込まれる、Yekta et al 2004,Science 304−594である。当業者であれば、本発明の核酸が、当技術分野で周知のアンチセンス法、ならびに参照により本明細書に組み込まれる米国特許第6,506,559号および同第6,573,099号に記載されるRNAi法を用いて標的遺伝子の発現を阻害するために用いられうることが理解されよう。
【0089】
標的遺伝子は、ウイルスmiRNAまたはヒトmiRNAを発現することにより減少しうるウイルス遺伝子でありうる。また、標的遺伝子は、ウイルス感染で発現し、ウイルスmiRNAまたはヒトmiRNAを発現することにより減少しうるヒト遺伝子でありうる。遺伝子サイレンシングの標的は、第2のタンパク質のサイレンシングを引き起こすタンパク質でありうる。標的遺伝子の発現を抑制することにより、第2のタンパク質の発現を増加させうる。miRNA発現の効率的な抑制の例は、参照により本明細書に組み込まれる、Esau et al 2004 JBC 275−52361;およびCheng et al 2005 Nucleic Acids Res.33−1290による研究である。
【0090】
12.遺伝子の増強
本発明はまた、本発明の核酸を用いて細胞、組織または器官における標的遺伝子の発現を増加させる方法にも関する。標的遺伝子の発現は、pri−miRNA、pre−miRNA、miRNAまたはその変異体と実質的に相補的な配列を含む本発明の核酸を発現させることにより増加する可能性がある。核酸は、抗miRNAでありうる。抗miRNAは、pri−miRNA、pre−miRNAもしくはmiRNAとハイブリダイズし得、その結果として遺伝子抑制活性を低下させ得る。また、標的遺伝子の発現は、本発明の核酸と標的遺伝子の結合部位の結合によりmiRNA結合が回避されうるように、標的遺伝子の結合部位の一部と実質的に相補的な本発明の核酸を発現させることにより増加する可能性がある。
【0091】
標的遺伝子はウイルス遺伝子であってよく、それが発現するとウイルスの感染力を低下させうる。また、標的遺伝子はヒト遺伝子であってよく、それが発現するとウイルスの感染力を低下させるかまたはウイルス感染に対する耐性もしくは免疫性を増大させうる。
【0092】
13.治療
本発明はまた、ウイルス感染に関連するものなどの疾患もしくは障害の調節因子もしくは標的として本発明の核酸を用いる方法にも関する。通常、本発明の請求の範囲の核酸分子は、前記核酸と少なくとも一部分相補的な遺伝子の発現の調節因子として用いられうる。さらに、miRNA分子は治療用スクリーニング手順の標的として働く可能性があり、例えばmiRNA分子の阻害または活性化が細胞の分化過程、例えばアポトーシスを調節するかもしれない。
【0093】
さらに、既存のmiRNA分子を、その標的特異性を修飾するために配列を修飾したmiRNA分子(例えば癌遺伝子、多剤耐性遺伝子もしくは別の治療標的遺伝子)の製造のための出発物質として用いることができる。さらに、miRNA分子がプロセシングされた後、治療上関連のある標的に対し再び向けられる二本鎖siRNAとして生成されるように、miRNA分子を修飾することができる。さらに、miRNA分子を組織の再プログラミング手順に用いることができる。例えばmiRNA分子の発現により、分化した細胞株を異なる細胞種または幹細胞へ形質転換させることができるかもしれない。
【0094】
14.組成物
本発明はまた、本発明の核酸を含み、また所望により製薬上許容される担体をも含み得る医薬組成物にも関する。組成物は診断用途または治療用途に用いることができる。医薬組成物の投与は、核酸をインビトロまたはインビボで所望の標的細胞へ導入する、既知の方法で行ってよい。通常に使用される遺伝子導入技術としては、リン酸カルシウム、DEAE−デキストラン、エレクトロポレーション、マイクロインジェクション、ウイルス法および陽イオン性リポソームが挙げられる。
【0095】
15.キット
本発明はまた、本発明の核酸とともに以下:アッセイ試薬、バッファー、プローブおよび/もしくはプライマー、ならびに滅菌生理食塩水もしくは他の製薬上許容されるエマルジョンおよび懸濁性基剤、のいずれかまたは全てを含むキットにも関する。さらに、該キットには、本発明の方法を実行するための使用法(例えば、プロトコール)を含む指導書が含まれうる。
【実施例1】
【0096】
miRNAの予測
本発明者らは、miRNAを予測するため、その内容が参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願第60/522,459号、同第10/709,577号および同第10/709,572号に記載されるものに類似する3つのコンピュータによるアプローチを用いて、miRNAをコードする遺伝子の可能性について多数のウイルスゲノムを調査した。予測されたヘアピンおよび有望なmiRNAを、熱力学的安定性、ならびに構造上および状況上の特徴により評価した。有効であったSangerデータベース中のmiRNAを用いてアルゴリズムを修正した。
【0097】
1.1回目および2回目の選別
表11および12は、1回目のコンピュータによる選別から予測された各ヘアピンに関する配列(「PRECURSOR SEQUENCE」)、配列識別子(「PRECUR SEQ−ID」)および由来生物(「GAM ORGANISM」)を、予測miRNA(「GAM NAME」)とともに示す。表13および14は、各miRNA(「GAM NAME」)に関する配列(「GAM RNA SEQUENCE」)および配列識別子(「GAM SEQ−ID」)を、由来生物(「GAM ORGANISM」)およびダイサーの切断位置(「GAM POS」)とともに示す。
【0098】
2.3回目の選別
表1には、特定のウイルスゲノム(「V」;表10も参照)の3回目のコンピュータによる選別の各予測ヘアピン(「HID」)に関する配列番号が列挙されている。また、表1には、各ヘアピンのゲノムにおける位置(「Hairpin Location(Hairpin Loc.)」)が列挙されている。ゲノム位置の形式は、<鎖(strand)><開始位置(start position)>の連続した形である。遺伝子の位置は、NCBI−Entrezヌクレオチドデータベースに基づいている。Entrezヌクレオチドデータベースは、GenBank、RefSeq、およびPDBを含む数個の供給源から配列の収集物である。表10はこの選別で用いた各々のゲノムに関する受託番号および構築物(版)を示す。
【0099】
また、表1には各予測miRNAおよびmiRNA*に関する配列番号(「MID」)が列挙されている。また、表1には、Hofacker et al.,Monatshefte f.Chemie 125:167−188,1994に記載されるように、各ヘアピンについて0〜1段階の(最も確実なヘアピンが1)予測スコアの等級(「P」)が列挙されている。また、表1には、各Pスコアの値についてバックグラウンドヘアピンから計算したp値(「Pval」)が列挙されている。全てのp値は0.05よりも有意に低い。表1に示されるように、Pvalが0.0である場合が少数ある。これらの各々の場合では、この値は0.0001未満である。p値は、ヘアピンの事前選択を行わずに、試験したヘアピンのパルグレード(palgrade)と他の配列のパルグレードを比較することにより計算した。
【0100】
また、表1には、表2に詳述されるように、miRNAが発現解析(「E」)によって有効であったか否かが列挙されている(Y=有効、N=否)。また、表1には、表3に詳述されるように、miRNAが配列決定(「S」)により有効であったか否かが列挙されている(Y=有効、N=否)。もし予測miRNAと配列決定されたmiRNAとの間の配列に違いがある場合は、配列決定された配列が提示されている。注意すべきは、miRNAの配列決定または発現の検出に失敗しても、それが必ずしもmiRNAが存在しないことを意味するものではないということである。このような検出されないmiRNAは、被験組織以外の組織で発現する可能性がある。さらに、このような検出されないmiRNAは、被験組織で発現するが、実験細胞とは異なる段階または異なる条件下で発現する可能性がある。
【0101】
また、表1には、表2に詳述されるように、miRNAが少なくとも1つの疾患において、差次的発現(「D」)を示したかどうかが列挙されている(Y=示した、N=否)。また、表1には、ヒトもしくはマウスで検出されたかまたはヒトにおいて予測されたように、Sanger DBリリース6.0(2005年4月)(http://nar.oupjournals.org/)中にmiRNAが存在したかどうか(「F」)が列挙されている(Y=存在、N=否)。以上に考察したように、Sangerデータベース中に収載されるmiRNAは、予測アルゴリズムの構成要素であり、また結果の対照である。
【0102】
また、表1には、特定のウイルスの互いに1,000ヌクレオチド以内のヘアピンに関する遺伝子位置クラスター(「LC」)が列挙されている。同じLCを有する各々のmiRNAは同じ遺伝子クラスターを共有する。オーバーラップするヘアピンはクラスター化していない。また、表1には、供給源ウイルスにかかわらず、完全な一致に基づいてその2〜7のシードを単位としてmiRNAをグループ化するためのシードクラスター(「SC」)が列挙されている。同じSCを有する各々のmiRNAは同じシードを有する。6ヌクレオチド長のシードに関する考察については、Lewis et al.,Cell,120;15−20(2005)参照。
【0103】
実施例2
標的遺伝子の予測
次に、実施例1の3回のコンピュータによる選別から予測されたmiRNAを用いて、その内容が参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願第60/522,459号、同第10/709,577号および同第10/709,572号、に記載されるものに類似の、miRNAを予測するための2つの計算論的アプローチを用いて、ヒトおよびウイルス標的遺伝子ならびにそれらの結合部位を予測した。
【0104】
1.1回目および2回目の選別
表15および16には、1回目のコンピュータによる選別から得られた予測標的遺伝子(「TARGET」)および結合部位配列(「TARGET BINDING SITE SEQUENCE」)および結合部位配列識別子(「TARGET BINDING SITE SEQ−ID」)、ならびに標的の由来生物(「TARGET ORGANISM」)が列挙されている。
【0105】
2.3回目の選別
a.ヒト標的遺伝子
表4には、3回目のコンピュータによる選別から得られた、特定のウイルス(V)およびそのヘアピン(HID)から各miRNA(MID)に関して予測されたヒト標的遺伝子が列挙されている。標的遺伝子の名称は、NCBI参照配列リリース9(http://www.ncbi.nlm.nih.gov;Pruitt et al.,Nucleic Acids Res,33(1):D501−D504,2005;Pruitt et al.,Trends Genet.,16(1):44−47,2000;およびTatusova et al.,Bioinformatics,15(7−8):536−43,1999)から得た。標的遺伝子を、7ヌクレオチドのmiRNAシード(位置2〜8)およびUTR上のA(合計8ヌクレオチド)が完全に相補的に一致していることにより同定した。標的遺伝子を同定する際の考察に関しては、Lewis et al.,Cell,120:15−20,(2005)参照。miRNAとUTRとの結合に十分なシードの考察に関しては、Lim Lau et al.,(Nature 2005)およびBrenneck et al,(PLoS Biol 2005)参照。
【0106】
結合部位の選別は、UTRごとに最初の4000ヌクレオチドのみを考慮に入れ、1遺伝子につき数個の転写物がある場合は最も長い転写物を考慮に入れた。フィルタリングにより転写物の総数は23626から14239に減少した。表4には、各標的遺伝子に関する予測結合部位の配列番号が列挙されている。結合部位の配列は、スプライスされたmRNA上に位置するので、結合部位の5’および3’の20ヌクレオチドを含む。結合部位が2つのエキソンからなる場合には、双方のエキソンの5’末端および3’末端双方から20ヌクレオチドが含まれる。
【0107】
表5は、ヒト標的遺伝子ごとの特定のウイルス(V)のmiRNA(MID)/ヘアピン(HID)と疾患との間の関係を示す。疾患の名称はOMIMから得た。ヘアピンの位置する宿主遺伝子と疾患とを結びつける理論的根拠の考察に関しては、Baskerville and Bartel,RNA,11:241−247(2005)およびRodriguez et al.,Genome Res.,14:1902−1910(2004)参照。表5は、疾患に関連しているmiRNA標的遺伝子の数(「N」)を示す。また、表5は、miRNAの結合部位を有すると予測された遺伝子から得られる、疾患に関連している遺伝子の総数(「T」)を示す。また、表5はTのうちのNの割合および超幾何学的解析のp値(「Pval」)を示す。pvalが0.0として記載されている場合、その値が0.0001未満であることを示している。超幾何学的解析の参照には、Schaum’s Outline of Elements of Statistics II:Inferential Statistics参照。表7は表5および6の疾患コードを示す。
【0108】
b.ウイルス標的遺伝子
上記の表4に現在までヒト標的遺伝子に関して記載されるものに類似して、表10には、3回目のコンピュータによる選別から得られた、同じ特定のウイルス(V)およびそのヘアピン(HID)から各miRNA(MID)に関して予測されたウイルス標的遺伝子が列挙されている。ウイルス結合部位の予測には、上記の表10のヒト標的遺伝子に関する方法で、表4のようにUTRでなく完全な遺伝子が用いられた。候補標的遺伝子がウイルス生活環における役割を有することが知られている場合には、その候補標的遺伝子を選別に含めた。ウイルス生活環に役割を果たすウイルス遺伝子上に結合部位を有するmiRNAは、ウイルスに関連する可能性のある疾患に影響しうる。
【0109】
ヒトヘルペスウイルス1および2は、ヘルペスウイルスに引き起こされるいくつかの炎症性疾患のいずれかに関連し、ある例では腰から上の皮膚または粘膜の水疱群(口および唇のものなど)が顕著であり、また他の例ではこのような水疱が生殖器に顕著である。ヒトヘルペスウイルス4(エプスタイン−バーウイルス)は伝染性単核症を引き起こし、バーキットリンパ腫および上咽頭癌に関連している。HIV株は、後天性免疫不全症候群(AIDS)に関与している。B型肝炎およびC型肝炎ウイルスは肝臓の炎症を引き起こす。
【0110】
実施例3
miRNAの検認
実施例1において予測されたヘアピンおよびmiRNAを確かめるため、本発明者らはその内容が参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願第60/522,459号、同第10/709,577号および同第10/709,572号に記載されるものに類似のハイスループットマイクロアレイを用いて種々の組織で発現を検出した。各々の予測前駆体miRNAについて、ヘアピンの双方のステムに由来する成熟miRNAを試験した。
【0111】
1.発現解析−セット1およびセット2
表17〜19には、miRNA配列を検出するためのマイクロアレイ発現解析の結果が列挙されている(「GAM RNA SEQUENCE」)。
【0112】
2.発現解析−セット3
表2は、特定のウイルス(「V」)から関連miRNA(「MID」)の発現を検出することにより有効であると確認された、3回目の予測セットのヘアピン(「HID」)、ならびに発現の検出された組織のコード(「Tissue」)を示す。同じ組織中の同じmiRNAから1以上のスコアが得られる場合は、高い方のスコアのみが示されている。
【0113】
組織および疾患コードは、それぞれ表6および表7に列挙されている。表8は遺伝子と疾患との関係を示す。これは全てのmiRNAと疾患との結びつきを可能にする。表4では、少なくとも1つの標的遺伝子が各miRNAに割り当てられている。表5は、表4の統計解析の結果およびOMIMを示してmiRNAと疾患の有意な関係を表している。表8は基本的にOMIMの縮約版である。表8には、各遺伝子に関して該遺伝子に関連する疾患の全ての数字コードが列挙されている。
【0114】
開示された全ての組織がウイルス性疾患の指標をもたらす。ウイルスの有意な発現が測定されたということは、この組織において組織がウイルス性疾患に関与しうることを意味する。例えばHIVのmirがT細胞系統で発現した場合、それはAIDSへの影響を有しうる。当然、細胞系統は組織が器官で機能する際に組織の特徴のサブセットしか表さないが、細胞系統において測定される発現から推定が可能である。
【0115】
また、表2は、チップの発現スコアの等級(500〜65000の範囲)(「S」)を示す。閾値の500を用いて有意でないシグナルを除去し、スコアを異なる実験から得たMirChipプローブシグナルで標準化した。実験間の蛍光材料の強度の変動は、RNA調製物または標識効率の可変性に起因しうる。本発明者らは、各試料におけるmiRNAの総量は比較的一定しているとの仮説に基づいて標準化した。最初に本発明者らは、各プローブの生のシグナルからバックグラウンドシグナルを引いた(バックグラウンドシグナルは400として定義された)。次に、本発明者らは各miRNAプローブシグナルを全miRNAの平均のシグナルで割り、その結果に10000を掛けてバックグラウンドシグナルの400を加えて戻した。従って、定義によれば、各々の実験の全miRNAプローブシグナルの合計は10400である。
【0116】
また、表2は、標準化したスコアをもとに算出された標準化されたシグナルの統計解析を示す(「Spval」)。各miRNAについて、本発明者らは、完全な予測miRNAリストから関連対照群を用いた。各miRNAはミスマッチを含むプローブの内部対照を有する。関連対照群には、類似したTmを持たせるために、類似したCおよびGの割合(差分絶対値<5%)をもつプローブを含めた。プローブシグナルのP値は、同じまたは高いシグナルをもつ関連対照群プローブに対する比である。結果は、p値≦0.05であり、スコアは500超である。SPValが0.0として記載される場合、この値は0.0001未満である。
【0117】
3.配列決定−セット3
2回目の予測のヘアピン(「HID」)をさらに検認するため、多数のmiRNAを、その内容が参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願第60/522,459号、同第10/709,577号および同第10/709,572号に記載されるものに類似の配列決定法により有効性を確認した。表3は、示された組織(「Tissue」)においてウイルス(「V」)のmiRNA(「MID」)を配列決定することにより有効であると確認されたヘアピン(「HID」)を示す。
【0118】
4.ノーザン解析
miRNAの群を、図2および3に示されるようにノーザン解析により検認した。
【0119】
実施例4
miRNAの差次的発現
1.ウイルスmiRNA
表20には、健康なヒト組織またはヒト由来細胞系統と比較して罹患組織で差次的に発現することが実証された有効なウイルスmiRNAが記載されている。全てのmiRNA配列が、上記のようにmiRNAマイクロアレイを用いて有効であると確認された。アルツハイマー病(Alzheimer)には、罹患した、ならびに健康な、ヒト扁桃体、帯状皮質、尾状核、淡蒼球、後頭頂葉、および上頭頂皮質、アルツハイマー症状により軽度、中度、または重度に影響することが示されている脳の全ての領域由来の、組織の混合物におけるGAM RNA発現が研究された。パーキンソン病(Parkinson)には、罹患したおよび健康なヒト組織由来の黒質組織におけるGAM RNA発現が研究された。MT2細胞系統を、クレードAヒト免疫不全ウイルス(HIV)のT細胞指向性臨床分離株で感染させたが、一方で健康な対照区は感染させなかった。cMagi細胞系統を、マクロファージ指向性クレードB HIVで感染させたが、一方で健康な対照区は感染させなかった。ヒト繊維芽細胞(TC)を、HSV1もしくはHSV2で感染させるか、または感染させずに対照区とした。GAM RNASEQUENCE:成熟した、「ダイサーにより切断された(diced)」GAM RNAの配列(5’から3’)。CHIP SEQUENCEは、マイクロアレイ上に設置された予測GAM RNAを含むオリゴヌクレオチドの配列である(マイクロアレイ表面とのセパレーターとして用いられる非ゲノム配列は含まない)。DISEASE:GAM RNAが差次的に発現した疾患―BALはマクロファージ指向性HIV1サブタイプB、lab株をさし、BLAIはT細胞指向性HIV−1(LAV−1)、サブタイプBをさす;SIGNAL(HEALTHY):指定される疾患に罹患していないヒト組織またはヒト由来細胞系統からなる試料中のGAM RNAに関するマイクロアレイ上のシグナル;SIGNAL(DISEASE):指定される疾患に罹患しているヒト組織またはヒト由来細胞系統からなる試料中のGAM RNAに関するマイクロアレイ上のシグナル。
【0120】
2.ヒトmiRNA
表21には、以下のmiRNAの発現データが列挙されている。HID:ヘアピン配列番号、MID:miRNA配列番号、Tissue:被験組織、S:チップ発現スコアの等級(範囲=100〜65000)、Dis.Diff.Exp.:疾患関連差次的発現およびそれを試験する組織、R:疾患関連発現の比(範囲=0.01〜99.99)、および略語:Brain Mix A−アルツハイマーに影響を及ぼす脳組織の混合物;Brain Mix B−脳の全ての組織の混合物;ならびにBrain SN−黒質。表22および23には、差次的に発現したmiRNAに関する以下の詳細が記載されている。HID:ヘアピン配列番号、Hairpin_Loc:<chr_id><鎖>スペース<開始位置>の連続した形のヘアピンゲノムの位置(例えば、19+135460000はchr19+鎖、開始位置135460000を意味する)、C:進化過程での保存(有/無、および、データが該当しない場合は「−」;有−保存レベルは0.7の閾値を上回る)、T:ゲノムの種類、遺伝子間領域(G)、イントロン(I)、エキソン(E)、MID:miRNA配列番号;Target Gene,Disease:標的遺伝子(HUGOデータベース)および関連疾患(OMIMデータベース)、P:予測スコア等級(0〜9の範囲)、E:チップ発現情報−有効/否(Y/N)、S:配列決定による検認−有効/否(Y/N)、HID:ヘアピン配列番号。表24には、表21〜23中に言及される配列が記載される。
【0121】
実施例5
EBV miRNAの解析
1.発現の検認
図4は、EBV(エプスタイン・バーウイルス)miRNAにおいて予測されたmiRNAの発現の検認を示す;発現検認。3つの細胞株が試験された。2つは感染させてすぐの正常B細胞(PBMC−1/2−EBV)であり、1つはEBV−形質転換細胞株(B−95−8)であった。3つの細胞株は同程度のEBV感染度合いを示した(図4A)。しかし、感染させてすぐのB細胞に対して、EBV−miR−RG−1およびEBV−miR−RG−2はB−95−8細胞系統において高度に発現した(図4B)。
【0122】
2.発現のノックアウト
図5は、EBV miRNAのノックアウトを示す。2−O−メチルをEBV−miR−RG−1に対抗して得られたB−95−8細胞株へ添加すると、EBV抗原を発現している細胞が劇的に減少する。2−O−メチルをEBV−miR−RG−2に対抗して得られたB−95−8へ添加すると、僅かにEBV発現を増加させる、中程度の効果があった。
【0123】
関連出願の相互参照
本願は、参照によりそれぞれ本明細書に組み込まれる、2004年5月26日出願の米国特許出願第10/709,739号の一部継続出願であり、2004年10月4日出願の米国特許仮出願第60/522,459号および2005年5月25日出願の米国特許仮出願第60/665,094号の恩典を主張する。
【図面の簡単な説明】
【0124】
【図1】miRNAの成熟のモデルを示す図である。
【図2A】2つの予測miRNA(太字)を含有するHIV1の5’UTR(U5R)を示す。成熟miRNAに下線が引かれている。
【図2B】2つの予測miRNA(太字)を含有するHIV1の5’UTR(U5R)における成熟miRNA(図2A中の下線部)の、5’末端の近くにある1つを示す。
【図2C】2つの予測miRNA(太字)を含有するHIV1の5’UTR(U5R)における成熟miRNA(図2A中の下線部)の、3’末端の近くにあるもう1つを示す。最も5’側のmiRNAは、TATタンパク質と結合するTAR(Nature 1987.330:489−93)という既知のHIV1 RNA構造に一致する。また、類似したmiRNA(GAM NAME 506033)もチップ上で輝いた。このmiRNAプローブは、T細胞指向性HIV−1(LAV−1)、サブタイプBの配列を基に設計されており、図2Bに示したmiRNAとは異なる1つのヌクレオチドである。図2Bおよび図2Cは、U5R中に存在し、予測成熟miRNAプローブとハイブリダイズしたmiRNAオリゴヌクレオチドのノーザンブロット解析を表す。上の矢印は全355ntのU5R転写物の分子サイズを示す。2つのGAM RNAの予測分子サイズはそれぞれ22ntおよび17ntである。下の矢印は22ntの細胞マーカーを示す。レーン:1− Helaライセート;2− インキュベートを行わないHeLaライセート中のU5R転写物;および3− 24時間HelaライセートでインキュベートしたU5R転写物。
【図2D】予測成熟HIV1 miRNAプローブと反応したHIV1 RNAの部分転写物を示す。
【図2E】予測成熟HIV1 miRNAプローブと反応したHIV1 RNAの部分転写物を示す。図2D及び図2Eのそれぞれの図には実験転写配列が示され、予測成熟miRNAに下線が引かれている。miRNA前駆体のノーザンブロット解析を示す。1つのmiRNA前駆体転写物が163ntであり、もう1つのmiRNA前駆体転写物が200ntであることが実証される。成熟miRNAの予測分子サイズは双方とも24ntである。22nt細胞マーカーが示されている。レーン:1− インキュベートを行わないHeLaライセート中の転写物、および2− 24時間HeLaライセートでインキュベートした転写物。
【図3】ノーザンブロットの結果を示す。EBV感染(B95/8 EBV)および非感染(pBMC)細胞におけるGAM506333およびGAM506336の発現プロフィールを示す。これらのmiRNAの発現は、EBVに感染したB−95/8細胞株のRNAとハイブリダイズしたmiRNAマイクロアレイで実証された。これらの有効なmiRNA予測物に対するプローブをノーザンブロットで全RNAとハイブリダイズした。ノーザンブロットにより、マイクロアレイ上の感染細胞においてこれら2つのmiRNAの発現の高いことが確認された。
【図4】EBVにより発現したmiRNAの検認を示す。
【図5】EBV miRNAのノックアウトを示す。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
(a)配列番号:4097721〜4204913;
(b)表1、11〜12および21〜23で参照される前駆体の配列;
(c)配列番号:1〜1142416または4204914〜4204915;
(d)表1、13〜14および21〜23に参照されるmiRNAの配列;
(e)配列番号:1142417〜4097720;
(f)表4、10および15〜16で参照される標的遺伝子結合部位の配列;
(g)(a)〜(h)の相補物;
(h)(a)〜(h)と少なくとも70%同一の、少なくとも12個の連続するヌクレオチドを含む核酸配列;
からなる群から選択される配列の一部を含む単離された核酸であって、5〜250ヌクレオチド長である、該単離された核酸。
【請求項2】
請求項1に記載の核酸を含むプローブ。
【請求項3】
核酸が、配列番号:1〜1142416もしくは4204914〜4204915、表1、13〜14もしくは21〜23に参照されるmiRNA、またはその変異体と相補的な、少なくとも8〜22個の連続するヌクレオチドを含む、請求項2に記載のプローブ。
【請求項4】
核酸が、ウイルス感染において差次的に発現したヒトmiRNAと相補的な、少なくとも8〜22個の連続するヌクレオチドを含む、請求項2に記載のプローブ。
【請求項5】
請求項3または4に記載のプローブからなる群から選択される複数個のプローブ。
【請求項6】
少なくとも10個のプローブを含む請求項5に記載の複数個のプローブ。
【請求項7】
少なくとも100個のプローブを含む請求項5に記載の複数個のプローブ。
【請求項8】
請求項5〜7のいずれか1項に記載の複数個のプローブを含む組成物。
【請求項9】
固体基板を含むバイオチップであって、該基板が請求項5〜7のいずれか1項に記載の複数個のプローブを含み、各該プローブが空間的に定義されたアドレスにおいて該基板に付着している、該バイオチップ。
【請求項10】
(a)生体試料を準備する工程;および
(b)(i)配列番号1〜1142416もしくは4204914〜4204915、(ii)表1、13〜14および21〜23に参照されるmiRNAの配列、または(iii)(i)〜(ii)の変異体と少なくとも70%同一である核酸のレベルを測定する工程;
を含む、ウイルス感染関連miRNAの差次的発現を検出するための方法であって、対照区と比較した核酸のレベルの違いが差次的発現を示す、該方法。
【請求項11】
(a)(i)配列番号1〜1142416もしくは4204914〜4204915、(ii)表1、13〜14および21〜23に参照されるmiRNAの配列、または(iii)(i)〜(ii)の変異体と少なくとも70%同一である核酸を発現することのできる細胞を準備する段階;
(b)細胞を候補調節因子と接触させる段階;
(c)核酸の発現のレベルを測定する段階;
を含む、ウイルス感染を調節する化合物を同定するための方法であって、対照区と比較した核酸のレベルの違いで、化合物をその核酸に関連する病理状態の調節因子として同定する、該方法。
【請求項12】
核酸を、標的遺伝子の発現を阻害するのに十分な量で細胞へ導入する工程を含む、細胞において標的遺伝子の発現を阻害する方法であって、該標的遺伝子が、表4、10もしくは15〜16に参照される結合部位と実質的に同一の結合部位、またはその変異体を含み、核酸が(i)配列番号:1〜1142416もしくは4204914〜4204915、(ii)表1、13〜14もしくは21〜23に参照されるmiRNAの配列、または(iii)(i)〜(ii)の変異体、の一部を含む、該方法。
【請求項13】
インビトロまたはインビボで発現が阻害される、請求項12に記載の方法。
【請求項14】
核酸を、標的遺伝子の発現を増加させるのに十分な量で細胞へ導入する段階を含む、細胞において標的遺伝子の発現を増加させる方法であって、該標的遺伝子が表4、10もしくは15〜16に参照される結合部位と実質的に同一の結合部位、またはその変異体を含み、核酸の一部分が(i)配列番号:1〜1142416もしくは4204914〜4204915、(ii)表1、13〜14もしくは21〜23に参照されるmiRNAの配列、または(iii)(i)〜(ii)の変異体と実質的に相補的である、該方法。
【請求項15】
インビトロまたはインビボで発現が阻害される、請求項14に記載の方法。
【請求項16】
核酸を必要とする患者へ該核酸を投与する工程を含む、ウイルス感染患者またはウイルス感染に関連する状態の患者を治療する方法であって、該核酸の一部分が(i)配列番号:1〜1142416もしくは4204914〜4204915、(ii)表1、13〜14もしくは21〜23に参照されるmiRNAの配列、または(iii)(i)〜(ii)の変異体と実質的に相補的である、該方法。

【図1】
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【図2A】
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【図2B】
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【図2C】
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【図13D】
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【図13E】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【公表番号】特表2008−500039(P2008−500039A)
【公表日】平成20年1月10日(2008.1.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−514216(P2007−514216)
【出願日】平成17年5月26日(2005.5.26)
【国際出願番号】PCT/IB2005/002352
【国際公開番号】WO2005/116250
【国際公開日】平成17年12月8日(2005.12.8)
【出願人】(506381876)ロゼッタ ジノミクス リミテッド (3)
【Fターム(参考)】