プレｍＲＮＡのスプライシングを修飾するための方法および組成物
本発明は、プレｍＲＮＡ分子のスプライシング事象を抑制するためにプレｍＲＮＡおよび／またはスプライシング機構のエレメントを本明細書中に記載の方法によって同定した小分子化合物と接触させるステップを含む、プレｍＲＮＡ分子中のスプライシング事象を抑制する方法を提供する。さらに、プレｍＲＮＡ分子のスプライシング事象を誘導するためにプレｍＲＮＡおよび／またはスプライシング機構のエレメントを本明細書中に記載の方法によって同定した小分子化合物と接触させるステップを含む、プレｍＲＮＡ分子中のスプライシング事象を誘導する方法を提供する。さらに、プレｍＲＮＡ分子中の選択的スプライシングまたは異常なスプライシング事象を抑制するために治療有効量の本明細書中に記載の方法によって同定された化合物を患者に投与し、それにより患者を治療するステップを含む、プレｍＲＮＡ分子の選択的または異常なスプライシング事象に関連する障害を有する患者の治療方法を本明細書中に提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願］
本願は、米国特許法１１９条（ｅ）項の下、２００２年９月２７日提出の米国特許仮出願番号６０／４１４，１４１号（参照することによりその内容全体が本明細書中に組み込まれる）の優先権を主張する。
【０００２】
［発明の分野］
本発明は、プレｍＲＮＡ分子のスプライシング事象の修飾方法および選択的スプライシング事象または異常なスプライシング事象に関連する障害の治療方法、ならびに本発明の方法の実施に有用な化合物および組成物に関する。
【背景技術】
【０００３】
Ｋｏｌｅ ｅｔ ａｌ．に付与された米国特許第５，９７６，８７９号は、異常なスプライシングを阻害して正確なスプライシングに修復するか選択的スプライシングを改変するアンチセンスオリゴヌクレオチドを記載する。
【発明の開示】
【０００４】
本発明は、ａ）化合物を、ｉ）スプライシング事象の非調整下で遺伝子産物を作製するためにｃＤＮＡを発現できないようにするイントロンによって破壊されたｃＤＮＡ、およびｉｉ）スプライシング機構のエレメントと接触させるステップと、ｂ）遺伝子産物を産生するためにｃＤＮＡの発現を検出し、それによりプレｍＲＮＡ分子におけるスプライシング事象を調整することができる化合物を同定するステップとを含む、プレｍＲＮＡ分子のスプライシング事象を調整する（例えば、抑制するか誘導する）ことができる化合物の同定方法を提供する。
【０００５】
治療有効量の本明細書中の方法によって同定された化合物を被験体に投与するステップを含む、プレｍＲＮＡ分子の選択的スプライシング事象または異常なスプライシング事象に関連する障害を有する被験体の治療方法をさらに提供する。
【０００６】
天然タンパク質をコードするＤＮＡを含む細胞中において天然タンパク質の発現をアップレギュレートする方法であって、前記ＤＮＡはその異常なスプライシングにより天然タンパク質をダウンレギュレートさせる変異を含み、前記細胞に本明細書中の方法によって同定された化合物を導入し、それにより前記異常なスプライシングが阻害され、それにより前記天然タンパク質がアップレギュレートされるステップを含む方法をさらに提供する。
【０００７】
さらに、本発明は、選択的スプライシングにより生じるタンパク質をコードするＤＮＡを含む細胞中において選択的スプライシングにより生じる前記タンパク質の発現をアップレギュレートする方法であって、ＤＮＡが選択的スプライシングにより生じるタンパク質をダウンレギュレートさせる第１のスプライシング事象によって調節され、スプライシングを調整するために前記細胞に請求項１の方法によって同定された化合物を導入し、それにより前記第１のスプライシング事象が阻害され、第２のスプライシング事象が起こり、それにより前記別のタンパク質の発現がアップレギュレートされるステップを含む方法を提供する。
【０００８】
さらなる実施形態では、本発明は、本発明の方法によって同定された化合物および薬学的に許容可能なキャリアを含む組成物を提供する。
【０００９】
本発明はまた、１つの態様では、プレｍＲＮＡ分子中のスプライシング事象を抑制または誘導するためにプレｍＲＮＡまたはスプライシング機構の他のエレメントを本明細書中に記載の方法によって同定された化合物と接触させるステップを含む、プレｍＲＮＡ分子のスプライシング事象を抑制または誘導する方法を提供する。本発明は、正の（スプライシングの抑制または誘導）効果または負の（スプライシングを抑制も誘導もしない）効果が得られて検出される条件下で、化合物を本明細書中の実施例に記載の細胞および／または本明細書中に記載のスプライシング機構のエレメントと接触させるステップと、スプライシング事象を抑制または誘導することができる化合物として正の効果が得られる化合物を同定するステップと含む、プレｍＲＮＡ分子のスプライシング事象を調整（すなわち、抑制または誘導）することができる化合物の同定方法も提供する。
【００１０】
別の態様では、本発明は、プレｍＲＮＡ分子の選択的または異常なスプライシング事象に関連する障害を有する患者を治療する方法であって、前記プレｍＲＮＡ分子の選択的スプライシング事象または異常なスプライシング事象を抑制または誘導するために、薬学的に許容可能なキャリアおよび本明細書に記載の方法によって同定された治療有効量の化合物を患者に投与し、それにより前記患者を治療するステップを含む方法を提供する。
【００１１】
本発明の上記ならびに他の目的および態様を、本明細書中で下記により詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
イントロンは、ＤＮＡのコード部分（すなわち、「エクソン」）の間に介在する真核生物ＤＮＡの一部である。イントロンおよびエクソンは、ｍＲＮＡの前駆体（すなわち、「プレｍＲＮＡ」）である「一次転写物」と呼ばれるＲＮＡに転写される。エクソンによってコードされる天然タンパク質を産生することができるように、イントロンはプレｍＲＮＡから除去されなければならない（本明細書中で使用される、用語「天然タンパク質」は、天然に存在する野生型または機能的タンパク質をいう）。スプライシングプロセスにおいてプレｍＲＮＡからのイントロンの除去およびその後のエクソンの連結が行われる。
【００１３】
スプライシングプロセスは、転写後且つ翻訳前にＲＮＡで行われ、スプライシング因子によって媒介される一連の反応である。したがって、「プレｍＲＮＡ」は、エクソンおよびイントロンの両方を含むＲＮＡであり、「ｍＲＮＡ」はイントロンが除去されてエクソンが連続的に連結され、その結果リボゾームによってこれらからタンパク質が翻訳され得るＲＮＡである。
【００１４】
イントロンは、スプライシング機構の一部であり、且つスプライシングに必要である「スプライスエレメント」組によって定義され、スプライシング反応を行う種々のスプライシング因子に結合する比較的短い保存ＲＮＡセグメントである。したがって、各イントロンは、５’スプライス部位、３’スプライス部位、およびこれらの間に存在する分岐点によって定義される。スプライスエレメントはまた、スプライス部位および分岐点からある距離をおいてエクソン中に存在するエクソンスプライシングエンハンサーおよびサイレンサーならびにイントロン中に存在するイントロンスプライシングエンハンサーおよびサイレンサーを含む。スプライス部位および分岐点に加えて、これらのエレメントは、選択的な異常スプライシングおよび構成性スプライシングを調節する。
【００１５】
本発明は、一定の小化学分子が特定のプレｍＲＮＡ分子の特定のスプライシング事象を改変することができるという予想外の発見を提供する。これらの小分子は、スプライシング事象を改変する種々の機構によって操作することができる。例えば、本発明の小分子は、１）スプライシング複合体（スプライセオソーム）およびその成分（ｈｎＲＮＰ、ｓｎＲＮＰ、ＳＲ−タンパク質、および他のスプライシング因子またはエレメントなど）の形成および／または機能および／または他の性質を妨害し、それによりプレｍＲＮＡ分子のスプライシング事象を抑制または誘導することができる。別の例として、２）本発明の小分子は、その後特定のスプライセオソームの形成および／または機能に関与する遺伝子産物（例えば、ｈｎＲＮＰ、ｓｎＲＮＰ、ＳＲ−タンパク質、および他のスプライシング因子が含まれ得るが、これらに限定されない）の転写を抑制および／または改変することができる。３）本発明の小分子はまた、その後特定のスプライセオソームの形成および／または機能に関与する遺伝子産物（例えば、ｈｎＲＮＰ、ｓｎＲＮＰ、ＳＲ−タンパク質、および他のスプライシング因子が含まれるが、これらに限定されない）のリン酸化、グリコシル化、および／または他の変異を抑制および／または改変することができる。４）さらに、本発明の小分子は、特定のスプライシング事象が配列特異的様式でのＲＮＡとの塩基対合に関与しない機構を介して抑制または誘導されるように特定のプレｍＲＮＡに結合し、そして／または影響を与えることができる。したがって、本発明の小分子は、アンチセンスまたはアンチジーンオリゴヌクレオチドと異なり、且つ関連しない。
【００１６】
本発明の化合物によるスプライシング事象の改変には、天然に存在する選択的（ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅまたはａｌｔｅｒｎａｔｅ）スプライシングの調整が含まれ、正確または所望のスプライシング事象への修復が含まれ、遺伝病を発症し得るかこれに関連する変異によって引き起こされる異常なスプライシング事象の抑制も含まれ得る。
【００１７】
異常なスプライシングの抑制が望ましい実施形態では、天然のＤＮＡおよびプレｍＲＮＡの変異は、新規の異常なスプライスエレメントを作製する置換変異または欠失変異のいずれかであり得る。したがって、異常なスプライスエレメントは、異常なイントロンを定義する異常なスプライスエレメント組の１つのメンバーである。異常なスライスエレメント組の残りのメンバーもまた天然のイントロンを定義するスプライスエレメント組のメンバーであり得る。例えば、変異によって天然の３’スプライス部位の上流（すなわち、５’）および天然の分岐点の下流（すなわち、３’）の両方に新規の異常な３’スプライス部位が作製される場合、天然の５’スプライス部位および天然の分岐点は天然のスプライスエレメント組および異常なスプライスエレメント組の両方のメンバーとして作用し得る。他の状況では、変異により通常優性であるかスプライシングエレメントとして役割を果たさない天然のＲＮＡ領域が活性化されてスプライシングエレメントとして作用し得る。このようなエレメントを、「潜在性」エレメントという。
【００１８】
例えば、変異により天然の３’スプライス部位と天然の分岐点との間に存在する新規の異常な変異３’スプライス部位が作製される場合、変異は、異常な変異３’スプライス部位と天然の分岐点との間の潜在性分岐点を活性化することができる。他の状況では、変異により、天然の分岐点と天然の５’スプライス部位との間にさらなる異常な５’スプライス部位が作製され、潜在性３’スプライス部位および異常な変異５’スプライス部位の連続した上流の潜在性分岐点をさらに活性化し得る。この状況では、天然のイントロンが２つの異常なイントロンで分割されるようになり、その間に新規のエクソンが位置付けられる。
【００１９】
さらに、天然のスプライスエレメント（特に、分岐点）もまた異常なスプライスエレメント組のメンバーであるいくつかの状況では、天然のエレメントを遮断して潜在性エレメント（すなわち、潜在性分岐点）を活性化し、天然のスプライスエレメント組の残りのメンバーを集めて正確なスプライシングに不正確なスプライシングを強制することが可能である。潜在性スプライスエレメントが活性化される場合、これはイントロン中または隣接エクソン中の１つのいずれかに存在し得ることもさらに留意のこと。したがって、特定の変異によって作製された異常なスプライスエレメント組に依存して、本発明の化合物は、本発明を実施するために種々の異なるスプライスエレメントを遮断することができる。本発明の化合物は、変異エレメント、潜在性エレメント、または天然のエレメントを遮断することができ、５’スプライス部位、３’スプライス部位、または分岐点を遮断することができる。勿論、上記で考察するように、天然のスプライスエレメントの遮断により潜在性エレメントが活性化され、その後天然のスプライスエレメント組の代理メンバーとして作用し、正確なスプライシングに関与する状況を考慮すると、一般に、天然のイントロンも定義するスプライスエレメントは遮断しない。
【００２０】
他の実施形態では、本発明の化合物の使用によって選択的スプライシング事象を調整することができる。例えば、本発明の化合物を、選択的スプライス部位を含む遺伝子が存在する細胞に移入することができる。化合物の非存在下では、特定の機能を有する遺伝子産物を産生するために第１のスプライシング事象が起こる。本発明の化合物の存在下では、第１のスプライシング事象は阻害され、第２または選択的スプライシング事象が起こり、結果として同一の遺伝子が発現して異なる機能を有する遺伝子産物が産生される。本発明の方法によって選択的スプライシング事象を調整する能力を有する化合物が同定される。
【００２１】
したがって、特定の実施形態では、本発明は、プレｍＲＮＡ分子のスプライシング事象を抑制または誘導するためにプレｍＲＮＡ分子および／または他のスプライシング機構の他のエレメント（例えば、細胞内）を本明細書中に記載の方法によって同定された化合物と接触させるステップを含む、プレｍＲＮＡ分子のスプライシング事象を抑制または誘導する方法を提供する。抑制または誘導されるスプライシング事象は、異常なスプライシング事象または選択的スプライシング事象のいずれかであり得る。
【００２２】
さらに、正の（スプライシングの抑制または誘導）効果または負の（スプライシングを抑制も誘導もしない）効果が得られて検出される条件下で、化合物を本明細書中の実施例１に記載の選択的な異常および／または構成性スプライシングに関与するスプライシングエレメントおよび／または因子と接触させるステップ（例えば、細胞内で）と、スプライシング事象を抑制または誘導することができる化合物として正の効果が得られる化合物を同定するステップと含む、プレｍＲＮＡ分子のスプライシング事象を抑制または誘導することができる化合物の同定方法を本明細書中に提供する。
【００２３】
さらなる実施形態では、本発明は、薬学的に許容可能なキャリア中にプレｍＲＮＡ分子の選択的スプライシングまたは異常なスプライシングを抑制または誘導するための本明細書中に記載の方法によって同定された化合物を含む組成物を提供する。上記のように、本発明の化合物は、アンチセンスやアンチジーンオリゴヌクレオチドではない。表５は、本発明の化合物の例として本発明のいくつかの化合物の化学構造を示すが、全てを含むことは意図しない。さらなる化合物は、本明細書中に記載のプロトコールによって本明細書中に記載の特徴を有することが同定されているか同定することができる本発明の一部であることが意図される。
【００２４】
別の実施形態では、本発明は、その異常なおよび／または選択的スプライシングによって天然タンパク質がダウンレギュレートされる変異を有する、天然タンパク質をコードするＤＮＡを含む細胞中の天然タンパク質の発現をアップレギュレートする方法を提供する。より詳細には、ＤＮＡは、本明細書中に記載の特徴を有するプレｍＲＮＡをコードする。本方法は、異常なスプライシング事象を抑制する化合物として本明細書中に記載のように同定された本発明の小分子を細胞に導入するステップと、それにより正確なスプライシングによって天然のイントロンが除去され、細胞によって天然タンパク質が産生されることとを含む。さらなる実施形態では、本発明は、選択的スプライシング事象を調整することが同定されている本発明の小分子を細胞に導入して選択的スプライシングを調整せずに産生されるタンパク質と異なる機能を有するタンパク質が産生されるステップを含む方法を提供する。
【００２５】
本発明はまた、コードされるプレｍＲＮＡの異常なスプライシングによって変異を含むＤＮＡの発現をアップレギュレートするか遺伝子をダウンレギュレートするための本発明の化合物の使用手段を提供する。したがって、１つの実施形態では、本発明は、変異を含むプレｍＲＮＡ分子の異常なスプライシングの抑制方法および／または選択的スプライシング事象の抑制方法を提供する。プレｍＲＮＡ中に存在する場合、変異によりプレｍＲＮＡが不正確にスプライシングされて通常プレｍＲＮＡに起因するｍＲＮＡと異なる異常なｍＲＮＡまたはｍＲＮＡフラグメントが産生される。より詳細には、プレｍＲＮＡ分子は、（ｉ）変異が存在しない場合にスプライシングによって除去されて天然のタンパク質をコードする第１のｍＲＮＡ分子が産生される天然のイントロンを定義する第１のスプライスエレメント組、および（ｉｉ）変異が存在する場合にスプライシングによって除去されて第１のｍＲＮＡ分子と異なる異常な第２のｍＲＮＡ分子が産生される、天然のイントロンと異なる異常なイントロンを定義する変異によって誘導された第２のスプライスエレメント組を含む。本方法は、本明細書中に記載のプレｍＲＮＡ分子および／またはスプライシング機構の他の因子および／またはエレメントを（例えば、細胞内）、プレｍＲＮＡ分子の異常なスプライシング事象を抑制するための本明細書中に記載の方法によって同定された化合物に接触させ、それにより天然のイントロンが正確なスプライシングによって除去されて、細胞によって天然タンパク質が産生されるステップを含む。
【００２６】
ＤＮＡの選択的スプライシング事象の調整によってＤＮＡ発現をアップレギュレートするかダウンレギュレートする方法をさらに提供する。本方法は、本明細書中に記載のプレｍＲＮＡ分子ならびに／またはスプライシング機構の他のエレメントおよび／もしくは因子を（例えば、細胞内）選択的スプライシング事象を調整することが同定された本発明の化合物と接触させるステップと、それにより通常のスプライシング事象が阻害されて、通常のスプライシング事象の調節下でＤＮＡ発現をアップレギュレートさせるかダウンレギュレートさせる選択的スプライシング事象が生じることを含む。
【００２７】
本発明の方法、化合物、および組成物は、種々の用途を有する。例えば、これらは、一定期間まで発現される遺伝子発現をダウンレギュレートし、その後遺伝子発現をアップレギュレートすることが望ましい手段を有することが望ましい任意のプロセス（例えば、発酵の増殖期にダウンレギュレートし、且つ発酵の産生期にアップレギュレートする）で有用である。このような用途のために、発現すべき遺伝子は、遺伝子が天然のイントロンを含む限り、産生されるべきタンパク質をコードする任意の遺伝子であり得る。次いで、遺伝子を、その後遺伝子発現をダウンレギュレートする異常なイントロンを定義する異常な第２のスプライスエレメント組を意図的に作製するための部位特異変異誘発（Ｔ．Ｋｕｎｋｅｌに付与された米国特許第４，８７３，１９２号を参照のこと）などの任意の適切な手段によって変異することができる。次いで、標準的な組換え技術によって、遺伝子を適切な発現ベクターに挿入し、発現ベクターを宿主細胞（例えば、酵母、昆虫、または哺乳動物細胞（例えば、ヒト、ラット）などの真核細胞）に挿入することができる。次いで、標準的な技術によって、宿主細胞を培地中で成長させる。変異遺伝子発現のアップレギュレートが望ましい場合、遺伝子発現がアップレギュレートされるように適切な処方物中の本発明の適切な化合物を培養培地に添加することができる。
【００２８】
本発明の方法、化合物、および処方物はまた、ヒトまたは動物の遺伝子および／または発展的には調整された組織のスプライシング事象（例えば、選択的スプライシング事象）の試験および調整のためのインビトロまたはインビボツールとして有用である。下記の手順または当業者に自明のその修正形態によってこのような実験を行うことができる。
【００２９】
本発明の化合物および処方物はまた、プレｍＲＮＡの異常なスプライシングを誘導する変異が同定された異常および／または選択的スプライシングに関与する疾患（β−サラセミア（オリゴヌクレオチドがβ−グロビン（特に、ヒト）プレｍＲＮＡに結合する）、αサラセミア（オリゴヌクレオチドがα−グロビンのプレｍＲＮＡに結合する）、テイ・サックス症候群（オリゴヌクレオチドがβ−ヘキソースアミニダーゼαサブユニットのプレｍＲＮＡに結合する）、フェニルケトン尿症（オリゴヌクレオチドがフェニルアラニンヒドロキシラーゼのプレｍＲＮＡに結合する）、および一定の嚢胞性線維症形態（オリゴヌクレオチドが嚢胞性線維症遺伝子のプレｍＲＮＡに結合する）など）の治療における治療薬として有用である（例えば、Ｓ．Ａｋｌｉ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．２６５，７３２４（１９９０）；Ｂ．Ｄｗｏｒｎｉｃｚａｋ ｅｔ ａｌ．，Ｇｅｎｏｎｎｉｃｓ １１，２４２（１９９１）；Ｌ−Ｃ．Ｔｓｕｉ，Ｔｒｅｎｄｓ ｉｎ Ｇｅｎｅｔ．８，３９２（１９９２）を参照のこと）。
【００３０】
本発明によって治療することができるβ−サラセミアの例には、β110、ＩＶＳ１5、ＩＶＳ１6、ＩＶＳ２654、ＩＶＳ２705、およびＩＶＳ２745変異クラスのもの（すなわち、β−グロビンプレｍＲＮＡが上記変異を保有する）が含まれるが、これらに限定されない。
【００３１】
本発明の方法によって治療することができるプレｍＲＮＡ分子の選択的または異常なスプライシング事象に関連する他の障害には、ウイルスおよびレトロウイルス感染、がん、心血管疾患、代謝疾患（糖尿病が含まれるが、これに限定されない）、炎症性疾患（関節炎が含まれるが、これに限定されない）、肥満症が含まれるが、これらに限定されない。
【００３２】
したがって、さらなる実施形態では、本発明は、選択的スプライシング事象を調整するか異常なスプライシング事象を抑制してプレｍＲＮＡ分子の正確なスプライシング事象に修復するための本明細書中に記載の方法によって同定された治療有効量の化合物を含む薬学的に許容可能なキャリアを患者に投与し、それにより患者を治療するステップを含む、プレｍＲＮＡ分子の選択的または異常なスプライシング事象に関連する障害を有する患者の治療方法を提供する。
【００３３】
本発明の処方物は、水性キャリアなどの生理学的または薬学的に許容可能なキャリア中の本発明の小分子を含む。したがって、本発明で使用するための処方物には、経口投与、非経口投与（皮下、皮内、筋肉内、静脈内、および動脈内投与が含まれる）、および局所投与（例えば、嚢胞性線維症もしくは肺癌に罹患した患者の肺への呼吸に適する粒子のエアゾール化処方物の投与、または乾癬患者の経皮投与のためのクリームもしくはローション処方物）に適切なものが含まれるが、これらに限定されない。処方物は、都合よく単位投与形態中に存在することができるか、当分野で周知の任意の方法によって調製することができる。任意の所与の場合の最も適切な投与形態は、当業者によって容易に決定される、被験体、治療される病態の性質および重症度、ならびに使用される特定の活性化合物に依存し得る。
【００３４】
本発明はまた、上記で考察するように、プレｍＲＮＡ分子の異常または選択的スプライシングに関連する障害を有する患者の遺伝子発現のアップレギュレートのための薬物の調製のための上記特徴を有する本発明の化合物の使用を提供する。本発明の薬物の製造では、化合物を、典型的には、特に、薬学的に許容可能なキャリアと混合する。キャリアは、勿論、処方物中の任意の他の成分と適合するという意味で許容可能であり、患者に有毒であってはならない。キャリアは、固体または液体であり得る。１つまたは複数の化合物を、本発明の処方物中に任意の組み合わせで組み込むことができ、本質的に選択的に１つまたは複数の治療副成分を含む組成物の混合からなる任意の周知の薬学的技術によって調製することができる。
【００３５】
本発明の処方物は、活性化合物の滅菌水性および非水性注射溶液を含むことができ、調製物は、好ましくは、意図するレシピエントの血液と等張であり、本質的に発熱物質を含まない。これらの調製物は、抗酸化剤、緩衝液、静菌薬、および処方物を意図するレシピエントの血液と等張にする溶質を含み得る。水性および非水性滅菌懸濁系はまた、懸濁化剤および増粘剤を含み得る。処方物は単位用量または多用量コンテナ中に存在することができ（例えば、密封アンプルおよびバイアル）、滅菌液体キャリア（例えば、使用直前に使用する注射用生理食塩水または水）の添加のみが必要なフリーズドライ（凍結乾燥）条件で保存することができる。
【００３６】
１つの処方物では、本発明の化合物を、非経口投与に適切であり得るリポソームまたは微結晶などの脂質の粒子または小胞内に含めることができる。化合物が粒子中に含まれる限り、粒子は単層または多層などの任意の適切な構造であってよい。このような粒子および小胞には、Ｎ−［１−（２，３−ジオレオイルオキシ）プロピル］−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−アンモニウムメチルスルフェート（すなわち、「ＤＯＴＡＰ」）などの正電荷の脂質が特に好ましい。このような脂質粒子の調製は周知である。例えば、Ｊａｎｏｆｆ ｅｔ ａｌ．に付与された米国特許第４，８８０，６３５号；Ｋｕｒｏｎｏ ｅｔ ａｌ．に付与された米国特許第４，９０６，４７７号；Ｗａｌｌａｃｈに付与された米国特許第４，９１１，９２８号；Ｗａｌｌａｃｈに付与された米国特許第４，９１７，９５１号；Ａｌｌｅｎ ｅｔ ａｌ．に付与された米国特許第４，９２０，０１６号；Ｗｈｅａｔｌｅｙ ｅｔ ａｌ．に付与された米国特許第４，９２１，７５７号などを参照のこと。
【００３７】
化合物の投薬量は、実施される特定の方法、被験体に投与される場合、被験体の疾患、病態、特定の処方物、投与経路などに依存する。ヒトなどの被験体に投与するために、約０．００１、０．０１、０．１、または１．０ｍｇ／Ｋｇから約５０、１００、または１５０ｍｇ／Ｋｇまでの投薬量を使用する。
【００３８】
本発明を例示するために以下の例を記載するが、本発明を制限すると解釈されない。
【実施例１】
【００３９】
＜ライブラリースクリーニング＞
１０，０００個の薬物様小分子の市販のライブラリーを、β−グロビン遺伝子を正確なスプライシングパターンに修復する能力についてスクリーニングした。２００から５００ｋＤまでの分子量範囲の分子は構造が多様であり、薬理作用団（ｐｈａｒｍａｃｏｐｈｏｒｅ）特性を有するものを予め選択した。
【００４０】
ＥＧＦＰ（増強（ｅｎｈａｎｃｅｄ）緑色蛍光タンパク質）構築物で安定にトランスフェクトしたＨｅＬａ細胞株を使用してスクリーニングを行った。この構築物は、サラセミア変異を含むβ−グロビン遺伝子のイントロン２によって破壊されたＥＧＦＰｃＤＮＡを含み（図１）、ＣＭＶプロモーターの調節下にあった。この構築物を使用して、２つの異なる細胞株（一方は、６５４位の変異（ＩＶＳ２−６５４ ＥＧＦＰ）であり、他方は７０５位の変異（ＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰ）である）を作製した。
【００４１】
ＩＶＳ２−６５４またはＩＶＳ２−７０５のいずれかにサラセミア変異を保有するヒトβ−グロビン遺伝子でのＨｅＬａ細胞の安定なトランスフェクションによってβ−グロビン細胞株を得た。クローン化遺伝子は、即時型サイトメガロウイルスプロモーターの調節下にあった（Ｓｉｅｒａｋｏｗｓｋａ，ｅｔ ａｌ．，（１９９６）Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ ９３：１２８４０−１２８４４）。ＩＶＳ２−６５４ ＥＧＦＰ細胞株は当分野で周知である（Ｓａｚａｎｉ（２００１）Ｎｕｃｌ Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓ．２９：３９６５−３９７４）。ＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰ細胞株を、同一の様式で異なるプラスミドを使用して作製した。ＨｅＬａ細胞を、５％ウマ血清、５％ウシ胎児血清、１％Ｌ−グルタミン、および１％ゲンタマイシン／カナマイシンを含むＳＭＥＭ中で成長させた。
【００４２】
両構築物のために、変異イントロン２でのＥＧＦＰの破壊により、機能的ＥＧＦＰタンパク質の産生が欠失する。細胞を正確なスプライシングに修復する場合、イントロン２を切り出し、機能的ＥＧＦＰタンパク質を作製する（Ｓａｚａｎｉ（２００１）Ｎｕｃｌ．Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓ．２９：３９６５−３９７４）。これにより、蛍光顕微鏡で容易に検出可能な蛍光シグナルが得られる。
【００４３】
ブラックウェルの透明な底の９６ウェルプレートに１３×１０4細胞／ｍｌの細胞を１００μｌ／ウェルでプレートした。プレートの末端の列（列１〜１２）はコントロール列であり、残りの列を化合物で処理した。コントロール列では、ポジティブコントロールＥＧＦＰ細胞を、ネガティブコントロールとして使用する未処理細胞と交互に並べた。アンチセンスオリゴヌクレオチドまたは小化合物を使用せずに正確なスプライシングに修復する代償性変異を有するＩＶＳ２−６５４ ＥＧＦＰ構築物を含む細胞株をポジティブコントロールとして使用した。未処理ＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰ細胞またはＩＶＳ２−６５４ ＥＧＦＰ細胞をネガティブコントロールとして使用した。
【００４４】
化合物は、１０，０００個の小分子の無作為化ライブラリーおよび全ライブラリーの化合物の説明書からなるＰｒｉｍｅ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ（Ｃｈｅｍｂｒｉｄｇｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，ＳａｎＤｉｅｇｏ，ＣＡ）であり、その生成物全体が本明細書中で参照することにより組み込まれる。化合物を、２０μｌのＤＭＳＯで約５００ｇ／ｍｏｌの分子量に希釈し、それにより濃度は約１０ｍＭであった。化合物を、１％Ｌ−グルタミンおよび１％ゲンタマイシン／カナマイシンのみを含む無血清ＳＭＥＭ培地で１００μＭの濃度までさらに１００倍希釈した。
【００４５】
プレーティングから２４時間後、細胞からＨｅＬａ培地を除去し、２×血清を含む７５μｌ（１０％ウシ胎児血清、１０％ウマ血清、１％Ｌ−グルタミン、および１％ゲンタマイシン／カナマイシンを含むＳＭＥＭ）の培地を添加した。その後、７５μｌの希釈化合物を各ウェルに添加し、各ウェルに一定量の化合物を添加して最終濃度を５０μＭとし、培地中の血清量を１倍にした。
【００４６】
処理から２４時間後、培地を除去し、細胞を１５０μｌの１×ＰＢＳで２回洗浄した。次いで、細胞を、１００μｌの２％パラホルムアルデヒド（ＰＦＡ）を使用して固定した。ＰＦＡを５〜１０分間細胞上に残したままにし、細胞を、１×ＰＢＳで２回洗浄し、最後の洗浄後にウェル中の１５０μｌのＰＢＳを除去した。次いで、細胞を、ＦＩＴＣフィルターを使用したＯｌｙｍｐｕｓ倒立蛍光顕微鏡で１０倍または２０倍の倍率で試験した。目視によって蛍光を検出した。プレートリーダーは予想される低レベルのＥＧＦＰ蛍光の検出には感度が不十分であるので、蛍光プレートリーダーを使用する試みは失敗した。化合物が細胞に蛍光を発生させるかどうかを決定するために（化合物は正確なスプライシングであることを示す）、処理細胞を未処理細胞と比較した。
【００４７】
化合物を陽性と示すために使用した基準は以下であった。細胞は処理後に健常なままでなければならなかった（化合物が比較的高い試験濃度であっても有毒でないことを示す）。さらに、蛍光は、全ての細胞全体でほとんど均一でなければならなかった。この基準は、多数の化合物が種々の自己蛍光レベルを有し、それにより細胞蛍光を生じさせる化合物との区別が困難であるという事実によって複雑になった。ストランド、小片、またはクランプ中に大量の自己蛍光化合物を含むウェルも潜在的な陽性と見なした。
【００４８】
最初のスクリーニングにより、ＩＶＳ２−６５４またはＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰ細胞のいずれかに対して試験した１０，０００種の化合物から全部で１３２種が正であった（緑色蛍光を発する化合物）。陽性の化合物の存在下での細胞蛍光の例を、図２に示す。僅かに輝く細胞蛍光を示す化合物（図２、パネルＡ）、細胞蛍光が低レベルの自己蛍光を示す化合物（図２、パネルＢ）、低レベルの細胞蛍光しか示さない化合物（図２、パネルＣ）が検出可能であった。
【００４９】
１３２種の陽性の化合物のうち、１３種によりＩＶＳ２−６５４ ＥＧＦＰ細胞のみが蛍光を発し、１６種はＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰ細胞に特異的であった。他の１０３種の陽性の化合物は、両細胞株に蛍光を発した。１３２種の陽性の化合物のうち、約１５％しか均一に分布した中程度または高レベルの光を発すると記録されなかった。別の２０％は低レベルの蛍光を発し、３０％は非常にわずかであった。残りの３５％は斑点であるか、化合物自己蛍光の小粒がいくらか存在していた。
【００５０】
ＩＶＳ２−７０５ＵおよびＩＶＳ２−６５４ ＥＧＦＰ細胞株を、１３２種の陽性の化合物で２回処理し、蛍光顕微鏡で分析した。最初に陽性と同定されたいくつかの化合物が第２の試験で検出可能な蛍光シグナルを発しないことに留意した。従って、いくつかの処理したウェルに自己蛍光化合物の小粒を満たした。
【実施例２】
【００５１】
＜ＥＧＦＰに陽性の化合物のＲＴ−ＰＣＲ分析＞
ＥＧＦＰ細胞で認められた蛍光がスプライシングをシフトする化合物の結果であるかどうかを決定するために、ＲＴ−ＰＣＲベースのアッセイを行った。このアッセイは、異常にスプライシングした産物がイントロン２の一部を含むので正確にスプライシングされた産物よりも僅かに長いことを証明する。したがって、エクソン２および３中に存在するプライマーを使用して、産物をＰＣＲ増幅し、アクリルアミドゲルでの産物の泳動によってサイズの相違を検出する。
【００５２】
ＩＶＳ２−７０５ＵおよびＩＶＳ２−６５４ ＥＧＦＰ細胞を陽性の化合物で再処理して顕微鏡で試験した後、ＴＲＩ−ＲＥＡＧＥＮＴ（登録商標）（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｉｎｃ．，Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ，ＯＨ）を使用して総ＲＮＡを単離した。全部で２００ｎｇのＲＮＡを、製造者の説明書に従って、ｒＴｔｈ ＤＮＡポリメラーゼ（Ｐｅｒｋｉｎ−Ｅｌｍｅｒ，Ｂｏｓｔｏｎ，ＭＡ）を使用した逆転写ポリメラーゼ連鎖反応（ＲＴ−ＰＣＲ）によって分析した。７０℃で１５分間逆転写ステップを行った。ＰＣＲステップは、９５℃で３分間を１サイクル、９５℃で１分間および６５℃で１分間を１８サイクルでインキュベートした。β−グロビンｍＲＮＡ増幅のために、逆方向プライマーはヒトβ−グロビン遺伝子のエクソン３の６〜２８位にわたり、正方向プライマーはエクソン２の２１〜４３にわたっていた。ＥＧＦＰ ｍＲＮＡ増幅のために、逆方向プライマーは、５’−ＧＴＧＧＴＧＣＡＧＡＴＧＡＡＣＴＴＣＡＧＧＧＴＣ−３’（配列番号１）であり、正方向プライマーは５’−ＣＧＴＡＡＡＣＧＧＣＣＡＣＡＡＧＴＴＣＡＧＣＧ−３’（配列番号２）であった。ＲＴ−ＰＣＲ産物を、８％未変性ポリアクリルアミドゲルで分離し、オートラジオグラフィで視覚化した。
【００５３】
図３は、いくつかの陽性の化合物で処理したＥＧＦＰ細胞由来のＲＴ−ＰＣＲ産物を使用したポリアクリルアミドゲルの例を示す。異常なバンドと正確なバンドとの比の比較によって、修正量を決定した。図３中の異常なバンドは全て類似の強度であり、正確なバンドを容易に同定可能である。
【００５４】
ＲＴ−ＰＣＲによってＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰ細胞を修正する化合物を、表１で＋サインによって示す。ＩＶＳ２−６５４ ＥＧＦＰ細胞を修正する化合物を表２に示す。ＲＴ−ＰＣＲによって全部で１１種の化合物がＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰ細胞を修正し、１１種の化合物がＩＶＳ２−６５４ ＥＧＦＰ細胞を修正した。これらの修正させる化合物のうち、２種のみが両ＥＧＦＰ細胞株を修正した。
【００５５】
【表１Ａ】
【００５６】
【表１Ｂ】
【００５７】
【表１Ｃ】
【００５８】
*化合物自体が自己蛍光を発せず高レベルの蛍光を緩和する化合物を（＋）サインで示した。Ａ（＋／−）は、僅かなレベルの蛍光を発する化合物または細胞に蛍光を発生させることに加えていくらか自己蛍光を発する化合物を示す。Ａ（−）は、化合物が検出可能なレベルの蛍光を発生させないことを示す。
#ＲＴ−ＰＣＲによって修正させる化合物を、（＋）サインで示す。
【００５９】
【表２Ａ】
【００６０】
【表２Ｂ】
【００６１】
【表２Ｃ】
【００６２】
*化合物自体が自己蛍光を発せず高レベルの蛍光を緩和する化合物を（＋）サインで示した。Ａ（＋／−）は、僅かなレベルの蛍光を発する化合物または細胞に蛍光を発生させることに加えていくらか自己蛍光を発する化合物を示す。Ａ（−）は、化合物が検出可能なレベルの蛍光を発生させないことを示す。
#ＲＴ−ＰＣＲによって修正させる化合物を、（＋）サインで示す。
【００６３】
これらの結果は、化合物は配列特異的様式で正確なスプライシングに修復することができることを示す。ＲＴ−ＰＣＲによって決定した蛍光の存在とスプライシングの修正との間の相関関係を得ることは困難である。しかし、一般に、ＲＴ−ＰＣＲアッセイにおいて修正させる化合物は、蛍光顕微鏡で分析した場合にかならずしも検出可能な蛍光を発しない。
【実施例３】
【００６４】
＜陽性の化合物でのβ−グロビン細胞株の処理＞
治療的に有意な細胞株には、ＩＶＳ２−７０５およびＩＶＳ２−６５４ β−グロビン細胞株が含まれる。これらのβ−グロビン細胞は、ＥＧＦＰと異なるエクソン配列を有し、本明細書中に提供した化合物の配列特異性をさらに調査することが可能である。β−グロビン細胞を上記で提供した１３２種全ての陽性の化合物で処理し、その後蛍光顕微鏡で試験した。β−グロブリン細胞はＥＧＦＰ構築物を含まないので、スプライシングの修正により蛍光シグナルを発しない。したがって、検出された任意の蛍光は、化合物の自己蛍光に起因する可能性が高かった。しかし、ほとんどのβ−グロビン細胞は、同一の化合物で処理したＥＧＦＰ細胞に等しい蛍光レベルを示した。これは、ＥＧＦＰ細胞で認められた蛍光のほとんどがスプライシングを修正する化合物よりもむしろ化合物の自己蛍光の結果であることを示した。しかし、上記のように、化合物の自己蛍光は、この修正によって生じた蛍光をマスキングし得るとしても、正確なスプライシングの修復を妨げない。したがって、ＲＴ−ＰＣＲの実施により化合物がスプライシングを修正することが解明された。
【００６５】
陽性の化合物で処理したＩＶＳ２−７０５およびＩＶＳ２−６５４ β−グロブリン細胞から単離された総ＲＮＡについてＲＴ−ＰＣＲアッセイを行った。ＩＶＳ２−７０５およびＩＶＳ２−６５４ β−グロブリン細胞についてのＲＴ−ＰＣＲの結果を表１および表２にそれぞれ示す。１３種の化合物がＩＶＳ２−７０５β−グロブリン細胞を修正し、たった１種の化合物がＩＶＳ２−６５４ β−グロブリン細胞を修正した。この化合物（化合物ＣＣ８）は、４つ全ての試験細胞株を修正する唯一の化合物であった。
【００６６】
蛍光データおよびＲＴ−ＰＣＲの結果は、蛍光レベルと修正量との間に明らかな相関関係はないことを示す（すなわち、蛍光が強ければ必ずしも修正量が多いというわけではない）。化合物による修正量は少なすぎて蛍光顕微鏡で検出することができなかった。たった１つの化合物が、ＲＴ−ＰＣＲによって有意に高いレベルで修正した。さらに、自己蛍光を発する多数の化合物は、あたかも高レベルで修正するかのようである。これらの同一の化合物がＲＴ−ＰＣＲアッセイにおいて任意の修正が認められる場合、正確なバンドは、偽って認められた高レベルの蛍光よりも弱い。さらに、ＲＴ−ＰＣＲアッセイにおいてスプライシングの修正が示された化合物の大部分は、ＥＧＦＰおよびβ−グロビン細胞の両方で蛍光を発した。
【実施例４】
【００６７】
＜蛍光を生じない化合物の分析＞
蛍光量は修正量と十分に相関しないので、実際にスプライシングをシフトさせるいくつかの化合物は、検出可能な蛍光が存在しないことにより最初のスクリーニングで見逃されていたかもしれない。コントロールとして、ＥＧＦＰ細胞で蛍光を発しなかった２０種の化合物のパネルを無作為に選択した。ＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰおよびＩＶＳ２−７０５ β−グロブリン細胞を、陰性の化合物で処理し、蛍光顕微鏡で試験した。最初のスクリーングの場合、これらの化合物によりＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰ細胞は蛍光を発しなかった。さらに、ＩＶＳ２−７０５ β−グロブリン細胞で蛍光は検出されなかった。したがって、ＥＧＦＰ細胞での蛍光について陰性の化合物もβ−グロビン細胞で負である。
【００６８】
上記の陰性の化合物パネルで処理したＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰおよびＩＶＳ２−７０５ β−グロブリン細胞についてＲＴ−ＰＣＲ分析を行った。これらの化合物では、いずれの細胞株も蛍光を発しなかったが、いくつかの化合物はＲＴ−ＰＣＲによってこれらの細胞株を修正した。試験した２０種の化合物のうちの２種は、ＩＶＳ２−７０５β−グロビン細胞を修正し、２０種のうちの５種がＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰ細胞を修正した。これらの結果は、本明細書中で使用したＥＧＦＰスクリーニングでは正確なスプライシングに修復することができる化合物の全てが同定されないことを示す。
【実施例５】
【００６９】
＜化合物の特異性＞
表３でまとめるように、表１に示した結果は、いくつかの化合物はＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰおよびＩＶＳ２−７０５ β−グロブリン細胞の両方でスプライシングを修正し、いくつかの化合物は一方または他方のみのスプライシングを修正することを示す。いくつかの化合物は、ＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰ細胞におけるＡからＵに変化する７１１位での変異を除いて、イントロン配列が実質的に同一であるので、両方の細胞株でスプライシングをシフトすることができる。しかし、７１１位の塩基およびエクソン配列は細胞株で異なる。したがって、これらのエレメントがスプライシングのシフトのために特定の化合物を使用するいかなる機構においても重要な役割を果たす場合、２つの細胞株間で修正が異なる。
【００７０】
【表３】
【００７１】
陽性の化合物で処理したＩＶＳ２−６５４ ＥＧＦＰおよびＩＶＳ２−６５４ β−グロビン細胞から単離したＲＮＡのＲＴ−ＰＣＲ分析の結果を、表４にまとめる。ＩＶＳ２−６５４ ＥＧＦＰ細胞を修正する化合物数は、ＩＶＳ２−７０５ β−グロビンまたはＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰ細胞を修正する化合物数と類似している。対照的に、たった１つの化合物しかＩＶＳ２−６５４ β−グロビン細胞を修正しないようである。これら２つのＩＶＳ２−６５４細胞株は、同一のβ−グロビンイントロン２配列を有する。
【００７２】
【表４】
【００７３】
全体的に見れば、ＩＶＳ２−６５４ ＥＧＦＰおよびＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰを修正させる化合物数は同一であった。
【実施例６】
【００７４】
＜化合物ＤＤ２＞
１つの化合物が実質的に完全にスプライシングを修正した。この化合物をＤＤ２と命名し、このリード化合物と同程度の修正レベルの他の化合物は無かった。前にＲＴ−ＰＣＲによってＩＶＳ２−７０５ β−グロビン細胞を修正すると同定されたいくつかの化合物を、ＤＤ２を使用した第２のＲＴ−ＰＣＲで試験した（図４）。
【００７５】
結果は、化合物ＤＤ２により高い効率でＩＶＳ２−７０５ β−グロビン細胞を修正することを示す。ＤＤ２によるＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰ細胞の修正ははるかに低い（図５）。ＩＶＳ２−７０５Ｕ ＲＧＦＰ細胞で認められた修正量の減少は、ＥＧＦＰ細胞をＤＤ２で処理した場合に低レベルの蛍光が認められるという事実の説明となり得る。ＤＤ２によりＩＶＳ２−７０５ β−グロビン細胞のスプライシングの修正と同一の効率でＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰ細胞のスプライシングが修正される場合、強い蛍光が予想される。しかし、ＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰ細胞に対する修正レベルは、潜在的に低すぎて有意な蛍光を発しない（図６）。化合物ＤＤ２によりＩＶＳ２−７０５β−グロビン細胞に対して低レベルの蛍光も発し、この化合物がいくらか自己蛍光を発し得ることを示す。
【実施例７】
【００７６】
ＤＤ２は用量依存性様式でスプライシングを修正する
ＩＶＳ２−７０５ β−グロビン細胞を、一定範囲の濃度のＤＤ２で処理した。試験濃度は、０．１μＭから５０μＭまでであった。化合物は、用量依存性のスプライシング修正を示した（図７）。スプライシングを修正する濃度範囲は比較的狭く、最も低い修正濃度は１０μＭであり、約２０％の修正を示した。３０μＭの濃度で約６０％が修正され、５０μＭでの処理で約８５％のスプライシングが修正された（５０μＭは、最初のスクリーニングでの細胞処理に使用した濃度であった）。これらの結果は、ＩＶＳ２−７０５ β−グロブリン処理に使用した化合物ＤＤ２濃度の増加によって得られるβ−グロビンｍＲＮＡの修正量が増加することを示す。
【００７７】
上記実施例は、本発明の例示であり、本発明を制限すると解釈されない。本発明を、以下の特許請求の範囲によって説明し、特許請求の範囲の等価物も含まれる。
【００７８】
【表５Ａ】
【表５Ｂ】
【表５Ｃ】
【表５Ｄ】
【表５Ｅ】
【表５Ｆ】
【表５Ｇ】
【表５Ｈ】
【表５Ｉ】
【表５Ｊ】
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】β−グロブリン遺伝子のイントロン２で妨害されたＥＧＦＰｃＤＮＡを含むＥＧＦＰ構築物を示す図である。イントロン２内の６５４位または７０５位の２つの点変異により異常な５’スプライス部位および活性な同一の潜在性３’スプライス部位が得られる。正確なスプライス部位が依然として存在していてもこれらのスプライス部位を優先的に使用する。異常なスプライシングパターン（右側に示す）の結果として、スプライシングされたＥＧＦＰｍＲＮＡ中にイントロン２の一部が保持される。これにより、機能的ＥＧＦＰタンパク質産生が抑制され、緑色蛍光を発生しない。しかし、アンチセンスオリゴヌクレオチドの使用または小分子の使用によって正確なスプライシング（左側に示す）に修復することができる場合、イントロンは完全にスプライシングされて機能的ＥＧＦＰタンパク質を産生することができる。下のパネルの小さな矢印は、ＲＴ−ＰＣＲで使用したプライマーを示す。
【図２】陽性の化合物で処理した細胞の例を示す図である。パネルＡ：化合物ＢＢ２で処理したＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰ細胞の強い蛍光。パネルＢ：化合物Ｈ４で処理したＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰ細胞の非常に低レベルの蛍光を有する自己蛍光化合物。パネルＣ：化合物Ｆ８で処理したＩＶＳ２−６５４Ｕ ＥＧＦＰ細胞の低レベルの蛍光。パネルＤ：化合物Ｃ１１で処理したＩＶＳ２−６５４Ｕ ＥＧＦＰ細胞の蛍光を有する自己蛍光化合物のスポット。パネルＥ：ポジティブコントロール細胞株は、アンチセンスオリゴヌクレオチドまたは小化合物を使用せずに正確なスプライシングに修復する代償性（ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒｙ）変異を有するＥＧＦＰ６５４構築物を有する。これらの細胞は構成性にＧＦＰを発現する。パネルＦ：未処理のＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰ細胞。Ｏｌｙｍｐｕｓ倒立蛍光顕微鏡を使用して蛍光を検出した。
【図３】いくつかの陽性の化合物で処理したＩＶＳ２−６５４ ＥＧＦＰ細胞またはＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰ細胞から単離したＲＮＡのＲＴ−ＰＣＲ分析を示す図である。修正を容易に同定可能なゲルの例を示す。ネガティブコントロールレーンは、未処理ＩＶＳ２−６５４ ＥＧＦＰ細胞である。
【図４】他の陽性の化合物と比較して修正レベルが高い化合物ＤＤ２で処理したＩＶＳ２−７０５β−グロブリン細胞から単離したＲＮＡのＲＴ−ＰＣＲ分析を示す図である。レーン１および２は、未処理ＩＳＶ２−７０５β−グロブリン細胞である。
【図５】他の陽性の化合物と比較してＩＶＳ２−７０５ ＥＧＦＰ細胞の修正レベルが低いＤＤ２で処理したＩＶＳ２−７０５ ＥＧＦＰ細胞から単離したＲＮＡのＲＴ−ＰＣＲ分析を示す図である。レーン１および２は、未処理ＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰ細胞である。
【図６】化合物ＤＤ２によりＩＶＳ２−７０５ ＥＧＦＰ細胞およびβ−グロブリンＨｅＬａ細胞が蛍光を発することを証明する図である。パネルＡ：ポジティブコントロール細胞株は、アンチセンスオリゴヌクレオチドまたは小化合物を使用せずに正確なスプライシングに修復する代償性変異を有するＥＧＦＰ６５４構築物を有する。これらの細胞はＧＦＰを構成性に発現する。パネルＢ：ネガティブコントロールは未処理ＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰ細胞である。パネルＣ：５０μＭ ＤＤ２で処理したＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰ細胞。パネルＤ：５０μＭ ＤＤ２で処理したＩＶＳ２−７０５ β−グロブリン細胞。Ｏｌｙｍｐｕｓ倒立蛍光顕微鏡を使用して蛍光を検出した。
【図７】化合物ＤＤ２によりＩＶＳ２−７０５ β−グロブリン細胞のスプライシングが用量依存的に修正されることを示す図である。細胞を化合物で処理し、２４時間インキュベートした。ＲＮＡを単離し、ＲＴ−ＰＣＲアッセイを行った。ＰＮＡ−２アンチセンスオリゴヌクレオチドの自由な取り込みによるＩＶＳ２−７０５ β−グロブリン細胞の修正をコントロールとして使用した。
【技術分野】
【０００１】
［関連出願］
本願は、米国特許法１１９条（ｅ）項の下、２００２年９月２７日提出の米国特許仮出願番号６０／４１４，１４１号（参照することによりその内容全体が本明細書中に組み込まれる）の優先権を主張する。
【０００２】
［発明の分野］
本発明は、プレｍＲＮＡ分子のスプライシング事象の修飾方法および選択的スプライシング事象または異常なスプライシング事象に関連する障害の治療方法、ならびに本発明の方法の実施に有用な化合物および組成物に関する。
【背景技術】
【０００３】
Ｋｏｌｅ ｅｔ ａｌ．に付与された米国特許第５，９７６，８７９号は、異常なスプライシングを阻害して正確なスプライシングに修復するか選択的スプライシングを改変するアンチセンスオリゴヌクレオチドを記載する。
【発明の開示】
【０００４】
本発明は、ａ）化合物を、ｉ）スプライシング事象の非調整下で遺伝子産物を作製するためにｃＤＮＡを発現できないようにするイントロンによって破壊されたｃＤＮＡ、およびｉｉ）スプライシング機構のエレメントと接触させるステップと、ｂ）遺伝子産物を産生するためにｃＤＮＡの発現を検出し、それによりプレｍＲＮＡ分子におけるスプライシング事象を調整することができる化合物を同定するステップとを含む、プレｍＲＮＡ分子のスプライシング事象を調整する（例えば、抑制するか誘導する）ことができる化合物の同定方法を提供する。
【０００５】
治療有効量の本明細書中の方法によって同定された化合物を被験体に投与するステップを含む、プレｍＲＮＡ分子の選択的スプライシング事象または異常なスプライシング事象に関連する障害を有する被験体の治療方法をさらに提供する。
【０００６】
天然タンパク質をコードするＤＮＡを含む細胞中において天然タンパク質の発現をアップレギュレートする方法であって、前記ＤＮＡはその異常なスプライシングにより天然タンパク質をダウンレギュレートさせる変異を含み、前記細胞に本明細書中の方法によって同定された化合物を導入し、それにより前記異常なスプライシングが阻害され、それにより前記天然タンパク質がアップレギュレートされるステップを含む方法をさらに提供する。
【０００７】
さらに、本発明は、選択的スプライシングにより生じるタンパク質をコードするＤＮＡを含む細胞中において選択的スプライシングにより生じる前記タンパク質の発現をアップレギュレートする方法であって、ＤＮＡが選択的スプライシングにより生じるタンパク質をダウンレギュレートさせる第１のスプライシング事象によって調節され、スプライシングを調整するために前記細胞に請求項１の方法によって同定された化合物を導入し、それにより前記第１のスプライシング事象が阻害され、第２のスプライシング事象が起こり、それにより前記別のタンパク質の発現がアップレギュレートされるステップを含む方法を提供する。
【０００８】
さらなる実施形態では、本発明は、本発明の方法によって同定された化合物および薬学的に許容可能なキャリアを含む組成物を提供する。
【０００９】
本発明はまた、１つの態様では、プレｍＲＮＡ分子中のスプライシング事象を抑制または誘導するためにプレｍＲＮＡまたはスプライシング機構の他のエレメントを本明細書中に記載の方法によって同定された化合物と接触させるステップを含む、プレｍＲＮＡ分子のスプライシング事象を抑制または誘導する方法を提供する。本発明は、正の（スプライシングの抑制または誘導）効果または負の（スプライシングを抑制も誘導もしない）効果が得られて検出される条件下で、化合物を本明細書中の実施例に記載の細胞および／または本明細書中に記載のスプライシング機構のエレメントと接触させるステップと、スプライシング事象を抑制または誘導することができる化合物として正の効果が得られる化合物を同定するステップと含む、プレｍＲＮＡ分子のスプライシング事象を調整（すなわち、抑制または誘導）することができる化合物の同定方法も提供する。
【００１０】
別の態様では、本発明は、プレｍＲＮＡ分子の選択的または異常なスプライシング事象に関連する障害を有する患者を治療する方法であって、前記プレｍＲＮＡ分子の選択的スプライシング事象または異常なスプライシング事象を抑制または誘導するために、薬学的に許容可能なキャリアおよび本明細書に記載の方法によって同定された治療有効量の化合物を患者に投与し、それにより前記患者を治療するステップを含む方法を提供する。
【００１１】
本発明の上記ならびに他の目的および態様を、本明細書中で下記により詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
イントロンは、ＤＮＡのコード部分（すなわち、「エクソン」）の間に介在する真核生物ＤＮＡの一部である。イントロンおよびエクソンは、ｍＲＮＡの前駆体（すなわち、「プレｍＲＮＡ」）である「一次転写物」と呼ばれるＲＮＡに転写される。エクソンによってコードされる天然タンパク質を産生することができるように、イントロンはプレｍＲＮＡから除去されなければならない（本明細書中で使用される、用語「天然タンパク質」は、天然に存在する野生型または機能的タンパク質をいう）。スプライシングプロセスにおいてプレｍＲＮＡからのイントロンの除去およびその後のエクソンの連結が行われる。
【００１３】
スプライシングプロセスは、転写後且つ翻訳前にＲＮＡで行われ、スプライシング因子によって媒介される一連の反応である。したがって、「プレｍＲＮＡ」は、エクソンおよびイントロンの両方を含むＲＮＡであり、「ｍＲＮＡ」はイントロンが除去されてエクソンが連続的に連結され、その結果リボゾームによってこれらからタンパク質が翻訳され得るＲＮＡである。
【００１４】
イントロンは、スプライシング機構の一部であり、且つスプライシングに必要である「スプライスエレメント」組によって定義され、スプライシング反応を行う種々のスプライシング因子に結合する比較的短い保存ＲＮＡセグメントである。したがって、各イントロンは、５’スプライス部位、３’スプライス部位、およびこれらの間に存在する分岐点によって定義される。スプライスエレメントはまた、スプライス部位および分岐点からある距離をおいてエクソン中に存在するエクソンスプライシングエンハンサーおよびサイレンサーならびにイントロン中に存在するイントロンスプライシングエンハンサーおよびサイレンサーを含む。スプライス部位および分岐点に加えて、これらのエレメントは、選択的な異常スプライシングおよび構成性スプライシングを調節する。
【００１５】
本発明は、一定の小化学分子が特定のプレｍＲＮＡ分子の特定のスプライシング事象を改変することができるという予想外の発見を提供する。これらの小分子は、スプライシング事象を改変する種々の機構によって操作することができる。例えば、本発明の小分子は、１）スプライシング複合体（スプライセオソーム）およびその成分（ｈｎＲＮＰ、ｓｎＲＮＰ、ＳＲ−タンパク質、および他のスプライシング因子またはエレメントなど）の形成および／または機能および／または他の性質を妨害し、それによりプレｍＲＮＡ分子のスプライシング事象を抑制または誘導することができる。別の例として、２）本発明の小分子は、その後特定のスプライセオソームの形成および／または機能に関与する遺伝子産物（例えば、ｈｎＲＮＰ、ｓｎＲＮＰ、ＳＲ−タンパク質、および他のスプライシング因子が含まれ得るが、これらに限定されない）の転写を抑制および／または改変することができる。３）本発明の小分子はまた、その後特定のスプライセオソームの形成および／または機能に関与する遺伝子産物（例えば、ｈｎＲＮＰ、ｓｎＲＮＰ、ＳＲ−タンパク質、および他のスプライシング因子が含まれるが、これらに限定されない）のリン酸化、グリコシル化、および／または他の変異を抑制および／または改変することができる。４）さらに、本発明の小分子は、特定のスプライシング事象が配列特異的様式でのＲＮＡとの塩基対合に関与しない機構を介して抑制または誘導されるように特定のプレｍＲＮＡに結合し、そして／または影響を与えることができる。したがって、本発明の小分子は、アンチセンスまたはアンチジーンオリゴヌクレオチドと異なり、且つ関連しない。
【００１６】
本発明の化合物によるスプライシング事象の改変には、天然に存在する選択的（ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅまたはａｌｔｅｒｎａｔｅ）スプライシングの調整が含まれ、正確または所望のスプライシング事象への修復が含まれ、遺伝病を発症し得るかこれに関連する変異によって引き起こされる異常なスプライシング事象の抑制も含まれ得る。
【００１７】
異常なスプライシングの抑制が望ましい実施形態では、天然のＤＮＡおよびプレｍＲＮＡの変異は、新規の異常なスプライスエレメントを作製する置換変異または欠失変異のいずれかであり得る。したがって、異常なスプライスエレメントは、異常なイントロンを定義する異常なスプライスエレメント組の１つのメンバーである。異常なスライスエレメント組の残りのメンバーもまた天然のイントロンを定義するスプライスエレメント組のメンバーであり得る。例えば、変異によって天然の３’スプライス部位の上流（すなわち、５’）および天然の分岐点の下流（すなわち、３’）の両方に新規の異常な３’スプライス部位が作製される場合、天然の５’スプライス部位および天然の分岐点は天然のスプライスエレメント組および異常なスプライスエレメント組の両方のメンバーとして作用し得る。他の状況では、変異により通常優性であるかスプライシングエレメントとして役割を果たさない天然のＲＮＡ領域が活性化されてスプライシングエレメントとして作用し得る。このようなエレメントを、「潜在性」エレメントという。
【００１８】
例えば、変異により天然の３’スプライス部位と天然の分岐点との間に存在する新規の異常な変異３’スプライス部位が作製される場合、変異は、異常な変異３’スプライス部位と天然の分岐点との間の潜在性分岐点を活性化することができる。他の状況では、変異により、天然の分岐点と天然の５’スプライス部位との間にさらなる異常な５’スプライス部位が作製され、潜在性３’スプライス部位および異常な変異５’スプライス部位の連続した上流の潜在性分岐点をさらに活性化し得る。この状況では、天然のイントロンが２つの異常なイントロンで分割されるようになり、その間に新規のエクソンが位置付けられる。
【００１９】
さらに、天然のスプライスエレメント（特に、分岐点）もまた異常なスプライスエレメント組のメンバーであるいくつかの状況では、天然のエレメントを遮断して潜在性エレメント（すなわち、潜在性分岐点）を活性化し、天然のスプライスエレメント組の残りのメンバーを集めて正確なスプライシングに不正確なスプライシングを強制することが可能である。潜在性スプライスエレメントが活性化される場合、これはイントロン中または隣接エクソン中の１つのいずれかに存在し得ることもさらに留意のこと。したがって、特定の変異によって作製された異常なスプライスエレメント組に依存して、本発明の化合物は、本発明を実施するために種々の異なるスプライスエレメントを遮断することができる。本発明の化合物は、変異エレメント、潜在性エレメント、または天然のエレメントを遮断することができ、５’スプライス部位、３’スプライス部位、または分岐点を遮断することができる。勿論、上記で考察するように、天然のスプライスエレメントの遮断により潜在性エレメントが活性化され、その後天然のスプライスエレメント組の代理メンバーとして作用し、正確なスプライシングに関与する状況を考慮すると、一般に、天然のイントロンも定義するスプライスエレメントは遮断しない。
【００２０】
他の実施形態では、本発明の化合物の使用によって選択的スプライシング事象を調整することができる。例えば、本発明の化合物を、選択的スプライス部位を含む遺伝子が存在する細胞に移入することができる。化合物の非存在下では、特定の機能を有する遺伝子産物を産生するために第１のスプライシング事象が起こる。本発明の化合物の存在下では、第１のスプライシング事象は阻害され、第２または選択的スプライシング事象が起こり、結果として同一の遺伝子が発現して異なる機能を有する遺伝子産物が産生される。本発明の方法によって選択的スプライシング事象を調整する能力を有する化合物が同定される。
【００２１】
したがって、特定の実施形態では、本発明は、プレｍＲＮＡ分子のスプライシング事象を抑制または誘導するためにプレｍＲＮＡ分子および／または他のスプライシング機構の他のエレメント（例えば、細胞内）を本明細書中に記載の方法によって同定された化合物と接触させるステップを含む、プレｍＲＮＡ分子のスプライシング事象を抑制または誘導する方法を提供する。抑制または誘導されるスプライシング事象は、異常なスプライシング事象または選択的スプライシング事象のいずれかであり得る。
【００２２】
さらに、正の（スプライシングの抑制または誘導）効果または負の（スプライシングを抑制も誘導もしない）効果が得られて検出される条件下で、化合物を本明細書中の実施例１に記載の選択的な異常および／または構成性スプライシングに関与するスプライシングエレメントおよび／または因子と接触させるステップ（例えば、細胞内で）と、スプライシング事象を抑制または誘導することができる化合物として正の効果が得られる化合物を同定するステップと含む、プレｍＲＮＡ分子のスプライシング事象を抑制または誘導することができる化合物の同定方法を本明細書中に提供する。
【００２３】
さらなる実施形態では、本発明は、薬学的に許容可能なキャリア中にプレｍＲＮＡ分子の選択的スプライシングまたは異常なスプライシングを抑制または誘導するための本明細書中に記載の方法によって同定された化合物を含む組成物を提供する。上記のように、本発明の化合物は、アンチセンスやアンチジーンオリゴヌクレオチドではない。表５は、本発明の化合物の例として本発明のいくつかの化合物の化学構造を示すが、全てを含むことは意図しない。さらなる化合物は、本明細書中に記載のプロトコールによって本明細書中に記載の特徴を有することが同定されているか同定することができる本発明の一部であることが意図される。
【００２４】
別の実施形態では、本発明は、その異常なおよび／または選択的スプライシングによって天然タンパク質がダウンレギュレートされる変異を有する、天然タンパク質をコードするＤＮＡを含む細胞中の天然タンパク質の発現をアップレギュレートする方法を提供する。より詳細には、ＤＮＡは、本明細書中に記載の特徴を有するプレｍＲＮＡをコードする。本方法は、異常なスプライシング事象を抑制する化合物として本明細書中に記載のように同定された本発明の小分子を細胞に導入するステップと、それにより正確なスプライシングによって天然のイントロンが除去され、細胞によって天然タンパク質が産生されることとを含む。さらなる実施形態では、本発明は、選択的スプライシング事象を調整することが同定されている本発明の小分子を細胞に導入して選択的スプライシングを調整せずに産生されるタンパク質と異なる機能を有するタンパク質が産生されるステップを含む方法を提供する。
【００２５】
本発明はまた、コードされるプレｍＲＮＡの異常なスプライシングによって変異を含むＤＮＡの発現をアップレギュレートするか遺伝子をダウンレギュレートするための本発明の化合物の使用手段を提供する。したがって、１つの実施形態では、本発明は、変異を含むプレｍＲＮＡ分子の異常なスプライシングの抑制方法および／または選択的スプライシング事象の抑制方法を提供する。プレｍＲＮＡ中に存在する場合、変異によりプレｍＲＮＡが不正確にスプライシングされて通常プレｍＲＮＡに起因するｍＲＮＡと異なる異常なｍＲＮＡまたはｍＲＮＡフラグメントが産生される。より詳細には、プレｍＲＮＡ分子は、（ｉ）変異が存在しない場合にスプライシングによって除去されて天然のタンパク質をコードする第１のｍＲＮＡ分子が産生される天然のイントロンを定義する第１のスプライスエレメント組、および（ｉｉ）変異が存在する場合にスプライシングによって除去されて第１のｍＲＮＡ分子と異なる異常な第２のｍＲＮＡ分子が産生される、天然のイントロンと異なる異常なイントロンを定義する変異によって誘導された第２のスプライスエレメント組を含む。本方法は、本明細書中に記載のプレｍＲＮＡ分子および／またはスプライシング機構の他の因子および／またはエレメントを（例えば、細胞内）、プレｍＲＮＡ分子の異常なスプライシング事象を抑制するための本明細書中に記載の方法によって同定された化合物に接触させ、それにより天然のイントロンが正確なスプライシングによって除去されて、細胞によって天然タンパク質が産生されるステップを含む。
【００２６】
ＤＮＡの選択的スプライシング事象の調整によってＤＮＡ発現をアップレギュレートするかダウンレギュレートする方法をさらに提供する。本方法は、本明細書中に記載のプレｍＲＮＡ分子ならびに／またはスプライシング機構の他のエレメントおよび／もしくは因子を（例えば、細胞内）選択的スプライシング事象を調整することが同定された本発明の化合物と接触させるステップと、それにより通常のスプライシング事象が阻害されて、通常のスプライシング事象の調節下でＤＮＡ発現をアップレギュレートさせるかダウンレギュレートさせる選択的スプライシング事象が生じることを含む。
【００２７】
本発明の方法、化合物、および組成物は、種々の用途を有する。例えば、これらは、一定期間まで発現される遺伝子発現をダウンレギュレートし、その後遺伝子発現をアップレギュレートすることが望ましい手段を有することが望ましい任意のプロセス（例えば、発酵の増殖期にダウンレギュレートし、且つ発酵の産生期にアップレギュレートする）で有用である。このような用途のために、発現すべき遺伝子は、遺伝子が天然のイントロンを含む限り、産生されるべきタンパク質をコードする任意の遺伝子であり得る。次いで、遺伝子を、その後遺伝子発現をダウンレギュレートする異常なイントロンを定義する異常な第２のスプライスエレメント組を意図的に作製するための部位特異変異誘発（Ｔ．Ｋｕｎｋｅｌに付与された米国特許第４，８７３，１９２号を参照のこと）などの任意の適切な手段によって変異することができる。次いで、標準的な組換え技術によって、遺伝子を適切な発現ベクターに挿入し、発現ベクターを宿主細胞（例えば、酵母、昆虫、または哺乳動物細胞（例えば、ヒト、ラット）などの真核細胞）に挿入することができる。次いで、標準的な技術によって、宿主細胞を培地中で成長させる。変異遺伝子発現のアップレギュレートが望ましい場合、遺伝子発現がアップレギュレートされるように適切な処方物中の本発明の適切な化合物を培養培地に添加することができる。
【００２８】
本発明の方法、化合物、および処方物はまた、ヒトまたは動物の遺伝子および／または発展的には調整された組織のスプライシング事象（例えば、選択的スプライシング事象）の試験および調整のためのインビトロまたはインビボツールとして有用である。下記の手順または当業者に自明のその修正形態によってこのような実験を行うことができる。
【００２９】
本発明の化合物および処方物はまた、プレｍＲＮＡの異常なスプライシングを誘導する変異が同定された異常および／または選択的スプライシングに関与する疾患（β−サラセミア（オリゴヌクレオチドがβ−グロビン（特に、ヒト）プレｍＲＮＡに結合する）、αサラセミア（オリゴヌクレオチドがα−グロビンのプレｍＲＮＡに結合する）、テイ・サックス症候群（オリゴヌクレオチドがβ−ヘキソースアミニダーゼαサブユニットのプレｍＲＮＡに結合する）、フェニルケトン尿症（オリゴヌクレオチドがフェニルアラニンヒドロキシラーゼのプレｍＲＮＡに結合する）、および一定の嚢胞性線維症形態（オリゴヌクレオチドが嚢胞性線維症遺伝子のプレｍＲＮＡに結合する）など）の治療における治療薬として有用である（例えば、Ｓ．Ａｋｌｉ ｅｔ ａｌ．，Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．２６５，７３２４（１９９０）；Ｂ．Ｄｗｏｒｎｉｃｚａｋ ｅｔ ａｌ．，Ｇｅｎｏｎｎｉｃｓ １１，２４２（１９９１）；Ｌ−Ｃ．Ｔｓｕｉ，Ｔｒｅｎｄｓ ｉｎ Ｇｅｎｅｔ．８，３９２（１９９２）を参照のこと）。
【００３０】
本発明によって治療することができるβ−サラセミアの例には、β110、ＩＶＳ１5、ＩＶＳ１6、ＩＶＳ２654、ＩＶＳ２705、およびＩＶＳ２745変異クラスのもの（すなわち、β−グロビンプレｍＲＮＡが上記変異を保有する）が含まれるが、これらに限定されない。
【００３１】
本発明の方法によって治療することができるプレｍＲＮＡ分子の選択的または異常なスプライシング事象に関連する他の障害には、ウイルスおよびレトロウイルス感染、がん、心血管疾患、代謝疾患（糖尿病が含まれるが、これに限定されない）、炎症性疾患（関節炎が含まれるが、これに限定されない）、肥満症が含まれるが、これらに限定されない。
【００３２】
したがって、さらなる実施形態では、本発明は、選択的スプライシング事象を調整するか異常なスプライシング事象を抑制してプレｍＲＮＡ分子の正確なスプライシング事象に修復するための本明細書中に記載の方法によって同定された治療有効量の化合物を含む薬学的に許容可能なキャリアを患者に投与し、それにより患者を治療するステップを含む、プレｍＲＮＡ分子の選択的または異常なスプライシング事象に関連する障害を有する患者の治療方法を提供する。
【００３３】
本発明の処方物は、水性キャリアなどの生理学的または薬学的に許容可能なキャリア中の本発明の小分子を含む。したがって、本発明で使用するための処方物には、経口投与、非経口投与（皮下、皮内、筋肉内、静脈内、および動脈内投与が含まれる）、および局所投与（例えば、嚢胞性線維症もしくは肺癌に罹患した患者の肺への呼吸に適する粒子のエアゾール化処方物の投与、または乾癬患者の経皮投与のためのクリームもしくはローション処方物）に適切なものが含まれるが、これらに限定されない。処方物は、都合よく単位投与形態中に存在することができるか、当分野で周知の任意の方法によって調製することができる。任意の所与の場合の最も適切な投与形態は、当業者によって容易に決定される、被験体、治療される病態の性質および重症度、ならびに使用される特定の活性化合物に依存し得る。
【００３４】
本発明はまた、上記で考察するように、プレｍＲＮＡ分子の異常または選択的スプライシングに関連する障害を有する患者の遺伝子発現のアップレギュレートのための薬物の調製のための上記特徴を有する本発明の化合物の使用を提供する。本発明の薬物の製造では、化合物を、典型的には、特に、薬学的に許容可能なキャリアと混合する。キャリアは、勿論、処方物中の任意の他の成分と適合するという意味で許容可能であり、患者に有毒であってはならない。キャリアは、固体または液体であり得る。１つまたは複数の化合物を、本発明の処方物中に任意の組み合わせで組み込むことができ、本質的に選択的に１つまたは複数の治療副成分を含む組成物の混合からなる任意の周知の薬学的技術によって調製することができる。
【００３５】
本発明の処方物は、活性化合物の滅菌水性および非水性注射溶液を含むことができ、調製物は、好ましくは、意図するレシピエントの血液と等張であり、本質的に発熱物質を含まない。これらの調製物は、抗酸化剤、緩衝液、静菌薬、および処方物を意図するレシピエントの血液と等張にする溶質を含み得る。水性および非水性滅菌懸濁系はまた、懸濁化剤および増粘剤を含み得る。処方物は単位用量または多用量コンテナ中に存在することができ（例えば、密封アンプルおよびバイアル）、滅菌液体キャリア（例えば、使用直前に使用する注射用生理食塩水または水）の添加のみが必要なフリーズドライ（凍結乾燥）条件で保存することができる。
【００３６】
１つの処方物では、本発明の化合物を、非経口投与に適切であり得るリポソームまたは微結晶などの脂質の粒子または小胞内に含めることができる。化合物が粒子中に含まれる限り、粒子は単層または多層などの任意の適切な構造であってよい。このような粒子および小胞には、Ｎ−［１−（２，３−ジオレオイルオキシ）プロピル］−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチル−アンモニウムメチルスルフェート（すなわち、「ＤＯＴＡＰ」）などの正電荷の脂質が特に好ましい。このような脂質粒子の調製は周知である。例えば、Ｊａｎｏｆｆ ｅｔ ａｌ．に付与された米国特許第４，８８０，６３５号；Ｋｕｒｏｎｏ ｅｔ ａｌ．に付与された米国特許第４，９０６，４７７号；Ｗａｌｌａｃｈに付与された米国特許第４，９１１，９２８号；Ｗａｌｌａｃｈに付与された米国特許第４，９１７，９５１号；Ａｌｌｅｎ ｅｔ ａｌ．に付与された米国特許第４，９２０，０１６号；Ｗｈｅａｔｌｅｙ ｅｔ ａｌ．に付与された米国特許第４，９２１，７５７号などを参照のこと。
【００３７】
化合物の投薬量は、実施される特定の方法、被験体に投与される場合、被験体の疾患、病態、特定の処方物、投与経路などに依存する。ヒトなどの被験体に投与するために、約０．００１、０．０１、０．１、または１．０ｍｇ／Ｋｇから約５０、１００、または１５０ｍｇ／Ｋｇまでの投薬量を使用する。
【００３８】
本発明を例示するために以下の例を記載するが、本発明を制限すると解釈されない。
【実施例１】
【００３９】
＜ライブラリースクリーニング＞
１０，０００個の薬物様小分子の市販のライブラリーを、β−グロビン遺伝子を正確なスプライシングパターンに修復する能力についてスクリーニングした。２００から５００ｋＤまでの分子量範囲の分子は構造が多様であり、薬理作用団（ｐｈａｒｍａｃｏｐｈｏｒｅ）特性を有するものを予め選択した。
【００４０】
ＥＧＦＰ（増強（ｅｎｈａｎｃｅｄ）緑色蛍光タンパク質）構築物で安定にトランスフェクトしたＨｅＬａ細胞株を使用してスクリーニングを行った。この構築物は、サラセミア変異を含むβ−グロビン遺伝子のイントロン２によって破壊されたＥＧＦＰｃＤＮＡを含み（図１）、ＣＭＶプロモーターの調節下にあった。この構築物を使用して、２つの異なる細胞株（一方は、６５４位の変異（ＩＶＳ２−６５４ ＥＧＦＰ）であり、他方は７０５位の変異（ＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰ）である）を作製した。
【００４１】
ＩＶＳ２−６５４またはＩＶＳ２−７０５のいずれかにサラセミア変異を保有するヒトβ−グロビン遺伝子でのＨｅＬａ細胞の安定なトランスフェクションによってβ−グロビン細胞株を得た。クローン化遺伝子は、即時型サイトメガロウイルスプロモーターの調節下にあった（Ｓｉｅｒａｋｏｗｓｋａ，ｅｔ ａｌ．，（１９９６）Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ ９３：１２８４０−１２８４４）。ＩＶＳ２−６５４ ＥＧＦＰ細胞株は当分野で周知である（Ｓａｚａｎｉ（２００１）Ｎｕｃｌ Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓ．２９：３９６５−３９７４）。ＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰ細胞株を、同一の様式で異なるプラスミドを使用して作製した。ＨｅＬａ細胞を、５％ウマ血清、５％ウシ胎児血清、１％Ｌ−グルタミン、および１％ゲンタマイシン／カナマイシンを含むＳＭＥＭ中で成長させた。
【００４２】
両構築物のために、変異イントロン２でのＥＧＦＰの破壊により、機能的ＥＧＦＰタンパク質の産生が欠失する。細胞を正確なスプライシングに修復する場合、イントロン２を切り出し、機能的ＥＧＦＰタンパク質を作製する（Ｓａｚａｎｉ（２００１）Ｎｕｃｌ．Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓ．２９：３９６５−３９７４）。これにより、蛍光顕微鏡で容易に検出可能な蛍光シグナルが得られる。
【００４３】
ブラックウェルの透明な底の９６ウェルプレートに１３×１０4細胞／ｍｌの細胞を１００μｌ／ウェルでプレートした。プレートの末端の列（列１〜１２）はコントロール列であり、残りの列を化合物で処理した。コントロール列では、ポジティブコントロールＥＧＦＰ細胞を、ネガティブコントロールとして使用する未処理細胞と交互に並べた。アンチセンスオリゴヌクレオチドまたは小化合物を使用せずに正確なスプライシングに修復する代償性変異を有するＩＶＳ２−６５４ ＥＧＦＰ構築物を含む細胞株をポジティブコントロールとして使用した。未処理ＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰ細胞またはＩＶＳ２−６５４ ＥＧＦＰ細胞をネガティブコントロールとして使用した。
【００４４】
化合物は、１０，０００個の小分子の無作為化ライブラリーおよび全ライブラリーの化合物の説明書からなるＰｒｉｍｅ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ（Ｃｈｅｍｂｒｉｄｇｅ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，ＳａｎＤｉｅｇｏ，ＣＡ）であり、その生成物全体が本明細書中で参照することにより組み込まれる。化合物を、２０μｌのＤＭＳＯで約５００ｇ／ｍｏｌの分子量に希釈し、それにより濃度は約１０ｍＭであった。化合物を、１％Ｌ−グルタミンおよび１％ゲンタマイシン／カナマイシンのみを含む無血清ＳＭＥＭ培地で１００μＭの濃度までさらに１００倍希釈した。
【００４５】
プレーティングから２４時間後、細胞からＨｅＬａ培地を除去し、２×血清を含む７５μｌ（１０％ウシ胎児血清、１０％ウマ血清、１％Ｌ−グルタミン、および１％ゲンタマイシン／カナマイシンを含むＳＭＥＭ）の培地を添加した。その後、７５μｌの希釈化合物を各ウェルに添加し、各ウェルに一定量の化合物を添加して最終濃度を５０μＭとし、培地中の血清量を１倍にした。
【００４６】
処理から２４時間後、培地を除去し、細胞を１５０μｌの１×ＰＢＳで２回洗浄した。次いで、細胞を、１００μｌの２％パラホルムアルデヒド（ＰＦＡ）を使用して固定した。ＰＦＡを５〜１０分間細胞上に残したままにし、細胞を、１×ＰＢＳで２回洗浄し、最後の洗浄後にウェル中の１５０μｌのＰＢＳを除去した。次いで、細胞を、ＦＩＴＣフィルターを使用したＯｌｙｍｐｕｓ倒立蛍光顕微鏡で１０倍または２０倍の倍率で試験した。目視によって蛍光を検出した。プレートリーダーは予想される低レベルのＥＧＦＰ蛍光の検出には感度が不十分であるので、蛍光プレートリーダーを使用する試みは失敗した。化合物が細胞に蛍光を発生させるかどうかを決定するために（化合物は正確なスプライシングであることを示す）、処理細胞を未処理細胞と比較した。
【００４７】
化合物を陽性と示すために使用した基準は以下であった。細胞は処理後に健常なままでなければならなかった（化合物が比較的高い試験濃度であっても有毒でないことを示す）。さらに、蛍光は、全ての細胞全体でほとんど均一でなければならなかった。この基準は、多数の化合物が種々の自己蛍光レベルを有し、それにより細胞蛍光を生じさせる化合物との区別が困難であるという事実によって複雑になった。ストランド、小片、またはクランプ中に大量の自己蛍光化合物を含むウェルも潜在的な陽性と見なした。
【００４８】
最初のスクリーニングにより、ＩＶＳ２−６５４またはＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰ細胞のいずれかに対して試験した１０，０００種の化合物から全部で１３２種が正であった（緑色蛍光を発する化合物）。陽性の化合物の存在下での細胞蛍光の例を、図２に示す。僅かに輝く細胞蛍光を示す化合物（図２、パネルＡ）、細胞蛍光が低レベルの自己蛍光を示す化合物（図２、パネルＢ）、低レベルの細胞蛍光しか示さない化合物（図２、パネルＣ）が検出可能であった。
【００４９】
１３２種の陽性の化合物のうち、１３種によりＩＶＳ２−６５４ ＥＧＦＰ細胞のみが蛍光を発し、１６種はＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰ細胞に特異的であった。他の１０３種の陽性の化合物は、両細胞株に蛍光を発した。１３２種の陽性の化合物のうち、約１５％しか均一に分布した中程度または高レベルの光を発すると記録されなかった。別の２０％は低レベルの蛍光を発し、３０％は非常にわずかであった。残りの３５％は斑点であるか、化合物自己蛍光の小粒がいくらか存在していた。
【００５０】
ＩＶＳ２−７０５ＵおよびＩＶＳ２−６５４ ＥＧＦＰ細胞株を、１３２種の陽性の化合物で２回処理し、蛍光顕微鏡で分析した。最初に陽性と同定されたいくつかの化合物が第２の試験で検出可能な蛍光シグナルを発しないことに留意した。従って、いくつかの処理したウェルに自己蛍光化合物の小粒を満たした。
【実施例２】
【００５１】
＜ＥＧＦＰに陽性の化合物のＲＴ−ＰＣＲ分析＞
ＥＧＦＰ細胞で認められた蛍光がスプライシングをシフトする化合物の結果であるかどうかを決定するために、ＲＴ−ＰＣＲベースのアッセイを行った。このアッセイは、異常にスプライシングした産物がイントロン２の一部を含むので正確にスプライシングされた産物よりも僅かに長いことを証明する。したがって、エクソン２および３中に存在するプライマーを使用して、産物をＰＣＲ増幅し、アクリルアミドゲルでの産物の泳動によってサイズの相違を検出する。
【００５２】
ＩＶＳ２−７０５ＵおよびＩＶＳ２−６５４ ＥＧＦＰ細胞を陽性の化合物で再処理して顕微鏡で試験した後、ＴＲＩ−ＲＥＡＧＥＮＴ（登録商標）（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｅｎｔｅｒ，Ｉｎｃ．，Ｃｉｎｃｉｎｎａｔｉ，ＯＨ）を使用して総ＲＮＡを単離した。全部で２００ｎｇのＲＮＡを、製造者の説明書に従って、ｒＴｔｈ ＤＮＡポリメラーゼ（Ｐｅｒｋｉｎ−Ｅｌｍｅｒ，Ｂｏｓｔｏｎ，ＭＡ）を使用した逆転写ポリメラーゼ連鎖反応（ＲＴ−ＰＣＲ）によって分析した。７０℃で１５分間逆転写ステップを行った。ＰＣＲステップは、９５℃で３分間を１サイクル、９５℃で１分間および６５℃で１分間を１８サイクルでインキュベートした。β−グロビンｍＲＮＡ増幅のために、逆方向プライマーはヒトβ−グロビン遺伝子のエクソン３の６〜２８位にわたり、正方向プライマーはエクソン２の２１〜４３にわたっていた。ＥＧＦＰ ｍＲＮＡ増幅のために、逆方向プライマーは、５’−ＧＴＧＧＴＧＣＡＧＡＴＧＡＡＣＴＴＣＡＧＧＧＴＣ−３’（配列番号１）であり、正方向プライマーは５’−ＣＧＴＡＡＡＣＧＧＣＣＡＣＡＡＧＴＴＣＡＧＣＧ−３’（配列番号２）であった。ＲＴ−ＰＣＲ産物を、８％未変性ポリアクリルアミドゲルで分離し、オートラジオグラフィで視覚化した。
【００５３】
図３は、いくつかの陽性の化合物で処理したＥＧＦＰ細胞由来のＲＴ−ＰＣＲ産物を使用したポリアクリルアミドゲルの例を示す。異常なバンドと正確なバンドとの比の比較によって、修正量を決定した。図３中の異常なバンドは全て類似の強度であり、正確なバンドを容易に同定可能である。
【００５４】
ＲＴ−ＰＣＲによってＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰ細胞を修正する化合物を、表１で＋サインによって示す。ＩＶＳ２−６５４ ＥＧＦＰ細胞を修正する化合物を表２に示す。ＲＴ−ＰＣＲによって全部で１１種の化合物がＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰ細胞を修正し、１１種の化合物がＩＶＳ２−６５４ ＥＧＦＰ細胞を修正した。これらの修正させる化合物のうち、２種のみが両ＥＧＦＰ細胞株を修正した。
【００５５】
【表１Ａ】
【００５６】
【表１Ｂ】
【００５７】
【表１Ｃ】
【００５８】
*化合物自体が自己蛍光を発せず高レベルの蛍光を緩和する化合物を（＋）サインで示した。Ａ（＋／−）は、僅かなレベルの蛍光を発する化合物または細胞に蛍光を発生させることに加えていくらか自己蛍光を発する化合物を示す。Ａ（−）は、化合物が検出可能なレベルの蛍光を発生させないことを示す。
#ＲＴ−ＰＣＲによって修正させる化合物を、（＋）サインで示す。
【００５９】
【表２Ａ】
【００６０】
【表２Ｂ】
【００６１】
【表２Ｃ】
【００６２】
*化合物自体が自己蛍光を発せず高レベルの蛍光を緩和する化合物を（＋）サインで示した。Ａ（＋／−）は、僅かなレベルの蛍光を発する化合物または細胞に蛍光を発生させることに加えていくらか自己蛍光を発する化合物を示す。Ａ（−）は、化合物が検出可能なレベルの蛍光を発生させないことを示す。
#ＲＴ−ＰＣＲによって修正させる化合物を、（＋）サインで示す。
【００６３】
これらの結果は、化合物は配列特異的様式で正確なスプライシングに修復することができることを示す。ＲＴ−ＰＣＲによって決定した蛍光の存在とスプライシングの修正との間の相関関係を得ることは困難である。しかし、一般に、ＲＴ−ＰＣＲアッセイにおいて修正させる化合物は、蛍光顕微鏡で分析した場合にかならずしも検出可能な蛍光を発しない。
【実施例３】
【００６４】
＜陽性の化合物でのβ−グロビン細胞株の処理＞
治療的に有意な細胞株には、ＩＶＳ２−７０５およびＩＶＳ２−６５４ β−グロビン細胞株が含まれる。これらのβ−グロビン細胞は、ＥＧＦＰと異なるエクソン配列を有し、本明細書中に提供した化合物の配列特異性をさらに調査することが可能である。β−グロビン細胞を上記で提供した１３２種全ての陽性の化合物で処理し、その後蛍光顕微鏡で試験した。β−グロブリン細胞はＥＧＦＰ構築物を含まないので、スプライシングの修正により蛍光シグナルを発しない。したがって、検出された任意の蛍光は、化合物の自己蛍光に起因する可能性が高かった。しかし、ほとんどのβ−グロビン細胞は、同一の化合物で処理したＥＧＦＰ細胞に等しい蛍光レベルを示した。これは、ＥＧＦＰ細胞で認められた蛍光のほとんどがスプライシングを修正する化合物よりもむしろ化合物の自己蛍光の結果であることを示した。しかし、上記のように、化合物の自己蛍光は、この修正によって生じた蛍光をマスキングし得るとしても、正確なスプライシングの修復を妨げない。したがって、ＲＴ−ＰＣＲの実施により化合物がスプライシングを修正することが解明された。
【００６５】
陽性の化合物で処理したＩＶＳ２−７０５およびＩＶＳ２−６５４ β−グロブリン細胞から単離された総ＲＮＡについてＲＴ−ＰＣＲアッセイを行った。ＩＶＳ２−７０５およびＩＶＳ２−６５４ β−グロブリン細胞についてのＲＴ−ＰＣＲの結果を表１および表２にそれぞれ示す。１３種の化合物がＩＶＳ２−７０５β−グロブリン細胞を修正し、たった１種の化合物がＩＶＳ２−６５４ β−グロブリン細胞を修正した。この化合物（化合物ＣＣ８）は、４つ全ての試験細胞株を修正する唯一の化合物であった。
【００６６】
蛍光データおよびＲＴ−ＰＣＲの結果は、蛍光レベルと修正量との間に明らかな相関関係はないことを示す（すなわち、蛍光が強ければ必ずしも修正量が多いというわけではない）。化合物による修正量は少なすぎて蛍光顕微鏡で検出することができなかった。たった１つの化合物が、ＲＴ−ＰＣＲによって有意に高いレベルで修正した。さらに、自己蛍光を発する多数の化合物は、あたかも高レベルで修正するかのようである。これらの同一の化合物がＲＴ−ＰＣＲアッセイにおいて任意の修正が認められる場合、正確なバンドは、偽って認められた高レベルの蛍光よりも弱い。さらに、ＲＴ−ＰＣＲアッセイにおいてスプライシングの修正が示された化合物の大部分は、ＥＧＦＰおよびβ−グロビン細胞の両方で蛍光を発した。
【実施例４】
【００６７】
＜蛍光を生じない化合物の分析＞
蛍光量は修正量と十分に相関しないので、実際にスプライシングをシフトさせるいくつかの化合物は、検出可能な蛍光が存在しないことにより最初のスクリーニングで見逃されていたかもしれない。コントロールとして、ＥＧＦＰ細胞で蛍光を発しなかった２０種の化合物のパネルを無作為に選択した。ＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰおよびＩＶＳ２−７０５ β−グロブリン細胞を、陰性の化合物で処理し、蛍光顕微鏡で試験した。最初のスクリーングの場合、これらの化合物によりＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰ細胞は蛍光を発しなかった。さらに、ＩＶＳ２−７０５ β−グロブリン細胞で蛍光は検出されなかった。したがって、ＥＧＦＰ細胞での蛍光について陰性の化合物もβ−グロビン細胞で負である。
【００６８】
上記の陰性の化合物パネルで処理したＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰおよびＩＶＳ２−７０５ β−グロブリン細胞についてＲＴ−ＰＣＲ分析を行った。これらの化合物では、いずれの細胞株も蛍光を発しなかったが、いくつかの化合物はＲＴ−ＰＣＲによってこれらの細胞株を修正した。試験した２０種の化合物のうちの２種は、ＩＶＳ２−７０５β−グロビン細胞を修正し、２０種のうちの５種がＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰ細胞を修正した。これらの結果は、本明細書中で使用したＥＧＦＰスクリーニングでは正確なスプライシングに修復することができる化合物の全てが同定されないことを示す。
【実施例５】
【００６９】
＜化合物の特異性＞
表３でまとめるように、表１に示した結果は、いくつかの化合物はＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰおよびＩＶＳ２−７０５ β−グロブリン細胞の両方でスプライシングを修正し、いくつかの化合物は一方または他方のみのスプライシングを修正することを示す。いくつかの化合物は、ＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰ細胞におけるＡからＵに変化する７１１位での変異を除いて、イントロン配列が実質的に同一であるので、両方の細胞株でスプライシングをシフトすることができる。しかし、７１１位の塩基およびエクソン配列は細胞株で異なる。したがって、これらのエレメントがスプライシングのシフトのために特定の化合物を使用するいかなる機構においても重要な役割を果たす場合、２つの細胞株間で修正が異なる。
【００７０】
【表３】
【００７１】
陽性の化合物で処理したＩＶＳ２−６５４ ＥＧＦＰおよびＩＶＳ２−６５４ β−グロビン細胞から単離したＲＮＡのＲＴ−ＰＣＲ分析の結果を、表４にまとめる。ＩＶＳ２−６５４ ＥＧＦＰ細胞を修正する化合物数は、ＩＶＳ２−７０５ β−グロビンまたはＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰ細胞を修正する化合物数と類似している。対照的に、たった１つの化合物しかＩＶＳ２−６５４ β−グロビン細胞を修正しないようである。これら２つのＩＶＳ２−６５４細胞株は、同一のβ−グロビンイントロン２配列を有する。
【００７２】
【表４】
【００７３】
全体的に見れば、ＩＶＳ２−６５４ ＥＧＦＰおよびＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰを修正させる化合物数は同一であった。
【実施例６】
【００７４】
＜化合物ＤＤ２＞
１つの化合物が実質的に完全にスプライシングを修正した。この化合物をＤＤ２と命名し、このリード化合物と同程度の修正レベルの他の化合物は無かった。前にＲＴ−ＰＣＲによってＩＶＳ２−７０５ β−グロビン細胞を修正すると同定されたいくつかの化合物を、ＤＤ２を使用した第２のＲＴ−ＰＣＲで試験した（図４）。
【００７５】
結果は、化合物ＤＤ２により高い効率でＩＶＳ２−７０５ β−グロビン細胞を修正することを示す。ＤＤ２によるＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰ細胞の修正ははるかに低い（図５）。ＩＶＳ２−７０５Ｕ ＲＧＦＰ細胞で認められた修正量の減少は、ＥＧＦＰ細胞をＤＤ２で処理した場合に低レベルの蛍光が認められるという事実の説明となり得る。ＤＤ２によりＩＶＳ２−７０５ β−グロビン細胞のスプライシングの修正と同一の効率でＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰ細胞のスプライシングが修正される場合、強い蛍光が予想される。しかし、ＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰ細胞に対する修正レベルは、潜在的に低すぎて有意な蛍光を発しない（図６）。化合物ＤＤ２によりＩＶＳ２−７０５β−グロビン細胞に対して低レベルの蛍光も発し、この化合物がいくらか自己蛍光を発し得ることを示す。
【実施例７】
【００７６】
ＤＤ２は用量依存性様式でスプライシングを修正する
ＩＶＳ２−７０５ β−グロビン細胞を、一定範囲の濃度のＤＤ２で処理した。試験濃度は、０．１μＭから５０μＭまでであった。化合物は、用量依存性のスプライシング修正を示した（図７）。スプライシングを修正する濃度範囲は比較的狭く、最も低い修正濃度は１０μＭであり、約２０％の修正を示した。３０μＭの濃度で約６０％が修正され、５０μＭでの処理で約８５％のスプライシングが修正された（５０μＭは、最初のスクリーニングでの細胞処理に使用した濃度であった）。これらの結果は、ＩＶＳ２−７０５ β−グロブリン処理に使用した化合物ＤＤ２濃度の増加によって得られるβ−グロビンｍＲＮＡの修正量が増加することを示す。
【００７７】
上記実施例は、本発明の例示であり、本発明を制限すると解釈されない。本発明を、以下の特許請求の範囲によって説明し、特許請求の範囲の等価物も含まれる。
【００７８】
【表５Ａ】
【表５Ｂ】
【表５Ｃ】
【表５Ｄ】
【表５Ｅ】
【表５Ｆ】
【表５Ｇ】
【表５Ｈ】
【表５Ｉ】
【表５Ｊ】
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】β−グロブリン遺伝子のイントロン２で妨害されたＥＧＦＰｃＤＮＡを含むＥＧＦＰ構築物を示す図である。イントロン２内の６５４位または７０５位の２つの点変異により異常な５’スプライス部位および活性な同一の潜在性３’スプライス部位が得られる。正確なスプライス部位が依然として存在していてもこれらのスプライス部位を優先的に使用する。異常なスプライシングパターン（右側に示す）の結果として、スプライシングされたＥＧＦＰｍＲＮＡ中にイントロン２の一部が保持される。これにより、機能的ＥＧＦＰタンパク質産生が抑制され、緑色蛍光を発生しない。しかし、アンチセンスオリゴヌクレオチドの使用または小分子の使用によって正確なスプライシング（左側に示す）に修復することができる場合、イントロンは完全にスプライシングされて機能的ＥＧＦＰタンパク質を産生することができる。下のパネルの小さな矢印は、ＲＴ−ＰＣＲで使用したプライマーを示す。
【図２】陽性の化合物で処理した細胞の例を示す図である。パネルＡ：化合物ＢＢ２で処理したＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰ細胞の強い蛍光。パネルＢ：化合物Ｈ４で処理したＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰ細胞の非常に低レベルの蛍光を有する自己蛍光化合物。パネルＣ：化合物Ｆ８で処理したＩＶＳ２−６５４Ｕ ＥＧＦＰ細胞の低レベルの蛍光。パネルＤ：化合物Ｃ１１で処理したＩＶＳ２−６５４Ｕ ＥＧＦＰ細胞の蛍光を有する自己蛍光化合物のスポット。パネルＥ：ポジティブコントロール細胞株は、アンチセンスオリゴヌクレオチドまたは小化合物を使用せずに正確なスプライシングに修復する代償性（ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒｙ）変異を有するＥＧＦＰ６５４構築物を有する。これらの細胞は構成性にＧＦＰを発現する。パネルＦ：未処理のＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰ細胞。Ｏｌｙｍｐｕｓ倒立蛍光顕微鏡を使用して蛍光を検出した。
【図３】いくつかの陽性の化合物で処理したＩＶＳ２−６５４ ＥＧＦＰ細胞またはＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰ細胞から単離したＲＮＡのＲＴ−ＰＣＲ分析を示す図である。修正を容易に同定可能なゲルの例を示す。ネガティブコントロールレーンは、未処理ＩＶＳ２−６５４ ＥＧＦＰ細胞である。
【図４】他の陽性の化合物と比較して修正レベルが高い化合物ＤＤ２で処理したＩＶＳ２−７０５β−グロブリン細胞から単離したＲＮＡのＲＴ−ＰＣＲ分析を示す図である。レーン１および２は、未処理ＩＳＶ２−７０５β−グロブリン細胞である。
【図５】他の陽性の化合物と比較してＩＶＳ２−７０５ ＥＧＦＰ細胞の修正レベルが低いＤＤ２で処理したＩＶＳ２−７０５ ＥＧＦＰ細胞から単離したＲＮＡのＲＴ−ＰＣＲ分析を示す図である。レーン１および２は、未処理ＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰ細胞である。
【図６】化合物ＤＤ２によりＩＶＳ２−７０５ ＥＧＦＰ細胞およびβ−グロブリンＨｅＬａ細胞が蛍光を発することを証明する図である。パネルＡ：ポジティブコントロール細胞株は、アンチセンスオリゴヌクレオチドまたは小化合物を使用せずに正確なスプライシングに修復する代償性変異を有するＥＧＦＰ６５４構築物を有する。これらの細胞はＧＦＰを構成性に発現する。パネルＢ：ネガティブコントロールは未処理ＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰ細胞である。パネルＣ：５０μＭ ＤＤ２で処理したＩＶＳ２−７０５Ｕ ＥＧＦＰ細胞。パネルＤ：５０μＭ ＤＤ２で処理したＩＶＳ２−７０５ β−グロブリン細胞。Ｏｌｙｍｐｕｓ倒立蛍光顕微鏡を使用して蛍光を検出した。
【図７】化合物ＤＤ２によりＩＶＳ２−７０５ β−グロブリン細胞のスプライシングが用量依存的に修正されることを示す図である。細胞を化合物で処理し、２４時間インキュベートした。ＲＮＡを単離し、ＲＴ−ＰＣＲアッセイを行った。ＰＮＡ−２アンチセンスオリゴヌクレオチドの自由な取り込みによるＩＶＳ２−７０５ β−グロブリン細胞の修正をコントロールとして使用した。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）化合物を、
ｉ）スプライシング事象の非調整下で遺伝子産物を作製するためにｃＤＮＡを発現できないようにするイントロンによって破壊されたｃＤＮＡ、および
ｉｉ）スプライシング機構のエレメント、
と接触させるステップと、
ｂ）遺伝子産物を産生するためにｃＤＮＡの発現を検出し、それによりプレｍＲＮＡ分子におけるスプライシング事象を調整することができる化合物を同定するステップと
を含む、プレｍＲＮＡ分子のスプライシング事象を調整することができる化合物の同定方法。
【請求項２】
請求項１の方法によって同定された化合物に、細胞を接触させるステップを含む、細胞中のプレｍＲＮＡ分子のスプライシング事象を抑制する方法。
【請求項３】
請求項１の方法によって同定された化合物に、細胞を接触させるステップを含む、細胞中のプレｍＲＮＡ分子のスプライシング事象を誘導する方法。
【請求項４】
治療有効量の請求項１の方法によって同定された化合物を被験体に投与するステップを含む、プレｍＲＮＡ分子の選択的スプライシングまたは異常なスプライシング事象に関連する障害を有する被験体の治療方法。
【請求項５】
天然タンパク質をコードするＤＮＡを含む細胞中の天然タンパク質の発現をアップレギュレートする方法であって、ＤＮＡはその異常なスプライシングにより天然タンパク質をダウンレギュレートさせる変異を含み、請求項１の方法によって同定された化合物を細胞に導入し、それにより前記異常なスプライシングが阻害され、それにより前記天然タンパク質がアップレギュレートされるステップを含む、方法。
【請求項６】
選択的スプライシングにより生じる（ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ）タンパク質をコードするＤＮＡを含む細胞中における選択的スプライシングにより生じる前記タンパク質の発現をアップレギュレートする方法であって、ＤＮＡが選択的スプライシングにより生じる前記タンパク質をダウンレギュレートさせる第１のスプライシング事象によって調節され、スプライシングを調整するために細胞に請求項１の方法によって同定された化合物を導入し、それにより前記第１のスプライシング事象が阻害され、第２のスプライシング事象が起こり、それにより選択的スプライシングにより生じる前記タンパク質の発現がアップレギュレートされるステップを含む、方法。
【請求項７】
請求項１の方法によって同定された化合物および薬学的に許容可能なキャリアを含む、組成物。
【請求項１】
ａ）化合物を、
ｉ）スプライシング事象の非調整下で遺伝子産物を作製するためにｃＤＮＡを発現できないようにするイントロンによって破壊されたｃＤＮＡ、および
ｉｉ）スプライシング機構のエレメント、
と接触させるステップと、
ｂ）遺伝子産物を産生するためにｃＤＮＡの発現を検出し、それによりプレｍＲＮＡ分子におけるスプライシング事象を調整することができる化合物を同定するステップと
を含む、プレｍＲＮＡ分子のスプライシング事象を調整することができる化合物の同定方法。
【請求項２】
請求項１の方法によって同定された化合物に、細胞を接触させるステップを含む、細胞中のプレｍＲＮＡ分子のスプライシング事象を抑制する方法。
【請求項３】
請求項１の方法によって同定された化合物に、細胞を接触させるステップを含む、細胞中のプレｍＲＮＡ分子のスプライシング事象を誘導する方法。
【請求項４】
治療有効量の請求項１の方法によって同定された化合物を被験体に投与するステップを含む、プレｍＲＮＡ分子の選択的スプライシングまたは異常なスプライシング事象に関連する障害を有する被験体の治療方法。
【請求項５】
天然タンパク質をコードするＤＮＡを含む細胞中の天然タンパク質の発現をアップレギュレートする方法であって、ＤＮＡはその異常なスプライシングにより天然タンパク質をダウンレギュレートさせる変異を含み、請求項１の方法によって同定された化合物を細胞に導入し、それにより前記異常なスプライシングが阻害され、それにより前記天然タンパク質がアップレギュレートされるステップを含む、方法。
【請求項６】
選択的スプライシングにより生じる（ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ）タンパク質をコードするＤＮＡを含む細胞中における選択的スプライシングにより生じる前記タンパク質の発現をアップレギュレートする方法であって、ＤＮＡが選択的スプライシングにより生じる前記タンパク質をダウンレギュレートさせる第１のスプライシング事象によって調節され、スプライシングを調整するために細胞に請求項１の方法によって同定された化合物を導入し、それにより前記第１のスプライシング事象が阻害され、第２のスプライシング事象が起こり、それにより選択的スプライシングにより生じる前記タンパク質の発現がアップレギュレートされるステップを含む、方法。
【請求項７】
請求項１の方法によって同定された化合物および薬学的に許容可能なキャリアを含む、組成物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公表番号】特表２００６−５００９３３（Ｐ２００６−５００９３３Ａ）
【公表日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−５３９９８１（Ｐ２００４−５３９９８１）
【出願日】平成１５年９月２６日（２００３．９．２６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００３／０３０４２３
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０２８４６４
【国際公開日】平成１６年４月８日（２００４．４．８）
【出願人】（５００２８２２０９）ユニヴァーシティ・オヴ・ノース・キャロライナ・アト・チャペル・ヒル (14)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１８年１月１２日（２００６．１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１５年９月２６日（２００３．９．２６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００３／０３０４２３
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０２８４６４
【国際公開日】平成１６年４月８日（２００４．４．８）
【出願人】（５００２８２２０９）ユニヴァーシティ・オヴ・ノース・キャロライナ・アト・チャペル・ヒル (14)
【Ｆターム（参考）】
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