対立遺伝子特異的RNA干渉
優性の機能獲得型遺伝子によって引き起こされる疾患は、1つの突然変異体と1つのその遺伝子の野生型コピーを有するヘテロ接合体に生じる。野生型遺伝子がしばしば重要な機能を果たす一方、突然変異遺伝子は毒性を有するので、あらゆる治療方法は、野生型遺伝子の発現を維持しつつ、突然変異を選択的に阻害するものでなければならない。本発明は、RNAiを用いて、共発現する野生型対立遺伝子の発現を保存しつつ、突然変異対立遺伝子の発現を特異的に阻害するための方法、優性の機能獲得型遺伝子突然変異に関連する疾患の治療方法を含む。本発明は、突然変異を選択的に抑制するが野生型に対してはしない、遺伝型筋萎縮性側索硬化症(ALS)を引き起こす銅亜鉛スーパーオキシドジスムターゼ(SOD1)遺伝子の発現を抑制する、小干渉RNA(siRNA)および小ヘアピンRNA(shRNA)を含む。本発明はさらに、有効性と特異性を高め、RNAiを媒介する、非対称のsiRNAおよびshRNAをさらに提供する。
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【特許請求の範囲】
【請求項1】
shRNAがRNA干渉(RNAi)を媒介する能力を高めるための方法であって、
(i)少なくとも21ヌクレオチド長のアンチセンスステム部分と、センスステム部分とを含む二本鎖ステムを含むshRNAを提供するステップと;
(ii)前記shRNAがRNAiを媒介する能力を高めるように、前記ステムの非対称性高めるステップと;
を含む、方法。
【請求項2】
前記非対称性は、アンチセンス鎖部分の5’末端における塩基対と、センス鎖部分の3’末端の対応する塩基対と間の塩基対の力を弱めることによって高められる、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
アンチセンス鎖部分の5’末端とセンス鎖部分の3’末端との間のG:C塩基対が、アンチセンス鎖部分の3’末端とセンス鎖部分の5’末端との間より少ないために、前記塩基対の力は弱められる、請求項2に記載の方法。
【請求項4】
アンチセンス鎖部分の5’末端とセンス鎖部分の3’末端との間に、少なくとも1つのミスマッチの塩基対があるために、前記塩基対の力は弱められる、請求項2に記載の方法。
【請求項5】
前記ミスマッチの塩基対は、アンチセンス鎖部分の5’末端から3位に導入されている、請求項4に記載の方法。
【請求項6】
前記ミスマッチの塩基対は、G:A、C:A、C:U、G:G、A:A、C:C、およびU:Uからなる群から選択される、請求項4に記載の方法。
【請求項7】
前記ミスマッチの塩基対は、G:A、C:A、C:U、G:G、A:A、C:C、およびU:Tからなる群から選択される、請求項4に記載の方法。
【請求項8】
アンチセンス鎖部分の5’末端とセンス鎖部分の3’末端との間に、少なくとも1つのゆらぎ塩基対があるために、前記塩基対の力は弱められる、請求項2に記載の方法。
【請求項9】
前記ゆらぎ塩基対は、アンチセンス鎖部分の5’末端から3位に導入されている、請求項8に記載の方法。
【請求項10】
前記ゆらぎ塩基対はG:Uである、請求項8に記載の方法。
【請求項11】
前記ゆらぎ塩基対はG:Tである、請求項8に記載の方法。
【請求項12】
希少ヌクレオチドを含む少なくとも1つの塩基対によって、前記塩基対の力は弱められる、請求項2に記載の方法。
【請求項13】
前記希少ヌクレオチドは、アンチセンス鎖部分の5’末端から3位に導入されている、請求項12に記載の方法。
【請求項14】
前記希少ヌクレオチドは、イノシン(I)である、請求項12に記載の方法。
【請求項15】
前記塩基対は、I:A、I:U、およびI:Cからなる群から選択される、請求項12に記載の方法。
【請求項16】
修飾されたヌクレオチドを含む少なくとも1つの塩基対のために、前記塩基対の力は弱められる、請求項2に記載の方法。
【請求項17】
前記修飾されたヌクレオチドは、アンチセンス鎖部分の5’末端から3位に導入されている、請求項16に記載の方法。
【請求項18】
前記修飾されたヌクレオチドは、2−アミノ−G、2−アミノ−A、2,6−ジアミノ−G、および2,6−ジアミノ−Aからなる群から選択される、請求項16に記載の方法。
【請求項19】
前記shRNAは、機能獲得型の突然変異対立遺伝子に標的化される、請求項2に記載の方法。
【請求項20】
少なくとも21ヌクレオチド長のアンチセンスステム部分と、センスステム部分とを含む二本鎖ステムを含む非対称shRNAであって、アンチセンス鎖部分の5’末端における塩基対が、センス鎖部分の3’末端の対応する塩基対と間の塩基対の力より弱い、非対称shRNA。
【請求項21】
アンチセンス鎖部分の5’末端とセンス鎖部分の3’末端との間のG:C塩基対が、アンチセンス鎖部分の3’末端とセンス鎖部分の5’末端との間より少ないために、前記塩基対の力は弱められ、
前記非対称性は、アンチセンス鎖部分の5’末端における塩基対と、センス鎖部分の3’末端の対応する塩基対と間の塩基対の力を弱めることによって高められる、請求項20に記載のshRNA。
【請求項22】
アンチセンス鎖部分の5’末端とセンス鎖部分の3’末端との間に、少なくとも1つのミスマッチの塩基対があるために、前記塩基対の力は弱められる、請求項21に記載のshRNA。
【請求項23】
前記ミスマッチの塩基対は、アンチセンス鎖部分の5’末端から3位に導入されている、請求項22に記載のshRNA。
【請求項24】
前記ミスマッチの塩基対は、G:A、C:A、C:U、G:G、A:A、C:C、およびU:Uからなる群から選択される、請求項22に記載のshRNA。
【請求項25】
前記ミスマッチの塩基対は、G:A、C:A、C:U、G:G、A:A、C:C、およびU:Tからなる群から選択される、請求項22に記載のshRNA。
【請求項26】
アンチセンス鎖部分の5’末端とセンス鎖部分の3’末端との間に、少なくとも1つのゆらぎ塩基対があるために、前記塩基対の力は弱められる、請求項21に記載のshRNA。
【請求項27】
前記ゆらぎ塩基対は、アンチセンス鎖部分の5’末端から3位に導入されている、請求項26に記載のshRNA。
【請求項28】
前記ゆらぎ塩基対はG:Uである、請求項26に記載のshRNA。
【請求項29】
前記ゆらぎ塩基対はG:Tである、請求項26に記載のshRNA。
【請求項30】
希少ヌクレオチドを含む少なくとも1つの塩基対によって、前記塩基対の力は弱められる、請求項21に記載のshRNA。
【請求項31】
前記希少ヌクレオチドは、アンチセンス鎖部分の5’末端から3位に導入されている、請求項30に記載のshRNA。
【請求項32】
前記希少ヌクレオチドは、イノシン(I)である、請求項30に記載のshRNA。
【請求項33】
前記塩基対は、I:A、I:U、およびI:Cからなる群から選択される、請求項30に記載のshRNA。
【請求項34】
修飾されたヌクレオチドを含む少なくとも1つの塩基対のために、前記塩基対の力は弱められる、請求項21に記載のshRNA。
【請求項35】
前記修飾されたヌクレオチドは、アンチセンス鎖部分の5’末端から3位に導入されている、請求項34に記載のshRNA。
【請求項36】
前記修飾されたヌクレオチドは、2−アミノ−G、2−アミノ−A、2,6−ジアミノ−G、および2,6−ジアミノ−Aからなる群から選択される、請求項34に記載のshRNA。
【請求項37】
前記shRNAは、機能獲得型の突然変異対立遺伝子に標的化される、請求項21乃至36のいずれかに記載のshRNA。
【請求項38】
前記対立遺伝子は、優性の機能獲得型突然変異に関連する障害と相関している、請求項37に記載のshRNA。
【請求項39】
前記障害が、筋萎縮性側策硬化症、ハンチントン病、アルツハイマー病、およびパーキンソン病からなる群から選択される、請求項38に記載のshRNA。
【請求項40】
前記疾患が、筋萎縮性側策硬化症である、請求項39に記載のshRNA。
【請求項41】
前記対立遺伝子は、SOD1である、請求項40に記載のshRNA。
【請求項42】
前記突然変異対立遺伝子は、点突然変異である、請求項41に記載のshRNA。
【請求項43】
前記点突然変異は、グアニン:シトシン突然変異である、請求項42に記載のshRNA。
【請求項44】
前記突然変異はG256Cである、請求項42に記載のshRNA。
【請求項45】
前記突然変異はG281Cである、請求項42に記載のshRNA。
【請求項46】
前記shRNAは、S1−21、S2−21、S3−21、およびS4−21からなる群から選択される、図14に記載の配列を含む、shRNA。
【請求項47】
前記shRNAがS3−21である、請求項46に記載のshRNA。
【請求項48】
請求項21乃至47のいずれかに記載のshRNAを含む、shRNAの細胞への移行を促進するために作られた、組成物。
【請求項49】
請求項21乃至48のいずれかに記載のshRNAをコードする、作製物。
【請求項50】
請求項21乃至48のいずれかに記載のshRNAを含む、薬学的組成物。
【請求項51】
遺伝子の少なくとも2つの異なる対立遺伝子を含む標的対立遺伝子の細胞中での発現を阻害する方法であって、前記方法は、該細胞に請求項21乃至48のいずれかに記載のshRNAを導入するステップを含む、方法。
【請求項52】
前記shRNAは、前記細胞中で作製物から発現される、請求項51に記載の方法。
【請求項53】
前記細胞を前記shRNAに接触させることによって、前記shRNAは前記細胞に導入する、請求項51に記載の方法。
【請求項54】
優性の機能獲得型突然変異の存在に相関した障害に罹患している被検体を治療する方法であって、前記方法は、前記被験体に対して、治療的有効量の、請求項37に記載のshRNA、または前記shRNAをコードする作製物を投与するステップを含む、方法。
【請求項55】
前記障害が、筋萎縮性側策硬化症、ハンチントン病、アルツハイマー病、およびパーキンソン病からなる群から選択される、請求項54に記載の方法。
【請求項56】
前記疾患が、筋萎縮性側策硬化症である、請求項55に記載の方法。
【請求項57】
前記対立遺伝子は、SOD1である、請求項56に記載の方法。
【請求項1】
shRNAがRNA干渉(RNAi)を媒介する能力を高めるための方法であって、
(i)少なくとも21ヌクレオチド長のアンチセンスステム部分と、センスステム部分とを含む二本鎖ステムを含むshRNAを提供するステップと;
(ii)前記shRNAがRNAiを媒介する能力を高めるように、前記ステムの非対称性高めるステップと;
を含む、方法。
【請求項2】
前記非対称性は、アンチセンス鎖部分の5’末端における塩基対と、センス鎖部分の3’末端の対応する塩基対と間の塩基対の力を弱めることによって高められる、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
アンチセンス鎖部分の5’末端とセンス鎖部分の3’末端との間のG:C塩基対が、アンチセンス鎖部分の3’末端とセンス鎖部分の5’末端との間より少ないために、前記塩基対の力は弱められる、請求項2に記載の方法。
【請求項4】
アンチセンス鎖部分の5’末端とセンス鎖部分の3’末端との間に、少なくとも1つのミスマッチの塩基対があるために、前記塩基対の力は弱められる、請求項2に記載の方法。
【請求項5】
前記ミスマッチの塩基対は、アンチセンス鎖部分の5’末端から3位に導入されている、請求項4に記載の方法。
【請求項6】
前記ミスマッチの塩基対は、G:A、C:A、C:U、G:G、A:A、C:C、およびU:Uからなる群から選択される、請求項4に記載の方法。
【請求項7】
前記ミスマッチの塩基対は、G:A、C:A、C:U、G:G、A:A、C:C、およびU:Tからなる群から選択される、請求項4に記載の方法。
【請求項8】
アンチセンス鎖部分の5’末端とセンス鎖部分の3’末端との間に、少なくとも1つのゆらぎ塩基対があるために、前記塩基対の力は弱められる、請求項2に記載の方法。
【請求項9】
前記ゆらぎ塩基対は、アンチセンス鎖部分の5’末端から3位に導入されている、請求項8に記載の方法。
【請求項10】
前記ゆらぎ塩基対はG:Uである、請求項8に記載の方法。
【請求項11】
前記ゆらぎ塩基対はG:Tである、請求項8に記載の方法。
【請求項12】
希少ヌクレオチドを含む少なくとも1つの塩基対によって、前記塩基対の力は弱められる、請求項2に記載の方法。
【請求項13】
前記希少ヌクレオチドは、アンチセンス鎖部分の5’末端から3位に導入されている、請求項12に記載の方法。
【請求項14】
前記希少ヌクレオチドは、イノシン(I)である、請求項12に記載の方法。
【請求項15】
前記塩基対は、I:A、I:U、およびI:Cからなる群から選択される、請求項12に記載の方法。
【請求項16】
修飾されたヌクレオチドを含む少なくとも1つの塩基対のために、前記塩基対の力は弱められる、請求項2に記載の方法。
【請求項17】
前記修飾されたヌクレオチドは、アンチセンス鎖部分の5’末端から3位に導入されている、請求項16に記載の方法。
【請求項18】
前記修飾されたヌクレオチドは、2−アミノ−G、2−アミノ−A、2,6−ジアミノ−G、および2,6−ジアミノ−Aからなる群から選択される、請求項16に記載の方法。
【請求項19】
前記shRNAは、機能獲得型の突然変異対立遺伝子に標的化される、請求項2に記載の方法。
【請求項20】
少なくとも21ヌクレオチド長のアンチセンスステム部分と、センスステム部分とを含む二本鎖ステムを含む非対称shRNAであって、アンチセンス鎖部分の5’末端における塩基対が、センス鎖部分の3’末端の対応する塩基対と間の塩基対の力より弱い、非対称shRNA。
【請求項21】
アンチセンス鎖部分の5’末端とセンス鎖部分の3’末端との間のG:C塩基対が、アンチセンス鎖部分の3’末端とセンス鎖部分の5’末端との間より少ないために、前記塩基対の力は弱められ、
前記非対称性は、アンチセンス鎖部分の5’末端における塩基対と、センス鎖部分の3’末端の対応する塩基対と間の塩基対の力を弱めることによって高められる、請求項20に記載のshRNA。
【請求項22】
アンチセンス鎖部分の5’末端とセンス鎖部分の3’末端との間に、少なくとも1つのミスマッチの塩基対があるために、前記塩基対の力は弱められる、請求項21に記載のshRNA。
【請求項23】
前記ミスマッチの塩基対は、アンチセンス鎖部分の5’末端から3位に導入されている、請求項22に記載のshRNA。
【請求項24】
前記ミスマッチの塩基対は、G:A、C:A、C:U、G:G、A:A、C:C、およびU:Uからなる群から選択される、請求項22に記載のshRNA。
【請求項25】
前記ミスマッチの塩基対は、G:A、C:A、C:U、G:G、A:A、C:C、およびU:Tからなる群から選択される、請求項22に記載のshRNA。
【請求項26】
アンチセンス鎖部分の5’末端とセンス鎖部分の3’末端との間に、少なくとも1つのゆらぎ塩基対があるために、前記塩基対の力は弱められる、請求項21に記載のshRNA。
【請求項27】
前記ゆらぎ塩基対は、アンチセンス鎖部分の5’末端から3位に導入されている、請求項26に記載のshRNA。
【請求項28】
前記ゆらぎ塩基対はG:Uである、請求項26に記載のshRNA。
【請求項29】
前記ゆらぎ塩基対はG:Tである、請求項26に記載のshRNA。
【請求項30】
希少ヌクレオチドを含む少なくとも1つの塩基対によって、前記塩基対の力は弱められる、請求項21に記載のshRNA。
【請求項31】
前記希少ヌクレオチドは、アンチセンス鎖部分の5’末端から3位に導入されている、請求項30に記載のshRNA。
【請求項32】
前記希少ヌクレオチドは、イノシン(I)である、請求項30に記載のshRNA。
【請求項33】
前記塩基対は、I:A、I:U、およびI:Cからなる群から選択される、請求項30に記載のshRNA。
【請求項34】
修飾されたヌクレオチドを含む少なくとも1つの塩基対のために、前記塩基対の力は弱められる、請求項21に記載のshRNA。
【請求項35】
前記修飾されたヌクレオチドは、アンチセンス鎖部分の5’末端から3位に導入されている、請求項34に記載のshRNA。
【請求項36】
前記修飾されたヌクレオチドは、2−アミノ−G、2−アミノ−A、2,6−ジアミノ−G、および2,6−ジアミノ−Aからなる群から選択される、請求項34に記載のshRNA。
【請求項37】
前記shRNAは、機能獲得型の突然変異対立遺伝子に標的化される、請求項21乃至36のいずれかに記載のshRNA。
【請求項38】
前記対立遺伝子は、優性の機能獲得型突然変異に関連する障害と相関している、請求項37に記載のshRNA。
【請求項39】
前記障害が、筋萎縮性側策硬化症、ハンチントン病、アルツハイマー病、およびパーキンソン病からなる群から選択される、請求項38に記載のshRNA。
【請求項40】
前記疾患が、筋萎縮性側策硬化症である、請求項39に記載のshRNA。
【請求項41】
前記対立遺伝子は、SOD1である、請求項40に記載のshRNA。
【請求項42】
前記突然変異対立遺伝子は、点突然変異である、請求項41に記載のshRNA。
【請求項43】
前記点突然変異は、グアニン:シトシン突然変異である、請求項42に記載のshRNA。
【請求項44】
前記突然変異はG256Cである、請求項42に記載のshRNA。
【請求項45】
前記突然変異はG281Cである、請求項42に記載のshRNA。
【請求項46】
前記shRNAは、S1−21、S2−21、S3−21、およびS4−21からなる群から選択される、図14に記載の配列を含む、shRNA。
【請求項47】
前記shRNAがS3−21である、請求項46に記載のshRNA。
【請求項48】
請求項21乃至47のいずれかに記載のshRNAを含む、shRNAの細胞への移行を促進するために作られた、組成物。
【請求項49】
請求項21乃至48のいずれかに記載のshRNAをコードする、作製物。
【請求項50】
請求項21乃至48のいずれかに記載のshRNAを含む、薬学的組成物。
【請求項51】
遺伝子の少なくとも2つの異なる対立遺伝子を含む標的対立遺伝子の細胞中での発現を阻害する方法であって、前記方法は、該細胞に請求項21乃至48のいずれかに記載のshRNAを導入するステップを含む、方法。
【請求項52】
前記shRNAは、前記細胞中で作製物から発現される、請求項51に記載の方法。
【請求項53】
前記細胞を前記shRNAに接触させることによって、前記shRNAは前記細胞に導入する、請求項51に記載の方法。
【請求項54】
優性の機能獲得型突然変異の存在に相関した障害に罹患している被検体を治療する方法であって、前記方法は、前記被験体に対して、治療的有効量の、請求項37に記載のshRNA、または前記shRNAをコードする作製物を投与するステップを含む、方法。
【請求項55】
前記障害が、筋萎縮性側策硬化症、ハンチントン病、アルツハイマー病、およびパーキンソン病からなる群から選択される、請求項54に記載の方法。
【請求項56】
前記疾患が、筋萎縮性側策硬化症である、請求項55に記載の方法。
【請求項57】
前記対立遺伝子は、SOD1である、請求項56に記載の方法。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【公表番号】特表2009−509548(P2009−509548A)
【公表日】平成21年3月12日(2009.3.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−533785(P2008−533785)
【出願日】平成18年10月2日(2006.10.2)
【国際出願番号】PCT/US2006/038704
【国際公開番号】WO2007/044362
【国際公開日】平成19年4月19日(2007.4.19)
【出願人】(399093869)ユニバーシティー オブ マサチューセッツ (19)
【Fターム(参考)】
【公表日】平成21年3月12日(2009.3.12)
【国際特許分類】
【出願日】平成18年10月2日(2006.10.2)
【国際出願番号】PCT/US2006/038704
【国際公開番号】WO2007/044362
【国際公開日】平成19年4月19日(2007.4.19)
【出願人】(399093869)ユニバーシティー オブ マサチューセッツ (19)
【Fターム(参考)】
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