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JP2013066488A - アポリポタンパク質b発現のアンチセンス調節 - Google Patents

アポリポタンパク質b発現のアンチセンス調節 Download PDF

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Abstract

【課題】アポリポタンパク質B発現を調節するための組成物および方法を提供すること。
【解決手段】アンチセンス化合物、組成物および方法が、アポリポタンパク質Bの発現を調節するために提供される。この組成物は、アポリポタンパク質Bをコードする核酸に対して標的化されたアンチセンス化合物(特に、アンチセンスオリゴヌクレオチド)を含む。本発明の化合物を含む、薬学的組成物および他の組成物もまた提供される。この細胞中のアポリポタンパク質Bの発現を調節する方法がさらに提供される。
【選択図】なし

Description

本願は、米国仮出願番号:60/426,234(2003年11月13日出願)に対する優先権を主張するPCT出願US03/15493(2003年5月15日出願)の一部継続出願である。この米国仮出願番号:60/426,234は、米国出願番号10/147,196(2002年5月15日出願)(代理人整理番号ISPH−0664)の一部継続出願であり、これは、米国出願番号10/135,985(2002年4月30日出願)(代理人整理番号ISPH−0663)の一部継続出願であり、これは、米国出願番号09/920,033(2001年8月1日出願)の(代理人整理番号ISPH−0592)の一部継続出願である。
(発明の分野)
本発明は、アポリポタンパク質Bの発現を調節するための組成物および方法を提供する。特に、本発明は、アポリポタンパク質Bをコードする核酸と特異的にハイブリダイズし得る化合物(特に、オリゴヌクレオチド)に関する。このような化合物は、アポリポタンパク質Bの発現を調節することが示されている。
リポタンパク質は、タンパク質、リン脂質およびコレステロールの両親媒性コーティングによって取り囲まれた、アシルグリセロールおよびコレステリルエステルの非極性コアから構成される、球状のミセル様粒子である。リポタンパク質は、それらの機能的特性および物理的特性に基づいて、以下の5つの広範の範疇に分類されている:カイロミクロン(これは、食物脂質を腸から組織へと輸送する);超低密度リポタンパク質(VLD);中間密度リポタンパク質(IDL);低密度リポタンパク質(LDL)(これらは全て、トリアシルグリセロールおよびグリセロールを肝臓から組織へと輸送する);および高密度リポタンパク質(HDL)(これは、内在性コレステロールを組織から肝臓へと輸送する)。
リポタンパク質粒子は、連続代謝プロセシングを受け、そして非常に多様な特性および組成を有する。リポタンパク質の密度は、粒子直径を低減することなく増大する。なぜなら、これらの外側のコーティングの密度が、内側の密度よりも小さいからである。リポタンパク質のタンパク質成分は、アポリポタンパク質(apoliprotein)として公知である。少なくとも9つのアポリポタンパク質が、種々のヒトリポタンパク質において顕著な量で分布している。
アポリポタンパク質B(ApoB、アポリポタンパク質B−100;ApoB−100、アポリポタンパク質B−48;ApoB−48およびAg(x)抗原としても公知)は、脂質のアセンブリおよび分泌において、ならびに別個のクラスのリポタンパク質の輸送およびレセプター媒介取り込みおよび送達において必須の役割を果たす、大きな糖タンパク質である。アポリポタンパク質Bの重要性は、食物脂質の吸収およびプロセシングから循環するリポタンパク質のレベルの調節まで、種々の機能にまたがる(非特許文献1)。この後者の特性は、アテローム性動脈硬化症感受性に関するその関連性の基礎であり、アテローム性動脈硬化症感受性は、アポリポタンパク質B含有リポタンパク質の周囲濃度と高度に関連している(非特許文献1)。
2つの形態のアポリポタンパク質Bが、哺乳動物において存在する。ApoB−100は、ヒト肝臓においてもっぱら合成される、4536アミノ酸残基を含む、全長タンパク質を表す(非特許文献1)。ApoB−48として公知の短縮形態は、アミノ末端の2152残基と対応する部分が同一線形順序に並んでおり、そして全ての哺乳動物の小腸において合成される(非特許文献1)。
ApoB−100は、LDLの主なタンパク質成分であり、そしてこのリポタンパク質種とLDLレセプターとの相互作用に必要とされるドメインを含む。さらに、ApoB−100は、アポリポタンパク質(a)との相互作用を媒介して、Lp(a)と呼ばれる別の異なるアテローム発生リポタンパク質を生成する、不対のシステイン残基を含む(非特許文献1)。
ヒトでは、ApoB−48は、カイロミクロンと会合して循環し、そしてカイロミクロンのレムナントおよびこれらの粒子は、LDLレセプター関連タンパク質として公知の別個のレセプターによって浄化される(非特許文献1)。ApoB−48は、ApoB−100が、内在性血漿コレステロールの輸送および送達に関与する一方で、食物脂質が小腸から肝臓へと送達される重大な順応とみなされ得る(非特許文献1)。
アポリポタンパク質Bについての共通の構造遺伝子が2つの別個のタンパク質アイソフォームを産生する基礎は、RNA編集として公知のプロセスである。部位特異的シトシン−ウラシル編集反応は、UAA停止コドン、そしてアポリポタンパク質Bの翻訳終結を生じて、ApoB−48を産生する(非特許文献1)。
アポリポタンパク質Bは、1985年にクローニングされ(非特許文献2)、そして1986年に染色体2p23−2p24にマッピングされた(非特許文献3)。
特許文献1において開示および特許請求されるのは、アポリポタンパク質B−100のエピトープ領域をコードする単離されたDNA配列を含む、血漿中での低密度リポタンパク質(LDL)のレベルを決定するための方法および組成物である(Smithら,1998)。
ヒトアポリポタンパク質Bを発現し、高脂肪食餌を給餌されたトランスジェニックマウスは、高血漿コレステロールレベルを発達させることが見出され、そしてアテローム性動脈硬化症の病巣の、非トランスジェニック同腹仔に対して11倍の増加を提示した(KimおよびYoung,J.Lipid Res.,1998,39,703−723;Nishinaら,J.Lipid Res.,1990,31,859−869)。
さらに、短縮形態のヒトアポリポタンパク質Bを発現するトランスジェニックマウスを用いて、アポリポタンパク質(a)と相互作用してLp(a)リポタンパク質粒子を生成するために必要とされる、ApoB−100のカルボキシル末端の構造的特徴が同定されており、ApoB−100のLDLレセプター結合領域の構造的特徴が調査されている(KimおよびYoung,J.Lipid Res.,1998,39,703−723;McCormickら,J.Biol.Chem.,1997,272,23616−23622)。
高脂肪食餌を給餌した場合に高コレステロール血症を発達させることから保護される、アポリポタンパク質Bノックアウトマウス(ApoB−100およびApoB−48の両方が破壊されている)が作製されている(Fareseら,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.,1995,92,1774−1778;KimおよびYoung,J.Lipid Res.,1998,39,703−723)。ApoB100またはApoB−48を排他的に発現するマウスにおいてアテローム性動脈硬化症の発生率が調査されており、そしてアテローム性動脈硬化症に対する感受性は、総コレステロールレベルに依存することが見出された。マウスによって合成されたApoB−100またはApoB−48がアテローム性動脈硬化症の程度に影響を与えようが与えまいが、おそらく、ApoB−100とApoB−48とでは、固有のアテローム発生性に主な相違はないことを示す(KimおよびYoung,J.Lipid Res.,1998,39,703−723;Veniantら,J.Clin.Invest.,1997,100,180−188)。
ApoB−100含有リポタンパク質Lp(a)の血漿レベルの上昇は、アテローム性動脈硬化症およびその発現の危険性の増大と関連し、これらは、高コレステロール血症(Seedら,N.Engl.J.Med.,1990,322,1494−1499)、心筋梗塞(Sandkampら,Clin.Chem.,1990,36,20−23)、および血栓症(Nowak−Gottlら,Pediatrics,1997,99,E11)を包含し得る。
Lp(a)の血漿濃度は、遺伝的因子によって強く影響され、そして大部分の薬物および食物操作に対して治療不応性である(KatanおよびBeynen,Am.J.Epidemiol.,1987,125,387−399;Vessbyら,Atherosclerosis,1982,44,61−71)。上昇したLp(a)レベルの薬理学的治療は、ほんのわずかにしか好首尾ではなく、そしてアフェレーシスが最も有効な治療様式のままである(HajjarおよびNachman,Annu.Rev.Med.,1996,47,423−442)。
特許文献2および対応するPCT公開WO 99/18986において開示および特許請求されるのは、アポリポタンパク質Bのアミノ末端領域に結合し得、従って、血管マトリクスに対する低密度リポタンパク質の結合を阻害し得る、有効量の抗体またはそのフラグメントを被験体に投与することを包含する、被験体における血管マトリクスに対するLDLの結合を阻害するための方法である(GoldbergおよびPillarisetti,2000;GoldbergおよびPillarisetti,1999)。
特許文献3において開示および特許請求されるのは、心臓血管疾患の診断および処置の目的のための、ヒトApoB−100に結合するマウス組換え抗体をコードするcDNAを含むベクターである(Kwakら,2000)。
PCT公開EP 911344において開示および特許請求されるのは、ApoB−48に特異的に結合し、そしてApoB−100特異的に結合せず、高脂血症および動脈硬化の診断および治療のために有用である、モノクローナル抗体である(UchidaおよびKurano,1998)。
PCT公開WO 01/30354において開示および特許請求されるのは、治療有効量の化合物を患者に投与する工程を包含する、心臓血管障害を有する患者を処置する方法であり、ここで、この化合物は、アポリポタンパク質B分解経路を刺激することによって、アポリポタンパク質Bまたはアポリポタンパク質Bを含有するリポタンパク質の血漿濃度を低下させるように一定期間にわたって作用する(FisherおよびWilliams,2001)。
米国特許第5,220,006号において開示および特許請求されるのは、アテローム発生アポリポタンパク質Bの抑制を媒介する、クローニングされたシス作用性DNA配列である(Rossら,1993)。
PCT公開WO 01/12789において開示および特許請求されるのは、ApoB−100 mRNAを6679位で特異的に切断するリボザイムである(Chanら,2001)。
今日までに、アポリポタンパク質Bの機能を阻害することを目的としたストラテジーは、Lp(a)アフェレーシス、抗体、抗体フラグメントおよびリボザイムに制限されている。
米国特許第5,786,206号明細書 米国特許第6,156,315号明細書 米国特許第6,096,516号明細書
DavidsonおよびShelness,Annu.Rev.Nutr.(2000)20,169−193 Lawら,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.(1985)82,8340−8344 Deebら,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.(1986)83,419−422
アンチセンス技術は、特定の遺伝子産物の発現を低減する有効な手段として出現しており、それゆえ、アポリポタンパク質Bの発現調節に関連する多数の治療適用、診断適用および研究適用において独特に有用であると証明され得る。
本発明は、アポリポタンパク質B発現を調節する(アポリポタンパク質Bの選択的アイソフォームであるApo−48の阻害を含む)ための組成物および方法を提供する。
(発明の要旨)
本発明は、アポリポタンパク質Bをコードする核酸を標的化して、アポリポタンパク質Bの発現を調節する化合物(特に、アンチセンスオリゴヌクレオチド)に関する。本発明の化合物を含む、薬学的組成物および他の組成物もまた提供される。細胞または組織と、1以上の本発明のアンチセンス化合物または組成物とを接触させる工程を包含する、この細胞中または組織中のアポリポタンパク質Bの発現を調節する方法がさらに提供される。治療有効量または予防有効量の1以上の本発明のアンチセンス化合物または組成物を投与することによる、アポリポタンパク質Bの発現に関連する疾患もしくは状態を有する疑いがあるか、またはこのような疾患もしくは状態になる傾向がある疑いがある動物(特に、ヒト)を処置する方法がさらに提供される。
特に本発明は、アポリポタンパク質Bをコードする核酸分子に標的化された、長さが8〜50個の核化合物を提供し、ここで、その化合物は、アポリポタンパク質Bをコードする核酸分子に特異的にハイブリダイズし、かつアポリポタンパク質Bをコードする核酸分子の発現を阻害する。その化合物は、配列番号127〜134、配列番号136、配列番号138〜174、配列番号176〜317、配列番号319〜321、配列番号323〜333、配列番号335〜339、配列番号341〜374、配列番号376〜416、配列番号418〜500、配列番号502〜510、配列番号512〜804、配列番号815、配列番号816、配列番号819〜821、配列番号824、配列番号825、配列番号827、配列番号828、配列番号830、配列番号831、配列番号833〜835、配列番号837〜839、配列番号842、配列番号843、および配列番号845〜854のいずれか1つのうちの少なくとも8個の連続した核酸塩基を含む。
本発明はさらに、長さが8〜50個の核酸塩基である化合物を提供し、これは、アポリポタンパク質Bをコードする核酸分子における活性部位の少なくとも8個の核酸塩基部分に特異的にハイブリダイズする。この化合物は、配列番号127〜134、配列番号136、配列番号138〜174、配列番号176〜317、配列番号319〜321、配列番号323〜333、配列番号335〜339、配列番号341〜374、配列番号376〜416、配列番号418〜500、配列番号502〜510、配列番号512〜804、配列番号815、配列番号816、配列番号819〜821、配列番号824、配列番号825、配列番号827、配列番号828、配列番号830、配列番号831、配列番号833〜835、配列番号837〜839、配列番号842、配列番号843、および配列番号845〜854のいずれか1つのうちの少なくとも8個の連続した核酸塩基を含み、この活性部位は、この核酸中の領域であり、ここで、その部位への化合物の結合は、コントロールと比較して、アポリポタンパク質Bの発現を有意に阻害する。
本発明はまた、アポリポタンパク質Bをコードする核酸分子に標的化された、長さが8〜50個の核酸塩基である化合物を提供し、ここで、この化合物は、その核酸に対して十分にハイブリダイズし、そしてアポリポタンパク質Bの発現を阻害し、ここで、このアポリポタンパク質Bは、以下:
(a)配列番号3、および
(b)ストリンジェントな条件下で(a)のポリヌクレオチドの相補体にハイブリダイズする、天然に存在する改変体アポリポタンパク質Bをコード化するポリヌクレオチド
からなる群より選択されるポリヌクレオチドによってコードされる。この化合物は、配列番号127〜134、配列番号136、配列番号138〜174、配列番号176〜317、配列番号319〜321、配列番号323〜333、配列番号335〜339、配列番号341〜374、配列番号376〜416、配列番号418〜500、配列番号502〜510、配列番号512〜804、配列番号815、配列番号816、配列番号819〜821、配列番号824、配列番号825、配列番号827、配列番号828、配列番号830、配列番号831、配列番号833〜835、配列番号837〜839、配列番号842、配列番号843、および配列番号845〜854のいずれか1つのうちの少なくとも8個の連続した核酸塩基を含む。
別の局面において、本発明は、アポリポタンパク質Bをコードする核酸分子に標的化された、長さが8〜50個の核酸塩基である化合物を提供し、ここで、この化合物は、その核酸に特異的にハイブリダイズし、そしてアポリポタンパク質Bの発現を阻害し、ここで、このアポリポタンパク質Bは、配列番号3および配列番号17からなる群より選択されるポリヌクレオチドによってコードされる。この化合物は、配列番号127〜134、配列番号136、配列番号138〜174、配列番号176〜317、配列番号319〜321、配列番号323〜333、配列番号335〜339、配列番号341〜374、配列番号376〜416、配列番号418〜500、配列番号502〜510、配列番号512〜804、配列番号815、配列番号816、配列番号819〜821、配列番号824、配列番号825、配列番号827、配列番号828、配列番号830、配列番号831、配列番号833〜835、配列番号837〜839、配列番号842、配列番号843、および配列番号845〜854のいずれか1つのうちの少なくとも8個の連続した核酸塩基を含む。
本発明はまた、アポリポタンパク質Bをコードする核酸に標的化された、長さが8〜50個の核酸塩基である化合物を提供し、ここで、この化合物は、その核酸の活性部位に特異的にハイブリダイズし、そしてアポリポタンパク質Bの発現を阻害する。この化合物は、配列番号127〜134、配列番号136、配列番号138〜174、配列番号176〜317、配列番号319〜321、配列番号323〜333、配列番号335〜339、配列番号341〜374、配列番号376〜416、配列番号418〜500、配列番号502〜510、配列番号512〜804、配列番号815、配列番号816、配列番号819〜821、配列番号824、配列番号825、配列番号827、配列番号828、配列番号830、配列番号831、配列番号833〜835、配列番号837〜839、配列番号842、配列番号843、および配列番号845〜854のいずれか1つのうちの少なくとも8個の連続した核酸塩基を含み、この活性部位は、その核酸中の領域であり、ここで、その部位への化合物の結合は、コントロールと比較して、アポリポタンパク質Bの発現を有意に阻害される。
別の局面において、本発明は、アポリポタンパク質Bをコードする核酸分子に標的化された、長さが8〜50個の核酸塩基である化合物を提供し、ここで、この化合物は、その核酸と十分にハイブリダイズし、そしてアポリポタンパク質Bの発現を阻害する。この化合物は、配列番号127〜134、配列番号136、配列番号138〜174、配列番号176〜317、配列番号319〜321、配列番号323〜333、配列番号335〜339、配列番号341〜374、配列番号376〜416、配列番号418〜500、配列番号502〜510、配列番号512〜804、配列番号815、配列番号816、配列番号819〜821、配列番号824、配列番号825、配列番号827、配列番号828、配列番号830、配列番号831、配列番号833〜835、配列番号837〜839、配列番号842、配列番号843、および配列番号845〜854のいずれか1つのうちの少なくとも8個の連続した核酸塩基を含む。
別の局面において、本発明は、長さが8〜50個の核酸塩基であるアンチセンス化合物を提供し、ここで、この化合物は、配列番号3に示されるヌクレオチド2920〜3420に特異的にハイブリダイズし、そして150nMの濃度での培養物中の80%コンフルエントなHepG2細胞において、16〜24時間後に少なくとも30%までヒトアポリポタンパク質BをコードするmRNAの発現を阻害する。好ましい実施形態において、長さが8〜50個の核酸塩基であるアンチセンス化合物は、配列番号3に示されるヌクレオチド3230〜3288に特異的にハイブリダイズし、そして150nMの濃度での培養物中の80%コンフルエントなHepG2細胞において、16〜24時間後に少なくとも30%までヒトアポリポタンパク質BをコードするmRNAの発現を阻害する。別の局面において、この化合物は、150nMの濃度での培養物中の80%コンフルエントなHepG2細胞において、16〜24時間後に少なくとも50%までヒトアポリポタンパク質BをコードするmRNAの発現を阻害する。
1つの局面において、本発明の化合物は、アポリポタンパク質Bをコードする核酸分子に対して標的化され、ここで、この化合物は、アポリポタンパク質Bの長形態(long form)であるApoB−100に特異的にハイブリダイズし、そしてApoB−100の発現を阻害する。別の局面において、この化合物は、その核酸に特異的にハイブリダイズし、そして最適濃度での培養物中の80%コンフルエントなHepG2細胞において、少なくとも5%までアポリポタンパク質BをコードするmRNAの発現を阻害する。なお別の局面において、この化合物は、少なくとも10%、少なくとも15%、少なくとも20%、少なくとも25%、少なくとも30%、少なくとも35%、少なくとも40%、または少なくとも50%まで、アポリポタンパク質BをコードするmRNAの発現を阻害する。
1つの局面において、上記化合物は、アンチセンスオリゴヌクレオチドであり、1つの実施形態において、この化合物は、配列番号224を含む配列を含み、このアンチセンスオリゴヌクレオチドは、配列番号224、配列番号224を含む化合物、本質的に配列番号224からなる化合物、または配列番号224からなる化合物に対して相補的な領域にハイブリダイズする。
別の局面において、上記化合物は、配列番号247を含む配列を有し、このアンチセンスオリゴヌクレオチドは、配列番号247、配列番号247を含む化合物、配列番号247からなる化合物、または配列番号247からなる化合物に対して相補的な領域にハイブリダイズする。
別の局面において、上記化合物は、配列番号319を含む配列を有し、このアンチセンスオリゴヌクレオチドは、配列番号319、配列番号319を含む化合物、配列番号319からなる化合物、または配列番号319からなる化合物に対して相補的な領域にハイブリダイズする。
1つの実施形態において、上記化合物は、少なくとも1つの修飾されたヌクレオチド間結合を含み、別の実施形態において、この修飾されたヌクレオチド間結合は、ホスホロチオエート結合である。
別の局面において、上記化合物は、少なくとも1つの修飾された糖部分を含み、1つの局面において、この修飾された糖部分は、2’−O-メトキシエチル糖部分である。
別の実施形態において、上記化合物は、少なくとも1つの修飾された核酸塩基を含み、1つの局面において、この修飾された核酸塩基は、5−メチルシトシンである。
さらに別の局面において、上記化合物は、キメラオリゴヌクレオチドである。好ましいキメラ化合物としては、1以上のホスホロチオエート結合を有し、さらに2’−メトキシエトキシヌクレオチドウイングと10個の核酸塩基2’−デオキシヌクレオチドギャップを含むキメラ化合物が挙げられる。
別の局面において、上記化合物は、アポリポタンパク質の代替的スプライス形態をコードする核酸分子に特異的にハイブリダイズし、そしてその発現を阻害する。
本発明はまた、本発明の化合物と、薬学的に許容可能な担体もしくは希釈剤とを含む組成物を提供する。1つの局面において、この組成物は、コロイド分散系をさらに含み、別の局面において、この組成物中の化合物は、アンチセンスオリゴヌクレオチドである。特定の実施形態において、この組成物は、相補鎖にハイブリダイズされた本発明のアンチセンス化合物を含む。アンチセンス鎖のハイブリダイゼーションは、1以上の平滑末端または1以上の突出末端を形成し得る。いくつかの実施形態において、この突出末端は、修飾塩基を含む。
本発明はさらに、細胞または組織におけるアポリポタンパク質Bの発現を阻害する方法を提供し、この方法は、アポリポタンパク質Bの発現が阻害されるように、その細胞または組織を、本発明の化合物と接触させる工程を包含する。方法はまた、アポリポタンパク質Bに関連する疾患または状態を有する動物を処置するために提供され、これらの方法は、アポリポタンパク質Bの発現が阻害されるように、治療有効量または予防有効量の本発明の化合物を、その動物に投与する工程を包含する。種々の局面において、状態は脂質代謝異常に関連し、状態はコレステロール代謝異常に関連し、状態は代謝状態異常に関連し、この代謝状態異常は高脂血症であり、疾患は糖尿病であり、この糖尿病は2型糖尿病であり、状態は肥満であり、および/または疾患は心疾患である。
本発明はまた、動物におけるグルコースレベルを調節する方法を提供し、その方法は、その動物に本発明の化合物を投与する工程を包含し、1つの局面において、その動物は、ヒトである。種々の実施形態において、グルコースレベルは、血漿グルコースレベルであり、グルコースレベルは、血清グルコースレベルであり、そして/またはその動物は、糖尿病の動物である。
本発明はまた、動物におけるアポリポタンパク質Bに関連する疾患または状態の発生を予防または遅延させる方法を提供し、その方法は、この動物に、本発明の化合物の治療有効量または予防有効量を投与する工程を包含する。1つの局面において、その動物は、ヒトである。他の局面において、上記状態は、代謝状態異常であり、その代謝状態異常は、高脂血症であり、上記疾患は、糖尿病であり、その糖尿病は2型糖尿病であり、上記状態は、肥満であり、上記状態は、アテローム性動脈硬化症であり、上記状態は、脂質代謝異常を含み、そして/または上記状態は、コレステロール代謝異常を含む。
本発明はまた、動物におけるグルコースレベルの増加を予防または遅延させる方法を提供し、その方法は、この動物に、本発明の化合物の治療有効量または予防有効量を投与する工程を包含する。1つの局面において、上記動物は、ヒトである。他の局面において、上記グルコースレベルは、血清グルコースレベルであり、そして/または上記グルコースレベルは、血漿グルコースレベルである。
本発明はまた、動物におけるコレステロールレベルを調節する方法を提供し、その方法は、この動物に、本発明の化合物の治療有効量または予防有効量を投与する工程を包含する。1つの局面において、上記動物は、ヒトである。
本発明はまた、動物におけるリポタンパク質レベルを調節する方法を提供し、その方法は、この動物に、本発明の化合物の治療有効量または予防有効量を投与する工程を包含する。1つの局面において、上記動物は、ヒトである。他の局面において、上記リポタンパク質は、VLDLであり、上記タンパク質は、HDLであり、そして/または上記リポタンパク質は、LDLである。
本発明はまた、動物におけるトリグリセリドレベルを調節する方法を提供し、その方法は、この動物に、本発明の化合物の治療有効量または予防有効量を投与する工程を包含する。1つの局面において、上記動物は、ヒトである。
本発明はまた、アポリポタンパク質B発現に関連する疾患または状態の処置のための医薬、脂質代謝異常に関連する状態の処置のための医薬、コレステロール代謝異常に関連する状態の処置のための医薬、アテローム性動脈硬化症の処置のための医薬、高脂血症の処置のための医薬、糖尿病の処置のための医薬、2型糖尿病の処置のための医薬、肥満の処置のための医薬、心血管疾患の処置のための医薬、グルコースレベル増加の発生を予防または遅延させるための医薬、血清グルコースレベル増加の発生を予防または遅延させるための医薬、血漿グルコースレベル増加の発生を予防または遅延させるための医薬、血清コレステロールレベルの調節のための医薬、血清リポタンパク質レベルの調節のための医薬、血清VLDLレベルの調節のための医薬、血清HDLレベルの調節のための医薬、および/または血清LDLレベルの調節のための医薬、血清トリグリセリドレベルの調節のための医薬の製造ための本発明の化合物の使用を証明する。
別の局面において、本発明は、循環リポタンパク質レベルを減少させる方法を提供し、その方法は、個体に、アポリポタンパク質B発現を減少させるのに十分な量の本発明の化合物を投与する工程を包含する。別の局面において、本発明は、リポタンパク質輸送を減少させる方法を提供し、その方法は、個体に、アポリポタンパク質B発現を減少させるのに十分な量の本発明の化合物を投与する工程を包含する。本発明はまた、リポタンパク質吸収/吸収を減少させる方法を提供し、その方法は、個体に、アポリポタンパク質B発現を減少させるのに十分な量の本発明の化合物を投与する工程を包含する。
別の局面において、本発明は、循環トリグリセリドレベルを減少させる方法を意図し、その方法は、個体に、アポリポタンパク質B発現を減少させるのに十分な量の本発明の化合物を投与する工程を包含する。また、トリグリセリド輸送を減少させる方法が提供され、その方法は、個体に、アポリポタンパク質B発現を減少させるのに十分な量の本発明の化合物を投与する工程を包含する。本発明はさらに、トリグリセリド吸収/吸収を減少させる方法を提供し、その方法は、個体に、アポリポタンパク質B発現を減少させるのに十分な量の本発明の化合物を投与する工程を包含する。
別の局面において、本発明は、循環コレステロールレベル(コレステリルエステルおよび/または非エステル化コレステロールを含む)を減少させる方法を提供し、その方法は、個体に、アポリポタンパク質B発現を減少させるのに十分な量の本発明の化合物を投与する工程を包含する。また、コレステロール輸送を減少させる方法が意図され、その方法は、個体に、アポリポタンパク質B発現を減少させるのに十分な量の本発明の化合物を投与する工程を包含する。本発明はまた、コレステロール吸収/吸収を減少させる方法提供し、その方法は、個体に、アポリポタンパク質B発現を減少させるのに十分な量の本発明の化合物を投与する工程を包含する。
別の局面において、本発明は、循環脂質レベルを減少させる方法を提供し、その方法は、個体に、アポリポタンパク質B発現を減少させるのに十分な量の本発明の化合物を投与する工程を包含する。本発明はまた、血漿中の脂質輸送を減少させる方法を提供し、その方法は、個体に、アポリポタンパク質B発現を減少させるのに十分な量の本発明の化合物を投与する工程を包含する。さらに、本発明は、脂質吸収/吸収を減少させる方法提供し、その方法は、個体に、アポリポタンパク質B発現を減少させるのに十分な量の本発明の化合物を投与する工程を包含する。
本発明はさらに、循環する食物脂質を減少させる方法を意図し、その方法は、個体に、アポリポタンパク質B発現を減少させるのに十分な量の本発明の化合物を投与する工程を包含する。また、食物脂質輸送を減少させる方法、ならびに食物脂質吸収/吸収を減少させる方法が提供され、それらの方法は、個体に、アポリポタンパク質B発現を減少させるのに十分な量の本発明の化合物を投与する工程を包含する。
別の局面において、本発明は、循環脂肪酸レベルを減少させる方法を提供し、その方法は、個体に、アポリポタンパク質B発現を減少させるのに十分な量の本発明の化合物を投与する工程を包含する。本発明はまた、脂肪酸輸送を減少させる方法を提供し、その方法は、個体に、アポリポタンパク質B発現を減少させるのに十分な量の本発明の化合物を投与する工程を包含する。また、脂肪酸吸収を減少させるための方法が意図され、その方法は、個体に、アポリポタンパク質B発現を減少させるのに十分な量の本発明の化合物を投与する工程を包含する。
本発明はまた、循環急性期反応物質を減少させる方法を提供し、その方法は、個体に、アポリポタンパク質B発現を減少させるのに十分な量の本発明の化合物を投与する工程を包含する。別の局面において、本発明は、急性期反応物質輸送を減少させる方法、ならびに急性期反応物質吸収を減少させる方法を提供し、それらの方法は、個体に、アポリポタンパク質B発現を減少させるのに十分な量の本発明の化合物を投与する工程を包含する。
別の局面において、本発明は、循環カイロミクロンを減少させる方法、カイロミクロン輸送を減少させる方法、およびカイロミクロン吸収を減少させる方法を提供し、それらの方法は、個体に、アポリポタンパク質B発現を減少させるのに十分な量の本発明の化合物を投与する工程を包含する。
本発明はさらに、循環カイロミクロン残留粒子を減少させる方法、カイロミクロン残留物輸送を減少させる方法、およびカイロミクロン残留物吸収を減少させる方法を提供し、それらの方法は、個体に、アポリポタンパク質B発現を減少させるのに十分な量の本発明の化合物を投与する工程を包含する。
本発明はさらに、循環VLDL、IDL、LDLおよび/またはHDLを減少させる方法を意図し、その方法は、個体に、アポリポタンパク質B発現を減少させるのに十分な量の本発明の化合物を投与する工程を包含する。同様に、本発明は、VLDL輸送、IDL輸送、LDL輸送および/またはHDL輸送を減少させる方法を提供し、その方法は、個体に、アポリポタンパク質B発現を減少させるのに十分な量の本発明の化合物を投与する工程を包含する。さらに、VLDL吸収、IDL吸収、LDL吸収および/またはHDL吸収を減少させる方法を提供し、その方法は、個体に、アポリポタンパク質B発現を減少させるのに十分な量の本発明の化合物を投与する工程を包含する。
なお別の局面において、本発明は、アポリポタンパク質Bに関連する状態を処置する方法を提供し、その方法は、個体に、アポリポタンパク質B発現を阻害するのに十分な量の本発明の化合物を投与する工程を包含する。上記状態は、高リポタンパク血症、家族性3型高リポタンパク血症(家族性高リポタンパク血症)、および家族性高アルファリポタンパク血症;高脂質血症、混合型高脂質血症、多発性リポタンパク質型高脂質血症、および家族性複合高脂質血症;トリグリセリド過剰血症、家族性トリグリセリド過剰血症、および家族性リポタンパク質リパーゼ;高コレステロール血症、家族性高コレステロール血症、多遺伝子性高コレステロール血症、および家族性欠損アポリポタンパク質B;心血管疾患(アテローム性動脈硬化症および冠動脈疾患が挙げられる);末梢血管疾患;フォンギールケ病(グリコーゲン蓄積症、I型);リポジストロフィー(先天的形態および後天的形態);クッシング症候群;性器発育正常性小人症(sexual ateloitic dwarfism)(成長ホルモン単独欠損症);真性糖尿病;ウェルナー症候群;急性間欠性ポルフィリン症;原発性胆汁性肝硬変;肝外胆汁性障害;急性肝炎;肝臓癌;全身性エリテマトーデス;単クローン性免疫グロブリン血症(骨髄腫、多発性骨髄腫、マクログロブリン血症、およびリンパ腫が挙げられる);内分泌障害;肥満;ネフローゼ症候群;代謝症候群;炎症;甲状腺機能低下症;尿毒症(高尿酸血症);インポテンス;閉塞性肝疾患;特発性高カルシウム血症;異常グロブリン血症(dysglobulinemia);インスリンレベルの上昇;X症候群;デュピィトレン拘縮;ならびにアルツハイマー病および痴呆から選択される。
本発明はまた、状態の危険性を減少させる方法を提供し、その方法は、個体に、アポリポタンパク質B発現を阻害するのに十分な量の本発明の化合物を投与する工程を包含し、上記状態は、妊娠;間欠性跛行;通風;ならびに水銀毒性およびアマルガム病から選択される。
本発明はさらに、血管内皮へのコレステロール粒子の結合を阻害する方法を提供し、その方法は、個体に、アポリポタンパク質B発現を阻害するのに十分な量の本発明の化合物を投与する工程を包含し、そして結果として、本発明はまた、以下:
(i)コレステロール粒子酸化;
(ii)血管内皮への単球の結合;
(iii)単球のマクロフェージへの分化;
(iv)酸化した脂質粒子のマクロファージ摂取およびサイトカイン(IL−1、TNF−α、TGF−βが挙げられるが、これらに限定されない)の放出;
(v)線維の線維脂肪障害および炎症の血小板形成;
(vi)血栓をもたらす内皮障害;および
(vii)心筋梗塞または脳卒中をもたらす血栓の危険性を減少させる方法を提供し、その方法はまた、個体に、アポリポタンパク質B発現を阻害するのに十分な量の本発明の化合物を投与する工程を包含する。
本発明はまた、アルコール依存症、喫煙、経口避妊の使用、糖質コルチコイドの使用、βアドレナリン遮断剤の使用、またはイソトレチノイン(13−シス−レチノール酸)の使用に関連する高脂質血症を軽減する方法を提供し、その方法は、個体に、アポリポタンパク質B発現を阻害するのに十分な量の本発明の化合物を投与する工程を包含する。
特定の局面において、本発明は、配列番号247の少なくとも8個の連続したヌクレオチドを含み、かつ少なくとも12もしくは少なくとも14〜30核酸塩基の長さを有する、長さが8〜50個の核酸塩基であるアンチセンスオリゴヌクレオチド化合物を提供する。
さらなる局面において、本発明は、配列番号247に示されるような核酸塩基の配列を有し、かつ核酸塩基2、3、5、9、12、15、17、19、および20にて5−メチルシチジンを含む、長さが20核酸塩基であるアンチセンスオリゴヌクレオチドを提供し、ここで、各ヌクレオシド間結合は、ホスホチオエート結合であり、核酸塩基1〜5および16〜20は、2’−メトキシエトキシ改変体を含み、そして核酸塩基6〜15は、デオキシヌクレオチドである。
別の局面において、本発明は、第2の核酸塩基鎖にハイブリダイズされた第1の核酸塩基鎖を含む化合物を提供し、この第1の核酸塩基鎖は、長さが8〜50個の核酸塩基であり、配列番号3に示される配列のうちの少なくとも8個の連続した核酸塩基を含み、この第2の核酸塩基鎖は、長さが8〜50個の核酸塩基であり、安定なハイブリダイゼーションが可能になるように上記第1の鎖と十分に相補的な配列を含む。上記化合物は、100nMの濃度での培養物中の80%コンフルエントなHepG2細胞において、16〜24時間後に少なくとも30%までかまたは少なくとも50%までヒトアポリポタンパク質BをコードするmRNAの発現を阻害する。
さらに、本発明の化合物または組成物を含む小胞(例えば、リポソーム)が提供される。
動物に対する本発明の化合物または組成物の投与の好ましい方法は、血管内、皮下、または経口である、。投与は繰り返され得る。
別の局面において、本発明は、肝細胞によるリポタンパク質(a)分泌を減少させる方法を提供し、その方法は、以下:
(a)ヒトアポリポタンパク質BをコードするmRNAに特異的にハイブリダイズし、かつ100nMの濃度での培養物中の80%コンフルエントなHepG2細胞において、16〜24時間後に少なくとも30%までかまたは少なくとも50%までヒトアポリポタンパク質BをコードするmRNAの発現を阻害する、長さが8〜50個の核酸塩基である非触媒化合物を含む組成物のある量と、肝細胞とを接触させる工程;および
(b)上記肝細胞によるリポタンパク質(a)の分泌を測定する工程
を包含する。
本発明はさらに、霊長類におけるアポリポタンパク質Bに関連する状態を処置する方法を提供し、その方法は、この霊長類に、ヒトアポリポタンパク質BをコードするmRNAに特異的にハイブリダイズし、かつ100nMの濃度での培養物中の80%コンフルエントなHepG2細胞において、16〜24時間後に少なくとも30%までかまたは少なくとも50%までヒトアポリポタンパク質BをコードするmRNAの発現を阻害する、長さが8〜50個の核酸塩基である非触媒化合物の治療有効量または予防有効量を投与する工程を包含する。
本発明は、動物の肝臓においてアポリポタンパク質Bの発現を減少させる方法を提供し、その方法は、この動物に、ヒトアポリポタンパク質BをコードするmRNAに特異的にハイブリダイズし、かつ100nMの濃度での培養物中の80%コンフルエントなHepG2細胞において、16〜24時間後に少なくとも30%までかまたは少なくとも50%までヒトアポリポタンパク質BをコードするmRNAの発現を阻害する、長さが8〜50個の核酸塩基である非触媒化合物の2mg/kgと20mg/kgとの間の量を投与する工程を包含する。
また、インビトロで第2の核酸塩基鎖に特異的にハイブリダイズする第1の核酸塩基鎖を含む本発明の化合物を作製する方法が提供され、この第1の鎖は、配列番号3に示される配列のうち少なくとも8個の連続した核酸塩基を含み、この第2の鎖は、安定なハイブリダイゼーションを可能にするために上記第1の鎖と十分に相補的な配列を含む。
本発明はさらに、本明細書中で開示される任意の状態およびすべての状態の処置のための医薬の製造における、本発明の化合物の使用を提供する。
本発明はまた、以下の項目を提供する。
(項目1)
長さが8〜50個の核酸塩基であるアンチセンス化合物であって、該化合物は、配列番号3に示されるようなヌクレオチド2920〜3420と特異的にハイブリダイズし、そして150nMの濃度での培養物中の80%コンフルエントなHepG2細胞において、16〜24時間後に少なくとも30%までヒトアポリポタンパク質BをコードするmRNAの発現を阻害する、アンチセンス化合物。
(項目2)
前記化合物は、配列番号3に示されるヌクレオチド3230〜3288と特異的にハイブリダイズし、そして150nMの濃度での培地物中の80%コンフルエントなHepG2細胞において、16〜24時間後に少なくとも30%までがヒトアポリポタンパク質BをコードするmRNAの発現を阻害する、項目1に記載のアンチセンス化合物。
(項目3)
アンチセンスオリゴヌクレオチドである、項目2に記載のアンチセンス化合物。
(項目4)
前記アンチセンスオリゴヌクレオチドは、オリゴヌクレオチド模倣化合物である、項目3に記載のアンチセンス化合物。
(項目5)
長さが12〜30個の核酸塩基である、項目2に記載のアンチセンス化合物。
(項目6)
長さが14〜20個の核酸塩基である、項目5に記載のアンチセンス化合物。
(項目7)
前記オリゴヌクレオチド模倣化合物は、少なくとも1つのホスホロチオエート結合を含む、項目4に記載のアンチセンス化合物。
(項目8)
前記オリゴヌクレオチド模倣化合物は、少なくとも1つの2’−O−メトキシエチル糖部分を含む、項目4に記載のアンチセンス化合物。
(項目9)
前記オリゴヌクレオチド模倣化合物は、少なくとも1つの5−メチルシトシンを含む、項目4に記載のアンチセンス化合物。
(項目10)
前記アンチセンス化合物は、キメラアンチセンス化合物である、項目2に記載のアンチセンス化合物。
(項目11)
前記キメラアンチセンス化合物は、キメラホスホロチオエートアンチセンス化合物である、項目10に記載のアンチセンス化合物。
(項目12)
前記キメラホスホロチオエートアンチセンス化合物は、2’−メトキシエトキシヌクレオチドウイングおよび2’−デオキシヌクレオチドギャップを含む、項目11に記載のアンチセンス化合物。
(項目13)
前記キメラホスホロチオエートアンチセンス化合物は、10個の2’−デオキシヌクレオチドを含む、項目12に記載のアンチセンス化合物。
(項目14)
前記アンチセンス化合物は、150nMの濃度での培養物中の80%コンフルエントなHepG2細胞において、16〜24時間後に少なくとも50%までヒトアポリポタンパク質BをコードするmRNAの発現を阻害する、項目1〜13のいずれか1項に記載のアンチセンス化合物。
(項目15)
少なくとも1つの核酸塩基は、結合体に共有結合されている、項目1〜13のいずれか1項に記載のアンチセンス化合物。
(項目16)
項目1〜13のいずれか1項に記載のアンチセンス化合物と、薬学的に許容可能な担体もしくは希釈剤とを含む、組成物。
(項目17)
コロイド分散系をさらに含む、項目16に記載の組成物。
(項目18)
相補鎖にハイブリダイズされた項目1〜13のいずれか1項に記載のアンチセンス化合物を含む、組成物。
(項目19)
前記アンチセンス化合物の相補鎖へのハイブリダイゼーションは、少なくとも1つの平滑末端を形成する、項目18に記載の組成物。
(項目20)
前記アンチセンス化合物の相補鎖へのハイブリダイゼーションは、2つの平滑末端を形成する、項目19に記載の組成物。
(項目21)
長さが8〜50個の核酸塩基であり、配列番号247の少なくとも8個の連続したヌクレオチドを含む、アンチセンスオリゴヌクレオチド化合物。
(項目22)
前記アンチセンスオリゴヌクレオチド化合物は、配列番号247を含む配列を有する、項目21に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド化合物。
(項目23)
長さが12〜30個の核酸塩基である、項目22に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド化合物。
(項目24)
長さが14〜20個の核酸塩基である、項目23に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド化合物。
(項目25)
前記アンチセンスオリゴヌクレオチド化合物は、配列番号247からなる配列を有する、項目24に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド化合物。
(項目26)
前記アンチセンスオリゴヌクレオチド化合物は、オリゴヌクレオチド模倣化合物である、項目25に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド化合物。
(項目27)
前記オリゴヌクレオチド模倣化合物は、キメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチド化合物である、項目26に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド化合物。
(項目28)
前記キメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチド化合物は、2’−メトキシエトキシヌクレオチドウイングおよび2’−デオキシヌクレオチドギャップを含む、項目27に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド化合物。
(項目29)
前記キメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチド化合物は、10個の2’−デオキシヌクレオチドを含む、項目28に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド化合物。
(項目30)
少なくとも1つのオリゴヌクレオチドは、結合体に共有結合されている、項目21〜29のいずれか1項に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド化合物。
(項目31)
項目21〜29のいずれか1項に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド化合物と、薬学的に許容可能な担体もしくは希釈剤とを含む、組成物。
(項目32)
コロイド分散系をさらに含む、項目31に記載の組成物。
(項目33)
相補鎖にハイブリダイズされた項目22〜29のいずれか1項に記載のオリゴヌクレオチド化合物を含む、組成物。
(項目34)
前記オリゴヌクレオチド化合物の相補鎖へのハイブリダイゼーションは、少なくとも1つの平滑末端を形成する、項目33に記載の組成物。
(項目35)
前記オリゴヌクレオチド化合物の相補鎖へのハイブリダイゼーションは、2つの平滑末端を形成する、項目34に記載の組成物。
(項目36)
細胞または組織中でのアポリポタンパク質Bの発現を阻害する方法であって、該細胞または組織を、アポリポタンパク質Bの発現が阻害されるような条件下で、項目2に記載の化合物と接触させる工程を包含する、方法。
(項目37)
細胞または組織中でのアポリポタンパク質Bの発現を阻害する方法であって、該細胞または組織を、アポリポタンパク質Bの発現が阻害されるような条件下で、項目21に記載の化合物と接触させる工程を包含する、方法。
(項目38)
前記細胞または組織は、インビボで接触される、項目36または項目37に記載の方法。(項目39)
前記接触させる工程は、前記化合物を動物に投与する工程を包含する、項目38に記載の方法。
(項目40)
前記動物はヒトである、項目39に記載の方法。
(項目41)
前記ヒトは、アポリポタンパク質Bの発現に関連する疾患または状態を有し、治療有効量または予防有効量の前記化合物が投与される、項目40に記載の方法。
(項目42)
前記ヒトは、脂質代謝異常に関連する状態を有する、項目41に記載の方法。
(項目43)
前記ヒトは、コレステロール代謝異常に関連する状態を有する、項目41に記載の方法。
(項目44)
前記ヒトは、心疾患を有する、項目41に記載の方法。
(項目45)
前記心疾患は、アテローム性動脈硬化症である、項目44に記載の方法。
(項目46)
前記ヒトは、アポリポタンパク質Bの発現に関連する代謝異常状態を有する、項目41に記載の方法。
(項目47)
前記代謝異常状態は、高脂血症である、項目46に記載の方法。
(項目48)
前記ヒトは、糖尿病を有する、項目41に記載の方法。
(項目49)
前記ヒトは、肥満である、項目41に記載の方法。
(項目50)
有効量の前記化合物は、アポリポタンパク質Bの発現に関連する疾患または状態を予防するために投与される、項目40に記載の方法。
(項目51)
有効量の前記化合物は、アポリポタンパク質Bの発現に関連する疾患または状態を遅延させるために投与される、項目40に記載の方法。
(項目52)
動物におけるグルコースレベルの上昇開始を予防または遅延させる方法であって、治療有効量または予防有効量の項目1に記載の化合物を、該動物に投与する工程を包含する、
方法。
(項目53)
動物におけるグルコースレベルの上昇開始を予防または遅延させる方法であって、治療有効量または予防有効量の項目22に記載の化合物を、該動物に投与する工程を包含する、方法。
(項目54)
前記動物は、ヒトである、項目52または項目53に記載の方法。
(項目55)
前記グルコースレベルは、血清グルコースレベルまたは血漿グルコースレベルである、項目54に記載の方法。
(項目56)
動物における血清コレステロールレベルを調節する方法であって、治療有効量または予防有効量の項目1または21に記載の化合物を、該動物に投与する工程を包含する、方法。
(項目57)
前記動物は、ヒトである、項目56に記載の方法。
(項目58)
動物におけるリポタンパク質レベルを調節する方法であって、治療有効量または予防有効量の項目1に記載の化合物を、該動物に投与する工程を包含する、方法。
(項目59)
動物におけるリポタンパク質レベルを調節する方法であって、治療有効量または予防有効量の項目22に記載の化合物を、該動物に投与する工程を包含する、方法。
(項目60)
前記動物は、ヒトである、項目58または項目59に記載の方法。
(項目61)
前記リポタンパク質は、VLDLである、項目60に記載の方法。
(項目62)
前記リポタンパク質は、HDLである、項目60に記載の方法。
(項目63)
前記リポタンパク質は、LDLである、項目60に記載の方法。
(項目64)
前記化合物は、静脈投与される、項目39、52、53、56、58および59のいずれか1項に記載の方法。
(項目65)
前記化合物は、皮下投与される、項目39、52、53、56、58および59のいずれか1項に記載の方法。
(項目66)
配列番号247に示される核酸塩基配列を有し、かつ核酸塩基2、3、5、9、12、15、17、19および20に5−メチルシチジンを含む、長さが20個の核酸塩基であるアンチセンスオリゴヌクレオチド化合物であって、ここで、各ヌクレオチド間結合はフォスフォチオエート結合であり、核酸塩基1〜5および16〜20は、2’−メトキシエトキシル修飾を含み、そして核酸塩基6〜15はデオキシヌクレオチドである、アンチセンスオリゴヌクレオチド化合物。
(項目67)
少なくとも1つのオリゴヌクレオチドは、結合体に共有結合されている、項目66に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド化合物。
(項目68)
項目66に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド化合物と、薬学的に許容可能な担体もしくは希釈剤とを含む、組成物。
(項目69)
コロイド分散系をさらに含む、項目68に記載の組成物。
(項目70)
相補鎖にハイブリダイズされた項目66に記載のアンチセンスオリゴヌクレオチド化合物を含む、組成物。
(項目71)
細胞または組織においてアポリポタンパク質Bの発現を阻害する方法であって、該細胞または組織を、アポリポタンパク質Bの発現が阻害されるように、項目66に記載の化合物と接触させる工程を包含する、方法。
(項目72)
前記細胞または組織は、インビボで接触される、項目71に記載の方法。
(項目73)
前記接触させる工程は、前記化合物を動物に投与する工程を包含する、項目72に記載の方法。
(項目74)
前記動物はヒトである、項目73に記載の方法。
(項目75)
前記ヒトは、アポリポタンパク質Bの発現に関連する疾患または状態を有し、そして治療有効量または予防有効量の前記化合物が投与される、項目74に記載の方法。
(項目76)
前記ヒトは、脂質代謝異常に関連する状態を有する、項目75に記載の方法。
(項目77)
前記ヒトは、コレステロール代謝異常に関連する状態を有する、項目75に記載の方法。
(項目78)
前記ヒトは、心疾患を有する、項目75に記載の方法。
(項目79)
前記心疾患は、アテローム性動脈硬化症である、項目78に記載の方法。
(項目80)
前記ヒトは、アポリポタンパク質Bの発現に関連する代謝異常状態を有する、項目75に記載の方法。
(項目81)
前記代謝異常状態は、高脂血症である、項目80に記載の方法。
(項目82)
前記ヒトは、糖尿病を有する、項目75に記載の方法。
(項目83)
前記ヒトは、肥満である、項目75に記載の方法。
(項目84)
有効量の前記化合物は、アポリポタンパク質Bの発現に関連する疾患または状態を予防するために投与される、項目74に記載の方法。
(項目85)
有効量の前記化合物は、アポリポタンパク質Bの発現に関連する疾患または状態を遅延させるために投与される、項目74に記載の方法。
(項目86)
動物におけるグルコースレベルの上昇開始を予防または遅延させる方法であって、治療有効量または予防有効量の項目66に記載の化合物を、該動物に投与する工程を包含する、方法。
(項目87)
グルコースレベルは、血清グルコースレベルである、項目86に記載の方法。
(項目88)
グルコースレベルは、血漿グルコースレベルである、項目86に記載の方法。
(項目89)
ヒトにおける血清コレステロールレベルを調節する方法であって、治療有効量または予防有効量の項目66に記載の化合物を、該ヒトに投与する工程を包含する、方法。
(項目90)
ヒトにおけるリポタンパク質レベルを調節する方法であって、治療有効量または予防有効量の項目66に記載の化合物を、該ヒトに投与する工程を包含する、方法。
(項目91)
前記リポタンパク質は、VLDLである、項目90に記載の方法。
(項目92)
前記リポタンパク質は、HDLである、項目90に記載の方法。
(項目93)
前記リポタンパク質は、LDLである、項目90に記載の方法。
(項目94)
前記化合物は、静脈投与される、項目73〜93のいずれか1項に記載の方法。
(項目95)
前記化合物は、皮下投与される、項目73〜93のいずれか1項に記載の方法。
(項目96)
前記化合物は、経口投与される、項目73〜93のいずれか1項に記載の方法。
(項目97)
項目1〜15、項目21〜30、および項目66〜67のいずれか1項に記載の化合物を含む、キット。
(項目98)
第2の核酸塩基鎖にハイブリダイズされた第1の核酸塩基鎖を含む化合物であって、各鎖は長さが8〜50個の核酸塩基であり、該第1の核酸塩基鎖は、配列番号3に示される配列の少なくとも8個の連続した核酸塩基の配列を含み、該第2の核酸塩基鎖は、安定したハイブリダイゼーションを可能にするように該第1の鎖に対して十分に相補的な配列を含み、該化合物は、100nMの濃度での培養物中の80%コンフルエントなHepG2細胞において、16〜24時間後に少なくとも30%までヒトアポリポタンパク質BをコードするmRNAの発現を阻害する、化合物。
(項目99)
前記第1の鎖は、配列番号3に示される配列の12〜30個の連続した核酸塩基の配列を含む、項目98に記載の化合物。
(項目100)
前記第1の鎖は、配列番号3に示された配列の20個の連続した核酸塩基の配列を含む、項目98に記載の化合物。
(項目101)
前記第2の鎖は、配列番号3に示された配列の少なくとも8個の連続した核酸塩基に対して完全に相補的な配列を含む、項目98、99または100に記載の化合物。
(項目102)
前記第2の鎖は、配列番号3に示される配列の12〜30個の連続した核酸塩基に対して完全に相補的な配列を含む、項目101に記載の化合物。
(項目103)
前記第2の核酸塩基鎖は、配列番号3に示される配列の20個の連続した核酸塩基に対して完全に相補的な配列を含む、項目101に記載の化合物。
(項目104)
少なくとも1つの鎖は、RNAを含む、項目98〜103のいずれかに記載の化合物。
(項目105)
少なくとも1つの鎖は、1つまたはそれ以上のデオキシヌクレオシドを含む、項目98〜104のいずれかに記載の化合物。
(項目106)
前記ハイブリダイズした鎖は、少なくとも1つの突出末端を形成する、項目98〜105のいずれかに記載の化合物。
(項目107)
前記突出末端は、少なくとも1つの修飾塩基を含む、項目106に記載の化合物。
(項目108)
前記化合物は、150nMの濃度での培養物中の80%コンフルエントなHepG2細胞において、少なくとも16〜24時間後に、少なくとも50%までヒトアポリポタンパク質BをコードするmRNAの発現を阻害する、項目98〜107のいずれかに記載の化合物。
(項目109)
項目98〜項目108のいずれかに記載の化合物を含む、ベシクル。
(項目110)
前記ベシクルは、リポソームである、項目109に記載のベシクル。
(項目111)
項目98〜108のいずれか1項に記載の化合物と、薬学的に許容可能な担体もしくは希釈剤とを含む、組成物。
(項目112)
コロイド分散系をさらに含む、項目111に記載の組成物。
(項目113)
細胞または組織におけるアポリポタンパク質Bの発現を阻害する方法であって、該細胞または組織を、アポリポタンパク質Bの発現が阻害されるような条件下で、項目98〜108のいずれか1項に記載の化合物と接触させる工程を包含する、方法。
(項目114)
前記細胞または組織はインビボで接触される、項目113に記載の方法。
(項目115)
前記接触させる工程は、前記化合物を動物に投与する工程を包含する、項目114に記載の方法。
(項目116)
前記動物はヒトである、項目115に記載の方法。
(項目117)
前記ヒトは、アポリポタンパク質Bの発現に関連する疾患または状態をし、そして治療有効量または予防有効量の前記化合物が投与される、項目116に記載の方法。
(項目118)
前記状態は、脂質代謝異常に関連する、項目117に記載の方法。
(項目119)
前記状態は、コレステロール代謝異常に関連する、項目117に記載の方法。
(項目120)
前記状態は、心疾患である、項目117に記載の方法。
(項目121)
前記心疾患は、アテローム性動脈硬化症である、項目120に記載の方法。
(項目122)
前記状態は、アポリポタンパク質Bの発現に関連する代謝異常状態である、項目117に記載の方法。
(項目123)
前記アポリポタンパク質のB発現に関連する代謝異常状態は、高脂血症である、項目122に記載の方法。
(項目124)
前記状態は、糖尿病である、項目117に記載の方法。
(項目125)
前記状態は、肥満である、項目117に記載の方法。
(項目126)
有効量の前記化合物は、アポリポタンパク質Bの発現に関連する状態を予防するために投与される、項目116に記載の方法。
(項目127)
有効量の前記化合物は、アポリポタンパク質Bの発現に関連する状態を遅延させるために投与される、項目126に記載の方法。
(項目128)
肝細胞によるリポタンパク質(a)分泌を減少させる方法であって、以下:
(a)該肝細胞を、ヒトアポリポタンパク質BをコードするmRNAと特異的なハイブリダイズし、かつ150nMの濃度での培養物中の80%コンフルエントなHepG2細胞において、16〜24時間後に、少なくとも30%まで該mRNAの発現を阻害する、長さが8〜50個の核酸塩基である非触媒化合物を含む組成物のある量と接触させる工程であって、ここで、該量は、該肝細胞におけるアポリポタンパク質Bの発現を阻害するのに有効である、工程;および
(b)該肝細胞によるリポタンパク質(a)分泌を測定する工程
を包含する、方法。
(項目129)
前記非触媒化合物は、配列番号3に示されるヌクレオチド3230〜3288と特異的にハイブリダイズする、項目128に記載の方法。
(項目130)
前記非触媒化合物は、配列番号247に示される核酸塩基の配列を含む、項目129に記載の方法。
(項目131)
前記非触媒化合物は、アンチセンスオリゴヌクレオチド模倣物である、項目128〜130のいずれかに記載の方法。
(項目132)
霊長類におけるアポリポタンパク質Bに関連する状態を処置する方法であって、ヒトアポリポタンパク質BをコードするmRNAと特異的なハイブリダイズし、かつ150nMの濃度での培養中の80%コンフルエントなHepG2細胞において、16〜24時間後に、少なくとも30%まで該mRNAの発現を阻害する、長さが8〜50個の核酸塩基である非触媒化合物の治療有効量または予防有効量を、該霊長類に投与する工程を包含する、方法。
(項目133)
前記霊長類は、ヒトである、項目132に記載の方法。
(項目134)
前記状態は、脂質代謝異常、コレステロール代謝異常、心疾患、高脂血症、糖尿病および肥満からなる群より選択される、項目133に記載の方法。
(項目135)
動物の肝臓におけるアポリポタンパク質Bの発現を減少させる方法であって、150nMの濃度での培養中の80%コンフルエントなHepG2細胞において、少なくとも30%までアポリポタンパク質BをコードするmRNAと特異的にハイブリダイズする長さが8〜50個の核酸塩基である非触媒化合物を、2mg/kgと20mg/kgとの間の量で、該動物に投与する工程を包含する、方法。
(項目136)
前記化合物は、皮下投与される、項目135に記載の方法。
(項目137)
前記化合物は、静脈投与される、項目135に記載の方法。
(項目138)
前記化合物は、経口投与される、項目135に記載の方法。
(項目139)
前記動物への投与は、繰り返される、項目135〜138のいずれか1項に記載の方法。(項目140)
前記動物は、ヒトである、項目135〜139のいずれか1項に記載の方法。
(項目141)
医薬の製造における、項目1〜15、項目21〜30、項目66〜67、および項目98〜108のいずれか1項に記載の化合物の使用。
(項目142)
脂質代謝を変化させるための医薬における、項目1〜15、項目21〜30、項目66〜67、および項目98〜108のいずれか1項に記載の化合物の使用。
(項目143)
アポリポタンパク質Bの発現に関連する疾患または状態に対する医薬における、項目1〜15、項目21〜30、項目66〜67、および項目98〜108のいずれか1項に記載の化合物の使用。
(項目144)
項目98〜108のいずれか1項に記載の化合物を作製する方法であって、インビトロで第1の核酸塩基鎖を第2の核酸塩基鎖に特異的にハイブリダイズさせる工程を含み、該第1の核酸塩基鎖は配列番号3に示される配列の少なくとも8個の連続する核酸塩基の配列を含み、該第2の核酸塩基鎖は安定したハイブリダイゼーションを可能にするように該第1の鎖に対して十分に相補的な配列を含む、方法。
(発明の詳細な説明)
本発明は、アポリポタンパク質Bをコードする核酸分子の機能を調節する際に、最終的には、産生されるアポリポタンパク質Bの量を調節するために、オリゴマー化合物(特に、アンチセンスオリゴヌクレオチド)を用いる。これは、アポリポタンパク質Bをコードする1以上の核酸に特異的にハイブリダイズするアンチセンス化合物を提供することによって達成される。本明細書中で使用される場合、用語「標的核酸」および「アポリポタンパク質Bをコードする核酸」は、アポリポタンパク質BをコードするDNA、このようなDNAから転写されたRNA(プレ−mRNAおよびmRNAを包含する)、およびこのようなRNAから誘導されたcDNAもまた包含する。オリゴマー化合物の、その標的核酸との特異的ハイブリダイゼーションは、その核酸の正常な機能を妨害する。標的核酸に特異的にハイブリダイズする化合物による標的核酸の機能のこの調節は、一般に、「アンチセンス」といわれる。妨害されるべきDNAの機能としては、複製および転写が挙げられる。妨害されるべきRNAの機能としては、生命維持に必要な全ての機能(例えば、タンパク質翻訳部位へのRNAのトランスロケーション、RNAからのタンパク質の翻訳、1以上のmRNA種を生じるRNAスプライシング、およびRNAに関与し得るかまたはRNAによって促進され得る触媒活性など)が挙げられる。標的核酸機能のこのような妨害の全体的効果は、アポリポタンパク質Bの発現調節である。本発明に関連しては、「調節」とは、遺伝子発現の増大(刺激)または減少(阻害)のいずれかを意味する。本発明に関連しては、阻害は、遺伝子発現の好ましい調節形態であり、そしてmRNAが好ましい標的である。
アンチセンスに関して特定の核酸を標的とすることが好ましい。アンチセンス化合物を特定の核酸に対して「標的化」することは、本発明に関連しては、複数工程のプロセスである。このプロセスは通常、その機能が調節されるべき核酸配列の同定に始まる。これは、例えば、その発現が特定の障害状態もしくは疾患状態と関連している細胞性遺伝子(またはこの遺伝子から転写されるmRNA)または感染性因子由来の核酸分子であり得る。本発明では、この標的は、アポリポタンパク質Bをコードする核酸分子である。この標的化プロセスはまた、所望の効果(例えば、このタンパク質の検出またはこのタンパク質の発現の調節)をもたらすように、この遺伝子内での、アンチセンス相互作用が生じる部位の決定を包含する。本発明に関連しては、好ましい遺伝子内部位は、その遺伝子のオープンリーディングフレーム(ORF)の翻訳開始コドンまたは翻訳終結コドンを包含する領域である。当該分野で公知であるように、翻訳開始コドンは代表的には5’−AUG(転写されたmRNA分子において;対応するDNA分子においては5’−ATG)であるので、翻訳開始コドンはまた、「AUGコドン」、「開始コドン」または「AUG開始コドン」ともいわれる。少数の遺伝子は、RNA配列5’−GUG、5’−UUGまたは5’−CUGを有する翻訳開始コドンを有し、そして5’−AUA、5’−ACGおよび5’−CUGがインビボで機能することが示されている。従って、用語「翻訳開始コドン」および「開始コドン」は、各例における開始アミノ酸は代表的には、メチオニン(真核生物において)またはホルミルメチオニン(原核生物において)とはいえ、多くのコドン配列を包含し得る。真核生物遺伝子および原核生物遺伝子が、2以上の代替的開始コドンを有し得、これらのうちの任意のものが、特定の細胞型もしくは組織において、または特定のセットの条件下で、翻訳開始に関して優先的に利用され得ることもまた当該分野で公知である。本発明に関しては、「開始コドン」および「翻訳開始コドン」とは、このようなコドンの配列にかかわらず、アポリポタンパク質Bをコードする遺伝子から転写されたmRNA分子の翻訳を開始するためにインビボで用いられるコドンをいう。
遺伝子の翻訳終結コドン(または「停止コドン」)が、3つの配列(すなわち、5’−UAA、5’−UAGおよび5’−UGA(対応するDNA配列は、それぞれ、5’−TAA、5’−TAGおよび5’−TGAである)のうちの1つを有し得ることもまた、当該分野で公知である。用語「開始コドン領域」および「翻訳開始コドン領域」とは、このようなmRNAまたは遺伝子のうちの、翻訳開始コドンからいずれかの方向(すなわち、5’または3’)にある約25〜約50連続したヌクレオチドを含む部分をいう。同様に、用語「停止コドン領域」および「翻訳終結コドン領域」とは、このようなmRNAまたは遺伝子のうちの、翻訳終結コドンからいずれかの方向(すなわち、5’または3’)にある約25〜約50連続したヌクレオチドを含む部分をいう。
オープンリーディングフレーム(ORF)または「コード領域」は、翻訳開始コドンと翻訳終結コドンとの間の領域をいうことが当該分野で公知であり、効果的に標的化され得る領域でもある。他の標的領域としては、5’非翻訳領域(5’UTR)(これは、mRNAのうちの翻訳開始コドンから5’方向にある部分をいうことが当該分野で公知であり、従って、mRNAの5’キャップ部位と翻訳開始コドンとの間のヌクレオチドまたは遺伝子上の対応するヌクレオチドを包含する)および3’非翻訳領域(3’UTR)(これは、mRNAのうちの翻訳終結コドンから3’方向にある部分をいうことが当該分野で公知であり、従って、mRNAの翻訳終結コドンと3’末端との間のヌクレオチドまたは遺伝子上の対応するヌクレオチドを包含する)が挙げられる。mRNAの5’キャップは、5’−5’三リン酸結合を介してmRNAの最も5’側の残基に連結されたN7−メチル化グアノシン残基を包含する。mRNAの5’キャップ領域は、5’キャップ構造自体ならびにキャップに隣接する最初の50ヌクレオチドを包含すると考えられる。5’キャップ領域はまた、好ましい標的領域であり得る。
いくつかの真核生物mRNA転写産物は、直接的に翻訳されるが、多くのものは、転写産物から翻訳前に切り出される、「イントロン」として公知の1以上の領域を含む。残りの(それゆえ翻訳された)領域は、「エキソン」として公知であり、そして一緒にスプライシングされて、連続したmRNA配列を形成する。mRNAスプライス部位、すなわち、イントロン−エキソン連結部はまた、好ましい標的領域であり得、そして異常なスプライシングが疾患に関与する状況または特定のmRNAスプライス産物の過剰発現が疾患に関与する状況で特に有用である。再編成または欠失に起因した異常な融合連結部もまた、好ましい標的である。イントロンもまた、例えば、DNAまたはプレ−mRNAに対して標的化されるアンチセンス化合物についての効果的な(それゆえ、好ましい)標的領域であり得ることが見出されている。
一旦、1以上の標的部位が同定されたら、その標的に対して充分に相補的である、すなわち、充分によく、そして充分な特異性を有してハイブリダイズし、所望の効果を与えるオリゴヌクレオチドが選択される。
本発明に関しては、「ハイブリダイゼーション」とは、相補的ヌクレオシド塩基間または相補的ヌクレオチド塩基間での水素結合(これは、Watson−Crick水素結合、Hoogsteen水素結合または逆Hoogsteen水素結合であり得る)を意味する。例えば、アデニンおよびチミンは、水素結合の形成を介して対合する、相補的核酸塩基である。「相補的」とは、本明細書中で使用される場合、2つのヌクレオチド間で正確に対合する能力をいう。例えば、オリゴヌクレオチドの特定の位置のヌクレオチドは、DNA分子またはRNA分子の同じ位置でヌクレオチドと水素結合し得る場合、このオリゴヌクレオチドとDNAまたはRNAとは、その位置で互いに相補的であると考えられる。このオリゴヌクレオチドとこのDNAまたはRNAとは、各分子における充分な数の対応する位置が、互いに水素結合し得るヌクレオチドによって占められている場合、互いに相補的である。従って、「特異的にハイブリダイズし得る」および「相補的」は、安定かつ特異的な結合がこのオリゴヌクレオチドとこのDNA標的またはRNA標的との間で生じるような充分な程度の相補性または正確な対合を示すために用いられる用語である。アンチセンス化合物の配列は、特異的にハイブリダイズ可能であるために、その標的核酸の配列に対して100%相補的である必要はないことが当該分野で理解される。アンチセンス化合物は、この標的DNA分子または標的RNA分子に対するこの化合物の結合が、この標的DNAまたはこのRNAの正常な機能を妨害して有用性の喪失を引き起こし、そして特異的結合が所望される条件下で(すなわち、インビボアッセイまたは治療処置の場合は生理学的条件下で、そしてインビトロアッセイの場合はアッセイが実施される条件下で)非標的配列に対するこのアンチセンス化合物の非特異的結合を回避するに充分な程度の相補性が存在する場合、特異的にハイブリダイズし得る。
標的にハイブリダイズしてその標的の発現を阻害する、本発明のアンチセンスおよび他の化合物は、実験によって同定され、そしてこれらの化合物の配列は、本明細書中以下で、本発明の好ましい実施形態として同定される。これらの好ましい配列が相補的である標的部位は、本明細書中以下で、「活性部位」といわれ、それゆえ、標的化のために好ましい部位である。それゆえ、本発明の別の実施形態は、これらの活性部位にハイブリダイズする化合物を包含する。
アンチセンス化合物は通常、研究試薬および診断剤として用いられる。例えば、アンチセンスオリゴヌクレオチド(これは、遺伝子発現を鋭敏な特異性で阻害し得る)はしばしば、特定の遺伝子の機能を解明するために当業者によって用いられる。アンチセンス化合物はまた、例えば、生物学的経路の種々のメンバーの機能を識別するために用いられる。それゆえ、アンチセンス調節は、研究用途のために利用されている。
キットおよび診断における使用に関して、本発明のアンチセンス化合物は、単独で、または他のアンチセンス化合物もしくは治療剤との組合せのいずれかで、細胞内および組織内で発現される遺伝子の構成要素の一部または全体の発現パターンを解明するために、示差的分析および/またはコンビナトリアル分析においてツールとして用いられ得る。
1以上のアンチセンス化合物で処理された細胞内または組織内での発現パターンは、アンチセンス化合物で処理されていない、コントロールの細胞または組織と比較され、そして生じたパターンは、例えば、調べられる遺伝子の、疾患との関連、シグナル伝達経路、細胞局在、発現レベル、サイズ、構造または機能に関連するので、示差的レベルの遺伝子発現について分析される。これらの分析は、刺激された細胞または刺激されていない細胞において、そして発現パターンに影響を及ぼす他の化合物の存在下または非存在下で実施され得る。
当該分野で公知の遺伝子発現分析方法の例としては、以下が挙げられる:DNAアレイまたはマイクロアレイ(BrazmaおよびVilo,FEBS Lett.,2000,480,17−24;Celisら,FEBS Lett.,2000,480,2−16)、SAGE(遺伝子発現の連続分析)(Maddenら,Drug Discov.Today,2000,5,415−425)、READS(消化したcDNAの制限酵素増幅)(PrasharおよびWeissman,Methods Enzymol.,1999,303,258−72)、TOGA(総遺伝子発現分析)(Sutcliffeら,Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.,2000,97,1976−81)、タンパク質アレイおよびプロテオミクス(Celisら,FEBS Lett.,2000,480,2−16;Jungblutら,Electrophoresis,1999,20,2100−10)、発現配列タグ(EST)の配列決定(Celisら,FEBS Lett.,2000,480,2−16;Larssonら,J.Biotechnol.,2000,80,143−57)、差引きRNAフィンガープリント(SuRF)(Fuchsら,Anal.Biochem.,2000,286,91−98;Larsonら,Cytometry,2000,41,203−208)、差引きクローニング、ディファレンシャルディスプレイ(DD)(JurecicおよびBelmont,Curr.Opin.Microbiol.,2000,3,316−21)、比較ゲノムハイブリダイゼーション(Carulliら,J.Cell Biochem.Suppl.,1998,31,286−96)、FISH(蛍光インサイチュハイブリダイゼーション)技術(GoingおよびGusterson,Eur.J.Cancer,1999,35,1895−904)および質量分析法(To,Comb.Chem.High Throughput Screen,2000,3,235−41において概説される)。
アンチセンスの特異性および感度はまた、治療的用途に関して、当業者によって利用される。アンチセンスオリゴヌクレオチドは、動物およびヒトの疾患状態の処置において治療部分として用いられている。アンチセンスオリゴヌクレオチド薬物(リボザイムを含む)は、ヒトに対して安全かつ有効に投与されており、そして多数の臨床試験が現在行われている。従って、オリゴヌクレオチドが、細胞、組織および動物(特に、ヒト)の処置に関する処置レジメにおいて有用であるように構成され得る有用な治療様式であり得ることが確立されている。
本発明に関しては、用語「オリゴヌクレオチド」とは、リボ核酸(RNA)もしくはデオキシリボ核酸(DNA)またはそれらの模倣物のオリゴマーまたはポリマーをいう。この用語は、天然に存在する核酸塩基、糖および共有結合性ヌクレオシド間(骨格)結合から構成されるオリゴヌクレオチド、ならびに同様に機能する、天然に存在しない部分を有するオリゴヌクレオチドを包含する。このような改変または置換されたオリゴヌクレオチドはしばしば、ネイティブな形態よりも好ましい。なぜなら、所望の特性(例えば、増強された細胞取り込み、増強された核酸標的親和性およびヌクレアーゼの存在下での増大した安定性など)があるからである。
アンチセンスオリゴヌクレオチドは、好ましい形態のアンチセンス化合物であるが、本発明は、以下で記載されるようなオリゴヌクレオチド模倣物を包含するがこれらに限定されない、他のオリゴマーアンチセンス化合物を包含する。本発明によるアンチセンス化合物は好ましくは、約8〜約50個の核酸塩基(すなわち、約8〜約50個連結されたヌクレオシド)を含む。特に好ましいアンチセンス化合物はアンチセンスオリゴヌクレオチドであり、さらにより好ましくは、約12〜約30個の核酸塩基を含むアンチセンスオリゴヌクレオチドである。アンチセンス化合物としては、標的核酸にハイブリダイズしてその発現を調節する、リボザイム、外部ガイド配列(EGS)オリゴヌクレオチド(オリゴザイム(oligozyme)、および他の短い触媒性RNAまたは触媒性オリゴヌクレオチドが挙げられる。
当該分野で公知のように、ヌクレオシドは、塩基と糖との組合せである。ヌクレオシドの塩基部分は、通常、複素環式塩基である。2つの最も一般的なクラスのこのような複素環式塩基は、プリンおよびピリミジンである。ヌクレオチドは、ヌクレオシドの糖部分に共有結合したリン酸基をさらに含むヌクレオシドである。ペントフラノシル糖を含むヌクレオシドに関して、リン酸基は、糖の2’ヒドロキシル部分、3’ヒドロキシル部分または5’ヒドロキシル部分のいずれかへと連結され得る。オリゴヌクレオチドを形成する際に、リン酸基は、隣のヌクレオシドを別のヌクレオシドへと共有結合的に連結して、直鎖状のポリマー化合物を形成する。次いで、この直鎖状ポリマー構造体のそれぞれの末端は、さらに連結されて、環状構造体を形成し得る。しかし、開いた直鎖状構造体が一般的に好ましい。このオリゴヌクレオチド構造においては、リン酸基は通常、オリゴヌクレオチドのヌクレオシド間骨格を形成するといわれる。RNAおよびDNAの正常な結合または骨格は、3’−5’ホスホジエステル結合である。
本発明において有用な好ましいアンチセンス化合物の特定の例としては、改変された骨格または天然に存在しないヌクレオシド間結合を含むオリゴヌクレオチドが挙げられる。本明細書中で定義する場合、改変された骨格を有するオリゴヌクレオチドとしては、リン原子をその骨格中に保持するオリゴヌクレオチドおよびリン原子をその骨格中に有さないオリゴヌクレオチドが挙げられる。本明細書の目的に関して、そしてときどき当該分野で参照されるように、リン原子をそれらのヌクレオシド間骨格に有さない、改変されたオリゴヌクレオチドもまた、オリゴヌクレオシドであるとみなされ得る。
好ましい改変されたオリゴヌクレオチド骨格としては、例えば、正常な3’−5’結合を有する、ホスホロチオエート、キラルホスホロチオエート、ホスホロジチオエート、ホスホトリエステル、アミノアルキルホスホトリエステル、メチルホスホネートおよび他のアルキルホスホネート(3’−アルキレンホスホネート、5’−アルキレンホスホネートおよびキラルホスホネートを含む)、ホスフィネート、ホスホロアミデート(3’−アミノホスホロアミデートおよび3’−アミノアルキルホスホロアミデートを含む)、チオノホスホロアミデート、チオノアルキルホスホネート、チオノアルキルホスホトリエステル、セレノホスフェートならびにボラノホスフェート;これらの2’−5’連結アナログ;ならびに1以上のヌクレオチド間結合が、3’−3’結合、5’−5’結合または2’−2’結合である、逆の極性を有するオリゴヌクレオチド骨格が挙げられる。逆の極性を有する好ましいオリゴヌクレオチドは、最も3’側のヌクレオチド間結合での単一の3’−3’結合を含む、すなわち、無塩基性(核酸塩基が失われているかまたはその代わりにヒドロキシル基を有する)であり得る単一の逆ヌクレオシド残基を含む。種々の塩、混合塩および遊離酸の形態もまた含まれる。
上記のリン含有結合の調製を教示する代表的な米国特許としては、以下が挙げられるがこれらに限定されない:米国特許第3,687,808号;同第4,469,863号;同第4,476,301号;同第5,023,243号;同第5,177,196号;同第5,188,897号;同第5,264,423号;同第5,276,019号;同第5,278,302号;同第5,286,717号;同第5,321,131号;同第5,399,676号;同第5,405,939号;同第5,453,496号;同第5,455,233号;同第5,466,677号;同第5,476,925号;同第5,519,126号;同第5,536,821号;同第5,541,306号;同第5,550,111号;同第5,563,253号;同第5,571,799号;同第5,587,361号;同第5,194,599号;同第5,565,555号;同第5,527,899号;同第5,721,218号;同第5,672,697号および同第5,625,050号。これらのうちの特定のものは、本願と共有に係っており、そしてこれらのうちの各々は、本明細書中に参考として援用される。
リン原子を含まない、好ましい改変されたオリゴヌクレオチド骨格は、短鎖アルキルヌクレオシド間結合もしくは短鎖シクロアルキルヌクレオシド間結合、混合へテロ原子およびアルキルヌクレオシド間結合もしくはシクロアルキルヌクレオシド間結合、または1以上の短鎖へテロ原子ヌクレオシド間結合もしくは短鎖複素環式ヌクレオシド間結合によって形成される骨格を有する。これらとしては、以下が挙げられる:モルホリノ結合を有する骨格(ヌクレオシドの糖部分から部分的に形成される);シロキサン骨格;スルフィド骨格、スルホキシド骨格およびスルホン骨格;ホルムアセチル骨格およびチオホルムアセチル骨格;メチレンホルムアセチル骨格およびチオホルムアセチル骨格;リボアセチル骨格;アルケン含有骨格;スルファメート骨格;メチレンイミノ骨格およびメチレンヒドラジノ骨格;スルホネート骨格およびスルホンアミド骨格;アミド骨格;ならびに混合したN構成要素部分、O構成要素部分、S構成要素部分およびCH構成要素部分を有する他の骨格。
上記のオリゴヌクレオシドの調製を教示する代表的米国特許としては、以下の米国特許が挙げられるがこれらに限定されない:第5,034,506号;第5,166,315号;第5,185,444号;第5,214,134号;第5,216,141号;第5,235,033号;第5,264,562号;第5,264,564号;第5,405,938号;第5,434,257号;第5,466,677号;第5,470,967号;第5,489,677号;第5,541,307号;第5,561,225号;第5,596,086号;第5,602,240号;第5,610,289号;第5,602,240号;第5,608,046号;第5,610,289号;第5,618,704号;第5,623,070号;第5,663,312号;第5,633,360号;第5,677,437号;第5,792,608号;第5,646,269号および第5,677,439号。これらのうちの特定のものは、本願と共有に係っており、そしてこれらの各々は、本明細書中に参考として援用される。
他の好ましいオリゴヌクレオチド模倣物において、ヌクレオチド単位の糖およびヌクレオシド間結合の両方(すなわち、骨格)が、新規の基で置き換えられる。塩基単位は、適切な核酸標的化合物とのハイブリダイゼーションのために維持される。1つのそのようなオリゴマー化合物(優れたハイブリダイゼーション特性を有することが示されているオリゴヌクレオチド模倣物)は、ペプチド核酸(PNA)といわれる。PNA化合物では、オリゴヌクレオチドの糖骨格は、アミド含有骨格、特にアミノエチルグリシン骨格で置き換えられる。この核酸塩基は、維持され、そして骨格のアミド部分のアザ窒素原子に直接的または間接的に結合する。PNA化合物の調製を教示する代表的な米国特許としては、米国特許第5,539,082号;米国特許第5,714,331号;および米国特許第5,719,262号が挙げられるが、これらに限定されず、これらの各々は、本明細書中で参考として援用される。PNA化合物のさらなる教示は、Nielsenら、Science,1991,254,1497〜1500に見出され得る。
本発明の最も好ましい実施形態は、ホスホロチオエート骨格を有するオリゴヌクレオチドおよびヘテロ原子骨格(特に上記で参照した米国特許第5,489,677号の−CH−NH−O−CH−、−CH−N(CH)−O−CH−[メチレン(メチルイミノ)またはMMI骨格として公知]、−CH−O−N(CH)−CH−、−CH−N(CH)−N(CH)−CH−ならびに−O−N(CH)−CH−CH−[ここでネイティブホスホジエステル骨格は、−O−P−O−CH−と表される]、ならびに上記で参照した米国特許第5,602,240号のアミド骨格)を有するオリゴヌクレオシドである。上記で参照した米国特許第5,034,560号のモルホリノ骨格構造を有するオリゴヌクレオチドもまた好ましい。
改変されたオリゴヌクレオチドはまた、1つ以上の置換された糖部分を含み得る。好ましいオリゴヌクレオチドは、2’位に以下のうち1つを含む:OH;F;O−アルキル、S−アルキル、もしくはN−アルキル;O−アルケニル、S−アルケニル、もしくはN−アルケニル;O−アルキニル、S−アルキニルもしくはN−アルキニル;またはO−アルキル−O−アルキル(ここで、アルキル、アルケニル、およびアルキニルは、置換または非置換の、C〜C10アルキルまたはC〜C10アルケニルおよびC〜C10アルキニルであり得る)。特に好ましくは、O[(CHO]CH、O(CHOCH、O(CHNH、O(CHCH、O(CHONHおよびO(CHON[(CHCH)]であり、ここでnおよびmは、1〜約10である。他の好ましいオリゴヌクレオチドは、2’位に以下のうちの1つを含む:C〜C10の低級アルキル、置換された低級アルキル、置換された低級アルケニル、置換された低級アルキニル、置換された低級アルカリール、置換された低級アラルキル、置換された低級O−アルカリールもしくは置換された低級O−アラルキル、SH、SCH、OCN、Cl、Br、CN、CF、OCF、SOCH、SOCH、ONO、NO、N、NH、ヘテロシクロアルキル、ヘテロシクロアルカリール、アミノアルキルアミノ、ポリアルキルアミノ、置換されたシリル、RNA切断基、レポーター基、インターカレーター、オリゴヌクレオチドの薬物動態学的特性を改善するための基、またはオリゴヌクレオチドの薬力学的特性を改善するための基、および同様の性質を有する他の置換基。好ましい改変としては、2’−メトキシエトキシ(2’−O−(2−メトキシエチル)または2’−MOEとしても公知の2’−O−CHCHOCH)(Martinら,Helv.Chim.Acta,1995,78,486−504)(すなわち、アルコキシアルコキシ基)が挙げられる。さらに好ましい改変としては、2’−ジメチルアミノオキシエトキシ(すなわち、本明細書後述でも記載したような、2’−DMAOEとしても公知の、O(CHON(CH基)、および2’−ジメチルアミノエトキシエトキシ(当該分野で、2’−O−ジメチルアミノエトキシエチルまたは2’−DMAEOEとしても公知)(すなわち、本明細書後述の実施例にも記載される、2’−O−CH−O−CH−N(CH)が挙げられる。
さらに好ましい改変としては、ロックされた核酸(Locked Nucleic Acids)(LNA)が挙げられ、ここで2’−ヒドロキシル基は、糖環の3’または4’の炭素原子と連結しており、それにより二環式糖部分が形成されている。この結合は、好ましくは、2’酸素原子と4’炭素原子とを架橋するメチレン(−CH−)基であり、ここでnは、1または2である。LNAおよびその調製は、WO98/39352およびWO99/14226に記載される。
他の好ましい改変としては、2’−メトキシ(2’−O−CH)、2’−アミノプロポキシ(2’−OCHCHCHNH)、2’−アリル(2’−CH−CH=CH)、2’−O−アリル(2’−O−CH−CH=CH)および2’−フルオロ(2’−F)が挙げられる。2’−改変は、アラビノ(上)位またはリボ(下)位においてであり得る。好ましい2’−アラビノ改変は、2’−Fである。同様の改変もまた、オリゴヌクレオチド上の他の位置(特に、3’末端ヌクレオチド上または2’−5’結合オリゴヌクレオチド中の糖の3’位および5’末端ヌクレオチドの5’位)でなされ得る。オリゴヌクレオチドはまた、糖模倣物(例えば、ペントフラノシル糖の代わりのシクロブチル部分)を有し得る。このような改変された糖構造体の調製を教示する代表的な米国特許としては、以下が挙げられるがこれらに限定されない:米国特許第4,981,957号;同第5,118,800号;同第5,319,080号;同第5,359,044号;同第5,393,878号;同第5,446,137号;同第5,466,786号;同第5,514,785号;同第5,519,134号;同第5,567,811号;同第5,576,427号;同第5,591,722号;同第5,597,909号;同第5,610,300号;同第5,627,053号;同第5,639,873号;同第5,646,265号;同第5,658,873号;同第5,670,633号;同第5,792,747号;および同第5,700,920号。これらのうちの特定のものは、本願と共有に係っており、そしてこれらのうちの各々は、その全文が、本明細書中に参考として援用される。
オリゴヌクレオチドはまた、核酸塩基(しばしば、当該分野において単に「塩基」といわれる)の改変または置換を含み得る。本明細書中で用いられる場合、「非改変」または「天然」の核酸塩基は、プリン塩基である、アデニン(A)およびグアニン(G)、ならびにピリミジン塩基である、チミン(T)、シトシン(C)およびウラシル(U)を包含する。改変核酸塩基としては、例えば、以下の他の合成核酸塩基および天然核酸塩基が挙げられる:5−メチルシトシン(5−me−C)、5−ヒドロキシメチルシトシン、キサンチン、ヒポキサンチン、2−アミノアデニン、アデニンおよびグアニンの6−メチル誘導体および他のアルキル誘導体、アデニンおよびグアニンの2−プロピル誘導体および他のアルキル誘導体、2−チオウラシル、2−チオチミンおよび2−チオシトシン、5−ハロウラシルおよび5−ハロシトシン、5−プロピニル(−C≡C−CH)ウラシルおよび5−プロピニル(−C≡C−CH))シトシン、ならびにピリミジン塩基の他のアルキニル誘導体、6−アゾウラシル、6−アゾシトシンおよび6−アゾチミン、5−ウラシル(プソイドウラシル)、4−チオウラシル、8−ハロアデニン、8−ハログアニン、8−アミノアデニン、8−アミノグアニン、8−チオールアデニン、8−チオールグアニン、8−チオアルキルアデニン、8−チオアルキルグアニン、8−ヒドロキシルアデニン、8−ヒドロキシルグアニン、ならびに他の8−置換アデニンおよび8−置換グアニン、5−ハロ(特に、5−ブロモ)ウラシル、5−ハロ(特に、5−ブロモ)シトシン、5−トリフルオロメチルウラシル、5−トリフルオロメチルシトシン、ならびに他の5−置換ウラシルおよび5−置換シトシン、7−メチルグアニンおよび7−メチルアデニン、2−F−アデニン、2−アミノ−アデニン、8−アザグアニンおよび8−アザアデニン、7−デアザグアニンおよび7−デアザアデニンならびに3−デアザグアニンおよび3−デアザアデニン。さらなる改変核酸塩基としては、三環式ピリミジン(例えば、フェノキサジンシチジン(1H−ピリミド[5,4−b][1,4]ベンゾキサジン−2(3H)−オン)、フェノチアジンシチジン(1H−ピリミド[5,4−b][1,4]ベンゾチアジン−2(3H)−オン)、G−クランプ(例えば、置換されたフェノキサジンシチジン(例えば、9−(2−アミノエトキシ)−H−ピリミド[5,4−b][1,4]ベンゾキサジン−2(3H)−オン))、カルバゾールシチジン(2H−ピリミド[4,5−b]インドール−2−オン)、ピリドインドールシチジン(H−ピリド[3’,2’:4,5]ピロロ[2,3−d]ピリミジン−2−オン)が挙げられる。改変核酸塩基はまた、プリン塩基またはピリミジン塩基が、他の複素環に置き換えられている核酸塩基(例えば、7−デアザ−アデニン、7−デアザグアノシン、2−アミノピリジンおよび2−ピリドン)を包含し得る。さらなる核酸塩基としては、米国特許第3,687,808号に開示される核酸塩基、The Concise Encyclopedia Of Polymer Science And Engineering,858−859頁,Kroschwitz,J.I.編,John Wiley & Sons,1990に開示される核酸塩基、Englischら,Angewandte Chemie,国際版,1991,30,613により開示される核酸塩基、およびSanghvi,Y.S.,第15章,Antisense Research and Applications,289−302頁,Crooke,S.T.およびLebleu,B.編,CRC Press,1993により開示される核酸塩基が挙げられる。これらの核酸塩基のうちの特定のものは、本発明のオリゴマー化合物の結合親和性を増強するために特に有用である。これらとしては、5−置換ピリミジン、6−アザピリミジン、ならびにN−2置換プリン、N−6置換プリンおよびO−6置換プリンが挙げられ、これには2−アミノプロピルアデニン、5−プロピニルウラシルおよび5−プロピニルシトシンが含まれる。5−メチルシトシン置換は、核酸二重鎖の安定性を0.6〜1.2℃上昇させることが示されており(Sanghvi,Y.S.,Crooke,S.T.およびLebleu,B.編,Antisense Research and Applications,CRC Press,Boca Raton,1993,276−278頁)、そしてこれらは現在好ましい塩基置換であり、2’−O−メトキシエチル糖改変と合わせた場合、なおさら特に好ましい。
上記の改変核酸塩基ならびに他の改変核酸塩基の特定のものの調製を教示する代表的な米国特許としては、上記の米国特許第3,687,808号、ならびに以下の米国特許が挙げられるがこれらに限定されない:米国特許第4,845,205号;同第5,130,302号;同第5,134,066号;同第5,175,273号;同第5,367,066号;同第5,432,272号;同第5,457,187号;同第5,459,255号;同第5,484,908号;同第5,502,177号;同第5,525,711号;同第5,552,540号;同第5,587,469号;同第5,594,121号、同第5,596,091号;同第5,614,617号;同第5,645,985号;同第5,830,653号;同第5,763,588号;同第6,005,096号;および同第5,681,941号(これらのうちの特定のものは、本願と共有に係っており、そしてこれらのうちの各々は、本明細書中に参考として援用される)、ならびに米国特許第5,750,692号(これは、本願と共有に係っており、そしてまた本明細書中に参考として援用される)。
本発明のオリゴヌクレオチドの別の改変は、オリゴヌクレオチドの活性、細胞分布または細胞取込みを増強する1つ以上の部分または結合体をオリゴヌクレオチドに対して化学的に連結することを含む。本発明の化合物は、官能基(例えば、一級ヒドロキシル基または二級ヒドロキシル基)と共有結合した結合基を包含し得る。本発明の結合基としては、インターカレーター、レポーター分子、ポリアミン、ポリアミド、ポリエチレングリコール、ポリエーテル、オリゴマーの薬力学的特性を増強する基、およびオリゴマーの薬物動態学的特性を増強する基が挙げられる。代表的な結合基としては、コレステロール、脂質、リン脂質、ビオチン、フェナジン、葉酸、フェナントリジン、アントラキノン、アクリジン、フルオレセイン、ローダミン、クマリン、および染料が挙げられる。本発明に関連して、薬力学的特性を増強する基としては、オリゴマー取込みを改善する基、分解に対するオリゴマーの耐性を増強する基、および/またはRNAとの配列特異的ハイブリダイゼーションを強化する基が挙げられる。本発明に関連して、薬物動態学的性質を増強する基としては、オリゴマーの取込み、分布、代謝または排出を改善する基が挙げられる。代表的な結合基は、1992年10月23日に出願され、その開示の全体が参考として本明細書中に援用される、国際特許出願PCT/US92/09196において開示される。結合部分としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない:脂質部分(例えば、コレステロール部分)(Letsingerら,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,1989,86,6553−6556)、コール酸(Manoharanら,Bioorg.Med.Chem.Let.,1994,4,1053−1060)、チオエーテル(例えば、ヘキシル−S−トリチルチオール)(Manoharanら,Ann.N.Y.Acad.Sci.,1992,660,306−309;Manoharanら,Bioorg.Med.Chem.Let.,1993,3,2765−2770)、チオコレステロール(Oberhauserら,Nucl.Acids Res.,1992,20,533−538)、脂肪族鎖(例えば、ドデカンジオール残基またはウンデシル残基)(Saison−Behmoarasら,EMBO J.,1991,10,1111−1118;Kabanovら,FEBS Lett.,1990,259,327−330;Svinarchukら,Biochimie,1993,75,49−54)、リン脂質(例えば、ジ−ヘキサデシル−rac−グリセロールまたはトリエチルアンモニウム1,2−ジ−O−ヘキサデシル−rac−グリセロ−3−H−ホスホネート)(Manoharanら,Tetrahedron Lett.,1995,36,3651−3654;Sheaら,Nucl.Acids Res.,1990,18,3777−3783)、ポリアミンまたはポリエチレングリコール鎖(Manoharanら,Nucleosides & Nucleotides,1995,14,969−973)、またはアダマンタン酢酸(Manoharanら,Tetrahedron Lett.,1995,36,3651−3654)、パルミチル部分(Mishraら,Biochim.Biophys.Acta,1995,1264,229−237)、またはオクタデシルアミンもしくはヘキシルアミノ−カルボニル−オキシコレステロール部分(Crookeら,J.Pharmacol.Exp.Ther.,1996,277,923−937)。本発明のオリゴヌクレオチドはまた、活性薬物物質(例えば、アスピリン、ワルファリン、フェニルブタゾン、イブプロフェン、スプロフェン、フェンブフェン、ケトプロフェン、(S)−(+)−プラノプロフェン、カルプロフェン、ダンシルサルコシン、2,3,5−トリヨード安息香酸、フルフェナム酸、フォリン酸、ベンゾチアジアジド、クロロチアジド、ジアゼピン、インドメチシン、バルビツレート、セファロスポリン、サルファ剤、抗糖尿病剤、抗細菌剤または抗生物質)に対して結合体化され得る。オリゴヌクレオチド−薬物結合体およびそれらの調製は、その全体が参考として本明細書中に援用される、米国特許出願第09/334,130号(1999年6月15日に出願)に記載される。
そのようなオリゴヌクレオチド結合体の調製を教示する、代表的な米国特許としては、以下が挙げられるがこれらに限定されない:米国特許第4,828,979号;同第4,948,882号;同第5,218,105号;同第5,525,465号;同第5,541,313号;同第5,545,730号;同第5,552,538号;同第5,578,717号,同第5,580,731号;同第5,580,731号;同第5,591,584号;同第5,109,124号;同第5,118,802号;同第5,138,045号;同第5,414,077号;同第5,486,603号;同第5,512,439号;同第5,578,718号;同第5,608,046号;同第4,587,044号;同第4,605,735号;同第4,667,025号;同第4,762,779号;同第4,789,737号;同第4,824,941号;同第4,835,263号;同第4,876,335号;同第4,904,582号;同第4,958,013号;同第5,082,830号;同第5,112,963号;同第5,214,136号;同第5,082,830号;同第5,112,963号;同第5,214,136号;同第5,245,022号;同第5,254,469号;同第5,258,506号;同第5,262,536号;同第5,272,250号;同第5,292,873号;同第5,317,098号;同第5,371,241号,同第5,391,723号;同第5,416,203号,同第5,451,463号;同第5,510,475号;同第5,512,667号;同第5,514,785号;同第5,565,552号;同第5,567,810号;同第5,574,142号;同第5,585,481号;同第5,587,371号;同第5,595,726号;同第5,597,696号;同第5,599,923号;同第5,599,928号および同第5,688,941号。これらのうちの特定のものは、本願と共有に係っており、そしてこれらのうちの各々は、本明細書中に参考として援用される。
所定の化合物内の全ての位置に対して、一様に改変する必要はなく、実際、単一の化合物において、またはオリゴヌクレオチド内の単一のヌクレオシドにおいてすら、1を超える上述の改変が組み込まれ得る。本発明はまた、キメラの化合物であるアンチセンス化合物を包含する。本発明に関連して、「キメラの」アンチセンス化合物または「キメラ」は、2以上の化学的に異なる領域を含み、これらの領域の各々が、少なくとも1つのモノマー単位(すならち、オリゴヌクレオチド化合物の場合、ヌクレオチド)で構成される、アンチセンス化合物(特に、オリゴヌクレオチド)である。これらのオリゴヌクレオチドは、代表的に、ヌクレアーゼ分解に対する増強した耐性、増大した細胞取込み、そして/または標的核酸に対する増大した結合親和性をオリゴヌクレオチドに対して与えるようにオリゴヌクレオチドが改変されている、少なくとも1つの領域を含む。オリゴヌクレオチドのさらなる領域は、RNA:DNAハイブリッドまたはRNA:RNAハイブリッドを切断し得る酵素に対する基質として役立ち得る。例として、RNaseHは、RNA:DNA二重鎖のRNA鎖を切断する細胞性エンドヌクレアーゼである。それゆえ、RNaseHの活性化は、RNA標的の切断を生じ、それにより、遺伝子発現のオリゴヌクレオチド阻害効率を大いに高める。結果として、キメラオリゴヌクレオチドを用いた場合、同じ標的領域にハイブリダイズするホロチオエートデオキシオリゴヌクレオチドと比較して、より短いオリゴヌクレオチドを用いて、匹敵する結果がしばしば得られ得る。RNA標的の切断は、ゲル電気泳動、および必要に応じて、当該分野で公知である関連した核酸ハイブリダイゼーション技術により慣用的に検出され得る。
本発明のキメラアンチセンス化合物は、上記のような2つ以上のオリゴヌクレオチド、改変されたオリゴヌクレオチド、オリゴヌクレオシドおよび/またはオリゴヌクレオチド模倣物の複合構造体とし形成され得る。このような化合物はまた、当該分野において、ハイブリッドまたはギャップマー(gapmer)といわれている。このようなハイブリッド構造体の調製を教示する代表的な米国特許としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない:米国特許第5,013,830号;同第5,149,797号;同第5,220,007号;同第5,256,775号;同第5,366,878号;同第5,403,711号;同第5,491,133号;同第5,565,350号;同第5,623,065号;同第5,652,355号;同第5,652,356号;および同第5,700,922号。これらのうちの特定のものは、本願と共有に係っており、そしてこれらのうちの各々は、その全体が本明細書中に参考として援用される。
本発明に従って使用されるアンチセンス化合物は、周知の固相合成技術を通して、好都合にかつ慣用的に作製され得る。そのような合成のための装置は、いくつかの販売者(例えば、Applied Biosystems(Foster City,CA)が挙げられる)によって販売される。当該分野において公知のそのような合成のための任意の他の手段が、追加的にまたは代替的に用いられ得る。オリゴヌクレオチド(例えば、ホスホロチオエートおよびアルキル化誘導体)の調製のために同様の技術を使用することは周知である。
本発明のアンチセンス化合物は、インビトロで合成され、生物学的起源のアンチセンス組成物もアンチセンス分子のインビボでの合成を指示するように設計した遺伝的ベクター構築物も含まない。
本発明の化合物はまた、取込み、分布および/または吸収の補助のために、他の分子、分子構造体、または化合物の混合物と(例えば、リポソーム、レセプター標的化分子、経口処方物、直腸処方物、局所的処方物または他の処方物として)混合され得るか、カプセル化され得るか、結合体化され得るか、さもなければ、会合され得る。そのような取込み、分布および/または吸収を補助する処方物の調製を教示する代表的な米国特許としては、以下が挙げられるがこれらに限定されない:米国特許第5,108,921号;同第5,354,844号;同第5,416,016号;同第5,459,127号;同第5,521,291号;同第5,543,158号;同第5,547,932号;同第5,583,020号;同第5,591,721号;同第4,426,330号;同第4,534,899号;同第5,013,556号;同第5,108,921号;同第5,213,804号;同第5,227,170号;同第5,264,221号;同第5,356,633号;同第5,395,619号;同第5,416,016号;同第5,417,978号;同第5,462,854号;同第5,469,854号;同第5,512,295号;同第5,527,528号;同第5,534,259号;同第5,543,152号;同第5,556,948号;同第5,580,575号;および同第5,595,756号。これらは各々、本明細書中に参考として援用される。
本発明のアンチセンス化合物は、任意の薬学的に受容可能な塩、エステル、もしくはそのようなエステルの塩、またはヒトを含む動物へと投与されたら、生物学的に活性な代謝産物またはその残基を(直接的または間接的に)供給し得る、任意の他の化合物を含む。従って、例えば、この開示はまた、本発明の化合物のプロドラッグおよび本発明の化合物の薬学的に受容可能な塩、そのようなプロドラッグの薬学的に受容可能な塩、ならびに他の生体等価物に関する。
用語「プロドラッグ」は、内在性酵素もしくは他の化学物質および/または状態の作用によって、体内もしくはその細胞内で活性形態(すなわち、薬物)に転換される、不活性形態で調製される治療薬剤を示す。特に、本発明のオリゴヌクレオチドのプロドッグ版は、Gosselinらに対するWO 93/24510(1993年12月9日公開)またはImbachらに対するWO 94/26764および米国特許第5,770,713号に開示される方法に従って、SATE[(S−アセチル−2−チオエチル)ホスフェート]誘導体として調製される。
用語「薬学的に受容可能な塩」とは、本発明の化合物の、生理学的および薬学的に受容可能な塩(すなわち、親化合物の所望の生物学的活性を保持し、その上さらに所望しない毒物学的影響を与えない塩)をいう。
薬学的に受容可能な塩基付加塩は、金属またはアミン(例えば、アルカリ金属およびアルカリ土類金属または有機アミン)を用いて形成される。カチオンとして用いられる金属の例は、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウムなどである。適切なアミンの例は、N,N’−ジベンジルエチレンジアミン、クロロプロカイン、コリン、ジエタノールアミン、ジシクロヘキシルアミン、エチレンジアミン、N−メチルグルカミン、およびプロカインである(例えば、Bergeら,「Pharmaceutical Salts」、J.of Pharma Sci.,1977,66,1−19を参照のこと)。上記酸性化合物の塩基付加塩は、遊離酸形態と十分量の所望の塩基とを接触させて従来の様式でその塩を生成することにより、調製される。この遊離酸形態は、塩形態と酸とを接触させ、そして従来の様式で遊離酸を単離することによって、再生され得る。この遊離酸形態は、極性溶媒中での溶解度のような特定の物理的特性がいくらかそれらの各々の塩形態とは異なるが、他の点ではこれらの塩は、本発明の目的のためにはそれらの各々の遊離酸と等価である。本明細書中に使用される場合、「薬学的付加塩」は、本発明の組成物の成分の一つの酸形態の薬学的に受容可能な塩を包含する。これらとしては、アミンの有機酸塩または無機酸塩が挙げられる。好ましい酸性塩は、塩酸塩、酢酸塩、サリチル酸塩、硝酸塩およびリン酸塩である。他の適切な薬学的に受容可能な塩は、当業者に周知であり、そして以下を包含する:種々の無機酸および有機酸の塩基性塩(例えば、無機酸(例えば、塩酸、臭化水素酸、硫酸またはリン酸)との塩基性塩;有機カルボン酸、スルホン酸、スルホ酸もしくはホスホ酸、またはN−置換スルファミン酸(例えば、酢酸、プロピオン酸、グリコール酸、コハク酸、マレイン酸、ヒドロキシマレイン酸、メチルマレイン酸、フマル酸、リンゴ酸、酒石酸、乳酸、シュウ酸、グルコン酸、グルカル酸、グルクロン酸、クエン酸、安息香酸、ケイ皮酸、マンデル酸、サリチル酸、4−アミノサリチル酸、2−フェノキシ安息香酸、2−アセトキシ安息香酸、エムボン酸(embonic acid)、ニコチン酸またはイソニコチン酸)との塩基性塩;およびアミノ酸(例えば、天然におけるタンパク質合成に関与する20種のαアミノ酸(例えば、グルタミン酸またはアスパラギン酸))との塩基性塩、ならびにまた、フェニル酢酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、2−ヒドロキシエタンスルホン酸、エタン−1,2−ジスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、4−メチルベンゼンスルホン酸、ナフタレン−2−スルホン酸、ナフタレン−1,5−ジスルホン酸、2−ホスホグリセレートもしくは3−ホスホグリセレート、グルコース−6−ホスフェート、N−シクロヘキシルスルファミン酸(シクラメートの形成を伴う)との塩基性塩、または他の酸性有機化合物(例えば、アスコルビン酸)との塩基性塩)。化合物の薬学的に受容可能な塩はまた、薬学的に受容可能なカチオンを用いて調製され得る。適切な薬学的に受容可能なカチオンは、当業者に周知であり、アルカリ金属カチオン、アルカリ土類金属カチオン、アンモニウムカチオンおよび四級アンモニウムカチオンを包含する。炭酸塩または炭酸水素塩もまた可能である。
オリゴヌクレオチドに関して、薬学的に受容可能な塩の好ましい例としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない:(a)ナトリウム、カリウム、アンモニウム、マグネシウム、カルシウム、ポリアミン(例えば、スペルミンおよびスペルミジン)などのようなカチオンで形成される塩;(b)例えば、塩酸、臭化水素酸、硫酸、リン酸、硝酸などのような無機酸で形成される酸付加塩;(c)例えば、酢酸、シュウ酸、酒石酸、コハク酸、マレイン酸、フマル酸、グルコン酸、クエン酸、リンゴ酸、アスコルビン酸、安息香酸、タンニン酸、パルミチン酸、アルギン酸、ポリグルタミン酸、ナフタレンスルホン酸、メタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、ナフタレンジスルホン酸、ポリガラクツロン酸などのような有機酸で形成される塩;ならびに(d)塩素、臭素、およびヨウ素のような元素のアニオンから形成される塩。
本発明のアンチセンス化合物は、診断、治療、予防のために、ならびに研究試薬およびキットとして利用され得る。治療について、アポリポタンパク質Bの発現を調節することによって処置され得る疾患または障害を有することが疑われる動物(好ましくは、ヒト)が、本発明によるアンチセンス化合物を投与することによって処置される。本発明の化合物は、適切な、薬学的に受容可能な希釈剤またはキャリアに有効量のアンチセンス化合物を添加することによって、薬学的組成物において利用され得る。本発明のアンチセンス化合物および方法の使用もまた、例えば、感染、炎症または腫瘍形成を予防または遅延させるために、予防的に有用であり得る。
本発明のアンチセンス化合物は、研究および診断に有用である。なぜなら、これらの化合物は、アポリポタンパク質Bをコードする核酸にハイブリダイズし、サンドウィッチアッセイおよびその他のアッセイが、この事実を活用するように容易に構築されることを可能にするからである。本発明のアンチセンスオリゴヌクレオチドの、アポリポタンパク質Bをコードする核酸とのハイブリダイゼーションは、当該分野で公知の手段によって検出され得る。このような手段としては、オリゴヌクレオチドへの酵素の結合体化、オリゴヌクレオチドの放射性標識化または任意の他の適切な検出手段が挙げられ得る。サンプル中のアポリポタンパク質Bのレベルを検出するための、このような検出手段を使用するキットがまた、調製され得る。
本発明はまた、本発明のアンチセンス化合物を含有する薬学的組成物および薬学的処方物を含む。本発明の薬学的組成物は、局所処置または全身処置のいずれが望まれているか、および処置される領域に依存して、多くの経路で投与され得る。投与は、局部(眼への投与、ならびに膣送達および直腸送達を含む粘膜への投与を含む)、肺(例えば、パウダーまたはエアロゾルの吸入(inhalation)または吸入(insufflation)(噴霧器によるものを含む);気管支内、鼻腔内、上皮および経皮、経口または非経口であり得る。非経口投与としては、静脈内、動脈内、皮下、腹腔内もしくは筋肉内への注射または注入;あるいは頭蓋内(例えば、くも膜下腔内投与または脳室内投与)が挙げられる。少なくとも1つの2’−O−メトキシエチル改変を有するオリゴヌクレオチドは、経口投与に特に有用であると考えられている。
局所投与のための薬学的組成物および薬学的処方物としては、経皮パッチ、軟膏、ローション、クリーム、ゲル、ドロップ、坐薬、スプレー、液体およびパウダーが挙げられ得る。従来の薬学的キャリア、水性のベース、パウダーベースまたは油ベース、増粘剤などもまた必要であるか、または望まれ得る。被覆コンドーム、手袋などもまた、有用であり得る。好ましい局所処方物としては、本発明のオリゴヌクレオチドが、局所送達剤(例えば、脂質、リポソーム、脂肪酸、脂肪酸エステル、ステロイド、キレート剤および界面活性剤)とともに混合物中にある局所処方物が挙げられる。好ましい脂質およびリポソームとしては、中性(例えば、ジオレオイルホスファチジルDOPEエタノールアミン、ジミリストイルホスファチジルコリンDMPC、ジステアロイルホスファチジルコリン)、ネガティブ(例えば、ジミリストイルホスファチジルグリセロールDMPG)およびカチオン性(例えば、ジオレオイルテトラメチルアミノプロリルDOTAPおよびジオレオイルホスファチジルエタノールアミンDOTMA)が挙げられる。本発明のオリゴヌクレオチドは、リポソーム内にカプセル化され得るか、またはリポソーム(特に、カチオン性リポソーム)に複合体を形成し得る。あるいは、オリゴヌクレオチドは、脂質(特に、カチオン性脂質)に複合体化され得る。好ましい脂肪酸および脂肪酸エステルとしては、以下が挙げられるが、これらに限定されない:アラキドン酸、オレイン酸、エイコサン酸、ラウリン酸、カプリル酸、カプリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、リノール酸、リノレン酸、ジカプレート、トリカプレート、モノオレイン、ジラウリン、グリセリル1−モノカプレート、1−ドデシルアザシクロヘプタン−2−オン、アシルカルニチン、アシルコリン、またはC1−10アルキルエステル(例えば、イソプロピルミリステート IPM)、モノグリセリド、ジグリセリドあるいは薬学的に受容可能なそれらの塩。局所処方物は、米国特許出願09/315,298(1999年5月20日に出願され、全体が本明細書中に参考として援用される)に詳細に記載される。
経口投与のための組成物および処方物としては、パウダーまたは顆粒、マイクロ粒子、ナノ粒子、水または非水性媒体中の懸濁液または溶液、カプセル、ゲルカプセル、小袋(sachet)、錠剤またはミニ錠剤(minitablet)が挙げられる。増粘剤、香料添加剤、希釈剤、乳化剤、分散補助剤または結合剤は、望ましくあり得る。好ましい経口処方物は、本発明のオリゴヌクレオチドが、1つ以上の浸透増強剤、界面活性剤およびキレート剤と併用して投与される経口処方物である。好ましい界面活性剤としては、脂肪酸および/またはそのエステルもしくは塩、胆汁酸および/またはその塩が挙げられる。好ましい胆汁酸/塩としては、ケノデオキシコール酸(CDCA)およびウルソデオキシケノデオキシコール酸(UDCA)、コール酸、デヒドロコール酸、デオキシコール酸、グルコール酸(glucholic acid)、グリコール酸(glycholic acid)、グリコデオキシコール酸、タウロコール酸、タウロデオキシコール酸、タウロ−24,25−ジヒドロ−フシジン酸ナトリウム、グリコジヒドロフシジン酸ナトリウムが挙げられる。好ましい脂肪酸としては、アラキドン酸、ウンデカン酸、オレイン酸、ラウリン酸、カプリル酸、カプリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、リノール酸、リノレン酸、ジカプレート、トリカプレート、モノオレイン、ジラウリン、グリセリル1−モノカプレート、1−ドデシルアザシクロヘプタン−2−オン、アシルカルニチン、アシルコリン、モノグリセリド、ジグリセリドあるいは薬学的に受容可能なそれらの塩(例えば、ナトリウム)が挙げられる。浸透増強剤の組合せ(例えば、胆汁酸/塩と組み合わせた脂肪酸/塩)もまた好ましい。特に好ましい組合せは、ラウリン酸、カプリン酸およびUDCAのナトリウム塩である。さらなる浸透増強剤としては、ポリオキシエチレン−9−ラウリルエーテル、ポリオキシエチレン−20−セチルエーテルが挙げられる。本発明のオリゴヌクレオチドは、スプレーされる乾燥粒子を含む顆粒形態またはミクロ粒子またはナノ粒子を形成するように複合体化された顆粒形態で、経口で送達され得る。オリゴヌクレオチド複合体化剤としては、ポリ−アミノ酸;ポリイミン;ポリアクリレート;ポリアルキルアクリレート、ポリオキセタン(polyoxethanes)、ポリアルキルシアノアクリレート;カチオン化ゼラチン、アルブミン、デンプン、アクリレート、ポリエチレングリコール(PEG)およびデンプン;ポリアルキルシアノアクリレート;DEAE−誘導体化ポリイミン、プルラン(pollulan)、セルロースおよびデンプンが挙げられる。特に好ましい複合体化剤としては、キトサン、N−トリメチルキトサン、ポリ−L−リジン、ポリヒスチジン、ポリオルニチン、ポリスペルミン、プロタミン、ポリビニルピリジン、ポリチオジエチルアミノメチルエチレンP(TDAE)、ポリアミノスチレン(例えば、p−アミノ)、ポリ(メチルシアノアクリレート)、ポリ(エチルシアノアクリレート)、ポリ(ブチルシアノアクリレート)、ポリ(イソブチルシアノアクリレート)、ポリ(イソヘキシルシアノアクリレート)、DEAE−メタクリレート、DEAE−ヘキシルアクリレート、DEAE−アクリルアミド、DEAE−アルブミンおよびDEAE−デキストラン、ポリメチルアクリレート、ポリヘキシルアクリレート、ポリ(D,L−乳酸)、ポリ(DL−乳酸−co−グリコール酸(PLGA)、アルギナート、およびポリエチレングリコール(PEG)が挙げられる。オリゴヌクレオチドのための経口処方物およびそれらの調製は、米国特許出願08/886,829(1997年7月1日出願)、09/108,673(1998年7月1日出願)、09/256,515(1999年2月23日出願)、09/082,624(1998年5月21日出願)および09/315,298(1999年5月20日出願)(各々は、その全体が本明細書中に参考として援用される)に詳細に記載される。
非経口投与、くも膜下腔内投与または脳室内投与のための組成物および処方物としては、滅菌水溶液(これはまた、緩衝剤、希釈剤および他の適切な添加物(例えば、浸透増強剤、キャリア化合物および他の薬学的に受容可能なキャリアまたは賦形剤が挙げられるがこれらに限定されない)を含み得る)が挙げられ得る。
本発明の薬学的組成物としては、溶液、エマルジョン、およびリポソーム含有処方物が挙げられるが、これらに限定されない。これらの組成物は、種々の成分(前もって成形された(preformed)液体、自己乳化固体および自己乳化半固体が挙げられるが、これらに限定されない)から作製され得る。
本発明の薬学的処方物(単位投薬形態で便利に与えられ得る)は、製薬業界で周知の従来の技術に従って調製され得る。このような技術としては、活性成分を薬学的キャリアまたは賦形剤と結合させる工程が挙げられる。一般的に、この処方物は、活性成分を液体キャリアまたは細かく分割された固体キャリアまたは両方と均一かつ密接に結合させることおよび次いで、必要に応じて、この製品を成形することによって調製される。
本発明の組成物は、多くの可能な投薬形態(例えば、錠剤、カプセル、ゲルカプセル、液体シロップ、軟性ゲル、坐薬および浣腸が挙げられるがこれらに限定されない)のいずれかに処方され得る。本発明の組成物はまた、水性媒体、非水性媒体または混合媒体中の懸濁液として処方され得る。水性懸濁液は、懸濁液の粘性を増やす物質(例えば、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ソルビトールおよび/またはデキストランを含む)をさらに含み得る。この懸濁液はまた、安定剤を含み得る。
本発明の1つの実施形態において、薬学的組成物は、泡として処方され、そして使用され得る。薬学的泡としては、エマルジョン、マイクロエマルジョン、クリーム、ゼリーおよびリポソームのような処方物が挙げられるが、これらに限定されない。これらの処方物は、性質において基本的に類似しているが、最終産物の成分および濃度において異なる。このような組成物および処方物の調製は、薬学および処方の分野における、当業者に一般的に公知であり、そして本発明の組成物の処方に適用され得る。
(エマルジョン)
本発明の組成物は、エマルジョンとして調製および処方され得る。エマルジョンは、代表的には、通常直径0.1μmを越える液滴の形態で別の液体中に分散される、ある液体の不均一系である。(Idson、Pharmaceutical Dosage Forms,Lieberman,RiegerおよびBanker(編),1988,Marcel Dekker,Inc.,New York,N.Y.,1巻、199頁;Rosoff,Pharmaceutical Dosage Forms,Lieberman,RiegerおよびBanker(編),1988,Marcel Dekker,Inc.,New York,N.Y.,1巻、245頁;Block、Pharmaceutical Dosage Forms,Lieberman,RiegerおよびBanker(編),1988,Marcel Dekker,Inc.,New York,N.Y.,2巻、335頁;Higuchiら、Remington’s Pharmaceutical Sciences,Mack Publishing Co.,Easton,PA,1985,301頁)。エマルジョンは、しばしば、互いで完全に混合および分散された2つの不混和性の液体相で構成される二相系である。一般的に、エマルジョンは、油中水(w/o)または水中油(o/w)種のいずれかであり得る。水相が、大量の油相に細かく分割され、そして微細な液滴として分散される場合、生じた組成物は、油中水(w/o)エマルジョンと呼ばれる。あるいは、油相が、大量の水相に細かく分割され、そして微細な液滴として分散される場合、生じた組成物は、水中油(o/w)エマルジョンと呼ばれる。エマルジョンは、分散された相および活性薬物(これは、水相、油相中で、またはそれ自体が別の相としてのいずれかで、溶液として存在し得る)に加えて、さらなる成分を含み得る。乳化剤、安定剤、色素、および抗酸化剤のような薬学的賦形剤もまた、必要に応じて、エマルジョン中に存在し得る。薬学的エマルジョンはまた、(例えば、油中水中油(o/w/o)エマルジョンおよび例えば、水中油中水(w/o/w)エマルジョンの場合のような)2つより多くの相で構成される複合エマルジョンであり得る。このような複雑な処方物は、しばしば単純な2成分のエマルジョンが成さない特定の利点を提供する。o/wエマルジョンの個々の油滴が、小さい水滴を囲む複合エマルジョンは、w/o/wエマルジョンを構成する。同様に、油の連続中に安定化された水の小球中に囲まれた油滴の系は、o/w/oエマルジョンを提供する。
エマルジョンは、熱力学的安定性がほとんどまたは全くないことによって特徴付けられる。しばしば、エマルジョンの分散された相または不連続相は、外側の相または連続相にうまく分散され、そして乳化剤の手段または処方物の粘性により、この形態で維持される。エマルジョン型の軟膏基剤およびクリームの場合、エマルジョンの相のいずれかは、半固体または固体であり得る。エマルジョンを安定化する他の手段は、エマルジョンのいずれかの相に組み込まれ得る乳化剤の使用を必要とする。乳化剤は、4つのカテゴリーに広く分類され得る:合成界面活性剤、天然に存在する乳化剤、吸着基剤、および細かく分散された固体(Idson、Pharmaceutical Dosage Forms,Lieberman,RiegerおよびBanker(編),1988,Marcel Dekker,Inc.,New York,N.Y.,1巻、199頁)。
合成の界面活性剤(surfactant)(界面活性剤(surface active agent)としても知られる)は、エマルジョンの処方物における広い適用性を有が見出されており、そして文献中で概説されている(Rieger,Pharmaceutical Dosage Forms,Lieberman,RiegerおよびBanker(編)、1988,Marcel Dekker,Inc.,New York,N.Y.,1巻、285頁;Idson,Pharmaceutical Dosage Forms,Lieberman,RiegerおよびBanker(編)、Marcel Dekker,Inc.,New York,N.Y.,1988,1巻、199頁)。界面活性剤は、代表的には両親媒性であり、親水性の部分および疎水性の部分を含む。界面活性剤の疎水性の性質に対する親水性の性質の割合は、親水/親油バランス(HLB)と呼ばれ、処方物の調製において、界面活性剤を分類および選択する際の価値のある道具である。界面活性剤は、親水基の性質:非イオン性、アニオン性、カチオン性、および両親媒性に基づいて異なるクラスに分類され得る(Rieger,Pharmaceutical Dosage Forms,Lieberman RiegerおよびBanker(編),1988,Marcel Dekker,Inc.,New York,N.Y.,1巻、285頁)。
乳化処方物において使用される天然に存在する乳化剤としては、ラノリン、蜜蝋、ホスファチド、レシチンおよびアカシアが挙げられる。吸着基剤は、吸着基剤が水を吸い上げて、無水ラノリンおよび親水性ワセリンのような、吸着基剤の半固体の粘度をなお維持するw/oエマルジョンを形成し得るように、親水性の性質を有する。細かく分割された固体はまた、特に界面活性剤との併用において、および粘稠性の調製物における良い乳化剤として使用されている。これらとしては、極性の無機固体(例えば、重金属水酸化物、非膨張性の粘土(例えば、ベントナイト、アタパルガイト、ヘクトライト、カオリン、モンモリロナイト、コロイド状のケイ酸アルミニウムおよびコロイド状のケイ酸マグネシウムアルミニウム)、顔料および非極性固体(例えば、カーボンまたはグリセリルトリステアレート)が挙げられる。
多種の非乳化物質もまた、エマルジョン処方物中に含まれ、エマルジョンの性質に寄与する。これらとしては、脂肪、油、蝋、脂肪酸、脂肪アルコール、脂肪酸エステル、湿潤剤、親水性コロイド、保存剤および抗酸化剤が挙げられる(Block,Pharmaceutical Dosage Forms,Lieberman,RiegerおよびBanker(編),1988,Marcel Dekker,Inc.,New York,N.Y.,1巻、335頁;Idson,Pharmaceutical Dosage Forms,Lieberman,RiegerおよびBanker(編),1988,Marcel Dekker,Inc.,New York,N.Y.,1巻、199頁)。
親水性コロイドまたはヒドロコロイドとしては、天然に存在するゴムおよび合成ポリマー(例えば、多糖(例えば、アカシア、寒天、アルギン酸、カラギナン、グアールゴム、カラヤゴム、およびトラガカント))、セルロース誘導体(例えば、カルボキシメチルセルロースおよびカルボキシプロピルセルロース)、ならびに合成ポリマー(例えば、カルボマー、セルロースエーテル、およびカルボキシビニルポリマー)が挙げられる。これらは、水中で分散または膨潤し、コロイド状溶液を形成し、これは分散相の液滴の周りに強い界面フィルムを形成することおよび外部の相の粘性を増すことによってエマルジョンを安定化する。
エマルジョンは、しばしば微生物の増殖を容易に支え得る多くの成分(例えば、炭水化物、タンパク質、ステロールおよびホスファチド)を含むので、これらの処方物は、しばしば保存剤を取り入れる。エマルジョン処方物中に含まれる一般的に使用される保存剤としては、メチルパラベン、プロピルパラベン、4級アンモニウム塩、塩化ベンザルコニウム、p−ヒドロキシ安息香酸のエステルおよびホウ酸が挙げられる。抗酸化剤がまた、処方物の変質を抑制するためにエマルジョン処方物に一般的に添加される。使用される抗酸化剤はフリーラジカルスカベンジャー(例えば、トコフェロール、アルキルギャレット、ブチル化ヒドロキシアニソール、ブチル化ヒドロキシトルエン、または還元剤(例えば、アスコルビン酸およびメタ重亜硫酸ナトリウム)、および抗酸化共力剤(例えば、クエン酸、酒石酸、およびレシチン))であり得る。
皮膚科学的経路、経口経路および非経口経路を介したエマルジョン処方物の適用およびそれらの製造方法は、文献に概説されている(Idson,Pharmaceutical Dosage Forms,Lieberman,RiegerおよびBanker(編),1988,Marcel Dekker,Inc.,New York,N.Y.,1巻、199頁)。経口送達のためのエマルジョン処方物は、処方の容易さ、吸収の有効性およびバイオアベイラビリティーの見地の理由で、非常に広く使用されている。(Rosoff,Pharmaceutical Dosage Forms,Lieberman,RiegerおよびBanker(編),1988,Marcel Dekker,Inc.,New York,N.Y.,1巻,245頁;Idson,Pharmaceutical Dosage Forms,Lieberman,RiegerおよびBanker(編),1988,Marcel Dekker,Inc.,New York,N.Y.,1巻,199頁)。o/wエマルジョンとして一般的に経口で投与されている物質中には、鉱油ベースの下剤、油溶性ビタミンおよび高脂肪栄養調製物がある。
本発明の1つの実施形態において、オリゴヌクレオチドおよび核酸の組成物は、マイクロエマルジョンとして処方される。マイクロエマルジョンは、単一で光学的に等方性であり、熱力学的に安定な液体溶液である、水、油および両親媒性物質の系として定義され得る(Rosoff,Pharmaceutical Dosage Forms,Lieberman,RiegerおよびBanker(編),1988,Marcel Dekker,Inc.,New York,N.Y.,第1巻,245頁)。代表的には、マイクロエマルジョンは、界面活性剤水溶液中の油をまず分散し、次いで十分量の第4の成分(一般的には中間の鎖長のアルコール)を透明な系を形成するように添加することによって調製される系である。従って、マイクロエマルジョンは、熱力学的に安定で等方的に透明な、2つの混合できない液体の分散物としてもまた記載され、これらの液体は、表面活性分子の界面フィルムによって安定化される(LeungおよびShah:Controlled Release of Drugs:Polymers and Aggregate Systems,Rosoff,M.編,1989,VCH Publishers,New York,185頁−215頁)。マイクロエマルジョンは、3〜5の成分の組み合わせによって一般に調製され、これらの成分としては、油、水、界面活性剤、補助界面活性剤および電解質が挙げられる。マイクロエマルジョンが油中水(w/o)型であるかまたは水中油(o/w)型であるかは、使用される油および界面活性剤の特徴ならびに界面活性剤分子の極性頭部および炭化水素尾部の構造および幾何学的パッキングに依存する(Schott,Remington’s Pharmaceutical Sciences,Mack Publishing Co.,Easton,PA.,1985,271頁)。
状態図を使用した現象論的アプローチは、広範に研究されており、そして当業者に、どのようにマイクロエマルジョンを処方するかという包括的な知見を与えてきた(Rosoff,Pharmaceutical Dosage Forms,Lieberman,RiegerおよびBanker(編),1988,Marcel Dekker,Inc.,New York,N.Y.,第1巻,245頁;Block,Pharmaceutical Dosage Forms,Lieberman,RiegerおよびBanker(編),1988,Marcel Dekker,Inc.,New York,N.Y.,第1巻,335頁)。従来のエマルジョンと比較すると、マイクロエマルジョンは、自発的に形成される、熱力学的に安定な小滴の処方物中に、水不溶性薬物を溶解するという利点を提供する。
マイクロエマルジョンの調製物において使用される界面活性剤としては、単独でまたは補助界面活性剤との組み合わせての、イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、Brij96、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、脂肪酸ポリグリセロールエステル、モノラウリン酸テトラグリセロール(ML310)、モノオレイン酸テトラグリセロール(MO310)、モノオレイン酸ヘキサグリセロール(PO310)、ペンタオレイン酸ヘキサグリセロール(PO500)、モノカプリン酸デカグリセロール(MCA750)、モノオレイン酸デカグリセロール(MO750)、デカグリセロールセスキオレアート(sequioleate)(SO750)、デカオレイン酸デカグリセロール(DAO750)が挙げられるがこれらに限定されない。補助界面活性剤(通常、短鎖アルコール(例えば、エタノール、1−プロパノール、および1−ブタノール))は、界面活性剤分子間に生成された間隙空間に起因して、界面活性剤フィルムに浸透し、それ故に無秩序なフィルムを作製することによって界面の流動性を増加するように作用する。しかし、マイクロエマルジョンは、補助界面活性剤を使用せずに調製され得、無アルコールの自己乳化マイクロエマルジョン系は、当該分野で公知である。水相は、代表的に、水、薬物の水溶液、グリセロール、PEG300、PEG400、ポリグリセロール、プロピレングリコール、およびエチレングリコールの誘導体であり得るが、これらに限定されない。油相は、Captex 300、Captex 355、Capmul MCM、脂肪酸エステル、中鎖(C8〜C12)のモノグリセリド、ジグリセリド、およびトリグリセリド、ポリオキシエチレン化脂肪酸グリセリルエステル、脂肪アルコール、ポリグリコール化グリセリド、飽和ポリグリコール化C8〜C10グリセリド、植物油およびシリコーンオイルのような材料が挙げられ得るが、これらに限定されない。
マイクロエマルジョンは、薬物可溶化および薬物の増大された吸収の観点から特に重要である。脂質ベースのマイクロエマルジョン(o/wおよびw/oの両方)は、ペプチドを含む、薬物の経口バイオアベイラビリティーを増大するために提案されている(Constantinidesら、Pharmaceutical Research、1994、11、1385−1390;Ritschel、Meth.Find.Exp.Clin.Pharmacol.、1993、13、205)。マイクロエマルジョンは、改善された格物可溶性、酵素的加水分解からの薬物の保護、膜流動性および透過性における界面活性剤で誘導された改変に起因する薬物吸収の可能な増大、調製の容易、固形投与量形態よりも経口投与が容易、改善された臨床的効目、および低減された毒性(Constantinidesら、Pharmaceutical Research、1994、11、1385;Hoら、J.Pharm.Sci.、1996、85、138−143)の利点を与える。しばしば、マイクロエマルジョンは、それらの成分が周囲温度で一緒にされるとき、自然に形成され得る。これは、熱不安定性の薬物、ペプチドまたはオリゴヌクレオチドを処方するとき特に有利であり得る。マイクロエマルジョンはまた、化粧品および薬学的適用の両方において活性成分の経皮送達に有効である。本発明のマイクロエマルジョン組成物および処方物は、胃腸管からのオリゴヌクレオチドおよび核酸の増大した全身吸収を容易にし、および胃腸管、膣、頬側口腔および投与のその他の領域内のオリゴヌクレオチドおよび核酸の局所細胞摂取を改善する。
本発明のマイクロエマルジョンはまた、ソルビタンモノステアレート(Grill 3)、ラブラゾールおよび浸透促進剤のような添加成分および添加剤を含み得、処方物の性質を改善し、そして本発明のオリゴヌクレオチドおよび核酸の吸収を増大する。本発明のマイクロエマルジョンで用いられる浸透促進剤は、5つの広範なカテゴリー−界面活性剤、脂肪酸、胆汁酸塩、キレート剤、および非キレート非界面活性剤(Leeら、Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems、1991、92頁)の1つに属するとして分類され得る。これら分類の各々は上述されている。
(リポソーム)
マイクロエマルジョンの他に、薬物の処方物のために研究され、かつ用いられている、多くの組織化された界面活性剤構造がある。これらは、単層、ミセル、二重層およびビヒクルを含む。リポソームのようなビヒクルは、薬物送達の観点からそれらが提供する、それらの特異性および持続期間のため、大きな興味を引き付ける。本発明で用いられるとき、用語「リポソーム」は、球状二重層または二重層中に配列された両親媒性脂質で構成されるビヒクルを意味する。
リポソームは、親油性材料および水性の内側から形成された膜を有する、単層または多層のヒビクルである。水性部分は、送達されるべき組成物を含む。カチオン性リポソームは、細胞壁に融合し得る利点を所有する。非カチオン性リポソームは、細胞壁と効率的に融合することはできないが、インビボでマクロファージにより摂取される。
インタクトな哺乳動物皮膚を横切るために、脂質ビヒクルは、適切な経皮グラディエントの影響下で、各々が50nmより小さい直径をもつ、一連の微細な穴を通過しなければならない。したがって、高度に変形可能であり、このような微細な穴を通過し得るリポソームを用いることが所望され得る。
リポソームのさらなる利点は以下を含む;天然のリン脂質から得られたリポソームは、生体適合性かつ生分解性である;リポソームは、広範な範囲の水および脂質可溶性薬物を取り込み得る;リポソームは、それらの内部区画において、代謝および分解からカプセル化された薬物を保護し得る(Rosoff、Pharmaceutical Dosage Forms、Lieberman、RiegerおよびBanker(編)、1988、Marcel Dekker、Inc.、New York、N.Y.、第1巻、245頁)。リポソーム処方物の調製における重要な考慮は、脂質表面電荷、ビヒクルサイズおよびリポソームの水の容積である。
リポソームは、作用の部位への活性成分の移入および送達に有用である。リポソーム膜は、生物学的膜に構造的に類似しているので、リポソームを組織に適用するとき、リポソームは、細胞膜と融合することを開始する。リポソームと細胞の融合が進行するにつれ、リポソーム内容物は、活性成分が作用し得る細胞中へと、空にされる。
リポソーム処方物は、多くの薬物のための送達のモードとして、広範な調査の焦点である。局所投与には、リポソームがその他の処方物に対しいくつかの利点を提示するという証拠が増加している。このような利点は、投与された薬物の高全身吸収に関連する低減された副作用、所望の標的における投与された薬物の増加した蓄積、および、皮膚への疎水性および親水性両方の広範な薬物を投与するための能力を含む。
いくつかの報告は、高分子量DNAを含む薬剤を皮膚に送達するためのリポソームの能力の詳細を記載している。鎮痛剤、抗体、ホルモンおよび高分子量DNAを含む化合物が皮膚に投与されている。適用の大部分は、上部表皮の標的化を生じた。
リポソームは、2つの広範なクラスに分類される。カチオン性リポソームは、負に荷電したDNA分子と相互作用し、安定な複合体を形成する正に荷電したリポソームである。正に荷電したDNA/リポソーム複合体は、負に荷電した細胞表面に結合し、そしてエンドソーム中に内部移行する。エンドソーム内の酸性pHに起因して、リポソームは破裂し、それらの内容物を細胞の細胞質中に放出する(Wangら、Biochem.Biophys.Res.Commun.、1987、147、980−985)。
pH感受性であるか、負に荷電したリポソームは、DNAとの複合体よりもむしろそれを包括する。DNAおよび脂質の両方は同様に荷電されるので、複合体形成よりもむしろ反発が起こる。それにもかかわらず、特定のDNAは、これらのリポソームの水のある内側の中に包括される。pH感受性リポソームを用いて、培養中の細胞単層にチミジンキナーゼ遺伝子をコードするDNAが送達されている。外来遺伝子の発現は、標的細胞中で検出された(Zhouら、Journal of Controlled Release、1992、19、269−274)。
リポソーム組成物の1つの主要なタイプは、天然由来のホスファチジルコリン以外のリン脂質を含む。天然リポソーム組成物は、例えば、ジミリストイルホスファチジルコリン(DMPC)またはジパルミトイルホスファチジルコリン(DPPC)から形成され得る。一般に、アニオン性リポソーム組成物は、ジミリストイルホスファチジルグリセロールから形成され、その一方、アニオン性の紡錘形成性(fusogenic)リポソームは、主に、ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン(DOPE)から形成される。別のタイプのリポソーム組成物は、ホスファチジルコリン(PC)(例えば、大豆PC、および卵PCなど)から形成される。別のタイプは、リン脂質および/またはホスファチジルコリンおよび/またはコレステロールの混合物から形成される。
いくつかの研究は、リポソーム薬物処方物の皮膚への局所送達を評価した。モルモット皮膚へのインターフェロンを含むリポソームの適用は、皮膚ヘルペスただれの減少をもたらした。その一方、その他の手段によるインターフェロンの送達(例えば、溶液として、またはエマルジョンとして)は、有効でなかった(Weinerら、Journal of Drug Targeting、1992、2、405−410)。さらに、さらなる研究は、水系を用いるインターフェロンの投与へのリポソーム処方物の一部として投与されたインターフェロンの効目を試験し、そしてこのリポソーム組成物は、水投与より優れていたことを結論付けた(du Plessisら、Antiviral Research、1992、18、259−265)。
非イオンリポソーム系もまた、非イオン性界面活性剤およびコレステロールを含む特定の系において、皮膚への薬物の送達におけるそれらの有用性を決定するために試験された。NovasomeTMI(グリセロールジラウレート/コレステロール/ポリオキシエチレン−10−ステアリルエーテル)およびNovasomeTMII(グリセロールジステアレート/コレステロール/ポリオキシエチレン−10−ステアリルエーテル)を含む、非イオン性リポソーム処方物を用いて、マウス皮膚の真皮中にシクロスポリンAが送達された。結果は、このような非イオン性リポソーム系が、皮膚の異なる層中へのシクロスポリンAの沈着を容易にすることで有効であったことを示した(Huら、S.T.P.Pharma.Sci.、1994、4、6、466)。
リポソームはまた、「立体的に安定化された」リポソームを含み、この用語は、本明細書で用いられるとき、リポソーム中に取り込まれたとき、このような特別な脂質を欠くリポソームに対して増加した循環寿命を生じる、1つ以上の特別な脂質を含むリポソームをいう。立体的に安定化されたリポソームの例は、リポソームのベシクル形成性脂質部分の一部分が、(A)モノシアロガングリオシドGM1のような1つ以上のグリコリピドを含むか、または(B)ポリエチレングリコール(PEG)部分のような、1つ以上の親水性ポリマーで誘導体化されているものである。任意の特定の理論により拘束されることを望まないが、当該分野では、少なくとも、ガングリオシド、スフィンゴミエリン、またはPEG−誘導体化脂質を含む、立体的に安定化されたリポソームについては、これら立体的に安定化されたリポソームの増加した循環半減期は、細網内皮系(RES)の細胞中への低下した取込みに由来すると考えられている(Allenら、FEBS Letters、1987、223、42;Wuら、Cancer Research、1993、53、3765)。
1つ以上のグリコリピドを含む種々のリポソームが当該分野で公知である。Papahadjopoulosら(Ann.N.Y.Acad.Sci.、1987、507、64)は、モノシアロガングリオシドGM1、ガラクトセレブロシドサルフェートおよびホスファチジルイノシトールがリポソームの血液半減期を改良する能力を報告した。これらの知見は、Gabizonらにより(Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.、1988、85、6949)詳細に説明された。両方ともAllenらによる、米国特許第4,837,028号およびWO 88/04924は、(1)スフィンゴミエリンおよび(2)ガングリオシドGM1またはガラクトセレブロシドサルフェートエステルを含む、リポソームを開示している。米国特許第5,543,152号(Webbら)は、スフィンゴミエリンを含むリポソームを開示している。1,2−sn−ジミリストイルホスファチジルコリンを含むリポソームは、WO97/13499(Limら)に開示されている。
1つ以上の親水性ポリマーで誘導体化された脂質を含む多くのリポソーム、およびその調製の方法は、当該分野で公知である。Sunamotoら(Bull.Chem.Soc.Jpn.、1980、53、2778)は、非イオン性界面活性剤、2C1215Gを含み、PEG成分を含むリポソームを記載した。Illumら(FEBS Lett.、1984、167、79)は、ポリマー性グリコールでのポリスチレン粒子の親水性被覆が、有意に増加した血液半減期を生じることを記載した。ポリアルキレングリコール(例えば、PEG)のカルボン酸基の付着によって改変された合成リン脂質はSears(米国特許第4,426,330号および同第4,534,899号)によって記載されている。Klibanovら(FEBS Lett.、1990、268、235)は、PEGまたはPEGステアレートで誘導体化されたホスファチジルエタノールアミン(PE)を含むリポソームの血液循環半減期が有意に増加することを示す実験を記載した。Blumeら(Biochimica et Biophysica Acta、1990、1029、91)は、このような観察を、他のPEG−誘導体化リン脂質、例えば、ジステアロイルホスファチジルエタノールアミン(DSPE)とPEGとの組合せから形成される、DSPE−PEGに拡張した。Fisherによる欧州特許第EP 0445131B1およびWO90/04384には、それらの外表面上に共有結合したPEG成分を有するリポソームが記載されている。1〜20モル%のPEGで誘導体化されたPEを含むリポソーム組成物、およびその使用の方法は、Woodleら(米国特許第5,013,556号および同5,356,633号)およびMartinら(米国特許第5,213,804号および欧州特許第EP 0496813B1)によって記載されている。多くのその他の脂質−ポリマー複合体を含むリポソームが、WO91/05545および米国特許第5,225,212号(両方ともMartinらによる)およびWO94/20073(Zalipskyら)に記載されている。PEG−改変セラミドリピドを含むリポソームは、WO96/10391(Choiら)に記載されている。米国特許第5,540,935号(Miyazakiら)および同第5,556,948号(Tagawaら)は、それらの表面上で官能成分によりさらに誘導体化され得るPEG含有リポソームを記載している。
核酸を含む限定数のリポソームが当該分野で知られている。ThierryらによるWO96/40062は、リポソーム中に高分子量核酸をカプセル化するための方法を記載する。Tagawaらによる、米国特許第5,264,221は、タンパク質が結合したリポソームを開示し、そしてこのようなリポソームの内容物は、アンチセンスRNAを含み得ることを主張している。Rahmanらによる米国特許第5,665,710号は、リポソーム中にオリゴデオキシヌクレオチドをカプセル化する特定の方法を記載している。LoveらによるWO97/04787は、raf遺伝子を標的にするアンチセンスオリゴヌクレオチドを含むリポソームを開示している。
トランスフェロソーム(Transferosome)は、なお別のタイプのリポソームであり、そして薬物送達ビヒクルの魅力的な候補である高度に変形可能な脂質凝集物である。トランスフェロソームは脂質小滴であり、それらがこの小滴より小さな穴を容易に通過し得るように高度に変形可能である脂質小滴として記載され得る。トランスフェロソームは、それらが用いられる環境に適合可能であり、例えば、それらは、自己適合性(皮膚中の穴の形状に適合可能)であり、自己修復性であり、フラグメント化なくしてそれらの標的に頻繁に到達し、そしてしばしば自己充填性である。トランスフェロソームを作製するために、標準的なリポソーム組成物に、通常界面活性剤である、表面エッジ活性化剤を添加することが可能である。トランスフェロソームは、皮膚に血清アルブミンを送達するために用いられている。血清アルブミンのトランスフェロソーム媒介送達は、血清アルブミンを含む溶液の皮下注入と同様に有効であることが示されている。
界面活性剤は、エマルジョン(マイクロエマルジョンを含む)およびリポソームのような処方物において、広範な適用を見出している。天然および合成の両方の多くのタイプの界面活性剤の性質を分類かつランク分けする最も一般的な方法は、親水性/親油性バランス(HLB)の使用による。親水性基の性質(「頭部」としても知られる)は、処方物で用いられる異なる界面活性剤をカテゴリーに分類するための最も有用な手段を提供する(Rieger、Pharmaceutical Dosage Forms、Marcel Dekker、Inc.、New York、NY、1988、285頁)。
界面活性剤分子がイオン化されていないとき、非イオン性界面活性剤として分類される。非イオン性界面活性剤は、薬学的製品および化粧品に広範な適用を見出し、そして広範な範囲のpH値に亘って使用可能である。一般に、それらのHLB値は、それらの構造に依存して、2〜約18の範囲である。非イオン性界面活性剤は、エチレングリコールエステル、プロピレングリコールエステル、グリセリルエステル、ポリグリセリルエステル、ソルビタンエステル、スクロースエステル、およびエトキシ化エステルのような非イオン性エステルを含む。脂肪アルコールエトキシレート、プロポキシル化アルコール、およびエトキシル化/プロポキシル化ブロックポリマーのような、非イオン性アルカノールアミドおよびエーテルもまた、このクラスに含まれる。ポリオキシエチレン界面活性剤は、非イオン性界面活性剤クラスの最も一般的なメンバーである。
界面活性剤が水に溶解または分散されるとき、それが負電荷を保持する場合、この界面活性剤は、アニオン性として分類される。アニオン性界面活性剤は、石鹸、アシルラクチレート、アミノ酸のアシルアミドのようなカルボキシレート、アルキル硫酸およびエトキシル化アルキルサルフェートのような硫酸のエステル、アルキルベンゼンスルホネート、アシルイセチオネート、アシルタウレートおよびスルホサクシネートのようなスルホネート、およびホスフェートを含む。アニオン性界面活性剤クラスの最も重要なメンバーは、アルキルサルフェートおよび石鹸である。
界面活性剤が水に溶解または分散されるとき、それが正電荷を保持する場合、この界面活性剤は、カチオン性として分類される。カチオン性界面活性剤は、第四級アンモニウム塩およびエトキシ化アミンを含む。この第四級アンモニウム塩は、このクラスで最も使用されるメンバーである。
界面活性剤分子が、正または負電荷のいずれかを保持する能力を有する場合、この界面活性剤は両性として分類される。両性界面活性剤は、アクリル酸誘導体、置換アルキルアミド、N−アルキルベタインおよびホスファチドを含む。
薬物製品、処方物における、およびエマルジョンにおける界面活性剤の使用が総説されている(Rieger、Pharmaceutical Dosage Forms、Marcel Dekker、Inc.、New York、NY、1988、285頁)。
(透過エンハンサー)
1つの実施形態では、本発明は、種々の透過エンハンサーを採用し、動物の皮膚に、核酸、特にオリゴヌクレオチドの効率的な送達を行う。大部分の薬物は、イオン化形態および非イオン化形態の両方で存在する。しかし、通常、脂質可溶性または親油性薬物のみが容易に細胞膜を横切る。横切られるべき膜が透過エンハンサーで処理される場合、非親油性薬物でさえ、細胞膜を横切り得ることが発見された。細胞膜を横切る非親油性薬物の拡散を補助することに加え、透過エンハンサーはまた、親油性薬物の透過性を増大する。
透過エンハンサーは、5つの広範なカテゴリー、すなわち、界面活性剤、脂肪酸、胆汁酸塩、キレート剤、および非キレート非界面活性剤剤(Leeら、Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems、1991、92頁)の1つに属するとして分類され得る。透過エンハンサーの上記のクラスの各々は、以下により詳細に記載される。
界面活性剤:本発明に関連して、界面活性剤(または「表面活性薬剤」)は、水溶液に溶解されるとき、この溶液の表面張力、または水溶液と別の液体との間の界面間の張力を低減する化学的実体であり、粘膜を通るオリゴヌクレオチドの吸収が増大される。胆汁酸塩および脂肪酸に加え、これらの透過エンハンサーは、例えば、ラウリル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレン−9−ラウリルエステル、およびポリオキシエチレン−20−セチルエーテル(Leeら、Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems、1991、92頁);およびFC−43のような、水素をフッ素で置換した化合物(perfluorochemical)のエマルジョン(Takahashiら、J.Pharm.Pharmacol.、1988、40、252)を含む。
脂肪酸:透過エンハンサーとして作用する、種々の脂肪酸およびそれらの誘導体は、例えば、オレイン酸、ラウリン酸、カプリン酸(n−デカン酸)、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、リノール酸、リノレン酸、ジカプレート、トリカプレート、モノオレイン(1−モノオレイル−rac−グリセロール)、ジラウリン、カプリル酸、アラキドン酸、グリセロール1−モノカプレート、1−ドデシルアザシクロヘプタン−2−オン、アシルカルニチン、アシルコリン、それらのC1−10アルキル(例えば、メチル、イソプロピルおよびt−ブチル)エステル、およびそれらのモノおよびジグリセリド(例えば、オレエート、ラウレート、カプレート、ミリステート、パルミテート、ステアレート、リノリエートなど)を含む(Leeら、Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems、1991、92頁;Muranishi、Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems、1990、7、1−33;El Haririら、J.Pharm.Pharmacol.、1992、44、651−654)。
胆汁酸塩:胆汁の生理学的役割としては、脂質および脂溶性ビタミンの分散および吸収の促進が挙げられる(Brunton、第38章:Goodman & Gilman’s The Pharmacological Basis of Therapeutics、第9版、Hardmanら編、McGraw−Hill,New York、1996、934−935頁)。種々の天然の胆汁酸塩およびその合成の誘導体は、浸透増強剤として作用する。従って、用語「胆汁酸塩」は、胆汁の任意の天然に存在する成分、およびそれらの任意の合成誘導体を含む。本発明の胆汁酸塩としては、例えば、以下が挙げられる:コール酸(またはその薬学的に受容可能なナトリウム塩、コール酸ナトリウム)、デヒドロコール酸(デヒドロコール酸ナトリウム)、デオキシコール酸(デオキシコール酸ナトリウム)、グルコール酸(グルコール酸ナトリウム)、グリコール酸(グリコール酸ナトリウム)、グリコデオキシコール酸(グリコデオキシコール酸ナトリウム)、タウロコール酸(タウロコール酸ナトリウム)、タウロデオキシコール酸(タウロデオキシコール酸ナトリウム)、ケノデオキシコール酸(ケノデオキシコール酸ナトリウム)、ウルソデオキシコール酸(UDCA)、タウロー24,25−ジヒドロ−フシジン酸ナトリウム(STDHF)、グリコジヒドロフシジン酸ナトリウムおよびポリオキシエチレン−9−ラウリルエーテル(POE)(Leeら、Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems、1991、92頁;Swinyard、第39章:Remington’s Pharmaceutical Sciences、第18版、Gennaro編、Mack Publishing Co.,Easton,Pa.、1990、782−783頁;Muranishi,Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems、1990、7、1−33;Yamamotoら、J.Pharm.Exp.Ther.、1992、263、25;Yamashitaら、J.Pharm.Sci.、1990、79、579−583)
キレート剤:本発明に関して使用される場合、キレート剤は、金属イオンと錯体を形成することによって溶液から金属イオンを除去し、その結果、粘膜を介するオリゴヌクレオチドの吸収が促進される化合物として定義され得る。本発明における浸透増強剤としてのそれらの使用に関して、キレート剤は、DNaseインヒビターとしても作用するというさらなる利点を有する。なぜなら、最も特徴付けられたDNAヌクレアーゼは、触媒のために二価の金属イオンを必要とし、従って、キレート剤によって阻害されるからである(Jarrett、J.Chromatogr.、1993、618、315−339)。本発明のキレート剤としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない:エチレンジアミン四酢酸(EDTA)二ナトリウム、クエン酸、サリチレート(例えば、サリチル酸ナトリウム、5−メトキシサリチレートおよびホモバニレート(homovanilate))、コラーゲンのN−アシル誘導体、ラウレス(laureth)−9およびβ−ジケトンのN−アミノアシル誘導体(エナミン)(Leeら、Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems、1991、92頁;Muranishi,Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems、1990、7、1−33;Buurら、J.Control Rel.、1990、14、43−51)。
非キレート性非界面活性剤:本明細書中で使用される場合、非キレート性非界面活性剤浸透促進化合物は、キレート剤または界面活性剤としてわずかな活性しか実証しないにもかかわらず、消化粘膜を通るオリゴヌクレオチドの吸収を促進する化合物として規定され得る(Muranishi、Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems、1990、7、1−33)。この種類の浸透増強剤としては、例えば、不飽和環式尿素、1−アルキル−アルカノン誘導体および1−アルケニルアザシクロ−アルカノン誘導体(Leeら、Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems、1991、92頁);ならびに非ステロイド抗炎症剤(例えば、ジクロフェナクナトリウム、インドメタシンおよびフェニルブタゾン(Yamashitaら、J.Pharm.Pharmacol.、1987、39、621−626)が挙げられる。
細胞レベルでのオリゴヌクレオチドの取り込みを促進する薬剤はまた、本発明の薬学的組成物および他の組成物に添加され得る。例えば、カチオン性脂質(例えば、リポフェクチン(Junichiら、米国特許第5,705,188号))、カチオン性グリセロール誘導体、およびポリカチオン性分子(例えば、ポリリジン(Lolloら、PCT出願WO 97/30731))はまた、オリゴヌクレオチドの細胞取り込みを促進することが知られている。
他の薬剤が、投与された核酸の浸透を促進するために利用され得る。これらの薬剤としては、グリコール(例えば、エチレングリコールおよびプロピレングリコール)、ピロール(例えば、2−ピロール)、アゾン(azone)およびテルペン(例えば、リモネンおよびメントン)が挙げられる。
(キャリア)
本発明の特定の組成物はまた、処方物中にキャリア化合物を含む。本明細書中で使用される場合、「キャリア化合物」または「キャリア」とは、核酸またはそれらのアナログをいい得、これは、不活性(すなわち、それ自体生物活性を有さない)であるが、例えば、生物学的に活性な核酸を分解すること、または循環から生物学的に活性な核酸を除去することを促進することによって、生物学的活性を有する核酸のバイオアベイラビリティーを減少させるインビボプロセスにより、核酸として認識される。核酸とキャリア化合物との同時投与(典型的に、後者の物質過剰である)は、おそらく、共通のレセプターについてのキャリア化合物と核酸との間の競合に起因して、肝臓、腎臓または他の体外循環レザバにおいて回収される核酸の量の実質的な減少を生じ得る。例えば、肝臓組織における部分的なホスホロチオエートオリゴヌクレオチドの回収は、ポリイノシン酸、硫酸デキストラン、ポリシチジン酸または4−アセトアミド−4’イソチオシアノ−スチルベン−2,2’−ジスルホン酸と同時投与される場合に減少され得る(Miyaoら、Antisense Res.Dev.、1995、5、115−121;Takakuraら、Antisense & Nucl.Acid Drug Dev.、1996、6、177−183)。
(賦形剤)
キャリア化合物とは対照的に、「薬物学的キャリア」または「賦形剤」は、薬学的に受容可能な溶媒、懸濁剤または動物に1つ以上の核酸を送達するための他の任意の薬物学的に不活性なビヒクルである。賦形剤は、液体でも固体でもよく、核酸と所定の薬学的組成物の他の成分とが組み合わされる場合、所望のバルク、粘稠度などが提供されるように考慮して計画された投与様式によって選択され得る。代表的な薬学的キャリアとしては、以下が挙げられるが、これらに限定されない:結合剤(例えば、予めゼラチン化したトウモロコシデンプン、ポリビニルピロリドンまたはヒドロキシプロピルメチルセルロースなど);充填剤(例えば、ラクトースおよび他の糖、微結晶性セルロース、ペクチン、ゼラチン、硫酸カルシウム、エチルセルロース、ポリアクリレートまたはリン酸水素カルシウムなど);滑沢剤(例えば、ステアリン酸マグネシウム、タルク、シリカ、コロイド状二酸化ケイ素、ステアリン酸、ステアリン酸金属、水素化植物油、トウモロコシデンプン、ポリエチレングリコール、安息香酸ナトリウム、酢酸ナトリウムなど);崩壊剤(例えば、デンプン、デンプングリコール酸ナトリウムなど);および湿潤剤(例えば、ラウリル硫酸ナトリウムなど)。
核酸と有害に反応しない、非腸管外投与に適切な薬学的に受容可能な有機賦形剤または無機賦形剤もまた、本発明の組成物を処方するために使用され得る。適切な薬学的に受容可能なキャリアとしては、以下が挙げられるが、これらに限定されない:水、塩溶液、アルコール、ポリエチレングリコール、ゼラチン、ラクトース、アミロース、ステアリン酸マグネシウム、タルク、ケイ酸、粘性パラフィン、ヒドロキシメチルセルロース、ポリビニルピロリドンなど。
核酸の局所投与のための処方物としては、以下が挙げられ得る:滅菌水溶液および非滅菌水溶液、アルコールのような一般的な溶媒中の非水溶液、または液体油ベースもしくは固体油ベース中の核酸溶液。これらの溶液はまた、緩衝剤、希釈剤、および他の適切な添加剤を含み得る。核酸と有害な反応をしない、非腸管外投与に適切な薬学的に受容可能な有機賦形剤または無機賦形剤が、使用され得る。
適切な薬学的に受容可能な賦形剤としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない:水、塩溶液、アルコール、ポリエチレングリコール、ゼラチン、ラクトース、アミロース、ステアリン酸マグネシウム、タルク、ケイ酸、粘性パラフィン、ヒドロキシメチルセルロース、ポリビニルピロリドンなど。
(拍動性送達)
本発明の化合物はまた、拍動性送達によって投与され得る。「拍動性送達」とは、浸透増強剤と組み合わせた薬物の第1のパルスと浸透増強剤の第2のパルスを送達して、浸透増強剤の第1のパルスでの放出の際に吸収されない薬物の吸収を促進する薬学的処方物をいう。
本発明の1つの実施形態は、腸の薬物吸収を増強するための遅延放出経口処方物であり、この処方物は、以下:
(a)上記薬物と浸透増強剤とを含有するキャリア粒子の第1の集団であって、上記薬物および上記浸透増強剤は、腸の第1の位置において放出される、第1の集団;ならびに
(b)浸透増強剤と遅延放出コーティングもしくはマトリクスとを含有するキャリア粒子の第2の集団であって、浸透増強剤が第1の位置よりも下流にある腸の第2の位置において放出され、それによって、薬物が第2の位置に到達する場合に、薬物の吸収を増強する、第2の集団
を含む。
あるいは、(a)および(b)における浸透増強剤は別個のものである。
この増強は、少なくとも2つのキャリア粒子の集団をカプセル化することによって得られる。キャリア粒子の第1の集団は、生物学的に活性な物質および浸透増強剤を含み、そして、キャリア粒子の第2の(そして必要に応じて追加の)集団は、浸透増強剤および遅延放出コーティングもしくはマトリクスを含む。
経口投与された薬物に適用する「初回通過効果」は、胃酸および種々の消化酵素の作用による分解である。初回通過効果を緩和する1つの手段は、薬物の投与用量を増やし、それによって、薬物の集団の初回通過クリアランスに対する損失を補うことである。このことは、例えば、単純に、より多くの薬物を動物に与えることによってi.v.投与で容易に達成され得るが、他の因子が、非経口手段により投与される薬物のバイオアベイラビリティに影響を及ぼす。例えば、薬物は、消化管もしくは血流において酵素的もしくは化学的に分解され得、そして/または、種々の粘膜に対して不浸透性もしくは半透性であり得る。
これらの薬学的組成物は、直腸、膣、鼻腔もしくは肺の経路を介して投与される場合に、生物学的に活性な物質の吸収を増強し得ることがまた意図される。生物学的に活性な物質の放出は、腸管の任意の部分において達成され得ることがまた意図される。
オリゴヌクレオチドの液体薬学的組成物は、適切なビヒクル(例えば、滅菌の発熱物質を含まない水または生理食塩水溶液)とオリゴヌクレオチドを合わせることによって調製され得る。他の治療用化合物が、必要に応じて含められ得る。
本発明はまた、固体粒子状組成物の使用を意図する。このような組成物は、好ましくは、吸入可能なサイズのオリゴヌクレオチドの粒子を含む。このような粒子は、例えば、従来の手段により、乳鉢および乳棒を用いて、乾燥オリゴヌクレオチドをすりつぶし、次いで、得られた粉末組成物を、400メッシュ篩を通して大きな粒子および塊を分離することによって調製され得る。活性なオリゴヌクレオチドから構成される固体粒子状組成物は、必要に応じて、エアロゾルの形成を促進するように機能する分散剤(例えば、ラクトース)を含み得る。
本発明に従って、オリゴヌクレオチド組成物が、エアロゾル化され得る。液体粒子のエアロゾル化は、ネブライザーのような任意の適切な手段によって生成され得る。例えば、米国特許第4,501,729号を参照のこと。ネブライザーは、溶液もしくは懸濁液を、狭いベンチュリオリフィスを通る圧縮ガス(代表的には空気もしくは酸素)の加速によってか、または、超音波振動によって、治療用エアロゾルミストに変換する、市販のデバイスである。適切なネブライザーとしては、PARI LC PLUS,PARI DURA−NEB 2000,PARI−BABY Size,PARI PRONEB Compressor with LC PLUS,PARI WALKHALER Compressor/Nebulizer System,PARI LC PLUS Reusable NebulizerおよびPARI LC Jet+eNebulizerの名でBlaireより販売されているものが挙げられる。
ネブライザーにおいて使用するための例示的な処方物は、滅菌の発熱物質を含まない水または生理食塩水溶液のような液体中のオリゴヌクレオチドから構成され、ここで、このオリゴヌクレオチドは、処方物の約40%w/wまでを構成する。好ましくは、オリゴヌクレオチドは、20%w/w未満を構成する。所望される場合、保存料(例えば、メチルヒドロキシ安息香酸エステル)、抗酸化剤および矯味剤のようなさらなる添加物が、この組成物に添加され得る。
オリゴヌクレオチドを含む固体粒子は、当該分野で公知の任意の固体粒子状医薬のエアロゾル生成器を用いてエアロゾル化され得る。このようなエアロゾル生成器は、上記のように吸入可能な粒子を生成し、そしてさらに、エアロゾルの単位容量あたりの再現性の定量を生成する。適切な固体粒子状エアロゾル生成器としては、吸入器および定量吸入器が挙げられる。定量吸入器は、当該分野で用いられ、本発明において有用である。
好ましくは、液体もしくは固体のエアロゾルが、約10〜150リットル/分の速度、より好ましくは、約30〜150リットル/分の速度、そして最も好ましくは約60リットル/分の速度で生成される。
生物学的に活性な物質のバイオアベイラビリティの増強はまた、組成物の経口投与および本発明の方法によって達成される。用語「バイオアベイラビリティ」とは、非経口の投与様式を用いて、動物に薬物を導入する場合に、投与される薬物のどの部分が循環系に到達するかの指標をいう。
浸透増強剤としては、以下が挙げられるがこれらに限定されない:界面活性剤、脂肪酸、胆汁酸、キレート化剤および非キレート化非界面活性分子のような分子分類のメンバー(Leeら、Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems,1991,p.92)。キャリアは、本発明の組成物内に含められて、生物利用可能な薬物のレベルの減少を生じるプロセスを妨害し得る、不活性な分子である。
(他の成分)
本発明の組成物は、薬学的組成物中に慣習的に見出される他のアジュバント成分を、当該分野で確立された使用レベルでさらに含み得る。したがって、例えば、組成物は、さらなる適合性の薬学的に活性な物質(例えば、かゆみ止め、収れん薬、局所麻酔剤または抗炎症剤)を含み得るか、あるいは本発明の組成物の、種々の投薬形態を生理学的に処方することにおいて有用なさらなる物質(例えば、色素、矯味剤、保存剤、酸化防止剤、乳白剤、増粘剤および安定剤)を含み得る。しかし、このような材料は、添加される場合に、本発明の組成物の成分の生物学的活性を過度に阻害するべきではない。これらの処方物は、安定化され得、そして所望される場合、処方物の核酸と有害に相互作用しない補助剤(例えば、滑沢剤、保存剤、安定剤、湿潤剤、乳化剤、浸透圧に影響する塩、緩衝剤、着色料、矯味物質および/または芳香物質など)と混合され得る。
水性懸濁液は、懸濁液の粘性を増加させる物質(例えば、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ソルビトールおよび/またはデキストランが挙げられる)を含み得る。懸濁液はまた、安定剤を含み得る。
本発明の特定の実施形態は、(a)1つ以上のアンチセンス化合物、および(b)1つ以上の他の化学療法剤(これは、非アンチセンス機構によって機能する)を含む薬学的組成物を提供する。このような化学療法剤の例としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない:ダウノルビシン、ダウノマイシン、ダクチノマイシン、ドキソルビシン、エピルビシン、イダルビシン、エソルビシン、ブレオマイシン、マホスファミド(mafosfamide)、イホスファミド、シトシンアラビノシド、ビス−クロロエチルニトロソウレア(bis−chloroethylnitrosurea)、ブスルファン、マイトマイシンC、アクチノマイシンD、ミトラマイシン、プレドニゾン、ヒドロキシプレゲステロン、テストステロン、タモキシフェン、ダカルバジン、プロカルバジン、ヘキサメチルメラミン、ペンタメチルメラミン、ミトキサントロン、アムサクリン、クロラムブシル、メチルシクロへキシルニトロソウレア(methylcyclohexylnitrosurea)、ナイトロジェンマスタード、メルファラン、シクロホスファミド、6−メルカプトプリン、6−チオグアニン、シタラビン、5−アザシチジン、ヒドロキシウレア、デオキシコホルマイシン(deoxycoformycin)、4−ヒドロキシペルオキシシクロホスホラミド、5−フルオロウラシル(5−FU)、5−フルオロデオキシウリジン(5−FUdR)、メトトレキサート(MTX)、コルヒチン、タキソール、ビンクリスチン、ビンブラスチン、エトポシド(VP−16)、トリメトレキサート、イリノテカン(irinotecan)、トポテカン(topotecan)、ゲムシタビン、テニポシド、シスプラチンおよびジエチルスチルベストロール(diethylstilbestrol(DES))。一般的に、The Merck Manual of Diagnosis and Therapy、第15版、1987、1206−1228頁、Berkowら編、Rahway,N.J.を参照のこと。本発明の化合物と共に使用される場合、このような化学療法剤は、別個に(例えば、5−FUおよびオリゴヌクレオチド)か、連続して(例えば、一定時間の5−FUおよびオリゴヌクレオチド、引き続いてMTXおよびオリゴヌクレオチド)か、あるいは1つ以上の他のこのような化学療法剤と組み合わせて(例えば、5−FU、MTXおよびオリゴヌクレオチド、または5−FU、放射線療法およびオリゴヌクレオチド)使用され得る。抗炎症薬物(非ステロイド抗炎症薬物およびコルチコステロイドが挙げられるが、これらに限定されない)、ならびに抗ウイルス薬物(リビビリン(ribivirin)、ビダラビン、アシクロビルおよびガンシクロビルが挙げられるが、これらに限定されない)もまた、本発明の組成物と組み合わされ得る。一般的に、The Merck Manual of Diagnosis and Therapy、第15版、Berkowら編、1987、Rahway,N.J.、それぞれ、2499−2506頁および46−49頁を参照のこと。他の非アンチセンス化学療法剤もまた、本発明の範囲内である。2つ以上組み合わせた化合物は、一緒にか、または連続して使用され得る。
別の関連する実施形態において、本発明の組成物は、第1核酸に標的化された1つ以上のアンチセンス化合物(特にオリゴヌクレオチド)、および第2核酸標的に標的化された1つ以上のさらなるアンチセンス化合物を含み得る。アンチセンス化合物の多数の例は、当該分野で公知である。2つ以上組み合わせた化合物は、一緒にか、または連続して使用され得る。
治療組成物の処方およびそれに続く投与は、当業者の技術の範囲内と考えられる。投与は、処置されるべき疾患状態の重篤度および応答性に依存して、数日から数ヶ月間まで続く処置過程で、あるいは治癒がもたらされるか、または疾患状態の縮小が達成されるまで続く。最適な投与スケジュールは、患者の身体における薬物蓄積の測定から計算され得る。当業者は、最適な投薬量、投与方法および繰り返し率を容易に決定し得る。最適な投薬は、個々のオリゴヌクレオチドの相対的な効力に非常に依存し得、そして一般的に、インビトロおよびインビボ動物モデルにおいて有効であることが見出されたEC50に基づいて評価され得る。一般的に、投薬量は、体重1kgあたり0.01μg〜100gであり、そして1日に1回以上、一週間に1回以上、一ヶ月に1回以上、もしくは1年に1回以上、または2年〜20年ごとに1回、与えられ得る。当業者は、測定された、身体の流体または組織における薬物の滞留時間および濃度に基づいて、投与のための繰り返し率を容易に決定し得る。首尾よい処置の後、患者は、疾患状態の再発を予防するために維持療法を受けることが所望され得、ここで、このオリゴヌクレオチドは、維持用量(体重1kgあたり0.01μg〜100g、1日に1回以上〜20年毎に1回の範囲)で投与される。
(併用療法)
本発明はまた、併用療法の方法も提供し、この方法において、1種以上の本発明の化合物および1種以上の他の治療/予防用化合物が投与されて、本明細書中に記載されるような状態および/または疾患状態を処置する。種々の局面において、本発明の化合物および治療/予防用化合物は、混合物として同時に投与されるか、または別々に投与される。1つの局面において、投与経路は、本発明の化合物および治療/予防用化合物について同じであるが、別の局面において、本発明の化合物および治療/予防用化合物は、異なる投与経路によって投与される。1つの実施形態において、本発明の化合物および治療/予防用化合物の投薬量は、別々に投与される場合に、各化合物について治療有効もしくは予防有効な量である。あるいは、併用投与は、別々に投与される場合の治療効果もしくは予防効果を達成するために必要とされるよりも低い投薬量の使用を可能にし、そして、このような方法は、化合物の用量を減らすことの1種以上の副作用を減らすことにおいて有用である。
1つの局面において、本発明の化合物、およびある状態を処置する際に有効な1種以上の他の治療/予防用化合物が投与され、ここで、両方の化合物が、同じかまたは異なる機構により作用する。治療/予防用化合物としては以下が挙げられるがこれらに限定されない:胆汁酸金属イオン封鎖樹脂(例えば、コレスチラミン、コレスチポールおよびコレセベラム塩酸塩(colesevelam hydrochloride))、HMGCoA−レダクターゼインヒビター(例えば、ロバスタチン、セリバスタチン、プレバスタチン、アトルバスタチン(atorvastatin)、シンバスタチンおよびフルバスタチン)、ニコチン酸、フィブリン酸誘導体(例えば、クロフィブレート、ゲムフィブロジル、フェノフィブレート、ベザフィブレートおよびシプロフィブレート)、プロブコール、ネオマイシン、デキストロチロキシン、植物−スタノールエステル(plant−stanol ester)、コレステロール吸収インヒビター(例えば、エゼチミブ(ezetimibe))、インプリタピド(implitapide)、胆汁酸トランスポーターのインヒビター(先端の(apical)ナトリウム依存性胆汁酸トランスポーター)、肝臓CYP7aのレギュレーター、エストロゲン置換療法(例えば、タモキシゲン)、および抗炎症剤(例えば、糖質コルチコイド)。
従って、本発明はさらに、本明細書中に記載される疾患もしくは状態の処置および/または予防のための医薬の製造における、本発明の化合物および本明細書中に記載される1種以上の他の治療/予防用化合物の使用を提供する。
(標的化送達)
別の局面において、本発明の化合物を、体内の特定の組織、器官または位置に標的化するための方法が提供される。例示的な標的としては、肝臓、肺、腎臓、心臓および血管内のアテローム性動脈硬化プラークが挙げられる。化合物を標的化する方法は、当該分野で周知である。
1つの実施形態において、化合物は、直接投与もしくは局所投与によって標的化される。例えば、血管を標的化する場合、化合物は、例えば、単一バルーンもしくは二重バルーンのカテーテルによって、脈管の管腔の内側から管の関連部位に直接投与されるか、または、例えば、Simonsら、Nature 359:67−70(1992)によって記載された肺ゲルシステムによって化合物の徐放を補助する物質を含む外膜を通して投与される。化合物の脈管への局所送達のための他の徐放技術としては、化合物を用いるステントのコーティングが挙げられる。アンチセンス化合物の血管への送達方法は、米国特許第6,159,946号に記載され、この特許は、その全体が参考として援用される。
特定の組織または器官を標的化する場合、化合物は、その組織もしくは器官の中またはその周囲に投与され得る。例えば、米国特許第6,547,787号(その全体が参考として本明細書中に援用される)は、治療剤を心臓に標的かするための方法およびデバイスを開示する。1つの局面において、投与は、組織もしくは器官につながる血管への直接注射または注射によって生じる。例えば、肝臓を標的化する場合、化合物は、門脈を解する注射または注入によって投与され得る。
別の局面において、化合物を標的化する方法が提供され、この方法は、1種以上の細胞型による化合物の取り込みを指向する薬剤とこの化合物を会合させる工程を包含する。例示的な薬剤としては、例えば、米国特許第6,495,532号(その開示は、その全体が参考として本明細書中に援用される)に記載されるような抗体、細胞表面レセプター、細胞表面レセプターに対するリガンド、ポリッリポサッカリド、薬物、ホルモン、ハプテン、特異的な脂質および核酸のような、器官特異的もしくは組織特異的標的か部分と一般に組み合せられる、脂質および脂質ベースの構造(例えば、リポソーム)が挙げられる。米国特許第5,399,331号(その開示は、その全体が参考として本明細書中に援用される)は、少なくとも1腫のマレイミド基とアミノ反応性機能を有する架橋化剤の使用による、タンパク質のリポソームへのカップリングを記載する;米国特許第4,885,172号、同第5,059,421号および同第5,171,578号(これらの開示は、その全体が参考として本明細書中に援用される)は、糖タンパク質ストレプトアビジンの使用によってタンパク質をリポソームに連結すること、そして、標的化リポソームをポリサッカリドを用いてコーティングすることを記載する。他の脂質ベースの標的化剤としては、例えば、米国特許第6,217,886号(その開示は、その全体が参考として本明細書中に援用される)に記載されるようなミセル生成物および結晶性生成物が挙げられる。
別の局面において、標的化剤としては、米国特許第4,818,542号(その開示は、その全体が参考として本明細書中に援用される)に記載されるような、加水分解可能なエステル結合を含むコポリマーおよびホモポリマーのポリエステルに由来する多孔性のポリマーミクロスフェアが挙げられる。代表的なポリエステルとしては、ポリグリコール酸(PGA)およびポリ乳酸(PLA)、ならびに、グリコリドおよびL(−ラクチド)のコポリマー(PGL)が挙げられ、これらは、ヒトに対して低い毒性を示し、生分解性である点で、本発明の方法および組成物に特に適している。ミクロスフェアのポリマーマトリクスとして利用される特定のポリエステルまたは他のポリマーもしくはコポリマーは、重要ではなく、種々のポリマーが、所望の多孔度、粘度、形状およびサイズ分布に依存して利用され得る。他の生分解性もしくは生物腐食性のポリマーもしくはコポリマーとしては、例えば、以下が挙げられる:ゼラチン、デンプン、アラビノガラクタン、アルブミン、コラーゲン、天然および合成の物質もしくはポリマー(例えば、ポリ(ε-カプロラクトン)、ポリ(ε-カプロラクトン−CO−乳酸)、ポリ(ε−カプロラクトン−CO−グリコール酸)、ポリ(β−ヒドロキシ酪酸)、ポリエチレンオキシド、ポリエチレン、ポリ(アルキル−2−シアノアクリレート)(例えば、メチル、エチル、ブチル)、ヒドロゲル(例えば、ポリ(ヒドロキシエチルメタクリレート))、ポリアミド(例えば、ポリアクリルアミド)、ポリ(アミノ酸)(すなわち、L−ロイシン、L−アスパラギン酸、β−メチル−L−アスパラギン酸、β−ベンジル−L−アスパラギン酸塩、グルタミン酸)、ポリ(2−ヒドロキシエチルDL−アスパラギン酸アミド)、ポリ(エステルウレア)、ポリ(L−フェニルアラニン/エチレングリコール/1,6−ジイソシアナトヘキサン)およびポリ(メチルメタクリレート))。標的化送達に適切な例示的な天然および合成のポリマーは、容易に市販に入手可能であるか、または、適切なモノマーもしくはコモノマーもしくはオリゴマーからの縮合重合反応によって得られ得るかのいずれかである。
なお別の実施形態において、米国特許第6,562,864号(その開示は、その全体が参考として本明細書中に援用される)は、カテキン(エピおよび他の炭素カチオン性アイソマーおよびその誘導体を含む)を記載し、これは、モノマー、ダイマーおよび高次のマルチマーとして、求核性かつカチオン性生物活性薬剤と、送達薬剤としての使用のための複合体を形成し得る。カテキンマルチマーは、脈管内皮内、および細胞膜/細胞小器官膜上に存在するものなどの極性タンパク質に対して強い親和性を有し、そして、インビボで選択された部位へと生物活性薬剤を標的化送達するために特に有用である。脈管の疾患および障害(例えば、アテローム性動脈硬化症および冠動脈疾患)の処置において、送達性薬剤としては、持続性カテキンマルチマー(カテキンと窒素含有部分(例えばアンモニア)との間の反応から形成されるアミド化カテキンマルチマーを含む)が挙げられる。
本発明の他の標的化ストラテジーとしては、米国特許第6,433,012号(その開示は、その全体が参考として本明細書中に援用される)に記載されるようなADEPT(抗体指向型酵素プロドラッグ療法)、GDEPT(遺伝子指向型EPT)およびVDEPT(ウイルス指向型EPT)が挙げられる。
本発明はさらに、標的化送達のための医療用デバイスおよびキットを提供し、ここで、このデバイスは、例えば、シリンジ、ステントまたはカテーテルである。キットは、化合物を投与するためのデバイス、および本発明の化合物を含む容器を備える。1つの局面において、化合物は、デバイスに予め充填されている。他の実施形態において、キットは、化合物の投与方法および投薬量のための指示書を提供する。アンチセンス化合物を送達するための医療用デバイスおよびキットを記載する米国特許としては、米国特許第6,368,356;6,344,035号;同第6,344,028号;同第6,287,285号;同第6,200,304号;同第5,824,049号;同第5,749,915号;同第5,674,242号;同第5,670,161号;同第5,609,629号;同第5,593,974号;および同第5,470,307号(これら全ては、その全体が参考として本明細書中に援用される)が挙げられる。
本発明は、特定の実施形態に従って特異性を伴って記載されてきたが、以下の実施例は、本発明を例示するためだけに機能し、そして、本発明を制限することを意図しない。
(実施例1)
(オリゴヌクレオチド合成のためのヌクレオシドホスホルアミダイト)
(デオキシアミダイトおよび2’−アルコキシアミダイト)
2’−デオキシβ−シアノエチルジイソプロピルホスホルアミダイトおよび2’−メトキシβ−シアノエチルジイソプロピルホスホルアミダイトを、業者(例えば、Chemgenes,Needham,MA、またはGlen Research,Inc.、Sterling,Va.)から購入した。他の2’−O−アルコキシ置換されたヌクレオシドアミダイトを、米国特許第5,506,351号(本明細書中に参考として援用される)に記載されたように調製する。2’−アルコキシアミダイトを使用して合成されたオリゴヌクレオチドについて、テトラゾールおよび塩基のパルス送達後の待ち工程を360秒まで長くしたことを除いて、非改変オリゴヌクレオチドについての標準的なサイクルを利用した。
5−メチル−2’−デオキシシチジン(5−Me−C)ヌクレオチドを含むオリゴヌクレオチドを、公開された方法(Sanghvi et al.、Nucleic Acids Research、1993、21、3197−3203)に従って、市販のホスホルアミダイト(Glen Research,Sterling,VA,またはChemGenes,Needham,MA)を使用して、合成した。
(2’−フルオロアミダイト)
(2’−フルオロデオキシアデノシンアミダイト)
2’−フルオロオリゴヌクレオチドを、以前に記載されるように[Kawasakiら,J.Med.Chem.,1993,36,831−841および米国特許第5,670,633号(本明細書中に参考として援用される)]合成した。簡潔には、保護ヌクレオシドN6−ベンゾイル−2’−デオキシ−2’−フルオロアデノシンを、文献の手順を改変し、それによりこの2’−α−フルオロ原子を2’−β−トリチル基のS2−置換により導入することによって、出発物質として市販の9−β−D−アラビノフラノシルアデニンを利用して合成した。従って、N6−ベンゾイル−9−β−D−アラビノフラノシルアデニンを、3’,5’−ジテトラヒドロピラニル(THP)中間体として、中程度の収量において選択的に保護した。THP基およびN6−ベンゾイル基の脱保護を、標準的な方法論を使用して達成し、そして標準的な方法を使用して、5’−ジメトキシトリチル(DMT)中間体および5’−DMT−3’−ホスホルアミダイト中間体を得た。
(2’−フルオロデオキシグアノシン)
2’−デオキシ−2’−フルオログアノシンの合成を、テトライソプロピルジシロキサニル(TPDS)保護9−β−D−アラビノフラノシルグアニンを出発物質として使用して、その中間体ジイソブチリルアラビノフラノシルグアノシンへの変換により達成した。TPDS基の脱保護の次に、そのヒドロキシル基をTHPで保護して、ジイソブチリルジ−THP保護アラビノフラノシルグアニンを得た。選択的O−脱アシル化およびトリフレート化(triflation)の次に、フッ素で粗製生成物を処理し、次いで、THP基の脱保護を行った。
標準的な方法論を使用して、その5’−DMT−ホスホルアミダイトおよび5’−DMT−3’−ホスホルアミダイトを得た。
(2’−フルオロウリジン)
2’−デオキシ−2’−フルオロウリジンの合成を、文献の手順の改変によって達成した。この手順において、2,2’−無水−1−β−D−アラビノフラノシルウラシルを、70% フッ化水素−ピリジンで処理した。標準的な手順を使用して、その5’−DMTホスホルアミダイトおよび5’−DMT−3’ホスホルアミダイトを得た。
(2’−フルオロデオキシシチジン)
2’−デオキシ−2’−フルオロシチジンを、2’−デオキシ−2’−フルオロウリジンのアミノ化を介して合成し、続いて、選択的に保護して、N4−ベンゾイル−2’−デオキシ−2’−フルオロシチジンを得た。標準的な手順を使用して、その5’−DMTホスホルアミダイトおよび5’−DMT−3’ホスホルアミダイトを得た。
(2’−O−(2−メトキシエチル)修飾アミダイト)
2’−O−メトキシエチル置換ヌクレオシドアミダイトを以下のように調製するか、または代わりに、Martin,P.,Helvetica Chimica Acta,1995,78,486−504の方法に従って調製する。
(2,2’−無水[1−(β−D−アラビノフラノシル)−5−メチルウリジン])
5−メチルウリジン(Yamasa,Choshi,Japanから市販されるリボシルチミン)(72.0g、0.279M)、ジフェニルカーボネート(90.0g、0.420M)および重炭酸ナトリウム(2.0g、0.024M)をDMF(300mL)に添加した。この混合物を、攪拌しながら加熱して還流し、発生した二酸化炭素ガスを制御された様式にて放出させた。1時間後、わずかに色が濃くなった溶液を、減圧下で濃縮した。この得られたシロップを、攪拌しながらジエチルエーテル(2.5L)に注いだ。この生成物はガム状物質を形成した。エーテルをデカントし、残渣を、最小量のメタノール(約400mL)に溶解した。この溶液を、新たなエーテル(2.5L)に注いで、硬いガム状物質を得た。このエーテルをデカントし、このガム状物質を、真空オーブンで乾燥して(60℃、1mmHgにて24時間)、固体を得、これを、淡い黄褐色粉末(57g、85%粗収率)に粉にした。そのNMRスペクトルは、その構造と一致し、そのナトリウム塩としてフェノールが混入していた(約5%)。さらなる反応のために、この物質を使用した(または酢酸エチル中のメタノール勾配(10〜25%)を使用するカラムクロマトグラフィーによりさらに精製されて、白色固体を獲得し得る(mp 222〜4℃))。
(2’−O−メトキシエチル−5−メチルウリジン)
2,2’−無水−5−メチルウリジン(195g、0.81M)、トリス(2−メトキシエチル)ボレート(231g、0.98M)および2−メトキシエタノール(1.2L)を、2Lのステンレス鋼圧力容器に添加し、予め加熱した160℃の油浴に入れた。155〜160℃にて48時間加熱した後、この容器を開け、その溶液を乾燥するまでエバポレートし、MeOH(200mL)で摩砕した。その残渣を、熱アセトン(1L)中に再懸濁した。不溶性の塩を濾過し、アセトン(150mL)で洗浄し、濾液をエバポレートした。その残渣(280g)をCHCN(600mL)中に溶解し、エバポレートした。シリカゲルカラム(3kg)を、0.5% EtNHを含有するCHCl/アセトン/MeOH(20:5:3)中にパックした。残渣を、CHCl(250mL)中に溶解し、このカラムに装填する前に、シリカ(150g)に吸着させた。生成物を、パックした溶媒を用いて溶出して、160g(63%)の生成物を得た。さらなる物質を、不純物質画分を、再度作業することにより得た。
(2’−O−メトキシエチル−5’−O−ジメトキシトリチル−5−メチルウリジン)
2’−O−メトキシエチル−5−メチルウリジン(160g、0.506M)を、ピリジン(250mL)とともに同時にエバポレートし、その乾燥した残渣を、ピリジン(1.3L)中に溶解した。ジメトキシトリチルクロリド(94.3g、0.278M)の第1のアリコートを添加し、その混合物を、室温にて1時間攪拌した。ジメトキシトリチルクロリドの第2のアリコート(94.3g、0.278M)を添加し、その反応系を、さらに1時間攪拌した。次いで、メタノール(170mL)を添加して、その反応系を停止させた。HPLCにより、約70%の生成物の存在が示された。その溶媒をエバポレートし、CHCN(200mL)で摩砕した。その残渣を、CHCl(1.5L)中に溶解し、2×500mLの飽和NaHCOおよび2×500mLの飽和NaClで抽出した。その有機相をNaSOで乾燥し、濾過し、エバポレートした。275gの残渣を得た。この残渣を、充填され、0.5% EtNHを含有するEtOAc/ヘキサン/アセトン(5:5:1)で溶出される3.5kgのシリカゲルカラムで精製した。この純粋画分をエバポレートして、164gの生成物を得た。さらに約20gを、不純物質画分から得て、合計収量183g(57%)を得た。
(3’−O−アセチル−2’−O−メトキシエチル−5’−O−ジメトキシトリチル−5−メチルウリジン)
2’−O−メトキシエチル−5’−O−ジメトキシトリチル−5−メチルウリジン(106g、0.167M)、DMF/ピリジン(562mLのDMFと188mLのピリジンから調製した、750mLの3:1混合物)および、無水酢酸(24.38mL、0.258M)を合わせ、室温にて24時間攪拌した。この反応系を、最初にMeOHの添加によりTLCサンプルをクエンチすることによって、TLCによりモニターした。TLCにより判断した場合に、反応が完了した際に、MeOH(50mL)を添加し、この混合物を、35℃でエバポレートした。その残渣を、CHCl(800mL)中に溶解し、2×200mLの飽和重炭酸ナトリウムおよび2×200mLの飽和NaClで抽出した。その水層を、200mLのCHClで逆抽出(back extract)した。合わせた有機物質を、硫酸ナトリウムで乾燥し、エバポレートして、122gの残渣(約90%生成物)を得た。その残渣を、3.5kgのシリカゲルカラムで精製し、EtOAc/ヘキサン(4:1)を使用して溶出した。純粋な生成物画分をエバポレートして、96g(84%)を得た。さらに1.5gを残りの画分から回収した。
(3’−O−アセチル−2’−O−メトキシエチル−5’−O−ジメトキシトリチル−5−メチル−4−トリアゾールウリジン)
第1の溶液を、CHCN(700mL)中に3’−O−アセチル−2’−O−メトキシエチル−5’−O−ジメトキシトリチル−5−メチルウリジン(96g、0.144M)を溶解することによって調製し、とっておいた。トリエチルアミン(189mL、1.44M)を、CHCN(1L)中のトリアゾール(90g、1.3M)の溶液に添加し、−5℃まで冷却し、オーバーヘッドスターラーを用いて0.5時間攪拌した。0〜10℃に維持した攪拌溶液に30分かけてPOClを滴下し、得られた混合物を、さらに2時間攪拌した。第1の溶液を、後者の溶液に45分かけて滴下した。得られた反応混合物を低温室に一晩保存した。塩を反応混合物から濾過し、その溶液をエバポレートした。その残渣をEtOAc(1L)に溶解し、不溶性固体を、濾過により除去した。その濾液を、1×300mLのNaHCOおよび2×300mLの飽和NaClで洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥し、エバポレートした。その残渣を、EtOAcで粉砕して、標題化合物を得た。
(2’−O−メトキシエチル−5’−O−ジメトキシトリチル−5−メチルシチジン)
ジオキサン(500mL)およびNHOH(30mL)中の3’−O−アセチル−2’−O−メトキシエチル−5’−O−ジメトキシトリチル−5−メチル−4−トリアゾールウリジン(103g、0.141M)の溶液を、室温にて2時間攪拌した。このジオキサン溶液をエバポレートし、その残渣を、MeOH(2×200mL)で共沸した。その残渣をMeOH(300mL)中に溶解し、2lのステンレス鋼圧力容器に移した。NHガスで飽和させたMeOH(400mL)を添加し、この容器を、100℃まで2時間加熱した(TLCにより、完全な変換が示された)。この容器の内容物を、乾燥するまでエバポレートし、その残渣を、EtOAc(500mL)中に溶解し、飽和NaCl(200mL)で1回洗浄した。この有機物質を硫酸ナトリウムで乾燥し、溶媒をエバポレートして、85g(95%)の標題化合物を得た。
(N4−ベンゾイル−2’−O−メトキシエチル−5’−O−ジメトキシトリチル−5−メチルシチジン)
2’−O−メトキシエチル−5’−O−ジメトキシトリチル−5−メチル−シチジン(85g、0.134M)をDMF(800mL)中に溶解し、無水安息香酸(37.2g、0.165M)を攪拌しながら添加した。3時間攪拌した後、TLCにより、反応が約95%完了したことが示された。溶媒をエバポレートし、その残渣をMeOH(200mL)で共沸した。残渣をCHCl(700mL)中に溶解し、飽和NaHCO(2×300mL)および飽和NaCl(2×300mL)で抽出し、MgSOで乾燥し、エバポレートして、残渣(96g)を得た。その残渣を、溶出溶媒として0.5% EtNHを含有するEtOAc/ヘキサン(1:1)を使用して1.5kgのシリカカラムでクロマトグラフィーにかけた。純粋な生成物画分をエバポレートして、90g(90%)の標題化合物を得た。
(N4−ベンゾイル−2’−O−メトキシエチル−5’−O−ジメトキシトリチル−5−メチルシチジン−3’−アミダイト)
N4−ベンゾイル−2’−O−メトキシエチル−5’−O−ジメトキシトリチル−5−メチルシチジン(74g、0.10M)を、CHCl(1L)中に溶解した。テトラゾールジイソプロピルアミン(7.1g)および亜リン酸2−シアノエトキシ−テトラ(イソプロピル)(40.5mL、0.123M)を、窒素雰囲気下で攪拌しながら添加した。得られた混合物を、室温にて20時間攪拌した(TLCにより、反応が95%完了したことが示された)。反応混合物を、飽和NaHCO(1×300mL)および飽和NaCl(3×300mL)で抽出した。この水性洗浄液を、CHCl(300mL)で逆抽出し、その抽出物を合わせて、MgSOで乾燥し、濃縮した。得られた残渣を、溶出溶媒としてEtOAc/ヘキサン(3:1)を使用して1.5kgのシリカカラムでクロマトグラフィーにかけた。純粋画分を合わせて、90.6g(87%)の標題化合物を得た。
(2’−O−(アミノオキシエチル)ヌクレオシドアミダイトおよび2’−O−(ジメチルアミノオキシエチル)ヌクレオシドアミダイト)
(2’−(ジメチルアミノオキシエトキシ)ヌクレオシドアミダイト)
2’−(ジメチルアミノオキシエトキシ)ヌクレオシドアミダイト(当該分野で2’−O−(ジメチルアミノオキシエチル)ヌクレオシドアミダイトとしても公知)を、以下の段落に記載されるように調製する。アデノシン、シチジンおよびグアノシンのヌクレオシドアミダイトを、アデノシンおよびシチジンの場合には環外アミンをベンゾイル部分で保護し、グアノシンの場合にはイソブチリルで保護することを除いて、チミジン(5−メチルウリジン)と同様に調製する。
(5’−O−tert−ブチルジフェニルシリル−O−2’−無水−5−メチルウリジン)
−2’−無水−5−メチルウリジン(Pro.Bio.Sint.,Varese,Italy,100.0g、0.416mmol)、ジメチルアミノピリジン(0.66g、0.013当量、0.0054mmol)を、機械的に攪拌しながらアルゴン雰囲気下で周囲温度にて乾燥ピリジン(500ml)中に溶解した。tert−ブチルジフェニルクロロシラン(125.8g、119.0mL、1.1当量、0.458mmol)を一部添加した。その反応系を、周囲温度にて16時間攪拌した。TLC(Rf 0.22、酢酸エチル)により、完全な反応が示された。この溶液を、減圧下で濃オイルになるまで濃縮した。これを、ジクロロメタン(1L)と、飽和重炭酸ナトリウム(2×1L)と、ブライン(1L)との間で分配した。その有機層を硫酸ナトリウムで乾燥し、減圧下で濃オイルになるまで濃縮した。このオイルを、酢酸エチルとエチルエーテルの1:1混合物(600mL)中に溶解し、この溶液を−10℃まで冷却した。得られた結晶生成物を、濾過により回収し、エチルエーテル(3×200mL)で洗浄し、149g(74.8%)の白色固体になるまで乾燥した(40℃、1mmHg、24時間)。TLCおよびNMRは、純粋生成物と一致した。
(5’−O−tert−ブチルジフェニルシリル−2’−O−(2−ヒドロキシエチル)−5−メチルウリジン)
2Lのステンレス鋼の攪拌されない圧力反応器中に、テトラヒドロフラン(1.0M、2.0当量、622mL)中のボランを添加した。換気フードにおいて、手動で攪拌しながら、まず、水素ガスの蒸発が静まるまでエチレングリコール(350mL、過剰)を慎重に添加した。5’−O−tert−ブチルジフェニルシリル−O−2’−無水−5−メチルウリジン(149g、0.311mol)および重炭酸ナトリウム(0.074g、0.003当量)を、手動で攪拌しながら添加した。反応器を封鎖し、内部温度が160℃に達するまで油浴中で加熱し、次いで、16時間維持した(圧力<100psig)。この反応容器を周囲温度まで冷却し、開けた。TLC(所望の生成物についてRf 0.67およびara−T副生成物についてRf 0.82、酢酸エチル)により、生成物の約70%の変換が示された。さらなる副生成物形成を避けるために、反応を停止し、より極端な条件を、エチレングリコールを除去するために用いて、温水浴(40〜100℃)中、減圧下(10〜1mmHg)で濃縮した(あるいは、一旦、低温での溶媒沸騰を行い、残りの溶液を、酢酸エチルと水との間で分配し得る。その生成物は、有機相中にある)。その残渣を、カラムクロマトグラフィー(2kgのシリカゲル、1:1〜4:1の酢酸エチル−ヘキサン勾配)により精製した。適切な画分を合わせ、ストリッピングし(strip)、白色の砕けやすい泡沫(crisp foam)(84g、50%)、混入した出発物質(17.4g)および純粋な再利用可能な出発物質(20g)として生成物を乾燥した。出発物資、あまり純粋でない回収された出発物質に基づく収率は、58%であった。TLCおよびNMRは、99%の純粋物質と一致した。
(2’−O−([2−フタルイミドオキシ)エチル]−5’−t−ブチルジフェニルシリル−5−メチルウリジン)
5’−O−tert−ブチルジフェニルシリル−2’−O−(2−ヒドロキシエチル)−5−メチルウリジン(20g、36.98mmol)を、トリフェニルホスフィン(11.63g、44.36mmol)およびN−ヒドロキシフタルイミド(7.24g、44.36mmol)と混合した。次いで、これを、40℃にて2日間、高減圧下で、Pで乾燥した。この反応混合物を、アルゴンでフラッシュし、乾燥THF(369.8mL、Aldrich、しっかりした封鎖瓶)を添加して、透明な溶液を得た。ジエチル−アゾジカルボキシレート(6.98mL、44.36mmol)を、反応混合物に滴下した。添加速度を、得られた濃赤色の着色が、次の滴下の前にちょうど脱色されるように維持した。添加を完了した後、この反応系を4時間攪拌した。そのときまでには、TLCにより、反応の完了が示される(60:40の酢酸エチル:ヘキサン)。溶媒を、真空中でエバポレートした。得られた残渣を、フラッシュカラムに配置し、酢酸エチル:ヘキサン(60:40)で溶出して、2’−O−([2−フタルイミドオキシ)エチル]−5’−t−ブチルジフェニルシリル−5−メチルウリジンを白色泡沫(21.819g、86%)として得た。
(5’−O−tert−ブチルジフェニルシリル−2’−O−[(2−ホルムアドキシイミノオキシ(formadoximinooxy))エチル]−5−メチルウリジン)
2’−O−([2−フタルイミドオキシ)エチル]−5’−t−ブチルジフェニルシリル−5−メチルウリジン(3.1g、4.5mmol)を、乾燥CHCl(4.5mL)中に溶解し、メチルヒドラジン(300mL、4.64mmol)を−10℃〜0℃にて滴下した。1時間後、この混合物を濾過し、その濾液を、氷冷CHClで洗浄し、合わせた有機相を、水、ブラインで洗浄し、無水NaSOで乾燥した。この溶液を濃縮して、2’−O−(アミノオキシエチル)チミジンを得た。次いで、これを、MeOH(67.5mL)中に溶解した。これに、ホルムアルデヒド(20%水溶液、w/w、1.1当量)を添加し、得られた混合物を、1時間攪拌した。溶媒を、真空下で除去し;残渣をクロマトグラフィーにかけて、5’−O−tert−ブチルジフェニルシリル−2’−O−[(2−ホルムアドキシイミノオキシ)エチル]−5−メチルウリジンを白色泡沫(1.95g、78%)として得た。
(5’−O−tert−ブチルジフェニルシリル−2’−O−[N,N−ジメチルアミノオキシエチル]−5−メチルウリジン)
5’−O−tert−ブチルジフェニルシリル−2’−O−[(2−ホルムアドキシイミノオキシ)エチル]−5−メチルウリジン(1.77g、3.12mmol)を、乾燥MeOH(30.6mL)中の1M p−トルエンスルホン酸ピリジニウム(PPTS)の溶液に溶解した。シアノホウ化水素ナトリウム(0.39g、6.13mmol)を、10℃にて不活性雰囲気下でこの溶液に添加した。この反応混合物を、10℃にて10分間攪拌した。その後、反応容器を氷浴から取り出し、室温にて2時間攪拌し、この反応系を、TLC(CHCl中の5% MeOH)によりモニターした。NaHCO水溶液(5%、10mL)を添加し、酢酸エチル(2×20mL)で抽出した。酢酸エチル相を、無水NaSOで乾燥し、乾燥するまでエバポレートした。残渣を、MeOH(30.6mL)中の1M PPTSの溶液に溶解した。ホルムアルデヒド(20% w/w、30mL、3.37mmol)を添加し、この反応混合物を、室温にて10分間攪拌した。この反応混合物を、氷浴中で10℃まで冷却し、シアノホウ化水素ナトリウム(0.39g、6.13mmol)を添加し、反応混合物を、10℃にて10分間攪拌した。10分後、この反応混合物を、氷浴から取り出し、室温にて2時間攪拌した。この反応混合物に、5% NaHCO(25mL)溶液を添加し、酢酸エチル(2×25mL)で抽出した。酢酸エチル層を、無水NaSOで乾燥し、乾燥するまでエバポレートした。その得られた残渣を、フラッシュカラムクロマトグラフィーにより精製し、CHCl中の5% MeOHで溶出して、5’−O−tert−ブチルジフェニルシリル−2’−O−[N,N−ジメチルアミノオキシエチル]−5−メチルウリジンを白色泡沫(14.6g、80%)として得た。
(2’−O−(ジメチルアミノオキシエチル)−5−メチルウリジン)
トリエチルアミントリヒドロフルオリド(3.91mL、24.0mmol)を、乾燥THFおよびトリエチルアミン(1.67mL、12mmol、乾燥、KOHで維持)中に溶解した。次いで、トリエチルアミン−2HFのこの混合物を、5’−O−tert−ブチルジフェニルシラン−2’−O−[N,N−ジメチルアミノオキシエチル]−5−メチルウリジン(1.40g、2.4mmol)に添加し、室温にて24時間攪拌した。反応系を、TLC(CHCl中の5% MeOH)によりモニターした。溶媒を真空下で除去し、その残渣を、フラッシュカラムに配置し、CHCl中の10% MeOHで溶出して、2’−O−(ジメチルアミノオキシエチル)−5−メチルウリジン(766mg、92.5%)を得た。
(5’−O−DMT−2’−O−(ジメチルアミノオキシエチル)−5−メチルウリジン)
2’−O−(ジメチルアミノオキシエチル)−5−メチルウリジン(750mg、2.17mmol)を、Pで、高い減圧下で40℃にて一晩乾燥した。次いで、これを、無水ピリジン(20mL)とともに同時エバポレートした。得られた残渣を、アルゴン雰囲気下でピリジン(11mL)中に溶解した。4−ジメチルアミノピリジン(26.5mg、2.60mmol)、4,4’−ジメトキシトリチルクロリド(880mg、2.60mmol)を、この混合物に添加し、この反応混合物を、出発物質のすべてがなくなるまで、室温にて攪拌した。ピリジンを真空下で除去し、その残渣を、クロマトグラフィーにかけ、CHCl中の10% MeOH(数滴のピリジンを含有する)で溶出して、5’−O−DMT−2’−O−(ジメチルアミノ−オキシエチル)−5−メチルウリジン(1.13g、80%)を得た。
(5’−O−DMT−2’−O−(2−N,N−ジメチルアミノオキシエチル)−5−メチルウリジン−3’−[(2−シアノエチル)−N,N−ジイソプロピルホスホルアミダイト])
5’−O−DMT−2’−O−(ジメチルアミノオキシエチル)−5−メチルウリジン(1.08g、1.67mmol)を、トルエン(20mL)と同時エバポレートした。この残渣に、N,N−ジイソプロピルアミンテトラゾニド(0.29g、1.67mmol)を添加し、そして高い減圧下、40℃で一晩、P上で乾燥させた。次いで、この反応混合物を、無水アセトニトリル(8.4mL)に溶解し、そして2−シアノエチル−N,N,N,N−テトライソプロピルホスホルアミダイト(2.12mL、6.08mmol)を添加した。この反応混合物を、周囲温度で、4時間、不活性雰囲気下で撹拌した。この反応の進行を、TLC(ヘキサン:酢酸エチル 1:1)でモニタリングした。溶媒をエバポレートし、次いで、残渣を、酢酸エチル(70mL)に溶解し、そして5%NaHCO水溶液(40mL)で洗浄した。酢酸エチル層を、無水NaSOで乾燥し、そして濃縮した。得られた残渣を、クロマトグラフィー(溶出液として酢酸エチル)にかけて、5’−O−DMT−2’−O−(2−N,N−ジメチルアミノオキシエチル)−5−メチルウリジン−3’−[(2−シアノエチル)−N,N−ジイソプロピルホスホルアミダイト]を泡状物として得た(1.04g、74.9%)。
(2’−(アミノオキシエトキシ)ヌクレオシドアミダイト)
2’−(アミノオキシエトキシ)ヌクレオシドアミダイト(2’−O−(アミノオキシエチル)ヌクレオシドアミダイトとしても当該分野で公知)を、以下のパラグラフにおいて記載するようにして調製する。アデノシンヌクレオシドアミダイト、シチジンヌクレオシドアミダイトおよびチミジンヌクレオシドアミダイトを、同じようにして調製する。
(N2−イソブチリル−6−O−ジフェニルカルバモイル−2’−O−(2−エチルアセチル)−5’−O−(4,4’−ジメトキシトリチル)グアノシン−3’−[(2−シアノエチル)−N,N−ジイソプロピルホスホルアミダイト])
2’−O−アミノオキシエチルグアノシンアナログは、ジアミノプリンリボシドの選択的2’−O−アルキル化によって得られ得る。数グラム量のジアミノプリンリボシドを、Schering AG(Berlin)から購入して、少量の3’−O−異性体と共に、2’−O−(2−エチルアセチル)ジアミノプリンリボシドを提供し得る。2’−O−(2−エチルアセチル)ジアミノプリンリボシドを溶解し得、そしてアデノシンデアミナーゼを用いる処理によって、2’−O−(2−エチルアセチル)グアノシンに変換し得る(McGee,D.P.C.,Cook,P.D.,Guinosso,C.J.,WO 94/02501 A1 940203)。標準的な保護手順により、2’−O−(2−エチルアセチル)−5’−O−(4,4’−ジメトキシトリチル)グアノシンおよび2−N−イソブチリル−6−O−ジフェニルカルバモイル−2’−O−(2−エチルアセチル)−5’−O−(4,4’−ジメトキシトリチル)グアノシンを得、これらを還元して、2−N−イソブチリル−6−ジフェニルカルバモイル−2’−O−(2−ヒドロキシエチル)−5’−O−(4,4’−ジメトキシトリチル)グアノシンを提供し得る。上記のように、ヒドロキシル基を、Mitsunobu反応によってN−ヒドロキシフタルイミドで置換し得、そしてこの保護されたヌクレオシドを、従来どおり、亜リン酸化して、2−N−イソブチリル−6−O−ジフェニルカルバモイル−2’−O−([2−フタルイミドキシ(phthalmidoxy)]エチル)−5’−O−(4,4’−ジメトキシトリチル)グアノシン−3’−[(2−シアノエチル)−N,N−ジイソプロピルホスホルアミダイト]を得ることができる。
(2’−ジメチルアミノエトキシエトキシ(2’−DMAEOE)ヌクレオシドアミダイト)
2’−ジメチルアミノエトキシエトキシヌクレオシドアミダイト(2’−O−ジメチルアミノエトキシエチル(すなわち、2’−O−CH−O−CH−N(CH)または2’−DMAEOEヌクレオシドアミダイトとしても当該分野で公知)を、以下のようにして調製する。他のヌクレオシドアミダイトも、同じようにして調製する。
(2’−O−[2(2−N,N−ジメチルアミノエトキシ)エチル]−5−メチルウリジン)
2[2−(ジメチルアミノ)エトキシ]エタノール(Aldrich,6.66g,50mmol)を、100mLの容器(bomb)中で撹拌しながら、ボランのテトラヒドロフラン溶液(1M,10mL,10mmol)にゆっくりと添加する。この固体が溶解するにつれて、水素ガスが発生する。O−,2’−アンヒドロ−5−メチルウリジン(1.2g,5mmol)および炭酸水素ナトリウム(2.5mg)を添加し、そしてこの容器を密閉し、油浴に入れ、そして155℃で26時間加熱する。この容器を、室温まで冷却し、そして開ける。粗溶液を濃縮し、そして残渣を水(200mL)とヘキサン(200mL)との間で分配する。過剰のフェノールをヘキサン層に抽出する。水層を、酢酸エチル(3×200mL)で抽出し、そして合わせた有機層を、水で1回洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥し、そして濃縮する。残渣を、1:20のメタノール/塩化メチレン(これは2%のトリエチルアミンを含む)を溶出液として使用するシリカゲルカラムにかける。このカラムの画分を濃縮すると、無色の固体が形成され、これを回収して、表題化合物を白色固体として得る。
(5’−O−ジメトキシトリチル−2’−O−[2(2−N,N−ジメチルアミノエトキシ)−エチル)]−5−メチルウリジン)
無水ピリジン(8mL)中の0.5g(1.3mmol)の2’−O−[2(2−N,N−ジメチルアミノ−エトキシ)エチル)]−5−メチルウリジンに、トリエチルアミン(0.36mL)およびジメトキシトリチルクロリド(DMT−Cl,0.87g、2当量)を添加し、1時間撹拌する。この反応混合物を、水(200mL)に注ぎ入れ、そしてCHCl(2×200mL)で抽出する。合わせたCHCl層を、飽和NaHCO溶液で洗浄し、続いて、飽和NaCl溶液で洗浄し、そして無水硫酸ナトリウムで乾燥する。溶媒をエバポレートし、続いて、MeOH:CHCl:EtN(20:1,v/v,1%のトリエチルアミンを含む)を使用するシリカゲルクロマトグラフィーにかけて、表題化合物を得る。
(5’−O−ジメトキシトリチル−2’−O−[2(2−N,N−ジメチルアミノエトキシ)エチル)]−5−メチルウリジン−3’−O−(シアノエチル−N,N−ジイソプロピル)ホスホルアミダイト)
ジイソプロピルアミノテトラゾリド(0.6g)および2−シアノエトキシ−N,N−ジイソプロピルホスホルアミダイト(1.1mL、2当量)を、アルゴン雰囲気下で、CHCl(20mL)に溶解した5’−O−ジメトキシトリチル−2’−O−[2(2−N,N−ジメチルアミノエトキシ)エチル)]−5−メチルウリジン(2.17g,3mmol)の溶液に添加する。この反応混合物を、一晩撹拌し、そして溶媒をエバポレートする。得られた残渣を、酢酸エチルを溶出液として使用するシリカゲルフラッシュカラムクロマトグラフィーにより精製して、表題化合物を得る。
(実施例2)
(オリゴヌクレオチドの合成)
非置換および置換のホスホジエステル(P=O)オリゴヌクレオチドを、ヨウ素による酸化を用いる標準的なホスホルアミダイト化学を使用して、自動DNA合成機(Applied Biosystemsモデル380B)で合成する。
ホスホロチオエート(P=S)を、ホスファイト結合の段階的チオ化(thiation)のために、標準的な酸化ボトルをアセトニトリル中0.2Mの3H−1,2−ベンゾジチオール−3−オン1,1−ジオキシド溶液で置き換えた以外は、ホスホジエステルオリゴヌクレオチドと同様に合成する。このチオ化を待つ工程を、68秒までのばし、続いてキャッピング工程を行った。CPGカラムからの切断および濃水酸化アンモニウム中での55℃における脱ブロック化(18時間)の後、このオリゴヌクレオチドを、2.5容量のエタノールを用いて2回、0.5MのNaCl溶液から沈殿させることにより精製した。ホスフィネートオリゴヌクレオチドを、米国特許第5,508,270号(本明細書中で参考として援用される)に記載されるようにして調製する。
アルキルホスホネートオリゴヌクレオチドを、米国特許第4,469,863号(本明細書中で参考として援用される)に記載されるようにして調製する。
3’−デオキシ−3’−メチレンホスホネートオリゴヌクレオチドを、米国特許第5,610,289号または同第5,625,050号(本明細書中で参考として援用される)に記載されるようにして調製する。
ホスホルアミダイトオリゴヌクレオチドを、米国特許第5,256,775号または米国特許第5,366,878号(本明細書中で参考として援用される)に記載されるようにして調製する。
アルキルホスホノチオエートオリゴヌクレオチドを、公開PCT出願PCT/US94/00902およびPCT/US93/06976(それぞれ、WO 94/17093およびWO 94/02499として公開されている)(本明細書中で参考として援用される)に記載されるようにして調製する。
3’−デオキシ−3’−アミノホスホルアミデートオリゴヌクレオチドを、米国特許第5,476,925号(本明細書中で参考として援用される)に記載されるようにして調製する。
ホスホトリエステルオリゴヌクレオチドを、米国特許第5,023,243号(本明細書中で参考として援用される)に記載されるようにして調製する。
ボラノ(borano)ホスフェートオリゴヌクレオチドを、米国特許第5,130,302号および同第5,177,198号(この両方は本明細書中で参考として援用される)に記載されるようにして調製する。
(実施例3)
(オリゴヌクレオシドの合成)
メチレンメチルイミノ結合オリゴヌクレオシド(MMI結合オリゴヌクレオシドとしても特定される)、メチレンジメチルヒドラゾ結合オリゴヌクレオシド(MDH結合オリゴヌクレオシドとしても特定される)、およびメチレンカルボニルアミノ結合オリゴヌクレオシド(アミド−3結合オリゴヌクレオシドとしても特定される)、およびメチレンアミノカルボニル結合オリゴヌクレオシド(アミド−4結合オリゴヌクレオシドとしても特定される)、ならびに例えば、MMI結合とP=O結合またはP=S結合とを交互に有する混合骨格化合物を、米国特許第5,378,825号、同第5,386,023号、同第5,489,677号、同第5,602,240号および同第5,610,289号(これら全ては本明細書中で参考として援用される)に記載されるようにして調製する。
ホルムアセタール(formacetal)結合オリゴヌクレオシドおよびチオホルムアセタール結合オリゴヌクレオシドを、米国特許第5,264,562号および同第5,264,564号(本明細書中で参考として援用される)に記載されるようにして調製する。
エチレンオキシド結合オリゴヌクレオシドを、米国特許第5,223,618号(本明細書中で参考として援用される)に記載されるようにして調製する。
(実施例4)
(PNAの合成)
ペプチド核酸(PNA)を、以下に言及される様々な手順のいずれかに従って調製する:Peptide Nucleic Acids(PNA):Synthesis,Properties and Potential Applications,Bioorganic & Medicinal Chemistry,1996,4,5−23。これらをまた、米国特許第5,539,082号、同第5,700,922号および同第5,719,262号(本明細書中で参考として援用される)に従って調製し得る。
(実施例5)
(キメラオリゴヌクレオチドの合成)
本発明のキメラオリゴヌクレオチド、キメラオリゴヌクレオシドまたは混合オリゴヌクレオチド/オリゴヌクレオシドは、いくつかの異なるタイプのものであり得る。これらとしては、第1のタイプ(結合ヌクレオシドの「ギャップ」セグメントが、結合ヌクレオシドの5’「ウイング」セグメントと3’「ウイング」セグメントとの間に位置する)、および第2の「開放端」タイプ(ここで「ギャップ」セグメントは、オリゴマー化合物の3’末端または5’末端のいずれかに位置する)が挙げられる。第1のタイプのオリゴヌクレオチドは、「ギャップマー(gapmer)」またはギャップオリゴヌクレオチドとしても当該分野で公知である。第2のタイプのオリゴヌクレオチドは、「ヘミマー(hemimer)」または「ウイングマー(wingmer)」としても当該分野で公知である。
([2’−O−Me]−−[2’−デオキシ]−−[2’−O−Me]キメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチド)
2’−O−アルキルホスホロチオエートオリゴヌクレオチドセグメントおよび2’−デオキシホスホロチオエートオリゴヌクレオチドセグメントを有するキメラオリゴヌクレオチドを、上記のように、Applied Biosystemsの自動DNA合成機モデル380Bを使用して合成する。オリゴヌクレオチドを、DNA部分については2’−デオキシ−5’−ジメトキシトリチル−3’−O−ホスホルアミダイトを、5’ウイングおよび3’ウイングについては5’−ジメトキシトリチル−2’−O−メチル−3’−O−ホスホルアミダイトを使用して、自動合成機を使用して合成する。標準的な合成サイクルを、テトラゾールおよび塩基の送達の後に待つ工程を600sまでのばし、RNAについては4回、2’−O−メチルについては2回繰り返すことによって改変する。完全に保護されたオリゴヌクレオチドを、支持体から切断し、そしてホスフェート基を、3:1のアンモニア/エタノール中、室温で一晩脱保護し、次いで乾固するまで凍結乾燥する。室温で24時間、メタノール性アンモニアで処理して、全ての塩基を脱保護し、サンプルを再び、乾固するまで凍結乾燥する。このペレットを、THF中1MのTBAFに、室温で24時間再懸濁して、2’位を脱保護する。次いで、この反応を、1M TEAAでクエンチし、次いで、このサンプルを、rotovacによって2分の1の容量になるまで減らし、その後G25サイズ排除カラムで脱塩する。次いで、回収したオリゴを、収率においては分光光度計によって、そして純度についてはキャピラリー電気泳動および質量分析法によって分析する。
([2’−O−(2−メトキシエチル)]−−[2’−デオキシ]−−[2’−O−(メトキシエチル)]キメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチド)
[2’−O−(2−メトキシエチル)]−−[2’−デオキシ]−−[2’−O−(メトキシエチル)]キメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチドを、2’−O−メチルアミダイトの代わりに2’−O−(メトキシエチル)アミダイトを使用したこと以外は、2’−O−メチルキメラオリゴヌクレオチドについて上で記載された手順に従って調製した。
([2’−O−(2−メトキシエチル)ホスホジエステル]−−[2’−デオキシホスホロチオエート]−−[2’−O−(2−メトキシエチル)ホスホジエステル]キメラオリゴヌクレオチド)
[2’−O−(2−メトキシエチル)ホスホジエステル]−−[2’−デオキシホスホロチオエート]−−[2’−O−(メトキシエチル)ホスホジエステル]キメラオリゴヌクレオチドを、2’−O−メチルアミダイトの代わりに2’−O−(メトキシエチル)アミダイトを使用したこと以外は、2’−O−メチルキメラオリゴヌクレオチドについて上で記載された手順に従って調製する。ヨウ素を用いる酸化により、ホスホジエステルヌクレオチド間結合をキメラ構造のウイング部分内に形成し、そして3,H−1,2ベンゾジチオール−3−オン1,1ジオキシド(Beaucage試薬)を利用する硫黄化により、中心ギャップについてホスホロチオエートヌクレオチド間結合を生成する。
他のキメラオリゴヌクレオチド、キメラオリゴヌクレオシドおよび混合キメラオリゴヌクレオチド/オリゴヌクレオシドを、米国特許第5,623,065号(本明細書中で参考として援用される)に従って合成する。
(実施例6)
(オリゴヌクレオチドの単離)
オリゴヌクレオチドまたはオリゴヌクレオシドを、制御型多孔質ガラスカラム(controlled pore glass column)(Applied Biosystems)から切断し、55℃で18時間、濃水酸化アンモニウム中で脱ブロック化した後、このオリゴヌクレオチドまたはオリゴヌクレオシドを、2.5容量のエタノールを用いて2回、0.5MのNaClから沈殿させることにより精製する。合成されたオリゴヌクレオチドを、変性ゲルを用いるポリアクリルアミドゲル電気泳動により分析し、全長の少なくとも85%の物質であると判断した。合成で得られたホスホロチオエート結合およびホスホジエステル結合の相対量を、31P核磁気共鳴分光法によって定期的にチェックし、そしていくつかの研究のために、オリゴヌクレオチドを、Chiangら、J.Biol.Chem.1991,266,18162−18171に記載されるようにHPLCによって精製した。HPLCで精製した物質について得られた結果は、HPLCで精製していない物質について得られた結果と類似していた。
(実施例7)
(オリゴヌクレオチドの合成−96ウェルプレート様式)
オリゴヌクレオチドを、固相P(III)ホスホルアミダイト化学によって、標準的な96ウェル様式で同時に96の配列を構築し得る自動合成機で合成した。ホスホジエステルヌクレオチド間結合を、水性ヨウ素を用いて酸化することによって得た。無水アセトニトリル中で、3,H−1,2ベンゾジチオール−3−オン−1,1ジオキシド(Beaucage試薬)を利用して硫黄化することによって、ホスホロチオエートヌクレオチド間結合を生成した。標準的な塩基保護されたβ−シアノエチルジイソプロピルホスホルアミダイトを、商業的販売業者(例えば、PE−Applied Biosystems,Foster City,CA、またはPharmacia,Piscataway,NJ)から購入した。非標準的なヌクレオシドを、公知の文献または特許方法によって合成する。これらを、塩基保護されたβ−シアノエチルジイソプロピルホスホルアミダイトとして利用する。
オリゴヌクレオチドを、支持体から切断し、そして高温(55〜60℃)で12〜16時間、濃NHOHを使用して脱保護し、次いで遊離した生成物を減圧下で乾燥した。次いで、この乾燥した生成物を滅菌水に再懸濁して、マスタープレートを得、次いで、このプレートから、全ての分析プレートサンプルおよび試験プレートサンプルを、ロボット式ピペッターを利用して希釈する。
(実施例8)
(オリゴヌクレオチドの分析−96ウェルプレート様式)
各ウェル中のオリゴヌクレオチドの濃度を、サンプルの希釈およびUV吸収分光法によって評価した。個々の生成物の全長完全性を、キャピラリー電気泳動(CE)によって、96ウェル様式(Beckman P/ACETM MDQ)、または別々の調製されたサンプルについては、市販のCE装置(例えば、Beckman P/ACETM 5000,ABI 270)のいずれかで評価した。塩基および骨格の組成を、エレクトロスプレー質量分光法を利用する化合物の質量分析により確認した。全てのアッセイ試験プレートを、シングルチャネルロボット式ピペッターおよびマルチチャネルロボット式ピペッターを使用して、マスタープレートから希釈した。このプレート上の化合物の少なくとも85%が、全長の少なくとも85%である場合、プレートを許容可能であると判断した。
(実施例9)
(細胞培養およびオリゴヌクレオチド処理)
標的核酸が、測定可能なレベルで存在している限り、標的核酸発現に対するアンチセンス化合物の効果を、種々の細胞型の任意のものにおいて試験し得る。これは、例えば、PCRまたはノーザンブロット分析を使用して、慣用的に決定され得る。以下の7個の細胞型を、例示目的のために示すが、選択された細胞型で標的が発現される限り、他の細胞型が慣用的に使用され得る。これは、当該分野で慣用的な方法(例えば、ノーザンブロット分析、リボヌクレアーゼ保護アッセイまたはRT−PCR)によって容易に決定され得る。
(T−24細胞)
ヒト移行細胞の膀胱癌細胞株T−24を、American Type Culture Collection(ATCC)(Manassas,VA)から入手した。T−24細胞を、McCoyの5A基本完全培地(Gibco/Life Technologies,Gaithersburg,MD)(10%ウシ胎仔血清(Gibco/Life Technologies,Gaithersburg,MD)、100単位/mLのペニシリン、および100μg/mLのストレプトマイシン(Gibco/Life Technologies,Gaithersburg,MD)を補充)中で慣用的に培養した。細胞が90%のコンフルエンスに達したら、トリプシン処理および希釈によって、慣用的に継代した。RT−PCR分析で使用するために、細胞を、96ウェルプレート(Falcon−Primaria #3872)に、7000細胞/ウェルの密度で播種した。
ノーザンブロットまたは他の分析のために、細胞を、100mmまたは他の標準的組織培養プレート上に播種し、そして適切な容量の培地およびオリゴヌクレオチドを使用して同様に処理し得る。
(A549細胞)
ヒト肺癌細胞株A549を、American Type Culture Collection(ATCC)Manassas,VA)から入手した。A549細胞を、DMEM基本培地(Gibco/Life Technologies,Gaithersburg,MD)(10%ウシ胎仔血清(Gibco/Life Technologies,Gaithersburg,MD)、100単位/mLのペニシリン、および100μg/mLのストレプトマイシン(Gibco/Life Technologies,Gaithersburg,MD)を補充)中で、慣用的に培養した。細胞が90%のコンフルエンスに達したら、トリプシン処理および希釈によって、慣用的に継代した。
(NHDF細胞):
ヒト新生児皮膚線維芽細胞(NHDF)を、Clonetics Corporation(Walkersville、MD)から得た。NHDFを、供給業者によって推奨されるように、補充された線維芽細胞増殖培地(Clonetics Corporation、Walkersville、MD)中で慣用的に維持した。細胞を、供給業者によって推奨されるように、10継代まで維持した。
(HEK細胞):
ヒト胚性ケラチノサイト(HEK)を、Clonetics Corporation(Walkersville、MD)から得た。HEKを、供給業者によって推奨されるように処方した、ケラチノサイト増殖培地(Clonetics Corporation、Walkersville、MD)において慣用的に維持した。細胞を、供給業者によって推奨されるように、10継代まで慣用的に維持した。
(HepG2細胞):
ヒト肝芽細胞腫細胞株HepG2を、American Type Culture Collection(Manassas,VA)から得た。HepG2細胞を、10%ウシ胎仔血清、非必須アミノ酸、および1mMピルビン酸ナトリウムを補充したEagleのMEM(Gibco/Life Technologies,Gaithersburg、MD)中で慣用的に培養した。細胞が、90%コンフルエンスに達したら、トリプシン処理および希釈によって、慣用的に継代した。細胞を、RT−PCR分析における使用のために7000細胞/ウェルの密度で、96ウェルプレート(Falcon−Primaria #3872)に播種した。
ノーザンブロットまたは他の分析のために、細胞を、100mmまたは他の標準的組織培養プレート上に播種し、そして適切な容量の培地およびオリゴヌクレオチドを使用して同様に処理し得る。
(AML12細胞)
AML12(αマウス肝臓12)細胞株を、TGFαについてトランスジェニックであるマウス(CD1系統、系列MT42)由来の肝細胞から樹立した。細胞を、0.005mg/mlインスリン、0.005mg/mlトランスフェリン、5ng/mlセレン、および40ng/mlデキサメタゾンならびに90%;10%ウシ胎仔血清を含む、Dulbecco改変Eagle培地とHamのF12培地との1:1混合物中で培養する。継代培養するために、使用済培地を除去し、そして0.25%トリプシン、0.03%EDTA溶液の新鮮培地を添加する。新鮮トリプシン溶液(1〜2ml)を添加し、そしてこの培養物を、細胞が剥がれるまで室温で静置する。
細胞が90%コンフルエンスに達したら、トリプシン処理および希釈によって、慣用的に継代した。細胞を、RT−PCR分析における使用のために7000細胞/ウェルの密度で、96ウェルプレート(Falcon−Primaria #3872)に播種した。
ノーザンブロットまたは他の分析のために、細胞を、100mmまたは他の標準的組織培養プレート上に播種し、そして適切な容量の培地およびオリゴヌクレオチドを使用して同様に処理し得る。
(初代マウス肝細胞)
初代マウス肝細胞を、Charles River Labs(Wilmington,MA)から購入したCD−1マウスから調製し、そして10%ウシ胎仔血清(Gibco/Life Technologies,Gaithersburg、MD)、250nMデキサメタゾン(Sigma)、および10nMウシインスリン(Sigma)を補充したHepatocyte Attachment Media(Gibco)中で慣用的に培養した。細胞を、RT−PCR分析における使用のために10000細胞/ウェルの密度で、96ウェルプレート(Falcon−Primaria #3872)に播種した。
ノーザンブロットまたは他の分析のために、細胞を、ラット尾コラーゲン(200μg/mL)(Becton Dickinson)でコートした100mmまたは他の標準的培養プレート上にプレーティングし、そして適切な容量の培地およびオリゴヌクレオチドを使用して同様に処理し得る。
(Hep3B細胞)
ヒト肝細胞癌細胞株Hep3Bを、American Type Culture Collection(Manassas,VA)から入手した。Hep3B細胞を、10%ウシ胎仔血清、L−グルタミンおよびピリドキシンヒドロクロリドを補充したDulbeccos MEM高グルコース(Gobco/Life Technologies,Gaithersburg,MD)中で慣用的に培養した。90%コンフルエントに達した場合に、細胞を、トリプシン化および希釈によって慣用的に継代させた。細胞を、RT−PCR分析における使用のために、50,000細胞/ウェルの密度で、24ウェルプレート(Falcon−Primaria #3846)に播種した。
ノーザンブロット分析または他の分析のために、細胞を、100mmまたは他の標準的な組織培養プレート上に播種し得、適切な容積の培地およびオリゴヌクレオチドを使用して同様に処理し得る。
(ウサギ初代肝細胞)
初代ウサギ肝細胞を、Invitro Technologies(Gaithersburg,MD)から購入し、Dulbecco改変Eagle培地(Gibco)中で維持した。購入したときに、細胞を、RT−PCRにおいて使用するために、96ウェルプレートに播種しており、それらはコンフルエントであった。
ノーザンブロット分析または他の分析のために、細胞を、100mmまたは他の標準的な組織培養プレート上に播種し得、適切な容積の培地およびオリゴヌクレオチドを使用して同様に処理し得る。
(HaLa細胞)
ヒト上皮細胞癌細胞株HaLaを、American Type Culture Collection(Manassas,VA)から入手した。HaLa細胞を、10%ウシ胎仔血清(Invitrogen Corporation,Carsbad,CA)を補充したDulbeccos MEM高グルコース(Invitrogen Corporation,Carsbad,CA)中で慣用的に培養した。細胞を、RT−PCR分析における使用のために、50,000細胞/ウェルの密度で、24ウェルプレート(Falcon−Primaria #3846)に播種した。90%コンフルエントに達した場合に、細胞を、トリプシン化および希釈によって慣用的に継代させた。細胞を、RT−PCR分析における使用のために、50,000細胞/ウェルの密度で、96ウェルプレート(Falcon−Primaria #3872)に播種した。ノーザンブロット分析または他の分析のために、細胞を、100mmまたは他の標準的な組織培養プレート上に播種し得、適切な容積の培地およびオリゴヌクレオチドを使用して同様に処理し得る。
(ヒト乳房上皮細胞)
正常なヒト乳房上皮細胞(HMEC)を、American Type Culture Collection(Manassas,VA)から入手した。HMECを、10%ウシ胎仔血清(Gibco/Life Technologies,Gaithersburg,MD)を補充したDulbeccos MEM低グルコース(Gibco/Life Technologies,Gaithersburg,MD)中で慣用的に培養した。90%コンフルエントに達した場合に、細胞を、トリプシン化および希釈によって慣用的に継代させた。細胞を、RT−PCR分析における使用のために、7000細胞/ウェルの密度で、96ウェルプレート(Falcon−Primaria #353872,BD Biosciences,Bedford,MA)に播種した。ノーザンブロット分析または他の分析のために、細胞を、100mmまたは他の標準的な組織培養プレート上に播種し得、適切な容積の培地およびオリゴヌクレオチドを使用して同様に処理し得る。
(アンチセンス化合物での処理)
細胞が80%コンフルエンスに達したときに、これらを、オリゴヌクレオチドで処理した。96ウェルプレートで増殖された細胞に関して、ウェルを一度200μL OPTI−MEMTM−1低血清培地(Gibco BRL)で洗浄し、次いで、3.75μg/mL LIPOFECTINTM(Gibco BRL)および所望の濃度のオリゴヌクレオチドを含む130μLのOPTI−MEMTM−1で処理した。4〜7時間の処理後、培地を、新鮮な培地と置き換えた。細胞をオリゴヌクレオチド処理の16〜24時間後に収穫した。
使用されるオリゴヌクレオチドの濃度は、細胞株間で異なる。特定の細胞株に対して最適なオリゴヌクレオチド濃度を決定するために、細胞を、ある範囲の濃度でポジティブコントロールオリゴヌクレオチドを用いて処理する。ヒト細胞について、ポジティブコントロールオリゴヌクレオチドは、ヒトH−rasを標的化するホスホロチオエート骨格を有する、ISIS 13920、
Figure 2013066488
配列番号1、2’−O−メトキシエチルギャップマー(gapmer)(2’−O−メトキシエチルが太字で示される))である。マウス細胞またはラット細胞について、ポジティブコントロールオリゴヌクレオチドは、マウスc−rafおよびラットc−rafの両方を標的とするホスホロチオエート骨格を有する、ISIS 15770、
Figure 2013066488
配列番号2、2’−O−メトキシエチルギャップマー(2’−O−メトキシエチルが太字で示される)である。次いで、c−Ha−ras mRNA(ISIS 13920に対して)またはc−raf mRNA(ISIS 15770に対して)の80%阻害を生じるポジティブコントロールオリゴヌクレオチドの濃度を、その細胞株についての、後の実験における新規オリゴヌクレオチドのスクリーニング濃度として利用する。80%阻害に達しない場合、H−ras mRNAまたはc−raf mRNAの60%阻害を生じるポジティブコントロールオリゴヌクレオチドの最低濃度を、その細胞株についての、後の実験におけるオリゴヌクレオチドスクリーニング濃度として利用する。60%阻害が達成されない場合、その特定の細胞株を、オリゴヌクレオチドトランスフェクション実験に適さないとみなす。
(実施例10)
(アポリポタンパク質B発現のオリゴヌクレオチド阻害の分析)
アポリポタンパク質B発現のアンチセンス調節を、当該分野で公知の種々の方法でアッセイし得る。例えば、アポリポタンパク質B mRNAレベルを、例えば、ノーザンブロット分析、競合的ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)、またはリアルタイムPCR(RT−PCR)によって定量し得る。リアルタイム定量的PCRが、ここでは好ましい。RNA分析を、全細胞RNAまたはポリ(A)+mRNAに対して実施し得る。RNA単離の方法は、例えば、Ausubel,F.M.ら,Current Protocols in Molecular Biology,第1巻,4.1.1〜4.2.9頁および4.5.1〜4.5.3頁,John Wiley & Sons,Inc.,1993に教示される。ノーザンブロット分析は、当該分野において慣用的であり、例えば、Ausubel,F.M.ら,Current Protocols in Molecular Biology,第1巻,4.2.1〜4.2.9頁,John Wiley & Sons,Inc.,1996に教示される。リアルタイム定量的(PCR)は、市販のABI PRISMTM 7700 Sequence Detection System(PE−Applied Biosystems,Foster City,CAから入手可能であり、そして製造業者の指示に従って使用される)を使用して簡便に達成し得る。
アポリポタンパク質Bのタンパク質レベルは、当該分野で周知の種々の方法(例えば、免疫沈降法、ウェスタンブロット分析(イムノブロッティング)、ELISAまたは蛍光細胞分析分離(FACS))で定量し得る。アポリポタンパク質Bに対する抗体を、同定し、種々の供給源(例えば、MSRS抗体カタログ(Aerie Corporation,Birmingham,MI))から入手し得るか、または従来の抗体産生方法によって調製し得る。ポリクローナル抗血清の調製のための方法は、例えば、Ausubel,F.M.ら,Current Protocols in Molecular Biology,第2巻,11.12.1〜11.12.9頁,John Wiley & Sons,Inc.,1997に教示される。モノクローナル抗体の調製は、例えば、Ausubel,F.M.ら,Current Protocols in Molecular Biology,第2巻,11.4.1〜11.11.5頁,John Wiley & Sons,Inc.,1997に教示される。
免疫沈降方法は、当該分野において標準的であり、そして例えば、Ausubel,F.M.ら,Current Protocols in Molecular Biology,第2巻,10.16.1〜10.16.11頁,John Wiley & Sons,Inc.,1998に見出され得る。ウェスタンブロット(イムノブロット)分析は、当該分野において標準的であり、そして例えば、Ausubel,F.M.ら,Current Protocols in Molecular Biology,第2巻,10.8.1〜10.8.21頁,John Wiley & Sons,Inc.,1997に見出され得る。酵素結合イムノソルベント検定法(ELISA)は、当該分野において標準的であり、そして例えば、Ausubel,F.M.ら,Current Protocols in Molecular Biology,第2巻,11.2.1〜11.2.22頁,John Wiley & Sons,Inc.,1991に見出され得る。
(実施例11)
(ポリ(A)+mRNA単離)
ポリ(A)+mRNAを、Miuraら,Clin.Chem,,1996,42,1758−1764に従って単離した。ポリ(A)+mRNA単離のための他の方法は、例えば、Ausubel,F.M.ら,Current Protocols in Molecular Biology,第1巻,4.5.1〜4.5.3頁,John Wiley & Sons,Inc.,1993に教示される。簡単に述べると、96ウェルプレートで増殖された細胞について、増殖培地を、その細胞から除去し、そして各ウェルを、200μLの冷PBSで洗浄した。60μLの溶解緩衝液(10mM Tris−HCl、pH7.6、1mM EDTA、0.5M NaCl、0.5% NP−40、20mM バナジル−リボヌクレオシド複合体)を各ウェルに添加し、そのプレートを穏やかに攪拌し、次いで、室温で5分間インキュベートした。55μLの溶解物を、Oligo d(T)コーティング済み96ウェルプレート(AGCT Inc.,Irvine CA)に移した。プレートを60分間室温でインキュベートし、200μLの洗浄緩衝液(10mM Tris−HCl、pH7.6、1mM EDTA、0.3M NaCl)で3回洗浄した。最後の洗浄の後、プレートをペーパータオル上で吸い取らせて過剰な洗浄緩衝液を除去し、次いで、5分間風乾した。60μLの溶出緩衝液(5mM Tris−HCl pH7.6)(70℃まで予備加熱した)を、各ウェルに添加し、そのプレートを、90℃のホットプレート上で5分間インキュベートし、次いで、その溶出物を、新しい96ウェルプレートに移した。
100mmプレート上または他の標準的なプレート上で増殖した細胞を、適切な容量の全ての溶液を使用して、同様に処理し得る。
(実施例12)
(全RNA単離)
全RNAを、Qiagen Inc.(Valencia,CA)から購入したRNEASY 96TMキットおよび緩衝液を製造業者の推奨する手順に従って使用して、単離した。簡単に述べると、96ウェルプレート上で増殖した細胞に対して、増殖培地を、その細胞から除去し、そして各ウェルを200μLの冷PBSで洗浄した。100μLの緩衝液RLTを各ウェルに添加し、そしてそのプレートを20秒間激しく攪拌した。次いで、100μLの70%エタノールを各ウェルに添加し、そして内容物を、3回ピペッティングして出し入れすることによって混合した。次いで、そのサンプルを、廃液収集トレイを備え減圧供給源に取り付けられたQIAVACTMマニホルドに取り付けられた、RNEASY96TMウェルプレートに移した。減圧を15秒間適用した。1mLの緩衝液RW1を、RNEASY96TMプレートの各ウェルに添加し、そして再び減圧を15秒間適用した。次いで、1mLの緩衝液RPEをRNEASY96TMプレートの各ウェルに添加し、そして減圧を15秒間適用した。次いで、緩衝液RPE洗浄を繰り返し、そして減圧をさらに10分間適用した。次いで、そのプレートをQIAVACTMマニホルドから取り外し、そしてペーパータオル上にて吸い取らせて乾かした。次いで、そのプレートを、1.2mLコレクションチューブを備えるコレクションチューブラックを備え付けたQIAVACTMマニホルドに、再び取り付けた。次いで、各ウェルに60μLの水をピペッティングし、1分間インキュベートし、次いで、30秒間減圧を適用することによって、RNAを溶出した。この溶出工程を、さらに60μLの水を用いて繰り返した。
反復するこのピペッティング工程および溶出工程を、QIAGEN Bio−Robot 9604(Qiagen,Inc.,Valencia,CA)を使用して自動化し得る。基本的に、培養プレート上で細胞を溶解させた後、そのプレートをロボットデッキに移し、このロボットデッキにおいて、ピペッティング工程、DNase処理工程および溶出工程を実施する。
(実施例13)
(アポリポタンパク質B mRNAレベルのリアルタイム定量的PCR分析)
アポリポタンパク質B mRNAレベルの定量を、ABI PRISMTM 7700 Sequence Detection System(PE−Applied Biosystems,Foster City,CA)を製造業者の指示に従って使用して、リアルタイム定量的PCRによって決定した。これは、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)生成物をリアルタイムでハイスループット定量することを可能にする、閉鎖管式で非ゲルベースの蛍光検出システムである。PCRが完了した後に増幅生成物を定量する標準的なPCRに対して、リアルタイム定量的PCRにおける生成物は、それらが蓄積するにつれて定量される。これは、順方向PCRプライマーと逆方向PCRプライマーとの間で特異的にアニールしかつ2つの蛍光色素を含むオリゴヌクレオチドプローブを、このPCR反応において含むことによって達成される。レポーター色素(例えば、Operon Technologies Inc.,Alameda,CAまたはPE−Applied Biosystems,Foster City,CAのいずれかから入手される、JOE、FAM、またはVIC)を、そのプローブの5’末端に結合させ、そしてクエンチャー色素(例えば、Operon Technologies Inc.,Alameda,CAまたはPE−Applied Biosystems,Foster City,CAのいずれかから入手される、TAMRA)を、そのプローブの3’末端に結合させる。そのプローブおよび色素がインタクトである場合、レポーター色素発光は、3’クエンチャー色素が近いことにより、クエンチされる。増幅の間、そのプローブが標的配列にアニールすることによって、Taqポリメラーゼの5’エキソヌクレアーゼ活性によって切断され得る基質が、生成される。PCR増幅サイクルの伸長期の間、Taqポリメラーゼによりそのプローブが切断されると、そのプローブの残りから(それ故、クエンチャー部分から)レポーター色素が遊離され、そして配列特異的蛍光シグナルが生成される。各サイクルに伴い、さらなるレポーター色素分子が、それらの個々のプローブから切断される。そしてその蛍光強度を、ABI PRISMTM7700 Sequence Detection Systemに組み込まれたレーザーオプティクスによって、規則的間隔でモニターする。各アッセイにおいて、未処理のコントロールサンプル由来のmRNAの系列希釈物を含む一連の並行反応を使用して、試験サンプルのアンチセンスオリゴヌクレオチド処理後の阻害%を定量するために使用する標準曲線を作成する。
定量的PCR分析の前に、測定している標的遺伝子に特異的なプライマー−プローブセットを、そのセットがGAPDH増幅反応によって「多重化(multiplex)」される能力について評価する。多重化において、その標的遺伝子と内部標準遺伝子GAPDHとの両方が、単一のサンプル中で同時に増幅される。この分析において、未処理細胞から単離したmRNAを、系列希釈する。各希釈物を、GAPDHのみに特異的なプライマー−プローブセット、標的遺伝子のみに特異的なプライマー−プローブセット(「一重化(single−plexing)」)、または両方に特異的なプライマー−プローブセット(多重化)の存在下で増幅する。PCR増幅に続いて、希釈の関数としてのGAPDH mRNAシグナルおよび標的mRNAシグナルの標準曲線を、一重化サンプルおよび多重化サンプルの両方から作成する。多重化サンプルから作成したGAPDHシグナルおよび標的シグナルの傾きおよび補正係数の両方が、一重化サンプルから作成したそれらの対応する値の10%以内に入る場合、その標的に特異的なプライマー−プローブセットは、多重化可能であるとみなされる。他のPCR方法もまた、当該分野において公知である。
PCR試薬を、PE−Applied Biosystems,Foster City,CAから得た。25μL PCRカクテル(1×TAQMANTM緩衝液A、5.5mM MgCl、300μMのdATP、300μMのdCTPおよび300μMのdGTP、600μMのdUTP、100nMの順方向プライマー、100nMの逆方向プライマー、および100nMのプローブ、20単位のRNAseインヒビター、1.25単位のAMPLITAQ GOLDTM、および12.5単位のMuLV逆転写酵素)を、96ウェルプレート(25μLの全RNA溶液を含む)に添加することによって、RT−PCR反応を行った。このRT反応を、48℃で30分間インキュベーションすることによって、実行した。AMPLITAQ GOLDTMを活性化するために95℃で10分間インキュベーションした後、40サイクルの2工程PCRプロトコルを実行した。この2工程PCRプロトコルは、95℃にて15秒間(変性)、その後、60℃にて1.5分間(アニーリング/伸長)であった。
リアルタイムRT−PCRによって得られる遺伝子標的量を、GAPDHの発現レベル(この遺伝子の発現は一定である)を使用すること、またはRiboGreenTM(Molecular Probes,Inc.Eugene,OR)を使用して全RNAを定量することのいずれかによって、正規化する。GAPDH発現を、標的と同時に実施するか、多重化するか、または別々に実施することによって、リアルタイムRT−PCRによって定量する。全RNAを、Molecular ProbesからのRiboGreenTMRNA定量試薬を使用して定量する。RiboGreenTMによるRNA定量の方法は、Jones,L.J.ら,Analytical Biochemistry,1998,265,368−374に教示される。
このアッセイにおいて、175μLのRiboGreenTM作業試薬(10mM Tris−HCl、1mM EDTA、pH7.5中で、1:2865に希釈したRiboGreenTM試薬)を、25μLの精製細胞RNAを含む96ウェルプレートにピペッティングする。このプレートを、480nmでの励起および520nmでの発光を用いてCytoFluor 4000(PE Applied Biosystems)で読み取る。
ヒトアポリポタンパク質Bに対するプローブおよびプライマーを、公開された配列情報(GenBank登録番号NM 000384(本明細書中において、配列番号3として援用される))を使用して、ヒトアポリポタンパク質B配列にハイブリダイズするように設計した。ヒトアポリポタンパク質Bについて、そのPCRプライマーは、
Figure 2013066488
であり、そしてそのPCRプローブは、
Figure 2013066488
(配列番号6)であった。ここで、FAM(PE−Applied Biosystems、Foster City,CA)は、蛍光レポーター色素であり、そしてTAMRA(PE−Applied Biosystems、Foster City,CA)は、クエンチャー色素である。ヒトGAPDHについて、そのPCRプライマーは:
Figure 2013066488
であり、そしてそのPCRプローブは:
Figure 2013066488
(配列番号9)であった、ここで、JOE(PE−Applied Biosystems、Foster City,CA)は、蛍光レポーター色素であり、そしてTAMRA(PE−Applied Biosystems、Foster City,CA)は、クエンチャー色素である。
マウスアポリポタンパク質Bに対するプローブおよびプライマーを、公開された配列情報(GenBank登録番号M35186(本明細書中において、配列番号10として援用される))を使用して、マウスアポリポタンパク質B配列にハイブリダイズするように設計した。マウスアポリポタンパク質Bについて、そのPCRプライマーは:
Figure 2013066488
であり、そしてPCRプローブは:
Figure 2013066488
(配列番号13)であった。ここで、FAM(PE−Applied Biosystems、Foster City,CA)は、蛍光レポーター色素であり、そしてTAMRA(PE−Applied Biosystems、Foster City,CA)は、クエンチャー色素である。マウスGAPDHについて、そのPCRプライマーは:
Figure 2013066488
であり、そしてそのPCRプローブは、
Figure 2013066488
であった。ここで、JOE(PE−Applied Biosystems、Foster City,CA)は、蛍光レポーター色素であり、そしてTAMRA(PE−Applied Biosystems、Foster City,CA)は、クエンチャー色素である。
(実施例14)
(アポリポタンパク質B mRNAレベルのノーザンブロット分析)
アンチセンス処理の18時間後、細胞単層を、冷PBSで2回洗浄し、そして1mL RNAZOLTM(TEL−TEST ”B” Inc.,Friendswood,TX)中に溶解させた。全RNAを、製造業者の推奨するプロトコルに従って、調製した。20μgの全RNAを、MOPS緩衝液系(AMRESCO,Inc.Solon,OH)を使用して、1.1%ホルムアルデヒドを含む1.2%アガロースゲルを通す電気泳動によって分画した。RNAを、ノーザン/サザントランスファー緩衝液系(TEL−TEST ”B” Inc.,Friendswood,TX)を使用する一晩のキャピラリートランスファーによって、そのゲルからHYBONDTM−N+ナイロン膜(Amersham Pharmacia Biotech,Piscataway,NJ)に移した。RNAトランスファーを、UV可視化によって確認した。膜を、STRATALINKERTM UV Crosslinker 2400(Stratagene,Inc,La Jolla,CA)を使用するUV架橋によって固定し、次いで、ストリンジェントな条件についての製造業者の推奨を使用して、QUICKHYBTMハイブリダイゼーション溶液(Stratagene,La Jolla,CA)を使用してプロービングした。
ヒトアポリポタンパク質Bを検出するために、ヒトアポリポタンパク質B特異的プローブを、
Figure 2013066488
を使用するPCRによって、調製した。ローディング効率およびトランスファー効率における変動を正規化するために、膜をストリッピングし、そしてヒトグリセルアルデヒド−3−リン酸デヒドロゲナーゼ(GAPDH)RNA(Clontech,Palo Alto,CA)についてプロービングした。
マウスアポリポタンパク質Bを検出するために、ヒトアポリポタンパク質B特異的プローブを、
Figure 2013066488
を使用するPCRによって、調製した。ローディング効率およびトランスファー効率における変動を正規化するために、膜をストリッピングし、そしてマウスグリセルアルデヒド−3−リン酸デヒドロゲナーゼ(GAPDH)RNA(Clontech,Palo Alto,CA)についてプロービングした。
ハイブリダイズした膜を、PHOSPHORIMAGERTMおよびIMAGEQUANTTM Software V3.3(Molecular Dynamics,Sunnyvale,CA)を使用して可視化し、そして定量した。データを、未処理コントロールにおけるGAPDHレベルに対して正規化した。
(実施例15)
(2’−MOEウィングとデオキシギャップとを有するキメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチドによる、ヒトアポリポタンパク質B発現のアンチセンス阻害)
本発明に従って、公開された配列(GenBank登録番号NM_000384(本明細書中で配列番号3として援用される)を使用して、ヒトアポリポタンパク質B mRNAの異なる領域を標的とするように、一連のオリゴヌクレオチドを設計した。それらのオリゴヌクレオチドを表1に示す。「標的部位」とは、そのオリゴヌクレオチドが結合する特定の標的配列上で最初の(最も5’側の)ヌクレオチド番号を示す。表1におけるすべての化合物が、20ヌクレオチド長のキメラオリゴヌクレオチド(「ギャップマー(gapmer)」)であり、これは、10個の2’−デオキシヌクレオチドからなる中心「ギャップ」領域と、それに両方の側(5’方向および3’方向)で隣接する5ヌクレオチドの「ウィング(wing)」から構成されている。このウィングは、2’−メトキシエチル(2’−MOE)ヌクレオチドから構成されている。ヌクレオシド間(骨格)結合は、そのオリゴヌクレオチド全体にわたってホスホロチオエート(P=S)結合である。シチジン残基はすべて5’−メチルシチジンである。これらの化合物を、HepG2細胞におけるヒトアポリポタンパク質B mRNAレベルに対する効果について、本明細書中の他の実施例に記載されるような定量的リアルタイムPCRによって分析した。データは、2回の実験からの平均である。「N.D.」が存在する場合、それは「データなし」を示す。
(表1)
(2’−MOEウィングとデオキシギャップとを有するキメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチドによるヒトアポリポタンパク質B mRNAレベルの阻害)
Figure 2013066488
Figure 2013066488
表1に示されるように、配列番号17、配列番号18、配列番号19、配列番号21、配列番号23、配列番号25、配列番号27、配列番号31、配列番号38、配列番号43、配列番号46、配列番号51、配列番号52、配列番号53、配列番号55、配列番号57、配列番号62、配列番号63、および配列番号66は、このアッセイにおいてヒトアポリポタンパク質B発現の少なくとも30%の阻害を示した。従って、これらの配列が好ましい。これらの好ましい配列が相補的である標的部位は、本明細書中において「活性部位」と呼ばれており、従って、本発明の化合物により標的化される好ましい部位である。アポリポタンパク質Bは、哺乳動物において2つの形態(ApoB−48およびApoB−100)で存在し、これらの形態は、アミノ末端が共直線性であるので、ヌクレオチド1〜6530を標的とするアンチセンスオリゴヌクレオチドは、両方の形態にハイブリダイズし、一方、ヌクレオチド6531〜14121を標的とするアンチセンスオリゴヌクレオチドは、アポリポタンパク質Bの長い方の形態に特異的である。
(実施例16)
(2’−MOEウィング(wing)とデオキシギャップとを有するキメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチドによるヒトアポリポタンパク質B発現のアンチセンス阻害−用量応答研究)
本発明に従って、実施例15におけるアンチセンスオリゴヌクレオチドの部分集合を、用量応答研究においてさらに調査した。処理用量は、50nM、150nMおよび250nMであった。これらの化合物を、HepG2細胞におけるヒトアポリポタンパク質B mRNAレベルに対する効果について、本明細書中の他の実施例に記載されるような定量的リアルタイムPCRによって分析した。データは、2回の実験からの平均であり、そのデータを表2に示す。
(表2)
(2’−MOEウィングとデオキシギャップとを有するキメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチドによるヒトアポリポタンパク質B mRNAレベルの阻害)
Figure 2013066488
(実施例17)
(2’−MOEウィングとデオキシギャップとを有するキメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチドによるマウスアポリポタンパク質B発現のアンチセンス阻害)
本発明に従って、公開された配列(GenBank登録番号M35186(本明細書中で配列番号10として援用される)を使用して、マウスアポリポタンパク質B mRNAの異なる領域を標的とする、一連のオリゴヌクレオチドを設計した。それらのオリゴヌクレオチドを表3に示す。「標的部位」とは、そのオリゴヌクレオチドが結合する特定の標的配列上で最初の(最も5’側の)ヌクレオチド番号を示す。表3におけるすべての化合物が、20ヌクレオチド長のキメラオリゴヌクレオチド(「ギャップマー(gapmer)」)であり、これは、10個の2’−デオキシヌクレオチドからなる中心「ギャップ」領域と、それに両方の側(5’方向および3’方向)で隣接する5ヌクレオチドの「ウィング(wing)」から構成されている。このウィングは、2’−メトキシエチル(2’−MOE)ヌクレオチドから構成されている。ヌクレオシド間(骨格)結合は、そのオリゴヌクレオチド全体にわたってホスホロチオエート(P=S)結合である。シチジン残基はすべて5’−メチルシチジンである。これらの化合物を、初代肝細胞におけるマウスアポリポタンパク質B mRNAレベルに対する効果について、本明細書中の他の実施例に記載されるような定量的リアルタイムPCRによって分析した。データは、2回の実験からの平均である。「N.D.」が存在する場合、それは「データなし」を示す。
(表3)
(2’−MOEウィングとデオキシギャップとを有するキメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチドによるマウスアポリポタンパク質B mRNAレベルの阻害)
Figure 2013066488
Figure 2013066488
表3に示されるように、配列番号71、配列番号74、配列番号76、配列番号78、配列番号81、配列番号83、配列番号84、配列番号87、配列番号88、配列番号90、配列番号101、配列番号102、配列番号103、配列番号109、配列番号111、配列番号114、配列番号115、配列番号116、配列番号117、配列番号118、配列番号119、配列番号120および配列番号121は、このアッセイにおいてマウスアポリポタンパク質B発現の少なくとも50%の阻害を示した。従って、これらの配列が好ましい。これらの好ましい配列が相補的である標的部位は、本明細書中において「活性部位」と呼ばれており、従って、本発明の化合物により標的化される好ましい部位である。
(実施例18)
(2’−MOEウィングとデオキシギャップとを有するキメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチドによるマウスアポリポタンパク質B発現のアンチセンス阻害−用量応答研究)
本発明に従って、実施例17におけるアンチセンスオリゴヌクレオチドの部分集合を、用量応答研究においてさらに調査した。処理用量は、50nM、150nMおよび300nMであった。これらの化合物を、初代肝細胞におけるヒトアポリポタンパク質B mRNAレベルに対する効果について、本明細書中の他の実施例に記載されるような定量的リアルタイムPCRによって分析した。データは、2回の実験からの平均であり、そのデータを表4に示す。
(表4)
(2’−MOEウィングとデオキシギャップとを有するキメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチドによるマウスアポリポタンパク質B mRNAレベルの阻害)
Figure 2013066488
(実施例19)
(アポリポタンパク質Bタンパク質レベルのウェスタンブロット分析)
ウェスタンブロット分析(イムノブロット分析)を、標準的方法を使用して行った。細胞をオリゴヌクレオチド処理の16〜20時間後に採集し、PBSで1回洗浄し、Laemmli緩衝液(100μl/ウェル)中に懸濁し、5分間沸騰させ、そして16% SDS−PAGEゲル上にローディングした。ゲルを150Vにて1.5時間泳動させ、そしてウェスタンブロッティング用の膜にトランスファーした。アポリポタンパク質Bに対する適切な一次抗体を、その一次抗体種に対する放射標識二次抗体または蛍光標識二次抗体とともに使用した。バンドを、PHOSPHORIMAGERTM(Molecular Dynamics,Sunnyvale CA)を使用して可視化した。
(実施例20)
(C57BL/6マウスにおけるアポリポタンパク質B(ISIS 147764)のアンチセンス阻害の効果:やせた動物対高脂肪食動物)
高脂血症誘導性アテローム性動脈硬化症性プラーク形成に対して感受性であると報告されている系統であるC57BL/6マウスを、以下の研究において使用して、やせたマウス対高脂肪食マウスにおける潜在的脂質減少化合物としてのアンチセンスオリゴヌクレオチドを評価した。
雄性C57BL/6マウスを、2つの同等の群((1)野生型コントロールマウス(やせた動物)および(2)高脂肪食(60% kcal脂肪)を与えられる動物)に分割した。コントロール動物には、生理食塩水処理を与え、そして通常の齧歯類用食餌にて維持した。一晩絶食させた後、各群からのマウスに、生理食塩水または50mg/kg ISIS 147764(配列番号109)を3日間ごとに6週間、腹腔内投与した。研究の終了時に、最後の注射の48時間後に、動物を屠殺し、肝臓中の標的mRNAレベル、コレステロールレベルおよびトリグリセリドレベル、肝臓酵素レベルおよび血清中グルコースレベルについて評価した。
この比較研究の結果を、表5に示す。
(表5)
(やせたマウスおよび高脂肪マウスにおける、アポリポタンパク質B mRNAレベル、コレステロールレベル、脂質レベル、トリグリセリドレベル、肝臓酵素レベルおよびグルコースレベルに対するISIS 147764処理の効果)
Figure 2013066488
ISIS 147764による処理が、やせたマウスおよび高脂肪マウスの両方において、コレステロールならびにLDLリポタンパク質およびHDLリポタンパク質ならびに血清中グルコールを低下させたこと、ならびに示された効果が、実際には、mRNAレベルの減少により支持されるアポリポタンパク質B発現の阻害に起因することが、これらのデータから明らかである。肝臓酵素レベルの有意な変化は観察されなかった。このことは、このアンチセンスオリゴヌクレオチドが、いずれの処理群に対しても毒性ではなかったことを示す。
(実施例21)
(高脂肪食マウスに対するアポリポタンパク質B(ISIS 147764)のアンチセンス阻害効果;6週間時間経過研究)
本発明に従って、6週間の時間経過研究を実施して、高脂肪食マウスにおける脂質代謝およびグルコース代謝に対するISIS 147764の効果をさらに調査した。
高脂肪食(60% kcal脂肪)を与えた雄性C57BL/6マウス(n=8)を、アンチセンスオリゴヌクレオチド(ISIS 147764)による処理の効果について6週間の時間経過にわたって評価した。コントロール動物には、生理食塩水処理(50mg/kg)を与えた。動物の部分集合に、1日経口用量(20mg/kg)のアトロバスタチンカルシウム(Lipitor(登録商標),Pfizer Inc.)を与えた。すべてのマウス(アトロバスタチン処理動物を除く)に、一晩絶食させた後に、5mg/kg ISIS 147764(配列番号109)、25mg/kg ISIS 147764(配列番号109)、50mg/kg ISIS 147764(配列番号109)または生理食塩水(50mg/kg)を、3日間ごと(1週間に2回)に6週間、腹腔内投与した。血清中コレステロールおよびリポタンパク質を、0週間目、2週間目、および6週間目の暫定時点にて分析した。研究終了時に、最後の注射の48時間後に動物を屠殺し、そして肝臓中の標的mRNAレベル、コレステロールレベル、リポタンパク質レベル、トリグリセリドレベル、肝臓酵素(ASTおよびALT)レベルおよび血清中グルコースレベル、ならびに体重、肝臓重量、脾臓重量および脂肪パッド重量について評価した。
(実施例22)
(高脂肪食マウスにおけるアポリポタンパク質B(ISIS 147764)のアンチセンス阻害の効果−肝臓におけるmRNA発現)
高脂肪食(60% kcal脂肪)を与えた雄C57BL/6マウス(n=8)を、mRNA発現に対するISIS 147764の効果について6週間の時間経過にわたって評価した。コントロール動物には、生理食塩水処理(50mg/kg)を与えた。マウスに、一晩絶食させた後に、5mg/kg ISIS 147764(配列番号109)、25mg/kg ISIS 147764(配列番号109)、50mg/kg ISIS 147764(配列番号109)または生理食塩水(50mg/kg)を、3日間ごと(1週間に2回)に6週間、腹腔内投与した。研究終了時に、最後の注射の48時間後に動物を屠殺し、そして肝臓中の標的mRNAレベルについて評価した。ISIS 147764は、5mg/kg用量、25mg/kg用量、および50mg/kg用量において、mRNAレベルをそれぞれ15%、75%、および88%減少させる、用量応答効果を示した。
処置期間の終わりに収集した肝臓タンパク質サンプルを、マウスアポリポタンパク質B(Glandstone Institute,San Francisco,CA)に指示された抗体を使用する免疫ブロット分析に供した。これらのデータは、ISIS 147764での処置が、mRNAレベルを減少させることに加えて、肝臓中のアポリポタンパク質Bの発現を、用量依存性の様式で減少させることを実証する。
(実施例23)
(血清中コレステロールレベルおよびトリグリセリドレベルに対するアポリポタンパク質B(ISIS 147764)のアンチセンス阻害の効果)
高脂肪食(60% kcal脂肪)を与えた雄C57BL/6マウス(n=8)を、血清中コレステロールレベルおよびトリグリセリドレベルに対するISIS 147764の効果について6週間の時間経過にわたって評価した。コントロール動物には、生理食塩水処理(50mg/kg)を与えた。マウスに、一晩絶食させた後に、5mg/kg ISIS 147764(配列番号109)、25mg/kg ISIS 147764(配列番号109)、50mg/kg ISIS 147764(配列番号109)または生理食塩水(50mg/kg)を、3日間ごと(1週間に2回)に6週間、腹腔内投与した。
血清中コレステロールレベルを、0週間目、2週間目、および6週間目に測定した。このデータを表6に示す。この表の値は、阻害パーセントとして表されており、生理食塩水コントロールに対して正規化されている。
血清中コレステロールに加えて、研究終了時に、最後の注射の48時間後に動物を屠殺し、そしてトリグリセリドレベルについて評価した。
ISIS 147764により処理したマウスは、研究終了までに、正常レベルに対して、血清中コレステロール(コントロール動物について240mg/dL、そして5mg/kg用量、25mg/kg用量、および50mg/kg用量について、それぞれ225mg/dL、125mg/dLおよび110mg/dL)ならびにトリグリセリド(コントロール動物について115mg/dL、そして5mg/kg用量、25mg/kg用量、および50mg/kg用量について、それぞれ125mg/dL、150mg/dLおよび85mg/dL)の両方の減少を示した。これらのデータを、20mg/kg経口用量でのアトロバスタチンカルシウムの効果ともまた比較した。このアトロバスタチンカルシウムの効果は、研究終了時に、血清中コレステロールの極小の減少(20%)しか示さなかった。
(表6)
(ISIS 147764によるマウスアポリポタンパク質Bコレステロールレベルの阻害パーセント)
Figure 2013066488
(実施例24)
(リポタンパク質レベルに対するアポリポタンパク質B(ISIS 147764)のアンチセンス阻害の効果)
高脂肪食(60% kcal脂肪)を与えた雄C57BL/6マウス(n=8)を、リポタンパク質(VLDL、LDL、およびHDL)レベルに対するISIS 147764の効果について6週間の時間経過にわたって評価した。コントロール動物には、生理食塩水処理(50mg/kg)を与えた。マウスに、一晩絶食させた後に、5mg/kg ISIS 147764(配列番号109)、25mg/kg ISIS 147764(配列番号109)、50mg/kg ISIS 147764(配列番号109)または生理食塩水(50mg/kg)を、3日間ごと(1週間に2回)に6週間、腹腔内投与した。
リポタンパク質レベルを、0週間目、2週間目、および6週間目に測定した。このデータを表7に示す。この表の値は、阻害パーセントとして表されており、生理食塩水コントロールに対して正規化されている。負の値は、観察されたリポタンパク質レベル増加を示す。
これらのデータを、0週間目、2週間目、および6週間目での、一日経口用量20mg/kgのアトロバスタチンカルシウムの効果ともまた比較した。
これらのデータは、50mg/kg用量のISIS 147764が、アトロバスタチンよりも大きな程度まで、調査した血清中リポタンパク質部類すべてを減少可能であることを、示す。
(表7)
(アトロバスタチンと比較した、ISIS 147764によるマウスアポリポタンパク質Bリポタンパク質レベルの阻害パーセント)
Figure 2013066488
(実施例25)
(血清中ASTレベルおよび血清中ALTレベルに対するアポリポタンパク質B(ISIS 147764)のアンチセンス阻害の効果)
高脂肪食(60% kcal脂肪)を与えた雄C57BL/6マウス(n=8)を、肝臓酵素(ASTおよびALT)レベルに対するISIS 147764の効果について6週間の時間経過にわたって評価した。コントロール動物には、生理食塩水処理(50mg/kg)を与えた。マウスに、一晩絶食させた後に、5mg/kg ISIS 147764(配列番号109)、25mg/kg ISIS 147764(配列番号109)、50mg/kg ISIS 147764(配列番号109)または生理食塩水(50mg/kg)を、3日間ごと(1週間に2回)に6週間、腹腔内投与した。ASTレベルおよびALTレベルを、6週間目に測定した。
ISIS 147764により処理したマウスは、生理食塩水コントロールと比較して、この研究の期間にわたって有意なASTレベル変化を何ら示さなかった(生理食塩水コントロールについての65IU/Lと比較して、5mg/kg用量、25mg/kg用量、および50mg/kg用量について、それぞれ105IU/L、70IU/Lおよび80IU/L)。一日経口用量20mg/kgのアトロバスタチンにより処理したマウスは、ASTレベル85IU/Lを有した。
ALTレベルは、生理食塩水コントロールと比較して、この研究の期間にわたってすべての処理によって増加した(生理食塩水コントロールについての25IU/Lと比較して、5mg/kg用量、25mg/kg用量、および50mg/kg用量について、それぞれ50IU/L、70IU/Lおよび100IU/L)。一日経口用量20mg/kgのアトロバスタチンにより処理したマウスは、ASTレベル40IU/Lを有した。
(実施例26)
(血清中グルコースレベルに対するアポリポタンパク質B(ISIS 147764)のアンチセンス阻害の効果)
高脂肪食(60% kcal脂肪)を与えた雄C57BL/6マウス(n=8)を、血清中グルコースレベルに対するISIS 147764の効果について6週間の時間経過にわたって評価した。コントロール動物には、生理食塩水処理(50mg/kg)を与えた。マウスに、一晩絶食させた後に、5mg/kg ISIS 147764(配列番号109)、25mg/kg ISIS 147764(配列番号109)、50mg/kg ISIS 147764(配列番号109)または生理食塩水(50mg/kg)を、3日間ごと(1週間に2回)に6週間、腹腔内投与した。
研究終了時に、最後の注射の48時間後に動物を屠殺し、そして血清中グルコースレベルについて評価した。ISIS 147764は、生理食塩水コントロールについての300mg/dLと比較して、5mg/kg用量、25mg/kg用量、および50mg/kg用量について、それぞれ225mg/dL、190mg/dLおよび180mg/dLにまで血清中グルコースレベルを減少させる、用量応答効果を示した。一日経口用量20mg/kgのアトロバスタチンにより処理したマウスは、血清中グルコースレベル215mg/dLを有した。これらのデータは、ISIS 147764が、高脂肪食マウスにおいて血清中グルコースレベルを減少可能であることを示す。
(実施例27)
(体重、脾臓重量、肝臓重量および脂肪パッド重量に対するアポリポタンパク質B(ISIS 147764)のアンチセンス阻害の効果)
高脂肪食(60% kcal脂肪)を与えた雄C57BL/6マウス(n=8)を、体重、脾臓重量、肝臓重量および脂肪パッド重量に対するISIS 147764の効果について6週間の時間経過にわたって評価した。コントロール動物には、生理食塩水処理(50mg/kg)を与えた。マウスに、一晩絶食させた後に、5mg/kg ISIS 147764(配列番号109)、25mg/kg ISIS 147764(配列番号109)、50mg/kg ISIS 147764(配列番号109)または生理食塩水(50mg/kg)を、3日間ごと(1週間に2回)に6週間、腹腔内投与した。
研究終了時に、最後の注射の48時間後に動物を屠殺し、そして体重、脾臓重量、肝臓重量および脂肪パッド重量を測定した。これらのデータを表8に示す。値は、生理食塩水処理したコントロール動物と比較した体重または器官重量の変化パーセントとして表している。一日経口用量20mg/kgのアトロバスタチンにより処理したマウスからのデータもまた、この表に示している。負の値は、重量の減少を示した。
(表8)
(体重または器官重量に対するマウスアポリポタンパク質Bのアンチセンス阻害の効果)
Figure 2013066488
これらのデータは、脾臓重量および肝臓重量の両方の増加により相殺されたISIS 147764の投与範囲にわたる脂肪減少を示し、用量が増加するにつれて全体重の全体的減少が生じている。
(実施例28)
(B6.129P−Apoetm1Uncノックアウトマウスにおけるアポリポタンパク質B(ISIS 147764)のアンチセンス阻害の効果:やせた動物対高脂肪食動物)
Jackson Laboratory(Bar Harbor,ME)から得たB6.129P−Apoetm1Uncノックアウトマウス(本明細書中でApoEノックアウトマウスと呼ぶ)は、Apoetm1Unc変異についてホモ接合性であり、年齢によっても性別によっても影響を受けない全血漿コレステロールレベルの顕著な増加を示す。これらの動物は、3ヶ月齢にて、近位大動脈中に脂肪線条を示す。これらの病変は、年齢とともに増加し、そして脂質が少ないがより細長い細胞を含む病変(アテローム性動脈硬化症性病変のより進行した病期特有である)へと進行する。
これらのマウスにおける変異は、アポリポタンパク質E(ApoE)遺伝子中に存在する。ApoEタンパク質の主要な目的は、コレステロールおよびトリグリセリドを身体全体へと輸送することである。アポリポタンパク質Eは、リポタンパク質構造を安定化させ、低密度リポタンパク質レセプター(LDLR)および関連タンパク質に結合し、そしてHDLサブクラス中に存在し、HDLにLDLR結合能を提供する。ApoEは、肝臓および脳において最も豊富に発現される。雌B6.129P−Apoetm1Uncノックアウトマウス(ApoEノックアウトマウス)を以下の研究に使用して、潜在的脂質減少化合物としてのアンチセンスオリゴヌクレオチドを評価した。
雌ApoEノックアウトマウスは、5週齢〜7週齢の範囲であった。これらの雌ApoEノックアウトマウスに、研究開始前の2週間、通常の食餌を与えた。その後、ApoEノックアウトマウスに、60%脂肪食(0.15%コレステロール添加)を無制限に与えて、高脂血症および肥満を誘導した。コントロール動物には、コレステロールを添加していない高脂肪食を与えて維持した。一晩絶食させた後、各群からのマウスに、生理食塩水、50mg/kgのコントロールアンチセンスオリゴヌクレオチド(ISIS 29837 TCGATCTCCTTTTATGCCCG;配列番号124)、あるいは5mg/kg ISIS 147764(配列番号109)、25mg/kg ISIS 147764(配列番号109)、50mg/kg ISIS 147764(配列番号109)を、3日間ごとに6週間、腹腔内投与した。
このコントロールオリゴヌクレオチドは、20ヌクレオチド長のキメラオリゴヌクレオチド(「ギャップマー(gapmer)」)であり、これは、10個の2’−デオキシヌクレオチドからなる中心「ギャップ」領域と、それに両方の側(5’方向および3’方向)で隣接する5ヌクレオチドの「ウィング(wing)」から構成されている。このウィングは、2’−メトキシエチル(2’−MOE)ヌクレオチドから構成されている。ヌクレオシド間(骨格)結合は、そのオリゴヌクレオチド全体にわたってホスホロチオエート(P=S)結合である。シチジン残基はすべて5’−メチルシチジンである。
研究終了時に、最後の注射の48時間後に動物を屠殺し、そして肝臓中の標的mRNAレベルについてRT−PCR法により評価しノーザンブロット分析により確認した。そしてその動物を、グルコースレベル、コレステロールレベルおよび脂質レベルについてHPLC分離法により評価し、トリグリセリドレベルおよび肝臓酵素レベルについて評価した(LabCorp Preclinical Services;San Diego,CAが実施した)。一日経口用量20mg/kgのアトロバスタチンにより処理したマウスからのデータもまた、比較のための表に示している。
この比較研究の結果を表9に示す。データは、生理食塩水コントロールに対して正規化している。
(表9)
(ApoEノックアウトマウスにおけるアポリポタンパク質B mRNAレベル、コレステロールレベル、グルコースレベル、脂質レベル、トリグリセリドレベルおよび肝臓酵素レベルに対する、ISIS 147764処理の効果)
Figure 2013066488
ISIS 147764による処理が、ApoEノックアウトマウスにおいて、グルコースおよびコレステロールならびに調査したすべてのリポタンパク質(HDL、LDLおよびVLDL)を低下させたことが、これらのデータから明らかである。さらに、これらの減少は、アポリポタンパク質Bタンパク質レベルおよびアポリポタンパク質RNAレベルの両方の減少と相関した。このことは、アンチセンス作用機構を示す。肝臓効果レベルの有意な変化は観察されなかった。このことは、このアンチセンスオリゴヌクレオチドが、いずれの処理群に対しても毒性ではなかったことを示す。
(実施例29)
(2’−MOEウィングおよびデオキシギャップを持つキメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチドによるヒトアポリポタンパク質B発現のアンチセンス阻害:追加オリゴヌクレオチド)
本発明によれば、公開されている配列(GenBank受託番号NM000384.1、本明細書では配列番号3として援用する)を用いて、別系列のオリゴヌクレオチドを設計してヒトアポリポタンパク質B RNAの異なる領域を標的にする。オリゴヌクレオチドを表10に示す。「標的部位(target site)」は、オリゴヌクレオチドが結合する特定の標的配列上の第1の(5’最末端の)ヌクレオチド番号を示す。表10のすべての化合物が20ヌクレオチド長のキメラオリゴヌクレオチド(ギャップマー(gapmer))であり、10個の2’−デオキシヌクレオチドからなる中央「ギャップ」領域から構成され、該領域の両側(5’方向および3’方向)に5ヌクレオチドの「ウィング」が隣接している。これらのウィングは、2’−メトキシエチル(2’−MOE)ヌクレオチドから構成される。ヌクレオシド間(主鎖)結合は、オリゴヌクレオチドの全体にわたって、ホスホロチオエート(P=S)である。全てのシチジン残基は、5−メチルシチジンである。これらの化合物を、本明細書中の他の実施例で述べられるように、定量的リアルタイムPCRによってHepG2細胞でのヒトアポリポタンパク質B mRNAレベルに対する該化合物の効果について分析した。データは、HepG2細胞を表10に示す150nMの化合物で処理した2回の実験から得られた平均値である。「N.D.」が表示されている場合、これは「データ無し」を示す。
(表10)
(2’−MOEウィングおよびデオキシギャップを有するキメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチドによるヒトアポリポタンパク質B mRNAレベルの阻害)
Figure 2013066488
Figure 2013066488
Figure 2013066488
Figure 2013066488
Figure 2013066488
(実施例30)
(アポリポタンパク質Bのアンチセンス阻害−ジーンウオーク(gene walk))
本発明にもとづいて、別系列のオリゴヌクレオチドを設計してヒトアポリポタンパク質B RNA(GenBank受託番号NM000384.1、本明細書では配列番号3として援用)の複数の領域(配列番号が224または247である標的部位の近傍)を標的にする「ジーンウオーク(gene walk)」を実施した。上記オリゴヌクレオチドを表11に示す。「標的部位(target site)」は、オリゴヌクレオチドが結合する特定の標的配列上の第1(5’−末端)のヌクレオチド番号を示す。表11のすべての化合物が20ヌクレオチド長のキメラオリゴヌクレオチド(ギャップマー(gapmer))であり、10個の2’−デオキシヌクレオチドからなる中央「ギャップ」領域から構成され、該領域の両側(5’方向および3’方向)に5ヌクレオチドの「ウィング」が隣接している。これらのウィングは、2’−メトキシエチル(2’−MOE)ヌクレオチドから構成される。ヌクレオシド間(主鎖)結合は、オリゴヌクレオチドの全体にわたって、ホスホロチオエート(P=S)である。全てのシチジン残基は、5−メチルシチジンである。これらの化合物を、本明細書中の他の実施例で述べられるように、定量的リアルタイムPCRによってHepG2細胞でのヒトアポリポタンパク質B mRNAレベルに対する該化合物の効果について分析した。処理用量は、50nMおよび150nMであり、表11に示される。データは、2回の実験から得られた平均値である。「N.D.」が表示されている場合、これは「データ無し」を示す。
(表11)
(2’−MOEウィングおよびデオキシギャップを有するキメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチドによるヒトアポリポタンパク質B mRNAレベルの阻害 − ジーンウオーク)
Figure 2013066488
Figure 2013066488
図10および11に示すように、配列番号124、128、129、132、133、134、138、140、141、142、144、145、147、148、149、150、152、153、155、156、158、159、160、161、163、165、166、167、169、170、172、176、177、178、181、183、184、185、186、187、188、189、190、191、192、193、194、195、196、197、198、199、200、201、202、203、204、205、206、207、208、209、210、211、212、213、214、215、216、217、218、219、220、221、222、223、224、225、226、227、228、229、230、231、232、233、234、235、236、237、238、239、240、241、243、244、245、246、247、248、249、250、251、252、253、254、255、256、257、258、260、261、262、263、264、265、266、267、268、269、270、271、272、273、274、275、276、277、278、279、280、281、282、283、284、285、286、287、288、289、290、291、292、293、294、295、296、297、298、299、300、301、302、303、304、305、306、307、308、309、310、311、312、313、314、315、316、および317は、このアッセイでヒトアポリポタンパク質B発現を少なくとも30%阻害したことから、好ましい。より好ましくは、配列番号224、247、および262である。これらの好ましい配列に対して相補的である標的領域を、本明細書では「好ましい標的セグメント」という。したがって、該標的領域は本明細書の化合物による標的化にとって好ましい。これらの好ましい標的セグメントを、表18に示す。これらの配列は、表10および11に示す好ましいアンチセンス化合物の逆相補体を表す。「標的部位」は、オリゴヌクレオチドが結合する特定の標的配列上の第1の(5’最末端の)ヌクレオチド番号を示す。表18にさらに示されているものが、好ましい標的セグメントの各々が見いだされた種類である。
(実施例31)
(2’−MOEウィングおよびデオキシギャップを持つキメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチドによるヒトアポリポタンパク質B発現のアンチセンス阻害:GenBank受託番号M14162.1の標的化)
本発明によれば、公開されている配列(GenBank受託番号M14162.1、本明細書では配列番号318として援用する)を用いて、別系列のオリゴヌクレオチドを設計してヒトアポリポタンパク質B RNAの異なる領域を標的にする。オリゴヌクレオチドを表12に示す。「標的部位」は、オリゴヌクレオチドが結合する特定の標的配列上の第1の(5’最末端の)ヌクレオチド番号を示す。表12のすべての化合物が20ヌクレオチド長のキメラオリゴヌクレオチド(ギャップマー)であり、10個の2’−デオキシヌクレオチドからなる中央「ギャップ」領域から構成され、該領域の両側(5’方向および3’方向)に5ヌクレオチドの「ウィング」が隣接している。これらのウィングは、2’−メトキシエチル(2’−MOE)ヌクレオチドから構成される。ヌクレオシド間(主鎖)結合は、オリゴヌクレオチドの全体にわたって、ホスホロチオエート(P=S)である。全てのシチジン残基は、5−メチルシチジンである。これらの化合物を、本明細書中の他の実施例で述べられるように、定量的リアルタイムPCRによってHepG2細胞でのヒトアポリポタンパク質B mRNAレベルに対する該化合物の効果について分析した。データは、HepG2細胞を表12に示す150nMの化合物で処理した2回の実験から得られた平均値である。「N.D.」が表示されている場合、これは「データ無し」を示す。
(表12)
(2’−MOEウィングおよびデオキシギャップを有するキメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチドによるヒトアポリポタンパク質B mRNAレベルの阻害)
Figure 2013066488
(実施例32)
(ヒトアポリポタンパク質Bのアンチセンス阻害−GenBank受託番号M14162.1を標的とするジーンウオーク)
本発明にもとづいて、別系列のオリゴヌクレオチドを設計してヒトアポリポタンパク質B RNA(GenBank受託番号14162.1、本明細書では配列番号318として援用)の複数の領域(配列番号が319である標的部位の近傍)を標的にする「ジーンウオーク(gene walk)」を実施した。上記オリゴヌクレオチドを表13に示す。「標的部位」は、オリゴヌクレオチドが結合する特定の標的配列上の第1(5’−末端)のヌクレオチド番号を示す。表13のすべての化合物が20ヌクレオチド長のキメラオリゴヌクレオチド(ギャップマー)であり、10個の2’−デオキシヌクレオチドからなる中央「ギャップ」領域から構成され、該領域の両側(5’方向および3’方向)に5ヌクレオチドの「ウィング」が隣接している。これらのウィングは、2’−メトキシエチル(2’−MOE)ヌクレオチドから構成される。ヌクレオシド間(主鎖)結合は、オリゴヌクレオチドの全体にわたって、ホスホロチオエート(P=S)である。全てのシチジン残基は、5−メチルシチジンである。これらの化合物を、本明細書中の他の実施例で述べられるように、定量的リアルタイムPCRによってHepG2細胞でのヒトアポリポタンパク質B mRNAレベルに対する該化合物の効果について分析した。処理用量は、50nMおよび150nMであり、表13に示される。データは、2回の実験から得られた平均値である。「N.D.」が表示されている場合、これは「データ無し」を示す。
(表13)
(2’−MOEウィングおよびデオキシギャップを有するキメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチドによるヒトアポリポタンパク質B mRNAレベルの阻害)
Figure 2013066488
図12および13に示すように、配列番号319、323、324、325、326、327、328、329、330、331、332、および333は、このアッセイでヒトアポリポタンパク質B発現を少なくとも30%阻害したことから、好ましい。より好ましくは、配列番号319である。これらの好ましい配列に対して相補的である標的領域を、本明細書では「好ましい標的セグメント」という。したがって、該標的領域は本明細書の化合物による標的化にとって好ましい。これらの好ましい標的セグメントを、表18に示す。これらの配列は、表12および13に示す好ましいアンチセンス化合物の逆相補体を表す。「標的部位」は、オリゴヌクレオチドが結合する特定の標的配列上の第1の(5’最末端の)ヌクレオチド番号を示す。表18にさらに示されているものが、好ましい標的セグメントの各々が見いだされた種類である。
(実施例33)
(2’−MOEウィングおよびデオキシギャップを持つキメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチドによるヒトアポリポタンパク質B発現のアンチセンス阻害:ゲノム配列の標的化)
本発明によれば、公開されている配列(ゲノム配列を表すGenBank受託番号MT_022227.9のヌクレオチド39835ないし83279の相補体、本明細書では配列番号334として援用する)を用いて、別系列のオリゴヌクレオチドを設計してヒトアポリポタンパク質B RNAの異なる領域を標的にする。オリゴヌクレオチドを表14に示す。「標的部位」は、オリゴヌクレオチドが結合する特定の標的配列上の第1の(5’最末端の)ヌクレオチド番号を示す。表14のすべての化合物が20ヌクレオチド長のキメラオリゴヌクレオチド(ギャップマー)であり、10個の2’−デオキシヌクレオチドからなる中央「ギャップ」領域から構成され、該領域の両側(5’方向および3’方向)に5ヌクレオチドの「ウィング」が隣接している。これらのウィングは、2’−メトキシエチル(2’−MOE)ヌクレオチドから構成される。ヌクレオシド間(主鎖)結合は、オリゴヌクレオチドの全体にわたって、ホスホロチオエート(P=S)である。全てのシチジン残基は、5−メチルシチジンである。これらの化合物を、本明細書中の他の実施例で述べられるように、定量的リアルタイムPCRによってHepG2細胞でのヒトアポリポタンパク質B mRNAレベルに対する該化合物の効果について分析した。データは、HepG2細胞を表14に示す150nMの化合物で処理した2回の実験から得られた平均値である。「N.D.」が表示されている場合、これは「データ無し」を示す。
(表14)
(2’−MOEウィングおよびデオキシギャップを有するキメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチドによるヒトアポリポタンパク質B mRNAレベルの阻害)
Figure 2013066488
Figure 2013066488
Figure 2013066488
Figure 2013066488
Figure 2013066488
Figure 2013066488
表14に示すように、配列番号335、339、341、342、343、347、349、350、351、352、353、354、355、356、357、358、359、360、361、362、363、367、368、370、372、373、374、376、377、379、381、383、384、386、387、388、390、395、396、399、401、402、403、404、405、406、408、410、411、413、414、415、423、424、425、426、427、428、429、430、431、434、435、436、438、440、441、442、443、445、446、447、449、450、451、452、454、456、458、460、462、463、464、468、469、470、471、472、473、475、479、480、482、486、489、490、491、495、496、498、499、および502は、このアッセイでヒトアポリポタンパク質B発現を少なくとも30%阻害したことから、好ましい。これらの好ましい配列に対して相補的である標的領域を、本明細書では「好ましい標的セグメント」という。したがって、該標的領域は本明細書の化合物による標的化にとって好ましい。これらの好ましい標的セグメントを、表18に示す。これらの配列は、表14に示す好ましいアンチセンス化合物の逆相補体を表す。「標的部位」は、オリゴヌクレオチドが結合する特定の標的配列上の第1の(5’最末端の)ヌクレオチド番号を示す。表18にさらに示されているものが、好ましい標的セグメントの各々が見いだされた種類である。
(実施例34)
(2’−MOEウィングおよびデオキシギャップを持つキメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチドによるヒトアポリポタンパク質B発現のアンチセンス阻害 − GenBank受託番号AI249040.1)
本発明によれば、公開されている配列(GenBank受託番号AI249040.1を持つ配列の相補体、本明細書では配列番号503として援用する)を用いて、別系列のオリゴヌクレオチドを設計してヒトアポリポタンパク質B RNAの異なる領域を標的にする。オリゴヌクレオチドを表15に示す。「標的部位」は、オリゴヌクレオチドが結合する特定の標的配列上の第1の(5’最末端の)ヌクレオチド番号を示す。表15のすべての化合物が20ヌクレオチド長のキメラオリゴヌクレオチド(ギャップマー)であり、10個の2’−デオキシヌクレオチドからなる中央「ギャップ」領域から構成され、該領域の両側(5’方向および3’方向)に5ヌクレオチドの「ウィング」が隣接している。これらのウィングは、2’−メトキシエチル(2’−MOE)ヌクレオチドから構成される。ヌクレオシド間(主鎖)結合は、オリゴヌクレオチドの全体にわたって、ホスホロチオエート(P=S)である。全てのシチジン残基は、5−メチルシチジンである。これらの化合物を、本明細書中の他の実施例で述べられるように、定量的リアルタイムPCRによってHepG2細胞でのヒトアポリポタンパク質B mRNAレベルに対する該化合物の効果について分析した。データは、HepG2細胞を表15に示す150nMの化合物で処理した2回の実験から得られた平均値である。「N.D.」が表示されている場合、これは「データ無し」を示す。
(表15)
(2’−MOEウィングおよびデオキシギャップを有するキメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチドによるヒトアポリポタンパク質B mRNAレベルの阻害)
Figure 2013066488
表15に示すように、配列番号505、506、507、510、および512は、このアッセイでヒトアポリポタンパク質B発現を少なくとも30%阻害したことから、好ましい。これらの好ましい配列に対して相補的である標的領域は、本明細書では「好ましい標的セグメント」と呼ばれることから、本明細書の化合物による標的化にとって好ましい。これらの好ましい標的セグメントを、表18に示す。これらの配列は、表15に示す好ましいアンチセンス化合物の逆相補体を表す。「標的部位」は、オリゴヌクレオチドが結合する特定の標的配列上の第1の(5’最末端の)ヌクレオチド番号を示す。表18にさらに示されているものが、好ましい標的セグメントの各々が見いだされた種類である。
(実施例35)
(2’−MOEウィングおよびデオキシギャップを持つキメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチドによるヒトアポリポタンパク質B発現のアンチセンス阻害 − ギャップの位置での変異)
本発明によれば、公開されている配列(GenBank受託番号NM_000384.1、本明細書では配列番号3として援用する)を用いて、別系列のオリゴヌクレオチドを設計してヒトアポリポタンパク質B RNAの異なる領域を標的にする。化合物を表16に示す。「標的部位」は、オリゴヌクレオチドが結合する特定の標的配列上の第1の(5’最末端の)ヌクレオチド番号を示す。表16のすべての化合物が20ヌクレオチド長のキメラオリゴヌクレオチド(ギャップマー)である。「ギャップ」領域は、2’−デオキシヌクレオチドから構成され、該領域の片側または両側(5’方向および3’方向)に2’−メトキシエチル(2’−MOE)ヌクレオチドから構成される「ウィング」が隣接している。2’−MOEヌクレオチドの全数が常に10に等しく、かつキメラオリゴヌクレオチドの全長が20ヌクレオチドである。「ギャップ構造」および「2’−デオキシヌクレオチド」を太字で示すことで、各オリゴヌクレオチドの正確な構造を表16に示した。例えば、8〜10〜2の設計は、第1の(5’最末端の)8ヌクレオチドおよび最後の(3’最末端の)2ヌクレオチドが2’−MOEヌクレオチドであり、ギャップにある10ヌクレオチドが2’−デオキシヌクレオチドである。ヌクレオシド間(主鎖)結合は、オリゴヌクレオチドの全体にわたって、ホスホロチオエート(P=S)である。全てのシチジン残基は、5−メチルシチジンである。これらの化合物を、本明細書中の他の実施例で述べられるように、定量的リアルタイムPCRによってHepG2細胞でのヒトアポリポタンパク質B mRNAレベルに対する該化合物の効果について分析した。データ(表16に示す)は、HepG2細胞を50nMおよび150nMの用量の本発明のアンチセンスオリゴヌクレオチドで処理した3回の実験から得られた平均値である。「N.D.」が表示されている場合、これは「データ無し」を示す。
(表16)
(2’−MOEウィングおよび可変デオキシギャップを有するキメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチドによるヒトアポリポタンパク質B mRNAレベルの阻害)
Figure 2013066488
表16に示すように、このアッセイでは、配列番号224、247、および514が、両用量でヒトアポリポタンパク質B発現を少なくとも30%阻害した。これらのデータが示すことは、オリゴヌクレオチドがギャップ置換においていくつかの変異によって効果的であることを示唆している。これらの好ましい配列に対して相補的である標的領域を、本明細書では「好ましい標的セグメント」という。したがって、該標的領域は本明細書の化合物による標的化にとって好ましい。これらの好ましい標的セグメントを、表18に示す。これらの配列は、表16に示す好ましいアンチセンス化合物の逆相補体を表す。「標的部位」は、オリゴヌクレオチドが結合する特定の標的配列上の第1の(5’最末端の)ヌクレオチド番号を示す。表18にさらに示されているものが、好ましい標的セグメントの各々が見いだされた種類である。
(実施例36)
(2’−MOEウィングおよびデオキシギャップを持つキメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチドによるヒトアポリポタンパク質B発現のアンチセンス阻害 −配列番号319および515の位置での変異)
本発明に従って、ギャップ構造に変異を持つ一連のアンチセンス化合物を配列番号319および515を基づいて設計した。これらの化合物を表17に示す。「標的部位」は、化合物が結合する特定の標的配列上の第1の(5’最末端の)ヌクレオチド番号を示す。表17のすべての化合物が20ヌクレオチド長のキメラオリゴヌクレオチド(ギャップマー)である。「ギャップ」領域は、2’−デオキシヌクレオチドからなり、2’−メトキエチル(2’−MOE)ヌクレオチドから構成される「ウィング」が、片方または両側(5’および3’方向)に隣接している。ギャップの各々の側にある2’−MOEヌクレオチドの数は、2’−MOEヌクレオチドの合計が常に10に等しく、かつキメラオリゴヌクレオチドの全長が20ヌクレオチドとなるように、変動する。「ギャップ構造」および「2’−デオキシヌクレオチド」を太字で示すことで、各オリゴヌクレオチドの正確な構造を表17に示した。例えば、8〜10〜2の設計は、第1の(5’最末端の)8ヌクレオチドおよび最後の(3’最末端の)2ヌクレオチドが2’−MOEヌクレオチドであり、ギャップにある10ヌクレオチドが2’−デオキシヌクレオチドであることを示す。ヌクレオシド間(主鎖)結合は、オリゴヌクレオチドの全体にわたって、ホスホロチオエート(P=S)である。全てのシチジン残基は、5−メチルシチジンである。これらの化合物を、本明細書中の他の実施例で述べられるように、定量的リアルタイムPCRによってHepG2細胞でのヒトアポリポタンパク質B mRNAレベルに対する該化合物の効果について分析した。データ(表17に示す)は、HepG2細胞を50nMおよび150nMの用量の本発明のアンチセンスオリゴヌクレオチドで処理した3回の実験から得られた平均値である。「N.D.」が表示されている場合、これは「データ無し」を示す。
(表17)
(2’−MOEウィングおよび可変デオキシギャップを有するキメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチドによるヒトアポリポタンパク質B mRNAレベルの阻害)
Figure 2013066488
表17に示すように、このアッセイでは、配列番号319および515が、両用量でヒトアポリポタンパク質B発現を少なくとも44%阻害した。これらのデータが示すことは、オリゴヌクレオチドがギャップ置換においていくつかの変異によって効果的であることを示唆している。これらの好ましい配列に対して相補的である標的領域を、本明細書では「好ましい標的セグメント」という。したがって、該標的領域は本明細書の化合物による標的化にとって好ましい。これらの好ましい標的セグメントを、表18に示す。これらの配列は、表17に示す好ましいアンチセンス化合物の逆相補体を表す。「標的部位」は、オリゴヌクレオチドが結合する特定の標的配列上の第1の(5’最末端の)ヌクレオチド番号を示す。表18にさらに示されているものが、好ましい標的セグメントの各々が見いだされた種類である。
(表18)
(アポリポタンパク質Bで同定された好ましい標的セグメントの配列および位置)
Figure 2013066488
Figure 2013066488
Figure 2013066488
Figure 2013066488
Figure 2013066488
Figure 2013066488
Figure 2013066488
これらの「好ましい標的セグメント」が本発明のアンチセンス化合物とのハイブリダイゼーションについて公開され、かつ利用可能となったことから、これらの好ましい標的セグメントに特異的にハイブリダイズすることでアポリポタンパク質Bの発現を阻害する本発明のさらなる実施形態を、ルーチンの実験しか使用しないで、本発明の実施形態を認識または確認することが可能である。本発明によれば、アンチセンス化合物として、アンチセンスオリゴマー化合物、アンチセンスオリゴヌクレオチド、リボザイム、外部誘導配列(external guide sequence,EGS)オリゴヌクレオチド、代わりのスプライサー、プライマー、プローブ、および標的核酸の少なくとも一部にハイブリダイズする他の短いオリゴマー化合物が挙げられる。
(実施例37)
(ヒトアポリポタンパク質B発現のアンチセンス阻害 − オリゴヌクレオチドの用量応答)
本発明に従って、実施例29および31に記載した12オリゴヌクレオチドを、用量応答試験でさらに調べた。この試験で用いた対照オリゴヌクレオチドは、ISIS 18076(配列番号805)およびISIS 13650(配列番号806)であった。
対照群を含むこの試験のすべての化合物が20ヌクレオチド長のキメラオリゴヌクレオチド(ギャップマー)であり、10個の2’−デオキシヌクレオチドからなる中央「ギャップ」領域から構成され、該領域の両側(5’方向および3’方向)に5ヌクレオチドの「ウィング」が隣接している。これらのウィングは、2’−メトキシエチル(2’−MOE)ヌクレオチドから構成される。ヌクレオシド間(主鎖)結合は、オリゴヌクレオチドの全体にわたって、ホスホロチオエート(P=S)である。全てのシチジン残基は、5−メチルシチジンである。
用量反応実験では、指標としてのmRNAレベルで、HepG2細胞を、用量が37、75、150、および300nMオリゴヌクレオチドの用量で、アンチセンスオリゴヌクレオチドまたは対照オリゴヌクレオチドによって処理した。データは、本明細書の他の実施例に記載したように定量的リアルタイムPCRによって得られたもので、未処理対照群に対して正規化されている処理群のmRNAレベルによる2回の実験から平均したものである。データを用19に示す。
(表19)
(2’−MOEウィングおよびデオキシギャップを持つキメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチドによるアポリポタンパク質B mRNAレベルの阻害 − 用量応答)
Figure 2013066488
(実施例38)
(ヒトアポリポタンパク質B発現のアンチセンス阻害 − 用量応答 − 低用量範囲)
本発明に従って、実施例29、31、35、および36に記載した7オリゴヌクレオチドを、用量応答試験でさらに調べた。この試験で用いた対照オリゴヌクレオチドは、ISIS 18076(配列番号805)、ISIS 13650(配列番号806)、およびISIS 129695(配列番号807)であった。
対照群を含むこの試験のすべての化合物が20ヌクレオチド長のキメラオリゴヌクレオチド(ギャップマー)であり、10個の2’−デオキシヌクレオチドからなる中央「ギャップ」領域から構成され、該領域の両側(5’方向および3’方向)に5ヌクレオチドの「ウィング」が隣接している。これらのウィングは、2’−メトキシエチル(2’−MOE)ヌクレオチドから構成される。ヌクレオシド間(主鎖)結合は、オリゴヌクレオチドの全体にわたって、ホスホロチオエート(P=S)である。全てのシチジン残基は、5−メチルシチジンである。
用量反応実験では、指標としてのmRNAレベルで、HepG2細胞を、用量が12.5、37、75、150、および300nMオリゴヌクレオチドの用量で、アンチセンスオリゴヌクレオチドまたは対照オリゴヌクレオチドによって処理した。本明細書の他の実施例に記載したように定量的リアルタイムPCRによってデータを得て、該データを未処理の対照群に対して正規化されている処理群でのmRNAレベルによる2回の実験から平均化した。データを表20に示す。
(表20)
(2’−MOEウィングおよびデオキシギャップを持つホスホロチオエートオリゴヌクレオチドによるアポリポタンパク質B mRNAのレベルの阻害 − 用量応答)
Figure 2013066488
(実施例39)
(RNA合成)
一般に、RNA合成化学は、戦略的中間反応での種々の保護基の選択的取り込みに基づいている。有機合成で保護基を使用することは、当業者が理解することではあるが、保護基の有用な種類としてシリルエーテル類があげられる。特に、大きなシリルエーテル類は2’−ヒドロキシル上の酸に不安定なオルトエステル保護基との組み合わせで5’−ヒドロキシルを保護するのに用いられる。このような組みを成した保護基を次に標準固相合成技術とともに用いる。他の全ての合成ステップの後、最後に酸性の不安定なオルソエステル保護基を除去することが重要である。さらに、合成過程でシリル保護基を早めに使用することで、望ましくない2’−ヒドロキシルの脱保護を生ずることなく、必要に応じた容易な除去が確実になる。
このような手順は、差次的に除去され、かつ差次的に化学的に不安定である保護基による2’−ヒドロキシルの保護と組み合わせた5’−ヒドロキシルの逐次保護のためのものであって、該手順の後に、RNAオリゴヌクレオチドの合成をおこなった。
RNAオリゴヌクレオチドを段階的に合成する。各々のヌクレオチドを順次(3’から5’方向)、固相結合オリゴヌクレオチドに添加する。鎖の3’末端にある第1のヌクレオシドが固体担体に共有結合する。ヌクレオチド前駆体であるリボヌクレオシドホスホラミダイトとアクティベーターとを添加し、第2の塩基を第1のヌクレオシドの5’末端に連結させる。担体を洗い、いっさいの未反応5′ヒドロキシル基に無水酢酸をかぶせて5’−アセチル部分を生じさせる。つぎに、この結合部分を酸化して、より安定かつ究極的に所望されるP(V)結合にする。ヌクレオチド添加サイクルの終わりに、5’−シリル基をフッ化物で切断する。このサイクルを引き続くヌクレオチドの各々に対して繰り返す。
合成後、リン酸塩上のメチル保護基を、1Mの二ナトリウム−2−カルバモイル−2ーシアノエチレン−1,1−ジチオレート三水酸基化合物(SNa)含有DMFを用いて30分で切断する。水を使って、脱保護溶液を固相担体結合オリゴヌクレオチドから洗い落とす。つぎに、担体を40%メチルアミンを含む水で、55℃、10分間処理する。これによって、RNAオリゴヌクレオチドが溶液中に放出されることで、環外アミンが脱保護されて、2’の基が修飾される。この段階で、アニオン交換HPLCでオリゴヌクレオチドの分析をおこなうことができる。
2’−オルトエステル基は、除去すべき最後の保護基である。Dharmacon Research,Inc.(Lafayette,CO)によって開発されたエチレングリコールモノアセテートオルトエステル保護は、有用なオルトエステル保護基の一例であり、以下の重要な特性を有する。すなわち、それがヌクレオシドホスホラミダイト合成およびオリゴヌクレオチド合成の条件に対して安定であることである。しかし、オリゴヌクレオチド合成後、このオリゴヌクレオチドをメチルアミンで処理する。このメチルアミンは、固体担体からオリゴヌクレオチドを切り離すだけではなく該オルトエステルからアセチル基も除去してしまう。オルトエステル上に結果として生ずる2−エチル−ヒドロキシ置換基はアセチル化前駆体よりも電子求引性が低い。その結果、修飾オルトエステルが酸接触加水分解に対して、よりいっそう不安定になる。具体的には、アセチル基が除去された後、切断速度が約10倍速くなる。したがって、このオルトエステルは、オリゴヌクレオチド合成に十分に対応しており、またその一方で、その後修飾された場合、最終RNAオリゴヌクレオチド産物に対応する相対的に穏やかな水性条件下で脱保護を実施することが可能である。
さらに、RNA合成の方法は、当技術分野で周知である (Scaringe,S.A.Ph.D.Thesis,University of Colorado,1996;Scaringe,S.A.ら、J.Am.Chem.Soc.,1998,120,11820−11821;Matteucci,M.D.およびCaruthers,M.H.J.Am.Chem.Soc.,1981,103,3185−3191;Beaucage,S.L.およびCaruthers,M.H.Tetrahedron Lett.,1981,22,1859−1862;Dahl,B.J.ら、Acta Chem.Scand,.1990,44,639−641;Reddy,M.P.ら、Tetrahedron Lett.,1994,25,4311−4314;Wincott,F.ら、Nucleic Acids Res.,1995,23,2677−2684;Griffin,B.E.ら、Tetrahedron,1967,23,2301−2313;Griffin,B.E.ら、Tetrahedron,1967,23,2315−2331)。
本発明のRNAアンチセンス化合物(RNAオリゴヌクレオチド)を本明細書の方法によって合成またはDharmacon Research,Inc (Lafayette,CO)から購入することができる。ひとたび合成すると、当技術分野で周知の方法によって相補的RNAアンチセンス化合物のアニーリングが安定的におこなわれ、二本鎖(二重鎖)のアンチセンス化合物が形成される。例えば、二重鎖は、RNAオリゴヌクレオチド(50μMRNAオリゴヌクレオチド溶液)の相補鎖の各々30μlと5xアニーリング緩衝液(100mM酢酸カリウム、30mMHEPES−KOH(pH7.4)、2mM酢酸マグネシウム)15μlとを混ぜ合わせ、その後、90℃で1分間、続いて37℃で1時間の加熱をおこなうことによって、形成される。得られた二重鎖アンチセンス化合物をキット、アッセイ、スクリーニング、または他の方法で用いて、標的核酸の役割を調べることができる。
(実施例40)
(アポリポタンパク質Bを標的とする二重鎖アンチセンス化合物の設計およびスクリーニング)
本発明に従って、本発明のアンチセンス化合物を含む一連の核酸二重鎖とそれらの相補体とを、アポリポタンパク質Bを標的とするために設計する。二重鎖のアンチセンス鎖の核酸塩基配列は、本明細書に記載したオリゴヌクレオチドの少なくとも一部を含む。1種類以上の天然または修飾核酸塩基を付加することで、上記鎖の末端を修飾して突出部分を形成することができる。つぎに、dsRNAのセンス鎖をアンチセンスの相補体として設計および合成する。このセンス鎖は、いずれかの末端に対する修飾または付加を含むものであってもよい。例えば、一実施形態では、dsRNA二重鎖の両鎖が、中心にある複数の核酸塩基にわたって相補的であり、各々が一方の終端または両方の終端で突出部分を持つことになる。二重鎖のアンチセンスおよびセンス鎖は、約17ないし25ヌクレオチド、または約19ないし23ヌクレオチドから構成される。あるいは、アンチセンスおよびセンス鎖は、20、21、または22ヌクレオチドから構成される。
例えば、CGAGAGGCGGACGGGACCG配列を有し、かつデオキシチミジン(dT)の2塩基突出部分を持つアンチセンス鎖を含む二重鎖は、以下の構造を有するだろう。すなわち、
cgagaggcggacgggaccgTT アンチセンス鎖
|||||||||||||||||||
TTgctctccgcctgccctggc 相補体
別の実施形態では、同一配列CGAGAGGCGGACGGGACCGを持つアンチセンス鎖を含む二重鎖を以下のように調製して平滑末端を持たせてもよい(単一鎖になった突出部分無し):
cgagaggcggacgggaccg アンチセンス鎖
|||||||||||||||||||
gctctccgcctgccctggc 相補体
上記二重鎖のRNA鎖は、本明細書に開示した方法によって合成することができ、あるいはDharmacon Research Inc.,(Lafayette,CO)より購入することができる。ひとたび合成すると、相補的鎖のアニーリングが安定的におこなわれる。単一鎖を等分し、さらに50μMの濃度まで希釈する。ひとたび希釈すると、鎖の各々30μlと5xアニーリング緩衝液15μlとが混ざり合う。上記緩衝液の最終濃度は、100mM酢酸カリウム、30mMHEPES−KOH(pH7.4)、および2mM酢酸マグネシウムである。最終容量は75μlである。この溶液を90℃で1分間インキュベートし、つぎに15分間遠心した。試験管を、dsRNA二重鎖が実験に用いられる時点で、37℃で1時間、静置する。dsRNA二重鎖の最終濃度は、20μMである。この溶液を凍結保存(−20℃)し、最大5回まで凍結融解する。
調製するとすぐに、アポリポタンパク質B発現を修飾する能力について、二重鎖アンチセンス化合物の評価をおこなった。
細胞が80%密集度に達した場合、該細胞を本発明の二重鎖アンチセンス化合物で処理する。96穴プレートで増殖する細胞のために、ウエルを200μlのOPTI−MEM−1還元血清培地(Gibco BRL)で一回洗浄し、続いてLIPOFECTIN(Gibco BRL)を12μg/ml含有した130μlのOPTI−MEM−1および最終濃度200nMで所望の二重鎖アンチセンス化合物による処理を施す。5時間処理した後に、培地を新鮮な培地に置き換える。処理後16時間で細胞を集め、その時点でRNAを単離し、かつ標的還元をRT−PCRで測定した。
(実施例41)
(アポリポタンパク質B阻害剤を使用するための表現型アッセイの設計および生体内(in vivo)試験)
(表現型アッセイ)
アポリポタンパク質B阻害剤が本明細書に開示された方法によって同定され次第、該化合物を1種類以上の表現型アッセイでさらに調べ、各々が特定の症状または状態の処理に有効であることを予示する測定可能な指標を持つ。表現型アッセイ、該アッセイの使用のためのキットおよび試薬は、当業者に周知であり、本明細書では健康および疾患状態でのアポリポタンパク質Bの役割および/または関連を調べるために用いられる。代表的な表現型アッセイ(いくつかの製造業者のいずれからでも購入することができる)として、細胞生存率、細胞毒性、増殖、または細胞の生存を測定するもの(Molecular Probes,Eugene,OR;PerkinElmer,Boston,MA)、酵素アッセイ等のタンパク質をベースとしたアッセイ(Panvera,LLC,Madison,WI;BD Biosciences,Franklin Lakes,NJ;Oncogene Research Products,San Diego,CA)、細胞制御、シグナル伝達、炎症、酸化的プロセス、およびアポトーシス (Assay Designs Inc.,Ann Arbor,MI)、トリグリセリドアキュミュレーション(Sigma−Aldrich,St.Louis,MO)、血管形成アッセイ、管形成アッセイ、サイトカインおよびホルモンアッセイ、ならびに代謝アッセイ(Chemicon International Inc.,Temecula,CA;Amersham Biosciences,Piscataway,NJ)が挙げられる。
非限定的な一実施例で、特定の表現型アッセイに適当であると判断された細胞(すなわち、乳癌試験のために選択されたMCF−7細胞、肥満試験のための脂肪細胞)を、上記した方法によって決定される最適濃度で、対照化合物と同様に、インビトロ試験で同定されたアポリポタンパク質B阻害剤によって処理する。処理期間の終わりに、処理細胞および未処理細胞を、表現型の結果および指標を決定する上で特異的な1種類以上の方法によって分析する。
表現型の指標として、時間経過または処理用量に応じた細胞形態の変化と、細胞構成成分(例えば、タンパク質、脂質、核酸、ホルモン、糖類、または金属)の濃度の変化とが挙げられる。細胞状態(例えば、pH、細胞周期の段階、細胞による生物指標の取り込みまたは分泌)の測定もまた、対象とする指標である。
処理後の細胞の遺伝子型を分析(細胞の1種類以上の遺伝子の発現を測定)することも、アポリポタンパク質B阻害剤の有効性または効力の指標として用いられる。ホールマーク遺伝子または特異的疾患に関連していると考えられる遺伝子も、処理細胞および未処理細胞の両方で測定する。
(インビボ研究)
本明細書に記載したインビボ試験の個々の被験体は、温血脊椎動物であり、ヒトも含まれる。
臨床試験は、個人が不必要に危険にさらされることなく、また試験でのその個人の役割について完全に伝えられることを確実にするために、厳密な規制を受ける。
処置を受ける心理的効果を説明するために、ボランティアに対してランダムにプラセボまたはアポリポタンパク質B阻害剤を投与する。さらに、医師が偏った処置をおこなうことを防ぐために、投与されている薬物がアポリポタンパク質B阻害剤であるか、またはプラセボであるかについての情報は医師には伝えられてはいない。この無作為化アプローチを用いて、各々のボランティアに新規処置またはプラセボが与えられるチャンスは等しい。
適応症状または状態に関連した生物学的パラメーターで、ボランティアに対して、アポリポタンパク質B阻害剤またはプラセボを8週間にわたって投与する。ここで、生物学的パラメーターは、開始時(いっさいの処置に先立つ基線測定)、終了時(最終的な処置の後)、および試験期間中一定の間隔で測定される。そのような測定として、前処理濃度と比較したアポリポタンパク質Bをコードする核酸分子の濃度、体液、組織、もしくは器官に含まれるアポリポタンパク質Bタンパク質濃度が挙げられる。他の測定として、限定されるものではないが、他の測定として、限定されるものではないが、処置している疾患症状または状態の指標、体重、血圧、疾患または毒性の薬理学的指標である血清力価、ならびにADMS(吸収、分布、代謝、および排泄 )測定が挙げられる。
各々の患者に関して記録される情報として、年齢(歳)、性別、身長(cm)、症状または状態の家族歴(はい/いいえ)、動機付け評価(小/中/大)、ならびに指標疾患または状態に対する以前の処置療法の数および種類が挙げられる。
本試験に参加しているボランティアは、健康な成人(年齢18歳から65歳まで)であり、試験に参加している男性および女性の数はほぼ等しい。特定の特徴を持つボランティアを、プラセボおよびアポリポタンパク質B阻害剤による処置に対して等しく分ける。一般に、プラセボによる処置を受けたボランティアは、処理に対してほとんど反応しない。一方、アポリポタンパク質B阻害剤による処置を受けたボランティアは、本試験の判定で、疾患症状または状態のインデックスで好ましい傾向を示す。
(実施例42)
(2’−MOEウィングとデオキシギャップとを持つキメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチドによるウサギアポリポタンパク質B発現のアンチセンス阻害)
本発明に従って、ウサギアポリポタンパク質Bの異なる領域を標的とするために、一連のオリゴヌクレオチドを設計した。この設計にあたっては、公開された配列を用いた(GenBank受託番号X07480.1(本明細書では配列番号808として援用)、GenBank受託番号M17780.1(本明細書では配列番号809として援用))、さらに既に記載したウサギアポリポタンパク質BのmRNAを表現するプライマー(Tanaka,Journ.Biol.Chem.,1993,268,12713−12718)を用いて一配列を誘導した(本明細書では配列番号810として援用))。オリゴヌクレオチドを表21に示す。「標的部位」は、オリゴヌクレオチドが結合する特定の標的配列上の第1の(5’最末端の)ヌクレオチド番号を示す。表21のすべての化合物が20ヌクレオチド長のキメラオリゴヌクレオチド(ギャップマー)であり、10個の2’−デオキシヌクレオチドからなる中央「ギャップ」領域から構成され、該領域の両側(5’方向および3’方向)に5ヌクレオチドの「ウィング」が隣接している。これらのウィングは、2’−メトキシエチル(2’−MOE)ヌクレオチドから構成される。ヌクレオシド間(主鎖)結合は、オリゴヌクレオチドの全体にわたって、ホスホロチオエート(P=S)である。全てのシチジン残基は、5−メチルシチジンである。これらの化合物を、本明細書中の他の実施例で述べられるように、定量的リアルタイムPCRによってウサギ一次肝細胞でのアポリポタンパク質B mRNAレベルに対する該化合物の効果について分析した。ウサギ一次肝細胞を表21に示す150nMの化合物で処理した。ウサギアポリポタンパク質Bに関して、PCRプライマーを、
順方向プライマー:AAGCACCCCCAATGTCACC(配列番号811)および逆方向プライマー:GGGATGGCAGAGCCAATGTA(配列番号812)
とし、さらにPCRプローブをFAM−TCCTGGATTCAAGCTTCTATGTGCCTTCA−TAMRA(配列番号813)とした。ここで、FAM(PE−Applied Biosystems、Foster City,CA)は蛍光レポーター色素であり、TAMRA(PE−Applied Biosystems、Foster City,CA)はクエンチャー色素である。データは、2回の実験から得られた平均値である。「N.D.」が表示されている場合、これは「データ無し」を示す。
(表21)
(2’−MOEウィングとデオキシギャップとを持つキメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチドによるウサギアポリポタンパク質B mRNAレベルの阻害)
Figure 2013066488
(実施例43)
(2’−MOEウィングとデオキシギャップとを持つキメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチドによるウサギアポリポタンパク質B発現のアンチセンス阻害 − 用量応答試験)
本発明に従って、実施例42のアンチセンスオリゴヌクレオチドのサブセットを、用量応答試験でさらに調べた。処理用量を10、50、150、および300nMとした。ISIS 233160(配列番号324)、ISIS 233166(配列番号830)、ISIS 233172(配列番号835)、ISIS 233175(配列番号838)、およびISIS 233183(配列番号846)を、本明細書中の他の実施例で述べられるように、定量的リアルタイムPCRによってウサギ一次肝細胞でのアポリポタンパク質B mRNAレベルに対する該化合物の効果について分析した。データは、2回の実験から得られた平均値であり、表22に示す。
(表22)
(2’−MOEウィングとデオキシギャップとを持つキメラホスホロチオエートオリゴヌクレオチドによるウサギアポリポタンパク質B発現の阻害)
Figure 2013066488
(実施例44)
(LDLr−/−マウスでのアポリポタンパク質Bのアンチセンス阻害の効果 − 用量応答)
アポリポタンパク質B mRNAを修飾できないことから全くアポリポタンパク質B−100のみ合成する株であるLDL受容体欠損マウス(LDLr(−/−)マウス)は、著しく上昇したLDLコレステロールおよびアポリポタンパク質B−100のレベルが著しく上昇し、広範囲にわたるアテローム性動脈硬化を呈する。
Taconic(Germantown、NY)より購入したLDLr(−/−)マウスを用い、アンチセンスオリゴヌクレオチドの評価を、アポリポタンパク質BメッセンジャーRNAまたはタンパク質レベルを低下させる該アンチセンスオリゴヌクレオチドの潜在能力と、アポリポタンパク質Bに伴う表現型指標とについて、おこなった。LDLr(−/−)マウスをオスの群とメスの群とに分けた。LDLr(−/−)マウス に対して、10、25、または50mg/kgのISIS 147764(配列番号109)またはISIS 147764と4塩基不一致であるISIS 270906(配列番号856)、あるいは生理食塩水もしくは20mg/kgのアトルバスタチン を、6週間にわたり週2回、腹腔内投与した。試験終了時に、動物を犠牲にしていくつかの表現型マーカーについて評価した。
ISIS 147764は、オスおよびメスマウスの両方で、用量依存的な方法で、コレステロール、トリグリセリド、およびmRNAのレベルを低下させることができた。一方、4塩基不一致ISIS 270906をこのことをおこなうことができなかった。検討の結果を表23にまとめた。
(表23)
(アポリポタンパク質B mRNA、肝臓酵素、コレステロール、およびトリグリセリドのレベルに対するオスおよびメスのLDLr−/−マウスでのISIS 147764処理の効果)
Figure 2013066488
(実施例45)
(カニクイザルでのアポリポタンパク質Bのアンチセンス阻害の効果)
アテローム誘発食を与えられたカニクイザルは、ヒトのアテローム性動脈硬化と多くの類似性があるアテローム性動脈硬化を発症する。メスのカニクイザルは、リポタンパク質および心血管系でヒトといくつかの類似性を共有する。これらの特徴に加え、類似点が生殖生物学にある。カニクイザルのメスは、女性の場合と同様に月経周期が28日である。血漿ホルモン濃度の測定は、カニクイザルの月経周期全体を通じておこない、卵胞期および黄体期の継続期間、該周期中の血漿エストラジオールおよびプロゲステロン濃度もまた、女性のものと著しく類似している。
カニクイザル(オスまたはメス)を用いて、アンチセンスオリゴヌクレオチドの評価を、該アンチセンスオリゴヌクレオチドがアポリポタンパク質B mRNAまたはタンパク質のレベルを下げる可能性について、またアポリポタンパク質Bに関連した表現型指標(限定されるものではないが、心血管指標、アテローム性動脈硬化、脂質疾患、肥満、およびプラーク形成が挙げられる)についてもおこなった。1回の試験で、通常または高脂質かつ高コレステロールの餌を与えられた正常および誘発性高コレステロール血症のサルを含むこともあり得る。カニクイザルに対して、種々の処方計画で投薬することができ、1〜2ヶ月間にわたってオリゴマー化合物10〜20mg/kgが皮下に投与される。試験期間中に観察可能なパラメータとして、全血漿コレステロール、LDL−コレステロール、HDL−コレステロール、トリグリセリド、動脈壁コレステロール含有量、および冠状内膜肥厚を挙げることができるだろう。
(実施例46)
(カニクイザル(Macaca fascicularis)アポリポタンパク質Bの好ましい標的セグメントの配列決定)
本発明に従って、当技術分野で入手不可能なカニクイザルアポリポタンパク質Bの一部分を増幅した。ヒトアポリポタンパク質B mRNA配列(GenBank受託番号NM_000384.1、本明細書では配列番号3として援用)の位置2920ないし3420は、ISIS 301012がハイブリダイズする好ましい標的セグメントを含むことから、カニクイサルのアポリポタンパク質B mRNAの対応セグメントを増幅して、その配列を決定した。ヒトアポリポタンパク質BにおいてISIS 301012にハイブリダイズする部位の増幅を、5’側位置2920と3’側位置3420とにプライマーを置くことよって、おこなった。カニクイザル肝細胞をIn Vitro Technologies (Gaithersburg,MD)から購入した。500bpフラグメントをヒトおよびカニクイザル1°肝細胞cDNAを用いて生産し、また精製された全RNAの逆転写とそれに続く40ラウンドのPCR増幅によって生産した。ヒトおよびカニクイザルの単位複製配列のゲル精製に続いて、各生成物の正方向および逆方向の配列決定反応をRetrogen(Invitrogenのキットを用いて単鎖cDNAを生成し、Amplitaq PCR反応のための試薬を提供)によっておこなった。本明細書では、このカニクイザル配列を配列番号855として援用するもので、該カニクイザル配列はヒトアポリポタンパク質B mRNAの位置2920ないし3420と96%相同である。
(実施例47)
(C57BL/6NTac−TgN(APOB100)標的マウスでのヒトアポリポタンパク質B遺伝子のアンチセンス阻害の効果(ISIS 281625および301012))
C57BL/6NTac−TgN(APOB100)トランスジェニックマウスは、導入(「ノックイン」)されたヒトアポリポタンパク質B遺伝子を有する。該マウスは、高レベルのヒトアポリポタンパク質B100を発現し、LDLコレステロールの血清レベルが上昇したマウスを生ずる。これらのマウスは、上昇したLDLコレステロールレベルとアテローム性動脈硬化のリスクとを減少させる化合物の同定および評価に有用である。高脂肪コレステロール食餌を与えた場合、これらのマウスは、内皮の下に横たわり、かつ中膜内にある泡末細胞の著しい蓄積を生じ、対照群の動物よりも著しく複雑なアテローム硬化型の病変を持つ。
C57BL/6NTac−TgN(APOB100)マウスを2つの群(一群をオリゴヌクレオチド処理とし、対照群動物を生理食塩水処理とする)に分けた。一晩絶食させた後、マウスに対して生理食塩水または25mg/kgのISIS 281625(配列番号224)もしくはISIS 301012(配列番号247)を8週間にわたり週に2回、腹腔内に投薬した。試験終了時および最終注射の48時間後に、動物を犠牲にして肝臓内の標的mRNAレベル、コレステロールおよびトリグリセリドレベル、ならびに肝臓酵素レベルを評価した。加えて、内因性の肝臓内マウスアポリポタンパク質Bレベルを測定して、ヒトアポリポタンパク質Bを標的化したそれらのアンチセンスオリゴヌクレオチドのすべての効果を評価した。
ISIS 281625またはISIS 301012で処理するやいなや、ASTおよびALTレベルが上昇したが、正常のレベル(〜300IU/L)を超えるものではなかった。コレステロールレベルは生理食塩水処理と比べてわずかに増加し、その一方でトリグリセリドレベルがわずかに減少した。それらのマウスで発現されるヒトアポリポタンパク質Bを標的化したそれらのオリゴヌクレオチドのいずれかによる処理は、ヒトアポリポタンパク質のmRNAレベルを顕著に減少させる一方で、内因性マウスアポリポタンパク質Bのレベルには影響を及ぼさなかった。このことは、それらのオリゴヌクレオチドがヒトアポリポタンパク質Bに対して特異性を示すことを示している。比較試験の結果を表24に示す。
(表24)
(マウスでのISIS 281625および301012処理のアポリポタンパク質B mRNA、肝臓酵素、コレステロール、およびトリグリセリドレベルに対する効果)
Figure 2013066488
ISIS 301012による2週間および4週間の処理の後、LDL−コレステロールのレベルがそれぞれ22mg/dLおよび17mg/dLまで減少した。
肝臓に含まれるアポリポタンパク質Bのタンパク質レベルも8週間にわたる処理の終わりに評価した。肝臓タンパク質を単離して、ヒトまたはマウスアポリポタンパク質Bタンパク質に特異的な抗体(それぞれ、US Biologicals,Swampscott,MA およびSanta Cruz Biotechnology,Inc.,Santa Cruz,CA)を用いて、免疫ブロット法による分析をおこなった。肝臓タンパク質試料の免疫ブロット分析は、ヒトアポリポタンパク質Bの両形態(アポリポタンパク質B−100およびアポリポタンパク質B‐48)の発現の減少を明らかにする。マウスの肝臓内アポリポタンパク質Bレベルは、免疫ブロット分析で判断されるように、著しくは変化しなかった。
血清試料も、2、4、6、および8週目で採取し、ヒトアポリポタンパク質B特異的ELISAキット(ALerCHEK Inc.,Portland,ME)を用いて、ヒトアポリポタンパク質B発現について評価した。ELISAによるヒト血清アポリポタンパク質Bタンパク質の定量によって、ISIS 281625による処理で、2、4、6、および8週目でそれぞれ31、26、11、および26%まで減少したことが明らかになった。ISIS 301012による処理では、生理的食塩水で処理された対照群の動物と比較して、2、4、6、および8週目でそれぞれ70、87、81、および41%までヒト血清アポリポタンパク質Bタンパク質が減少した。トランスジェニックマウスから得た血清も、ヒトおよびマウス特異的アポリポタンパク質B抗体(それぞれUS Biologicals,Swampscott,MAおよびSanta Cruz Biotechnology,Inc.,Santa Cruz,CA)を用いた免疫ブロット分析にかけた。動物から得た血清試料の免疫ブロット分析は、ヒトアポリポタンパク質B発現と類似したパターンを示し、血清アポリポタンパク質Bタンパク質が処理2、4、および6週目後に著しく減少し、8週目では僅かに減少した。血清中のマウスアポリポタンパク質Bは、免疫ブロット分析によって評価されたように、著しくは変化しなかった。
(実施例48)
(C57BL/6マウスでのアポリポタンパク質B(ISIS 233172、233175、281625、301012、および301027)のアンチセンス阻害の効果)
C57BL/6マウス(高脂血症によって誘発されたアテローム硬化型プラーク形成に感受性であると報告された株)を、ヒトまたはウサギのアポリポタンパク質Bを標的とするいくつかのアンチセンスオリゴヌクレオチドのマウスでの毒性を評価する以下の試験に用いた。
C57BL/6マウスを2つの群(一群をオリゴヌクレオチド処理とし、対照群動物を生理食塩水処理とする)に分けた。一晩絶食させた後、マウスに対して生理食塩水または25mg/kgのいくつかのオリゴヌクレオチドを2週間にわたり週に2回、腹腔内に投薬した。本試験に用いたアンチセンスオリゴヌクレオチドは、ISIS 233172(配列番号835)およびISIS 233175(配列番号838)(両方ともウサギアポリポタンパク質Bを標的化)と、ISIS 281625(配列番号224)、ISIS 301012(配列番号247)およびISIS 301027(配列番号262)(ヒトアポリポタンパク質Bを標的化)とである。試験終了時および最終注射の48時間後に、動物を犠牲にして、肝臓酵素レベル、体重、肝重量、および脾臓重量を評価した。
3種類のアンチセンスオリゴヌクレオチドに対して、マウスでの肝臓酵素のレベルが生理食塩水処理と比較して減少した。しかし、ウサギオリゴヌクレオチドISIS 233175とヒトオリゴヌクレオチドISIS 301027の両方ともこれらの肝臓酵素のレベルを大幅に増加させたことから、毒性があることが示された。試験したオリゴヌクレオチドの全てについて、体重、肝重量、および脾臓重量の変化は軽度であった。比較試験の結果を表25に示す。
(表25)
(マウスアポリポタンパク質B mRNA、肝臓酵素、コレステロール、トリグリセリドレベルに対するヒトまたはウサギアポリポタンパク質Bを標的化したアンチセンスオリゴヌクレオチドの効果)
Figure 2013066488
(実施例49)
(2つの異なる用量でのオリゴヌクレオチドの経時的評価)
C57BL/6マウス(高脂血症によって誘発されたアテローム硬化型プラーク形成に感受性であると報告された株)を、ヒトアポリポタンパク質Bを標的とするいくつかのアンチセンスオリゴヌクレオチドのマウスでの毒性を評価する以下の試験に用いた。
メスC57BL/6マウスを2つの群(一群をオリゴヌクレオチド処理とし、対照群動物を生理食塩水処理とする)に分けた。一晩絶食させた後、マウスに対して生理食塩水または25mg/kgもしくは50mg/kgISIS 281625(配列番号224)、ISIS 301012(配列番号247)、またはISIS 301027(配列番号262)を2週間にわたり週に2回、腹腔内に投薬した。2週間後、血液試料をマウスの尾から採取し、肝臓酵素について評価した。4週間後、試験を終了し、動物を犠牲にして肝臓酵素レベルについての評価をおこなった。
ISIS 281625およびISIS 301012に関して、2週間後、どの用量でもASTおよびALTレベルが生理食塩水のものに近いままであった。4週間後、ASTおよびALTレベルは、低用量に関しては生理食塩水処理の動物を上回る適度な増加を示したが、高用量では大きく増加した。ISIS 301027(いずれの用量でも投与される)は、2週間後にASTおよびALTレベルがわずかに増加し、4週間後にASTおよびALTレベルがかなり増加したことが示された。試験の結果を表26にまとめた。
(表26)
(2および4週間後のISIS 281625、301012、または301027で処理したマウスでのASTおよびATLレベル)
Figure 2013066488
(実施例50)
(ob/obマウスでのアポリポタンパク質B(ISIS 147483および147764)のアンチセンス阻害の効果)
レプチンは、食欲を調整する脂肪によって生産されるホルモンである。このホルモンがヒトおよびヒト以外の動物で欠乏すると肥満なる。ob/obマウスは、肥満および高血糖が生ずるレプチン遺伝子の突然変異を有する。それなりに、これらのマウスは、肥満および糖尿病の試験、さらにはそれらの状態を処理するように設計された処理にとって、有用なモデルである。
高脂肪高コレステロール食餌(0.15%コレステロールが補充された60%kcal脂肪)を、いくつかのオリゴヌクレオチドの1つと反応させ、ob/obマウスでのアポリポタンパク質B関連表現型指標に対する効果を評価した。一晩絶食させた後、各群のマウスに対して50mg/kgのISIS 147483(配列番号79)もしくは147764(配列番号109)、または対照群ISIS 116847(配列番号857)もしくは141923(配列番号858)、あるいは生理食塩水を、6週間にわたって、週に2回、腹腔内に投薬した。試験終了時および最終注射の48時間後に、動物を犠牲にして肝臓内の標的mRNAレベル、コレステロールおよびトリグリセリドレベル、肝臓酵素レベル、血清グルコースレベル、ならびにPTENレベルを評価した。
ISIS 147483および147764を両方ともアポリポタンパク質B mRNAレベルのみならず、グルコース、コレステロール、およびトリグリセリドのレベルも下げることが可能である。比較試験の結果を表27に示す。
(表27)
(ob/obマウスでのISIS 147483および147764処理のアポリポタンパク質B mRNA、コレステロール、脂質、トリグリセリド、肝臓酵素、グルコース、およびPTENレベルの効果)
Figure 2013066488
(実施例51)
(高脂肪摂食マウスでのアポリポタンパク質Bのアンチセンス阻害:時間依存効果)
本発明の別の実施形態では、マウスでのアポリポタンパク質B mRNAレベルを、肝臓オリゴヌクレオチド濃度、全コレステロール、LDLコレステロール、およびHDLコレステロールと比較した。高脂肪食餌(60%)を与えられたオスC57B1/6マウスを、6週間にわたって、50mg/kgのISIS 147764(配列番号109)または50mg/kgの対照オリゴヌクレオチドISIS 141923(配列番号858)を腹腔内に週に2回注射することによる処理の効果について評価した。対照動物に対して、生理食塩水による処理を施した。2日間の処理後ならびに1、2、4、および6週間の処理後に、動物を犠牲にした。各時点での各処理群のマウスの数を8匹とした。
肝臓での標的発現の測定は、本明細書の他の実施例に記載したように、リアルタイムPCRによっておこない、該標的発現を生理的食塩水処理マウスと比較したパーセント阻害として表した。Olympus Clinical Analyzer (Olympus America Inc.,Melville,NY)を用いた日常的な臨床分析によって、総コレステロールレベル、LDLコレステロールレベル、およびHDLコレステロールレベルを測定してmg/dLで表した。生理食塩水処理動物で得られた結果を比較のために示す。肝臓組織内のインタクトなオリゴヌクレオチドの測定は、キャピラリーゲル電気泳動によっておこない、組織1グラムあたりのオリゴヌクレオチドのマイクログラムとして表す。全ての結果は8匹の動物の平均値であり、該結果を表28に示す。
(表28)
(ISIS 147764処理中の肝臓薬物濃度と、アポリポタンパク質B mRNA発現と、血清脂質との相関関係)
Figure 2013066488
これらの結果は、ISIS 147764によるアポリポタンパク質B mRNAの阻害が処理2日以内に生じ、引き続く処理で阻害が増大し、6週間の処理まで持続していたことを示している。肝臓オリゴヌクレオチドレベルの定量によって、標的阻害の程度と肝臓薬物濃度とのあいだに強い相互関係があることがあきらかになる。さらに、1、2、3、および4週間の処理で、標的mRNAの阻害とコレステロールレベル(総、HDL、およびLDL)とのあいだに、アポリポタンパク質B mRNAのパーセント阻害が大きくなり始めるとコレステロールレベルが低下するという、逆相関が観察される。血清試料を、マウスアポリポタンパク質Bタンパク質に対する抗体(Gladstone Institute,San Francisco,CA)を用いた免疫ブロット分析にかけた。タンパク質の発現は、血清中のアポリポタンパク質Bタンパク質が48時間以内に著しく減少し、6週間の処理期間を通して低下することで、mRNAのものとmRNAのもと同じパターンになる。
この例に記載されているオリゴヌクレオチド処理を繰り返しておこない、ISIS 147764の効果が処理停止の後で持続する程度を調べた。この例に記載されているオリゴヌクレオチド処理を繰り返しておこない、ISIS 147764の効果が処理停止の後で持続する程度を調べた。記載したようにマウスを処理し、オリゴヌクレオチド処理を停止した後、1、2、4、6、および8週目で犠牲にした。同じパラメータを分析し、結果を表29に示した。
(表29)
(投薬停止後の肝臓薬物濃度と、アポリポタンパク質B mRNA発現と、血清脂質との相関)
Figure 2013066488
これらのデータは、オリゴヌクレオチド処理終了後、アポリポタンパク質B mRNA阻害およびコレステロール低下を含むISIS 147764の効果が8週間持続することを示す。免疫ブロット分析によって、アポリポタンパク質Bタンパク質/レベルが、mRNA発現レベルで観察されたパターンに類似のパターンをたどることが示される。
(実施例52)
(C57BL/6NTac−TgN(APOB100)トランスジェニックマウスでの301012によるヒトアポリポタンパク質B遺伝子のアンチセンス阻害の効果:投薬試験)
C57BL/6NTac−TgN(APOB100)トランスジェニックマウスは、導入(「ノックイン」)されたヒトアポリポタンパク質B遺伝子を有する。該マウスは、高レベルのヒトアポリポタンパク質B100を発現し、LDLコレステロールの血清レベルが上昇したマウスを生ずる。これらのマウスは、上昇したLDLコレステロールレベルとアテローム性動脈硬化のリスクとを減少させる化合物の同定および評価に有用である。高脂肪コレステロール食餌を与えた場合、これらのマウスは、内皮の下に横たわり、かつ中膜内にある泡末細胞の著しい蓄積を生じ、対照群の動物よりも著しく複雑なアテローム斑の病変を持つ。
C57BL/6NTac−TgN(APOB100)マウス(Taconic,Germantown,NY)でのISIS301012によるヒトアポリポタンパク質Bの阻害に関する長期にわたる試験を、3ヶ月間にわたって実施した。マウスに対して、10または25mg/kgのISIS 301012(配列番号247)を週に2回、12週間にわたって腹腔内投与した。生理食塩水を注射した動物を対照群とした。各処理群を4匹の動物からなるものとした。
2週間、4週間、6週間、8週間、および12週間にわたる処理の後、ヒトアポリポタンパク質Bタンパク質を測定することを目的として血清試料を採取した。血清タンパク質の定量を、ヒトアポリポタンパク質Bに特異的なELISAキット(ALerCHEK Inc.,Portland,ME)を用いておこなった。データを表30に示した。各々の結果は動物4匹の平均値である。データの正規化は、生理食塩水処理した対照動物に対しておこなう。
(表30)
(ISIS 301012処理後のトランスジェニックマウス血清でのヒトアポリポタンパク質Bタンパク質の減少)
Figure 2013066488
これらのデータは、ISIS 301012による2、4、6、または12週間の処理後に、トランスジェニック/マウスから得た血清に含まれるヒトアポリポタンパク質Bタンパク質のレベルが約80%まで低下することを示しており、mRNA発現の阻害に加えて、ISIS 301012がヒトアポリポタンパク質Bトランス遺伝子を持つマウスでのヒトアポリポタンパク質Bタンパク質発現を効果的に阻害することが示される。血清中のアポリポタンパク質Bタンパク質の評価も、ヒトアポリポタンパク質Bタンパク質に対する抗体(US Biologicals,Swampscott,MA)を用いた免疫ブロット分析によっておこなわれる。 この分析によって、ヒトアポリポタンパク質Bタンパク質(アポリポタンパク質B100およびアポリポタンパク質B−48の形態)が処理の2、4、6、および12週目で低下することが示される。マウスアポリポタンパク質B特異的抗体(Santa Cruz Biotechnology,Inc.,Santa Cruz,CA)を用いた免疫ブロット分析によって、血清中のマウスタンパク質の発現に著しい変化がないことが明らかである。
処理が開始された時点(開始)および処理2週目、4週目、6週目、および8週目で、血清試料を採取し、総コレステロールレベル、LDLコレステロールレベル、およびHDLコレステロールレベルを、Olympus Clinical Analyzer (Olympus America Inc.,Melville,NY)を用いた日常的な臨床分析によって測定し、それらのデータを表31に示す。結果を血清中のmg/dLとして表し、動物4匹の平均値として表示する。生理食塩水対照動物の結果も示す。
(表31)
(ヒトアポリポタンパク質Bトランス遺伝子マウスの血清脂質に対するISIS 301012の効果)
Figure 2013066488
これらのデータは、最初の4週間の処理中、10または25mg/kgのISIS 147764による処理によって、LDLコレステロールが減少することを示している。
この試験は、処理の第8週目での最終注射から48時間後、動物を犠牲にして肝臓の標的mRNAレベル、肝臓のアポリポタンパク質Bタンパク質レベル、ならびに血清コレステロールおよび肝臓酵素レベルを評価した時に終了した。また、マウスアポリポタンパク質B mRNA発現に対するISIS 301012のいっさいの効果を評価するために、肝臓での内因性マウスアポリポタンパク質Bレベルの発現を測定した。
12週間にわたって処理した動物の肝臓におけるヒトおよびマウスアポリポタンパク質B mRNAレベルを、本明細書に記載したようにリアルタイムPCRによって測定した。各々の結果は、動物4匹から得たデータの平均値である。これらのデータを、生理的食塩水の対照群に対して正規化して表32に示す。
(表32)
(トランスジェニックマウスでのヒトおよびマウスアポリポタンパク質B mRNAレベルに対するISIS 301012の効果)
Figure 2013066488
これらのデータは、ISIS 301012による処理を12週間おこなった後、ヒトアポリポタンパク質B mRNAがトランスジェニックマウスの肝臓で75%ほど減少する一方で、マウス肝臓アポリポタンパク質B mRNAは影響を受けなかったことを示している。さらに、トランスジェニックマウスの肝臓におけるアポリポタンパク質Bタンパク質のELISA分析は、10および20mg/kgのISIS 301012による処理後に、それぞれヒトタンパク質が80%および82%減少することを明らかにしている。ヒトアポリポタンパク質Bに対する抗体を用いた免疫ブロット分析もまた、トランスジェニックマウスの肝臓におけるヒトアポリポタンパク質B(アポリポタンパク質B−100およびアポリポタンパク質B−48の形態)の発現の減少を示している。マウスアポリポタンパク質Bタンパク質(Santa Cruz Biotechnology,Inc.,Santa Cruz,CA)に対する抗体を用いた免疫ブロット分析では、肝臓でのマウスタンパク質の発現に有意な変化はない。
血清中のALTおよびASTレベルもまた、Olympus Clinical Analyzer (Olympus America Inc.,Melville,NY)を用いて測定したところ、ISIS 301012による処理の後、ASTおよびALTレベルが上昇したが正常のレベル(〜300IU/L)を超えるものではないことが示された。このことは、ISIS 301012処理による毒性の欠如を示している。
(実施例53)
(ISIS 301012のインビトロ免疫活性化効果の評価)
免疫活性化活性は、炎症誘発性因子への暴露に対するサイトカインの生産によって定義される。本発明のさらに別の実施形態では、ISIS 301012を免疫活性化(または炎症誘発性)活性について試験した。これらの試験は、MDS Pharma Services (Saint Germain sur l’Arbresle,France)によっておこなわれた。ウイルス、化学、または放射線による処理を故意に受けていない野生型B6C3F1マウスから全血を採取した。培養血液細胞を0.5、5、または50μMのISIS 301012に対して、14ないし16時間にわたって晒した。炎症誘発活性を持つことが知られているアンチセンスオリゴヌクレオチドを正の対照群として用いた。各々の処理を三回繰り返しておこなった。処理期間が終わる時点で、上清を採取し、マウス炎症CBAキット(Becton Dickinson,Franklin Lakes,NJ)によってフローサイトメトリー法を用いて、サイトカイン分析をおこなった。結果は、ISIS 301012は、試験したサイトカイン(インターロイキン−12p70(IL−12p70)、腫瘍壊死因子アルファ(TNF−α)、インターフェロンγ(IFN−γ)、インターロイキン6(IL−6)、マクロファージ走化因子タンパク質−1(MCP−1)、およびインターロイキンー10(IL−10))のいずれの放出も刺激しないことを明らかにした。したがって、ISIS 301012は、インビトロ免疫活性化アッセイで決定されたように、免疫活性化作用を持たない。
(実施例54)
(アポリポタンパク質Bの比較ゲノム分析)
本発明に従って、ヒト、マウス、およびサルに由来するアポリポタンパク質B配列の比較ゲノム分析をおこなったところ、アポリポタンパク質B配列は種を超えて保存される。ヒトおよびマウスのアポリポタンパク質B遺伝子の組織化もまた、高度に保存される。ヒトおよびマウス遺伝子は、29および26個のエキソンからそれぞれ構成されている。マウスmRNAは、ヒト配列に対して約81%相同性である。ヒト以外の霊長類におけるアポリポタンパク質Bの完全配列および遺伝子構造は同定されていなかった。しかし、実施例46に説明したように、ISIS 301012標的配列を含む500塩基対フラグメントは、ヒト配列に対して約96%同一性を示す。
ISIS 301012の結合部位は、コーディング領域内にあり、ヒトアポリポタンパク質BmRNAのエキソン22内である。ヒト、マウス、およびサルのISIS 301012結合部位を比較したところ、重要な配列多様性が観察された。500ヌクレオチド領域にわたるヒトとサルとの全体的な配列保存が約96%であるが、サル配列のISIS 301012結合部位には、ヒト配列と比較してミスマッチが2つ含まれる。同様に、マウスアポリポタンパク質B mRNA配列がヒトに対して約81%相同性であり、ISIS 301012結合部位内で、5ヌクレオチドが異なる。ヒト、マウス、およびサルのアポリポタンパク質B配列に対するISIS 301012結合部位についての配列比較を表33に示す。ISIS 301012標的配列に関連するミスマッチをしたヌクレオチドに下線が引かれている。
(表33)
(ヒト、サル、およびマウスのアポリポタンパク質B配列のあいだでのISIS 301012結合部位の比較)
Figure 2013066488
マウスアンチセンスオリゴヌクレオチドISIS 147764がハイブリダイズする標的配列は、マウスアポリポタンパク質B遺伝子のエキソン24内にある。マウスおよびヒトアポリポタンパク質B配列でのISIS 147764結合部位についての配列比較を表34に示す。ISIS 147764標的配列に関連したミスマッチのヌクレオチドに下線を付した。
(表34)
マウスアポリポタンパク質B配列とヒトアポリポタンパク質B配列とのあいだのISIS 147764結合部位の比較
Figure 2013066488
(実施例55)
(ISIS 301012のBLAST分析)
本発明に従って、ISIS 301012が完全な相補性でハイブリダイズするヒトゲノム内の領域の数を測定した。標的核酸の一領域とのアンチセンス化合物のパーセント相補性の測定は、当業者に公知のBLASTプログラム(ベーシックローカルアラインメントサーチツール)およびPowerBLASTプログラム(Altschulら、J.Mol.Biol.,1990,215,403−410;Zhang and Madden,Genome Res.,1997,7,649−656)を用いておこなった。この分析は、ゲノムまたはプレmRNA領域およびコード配列での配列相補性を評価した。
ゲノム領域では、ISIS 301012では、アポリポタンパク質B遺伝子のみに対して相補的な完全配列を示す。ISIS 301012に関連した1つのミスマッチを持つ標的配列は見つけられていない。ISIS 301012標的配列とヘパラナーゼ遺伝子とのあいだに2つのミスマッチが見いだされ、ISIS 301012標的配列と28ユニークゲノム部位とのあいだに3つのミスマッチが見いだされる。
RNA配列では、完全な配列相補性がISIS 301012と、アポリポタンパク質B mRNAおよび3つの発現配列タグ(ヒトアポリポタンパク質B前駆体に対する適度な類似性を持つ)とのあいだに見いだされる。単一のミスマッチがISIS 301012と、ミオシン軽鎖のかたちの平滑筋に対して類似した発現配列タグとのあいだに見いだされる。
(実施例56)
(ヒト一次肝細胞でのアポリポタンパク質Bのアンチセンス阻害:用量応答試験)
本発明によれば、ヒト一次肝細胞における用量応答試験で、ヒトアポリポタンパク質Bを標的化したアンチセンスオリゴヌクレオチドを試験した。プレ培養ヒト一次肝細胞を、InVitro Technologies (Baltimore,MD)から購入した。細胞の培養は、高10%ウシ胎仔血清(Invitrogen Corporation,Carlsbad,CA)と100単位/mLおよび100μg/mLのストレプトマイシン(Invitrogen Corporation,Carlsbad,CA)とを添加した高グルコースDMEM(Invitrogen Corporation,Carlsbad,CA)で、おこなった。
ヒト一次肝細胞を、10、50、150、または300nMのISIS 301012(配列番号247)で処理した。未処理細胞およびクランブル対照オリゴヌクレオチドISIS 113529 (CTCTTACTGTGCTGTGGACA、配列番号859)で処理した細胞を2つの対照細胞群とした。ISIS 113529は、20ヌクレオチド長のキメラオリゴヌクレオチド(ギャップマー(gapmer))であり、10個の2’−デオキシヌクレオチドからなる中央「ギャップ」領域から構成され、該領域の両側(5’方向および3’方向)に5ヌクレオチドの「ウィング」が隣接している。これらのウィングは、2’−メトキシエチル(2’−MOE)ヌクレオチドから構成される。ヌクレオシド間(主鎖)結合は、オリゴヌクレオチドの全体にわたって、ホスホロチオエート(P=S)である。全てのシチジン残基は、5−メチルシチジンである。
オリゴヌクレオチドを、本明細書の他の実施例に記載したように、LIPOEFECTIN媒介トランスフェクションによって、細胞に導入した。細胞を、オリゴヌクレオチドによる処理後24および48時間目に収集し、RNAおよびタンパク質両方とも単離した。さらに、アポリポタンパク質Bタンパク質分泌のELISA分析用に、処理細胞の培養液を回収した。
アポリポタンパク質B mRNA発現の測定は、本明細書の他の実施例に記載したように、RNA試料のリアルタイムPCRによって、おこなった。各々の結果は、6回の実験を表す。データを未処理対照細胞に対して正規化し、表35に示す。
(表35)
(ヒト一次細胞でのアンチセンスオリゴヌクレオチドによるアポリポタンパク質B mRNAの阻害)
Figure 2013066488
これらのデータは、ISIS 301012がヒト一次肝細胞で用量依存的にアポリポタンパク質B発現を阻害することを示している。
培養細胞の培地に分泌されたアポリポタンパク質Bの測定を、標的タンパク質特異的ELISAキット(ALerCHEK Inc.,Portland,ME)を用いて、50および150nMのオリゴヌクレオチドで処理した試料でおこなった。各々の結果は、3回の実験を表す。データを未処理対照細胞に対して正規化し、表36に示す。
(表36)
(ISIS301012によるヒト一次肝細胞からのアポリポタンパク質Bタンパク質分泌の阻害)
Figure 2013066488
24時間後の50、150、および300nM用量から得たタンパク質試料と48時間後の150および300nM用量から得たタンパク質試料とを、本明細書の他の実施例に記載したように、US Biological (Swampscott,MA)から購入したヒトアポリポタンパク質Bタンパク質特異的抗体を用いて、イムノブロット分析にかけた。イムノブロット分析は、さらに、ISIS 301012によるアンチセンスオリゴヌクレオチド処理後、ヒト肝細胞のアポリポタンパク質Bタンパク質が用量依存的に減少することを示している。
ヒト一次肝細胞のヒトアポリポタンパク質B mRNAに対するISIS 271009(配列番号319)、ISIS 281625(配列番号224)、およびISIS 301027(配列番号262)の効果を調べるために、追加の実験をおこなった。細胞を、本明細書に記載したように培養し、5、10、50、または150nMのISIS 271009、ISIS 281625、またはISIS 301027によって、24時間処理した。対照オリゴヌクレオチドISIS 13650 (配列番号806)およびISIS 113529(配列番号859)を、50または150nMで用いた。ヒトアポリポタンパク質B mRNA発現の評価を、本明細書の他の実施例で説明したように、リアルタイムPCRによっておこなった。培養細胞の培地に分泌されたアポリポタンパク質Bの測定を、標的タンパク質特異的ELISAキット(ALerCHEK Inc.,Portland,ME)を用いて、50および150nMのオリゴヌクレオチドで処理した試料でおこなった。
表37に示すデータは、2回の実験の平均値を表し、未処理対照細胞に対して正規化したものである。存在する場合、「+」は遺伝子発現が増加したことを示す。
(表37)
(ISIS 271009、ISIS 281625、およびISIS 301027によるヒトアポリポタンパク質B mRNAのアンチセンス阻害)
Figure 2013066488
これらのデータは、ISIS 271009、ISIS 281625、およびISIS 301027がヒト一次肝細胞で用量依存的にアポリポタンパク質B mRNAを阻害することを示している。ISIS 271009およびISIS 301027は、細胞からのアポリポタンパク質Bタンパク質の分泌を用量依存的に阻害する。
(実施例57)
(アポリポタンパク質(a)発現に対するアポリポタンパク質B−100 アンチセンスオリゴヌクレオチドの効果)
リポタンパク質(a)[Lp(a)]は、ジスフィルド結合した2つの異なるタンパク質であるアポリポタンパク質(a)とアポリポタンパク質Bとを含む(Rainwater and Kammerer,J.Exp.Zool.,1998,282,54−61)。本発明に従って、アポリポタンパク質Bを標的化したアンチセンスオリゴヌクレオチドを、ヒト一次肝細胞に含まれるリポタンパク質(a)のアポリポタンパク質(a)成分の発現に対する効果について調べた。
ヒト一次肝細胞(InVitro Technologies,Baltimore,MD)(本明細書に記載したように培養およびトランスフェクションした)を5、10、50、または150nMのISIS 271009(配列番号319)、281625(配列番号224)、301012(配列番号247)、または301027(配列番号262)によって処理した。細胞は、50または150nMの対照オリゴヌクレオチドISIS 113529(配列番号859)またはISIS 13650(配列番号806)によっても処理した。未処理細胞を対照とした。24時間のオリゴヌクレオチド処理の後、アポリポタンパク質(a)mRNA発現の測定を、本明細書の他の実施例に記載したように、定量的リアルタイムPCRによっておこなった。
ヒトアポリポタンパク質(a)に対するプローブおよびプライマーを、ヒトアポリポタンパク質(a)配列にハイブリダイズするように設計した。この際、公開されている配列情報を用いた(GenBank受託番号NM_005577.1、本明細書では配列番号860として援用)。ヒトアポリポタンパク質(a)に関して、PCRプライマーを、
順方向プライマー:CAGCTCCTTATTGTTATACGAGGGA(配列番号861)および
逆方向プライマー:TGCGTCTGAGCATTGCGT(配列番号862)
とし、PCRプローブをFAM−CCCGGTGTCAGGTGGGAGTACTGC−TAMRA(配列番号863)とした。ここで、FAMは蛍光色素、またTAMRAはクエンチャー色素である。
データは、3回の実験の平均値であり、未処理対照と比較したパーセント阻害として表されている。結果を表38に示す。番号の頭に付けられた「+」または「−」は、アンチセンスオリゴヌクレオチドによる処理後、アポリポタンパク質(a)発現が増加または減少したことを、それぞれ示している。
(表38)
(アポリポタンパク質(a)発現に対するアポリポタンパク質Bアンチセンスオリゴヌクレオチドの効果)
Figure 2013066488
これらの結果は、ISIS 301012がヒト一次肝細胞でアポリポタンパク質(a)の発現を損害しなかったことを示している。ISIS 271009は、最も高い用量でアポリポタンパク質(a)発現を阻害した。ISIS 281625およびISIS 301027は、アポリポタンパク質(a)mRNAのレベルを減少させた。
(実施例58)
(アポリポタンパク質B−100を標的化したアンチセンスオリゴヌクレオチドによるリポタンパク質(a)粒子分泌の阻害)
本発明に従って、1つのアポリポタンパク質B分子に共有結合した1つのアポリポタンパク質(a)分子から構成されるリポタンパク質(a)粒子の評価をリポタンパク質(a)のアポリポタンパク質B成分に対して標的化されたアンチセンスオリゴヌクレオチドにより処理したヒト一次肝細胞でおこなった。
ヒト一次肝細胞(InVitro Technologies,Baltimore,MD)は、本明細書に記載したように培養およびトランスフェクションしたものであり、24時間にわたって50または150nMのISIS 271009(配列番号319)、281625(配列番号224)、301012(配列番号247)、または301027(配列番号262)によって処理した。細胞は、50または150nMの対照オリゴヌクレオチドISIS 113529(配列番号859)またはISIS 13650(配列番号806)によっても処理した。未処理細胞を対照とした。24時間のオリゴヌクレオチド処理の後、処理細胞から回収した培地に含まれるリポタンパク質(a)の量を、市販のELISAキット(ALerCHEK Inc.,Portland,ME)を用いて測定した。これらの結果は、3回の実験の平均値であり、未処理の対照と比較したリポタンパク質(a)分泌のパーセント変化として、表されている。データを表39に示す。番号の頭に付けられた「+」または「−」は、アポリポタンパク質Bを標的化しているアンチセンスオリゴヌクレオチドによる処理後、リポタンパク質(a)粒子の発現が増加または減少したことを、それぞれ示している。
(表39)
(アポリポタンパク質Bを標的化したアンチセンスオリゴヌクレオチドによるリポタンパク質(a)粒子分泌の阻害)
Figure 2013066488
これらのデータは、リポタンパク質(a)粒子の一成分であるアポリポタンパク質Bのアンチセンス阻害が、ヒト一次肝細胞からのリポタンパク質(a)の分泌を減少しうることを示している。また、このようなリポタンパク質(a)分泌の減少は、実施例57に示すように、アポリポタンパク質(a)mRNA発現の減少と必ずしも両立するというわけではない。
(実施例59)
(ISIS 301012のミスマッチおよび切断誘導体)
本明細書で示すように、ISIS 301012(配列番号247)は、ヒト一次肝細胞と同様に培養ヒト細胞系統のアポリポタンパク質B mRNAレベルを減少させる。本発明のさらに別の実施形態では、ISIS 301012のヌクレオチド配列誘導体を用いて、試験をおこなった。ISIS 301012配列の中心から開始して1ないし7塩基がミスマッチしている一連のオリゴヌクレオチドを設計した。この系列は、ISIS 301012とその標的mRNA配列とのあいだでワトソンクリック塩基対形成の連続的損失が導入されるように設計された。これらの化合物を表40に示す。ISIS 3012と比較してミスマッチしたヌクレオチドを持つアンチセンス化合物は、20ヌクレオチド長のキメラオリゴヌクレオチド(ギャップマー)であり、10個の2’−デオキシヌクレオチドからなる中央「ギャップ」領域から構成され、該領域の両側(5’方向および3’方向)に5ヌクレオチドの「ウィング」が隣接している。これらのウィングは、2’−メトキシエチル(2’−MOE)ヌクレオチドから構成される。ヌクレオシド間(主鎖)結合は、オリゴヌクレオチドの全体にわたって、ホスホロチオエート(P=S)である。
ISIS 301012の付加的な誘導体を設計した。この誘導体は、オリゴヌクレオチド全体にわたって2’−MOEヌクレオチドを有するISIS 301012を含む(均一2’−MOE)。この化合物は、長さが20ヌクレオチドであり、オリゴヌクレオチド全体にホスホロチオエート結合を有する。この化合物もまた、表40に示す。
HepG2細胞を、表40の化合物50または150nMで24時間にわたって処理し、その後、RNAを単離し、標的発現を本明細書に記載したようにリアルタイムPCRで測定した。未処理細胞を対照とした。結果を表40に示し、未処理の対照試料に対して正規化する。
(表40)
(HepG2細胞でのアポリポタンパク質B発現に対するISIS 301012ミスマッチオリゴヌクレオチドと均一2’−MOEオリゴヌクレオチドとの効果)
Figure 2013066488
表40の化合物でHepG2細胞を処理した結果から、親ISIS 301012配列による処理の後に、どの化合物も用量依存的阻害を示さないことが明らかである。オリゴヌクレオチドの中心に単一のチミジン−シトシン置換のみを持つISIS 332770は、ISIS 301012よりも3倍効果が弱かった。さらにヌクレオチド置換をおこなうことで、アポリポタンパク質B発現のアンチセンス阻害が抑制された。
ホスホロチオエートキメラオリゴヌクレオチドは、エンドヌクレアーゼ的切断によって優先的にインビボで代謝される。本発明に従って、ISIS 301012配列を5’および/または3’末端から1または2塩基区切りで切断することで、一連のオリゴヌクレオチドを設計した。切断オリゴヌクレオチドは、エンドヌクレアーゼ的切断によって生ずる予想生成物を表す。これらの化合物を表41に示す。表41の化合物は、いろいろな長さのキメラオリゴヌクレオチド(ギャップマー)であり、2’−デオキシヌクレオチドからなる中央「ギャップ」領域から構成され、該領域の両側に2’−メトキシエチル(2’−MOE)ヌクレオチドが隣接している。各キメラオリゴヌクレオチドの正確な構造を「キメラ構造」として表41に示す。例えば、4〜10−4の表示は、最初の4(5’最末端)および最後の4(3’最末端)ヌクレオチドが2’−MOEヌクレオチドであり、ギャップにある10ヌクレオチドが2’−デオキシヌクレオチドである。2’−MOEヌクレオチドを太字で示す。ヌクレオシド間(主鎖)結合は、下線を引いたヌクレオチド間のホスホジエステル(P=O)である。すなわち、他の全てのヌクレオシド間結合はホスホロチオエート(P=S)である。
これらの化合物を、アポリポタンパク質B mRNAの発現を減少させる能力について、調べた。HepG2細胞を、24時間にわたって表41の各々のアンチセンス化合物10、50、または150nMで処理し、その後、RNAを単離して、本明細書に記載したようにリアルタイムPCRによって標的発現の測定をおこなった。未処理細胞を対照とした。結果を表41に示すとともに、未処理対照試料に対して正規化する。
(表41)
(HepG2細胞でのアポリポタンパク質B発現に対するISIS 301012の効果)
Figure 2013066488
表41の結果は、アポリポタンパク質Bの阻害が、配列相補性および用量のみならず配列長に依存している。しかし、表41に示すように、 ISIS 301012の切断型では、有る程度、アポリポタンパク質B mRNA発現を阻害することができる。
(実施例60)
(dsRNA標的ヒトアポリポタンパク質Bの設計およびスクリーニング)
本発明によれば、本発明のアンチセンス化合物とその相補体とを含む一連の核酸二本鎖を、標的アポリポタンパク質Bを標的とするために設計し、表42に示す。表42にある全ての化合物は、20ヌクレオチドのオリゴリボヌクレオチドであり、化合物全体にわたってホスホジエステルヌクレオシド間結合(主鎖)を有する。該化合物を、平滑末端を持つものとして調製した。表41は、dsRNAのアンチセンス鎖であり、該センス鎖をアンチセンス鎖の相補体として合成した。これらの配列は、ウラシル(U)を含むものとして表されているが、当業者はウラシル(U)がDNA配列のチミン(T)によって概ね置き換えられることを容易に理解する。「標的部位」は、化合物が結合する特定の標的配列上の第1の(5’最末端)ヌクレオチド番号を示している。表42で複数の化合物からなるサブセットは、本明細書で記載したDNAアンチセンスオリゴヌクレオチドのRNA等価物であり、必要に応じて、このことは「ISIS番号のRNA等価物」欄にあるDNAオリゴヌクレオチドのISIS番号によって示される。
(表42)
(ヒトアポリポタンパク質Bを標的とするdsRNA)
Figure 2013066488
表42のdsRNA化合物を、HepG2細胞でのヒトアポリポタンパク質mRNAに対する効果について調べた。HepG2細胞を、5μg/mLのLIPOFECTIN(Invitrogen Corporation,Carlsbad,CA)と混合した100nMのdsRNAによって16時間にわたって処理した。同一の実験で、HepG2細胞に対して、3.75μg/mLのLIPOFECTINと混合した本明細書に記載の複数のアンチセンスオリゴヌクレオチド(これらの混合物を表43に列挙)からなるサブセット150nMによる処理も、おこなった。対照オリゴヌクレオチドとして、ISIS 18078(GTGCGCGCGAGCCCGAAATC,配列番号888)も挙げられ、ISIS 18078は、20ヌクレオチド長のキメラオリゴヌクレオチド(ギャップマー)であり、9個の2’−デオキシヌクレオチドからなる中央「ギャップ」領域から構成され、該領域の両側、すなわち5’方向および3’方向に、5ヌクレオチドの「ウィング」および6ヌクレオチドの「ウィング」がそれぞれ隣接している。これらのウィングは、2’−メトキシエチル(2’−MOE)ヌクレオチドから構成される。ヌクレオシド間(主鎖)結合は、オリゴヌクレオチドの全体にわたって、ホスホロチオエート(P=S)である。全てのシチジンは、5−メチルシチジンである。ISIS 263188(CUUCUGGCAUCCGGUUUAGTT、配列番号889)とその相補体とからなる二重鎖もまた、対照として用いた。ISIS 263188は、3’末端上の2ヌクレオチドがオリゴデオキシリボヌクレオチド(TT)であり、かつ化合物全体にわたってホスホジエステルヌクレオシド間結合(主鎖)を有する21ヌクレオチド長のオリゴリボヌクレオチドである。
細胞を4時間処理し、その後、本明細書の実施例に説明されるように、ヒトアポリポタンパク質B mRNA発現を測定した。結果は、LIPOFECTINまたはオリゴヌクレオチドで処理していない未処理対照細胞に対して正規化した。データは、4回の実験の平均値であり、該結果を表43に示す。
(表43)
(HepG2細胞でのdsRNAによるアポリポタンパク質B mRNAの阻害)
Figure 2013066488
(実施例61)
(カニクイザル一次肝細胞でのアポリポタンパク質Bのアンチセンス阻害)
実施例46で示したように、ISIS 301012がハイブリダイズする標的部位を含む領域は、カニクイザルアポリポタンパク質B mRNA配列の対応領域と96%の同一性を共有する。ISIS 301012は、それがハイブリダイズするカニクイザルアポリポタンパク質B mRNAに関連した2つのミスマッチ配列を含む。本発明の別の実施形態では、オリゴヌクレオチドの設計は、このサルのアポリポタンパク質B mRNAの領域を標的とするためにおこなわれ、本明細書に記載した部分的なカニクイザルアポリポタンパク質B配列(配列番号855)とカニクイザルアポリポタンパク質B RNA配列の別の部分(配列番号890として本明細書に援用)とが用いられる。標的部位は、オリゴヌクレオチドが結合する特定の標的配列上にある第1の(5’最末端)ヌクレオチド番号を示す。ISIS 326358(GCCTCAGTCTGCTTTACACC、配列番号891)に関しては、標的部位は配列番号855のヌクレオチド168であり、ISIS 315089(AGATTACCAGCCATATGCAG、配列番号892)に関しては、標的部位は配列番号890のヌクレオチド19である。ISIS 326358およびISIS 315089は、20ヌクレオチド長のキメラオリゴヌクレオチド(ギャップマー)であり、10個の2’−デオキシヌクレオチドからなる中央「ギャップ」領域から構成され、該領域の両側(5’方向および3’方向)に、5ヌクレオチドの「ウィング」が隣接している。これらのウィングは、2’−メトキシエチル(2’−MOE)ヌクレオチドから構成される。ヌクレオシド間(主鎖)結合は、オリゴヌクレオチドの全体にわたって、ホスホロチオエート(P=S)である。全てのシチジンは、5−メチルシチジンである。ISIS 326358およびISIS 315089は、それぞれヒトアポリポタンパク質BアンチセンスオリゴヌクレオチドISIS 301012(配列番号247)およびISIS 281625(配列番号224)のカニクイザル等価物である。
ISIS 301012によるアンチセンス阻害を、ISIS 301012がハイブリダイズするカニクイザルアポリポタンパク質B配列と完全に一致するISIS 326358のものと比較した。化合物の分析を、In Vitro Technologies (Gaithersburg,MD)から購入したカニクイザル一次肝細胞のカニクイザルアポリポタンパク質B mRNAレベルに対する該化合物の効果について、おこなった。プレ培養したカニクイザル一次肝細胞を、InVitro Technologies (Baltimore,ND)から購入した。細胞の培養は、高10%ウシ胎仔血清(Invitrogen Corporation,Carlsbad,CA)と100単位/mLおよび100μg/mLのストレプトマイシン(Invitrogen Corporation,Carlsbad,CA)とを添加した高グルコースDMEM(Invitrogen Corporation,Carlsbad,CA)で、おこなった。
カニクイザル一次肝細胞を、10、50、150、または300nMのアンチセンスオリゴヌクレオチドで48時間処理した。ISIS 113529(配列番号859)を対照オリゴヌクレオチドとして用いた。未処理細胞もまた、対照とした。カニクイザルアポリポタンパク質B mRNAレベルの定量を、ヒトアポリポタンパク質Bと、本明細書の他の実施例に記載したGAPDHプライマーおよびプローブとを用いたリアルタイムPCRによっておこなった。表44に示す結果は、6回の実験の平均値を示し、未処理対照細胞に対して正規化されたアポリポタンパク質B mRNAのパーセント阻害として表される。
(表44)
(ISIS 301012およびISIS 326358によるカニクイザルアポリポタンパク質B mRNAの阻害)
Figure 2013066488
これらのデータは、ISIS 326359およびISIS 301012の両方(カニクイザルアポリポタンパク質B配列によるミスマッチが2つあるにもかかわらず)が、カニクイザル一次肝細胞でのアポリポタンパク質B mRNAの発現を用量および時間依存的に阻害しうることを示している。
150および300nMのオリゴヌクレオチドで処理したカニクイザル一次肝細胞から分泌されるアポリポタンパク質Bタンパク質の測定は、アポリポタンパク質Bタンパク質特異的キット(ALerCHEK Inc.,Portland,ME)を用いたELISAによって、おこなった。各々の結果は、3回の実験の平均値を表す。データを未処理対照細胞に対して正規化し、表45に示す。
(表45)
(アンチセンスオリゴヌクレオチド処理後のカニクイザル肝細胞から分泌されたアポリポタンパク質Bの減少)
Figure 2013066488
これらの結果は、ISIS 301012およびISIS 326358によるアンチセンス阻害が培養カニクイザル一次肝細胞からのアポリポタンパク質Bの分泌の減少をもたらすことを示している。
また、アポリポタンパク質Bタンパク質発現の評価をさらにおこなうために、オリゴヌクレオチド処理カニクイザル一次肝細胞からタンパク質を単離してイムノブロット分析にかけた。イムノブロッティングを、ヒトアポリポタンパク質Bタンパク質 (US Biologicals,Swampscott,MA)を用いて、本明細書の記載どおりにおこなった。ISIS 326358およびISIS 301012によるアンチセンスオリゴヌクレオチド処理に続くアポリポタンパク質B発現のイムノブロット分析によって、アポリポタンパク質B発現の実質的な減少が明らかになる。
本発明のさらなる実施形態では、ISIS 281625によるアンチセンス阻害を、ISIS 281625とハイブリダイズするカニクイザルアポリポタンパク質Bに完全一致するISIS 315089によるアンチセンス阻害と比較した。本明細書に記載したように培養したカニクイザル一次肝細胞を、10、50、150、または300nMのISIS 315089またはISIS 281625と24時間にわたって培養した。細胞を、150または300nMで対照オリゴヌクレオチドISIS 13650(配列番号806)あるいは300nMでISIS 113529(配列番号859)で処理した。未処理細胞もまた、対照とした。カニクイザル一次肝細胞のカニクイザルアポリポタンパク質B mRNAレベルの定量を、本明細書の他の実施例に記載したように、ヒトプライマーおよびプローブによるリアルタイムPCRを用いて、おこなった。表46に示す結果は、3回の実験の平均値であり、未処理対照細胞に対して正規化されたアポリポタンパク質B mRNAのパーセント阻害として表される。存在する場合、存在する場合、「+」はmRNA発現が増加したことを示す。
(表46)
(カニクイザル一次肝細胞でのアポリポタンパク質B mRNA発現のアンチセンス阻害)
Figure 2013066488
これらのデータは、ISIS 315089およびISIS 281625が、用量依存的に、カニクイザル一次肝細胞でのアポリポタンパク質B mRNAの発現を阻害しうることを示している。
50および150nMのISIS 315089およびISIS 281625で処理したカニクイザル一次肝細胞から分泌されたアポリポタンパク質Bタンパク質の測定は、アポリポタンパク質Bタンパク質特異的キット(ALerCHEK Inc.,Portland,ME)を用いたELISAによって、おこなった。各々の結果は、3回の実験の平均値を示す。データを未処理対照細胞に対して正規化して表47に示す。
(表47)
(アンチセンスオリゴヌクレオチド処理に続いてカニクイザル肝細胞から分泌されたアポリポタンパク質Bタンパク質の減少)
Figure 2013066488
これらの結果は、150nMのISIS 315089によるアンチセンス阻害が培養カニクイザル一次肝細胞からのアポリポタンパク質Bタンパク質分泌の減少をもたらすことを示している。
ISIS 271009(配列番号319)およびISIS 301027(配列番号262)に対しても、カニクイザル一次肝細胞でのアポリポタンパク質B mRNAおよびタンパク質発現に対する効果ついて試験した。本明細書に記載したように培養した細胞を、10、50、および150nMのISIS 271009またはISIS 301027で24時間にわたり処理した。細胞を150nMの対照オリゴヌクレオチドISIS 113529(配列番号859)で処理した。未処理細胞も対照とした。カニクイザル一次肝細胞のカニクイザルアポリポタンパク質B mRNAレベルの定量を、本明細書の他の実施例によって説明されたように、ヒトプライマーおよびプローブによるリアルタイムPCRを用いておこなった。表48に示す結果は、2回の実験の平均値であり、未処理対照細胞に対して正規化されたアポリポタンパク質B mRNAのパーセント阻害として表される。
(表48)
(カニクイザル肝細胞でのアポリポタンパク質B mRNA発現のアンチセンス阻害)
Figure 2013066488
これらのデータは、ISIS 271009およびISIS 301027の両方がカニクイザル一次肝細胞でのアポリポタンパク質B mRNAの発現を用量依存的に阻害しうることを示している。
50および150nMのISIS 271009およびISIS 301027によって処理されたカニクイザル一次肝細胞から分泌されたアポリポタンパク質Bタンパク質の測定は、アポリポタンパク質Bタンパク質特異的キット(ALerCHEK Inc.,Portland,ME)を用いたELISA分析によっておこなった。各々の結果は、3回の実験の平均値を示す。データを、分泌されたタンパク質のパーセント減少として表すとともに、未処理対照細胞に対して正規化し、表49に示す。存在する場合、「+」はタンパク質分泌が増加したことを示す。
(表49)
(アンチセンスオリゴヌクレオチド処理に続くカニクイザル肝細胞から分泌されたアポリポタンパク質Bタンパク質の減少)
Figure 2013066488
これらの結果は、ISIS 315089およびISIS 281625によるアンチセンス阻害が、培養カニクイザル一次肝細胞からのアポリポタンパク質Bタンパク質の分泌の減少をもたらすことを示している。
(実施例62)
(肝脂肪症を評価する方法)
肝脂肪症は、肝臓への脂肪の蓄積または「脂肪肝」のことをいい、しばしばアルコール消費、糖尿病、および高脂血症に起因する脂質をいう。アポリポタンパク質Bを標的とするアンチセンスオリゴヌクレオチドによって処置された動物の肝臓を、脂肪症の存在について評価した。脂肪症は、肝臓組織の組織学分析と肝臓トリグリセリドレベルの測定とによって評価される。
肝臓から切除した組織を直ちにTissue Tek OCT埋封材料(Ted Pella,Inc.,Redding,CA)に浸し、2−メチルーブタンドライアイスで凍らせる。組織切片を厚さ4〜5μmに切断し、5%中性緩衝ホルマリンで固定する。組織切片を、核および細胞質をそれぞれ視覚化するために標準的な組織化学的手順の後にヘマトキシリン−エオシン染色し、さらに脂質を視覚化するために、製造元の指示書(Newcomers Supply,Middleton,WI)に従って、オイルレッドOで染色する。
あるいは、組織を10%中性緩衝ホルマリンで固定し、パラフィンに包埋し、厚さ4〜5μmに切断し、脱パラフィン化をおこない、さらにヘマトキシリン−エオシン染色をおこなうもので、すべてが標準的な組織化学的手順にもとづいている。
肝臓トリグリセリド含有量の定量は、脂肪症を評価するのにも用いられる。組織トリグリセリドレベルの測定は、Triglyceride GPO Assay (Sigma−Aldrich,St.Louis,MO)を用いておこなわれる。
(実施例63)
(痩せたマウスでのISIS 301012によるアンチセンス阻害の効果:長期試験)
本発明によれば、ISIS 301012(配列番号247)の毒性をマウスで長期間(3ヶ月間)にわたって調べる。3ヶ月齢の雄および雌CD−1マウス(Charles River Laboratories,Wilmington,MA)に2、5、12.5、25、または50mg/kgのISIS 301012を5週間にわたって週2回、さらにその後4日毎に投与する。マウスを標準的な齧歯目の食餌で飼育する。生理食塩水および対照オリゴヌクレオチド動物を対照とし、同一のスケジュールで注射をおこなった。各処理群は、各々の性のマウスを6ないし10匹含み、また各処理群を複製し、一方の群では1ヶ月で試験を終了させ、他方の群では3ヶ月で試験を終了させた。1または3ヶ月の処理期間後、マウスを犠牲にして、肝臓内での標的発現、血清中の脂質レベル、および毒性の指標について、評価をおこなった。肝臓試料を生産し、RNAを単離してアポリポタンパク質B mRNA発現を、本明細書の他の実施例で記載されたように、リアル/タイムPCRで測定する。血清脂質(総コレステロール、LDLコレステロール、HDLコレステロール、およびトリグリセリドを含む)は、Olympus Clinical Analyzer (Olympus America Inc.,Melville,NY)を用いて、日常的な臨床分析によって、評価される。LDLコレステロールとHDLコレステロールとの比、ならびに総コレステロールとHDLコレステロールとの比も計算する。血清ALTおよびAST、組織の炎症性浸潤および組織中の好塩基顆粒は、上記処理に関連した毒性の評価をもたらす。肝脂肪症または肝臓への脂質の蓄積は、オイルレッドO染色による日常的な組織学的分析およびTriglyceride GPO Assay(Sigma−Aldrich,St.Louis,MO)を用いる肝臓組織トリグリセリドの測定によって評価される。
毒性試験は、オリゴヌクレオチド処理の停止後に回復することが可能となる動物の群も含む。しかし、雄および雌のCD−1マウス(Charles River Laboratories,Wilmington,MA)を、第1週目は1週あたり2回、それ以降は4日毎に、5、10、50mg/kgのISIS 301012で処置する。生理食塩水および対照オリゴヌクレオチドを注射された動物を対照として用いる。各々の処理群は、1つの性あたり6匹の動物を含む。3ヶ月の処理をおこなった後、動物はさらに3ヶ月間のあいだ未処理のままであり、その後に犠牲になる。3ヶ月の処理後に直ちに犠牲になったマウスの場合、同一パラメータで評価する。
1ヶ月の処理後、リアル/タイムPCR定量化によって、肝臓内のマウスアポリポタンパク質B mRNAレベルが53%減少する。さらに、予想される用量応答毒性を観察した。日常的な臨床手順によってOlympus Clinical Analyzer (Olympus America Inc.,Melville,NY)上で測定されるALTおよびASTレベルは、25または50mg/kgのISIS 301012で処理したマウスで増加する。日常的な組織学的手順による分析のために、組織を調製した。肝臓および腎臓組織中の好塩基顆粒は、12.5mg/kgを超えるISIS 301012の用量で観察された。穏やかなリンパ組織球性浸潤が、ISIS 30102が12.5mg/kgを上回る用量で、種々の組織で観察される。オイルレッドOによる組織切片の染色は、オリゴヌクレオチド処理のあとに脂肪症がみられないことを明らかにしている。
(実施例64)
(痩せたカニクイザルでのISIS 301012によるアンチセンス阻害の効果:長期試験)
実施例45で議論したように、アポリポタンパク質B mRNAまたはタンパク質レベルを低下させるそれらの可能性に関連して、カニクイザル(雄または雌)を用いてアンチセンスオリゴヌクレオチド、同様にアポリポタンパク質Bに関連した表現型の指標を評価するために用いられ、該指標として心血管指標、アテローム性動脈硬化、脂質疾患、肥満、およびク形成が挙げられる。したがって、本発明の別の実施形態では、ISIS 301012(配列番号247)に対するその効果について、およびカニクイザルの血清脂質について、調べられる。そのような長期試験もまた、アンチセンス化合物の毒性評価に用いられる。
雄および雌のカニクイザルの処置は、第1週目は2日毎、その後4日毎の頻度で、1ヶ月および3ヶ月の処理期間にわたって、2、4、または12mg/kgのISIS 301012を静脈内あるいは2または20mg/kgを皮下投与することでおこなわれる。生理食塩水処理動物を対照とする。各処理群として、各性の動物を2ないし3匹含む。
1ヶ月の間隔で、また3ヶ月の試験終了で、動物を犠牲にして、肝臓における標的発現、血清中の血清濃度、および毒性の指標として評価する。肝臓試料を獲得し、RNAを単離し、アポリポタンパク質BのmRNA発現を他の実施例に記載したとおりに、リアルタイムPCRによって測定する。血清脂質(総コレステロール、LDHコレステロール、HDLコレステロール、およびトリグリセリドを含む)は、Olympus Clinical Analyzer (Olympus America Inc.,Melville,NY)を用いた日常的な臨床分析によって、評価される。HDLコレステロールに対するLDHコレステロールの比とHDLコレステロールに対する総コレステロールの比も算出される。血清ALTおよびASTの血清の分析は、組織の炎症性浸潤および組織の好塩基顆粒が上記処理に関連した毒性の評価を提供してくれる。肝脂肪症または肝臓への脂肪蓄積は、オイルレッドO染色による日常的な組織学分析とTriglyceride GPO Assay(Sigma−Aldrich,St.Louis,MO)を用いた肝臓組織トリグリセリドの測定とによって評価される。
1つの性あたり動物2匹からなる追加の処理群に対して、生理食塩水(0mg/kg)、12または20mg/kgのISIS 301012によって、第1週目は2日毎、その後4日毎の頻度で、3ヶ月の期間にわたって、処理をおこなう。処理期間の後、動物はさらに3ヶ月間にわたって何ら処理されていないことを確認する。これらの処理群は、処理終了後3ヶ月、アポリポタンパク質Bの効果を試験する目的のためである。3ヶ月の回復期間の終わりに、1および3ヶ月の処理後直ちに動物を犠牲にしたのと同じパラメータで評価される。
1ヶ月間隔の長期処理からの結果は、表50に示しており、またmRNAに関して生理食塩水処理動物に対して、さらに脂質レベルに関して未処理の基線値に対して、正規化される。総コレステロール、LDLコレステロール、HDLコレステロール、LDL粒子濃度、および血清中のトリグリセリドレベルを、Liposcience (Raleigh,NC))による核磁気共鳴分光法によって、測定した。さらに、肝臓に含まれるインタクトなオリゴヌクレオチドの濃度をキャピラリーゲル電気泳動によって測定し、肝臓組織1グラムあたりのオリゴヌクレオチドのマイクログラムとして表す。各結果は、動物4匹(雄2匹および雌2匹)からのデータの平均値を表す。
(表50)
(痩せたカニクイザルでのISIS 301012によるアンチセンス阻害の効果)
Figure 2013066488
これらのデータは、霊長類の種でISIS 301012が用量依存的なアポリポタンパク質B発現を阻害し、より高い用量のISIS 301012で同時に脂質レベルを低下させることを示す。さらに、これらの結果は、アンチセンスオリゴヌクレオチドが用量依存的に肝臓に蓄積していくことを示している。
肝脂肪症または肝臓での脂質の蓄積は、示した用量による処理の4週間後に、観察されなかった。期待される用量関連毒性は、12および20mg/kgのより高い用量で観察され、最初の4時間のあいだの活性部分的トロンボプラスチン時間(APTT)の一時的な1.2ないし1.3倍の増加、ならびに肝臓および腎臓内の好塩基顆粒の増加を含む(組織試料の日常的な組織学的検査によって評価される)。腎臓では何ら機能的変化が観察されなかった。
類似の実験では、雄および雌のカニクイザルに対して、第1週目は2日毎に、その後は4日毎に、4mg/kgのISIS 301012の静脈内用量が投与される。第1の用量および第4の用量の後に、同様に第4および最終の用量の後の11、15、および23日間後に、動物群が犠牲になる。肝臓RNAを単離し、アポリポタンパク質B mRNAレベルを、本明細書に記載したようにリアルタイムPCRによって評価した。この実験の結果は、4mg/kgのISIS 301012の単一静脈内用量後、アポリポタンパク質B mRNA発現での40%減少を示している。さらに、4mg/kgでISIS 301012を4回投与した後に、標的mRNAが約85%に減少し、さらに標的mRNAの50%減少は、アンチセンスオリゴヌクレオチド処理の終了後、16日間まで持続した。
(実施例65)
(マイクロアレイ:高脂肪食餌マウスに対する痩せたマウスにおける遺伝子発現パターン)
雄C57Bl/6マウスを次の群に分割した。この群は、(1)生理食塩水を注射した貧弱な食餌を与えられたマウス(痩せ対照);(2)高脂肪食餌を与えられたマウス;(3)50mg/kgの対照オリゴヌクレオチド141923(配列番号858)を注射した高脂肪食餌を与えられたマウス;(4)20mg/kgのアトバスタチンカルシウム(Lipitor(登録商標)、Pfizer Inc.)を投与された高脂肪食餌を与えられたマウス;(5)10mg/kg、25mg/kgまたは50mg/kgのISIS 147764(配列番号109)を注射された高脂肪食餌を与えられたマウスで構成され、各マウスは5体から構成されている。生理食塩水およびオリゴヌクレオチド処理では、6週間、週に2回、腹腔内に投与した。アトバスタチンを、6週間、毎日、投与した。試験終了時では、肝臓試料を各動物から分離し、RNAを定性的ノーザンブロット評価法、デオキシRNAマイクロアレイおよび定量的リアルタイムPCRで分離した。ノーザンブロット評価法および定量的リアルタイムPCRを、この明細書に記載された他の実施例によって記述されているように実行した。
DNAマイクロアレイ分析では、ハイブリダイゼーション試料を、Affymetrix Ezxpression Analysis Technical Manual (Affymetrix,Inc.,Santa Clara,CA)に従って、各マウス肝臓から分離された10μgの全RNAから調製した。試料を、約22,000個の遺伝子を含むマウス遺伝子断片にハイブリダイズし、次に、製造者のプロトコルによって規定されたように、Fluidics Station 400(Affymetrix,Inc.,Santa Clara,CA)を用いて、洗浄しかつ二重染色した。染色した遺伝子断片を、GeneArray Scanner (Affymetrix,Inc.,Santa Clare,CA)によりプローブ細胞強度で走査した。各プローブの設定についての信号値を、Affymetrix Microarray Suite v5.0ソフトウエア(Affymetrix,Inc.,Santa Clara,CA)を用いて算出した。各条件を、試料ごとに1つの断片を用い、群ごとに5個の生物学的試料から分布測定した。発現における倍(fold)変化を、Microarray Suite v5.0によって生成されるような信号値の幾何学的平均値を用いて計算した。一方向(one−way)Anovaを利用した統計的分析の後に、9回のペアワイズ比較を行った。全ての群を高脂肪群と比較し、ISIS 147764処理から得られる遺伝子発現変化を確認した。マイクロアレイデータを、階層的クラスタ分析を用いて解釈し、全遺伝子発現パターンを視覚化した。
マイクロアレイの結果は、ISIS 147764処理が高脂肪食餌マウスにおける遺伝子発現プロファイルを痩せマウスにおいて観察されたプロファイルに伝達することを示している。リアルタイムPCR分析では、脂質代謝に含まれる次の遺伝子:肝性リパーゼ、脂肪酸合成アデノシン3リン酸結合カセット、サブファミリーD(ALD)メンバー2、腸管脂肪酸結合タンパク質2、ステアロールコエンザイムAデサチュラーゼ1およびヒドロキシメチルグルタリル−コエンザイムA還元酵素に関するmRNAの発現の緩和を確認した。
この明細書に記述されているように測定されたマウスアポリポタンパク質BのmRNAおよび血清コレステロールレベルを評価して、ISIS 147764およびISIS 147483によるアンチセンス阻害を確認した。mRNAおよびコレステロールの双方のレベルを、この明細書の他の実施例に示されているように、用量依存法によるISIS 147764またはISIS 147483処理で、低下させた。ISIS 147483の用量50mg/kgはALTおよびASTのレベルを上昇させた。ISIS 147764の用量10mg/kg、25mg/kgおよび50mg/kgと、ISIS 147483の用量10mg/kgおよび25mg/kgは、ALTおよびASTのレベルを有意に上昇させなかった。
(実施例66)
(アポリポタンパク質Bアンチセンスオリゴヌクレオチドで処理された動物における肝性脂肪症の評価)
アポリポタンパク質Bを標的にしたアンチセンスオリゴヌクレオチドで処理された動物の肝臓を脂肪症の存在で評価した。脂肪症は、肝組織の組織学的分析および肝臓トリグリセリドレベルの測定によって評価される。
(6週間、ISIS 147764で処理された高脂肪食餌マウスにおける脂肪症の評価)
ISIS 147764(配列番号109)および実施例21で記述された対照処理動物からの肝組織を、その後に6週間処理を行う試験終了時において脂肪症で評価した。組織切片をオイルレッドOおよびヘマトキシリンで染色して、脂質および核をそれぞれ視覚化した。また、組織切片をヘマトキシリン−エオシンで染色して、核および原形質をそれぞれ視覚化した。いずれかの方法で染色した組織切片の組織学的分析は、生理食塩水で処理された動物とISIS 147764で処理された動物とでは脂肪症において差異がないことを示し、ISIS 147764で6週間処理した切片が肝臓中への脂質の蓄積に至らないことを示している。
(高脂肪食餌動物においてアポリポタンパク質Bで長期間、処理された脂肪症の評価)
雄C57Bl/6マウスを、6週間、12週間および20週間、週に2回、25mg/kgのISIS 147764(配列番号109)または25mg/kgのISIS 141923(配列番号858)の腹腔内注射で処理した。生理食塩水で処理した動物を対照として役立てた。各処理群には4匹の動物を含めた。動物を6週間、12週間および20週間後に殺処理し、組織学的分析および組織トリグリセリド含有量の測定のために調達した。その結果は、ISIS 147764で処理した動物を生理食塩水で処理した動物に比較したときに肝組織中のトリグリセリド含有量に有意な差異を示さない。さらに、肝組織の切片の組織学的分析は、高脂肪食餌を受けた生理食塩水による対照動物に比べて、ISIS 147764で処理された高脂肪食餌マウスの脂肪症が12週および20週で緩和されている。
(痩せマウスにおける脂肪症の評価)
肝組織中への脂質の蓄積を痩せマウスに対しても評価した。生後6週から7週までの雄C67Bl/6マウス(Charles River laboratories (Wilmington,MA))を標準齧歯目用食餌で維持し、6週間、週に2回、25mg/kgまたは50mg/kgのISIS 147764(配列番号109)またはISIS 147483(配列番号79)の腹腔内注射で処理した。生理食塩水で処理した動物を対照として役立てた。各処理群を4匹の動物で構成した。動物を6週間後に、肝組織および血清を採取して殺処理した。
アポリポタンパク質BのmRNAレベルを、この明細書の他の実施例によって記述されているように、リアルタイムPCRによって測定した。表51に示されたデータは、4匹の動物の平均を示し、生理食塩水で処理した対照を基準とした阻害として示されている。結果は、用量依存法で、痩せマウスにおけるISIS 147483およびISIS 147764が共にアポリポタンパク質BのmRNAの発現を阻害することを示している。
(表51)
(痩せマウスにおけるアポリポタンパク質BのmRNAのアンチセンス阻害)
Figure 2013066488
血清中における総コレステロール、LDLコレステロール、HDLコレステロールおよびトリグリセリドを、Olympus Clinical Analyzer (Olympus America Inc.,Melville,NY)を用いた日常的な臨床分析によって測定した。また、血清中の肝臓酵素ALTおよびASTをも、Olympus Clinical Analyzerを用いて測定した。これらの結果は、ISIS 147764が生理食塩水で処理した対照に対して血清脂質を下げることを示している。ALTおよびASTのレベルは、マウスの通常範囲(300IU/L)を超えず、処理に関連した毒性の欠如を示している。結果は、4匹の動物からのデータの平均値であり、図52に示されている。
(表52)
(ISIS 147764およびISIS 147483で処理した痩せマウスにおける血清脂質および肝臓酵素のレベル)
Figure 2013066488
肝臓組織を組織学的ルーチン法によって調製し、この明細書に記述されているように、脂肪症を評価した。オイルレッドOまたはヘマトキシリン−エオシンで染色した組織試料の実験は、アポリポタンパク質Bのアンチセンスオリゴヌクレオチドによる痩せマウスへの処理が脂肪症にならないことを示している。
(アポリポタンパク質Bのアンチセンスオリゴヌクレオチドで処理した痩せマウスにおける脂肪症をさらに評価するための6月間の研究)
アポリポタンパク質Bを標的にしたアンチセンスオリゴヌクレオチドで処理されたマウスの長期間治療は、アンチセンス化合物での延長処理の毒性学的および薬理学的な効果を評価するのに使用される。月齢2ヶ月の雌雄C57Bl/6マウスを、2mg/kg、5mg/kg、25mg/kgまたは50mg/kgのアポリポタンパク質Bのアンチセンスオリゴヌクレオチドで処理する。処理は、第1週において2日ごとに、その後においては4日ごとに腹腔内に投与される。生理食塩水だけ、あるいは対照オリゴヌクレオチドで処理したマウスを対照群として役立てた。各処理群には25から30匹のマウスを含めている。6月間の処理後に、各処理群のマウスの一部を犠牲にする。残りのマウスには、処理しない3月間の回復期間を与え、その後に犠牲にする。肝臓におけるアポリポタンパク質BのmRNAの発現を、この明細書の他の方法によって記述されているように、リアルタイムPCRによって測定する。肝組織は、Triglyceride GPO Assay (Sigma−Aldrich,St.Louis,MO)を用いたトリグリセリド含有量の測定用にも調製される。血清を採取しかつ、Olympus Clinical Analyzer(Olympus America Inc.,Melville,NY)を用いて、総コレステロール、LDLコレステロール、HDLコレステロールおよびトリグリセリドを含む脂質の含有量を評価する。また、血清中の肝臓酵素ALTおよびASTをも、Olympus Clinical Analyzerを用いて測定する。血清試料を、アポリポタンパク質B(Santa Cruz Biotechnology,Inc.,Santa Cruz,CA)に対する抗体を用いて、免疫ブロット分析にかける。肝臓、腎臓および他の組織は組織学的分析用のルーチン処置によって調製される。組織は、好塩基顆粒および炎症性浸潤の存在を評価する。脂肪症は、肝組織切片のオイルレッドO染色剤によって評価される。
(実施例67)
(アテローム硬化型プラーク形成に対するマウスモデル:LDL受容体遺伝子を持たないヒトアポリポタンパク質Bトランスジェニックマウス)
LDL受容体は、アポリポタンパク質B含有LDL粒子の除去を担っている。LDL受容体を持たないと、動物は、アポリポタンパク質B含有LDL粒子をプラズマから効果的に除去することができない。したがって、アポリポタンパク質BおよびLDLコレステロールの血清レベルは著しく上昇する。ヒトアポリポタンパク質Bトランスジーンを発現するマウス(TgN−hApoB+/+)およびLDL受容体欠損マウス(LDLr−/−)両方をアテローム硬化型プラーク発生の動物モデルとして用いる。LDL受容体欠損遺伝子型をヒトアポリポタンパク質Bトランスジェニック遺伝子型と組み合わせる(TgN−hApoB+/+;LDLr−/−)場合、アテローム硬化型プラークは急速に発生する。本発明にしたがって、このような遺伝的バックグラウンドであるマウスを用いて、アテローム性動脈硬化およびプラーク形成を防ぐ化合物の能力を調べる。
オスTgN−hApoB+/+;LDLr−/−マウスに対して、12週間にわたって週2回、ヒトアポリポタンパク質Bアンチセンスオリゴヌクレオチド10または20mg/kgによる処理を施す。対照群に対しては、生理食塩水または対照オリゴヌクレオチドによる処理を施す。血清総コレステロール、HDLコレステロール、LDLコレステロール、およびトリグリセリドを、Olympus Clinical Analyzer(Olympus America Inc.,Melville,NY)を用いた日常的な臨床分析によって2、4、6、8、および12週目に測定する。血清ヒトアポリポタンパク質Bタンパク質を、ELISAキット(ALerCHEK Inc.,Portland,ME)を用いて2、4、6、8、および12週目に測定する。肝臓内のヒトおよびマウスアポリポタンパク質mRNAを12週目に測定する。12週間の試験の結果は、二重トランスジェニックモデルでのISIS301012の薬理学的挙動を評価するのに役立つ。
さらに、TgN−hApoB+/+;LDLr−/−マウスに対して、12週間の試験で用いた処理条件による4ヶ月間の試験をおこなう。マウスに対して、ヒトアポリポタンパク質Bを標的化したアンチセンスオリゴヌクレオチドによる4ヶ月にわたる処理を施して、アテローム硬化型プラーク形成を防ぐそのような化合物の能力を評価する。4ヶ月間の処理期間の終わりに、マウスに麻酔を施し、10%ホルマリンで潅流する。潅流された動脈管を単離して、アテローム硬化型プラークの存在について調べる。動脈管の切片をパラフィンで包理し、日常的な方法を用いて組織学的分析のために調製する。血清総コレステロール、HDLコレステロール、LDLコレステロール、およびトリグリセリドを、Olympus Clinical Analyzer(Olympus America Inc.,Melville,NY)を用いた日常的な臨床分析によって2、4、6、8、12、および16週目に測定する。血清ヒトアポリポタンパク質Bタンパク質を、ELISAキット(ALerCHEK Inc.,Portland,ME)を用いて2、4、6、8、12、および16週目に測定する。肝臓内のヒトおよびマウスアポリポタンパク質mRNAを、リアルタイムPCRによって16週目に測定する。
(実施例68)
(アテローム硬化型プラーク形成に対するウサギモデル)
ワタナベ遺伝性高脂血症(WHHL)系統のウサギをアテローム硬化型プラーク形成に対するモデルとして用いる。高脂肪食を与えたニュージーランド白ウサギもアテローム硬化型プラーク形成のモデルとして用いる。WHHLまたは高脂血症食を与えたニュージーランド白ウサギに対するアポリポタンパク質Bアンチセンス化合物による処理を用いて、アテローム硬化型プラーク疾患に対する治療的または予防的処理としてのそれらの潜在能力について試験する。ウサギに、アポリポタンパク質Bを標的化したアンチセンスオリゴヌクレオチド5、10、25、または50mg/kgを注射する。生理食塩水のみまたは対照オリゴヌクレオチドによる処理を施した動物は、対照としての役割を果たす。処理全体を通して、血清試料を採取し、ELISAキット(ALerCHEK Inc.,Portland,ME)によってアポリポタンパク質Bタンパク質レベルを評価し、日常的な臨床分析によって血清脂質(コレステロール、LDLコレステロール、VLDLコレステロール、HDLコレステロール、トリグリセリド)を評価する。肝臓組織トリグリセリド含有量を、Triglyceride GPO Assay(Sigma−Aldrich,St.Louis,MO)を用いて測定する。肝臓、腎臓、心臓、大動脈、および他の組織を入手し、日常的な手順を用いて組織学的分析のために調製する。好塩基性顆粒および炎症性湿潤の形跡について、肝臓および腎臓組織を調べる。オイルレッドO系統を用いて、脂肪変性について肝臓組織を評価する。さらに、オイルレッドO系統およびヘマトキシリンで染色した大動脈切片を試験して、アテローム硬化型の病変の形成について評価する。
(実施例69)
(アポリポタンパク質B阻害剤の経口送達)
インビボでの送達のために、許容される剤形で、例えば非経口または非非経口配合物としてオリゴヌクレオチドを配合することが可能である。非経口配合物としては、静脈内(IV)、皮下(SC)、腹腔内(IP)、硝子体内、および筋肉内(IM)配合物と、肺吸入、鼻腔内投与、局所的投与等を介した送達用の配合物が挙げられる。非非経口配合物としては、消化管、例えば経口投与、直腸投与、空腸内点滴注入等を介した送達用の配合物が挙げられる。直腸投与としては、浣腸剤または座剤としての投与が挙げられる。経口投与としては、カプセル、ゲルカプセル、丸薬、エリキシル剤等としての投与が挙げられる。
いくつかの実施形態では、経口投薬経路を介して、オリゴヌクレオチドを被験体に投与することが可能である。被験体は、動物またはヒト(人類)でもよい。動物被験体は、マウス、ラット、マウス、ラット、イヌ、モルモット、サル、非ヒト霊長目動物、ネコ、またはブタ等の哺乳動物でもよい。非ヒト霊長目動物としては、サルおよびチンパンジーが挙げられる。適当な動物被験体は、マウス、ラット、マウス、ラット、イヌ、サル、非ヒト霊長目動物、ネコ、またはブタ等の実験動物とすることが可能である。
いくつかの実施形態では、被験体はヒトでもよい。特定の実施形態では、被験体は、本明細書でより詳細に論じるように、治療的処理を必要とするヒト患者でもよい。特定の実施形態では、被験体は、本明細書でより詳細に論じるように、1種類以上の遺伝子の発現の調節を必要とする場合もある。いくつかの特定の実施形態では、被験体は、本明細書でより詳細に論じるように、1種類以上の遺伝子の発現の阻害を必要とする場合もある。特定の実施形態では、被験体は、本明細書でより詳細に論じる治療的表示を得るためにアポリポタンパク質Bの調節、すなわち阻害または増強を必要とする場合もある。
いくつかの実施形態では、本発明にかかる非非経口(例えば、経口)オリゴヌクレオチド配合物は、オリゴヌクレオチドの増強された生物学的利用能を生じる。この文脈において、用語「生物学的利用能(bioavailability)」とは、特定の投与形態を用いて薬剤を送達する際の循環系(例えば、血液、特に血漿)に到達する投与薬剤の部分の測定値を指す。増強された生物学的利用能とは、別の投与形態と比べた、被験体の末梢血漿へオリゴヌクレオチドを送達する投与の能力の特定の形態を指す。例えば、非非経口投与形態(例えば、経口形態)を用いて薬剤を被験体に導入する場合、その投与形態に対する生物学的利用能を、異なる投与形態(例えば、IV投与形態)と比較することが可能である。いくつかの実施形態では、非非経口(例えば、経口、直腸、空腸内)投与後の化合物の血漿濃度曲線下面積(AUC)を、静脈内(i.v.)投与後の該薬剤の血漿濃度曲線下面積(AUCiv)で除算して、IV経路と比較した経口経路を介して吸収された化合物の分数を表す無次元商(相対的生物学的利用能、RB)を与えることが可能である。第1の組成物の相対的生物学的利用能(RB)が第2の組成物の相対的生物学的利用能(RB)より大きいとき、組成物の生物学的利用能が別の組成物の生物学的利用能と比較して増強されたと言える。
一般に、化合物の治療効果が、達成された化合物の血液濃度に関連する場合、薬剤の最終作用部位が細胞内であるとしても生物学的利用能は、治療効果と相関する(van Berge−Henegouwenら、Gastroenterol.,1977,73,300)。生物学的利用能研究を用いて、経口用量後の薬剤の末梢血レベルの変化を測定することによって薬剤の腸管吸収度を決定した(DiSanto,Chapter 76 In:Remington=s Pharmaceutical Sciences,18th Ed.,Gennaro,ed.,Mack Publishing Co.,Easton,PA,1990,pages 1451−1458)。
一般に、経口組成物の相対的生物学的利用能が、純粋なオリゴヌクレオチド(すなわち、浸透エンハンサーの不在下でのオリゴヌクレオチド)から実質的になる組成物の生物学的利用能より大きいとき、経口組成物の生物学的利用能が「増強された(enhanced)」と言える。
器官生物学的利用能とは、器官中の化合物の濃度を指す。器官生物学的利用能を、試験被験体で、全身X線撮影による手段等の多数の手段によって測定することが可能である。器官生物学的利用能を、本明細書でより詳細に論じるように、1種類以上の担体化合物または賦形剤等を用いたオリゴヌクレオチドへの1種類以上の修飾によって修飾、例えば増強することが可能である。一般に、生物学的利用能の増加は、器官生物学的利用能の増加を生じる。
本発明にかかる経口オリゴヌクレオチド組成物は、「吸収エンハンサー(absorption enhancer)」または単に「浸透エンハンサー(penetration enhancer)」としても知られる1種類以上の「粘膜浸透エンハンサー(mucosal penetration enhancer)」を含むことが可能である。したがって、本発明のいくつかの実施形態は、少なくとも1種類の浸透エンハンサーと組み合わせた少なくとも1種類のオリゴヌクレオチドを含む。一般に、浸透エンハンサーは、所望の投与形態に関連する粘膜(粘膜群)、例えば腸管上皮膜を越えた薬剤の輸送を促進する物質である。したがって、オリゴヌクレオチドの活性に緩衝することなく、さらに、許容できない副作用(例えば、毒性、刺激、またはアレルギー応答)なしにオリゴヌクレオチドが動物の体内に導入されうるように、オリゴヌクレオチドの取り込みを促進する1種類以上の浸透エンハンサーを選択することが望ましい。
本発明の実施形態は、1種類以上の薬学的に受容可能な浸透エンハンサーを含む組成物と、そのような組成物を用いる方法とを提供するものであり、経口投与形態を介して投与されたオリゴヌクレオチドの生物学的利用能を向上させる。従来から、特定の浸透エンハンサーが、特定の薬剤の生物学的利用能を向上するために用いられてきた。Muranishi,Crit.Rev.Ther.Drug Carrier Systems,1990,7,1およびLeeら、Crit.Rev.Ther.Drug Carrier Systems,1991,8,91を参照せよ。動物および人類に投与することが難しいことが知られている比較的複雑な分子であるオリゴヌクレオチドの取り込みおよび送達を、浸透エンハンサーの多数の異なるクラスを介した経口手段によって投与される場合であってさえ、非常に向上することができることが判明した。
いくつかの実施形態では、経口投与用の組成物は、天然に存在するオリゴヌクレオチド(すなわち、完全なホスホジエステルデオキリボシルまたは完全なホスホジエステルリボシルオリゴヌクレオチド)からの1種類以上の修飾を含む。そのような修飾は、結合親和性、ヌクレアーゼ安定性、細胞または組織浸透性、組織分布、あるいは他の生物学的薬物動態学的特性を増加することが可能である。修飾を、オリゴヌクレオチド化学に関して本明細書でより詳細に論じるように、塩基、リンカー、または糖におこなうことが可能である。本発明のいくつかの実施形態では、被験体への投与用の組成物、特に動物またはヒト被験体への投与用の経口組成物は、親和性、安定性、組織分布、または他の生物学的特性を増強するための1種類以上の修飾を持つ修飾オリゴヌクレオチドを含むだろう。
適当な修飾リンカーとしては、ホスホロチオエートリンカーが挙げられる。本発明にかかるいくつかの実施形態では、オリゴヌクレオチドは、少なくとも1個のホスホロチオエートリンカーを持つ。ホスホロチオエートリンカーは、ヌクレアーゼ安定性と、オリゴヌクレオチドに対する血漿タンパク質結合特性とをもたらす。ヌクレアーゼ安定性は、オリゴヌクレオチドのインビボ生存期間を増加するために有用であり、それに対して、血漿タンパク質結合は、腎排泄を介してオリゴヌクレオチドの初回通過除去率を減少させる。本発明にかかるいくつかの実施形態では、オリゴヌクレオチドは、少なくとも2個のホスホロチオエートリンカーを持つ。オリゴヌクレオチドが厳密にn個のヌクレオシドを持ついくつかの実施形態では、このオリゴヌクレオチドは、1個ないしn−1個のホスホロチオエート結合を持つ。オリゴヌクレオチドが厳密にn個のヌクレオシドを持ついくつかの実施形態では、このオリゴヌクレオチドは、n−1個のホスホロチオエート結合を持つ。オリゴヌクレオチドが厳密にn個のヌクレオシドを持ち、nが偶数である他の実施形態では、このオリゴヌクレオチドは、1ないしn/2個のホスホロチオエート結合を持ち、あるいはnが奇数である場合は、1ないし(n−1)/2個のホスホロチオエート結合を持つ。いくつかの実施形態では、オリゴヌクレオチドは、ホスホジエステル(PO)結合およびホスホロチオエート(PS)結合を交互に持つ。他の実施形態では、オリゴヌクレオチドは、2個以上の連続するPO結合の少なくとも1つの一続きの配列(ストレッチ)と、2個以上のPS結合の少なくとも1つのストレッチとを持つ。他の実施形態では、オリゴヌクレオチドは、少なくとも1つのPS結合が割り込んだ、PO結合の2個のストレッチを持つ。
いくつかの実施形態では、ヌクレオシドのうちの少なくとも1個を、ヌクレアーゼ安定性、結合親和性、または他の有用な生物学的特性を糖に付与する修飾によってリボシル糖単位上で修飾する。いくつかの場合では、糖修飾は、2′修飾、例えば、リボシル糖の2′−OHが置換される(replacedまたはsubstitued)修飾を含む。2′−OHに対する適した置換としては、2′−Fおよび2′−アラビノ−Fが挙げられる。OHに対する適当な置換としては、2′−O−アルキル(例えば、2′−O−メチル)および2′−O置換アルキル(例えば、2′−O−メトキシエチル、2′−O−アミノプロピル)等が挙げられる。いくつかの実施形態では、オリゴヌクレオチドは、少なくとも1種類の2′修飾を含む。いくつかの実施形態では、オリゴヌクレオチドは、少なくとも2種類の2′修飾を含む。いくつかの実施形態では、オリゴヌクレオチドは、各末端に少なくとも1種類の2′修飾を持つ(すなわち、3′および5′末端ヌクレオシド各々が同じまたは異なる2′修飾を持つ)。いくつかの実施形態では、オリゴヌクレオチドは、オリゴヌクレオチドの各末端に少なくとも2種類の連続的な2′修飾を持つ。いくつかの実施形態では、オリゴヌクレオチドは、少なくとも1個のデオキシヌクレオシドをさらに含む。特定の実施形態では、オリゴヌクレオチドは、デオキシヌクレオシドのストレッチを、該オリゴヌクレオチドがハイブリダイズすることが可能なRNAのRNアーゼ(例えば、RNアーゼH)切断を該ストレッチが活性化可能であるように含む。いくつかの実施形態では、RNAのRNアーゼ媒介切断を活性化することが可能なデオキシヌクレオシドのストレッチは、約6ないし約16、例えば約8ないし約16個の連続するデオキシヌクレオシドを含む。
本発明の非経口オリゴヌクレオチド組成物の投与のための経口組成物を種々の剤形で配合することが可能であり、該剤形としては、限定はされないが、例えば、錠剤、カプセル、液体シロップ、軟性ゲル、座薬、および浣腸剤がある。用語「消化管送達(alimentary delivery)」とは、例えば、経口、直腸、内視鏡的、および舌下/頬側投与を包括する。この投与形態に共通する要件は、消化管のある部分または全てにわたる吸収であり、そのように投与された核酸(群)の効率的な粘膜浸透を必要とする。
頬側および舌下投与の場合と同様に、口腔粘膜を介した薬剤の送達には、経口送達を介する送達より薬剤の血漿濃度が多くの場合急速に上昇することを含む複数の望ましい特徴がある(Harvey,Chapter 35 In:Remington=s Pharmaceutical Sciences,18th Ed.,Gennaro,ed.,Mack Publishing Co.,Easton,PA,1990,page 711)。
消化管の内部へ直接薬剤を送達するために、内視鏡検査を用いることが可能である。例えば、内視鏡的逆行性膵胆管造影法(ERCP)は、拡張された胃鏡検査を利用しており、胆道および膵管への選択的なアクセスが可能である(Hirahataら、Gan To Kagaku Ryoho,1992,19(10 Suppl.),1591)。リポソーム配合物を含む薬学的組成物を、内視鏡的手段を介して、例えば、十二指腸(Somogyiら、Pharm.Res.,1995,12,149)または胃粘膜下(Akamoら、Japanese J.Cancer Res.,1994,85,652)等の消化管の部分中に直接送達することができる。胃洗浄装置(Inoueら、Artif.Organs,1997,21,28)および経皮内視鏡的供給装置(Penningtonら、Ailment Pharmacol.Ther.,1995,9,471)も、薬学的組成物の直接消化管送達のために用いることができる。
いくつかの実施形態では、オリゴヌクレオチド配合物を、肛門を介して直腸またはより下部の腸へと投与することが可能である。直腸座剤、留置浣腸、または直腸カテーテルをこの目的のために用いることができ、特に患者の薬剤服用順守を達成するのが困難である場合に好ましいであろう(例えば、小児科学および老人病学用途において、あるいは患者が嘔吐してしまうかまたは意識がない場合)。直腸投与は、経口経路より迅速かつ高度の血漿レベルを生じうる(Harvey,Chapter 35 In:Remington=s Pharmaceutical Sciences,18th Ed.,Gennaro,ed.,Mack Publishing Co.,Easton,PA,1990,page 711)。直腸から吸収される薬剤の約50%が肝臓を迂回することから、この経路による投与は、初回通過代謝に対する潜在能力を有意に低減する(Benetら、Chapter 1 In:Goodman & Gilman=s The Pharmacological Basis of Therapeutics,9th Ed.,Hardmanら、eds.,McGraw−Hill,New York,NY,1996)。
オリゴヌクレオチド組成物の経口投与に有利な一方法は、経口送達である。いくつかの実施形態は、粘膜および上皮膜を越えてオリゴヌクレオチドおよび他の核酸を輸送するために種々の浸透エンハンサーを用いる。浸透エンハンサーは、5つの広範なカテゴリー(界面活性剤、脂肪酸、胆汁酸塩、キレート化剤、および非キレート化剤非界面活性剤)のうちの1つに属するものとして分類されうる(Leeら、Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems,1991,p.92)。したがって、いくつかの実施形態は、界面活性剤、脂肪酸、胆汁酸塩、キレート化剤、および非キレート化剤界面活性剤からなる群の少なくとも1つのメンバーを含む経口オリゴヌクレオチド組成物を含む。さらに別の実施形態は、少なくとも1種類の脂肪酸、例えば、カプリン酸、ラウリン酸、またはそれらの組み合わせ、あるいはそれらの塩を含む経口オリゴヌクレオチドを含む。他の実施形態は、オリゴヌクレオチドの経口生物学的利用能を増強する方法を含み、該方法は、オリゴヌクレオチドおよび少なくとも1種類の浸透エンハンサーの共投与を含む。
経口オリゴヌクレオチド組成物に添加することが可能である他の賦形剤としては、界面活性剤(または「表面活性剤(surface−active agent)」)が挙げられ、該界面活性剤は、水溶液に溶解された場合、該水溶液の表面張力または該水溶液と他の液体との間の界面張力を低減させ、その結果、消化管粘膜または他の上皮膜を介したオリゴヌクレオチドの吸収を増強する化学物質である。胆汁酸塩および脂肪酸以外に、界面活性剤としては、例えば、ラウリル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレン−9−ラウリルエーテル、およびポリオキシエチレン−20−セチルエーテル(Leeら、Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems,1991,page.92)と、FC−43等のパーフルオロケミカルエマルション(Takahashiら、J.Pharm.Phamacol.,1988,40,252)とが挙げられる。
浸透エンハンサーとして作用し、本発明の組成物に用いることが可能な脂肪酸およびそれらの誘導体としては、例えば、オレイン酸、ラウリン酸、カプリン酸(n−デカン酸)、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、リノール酸、リノレン酸、ジカプラート、トリカプラート、モノオレイン(1−モノオレオイル−rac−グリセロール)、ジラウリン、カプリル酸、アラキドン酸、グリセリル1−モノカプラート、1−ドデシルアザシクロへプタン−2−one、アシルカルニチン、アシルコリン、それらのモノグリセリドおよびジグリセリド、ならびに/またはそれらの生理学的に許容される塩(すなわち、オレイン酸塩、ラウリン酸塩、カプリン酸塩、ミリスチン酸塩、パルミチン酸塩、ステアリン酸塩、リノール酸塩等)が挙げられる(Leeら、Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems,1991,page 92;Muranishi,Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems,1990,7,1;El−Haririら、J.Pharm.Pharmacol.,1992,44,651)。
いくつかの実施形態では、経口送達用のオリゴヌクレオチド組成物は、少なくとも2種類の異なる相を含み、どちらの相も、粒子、カプセル、ゲルカプセル、ミクロスフェア等を含むことが可能である。各相は、1種類以上のオリゴヌクレオチド、浸透エンハンサー、界面活性剤、生体接着剤、発泡剤、あるいは他のアジュバント、賦形剤、または希釈剤を含有することが可能である。いくつかの実施形態では、一方の相は、少なくとも1種類のオリゴヌクレオチドおよび少なくとも1種類の浸透エンハンサーを含む。いくつかの実施形態では、第1の相は、少なくとも1種類のオリゴヌクレオチドおよび少なくとも1種類の浸透エンハンサーを含み、一方で、第2の相は、少なくとも1種類の浸透エンハンサーを含む。いくつかの実施形態では、第1の相は、少なくとも1種類のオリゴヌクレオチドおよび少なくとも1種類の浸透エンハンサーを含み、一方で、第2の相は、少なくとも1種類の浸透エンハンサーを含み、実質的にオリゴヌクレオチドは含まない。いくつかの実施形態では、少なくとも一方の相は、その相の内容物を徐放するコーティングまたはマトリックス等の少なくとも1種類の分解遅延剤と混合する。いくつかの実施形態では、第1の相は、少なくとも1種類のオリゴヌクレオチドおよび少なくとも1種類の浸透エンハンサーを含み、一方で、第2の相は、少なくとも1種類の浸透エンハンサーおよび放出遅延剤を含む。特定の実施形態では、経口オリゴヌクレオチドは、オリゴヌクレオチドおよび浸透エンハンサーを含有する粒子を含む第1の相と、放出遅延剤で被覆し、かつ浸透エンハンサーを含有する粒子を含む第2の相とを含む。
種々の胆汁酸塩も、浸透エンハンサーとして機能して、薬剤の取り込みおよび生物学的利用能を促進する。胆汁の生理学的役割としては、脂質および脂肪可溶ビタミンの分散および吸収の促進が挙げられる(Brunton,Chapter 38 in:Goodman & Gilman=s The Pharmacological Basis of Therapeutics,9th Ed.,Hardmanら、eds.,McGraw−Hill,New York,NY,1996,pages 934−935)。種々の天然胆汁酸塩およびそれらの合成誘導体は浸透エンハンサーとして作用する。したがって、用語「胆汁酸塩(bile salt)」とは、胆汁の天然発生の成分のいずれのものも含み、かつそれらの合成誘導体のいずれのものも含む。本発明の胆汁酸塩としては、例えば、コール酸(またはその薬学的に受容可能なナトリウム塩、コール酸塩)、デヒドロコール酸(デヒドロコール酸ナトリウム)、デオキシコール酸(デオキシコール酸ナトリウム)、グルコール酸(グルコール酸ナトリウム)、グリコール酸(グリコール酸ナトリウム)、グリコデオキシコール酸(グリコデコキシコール酸ナトリウム)、タウロコール酸(タウロコール酸塩)、タウロデオキシコール酸(タウロデオキシコール酸塩)、ケノデオキシコール酸(CDCA、ケノデオキシコール酸ナトリウム)、ウルソデオキシコール酸(UDCA)、タウロ−24,25−ジヒドロ−ヒシジン酸ナトリウム(STDHF)、グリコジヒドロヒシジン酸ナトリウム、およびポリオキシエチレン−9−ラウリルエーテルが挙げられる(Leeら、Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems,1991,page 92;Swinyard,Chapter 39 In:Remington=s Pharmaceutical Sciences,18th Ed.,Gennaro,ed.,Mack Publishing Co.,Easton,PA,1990,pages 782−783;Muranishi,Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems,1990,7,1;Yamamotoら、J.Pharm.Exp.Ther.,1992,263,25;Yamashita ら、J.Pharm.Sci.,1990,79,
579)。
いくつかの実施形態では、本発明のいくつかの実施形態で有用な浸透エンハンサーは、浸透増強化合物の混合物である。そのような浸透エンハンサーの1つには、UDCA(および/またはCDCA)とカプリン酸および/ラウリン酸あるいはそれらの塩(例えば、ナトリウム)との混合物がある。そのような混合物は、粘膜、特に腸粘膜を越えた生物学的活性物質の送達を増強するために有用である。他の浸透エンハンサー混合物は、約5ないし95%の胆汁酸または胆汁酸塩(類)UDCAおよび/またはCDCAと、5ないし95%のカプリン酸および/またはラウリン酸とを含む。特定の浸透エンハンサーは、UDCA、カプリン酸、およびラウリン酸のそれぞれ1:2:2の比率のナトリウム塩の混合物である。そのような浸透エンハンサーの別のものは、0.01:1ないし1:0.01の比率(モル基準)のカプリン酸およびラウリン酸(またはそれらの塩)の混合物である。特定の実施形態では、カプリン酸およびラウリン酸は、例えば、約0.1:1ないし約1:0.1のモル比率で、特に約0.5:1ないし約1:0.5のモル比率で存在する。
他の賦形剤としては、キレート化剤、すなわち、金属イオンとの複合体を形成することによって溶液から金属イオンを除去し、その結果、消化管粘膜および他の粘膜を介したオリゴヌクレオチドの吸収を増強する化合物が挙げられる。キレート化剤の本発明における浸透エンハンサーとしての使用に関しては、最も特徴的なDNAヌクレアーゼは、触媒作用に対して二価の金属イオンを必要とすることからキレート化剤によって阻害されるので、キレート化剤は、DNアーゼ阻害剤としても機能するという付加的な利点を持つ(Jarrett,J.Chromatogr.,1993,618,315)。本発明のキレート化剤としては、限定はされないが、エチレンジアミン四酢酸ニナトリウム(EDTA)、クエン酸、サルチル酸塩(例えば、サルチル酸ナトリウム、5−メトキシサルチル酸塩、およびホモバニリン酸塩)、コラーゲンのN−アシル誘導体、ラウレス−9、およびベータ−ジケトン(エナミン)のN−アミノアシル誘導体(Lee ら、Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems,1991,page 92;Muranishi,Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems,1990,7,1;Buurら、J.Control Rel.,1990,14,43)。
本明細書で用いられるように、非キレート化非界面活性剤浸透エンハンサーは、キレート化剤または界面活性剤としては小さな活性しか示さないが、それにもかかわらず、消化管粘膜および他の粘膜を介したオリゴヌクレオチドの吸収を増強する化合物として定義されうる(Muranishi,Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems,1990,7,1)。浸透エンハンサーのこのクラスとしては、限定はされないが、不飽和環状尿素、1−アルキル−アルカノン誘導体、および1−アルケニルアザシクロ−アルカノン誘導体(Leeら、Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems,1991,page 92)と、ジクロフェナックナトリウム、インドメタシン、およびフェニルブタゾン等の非ステロイド性抗炎症剤(Yamashitaら、J.Pharm.Pharmacol.,1987,39,621)とが挙げられる。
オリゴヌクレオチドの取り込みを細胞レベルで増強する物質を、本発明の薬学的組成物および他の組成物に添加することも可能である。例えば、リポフェクチン(Junichi et al、米国特許第5,705,188号)等のカチオン性脂質、カチオン性グリセロール誘導体、およびポリリジン(Lolloら、PCT出願WO 97/30731)等のポリカチオン性分子を用いることができる。
いくつかの経口オリゴヌクレオチド組成物は、その配合物中に担体化合物も組み込む。本明細書で用いられるように、「担体化合物(carrier compound)」または「担体(carrier)」とは、不活性でありうる(すなわち、それ自体では生物学的活性を持たない)か、または輸送、認識、経路活性、もしくは経路媒介を必要としうる核酸またはその類似体のことを指すことができる。あるいは、担体化合物または担体は、例えば、生物学的に活性な核酸を分解することまたは循環からのその除去を促進することによって生物学的活性を持つ核酸の生物学的利用能を低減させるインビボ過程によって核酸として認識される。核酸および担体化合物(通常は、過剰の単体化合物)の共投与は、恐らく共通の受容体に対する担体化合物と核酸との競合が原因で、肝臓、腎臓、または他の循環外貯蔵所で回収される核酸の量の実質的な低減を生じうる。例えば、部分的ホスホロチオエートオリゴヌクレオチドを、ポリイノシン酸、硫酸デキストラン、ポリシチジン酸、または4−アセトアミド−4′−イソチオシアノ−スチルベン−2,2′−ニスルホン酸とともに共投与する際、肝臓組織での部分的ホスホロチオエートオリゴヌクレオチドの回収を低減することができる(Miyaoら、Antisense Res.Dev.,1995,5,115;Takakuraら、Antisense & Nuci.Acid Drug Dev.,1996,6,177)。
「薬学的担体(pharmaceutical carrier)」または「賦形剤(excipient)」は、薬学的に受容可能な溶剤、懸濁剤、または1種類の以上の核酸を動物に送達するための任意のほかの薬理学的に不活性な媒体でもよい。賦形剤は、液体または固体でありえ、所定の薬学的組成物の核酸および他の成分と組み合わせる場合、計画された投与様式を考慮して所望の容量、粘度等を可能にするように選択される。通常の薬学的担体としては、限定はされないが、結合剤(例えば、アルファ化トウモロコシデンプン、ポリビニルピロリドン、またはヒドロキシプロピルメチルセルロース等)と、充填剤(例えば、ラクトースおよび他の糖、微結晶セルロース、ペクチン、ゼラチン、硫酸カルシウム、エチルセルロース、ポリアクリラート、またはリン酸水素カルシウム等)、潤滑剤(例えば、ステアリン酸マグネシウム、タルク、シリカ、コロイド状二酸化ケイ素、ステアリン酸、金属ステアラート、硬化植物油、コーンスターチ、ポリエチレングリコール、安息香酸ナトリウム、酢酸ナトリウム等)と、崩壊剤(例えば、デンプン、グリコール酸ナトリウムデンプン、EXPLOTAB)と、湿潤剤(例えば、ラウリル硫酸ナトリウム等)が挙げられる。
経口オリゴヌクレオチド組成物は、薬学的組成物で見出される他の添加物成分を、それらの技術で確立されている使用レベルでさらに含むことが可能である。したがって、例えば、組成物は、例えば、鎮痒薬、収斂薬、局所麻酔薬、または抗炎症剤等の付加的で適合した薬学的的に活性な物質を含有することが可能であるか、あるいは、本発明の組成物の種々の剤形を物理的に配合する上で有用な、色素、香料添加剤、防腐剤、抗酸化剤、乳白剤、増粘剤、および安定剤等の物質を含有することが可能である。しかし、そのような物質が添加される場合、本発明の組成物の成分の生物学的活性に必要以上に干渉しないようにすべきである。

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  1. 本明細書中に記載の化合物。
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