JP7659291B2 - スターガルト病の治療のためのアンチセンスオリゴヌクレオチド - Google Patents
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Description
in ABCA4 in persons with retinal dystrophies and one exonic ABCA4 variant. Hum. Mutat. 36, 43-47 (2015), doi:10.1002/humu.22717;Braun, T. A., Mullins, R. F., Wagner, A. H., Andorf, J. L., Johnston, R. M., Bakall, B. B., Deluca, A. P., Fishman, G. A., Lam, B. L., Weleber, R. G., Cideciyan, A. V., Jacobson, S. G., Sheffield, V. C., Tucker, B. A. & Stone, E. M. Non-exomic and synonymous variants in ABCA4 are an important cause of Stargardt disease. Hum. Mol. Genet. 22, 5136-5145 (2013), doi:10.1093/hmg/ddt367;Lee, W., Xie, Y., Zernant, J., Yuan, B., Bearelly, S., Tsang, S. H., Lupski, J. R. & Allikmets, R. Complex inheritance of ABCA4 disease: four mutations in a family with multiple macular phenotypes. Hum. Genet. 135, 9-19 (2016), doi:10.1007/s00439-015-1605-y;Zernant et al, 2014)。さらに、本発明者らは、潜在性のアクセプター若しくはスプライスドナー部位を活性化することによって、又は偽エクソンの内部に位置するESEモチーフを強化することによって、偽エクソンの挿入をすべてが導くいくつかのさらなるディープイントロンABCA4変異を特定した。これらのさらなる変異は、c.769-784C>T、c.859-540C>G、c.859-506G>C、c.1937+435C>G、c.4539+1100A>G、c.4539+1106C>T、c.5197-557G>Tを含む。
- 配列番号10、161、30、81、101、121、141若しくは配列番号261、又はその一部からなるヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドと相補的であるか又は実質的に相補的であり;
- 好ましくは、配列番号162、181、82、102、122、142若しくは配列番号262、又はその一部からなるヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドと相補的であるか又は実質的に相補的であり;
- より好ましくは、配列番号160、180、80、100、120、140若しくは配列番号260、又はその一部からなるヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドと相補的であるか又は実質的に相補的であり;
- より好ましくは、配列番号11若しくは配列番号31、又はその一部からなるヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドと相補的であるか又は実質的に相補的であり;
- より好ましくは、配列番号12若しくは配列番号32、又はその一部からなるヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドと相補的であるか又は実質的に相補的であり;
- より好ましくは、配列番号13、16、19、163、166、169、33、36、39、42、182、185、188、191、194、197、200、203、206、209、212、215、218、221、224、227、230、233、236、239、242、245、248、251、254、257、83、86、89、103、106、109、123、126、129、143、146、149、263、266及び配列番号269、並びにその一部からなる群から選択されるヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドと相補的であるか又は実質的に相補的であり;
- より好ましくは、配列番号14、17、20、164、167、170、34、37、40、43、183、186、189、192、195、198、201、204、207、210、213、216、219、222、225、228、231、234、237、240、243、246、249、252、255、258、84、87、90、104、107、110、124、127、130、144、147、150、264及び配列番号270、並びにその一部からなる群から選択されるヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドと相補的であるか又は実質的に相補的である、
スプライシングを再指示する(redirect)ためのアンチセンスオリゴヌクレオチドを提供する。
配列番号 名称:
1 ゲノムDNA ABCA4
2 cDNA ABCA4
3 タンパク質ABCA4
10 偽エクソン30-31(68) RNA
11 偽エクソン30-31(68) RNA;より小さい標的
12 偽エクソン30-31 (68) RNA;より小さい標的(AON面積+10)
13 AON-1 偽エクソン30-31 (68) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
14 AON-1 偽エクソン30-31 (68) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
15 AON-1 偽エクソン30-31 (68)
16 AON-2 偽エクソン30-31 (68) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
17 AON-2 偽エクソン30-31 (68) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
18 AON-2 偽エクソン30-31 (68)
19 AON-3 偽エクソン30-31 (68) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
20 AON-3 偽エクソン30-31 (68) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
21 AON-3 偽エクソン30-31 (68)
30 偽エクソン30-31 (345) RNA
31 偽エクソン30-31 (345) RNA;より小さい標的
32 偽エクソン30-31 (345) RNA;より小さい標的(AON面積+10)
33 AON-1 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
34 AON-1 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
35 AON-1 偽エクソン30-31 (345)
36 AON-2 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
37 AON-2 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
38 AON-2 偽エクソン30-31 (345)
39 AON-3 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
40 AON-3 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
41 AON-3 偽エクソン30-31 (345)
42 AON-4 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
43 AON-4 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
44 AON-4 偽エクソン30-31 (345)
45 SON-1 偽エクソン30-31 (345) 配列番号35のセンスバージョン
50 pCI-Neo-Rho-ABCA4-30-31 野生型
51 pCI-Neo-Rho-ABCA4-30-31 c.4539+1100G
52 pCI-Neo-Rho-ABCA4-30-31 c.4539+1106T
53 pCI-Neo-Rho-ABCA4-30-31 c.4539+2001A
54 ABCA4_ex2 Fw
55 ACTB_ex3 Fw
56 ABCA4_ex30 Fw
57 ABCA4_ex20/21 Fw
58 CRX Fw
59 LIN28 Fw
60 NANOG Fw
61 OCT4 Fw
62 OPN1M/LW Fw
63 OPN1SW Fw
64 RCV1 Fw
65 SOX2 Fw
66 ABCA4_ex5 Rv
67 ACTB_ex4 Rv
68 ABCA4_ex31 Rv
69 ABCA4_ex21 Rv
70 CRX Rv
71 LIN28 Rv
72 NANOG Rv
73 OCT4 Rv
74 OPN1M/LW Rv
75 OPN1SW Rv
76 RCV1 Rv
77 SOX2 Rv
80 偽エクソン6-7 (162)
81 偽エクソン6-7 (162) より大きい標的+隣接配列(+50nt)
82 偽エクソン6-7 (162) より大きい標的+隣接配列(+20nt)
83 AON-1 偽エクソン6-7 (162) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
84 AON-1 偽エクソン6-7 (162) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
85 AON-1 偽エクソン6-7 (162)
86 AON-2 偽エクソン6-7 (162) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
87 AON-2 偽エクソン6-7 (162) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
88 AON-2 偽エクソン6-7 (162)
89 AON-3 偽エクソン6-7 (162) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
90 AON-3 偽エクソン6-7 (162) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
91 AON-3 偽エクソン6-7 (162)
100 偽エクソン7-8 (141)
101 偽エクソン7-8 (141) より大きい標的+隣接配列(+50nt)
102 偽エクソン7-8 (141) より大きい標的+隣接配列(+20nt)
103 AON-1 偽エクソン7-8 (141) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
104 AON-1 偽エクソン7-8 (141) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
105 AON-1 偽エクソン7-8 (141)
106 AON-2 偽エクソン7-8 (141) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
107 AON-2 偽エクソン7-8 (141) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
108 AON-2 偽エクソン7-8 (141)
109 AON-3 偽エクソン7-8 (141) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
110 AON-3 偽エクソン7-8 (141) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
111 AON-3 偽エクソン7-8 (141)
120 偽エクソン7-8 (56)
121 偽エクソン7-8 (56) より大きい標的+隣接配列(+50nt)
122 偽エクソン7-8 (56) より大きい標的+隣接配列(+20nt)
123 AON-1 偽エクソン7-8 (56) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
124 AON-1 偽エクソン7-8 (56) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
125 AON-1 偽エクソン7-8 (56)
126 AON-2 偽エクソン7-8 (56) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
127 AON-2 偽エクソン7-8 (56) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
128 AON-2 偽エクソン7-8 (56)
129 AON-3 偽エクソン7-8 (56) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
130 AON-3 偽エクソン7-8 (56) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
131 AON-3 偽エクソン7-8 (56)
140 偽エクソン13-14 (134)
141 偽エクソン13-14 (134) より大きい標的+隣接配列(+50nt)
142 偽エクソン13-14 (134) より大きい標的+隣接配列(+20nt)
143 AON-1 偽エクソン13-14 (134) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
144 AON-1 偽エクソン13-14 (134) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
145 AON-1 偽エクソン13-14 (134)
146 AON-2 偽エクソン13-14 (134) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
147 AON-2 偽エクソン13-14 (134) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
148 AON-2 偽エクソン13-14 (134)
149 AON-3 偽エクソン13-14 (134) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
150 AON-3 偽エクソン13-14 (134) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
151 AON-3 偽エクソン13-14 (134)
160 偽エクソン30-31 (68)
161 偽エクソン30-31 (68) より大きい標的+隣接配列(+50nt)
162 偽エクソン30-31 (68) より大きい標的+隣接配列(+20nt)
163 AON-1 偽エクソン30-31 (68) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
164 AON-1 偽エクソン30-31 (68) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
165 AON-1 偽エクソン30-31 (68)
166 AON-2 偽エクソン30-31 (68) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
167 AON-2 偽エクソン30-31 (68) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
168 AON-2 偽エクソン30-31 (68)
169 AON-3 偽エクソン30-31 (68) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
170 AON-3 偽エクソン30-31 (68) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
171 AON-3 偽エクソン30-31 (68)
180 偽エクソン30-31 (345)
181 偽エクソン30-31 (345) より大きい標的+隣接配列(+20nt)
182 AON-1 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
183 AON-1 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
184 AON-1 偽エクソン30-31 (345)
185 AON-2 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
186 AON-2 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
187 AON-2 偽エクソン30-31 (345)
188 AON-3 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
189 AON-3 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
190 AON-3 偽エクソン30-31 (345)
191 AON-4 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
192 AON-4 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
193 AON-4 偽エクソン30-31 (345)
194 AON-5 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
195 AON-5 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
196 AON-5 偽エクソン30-31 (345)
197 AON-6 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
198 AON-6 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
199 AON-6 偽エクソン30-31 (345)
200 AON-7 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
201 AON-7 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
202 AON-7 偽エクソン30-31 (345)
203 AON-8 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
204 AON-8 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
205 AON-8 偽エクソン30-31 (345)
206 AON-9 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
207 AON-9 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
208 AON-9 偽エクソン30-31 (345)
209 AON-10 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
210 AON-10 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
211 AON-10 偽エクソン30-31 (345)
212 AON-11 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
213 AON-11 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
214 AON-11 偽エクソン30-31 (345)
215 AON-12 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
216 AON-12 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
217 AON-12 偽エクソン30-31 (345)
218 AON-13 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
219 AON-13 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
220 AON-13 偽エクソン30-31 (345)
221 AON-14 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
222 AON-14 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
223 AON-14 偽エクソン30-31 (345)
224 AON-15 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
225 AON-15 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
226 AON-15 偽エクソン30-31 (345)
227 AON-16 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
228 AON-16 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
229 AON-16 偽エクソン30-31 (345)
230 AON-17 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
231 AON-17 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
232 AON-17 偽エクソン30-31 (345)
233 AON-18 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
234 AON-18 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
235 AON-18 偽エクソン30-31 (345)
236 AON-19 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
237 AON-19 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
238 AON-19 偽エクソン30-31 (345)
239 AON-20 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
240 AON-20 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
241 AON-20 偽エクソン30-31 (345)
242 AON-21 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
243 AON-21 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
244 AON-21 偽エクソン30-31 (345)
245 AON-22 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
246 AON-22 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
247 AON-22 偽エクソン30-31 (345)
248 AON-23 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
249 AON-23 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
250 AON-23 偽エクソン30-31 (345)
251 AON-24 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
252 AON-24 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
253 AON-24 偽エクソン30-31 (345)
254 AON-25 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
255 AON-25 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
256 AON-25 偽エクソン30-31 (345)
257 AON-26 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
258 AON-26 偽エクソン30-31 (345) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
259 AON-26 偽エクソン30-31 (345)
260 偽エクソン36-37 (188)
261 偽エクソン36-37 (188) より大きい標的+隣接配列(+50nt)
262 偽エクソン36-37 (188) より大きい標的+隣接配列(+20nt)
263 AON-1 偽エクソン36-37 (188) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
264 AON-1 偽エクソン36-37 (188) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
265 AON-1 偽エクソン36-37 (188)
266 AON-2 偽エクソン36-37 (188) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
267 AON-2 偽エクソン36-37 (188) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
268 AON-2 偽エクソン36-37 (188)
269 AON-3 偽エクソン36-37 (188) 標的部位及び隣接配列(+10nt)
270 AON-3 偽エクソン36-37 (188) 標的部位及び隣接配列(+5nt)
271 AON-3 偽エクソン36-37 (188)
280 SON-1 (c.4539+2001G>A、AON1 30-31 (345)のセンスバージョン)
281 SON-2 (c.4539+2001G>A、AON4 30-31 (345)のセンスバージョン)
282 SON-3(c.1937+435C>G、AON2 13-14 (134)のセンスバージョン
290 pCI-Neo-Rho-ABCA4-イントロン6-イントロン7 野生型
291 pCI-Neo-Rho-ABCA4-イントロン6-イントロン7 c.769-784T
292 pCI-Neo-Rho-ABCA4-イントロン6-イントロン11 野生型
293 pCI-Neo-Rho-ABCA4-イントロン6-イントロン11 c.859-540G
294 pCI-Neo-Rho-ABCA4-イントロン6-イントロン11 c.859-506C
295 pCI-Neo-Rho-ABCA4-イントロン11-イントロン15 野生型
296 pCI-Neo-Rho-ABCA4-イントロン11-イントロン15 c.1937+435G
297 pCI-Neo-Rho-ABCA4-イントロン29-イントロン32 野生型
298 pCI-Neo-Rho-ABCA4-イントロン29-イントロン32 c.4539+1100G
299 pCI-Neo-Rho-ABCA4-イントロン29-イントロン32 c.4539+1106T
300 pCI-Neo-Rho-ABCA4-イントロン31-イントロン37 野生型
301 pCI-Neo-Rho-ABCA4-イントロン31-イントロン37 c.5197-557T
302 RHO_ex3 fw
303 ABCA4_ex7 rev
304 ABCA4_ex7 fw
305 ABCA4_ex8 rev
306 ABCA4_ex13 fw
307 ABCA4_ex14 rev
308 ABCA4_ex30 fw
309 ABCA4_ex32 rev
310 ABCA4_ex32 fw
311 ABCA4_ex37 rev
定義によって、AONは、それらの標的に対して実質的に相補的であり(アンチセンス)、対応するpre-mRNA分子に結合して、それによって、スプライシングに必須のタンパク質の結合を妨げることを可能とする。本発明者らがCEP290におけるc.2991+1655A>G変異について以前に示したように(Collin, R.W., den Hollander, A.I., van der Velde-Visser, S.D., Bennicelli, J., Bennett, J., and Cremers, F.P. (2012). Antisense Oligonucleotide (AON)-based Therapy for Leber Congenital Amaurosis Caused by a Frequent Mutation in CEP290. Molecular therapy Nucleic acids 1, e14;Garanto, A., Chung, D.C., Duijkers, L., Corral-Serrano, J.C., Messchaert, M., Xiao, R., Bennett, J., Vandenberghe, L.H., and Collin, R.W. (2016). In vitro and in vivo rescue of aberrant splicing in CEP290-associated LCA by antisense oligonucleotide delivery. Human molecular genetics 25, 2552-2563)、通常、この結合の欠如によって、標的エクソンのスキッピングがもたらされる。さらに、AONは、隣接するスプライスアクセプター又はドナー部位へのスプライシング機構を再指示することができる。このことによって、本発明者らは、AONに基づくスプライスモジュレーション療法にも適する場合のあるABCA4変異を選択するよう導かれた。これらの変異はすべて、新規スプライスアクセプター、スプライスドナー又はエクソンスプライスエンハンサー結合部位を作出するディープイントロンバリアントであり、対応する遺伝子のmRNAに対する偽エクソンの包含をもたらす。AONは、偽エクソンの認識をブロックする(それによって、偽エクソンのスキッピングを誘導する)ために用いられ、それによって、野生型転写物及び対応するタンパク質機能を十分に回復させることになる。以下の変異が選択されている:
- c.769-784C>T。この変異は、ABCA4のエクソン6と7の間に162ntの偽エクソンの挿入をもたらす。
- c.859-540C>G。この変異は、ABCA4のエクソン7と8の間に141ntの偽エクソンの挿入をもたらす。
- c.859-506G>C.この変異は、ABCA4のエクソン7と8の間に56ntの偽エクソンの挿入をもたらす。
- c.1937+435C>G.この変異は、ABCA4のエクソン13と14の間に134ntの偽エクソンの挿入をもたらす。
- c.4539+1100A>G及びc.4539+1106C>T。これらの変異は、ABCA4のエクソン30と31の間に68ntの偽エクソンの同一の挿入をもたらし、したがって、同一のAONで処理され得る。
- c.4539+2001G>A及びc.4539+2028C>T。これらの変異は、ABCA4のエクソン30と31の間に345ntの偽エクソンの同一の挿入をもたらし、したがって、同一のAONで処理され得る。
- c.5197-557G>T。この変異は、ABCA4のエクソン36と37の間に188ntの偽エクソンの挿入をもたらす。
したがって、本発明は:
- 配列番号10、161、30、81、101、121、141若しくは配列番号261、又はその一部からなるヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドと相補的であるか又は実質的に相補的であり;
- 好ましくは、配列番号162、181、82、102、122、142若しくは配列番号262、又はその一部からなるヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドと相補的であるか又は実質的に相補的であり;
- より好ましくは、配列番号160、180、80、100、120、140若しくは配列番号260、又はその一部からなるヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドと相補的であるか又は実質的に相補的であり;
- より好ましくは、配列番号11若しくは配列番号31、又はその一部からなるヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドと相補的であるか又は実質的に相補的であり;
- より好ましくは、配列番号12若しくは配列番号32、又はその一部からなるヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドと相補的であるか又は実質的に相補的であり;
- より好ましくは、配列番号13、16、19、163、166、169、33、36、39、42、182、185、188、191、194、197、200、203、206、209、212、215、218、221、224、227、230、233、236、239、242、245、248、251、254、257、83、86、89、103、106、109、123、126、129、143、146、149、263、266及び配列番号269、並びにその一部からなる群から選択されるヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドと相補的であるか又は実質的に相補的であり;
- より好ましくは、配列番号14、17、20、164、167、170、34、37、40、43、183、186、189、192、195、198、201、204、207、210、213、216、219、222、225、228、231、234、237、240、243、246、249、252、255、258、84、87、90、104、107、110、124、127、130、144、147、150、264、268及び配列番号270、並びにその一部からなる群から選択されるヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドと相補的であるか又は実質的に相補的である、
スプライシングを再指示するためのアンチセンスオリゴヌクレオチドを提供する。
配列番号11、12、13、14、16、17、19、20、160、162、163、164、166、167、169及び170又はその一部はそれぞれ、配列番号10及び161の好ましい部分であり;
配列番号181、180、31、32、33、34、36、37、39、40、42、43、182、185、188、191、194、197、200、203、206、209、212、215、218、221、224、227、230、233、236、239、242、245、248、251、254、257、183、186、189、192、195、198、201、204、207、210、213、216、219、222、225、228、231、234、237、240、243、246、249、252、255及び258又はその一部はそれぞれ、配列番号30の好ましい部分であり;
配列番号82、80、83、86、89、84、87及び90又はその一部はそれぞれ、配列番号81の好ましい部分であり;
配列番号102、100、103、106、109、104、107及び110又はその一部はそれぞれ、配列番号10の好ましい部分であり;
配列番号122、120、123、126、129、124、127及び130又はその一部はそれぞれ、配列番号121の好ましい部分であり;
配列番号142、140、143、146、149、144、147及び150又はその一部はそれぞれ、配列番号141の好ましい部分であり;
配列番号262、260、263、266、269、264、267及び270又はその一部はそれぞれ、配列番号261の好ましい部分である。
- 配列番号10、161、30、81、101、121、141若しくは配列番号261、又はその一部からなるヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドと相補的であるか又は実質的に相補的であり;
- 好ましくは、配列番号162、181、82、102、122、142若しくは配列番号262、又はその一部からなるヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドと相補的であるか又は実質的に相補的であり;
- より好ましくは、配列番号160、180、80、100、120、140若しくは配列番号260、又はその一部からなるヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドと相補的であるか又は実質的に相補的であり;
- より好ましくは、配列番号11若しくは配列番号31、又はその一部からなるヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドと相補的であるか又は実質的に相補的であり;
- より好ましくは、配列番号12若しくは配列番号32、又はその一部からなるヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドと相補的であるか又は実質的に相補的であり;
- より好ましくは、配列番号13、16、19、163、166、169、33、36、39、42、182、185、188、191、194、197、200、203、206、209、212、215、218、221、224、227、230、233、236、239、242、245、248、251、254、257、83、86、89、103、106、109、123、126、129、143、146、149、263、266及び配列番号269、並びにその一部からなる群から選択されるヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドと相補的であるか又は実質的に相補的であり;
- より好ましくは、配列番号14、17、20、164、167、170、34、37、40、43、183、186、189、192、195、198、201、204、207、210、213、216、219、222、225、228、231、234、237、240、243、246、249、252、255、258、84、87、90、104、107、110、124、127、130、144、147、150、264、268及び配列番号270、並びにその一部からなる群から選択されるヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドと相補的であるか又は実質的に相補的である
配列を含むか、又は好ましくはそれからなるAONである、本発明に記載のスプライシングを再指示するためのAONを発現するAAVベクター、好ましくはAAV2/5、AAV2/8、AAV2/9又はAAV2/2ベクターである。
この文書において及びその特許請求の範囲において、動詞「含む(to comprise)」及びその活用形は、この単語の後の項目は含まれるが、具体的に言及されていない項目は除外されないことを意味する非限定的意味において使用される。さらに、不定冠詞「1つの(a)」又は「1つの(an)」による要素への言及は、1つ及び1つだけの要素が存在すると文脈が明確に要求していなければ、1つより多い要素が存在する可能性を除外しない。したがって、不定冠詞「1つの(a)」又は「1つの(an)」は、通常、「少なくとも1つの(at least one)」を意味する。
1.
- 配列番号10若しくは配列番号30、又はその一部からなるヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドと相補的であるか又は実質的に相補的であり;
- 好ましくは、配列番号11若しくは配列番号31、又はその一部からなるヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドと相補的であるか又は実質的に相補的であり;
- より好ましくは、配列番号12若しくは配列番号32、又はその一部からなるヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドと相補的であるか又は実質的に相補的であり;
- より好ましくは、配列番号13、配列番号16、配列番号19、配列番号33、配列番号36、配列番号39及び配列番号42、並びにその一部からなる群から選択されるヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドと相補的であるか又は実質的に相補的であり;
- より好ましくは、配列番号14、配列番号17、配列番号20、配列番号34、配列番号37、配列番号40及び配列番号43、並びにその一部からなる群から選択されるヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドと相補的であるか又は実質的に相補的である、スプライシングを再指示するためのアンチセンスオリゴヌクレオチド。
2.
配列番号10若しくは配列番号30、又はその一部からなるヌクレオチド配列を有するポリヌクレオチドと相補的であるか又は実質的に相補的である部分が、約8~約40ヌクレオチド、好ましくは約10~約40ヌクレオチド、より好ましくは約14~約30ヌクレオチド、より好ましくは約16~約24ヌクレオチド、例えば、16、17、18、19、20、21、22、23又は24ヌクレオチドの長さを有する、実施形態1に記載のスプライシングを再指示するためのアンチセンスオリゴヌクレオチド。
3.
約8~約100ヌクレオチド、好ましくは約10~約40ヌクレオチド、より好ましくは約14~約30ヌクレオチド、より好ましくは約16~約24ヌクレオチド、例えば、16、17、18、19、20、21、22、23又は24ヌクレオチドの長さを有する、先行する実施形態のいずれかに記載のスプライシングを再指示するためのアンチセンスオリゴヌクレオチド。
4.
配列番号15、配列番号18、配列番号21、配列番号35、配列番号38、配列番号41及び配列番号44からなる群から選択される配列を含むか又はそれからなる、先行する実施形態のいずれかに記載のスプライシングを再指示するためのアンチセンスオリゴヌクレオチド。
5.
少なくとも1つのリボヌクレオチドを含む、先行する実施形態のいずれかに記載のスプライシングを再指示するためのアンチセンスオリゴヌクレオチド。
6.
少なくとも1つのESE(エクソンスプライスエンハンサー)モチーフを含む、先行する実施形態のいずれかに記載のスプライシングを再指示するためのアンチセンスオリゴヌクレオチド。
7.
2’-Oアルキルホスホロチオエートアンチセンスオリゴヌクレオチド、例えば、2’-O-メチル修飾リボース(RNA)、2’-O-エチル修飾リボース、2’-O-プロピル修飾リボース、及び/又はこれらの修飾物の置換誘導体、例えば、ハロゲン化誘導体を含む、先行する実施形態のいずれかに記載のスプライシングを再指示するためのアンチセンスオリゴヌクレオチド。
8.
エクソンスキッピングアンチセンスオリゴヌクレオチドの発現を促す条件下に置いた場合に、先行する実施形態のいずれかに記載のスプライシングを再指示するためのアンチセンスオリゴヌクレオチドを発現するウイルスベクター。
9.
実施形態1~7のいずれかに記載のスプライシングを再指示するためのアンチセンスオリゴヌクレオチド又は実施形態7に記載のウイルスベクター及び薬学的に許容される賦形剤を含む医薬組成物。
10.
硝子体内投与用であり、片眼当たりのスプライシングを再指示するためのアンチセンスオリゴヌクレオチドの合計が0.05mg~5mgの範囲の量で投与される、実施形態9に記載の医薬組成物。
11.
硝子体内投与用であり、片眼当たりのスプライシングを再指示するためのアンチセンスオリゴヌクレオチドの合計が0.1~1mgの範囲の量、例えば、片眼当たりのスプライシングを再指示するためのアンチセンスオリゴヌクレオチドの合計が約0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9又は1.0mgで投与される、実施形態10に記載の医薬組成物。
12.
医薬品として使用するための、実施形態1~7のいずれかに記載のスプライシングを再指示するためのアンチセンスオリゴヌクレオチド、実施形態8に記載のベクター又は実施形態9~11のいずれかに記載の組成物。
13.
ABCA4のスプライシングをモジュレートすることを必要とするABCA4関連疾患又は状態の治療において使用するための、実施形態1~7のいずれかに記載のスプライシングを再指示するためのアンチセンスオリゴヌクレオチド、実施形態9に記載のベクター又は実施形態9~11のいずれかに記載の組成物。
14.
医薬品の調製のための、実施形態1~7のいずれかに記載のスプライシングを再指示するためのアンチセンスオリゴヌクレオチド、実施形態8に記載のベクター又は実施形態9~11のいずれかに記載の組成物の使用。
15.
ABCA4のスプライシングをモジュレートすることを必要とするABCA4関連疾患又は状態を治療するための医薬品の調製のための、実施形態1~6のいずれかに記載のスプライシングを再指示するためのアンチセンスオリゴヌクレオチド、実施形態7に記載のベクター又は実施形態8~10のいずれかに記載の組成物の使用。
16.
ABCA4のスプライシングをモジュレートすることを必要とするABCA4関連疾患又は状態を治療するための、実施形態1~7のいずれかに記載のスプライシングを再指示するためのアンチセンスオリゴヌクレオチド、実施形態7に記載のベクター又は実施形態9~11のいずれかに記載の組成物の使用。
17.
細胞内でABCA4のスプライシングをモジュレートするための方法であって、前記細胞を、実施形態1~7のいずれかで定義したスプライシングを再指示するためのアンチセンスオリゴヌクレオチド、実施形態7に記載のベクター又は実施形態9~11のいずれかに記載の組成物と接触させることを含む、方法。
18.
それを必要とする個体のABCA4のスプライシングをモジュレートすることを必要とするABCA4関連疾患又は状態の治療のための方法であって、前記個体の細胞を、実施形態1~7のいずれかで定義したスプライシングを再指示するためのアンチセンスオリゴヌクレオチド、実施形態7に記載のベクター又は実施形態9~11のいずれかに記載の組成物と接触させることを含む、方法。
19.
ABCA4関連疾患又は状態がスターガルト病である、実施形態12若しくは13に記載の使用するためのスプライシングを再指示するためのアンチセンスオリゴヌクレオチド、実施形態15若しくは16に記載の使用又は実施形態18に記載の方法。
[実施例]
A)変異:c.4539+1100A>G及びc.4539+1106C>T - ミニ遺伝子
各変異に対するミニ遺伝子の生成
イントロン29の部分、完全なエクソン30、イントロン30及びエクソン31、並びにイントロン31の部分を含むミニ遺伝子を作出した。このゲノム領域をGateway Systemを使用してpCI-Neo-Rhodopsinベクターにクローニングした。得られたベクター(作出したpCI-Neo-Rho-ABCA4-30-31野生型、配列番号50)を使用して、部位特異的変異誘発によってc.4539+1100A>G及びc.4539+1106C>T変異を導入した(新たなベクターを作出したpCI-Neo-Rho-ABCA4-c.4539+1100G、配列番号51及びpCI-Neo-Rho-ABCA4-c.4539+1106T、配列番号52)。コントロール及び変異ベクターをSanger配列決定によって確認した。次いで、ミニ遺伝子をHEK293T細胞にトランスフェクトし、トランスフェクションの48時間後に回収し、スプライシング欠損を検出するためにRT-PCRに供した。
ミニ遺伝子を用いてトランスフェクトしたHEK293T細胞のRNA分析は、偽エクソンの挿入からなるpre-mRNAのスプライシング欠損を示した。この偽エクソンの配列を使用して、いくつかのAONを設計した。次に、ミニ遺伝子を用いて、AONをHEK293Tにトランスフェクトした。AONの有効性を確認するために、細胞をRT-PCR分析に供した。AONのそれぞれの有効性を、同一量のミニ遺伝子と種々の濃度のAONを送達し、その後、RT-PCR分析を実施することによって評価した。
全RNAを、NucleoSpin RNA Clean-upキット(カタログ番号740955-50;Macherey-Nagel、Duren、Germany)を使用して、製造業者のプロトコールに従って単離した。RNAを定量し、cDNAを、iScript cDNA合成キット(カタログ番号1708891;Bio-Rad、Hercules、CA)を使用して、製造業者の使用説明書に従って、1μgのRNAから合成した。最後に、AONの有効性を、エクソン30からエクソン31までのPCR又はエクソン29~34にわたるPCRを実施することによって評価した。
ミニ遺伝子の生成
イントロン29の部分、完全なエクソン30、イントロン30及びエクソン31、並びにイントロン31の部分を含むミニ遺伝子を作出した。このゲノム領域をGateway Systemを使用してpCI-Neo-Rhodopsinベクターにクローニングした。得られたベクター(作出したpCI-Neo-Rho-ABCA4-30-31野生型、配列番号50)を使用して、部位特異的変異誘発によってc.4539+2001G>A変異を導入した(新たなベクターを作出したpCI-Neo-Rho-ABCA4-c.4539+2001A、配列番号53)。コントロールと変異ベクターの両方をSanger配列決定によって確認した。次いで、ミニ遺伝子をHEK293T細胞にトランスフェクトし、トランスフェクションの48時間後に回収し、スプライシング欠損を検出するためにRT-PCR分析に供した。
HEK293T細胞におけるミニ遺伝子pCI-Neo-Rho-ABCA4-c.4539+2001Aのトランスフェクションは、偽エクソンの挿入を示した。この偽エクソンの配列を使用して、いくつかのAONを設計した。AONをミニ遺伝子と一緒にHEK293T細胞に送達した。トランスフェクト細胞をRNA分析に供した。
全RNAを、NucleoSpin RNA Clean-upキット(カタログ番号740955-50;Macherey-Nagel、Duren、Germany)を使用して、製造業者のプロトコールに従って単離した。RNAを定量し、cDNAを、iScript cDNA合成キット(カタログ番号1708891;Bio-Rad、Hercules、CA)を使用して、製造業者の使用説明書に従って、1μgのRNAから合成した。最後に、AONの有効性を、エクソン30からエクソン31までのPCR又はエクソン29~34にわたるPCRを実施することによって評価した。
光受容器前駆細胞(PPC)の生成
ヘテロ接合性方式でc.4539+2001G>A(M1)を有する患者及びヘテロ接合性状態でc.4539+2028C>T(M2)を有する患者の皮膚生検を得て、線維芽細胞株を生成した。次に、誘導多能性幹細胞(iPSC)を以前に記載されたように(Sangermano, R., Bax, N.M., Bauwens, M., van den Born, L.I., De Baere, E., Garanto, A., Collin, R.W., Goercharn-Ramlal, A.S., den Engelsman-van Dijk, A.H., Rohrschneider, K., et al. (2016). Photoreceptor Progenitor mRNA Analysis Reveals Exon Skipping Resulting from the ABCA4 c.5461-10T-->C Mutation in Stargardt Disease. Ophthalmology 123, 1375-1385)再プログラミングし、(Sangermano, R., Bax, N.M., Bauwens, M., van den Born, L.I., De Baere, E., Garanto, A., Collin, R.W., Goercharn-Ramlal, A.S., den Engelsman-van Dijk, A.H., Rohrschneider, K., et al. (2016). Photoreceptor Progenitor mRNA Analysis Reveals Exon Skipping Resulting from the ABCA4 c.5461-10T-->C Mutation in Stargardt Disease. Ophthalmology 123, 1375-1385)又は(Flamier, A., Barabino, A. & Bernier, G. Differentiation of human embryonic stem cells into cone photoreceptors. Bio-protocol 6, e1870 (2016), doi:10.21769/BioProtoc.1870)から適合させた方法を使用して、光受容器前駆細胞(PPC)に分化させた。分化した細胞をRT-PCR分析に供した。
30日の分化後、コントロールと患者由来のPPCを回収した。逆転写-PCR(RT-PCR)分析を、ABCA4遺伝子のエクソン2(フォワード)及びエクソン5(リバース)又はエクソン30(フォワード)及びエクソン31(リバース)に配置したプライマーを使用して実施した。アクチン(ACTB)プライマーをコントロールとして使用した。プライマーの配列は、配列番号54~77で表される。全反応混合物(50μl)は、10μMの各プライマー対、Taq DNAポリメラーゼ、1U/μl(カタログ番号11647679001、Roche社、Basel、Switzerland)、MgCl2を含まない10×PCR緩衝液、25mMのMgCl2、10mMのdNTP、及び50ngのcDNAを含有した。PCR条件は、第1の変性ステップが94℃で5分間、それに続いて、35サイクルの融解(94℃で30秒)、アニーリング(58℃で30秒)、及び伸長(72℃で1分)ステップと、72℃で5分間の最終延長ステップであった。PCR産物を1%(w/v)アガロースゲルで分離し、得られたバンドを切り出し、NucleoSpin(R)Gel & PCR cleanupキット(カタログ番号740609.250、Macherey-Nagel社)を用い、製造業者のプロトコールに従って精製した。最後に、100ngの精製PCR産物を、3100 DNA Analyzer又は3730 DNA Analyzer (Thermo Fisher Scientific社)において、Sanger配列決定によって分析した。
両サイドに隣接するPEプラス50塩基対の配列を以前に記載したように(Aartsma-Rus, A. Overview on AON design. Methods Mol. Biol. 867, 117-129 (2012), doi:10.1007/978-1-61779-767-5_8)分析した。簡潔には、所望の領域の全RNA構造を、部分的にオープン及びクローズド領域を特定するために、mfoldソフトウェア(http://unafold.rna.albany.edu/?q=mfold/RNA-Folding-Form、2017年7月23日に最終アクセス)を用いて分析した。スプライスエンハンサーモチーフをESE finder 3.0(http://krainer01.cshl.edu/cgi-bin/tools/ESE3/esefinder.cgi?process=home、2017年7月23日に最終アクセス)を使用して決定した。このようなモチーフの存在とAONの有効性の間に正の相関関係が存在することが実証されたため(Aartsma-Rus, A. Overview on AON design. Methods Mol. Biol. 867, 117-129 (2012), doi:10.1007/978-1-61779-767-5_8)、SC35領域に特定の注意を払った。最初に、この分析によって、4つのAON、すなわち、最も高いスコアのSC35モチーフと重複する2つ(AON2及びAON3)、PEの5’末端の1つ(AON4)及びc.4539+2001G>A変異と重複する1つ(AON1)の設計が導かれた。後の段階で、22個のさらなるAONが設計され、AONの有効性と偽エクソンに対するそれらの位置の間の相関関係、ある特定のESEモチーフとのそれらの重複、及びそれらの特異性(すなわち、単一のヌクレオチドのミスマッチがその有効性を消失させるかどうか)を見出した。最終のAON配列もまた、分子単独の遊離エネルギー、二量体を形成する可能性、及び所望の領域との相互作用に関して評価した。このために、RNA二次構造とバイフォールド予測ツールを用いる、RNA二次構造ツール(http://rna.urmc.rochester.edu/RNAstructureWeb、2017年7月23日に最終アクセス)を使用した。本発明者らは、すべてのAONが、それら自身に-4を超える遊離エネルギー値、二量体として-14を超える遊離エネルギー値及びAON領域の結合に対して21~28の間の遊離エネルギー値を有することを保証した。これは、所望の領域の推定エネルギーから領域に結合したAONのエネルギーを引いたものを使用して計算した。すべてのAON配列は19ヌクレオチド長を有し、46℃を超えるTmと40%~65%の間のGC含量を有した。AONの配列及び特性を表1に列挙する;偽エクソン30~31(345)に対するAONのさらなる特性を表2に列挙する。AONは、ホスホロチオエート骨格と2-O-メチル糖修飾2OMe/PSを各ヌクレオチドに付加することによって化学的に修飾され、Eurogentec(Liege、Belgium)から購入した。AONを、PBS 1×(2回オートクレーブした)中に溶解し、最終濃度を100μMとした。2つのセンスオリゴヌクレオチド(SON-1[配列番号280]及びSON-2[配列番号281])をネガティブコントロールとして使用されるよう同じ化学でオーダーした。
分化後、ネイキッドAONを培養培地と直接混合することによって、PPCをAON(0.5及び1μM)で処理した。24時間後、シクロヘキシミド(CHX、カタログ番号C4859、Sigma Aldrich社)を最終濃度0.1mg/mlで添加し、細胞をさらに24時間インキュベートした。AON送達の48時間後、細胞を回収し、PBS中ですすぎ、RNAを単離した。cDNA合成を、上述したように、1μgのRNAを使用して実施した。すべての反応物は、30μlの蒸留水を添加することによって、20ng/μlまで希釈した。RT-PCR分析として、80ngのcDNAをすべてのABCA4反応に対して使用し、一方40ngのcDNAをACTB分析に対して使用した。全反応混合物(25μl)は、10μMの各プライマー対、Taq DNAポリメラーゼ1U/μl(カタログ番号11647679001、Roche社)、1mMのMgCl2を補充したMgCl2を含む10×PCR緩衝液、2μMのdNTP、及び80又は40ngのcDNAを含有した。エクソン30~31までのABCA4断片に対するPCR条件は以下の通りであった:94℃で2分間、35サイクルの94℃で30秒、58℃で30秒及び72℃で90秒と、それに続いて、72℃で2分間の最終ステップ。アクチン増幅として、延長時間を30秒とした以外は同じ条件下でPCRを実施した。ABCA4 PCR産物の全体積と10μlのアクチンアンプリコンを2%(w/v)のアガロースゲルで分解した。得られたバンドをSanger配列決定を使用して分析した。正しくスプライスされたバリアントと異常にスプライスされたバリアントの間の比率を、Fijiソフトウェア(Schindelin, J., Arganda-Carreras, I., Frise, E., Kaynig, V., Longair, M., Pietzsch, T., Preibisch, S., Rueden, C., Saalfeld, S., Schmid, B., Tinevez, J. Y., White, D. J., Hartenstein, V., Eliceiri, K., Tomancak, P. & Cardona, A. Fiji: an open-source platform for biological-image analysis. Nat. Methods 9, 676-682 (2012), doi:10.1038/nmeth.2019)を使用して評価した。
各変異に対するミディ遺伝子の生成
ミディ遺伝子を各変異に対して作出した(Sangermano R, Khan M, Cornelis SS, Richelle V, Albert S, Elmelik D, Garanto A, Qamar R, Lugtenberg D, van den Born LI, Collin RWJ, Cremers FPM. Genome Res (2018), epub ahead of print, doi: 10.1101/gr.226621.117)。これらのミディ遺伝子は、対応する変異の各サイドにABCA4ゲノムDNAのかなりの断片を含み、1又は2以上の隣接エクソンを包含することも多い。このゲノム領域を、Gateway Systemを使用して、pCI-Neo-Rhodopsinベクターにクローニングした。得られたベクター(pCI-Neo-Rho-ABCA4-イントロン6-イントロン7野生型(配列番号290)、pCI-Neo-Rho-ABCA4-イントロン6-イントロン11野生型(配列番号292)、pCI-Neo-Rho-ABCA4-イントロン11-イントロン15野生型(配列番号295)、pCI-Neo-Rho-ABCA4-イントロン29-イントロン32野生型(配列番号297)、pCI-Neo-Rho-ABCA4-イントロン31-イントロン37野生型(配列番号300))を使用して、c.769-784C>T、c.859-540C>G、c.859-506G>C、c.1937+435C>G、c.4539+1100A>G、c.4539+1106C>T及びc.5197-557G>T変異を、部位特異的変異誘発によって対応するベクターに導入した(新たなベクターを作出したpCI-Neo-Rho-ABCA4-イントロン6-イントロン7 c.769-784T(配列番号291)、pCI-Neo-Rho-ABCA4-イントロン6-イントロン11 c.859-540G(配列番号293)、pCI-Neo-Rho-ABCA4-イントロン6-イントロン11 c.859-506C(配列番号294)、pCI-Neo-Rho-ABCA4-イントロン11-イントロン15 c.1937+435G(配列番号296)、pCI-Neo-Rho-ABCA4-イントロン29-イントロン32 c.4539+1100G(配列番号298)、pCI-Neo-Rho-ABCA4-イントロン29-イントロン32 c.4539+1106T(配列番号299)及びpCI-Neo-Rho-ABCA4-イントロン31-イントロン37 c.5197-557T(配列番号301))。コントロール及び変異ベクターは、Sanger配列決定によって確認した。次いで、ミディ遺伝子をHEK293T細胞にトランスフェクトし、トランスフェクションの48時間後に回収し、スプライシング欠損を検出するためにRT-PCR分析に供した。
ミディ遺伝子を用いてトランスフェクトしたHEK293T細胞のRNA分析は、偽エクソンの挿入からなるpre-mRNAのスプライシング欠損を示した。この偽エクソンの配列を使用して、いくつかのAONを設計した。次に、ミディ遺伝子を用いて、AONをHEK293Tにトランスフェクトした。AONの有効性を確認するために、細胞をRT-PCR分析に供した。AONのそれぞれの有効性を、同一量のミニ遺伝子と種々の濃度のAONを送達し、その後、RT-PCR分析を実施することによって評価した。各実験では、1つのSONをネガティブコントロールとして含んだ。最終チェックの間、本発明者らは、c.859-540C>G変異に対して設計されたAON1が正しくオーダーされず、代わりに、c.5197-557G>T変異に対するAON3の配列が侵入し提供されたことを発見した。このことは、結果の解釈にも影響を及ぼす。
全RNAを、NucleoSpin RNA Clean-upキット(カタログ番号740955-50;Macherey-Nagel、Duren、Germany)を使用して、製造業者のプロトコールに従って単離した。RNAを定量し、cDNAを、iScript cDNA合成キット(カタログ番号1708891;Bio-Rad、Hercules、CA)を使用して、製造業者の使用説明書に従って、1μgのRNAから合成した。最後に、AONの有効性を、対応するABCA4プライマーを使用するPCRを実施することによって評価した(配列番号302、Rhodopsin ex3 fw;配列番号303、ABCA4 ex7 rev;配列番号304、ABCA4 ex7 fw;配列番号305、ABCA4 ex8 rev;配列番号306、ABCA4 ex13 fw;配列番号307、ABCA4 ex14 rev;配列番号308、ABCA4 ex30 fw;配列番号309、ABCA4 ex32 rev;配列番号310、ABCA4 ex32 tw;配列番号311、ABCA4 ex37 rev)。
A)
c.4539+1100A>G又はc.4539+1106C>T変異を保有するミニ遺伝子コンストラクトを、野生型ABCA4配列を有するコンストラクトと一緒に、HEK293T細胞にトランスフェクトした。図1に示すように、いくつかの残存する野生型転写物も検出されたが、両変異は86bpの偽エクソンの転写物への挿入をもたらした(NTとマークしたレーン)。3つの異なるAONのトランスフェクションは、両変異に対して、偽エクソンの挿入が、AON1(AON-1 偽エクソン30~31(68)、配列番号15)及びAON2(AON-2 偽エクソン30~31(68)、配列番号18)の存在下で完全に消失し、一方、AON3(AON-3 偽エクソン30~31(68)、配列番号21)は、スプライシング事象の部分的再指示をもたらしたことを示した(図1)。これらのデータは、c.4539+1100A>G又はc.4539+1106C>T変異による異常なスプライシング事象を再指示するAONの能力を実証する。
c.4539+2001A>G変異(A)を保有するミニ遺伝子コンストラクトを、野生型ABCA4配列(G)を有するコンストラクトと一緒に、HEK293T細胞にトランスフェクトした。c.4539+2001G>A変異を保有するミニ遺伝子コンストラクトを、野生型ABCA4配列を有するコンストラクトと一緒に、HEK293T細胞にトランスフェクトし、これらの細胞に由来するRNAを使用するRT-PCR分析により、細胞が異常な転写物のナンセンス変異依存性の分解を阻害するために通常使用される薬剤であるシクロヘキシミドの存在下で(+CHX)培養された場合のみを除いて、イントロン30における345bpの配列に対応する偽エクソンが包含されることが明らかとなった。図3に示すように、4つのAONはすべて(AON1=AON-1 偽エクソン30~31(345)、配列番号35、AON2=AON-2 偽エクソン30~31(345)、配列番号38、AON3=AON-3 偽エクソン30~31(345)、配列番号41、AON4=AON-4 偽エクソン30~31(345)、配列番号44)、SONと異なり、ABCA4スプライシングを完全に再指示した。WTコンストラクト(左レーン)を使用して、予想された通り、正常な、偽エクソンを有さないインタクト生成物のみが検出された。ここで、AONは、AON-n及びAONn(式中、nは整数である)と互換的に示され、AONは、「-」を用いて又は「-」を用いないで示されてもよい。
ABCA4のc.4539+2001G>A(M1)変異をヘテロ接合的に有する患者に由来する光受容器前駆細胞において、これらの細胞に由来するRNAを使用するRT-PCR分析により、細胞が異常な転写物のナンセンス変異依存性の分解を阻害するために通常使用される薬剤であるシクロヘキシミドの存在下で(+CHX)培養された場合のみを除いて、イントロン30における345bpの配列に対応する偽エクソンが包含されることが明らかとなった。図2に例証するように、この偽エクソンを標的とする4つの異なるAON(AON1=AON-1 偽エクソン30~31(345)、配列番号35、AON2=AON-2 偽エクソン30~31(345)、配列番号38、AON3=AON-3 偽エクソン30~31(345)、配列番号41、AON4=AON-4 偽エクソン30~31(345)、配列番号44)のトランスフェクションの際に、AON1及びAON4の投与後、偽エクソンの挿入は完全に消滅した。これは、AON1の相補的配列を有するネガティブコントロールオリゴSON(配列番号45)に関する場合ではなく、AON1及びAON4が、c.4539+2001G>A変異によって引き起こされる異常なスプライシング事象を有効かつ特異的に再指示することを実証した。
i)偽エクソンの外側の領域を標的とするAON(AON5、AON6、AON7、AON25及びAON26)は、ABCA4スプライシングを再指示することができない。
ii)標的と単一のミスマッチを有するAONは有効ではない、すなわち、AON1はc.4539+2001G>Aに対して変異特異的であり、c.4539+2028C>T変異を有する患者のスプライシングを再指示しない(図6D)。同様に、AON15は、c.4539+2028C>T変化を有する偽エクソンに対して変異特異的であり、c.4539+2001G>A変異によるスプライシング欠損を修正するのに有効ではない(図9)。
iii)スプライシングを再指示するのに有効なAONは、SC35モチーフを保有する場合が多い(有効と中程度に有効の両方は、有効性に乏しいと有効でないAONと比較すると、平均して1.8倍及び1.45倍多いSC35モチーフを保有する場合が多い)。SF2モチーフとSRp40モチーフでは大きな差は観察されなかった。中程度に有効なAONでは、本発明者らは、それぞれ、有効と、有効性に乏しい及び有効でないAONの群と比較した場合、それぞれ4倍と2.6倍豊富なSRp55モチーフを検出した。
iv)平均して、スプライシングを再指示するAONの長さとスプライシングを再指示しなかったAONの長さに差は存在しなかった。しかし、本発明者らは、融解温度(Tm)は、中程度に有効な群及び有効性に乏しいAONと有効でないAONから構成される群と比較した場合に、有効なAONでは平均して2~3度高いことを観察した。
v)また、平均して、有効なAONと中程度に有効なAONの両方は、54%より高いGC含量のパーセンテージを示したが、有効性に乏しいAON又は有効でないAONの平均は48%未満であった。
vi)本発明者らは、予測されたクローズド領域又はオープン領域のいずれかに結合するAONに対して、部分的にオープンな領域と部分的にクローズドな領域を有する予測された混合領域に結合するこれらのAON間に明確な差を観察しなかった。
c.769-784C>T、c.859-540C>G、c.859-506G>C、c.1937+435C>G、c.4539+1100A>G、c.4539+1106C>T又はc.5197-557G>T変異を保有するミディ遺伝子コンストラクトを、対応する野生型ABCA4配列を有するコンストラクトと一緒に、HEK293T細胞にトランスフェクトした。図10に示すように、すべての変異が、可変性の長さを有する偽エクソンの、可変的な程度までの挿入を生じる(NTでマークしたレーン)。3つの異なるAONのトランスフェクションは、各変異に対する1つの一般的なSONと同様に、すべての変異に対して、少なくとも1つのAONが、この変異に関連する偽エクソン挿入をレスキューするのに有効であったことを示した。具体的には、c.769-784C>Tに対して、AON1及びAON2の添加が偽エクソンの減少を生じる一方、AON3はスプライス欠損を部分的にレスキューする。c.859-540C>Gに対して、AON1は有効ではなく、AON2が非常に有効であり、一方、AON3はスプライス欠損を部分的にレスキューする。しかし、最終チェックの間、本発明者らは、c.859-540C>G変異に対して設計されたAON1が正しくオーダーされず、代わりに、c.5197-557G>T変異に対するAON3の配列が侵入し提供されたことを発見した。このことは、結果の解釈にも影響を及ぼす。したがって、使用された実際のAONは対応する偽エクソンに対して特異的ではないため、AON1に対して見られた負の結果が予想され、研究するべきではなかった。c.859-506G>Cに対して、AON1及びAON3は、偽エクソンを含有する転写物の減少をもたらし、一方、AON2は有効ではない。c.1937+435C>Gに対して、3つのAONすべてが、偽エクソンを保有するABCA4転写物の減少をもたらす。c.4539+1100A>G及びc.4539+1106C>T変異に対して、AON1及びAON2は有効であるようであるが、一方、AON3は明らかに有効ではない。最後に、c.5197-557G>T変異に対して、3つのAONすべてが、偽エクソンを有する転写物の減少をもたらす。全体として、これらのデータは、試験されるすべてのディープイントロンABCA4変異による異常なスプライシング事象を再指示するAONの能力を実証し、各偽エクソンに対して少なくとも1つのAONが有効である。
この研究では、本発明者らは、ABCA4における2つの近くにあるディープイントロンバリアント、c.4539+2001G>A及びc.4539+2028C>Tが、ABCA4転写物の集団において、345ntの偽エクソン(PE)の網膜特異的包含を生じることを示した。タンパク質の切断(p.Arg1514Leufs*36)を導くことが予想されるこのPEは、ヒト網膜黄斑のRNAのディープRNA配列決定を実施する際に、ABCA4の低含量選択的スプライス形態として見出された(Braun, T. A., Mullins, R. F., Wagner, A. H., Andorf, J. L., Johnston, R. M., Bakall, B. B., Deluca, A. P., Fishman, G. A., Lam, B. L., Weleber, R. G., Cideciyan, A. V., Jacobson, S. G., Sheffield, V. C., Tucker, B. A. & Stone, E. M. Non-exomic and synonymous variants in ABCA4 are an important cause of Stargardt disease. Hum. Mol. Genet. 22, 5136-5145 (2013), doi:10.1093/hmg/ddt367)。RT-PCR産物の定量により、M2によるよりもM1によるPE挿入が多いことが明らかになった。M1を有するSTGD1患者の眼の表現型、及びこれらの患者においてトランスで観察されるバリアントの性質を基準にして、M1は、重度のバリアントとして作用することが提案された(Bauwens, M., De Zaeytijd, J., Weisschuh, N., Kohl, S., Meire, F., Dahan, K., Depasse, F., De Jaegere, S., De Ravel, T., De Rademaeker, M., Loeys, B., Coppieters, F., Leroy, B. P. & De Baere, E. An augmented ABCA4 screen targeting noncoding regions reveals a deep intronic founder variant in Belgian Stargardt patients. Hum. Mutat. 36, 39-42 (2015), doi:10.1002/humu.22716;Bax, N. M., Sangermano, R., Roosing, S., Thiadens, A. A., Hoefsloot, L. H., van den Born, L. I., Phan, M., Klevering, B. J., Westeneng-van Haaften, C., Braun, T. A., Zonneveld-Vrieling, M. N., de Wijs, I., Mutlu, M., Stone, E. M., den Hollander, A. I., Klaver, C. C., Hoyng, C. B. & Cremers, F. P. M. Heterozygous deep-intronic variants and deletions in ABCA4 in persons with retinal dystrophies and one exonic ABCA4 variant. Hum. Mutat. 36, 43-47 (2015), doi:10.1002/humu.22717;Braun, T. A., Mullins, R. F., Wagner, A. H., Andorf, J. L., Johnston, R. M., Bakall, B. B., Deluca, A. P., Fishman, G. A., Lam, B. L., Weleber, R. G., Cideciyan, A. V., Jacobson, S. G., Sheffield, V. C., Tucker, B. A. & Stone, E. M. Non-exomic and synonymous variants in ABCA4 are an important cause of Stargardt disease. Hum. Mol. Genet. 22, 5136-5145 (2013), doi:10.1093/hmg/ddt367)。対照的に、本発明者ら自身の観察、及びM2を有する一部のSTGD1患者に利用可能な限定された臨床データ(Lee, W., Xie, Y., Zernant, J., Yuan, B., Bearelly, S., Tsang, S. H., Lupski, J. R. & Allikmets, R. Complex inheritance of ABCA4 disease: four mutations in a family with multiple macular phenotypes. Hum. Genet. 135, 9-19 (2016), doi:10.1007/s00439-015-1605-y)に基づき、本発明者らは、M2が軽度から中程度に重度のバリアントとして作用すると仮定する。したがって、本発明者らは、トランスでミスセンスバリアントを有する、M1を有する患者における変異mRNAの量が、正しい生成物の量に等しいはずであると期待する。より小さい生成物がより有効に増幅し、NMD抑制が不完全である場合があるため、これは事実ではないが、この比較は難しい。M2によるPE挿入は、M1に対するものよりもあまり顕著ではなく、これは、そのそれ程重度ではない特徴と一致する。しかし、本発明者らは、位置配列決定(Zernant et al, 2014)の間に失われた他のシスで作用するバリアントが、これらのイントロン30のバリアントと共同して作用する可能性を排除することができない。さらに、両方の患者由来PPC株がコントロールのPPC株より不充分にしか分化しないため、細胞型特異的機序が役割を果たし、分化の遅延の可能性が示される。このことは、PE挿入の量に著しい影響を有する。PE認識に対する網膜分化の重要性の明確な例は、CEP290のディープイントロンc.2991+1655A>Gバリアントについて記載された。一方、このヘテロ接合的変異を保有する患者のリンパ芽球腫及び線維芽細胞において、正しくスプライスされたCEP290と異常にスプライスされたCEP290の間の比率は約1:1であり(Collin, R.W., den Hollander, A.I., van der Velde-Visser, S.D., Bennicelli, J., Bennett, J., and Cremers, F.P. (2012). Antisense Oligonucleotide (AON)-based Therapy for Leber Congenital Amaurosis Caused by a Frequent Mutation in CEP290. Molecular therapy Nucleic acids 1, e14;Garanto, A., Chung, D.C., Duijkers, L., Corral-Serrano, J.C., Messchaert, M., Xiao, R., Bennett, J., Vandenberghe, L.H., and Collin, R.W. (2016). In vitro and in vivo rescue of aberrant splicing in CEP290-associated LCA by antisense oligonucleotide delivery. Human molecular genetics 25, 2552-2563;den Hollander, A. I., Koenekoop, R. K., Yzer, S., Lopez, I., Arends, M. L., Voesenek, K. E., Zonneveld, M. N., Strom, T. M., Meitinger, T., Brunner, H. G., Hoyng, C. B., van den Born, L. I., Rohrschneider, K. & Cremers, F. P. Mutations in the CEP290 (NPHP6) gene are a frequent cause of Leber congenital amaurosis. Am. J. Hum. Genet. 79, 556-561 (2006))、iPSC由来の光受容器細胞では、異常にスプライスされたCEP290の量は劇的に増加することが見出された(約1:4の比率;Parfitt, D. A., Lane, A., Ramsden, C. M., Carr, A. J., Munro, P. M., Jovanovic, K., Schwarz, N., Kanuga, N., Muthiah, M. N., Hull, S., Gallo, J. M., da Cruz, L., Moore, A. T., Hardcastle, A. J., Coffey, P. J. & Cheetham, M. E. Identification and correction of mechanisms underlying inherited blindness in human iPSC-derived optic cups. Cell stem Cell 18, 769-781 (2016), doi:10.1016/j.stem.2016.03.021)。この研究は、CEP290の偏在する発現にもかかわらず、この変異が非症候性網膜表現型を生じる理由への洞察を明らかにするだけではなく、関連する細胞系におけるスプライス欠損を研究するために、患者由来のiPSC由来網膜細胞を使用する非常に大きい力も実証した。
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Claims (14)
- スプライシングを再指示するためのアンチセンスオリゴヌクレオチドであって、前記アンチセンスオリゴヌクレオチドが、
配列番号15、18、165、168、35、38、44、184、187、193、205、208、211、214、220、223、229、232、235、241、244、247、250、及び配列番号253からなる群から選択される配列を含むか又はそれからなる、
前記アンチセンスオリゴヌクレオチド。 - 8~100ヌクレオチドの長さを有する、請求項1に記載のスプライシングを再指示するためのアンチセンスオリゴヌクレオチド。
- 少なくとも1つのリボヌクレオチドを含む、請求項1又は2に記載のスプライシングを再指示するためのアンチセンスオリゴヌクレオチド。
- 少なくとも1つのESE(エクソンスプライスエンハンサー)モチーフを含む、請求項1~3のいずれかに記載のスプライシングを再指示するためのアンチセンスオリゴヌクレオチド。
- 2’-Oアルキルホスホロチオエートアンチセンスオリゴヌクレオチド、例えば、2’-O-メチル修飾リボース(RNA)、2’-O-エチル修飾リボース、2’-O-プロピル修飾リボース、及び/又はこれらの修飾物の置換誘導体、例えば、ハロゲン化誘導体を含む、請求項1~4のいずれかに記載のスプライシングを再指示するためのアンチセンスオリゴヌクレオチド。
- エクソンスキッピングアンチセンスオリゴヌクレオチドの発現を促す条件下に置いた場合に、請求項1~5のいずれかに記載のスプライシングを再指示するための、配列番号15、18、165、168、35、38、44、184、187、193、205、208、211、214、220、223、229、232、235、241、244、247、250、及び配列番号253からなる群から選択される配列を含むか又はそれからなるアンチセンスオリゴヌクレオチドを発現するウイルスベクター。
- スプライシングを再指示するための、配列番号15、18、165、168、35、38、44、184、187、193、205、208、211、214、220、223、229、232、235、241、244、247、250、及び配列番号253からなる群から選択される配列を含むか又はそれからなるアンチセンスオリゴヌクレオチド又は請求項6記載のウイルスベクターと、薬学的に許容される賦形剤とを含む医薬組成物。
- 硝子体内投与用であり、片眼当たりのスプライシングを再指示するためのアンチセンスオリゴヌクレオチドの合計が0.05mg~5mgの範囲の量で投与される、請求項7に記載の医薬組成物。
- 硝子体内投与用であり、片眼当たりのスプライシングを再指示するためのアンチセンスオリゴヌクレオチドの合計が0.1~1mgの範囲の量、例えば、片眼当たりのスプライシングを再指示するためのアンチセンスオリゴヌクレオチドの合計が0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、又は1.0mgで投与される、請求項8に記載の医薬組成物。
- 医薬品として使用するための、請求項1~5のいずれかに記載のスプライシングを再指示するためのアンチセンスオリゴヌクレオチド、請求項6に記載のベクター、又は請求項7~9のいずれかに記載の組成物。
- ABCA4のスプライシングをモジュレートすることを必要とするABCA4関連疾患又は状態の治療において使用するための、請求項1~5のいずれかに記載のスプライシングを再指示するためのアンチセンスオリゴヌクレオチド、請求項6に記載のベクター、又は請求項7~9のいずれかに記載の組成物。
- 医薬品の調製のための、請求項1~5のいずれかに記載のスプライシングを再指示するためのアンチセンスオリゴヌクレオチド、請求項6に記載のベクター、又は請求項7~9のいずれかに記載の組成物の使用。
- ABCA4のスプライシングをモジュレートすることを必要とするABCA4関連疾患又は状態を治療するための医薬品の調製のための、請求項1~5のいずれかに記載のスプライシングを再指示するためのアンチセンスオリゴヌクレオチド、請求項6に記載のベクター、又は請求項7~9のいずれかに記載の組成物の使用。
- 細胞内でABCA4のスプライシングをモジュレートするためのエクスビボの方法であって、前記細胞を、請求項1~5のいずれかで定義したスプライシングを再指示するためのアンチセンスオリゴヌクレオチド、請求項6に記載のベクター、又は請求項7~9のいずれかに記載の組成物と接触させることを含む、前記方法。
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