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JP2018535684A - Use of microRNA precursors as drugs to induce proliferation of CD34 positive adult stem cells - Google Patents

Use of microRNA precursors as drugs to induce proliferation of CD34 positive adult stem cells Download PDF

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Abstract

本発明は、概してヒトの老化に関する多種の退行性疾患に対する薬物/ワクチン及び/又は療法の開発に用いることが可能な、CD34陽性成体幹細胞群の増殖及び/又は再生を誘導するための組成物及び方法に関する。また、本発明には、品質が高くて大量の小ヘアピン型RNA(shRNA)組成物の製造に必要な製造と精製方法が教示されている。これらの組成物、例えばmicroRNA前駆体(pri-miRNA及びpre-miRNA)及び低分子干渉RNAs(siRNA)は、ヒト老化関連疾患の治療に用いることができる。ヒト老化関連疾患としては、例えば、アルツハイマー病(Alzheimer's disease)、パーキンソン病(Parkinson's disease)、骨粗鬆症、糖尿病及び癌が挙げられるが、それらに限定されない。得られるshRNA、好ましくはpre-miRNAsは、ヒト退行性疾患に対する治療薬物の開発に用いることが可能であり、特定的には、CD34陽性幹細胞増殖及び/又は再生を誘導するメカニズムにより行う。The present invention generally relates to compositions for inducing proliferation and / or regeneration of CD34 positive adult stem cell populations that can be used in the development of drugs / vaccines and / or therapies for various degenerative diseases related to human aging, and Regarding the method. The present invention also teaches the production and purification methods necessary for the production of high quality, large quantities of small hairpin RNA (shRNA) compositions. These compositions, such as microRNA precursors (pri-miRNA and pre-miRNA) and small interfering RNAs (siRNA) can be used for the treatment of human aging related diseases. Examples of human aging-related diseases include, but are not limited to, Alzheimer's disease, Parkinson's disease, osteoporosis, diabetes and cancer. The resulting shRNA, preferably pre-miRNAs, can be used in the development of therapeutic drugs for human degenerative diseases, specifically by a mechanism that induces CD34 positive stem cell proliferation and / or regeneration.

Description

関連出願の相互参照
本発明は、2015年12月2日に出願され、タイトルが「miR-302 Attenuates Aβ-induced Neurotoxicity through Activation of Akt Signaling」である米国臨時出願第62/262,280号の優先権を主張している。また、本発明は、2016年2月19日に出願され、タイトルが「A Composition and Method of Using miR-302 Precursors as Drugs for Treating Alzheimer's Diseases」である米国特許出願第15/048,964号の優先権を主張している。また、本発明は、2016年5月27日に出願され、タイトルが「Use of MicroRNA Precursors as Drugs for Inducing CD34-positive Adult Stem Cell Expansion」である米国特許出願第15/167,226号の優先権を主張している。
CROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS This invention is filed on Dec. 2, 2015 and has priority to U.S. Provisional Application No. 62 / 262,280 entitled “miR-302 Attenuates Aβ-induced Neurotoxicity through Activation of Akt Signaling”. Insist. The present invention was also filed on February 19, 2016, and has the priority of U.S. Patent Application No. 15 / 048,964, whose title is `` A Composition and Method of Using miR-302 Precursors as Drugs for Treating Alzheimer's Diseases ''. Insist. Further, the present invention claims the priority of US Patent Application No. 15 / 167,226 filed on May 27, 2016 and titled “Use of MicroRNA Precursors as Drugs for Inducing CD34-positive Adult Stem Cell Expansion”. doing.

本発明は、概して小ヘアピンRNA(shRNA)分子、好ましくはmicroRNA前駆体(pre-miRNA)及び/又はsiRNAによりCD34細胞の増殖及び/又は再生を誘導する組成物及び方法に関する。これらの分子は、ヒトの老化に関する多種の退行性疾患に対する薬物/ワクチン及び/又は療法の開発に用いることが可能である。また、本発明には、品質が高くて大量の小ヘアピン型RNA(shRNA)組成物の製造に必要な製造と精製方法が教示されている。これらの組成物、例えばmicroRNA前駆体(pri-miRNA及び/又はpre-miRNA)及び低分子干渉RNAs(siRNA)は、ヒトの老化関連疾患の治療に用いることができ、前記疾患は、例えば、アルツハイマー病(Alzheimer's disease)、パーキンソン病(Parkinson's disease)、骨粗鬆症、糖尿病及び癌が挙げられるが、それらに限定されない。得られるshRNAs、好ましくはpre-miRNAs及びsiRNAsは、ヒトの退行性疾患に対する治療薬物の開発に用いることが可能であり、特定的には、CD34陽性幹細胞増殖及び/又は再生を誘導するメカニズムにより行う。また、本発明には、高度な肝癌の悪性特性を低度良性、ひいては比較的に正常な段階まで再プログラムできる「癌の逆転(Cancer Reversion)」と称されるメカニズムを有する、pre-miRNAに基づく新規な薬物組成物も開示されている。癌の逆転は、薬物の設計において新しい概念であるので、本発明は、このような新規なメカニズムにより癌の療法に用いる第一選択薬物を設計する。   The present invention relates generally to compositions and methods for inducing proliferation and / or regeneration of CD34 cells with small hairpin RNA (shRNA) molecules, preferably microRNA precursors (pre-miRNA) and / or siRNA. These molecules can be used in the development of drugs / vaccines and / or therapies for a variety of degenerative diseases related to human aging. The present invention also teaches the production and purification methods necessary for the production of high quality, large quantities of small hairpin RNA (shRNA) compositions. These compositions, such as microRNA precursors (pri-miRNA and / or pre-miRNA) and small interfering RNAs (siRNA) can be used for the treatment of human aging-related diseases, such as Alzheimer's Examples include, but are not limited to, Alzheimer's disease, Parkinson's disease, osteoporosis, diabetes and cancer. The resulting shRNAs, preferably pre-miRNAs and siRNAs, can be used in the development of therapeutic drugs for human degenerative diseases, specifically by mechanisms that induce CD34 positive stem cell proliferation and / or regeneration. . In addition, the present invention provides a pre-miRNA having a mechanism called “Cancer Reversion” that can reprogram the malignant characteristics of advanced liver cancer to low benign and thus to a relatively normal stage. Novel drug compositions based thereon are also disclosed. Since cancer reversal is a new concept in drug design, the present invention designs first line drugs for use in cancer therapy through such a novel mechanism.

幹細胞は、大量の有効成分を含む宝箱の如く、新しい細胞の成長/組織の再生の刺激、損傷/老化組織の修復及び/又は回復、退行性疾患の治療、及び腫瘍/癌の形成/進行の予防に用いることができる。そのため、発明者は、これらの幹細胞を新規な薬物のスクリーニング、識別及び製造の工具として使用できることを想到できる。したがって、こうして得られる薬物は、医薬及び治療への応用の開発、例えば、研究、診断及び/又は療法の生物医学的利用、装置及び/又は設備及びその組合せに用いることができる。   Stem cells, like treasure chests with large amounts of active ingredients, stimulate new cell growth / tissue regeneration, repair / recovery of damaged / aged tissue, treatment of degenerative diseases, and tumor / cancer formation / progression. Can be used for prevention. Therefore, the inventors can conceive that these stem cells can be used as a tool for screening, identification and production of novel drugs. Thus, the drugs thus obtained can be used in the development of pharmaceutical and therapeutic applications, for example in the biomedical use of research, diagnosis and / or therapy, devices and / or equipment and combinations thereof.

MicroRNA(miRNA)は、ヒト胚性幹細胞(hESCs)における主な有効成分の一つである。hESC特異的miRNAの種類は主として、miR-302ファミリー、miR-371〜373ファミリー及びmiR-520ファミリーのメンバーを含むが、それらに限定されない。中では、miR-302ファミリーが腫瘍抑制において機能的作用を果たすことが既に見出された(Lin氏ら,2008及び2010)。MiR-302は、八つ(8)のファミリーメンバーを含み、四つ(4)のセンスmiR-302(a、b、c及びd)及び四つ(4)のアンチセンスmiR-302*(a*、b*、c*及びd*)を含む。これらのセンス及びアンチセンスメンバーは、一部がマッチングしており、且つ二本鎖体をそれぞれ形成できる。miR-302の前駆体は、それぞれmiR-302aとa*(pre-miR-302a)、miR-302bとb*(pre-miR-302b)、miR-302cとc*(miR-302c)及びmiR-302dとd*(pre-miR-302d)から形成され、一端に結合配列(ステムループ)がある。miR-302の機能を活性化するために、miR-302前駆体(pre-miR-302)は、まず、細胞リボヌクレアーゼIII Dicers(RNaseIII Dicers)の処理により成熟miR-302sになり、さらに、あるアルゴノートタンパク質(argonaute protein)とRNA誘導サイレンシング複合体(RISCs)を形成し、その後、標的遺伝子転写物(mRNAs)、特に発癌性遺伝子mRNAsのRNA干渉(RNAi)指向性分解又は翻訳抑制を引き起こす(Lin氏ら,2008、2010及び2011)。   MicroRNA (miRNA) is one of the main active ingredients in human embryonic stem cells (hESCs). The types of hESC-specific miRNAs primarily include, but are not limited to, miR-302 family, miR-371-373 family and miR-520 family members. Among them, the miR-302 family has already been found to have a functional effect in tumor suppression (Lin et al., 2008 and 2010). MiR-302 contains eight (8) family members, four (4) sense miR-302 (a, b, c and d) and four (4) antisense miR-302 * (a *, B *, c * and d *). These sense and antisense members are partially matched and can each form a double-stranded body. The precursors of miR-302 are miR-302a and a * (pre-miR-302a), miR-302b and b * (pre-miR-302b), miR-302c and c * (miR-302c) and miR, respectively. -302d and d * (pre-miR-302d), with a binding sequence (stem loop) at one end. In order to activate miR-302 functions, the miR-302 precursor (pre-miR-302) is first transformed into mature miR-302s by treatment with cellular ribonuclease III Dicers (RNaseIII Dicers), and then an algo Forms RNA-induced silencing complexes (RISCs) with argonaute protein, and then causes RNA interference (RNAi) -directed degradation or translational repression of target gene transcripts (mRNAs), especially oncogenic gene mRNAs ( Lin et al., 2008, 2010 and 2011).

MiR-302は、hESCs及び誘導多能性幹細胞(iPSCs)で見出される最も豊富なncRNA種類である。発明者の従来の研究では、hESCs内のレベルよりも高い、miR-302の異所的過剰発現が、桑実胚段階に類似する初期ヒト受精卵の比較的遅い細胞周期速度(20〜24時間/周期)でヒトの正常細胞及び癌細胞の両者をともにhESC様iPSCに再プログラムできることを示した(Lin氏ら,2008、2010及び2011;EP 2198025;U.S. 12/149,725;U.S. 12/318,806;U.S. 12/792,413)。相対静止(Relative quiescence)は、これらのmiR-302誘導iPSCsの明確な特徴であるが、hESCs及びその他の従来の報告における4因子誘導(Oct4-Sox2-Klf4-c-Myc又はOct4-Sox2-Nanog-Lin28)iPSCsは、いずれも腫瘍/癌細胞に類似する高度の増殖性細胞周期速度を示す(12〜15時間/周期)(Takahashi氏ら,2006;Yu氏ら,2007;Wernig氏ら,2007;Wangら,2008)。このようなmiR-302の腫瘍抑制効果を開示するために、発明者は、2種類のmiR-302標的G1-チェックポイント調節因子に関して識別し、サイクリン依存性キナーゼ2(CDK2)及びサイクリンDを含む(Lin氏ら,2010;U.S. 12/792,413;U.S. 13/964,705)。細胞周期進行は、サイクリン依存性キナーゼ(CDK)の活性化により駆動され、正の調節サブユニット(positive regulatory subunits)であるサイクリン及び負の調節因子であるCDK抑制因子(CKIs、例えばp14/p19Arf、p15Ink4b、p16Ink4a、p18Ink4c、p21Cip1/Waf1及びp27Kip1)と機能性複合体を形成することが知られている。哺乳動物においては、異なるサイクリン-CDK複合体が細胞周期における異なる時期の移行の調節に関与し、例えば、サイクリン-D-CDK4/6は、G1期進行に用いられ、サイクリン-E-CDK2は、G1〜S期の移行に用いられ、サイクリン-A-CDK2は、S期進行に用いられ、サイクリン-A/B-CDC2(サイクリン-A/B-CDK1)は、M期進入に用いられる。したがって、発明者の研究から明らかなように、miR-302の腫瘍抑制機能は、G1〜S期の移行期間においてサイクリン-E-CDK2とサイクリン-D-CDK4/6の経路の共抑制により生じる。   MiR-302 is the most abundant ncRNA type found in hESCs and induced pluripotent stem cells (iPSCs). In our previous studies, ectopic overexpression of miR-302, which is higher than the level in hESCs, indicates that the relatively slow cell cycle rate (20-24 hours) of early human fertilized eggs, similar to the morula stage Showed that both normal human cells and cancer cells can be reprogrammed to hESC-like iPSCs (Lin et al., 2008, 2010 and 2011; EP 2198025; US 12 / 149,725; US 12 / 318,806; US 12 / 792,413). Relative quiescence is a distinct feature of these miR-302-derived iPSCs, but the four-factor induction (Oct4-Sox2-Klf4-c-Myc or Oct4-Sox2-Nanog in hESCs and other previous reports) -Lin28) iPSCs all exhibit a high proliferative cell cycle rate similar to tumor / cancer cells (12-15 hours / cycle) (Takahashi et al., 2006; Yu et al., 2007; Wernig et al., 2007) Wang et al., 2008). To disclose such tumor suppressive effects of miR-302, the inventors identified for two miR-302 target G1-checkpoint modulators, including cyclin-dependent kinase 2 (CDK2) and cyclin D (Lin et al., 2010; US 12 / 792,413; US 13 / 964,705). Cell cycle progression is driven by activation of cyclin-dependent kinases (CDKs), positive regulatory subunits cyclins and negative regulators CDK inhibitors (CKIs such as p14 / p19Arf, p15Ink4b, p16Ink4a, p18Ink4c, p21Cip1 / Waf1 and p27Kip1) are known to form functional complexes. In mammals, different cyclin-CDK complexes are involved in the regulation of transitions at different times in the cell cycle, for example, cyclin-D-CDK4 / 6 is used for G1 phase progression, cyclin-E-CDK2 is Cyclin-A-CDK2 is used for S-phase progression, and cyclin-A / B-CDC2 (cyclin-A / B-CDK1) is used for M-phase entry. Therefore, as is clear from the inventors' research, the tumor suppressor function of miR-302 is caused by co-suppression of the cyclin-E-CDK2 and cyclin-D-CDK4 / 6 pathways during the transition period from G1 to S.

miR-302は、新規な抗癌薬物/ワクチンの設計及び開発に用いることができるが、その製造が問題となる。天然miR-302は、hESCsのようなヒト多能性幹細胞のみに見られ、その資源が極めて限られているからである。或いは、合成低分子干渉RNA(siRNA)は、pre-miR-302を擬態するために用いることができる。しかし、pre-miR-302の構造が2つのミスマッチのmiR-302及びmiR-302*鎖で形成されるため、完璧にマッチングされたこのようなsiRNAミミックは、miR-302*の機能を置換できず、その配列がsiRNAのアンチセンス鎖とまったく異なる。例えば、siRNA-302aミミックのアンチセンス鎖は、5'-UCACCAAAAC AUGGAAGCAC UUA-3'(SEQ.ID.NO.1)である一方、天然miR-302a*は、5'-ACUUAAACGU GGAUGUACUU GCU-3'(SEQ.ID.NO.2)である。miR-302の機能は、そのセンスmiR-302及びアンチセンスmiR-302*鎖の両者により生じるので、このようなsiRNAミミックを用いた従来の報告では、天然miR-302の機能と異なる結果を示した。一方で、発明者の最近のiPSCsの関連研究は、pre-miR-302の製造の代替解決方案を提供できる(EP 2198025;U.S. 12/149,725;U.S. 12/318,806)。しかしながら、このようなiPSCsを成長させるコストが依然として高すぎるので、産業的製造に用いることができない。   miR-302 can be used in the design and development of new anti-cancer drugs / vaccines, but its production is problematic. Natural miR-302 is found only in human pluripotent stem cells such as hESCs, and its resources are extremely limited. Alternatively, synthetic small interfering RNA (siRNA) can be used to mimic pre-miR-302. However, because the pre-miR-302 structure is formed by two mismatched miR-302 and miR-302 * strands, such a perfectly matched siRNA mimic can replace the function of miR-302 *. The sequence is completely different from the antisense strand of siRNA. For example, the antisense strand of siRNA-302a mimic is 5'-UCACCAAAAC AUGGAAGCAC UUA-3 '(SEQ.ID.NO.1), while natural miR-302a * is 5'-ACUUAAACGU GGAUGUACUU GCU-3' (SEQ.ID.NO.2). Since miR-302 functions are generated by both its sense miR-302 and antisense miR-302 * strands, previous reports using such siRNA mimics show results that differ from those of natural miR-302. It was. On the other hand, the inventors' recent research on iPSCs can provide an alternative solution for the production of pre-miR-302 (EP 2198025; U.S. 12 / 149,725; U.S. 12 / 318,806). However, the cost of growing such iPSCs is still too high to be used for industrial manufacturing.

或いは、ヒトmicroRNAs及びその前駆体を製造可能な方法として、原核コンピテントセルを使用してもよい。しかし、原核細胞は、Drosha及びDicerのような真核microRNAの発現及び処理に必要な幾つかの必須の酵素を有していない。また、原核RNAポリメラーゼは、高度二次構造を有する低分子RNA、例えばヘアピン型pre-miRNAs及びshRNAsを効率よく転写できない。実際、細菌ゲノムでは、真のmicroRNAをコードせず、かつ細菌がmicroRNAを自然に発現することがない。そのため、発明者は、ヒトmicroRNAsを原核生物に発現させることができれば、得られるmicroRNAsは、pri-miRNA(複数のpre-miRNAsの1次大クラスタ(large primary cluster))及び/又はpre-miRNA(1つの単一ヘアピンRNA)に類似する前駆構造形態を呈することを保持する可能性が最も高い。以上のすべての問題が存在しているが、真の挑戦は、如何にヒトmicroRNAを原核生物に発現させるかである。この主な問題を克服するために、発明者の優先権出願である米国第13/572,263号には、最初の段階の方法が既に確定されている。しかし、現在、これらの原核生物により生成されるmicroRNAs(pro-miRNA)がそのヒト対応物と同じ構造及び機能を有するか否かがまだ明らかではない。また、こうして得られるpro-miRNAsは、細菌内毒素に汚染される可能性があるので、療法への直接な応用に適しない。   Alternatively, prokaryotic competent cells may be used as a method capable of producing human microRNAs and precursors thereof. However, prokaryotic cells do not have some essential enzymes necessary for the expression and processing of eukaryotic microRNAs such as Drosha and Dicer. Prokaryotic RNA polymerase cannot efficiently transcribe small RNAs having highly secondary structures, such as hairpin pre-miRNAs and shRNAs. In fact, the bacterial genome does not encode true microRNA and bacteria do not naturally express microRNA. Therefore, if the inventor can express human microRNAs in prokaryotes, the resulting microRNAs are pri-miRNA (a large primary cluster of multiple pre-miRNAs) and / or pre-miRNA ( It is most likely to retain a precursor structure morphology similar to one single hairpin RNA). All the above problems exist, but the real challenge is how to express human microRNAs in prokaryotes. In order to overcome this main problem, the inventor's priority application, US 13 / 572,263, has already established a first step method. However, it is not yet clear whether microRNAs (pro-miRNA) produced by these prokaryotes have the same structure and function as their human counterparts. Also, the pro-miRNAs thus obtained are not suitable for direct application to therapy because they can be contaminated with bacterial endotoxins.

現在の教科書から分かるように、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者にとって、原核と真核の転写メカニズムが異なり、これに起因して互いに適合しないことが周知のことである。例えば、現在の理解に基づいて、真核RNAポリメラーゼは、プロモーター配列に直接結合せず、転写を開始させるには、追加の補助タンパク質(補因子)が必要であることに対して、原核RNAポリメラーゼは、プロモーター配列に直接結合することで転写を開始させるホロ酵素を形成する。通常、真核伝令RNA(mRNA)は、RNAポリメラーゼII(pol-2)により細胞核で合成され、その後、処理されて細胞質に出力され、タンパク質の合成に用いられるが、原核RNAの転写及びタンパク質の翻訳は、同じ箇所で同じ部分のDNAにより同時に生じることも知られている。これは、原核生物、例えば細菌及び古細菌がいずれの細胞核様構造も有していないからである。したがって、これらの差異によって、原核細胞が真核プロモーターを利用して真核RNAsを製造することは難しく、ひいては不可能である。   As can be seen from the current textbooks, it is well known that those having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs have different prokaryotic and eukaryotic transcription mechanisms and are therefore incompatible with each other. For example, based on current understanding, eukaryotic RNA polymerase does not bind directly to the promoter sequence, and prokaryotic RNA polymerase, whereas additional co-proteins are required to initiate transcription. Forms a holoenzyme that initiates transcription by binding directly to a promoter sequence. Normally, eukaryotic messenger RNA (mRNA) is synthesized in the cell nucleus by RNA polymerase II (pol-2), then processed and output to the cytoplasm and used for protein synthesis. Translation is also known to occur simultaneously with the same part of DNA at the same location. This is because prokaryotes, such as bacteria and archaea, do not have any cell nucleus-like structure. Therefore, due to these differences, it is difficult and thus impossible for prokaryotic cells to produce eukaryotic RNAs using eukaryotic promoters.

従来技術において、細菌の細胞で哺乳動物のペプチド及び/又はタンパク質を製造することを試みた。例えば、Buechlerの米国特許第7,959,926号及びMehtaの米国特許第7,968,311号には、細菌又はファージプロモーターを使用している。発現を開始させるために、所望な遺伝子を細菌又はファージプロモーターにより駆動されるプラスミドベクターにクローニングする。細菌がイントロンを処理するための如何なるRNAスプライシングメカニズムも有していないため、遺伝子は、如何なるノンコーディングイントロンも含有してはならない。そして、こうして得られるベクターを大腸菌(Escherichia coli、E. coli)のような細菌の細胞のコンピテント菌株に導入することで、遺伝子の転写物(mRNAs)を発現し、さらにmRNAsをタンパク質に翻訳する。しかし、細菌及びファージプロモーター、例えばTac、Lac、T3、T7及びSP6 RNAプロモーターは、pol-2プロモーターではなく、その転写活動の傾向は、突然変異を引き起こす間違った傾向過程である。なお、Mehtaは、グリセリン(glycerol/glycerin)が細菌の形質転換の効率を向上させるために使用可能であることをさらに教示しているが、RNA転写、特にpol-2プロモーターにより駆動される原核RNA転写を強化することに関する教示はない。真核と原核の転写システムの間には、可能な適合性がないので、このような従来技術は、依然として原核RNAプロモーターを原核生物に用いる遺伝子発現に制限される。   In the prior art, attempts have been made to produce mammalian peptides and / or proteins in bacterial cells. For example, Buechler US Pat. No. 7,959,926 and Mehta US Pat. No. 7,968,311 use bacterial or phage promoters. To initiate expression, the desired gene is cloned into a plasmid vector driven by a bacterial or phage promoter. The gene must not contain any non-coding introns, since bacteria do not have any RNA splicing mechanism to process introns. Then, by introducing the vector thus obtained into competent strains of bacterial cells such as Escherichia coli (E. coli), gene transcripts (mRNAs) are expressed and mRNAs are further translated into proteins. . However, bacterial and phage promoters such as the Tac, Lac, T3, T7 and SP6 RNA promoters are not pol-2 promoters, and their tendency for transcriptional activity is a false trending process that causes mutations. In addition, Mehta further teaches that glycerol / glycerin can be used to improve bacterial transformation efficiency, but RNA transcription, especially prokaryotic RNA driven by pol-2 promoter There is no teaching about enhancing transcription. Because there is no possible compatibility between eukaryotic and prokaryotic transcription systems, such prior art is still limited to gene expression using prokaryotic RNA promoters in prokaryotes.

システムの不適合性及び可能な内毒素汚染の問題に起因して、従来では、原核生物においてヒトpre-miRNA/shRNA類の薬物を製造する方法がない。また、pre-miRNA/shRNAは、約70〜85個のヌクレオチドの長さであり、大きすぎて、かつコストが高すぎるので、RNA合成メカニズムにより製造できない。これらの問題を克服するために、本発明は、以下の新規な突破を提供し、即ち、幾つかの転写補因子を擬態する幾つかの明確な化学品を添加することにより、発明者は、間違った傾向の原核プロモーターを介さずに、原核細胞のために新規な適応環境を構築し、真核pol-2及び/又はpol-2類のプロモーターを所望のpre-miRNAs及びshRNAsの転写に用いることができる。この方法の利点は、以下のとおりである。第一に、細菌の成長が速いので、経済的で大量に製造できる。第二に、専用のhESCs又はiPSCsを成長させる必要がないので処置しやすい。第三に、pol-2プロモーターにより駆動されるRNA転写に対して、高忠実度生産性(fidelity productivity)を有する。第四に、原核生物に真のmicroRNAがないので高純度の所望のmicroRNAsを有する。最後に、内毒素がないので、幾つかの化学処理によりさらに除去できる。したがって、システムの不適合性及び内毒素汚染の問題がなく、原核細胞においてヒトpre-miRNAs及び/又はshRNAsを製造する方法は、非常に望ましい。また、こうして得られる薬物は、microRNAの現在の既知の機能以外の新規な治療効果を示すことができる。   Due to system incompatibility and possible endotoxin contamination problems, there is traditionally no way to produce human pre-miRNA / shRNA class drugs in prokaryotes. Also, pre-miRNA / shRNA is about 70-85 nucleotides in length, too large and too expensive to manufacture due to RNA synthesis mechanisms. In order to overcome these problems, the present invention provides the following new breakthroughs: by adding several distinct chemicals that mimic several transcriptional cofactors, Create a new adaptive environment for prokaryotic cells without using the wrong prokaryotic promoter and use eukaryotic pol-2 and / or pol-2 family promoters to transcribe desired pre-miRNAs and shRNAs be able to. The advantages of this method are as follows. First, the growth of bacteria is fast and can be produced economically and in large quantities. Second, it is easy to treat because there is no need to grow dedicated hESCs or iPSCs. Third, it has high fidelity productivity for RNA transcription driven by the pol-2 promoter. Fourth, since prokaryotes lack true microRNA, they have the desired purity of microRNAs. Finally, since there is no endotoxin, it can be further removed by several chemical treatments. Therefore, a method of producing human pre-miRNAs and / or shRNAs in prokaryotic cells without the problem of system incompatibility and endotoxin contamination is highly desirable. In addition, the drug thus obtained can exhibit a novel therapeutic effect other than the currently known function of microRNA.

欧州特許出願公開第2198025号明細書European Patent Application No. 2198025 米国特許第7,959,926号明細書US Pat. No. 7,959,926 米国特許第7,968,311号明細書US Pat. No. 7,968,311

Lin SL, Chang D, Chang-Lin S, Lin CH, Wu DTS, Chen DT及びYing SY. (2008) Mir-302 reprograms human skin cancer cells into a pluripotent ES-cell-like state. RNA 14, 2115-2124Lin SL, Chang D, Chang-Lin S, Lin CH, Wu DTS, Chen DT and Ying SY. (2008) Mir-302 reprograms human skin cancer cells into a pluripotent ES-cell-like state.RNA 14, 2115-2124 Lin SL及びYing SY. (2008) Role of mir-302 microRNA family in stem cell pluripotency and renewal. Ying SY. (Ed.) Current Perspectives in MicroRNAs. Springer Publishers press, New York, 第167-185ページLin SL and Ying SY. (2008) Role of mir-302 microRNA family in stem cell pluripotency and renewal.Ying SY. (Ed.) Current Perspectives in MicroRNAs.Springer Publishers press, New York, pp. 167-185 Lin SL, Chang D, Ying SY, Leu D及びWu DTS. (2010) MicroRNA miR-302 inhibits the tumorigenecity of human pluripotent stem cells by coordinate suppression of CDK2 and CDK4/6 cell cycle pathways. Cancer Res. 70, 9473-9482Lin SL, Chang D, Ying SY, Leu D and Wu DTS. (2010) MicroRNA miR-302 inhibits the tumorigenecity of human pluripotent stem cells by coordinate suppression of CDK2 and CDK4 / 6 cell cycle pathways.Cancer Res. 70, 9473- 9482 Lin SL, Chang D, Lin CH, Ying SY, Leu D及びWu DTS. (2011) Regulation of somatic cell reprogramming through inducible mir-302 expression. Nucleic Acids Res. 39, 1054-1065Lin SL, Chang D, Lin CH, Ying SY, Leu D and Wu DTS. (2011) Regulation of somatic cell reprogramming through inducible mir-302 expression.Nucleic Acids Res. 39, 1054-1065 Takahashiら (2006). Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors. Cell 126, 663--676(2006). Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors.Cell 126, 663--676 Yuら (2007). Induced pluripotent stem cell lines derived from human somatic cells. Science 318, 1917-1920Yu et al. (2007). Induced pluripotent stem cell lines derived from human somatic cells. Science 318, 1917-1920 Yuら (2007). Induced pluripotent stem cell lines derived from human somatic cells. Science 318, 1917-1920Yu et al. (2007). Induced pluripotent stem cell lines derived from human somatic cells. Science 318, 1917-1920 Wernigら (2007). In vitro reprogramming of fibroblasts into a pluripotent ES-cell-like state. Nature 448, 318-324Wernig et al. (2007). In vitro reprogramming of fibroblasts into a pluripotent ES-cell-like state. Nature 448, 318-324 Wangら (2008). Embryonic stem cell-specific microRNAs regulate the G1-S transition and promote rapid proliferation. Nat. Genet. 40, 1478-1483Wang et al. (2008). Embryonic stem cell-specific microRNAs regulate the G1-S transition and promote rapid proliferation. Nat. Genet. 40, 1478-1483

本発明の原理は、原核と真核RNAの転写システムの間の差異および不適合性という特性に基づいている。自然に、原核RNAポリメラーゼは真核プロモーターを認識せず、逆も同様である。しかし、本発明は、転写誘導剤として原核生物における真核プロモーターにより駆動されるRNA転写を誘導及び/又は強化する化学剤を確認した。したがって、本発明に教示される知識は、現在の原核と真核の転写システムの間の差異についての認知を超える新しい突破である。   The principles of the present invention are based on the property of differences and incompatibility between prokaryotic and eukaryotic RNA transcription systems. Naturally, prokaryotic RNA polymerases do not recognize eukaryotic promoters and vice versa. However, the present invention has identified chemical agents that induce and / or enhance RNA transcription driven by eukaryotic promoters in prokaryotes as transcription inducers. Thus, the knowledge taught in the present invention is a new breakthrough beyond the perception of the difference between current prokaryotic and eukaryotic transcription systems.

本発明は、幾つかの化学誘導剤により原核生物における真核プロモーターにより駆動されるRNA転写を刺激及び/又は強化する誘導型遺伝子発現組成物に関する。これらの化学誘導剤は、その抗菌及び/又は殺菌の特性の原因でまだ細胞培地に使用されておらず、3-モルフォリノプロパン-1-スルホン酸[或いは、3-(N-モルフォリノ)プロパンスルホン酸;MOPSと称する]、グリセリン及びエタノール、並びにその機能類似体、例えば2-(N-モルフォリノ)エタンスルホン酸(MES)、4-(2-ヒドロキシエチル)-1-ピペラジンエタンスルホン酸(HEPES)及びマンニトール(mannitol)を含む。これらの転写誘導剤のような類似する構造を有する化学品は、類似する機能を共有できることは想像できる。例えば、MOPSは、通常、細菌の細胞の分解における緩衝剤として使われ、それに起因して細菌を成長させることに適しない。一方で、エタノールは、周知の消毒剤であり、また、グリセリンは、通常、細菌の細胞壁を脱安定化することにより細菌の形質転換を行うためのものであり、グリセリンは抗菌でエタノールは殺菌であることをそれぞれ示している。MOPS、エタノール及びグリセリンの上記の既知の機能に鑑みて、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者は、本発明の知識を予め知らない場合に、微量(0.001%〜4%体積/体積濃度)の上記の化学品を用いて原核細胞における真核プロモーターにより駆動される遺伝子発現を誘導することを予期できない。   The present invention relates to inducible gene expression compositions that stimulate and / or enhance RNA transcription driven by eukaryotic promoters in prokaryotes by several chemical inducers. These chemical inducers have not yet been used in cell culture media due to their antibacterial and / or bactericidal properties, and 3-morpholinopropane-1-sulfonic acid [or 3- (N-morpholino) propanesulfone Acid; referred to as MOPS], glycerin and ethanol, and functional analogues thereof, such as 2- (N-morpholino) ethanesulfonic acid (MES), 4- (2-hydroxyethyl) -1-piperazineethanesulfonic acid (HEPES) And mannitol. It can be imagined that chemicals with similar structures such as these transcription inducers can share similar functions. For example, MOPS is usually used as a buffer in the degradation of bacterial cells and is therefore not suitable for growing bacteria. On the other hand, ethanol is a well-known disinfectant, and glycerin is usually used to transform bacteria by destabilizing the cell walls of bacteria. Glycerin is antibacterial and ethanol is bactericidal. Each is shown. In view of the above-mentioned known functions of MOPS, ethanol and glycerin, those who have ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains, if they do not know the knowledge of the present invention beforehand, It is unexpected to induce gene expression driven by eukaryotic promoters in prokaryotic cells using the above chemicals / volume concentration).

以上の知識に基づいて、本発明は、原核細胞によりヒトmicroRNA前駆体(pre-miRNAs)及び/又はshRNAsを癌の療法の治療薬物及び/又はワクチンとして製造する設計及び方法である。より特定的には、本発明は、原核細胞により特殊なpre-miRNA類薬剤(pro-miRNAと称する)を製造する設計及び方法であり、これらの薬剤は、ヒトの高度な癌細胞の悪性特性を低度良性、ひいては比較的に正常様状態に再プログラムできる。これらのpro-miRNAは、腫瘍抑制microRNAs(TS-miRNA)であり、miR-302a、b、c、d、e及び/又はfの前駆体(pre-miR-302s)及びその天然ファミリークラスター並びにその人工で再設計された小ヘアピンRNA(shRNA)の相同物/誘導体及び/又はその組合せに類似することが好ましい。pro-miRNA様shRNAの相同物/誘導体の設計は、pro-miRNA及びその相同性低分子干渉RNA(siRNA)の不完全及び完全マッチングのヘアピン組成物を含み、単一の単位又は複数の単位クラスターに形成することができる。これらの設計は、標的特異性を改善し、及び/又は有効な送達と療法に必要なpro-miR-302のコピー数を減少させることが可能である。このような薬物治療に適用するヒト細胞は、生体外、インビトロ及び/又は生体内の正常細胞、腫瘍細胞及び癌細胞を含む。   Based on the above knowledge, the present invention is a design and method for producing human microRNA precursors (pre-miRNAs) and / or shRNAs by prokaryotic cells as therapeutic drugs and / or vaccines for cancer therapy. More specifically, the present invention is a design and method for producing special pre-miRNA class drugs (called pro-miRNAs) from prokaryotic cells, which drugs are malignant characteristics of advanced human cancer cells. Can be reprogrammed to a low degree of benign, and thus relatively normal. These pro-miRNAs are tumor suppressor microRNAs (TS-miRNAs), miR-302a, b, c, d, e and / or f precursors (pre-miR-302s) and their natural family clusters and their It is preferred to resemble homologues / derivatives and / or combinations of artificially redesigned small hairpin RNAs (shRNAs). Homologue / derivative design of pro-miRNA-like shRNA includes imperfect and perfect matching hairpin compositions of pro-miRNA and its homologous small interfering RNA (siRNA), single unit or multiple unit clusters Can be formed. These designs can improve target specificity and / or reduce the pro-miR-302 copy number required for effective delivery and therapy. Human cells applied to such drug treatment include in vitro, in vitro and / or in vivo normal cells, tumor cells and cancer cells.

本発明に用いられる原核細胞は、細菌コンピテントセルであり、特に大腸菌(E. coli)であり、化学誘導剤は、MOPS、エタノールやグリセリン又はその混合物であることが好ましい。使用される真核RNAプロモーターは、真核pol-2プロモーター(即ち、EF1αプロモーター)又はpol-2適合(pol-2類)ウイルスプロモーター(即ち、サイトメガロウイルス(cytomegaloviral)CMVプロモーター)であることも好ましい。真核RNAプロモーター媒介遺伝子は、microRNA(miRNA)、小ヘアピンRNA(shRNA)、低分子干渉RNA(siRNA)、伝令RNA(mRNA)、その前駆体及び相同物並びにその組合せからなる群から選択されるノンコーディングやタンパク質コードRNA又はその両者(例えば、イントロンを含有する遺伝子転写物)をコードできる。遺伝子発現を誘導するために、真核RNAプロモーター媒介遺伝子で原核細胞のトランスフェクションを行い、そして37℃、化学誘導剤の添加でLuria-Bertani(LB)培養液に類似する培地に>24時間成長させる。   The prokaryotic cell used in the present invention is a bacterial competent cell, particularly E. coli, and the chemical inducer is preferably MOPS, ethanol, glycerin or a mixture thereof. The eukaryotic RNA promoter used may also be a eukaryotic pol-2 promoter (ie EF1α promoter) or a pol-2 compatible (pol-2 family) viral promoter (ie cytomegaloviral CMV promoter). preferable. The eukaryotic RNA promoter-mediated gene is selected from the group consisting of microRNA (miRNA), small hairpin RNA (shRNA), small interfering RNA (siRNA), messenger RNA (mRNA), precursors and homologues thereof, and combinations thereof It can encode non-coding and / or protein-encoding RNA (eg, gene transcripts containing introns). To induce gene expression, transfect prokaryotic cells with eukaryotic RNA promoter-mediated genes and grow for> 24 hours in medium similar to Luria-Bertani (LB) medium at 37 ° C with the addition of chemical inducers Let

これらの化学誘導剤が原核生物におけるヒトmicroRNAの製造を誘導できることを実証するために、発明者は、発明者の優先権出願である米国特許出願第12/149,725号及び第12/318,806号からのレンチウイルスベクターpSpRNAi-RGFP-miR302を新しいプラスミドベクターpLenti-EF1a-RGFP-miR302に修飾し、そのSpRNAi-RGFPの遺伝子発現は、真核プロモーター、例えばEF1α又はCMVにより駆動される(図1A)。そして、図1Bに示すように、発明者は、それを用いて大腸菌コンピテントセルを形質転換し、その後、赤色蛍光タンパク質(RGFP)の生成をmicroRNA miR-302の転写レート及び過程を計測する視認マークとして用いる。図5及び図6に示すように、miR-302ファミリークラスターも修飾されることでRGFP遺伝子の5'-イントロン領域[例えば、5'-非翻訳領域(5'-UTR)又は第1イントロン]にコードされるので、各RGFP mRNAの転写は、1つの4ヘアピンのmiR-302前駆体クラスター(pri-miR-302)及び/又は4つの1ヘアピンのmiR-302前駆体(pre-miR-302s)を生じるまでリードする。原核生物にRNase III Dicerがないので、pri-miR-302転写物は、最終的に(大腸菌における幾つかの一本鎖RNasesにより)1ヘアピンのpre-miR-302sに分解され、いずれも抽出され、さらに本発明において治療薬物として用いることができる。広義的には、5'-UTR及び3'-UTRは、本発明において、イントロンの一部と見なされる。   In order to demonstrate that these chemical inducers can induce the production of human microRNA in prokaryotes, the inventors have invented from the inventors' priority applications U.S. Patent Application Nos. 12 / 149,725 and 12 / 318,806. The lentiviral vector pSpRNAi-RGFP-miR302 is modified with a new plasmid vector pLenti-EF1a-RGFP-miR302, and the gene expression of the SpRNAi-RGFP is driven by a eukaryotic promoter such as EF1α or CMV (FIG. 1A). Then, as shown in FIG. 1B, the inventors transformed Escherichia coli competent cells using it, and then visually observed the production of red fluorescent protein (RGFP) by measuring the transcription rate and process of microRNA miR-302. Used as a mark. As shown in FIG. 5 and FIG. 6, the miR-302 family cluster is also modified so that the 5′-intron region of the RGFP gene [eg, 5′-untranslated region (5′-UTR) or first intron] Since each RGFP mRNA is encoded, one 4 hairpin miR-302 precursor cluster (pri-miR-302) and / or 4 one hairpin miR-302 precursors (pre-miR-302s) Lead until it occurs. Since prokaryotes lack RNase III Dicer, the pri-miR-302 transcript is eventually degraded (by several single-stranded RNases in E. coli) into 1 hairpin pre-miR-302s, both of which are extracted. Furthermore, it can be used as a therapeutic drug in the present invention. Broadly speaking, 5′-UTR and 3′-UTR are considered part of introns in the present invention.

すべてのmiR-302メンバーは、前の5'-17個(17)のヌクレオチドにおいて完全に同じ配列である5'-UAAGUGCUUC CAUGUUU-3'(SEQ.ID.NO.3)を共有し、成熟microRNAの全長23ヌクレオチドにおいて82%を超える相同性を含有する。オンライン計算プログラムTARGETSCAN(http://www.targetscan.org/)及びPICTAR-VERT(http://pictar.mdc-berlin.de/)の予測の結果によれば、これらのmiR-302は、略同じ遺伝子を同時にターゲティングし、600種類を超えるヒト遺伝子を含む。なお、miR-302は、mir-92、mir-93、mir-200c、mir-367、mir-371、mir-372、mir-373、mir-374及びmir-520のファミリーメンバーと多種の重なる標的遺伝子も共有し、いずれも類似する機能を有することができる。これらの標的遺伝子の大部分は、初期胚の発生期間における幾つかの系譜特異的細胞分化の開始及び/又は確立に関与する発育シグナル及び転写因子である(Lin氏ら,2008)。多種のこれらの標的遺伝子も周知の発癌性遺伝子であるため、miR-302sは、腫瘍抑制因子として正常なhESCの成長が腫瘍/癌の形成に偏ることを予防する可能性が高い。   All miR-302 members share the same sequence 5'-UAAGUGCUUC CAUGUUU-3 '(SEQ.ID.NO.3) in the previous 5'-17 (17) nucleotides and mature microRNA Contains more than 82% homology at 23 nucleotides in total length. According to the prediction results of the online calculation programs TARGETSCAN (http://www.targetscan.org/) and PICTAR-VERT (http://pictar.mdc-berlin.de/), these miR-302 Targets the same genes simultaneously and includes over 600 human genes. MiR-302 is a target that overlaps with various family members of mir-92, mir-93, mir-200c, mir-367, mir-371, mir-372, mir-373, mir-374 and mir-520. They also share genes and all can have similar functions. Most of these target genes are developmental signals and transcription factors that are involved in the initiation and / or establishment of several lineage-specific cell differentiation during early embryonic development (Lin et al., 2008). Since many of these target genes are also well-known oncogenic genes, miR-302s is likely to prevent normal hESC growth as a tumor suppressor from biasing to tumor / cancer formation.

原核生物における真核プロモーターにより駆動される遺伝子発現の誘導
大腸菌(E. coli)コンピテントセルを、z-コンピテント大腸菌形質転換キット(Zymo Research、Irvine, CA)を用いてpLenti-EF1α-RGFP-miR302プラスミド(図1A)により形質転換し、37℃で170rpmでの頻繁撹拌下で0.1%(v/v)MOPSと0.05%(v/v)グリセリン(誘導剤)の混合物が補充されたLuria-Bertani(LB)培養液でインキュベートする。図2に示すように、一夜インキュベートした後、形質転換された大腸菌コンピテントセルは、LB培養液の色に明らかに見られるように、高度に豊富な赤色RGFPタンパク質を発現するのに対して、ブランクの大腸菌は、RGFPを示していない。機能RGFPの存在から明らかなように、コードするRNA及びタンパク質の両者は、いずれもコンピテントセルにおいてうまく発生及び加工された。
Induction of gene expression driven by eukaryotic promoters in prokaryotes E. coli competent cells were transformed into pLenti-EF1α-RGFP- using the z-competent E. coli transformation kit (Zymo Research, Irvine, CA) Luria- transformed with miR302 plasmid (Figure 1A) and supplemented with a mixture of 0.1% (v / v) MOPS and 0.05% (v / v) glycerin (inducing agent) under frequent agitation at 37 ° C and 170 rpm Incubate with Bertani (LB) medium. As shown in Figure 2, after overnight incubation, transformed E. coli competent cells express a highly abundant red RGFP protein, as clearly seen in the color of the LB medium. Blank E. coli do not show RGFP. As evident from the presence of functional RGFP, both the encoding RNA and protein were both successfully generated and processed in competent cells.

化学誘導剤に誘導される遺伝子発現の特異性をさらに実証するために、形質転換された2種類の大腸菌菌株を調製する。一つは、CMVプロモーターにより駆動される緑色蛍光タンパク質(GFP)遺伝子を含有するpLVX-Grn-miR302+367プラスミドベクターを担持し、もう一つは、前記pLenti-EF1α-RGFP-miR302ベクターを担持する。図3に示すように、0.1%(v/v)MOPSのみと共に一夜インキュベートした後、pLVX-Grn-miR302+367により形質転換された大腸菌は、緑色に変色し、pLenti-EF1α-RGFP-miR302により形質転換された大腸菌は依然として赤色を示す。この結果から明らかなように、MOPSのような化学誘導剤は、真核pol-2又はpol-2類のウイルスプロモーターを介して特異性RNAの転写及びその関連タンパク質の発生を刺激することができる。特定的には、RGFP及びGFPの生産量がこんなに豊富であるので、大腸菌の細胞がそれぞれ赤色及び緑色により染色されることさえ視認されたことに注意すべきである。   To further demonstrate the specificity of gene expression induced by chemical inducers, two transformed E. coli strains are prepared. One carries the pLVX-Grn-miR302 + 367 plasmid vector containing the green fluorescent protein (GFP) gene driven by the CMV promoter, and the other carries the pLenti-EF1α-RGFP-miR302 vector. . As shown in FIG. 3, after overnight incubation with 0.1% (v / v) MOPS alone, E. coli transformed with pLVX-Grn-miR302 + 367 turned green and pLenti-EF1α-RGFP-miR302 Transformed E. coli still shows a red color. As is clear from this result, chemical inducers such as MOPS can stimulate the transcription of specific RNA and the development of its related proteins via eukaryotic pol-2 or pol-2 class viral promoters. . In particular, it should be noted that the production of RGFP and GFP was so abundant that E. coli cells were even visible as stained with red and green, respectively.

図4に示すように、本発明でテストされるすべての化学品のうち、最も強力な誘導剤の3つは、MOPS、グリセリン及びエタノールである。図5及び実例3に示すように、さらにウェスタンブロット解析(Western blot analysis)により、誘導されるRGFPによる定量的結果を実証する。細菌RuvBタンパク質は、ハウスキーピング標準としてRGFP発現を標準化する。確認されるこれらの誘導剤の誘導性は、その濃度に比例して用量依存性を有することも見出された。如何なる処理も行っていない場合に、陰性対照の大腸菌細胞は、何の蛍光染色剤もない場合にそのオリジナルな色のみを示す。したがって、これらのすべての結果によれば、本発明は、明らかに新規な化学誘導型組成物及びその原核細胞における真核pol-2により駆動され、又はpol-2類ウイルスプロモーターにより駆動されるRNAの発生を調節するための応用を提供する。以上の論証に基づいて、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者は、RGFP遺伝子の代わりにその他の遺伝子又は関連cDNAsを用いて原核生物において機能RNAs及び関連タンパク質を製造できることは極めて明らかである。   As shown in FIG. 4, of all the chemicals tested in the present invention, three of the most potent inducers are MOPS, glycerin and ethanol. As shown in FIG. 5 and Example 3, further Western blot analysis demonstrates the quantitative results with induced RGFP. Bacterial RuvB protein normalizes RGFP expression as a housekeeping standard. It has also been found that the inductivity of these inducers identified is dose dependent in proportion to their concentration. In the absence of any treatment, the negative control E. coli cells show only their original color in the absence of any fluorescent stain. Thus, according to all these results, the present invention clearly demonstrates the novel chemically-derived composition and its RNA driven by eukaryotic pol-2 in prokaryotic cells or driven by a pol-2 family virus promoter Provides applications for regulating the occurrence of Based on the above argument, those who have ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs can use other genes or related cDNAs in place of the RGFP gene to produce functional RNAs and related proteins in prokaryotes. it is obvious.

原核生物における真核プロモーターにより駆動されるmicroRNA発現の誘導
以上に示すRGFP誘導の実験に従って、発明者は、化学誘導のある又はないpLenti-EF1α-RGFP-miR302形質転換細胞におけるpri-/pre-miR-302s及びその成熟miR-302sの発現をさらに計測する。図6及び実例4に示すように、誘導されたpri-/pre-miR-302による定量的結果は、ノーザンブロット解析(Northern blot analysis)により既に実証された。pri-/pre-miR-302の発現は、図4及び図5におけるRGFP誘導の結果に類似し、MOPS、グリセリン又はエタノールの処理を経た形質転換細胞において大きく検知できるが、ブランクにおいて検知されていない。これは、これらの化学誘導剤が実質的に真核pol-2プロモーターを介して原核細胞におけるコードpri-/pre-miRNAsの発現を刺激することを示す(図6)。pre-miRNAsとshRNAsの構造の類似性に起因して、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者は、本発明を用いてその他のタイプのpri-/pre-miRNA種類を製造できることは明らかである。例えば、miR-34、miR-146、miR-371-373及びmiR-520が挙げられるが、それらに限定されない。明らかにするために、これらの原核生物により生じるpri-/pre-miRNAsをpro-miRNAsと称する。
Induction of microRNA expression driven by eukaryotic promoters in prokaryotes In accordance with the RGFP induction experiments shown above, the inventors have pri- / pre-miR in pLenti-EF1α-RGFP-miR302 transformed cells with or without chemical induction -302s and its mature miR-302s expression is further measured. As shown in FIG. 6 and Example 4, the quantitative results with induced pri- / pre-miR-302 were already demonstrated by Northern blot analysis. The expression of pri- / pre-miR-302 is similar to the result of RGFP induction in Fig. 4 and Fig. 5 and can be greatly detected in transformed cells treated with MOPS, glycerin or ethanol, but not in the blank . This indicates that these chemical inducers stimulate the expression of encoded pri- / pre-miRNAs in prokaryotic cells substantially via the eukaryotic pol-2 promoter (FIG. 6). Due to the structural similarity between pre-miRNAs and shRNAs, those with ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs can produce other types of pri- / pre-miRNA species using the present invention. Is clear. Examples include, but are not limited to miR-34, miR-146, miR-371-373 and miR-520. For clarity, pri- / pre-miRNAs produced by these prokaryotes are referred to as pro-miRNAs.

pLenti-EF1α-RGFP-miR302は、RGFP遺伝子の5'-UTRに位置するmiR-302ファミリークラスター(図1A及び図1B)を含有するので、図1Bに示すように、誘導されたRGFP遺伝子発現もmiR-302クラスター(pri-miR-302)及びその誘導体pre-miR-302a、b、c及びd(pre-miR-302s)を生成する。原核生物にRNase III Dicerがないので、こうして得られるpri-miR-302及びpre-miR-302sは、ヘアピン型microRNA前駆体として保持することができ、治療薬物の開発に用いることができることが見出された。ヒト細胞において、これらのpre-miR-302s及びpri-miR-302は、処理されて成熟miR-302となることで、その腫瘍抑制機能を引き起こすために用いることができる。同様に、本発明は、その他のタイプのTS-miRNA種類及びその前駆体の製造に用いることもできる。例えば、miR-34a、miR-146a、miR-373及びmiR-520ファミリーが挙げられる。   Since pLenti-EF1α-RGFP-miR302 contains the miR-302 family cluster (Figure 1A and Figure 1B) located in the 5'-UTR of the RGFP gene, as shown in Figure 1B, also induced RGFP gene expression The miR-302 cluster (pri-miR-302) and its derivatives pre-miR-302a, b, c and d (pre-miR-302s) are generated. Since prokaryotes lack RNase III Dicer, pri-miR-302 and pre-miR-302s thus obtained can be retained as hairpin microRNA precursors and can be used for the development of therapeutic drugs. It was done. In human cells, these pre-miR-302s and pri-miR-302 can be used to cause their tumor suppressor function by being processed into mature miR-302. Similarly, the present invention can be used to produce other types of TS-miRNA species and precursors thereof. Examples include the miR-34a, miR-146a, miR-373 and miR-520 families.

得られるpro-miRNAsは、コンピテント大腸菌細胞から抽出(実例5及び6)し、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)によりさらに精製(図10A及び図10B)することが容易である。精製されたpro-miR-302s内には、発明者は、microRNAマイクロアレイ解析(図11B及び図12)及びRNAシーケンシング[図13A(pri-miR-302)及び13B(pre-miR-302s)]を用いてすべてのmiR-302ファミリーメンバー(miR-302a、a*、b、b*、c、c*、d及びd*)を認識した。特定的には、シーケンシングの結果に示すように、これらのpro-miR-302sは、いずれもその天然pre-miR-302の対応物と完全に同じ配列(図13B)を共有する。また、生体内におけるヒト肝癌に対する治療効果を測定するために、発明者は、これらのpro-miR-302sをIV/生体内注射に用いる溶解性薬物として配合した(実例11)。図14に示すように、3回の注射処理後に、pro-miR-302薬物は、生体内に移植されたヒト肝癌の90%超の体積をうまく減少し、癌の平均サイズを、処理されていない癌に対して10%未満まで縮小させた。また、ヘマトキシリン・エオジン(hematoxylin & eosin、H&E)染色で組織学検査を行った結果により、この顕著な治療効果は、報告されたmiR-302の腫瘍抑制機能(Lin氏ら, 2010)だけでなく、これまでまだ発見されていないもう1つの新規な再プログラム機能にもよることがさらに示された。例えば、図15に明らかに示すように、pro-miR-302薬物は、生体内において高度なヒト肝癌の悪性特性を正常な肝組織に殆ど十分に近似した良性段階に再プログラムできる。処理されたこれらの癌は、正常な肝様構造、例えば、古典的肝小葉(liver lobules)、中心静脈(central veins,CV)及び門脈三管(portal triads,PT)を形成できる。したがって、これらの証拠は、pro-miR-302が腫瘍/癌細胞の成長を抑制できるだけでなく、生体内においてヒト癌の悪性を比較的に良性又は正常な状態まで回復させ、癌薬物設計の新しい治療効果をリードできることを強く示す。   The resulting pro-miRNAs can be easily extracted from competent E. coli cells (Examples 5 and 6) and further purified (FIG. 10A and FIG. 10B) by high performance liquid chromatography (HPLC). Within the purified pro-miR-302s, the inventors identified microRNA microarray analysis (Figures 11B and 12) and RNA sequencing [Figures 13A (pri-miR-302) and 13B (pre-miR-302s)] Was used to recognize all miR-302 family members (miR-302a, a *, b, b *, c, c *, d and d *). Specifically, as shown in the sequencing results, both of these pro-miR-302s share exactly the same sequence (FIG. 13B) as their natural pre-miR-302 counterparts. In addition, in order to measure the therapeutic effect on human liver cancer in vivo, the inventors formulated these pro-miR-302s as soluble drugs used for IV / in vivo injection (Example 11). As shown in Figure 14, after 3 injection treatments, the pro-miR-302 drug successfully treated the average size of cancer, reducing the volume of human liver cancer transplanted in vivo more than 90% Reduced to less than 10% for no cancer. In addition, the results of histological examination with hematoxylin & eosin (H & E) staining showed that this remarkable therapeutic effect was not only due to the reported tumor suppressor function of miR-302 (Lin et al., 2010). It was further shown that it depends on another new reprogramming feature that has not yet been discovered. For example, as clearly shown in FIG. 15, the pro-miR-302 drug can be reprogrammed in vivo to a benign stage that approximates the advanced malignant characteristics of human liver cancer almost well to normal liver tissue. These treated cancers can form normal liver-like structures such as classical liver lobules, central veins (CV), and portal triads (PT). Thus, these evidences indicate that pro-miR-302 not only can suppress tumor / cancer cell growth, but also restore malignancy of human cancer to a relatively benign or normal state in vivo, a new cancer drug design Strongly shows that it can lead to therapeutic effects.

本発明において、プラスミドベクター及びそのコードするノンコーディングRNAs(即ち、pre-miRNA/shRNA)の両者は、いずれも原核細胞、好ましくは大腸菌DH5αコンピテントセルにおいて同時に増幅することができる(実例1、5及び6)。増幅されたpLenti-EF1α-RGFP-miR302プラスミドDNAと転写されたpri-/pre-miR-302sを分離させるための方法は、実例5及び6に記載されている。プラスミドベクター(即ち、pLenti-EF1α-RGFP-miR302)を原核細胞に送達する技術は、細胞形質転換と称され、増幅されたノンコーディングRNAs(即ち、pro-/pri-/pre-miR-302s)を真核細胞に送達する方法は、エンドサイトーシス、化学/グリセリン注入、ペプチド/リポソーム/化学媒介のトランスフェクション、電気穿孔法(electroporation)、遺伝子銃による貫入(gene gun penetration)、マイクロインジェクション、トランスポゾン/レトロトランスポゾン挿入及び/又はアデノウイルス/レトロウイルス/レンチウイルス感染からなる群から選択できる。   In the present invention, both the plasmid vector and the non-coding RNAs encoded by the plasmid vector (ie, pre-miRNA / shRNA) can be simultaneously amplified in prokaryotic cells, preferably E. coli DH5α competent cells (Examples 1 and 5). And 6). Methods for separating amplified pLenti-EF1α-RGFP-miR302 plasmid DNA and transcribed pri- / pre-miR-302s are described in Examples 5 and 6. The technique of delivering plasmid vectors (ie, pLenti-EF1α-RGFP-miR302) to prokaryotic cells is called cell transformation, and amplified non-coding RNAs (ie, pro- / pri- / pre-miR-302s) Can be delivered to eukaryotic cells by endocytosis, chemical / glycerin injection, peptide / liposome / chemical mediated transfection, electroporation, gene gun penetration, microinjection, transposon It can be selected from the group consisting of / retrotransposon insertion and / or adenovirus / retrovirus / lentivirus infection.

Pre-miR-302に誘導される多能性幹細胞の誘導体化
報告によれば、MiR-302は、発明者の優先権出願である米国特許出願第12/149,725号及び第12/318,806号に論証されるように、哺乳動物の体細胞をヒト胚性幹細胞(hESC)様誘導多能性幹細胞(iPSCs)に再プログラムできる。これらのiPSCsを使用して多くの幹細胞の応用及び療法を設計して開発した。しかし、これらのiPSCs及びhESCsのインキュベートは、コストが極めて高くて非常に手間がかかるので、これらの多能性細胞からmiR-302及びその前駆体を集めることは困難であり、効率が低い。一方で、合成shRNAミミックの製造は、pre-miR-302の製造のもう一つの可能な代替案であるが、コストが依然として極めて高い。また、合成shRNAと天然pre-miR-302の間の類似性は、十分に疑われる。これらの問題を解決するために、本発明は、簡単で安くて、原核生物においてpre-miR-302を効率よく大量に製造する方法を提供する。また、本発明の図6及び実例6に示すように、これらの原核生物により生じるpre-miR-302s(pro-miR-302s)の抽出及び精製は、比較的に簡単で経済的である。
According to the derivatization report of pluripotent stem cells induced by Pre-miR-302 , MiR-302 is demonstrated in US patent application Nos. 12 / 149,725 and 12 / 318,806, the inventor's priority applications. As described, mammalian somatic cells can be reprogrammed into human embryonic stem cells (hESC) -like induced pluripotent stem cells (iPSCs). These iPSCs were used to design and develop many stem cell applications and therapies. However, incubation of these iPSCs and hESCs is extremely costly and time consuming, so collecting miR-302 and its precursors from these pluripotent cells is difficult and less efficient. On the other hand, the production of synthetic shRNA mimics is another possible alternative to the production of pre-miR-302, but the costs are still very high. Also, the similarity between synthetic shRNA and natural pre-miR-302 is well suspected. In order to solve these problems, the present invention provides a simple and cheap method for efficiently producing large quantities of pre-miR-302 in prokaryotes. Also, as shown in FIG. 6 and Example 6 of the present invention, the extraction and purification of pre-miR-302s (pro-miR-302s) produced by these prokaryotes is relatively simple and economical.

実例5及び6に示すように、発明者は、pLenti-EF1α-RGFP-miR302により形質転換された大腸菌細胞を用いて大量で高品質のpLenti-EF1α-RGFP-miR302ベクター及びpro-miR-302sを製造して分離した。pLenti-EF1α-RGFP-miR302及びpro-miR-302sの両者は、いずれもiPSCsの生成に用いることができる。実例2に従って、本発明で製造されるpro-miR-302sによりヒト皮膚初代角化細胞に形質導入する際に、トランスフェクションされた角化細胞は、強いhESCマークOct4を発現するhESC様iPSCsに再プログラムされる(図7)。図8及び実例8において、発明者は、亜硫酸塩DNAシーケンシング分析をさらに実行することにより、全体的なDNAデスメチル化が確かにOct4とSox2遺伝子の両者のプロモーター(2種類の肝心な再プログラム因子)及びhESCマークに発生したことを示す。全体的なDNAデスメチル化及びOct4発現は、体細胞を再プログラムしてhESC様iPSCsを形成する第1ステップとして知られている(Simonsson及びGurdon, Nat Cell Biol. 6: 984-990, 2004)ので、MOPSに誘導される大腸菌細胞の抽出物から分離されたpro-miR-302sは、iPSC誘導に用いることが可能な天然pre-miR-302sと同様に有効であると実証された。したがって、pro-miR-302及びpre-miR-302は、幹細胞誘導において同じ機能を有する可能性が高い。   As shown in Examples 5 and 6, the inventor used the Escherichia coli cells transformed with pLenti-EF1α-RGFP-miR302 to produce high quality pLenti-EF1α-RGFP-miR302 vectors and pro-miR-302s. Produced and separated. Both pLenti-EF1α-RGFP-miR302 and pro-miR-302s can be used to generate iPSCs. In accordance with Example 2, when transfecting human skin primary keratinocytes with pro-miR-302s produced in accordance with the present invention, the transfected keratinocytes are reconstituted into hESC-like iPSCs that express the strong hESC mark Oct4. Programmed (Figure 7). In Figure 8 and Example 8, the inventor further performed a sulfite DNA sequencing analysis to ensure that the overall DNA desmethylation is indeed the promoter of both Oct4 and Sox2 genes (two important reprogramming factors). ) And hESC mark. Since global DNA desmethylation and Oct4 expression is known as the first step to reprogram somatic cells to form hESC-like iPSCs (Simonsson and Gurdon, Nat Cell Biol. 6: 984-990, 2004) Pro-miR-302s isolated from an extract of E. coli cells induced by MOPS was demonstrated to be as effective as natural pre-miR-302s that can be used for iPSC induction. Therefore, pro-miR-302 and pre-miR-302 are likely to have the same function in stem cell induction.

Pre-miR-302に誘導されるCD34陽性成体幹細胞の増殖及び/又は再生
MicroRNA miR-302は、哺乳動物の体細胞を胚胎幹細胞(ESC)様誘導多能性幹細胞(iPSC)に再プログラムできることが見出された(Lin, 2008, 2010, 2011;Linの米国特許出願第12/149,725号及び第12/318,806号)。現代再生医学を推進するために、これらのiPSCsを使用して多種の幹細胞関連応用及び療法を開発した。しかし、miR-302は、ヒトESCsのみで大量に発見され、分化しない組織細胞では発見されない。また、ヒトESCsからmiR-302を分離することは、非常に論争的であり、コストが高くて煩わしい。これらの問題を解決するために、本発明は、簡単で安くて、迅速な誘導型の組成物及び方法を提供することにより、原核生物においてヘアピン型miR-302分子及び/又はその前駆体/相同物を大量に製造する。また、本発明の図6及び実例6に示すように、原核細胞からmiR-302及び/又はその前駆体を分離することは、比較的に簡単で経済的である。
Growth and / or regeneration of CD34 positive adult stem cells induced by Pre-miR-302
MicroRNA miR-302 was found to be able to reprogram mammalian somatic cells into embryonic stem cell (ESC) -like induced pluripotent stem cells (iPSCs) (Lin, 2008, 2010, 2011; 12 / 149,725 and 12 / 318,806). These iPSCs have been used to develop a variety of stem cell related applications and therapies to promote modern regenerative medicine. However, miR-302 is found in large quantities only in human ESCs and not in non-differentiated tissue cells. Also, separating miR-302 from human ESCs is very controversial, costly and cumbersome. To solve these problems, the present invention provides hairpin miR-302 molecules and / or precursors / homologs thereof in prokaryotes by providing simple, cheap and rapid inductive compositions and methods. Manufacture a lot of things. Also, as shown in FIG. 6 and Example 6 of the present invention, it is relatively simple and economical to separate miR-302 and / or its precursor from prokaryotic cells.

実例5及び6に示すように、発明者は、pLenti-EF1α-RGFP-miR302により形質転換された大腸菌細胞を用いて大量で高品質のpLenti-EF1α-RGFP-miR302ベクター及びpre-miR-302sを製造して分離した。発明者の従来の米国特許出願第12/149,725号及び第12/318,806号に基づいて、pLenti-EF1α-RGFP-miR302を使用することにより、ヒトESC様iPSCsを生じることができることが示された。また、発明者の先行研究(Lin氏ら,2008、2010及び2011)に論証されるように、こうして得られるiPSCsは、さらに各種の体組織細胞に分化することができる。   As shown in Examples 5 and 6, the inventor used the E. coli cells transformed with pLenti-EF1α-RGFP-miR302 to produce large quantities of high quality pLenti-EF1α-RGFP-miR302 vectors and pre-miR-302s. Produced and separated. Based on the inventors' conventional US patent application Ser. Nos. 12 / 149,725 and 12 / 318,806, it was shown that human ESC-like iPSCs can be generated by using pLenti-EF1α-RGFP-miR302. Moreover, as demonstrated in the inventors' previous research (Lin et al., 2008, 2010 and 2011), the iPSCs thus obtained can be further differentiated into various body tissue cells.

分離されたmiR-302及び/又はpre-miR-302分子の応用は、CD34陽性成体幹細胞の誘導及び増殖をさらに含むことができる。図17A及び図17Bに示すように、新規なmiR-302配合薬物を用いる傷口治癒療法及び癌療法の発明者の最近の研究に示すように、比較的に低い濃度(50-500 μg/mL)の分離されたmiR-302/pre-miR-302分子の処理は、傷跡のない傷口の治癒を極めて強化するだけでなく、生体内で豚の皮膚において傷が付いた領域の周囲のCD34陽性成体幹細胞の増殖を誘導する。図17BのmiR-302処理(miR-302s/pre-miR-302s+抗生物質軟膏)の結果と図17Aの対照(抗生物質軟膏のみ)結果の比較に基づいて、miR-302処理の後に、生体内のCD34陽性成体幹細胞群(緑色蛍光抗体でマークされた)は、40倍以上増加したことを明らかに示している。現在、既知のCD34陽性成体幹細胞のタイプは、皮膚、毛髪、筋肉、血液(造血)、間質細胞(mesenchymal)及び神経幹細胞を含むが、それらに限定されない。そのため、miR-302は、生体内においてCD34陽性成体幹細胞の増殖及び/又は再生を誘導するために用いることができるので、この治療効果は、機能性成体幹細胞を再成長及び/又は再生させることでヒトの退行性疾患を治療することに役立つこともできる。退行性疾患としては、例えば、アルツハイマー病、パーキンソン病、骨粗鬆症、糖尿病及び癌が挙げられるが、それらに限定されない。   Application of isolated miR-302 and / or pre-miR-302 molecules can further include induction and proliferation of CD34 positive adult stem cells. As shown in FIG. 17A and FIG. 17B, a relatively low concentration (50-500 μg / mL) as shown in the inventor's recent study of wound healing and cancer therapy using a novel miR-302 combination drug Treatment of isolated miR-302 / pre-miR-302 molecules not only significantly enhances healing of scar-free wounds, but also in vivo CD34 positive adults around wounded areas in pig skin Induces proliferation of stem cells. Based on a comparison of miR-302 treatment (miR-302s / pre-miR-302s + antibiotic ointment) results in Figure 17B and control (antibiotic ointment only) results in Figure 17A, The CD34-positive adult stem cell population (marked with green fluorescent antibody) clearly showed a 40-fold increase. Currently, known types of CD34 positive adult stem cells include, but are not limited to, skin, hair, muscle, blood (hematopoietic), mesenchymal and neural stem cells. Therefore, miR-302 can be used to induce proliferation and / or regeneration of CD34 positive adult stem cells in vivo, so this therapeutic effect is achieved by re-growth and / or regeneration of functional adult stem cells. It can also help treat human degenerative diseases. Examples of degenerative diseases include, but are not limited to, Alzheimer's disease, Parkinson's disease, osteoporosis, diabetes and cancer.

生体内腫瘍/癌療法へのpro-miR-302の応用
発明者の先行研究には、この方法が生体内ではなく生体外でヒト肝細胞癌(hepatocellular carcinoma)のHepG2細胞を処理する実行可能性が論証された(Lin氏ら,2010)。図9に示すように、処理された腫瘍/癌細胞は、iPSCs(mirPS-HepG2とマークされる)に再プログラムされ、胚様体様細胞群を形成する。また、miR-302は、処理された癌細胞群における95%を超えるアポトーシスを誘導できることも見出された。図9の一番上の図は、DNA含有量が細胞周期段階に応じるフローサイトメトリー分析をさらに示し、miR-302処理の後に有糸分裂細胞群が顕著に減少した(45.6%から17.2%まで)ことを示す。これらの結果から明らかなように、miR-302は、ヒト肝癌細胞の速やかな細胞周期速度を効果的に低減させ、それによりこれらの癌細胞の顕著なアポトーシスを引き起こすことができる。
Application of pro-miR-302 to in vivo tumor / cancer therapy The inventor's previous study shows that this method is feasible to treat HepG2 cells of human hepatocellular carcinoma in vitro rather than in vivo Was demonstrated (Lin et al., 2010). As shown in FIG. 9, treated tumor / cancer cells are reprogrammed into iPSCs (marked as mirPS-HepG2) to form embryoid body-like cell populations. It was also found that miR-302 can induce more than 95% apoptosis in treated cancer cell populations. The top diagram in FIG. 9 further illustrates flow cytometric analysis where DNA content depends on cell cycle stage, with a significant reduction in mitotic cell populations (from 45.6% to 17.2%) after miR-302 treatment. ) As is apparent from these results, miR-302 can effectively reduce the rapid cell cycle rate of human liver cancer cells, thereby causing significant apoptosis of these cancer cells.

癌進行の過程は、遺伝子突然変異の累積に起因して、不可逆と見なされるが、本発明には、生体内に高度悪性の癌を低度良性、ひいては正常様段階まで再プログラムできる新規なpre-miRNA(pro-miR-302)機能が提供され、そのメカニズムは、極めて稀で癌の自然退縮(spontaneous cancer regression)と称される自然治癒過程に関連することができる。癌の自然退縮は、癌患者100,000名のうち1人未満の割合で稀に現われる。発明者は、pro-miR-302治療がヒト肝癌においてこの稀な治癒割合を90%超まで増加させることができることを見出した。図14に示すように、pro-miR-302sを薬物としてSCID-ベージュヌードマウス(n=6)におけるヒト肝癌異種移植物を処理する治療の結果は、このpro-miR-302薬物が癌のサイズを728±328mm3(未処理のブランク、C)から75±15mm3(pro-miR-302に処理されたもの、T)までうまく減小させたことを実証し、癌の平均サイズが約90%減少し、その他の合成siRNAミミック(siRNA-302)による処理は、類似する治療効果をいっさい提供していないことを示す。 Although the process of cancer progression is considered irreversible due to the accumulation of genetic mutations, the present invention includes a novel pre-reprogrammable in vivo that can reprogram highly malignant cancers to a low benign and thus normal-like stage. -miRNA (pro-miR-302) function is provided, the mechanism of which can be related to the process of natural healing, which is extremely rare and called spontaneous cancer regression. Spontaneous regression of cancer rarely occurs in less than 1 out of 100,000 cancer patients. The inventor has found that pro-miR-302 treatment can increase this rare cure rate to over 90% in human liver cancer. As shown in FIG. 14, the results of treatment of human liver cancer xenografts in SCID-beige nude mice (n = 6) using pro-miR-302s as a drug indicate that the pro-miR-302 drug is a cancer size. Was successfully reduced from 728 ± 328 mm 3 (untreated blank, C) to 75 ± 15 mm 3 (treated with pro-miR-302, T), with an average cancer size of approximately 90 % Reduction indicates that treatment with other synthetic siRNA mimics (siRNA-302) does not provide any similar therapeutic effect.

さらなる組織学検査(図14の一番右の図)に示すように、正常な肝小葉様構造(丸付けされ、黒い矢印で示す)は、pro-miR-302により処理された癌の移植物のみに観察され、その他の処理又は対照には観察されていない。これは、再プログラムメカニズムが発生して悪性の癌細胞の特性を比較的に正常様状態まで回復した(癌の逆転)ことを示す。この新規な再プログラムメカニズムは、ヒト発癌性遺伝子、特に癌進行に関与する突然変異発癌性遺伝子に対するmiR-302の遺伝子サイレンシング効果により発生する可能性が高い。これらの突然変異発癌性遺伝子をサイレンシングさせることにより、pro-miR-302は、癌遺伝子の発現パターンを正常様状態まで回復し、これにより、癌の逆転の治療結果を生じることができる。しかし、Oct4陽性多能性細胞が認識されていないことから、この生体内の再プログラムメカニズムは、従来に報告される体細胞の再プログラムと異なることは明らかである(Lin氏ら,2008及び2011)。   Normal liver lobule-like structures (circled and indicated by black arrows), as shown in further histology (Figure 14, rightmost figure), cancer implant treated with pro-miR-302 Observed only in other treatments or controls. This indicates that a reprogramming mechanism has occurred to restore the properties of malignant cancer cells to a relatively normal state (reversal of cancer). This novel reprogramming mechanism is likely to occur due to the gene silencing effect of miR-302 on human oncogenic genes, particularly mutant oncogenic genes involved in cancer progression. By silencing these mutant oncogenic genes, pro-miR-302 can restore the oncogene expression pattern to a normal-like state, thereby producing a therapeutic outcome of cancer reversal. However, since Oct4-positive pluripotent cells are not recognized, it is clear that this in vivo reprogramming mechanism is different from somatic cell reprogramming reported previously (Lin et al., 2008 and 2011). ).

より詳細な組織学検査(図15)は、pro-miR-302薬物が確かに高度(IV度)なヒト肝癌移植物をより良性の低度(II度より低い)状態まで再プログラムしたことをさらに実証している。図15に示すように、処理された癌の移植物は、中心静脈(CV)様及び門脈三管(PT)様構造(黒い矢印で示す)を含む古典的肝小葉を形成し、正常な肝組織の構造に極めて類似している(一番上の図)。生体内の未処理のヒト肝癌移植物、siRNAにより処理されたヒト肝癌移植物、pro-miR-302により処理されたヒト肝癌移植物及び正常な肝組織の間の組織学比較(図16)は、未処理の移植されたヒト肝癌(一番上の図)が侵襲的に周囲の正常な組織(例えば、筋肉及び血管)に侵入し、大規模な細胞-細胞及び癌-組織の融合構造を形成したことも示し、その高度悪性及び転移を実証している。siRNAミミック(siRNA-302)による処理は、移植された肝癌の悪性を顕著に低減させず(中上の図)、これは、生体内におけるsiRNAの短い半減期に起因する可能性が高い。それに対して、pro-miR-302処理は、移植された癌細胞を正常な肝細胞様形態に再プログラムした(融合がない)だけでなく、何れかの癌の周囲の組織への侵入をうまく抑制した(中下の図)。正常な肝組織(一番下の図)と比べると、pro-miR-302により処理された癌は、肝小葉に類似する構造、正常な腺細胞様構成、並びに細胞-細胞及び癌-組織の結合部位の間の極めて明らかな境界(黒い矢印)を明らかに示し、これは、処理されたこれらの癌の悪性が極めて良性の状態まで大幅に低下したことを示す。pro-miR-302薬物によりさらに6〜10回連続的に処理すると、6個のサンプル(n=6)の全てにおける癌異種移植物を完全に無くすことができる。   A more detailed histological study (Figure 15) shows that the pro-miR-302 drug has indeed reprogrammed advanced (IV degree) human liver cancer transplants to a less benign (less than II degree) condition. Further proof. As shown in FIG. 15, the treated cancer implants form classic hepatic lobules that contain central vein (CV) -like and portal triangular (PT) -like structures (indicated by black arrows) and are normal. Very similar to the structure of liver tissue (top figure). Histological comparison between in vivo untreated human liver cancer transplant, human liver cancer treated with siRNA, human liver cancer treated with pro-miR-302 and normal liver tissue (Figure 16) Untreated transplanted human liver cancer (top figure) invasively invades surrounding normal tissues (eg muscle and blood vessels), creating large cell-cell and cancer-tissue fusion structures It also shows that it has formed, demonstrating its advanced malignancy and metastasis. Treatment with siRNA mimic (siRNA-302) does not significantly reduce the malignancy of transplanted liver cancer (middle figure), which is likely due to the short half-life of siRNA in vivo. In contrast, pro-miR-302 treatment not only reprograms the transplanted cancer cells to a normal hepatocyte-like morphology (no fusion) but also successfully penetrates any tissue surrounding the cancer. Suppressed (middle lower figure). Compared with normal liver tissue (bottom diagram), cancer treated with pro-miR-302 has a structure similar to liver lobule, normal glandular cell-like structure, and cell-cell and cancer-tissue association. A very clear border between the sites (black arrows) is clearly shown, indicating that the malignancy of these treated cancers has been greatly reduced to a very benign state. Further treatment with pro-miR-302 drug 6-10 times in succession can completely eliminate cancer xenografts in all 6 samples (n = 6).

A. 定義
本発明について理解しやすくするために、幾つかの用語は、以下のように定義される。
ヌクレオチド:糖部分(ペントース)、リン酸基(phosphate)及び窒素含有複素環塩基(nitrogenous heterocyclic base)から構成されるDNA又はRNAの単量体単位である。当該塩基は、グリコシド炭素(glycosidic carbon)(ペントースの1番目の炭素)を介して糖部分と結合され、塩基と糖の組合せは、ヌクレオシド(nucleoside)である。リン酸基を少なくとも1つ含有してペントースの3端又は5端に結合するヌクレオシドは、ヌクレオチドになる。デオキシリボ核酸(DNA)又はリボ核酸(RNA)は、それぞれ異なるタイプのヌクレオチド単位、即ち、デオキシリボヌクレオチドとリボヌクレオチドから構成される。
A. Definitions For ease of understanding the present invention, some terms are defined as follows.
Nucleotide: A DNA or RNA monomer unit composed of a sugar moiety (pentose), a phosphate group, and a nitrogenous heterocyclic base. The base is linked to the sugar moiety through glycoside carbon (the first carbon of pentose), and the combination of base and sugar is a nucleoside. A nucleoside containing at least one phosphate group and attached to the 3 or 5 end of the pentose becomes a nucleotide. Deoxyribonucleic acid (DNA) or ribonucleic acid (RNA) is composed of different types of nucleotide units, that is, deoxyribonucleotides and ribonucleotides.

オリゴヌクレオチド(Oligonucleotide):2個以上、好ましくは3個より多く、一般的に10個より多いデオキシリボ核酸(DNAs)及び/又はリボ核酸(RNAs)から構成される分子である。13個のヌクレオチド単量体より長いオリゴヌクレオチドは、ポリヌクレオチドとも称される。オリゴヌクレオチドの正確な長さは、多くの要素に依存し、当該オリゴヌクレオチドの最終的な機能又は用途により決める。オリゴヌクレオチドは、何れかの方法により生じることができ、この方式は、化学合成、DNA複製、RNA転写、逆転写又はその組合せを含む。   Oligonucleotide: A molecule composed of 2 or more, preferably more than 3 and generally more than 10 deoxyribonucleic acids (DNAs) and / or ribonucleic acids (RNAs). Oligonucleotides longer than 13 nucleotide monomers are also referred to as polynucleotides. The exact length of the oligonucleotide depends on many factors and is determined by the ultimate function or use of the oligonucleotide. Oligonucleotides can be generated by any method, and this mode includes chemical synthesis, DNA replication, RNA transcription, reverse transcription or combinations thereof.

ヌクレオチド類似体:プリン又はピリミジンヌクレオチドであり、その構造がアデニン(A)、チミン(T)、グアニン(G)、シトシン(C)又はウラシル(U)と異なるが、核酸分子における正常なヌクレオチドを置換できるほど十分に類似している。   Nucleotide analogue: A purine or pyrimidine nucleotide whose structure differs from adenine (A), thymine (T), guanine (G), cytosine (C), or uracil (U), but replaces a normal nucleotide in a nucleic acid molecule It is similar enough to be able to.

核酸組成物:核酸組成物は、オリゴヌクレオチド又はポリヌクレオチドを指し、例えば、一本鎖又は二本鎖分子構造を呈するDNA又はRNA配列、又はDNA/RNA混合配列が挙げられる。   Nucleic acid composition: A nucleic acid composition refers to an oligonucleotide or polynucleotide, for example, a DNA or RNA sequence that exhibits a single-stranded or double-stranded molecular structure, or a mixed DNA / RNA sequence.

遺伝子:そのオリゴヌクレオチド又はポリヌクレオチド配列がRNA及び/又はポリペプチド(タンパク質)をコードする核酸組成物である。遺伝子は、RNA又はDNAであってもよい。遺伝子は、ノンコーディングRNA、例えば、小ヘアピンRNA(shRNA)、microRNA(miRNA)、rRNA、tRNA、snoRNA、snRNA及びそのRNA前駆体と誘導体をコードできる。或いは、遺伝子は、タンパク質/ペプチド類の合成に必要なタンパク質コードRNA、例えば伝令RNA(mRNA)及びそのRNA前駆体と誘導体をコードできる。場合によって、遺伝子は、少なくとも1つのmicroRNA又はshRNA配列も含むタンパク質コードRNAをコードできる。   Gene: A nucleic acid composition whose oligonucleotide or polynucleotide sequence encodes RNA and / or polypeptide (protein). The gene may be RNA or DNA. The gene can encode non-coding RNA, eg, small hairpin RNA (shRNA), microRNA (miRNA), rRNA, tRNA, snoRNA, snRNA and its RNA precursors and derivatives. Alternatively, the gene can encode protein-encoding RNA, such as messenger RNA (mRNA) and its RNA precursors and derivatives required for protein / peptide synthesis. Optionally, the gene can encode a protein-encoding RNA that also includes at least one microRNA or shRNA sequence.

一次RNA転写物:何のRNA処理又は修飾も受けていなく遺伝子から直接転写されるRNA配列であり、mRNA、hnRNA、rRNA、tRNA、snoRNA、snRNA、pre-microRNA、ウイルスRNA及びそのRNA前駆体と誘導体からなる群から選択できる。   Primary RNA transcript: An RNA sequence that is transcribed directly from a gene without any RNA treatment or modification, and includes mRNA, hnRNA, rRNA, tRNA, snora, snRNA, pre-microRNA, viral RNA and its RNA precursor It can be selected from the group consisting of derivatives.

伝令RNA前駆体(pre-mRNA):タンパク質コーディング遺伝子の一次RNA転写物であり、真核RNAポリメラーゼII(Pol-II)メカニズムによって真核生物において転写と称される細胞内メカニズムにより生じる。pre-mRNA配列は、5'非翻訳領域(UTR)、3'-UTR、エキソン及びイントロンを含む。   Messenger RNA precursor (pre-mRNA): The primary RNA transcript of a protein-coding gene, produced by an intracellular mechanism called transcription in eukaryotes by the eukaryotic RNA polymerase II (Pol-II) mechanism. The pre-mRNA sequence includes a 5 'untranslated region (UTR), 3'-UTR, exons and introns.

イントロン:非タンパク質リーディングフレームをコードする遺伝子転写配列の一部又は複数の部分であり、例えば、インフレームイントロン、5'-UTR及び3'-UTRが挙げられる。   Intron: A part or a plurality of portions of a gene transcription sequence encoding a non-protein reading frame, such as in-frame intron, 5′-UTR and 3′-UTR.

エキソン:タンパク質リーディングフレームをコードする遺伝子転写配列(cDNA)の一部又は複数の部分であり、例えば、細胞遺伝子、成長因子、インシュリン、抗体及びその類似体/相同物並びに誘導体に用いるcDNAが挙げられる。   Exon: A part or parts of a gene transcription sequence (cDNA) that encodes a protein reading frame, including, for example, cDNA used for cellular genes, growth factors, insulin, antibodies and analogs / homologs and derivatives thereof .

伝令RNA(mRNA):pre-mRNAエキソンの集まりであり、イントロンにおいて細胞内RNAスプライシングメカニズム(スプライソソーム)により除去された後に形成され、ペプチド類/タンパク質の合成に用いるタンパク質コードRNAとして使用される。mRNAsによりコードされるペプチド類/タンパク質は、酵素、成長因子、インシュリン、抗体及びその類似体/相同物並びに誘導体を含むが、それらに限定されない。   Messenger RNA (mRNA): A collection of pre-mRNA exons, formed after removal by an intracellular RNA splicing mechanism (spliceosome) in an intron and used as a protein-encoding RNA for peptide / protein synthesis. Peptides / proteins encoded by mRNAs include, but are not limited to, enzymes, growth factors, insulin, antibodies and analogs / homologs and derivatives thereof.

相補的DNA(cDNA):mRNA配列と相補する配列を含み、何れのイントロン配列も含んでいない一本鎖又は二本鎖DNAである。
センス:相同mRNAと同じ配列順序及び組成を呈する核酸分子である。センス構造形態は、「+」、「s」又は「センス」という符号で示す。
Complementary DNA (cDNA): single-stranded or double-stranded DNA that contains a sequence that is complementary to an mRNA sequence and does not contain any intron sequences.
Sense: A nucleic acid molecule that exhibits the same sequence order and composition as a homologous mRNA. The sense structure form is indicated by the sign “+”, “s” or “sense”.

アンチセンス:各mRNA分子と相補的な核酸分子である。アンチセンス構造形態は、「-」又は「*」という符号で示し、或いは、DNA又はRNAの前に「a」又は「アンチセンス」をつけて示し、例えば、「aDNA」又は「aRNA」が挙げられる。   Antisense: A nucleic acid molecule that is complementary to each mRNA molecule. Antisense structural forms are indicated by the sign “-” or “*”, or are indicated by “a” or “antisense” preceding DNA or RNA, for example, “aDNA” or “aRNA”. It is done.

塩基対(bp):二本鎖DNA分子におけるアデニン(adenine、A)とチミン(thymine、T)、又はシトシン(cytosine、C)とグアニン(guanine、G)の対関係(partnership)である。RNAにおいて、ウラシル(uracil、U)がチミン(thymine、T)を置換する。一般的には、対関係(partnership)は、水素結合により実現される。   Base pair (bp): Pairing of adenine (adenine, A) and thymine (thymine, T) or cytosine (cytosine, C) and guanine (guanine, G) in a double-stranded DNA molecule. In RNA, uracil (U) replaces thymine (T). In general, partnership is realized by hydrogen bonding.

塩基対(bp):二本鎖DNA分子におけるアデニン(adenine、A)とチミン(thymine、T)、又はシトシン(cytosine、C)とグアニン(guanine、G)の対関係(partnership)である。RNAにおいて、ウラシル(uracil、U)がチミン(thymine、T)を置換する。一般的には、対関係(partnership)は、水素結合により実現される。例えば、センスヌクレオチド配列「5'-A-T-C-G-U-3'」は、そのアンチセンス配列「5'-A-C-G-A-T-3'」と完全な塩基対関係を形成することができる。   Base pair (bp): Pairing of adenine (adenine, A) and thymine (thymine, T) or cytosine (cytosine, C) and guanine (guanine, G) in a double-stranded DNA molecule. In RNA, uracil (U) replaces thymine (T). In general, partnership is realized by hydrogen bonding. For example, the sense nucleotide sequence “5′-A-T-C-G-U-3 ′” can form a complete base pair relationship with its antisense sequence “5′-A-C-G-A-T-3 ′”.

5'-端:連続ヌクレオチドの5'位置にヌクレオチドを有していない末端であり、そのうちの1つのヌクレオチドの5'-ヒドロキシが、リン酸ジエステルにより次のヌクレオチドの3'-ヒドロキシに結合される。他の基、例えば1つ又は複数のリン酸エステルは、当該末端に存在してもよい。   5'-end: the end of a consecutive nucleotide that does not have a nucleotide at the 5 'position, one of which 5'-hydroxy is linked to the next nucleotide 3'-hydroxy by a phosphodiester . Other groups, such as one or more phosphate esters, may be present at the end.

3'-端:連続ヌクレオチドの3'位置にヌクレオチドを有していない末端であり、そのうちの1つのヌクレオチドの5'-ヒドロキシが、リン酸ジエステルにより次のヌクレオチドの3'-ヒドロキシに結合される。当該末端には、他の官能基が存在してもよく、ヒドロキシ基が最も通常のものである。   3'-end: the end of the contiguous nucleotide that does not have a nucleotide at the 3 'position, one of which 5'-hydroxy is linked to the next nucleotide 3'-hydroxy by a phosphodiester . Other functional groups may be present at the terminal, with the hydroxy group being the most common.

テンプレート:核酸ポリメラーゼにより複製された核酸分子である。テンプレートは、ポリメラーゼに応じて一本鎖、二本鎖又は部分二本鎖であってもよい。合成されたコピーは、テンプレート、二本鎖又は部分二本鎖テンプレートの少なくとも一本鎖と相補的である。RNA及びDNAの両者は、いずれも5'から3'の方向に合成される。核酸二本鎖体の二本の鎖が、この二本の鎖の5'端が当該二本鎖体の反対端にある(必然的に、3'末端も同様である)ように常に整列されている。   Template: A nucleic acid molecule replicated by a nucleic acid polymerase. The template may be single stranded, double stranded or partially double stranded, depending on the polymerase. The synthesized copy is complementary to at least one strand of the template, duplex or partial duplex template. Both RNA and DNA are synthesized in the 5 'to 3' direction. The two strands of a nucleic acid duplex are always aligned so that the 5 'end of the two strands is at the opposite end of the duplex (which is necessarily the same at the 3' end). ing.

核酸テンプレート:二本鎖DNA分子、二本鎖RNA分子、ハイブリッド分子であり、例えば、DNA-RNA又はRNA-DNAハイブリッド、或いは一本鎖DNA又はRNA分子である。
保存(Conserved):ヌクレオチド配列が、予備選択される(参考用)配列の正確な相補物(exact complement)と非ランダムにハイブリダイズする場合、当該ヌクレオチド配列は当該予備選択される配列に対して保存されている。
Nucleic acid template: a double-stranded DNA molecule, a double-stranded RNA molecule, or a hybrid molecule, such as a DNA-RNA or RNA-DNA hybrid, or a single-stranded DNA or RNA molecule.
Conserved: When a nucleotide sequence hybridizes non-randomly with the exact complement of a preselected (reference) sequence, the nucleotide sequence is conserved with respect to the preselected sequence Has been.

相同又は相同性:ポリヌクレオチドと遺伝子又はmRNA配列との間の類似性を示す用語である。例えば、核酸配列は、特定の遺伝子又はmRNA配列と一部的に、又は完全に相同的であってもよい。相同性は、類似するヌクレオチド数の全ヌクレオチド数を占める百分率で示してもよい。   Homology or homology: A term indicating the similarity between a polynucleotide and a gene or mRNA sequence. For example, the nucleic acid sequence may be partially or completely homologous to a particular gene or mRNA sequence. Homology may be expressed as a percentage of the total number of nucleotides that are similar.

相補(Complementary又はComplementarity又はComplementation):前記塩基対の規則(「base pair(bp)」 rule)により結合され、2つのポリヌクレオチドの間に介在するマッチング塩基対(即ち、mRNAとcDNAの配列)を示すための用語である。例えば、配列「5'-A-G-T-3'」は、配列「5'-A-C-T-3'」及び「5'-A-C-U-3'」と相補的である。相補性は、2本のDNA鎖、一本のDNAと一本のRNA鎖又は2本のRNA鎖の間に存在してもよい。相補性は、「部分的(partial)」であってもよく、或いは、「完全(complete)」又は「全体的(total)」であってもよい。幾つかの核酸塩基のみが塩基対合規則によりマッチングされるときに、部分的相補性(partial complementarity又はcomplementation)が現われる。核酸鎖の間に塩基が完全又は完璧にマッチングされるときに、完全又は全体的相補(complete or total complementarity or complementation)が現われる。核酸鎖の間の相補性の度合いは、核酸鎖の間のハイブリダイゼーションの効率及び強度に顕著に影響する。これは、増幅反応及び核酸の間の結合に応じて決める検知方法に特に重要である。相補率(percent complementarity又はcomplementation)は、当該核酸の一本の鎖のうちミスマッチ(mismatch)塩基数の全塩基を占める割合を指す。そのため、50%相補性は、半分の塩基がミスマッチで半分の塩基がマッチングであることを意味する。核酸の2本の鎖の塩基数が異なっても、2本の鎖は、相補することができる。この場合に、相補は、長い鎖の一部と短い鎖の間に発生し、長い鎖の当該部分の鎖には、短い鎖の塩基と対合する塩基に対応する塩基がある。   Complementary (Complementary or Complementarity or Complementation): Matching base pairs (ie, mRNA and cDNA sequences) that are joined by the base pair rule (“base pair (bp)” rule) and intervene between two polynucleotides. It is a term to indicate. For example, the sequence “5′-A-G-T-3 ′” is complementary to the sequences “5′-A-C-T-3 ′” and “5′-A-C-U-3 ′”. Complementarity may exist between two DNA strands, one DNA and one RNA strand, or two RNA strands. Complementarity may be “partial” or may be “complete” or “total”. Partial complementarity or complementation appears when only a few nucleobases are matched by base pairing rules. Complete or total complementarity or complementation appears when bases are perfectly or perfectly matched between nucleic acid strands. The degree of complementarity between nucleic acid strands significantly affects the efficiency and strength of hybridization between nucleic acid strands. This is particularly important for detection methods that depend on the amplification reaction and the binding between nucleic acids. Complementarity (percent complementarity or complementation) refers to the ratio of the total number of mismatched bases in a single strand of the nucleic acid. Thus, 50% complementarity means that half of the bases are mismatched and half of the bases are matched. Even if the number of bases of the two strands of nucleic acid is different, the two strands can be complemented. In this case, complementation occurs between a part of the long chain and the short chain, and there is a base in the part of the long chain corresponding to the base paired with the base of the short chain.

相補的塩基:DNA又はRNAが二本鎖構成を呈する時に、正常に対合するヌクレオチドである。
相補的ヌクレオチド配列(Complementary Nucleotide Sequence):一本鎖DNA又はRNA分子の一つのヌクレオチド配列であり、もう一つの1本鎖分子のヌクレオチド配列と十分に相補的であるので、2本の鎖の間が対応する水素結合により特異的にハイブリダイズする。
Complementary base: A nucleotide that normally pairs when DNA or RNA has a double-stranded structure.
Complementary Nucleotide Sequence: A single nucleotide sequence of a single-stranded DNA or RNA molecule that is sufficiently complementary to the nucleotide sequence of another single-stranded molecule so that it is between two strands. Specifically hybridize through corresponding hydrogen bonds.

ハイブリダイズ(Hybridize及びHybridization):充分に相補的で塩基対合を介して複合体を形成するヌクレオチド配列の間に二本鎖体を形成する。プライマー(又はスプライシングテンプレート)とターゲット(テンプレート)とが「ハイブリダイズ」する時、これらの複合体(又はハイブリッド)が十分に安定してDNAポリメラーゼによるDNA合成開始に必要なプライミング機能(priming function)を提供する。2本の相補的ポリヌクレオチドの間には、競争的に阻害される(competitively inhibited)特異的な、即ち非ランダム的な相互作用(interaction)を有する。   Hybridization (Hybridize and Hybridization): Forms a duplex between nucleotide sequences that are sufficiently complementary and form a complex through base pairing. When a primer (or splicing template) and a target (template) are “hybridized”, these complexes (or hybrids) are sufficiently stable and have a priming function necessary for initiating DNA synthesis by DNA polymerase. provide. Between two complementary polynucleotides, there is a specific, ie non-random, interaction that is competitively inhibited.

転写後遺伝子サイレンシング(Posttranscriptional Gene Silencing):標的遺伝子のmRNA分解又は翻訳抑制の段階でのノックアウト(knockout)又はノックダウン(knockdown)効果であり、通常、外來/ウイルスDNA又はRNAトランスジーン(transgenes)又は低分子抑制性RNAsのいずれかにより引き起こされる。   Posttranscriptional Gene Silencing: Knockout or knockdown effect at the stage of mRNA degradation or translational repression of the target gene, usually outer / viral DNA or RNA transgenes Or caused by either small inhibitory RNAs.

RNA干渉(RNAi):真核生物における転写後遺伝子サイレンシングメカニズムであり、低分子抑制性RNA分子、例えば、microRNA(miRNA)、小ヘアピンRNA(shRNA)及び低分子干渉RNA(siRNA)により引き起こされる。これらの低分子RNA分子は、通常、遺伝子サイレンサーとして、低分子RNAsと完全又は部分的に相補的な細胞内遺伝子の発現を干渉する。   RNA interference (RNAi): a post-transcriptional gene silencing mechanism in eukaryotes, caused by small inhibitory RNA molecules such as microRNA (miRNA), small hairpin RNA (shRNA) and small interfering RNA (siRNA) . These small RNA molecules usually interfere with the expression of intracellular genes that are fully or partially complementary to small RNAs as gene silencers.

遺伝子サイレンシング効果:遺伝子機能が抑制された後の細胞反応であり、細胞周期減衰(cell cycle attenuation)、G0/G1チェックポイント停止(G0/G1-checkpoint arrest)、腫瘍抑制、抗腫瘍形成(anti-tumorigenecity)、癌細胞のアポトーシス、及びその組合せを含むが、それらに限定されない。   Gene silencing effect: Cell response after gene function is suppressed, cell cycle attenuation, G0 / G1-checkpoint arrest, tumor suppression, anti-tumor formation (anti -tumorigenecity), apoptosis of cancer cells, and combinations thereof, but are not limited thereto.

ノンコーディングRNA:細胞内翻訳メカニズムによりペプチド類又はタンパク質を合成できないRNA転写物である。ノンコーディングRNAは、長い及び短い調節性RNA分子、例えば、microRNA(miRNA)、小ヘアピンRNA(shRNA)、低分子干渉RNA(siRNA)及び二本鎖RNA(dsRNA)を含む。これらの調節性RNA分子は、通常、遺伝子サイレンサーとして、ノンコーディングRNAと完全又は部分的に相補的な細胞内遺伝子の発現を干渉する。   Non-coding RNA: RNA transcript that cannot synthesize peptides or proteins by the intracellular translation mechanism. Non-coding RNA includes long and short regulatory RNA molecules such as microRNA (miRNA), small hairpin RNA (shRNA), small interfering RNA (siRNA) and double-stranded RNA (dsRNA). These regulatory RNA molecules usually interfere with the expression of intracellular genes that are fully or partially complementary to the non-coding RNA as gene silencers.

MicroRNA(miRNA):microRNAの配列と部分的に相補的な標的遺伝子転写物(mRNAs)に結合することが可能な一本鎖RNAである。成熟microRNAの通常の長さは、約17〜27個のオリゴヌクレオチドの長さであり、microRNAとその標的mRNA(s)の間の相補性に応じて細胞内のmRNA標的を直接分解し、或いは、ターゲティングされるmRNAのタンパク質翻訳を抑制することができる。天然microRNAsは、ほとんどすべての真核生物に発見され、ウイルス感染に対する防御の役割を果たし、植物及び動物の発育期間に特異性遺伝子発現を調節することができる。原則的には、一つのmicroRNAは、通常、複数の標的mRNAsをターゲティングしてそのすべての機能を実現する一方で、複数のmiRNAsは、同じ遺伝子転写物をターゲティングして遺伝子サイレンシングの効果を強化することができる。   MicroRNA (miRNA): A single-stranded RNA that can bind to target gene transcripts (mRNAs) that are partially complementary to the sequence of microRNA. The normal length of mature microRNA is about 17-27 oligonucleotides in length, directly degrading intracellular mRNA targets depending on the complementarity between the microRNA and its target mRNA (s), or , Protein translation of the targeted mRNA can be suppressed. Natural microRNAs are found in almost all eukaryotes, serve as defenses against viral infections, and can regulate specific gene expression during plant and animal development. In principle, a single microRNA typically targets multiple target mRNAs to achieve all their functions, while multiple miRNAs target the same gene transcript to enhance gene silencing effects can do.

MicroRNA前駆体(Pre-miRNA):ステム・アーム及びステム・ループ領域を含むヘアピン型一本鎖RNAであり、細胞内RNase III Dicerリボ核酸エンドヌクレアーゼと相互作用することで、成熟microRNAの配列と完全又は部分的に相補的な標的遺伝子又は標的遺伝子の特定基をサイレンシングさせることができる一つ又は複数の成熟microRNAs(miRNAs)を生じるためのものである。pre-miRNAのステム・アームは、完璧(100%)又は部分(ミスマッチ)的にハイブリッドする二本鎖体を形成することができ、ステム・ループは、ステム・アーム二本鎖体の一端に連結され、幾つかのアルゴノートタンパク質(AGO)と共にRNA誘導型サイレンシング複合体(RISC)に組み立てるのに必要な環状又はヘアピン-環構造形態を形成する。   MicroRNA precursor (Pre-miRNA): A hairpin-type single-stranded RNA containing stem arms and stem-loop regions that interacts with intracellular RNase III Dicer ribonucleic acid endonuclease to complete the sequence of mature microRNA Or to generate one or more mature microRNAs (miRNAs) that can silence partially complementary target genes or specific groups of target genes. The stem arm of pre-miRNA can form a duplex that hybridizes perfectly (100%) or partially (mismatch), and the stem loop is linked to one end of the stem arm duplex And forms a circular or hairpin-ring structure form necessary for assembly into an RNA-induced silencing complex (RISC) with several Argonaute proteins (AGO).

原核生物によるMicroRNA前駆体(Pro-miRNA):天然microRNA前駆体(pre-miRNA)に類似するが、原核コンピテントセルにおいて、真核プロモーターにより駆動され、人工的組み替えmicroRNAの発現プラスミドから転写される小ヘアピン型RNAである。例えば、pro-miR-302は、構造的にpre-miR-302と同じであるが(図13A及び図13B)、大腸菌DH5αコンピテントセルにおいて、pLVX-Grn-miR302+367又はpLenti-EF1α-RGFP-miR302ベクターから転写される(実例1)。原核細胞は、一般的に、高二次構造を有する短いRNA、例えば真核pre-miRNAを発現しないので、原核生物においてpro-miRNAを生じるには、通常、真核プロモーターにより駆動されるpre-miRNA転写を刺激するために化学誘導剤を添加する必要がある(図2〜図4)。   Prokaryotic MicroRNA Precursor (Pro-miRNA): Similar to natural microRNA precursor (pre-miRNA), but driven in a prokaryotic competent cell by a eukaryotic promoter and transcribed from an artificial recombinant microRNA expression plasmid Small hairpin RNA. For example, pro-miR-302 is structurally identical to pre-miR-302 (FIGS. 13A and 13B), but in E. coli DH5α competent cells, pLVX-Grn-miR302 + 367 or pLenti-EF1α-RGFP Transcribed from the miR302 vector (Example 1). Prokaryotic cells generally do not express short RNAs with high secondary structure, such as eukaryotic pre-miRNAs, so to produce pro-miRNAs in prokaryotes, pre-miRNAs usually driven by eukaryotic promoters Chemical inducers need to be added to stimulate transcription (Figures 2-4).

低分子干渉RNA(siRNA):完璧に塩基対合する約18〜27個のリボヌクレオチド二本鎖体の長さであり、殆ど完璧な相補性を有する標的遺伝子の転写物を分解できる短い二本鎖RNAである。   Small interfering RNA (siRNA): A length of approximately 18-27 ribonucleotide duplexes that are perfectly base-paired and can be used to break down transcripts of target genes with almost perfect complementarity Stranded RNA.

小又は短ヘアピンRNA(shRNA):一対のマッチングされていないサイクリックオリゴヌクレオチドで区切られてヘアピン型構造を形成する部分的又は完全にマッチングするステム・アームヌクレオチド配列を含む一本鎖RNAである。多種の天然miRNAsは、ヘアピン型RNA前駆体、即ち、前駆microRNA(pre-miRNA)から誘導される。   Small or short hairpin RNA (shRNA): A single-stranded RNA comprising a partially or fully matching stem-arm nucleotide sequence that is separated by a pair of unmatched cyclic oligonucleotides to form a hairpin-type structure. A wide variety of natural miRNAs are derived from hairpin RNA precursors, ie, precursor microRNAs (pre-miRNAs).

ベクター:異なる遺伝子環境で移動及び滞在できる組み替え核酸組成物であり、例えば、組み替えDNA(rDNA)が挙げられる。一般的には、別の核酸は、操作可能にそれに連結されている。ベクターは、細胞において自己複製でき、この場合には、ベクター及び連結されるセグメントが複製される。好ましいタイプのベクターは、エピソーム、即ち、染色体外での複製が可能な核酸分子である。好ましいベクターは、自己複製、核酸の発現が可能なベクターである。一つ又は複数のポリペプチドをコードする遺伝子及び/又はノンコーディングRNAの発現を誘導できるベクターは、本文において「発現ベクター」又は「発現コンピテントベクター」と称される。特に重要なベクターは、逆転写酵素を使用して、生成されたmRNAsからcDNAをクローニングできる。ベクターは、ウイルスプロモーターやRNAポリメラーゼII(Pol-II又はpol-2)プロモーター又はその両者、Kozakコンセンサス翻訳開始位(Kozak consensus translation initiation site)、ポリアデニル化シグナル(polyadenylation signals)、複数の制限/クローニングサイト(restriction/cloning site)、pUC複製開始点(pUC origin of replication)、複製コンピテント原核細胞において少なくとも一つの抗生物質薬剤耐性遺伝子を発現するためのSV40初期プロモーター(SV40 early promoter)、哺乳動物細胞において複製するための選択性SV40開始点、及び/又はテトラサイクリン応答因子(tetracycline responsive element)からの成分を含んでもよい。ベクターの構造は、線形又は環形の一本鎖又は二本鎖DNAであってもよく、プラスミド、ウイルスベクター、トランスポゾン、逆トランスポゾン、DNAトランスジーン(DNA transgene)、ジャンピング遺伝子(jumping gene)、及びその組合せからなる群から選択される。   Vector: A recombinant nucleic acid composition that can move and stay in different genetic environments, for example, recombinant DNA (rDNA). In general, another nucleic acid is operably linked to it. The vector can self-replicate in the cell, in which case the vector and the segment to be ligated are replicated. A preferred type of vector is an episome, ie, a nucleic acid molecule capable of extrachromosomal replication. Preferred vectors are those capable of self-replication and nucleic acid expression. Vectors capable of inducing the expression of genes and / or non-coding RNAs encoding one or more polypeptides are referred to herein as “expression vectors” or “expression competent vectors”. A particularly important vector is the ability to clone cDNA from the generated mRNAs using reverse transcriptase. Vectors include viral promoters and RNA polymerase II (Pol-II or pol-2) promoters or both, Kozak consensus translation initiation site, polyadenylation signals, multiple restriction / cloning sites (Restriction / cloning site), pUC origin of replication, SV40 early promoter to express at least one antibiotic drug resistance gene in replication competent prokaryotic cells, in mammalian cells Selective SV40 origins for replication and / or components from tetracycline responsive elements may be included. The vector structure may be linear or circular single or double stranded DNA, including plasmids, viral vectors, transposons, reverse transposons, DNA transgenes, jumping genes, and their Selected from the group consisting of combinations.

プロモーター(Promoter):ポリメラーゼ分子に認識され、又はそれに結合してRNA転写を開始させる核酸である。本発明の目的に応じて、プロモーターは、周知のポリメラーゼ結合サイト、エンハンサー及びその類似体、並びに必要なポリメラーゼによりRNA転写物の合成を開始させることが可能な何れかの配列であってもよい。   Promoter: A nucleic acid that is recognized by or bound to a polymerase molecule to initiate RNA transcription. Depending on the purpose of the invention, the promoter may be any sequence capable of initiating synthesis of RNA transcripts by well-known polymerase binding sites, enhancers and analogs, and the required polymerase.

真核プロモーター:RNA及び/又は遺伝子の転写に必要なものであって、真核RNAポリメラーゼII(pol-2)、pol-2の等価物及び/又はpol-2適合性(pol-2類)ウイルスポリメラーゼにより認識可能な、RNA/遺伝子転写を開始させるための核酸モチーフの配列である。   Eukaryotic promoter: required for transcription of RNA and / or genes, eukaryotic RNA polymerase II (pol-2), pol-2 equivalent and / or pol-2 compatibility (pol-2 class) A sequence of a nucleic acid motif that can be recognized by a viral polymerase to initiate RNA / gene transcription.

RNAポリメラーゼII(Pol-II又はpol-2)プロモーター:真核RNAポリメラーゼII(Pol-II又はpol-2)により認識でき、これにより真核伝令RNAs(mRNAs)及び/又はmicroRNAs(miRNAs)の転写を開始させることができるRNAプロモーターである。例えば、pol-2プロモーターは、哺乳動物RNAプロモーター又はサイトメガロウイルス(CMV)プロモーターであってもよいが、それに限定されない。   RNA polymerase II (Pol-II or pol-2) promoter: Recognized by eukaryotic RNA polymerase II (Pol-II or pol-2), thereby transcription of eukaryotic messenger RNAs (mRNAs) and / or microRNAs (miRNAs) RNA promoter capable of initiating For example, the pol-2 promoter may be, but is not limited to, a mammalian RNA promoter or a cytomegalovirus (CMV) promoter.

RNAポリメラーゼII(Pol-II又はpol-2)等価物:哺乳動物RNAポリメラーゼII(Pol-II又はpol-2)及びPol-II適合性(pol-2類)ウイルスRNAポリメラーゼからなる群から選択される真核転写メカニズムである。   RNA polymerase II (Pol-II or pol-2) equivalent: selected from the group consisting of mammalian RNA polymerase II (Pol-II or pol-2) and Pol-II compatible (pol-2 class) viral RNA polymerase Eukaryotic transcription mechanism.

Pol-II適合性(pol-2類)ウイルスプロモーター:真核pol-2又はpol-2等価物転写メカニズムにより遺伝子及び/又はRNA発現を開始させることができるウイルスRNAプロモーターである。例えば、pol-2類ウイルスプロモーターは、サイトメガロウイルス(CMV)プロモーター又はレトロウイルス長末端反復配列(LTR)プロモーターであってもよいが、それに限定されない。   Pol-II compatible (pol-2 class) viral promoter: A viral RNA promoter that can initiate gene and / or RNA expression by a eukaryotic pol-2 or pol-2 equivalent transcription mechanism. For example, the pol-2 family virus promoter may be, but is not limited to, a cytomegalovirus (CMV) promoter or a retroviral long terminal repeat (LTR) promoter.

シストロン:DNA分子において、アミノ酸の残基配列をコードし、上流及び下流DNA発現制御因子を含むヌクレオチド配列である。
イントロン切除:RNAの処理、成熟及び分解の役割を果たす細胞メカニズムであり、RNAスプライシング、エクソソーム消化、ナンセンス変異依存分解(NMD)処理及びその組合せを含む。
Cistron: A nucleotide sequence that encodes an amino acid residue sequence and includes upstream and downstream DNA expression control elements in a DNA molecule.
Intron excision: A cellular mechanism that plays a role in RNA processing, maturation and degradation, including RNA splicing, exosome digestion, nonsense mutation-dependent degradation (NMD) treatment and combinations thereof.

RNA処理(RNA processing):細胞内メカニズムであり、RNAの成熟、修飾、及び分解の役割を果たし、RNAスプライシング、イントロン切除、エクソソーム消化(exosome digestion)、ナンセンス変異依存分解(nonsense-mediated decay、NMD)、RNAエディティング、RNA処理及びその組合せを含む。   RNA processing: An intracellular mechanism that plays a role in RNA maturation, modification, and degradation; RNA splicing, intron excision, exosome digestion, nonsense-mediated decay (NMD) ), RNA editing, RNA processing and combinations thereof.

標的細胞:体細胞、組織、幹細胞、生殖系細胞、奇形腫細胞、腫瘍細胞、癌細胞及びその組合せからなる群から選択される単一又は複数のヒト細胞である。
癌組織:皮膚癌、前立腺癌、乳癌、肝癌、肺癌、脳腫瘍/脳癌、リンパ腫、白血病及びその組合せからなる群から誘導される新生物性組織(neoplastic tissue)である。
Target cell: a single or multiple human cells selected from the group consisting of somatic cells, tissues, stem cells, germline cells, teratomas cells, tumor cells, cancer cells and combinations thereof.
Cancer tissue: Neoplastic tissue derived from the group consisting of skin cancer, prostate cancer, breast cancer, liver cancer, lung cancer, brain tumor / brain cancer, lymphoma, leukemia and combinations thereof.

発現コンピテントベクター:プラスミド、ウイルスベクター、トランスポゾン、レトロトランスポゾン、DNAトランスジーン、ジャンピング遺伝子及びその組合せからなる群から選択される線形又は円形の一本鎖又は二本鎖DNAである。   Expression competent vectors: linear or circular single-stranded or double-stranded DNA selected from the group consisting of plasmids, viral vectors, transposons, retrotransposons, DNA transgenes, jumping genes and combinations thereof.

抗生物質抗性遺伝子:ペニシリンG(penicillin G)、ストレプトマイシン(streptomycin)、アンピシリン(ampicillin(Amp))、ネオマイシン(neomycin)、G418、カナマイシン(kanamycin)、エリスロマイシン(erythromycin)、パロマイシン(paromycin)、フォフォマイシン(phophomycin)、スペクチノマイシン(spectromycin)、テトラサイクリン(tetracycline(Tet))、ドキシサイクリン(doxycycline(Dox))、リファンピシン(rifapicin)、アムホテリシン素B(amphotericin B)、ゲンタマイシン(gentamycin)、クロラムフェニコール(chloramphenicol)、セファロチン(cephalothin)、タイロシン(tylosin)及びその組合せからなる群から選択される抗生物質を分解できる遺伝子である。   Antibacterial genes for antibiotics: penicillin G, streptomycin, ampicillin (Amp), neomycin, G418, kanamycin, erythromycin, paromycin, fomycin (Phophomycin), spectromycin, tetracycline (Tet), doxycycline (Dox), rifampicin, amphotericin B, gentamycin, chloramphenicol ( A gene capable of degrading an antibiotic selected from the group consisting of chloramphenicol, cephalothin, tylosin and combinations thereof.

制限/クローニングサイト:酵素分解を制限するためのDNAモチーフであり、AatII、AccI、AflII/III、AgeI、ApaI/LI、AseI、Asp718I、BamHI、BbeI、BclI/II、BglII、BsmI、Bsp120I、BspHI/LU11I/120I、BsrI/BI/GI、BssHII/SI、BstBI/U1/XI、ClaI、Csp6I、DpnI、DraI/II、EagI、Ecl136II、EcoRI/RII/47III/RV、EheI、FspI、HaeIII、HhaI、HinPI、HindIII、HinfI、HpaI/II、KasI、KpnI、MaeII/III、MfeI、MluI、MscI、MseI、NaeI、NarI、NcoI、NdeI、NgoMI、NotI、NruI、NsiI、PmlI、Ppu10I、PstI、PvuI/II、RsaI、SacI/II、SalI、Sau3AI、SmaI、SnaBI、SphI、SspI、StuI、TaiI、TaqI、XbaI、XhoI、XmaIの分解サイトを含むが、それらに限定されない。   Restriction / cloning site: DNA motif to restrict enzymatic degradation, AatII, AccI, AflII / III, AgeI, ApaI / LI, AseI, Asp718I, BamHI, BbeI, BclI / II, BglII, BsmI, Bsp120I, BspHI / LU11I / 120I, BsrI / BI / GI, BssHII / SI, BstBI / U1 / XI, ClaI, Csp6I, DpnI, DraI / II, EagI, Ecl136II, EcoRI / RII / 47III / RV, EheI, FspI, HaeIII, HhaI , HinPI, HindIII, HinfI, HpaI / II, KasI, KpnI, MaeII / III, MfeI, MluI, MscI, MseI, NaeI, NarI, NcoI, NdeI, NgoMI, NotI, NruI, NsiI, PmlI, Ppu10I, PstI, PvI Including, but not limited to, / II, RsaI, SacI / II, SalI, Sau3AI, SmaI, SnaBI, SphI, SspI, StuI, TaiI, TaqI, XbaI, XhoI, XmaI.

遺伝子送達:ポリソーム(polysomal)トランスフェクション、リポソーム(liposomal)トランスフェクション、化学トランスフェクション、電気穿孔法、ウイルス感染、DNA組み替え、トランスポゾン挿入、ジャンピング遺伝子挿入、マイクロインジェクション、遺伝子銃による貫入、及びその組合せからなる群から選択される遺伝子工学方法である。   Gene delivery: from polysomal transfection, liposomal transfection, chemical transfection, electroporation, viral infection, DNA recombination, transposon insertion, jumping gene insertion, microinjection, gene gun penetration, and combinations thereof A genetic engineering method selected from the group consisting of

遺伝子工学:DNAの制限酵素反応と接合反応、相同性遺伝子の組替え、トランスジーンの組み込み、トランスポゾンの挿入、ジャンピング遺伝子の組み込み、レトロウイルス感染、及びその組合せからなる群から選択されるDNA組替え方法である。   Genetic engineering: DNA recombination method selected from the group consisting of DNA restriction enzyme reaction and conjugation reaction, homologous gene recombination, transgene integration, transposon insertion, jumping gene integration, retroviral infection, and combinations thereof is there.

細胞周期調節因子:細胞分裂及び増殖速度の制御に関与する細胞遺伝子であり、CDK2、CDK4、CDK6、サイクリン、BMI-1、p14/p19Arf、p15Ink4b、p16Ink4a、p18Ink4c、p21Cip1/Waf1及びp27Kip1及びその組合せを含むが、それらに限定されない。   Cell cycle regulator: a cellular gene involved in the control of cell division and proliferation rate, CDK2, CDK4, CDK6, cyclin, BMI-1, p14 / p19Arf, p15Ink4b, p16Ink4a, p18Ink4c, p21Cip1 / Waf1 and p27Kip1 and combinations thereof Including, but not limited to.

腫瘍抑制効果:細胞の抗腫瘍及び/又は抗癌メカニズム及び反応であり、細胞周期減衰、細胞周期停止、腫瘍細胞成長の抑制、細胞の腫瘍発生性の抑制、腫瘍/癌細胞の形質転換の抑制、腫瘍/癌細胞のアポトーシスの誘導、正常な細胞の回復の誘導、高度悪性な癌細胞からより良性の低度状態への再プログラム(腫瘍の消退)及びその組合せを含むが、それらに限定されない。   Tumor suppressive effect: cell antitumor and / or anticancer mechanism and reaction, cell cycle attenuation, cell cycle arrest, tumor cell growth inhibition, cell tumorigenesis inhibition, tumor / cancer cell transformation inhibition Including, but not limited to, induction of apoptosis of tumor / cancer cells, induction of normal cell recovery, reprogramming of highly malignant cancer cells to a benign low-grade condition (tumor regression) and combinations thereof .

癌治療効果:薬物治療により生じる細胞反応及び/又は細胞メカニズムであり、発癌性遺伝子発現の抑制、癌細胞増殖の抑制、癌細胞の侵入及び/又は遷移の抑制、癌転移の抑制、癌細胞死の誘導、腫瘍/癌形成の予防、癌再発の予防、癌進行の抑制、損傷組織の細胞修復、高度悪性な癌からより良性の低度状態への再プログラム(癌の消退/緩和)及びその組合せを含むが、それらに限定されない。   Cancer therapeutic effect: Cell response and / or cell mechanism caused by drug treatment, suppression of oncogenic gene expression, suppression of cancer cell proliferation, suppression of cancer cell invasion and / or transition, suppression of cancer metastasis, cancer cell death Induction, prevention of tumor / carcinogenesis, prevention of cancer recurrence, suppression of cancer progression, cell repair of damaged tissue, reprogramming from advanced malignant cancer to more benign low-grade condition (cancer regression / mitigation) and its Including, but not limited to, combinations.

遺伝子サイレンシング効果:遺伝子機能が抑制された後の細胞反応であり、発癌性遺伝子発現の抑制、細胞増殖の抑制、細胞周期停止、腫瘍の抑制、癌の消退、癌の予防、細胞のアポトーシス、細胞の修復及び/又は回復、細胞の再プログラム、病気細胞から比較的に正常な状態への再プログラム(自発的な治癒)及びその組合せを含むが、それらに限定されない。   Gene silencing effect: Cell response after suppression of gene function, suppression of oncogenic gene expression, suppression of cell proliferation, cell cycle arrest, tumor suppression, cancer regression, cancer prevention, cell apoptosis, This includes, but is not limited to, cell repair and / or recovery, cell reprogramming, reprogramming of diseased cells to a relatively normal state (spontaneous healing), and combinations thereof.

癌の逆転:生体外、インビトロ又は生体内において高度な癌の悪性特性を比較的に正常様低度状態へ回復させる再プログラムメカニズムである。
標的細胞:体細胞、組織、幹細胞、生殖系細胞、奇形腫細胞、腫瘍細胞、癌細胞及びその組合せからなる群から選択される単一又は複数のヒト細胞である。
Cancer reversal: A reprogramming mechanism that restores advanced cancer malignant properties to a relatively normal, low-grade state in vitro, in vitro or in vivo.
Target cell: a single or multiple human cells selected from the group consisting of somatic cells, tissues, stem cells, germline cells, teratomas cells, tumor cells, cancer cells and combinations thereof.

癌組織:皮膚癌、前立腺癌、乳癌、肝癌、肺癌、脳腫瘍/脳癌、リンパ腫、白血病及びその組合せからなる群から誘導される新生物性組織である。
転写誘導剤:原核細胞においてpol-2又はpol-2類プロモーターにより真核RNA及び/又は遺伝子転写を誘導及び/又は強化できる化学剤である。例えば、転写誘導剤は、MOPS、エタノール、グリセリン及びその機能類似体、例えば、2-(N-モルフォリノ)エタンスルホン酸(MES)、4-(2-ヒドロキシエチル)-1-ピペラジンエタンスルホン酸(HEPES)及びマンニトール又はその混合物に類似する化学構造を含むが、それらに限定されない。
Cancer tissue: Neoplastic tissue derived from the group consisting of skin cancer, prostate cancer, breast cancer, liver cancer, lung cancer, brain tumor / brain cancer, lymphoma, leukemia and combinations thereof.
Transcription inducer: A chemical agent that can induce and / or enhance eukaryotic RNA and / or gene transcription by a pol-2 or pol-2 family promoter in prokaryotic cells. For example, transcription inducers include MOPS, ethanol, glycerin and functional analogs thereof such as 2- (N-morpholino) ethanesulfonic acid (MES), 4- (2-hydroxyethyl) -1-piperazine ethanesulfonic acid ( HEPES) and chemical structures similar to mannitol or mixtures thereof, including but not limited to.

抗体:予備選択される保存ドメイン構造を有し、予備選択されるリガンドに結合可能な受容体をコードするペプチド類又はタンパク質分子である。
医薬及び/又は治療応用:診断、幹細胞の生成、幹細胞の研究及び/又は療法の開発、組織/器官の修復及び/又は回復、傷口の治癒処理、腫瘍の抑制、癌の治療及び/又は予防、疾患の治療、薬物の製造及びその組合せに用いられる生物医学的用途、装置及び/又は設備である。
Antibody: Peptides or protein molecules that encode a receptor having a preselected conserved domain structure and capable of binding to a preselected ligand.
Medicinal and / or therapeutic applications: diagnosis, stem cell generation, stem cell research and / or therapy development, tissue / organ repair and / or recovery, wound healing, tumor suppression, cancer treatment and / or prevention, Biomedical applications, devices and / or equipment used in disease treatment, drug production and combinations thereof.

B. 組成物及びその応用
生体外、インビトロ及び生体内においてヒト癌の悪性特性を低度良性又は正常様状態に再プログラムできる原核生物により生じる新規なmicroRNA前駆体(pro-miRNAs)を製造する組成物及び方法であり、当該組成物は、(a)3-モルフォリノプロパン-1-スルホン酸(MOPS)、エタノールやグリセリン又はその混合物に類似する構造を含有する少なくとも一つの化学誘導剤と、(b)真核pol-2及び/又はpol-2類プロモーターにより駆動される転写を介した少なくとも一つのpre-miRNAコーディング遺伝子を含む複数の原核細胞と、を含み、(a)及び(b)は、原核細胞内にコードされるpre-miRNAを生じるように、当該遺伝子発現が誘導される条件で混合される。化学誘導剤は、原核生物における真核プロモーターにより駆動されるRNA転写を刺激できることに注意しなければならない。
B. Compositions and their applications Compositions to produce novel microRNA precursors (pro-miRNAs) produced by prokaryotes that can reprogram the malignant characteristics of human cancers to a low benign or normal-like state in vitro, in vitro and in vivo. And (a) at least one chemical inducer containing a structure similar to 3-morpholinopropane-1-sulfonic acid (MOPS), ethanol or glycerin or mixtures thereof; b) a plurality of prokaryotic cells comprising at least one pre-miRNA coding gene via transcription driven by a eukaryotic pol-2 and / or pol-2 family promoter, and (a) and (b) , Mixed under conditions that induce the gene expression to produce pre-miRNA encoded in prokaryotic cells. It should be noted that chemical inducers can stimulate RNA transcription driven by eukaryotic promoters in prokaryotes.

原則的には、本発明は、間違った傾向の原核プロモーターを使用したり、手間がかかり、かつコストが高いハイブリドーマ又は哺乳動物細胞をインキュベートする必要がなく、原核生物の迅速な適応を誘導することで真核pol-2及びpol-2類プロモーターを使用して特定の必要なmicroRNA前駆体(pre-miRNA)を直接発現するための新規な組成物の設計及びその適用可能な策略を提供する。   In principle, the present invention induces rapid adaptation of prokaryotes without the need to use a prone prokaryotic promoter with the wrong tendency or to incubate complicated and costly hybridoma or mammalian cells. Provide a novel composition design and its applicable strategies for directly expressing specific required microRNA precursors (pre-miRNA) using eukaryotic pol-2 and pol-2 family promoters.

当該原核生物は、細菌細胞の菌株、特に大腸菌(E. coli)であり、当該化学誘導剤は、3-モルフォリノプロパン-1-スルホン酸(MOPS)、エタノールやグリセリン又はその混合物であることが好ましい。当該真核プロモーターは、EF1αのような真核pol-2プロモーター、又はサイトメガロウイルス(CMV)プロモーターやレトロウイルスの長末端反復配列(LTR)プロモーターのようなpol-2適合性(pol-2類)ウイルスプロモーターであることも好ましい。当該真核プロモーターを介したpre-miRNAコーディング遺伝子は、ノンコーディングやタンパク質コードRNA転写物又はその両者(例えば、イントロンを含む遺伝子転写物)をコードする。ノンコーディングやタンパク質コードRNA転写物又はその両者(例えば、イントロンを含む遺伝子転写物)は、microRNA(miRNA)、小ヘアピンRNA(shRNA)、低分子干渉RNA(siRNA)、伝令RNA(mRNA)及びその前駆体並びにshRNA/siRNA相同物及びその組合せからなる群から選択される。タンパク質コードRNAは、遺伝子コーディング酵素、成長因子、抗体、インシュリン、ボツリヌストキシン(botox)、機能タンパク質及び/又はその類似体並びにその組合せからなる群から選択できるが、それらに限定されない。当該pre-miRNAコーディング遺伝子の発現を誘導するための当該条件は、細菌インキュベート条件であり、例えば、37℃で前記化学誘導剤が添加されたLuria-Bertani(LB)培養液であることが好ましい。   The prokaryote is a bacterial cell strain, in particular E. coli, and the chemical inducer may be 3-morpholinopropane-1-sulfonic acid (MOPS), ethanol or glycerin or a mixture thereof. preferable. The eukaryotic promoter may be a eukaryotic pol-2 promoter such as EF1α, or a pol-2 compatible (pol-2 class such as a cytomegalovirus (CMV) promoter or a retroviral long terminal repeat (LTR) promoter). It is also preferred that it is a viral promoter. The pre-miRNA coding gene via the eukaryotic promoter encodes non-coding and / or protein-encoding RNA transcripts (for example, gene transcripts containing introns). Non-coding and protein-encoding RNA transcripts or both (eg, gene transcripts containing introns) include microRNA (miRNA), small hairpin RNA (shRNA), small interfering RNA (siRNA), messenger RNA (mRNA) and the like Selected from the group consisting of precursors and shRNA / siRNA homologues and combinations thereof. The protein-encoding RNA can be selected from, but not limited to, the group consisting of gene-encoding enzymes, growth factors, antibodies, insulin, botulinum toxins (botox), functional proteins and / or analogs thereof, and combinations thereof. The conditions for inducing the expression of the pre-miRNA coding gene are bacterial incubation conditions, for example, preferably a Luria-Bertani (LB) culture solution to which the chemical inducer is added at 37 ° C.

本発明又は出願書類は、少なくとも一つのカラーグラフを含む。申請して必要な費用を払った後、USPTOは、カラーグラフを有する本発明又は特許公開出願のコピーを提供する。   The present invention or application document includes at least one color graph. After applying and paying the necessary costs, the USPTO will provide a copy of the invention or patent publication application with a color graph.

本発明を説明するために、図面を特別に参考するが、本発明を限定するものではない。以下のように説明する   For the purpose of illustrating the invention, reference is made to the drawings which are not intended to limit the invention. Explain as follows

図1A及び図1Bは、真核プロモーターにより駆動される発現ベクター組成物(1A)及び原核生物においてRNA転写物及び/又はタンパク質の発生に用いるその発現メカニズム(1B)を示す。本発明を検証するために、新しいpLenti-EF1α-RGFP-miR302ベクター(図1A)は、MOPS、グリセリン及び/又はエタノールの刺激で大腸菌DH5αコンピテントセルを形質転換させてRGFPタンパク質及びmiR-302sとその前駆体(pre-miR-302s)を製造するための実例組成物とされる。pLenti-EF1α-RGFP-miR302は、本発明者により設計され、原核生物及び真核生物の両者において各種のmicroRNAs/shRNAs、mRNAs及び/又はタンパク質/ペプチド類を発現するレンチウイルスプラスミドベクターである。本発明に述べられるとおり、記載されるメカニズム(1B)によって、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者は、miR-302の代わりに何れかのmicroRNA/shRNAを使用し、あるいはRGFPの代わりに何れかのmRNA/タンパク質を使用することが容易である。黒い矢印は、原核及び真核細胞の両者に現われる経路を示し、ブランク矢印は、真核細胞のみに現われるステップを示す。FIG. 1A and FIG. 1B show an expression vector composition (1A) driven by a eukaryotic promoter and its expression mechanism (1B) used for the generation of RNA transcripts and / or proteins in prokaryotes. In order to verify the present invention, the new pLenti-EF1α-RGFP-miR302 vector (FIG. 1A) was transformed into E. coli DH5α competent cells with MOPS, glycerin and / or ethanol stimulation to produce RGFP protein and miR-302s. An example composition for producing the precursor (pre-miR-302s). pLenti-EF1α-RGFP-miR302 is a lentiviral plasmid vector designed by the present inventor and expressing various microRNAs / shRNAs, mRNAs and / or proteins / peptides in both prokaryotes and eukaryotes. As described in the present invention, by the mechanism (1B) described, one with ordinary knowledge in the field of technology to which the present invention belongs will use either microRNA / shRNA instead of miR-302 or RGFP It is easy to use any mRNA / protein instead of. Black arrows indicate pathways that appear in both prokaryotic and eukaryotic cells, and blank arrows indicate steps that appear only in eukaryotic cells. 図2は、0.1%(v/v)MOPS及び0.05%(v/v)グリセリンの混合物により処理され(左)、又は処理されていない(右)細菌をインキュベートする培養液の結果を示す。大腸菌コンピテントセルが化学誘導剤による処理前にpLenti-EF1α-RGFP-miR302により形質転換された。FIG. 2 shows the results of cultures incubating bacteria treated with a mixture of 0.1% (v / v) MOPS and 0.05% (v / v) glycerin (left) or untreated (right). E. coli competent cells were transformed with pLenti-EF1α-RGFP-miR302 prior to treatment with chemical inducers. 図3は、異なる細菌凝集塊(pellets)が0.1%(v/v)MOPSにより処理された後の結果を示す。大腸菌コンピテントセルがMOPSによる処理前にpLVX-Grn-miR302+367(緑色)又はpLenti-EF1α-RGFP-miR302(赤色)により形質転換された。FIG. 3 shows the results after different bacterial pellets were treated with 0.1% (v / v) MOPS. E. coli competent cells were transformed with pLVX-Grn-miR302 + 367 (green) or pLenti-EF1α-RGFP-miR302 (red) before treatment with MOPS. 図4は、大腸菌コンピテントセルにおけるpol-2プロモーターにより駆動される遺伝子発現の誘導に対する各種の化学誘導剤の誘導性を示す。被検化学品の全てにおいて、最も強力な誘導剤の3つは、MOPS、グリセリン及びエタノールである。使用される化学品の濃度は、約0.001%〜4%の範囲にあってもよく、最も好ましくは0.01%〜1%である。FIG. 4 shows the inducibility of various chemical inducers for the induction of gene expression driven by the pol-2 promoter in E. coli competent cells. In all of the test chemicals, three of the most potent inducers are MOPS, glycerin and ethanol. The concentration of chemical used may be in the range of about 0.001% to 4%, most preferably 0.01% to 1%. 図5は、MOPS、グリセリン及びエタノールによりそれぞれ誘導される赤色RGFPタンパク質発現のウェスタンブロット法による結果を示す。細菌RuvBタンパク質は、ハウスキーピング標準として用いられ、検知されるRGFP発現を標準化する。ブランク大腸菌細胞から抽出される(即ち、ベクターにより形質転換されていない)タンパク質は、陰性対照として用いられる。FIG. 5 shows the Western blot results of red RGFP protein expression induced by MOPS, glycerin and ethanol, respectively. Bacterial RuvB protein is used as a housekeeping standard to normalize detected RGFP expression. Protein extracted from blank E. coli cells (ie, not transformed with the vector) is used as a negative control. 図6は、MOPS、グリセリン及びエタノールによりそれぞれ誘導されるmiR-302ファミリークラスター(約700nt)及び誘導前駆体(1〜4個のヘアピンを有するpre-miR-302s)の発現のノーザンブロット法による結果を示す。ブランク大腸菌細胞から抽出されるRNAは、陰性対照として用いられる。FIG. 6 shows the northern blot results of miR-302 family cluster (about 700 nt) and induced precursors (pre-miR-302s with 1 to 4 hairpins) induced by MOPS, glycerin and ethanol, respectively. Indicates. RNA extracted from blank E. coli cells is used as a negative control. 図7は、細菌コンピテントセルの抽出物(BE)から分離されるmiR-302及び/又はpre-miR-302を用いるiPSCの生成を示す。それは、図6に示すようなノーザンブロット解析により実証された。報告されるように、miR-302再プログラムiPSCs(或いは、mirPSCsと称される)は球様細胞群を形成し、強いOct4を標準hESCマークとして発現する。FIG. 7 shows the generation of iPSCs using miR-302 and / or pre-miR-302 isolated from bacterial competent cell extracts (BE). It was demonstrated by Northern blot analysis as shown in FIG. As reported, miR-302 reprogrammed iPSCs (also referred to as mirPSCs) form a cluster of spherical cells and express strong Oct4 as a standard hESC mark. 図8は、細菌コンピテントセルの抽出物(BE)から分離されるmiR-302及び/又はpre-miR-302により誘導されるOct4及びSox2遺伝子プロモーターの全体的なDNAデスメチル化を示す。これは、図6に示すようなノーザンブロット解析により検証された。Simonsson及びGurdon(Nat Cell Biol. 6, 984-990, 2004)が論証したように、全体的なDNAデスメチル化及びOct4の発現という2つの現象は、いずれも体細胞を再プログラムしてiPSCsを形成するのに必要である。FIG. 8 shows the overall DNA desmethylation of the Oct4 and Sox2 gene promoters induced by miR-302 and / or pre-miR-302 isolated from bacterial competent cell extracts (BE). This was verified by Northern blot analysis as shown in FIG. As demonstrated by Simonsson and Gurdon (Nat Cell Biol. 6, 984-990, 2004), the two phenomena of global DNA desmethylation and Oct4 expression both reprogram somatic cells to form iPSCs. It is necessary to do. 図9は、ヒト肝癌細胞株HepG2がmiR-302によるトランスフェクションに応じる生体外腫瘍形成性分析を示す。miR-302によるトランスフェクションの後に得られる細胞は、mirPS-HepG2とマーキングされ、その癌細胞特性が誘導多能性幹細胞(iPSC)様状態に変化することを示す。miR-302によるトランスフェクション前後の形態及び細胞周期速度の変化を比較する。細胞形態に対するフローサイトメトリー分析のピークグラフ(n=3、p<0.01)により細胞周期段階に対する各細胞のDNA含有量を示す。FIG. 9 shows an in vitro tumorigenicity analysis in which the human liver cancer cell line HepG2 responds to transfection with miR-302. Cells obtained after transfection with miR-302 are marked as mirPS-HepG2, indicating that their cancer cell properties change to an induced pluripotent stem cell (iPSC) -like state. Compare the changes in morphology and cell cycle rate before and after transfection with miR-302. The peak graph of flow cytometry analysis on cell morphology (n = 3, p <0.01) shows the DNA content of each cell relative to the cell cycle stage. 図10A及び図10Bは、合成標準uDNA(Sigma-Genosysに由来する)及びpLenti-EF1α-RGFP-miR302形質転換大腸菌細胞から分離される新しく抽出されるpro-miR-302sを用いたHPLC精製及び分析の結果を示す。標準uDNAは、天然pre-miR-302a、即ち、5'-CCACCACUUA AACGUGGAUG UACUUGCUUU GAAACUAAAG AAGUAAGUGC UUCCAUGUUU UGGUGAUGG-3'(SEQ.ID.NO.4)に相当するように設計される。Figures 10A and 10B show HPLC purification and analysis using synthetic standard uDNA (derived from Sigma-Genosys) and freshly extracted pro-miR-302s isolated from pLenti-EF1α-RGFP-miR302 transformed E. coli cells The results are shown. The standard uDNA is designed to correspond to natural pre-miR-302a, ie 5′-CCACCACUUA AACGUGGAUG UACUUGCUUU GAAACUAAAG AAGUAAGUGC UUCCAUGUUU UGGUGAUGG-3 ′ (SEQ.ID.NO.4). 図11A及び図11Bは、ブランク大腸菌コンピテントセル又はpLenti-EF1α-RGFP-miR302(RGFP-miR302)トランスフェクション細胞から抽出される低分子RNAを用いたmicroRNA(miRNA)マイクロアレイ解析の結果を示す。抽出される低分子RNAは、図10Bの緑色マークの領域に示すように、HPLCによりさらに精製される。図11Aは、ブランク大腸菌細胞に由来するRNAがmicroRNAを殆ど呈しないことを示す(緑色のスポットは、統計的に顕著ではないことを意味し、赤色のスポットは、陽性の結果を示す)。これは、原核生物がmicroRNAの発現及び処理に必要な若干の必須酵素、例えばPol-2、Drosha及びRNase III Dicerを有していないからである。また、原核RNAポリメラーゼは、高二次構造を有する低分子RNA、例えばヘアピン型pre-miRNAs及びshRNAsを効率よく転写しない。そのため、図11Bに示すように、発明者は、本発明のみにより原核細胞における特定のmicroRNAsの発現、例えば、miR-302a、a*、b、b*、c、c*、d及びd*を刺激できる。原核細胞がDicerを有していないので、すべてのmicroRNAsは、その前駆体構造形態、例えば、pri-miRNA(4ヘアピンのクラスター)及び/又はpre-miRNA(1ヘアピンの前駆体)を呈するように保持される。したがって、図10B及び11Bの結果から、(1)RGFP-miR302トランスフェクション細胞から抽出される低分子RNAは純粋なmiR-302前駆体を主に含有することと、(2)大腸菌コンピテントセルには、その他の種類のmicroRNA汚染が殆どないこと、という2つの事実が既に確定された。FIG. 11A and FIG. 11B show the results of microRNA (miRNA) microarray analysis using small RNA extracted from blank E. coli competent cells or pLenti-EF1α-RGFP-miR302 (RGFP-miR302) transfected cells. The extracted small RNA is further purified by HPLC as shown in the green mark area of FIG. 10B. FIG. 11A shows that RNA from blank E. coli cells exhibits very little microRNA (green spots mean not statistically significant, red spots indicate positive results). This is because prokaryotes do not have some essential enzymes required for microRNA expression and processing, such as Pol-2, Drosha and RNase III Dicer. Prokaryotic RNA polymerase does not efficiently transcribe small RNAs having a high secondary structure, such as hairpin pre-miRNAs and shRNAs. Therefore, as shown in FIG.11B, the inventor can express the expression of specific microRNAs in prokaryotic cells only by the present invention, for example, miR-302a, a *, b, b *, c, c *, d and d *. I can stimulate. Since prokaryotic cells do not have Dicer, all microRNAs will present their precursor structural form, for example, pri-miRNA (4 hairpin clusters) and / or pre-miRNA (1 hairpin precursor) Retained. Therefore, from the results of FIGS. 10B and 11B, (1) small RNA extracted from RGFP-miR302 transfected cells mainly contains pure miR-302 precursor and (2) E. coli competent cells Two facts have already been established that there is almost no other type of microRNA contamination. 図12は、ブランク大腸菌コンピテントセル(第1組、図11Aに示すように)又はpLenti-EF1α-RGFP-miR302トランスフェクション細胞(第2組、図11Bに示すように)から抽出される発現microRNAのリストを示す。500より小さいシグナルは統計的に顕著ではなく(図11A及び11Bにおける緑色に示す)、それは、低コピー数の発現又はハイバックグラウンドによって引き起こされる可能性がある。FIG. 12 shows expressed microRNA extracted from blank E. coli competent cells (first set, as shown in FIG. 11A) or pLenti-EF1α-RGFP-miR302 transfected cells (second set, as shown in FIG. 11B). A list of Signals below 500 are not statistically significant (shown in green in FIGS. 11A and 11B), which can be caused by low copy number expression or high background. 図13A及び図13Bは、miR-302ファミリークラスター(13A)及び個別のpro-miR-302a、pro-miR-302b、pro-miR-302c及びpro-miR-302dの配列(13B)のシーケンシング結果を示す。miR-302ファミリークラスター(=pri-miR-302)の結果は、5'-AAUUUUUUUC UUCUAAAGUU AUGCCAUUUU GUUUUCUUUC UCCUCAGCUC UAAAUACUCU GAAGUCCAAA GAAGUUGUAU GUUGGGUGGG CUCCCUUCAA CUUUAACAUG GAAGUGCUUU CUGUGACUUU AAAAGUAAGU GCUUCCAUGU UUUAGUAGGA GUGAAUCCAA UUUACUUCUC CAAAAUAGAA CACGCUAACC UCAUUUGAAG GGAUCCCCUU UGCUUUAACA UGGGGGUACC UGCUGUGUGA AACAAAAGUA AGUGCUUCCA UGUUUCAGUG GAGGUGUCUC CAAGCCAGCA CACCUUUUGU UACAAAAUUU UUUUGUUAUU GUGUUUUAAG GUUACUAAGC UUGUUACAGG UUAAAGGAUU CUAACUUUUU CCAAGACUGG GCUCCCCACC ACUUAAACGU GGAUGUACUU GCUUUGAAAC UAAAGAAGUA AGUGCUUCCA UGUUUUGGUG AUGGUAAGUC UUCUUUUUAC AUUUUUAUUA UUUUUUUAGA AAAUAACUUU AUUGUAUUGA CCGCAGCUCA UAUAUUUAAG CUUUAUUUUG UAUUUUUACA UCUGUUAAGG GGCCCCCUCU ACUUUAACAU GGAGGCACUU GCUGUGACAU GACAAAAAUA AGUGCUUCCA UGUUUGAGUG UGGUGGUUCC UACCUAAUCA GCAAUUGAGU UAACGCCCAC ACUGUGUGCA GUUCUUGGCU ACAGGCCAUU ACUGUUGCUA-3'(SEQ.ID.NO.5)であり、pro-miR-302a、pro-miR-302b、pro-miR-302c及びpro-miR-302dの個別の配列は、それぞれ5'-CCACCACUUA AACGUGGAUG UACUUGCUUU GAAACUAAAG AAGUAAGUGC UUCCAUGUUU UGGUGAUGG-3'(SEQ.ID.NO.6)、5'-GCUCCCUUCA ACUUUAACAU GGAAGUGCUU UCUGUGACUU UAAAAGUAAG UGCUUCCAUG UUUUAGUAGG AGU-3'(SEQ.ID.NO.7)、5'-CCUUUGCUUU AACAUGGGGG UACCUGCUGU GUGAAACAAA AGUAAGUGCU UCCAUGUUUC AGUGGAGG-3'(SEQ.ID.NO.8)及び5'-CCUCUACUUU AACAUGGAGG CACUUGCUGU GACAUGACAA AAAUAAGUGC UUCCAUGUUU GAGUGUGG-3'(SEQ.ID.NO.9)である。Figures 13A and 13B show the sequencing results for the miR-302 family cluster (13A) and the individual pro-miR-302a, pro-miR-302b, pro-miR-302c and pro-miR-302d sequences (13B). Indicates. miR-302 family cluster (= pri-miR-302) results, 5'-AAUUUUUUUC UUCUAAAGUU AUGCCAUUUU GUUUUCUUUC UCCUCAGCUC UAAAUACUCU GAAGUCCAAA GAAGUUGUAU GUUGGGUGGG CUCCCUUCAA CUUUAACAUG GAAGUGCUUU CUGUGACUUU AAAAGUAAGU GCUUCCAUGU UUUAGUAGGA GUGAAUCCAA UUUACUUCUC CAAAAUAGAA CACGCUAACC UCAUUUGAAG GGAUCCCCUU UGCUUUAACA UGGGGGUACC UGCUGUGUGA AACAAAAGUA AGUGCUUCCA UGUUUCAGUG GAGGUGUCUC CAAGCCAGCA CACCUUUUGU UACAAAAUUU UUUUGUUAUU GUGUUUUAAG GUUACUAAGC UUGUUACAGG UUAAAGGAUU CUAACUUUUU CCAAGACUGG GCUCCCCACC ACUUAAACGU GGAUGUACUU GCUUUGAAAC UAAAGAAGUA AGUGCUUCCA UGUUUUGGUG AUGGUAAGUC UUCUUUUUAC AUUUUUAUUA UUUUUUUAGA AAAUAACUUU AUUGUAUUGA CCGCAGCUCA UAUAUUUAAG CUUUAUUUUG UAUUUUUACA UCUGUUAAGG GGCCCCCUCU ACUUUAACAU GGAGGCACUU GCUGUGACAU GACAAAAAUA AGUGCUUCCA UGUUUGAGUG UGGUGGUUCC UACCUAAUCA GCAAUUGAGU UAACGCCCAC ACUGUGUGCA GUUCUUGGCU ACAGGCCAUU ACUGUUGCUA-3 '(SEQ.ID. NO.5), and the individual sequences of pro-miR-302a, pro-miR-302b, pro-miR-302c and pro-miR-302d are each 5′-CCA CCACUUA AACGUGGAUG UACUUGCUUU GAAACUAAAG AAGUAAGUGC UUCCAUGUUU UGGUGAUGG-3 '(SEQ.ID.NO.6), 5'-GCUCCCUUCA ACUUUAACUG GGAAGUGCUU UCUGUGAGACUUUACUGUGAGUGUCUUGG GUGAAACAAA AGUAAGUGCU UCCAUGUUUC AGUGGAGG-3 ′ (SEQ.ID.NO.8) and 5′-CCUCUACUUU AACAUGGAGG CACUUGCUGU GACAUGACAA AAAUAAGUGC UUCCAUGUUU GAGUGUGG-3 ′ (SEQ.ID.NO.9). 図14は、pro-miR-302を注射薬物として用いてSCID-ベージュヌードマウスにおけるヒト肝癌異種移植物を処理する予備試験新薬(pre-IND)試験の生体内治療結果を示す。3回の処理(週に1回)の後に、pro-miR-302薬物(=pre-miR-302)は、癌のサイズを728±328mm3(処理されていないブランク、C)から75±15mm3(pro-miR-302により処理されたもの、T)までうまく減少させた。これは、癌の平均サイズが約90%減小したことを示す。合成siRNAミミック(siRNA-302)による処理において、顕著な治療効果が見出されていない。さらなる組織学検査(一番右の図)により、正常な肝小葉様構造(黒い矢印で示す丸)がpro-miR-302により処理された癌のみに形成され、その他の処理又は対照に形成されていないことが見出され、再プログラムメカニズムが発生して悪性癌細胞の特性を比較的に正常様状態に回復させることができる(「癌の逆転」と称する)ことを示す。FIG. 14 shows the in vivo treatment results of a pre-IND test that uses human pro-miR-302 as an injecting drug to treat human liver cancer xenografts in SCID-beige nude mice. After 3 treatments (once a week), the pro-miR-302 drug (= pre-miR-302) reduced the cancer size from 728 ± 328 mm 3 (untreated blank, C) to 75 ± 15 mm Reduced well to 3 (processed by pro-miR-302, T). This indicates that the average size of the cancer has been reduced by about 90%. No significant therapeutic effect has been found in treatment with synthetic siRNA mimics (siRNA-302). Further histological examination (rightmost figure) shows that normal liver lobule-like structures (circles indicated by black arrows) are formed only in cancers treated with pro-miR-302, but not in other treatments or controls. This indicates that a reprogramming mechanism has occurred and the properties of malignant cancer cells can be restored to a relatively normal state (referred to as “cancer reversal”). 図15は、生体内における正常な肝組織とpro-miR-302により処理されたヒト肝癌異種移植物との間の組織学的類似性を示す。3回の処理(週に1回)の後に、pro-miR-302薬物は、高度(IV度)なヒト肝癌移植物をより良性の低度(II度より低い)状態にうまく再プログラムした。処理された癌移植物は、正常な肝組織(一番上の図)に類似し、中心静脈(CV)様及び門脈三管(PT)様構造(黒い矢印で示す)を含む古典的肝小葉を形成することができる。通常、癌細胞は、正常な肝細胞と比べると、酸性がより大きいので、ヘマトキシリン・エオジン(H&E)染色の結果は、癌細胞において多くの紫色を示したが、正常な肝細胞において多くの赤色を示した。FIG. 15 shows the histological similarity between normal liver tissue in vivo and human liver cancer xenografts treated with pro-miR-302. After 3 treatments (once a week), the pro-miR-302 drug successfully reprograms advanced (IV) human liver cancer transplants to a more benign (less than II) condition. Treated cancer implants are similar to normal liver tissue (top figure) and contain classic livers (CV) -like and portal trivial (PT) -like structures (indicated by black arrows) Can form lobule. Because cancer cells are usually more acidic than normal hepatocytes, the results of hematoxylin and eosin (H & E) staining showed a lot of purple in cancer cells, but a lot of red in normal hepatocytes showed that. 図16は、SCID-ベージュヌードマウスにおける処理されていないヒト肝癌移植物、siRNAにより処理されたヒト肝癌移植物、pro-miR-302により処理されたヒト肝癌移植物及び正常な肝組織の間の病理組織学比較を示す。処理されていない場合(一番上の図)には、移植されたヒト肝癌は、侵襲的に正常な組織、例えば筋肉及び血管に侵入し、大規模な細胞-細胞及び癌-組織の融合構造を形成し、これは、その悪性及び高転移性を示す。siRNAミミック(siRNA-302)による処理は、移植された癌の悪性を顕著に低減させず(中上の図)、これは、siRNAの短い半減期に起因する可能性が高い。それに対して、pro-miR-302による処理は、移植された癌を比較的に正常様形態に再プログラムした(融合がない)だけでなく、癌の周囲の組織への侵入を極めて抑制した(中下の図)。正常な肝組織(一番下の図)と比べると、pro-miR-302により処理された癌は、正常様小葉構造、腺様細胞構成並びに細胞-細胞及び癌-組織の結合部位の間の明らかな境界(黒い矢印)を形成し、これは、処理されたこれらの癌の悪性が極めて良性の状態まで低下したことを示す。FIG. 16 shows an untreated human liver cancer implant in SCID-beige nude mice, a human liver cancer implant treated with siRNA, a human liver cancer implant treated with pro-miR-302, and normal liver tissue. A histopathological comparison is shown. When untreated (top view), transplanted human liver cancer invasively invades normal tissues, such as muscle and blood vessels, and is a large cell-cell and cancer-tissue fusion structure. Which shows its malignant and highly metastatic nature. Treatment with siRNA mimic (siRNA-302) does not significantly reduce the malignancy of transplanted cancer (middle panel), which is likely due to the short half-life of siRNA. In contrast, treatment with pro-miR-302 not only reprogrammed the transplanted cancer to a relatively normal-like form (no fusion), but also significantly suppressed the cancer from entering the surrounding tissue ( Middle bottom diagram). Compared to normal liver tissue (bottom diagram), cancer treated with pro-miR-302 shows normal-like lobular structure, glandular cell organization and cell-cell and cancer-tissue binding sites. A clear boundary (black arrow) was formed, indicating that the malignancy of these treated cancers was reduced to a very benign state. 図17A及び図17Bは、生体内における処理されていない(17A)及びmiR-302により処理された(17B)傷口の間の治癒結果の比較を示す。分離されたmiR-302分子(20〜400μg/mL)をジ-/トリ-グリシルグリセリン(di-/tri-glycylglycerin)、送達試薬及び抗生物質軟膏とともに配合して選択対象である薬物を形成し、生体内において豚の背中の皮膚における2cm×2cmの大きい開放性傷口の局所処理のテスト(各群において、n=6である)に用いる。約2週間の処理(1日に1回の処理)の後に、治癒された傷口を解剖して、さらに組織切片に製作して顕微鏡下で組織学検査を行う。データによると、miR-302により処理された傷口には、傷跡がなく、或いは極めて小さい傷跡が視認され(傷跡無し)(図17Bの一番上の図、n=6/6)、それに対し、処理されていない(抗生物質軟膏のみにより処理された)殆どすべての傷口には、大きい傷跡が含まれる(図17Aの一番上の図、n=5/6)。また、大量のCD34陽性成体幹細胞クラスター(緑色蛍光抗体によりマーキングされた)は、miR-302により処理された傷口に顕著に認められた(図17Bの一番下の図、n=6/6)が、処理されていない対照傷口には認められていなかった(図17Aの一番下の図、n=0/6)。これらの結果から明らかなように、pre-miR-302は、CD34陽性成体幹細胞の増殖及び/又は再生を誘導して、組織の修復及び再生を強化し、ヒト退行性疾患、例えばアルツハイマー病、パーキンソン病、骨粗鬆症、糖尿病及び癌による病変に対して極めて有益な治療効果をもたらすことができる。この治療効果は、高度悪性の癌を低度良性、ひいては正常様組織に再プログラムすることにも寄与し、癌の逆転又は癌消退と称される新規なメカニズムである。FIGS. 17A and 17B show a comparison of healing results between wounds treated in vivo (17A) and treated with miR-302 (17B). The isolated miR-302 molecule (20-400 μg / mL) is combined with di- / tri-glycylglycerin, delivery reagent and antibiotic ointment to form the drug of choice. Used in the test for the local treatment of large open wounds of 2cm x 2cm on the skin of the pig's back in vivo (n = 6 in each group). After approximately 2 weeks of treatment (once a day), the wound that has been healed is dissected and further made into tissue sections and examined under a microscope. According to the data, the wound treated by miR-302 has no scar or very small scar (no scar) (top figure in Fig. 17B, n = 6/6), Almost all wounds that have not been treated (treated with antibiotic ointment alone) contain large scars (top view of FIG. 17A, n = 5/6). In addition, a large number of CD34 positive adult stem cell clusters (marked with green fluorescent antibody) were prominently observed in the wounds treated with miR-302 (the bottom figure in FIG. 17B, n = 6/6) However, it was not observed in untreated control wounds (bottom of FIG. 17A, n = 0/6). As can be seen from these results, pre-miR-302 induces proliferation and / or regeneration of CD34 positive adult stem cells to enhance tissue repair and regeneration, such as human degenerative diseases such as Alzheimer's disease, Parkinson It can have a very beneficial therapeutic effect on lesions due to disease, osteoporosis, diabetes and cancer. This therapeutic effect also contributes to reprogramming highly malignant cancers into low-grade benign and thus normal-like tissues, a novel mechanism called cancer reversal or cancer regression.

実例:
以下の実験の記載内容において、M(モル濃度);mM(ミリモル濃度);μm(マイクロモル);mol(モル);pmol(ピコモル);gm(グラム);mg(ミリグラム);μg(マイクログラム);ng(ナノグラム);L(リットル);ml(ミリリットル);μl(マイクロリットル);℃(セルシウス度);RNA(リボ核酸);DNA(デオキシリボ核酸);dNTP(デオキシリボヌクレオチド三リン酸);PBS(リン酸緩衝生理食塩水);NaCl(塩化ナトリウム);HEPES(N-2-ヒドロキシエチルピペラジン-N-2-エタンスルホン酸);HBS(HEPES緩衝生理食塩水);SDS(ドデジル硫酸ナトリウム);Tris-HCl(トリ-ヒドロキシメチルアミノメタン-塩酸塩);ATCC(アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクション、Rockville,MD);hESC(ヒト胚性幹細胞);及びiPSC(誘導多能性幹細胞)という略語が適用している。
Illustration:
In the description of the following experiments, M (molar concentration); mM (molar concentration); μm (micromolar); mol (molar); pmol (picomolar); gm (gram); mg (milligram); ); Ng (nanogram); L (liter); ml (milliliter); μl (microliter); ° C (degree of Celsius); RNA (ribonucleic acid); DNA (deoxyribonucleic acid); PBS (phosphate buffered saline); NaCl (sodium chloride); HEPES (N-2-hydroxyethylpiperazine-N-2-ethanesulfonic acid); HBS (HEPES buffered saline); SDS (sodium dodecyl sulfate) Tris-HCl (tri-hydroxymethylaminomethane-hydrochloride); ATCC (American Type Culture Collection, Rockville, MD); hESC (human embryonic stem cells); and iPSC (induced pluripotent stem cells) ) Is applied.

1. 細菌細胞のインキュベート及び化学処理
z-コンピテント大腸菌形質転換キット(Zymo Research、Irvine,CA)から大腸菌DH5αコンピテントセルを一部として獲得し、その後、予め製造された5μgのプラスミドベクター、例えばpLenti-EF1α-RGFP-miR302又はpLVX-Grn-miR302+367と混合させて形質転換させた。形質転換されていない細胞を37℃で170rpmでの頻繁撹拌下で、10mMのMgSO4及び0.2mMのグルコースが補充されたLuria-Bertani(LB)培養液において正常にインキュベートした。一方、形質転換された細胞を追加の100μg/mlのアンピシリンがさらに補充された上記のLB培養液においてインキュベートした。化学誘導について、10mMのMgSO4及び0.2mMのグルコースが補充され、100μg/mlのアンピシリンのある1LのLB培養液に、0.5〜2mlのMOPS、グリセリン及び/又はエタノールをそれぞれ又は組み合わせて添加した。陰性対照について、形質転換された細胞を上記のアンピシリンが補充されたが何の化学誘導剤も添加されていないLB培養液においてインキュベートした。その結果を図2〜図4に示す。
1. Incubation and chemical treatment of bacterial cells
E. coli DH5α competent cells are obtained as part from a z-competent E. coli transformation kit (Zymo Research, Irvine, Calif.) and then pre-manufactured 5 μg of plasmid vector such as pLenti-EF1α-RGFP-miR302 or pLVX -Grn-miR302 + 367 was mixed and transformed. Untransformed cells were incubated normally in Luria-Bertani (LB) medium supplemented with 10 mM MgSO 4 and 0.2 mM glucose under frequent agitation at 37 ° C. and 170 rpm. Meanwhile, the transformed cells were incubated in the above LB medium supplemented with an additional 100 μg / ml ampicillin. For chemical induction, 0.5 to 2 ml of MOPS, glycerin and / or ethanol, respectively or in combination, was added to a 1 L LB medium supplemented with 10 mM MgSO 4 and 0.2 mM glucose and with 100 μg / ml ampicillin. For negative controls, transformed cells were incubated in LB broth supplemented with ampicillin as described above but without any chemical inducer. The results are shown in FIGS.

2. ヒト細胞のインキュベート及びMicroRNAによるトランスフェクション
ヒト肝癌細胞株HepG2は、ATCCから獲得され、メーカーの提案に従って培養された。トランスフェクションを行うために、15μgのpre-miR-302を1mlの新鮮なRPMI培地に溶解させ、50μlのX-tremeGENE HP DNAトランスフェクション試薬(Roche、Indianapolis,IN)と混合させた。10分間インキュベートした後、混合物を50%〜60%のHepG2細胞密集度を含む100mmの細胞シャーレに添加した。12〜18時間後に培地を更新した。トランスフェクションを経たこれらの細胞が球様iPSC群を形成した後に、培地を、20%遺伝子ノックアウト血清、1%のMEM非必須アミノ酸、100μMのβ-メルカプトエタノール、1mMのGlutaMax、1mMのピルビン酸ナトリウム、10ng/mlのbFGF、10ng/mlのFGF-4、5ng/mlのLIF、100IU/mlのペニシリン/100μg/mlのストレプトマイシン、0.1μMのA83-01及び0.1μMのバルプロ酸(Stemgent,San Diego,CA)が補充された遺伝子ノックアウトDMEM/F-12培地(Invitrogen)に変更し、37℃で5%のCO2の存在下で細胞をインキュベートした。その結果を図9に示す。
2. Incubation of human cells and transfection with MicroRNA The human hepatoma cell line HepG2 was obtained from ATCC and cultured according to the manufacturer's suggestions. For transfection, 15 μg pre-miR-302 was dissolved in 1 ml fresh RPMI medium and mixed with 50 μl X-tremeGENE HP DNA transfection reagent (Roche, Indianapolis, IN). After 10 minutes incubation, the mixture was added to a 100 mm cell dish containing 50-60% HepG2 cell confluency. The medium was renewed after 12-18 hours. After these transfected cells have formed a spherical iPSC cluster, the medium is made up of 20% gene knockout serum, 1% MEM non-essential amino acids, 100 μM β-mercaptoethanol, 1 mM GlutaMax, 1 mM sodium pyruvate. 10 ng / ml bFGF, 10 ng / ml FGF-4, 5 ng / ml LIF, 100 IU / ml penicillin / 100 μg / ml streptomycin, 0.1 μM A83-01 and 0.1 μM valproic acid (Stemgent, San Diego , CA) was replaced with gene knockout DMEM / F-12 medium (Invitrogen) supplemented with cells, and the cells were incubated at 37 ° C. in the presence of 5% CO 2 . The results are shown in FIG.

3. タンパク質の抽出及びウェスタンブロット解析
メーカーの提案に従って、プロテアーゼ阻害剤、ロイペプチン(Leupeptin)、TLCK、TAME及びPMSFが補充されたCelLytic-M分解/抽出試薬(Sigma)により細胞(106個)を分解させた。分解物を4℃で12,000 rpm下で20分間遠心させて上澄み液を回収した。E-maxマイクロプレートリーダー(Molecular Devices、CA)に改良されたSOFTmaxタンパク質解析セットを使用してタンパク質の濃度を計測した。還元(+50mMのDTT)及び非還元(DTTがない)の条件下で30μgの細胞溶解物をそれぞれSDS-PAGEサンプル緩衝液に添加し、3分間沸騰させて、その後、6〜8%のポリアクリルアミドゲルに載置した。タンパク質をSDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE)により解析し、ニトロセルロースフィルムにエレクトロブロッティングし、室温下でOdysseyブロッキング試薬(Li-Cor Biosciences,Lincoln,NB)において2時間インキュベートした。その後、一次抗体を試薬に添加し、混合物を4℃でインキュベートした。一次抗体は、Oct3/4(Santa Cruz Biotechnology、Santa Cruz, CA)、RuvB(Santa Cruz)及びRGFP(Clontech)を含む。一晩経た後に、フィルムをTBS-Tで3回リンスし、その後、室温下でAlexa Fluor 680反応性染料によりマーキングされたヤギ抗マウスIgG結合二次抗体(1:2,000;Invitrogen-Molecular Probes)に1時間暴露した。TBS-Tによるリンスを3回追加した後に、Li-Cor Odyssey赤外撮影装置及びOdysseyソフトウェアv.10(Li-Cor)により免疫ブロットの蛍光走査及び画像分析を実行した。その結果を図5に示す。
3. Follow extraction and proposal Western blot analysis manufacturer of protein, protease inhibitors, leupeptin and (Leupeptin), TLCK, TAME and PMSF is supplemented with CelLytic-M decomposition / extraction reagent (Sigma) by the cell (10 6) Decomposed. The degradation product was centrifuged at 12,000 rpm for 20 minutes at 4 ° C., and the supernatant was recovered. Protein concentration was measured using a modified SOFTmax protein analysis set in an E-max microplate reader (Molecular Devices, CA). Add 30 μg of cell lysate to each SDS-PAGE sample buffer under reducing (+50 mM DTT) and non-reducing (no DTT) conditions, boil for 3 minutes, then 6-8% polyacrylamide Placed on gel. Proteins were analyzed by SDS-polyacrylamide gel electrophoresis (PAGE), electroblotted to nitrocellulose films, and incubated for 2 hours in Odyssey blocking reagent (Li-Cor Biosciences, Lincoln, NB) at room temperature. The primary antibody was then added to the reagent and the mixture was incubated at 4 ° C. Primary antibodies include Oct3 / 4 (Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA), RuvB (Santa Cruz) and RGFP (Clontech). After overnight, the film was rinsed 3 times with TBS-T and then to goat anti-mouse IgG conjugated secondary antibody (1: 2,000; Invitrogen-Molecular Probes) marked with Alexa Fluor 680 reactive dye at room temperature. Exposed for 1 hour. After three additional rinses with TBS-T, immunoblotting fluorescence scanning and image analysis were performed with Li-Cor Odyssey infrared imaging equipment and Odyssey software v.10 (Li-Cor). The results are shown in FIG.

4. RNAの抽出及びノーザンブロット解析
全RNA(10μg)をmirVanaTM miRNA分離キット(Ambion、Austin, TX)により分離し、15%のTBE-尿素ポリアクリルアミドゲル又は3.5%の低融点アガロースゲル電気泳動により分別分離させ、ナイロンフィルムにエレクトロブロッティングした。[LNA]-DNAプローブ(5'-[TCACTGAAAC] ATGGAAGCAC TTA-3')(SEQ.ID.NO.10)によりmiR-302s及び関連pre-miR-302sの検知を実行した。プローブは、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により精製され、[32P]-dATP(>3000Ci/mM、Amersham International、Arlington Heights, IL)の存在下で末端転移酵素(20単位)で20分間テール標識された。その結果を図6に示す。
4. RNA extraction and Northern blot analysis Total RNA (10 μg) was separated by mirVana miRNA isolation kit (Ambion, Austin, TX) and subjected to 15% TBE-urea polyacrylamide gel or 3.5% low melting point agarose gel electrophoresis And then electroblotted onto a nylon film. Detection of miR-302s and related pre-miR-302s was performed with [LNA] -DNA probe (5 ′-[TCACTGAAAC] ATGGAAGCAC TTA-3 ′) (SEQ. ID. NO. 10). The probe is purified by high performance liquid chromatography (HPLC) and tail-labeled with terminal transferase (20 units) for 20 min in the presence of [ 32 P] -dATP (> 3000 Ci / mM, Amersham International, Arlington Heights, IL) It was done. The results are shown in FIG.

5. プラスミドの増幅及びプラスミドDNA/全RNAの抽出
形質転換された後の大腸菌DH5αコンピテントセル(実例1から得られた)を、10mMのMgSO4及び0.2mMのグルコースが補充されたLB培養液において37℃で170rpmでの頻繁撹拌下でインキュベートした。真核プロモーターにより駆動されるRNA転写を誘導するために、0.5〜2mlのMOPS、グリセリン及び/又はエタノールをLB培養液1リットルごとに添加することにより形質転換細胞を一夜繁殖させた。HiSpeedプラスミド精製キット(Qiagen、Valencia, CA)を用いて、RNase AをP1緩衝液に添加しなかったと少し調整した以外、メーカーの方案に従って、形質転換細胞における増幅されたプラスミドDNAs及び発現されたmRNAs/microRNAsを分離させた。その後、プラスミド及びmRNAs/microRNAsの両者を含む最終的な抽出産物をDEPCにより処理されたddH2Oに溶解させ、使用する前に-80℃で貯蔵した。増幅されたプラスミドベクターのみを精製するために、RNase AをP1緩衝液に添加し、メーカーの方案に従って抽出プロセスを実行した。
5. Plasmid amplification and plasmid DNA / total RNA extraction After transformation, E. coli DH5α competent cells (obtained from Example 1) were supplemented with 10 mM MgSO 4 and 0.2 mM glucose in LB medium. Incubated at 37 ° C under frequent agitation at 170 rpm. To induce RNA transcription driven by a eukaryotic promoter, transformed cells were propagated overnight by adding 0.5-2 ml of MOPS, glycerin and / or ethanol per liter of LB culture. Amplified plasmid DNAs and expressed mRNAs in transformed cells according to the manufacturer's strategy, except that RNase A was not added to the P1 buffer using the HiSpeed Plasmid Purification Kit (Qiagen, Valencia, CA) / microRNAs were separated. The final extract containing both plasmids and mRNAs / microRNAs was then dissolved in ddH 2 O treated with DEPC and stored at −80 ° C. before use. To purify only the amplified plasmid vector, RNase A was added to the P1 buffer and the extraction process was performed according to the manufacturer's strategy.

6. MicroRNA及びPre-miRNAの分離/精製
microRNAs及びpre-miRNAsを精製するために、mirVanaTM miRNA分離キット(Ambion、Austin, TX)を使用し、メーカーの方案に従って、実例5から分離された全RNAをさらに抽出した。こうして得られる最終産物をDEPCにより処理されたddH2Oに溶解させ、使用する前に-80℃で貯蔵した。細菌RNAsが自然に極めて迅速に分解する(数時間以内)が、真核ヘアピン型microRNA前駆体(pre-miRNAs及びpri-miRNAs)の大部分が4℃で安定である(半減期が3〜4日に達する)ので、発明者は、この半減期の差異を利用して比較的に純粋なpri-/pre-miRNAsを獲得してその他の応用に用いることができる。例えば、図9に示すように、こうして得られるpre-miR-302sは、体細胞をhESC類iPSCsに再プログラムするために用いることができる。
6. Separation / purification of MicroRNA and Pre-miRNA
To purify microRNAs and pre-miRNAs, mirVana miRNA isolation kit (Ambion, Austin, TX) was used to further extract total RNA isolated from Example 5 according to the manufacturer's strategy. The final product thus obtained was dissolved in ddH 2 O treated with DEPC and stored at −80 ° C. before use. Bacterial RNAs naturally degrade very quickly (within a few hours), but most eukaryotic hairpin microRNA precursors (pre-miRNAs and pri-miRNAs) are stable at 4 ° C (half-life of 3-4) Inventors can take advantage of this half-life difference to obtain relatively pure pri- / pre-miRNAs for use in other applications. For example, as shown in FIG. 9, the pre-miR-302s thus obtained can be used to reprogram somatic cells into hESCs iPSCs.

7. 免疫染色分析
従来に報告されるように(Lin氏ら,2008)、組織サンプルに対して、包埋、切片化及び免疫染色を施した。一次抗体は、Oct4(Santa Cruz)及びRGFP(Clontech、Palo Alto, CA)を含む。蛍光染料によりマーキングされたヤギ抗ウサギ又はウマ抗マウス抗体を二次抗体(Invitrogen-Molecular Probes、Carlsbad, CA)として用いた。蛍光80i顕微定量システムでMetamorphイメージングプログラム(Nikon)を用いて100×又は200×の倍率で陽性の結果の検査及び分析を行った。その結果を図7に示す。
7. Immunostaining analysis Tissue samples were embedded, sectioned and immunostained as previously reported (Lin et al., 2008). Primary antibodies include Oct4 (Santa Cruz) and RGFP (Clontech, Palo Alto, CA). Goat anti-rabbit or horse anti-mouse antibodies marked with a fluorescent dye were used as secondary antibodies (Invitrogen-Molecular Probes, Carlsbad, Calif.). Positive results were tested and analyzed at 100 × or 200 × magnification using the Metamorph imaging program (Nikon) on a fluorescent 80i microscopic quantification system. The result is shown in FIG.

8. 亜硫酸塩によるDNAシーケンシング
DNA分離キット(Roche)を用いて約2,000,000個の細胞からゲノムDNAを分離させ、亜硫酸塩(CpGenome DNA修飾キット、Chemicon、Temecula, CA)を用いて、メーカーの提案に従って、分離された1μgのDNAをさらに処理した。亜硫酸塩処理は、すべての非メチル化シトシンをウラシルに転化させ、メチル化シトシンをシトシンとして保持した。亜硫酸塩によるDNAシーケンシングにおいて、発明者は、PCRプライマーによりOct4遺伝子のプロモーター領域を増幅し、プライマーは、5'-GAGGCTGGAG CAGAAGGATT GCTTTGG-3'(SEQ.ID.NO.11)及び5'-CCCTCCTGAC CCATCACCTC CACCACC-3'(SEQ.ID.NO.12)である。PCRにおいて、亜硫酸塩により修飾されたDNAs(50ng)とプライマー(計100pmol)を1×PCR緩衝液に混合し、94℃まで加熱して2分間維持し、直ちに氷上で冷却させた。その後、Expand High Fidelity PCRキット(Roche)を用いて、94℃で1分間持続し、また、70℃で3分間持続するように25個のPCRサイクルを実行した。正確なサイズを有するPCR産物を3%アガロースゲル電気泳動によりさらに分別分離させ、ゲル抽出フィルタ(Qiagen)により精製し、次にDNAシーケンシングに用いた。その後、転化したDNA配列における変化のないシトシンと転化されていないDNA配列とを比較することにより、図8に示すように、DNAメチル化サイトの詳細なプロフィールを得た。
8. DNA sequencing with sulfite
Genomic DNA is isolated from approximately 2,000,000 cells using a DNA isolation kit (Roche) and 1 μg of DNA isolated using sulfite (CpGenome DNA modification kit, Chemicon, Temecula, CA) according to the manufacturer's suggestion Were further processed. Sulphite treatment converted all unmethylated cytosine to uracil and retained methylated cytosine as cytosine. In DNA sequencing with sulfite, the inventors amplify the promoter region of the Oct4 gene with PCR primers, which are 5′-GAGGCTGGAG CAGAAGGATT GCTTTGG-3 ′ (SEQ.ID.NO.11) and 5′-CCCTCCTGAC CCATCACCTC CACCACC-3 ′ (SEQ.ID.NO.12). In PCR, DNA modified with sulfite (50 ng) and primers (total 100 pmol) were mixed in 1 × PCR buffer, heated to 94 ° C., maintained for 2 minutes, and immediately cooled on ice. Thereafter, 25 PCR cycles were carried out using the Expand High Fidelity PCR kit (Roche) for 1 minute at 94 ° C. and 3 minutes at 70 ° C. The PCR product with the correct size was further fractionated by 3% agarose gel electrophoresis, purified by gel extraction filter (Qiagen) and then used for DNA sequencing. A detailed profile of the DNA methylation site was then obtained, as shown in FIG. 8, by comparing cytosine with no change in the converted DNA sequence with the unconverted DNA sequence.

9. DNA密度のフローサイトメトリー
細胞をトリプシンにより処理し、凝集塊を形成し、-20℃で予備冷却された70%メタノールを含有する1mlのPBSに再懸濁させることにより1時間固定した。細胞を凝集塊として形成し、1mlのPBSで1回洗浄し、そして、再び凝集塊として形成し、37℃で1mg/mlのプロピジウムイオダイン(propidium iodide)、0.5μg/mlのRNaseを含む1mlのPBSに30分間再懸濁させた。その後、BD FACSCalibur(San Jose, CA)において、約15,000個の細胞を解析した。パルス幅対パルス面積の図をプロットして単一細胞をゲーティング(gating)することによって細胞ダブレットを排除した。ソフトウェアパッケージFlowjoを使用し、「Watson Pragmatic」演算法により収集したデータを解析した。その結果を図9の一番上の図に示す。
9. DNA density flow cytometry cells were treated with trypsin to form aggregates and fixed for 1 hour by resuspension in 1 ml PBS containing 70% methanol pre-cooled at -20 ° C. Cells are formed as clumps, washed once with 1 ml PBS, and again as clumps, 1 ml containing 1 mg / ml propidium iodide, 0.5 μg / ml RNase at 37 ° C Resuspended in PBS for 30 minutes. Thereafter, about 15,000 cells were analyzed in BD FACSCalibur (San Jose, CA). Cell doublets were eliminated by plotting a graph of pulse width versus pulse area and gating single cells. The software package Flowjo was used to analyze the data collected by the “Watson Pragmatic” algorithm. The result is shown in the top diagram of FIG.

10. MicroRNA(miRNA)のマイクロアレイ解析
約70%の細胞密集度で、mirVanaTMmiRNA分離キット(Ambion)を用いて各細胞培養物に由来する低分子RNAを分離させた。1%のホルムアルデヒド-アガロースゲル電気泳動及び分光光度計(Bio-Rad)により、分離された低分子RNAsの純度及びその量を計測して評価し、そして直ちにそれをドライアイスで冷凍してLC Sciences(San Diego, CA)に送付してmiRNAマイクロアレイ解析に用いた。各マイクロアレイチップをハイブリッドさせ、単一のサンプルは、Cy3又はCy5によりマーキングされ、或いは、一対のサンプルは、それぞれCy3及びCy5によりマーキングされた。メーカーの提案に従って、バックグラウンド除去及び標準化を実行した。2つのサンプルの分析において、p値の計算を実行し、3倍よりも大きい差で発現した転写物(黄色-赤色のシグナル)のリストを作成した。最終的なマイクロアレイの結果を図11A及び11Bに示し、差異で発現したmicroRNAsのリストを図12に示し、ブランク大腸菌細胞分解物から抽出された低分子RNAs(第1群)とpLenti-EF1α-RGFP-miR302形質転換細胞分解物から抽出された低分子RNA(第2群)とを比較した。
10. Microarray analysis of microRNA (miRNA) Small RNA derived from each cell culture was separated using a mirVana miRNA isolation kit (Ambion) at a cell density of about 70%. The purity and amount of separated small RNAs were measured and evaluated by 1% formaldehyde-agarose gel electrophoresis and spectrophotometer (Bio-Rad), and immediately frozen in dry ice and LC Sciences (San Diego, CA) and used for miRNA microarray analysis. Each microarray chip was hybridized and a single sample was marked with Cy3 or Cy5, or a pair of samples were marked with Cy3 and Cy5, respectively. Background removal and standardization were performed according to the manufacturer's suggestions. In the analysis of the two samples, a p-value calculation was performed to generate a list of transcripts (yellow-red signal) expressed with a difference greater than 3 fold. The final microarray results are shown in FIGS. 11A and 11B, the list of differentially expressed microRNAs is shown in FIG. 12, and small RNAs extracted from blank E. coli cell lysates (Group 1) and pLenti-EF1α-RGFP -Comparison with small RNA (group 2) extracted from miR302 transformed cell lysate.

11. 生体内肝癌療法試験
ヒト肝癌を免疫機能不全のSCID-ベージュマウスに異種移植することは、肝癌の転移及び療法を研究するための有効な動物モデルである。このモデルを構築するために、発明者は、5百万個のヒト肝癌(HepG2)細胞と100μLのマトリックスゲルとを混合させ、混合物をマウスの後肢の各側腹にそれぞれ皮下移植した。そのため、マウスの後肢の両側には、いずれも略同じ量の癌細胞が移植された。移植後に約2週間後に、癌を観察し、その平均サイズが約15.6±8mm3(処理前の癌の初期サイズ)であった。各マウスに対して、発明者は、サイズがより大きい癌を有する一方の側を処理群として選択し、より小さい癌を有する他方の側を対照群として選択した。同じマウスが一方側でブランク配合試薬(陰性対照)により処理され、他方側で配合薬物(pro-miR-302)により処理されたので、こうして得られる結果は、個体差に起因する何れかの可能な変化を最小化できる。
11. In vivo liver cancer therapy test Xenotransplantation of human liver cancer into immunocompromised SCID-beige mice is an effective animal model for studying liver cancer metastasis and therapy. To construct this model, the inventor mixed 5 million human liver cancer (HepG2) cells with 100 μL of matrix gel and transplanted the mixture subcutaneously on each flank of the hind limb of the mouse. Therefore, approximately the same amount of cancer cells was transplanted on both sides of the hind limb of the mouse. About 2 weeks after transplantation, cancer was observed, and its average size was about 15.6 ± 8 mm 3 (initial size of cancer before treatment). For each mouse, the inventor selected one side with larger size cancer as the treatment group and the other side with smaller cancer as the control group. Since the same mouse was treated with a blank formulation reagent (negative control) on one side and a compounded drug (pro-miR-302) on the other side, the results obtained in this way could be due to individual differences Changes can be minimized.

生体内においてpro-miR-302を標的癌領域に送達するために、発明者は、プロの配合会社Latitude(San Diego, CA)に注文し、pro-miR-302sをリポソームにより直径160〜200nmのナノ粒子にカプセル封入した。これらのpro-miR-302を含むナノ粒子は、テストされた結果、室温下で2週間を超える時間で殆ど100%安定し、4℃で1ヶ月を超える時間で殆ど100%安定するのに対して、その他の合成siRNAミミック(siRNA-302)は、いずれも同じ条件で3〜5日内に迅速に50%超分解し、これは、siRNAではなく、pro-miRNAが十分に安定的で治療薬物として用いることができる。毒性分析において、発明者は、さらに、300μLの配合pro-miR-302(1mg/mL)をそれぞれマウスの尾静脈(n=8)に最大限に注射した。六ヶ月を経て、テストされたすべてのマウスでは、いずれも検知可能な副作用が観察されていなかった。一般的には、非修飾リボ核酸は、比較的に免疫原性を持たず、組織細胞により代謝されることが容易であり、生体内療法に用いる安全な工具を提供する。   In order to deliver pro-miR-302 to the target cancer region in vivo, the inventors ordered a professional formulation company Latitude (San Diego, Calif.), And pro-miR-302s with liposomes having a diameter of 160-200 nm Encapsulated in nanoparticles. Nanoparticles containing these pro-miR-302 have been tested to be almost 100% stable at room temperature for more than 2 weeks and almost 100% for more than 1 month at 4 ° C. All of the other synthetic siRNA mimics (siRNA-302) rapidly superdegrade in 50% within 3-5 days under the same conditions, which means that pro-miRNA, not siRNA, is sufficiently stable and therapeutic Can be used as In the toxicity analysis, the inventors further injected 300 μL of formulated pro-miR-302 (1 mg / mL) maximally into the tail vein (n = 8) of each mouse. After 6 months, none of the mice tested had any detectable side effects. In general, unmodified ribonucleic acids are relatively non-immunogenic and are easily metabolized by tissue cells, providing a safe tool for in vivo therapy.

薬物の効果をテストするために、発明者は、200μLの配合pro-miR-302をマウスの一方側に、200μLのブランク配合試薬を他方側にそれぞれ皮下注射し、同じ注射モードで3回続いた(週に1回注射する)。薬物及び試薬は、癌サイトの周囲領域に応用され、18時間内に癌及びその周囲組織に吸収された。3回目の注射から一週間後に、サンプルを収集した。さらなる組織学検査に用いるために、心臓、肝臓、腎臓及び移植された癌を取り出した。触診により腫瘍の形成をモニタリングし、方程式(長さ×幅2)/2により腫瘍の体積を計算した。腫瘍巣をカウントし、解剖して秤量し、H&E及び免疫染色分析によりそれに対して組織学検査を行った。組織学検査により、心臓、肝臓及び腎臓において検知可能な組織巣がないことを示した。その結果を図14、図15及び図16に示す。 To test the effect of the drug, the inventor injected 200 μL of formulated pro-miR-302 subcutaneously on one side of the mouse and 200 μL of blank compounded reagent on the other side, and continued three times in the same injection mode (Inject once a week). Drugs and reagents were applied to the surrounding area of the cancer site and were absorbed into the cancer and its surrounding tissue within 18 hours. Samples were collected one week after the third injection. Heart, liver, kidney and transplanted cancer were removed for use in further histology. Tumor formation was monitored by palpation and tumor volume was calculated by the equation (length x width 2 ) / 2. Tumor nests were counted, dissected and weighed, and histological examination was performed on them by H & E and immunostaining analysis. Histological examination showed no detectable tissue nest in the heart, liver and kidney. The results are shown in FIG. 14, FIG. 15 and FIG.

12. 統計分析
免疫染色、ウェスタンブロット法及びノーザンブロット法の分析において75%より大きいシグナル強度の変化は、いずれも陽性結果と見なされ、また、それを分析して、平均値±SEで示した。一元配置ANOVAによりデータの統計分析を施した。主な効果が顕著である場合に、ダネットのポストホックテスト(Dunnett's post-hoc test)により、対照と著しく異なる群を識別した。2つの処理群の間を一対ごとに比較(pairwise comparison)するために、両側スチューデントt検定(two-tailed student t test)を使用した。2つ以上の処理群を含む実験に対して、ANOVAを実行した後、ポストホック多重範囲検定を実行した。確率値p<0.05である場合に、顕著と見なされる。すべてのp値は、いずれも両側検定により測定された。
12. Statistical analysis Any change in signal intensity greater than 75% in immunostaining, Western blot and Northern blot analysis was considered a positive result and was analyzed and presented as mean ± SE . Statistical analysis of the data was performed by one-way ANOVA. When the main effect was significant, Dunnett's post-hoc test identified groups that were significantly different from controls. A two-tailed student t test was used to make a pairwise comparison between the two treatment groups. For experiments involving more than one treatment group, ANOVA was performed followed by a post-hoc multiple range test. A probability is considered significant if p <0.05. All p-values were measured by a two-sided test.

先行技術文献
1. Lin SL及びYing SY. (2006) Gene silencing in vitro and in vivo using intronic microRNAs. Ying SY. (Ed.) MicroRNA protocols. Humana press, Totowa, New Jersey, 第295-312ページ。
2. Lin SL, Chang D及びYing SY. (2006) Transgene-like animal models using intronic microRNAs. Ying SY. (Ed.) MicroRNA protocols. Humana press, Totowa, New Jersey, 第321-334ページ。
3. Lin SL, Chang D, Chang-Lin S, Lin CH, Wu DTS, Chen DT及びYing SY. (2008) Mir-302 reprograms human skin cancer cells into a pluripotent ES-cell-like state. RNA 14, 2115-2124。
4. Lin SL及びYing SY. (2008) Role of mir-302 microRNA family in stem cell pluripotency and renewal. Ying SY. (Ed.) Current Perspectives in MicroRNAs. Springer Publishers press, New York, 第167-185ページ。
5. Lin SL, Chang D, Ying SY, Leu D及びWu DTS. (2010) MicroRNA miR-302 inhibits the tumorigenecity of human pluripotent stem cells by coordinate suppression of CDK2 and CDK4/6 cell cycle pathways. Cancer Res. 70, 9473-9482。
6. Lin SL, Chang D, Lin CH, Ying SY, Leu D及びWu DTS. (2011) Regulation of somatic cell reprogramming through inducible mir-302 expression. Nucleic Acids Res. 39, 1054-1065。
7. Simonsson S及びGurdon J. (2004) DNA demethylation is necessary for the epigenetic reprogramming of somatic cell nuclei. Nat Cell Biol. 6, 984-990。
8. Takahashi氏ら (2006). Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors. Cell 126, 663--676。
9. Wang氏ら (2008). Embryonic stem cell-specific microRNAs regulate the G1-S transition and promote rapid proliferation. Nat. Genet. 40, 1478--1483。
10. Wernig氏ら (2007). In vitro reprogramming of fibroblasts into a pluripotent ES-cell-like state. Nature 448, 318--324。
11. Yu氏ら (2007). Induced pluripotent stem cell lines derived from human somatic cells. Science 318, 1917--1920。
12. Buechlerの米国特許第7,959,926号。
13. Mehtaの米国特許第7,968,311号。
14. Linのヨーロッパ特許第EP 2198025号。
15. Linの米国特許出願第12/149,725号。
16. Linの米国特許出願第12/318,806号。
17. Linの米国特許出願第12/792,413号。
18. Linの米国特許出願第13/572,263号。
19. Linの米国特許出願第13/964,705号。
Prior art documents
1. Lin SL and Ying SY. (2006) Gene silencing in vitro and in vivo using intronic microRNAs. Ying SY. (Ed.) MicroRNA protocols. Humana press, Totowa, New Jersey, pp. 295-312.
2. Lin SL, Chang D and Ying SY. (2006) Transgene-like animal models using intronic microRNAs. Ying SY. (Ed.) MicroRNA protocols. Humana press, Totowa, New Jersey, pages 321-334.
3. Lin SL, Chang D, Chang-Lin S, Lin CH, Wu DTS, Chen DT and Ying SY. (2008) Mir-302 reprograms human skin cancer cells into a pluripotent ES-cell-like state.RNA 14, 2115 -2124.
4. Lin SL and Ying SY. (2008) Role of mir-302 microRNA family in stem cell pluripotency and renewal. Ying SY. (Ed.) Current Perspectives in MicroRNAs. Springer Publishers press, New York, pp. 167-185.
5. Lin SL, Chang D, Ying SY, Leu D and Wu DTS. (2010) MicroRNA miR-302 inhibits the tumorigenecity of human pluripotent stem cells by coordinate suppression of CDK2 and CDK4 / 6 cell cycle pathways.Cancer Res. 70, 9473-9482.
6. Lin SL, Chang D, Lin CH, Ying SY, Leu D and Wu DTS. (2011) Regulation of somatic cell reprogramming through inducible mir-302 expression. Nucleic Acids Res. 39, 1054-1065.
7. Simonsson S and Gurdon J. (2004) DNA demethylation is necessary for the epigenetic reprogramming of somatic cell nuclei. Nat Cell Biol. 6, 984-990.
8. Takahashi et al. (2006). Induction of pluripotent stem cells from mouse embryonic and adult fibroblast cultures by defined factors. Cell 126, 663--676.
9. Wang et al. (2008). Embryonic stem cell-specific microRNAs regulate the G1-S transition and promote rapid proliferation. Nat. Genet. 40, 1478--1483.
10. Wernig et al. (2007). In vitro reprogramming of fibroblasts into a pluripotent ES-cell-like state. Nature 448, 318--324.
11. Yu et al. (2007). Induced pluripotent stem cell lines derived from human somatic cells. Science 318, 1917--1920.
12. Buechler US Pat. No. 7,959,926.
13. US Patent No. 7,968,311 to Mehta.
14. Lin's European Patent No. EP 2198025.
15. Lin's US Patent Application No. 12 / 149,725.
16. Lin's US Patent Application No. 12 / 318,806.
17. Lin's US Patent Application No. 12 / 792,413.
18. Lin's US Patent Application No. 13 / 572,263.
19. Lin's US Patent Application No. 13 / 964,705.

配列表
(1) 全体的な情報:
(iii) 配列数:12
(2) SEQ ID NO:1の情報:
(i) 配列の特徴:
(A) 長さ:23個の塩基対
(B) タイプ:核酸
(C) 鎖のタイプ:一本鎖
(D) トポロジー:リニア
(ii) 分子のタイプ:RNA
(A) 説明:/desc=「合成」
(iii) 仮想:NO
(iv) アンチセンス:YES
(xi) 配列の説明:SEQ ID NO:1:
UCACCAAAAC AUGGAAGCAC UUA 23
(3) SEQ ID NO:2の情報:
(i) 配列の特徴:
(A) 長さ:23個の塩基対
(B) タイプ:核酸
(C) 鎖のタイプ:一本鎖
(D) トポロジー:リニア
(ii) 分子のタイプ:RNA
(A) 説明:/desc=「天然」
(iii) 仮想:NO
(iv) アンチセンス:YES
(xi) 配列の説明:SEQ ID NO:2:
ACUUAAACGU GGAUGUACUU GCU 23
(4) SEQ ID NO:3の情報:
(i) 配列の特徴:
(A) 長さ:17個の塩基対
(B) タイプ:核酸
(C) 鎖のタイプ:一本鎖
(D) トポロジー:リニア
(ii) 分子のタイプ:RNA
(A) 説明:/desc=「天然」
(iii) 仮想:NO
(iv) アンチセンス:NO
(xi) 配列の説明:SEQ ID NO:3:
UAAGUGCUUC CAUGUUU 17
(5) SEQ ID NO:4の情報:
(i) 配列の特徴:
(A) 長さ:69個の塩基対
(B) タイプ:核酸
(C) 鎖のタイプ:一本鎖
(D) トポロジー:ヘアピン
(ii) 分子のタイプ:その他の核酸
(A) 説明:/desc=「合成」
(iii) 仮想:YES
(iv) アンチセンス:NO
(xi) 配列の説明:SEQ ID NO:4:
CCACCACUUA AACGUGGAUG UACUUGCUUU GAAACUAAAG AAGUAAGUGC
UUCCAUGUUU UGGUGAUGG 69
(6) SEQ ID NO:5の情報:
(i) 配列の特徴:
(A) 長さ:720個の塩基対
(B) タイプ:核酸
(C) 鎖のタイプ:一本鎖
(D) トポロジー:複数のヘアピン
(ii) 分子のタイプ:RNA
(A) 説明:/desc=「組み替え」
(iii) 仮想:NO
(iv) アンチセンス:NO
(xi) 配列の説明:SEQ ID NO:5:
AAUUUUUUUC UUCUAAAGUU AUGCCAUUUU GUUUUCUUUC UCCUCAGCUC
UAAAUACUCU GAAGUCCAAA GAAGUUGUAU GUUGGGUGGG CUCCCUUCAA
CUUUAACAUG GAAGUGCUUU CUGUGACUUU AAAAGUAAGU GCUUCCAUGU
UUUAGUAGGA GUGAAUCCAA UUUACUUCUC CAAAAUAGAA CACGCUAACC
UCAUUUGAAG GGAUCCCCUU UGCUUUAACA UGGGGGUACC UGCUGUGUGA
AACAAAAGUA AGUGCUUCCA UGUUUCAGUG GAGGUGUCUC CAAGCCAGCA
CACCUUUUGU UACAAAAUUU UUUUGUUAUU GUGUUUUAAG GUUACUAAGC
UUGUUACAGG UUAAAGGAUU CUAACUUUUU CCAAGACUGG GCUCCCCACC
ACUUAAACGU GGAUGUACUU GCUUUGAAAC UAAAGAAGUA AGUGCUUCCA
UGUUUUGGUG AUGGUAAGUC UUCUUUUUAC AUUUUUAUUA UUUUUUUAGA
AAAUAACUUU AUUGUAUUGA CCGCAGCUCA UAUAUUUAAG CUUUAUUUUG
UAUUUUUACA UCUGUUAAGG GGCCCCCUCU ACUUUAACAU GGAGGCACUU
GCUGUGACAU GACAAAAAUA AGUGCUUCCA UGUUUGAGUG UGGUGGUUCC
UACCUAAUCA GCAAUUGAGU UAACGCCCAC ACUGUGUGCA GUUCUUGGCU
ACAGGCCAUU ACUGUUGCUA 720
(7) SEQ ID NO:6の情報:
(i) 配列の特徴:
(A) 長さ:69個の塩基対
(B) タイプ:核酸
(C) 鎖のタイプ:一本鎖
(D) トポロジー:ヘアピン
(ii) 分子のタイプ:RNA
(A) 説明:/desc=「組み替え」
(iii) 仮想:YES
(iv) アンチセンス:NO
(xi) 配列の説明:SEQ ID NO:6:
CCACCACUUA AACGUGGAUG UACUUGCUUU GAAACUAAAG AAGUAAGUGC
UUCCAUGUUU UGGUGAUGG 69
(8) SEQ ID NO:7の情報:
(i) 配列の特徴:
(A) 長さ:73個の塩基対
(B) タイプ:核酸
(C) 鎖のタイプ:一本鎖
(D) トポロジー:ヘアピン
(ii) 分子のタイプ:RNA
(A) 説明:/desc=「組み替え」
(iii) 仮想:YES
(iv) アンチセンス:NO
(xi) 配列の説明:SEQ ID NO:7:
GCUCCCUUCA ACUUUAACAU GGAAGUGCUU UCUGUGACUU UAAAAGUAAG
UGCUUCCAUG UUUUAGUAGG AGU 73
(9) SEQ ID NO:8の情報:
(i) 配列の特徴:
(A) 長さ:68個の塩基対
(B) タイプ:核酸
(C) 鎖のタイプ:一本鎖
(D) トポロジー:ヘアピン
(ii) 分子のタイプ:RNA
(A) 説明:/desc=「組み替え」
(iii) 仮想:YES
(iv) アンチセンス:NO
(xi) 配列の説明:SEQ ID NO:8:
CCUUUGCUUU AACAUGGGGG UACCUGCUGU GUGAAACAAA AGUAAGUGCU
UCCAUGUUUC AGUGGAGG 68
(10) SEQ ID NO:9の情報:
(i) 配列の特徴:
(A) 長さ:68個の塩基対
(B) タイプ:核酸
(C) 鎖のタイプ:一本鎖
(D) トポロジー:ヘアピン
(ii) 分子のタイプ:RNA
(A) 説明:/desc=「組み替え」
(iii) 仮想:YES
(iv) アンチセンス:NO
(xi) 配列の説明:SEQ ID NO:9:
CCUCUACUUU AACAUGGAGG CACUUGCUGU GACAUGACAA AAAUAAGUGC
UUCCAUGUUU GAGUGUGG 68
(11) SEQ ID NO:10の情報:
(i) 配列の特徴:
(A) 長さ:23個の塩基対
(B) タイプ:核酸
(C) 鎖のタイプ:一本鎖
(D) トポロジー:リニア
(ii) 分子のタイプ:LNA-DNAハイブリッド
(A) 説明:/desc=「合成」
(iii) 仮想:YES
(iv) アンチセンス:YES
(xi) 配列の説明:SEQ ID NO:10:
TCACTGAAAC ATGGAAGCAC TTA 23
(12) SEQ ID NO:11の情報:
(i) 配列の特徴:
(A) 長さ:17個の塩基対
(B) タイプ:核酸
(C) 鎖のタイプ:一本鎖
(D) トポロジー:リニア
(ii) 分子のタイプ:その他の核酸
(A) 説明:/desc=「合成」
(iii) 仮想:YES
(iv) アンチセンス:YES
(xi) 配列の説明:SEQ ID NO:11:
GAGGCTGGAG CAGAAGGATT GCTTTGG 27
(13) SEQ ID NO:12の情報:
(i) 配列の特徴:
(A) 長さ:17個の塩基対
(B) タイプ:核酸
(C) 鎖のタイプ:一本鎖
(D) トポロジー:リニア
(ii) 分子のタイプ:その他の核酸
(A) 説明:/desc=「合成」
(iii) 仮想:YES
(iv) アンチセンス:YES
(xi) 配列の説明:SEQ ID NO:12:
CCCTCCTGAC CCATCACCTC CACCACC 27
Sequence listing
(1) General information:
(iii) Number of sequences: 12
(2) Information on SEQ ID NO: 1:
(i) Sequence features:
(A) Length: 23 base pairs
(B) Type: Nucleic acid
(C) Chain type: single chain
(D) Topology: Linear
(ii) Molecular type: RNA
(A) Explanation: / desc = "Composition"
(iii) Virtual: NO
(iv) Antisense: YES
(xi) Sequence description: SEQ ID NO: 1:
UCACCAAAAC AUGGAAGCAC UUA 23
(3) Information on SEQ ID NO: 2:
(i) Sequence features:
(A) Length: 23 base pairs
(B) Type: Nucleic acid
(C) Chain type: single chain
(D) Topology: Linear
(ii) Molecular type: RNA
(A) Explanation: / desc = "Natural"
(iii) Virtual: NO
(iv) Antisense: YES
(xi) Sequence Description: SEQ ID NO: 2:
ACUUAAACGU GGAUGUACUU GCU 23
(4) Information on SEQ ID NO: 3:
(i) Sequence features:
(A) Length: 17 base pairs
(B) Type: Nucleic acid
(C) Chain type: single chain
(D) Topology: Linear
(ii) Molecular type: RNA
(A) Explanation: / desc = "Natural"
(iii) Virtual: NO
(iv) Antisense: NO
(xi) Sequence Description: SEQ ID NO: 3:
UAAGUGCUUC CAUGUUU 17
(5) Information on SEQ ID NO: 4:
(i) Sequence features:
(A) Length: 69 base pairs
(B) Type: Nucleic acid
(C) Chain type: single chain
(D) Topology: Hairpin
(ii) Molecular type: other nucleic acids
(A) Explanation: / desc = "Composition"
(iii) Virtual: YES
(iv) Antisense: NO
(xi) Sequence Description: SEQ ID NO: 4:
CCACCACUUA AACGUGGAUG UACUUGCUUU GAAACUAAAG AAGUAAGUGC
UUCCAUGUUU UGGUGAUGG 69
(6) Information on SEQ ID NO: 5:
(i) Sequence features:
(A) Length: 720 base pairs
(B) Type: Nucleic acid
(C) Chain type: single chain
(D) Topology: Multiple hairpins
(ii) Molecular type: RNA
(A) Explanation: / desc = "Recombination"
(iii) Virtual: NO
(iv) Antisense: NO
(xi) Sequence description: SEQ ID NO: 5:
AAUUUUUUUC UUCUAAAGUU AUGCCAUUUU GUUUUCUUUC UCCUCAGCUC
UAAAUACUCU GAAGUCCAAA GAAGUUGUAU GUUGGGUGGG CUCCCUUCAA
CUUUAACAUG GAAGUGCUUU CUGUGACUUU AAAAGUAAGU GCUUCCAUGU
UUUAGUAGGA GUGAAUCCAA UUUACUUCUC CAAAAUAGAA CACGCUAACC
UCAUUUGAAG GGAUCCCCUU UGCUUUAACA UGGGGGUACC UGCUGUGUGA
AACAAAAGUA AGUGCUUCCA UGUUUCAGUG GAGGUGUCUC CAAGCCAGCA
CACCUUUUGU UACAAAAUUU UUUUGUUAUU GUGUUUUAAG GUUACUAAGC
UUGUUACAGG UUAAAGGAUU CUAACUUUUU CCAAGACUGG GCUCCCCACC
ACUUAAACGU GGAUGUACUU GCUUUGAAAC UAAAGAAGUA AGUGCUUCCA
UGUUUUGGUG AUGGUAAGUC UUCUUUUUAC AUUUUUAUUA UUUUUUUAGA
AAAUAACUUU AUUGUAUUGA CCGCAGCUCA UAUAUUUAAG CUUUAUUUUG
UAUUUUUACA UCUGUUAAGG GGCCCCCUCU ACUUUAACAU GGAGGCACUU
GCUGUGACAU GACAAAAAUA AGUGCUUCCA UGUUUGAGUG UGGUGGUUCC
UACCUAAUCA GCAAUUGAGU UAACGCCCAC ACUGUGUGCA GUUCUUGGCU
ACAGGCCAUU ACUGUUGCUA 720
(7) Information on SEQ ID NO: 6:
(i) Sequence features:
(A) Length: 69 base pairs
(B) Type: Nucleic acid
(C) Chain type: single chain
(D) Topology: Hairpin
(ii) Molecular type: RNA
(A) Explanation: / desc = "Recombination"
(iii) Virtual: YES
(iv) Antisense: NO
(xi) Sequence description: SEQ ID NO: 6:
CCACCACUUA AACGUGGAUG UACUUGCUUU GAAACUAAAG AAGUAAGUGC
UUCCAUGUUU UGGUGAUGG 69
(8) Information on SEQ ID NO: 7:
(i) Sequence features:
(A) Length: 73 base pairs
(B) Type: Nucleic acid
(C) Chain type: single chain
(D) Topology: Hairpin
(ii) Molecular type: RNA
(A) Explanation: / desc = "Recombination"
(iii) Virtual: YES
(iv) Antisense: NO
(xi) Sequence Description: SEQ ID NO: 7:
GCUCCCUUCA ACUUUAACAU GGAAGUGCUU UCUGUGACUU UAAAAGUAAG
UGCUUCCAUG UUUUAGUAGG AGU 73
(9) Information on SEQ ID NO: 8:
(i) Sequence features:
(A) Length: 68 base pairs
(B) Type: Nucleic acid
(C) Chain type: single chain
(D) Topology: Hairpin
(ii) Molecular type: RNA
(A) Explanation: / desc = "Recombination"
(iii) Virtual: YES
(iv) Antisense: NO
(xi) Sequence Description: SEQ ID NO: 8:
CCUUUGCUUU AACAUGGGGG UACCUGCUGU GUGAAACAAA AGUAAGUGCU
UCCAUGUUUC AGUGGAGG 68
(10) Information on SEQ ID NO: 9:
(i) Sequence features:
(A) Length: 68 base pairs
(B) Type: Nucleic acid
(C) Chain type: single chain
(D) Topology: Hairpin
(ii) Molecular type: RNA
(A) Explanation: / desc = "Recombination"
(iii) Virtual: YES
(iv) Antisense: NO
(xi) Sequence description: SEQ ID NO: 9:
CCUCUACUUU AACAUGGAGG CACUUGCUGU GACAUGACAA AAAUAAGUGC
UUCCAUGUUU GAGUGUGG 68
(11) Information on SEQ ID NO: 10:
(i) Sequence features:
(A) Length: 23 base pairs
(B) Type: Nucleic acid
(C) Chain type: single chain
(D) Topology: Linear
(ii) Molecular type: LNA-DNA hybrid
(A) Explanation: / desc = "Composition"
(iii) Virtual: YES
(iv) Antisense: YES
(xi) Sequence Description: SEQ ID NO: 10:
TCACTGAAAC ATGGAAGCAC TTA 23
(12) Information on SEQ ID NO: 11:
(i) Sequence features:
(A) Length: 17 base pairs
(B) Type: Nucleic acid
(C) Chain type: single chain
(D) Topology: Linear
(ii) Molecular type: other nucleic acids
(A) Explanation: / desc = "Composition"
(iii) Virtual: YES
(iv) Antisense: YES
(xi) Sequence Description: SEQ ID NO: 11:
GAGGCTGGAG CAGAAGGATT GCTTTGG 27
(13) Information on SEQ ID NO: 12:
(i) Sequence features:
(A) Length: 17 base pairs
(B) Type: Nucleic acid
(C) Chain type: single chain
(D) Topology: Linear
(ii) Molecular type: other nucleic acids
(A) Explanation: / desc = "Composition"
(iii) Virtual: YES
(iv) Antisense: YES
(xi) Sequence description: SEQ ID NO: 12:
CCCTCCTGAC CCATCACCTC CACCACC 27

Claims (15)

(a)SEQ.ID.NO.3を含む少なくとも1つのmicroRNA前駆体を提供することと、
(b)少なくとも1つのCD34陽性細胞を含む細胞マトリックスを提供することと、
(c)(a)のmicroRNA前駆体と(b)の細胞マトリックスとを接触させ、前記CD34陽性細胞群の増殖又は再生を誘導することと、
を含む、microRNA前駆体(pre-miRNA)を用いてCD34陽性成体幹細胞の増殖又は再生を誘導する方法。
(A) providing at least one microRNA precursor comprising SEQ.ID.NO.3;
(B) providing a cell matrix comprising at least one CD34 positive cell;
(C) contacting the microRNA precursor of (a) with the cell matrix of (b), inducing proliferation or regeneration of the CD34 positive cells,
A method for inducing proliferation or regeneration of CD34-positive adult stem cells using a microRNA precursor (pre-miRNA).
前記microRNA前駆体は、原核細胞における真核プロモーターによりRNA転写を駆動することによって生じる、請求項1に記載の方法。   2. The method of claim 1, wherein the microRNA precursor is generated by driving RNA transcription by a eukaryotic promoter in prokaryotic cells. 前記真核プロモーターによりRNA転写を駆動することは、3-モルフォリノプロパン-1-スルホン酸(MOPS)の分子構造を含む化学薬剤と、SEQ.ID.NO.8、SEQ.ID.NO.7、SEQ.ID.NO.8、又はSEQ.ID.NO.9の配列をコードする少なくとも1つの発現ベクターを担持する少なくとも1つの形質転換原核細胞とを接触させることで誘導される、請求項2に記載の方法。   Driving RNA transcription by the eukaryotic promoter involves chemical agents containing the molecular structure of 3-morpholinopropane-1-sulfonic acid (MOPS), and SEQ.ID.NO.8, SEQ.ID.NO.7. Or at least one transformed prokaryotic cell carrying at least one expression vector encoding the sequence of SEQ.ID.NO.8, or SEQ.ID.NO.9. The method described in 1. 前記発現ベクターは、SEQ.ID.NO.5の配列をコードする組換えプラスミドである、請求項3に記載の方法。   4. The method of claim 3, wherein the expression vector is a recombinant plasmid encoding the sequence of SEQ.ID.NO.5. 前記発現ベクターは、サイトメガロウイルス(CMV)又は哺乳動物EF1α(EF1alpha)プロモーターを含み、或いはこの両者を同時に含むpLenti-EF1alpha-RGFP-miR302である、請求項3に記載の方法。   4. The method according to claim 3, wherein the expression vector is pLenti-EF1alpha-RGFP-miR302 containing a cytomegalovirus (CMV) or mammalian EF1α (EF1alpha) promoter, or both simultaneously. 前記原核細胞は、大腸菌コンピテントセルである、請求項2に記載の方法。   3. The method according to claim 2, wherein the prokaryotic cell is an E. coli competent cell. 前記microRNA前駆体は、SEQ.ID.NO.6、SEQ.ID.NO.7、SEQ.ID.NO.8、又はSEQ.ID.NO.9の少なくとも1つのヘアピン型配列を含む、請求項1に記載の方法。   The microRNA precursor comprises at least one hairpin-type sequence of SEQ.ID.NO.6, SEQ.ID.NO.7, SEQ.ID.NO.8, or SEQ.ID.NO.9. The method according to 1. 前記microRNA前駆体は、原核生物により生成されるmiR-302前駆体(pre-miR-302)の一種である、請求項1に記載の方法。   2. The method according to claim 1, wherein the microRNA precursor is a kind of miR-302 precursor (pre-miR-302) produced by prokaryotes. 前記pre-miR-302は、miR-302a、miR-302b、miR-302c、又はmiR-302dの少なくとも1つの配列を含む、請求項8に記載の方法。   9. The method of claim 8, wherein the pre-miR-302 comprises at least one sequence of miR-302a, miR-302b, miR-302c, or miR-302d. 前記pre-miR-302は、医薬及び治療応用の薬物成分の一部として用いられる可能である、請求項8に記載の方法。   9. The method of claim 8, wherein the pre-miR-302 can be used as part of a drug component for pharmaceutical and therapeutic applications. 前記microRNA前駆体は、医薬及び治療応用の薬物成分の一部として用いられる可能である、請求項1に記載の方法。   2. The method of claim 1, wherein the microRNA precursor can be used as part of a drug component for pharmaceutical and therapeutic applications. 前記CD34陽性成体幹細胞の増殖は、医薬及び治療応用に役立つ、請求項1に記載の方法。   2. The method of claim 1, wherein the proliferation of CD34 positive adult stem cells is useful for pharmaceutical and therapeutic applications. 前記CD34陽性成体幹細胞の増殖は、体内でヒト癌細胞の悪性特性を低悪性度の良性状態又は正常に類似する状態に再プログラムすることに役立つ、請求項12に記載の方法。   13. The method of claim 12, wherein the proliferation of CD34 positive adult stem cells helps reprogram the malignant properties of human cancer cells in the body to a low grade benign state or a state similar to normal. 前記CD34陽性成体幹細胞の増殖は、体内で傷跡のない傷口の治癒を促進することに役立つ、請求項12に記載の方法。   13. The method of claim 12, wherein the proliferation of the CD34 positive adult stem cells helps promote healing of a scar free wound in the body. 前記CD34陽性細胞は、皮膚、毛髪、筋肉、血液(造血細胞)、間質細胞、及び神経幹細胞、又はその組合せを含む、請求項1に記載の方法。
2. The method of claim 1, wherein the CD34 positive cells include skin, hair, muscle, blood (hematopoietic cells), stromal cells, and neural stem cells, or a combination thereof.
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