RNAサイレンシング基礎研究および応用研究の現状と今後

慶応義塾大学医学部分子生物学教室JST-CREST塩見美喜子

小さなRNA(20-30塩基)とArgonauteタンパク質からなるRISC複合体が中核となって起こる遺伝子発現制御機構

small RNA

gene silencing

RNAサイレンシング

RISC = RNA-induced

silencing complex

1998FireandMelloetal.線虫に二本鎖RNAを投与すると特異的に効率良く遺伝子発現を抑制する事ができる。

RNAinterference/RNAi（RNA干渉）

Nature1998

normal normal twitching

Sense RNA Antisense RNA Double-stranded RNA

(

( (

(

RNAiはいろいろな生物種で起こる ショウジョウバエ 植物(cosuppression)カビ(quelling) ほ乳動物　TomTuschl,Nature2001

RNAiを遺伝子機能解析に用いるRNAiを創薬として用いる　

RNAi

線虫発生 の基礎研究者

肝癌を対象にRNA干渉治療薬のフェーズ1試験が米国で開始

米Alnylam Pharmaceuticals社は4月3日、肝癌を対象に、同社が開発するRNA干渉（RNAi）治療薬

「ALN-VSP」のフェーズ１試験を開始したと発表した。昨年12月に米国食品医薬品局（FDA）に治験薬

申請を提出し、今年1月に受理されていたもの。

　RNA干渉（RNA interference）は、短い2本鎖RNA（siRNA）を導入することで、標的とするmRNAを分

解して、遺伝子発現を停止させるもの。ALN-VSPは2つのsiRNAを含んでおり、癌細胞の増殖に関わ

るキネシンスピンドルたんぱく質（KSP）と血管新生を促す血管内皮細胞増殖因子(VEGF)の2つの遺

伝子をターゲットとしている。

　フェーズ1試験は、肝細胞癌および進行性固形癌で、標準治療が不応もしくは標準治療で進行した

患者を対象に、多施設共同のオープンラベル、用量増加方式で行われる。登録予定数は55人。主要

エンドポイントはALN-VSP静注における安全性と忍容性、薬物動態とし、抗腫瘍効果およびダイナ

ミック造影 MRI (DCE-MRI)を用いて腫瘍血管の血流や透過性の変化も検討する。

　マウスにおける前臨床試験では、ALN-VSPがKSPとVEGFの遺伝子発現を抑制し、腫瘍を縮小させ

ることが確認された。Dana-Farber Cancer InstituteのCharles Fuchs氏は、「ALN-VSPの前臨床試験

データは、2つの遺伝子を同時に標的としたRNAi治療薬の可能性を示した。RNAiに基づいたアプロー

チの応用は他の癌に対しても期待できるだろう」と述べている。

日経メディカルonline       4.8. 2009 

8.30.2010 

すでに臨床実験が始まっており、昨年には肝臓がん患者１９名にALN‐VSPを使用し、 がんの縮小に成功。さらに３６名の患者を追加して臨床試験を進める予定。

(~ 21 nt)

RNAiの分子メカニズム

miRNA経路

artificial dsRNA

RNAi

Silencing!

EXP5

Nature2006

shRNA

Science 2008

Selective Blockage of MicroRNA Processing by Lin28

Srinivas, R. Viswanathan et al.

Lin28 Mediates the Terminal Uridylation of let-7 Precursor MicroRNA

Inha Het et al. et al.

Mol Cell 2008

Post-transcriptionalregulationoflet-7processingbyLin28

Lin28isaDicer-modulator

artificial dsRNA

artificial dsRNA

artificial dsRNA A B

C

Modulator

時空間的にmiRNA経路を制御している

miRNA経路

artificial dsRNA

Argonaute！

(  (

各組織、細胞内のArgonauteの発現量およびavailability

RNAi創薬開発における課題

Argonauteファミリー

Ago1 Ago2 Ago3 Ago4 Piwil1 Piwil2 Piwil3 Piwil4

Ago1 Ago2 Ago3 Ago4 Piwil1 Piwil2 Piwil3 Piwil4

Ago1 Ago2 Ago3 Ago4 Miwi Mili Miwi2

Ago1 Ago2 Ago3 Piwi Aub 恒常的  生殖器官 特異的

AGO subfamily PIWI subfamily

体細胞

生殖細胞

親 子

ヒトの細胞数　＝　60,000,000,000,000

体細胞 生殖細胞

転移因子（動く遺伝子）

Copy and paste!

ゲノムが損傷を受ける

子へと誤った遺伝情報が伝わる

種の保存を脅かす

X 制御機構piRNAを介したRNAsilencing

piRNA生合成経路:conservedinmammals!

Siomi et al Nat. Rev. Mol. Cell Biol 2011

Vasa

nuage‐like

BmN4

ショウジョウバエ卵巣由来体細胞

Bombyx mori

OSC

カイコ卵巣由来生殖細胞

‘生化学的なアプローチ’

RNAi

Deep-sequencing & bioinformatics

Monoclonal antibodies

Cell culture

StructureBiochemistry(ordinaryandnewmethods)

Bioinformatics

Genetics

Imaging

RNAサイレンシングの理解と応用への道作り