核酸医薬開発の動向と課題 - nihs · 核酸医薬品とは核酸医薬品 =...

基盤研セミナー（2013年12月13日）!

国立医薬品食品衛生研究所!遺伝子細胞医薬部第5室（核酸医薬室）!

井上貴雄�

NIHS

Since 1874

NIHS

Since 1874

核酸医薬開発の動向と課題!

本資料は「医薬基盤研究所セミナー」で用いたスライドを抜粋し、一部改訂したものです。無断転載はお控え頂くよう、よろしくお願い致します。!

1）核酸医薬品の特徴と分類�

2）核酸医薬品開発の動向と課題�

3）国立衛研における取り組み�

本日の話題�

核酸医薬品とは�

核酸医薬品 = Oligonucleotide Therapeutics!�・ヌクレオチド*を基本骨格とする（*天然型または化学修飾型）! ・遺伝子発現を介さずに直接生体に作用する! ・化学合成により製造!!!遺伝子治療薬! ・遺伝子発現を介して作用! ・生物学的に製造!

遺伝子治療用ベクターを用いてオリゴ核酸を発現する場合、規制上は遺伝子治療薬!

多様な核酸医薬品（細胞内で機能）�

mRNA!

転写因子�

タンパク質�

Promoter! Gene!

RISC複合体�

アンチセンス!（1本鎖DNA/RNA）�

デコイ �（2本鎖DNA）�

siRNA!（2本鎖RNA）!

miRNA!

miRNA機能阻害�miRNA mimic!

（2本鎖RNA）!

細胞膜を通過し、細胞内で配列特異的な結合により作用!

DNA!アンチセンス!（1本鎖DNA/RNA）�転写因子�

Non-coding�

核!

miRNA機能補充�

転写阻害�

翻訳阻害�

CpGオリゴ!CpGモチーフを含む1本鎖DNA!

アプタマー!（1本鎖DNA/RNA）�

抗体医薬に類似!オリゴ核酸の立体構造により作用!

promoter!転写因子�エンドソーム!

TLR9!

自然免疫の!活性化�

PEG!

PEG!

mRNA!蛋白質!PEG!

シグナル伝達阻害�

Gene!

核!

細胞外蛋白質の阻害�

多様な核酸医薬品（細胞外で機能）�

多様な核酸医薬品!

アンチセンス� siRNA� アプタマー� miRNA!アンチセンス�miRNA!mimic� デコイ� CpGオリゴ�

構造! 1本鎖!DNA/RNA!2本鎖!RNA!

1本鎖!DNA/RNA!

1本鎖!DNA/RNA!

2本鎖!RNA!

2本鎖!DNA!

1本鎖!DNA!

塩基長! 12-21!20-30! 20-25! 26-45! 12-16! 20-25! 20程度! 20程度!

標的! mRNA!Pre-mRNA! mRNA!蛋白質!

（細胞外蛋白）! miRNA! mRNA!蛋白質!

（転写因子）!蛋白質!（TLR9）!

作用!機序!

mRNA分解!スプライシング

阻害!mRNA分解! 機能阻害! miRNA阻害!(miRNA分解)! miRNAの補充! 転写阻害!

自然免疫の!活性化!

開発!段階!

承認 2品目Phase III� Phase II→III!

承認 1品目!Phase II! Phase II→III! Phase I! Phase II! Phase II!

開発!企業!

Isis, Santaris, Prosensa,! Sarepta !

Alnylam, Quark,!

Arrowhead�

Pfizer,�Regado, !NOXXON !

Santaris, Regulus!

MiRagen, Mirna!

Anges-MG,!Adynxx!

Pfizer, Dynavax !

メモ! 人工核酸!キャリア無し! キャリア有り!PEG化!

人工塩基対! Miravirsen! 癌治療!NF-κB,!AYX-1�!

ワクチンアジュバント!

核酸医薬品への期待�

�・�mRNAやmiRNAなど、従来の医薬品が狙えない標的分子を創薬ターゲット!�� とすることが可能!

�・�低分子医薬品と抗体医薬品の利点を併せ持つ!

�・�一度プラットフォームが完成すれば短時間で開発可能!

⇒ 抗体医薬品に続く｢次世代分子標的薬｣として期待!

核酸医薬品�

(~10%)�

抗体医薬品!低分子医薬品�

創薬ターゲット�

低分子医薬品!

化学合成��規格化・品質!��管理が容易!

抗体医薬品�

�特異性が高い!�効果が高い!

核酸!医薬品�膜蛋白質�

分泌蛋白質�受容体!酵素�

核酸医薬品の利点�

(~10%)�

サイズ（分子量）!

��アプタマー !：��50,000（Pegaptanib）!��siRNA !：��14,000!��アンチセンス !： �� 7,600（Mipomersen）!��インスリン !：��58,000（単量体）!��抗体医薬品 !：150,000�or 48,000!��低分子医薬品：�� 1,000未満!

!�→��バイオ医薬品に近い複雑な構造、分子量!��!製造!��化学的に合成! ! !→��低分子医薬品に類似!��不均一なものとして合成 !→��バイオ医薬品に類似!

核酸医薬品の特徴�

核酸医薬品が集積しやすい臓器!

組織への到達（毛細血管の構造の観点から）!��・連続型毛細血管：通常の毛細血管!��・有窓型毛細血管：内皮細胞が薄く、特殊な窓のような構造を持つ!��（小腸上皮、内分泌系臓器）!��・洞様毛細血管��：内皮細胞間に隙間がある!

�★造血器官：動脈と静脈が毛細血管でつながっていない開放血管系を持つ!!

- 肝臓、腎臓、脾臓、骨髄、固形癌 -!

多様な核酸医薬品（細胞内で機能）�

mRNA!

転写因子�

タンパク質�

Promoter! Gene!

RISC複合体�

アンチセンス!（1本鎖DNA/RNA）�

デコイ �（2本鎖DNA）�

siRNA!（2本鎖RNA）!

miRNA!

miRNA機能阻害�miRNA mimic!

（2本鎖RNA）!

細胞膜を通過し、細胞内で配列特異的な結合により作用!

DNA!アンチセンス!（1本鎖DNA/RNA）�転写因子�

Non-coding�

核!

miRNA機能補充�

転写阻害�

翻訳阻害�

核酸医薬品が集積しやすい臓器!

組織への到達（毛細血管の構造の観点から）!��・連続型毛細血管：通常の毛細血管!��・有窓型毛細血管：内皮細胞が薄く、特殊な窓のような構造を持つ!��（小腸上皮、内分泌系臓器）!��・洞様毛細血管��：内皮細胞間に隙間がある!

�★造血器官：動脈と静脈が毛細血管でつながっていない開放血管系を持つ!!細胞内への到達（細胞内取り込みの観点から）!��オリゴ核酸は負の電荷を帯びた高分子化合物 →�膜透過性に乏しい!��# 膜を通過するメカニズムは未だ不明!��# オリゴ核酸に対し、様々な化学修飾が試みられている!

��・臓器/細胞間での取り込み能の違い!��・特定の病態においては、取り込み効率が変化（例：筋ジストロフィー）!

- 肝臓、腎臓、脾臓、骨髄、固形癌 -!




本日の話題�

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核酸医薬品の開発動向�

アンチセンス� miRNA関連�siRNA� アプタマー�

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開発品数�

臨床�

非臨床�

0 �

20 �

40 �

60 �

80 �

100 �

「RNAを標的とする核酸医薬品」の開発が急速に進んでいる�

Fomivirsen PegaptanibMipomersen

2012年度版 �世界の核酸医薬品開発の現状と将来展望�シードプランニング社��を改変�




1本鎖!DNA/RNA!

1本鎖!DNA/RNA!

2本鎖!RNA!

2本鎖!DNA!

1本鎖!DNA!

塩基長! 12-21!20-30! 20-25! 26-45! 12-16! 20-25! 20程度! 20程度!




作用!機序!




開発!段階!



開発!企業!


Alnylam, Quark,!

Arrowhead�


Santaris, Regulus!

MiRagen, Mirna!

Anges-MG,!Adynxx!

Pfizer, Dynavax !




立体障害による翻訳阻害（従来）�

RNase�H�非依存的作用（立体障害）�

アンチセンス医薬品の作用機構�

mRNA! アンチセンス�Pre-mRNA!

RNase�Hを介したmRNAの分解（現在）�



RNase�H�依存的作用（RNA分解）�


RNase H: !DNA/RNAハイブリッド二本鎖を形成している!RNAを切断するエンドヌクレアーゼ�


mRNA! アンチセンス�

RNase H!

アンチセンス医薬品開発における問題点 �

・生体内で不安定（ヌクレアーゼによる分解） !→ ! !著しく改善!・標的RNAとの結合が弱い ! ! ! ! !→ ! !著しく改善!・組織へのターゲティングが困難 ! ! ! !→ ! !肝臓はOK!・細胞内に取りこまれにくい! ! ! ! ! !→ ! !一部改善!!

人工核酸の開発!RNase H の研究進展!

・血中安定性の向上!・膜透過性の向上!

・標的mRNAとの親和性の向上（= アンチセンスの有効性が向上）!�� →� �キャリア無しで全身性投与が可能�

Fomivirsen Mipomersen

DNA (S化) � 2’,4’-BNA/LNA (S化) �

第 1 世代� 第 2 世代� 第 2.5 世代�

2’-MOE (S化) �

人工核酸の開発!

mRNA!

RNase H による!mRNAの切断!

ギャップマー構造�

2’MOE � 2’MOE �DNA �

mRNAと!強固に結合!

DNA �

Fomivirsen Mipomersen

DNA (S化) �

第 1 世代� 第 2 世代� 第 2.5 世代�

2’-MOE (S化) �

人工核酸の開発!

2’,4’-BNA/LNA (S化) �

アンチセンス医薬品の開発例：第1世代�

Fomivirsen（Vitravene) （ISIS Pharmaceutical社）!n  1998年に米国で承認（世界初の核酸医薬品）�!

n  標的：サイトメガロウイルス（CMV)�遺伝子IE2のmRNA�!

n  適応：AIDS患者のCMV性網膜炎治療薬!

n  硝子体内投与（局所投与）�6.6mg/ml!

n  米国で承認後、欧州でも承認された!��が、ニーズがなくなり販売中止!n  21塩基長�

Mipomersen（Kynamro) （ISIS Pharmaceutical社）!n  2013年1月に米国で承認�!

n  標的：ApoB100 mRNA !

n  適応：ホモ型家族性高コレステロール血症!

n  皮下投与 ← 全身投与できる初の核酸医薬品!

n  標的臓器：肝臓!

n  20塩基長!


2’MOE � 2’MOE �RNaseH活性�

G　C　C　T　C　A　G　T　C　T　G　C　T　T　C　G　C　A　C　C RNA-like � RNA-like �DNA-like �


Mipomersen（Kynamro) （ISIS Pharmaceutical社）!n  2013年1月に米国で承認�!

n  標的：ApoB100 mRNA !

n  適応：ホモ型家族性高コレステロール血症!

n  皮下投与 ← 全身投与できる初の核酸医薬品!

n  標的臓器：肝臓!

n  20塩基長!

n  Gapmer構造�

!2’Deoxy!

RNase�Hを介したmRNAの分解（現在）�


立体障害によるスプライシング阻害（現在）�


RNase�H�依存的作用（RNA分解）�



mRNA! アンチセンス�

RNase H!RNase H: !DNA/RNAハイブリッド二本鎖を形成している!RNAを切断するエンドヌクレアーゼ�

デュシェンヌ型筋ジストロフィー（Duchenne muscular dystrophy：DMD）!��・筋ジストロフィーの中で重篤であり、最も患者数が多い!��・男児3300人に1人が発症する最も頻度の高い伴性劣性遺伝性疾患!��・幼児期に筋力低下、その後筋萎縮が進行、心不全・呼吸不全により死に至る!��・診断：歩き方がぎこちない、倒れやすい → 血中クレアチンキナーゼ値が上昇!��・ジストロフィン遺伝子がエクソン単位で欠失�→�ジストロフィン蛋白の欠失!

アンチセンス医薬品の開発例!筋ジストロフィーのエクソンスキッピング誘導療法�

ジストロフィン蛋白の構造!

ジストロフィン



正常!

ジストロフィン遺伝子のエクソン構造!

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48

49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72

73 74 75 76 77 78 79



エクソン50!の欠失!

ジストロフィン遺伝子のエクソン構造!

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48

49 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72

73 74 75 76 77 78 79


N Engl J Med. 357, 2677-2686, 2007

投与前�

投与後�←アンチセンス�

ESE (Exonic splicing enhancer)

Human-transcriptome DataBase for Alternative Splicing!(http://www.h-invitational.jp/h-dbas/index.jsp) より

Drisapersen: PRO051/GSK2402968!(GSK-Prosensa社)! �- 標的エクソン：51! �- 2’-OMe化アンチセンス, 20塩基長!� - Phase Ⅲ（国際共同治験）! �- 週1回 6mg/kg!!!!Eteplirsen: AVI-4658!(Sarepta Therapeutics社）! �- 標的エクソン：51!� - モルフォリノアンチセンス, 30塩基長! �- Phase Ⅱb! �-�週1回 30mg/kg�or 50mg/kg!


第 2 世代�

2’-MOE (S化) �

2’-OMe (S化) �

フナコシHP より!(http://www.funakoshi.co.jp/contents/699)

モルフォリンモルフォリノオリゴ

日本新薬!国立精神・神経医療研究センター（武田伸一先生）!

� - 標的エクソン：53（NS-065/NCNP-01）!

� - モルフォリノアンチセンス!

�- 国産アンチセンスとして初の臨床試験! （医師主導治験）!

!

第一三共!産業革新機構!神戸学院大学（松尾雅文先生）!

� - 標的エクソン：45!

� - 人工核酸ENAを含むアンチセンス! （2‘-O,4’-C-Ethylene-bridged Nucleic Acids）!

� - 前臨床段階!


ランク! 標的!エクソン�対象患者!

（%）�

1! 51! 13.0!2! 45! 8.1!3! 53! 7.7!

4! 44! 6.2!

5! 46 � 4.3!

6! 52! 4.1!

7! 50! 4.0!8! 43! 3.8!

1-8! 合計! 51.2!

アンチセンス医薬品の課題（DDSの観点から）�

n  従来から試されている局所投与では有効性を発揮する（例：Fomivirsen）。!

n  人工核酸の開発により、キャリア無しで全身投与が可能。肝臓に到達し、有効性を発揮する（例：Mipomersen）。!

n  筋ジスの治療で用いられるアンチセンスは全身投与が可能である。これは、本疾患では筋細胞の細胞膜が脆弱になっているため、と説明されている。�

n  現状では1回あたりの投与量が多く、治療費が高額となる。!

今後の課題��!n 各臓器へのターゲッティングの技術開発!n 細胞外から細胞内への移行を促進する技術の開発!




1本鎖!DNA/RNA!

1本鎖!DNA/RNA!

2本鎖!RNA!

2本鎖!DNA!

1本鎖!DNA!

塩基長! 12-21!20-30! 20-25! 26-45! 12-16! 20-25! 20程度! 20程度!




作用!機序!




開発!段階!



開発!企業!


Alnylam, Quark,!

Arrowhead�


Santaris, Regulus!

MiRagen, Mirna!

Anges-MG,!Adynxx!

Pfizer, Dynavax !




The AAPS Journal, 12, 51-60, 2010

siRNA、miRNAの作用機構�

siRNA医薬品の開発例!PF-655 (Quark Pharmaceuticals社）! - Naked siRNA, 硝子体注射（眼）! - 標的分子：RTP801! - 適応：糖尿病性黄斑浮腫! - Phase II!!ALN-RSV01 (Alnylam社）! - Naked siRNA, 吸入（肺）! - 標的分子：Nucleocapsid! - 適応：RSV感染症! - Phase II!!ALN-TTR02 (Alnylam社）! - Lipid nanoparticle (LNP), 静脈内投与（肝臓）! - 標的分子：トランスサイレチン（TTR）�←�主に肝臓に発現し、血中で機能! - 適応：アミロイドーシス（全身の臓器にアミロイド沈着）! - Phase IIで好結果 →�Phase IIIへ!

LNPの模式図（Tekmira社）!SNALP：stable nucleic acid-lipid particles!ED50: 0.02-0.1 mg/kg�

ND-L02-s0201（日東電工/Quark Pharmaceuticals）!�- Vitamin A-coupled liposomes, 全身投与（肝臓）!�- 標的分子：HSP47（コラーゲン特異的シャペロン）! - 適応：肝硬変! - Phase I! - 日本企業初のsiRNA医薬の臨床試験! - 札幌医科大学（新津洋司郎先生）との共同研究!

siRNA医薬品の開発例!

修飾によるオリゴヌクレオチドの機能特性向上�

修飾手法修飾位置アプリケーション例効果

2’位 O-Methyl 化2’位 F 化

内部配列 siRNA, アプタマー, アンチセンス生体内安定性の向上免疫刺激性の低減

BNALNA

内部配列 siRNA, アンチセンス生体内安定性の向上ターゲット特異性の向上

ホスホロチオエート（S化）内部配列

（リン酸基のO→S）siRNA, アンチセンス, デコイ, CpGオリゴ

生体内安定性の向上細胞導入効率の向上

ペプチド付加、糖付加アプタマー付加

末端に付加siRNA, アプタマー, アンチセンス, CpGオリゴ

細胞導入効率の向上組織特異的デリバリー

疎水性分子付加（コレステロール等）

末端に付加 siRNA, アンチセンス細胞導入効率の向上組織特異的デリバリー

高分子PEG付加末端に付加 siRNA, アプタマー, CpGオリゴ血中滞留性の付与

- GalNAc-conjugated siRNA!- Phase I!- 皮下投与��← Nakedで全身投与が可能!- ED50: 0.5-0.2 mg/kg �

ALN-TTRsc (Alnylam社）!

Alnylam社HPより�




1本鎖!DNA/RNA!

1本鎖!DNA/RNA!

2本鎖!RNA!

2本鎖!DNA!

1本鎖!DNA!

塩基長! 12-21!20-30! 20-25! 26-45! 12-16! 20-25! 20程度! 20程度!




作用!機序!




開発!段階!



開発!企業!


Alnylam, Quark,!

Arrowhead�


Santaris, Regulus!

MiRagen, Mirna!

Anges-MG,!Adynxx!

Pfizer, Dynavax !




キャリア無し! キャリア有り!

The AAPS Journal, 12, 51-60, 2010

miRNAとは!

miRNA mimic →�

n  non-coding RNAの一種. これまでに2500以上のmiRNAが同定されている�

n  主に標的遺伝子mRNAの3’UTRに結合し、発現・翻訳抑制�

n  miRNAは、細胞の分化や増殖、免疫、発癌など、多様な生命現象に関与�

2’,4’-BNA/LNA �

標的：mRNA �

Mixmers �

Tiny�

Gapmers �

標的：miRNA�

アンチセンスの構造の違い�

miRNAとの結合を阻害する �mRNAを分解する �

細胞質で機能!（RISCコンプレックスの中）�核で機能 �

J. Cell Biol., 199, 407-412, 2012

miRNA関連医薬品の開発例�

miRNA関連医薬品の開発例�Miravirsen�（Santaris Pharma社)!n  miR-122を阻害するアンチセンス, Mixmers, 15塩基長!n  miR-122：肝臓特異的miRNAで、HCV RNAの肝臓での増幅に必須!n  皮下投与, Phase IIを好成績で終了!

J. Cell Biol., 199, 407-412, 2012




1本鎖!DNA/RNA!

1本鎖!DNA/RNA!

2本鎖!RNA!

2本鎖!DNA!

1本鎖!DNA!

塩基長! 12-21!20-30! 20-25! 26-45! 12-16! 20-25! 20程度! 20程度!




作用!機序!




開発!段階!



開発!企業!


Alnylam, Quark,!

Arrowhead�


Santaris, Regulus!

MiRagen, Mirna!

Anges-MG,!Adynxx!

Pfizer, Dynavax !




アプタマー医薬品とは�n  一本鎖RNAまたはDNAで構成され、その立体構造により標的タンパク質と結合

して機能を阻害する!n  SELEX法（試験管内人工進化法）により創出される!n  一般に抗体よりもタンパク質への結合性、特異性が高く、化学合成可能で作成

が容易、免疫原性も低いという利点から、抗体医薬品に代わる分子標的薬として期待されている�

SELEX法によるアプタマーの選別�

Pharmaceuticals, 3, 1761-1778, 2010

SELEX = !Systematic Evolution of Ligand!by EXponential�enrichment!

アプタマー医薬品の開発例�Pegaptanib�（Macugen）（Pfizer社-Archemix社)! - 2004年に米国、2006年に欧州、2008年に日本で承認! 国内初の、国内で唯一の核酸医薬品! ��-�標的：血管新生因子VEGF165! ��-�適応：加齢黄斑変性症治療薬! - 28塩基長、PEG化RNAアプタマー! - 硝子体内投与�(1回0.3mg, 6週に1回投与)! - 類似薬：ルセンティス（ヒト化抗VEGFモノクローナル抗体Fab）!

� �

血液凝固� 抗血液凝固� 抗血液凝固作用の調整�

アプタマー医薬品の開発例�

REG1(Regado Biosciences社）! �- RNAアプタマー（pegnivacogin + anivamersen）! �- 標的分子：Factor IXa（血液凝固因子）! �- 適応：冠動脈疾患における血液凝固抑制!��- Phase IIb!

Regado社HPより




1本鎖!DNA/RNA!

1本鎖!DNA/RNA!

2本鎖!RNA!

2本鎖!DNA!

1本鎖!DNA!

塩基長! 12-21!20-30! 20-25! 26-45! 12-16! 20-25! 20程度! 20程度!




作用!機序!




開発!段階!



開発!企業!


Alnylam, Quark,!

Arrowhead�


Santaris, Regulus!

MiRagen, Mirna!

Anges-MG,!Adynxx!

Pfizer, Dynavax !




核酸医薬品開発の動向�

希少疾患・難病を対象とする核酸医薬品開発の増加!��核酸医薬品の投与は非常に高価!��例：Pegaptanib：6週に1回 0.3mg（薬価12万円）�!��Mipomersen：週に1回 200mg!��全身投与では数10〜数100mgの投与が必要!��!��ブロックバスターではなく、Unmet medical needsに対応する「ニッチバスター」を目指す��!��例：Alnylam社� 5 x 15 program��!�� =�5つのsiRNA医薬品を2015年までに後期臨床試験にもっていく!��遺伝性疾患に特化したRNAi 医薬開発! �� （7つのプログラムを掲載, 肝臓が標的, GalNAc-conjugated siRNAが中心）��!

! ! !・標的：TTR ! ! !適応：TTR アミロイドーシス!! ! !・標的：Antithrombin! !適応：血友病、rare bleeding disorders (RBD) !! ! !・標的：PCSK9! ! !適応：高コレステロール血症!! ! !・標的：ALAS1! ! !適応：急性間欠性ポルフィリン症!! ! !・標的：TMPRSS6 ! !適応：β サラセミア、鉄過剰症�� ・・・他!

- 核酸医薬品に特化したガイドラインは存在しない。!��既存のガイドラインを参照しながら、規制当局が個別に対応。!! - 核酸医薬品の開発・実用化促進には核酸医薬に特化したガイドラインが必要。!! - 核酸医薬品の品質、有効性、安全性を評価するための試験法が確立されていない。!��また、その判断基準も整備されていない。!

- 革新的医薬品･医療機器・再生医療製品実用化促進事業(H24〜）：!PMDA、NIHS（国立衛研）と連携・人材交流を行い、革新的医薬品等の安全性と有効性の評価方法の確立に資する研究を実施し、国が作成する新薬・新医療機器審査・安

全対策のガイドラインの世界初または世界同時発信につなげることを目的とする。!!��核酸医薬品：阪大薬、NIHS、PMDAの連携により事業開始�

規制面の課題�

課題名��核酸医薬の臨床有効性安全性の評価方法�

目的��高コレステロール血症等を対象とした核酸医薬の開発を通じて、��核酸医薬の安全性・有効性の評価方法を確立する�

目標��- ガイドライン作成に向けた基盤整備��- 核酸医薬品の臨床試験��- 安全性・有効性の評価方法を確立��- レギュラトリーサイエンスを担う人材育成�

連携機関��- 大阪大学医学系研究科・医学部附属病院��- 国立循環器病研究センター研究所（国循）��- 国立医薬品食品衛生研究所（NIHS）��- 独立行政法人医薬品医療器機総合機構（PMDA）��- ㈱ジーンデザイン（GD）��- 医薬基盤研究所（NIBIO）�

事業の概要�

事業体制�

⼤大阪⼤大学薬学研究科・薬学部NIHS

有効性・安全性評価研究⼒力力の底⼒力力向上

審査能⼒力力の底⼒力力向上

PMDAレギュラトリーサイエンス・薬事審査への理理解向上・⼈人材育成⇒創薬のプラットフォーム化

レギュラトリーサイエンスの習得

審査業務の理理解・従事

医薬審査官など遺伝⼦子細胞医薬部の研究官　

薬事戦略略分野

特任教員

レギュラトリーサイエンス分野

特任教員常勤准教授常勤准教授

核酸医薬研究の現状・実験⼿手法の把握実践的研究教育交流流　　　

官学連携

前臨臨床研究臨臨床研究

官学連携

⼤大阪⼤大学薬学発の核酸医薬：⾼高脂⾎血症を標的とした次世代型核酸医薬核酸医薬品の臨臨床開発

世界基準の安全性・有効性の評価法の確⽴立立世界に通⽤用するレギュラトリーサイエンスを担う⼈人材育成

医薬連携付置病院

⼤大阪⼤大学医学系研究科国⽴立立循環器病研究センター臨臨床開発に向けた研究⽴立立案・実施

臨臨床研究の推進・実⾏行行

(株)ｼﾞｰﾝﾃﾞｻﾞｲﾝ GMPｸﾞﾚｰﾄﾞの核酸医薬の製造

シオノギ製薬核酸医薬の原料料供給

産学連携




本日の話題�

国立衛研における核酸医薬品に対する取り組み�

•  国立衛研では、医薬品、食品をはじめ、国民生活に密接に関連する化学物質の品質や安全性の評価に関する試験・

研究・調査を実施

•  核酸医薬品に特化した部門として、平成25年10月に核酸医薬室を新たに設置!

!�# 核酸医薬品のガイドラインの土台となるコンセプト案の策定!��　（革新的医薬品等実用化促進事業：阪大薬が中心）!

# 核酸医薬品の安全性評価に関する基盤研究! �オフターゲット効果に関する研究など!

核酸医薬品のオフターゲット効果�

オフターゲット効果の定義：アンチセンス、siRNA等によって引き起こされる遺伝子発現変動のうち、標的mRNA以外の遺伝子発現が変化する現象。オフターゲット効果の分類： ①相補的結合依存的オフターゲット効果「標的RNAの配列と同一あるいは類似した配列を持つRNA」の発現が抑制される現象。 ②相補的結合非依存的オフターゲット効果「相補的結合依存的オフターゲット効果」以外の要因で生じる遺伝子発現変動。Toll様受容体（TLR）を介した自然免疫の活性化等。

塩基長 (n) � 塩基配列!パターン数 (N) �1! 4 �2 � 16!3 � 64 �4 � 256 �5 � 1,024�6 � 4,096�7 � 16,384�8 � 65,536�9 � 262,144�

10 � 1,048,576�11 � 4,194,304�12 � 16,777,216�13 � 67,108,864�14 � 268,435,456�15 � 1,073,741,824�16 � 4,294,967,696�

←�3,000,000,000 = ヒトゲノムDNA（30億塩基対）!

塩基長と塩基配列パターン数の理論値!

ATGC4通り�4通り�

4通り�4通り�

4通り�

N = 4n

45 = 1,024通り

1,024の長さの塩基配列があれば!「　　　　　」の配列が1箇所見つかる!

配列

特異性

1! 10! 20! 30!

アンチセンス!(RNase H 依存)!

12-21塩基長!

アンチセンス!(RNase H 非依存)!

20-30塩基長!

配列

特異性

siRNA!19塩基長

核酸医薬品の塩基長

24!

19!

14!

mRNA or pre-mRNA!

1! 10! 20! 30!

mRNA or pre-mRNA!

アンチセンス!(RNase H 依存)!

12-21塩基長!

アンチセンス!(RNase H 非依存)!

20-30塩基長!

配列

特異性

siRNA!19塩基長

核酸医薬品の塩基長

24!

19!

14!

・ヒトゲノムを「A, T, G, C」がランダムに連結した配列と見なす�・合計3×109（30億）の塩基対から構成されている�・ヒトゲノムの配列の中でmRNAをコードする領域の割合を3％とする�

x

yyxCN

43103 9 ×××

=

ヒトmRNA上に存在する「x塩基長のオリゴヌクレオチドとy塩基ミスマッチする配列」の数（N）

1! 10! 20!

14!

mRNA!

オフターゲット効果が生じうる遺伝子数!（理論値）!

核酸医薬品!の塩基長!

ヒトmRNA上の数�

0塩基ミスマッチ� 1塩基ミスマッチ� 2塩基ミスマッチ�

19! 0.0003! 0.02! 0.5!

15! 0.08 ! 3.8! 79!

14! 0.3! 14! 275!

13! 1.4 ! 52! 941!

siRNA 　 →　　!

アンチセンス!　(RNaseH依存)　!

オフターゲット効果が生じうる遺伝子数!（理論値）!

1! 10! 20!

14!

mRNA!

•  実測値は理論値の数倍程度。数理計算で大まかなオフターゲット候補遺伝子数が把握できる。�

•  13塩基以上のオリゴヌクレオチドに関しては、完全相補する遺伝子は個々に解析できる範囲の数。ただし、ミスマッチを許容すると対象遺伝子数は大きく増加する。�

オフターゲット効果が生じうる遺伝子数!（in silico解析）!

1．オフターゲット効果のリスクを判断するためには、ミスマッチを有する��遺伝子の発現抑制されるか否かを、実験的に検証することが重要。�

2．核酸医薬品の種類、作用機構を考慮し、それぞれについてオフター　　

　　ゲット効果が生じる配列法則性を検討する必要がある。

核酸医薬開発の動向と課題 - nihs · 核酸医薬品とは 核酸医薬品 =...

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