デュシェンヌ型筋ジストロフィー筋管におけるジストロフィン産生のための短い（16-mer）ロックされた核酸スプライススイッチングオリゴヌクレオチドの設計と応用

Design and Application of a Short (16-mer) Locked Nucleic Acid Splice-Switching Oligonucleotide for Dystrophin Production in Duchenne Muscular Dystrophy Myotubes.

• Célia Carvalho
• Maria Carmo-Fonseca

抄録

スプライススイッチングオリゴヌクレオチド（SSO）は、疾患の治療を目的として、プレmRNAのスプライシングを妨害することで遺伝子発現を変調するために使用されてきました。デュシェンヌ型筋ジストロフィーの場合、スプライシングモジュレーションは、ジストロフィン転写物のエクソン51のスキップを誘導するために使用されており、切り捨てられたが機能的なタンパク質の産生を可能にしている。オリゴヌクレオチドベースの治療法は有望であるが、細胞内ヌクレアーゼによるオリゴヌクレオチド（ＯＮ）の迅速な分解が大きな障害となっている。SSOにおけるロックド核酸（LNA）置換は、ヌクレアーゼ分解からオリゴヌクレオチドを保護し、オリゴのハイブリダイゼーション特性を高める。しかし、最適なオリゴサイズはLNA置換率に依存する。ここでは、60%のLNA置換率と完全ホスホロチオエート（PS）連結骨格を持つ16-mer DNA SSOが、DMD患者由来の筋原性細胞においてエクソン51スキップを効率的に誘導し、ジストロフィンタンパク質の発現を可能にすることを示している。

Splice-switching oligonucleotides (SSOs) have been used to modulate gene expression by interfering with pre-mRNA splicing with the intent to treat disease. For Duchenne muscular dystrophy, splicing modulation has been used to induce the skipping of exon 51 of the dystrophin transcript, allowing the production of a truncated but functional protein. Although oligonucleotide-based therapies are promising, the rapid degradation of oligonucleotides (ONs) by intracellular nucleases has been a major obstacle. Locked nucleic acid (LNA) substitution in SSOs protects oligonucleotides from nuclease degradation and enhances the hybridization properties of the oligo. However, the best optimum size of the oligo depends on the LNA substitution rate. Here we show that 16-mer DNA SSOs with 60% LNA substitution and full phosphorothioate (PS) linkage backbone efficiently induce exon 51 skipping in myogenic cells derived from a DMD patient, allowing expression of the dystrophin protein.