皆様、新年あけましておめでとうございます。今年もよろしくお願いいたします。コロナ禍が一向に終息の兆しが見えませんが、今年はWithコロナの生活が昨年以上に定着していくのではないでしょうか？
それでは、今回は予定どおりsiRNAを紹介しましょう。siRNAは2006年のノーベル賞生理学・医学賞を受賞したスタンフォード大学のProf. Andrew Z. Fireとマサチューセッツ大学のProf. Craig C. Melloが発見した、2本鎖RNAによる遺伝子発現制御現象のRNA interference（RNA干渉）の現象を利用した核酸医薬です。
その方法は、ゲノムはDNAの塩基配列として書き込まれており、これがRNAに転写され（ｍRNA）、タンパク質に翻訳されます。この遺伝子発現機構を阻害し、機能を制御する手段の一つとして、注目を集めているのがRNA干渉です。RNA干渉とは二本鎖RNAによって塩基配列特異的にｍRNAが制御され、タンパク質への翻訳が阻害されて、最終的に遺伝子発現が制御される現象です。
Prof. FireとProf. Melloらは標的ｍRNAと同じ配列を有する二本鎖RNAを線虫の細胞内に導入したところ、一本鎖RNAの場合と比較して効果的に遺伝子発現を阻害することを明らかにしました［Nature 1998, 391 (6669) : 806-811］。このRNA干渉は哺乳類を含めた殆どの生物に共通で見られる現象であることが明らかになり、RNA干渉は遺伝子発現を制御することから、疾患に関わる遺伝子の機能を制御する治療薬（siRNA）として、またsiRNAは一本鎖RNAのアンチセンスと比較して活性が極めて高いことから期待が高まったのです。
それでは、siRNAがどのように遺伝子発現を制御するのかに関して少し説明します。siRNAは細胞内に入るとArgonaute（AGO）を中核としたタンパク質に取り込まれて、RNA-induced silencing complex（RISC）と呼ばれるタンパク質―RNA複合体を形成して、ｍRNAに結合して切断します。すなわち、siRNAはRISCになって遺伝子発現制御機能を持つことになります。そのため、効果的なsiRNA剤の設計には、RISCになる機構に着目した分子設計が重要になってきます。
このように、核酸医薬の中で非常に有望しされたsiRNAですが、ノーベル賞を受賞したRNA干渉が1998年にNatureに発表されてから、19年後の2018年にやっとOnpattro（薬効：トランスサイレチン型家族性アミロイドポリニューロパチー）がアメリカ合衆国で初めて承認されました。なぜ、開発にこのような長い年月がかかってしまったのでしょうか。それは、核酸医薬は疎水性の高い高分子であることから、細胞内に取り込まれ難い性質を持っており、特に二本鎖のsiRNAは非常に細胞内に取り込まれ難いので、化学修飾などで取り込みを改善することが出来ないのです。
そこで、siRNAの細胞内への取り込みを改善する最も有用な技術として用いられたのがドラッグデリバーシステム（DDS）で、その代表的なDDSがsiRNAを脂質で封入したナノ粒子のLipid nanoparticle（LNP）と、拡散送達に適したリガンドとsiRNAとの複合体です。OnpattroにはLNPが使われました。LNPは血中で脂質代謝やコルステロール輸送を担うリポタンパク質（ApoE）と結合して、ApoEの受容体を高発現する肝実質細胞内に効率よく取り込まれて、標的遺伝子に作用します。一方コンジュゲートを利用したsiRNAはＮ－アセチルガラクトサミン（GalNac）との共有結合を使ったもので、皮下投与で肝実質細胞へ効率よく移行しますが、GalNacコンジュゲートを使ったsiRNAは、まだ市場に出ていません。また、siRNAもアンチセンスと同様に体内の核酸分解酵素に対する抵抗性と、標的のｍRNAとの結合安定性が課題です。
今後は、更なるDDSの改善と体内での安定性が必要と考えられ、この点が改善されるとsiRNAは非常に有効な核酸医薬なると考えられます。
次回から核酸医薬のアプタマー、デコイ核酸とリボザイムの順に話すことにしましょう。
