これまで2回にわたりスプライシングの基本的な内容について説明してきましたが、それを踏まえてスプライシング制御型アンチセンスの話に入っていきます。
今回は、筋ジストロフィーに対するスプライシング制御型アンチセンスについて触れていきます。
筋ジストロフィーは遺伝子の変異により筋肉を形成するタンパク質がうまく作られず、筋肉が弱っていく疾患で、国の指定難病に定められています。
筋ジストロフィーにはさまざまな種類がありますが、その中で、デュシェンヌ型と呼ばれる筋ジストロフィーに対してスプライシング制御型アンチセンスが開発され、日本でも使用されるようになりました。
2020年3月に国内で承認され、5月に発売された「ビルテプソ」という治療薬で、日本新薬により開発されました。
デュシェンヌ型筋ジストロフィー（DMD）では、ジストロフィンというタンパク質の遺伝子に異常を生じることで、ジストロフィンタンパク質が欠損しています。
ジストロフィンは下図のように筋肉の細胞膜の内側（細胞質側）に存在し、細胞膜を支える役割を担っています。
DMDではこの支えとなるジストロフィンが欠損してしまうため、筋力が低下してしまうのです。
ジストロフィン遺伝子は79のエキソンから成りますが、DMDでは遺伝子変異によりスプライシングに異常を生じ、いくつかのエキソンが欠失しています。
DMDにおけるエキソンの欠失パターンはさまざまですが、エキソン欠失によりコドンの読み枠のズレが生じ、終始コドンがあらわれた場合には、ジストロフィンが産生されなくなります。
（コドンの読み枠にズレが生じることを「アウト・オブ・フレーム」と言います）
以下にジストロフィン遺伝子のエキソン45～52が欠失した例を示します。
アウト・オブ・フレームにより、エキソン53に終始コドン（TGA）が出現します。
このアウト・オブ・フレームに対し、問題となるエキソン（この例ではエキソン53）をスキップさせてしまい、コドンの読み枠を戻す（イン・フレーム化させる）のが、スプライシング制御型アンチセンスです。
以下のように、エキソン44にエキソン54をつなげた場合は、元のコドンの読み枠に戻り、短いながらもジストロフィンタンパク質が生成します。
ジストロフィンタンパク質は多少短くても機能するため、スプライシング制御型アンチセンスにより治療を行うことで、症状を軽減することが可能となります。
それでは、アンチセンスによりエキソンをスキップさせるということなのですが、どうすれば狙ったエキソンをスキップさせることができるのでしょうか？
前回までの2回の話の中で、選択的スプライシングに関与する配列として、エキソン中にはESEやESS、イントロン中にはISEやISSが存在することを説明しました。
この領域にSRタンパク質やhnRNPが結合することで、スプライシングが制御されますので、アンチセンスをこの領域に結合させ、SRタンパク質やhnRNPが機能しないようにすれば、スプライシングを人工的に制御することができます。
ビルテプソは、スキップさせるエキソン53の一部に結合するアンチセンスとして設計されています。
（ビルテプソがESEを標的にしているという記載は見当たらないのですが、エキソンの配列を標的としているので、おそらくESEを標的としているのではないかと想定されます。記載の見逃しや間違っていたら申し訳ございません）
スプライシング制御型アンチセンスを設計するにあたっては、ESEやESSの配列を同定する必要がありますが、それらの配列を予測するためのツールとして、ESE finderやESRsearchなどが公開されています。
ただし、ESEやESSは保存性が低く、これらのツールを用いてアンチセンスを設計したとしても、エキソンスキッピングが誘導されないことが少なくない、と言われています。
（大野欽司. 医学のあゆみ 2011; 238(5): 485-490、中村昭則ら. 脳と発達 2010; 42(2): 117-123参考）
ESE finder 3.0
http://krainer01.cshl.edu/cgi-bin/tools/ESE3/esefinder.cgi?process=home
ESRsearch
http://esrsearch.tau.ac.il/
以上、エキソンスキッピングを誘導するスプライシング制御型アンチセンスについて、筋ジストロフィーを例にとって説明しました。
次回は脊髄性筋委縮症（SMA）に対するスプライシング制御型アンチセンスについて紹介したいと思います。
<参考資料>
ビルテプソ 申請資料概要（2.6.1）
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