JP2000503532A - Gene delivery vehicle targeting ligand - Google Patents

Gene delivery vehicle targeting ligand

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JP2000503532A
JP2000503532A JP9-524442A JP52444297A JP2000503532A JP 2000503532 A JP2000503532 A JP 2000503532A JP 52444297 A JP52444297 A JP 52444297A JP 2000503532 A JP2000503532 A JP 2000503532A
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JP9-524442A
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チャダ,サニル
バンクス,テレサ
ディー. ムーア,マーガレット
エム.ダブリュー. チャン,スティーブン
Original Assignee
カイロン コーポレイション
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Abstract

(57)【要約】 MHCクラスI分子、MHCクラスII分予、またはβ2ミクログロブリン、および標的化リガンドから構成される融合タンパク質が開示される。このような融合タンパク質をコードする核酸分子ならびに適切な発現カセットおよび宿主細胞もまた、開示される。その表面に上記の融合タンパク質の1つを含む遺伝子送達ビヒクルを利用して、選択した細胞型に遺伝子送達ビヒクルを標的化するための方法もまた、提供される。   (57) [Summary] Disclosed are fusion proteins consisting of an MHC class I molecule, an MHC class II fraction, or β2 microglobulin, and a targeting ligand. Also disclosed are nucleic acid molecules encoding such fusion proteins and suitable expression cassettes and host cells. Also provided are methods for targeting a gene delivery vehicle to a selected cell type utilizing a gene delivery vehicle comprising one of the above fusion proteins on its surface.

Description

【発明の詳細な説明】 遺伝子送達ビヒクル標的化リガンド技術分野 本発明は、一般的には遺伝子送達ビビクルに関し、そしてより詳細には、遺伝 子送達ビヒクルを標的化するための方法に関する。発明の背景 1940年代のDNAの発見以来、そして最も最近の組換えDNA技術の時代を通して引 き続いて、疾患の経過が生体の核酸との相互関係を通して影響され得るという可 能性を理解するための実質的な調査が行われている。最も最近では、遺伝子を改 変するかまたはそれに影響を与えるための広範な種々の方法(例えば、レトロウ イルス、アデノウイルス、ワクシニアウイルス、ヘルペスウイルス、およびアデ ノ随伴ウイルスに由来するウイルスベクターを含む(Jolly,Cancer Gene Therap y1(l):51-64,1994を参照のこと))が記載されている。 レトロウイルスベクターのようなウイルスベクターを標的化するために、多数 の方法が試みられている。例えば、Nedaら(J.Bjo1.Chem.266(22):14143-1414 6,1991)は、インビトロでヒト肝細胞を標的化し得る生存能力のあるウイルス粒 子を産生するために、ラクトースをウイルス粒子に化学的に結合した。しかし、 このような方法は、適用可能性に制限があり、そして組織培養中の肝細胞を標的 化し得ることが示されているのみである。 他の人々は、特定の細胞型にウイルス粒子を標的化するために、抗体(Goudら 、Vjr.163:251-254,1988)または抗体フラグメント(Rouxら、PNAS86: 9070-908 3,1989; Etienne-Julanら、J.of Gen.Vir.73:3251-3255,1992)をウイルス 粒子に連結することを試みた。しかし、このような方法は、特定の細胞型へのレ トロウイルスの結合を生じるとはいえ、プロウイルス状態の樹立を生じなかった か(Goudらにおいて)、または低レベルの形質導入のみを生じた(RouxらおよびEti enneら)。さらに、これらの参考文献のいずれも、インビボで細胞に標的化する ためのそのような組成物の使用を記載しなかった。 ある細胞型に通常に感染するビヒクルを選択することにより、その細胞型を特 異的に標的化する他の試みもまた行われている。例えば、Shimadaら(J.Clin.I nvest.88: 1043-1047,1991)は、CD4+ T細胞を特異的に標的化するためのHIV遺 伝子移入系を開発した。しかし、このような系の有する1つの問題点は、これは ヘルパーウイルス(上記の場合はHIV)を産生し、それがこのようなベクター系 をヒトの処置のためには不適切にすることである。 他の科学者は、おそらくHIV感染T細胞を標的化する試み(Youngら、Science 2 50:1421,1990)において、CD4タンパク質を、ニワトリ白血病ウイルス膜貫通タ ンパク質またはマウス白血病ウイルスの膜貫通タンパク質とインフレームで同時 発現させた。CD4タンパク質はウイルスにより発現されたが、このようなウイル ス粒子がT標的細胞を形質導入し得ることを示す証拠は提供されなかった。 レトロウイルスのような組換え遺伝子送達ビヒクル(特にインビボで送達され るもの)をより特異的に標的化するために、本発明は、特定の特異的細胞表面分 子またはレセプターを保有する細胞を標的化し得る、組換え遺伝子送達ビヒクル を提供する。本発明は、これらならびに他の関連する利点を提供する。発明の要旨 簡潔に述べると、本発明は、選択した細胞または組織へ遺伝子送達ビヒクルを 標的化するための組成物および方法を提供する。本発明の1つの局面において、 MHCクラスI分子、MHCクラスII分子、またはβ2ミクログロブリン、および標的 化リガンドを含む融合タンパク質が提供される。特定の実施態様において、標的 化リガンドは、抗体可変領域、メラニン細胞刺激ホルモンのようなホルモン、ま たはエリトロポエチンであり得る。 本発明の他の局面において、MHCクラスI分子、MHCクラスII分子、またはβ2 ミクログロブリン、および高親和性結合対の1つのメンバーを含む融合タンパク 質が提供される。1つの実施態様において、高親和性結合対の1つのメンバーは 、アビジンである。 本発明によりまた、上記のようなタンパク質をコードする核酸分子(例えば、 DNA.RNA、またはこの2つの何らかの組合せ)、このような核酸分子の発現を指 向し得る発現カセット、およびこれらの発現カセットを含む宿主細胞が提供され る。 他の局面において、その表面上に上記の融合タンパク質の1つを有する遺伝子 送達ビヒクルが提供される。代表的な遺伝子送達ビヒクルは、組換えレトロウイ ルスおよびアルファウイルスを含む。関連する局面において、その表面上に異種 MHCクラスII分子を含むタンパク質を有する複製欠損レトロウイルスベクター粒 子が提供される。 他の局面において、gag/pol発現カセット、env発現カセット、および上記の融 合タンパク質の1つをコードする配列の発現を指向する発現カセットを含むパッ ケージング細胞株が提供される。このようなパッケージング細胞株および組換え レトロウイルスベクターを含むベクター産生細胞株もまた、提供される。 本発明の他の局面において、温血動物中の選択した細胞型に遺伝子送達ビヒク ルを標的化するための方法であって、温血動物へ上記の遺伝子送達ビヒクルの1 つを投与する工程を含む方法が提供される。関連する局面において、このような 方法は、(a)上記のような遺伝子送達ビヒクルを温血動物へ投与する工程、およ び(b)高親和性結合対の第2のメンバーに結合した標的化エレメントを温血動物 へ投与する工程であって、結合した標的化エレメントは、上記温血動物中の選択 した細胞型に特異的に結合し得、そして第2のメンバーは第1のメンバーに特異 的に結合し得、このようにして遺伝子送達ビヒクルは、選択した細胞型に標的化 される工程の一般的な工程を含む。 1つの実施態様において、高親和性結合対は、ビオチン/アビジン、シスタチ ン/パパイン、val-ホスホネート(val-phosphonate)/カルボキシーペプチダー ゼA、および4CABP/RuBisCoからなる群より選択される。別の実施態様において 、標的化エレメントは、抗体可変領域または免疫補助分子(immune accessory mo lecule)であり得る。他の実施態様において、遺伝子送達ビヒクルは、レトロウ イルスベクター粒子、またはリポソームもしくはポリカチオン縮合(condensed) 核酸であり得る。 本発明のさらなる実施態様において、遺伝子送達ビヒクルは、異種配列(例え ば、細胞傷害性タンパク質(例えば、リシン、アブリン、ジフテリア毒素、コレ ラ毒素、ゲロニン(gelonin)、ヨウシュヤマゴボウ、抗ウイルスタンパク質、ト リチン(tritin)、Shigella毒素、およびPseudomonas体外毒素A)、アンチセン スもしくはリボザイム配列、または免疫補助分子(例えば、IL-2、IL-12、IL-15 、γ-インターフェロン、ICAM-l、ICAM-2、β-ミクログロビン、LFA3、ならびに HLAクラスI分子およびHLAクラスII分子)をコードする遺伝子)を含む。他の実 施態様において、異種配列は、細胞傷害性をほとんど有さないかまたは全く有さ ない化合物を毒性産物(例えば、HSVTKまたはVZVTK)に活性化する遺伝子産物を コードする。さらに他の実施態様において、異種配列は、第VIII因子、ADA、HPR T、CFTCR、およびLDLレセプターのようなタンパク質をコードする置換遺伝子で あり得る。さらに別の代替の実施態様において、異種配列は、HBV、HCV、HPV、E BV、FeLV、FIV、およひHIVからなる群より選択されるウイルスの免疫原性部分を コードし得る。 本発明のこれらおよび他の局面は、以下の詳細な記載および添付の図面を参照 すれば明白となる。さらに、特定の手順または組成物(例えば、プラスミドなど )をより詳細に記載する種々の参考文献が以下に記載され、そして従って、各々 が個々に援用について示されるかのように、その全体が参考として援用される。図面の簡単な説明 図1は、pSC6の模式図である。 図2は、pSC6/HLA-A2の模式図である。 図3は、HLA-2テンプレートの代表的配列を提供する。 図4は、gp350/220ペプチドの代表的配列を提供する。 図5は、pCRII/350-A2の模式図である。 図6は、抗体可変領域の増幅のために選択されたPCRプライマーの位置の概略 図である。 図7は、pSC6/HLA-DRαの模式図である。 図8は、HLA DRテンプレートの代表的配列を提供する。 図9は、pSC6/EPO-β2 Mの模式図を提供する。発明の詳細な説明 本発明を説明する前に、本明細書中以下に使用される特定の用語の定義を説明 することは、その理解に役立ち得る。 「遺伝子送達ビヒクル」は、1つ以上の目的の遺伝子または配列を宿主細胞 内に送達し得、そして好ましい実施態様においてはそれを発現し得る構築物をい う。このようなビヒクルの代表的な例は、ウイルスベクター、核酸発現ベクター 、裸のDNA、および特定の真核生物細胞(例えば、プロデューサー細胞)を含む 。好ましくは、本発明の遺伝子送達ビヒクルは、約Xキロダルトンよりも大きな 分予量を有し、ここでXは、50、100、150、200、250、300、400、500、600、70 0、800、900、1,000、1,500、2,000、2,500、3,000、4,000、および5,000からな る群より選択される。本発明の種々の局面において、遺伝予送達ビヒクルは、遺 伝子送達ビヒクルの外部の肝要な部分として発現されるかまたは含まれるかのい ずれかの融合タンパク質(以下に議論)をその表面に有する。 「ベクター構築物」、「レトロウイルスベクター」、「組換えベクター」、 および「組換えレトロウイルスベクター」は、目的の核酸分子を有し、そして特 定の実施態様においては、その発現を指向し得る核酸構築物をいう。レトロウイ ルスベクターは、少なくとも1つの転写プロモーター/エンハンサーもしくは遺 伝子座決定エレメント、または他の手段(例えば、オルタナティブスプライシン グ、核RNA輸送、メッセンジャーの翻訳後修飾、もしくはタンパク質の翻訳後修 飾)により遺伝子発現を制御する他のエレメントを含まなければならない。この ようなベクター構築物はまた、パッケージングシグナル、長い末端反復配列(LTR )またはその一部、ならびに使用したレトロウイルスに適切なポジティブおよび ネガティブ鎖プライマー結合部位(これらがレトロウイルスベクター中にすでに 存在しているわけではない場合)を含まなければならない。必要に応じて、組換 えレトロウイルスベクターはまた、ポリアデニル化、選択マーカー(例えば、Ne o、TK、ハイグロマイシン、フレオマイシン、ヒスチジノール、またはDHFR)、 ならびに1つ以上の制限部位および翻訳終結配列を指向するシグナルを含み得る 。例示のために、このようなベクターは、典型的には、5’LTR、tRNA結合部位、 パッ ケージングシグナル、第2鎖DNA合成の起点、および3' LTR、またはこれらの一 部を含む。 「組換えレトロウイルス」「レトロウイルス遺伝子送達ビヒクル」、および 「レトロウイルスベクター粒子」は、本発明において利用されるように、少なく とも1つの目的の遺伝子を有するレトロウイルスをいう。レトロウイルスは、選 択マーカーを含み得る。組換えレトロウイルスは、その遺伝物質をDNAに逆転写 し得、そして感染の際にこの遺伝物質を宿主細胞のDNA中に組み込み得る。 「核酸発現ベクター」または「発現カセット」は、目的の配列または遺伝子 の発現を指向し得るアセンブリをいう。核酸発現ベクターは、転写される場合に 、目的の配列または遺伝子に作動可能に連結されたプロモーター、ならびにポリ アデニル化配列を含まなくてはならない。本発明の特定の実施態様において、本 明細書中に記載される核酸発現ベクターは、プラスミド構築物中に含まれ得る。 核酸発現ベクターの成分に加えて、プラスミド構築物はまた、細菌の複製起点、 1つ以上の選択マーカー、プラスミド構築物を1本鎖DNAとして存在させるシグ ナル)(例えば、Ml3複製起点)、マルチクローニング部位、および「哺乳動物 」の複製起点(例えば、SV40またはアデノウイルスの複製起点)を含み得る。 「パッケージング細胞」は、組換えレトロウイルスベクターが欠損している 感染性組換えレトロウイルスの産生のために必要なエレメントを含む細胞をいう 。典型的には、このようなパッケージング細胞は、gag、pol、およびenvタンパ ク質をコードするタンパク質を発現し得る1つ以上の発現カセットを含む。 「プロデューサー細胞」または「ベクター産生細胞」は、組換えレトロウイ ルスベクター粒子の産生のために必要な全てのエレメントを含む細胞をいう。 「高親和性結合対」は、10-yM未満のKDで互いに結合し得る分予の対をいい 、ここでyは、8、9、10、11、12、13、14、および15からなる群より選択され る。 ここでAおよびBは、高親和性結合対のメンバーである。(さらに、2つの分子 の親和性が増加するにつれて、KDは減少することが当業者に理解されるべきで ある)。親和定数は、例えば、Scatchard分析(Scatchard,Ann.N.Y.Acad.Sc i.51:660-672,1949を参照のこと)によるものを含む種々の技術により容易に 決定され得る。適切な親和性結合対の代表的な例は、ビオチン/アビジン、シス タチン/パパイン、ホスホネート/カルボキシペプチダーゼA、および4CABP/R uBisCoを含む。 「標的化エレメント」は、選択した細胞型を特異的に結合し得る分子をいう 。本発明の情況において利用されるように、標的化エレメントは、結合した標的 化エレメントの生物学的影響がその細胞型に見られ得る場合、または標的細胞お よび非標的細胞に対する、結合した標的化エレメントの結合の間に10倍よりも大 きい差異、そして好ましくは、25、50、または100倍の差異が存在する場合に、 選択した細胞型を特異的に結合すると考えられる。一般的に、標的化エレメント は選択した細胞型に10-5M未満、好ましくは10-6M未満、より好ましくは10-7M未 満、そして最も好ましくは10-8M未満(Scatchard分析(Scatchard,Ann.N.Y.A cad.Sci.51:660-672,1949を参照のこと)により決定した場合)のKDで結合す ることが好ましい。さらに、標的化エレメントが、高親和性結合対の親和定数よ りも少なくとも1log(すなわち、10倍)少ない親和性で選択した細胞型に結合 することが一般的に好ましい。(言い換えれば、KD値は少なくとも1logすなわ ち10倍大きい)。適切な標的化エレメントは、好ましくは、非免疫原性であり、 タンパク質分解により分解されず、そして免疫系により除去されない。特に好ま しい標的化エレメント(これは、高親和性結合対のメンバーに結合されている) は、動物中で10分と1週間との間の半減期(清澄(clearing)剤の非存在下で)を 有するべきである。適切な標的化エレメントの代表的な例は、以下により詳細に 記載される。 「清澄剤」は、循環している結合した標的化エレメントに結合および/また は架橋し得る分子をいう。好ましくは、清澄剤は、非免疫原性であり、結合した 標的化エレメントに特異的であり、そして迅速な腎クリアランスを避けるに十分 に大きい。さらに、清澄剤は、好ましくはタンパク質分解により分解されず、そ して免疫系により除去されない。本発明における使用のために特に好ましい清澄 剤は、結合した標的化エレメントに親和性結合メンバー以外の部位で結合するも のを含み、そして最も好ましくは、その標的への標的化エレメントの結合をブロ ックするような様式で結合するものを含む。本発明の情況において多数の切断(c le aving)剤が利用され得、例えば、Marshallら Brit.J.Cancer 69:502-507,199 4によって記載されたものを含む。 上記のように、本発明は、温血動物中の選択した細胞型に遺伝子送達ビヒクル を標的化するための組成物および方法を提供する。このような組成物および方法 は、例えば、MHCクラスIもしくはクラスII分子、またはβ2ミクログロブリン、 標的化リガンドもしくは高親和性結合対のメンバーから構成される融合タンパク 質は、その構築の間に遺伝子送達ビヒクルの表面に割り振られるという知見に基 づく。従って、このような遺伝子送達ビヒクルは、特異的なまたは選択した細胞 型に遺伝子送達ビヒクルを標的化するために、その細胞型についての標的化リガ ンド(これは、遺伝子送達ビヒクルの表面上に融合タンパク質として存在する) の親和性に基づいて、本明細書中に記載された方法において利用され得る。適切 な融合タンパク質および遺伝予送達ビヒクルの代表的な例、ならびにそれらの調 製方法および投与方法は、以下でより詳細に記載される: A.融合タンパク質の構築。 1.表疲分子-MHCクラスI分子、MHCクラスII分子、およびβ2-ミクログロブリ ン ウイルスにコードされない広範な種々の細胞膜分子は、本明細書中に記載され る融合タンパク質の構築のために利用され得る。これに関して、MHCクラスI分子 、MHCクラスII分子、およびβ2ミクログロブリンが例として提供されるにも関 わらず、本発明は、そのようには限定されないことが理解されるべきである。詳 細には、ウイルスにコードされない他の広範な種々のビリオン表面分子が利用さ れ得る。これは、例えば、トランスフェリンレセプター、CD43、CD44、CD63、CD 7l,接着分子(例えば、CD3、CD4、CD11a、CD12、CD13、CD14、CD15、CD16、CD17 、CD18、LF1(CD11a/CD18)、CD25、CD54、CD55(DAF)、CD59(MIRL))、または非ヒ ト動物等価物を含む(全てのマーカーに適用する)。 簡潔に述べると、主要組織適合遺伝子複合体(MHC)は、その産物が種々の細胞 の表面上に発現される、高度に多型な遺伝子の領域である。この複合体によりコ ードされるタンパク質は、MHC分子またはMHC抗原と呼ばれ、そしてこれらは移植 片拒絶の主要な決定因子である。MHC遺伝子産物には2つの主要な型が存在する: MHCクラスIおよびクラスII分子であり、両方の型の分子は膜に結合し、そして細 胞表面上にペプチド抗原を提示する。 クラスI分子は、2つの別々のポリペプチド鎖を含む;ヒトでは約44kD、そし てマウスでは47kDのMHCコード重鎖(α鎖)、および12kDの非MHCコードβ鎖。重 鎖の大部分は細胞外へ広がり、短い疎水性膜貫通セグメントおよび約30アミノ酸 の細胞質カルボキシ末端テールを有する。β鎖は、重鎖の細胞外部分と非共有結 合的に相互作用し、そして細胞表面に直接結合することはない。クラスI分子は 、4つの別々の領域に分離され得る:ぺプチド結合領域(α-1およびα-2ドメ インを含む);Ig様領域;膜貫通領域および細胞質領域。異なるMHCクラスI分子 の結晶構造解析は、α-1およびα-2ドメインが相互作用して、αヘリックスの 2つの平行鎖を支持する8鎖のβ-プリーツシートのプラットフォームを形成す ることを示した。2つのαヘリックスは、その底がβシートにより形成されるク レフトの側面を形成する。クレフトは、10〜20アミノ酸ペプチドに結合し得、そ して外来ぺプチドがT細胞への提示のためのMHCクラスIを結合する部位であると 推定される。 多数のマウスおよびヒトクラスI分子の比較は、ほぼ全ての多型残基がペプチ ド結合溝のαヘリックスまたはβシート中に見出され、そしてこれらはアミノ酸 側鎖が溝の中に向くように配置され、そして従ってペプチド配列への結合のため に利用可能であることを示した。クラスI分子のIg様(α-3)領域は、ぺプチ ド結合領域を膜貫通領域へと連結させる。この領域は、試験した全てのクラスI 分子の間で高度に保存されており、そしてIg定常ドメインに相同性を共有する。 クラスI分子のβ鎖は、全てのヒトクラスI分子において同一である。クラス1 -β鎖はまた、β2-ミクログロブリンとして知られており、そしてα-3領域と 同様に、Ig定常ドメインに相同なジスルフィド連結ループを含む(Guessowら、J. Immunol.139:3132,1987)(Robinsonら、Immunogenetjcs20:655,1984)。 MHCクラスII分子は、α鎖(32〜34kD)およびβ鎖(29〜32kD)と呼ばれる2つの ポリペプチド鎖から構成される。両方のクラスII鎖は、多型である。クラスII分 子の3次元構造は、未だに解明されていないが、1次配列分析はクラスI分 子とクラスII分子との間の構造的類似性を明らかにする。ヒトは、DR、DQ、およ びDP分子をコードする3つのクラスII遺伝予座を有する。個々のクラスII遺伝子 は、以前に単離されて、そして種々の研究者により発現構築物に挿入された。こ れは、例えば、Nishimuraら、J.Immun.145:353-360,1990によるDQw6A;Klohe ら、J.Immun.141:2158-2164,1988によるDRα:DR1βl、DRα:DR4β1、DRα:DR5 βl、DRα:DR5βIII(Drw52)、DRα:DR7β1、DRα:DR4/7βIV(Drw53)、DQ7α:DQ w2β、DQ7α:DQw3β、および“Pw4α:DPw4β;およびWilkinsonら、J.Exp.Afed .167:1442-1458,1988による、DR2βa(DR2Dw2から)、およびDR2βb(DR2Dw2から )を含む。 2.高親和性結合対 上記のように、本発明の融合タンパク質は、1つの局面において、高親和性結 合対の1メンバーを含み得る。簡潔に述べると、広範な種々の高親和性結合対が 利用され得る。これは、例えば、10-14Mの親和性を有するシスタチン/パパイン (BjorkおよびYlinenjarvi,Biochemistry29:1770-1776,1990);10-14Mの親和性 を有するval-ホスホネート/カルボキシペプチダーゼA(KaplanおよびBartlett ,Biochemistry30:8165-8170,1991);10-13Mの親和性を有する4CABP-RuBisCo( Schloss,J.Biol.Che.,263:4145-4150,1988);および10-11Mの親和性を有す るタバコホーンワーム(hornwor)利尿ホルモン/タバコホーンワーム利尿ホルモ ンレセプター(Reaganら、Arch.Insect Biochem.Physio1.23:135-145,1993) を含む。 他の広範な種々の高親和性結合対はまた、例えば、選択した抗原を認識する抗 体を調製および選択することにより、そして高親和性を有する抗体を選択するた めにこのような抗体をさらにスクリーニングすることにより、開発され得る(一 般的には、米国特許第RE 32,011号、同4,902,614号、同4,543,439号、および同4 ,411,993号を参照のこと;Monoclona1 Antjbodjes,Hybrjdomas: A New Djmensj on in Biologica1 Analyses,Plenum Press,Kennett,McKearn,およびBechtol (編)、1980、およびAntibodjes:A Laboratory Manual,HarlowおよびLane( 編)、Cold Spring Harbor Laboratory Press,1988もまた参照のこと)。ある いは、抗体または抗体フラグメントはまた、組換え技術を利用して産生および 選択され得る(WilliamD.Huseら、「λファージにおける免疫グロブリンレパー トリーの大きな組合せライブラリーの作製」、Scjence 246:1275-1281,1989年1 2月を参照のこと;L.Sastryら、「モノクローナル触媒性抗体の作製のためのEs cherichj acoliにおける免疫学的レパートリーのクローニング:重鎖可変領域特 異的cDNAライブラリーの構築」、Proc.Natl.Acad.Sci.USA86:5728-5732,19 89年8月もまた参照のこと;MichelleAlting-Meesら、 「モノクローナル抗体発 現ライブラリー:ハイブリドーマへの迅速な代替物」、Strategjes in Molecula r Bjo1ogy 3:1-9、1990年1月もまた参照のこと;これらの参考文献は、Stratac yte,La Jolla,Californiaから入手可能な商業的系を記載し、その系は、組換 え技術を通じて抗体の産生を可能にする)。高親和性結合対を用いる利点は、1 つのプロデューサー細胞からの、任意の標的化リガンドのカクテルを付加する能 力を有する標的化可能なベクターの作製である。 3.標的化リガンド 本発明の情況において、選択した細胞型に遺伝子送達ビヒクルを特異的に指向 させるために、広範な種々の標的化エレメントが利用され得る。一般的に、標的 化エレメントは、タンパク質またはペプチドであるが、他の非タンパク質性分子 もまた標的化エレメントとして機能し得る。例えば、本発明の1つの実施態様に おいて、抗体(これは、例えば、抗体可変領域を含む)は、選択した細胞型を標 的化するために利用され得る(一般的には、WilchekおよびBayer,Ana1.Bioche m 171:1-32,1988を参照のこと)。代表的な例は、幹細胞上の抗CD34抗原を標的 化するために利用され得る抗CD34抗体(例えば、12.8(Andrewsら、Blood67:842 ,1986)および、Myl0(Civinら、J.Immunol.133:157,1984;HPCA-2の名称のも とでBecton DiCkinsonから市販されている)、CD4+T細胞を標的化するために利 用され得る抗CD4抗体、CD8+細胞を標的化するための抗CD8抗体、卵巣細胞および 乳房細胞を標的化するためのHER2/neuモノクローナル抗体4D5(Sarupら、Growth Regu1.1:72-82,1991)、乳房細胞を標的化するためのc-erbB-2モノクローナル 抗体GFD-OA-p185-1 (Alperら、Cell Growth Djffer.1:591-9,1990)、大腸細胞 および乳房細胞を標的化するためのTAG72モノクローナルAb:CC49およびB72.3(Ki ngら、J.Bjochem.281:317-23,1992)、および大腸癌細胞を標的化するための 癌胎児性抗原モノクローナル抗体ZCEO25(Napら、Canc.Res.52:2329-39,1992 )を含む。 他の適切な標的化エレメントは、ホルモンおよびホルモンレセプターを含む。 代表的な例は、卵巣細胞および精巣細胞に対する濾胞剌激ホルモンおよび黄体形 成ホルモン、表皮細胞に対するメラニン細胞刺激ホルモンおよび上皮増殖因子、 ならびにほとんどの骨細胞および骨格筋細胞に対するヒト成長ホルモンを含む。 他の実施態様において、免疫補助分子は、種々の細胞上の特異的なレセプター を標的化するために利用され得る。例は、マクロファージおよびナチュラルキラ ー細胞に標的化したインターフェロン、Tリンパ球に対するインターロイキン、 ならびに骨髄細胞に対するエリトロポエチンおよびCSFを含む。 なお他の実施態様において、物質Pのようなペプチドは、痛覚シグナルのメデ ィエーターとしてニューロンを標的化し得、ニューロメジン(Conlon,J.Neuroc hem.51:988,1988)が、収縮活性のために子宮の細胞を標的化するために利用さ れ得、そして既知の細胞表面レセプターについてのリガンドに対応するタンパク 質(例えば、インスリン)が、グルコース調節のために細胞上のインスリンレセ プターを標的化するために利用され得る。 なお他の実施態様において、他のリガンドおよび抗体は、選択した細胞型を標 的化するために利用され得る。これは、例えば:ヒト肺ガン上の125kDの抗原を標 的化するためのモノクローナル抗体c-SF-25(Takahashiら、Sc1ence259:1460,19 93);種々の肺ガン抗原に対する抗体(Souhami,Thorax47:53-56,1992);ヒト 卵巣ガン抗原14C1に対する抗体(Gallagherら、Br.J.Cancer 64:35-40,199l); 肺ガンを標的化するためのH/Ley/Leb抗原に対する抗体(Masayukiら、N.Eng.J. Med.327:14-18,1992);神経腫瘍上の神経増殖因子レセプターを標的化するた めの神経増殖因子(Chaoら、Science232:518,1986);マクロファージを標的化す るためのFcレセプター(AndersonおよびLooney,Immun.Today 1:264-266,1987) ;レクチン(SharonおよびLis,Science 246:227,1989);大腸ガンを標的化する ためのI型コラーゲン(PullamおよびBodmer,Nature 356:529,1992);T細胞上 のインターロイキンー1レセプターを標的化するためのインターロイキン−1(Fa nslowら、Science248:739,1990);マクロファージスカベンジャーレセプ ター(およびアテローム性硬化症プラーク;Brownら、Ann.Rev.Biochem52:223- 261,1983を参照のこと)を標的化するためのアセチル化低密度リポタンパク質( 「LDU」)、ならびにマクロファージスカベンジャーレセプターを標的化する他 のアセチル化分予(Paulinskiら、PNAS 86:1372-1376,1989);ウイルスレセプタ ー(Haywood,J.Vjr.68(l):l-5,1994);腫瘍細胞上のトランスフェリンレセプ ターを標的化するためのトランスフェリン(Huebersら、Physio.Rev.67:520,58 2,1987);増加した血管新生が生じる場所の細胞を標的化するための血管内皮( vasoendothelial)増殖因子(「vegF」);およびウロキナーゼプラスミノーゲンア クチベーターレセプター(UPAR)に結合するためのウロキナーゼプラスミノーゲン アクチベーターを含む。 あるいは、リガンドは、組換え技術(ScottおよびSmith,Science249:386,199 0;Devlinら、Science249:404,1990;Houghtenら、Nature354:841991;Matthewsお よび遭ells,Science260:1113,1993; Nissimら、EMB0J.13(3):692-698,1994) 、または有機化合物ライブラリー(例えば、EricErbら、Proc Natl Acad Sci.US A 91:11422-11426, 1994, K.S. Lamら、Nature 354:82-84,1991)を利用する等価 の技術を利用して作製したライブラリーから選択され得る。 なおさらなる実施態様において、標的化エレメントまたはリガンドは、特定の 型のタンパク質配列を自然に修飾する、炭水化物または他の非ペプチド成分であ り得る。代表的な例は、ガラクトース末端炭水化物を付加させ、次いで肝細胞上 のアシアロ糖タンパク質レセプターに標的化させる配列を含む。関連した実施態 様において、標的化エレメントは、後に化学的または酵素的方法により付加され 得、そしてこれは、適切なリガンドを付加するために必要とされる化学的または 生化学的反応に有利であるハイブリッド分子中に適切なぺプチド配列を提供する ことにより、容易にされ得る。 本発明の好ましい局面において、標的化リガンドは、2つ以上の異なるタンパ ク質または非タンパク質成分から構成される、キメラタンパク質または融合タン パク質であり得る。簡潔に述べると、タンパク質は一般的に、規定された2次、 3次、そしてしばしば4次構造を有する、疎水性コアおよびより親水性の表面を 有するそのアミノ酸配列によりコードされる特定の3次元構造をとる。一般的に 、 オリゴペプチド標的化リガンドは、完全に折り畳まれた構造をとらないが、特徴 的な2次構造の一部および特定の結合モチーフを規定する特徴的なアミノ酸配列 を有し得るタンパク質配列の一部から作製され得る。このような結合モチーフは 、一般的に、αヘリックスまたはβシート鎖のような2次構造ユニットの間に見 出されるループのような、タンパク質の表面に露出した領域に見出される。ルー プは、一般的に可撓性であり、そして長さが高度に変化し得、そして一般的に許 容される配列にほとんど制約を有さない。タンパク質の他の結合領域は、単一の タンパク質のドメインの間のクレフト、または3次元構造の異なるエレメントが 出会う領域に見出され得る。 一般的に、特定の標的に結合するように、結合ドメインを他のタンパク質に付 加するため、またはタンパク質を変化させるためには、新しい配列は、それが、 細胞中で適切に折り畳まれ得ないかまたはプロセスおよび輸送され得ない程度ま でその構造的完全性を崩壊させないように、存在する配列中に融合させなければ ならない。最も通常の挿入部位は、タンパク質の残部を無傷なままにする、アミ ノ末端またはカルボキシル末端である。新しい配列の他の挿入部位は、ポリペプ チドのドメイン全体と、別のドメイン(例えば免疫付着因子(immunoadhesin)の 場合、例えばIL-2が無傷な免疫グロブリンの可変領域を置換してハイブリッド分 子を作製し得る)との置換を含み得る。小さなペプチド配列はまた、特に表面に 露出したループで、またはアミノ酸配列アラインメントが高度の配列易変性が許 容されることを示す場所で、またはアミノ末端もしくはカルボキシ末端でタンパ ク質の内部に挿入され得る。 適切なキメラ分子または融合分子の代表的な例は、以下の実施例(実施例2〜 5を参照のこと)でより詳細に記載される。 B.遺伝子送達ビヒクル。 1.レトロウイルス遭伝子送達ビヒクルの構築 上記のように、本発明は、選択した目的の核酸分子を有するかまたは発現する ように構築された組換えレトロウイルスを提供する。本発明のレトロウイルス遺 伝子送達ビヒクルは、広範な種々のレトロウイルス(例えば、B、C、およびD 型レトロウイルスならびにスプマウイルスおよびレンチウイルスを含む)から容 易に構築され得る(RNA TumorViruses、第2版、Cold Spring Harbor Laborator y,1985を参照のこと)。このようなレトロウイルスは、本明細書中に提供され る開示および標準的な組換え技術(例えば、Sambrookら、Mo1ecular Clonjng: A Laboratory Manua1、第2版、Cold Spring Harbor Laboratory Press,1989; Ku nkle,PNAS 82:488,1985)によれば、レトロウイルス遺伝子送達ビヒクルをア センブルまたは構築するために容易に利用され得る。さらに、本発明の特定の実 施態様において、レトロウイルス遺伝子送達ビヒクルの一部は、異なるレトロウ イルスに由来し得る。例えば、本発明の1つの実施態様において、レトロベクタ ーLTRはマウス肉腫ウイルスに由来し得、tRNA結合部位はラウス肉腫ウイルスに 由来し得、パッケージングシグナルはマウス白血病ウイルスに由来し得、そして 第2鎖合成の起点はニワトリ白血病ウイルスに由来し得る。 本発明の情況において利用され得るレトロウイルス遺伝子送達ビヒクルの代表 的な例は、例えば、EP 0,415,731; WO 90/07936; WO 94/03622; WO 93/25698; W O 93/25234; 米国特許第5,219,740号; WO 93/11230; WO 93/10218; VileおよびH art,Cancer Res.53:3860-3864,1993; VileおよびHart,Cancer Res.53:962- 967,1993; Ramら、Cancer Res.53:83-88,1993; Takamiyaら、J.Neurosci.R es.33:493-503,1992; Babaら、J.Neurosurg.79:729-735,1993(米国特許第 4,777,127号、GB 2,200,651、 EP 0,345,242、およびWO 91/02805)に記載される ものを含む。特に好ましい組換えレトロウイルスは、W0 91/02805およびWO 95/0 5789に記載されるものを含む。 上記のベクター構築物と共に使用するために適切なパッケージング細胞株は、 容易に調製(W0 92/05266を参照のこと)され得、そして本明細書中に提供され る開示によれば、組換えベクター粒子の産生のためのプロデューサー細胞株(ベ クター細胞株または「VCL」とも呼ばれる)を作製するために使用され得る。 2.アルファウイルヌ送達ビヒクル 本発明はまた、遺伝子送達ビヒクルとして機能し得る種々のアルファウイルス ベクターを提供する。いくつかの異なるアルファウイルスベクター系は、本発明 において構築および利用され得る。このような系の代表的な例は、WO 95/07994 に記載されるものを含む。 3.他のウイルス遭伝子送達ビヒクル レトロウイルスベクターおよびシンドビスウイルスベクターに加えて、多数の 他のウイルスベクター系はまた、遺伝子送達ビヒクルとして利用され得る。この ような遺伝子送達ビヒクルの代表的な例は、例えば、ポックスウイルス、カナリ アポックスウイルス、またはワクシニアウイルス(Fisher-Hochら、PNAS 86:317- 321,1989; Flexnerら、Ann. N.Y.Acad.Sci.569:86-103,1989; Flexnerら、V accine 8:17-21,1990; 米国特許第4,603,112号、同第4,769,330号、および同第 5,017,487号;W0 89/01973);SV40 (Mulliganら、Nature277:108-114,1979);イ ンフルエンザウイルス(Luytjesら、Cel1 59:1107-1113,1989; McMichealら、N. Eng.J.Med.309:13-17,1983;およびYapら、Nature 273:238-239,1978);へ ルペス(Kit,Adv.Exp.Med.Bjo1.215:219-236,1989;米国特許第5,288,641 号);HIV(Poznansky,J.Virol.65:532-536,1991);麻疹(EP 0 440,219);セ ムリキ森林ウイルス、およびコロナウイルスのようなウイルス、ならびに他のウ イルス系(例えば、EP 0,440,219; W0 92/06693;来国特許第5,166,057号)を含 む。さらに、ウイルスキャリアは、相同的な非病原性(欠損)の複製許容ウイル ス(例えば、0verbaughら、Science239:906-910,1988)であり得、そしてそれに も関わらず、CTLを含む細胞性免疫応答を誘導する。 4.非ウイルス性遭伝子送達ビヒクル 上記のウイルスに基づくベクターに加えて、多数の非ウイルス性遺伝子送達ビ ヒクルが、同様に本発明の情況において利用され得る。このような遺伝子送達ビ ヒクルの代表的な例は、核酸発現ベクター、裸のDNA単独(W0 90/11092)、死んだ アデノウイルスに連結したかまたは連結していないポリカチオン縮合DNA(Curie lら、Hum.Gene Ther.3:147-154,1992)、上記の高親和性結合対の1つを有す るかまたは有さないリガンドに連結されたDNAリガンド(Wuら、J.of Biol.Che m 264:16985-16987,1989)、核酸含有リポソーム(例えば、W0 95/24929および W0 95/12387)、および特定の真核生物細胞(例えば、プロデューサー細胞)の 直接送達を含む。 C.異種核酸分子 広範な種々の核酸分子は、本発明の発現ベクターまたは組換えレトロウイルス により保有および/または発現され得る。一般的に、本明細書中に記載される核 酸分子は、それを保有する発現ベクターまたは組換えレトロウイルスにおいて天 然に存在せず、そして何らかの所望の利益、典型的には疾患または他の病原体(p athogenic agent)もしくは状態と闘う能力を提供する。 本明細書中に記載される核酸分子によりコードされ得る物質は、タンパク質( 例えば、単鎖分子を含む抗体)、免疫刺激分子(例えば、抗原)、免疫抑制分子 、ブロッキング剤、緩和剤(例えば、毒素、アンチセンスリボ核酸、リボザイム 、酵素、および病原体の機能を阻害し得る他の物質)、サイトカイン、種々のポ リペプチドまたはペプチドホルモン、それらのアゴニストまたはアンタゴニスト (ここで、これらのホルモンは組織(例えば、下垂体、視床下部、腎臓、内皮細 胞、肝臓、膵臓、骨、造血性(hemopoetic)骨髄、および副腎)に由来し得る)を 含む。このようなポリペプチドは、増殖、組織の退行、免疫応答の抑制、アポト ーシス、遺伝子発現、レセプター−リガンド相互作用のブロック、免疫応答の誘 導のために使用され得、そして特定の貧血、糖尿病、感染、高血圧、異常な血液 化学(単数または複数)(例えば、上昇した血液コレステロール、血液凝固因子 の欠損、低下したHDLを伴う上昇したLDL)、アルツハイマー関連アミロイドタン パク質のレベル、骨侵食/カルシウム沈着、ならびに種々の代謝物(例えば、ス テロイドホルモン、プリン、およびピリミジン)のレベルの制御のための処置で あり得る。 本発明の1つの局面において、緩和剤の発現を指向する発現ベクターまたは組 換えレトロウイルスの投与のための方法が提供される。細胞の増殖を阻害するよ うに直接作用する緩和剤の代表的な例は、リシン(Lambら、Eur.J.Bjochem.1 48:265-270,1985)のような毒素を含む。 本発明の別の局面において、発現ベクターまたは組換えレトロウイルスは、さ もなければ不活性な前駆体を、病原体の活性なインヒビターに活性化し得る物質 、または病原性状態を発現している細胞に毒性である緩和剤である条件的毒性緩 和剤の発現を指向する。本明細書中に提供される開示によれば明白であるように 、広範な種々の不活性前駆体は、病原体の活性なインヒビターに転換され得る。 従つて、例えば、抗ウイルス性ヌクレオシドアナログをその活性型に代謝するの を 補助する遺伝子産物(例えば、タンパク質)(例えば、単純ヘルペスウイルスチ ミジンキナーゼ(HSVTK)または水痘帯状へルペスウイルスチミジンキナーゼ(VZVT K))の発現を指向する発現ベクターまたは組換えレトロウイルスは、ヌクレオシ ドアナログ前駆体(例えば、AZTまたはddC)をその活性型に活性化することにお いて有用である。それによって、AZTまたはddI治療は、より有効であり、より低 い用量、より少ない全身性毒性、および増殖性感染に対するより高い能力を有す る。さらなるヌクレオシドアナログ(このヌクレオチド三リン酸型は、レトロウ イルス逆転写酵素について選択性を示すが、細胞ヌクレオシドおよびヌクレオチ ドキナーゼの基質特異性の結果、リン酸化されない)は、より効力があるように され得る。 なお別の局面において、病原性機能に対応するRNA分子を切断し、そしてこの 故に不活化する1つ以上のリボザイム(RNA酵素)(HaseloffおよびGerlach,Na ture 334:585,1989)をコードすることにより治療的効果を有する発現ベクター および組換えレトロウイルスが提供される(FosterおよびSymons,Ce1l 48: 211- 220,1987;HaseloffおよびGerlach,Nature 328: 596-600,1988; Ruffnerら、B iochem 29: 10,695-10,702,1990;およびPCT公開第W093/23569号もまた参照の こと)。別の局面において、アンチセンス配列(アンチセンス配列はまた、核酸 配列によりコードされ得、次いで転写を介して宿主細胞中で産生され得る)であ る、生物学的に活性な核酸分子を含む発現ベクターおよび組換えレトロウイルス が提供される。好ましい実施態様において、アンチセンス配列は、インフルエン ザウイルス、HIV、HSV、HPV、CMV、およびHBVをコードする配列からなる群より 選択される。アンチセンス配列はまた、病原性のために必要なRNA配列に相補的 なアンチセンスRNAであり得る。あるいは、生物学的に活性な核酸分子は、病原 性のために必要なRNA配列に相補的なセンスRNA(またはDNA)であり得る。 本発明のなおさらなる局面は、免疫刺激し得る組換えレトロウイルスに関する 。簡潔に述べると、外来病原体を認識し、そしてそれに対して防御する能力は、 免疫系の機能に不可欠である。詳細には、免疫系は、宿主の防御機構が宿主組織 に対してではなく、侵入物に対して指向されるように、「自己」と「非自己」( すなわち、外来)とを区別し得なければならない。細胞傷害性Tリンパ球(CTL) は、 MHCクラスIまたはMHCクラスII細胞表面タンパク質と結合した、プロセスされた 病原体特異的ペプチドのような細胞表面認識構造の提示により、典型的に誘導ま たは剌激される。 1つの実施態様において、本発明は、感受性標的細胞中での抗原またはその改 変型の発現を指向する発現ベクターまたは組換えレトロウイルスを使用すること による、特異的免疫応答を剌激するため、およびウイルス拡散を阻害するための ための方法を提供する。ここで、抗原は、(1)ウイルス抗原に対する免疫応答を 開始し得るか、または(2)ウイルス相互作用のために必要な細胞レセプターを占 拠することによりウイルス拡散を防止し得るかのいずれかである。 本発明の別の局面において、本発明の発現ベクターまたは組換えレトロウイル スは、「免疫調節因子」を発現するように構築され得、その多くが上で説明され る。免疫調節因子は、免疫応答に関与する1つ以上の細胞により製造された場合 に、または細胞へ外部から添加された場合に、その因子の非存在下で引き起こさ れる免疫応答と質または効力で異なる免疫応答を引き起こす因子をいう。応答の 質または効力は、当業者に公知の種々のアッセイ(例えば、細胞増殖を測定する インビトロアッセイ(例えば、3Hチミジン取り込み)、およびインビトロ細胞 傷害性アッセイ(例えば、51Cr放出を測定する)を含む)により測定され得る(W arnerら、AIDS Res.and Human Retrovjruses 7:645-655,1991を参照のこと) 。免疫調節因子は、インビボおよびエクスビボの両方で活性であり得る。 このような免疫調節因子の代表的な例は、サイトカインまたはリンホカイン、 インターフェロン(例えば、γ-IFN)、腫瘍壊死因子(TNF)(Jayaramanら、J.Im munology 144:942-951,1990)、CD3(Krissanenら、Immunogenetics 26:258-266, 1987)、ICAM-l(Altmanら、Nature 338:512-514,1989; Simmonsら、Nature331:6 24-627,1988)、ICAM-2、LFA-1、LFA-3(Wallnerら、J.Exp.Med.166(4):923-9 32,1987)、MHCクラスI分子、MHCクラスII分子、B7.1-.3、β2-ミクログロブリ ン(Parnesら、PNAS 78:2253-2257,1981)、カルネキシンのようなシャペロン、 およびMHC連結輸送体タンパク質またはこれらのアナログ(Powisら、Nature 354: 528-531,1991)を含む。 本発明はまた、所望の抗原(例えば、ウイルス性、細菌性または寄生生物性抗 原を含む)の免疫原性部分をコードする、発現ベクターおよび組換えレトロウイ ルスを含む。代表的な例は、B型およびC型肝炎ウイルス抗原(例えば、WO 93/1 5207)、ネコ白血病ウイルス,および/または免疫不全症ウイルス抗原(例えば 、WO 94/06921)を含む。なお他の例は、ras(ras*)遺伝子およびp53遺伝子(WO 93/10814を参照のこと)のような、非腫瘍発生性の改変された遺伝子の発現を指 向する、発現ベクターまたは組換えレトロウイルスを含む。 D.細胞培養物濃縮および組換えレトロウイルス粒子の精製。 上記のように、本発明は、ヒトおよび他の温血動物への投与に適切な遺伝子送 達ビヒクルを提供する。例えば、広範な種々の方法(例えば、発酵槽またはバイ オリアクター、回転瓶、細胞ホテルまたは細胞工場、および中空繊維培養の使用 を含む)が、投与に適切な組換えウイルスを産生するために利用され得る。 簡潔に述べると、バイオリアクターまたは発酵槽については、細胞は、好まし くはミクロキャリア(すなわち、Cytodex 1またはCytodex 2;Pharmacia,Pisca taway,N.J.)中で、3〜15g/Lマイクロキャリアの範囲の濃度で増殖する。回転 瓶については、適切な条件は、マイクロキャリアビーズが一般的に好ましくない ことを除いては、バイオリアクターについて上に記載したものを含む。このよう な方法、ならびに細胞ホールドまたは細胞工場および中空リンカー培養のような 他の方法の代表的な例は、WO 96/0926に記載される。 培養に続いて、ウイルス濃度および純度を増加させるために、広範な種々の方 法(例えば、硫酸アンモニウムでの組換えレトロウイルスの沈殿、ポリエチレン グリコール(「PEG」)濃縮、遠心分離による濃縮(PERC0LLのようなグラジエント 、またはスクロースのような「クッション」を有するかまたは有さないかのいず れか)、濃縮フィルター(例えば、Amicon濾過)の使用、および2相分離を含む )が利用され得る。レトロウイルス粒子の濃縮および精製および指定の代表的な 例は、WO 96/0926に記載される。 E.投与。 上記のように、本発明は、遺伝子送達ビヒクルの投与のためのいくつかの方法 を提供する。本発明の1つの局面において、温血動物中の選択した細胞型に遺伝 子送達ビヒクルを標的化するための方法が提供される。この方法は、その表面に 標的化リガンドを含む融合タンパク質を有する、上記の遺伝子送達構築物を、温 血動物に投与する工程を含む。本発明の1つの局面において、温血動物中の選択 した細胞型に遺伝子送達ビヒクルを標的化するための方法が提供される。この方 法は、(a)その表面に高親和性結合対の1つのメンバーを有する融合タンパク質 を有する遺伝子送達ビヒクルを温血動物に投与する工程、および(b)上記高親和 性結合対の第2のメンバーに結合した遺伝子送達ビヒクルをその動物に投与する 工程であって、この第2のメンバーは、選択した細胞型に遺伝子送達ビヒクルが 標的化されるように、第1の高親和性分子に特異的に結合し得る工程を含む。1 つの実施態様において、このような方法は、高親和性結合対の第2のメンバーに 結合した遺伝子送達ビヒクルを投与する工程の前に、その動物に清澄剤を投与す る工程をさらに含む。 上記の方法において温血動物(例えば、ヒト、マカクサル、ウマ、ウシ、ブタ 、ヒツジ、イヌ、ネコ、ニワトリ、ラット、およびマウス)が例示されていると はいえ、このような方法はまた、他の種々の動物(例えば、魚類を含む)に容易 に適用され得ることに留意されたい。 このような方法を利用して、本発明の遺伝子送達ビヒクルは、広範な種々の位 置(例えば、部位(例えば、脳脊髄液、骨髄、関節、動脈内皮細胞、直腸、頬/ 舌下、膣、リンパ系)、肺、肝臓、脾臓、皮膚、血液、および脳からなる群より 選択される器官、または腫瘍および間隙からなる群より選択される部位を含む) に投与され得る。他の実施態様において、遺伝子送達ビヒクルは、眼内、鼻腔内 、舌下(sublinually)、経口、局所、膀胱内、くも膜下腔内、局所、静脈内、膜 腔内、頭蓋内、筋肉内、または皮下で投与され得る。他の代表的な投与経路は、 胃鏡検査、ECRP、および結腸鏡検査を含み、これは完全な手術手順および入院を 必要としないが、医療従業者の存在を必要とし得る。 上記の方法は、種々の治療的(および予防的)処置のために容易に利用され得 る。例えば、本発明の1つの実施態様において、上記の方法は、温血動物中の病 原体を阻害または破壊するために達成され得る。このような病原体は、外来生物 体(例えば、寄生生物、細菌、およびウイルス)だけでなく宿主にとって「外来 」である細胞(例えば、癌または腫瘍細胞)、または「改変」された他の細胞 を含む。本発明の好ましい実施態様において、上記の組成物は、腫瘍のような病 原体を、例えば、腫瘍本体の中のいくつかの異なる位置への直接注入により直接 処置するために利用され得る。あるいは、腫瘍を供給する動脈が同定され得、そ して組成物を腫瘍に直接送達するために、組成物がこのような動脈に注入され得 る。別の実施態様において、壊死中心を有する腫瘍は吸引され得、そして組成物 がその時中空の腫瘍中心に直接注入され得る。なお別の実施態様において、上記 の組成物は、例えば、レトロベクター構築物、または好ましくは組換えレトロウ イルス粒子を含む局所的薬学的組成物の塗布により、腫瘍の表面に直接投与され 得る。 本発明の他の局面において、疾患を予防または処置するため、移植片拒絶を抑 制するため、免疫応答を抑制するため、および自己免疫応答を抑制するために、 上記の組成物を利用して、抗原の免疫原性部分に対する免疫応答を生じるための 方法が提供される。 以下の実施例は、例示のために提供され、そして限定のために提供されるわけ ではない。 実施例 実施例1 レトロウイルスベクターバックボーンの調製 本発明で使用するための適切なレトロウイルスバックボーンは、当業者により 容易に調製され得る。このようなバックボーン(例えば、KT-1およびKT-3)の代 表的な例は、W0 91/02805およびWO 95/05789に記載される。 実施例2 MHCクラスIに基づく標的化 A.発現バックボーンpSC6の構築。 gag/polおよびenv発現カセットの両方のためのバックボーンを形成するために 、ベクターを最初に構築する。簡潔に述べると、pBluescript SK-ファージミド (S tratagene,San Diego,Calif.; GenBankアクセス番号52324;以下「SK-」という )を、Spelを用いて消化し、そしてKlenowを用いて平滑末端化する。次いで、SV 40(Fiersら、Nature 273:113-120,1978)の平滑末端化DraIフラグメント(Dral(b p 2366)からDraI(bp 2729)まで)を、SK-に挿入し、そしてSV40後期ポリアデニ ル化シグナルがSK-のlacZ遺伝子と反対の方向である構築物を単離する。この構 築物を、SK-SV40Aと命名する。 ヒトサイトメガロウイルス主要即時型プロモーター(「HCMV-IE」;Boshartら 、Cell 41:521-530,1985)(HincII (bp 140)〜EagI (bp814))を、HincIIおよ びEagIを用いて消化した後に単離し、そしてEagI部位を平滑末端化する。674平 滑末端化フラグメントを、SK-SV40Aに連結する。次いでこの最終構築物(pSC6と 命名する)を単離する(図1を参照のこと)。この構築物は、lacZ遺伝子と反対 向きで、そしてSV40の後期ポリアデニル化シグナルの上流にHCMVプロモーターを 含む。 B.MHC クラスI、具体的にはヒトHLA-A2のクローニング。 ヒトHLA-A2遺伝子を、4kbのHindIII-ApaLIフラグメント(Kollerおよび0rr,J .Immun.134(4):2727-2733,1985)として単離し、そしてpSC6のポリリンカーのH indIII部位およびEcoRV部位を用いて発現構築物pSC6(Invitrogen)に挿入する( 図1)。この発現構築物は、ヒトHLA-A2遺伝子を駆動するヒトCMV即時型プロモ ーターを含む。ApaLI部位をT4 DNAポリメラーゼで処理して平滑末端を作製し、 そしてフラグメントを、HindIIIおよびEcoRVで切断したpSC6に連結する(図2) 。この構築物をpSC6/HLA-A2と命名する。 C.ヒトHLA-A2とEBV GP350/220由来のペプチドとの融合:成熟アミノ末端のEDP GFFNVE PCRプライマーを、成熟アミノ末端でgp350/220配列をHLA-A2テンプレートに融 合するために、表Iに示す配列を用いて合成し、そしてPCR反応を、GeneAmp PCR キット(Perkin/Elmer)を用いて、製造者の指示に従って表IIに示すように行う( 図3および4)。HLA-A2のアミノ末端にgp350/220ペプチド配列を含むPCR産物を 、TAクローニングキット(Invitrogen,SanDiego,CA)を用いて、製造者の指示に 従ってベクターpCRIIにクローン化する(図5)。PCR産物の配列を、標準的 なDNA配列決定方法により確認する。フラグメントを、Eco47IIIおよびBspEI部位 での消化によりpCRIIから取り出し、Eco47IIIおよびBspEI部位でpSC6/HLA-A2ベ クター(図2)にクローン化し、融合ベクターpSC6/350-A2を作製する。 表I gp350/220ペプチドをHLA-A2アミノ末端に融合するためのプライマーの配列表II 単回の重複PCRによるHLA-A2アミノ末端を有するEBV gp350/220ペプチドの挿入 D.モロニー同種指向性エンベロープを保有するパッケージング細胞株の構築。 同種指向性エンベロープ発現ベクタ−pSC6/ecoを、MoMLVのXbal-NheIフラグメ ント(MoMLVのbp5766からbp7845)のpSC6発現ベクター(実施例2A)への挿入に より作製する。簡潔に述べると、XbaI-NheIエンベロープフラグメントを、pMLV −K(Millerら、J.Vir.49:214-222,1988)からアガロースゲル上で単離する。 次いで、フラグメントを、標準的な方法を用いてT4ポリメラーゼで平滑末端化し 、pSC6cに連結しEcoRVおよびSmaI部位で消化する。正確な方向の産物は、HCMVプ ロモーターに続き、完全な同種指向性エンベロープコード配列およびポリアデニ ル 化シグナルを有する。 同種指向性パッケージング細胞株293Eを、293 gag-pol(「2932-3」;WO 91/028 05; Burnsら、PNAS 90: 8033-8037,1993)を、pSC6/ecoベクターおよびpSV2gpt( MulliganおよびBerg,Scjence209:1422,1980)で同時トランスフェクトすること により作製する。選択培地の存在下でのgptポジティブ細胞についての選択の後 に、個々の耐性コロニーを希釈クローニングにより単離し、そしてgp70に対する ヤギポリクローナル抗体(NCI/BCB貯蔵血清番号79S000842,1667 Davis St,Camde n,NJ 08104)を用いるウエスタンブロット分析により発現について分析する。 E.パッケージング細胞株作製のためのpSC6/350-A2の293Eまたは2932-3へのト ランスフェクション。 gag/polおよびMoMLV同種指向性エンベロープ細胞株293E、またはgag/pol細胞 株2932-3を、caPO4沈殿(Wigler,M.ら、Cell 11:223,1977)により、10μgのpSC 6/350-A2および1ugのフレオマイシン耐性ベクターpUT507(Mulsantら、Somat.Cel l Mol.Genet.14:243-52,1988)で同時トランスフェクトする。l0μg/mlフレオ マイシンを含む培地の存在下でトランスフェクトした細胞を選択した後、個々の 薬剤耐性細胞コロニーを拡大し、そしてHLA-A2に対するモノクローナル抗体を用 いるウエスタンブロットにより、発現について分析する。 F.チミジンキナーゼベクターを用いるプロデューサー細胞株の作製 1.レトロウイルスベクター構築物 単純ヘルペスウイルス1型のチミジンキナーゼ(ATP:チミジン5'ホスホトラン スフェラーゼ、EC2.7.1.21)をコードする遺伝子を、プラスミドp322TK(Enquist ら、Gene 7:335-342,1979:Wagnerら、P.N.A.S.78:1441-1445,1981)から得る 。プロモーターおよびポリアデニル化シグナルを除去し、そして5’XhoI部位お よび3’ClaI部位を生じるように遺伝子をさらに改変する。次いで、この改変遺 伝子フラグメントを、KT-3バックボーンのXhoIおよびClaI部位にクローン化して 、BH-lベクターを作製する。BH-1(N2/tk)ベクターにおいて、MoMLV gag発現のた めのATGメチオニン開始コドンは、gag発現を阻害するためにATTに変異されてい る(Chadaら、J.Vir.67(6):3409-3417,1993)。MoMLV長い末端反復配列(LTR)は 、 HSV-tk遺伝子の発現を制御し、そして内部SV40プロモーターは、ネオマイシン耐 性マーカーの発現を駆動する。 2.ベクター産生 レトロウイルスパッケージング細胞株DA(Irwinら、J.Vir.68(8):5036-5044, 1994; Laubeら、Hum.Gene.Ther.5:853-862,1994)を、イヌ肉腫細胞株Dl7に おいて、マウス白血病ウイルスgag/polおよび異種指向性env配列を発現するよう 操作する。DA/N2/tk/プロデューサー細胞株を、水庖性口内炎ウイルスG偽型化 ベクター(Burnsら、P.N.A.S.90:8033-8037,1993)のDAパッケージング細胞株ヘ の形質導入、続いてG4l8(800μg/ml)における選択により作製する。希釈クロー ニングにより個々のクローンを単離し、そしてG418R力価について試験する。力 価に基づいて最良のプロデューサークローンDA/BH-l#9Aおよび#18Aを、その後の 使用のために選択する。これらのDA/N2/tkプロデューサー細胞を、コンフルエン スまで増殖させ、そして複製欠損ベクターN2/tkを含む上清を収集し、濾過(孔 サイズ0.45μm)し、そして-80℃で貯蔵する。ベクター力価を、系列希釈、およ びG4l8(800μg/ml)を含む培地中で選択したHT-1080インディケーター細胞におけ るCFUアッセイ(Irwinら、1994)により決定する。力価は、一般的に、l05cfu/ml と106cfu/mlとの間である。DA/β-galプロデューサー細胞株は以前に記載されて いる(Irwinら、1994)。 同様の様式で、パッケージング細胞株293E/350-A2(実施例2E)を使用して、 水庖性口内炎ウイルスG偽型化ベクター(Burnsら、P.N.A.S.90:8033-8037,199 3)の293E/350-A2パッケージング細胞株への形質導入、続いてG418(400μg/ml)に おける選択により、プロデューサー細胞株を作製する。希釈クローニングにより 個々のクローンを単離し、そしてG4l8R力価について試験する。力価に基づいて 最高のプロデューサークローンを、その後の使用のために選択する。これらのプ ロデューサー細胞を、コンフルエンスまで増殖させ、そして複製欠損N2/tkベク ターを含む上清を収集し、濾過(孔サイズ0.45μm)し、そして-80℃で貯蔵する 。ベクター力価を、G418(800μg/ml)を含む培地中で選択したHT-1080インディケ ーター細胞における系列希釈(Irwinら)により決定する。 ベクターを上記のように他の細胞株に導入して、クローンを同様に選択し得る 。 G.チミジンキナーゼベクターを用いるRaji細胞の標的化 本実験は、補体C3dレセプターCD21を発現するBリンパ芽球様細胞株Raji(ATCC CCL 56)を、HLA融合タンパク質/チミジンキナーゼベクターによる形質導入の標 的として用い、そしてコントロールとして単球様細胞株(CD2lマイナス)U937(ATC C CRL 1593)を用いる。 2つの6ウェルディッシュの5つのウェルに1×106個のRaji細胞またはU937 細胞のいずれかをセットアップする。ウェルを、(l)両種指向性パッケージング 細胞株DAで産生されたチミジンキナーゼベクター、(2)HLA-A2融合ベクターパッ ケージング細胞株で産生されたチミジンキナーゼベクター、(3)パッケージング 細胞株293Eまたは293 2-3で産生されたチミジンキナーゼベクター、(4)無関係な ベクタ−DA/βgal,(5)ベクターなしに曝露する。細胞の半数をチミジンキナー ゼ産生について染色し、そしてチミジンキナーゼ産生についてのFACS分析に供す る。他の半数を、3、6、または9μg/mlガンシクロビルで3〜5日間処置し、 そして計数して残存する生存可能細胞の割合を決定する。あるいは、ガンシクロ ビルの効力を、3Hチミジン取り込みの相対レベル(Bradley,L.M.,Selected Me thods inCellularImmunology ,156-161頁、(B.MishellおよびS.Shiigi編),Fr eeman & Co.,N.Y.(1980))を用いて決定し得る。 実施例3 MHCクラスIIに基づく標的化 A.MHC クラスIIDR,DQ、およびDP遺伝子のクローニングおよび発現 1.レトロウイルスプロデューサー細胞におけるMHCクラスIIタンパク質の発現M HCクラスII遺伝子産物の発現のための多数の異なるベクターが存在する。例えば 、Wilkinson,Dら、J.Exp.Med.167:1442-1458,1988は、DR2Dw2細胞株PGFから のDR2βaおよびDR2βbを発現するベクターの構築を記載する。 異なるクラスII遺伝子をコードする発現ベクター(αおよびβ鎖の両方を、同 じ構築物中で組合せ得るか、または別々にトランスフェクトし得る)を、CaP04 手順(上記)を用いて、DA/βgal細胞にトランスフェクトし、そしてトランスフ ェクトした細胞を、適切なクラスII分子の細胞表面発現についてのFACS選別によ り単離する(詳細は以下を参照のこと)。最初の実験は、3つ全てのクラスII対 立遺伝子が、イヌDA細胞において発現され得るかどうかを決定する。選択した細 胞のプールを拡大し、そしてβ-gal(V)をコンフルエント培養物から単離する。 2.ビリオンに結合したHLAクラスII分子の検出 HLAクラスII特異的モノクローナル抗体をPharmingen(SanDiego,CA)から取得 する。これらのモノクローナル抗体には、H143(抗DP)、Tul69(抗DQ1,DQ2) 、Tu36(抗DR)、またはCaltag IIb3(抗Dqwl; Caltag,San Francisco,CA)、 7.3.19.1(抗DRw52)またはHL-37(抗DQ1、DQ3)が含まれる。抗体を、製造者の指 示に従って磁性ビーズ(Dynal Inc.,New Hyde Park,New York)に結合し、そし て異なるプロデューサー細胞株からのβ-gal(V)を精製するために使用する。ビ ーズに結合したベクターを、抗p30検出抗体を用いるELISAにより定量する。 あるいは、製造者(Pierce,Rockford Illinois)の指示に従ってアミノ連結キ ットを用いて、セフアロースに抗クラスIIモノクローナル抗体を結合することに より、アフィニティカラムを調製し得る。ベクター上清をカラムを通過させて、 そして結合したベクターを1M NaClを用いて溶出し、そしてHT 1080細胞におい てβ-gal活性について力価測定する。このアッセイは、1個程度の機能的なβ-g alビリオンを検出し得る。DA/β-gal-DR細胞由来のベクターを、DR、DP、および DQカラムを通過させ、そして結合の特異性を評価する。同様な実験を、コントロ ールDA/βgal細胞由来のベクターならびにDA/βgal-DPおよびDA/βgal-DQ細胞由 来のベクターについて実施する。 ビリオン表面に対するクラスII分子の好ましい選別を評価するために、DP、DQ 、およびDRをDA/βgal細胞にトランスフェクトし、そして生じるベクターを上記 のようにクラスII特異的カラムへの結合活性について試験する。 B.IgG 抗トランスフェリンレセプターモノクローナル抗体454Al2のV領域のク ローニング Mab 454Al2(米国特許第4,938,948号)の可変領域を、ハイブリドーマ細胞株(AT CC HB 10804)からクローン化する。重鎖および軽鎖の可変領域を、mRNAから、リ ーダー配列および定常領域配列に対応する混合オリゴヌクレオチドプライマーを 用いるPCR(Larrickら、BioTechniques 7:934-838(1989))により取得する。PCRの 産物を、TA Cloningキット(Invitrogen)を用いてpCRIIにクローン化し、そしてS angerジデオキシヌクレオチド法により配列決定する。3つのクローンを、完全 に配列決定して各V領域のDNA配列を確認する。配列を表IIIおよびIVに示す。 C.抗トランスフェリンレセプター抗体454Al2単鎖Fvフラグメントの構築 重鎖および軽鎖の可変領域をアセンブルして、それらの間にGly-Gly-Gly-Gly- Serの3反復からなる合成リンカー配列を有する単鎖Fvフラグメントを形成する 。プライマー、および454A12 sFvのアセンブリ用のテンプレートを、表III〜V にまとめる。2回のPCR反応の産物を、表VIに示すように、重複PCR(Horton,R.M .ら、Biotechniques 8:528-535(1990))におけるテンプレートとして使用する。 次いで、重複PCR産物を、上記したようにTAクローニングキット(Invitrogen)に より、ベクターpCRIIにクローン化する。PCR産物は、約750bpの長さの単鎖Fvフ ラグメントに相当する。いくつかのクローンを、Sangerジデオキシヌクレオチド 配列決定に供して、正確な推定DNA配列のクローンを取得する。 D.抗トランスフェリンレセプター454A12単鎖FvフラグメントとのMHC抗体融合 タンパク質のための発現ベクターの構築 DR遺伝子を、ポリリンカーのEcoRVおよびEcoRI部位で、ScaIらPstIまで(4Kb フラグメント)およびPstIからEcoRIまで(1700 bpフラグメント)切断したHLA DR 遺伝子の3断片連結としてpSC6ベクターに挿入する。ScaIは、ポリリンカーのEc oRV部位に連結する平滑末端を生じる。シグナルペプチドおよび成熟アミノ末端 を含むエクソンを、表VII載のプライマーおよび表VIIIに記載のPCR反応を用いて 、NdeIからBglIIまでの2回の重複PCRに供して、sFv(上の章に記載)をアミノ 末端に付加する。最終産物を、配列確認のためにpCRIIにクローン化する。アミ ノ末端NdeI〜BglIIフラグメントを、pSC6/HLA-DRにクローン化し、pSC6/DR-aTfR を作製する。 表III 454A12重鎖V領域テンプレートの配列 配列番号9 表IV 454A12軽鎖V領域テンプレートの配列 配列番号10 表V 454A12 sFv構築のPC重複のためのプライマーの配列 表VI 重複PCRによる454A12 sFvのアセンブリ 表VII 抗トランスフェリンレセプター抗体454A12 sFvをHLA-DRアミノ末端に融合するた めのプライマーの配列表VIII 二回の重複PCRによる454A12 sFv融合物のHLA-DRアミノ末端での挿入 E.パッケージング細胞株作製のためのpSC6/DR-aTfRの293Eまたは293 2-3への トランスフェクション。 gag/polおよびMoMLV同種指向性エンベロープ細胞株293Eまたは細胞株293 2-3 を、CaPO4沈殿(Wigler,M.ら、Cell 11:223,1977)により、10μgのpSC6/DR-aTf Rおよび1μgのフレオマイシン耐性ベクターpUT507(Mulsantら、Somat.Cell Mo l.Genet.14:243-52,1988)を用いて同時トランスフエクトする。10μg/mlフレ オマイシンを含む培地の存在下でのトランスフェクト細胞についての選択後に、 個々の薬剤耐性細胞コロニーを拡大し、そしてHLAクラスIIDR特異的モノクロー ナル抗体Tu36(Pharmingen(SanDlego,CA)より取得)を用いるウエスタンブロッ トにより、発現について分析する。 F.βガラクトシダーゼベクター βガラクトシダーゼ(「βgal;Price,PNAS 84:156,1987)をコードする細菌l acZ遺伝子を、記載(Irwinら、1994)のように、N2バックボーンにクローン化して 、N2βgalプロベクタープラスミドを作製する。N2βgalプロベクターを使用して 、DA/βgalとよばれる安定なプロデューサ一細胞クローンを作製する。精製した ベクター上清をこの細胞株から産生し、そして1×108cfu/mlよりも大きい力価 まで濃縮する。 G.βガラクトシダーゼベクターを用いるHLA DR抗体融合タンパク質PCLの形質 導入 パッケージング細胞株293E/DR-aTfRまたは293 2-3/DR-aTfRを用いて、水庖性 口内炎ウイルスG偽型化ベクター(Burnsら、P.N.A.S.90:8033-8037,1993)を29 3E/DR-aTfRパッケージング細胞株に形質導入し、続いてG418(400pg/ml)における 選択により、プロデューサー細胞株を作製する。個々のクローンを、希釈クロー ニングにより単離し、そしてG418R力価について試験する。力価に基づいて最良 のプロデューサークローンを、その後の使用のために選択する。これらのプロデ ューサー細胞を、コンフルエンスまで増殖させ、そして複製欠損N2-βGalベクタ ーを含む上清を収集し、濾過(孔サイズ0.45μm)し、そして-80℃で貯蔵する。 ベクター力価を、G4l8(800μg/ml)を含む培地中で選択したHT-1080インディケ ーター細胞における系列希釈(Irwinら、1994)により決定する。 H.細胞上のトランスフェリンレセプターへの標的化 本実験は、HLA DR抗TfR/βGalベクターによる形質導入のための標的として、 トランスフェリンレセプターを発現する細胞株Molt4(ATCCCRL1582)を使用する。 簡潔に述べると、2つの6ウェルディッシュの4つのウェルに1×105個のM0LT4 細胞をセットアップする。ウェルを、(1)両種指向性パッケージング細胞株DA( 実施例3E)で産生されたβgalベクター、(2)HLA-A2融合ベクターパッケージン グ細胞株で産生されたβgalベクター、(3)パッケージング細胞株293E(実施例2 D)で産生されたβgalbベクター、(4)ベクターなしに曝露する。細胞の半数を βgal産生について染色する。他の半数を、1000μg/mlジェネチシンを用いる10 日間の処置に供して、そして生存細胞を計数する(Irwinら、1994前出)。標的化 を、青色細胞またはG4l8耐性コロニーのいずれかの存在により、(2)に上記した ように実証する。 実施例4 β2ミクログロブリン(β2M)に基づく標的化 A.ヒトエリトロポエチン(EPO)のクローニングおよびヒトβ2M融合EPOを有する 発現ベクターの構築。 EPO-b2m融合タンパク質の作製のために用いる基本的ストラテジーは、適切な プライマーおよびテンプレートでPCRを使用して、EPOおよびb2mフラグメント( これらは、次いで、適切に消化した真核生物発現ベクターpSC6に連結し得る)を 産生することである。 詳細には、ClaI-AatI EPOフラグメント、AatI-EcoRI b2mフラグメントおよびC laI-EcoRI消化pSC6発現ベクターを用いて、3ウェイの連結を達成する。 プラスミドEPOenv-D5923(Kasaharaら、Science 266:1373,1994)を、ヒトEPO 遺伝子の供給源として利用する。このクローンは、制限酵素BstEIIおよびBamHI を用いてベクターから無傷で切り出され得る、166アミノ酸の長さの完全な成熟E p0タンパク質をコードするcDNAを含む。BstEII部位を、T7ポリメラーゼを用いて 処理して平滑末端を作製し、次いでフラグメントを、EcoRVおよびBamHI消化プラ スミドSK+(Stratagene,La Jolla,CA)に連結する。このプラスミド構築物をSK+ /EPOと呼び、そしてSK+のマルチクローニング部位におけるEcoRV部位の5'側にCl aI部位が存在することは、EPO遺伝子をClaI-AatIフラグメントとしてSK+/EPOプ ラスミドから取り出すことを可能にする。AatI部位は、EPO遺伝子の第5番目の エクソンの末端付近に位置する独特の制限部位であり、そして終結コドンの前に 位置する。 次いで、ヒトb2m遺伝子フラグメントを操作して、その5'末端にAatI制限部位 、およびその3'末端にEcoRI制限部位を含ませる。ヒトb2mをコードするcDNAを含 むプラスミドp7l4(ParkerおよびWiley,Gene 83:117,1989)を、b2m遺伝子(そ のシグナルペプチドを含まない)を含む遺伝子フラグメント、ならびにEPO遺伝 子の3'末端(その終結コドンを含まない)をb2m遺伝子にインフレームで融合す るために必要なすべての配列を増幅する1セットのプライマーのためのPCRテン プレートとして供する。詳細には、プライマーセットを、以下のように設計する :プライマー1:5’GGGAGGCCTGCAGGACAGGGGACAGACAGCGTACTCCAAAGATTCAGGTT 3 ’(配列番号17)そしてこれは、AatI制限部位、EPO遺伝子の最後のいくつかの コドン、およびb2m遺伝子の最初のいくつかのコドンを含む。プライマー2は、E coRI制限部位およびb2m遺伝子の最後の9コドンを含むアンチセンス配列(5’GGG AATTCTACCTGGCGCTGTTACATGTCTCGGTC 3’(配列番号18))である。PCR反応を、Ge neAmp PCRキット(Perkin/Elmer)を用いて製造者の指示に従って行い、そして生 じる増幅遺伝子産物を、TAクローニングキット(Invitrogen,San Diego,CA)を 用いて製造者の指示に従って、ベクターpCRIIにクローン化する。増幅したPCR産 物の配列を、標準的なDNA配列決定方法を用いて確認する。次いで、フラグメン トを、まずAatIを用いる消化、次いでEcoRIを用いる部分消化(末端EcoRIから20 9bp5’側にb2m遺伝子の終結コドンの直前に位置するさらなるEcoRI部位が存在す る)により、pCRIIから取り出す。試験的な消化をセットアップして、他のEcoRI 部位を乱さないままで、末端EcoRI部位を消化するための最適条件を決定する。 一旦正確なAatI-EcoRI b2mフラグメントを単離すると、それを、ClaI-AatI EPO 遺伝子フラグメントならびにClaI-EcoRI消化pSC6ベクターDNAと同時に連結する 。生じる融合構築物pSC6/EPO-b2を配列決定して、EPO-b2m遺伝子融合が正確であ ることを確認する。 B.パッケージング細胞株作製のためのpSC6/EPO-b2mの293Eまたは293 2-3への トランスフェクション。 gag/polおよびMoMLV同種指向性エンベロープ細胞株293E(実施例2D)または細 胞株293 2-3を、CaPo4沈殿(Wiglerら、Cell 11:223,1977)により、10μgのpSC6 /EPO-b2mプラスミドDNAおよび1μgのフレオマイシン耐性ベクターpUT507(Mulsa ntら、Somat.Cell Mol.Genet.14:243-52,1988)を用いて同時トランスフェク トする。フレオマイシンの存在下でのトランスフェクト細胞についての選択後に 、個々の薬剤耐性細胞コロニーを拡大し、そしてEPOに対するモノクローナル抗 体およびヒトb2mに対するモノクローナル抗体を用いる、ウエスタンブロッティ ングおよび蛍光染色により、発現について分析する。あるいは、高レベルのEPO- b2mを発現する細胞を、蛍光活性化セルソーター(FACS)を用いて選択し得る。詳 細には、EPO検出のためには、EPOに対するポリクローナル抗血清(AB-286-NA; R &D Systems,Minneapolis,MN)を使用し、そしてb2m検出のためには、ネイティ ブなb2mおよび変性b2mの両方に存在するエピトープに結合する抗体mAb BBM-1(P arhamら、J.Biol.Chem.258:6179-6186,1983)を使用する。 C.βガラクトシダーゼベクターを用いるプロデューサー細胞株の作製 パッケージング細胞株293E/EPO-b2mまたは293 2-3/EPO-b2mを用いて、水庖性 口内炎ウイルスG偽型化ベクター(Burnsら、P.N.A.S.90:8033-8037,1993)でパ ッケージング細胞株に形質導入し、続いてG4l8(400μg/ml)において選択するこ とにより、プロデューサー細胞株を作製する。個々のクローンを、希釈クローニ ングにより単離し、そしてG418R力価について試験する。力価に基づいて最良の プロデューサークローンを、その後の使用のために選択する。これらのプロデュ ーサー細胞を、コンフルエンスまで増殖させ、そして複製欠損N2-βGalベクター を含む上清を収集し、濾過(孔サイズ0.45μm)し、そして−80℃で貯蔵する。 ベクター力価を、G4l8(800μg/ml)を含む培地中で選択したHT-1080インディケー ター細胞における系列希釈(Irwinら、1994)により決定する。 D.EPO レセプターへの標的化。 本実験は、NIH 3T3細胞がEPOレセプターをコードする相補的DNA(cDNA)(cDNA 供給源は、A.D'Andreaら、Cell,57:277,1989である)で安定にトランスフェ クトされている細胞株を使用する。標準的なトランスフェクションおよび選択方 法論を使用して、EPOレセプターを安定に発現するNIH 3T3細胞(NIH 3T3-EPOR)を 単離して、そしてFACS分析を用いてこれらの細胞上でのEPOレセプターの発現を 確認する。2つの6ウェルディッシュの4つのウェルに1×105個のNIH 3T3-EP0 R細胞またはNIH 3T3細胞(EPOレセプターを含まない)をセットアップする。次 いで、ウェルを、(1)両種指向性パッケージング細胞株DAで産生されたβgalベ クター、(2)EPO-b2m融合ベクターパッケージング細胞株で産生されたβgalベク ター、(3)パッケージング細胞株293Eで産生されたβgalベクター、(4)ベクタ ーなしに曝露する。細胞の半数をβgal産生について染色する。他の半数を、600 μg/mlジェネチシンを用いる10日間の処置に供して、そして生存細胞を計数する (Irwinら、1994)。 実施例5 サブユニット交換による(b2m)に基づく標的化 A.EPO-b2m 融合タンパク質の原核生物発現ベクターへのクローニング 組換えEPO-b2m融合タンパク質を、原核生物発現ベクターpSE280(Invitrogen,S an Diego,CA)を用いて発現させ得る。EPO-b2m遺伝子を、まずClaI消化し、Klen owを用いて処理して平滑末端を作製し、続いてEcoRI部分消化を行うことにより 、pSC6/EPO-b2mからClaI-EcRIフラグメントとして切り出す。次いで、このフラ グメントを、NcoI-EcoRI消化pSE280ベクターDNAと連結する(NcoI末端もまた、 連結をセットアップする前に平滑化する)。この組換えプラスミドを、pSE280/E PO-b2mという。 B.拡大および精製のためのEPO-b2m融合タンパク質の発現。 簡潔に述べると、EPO-b2m融合タンパク質を含むpSE280プラスミド(pSE280/EPO -b2m)を、E.coli株XA90に形質転換し、次いでポジティブタンパク質産生クロー ンを配列決定して、そのDNA配列を確認する。続いて、ポジティブクローンを適 切な密度まで増殖させ、そしてイソプロピルb-D-チオガラクトピラノシド(IPTG; 1mM)を用いて誘導する。細胞がOD650で1.8〜2.0の密度に達したとき、培養物を 遠心分離により収集し(1リットルアリコート)、続いてリゾチームを100μg/m l、プロテアーゼインヒビターPMSFを50μg/ml、DNaseを20μg/ml、RNaseを20μ g/ml、および1mM EDTAを含む10mM Tris-HCl(pH8)の溶液(20ml/1リットルのペ レット化細胞)を用いて溶解する。細胞をこの混合物中で20分間室温にてインキ ュベートし、次いで別の回の20分間10,000×gでの遠心分離の前に超音波処理す る。得られる、組換えタンパク質を含むペレットを、20mlの10mM Tris-HCl(pH8) を用いて洗浄し、次いで100mM Tris-HCl(pH8)および8M尿素の溶液(計10ml)に 再懸濁する。再懸濁に続いて、溶解物を1時間4℃にて150,000×gで遠心分離 する。次いで、尿素中の組換え融合タンパク質を、10mM Tris-HCl(pH7)に対して 透析し、そして0〜100mM NaClの直線グラジエントを有する10mM Tris-HCl(pH7) 中でQ Sepharoseで精製する。画分を回収し、そしてCentriconフィルター(Amico n)を用いる限界濾過により濃縮する。 C.EPO-b2m 融合タンパク質とウイルス表面上のネイティブb2mとの交換。 b2交換を決定するために、精製EPO-b2m融合タンパク質を、クロラミンT法(Hu nter,W.M.,(1973),Handbook of Experimental Immunology,Weir,D.M.編、(Black well,Oxford)、第1巻、17.1-17.36頁)を用いて、またはBolton-Hunter試薬(Bo ltonおよびHunter Biochem.J.133:529-539,1973)を用いてヨウ素化する。前 者の方法は103cpm/ngの比活性を生じ、後者の方法は2〜5×104cpm/ngを生じる 。簡潔に述べると、1mg/mlのゼラチンおよび50μg/mlのピューロマイシンを含む 1mlのRPMI培地中の5×105HT1080細胞を、20ugの標識したb2mと共に37℃にて4 時間インキュベートする。細胞を、Hanks緩衝化生理食塩水(HBSS)で3回洗浄し 、そして最終細胞ペレットを、免疫沈降に常用される溶解緩衝液を用いて溶解す る。免疫沈降反応は、ネイティブなb2mおよび変性b2mの両方に存在するエピトー プに対するBBM-1モノクローナル抗体を使用する。標識細胞の免疫沈降後、放射 活性標識を検出する。これは、標識b2mが、これらの細胞に結合したネイティブ なb2mと交換されたことを示す。 精製EPO-b2m融合タンパク質を、ベクター表面上に存在するb2mと上記のように 交換する。交換反応に続いて、この「交換された」ベクターを、EPOレセプター 発現細胞への標的化について試験する(実施例4Dに記載のように)。Amicon濾 過(300k分子量カットオフ)を使用して、ベクターを夾雑物質から精製する。 D.EPO レセプターへの標的化。 2つの6ウェルディッシュの4つのウェルに1×105個のNIH 3T3-EPOR細胞ま たはNIH 3T3細胞(EPOレセプターを含まない)をセットアップする。次いで、ウ ェルを、(1)両種指向性パッケージング細胞株DAで産生されたβgalベクター、(2 )(1)のように産生されたが、EPO-b2m融合タンパク質交換後のβgalベクター、(3 )パッケージング細胞株293Eで産生されたβgalベクター、(4)ベクターなしに曝 露する。細胞の半数をβgal産生について染色する。他の半数を、600μg/mlジェ ネチシンを用いる10日間の処置に供して、そして生存細胞を計数する(Irwinら、 1994)。 以上の記載から、本発明の特定の実施態様が例示の目的で本明細書中に記載さ れているにも関わらず、種々の改変を、本発明の精神および範囲から逸脱するこ となく行い得ることが明白である。従って、本発明は、添付の請求の範囲による 以外は限定されない。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION                     Gene delivery vehicle targeting ligandTechnical field   The present invention relates generally to gene delivery vehicles, and more particularly, to genetic delivery vehicles. Methods for targeting the offspring delivery vehicle.Background of the Invention   Since the discovery of DNA in the 1940s and through the latest era of recombinant DNA technology Subsequently, it is possible that the course of the disease can be influenced through its interaction with biological nucleic acids. Substantial research is underway to understand its potential. Most recently, genes have been modified. A wide variety of methods to alter or affect (eg, retro Ills, adenovirus, vaccinia virus, herpes virus, and Ade Includes viral vectors derived from the associated virus (Jolly, Cancer Gene Therap y1 (l): 51-64, 1994)).   To target viral vectors such as retroviral vectors, many Methods have been attempted. For example, Neda et al. (J. Bjo 1. Chem. 266 (22): 14143-1414). 6, 1991) is a viable virus particle capable of targeting human hepatocytes in vitro. Lactose was chemically coupled to the virus particles to produce offspring. But, Such methods have limited applicability and target hepatocytes in tissue culture. It is only shown that this can be done.   Others have developed antibodies (Goud et al.) To target virions to specific cell types. , Vjr. 163: 251-254, 1988) or antibody fragments (Roux et al., PNAS 86: 9070-908). 3, 1989; Etienne-Julan et al. of Gen. Vir. 73: 3251-3255, 1992) Attempted to link to the particles. However, such a method is not suitable for specific cell types. Did not cause the establishment of a proviral state, although it caused binding of the torovirus (In Goud et al.) Or resulted in only low levels of transduction (Roux et al. And Eti enne et al.). In addition, any of these references target cells in vivo No use of such a composition was described.   By selecting a vehicle that normally infects a cell type, the cell type is characterized. Other attempts to target differently have also been made. For example, Shimada et al. (J. Clin. I. nvest. 88: 1043-1047, 1991) describes an HIV fragment for specifically targeting CD4 + T cells. A gene transfer system was developed. However, one problem with such a system is that Producing a helper virus (HIV in the case above), which Is unsuitable for human treatment.   Other scientists have probably attempted to target HIV-infected T cells (Young et al., Science 2 50: 1421, 1990), the CD4 protein was isolated from chicken leukemia virus Simultaneous in-frame with protein or mouse leukemia virus transmembrane proteins Was expressed. Although the CD4 protein was expressed by the virus, No evidence was provided that the particles could transduce T target cells.   Recombinant gene delivery vehicles such as retroviruses (particularly delivered in vivo In order to more specifically target a specific cell surface component, Recombinant gene delivery vehicles capable of targeting offspring or cells bearing receptors I will provide a. The present invention provides these as well as other related advantages.Summary of the Invention   Briefly, the present invention provides a gene delivery vehicle for selected cells or tissues. Provided are compositions and methods for targeting. In one aspect of the invention, MHC class I molecule, MHC class II molecule, or β2 microglobulin, and target A fusion protein comprising a ligating ligand is provided. In certain embodiments, the target Ligating ligands can be antibody variable regions, hormones such as melanocyte stimulating hormone, or Or erythropoietin.   In another aspect of the invention, an MHC class I molecule, an MHC class II molecule, or β2 Fusion protein comprising microglobulin and one member of a high affinity binding pair Quality is provided. In one embodiment, one member of the high affinity binding pair is , Avidin.   The present invention also provides a nucleic acid molecule encoding a protein as described above (eg, DNA. RNA, or some combination of the two), indicating the expression of such a nucleic acid molecule. Expression cassettes and host cells containing these expression cassettes are provided. You.   In another aspect, a gene having one of the above fusion proteins on its surface A delivery vehicle is provided. A typical gene delivery vehicle is a recombinant retrovirus. Including Rus and Alphavirus. In a related aspect, a heterogeneous Replication-defective retroviral vector particles containing proteins containing MHC class II molecules A child is provided.   In other aspects, the gag / pol expression cassette, the env expression cassette, and the fusions described above. Containing an expression cassette that directs the expression of a sequence encoding one of the A caging cell line is provided. Such packaging cell lines and recombination A vector producing cell line comprising a retroviral vector is also provided.   In another aspect of the present invention, a gene delivery vehicle for a selected cell type in a warm-blooded animal. A gene delivery vehicle for warm blooded animals as described above. A method is provided that includes the step of administering one. In related aspects, such The method comprises the steps of (a) administering a gene delivery vehicle as described above to a warm-blooded animal. And (b) providing the targeting element bound to the second member of the high affinity binding pair to a warm-blooded animal. Wherein the bound targeting element is selected from the warm-blooded animal. Is capable of binding specifically to the selected cell type, and the second member is specific for the first member. Gene delivery vehicles can be targeted to selected cell types General steps of the steps performed.   In one embodiment, the high affinity binding pair is biotin / avidin, cystati / Papain, val-phosphonate / carboxy-peptider ZeA, and selected from the group consisting of 4CABP / RuBisCo. In another embodiment , The targeting element can be an antibody variable region or an immune accessory lecule). In another embodiment, the gene delivery vehicle is retrograde. Ils vector particles, or liposomes or polycation condensed It can be a nucleic acid.   In a further embodiment of the invention, the gene delivery vehicle comprises a heterologous sequence (e.g., For example, cytotoxic proteins (eg, ricin, abrin, diphtheria toxin, La toxin, gelonin, pokeweed, antiviral proteins, Ritin, Shigella toxin, and Pseudomonas exotoxin A), antisense Or ribozyme sequences, or immune adjuvant molecules (eg, IL-2, IL-12, IL-15 , Γ-interferon, ICAM-I, ICAM-2, β-microglobin, LFA3, and HLA class I molecules and genes encoding HLA class II molecules). Other fruit In embodiments, the heterologous sequence has little or no cytotoxicity. Gene products that activate non-toxic compounds into toxic products (eg, HSVTK or VZVTK) Code. In yet other embodiments, the heterologous sequence is Factor VIII, ADA, HPR With replacement genes encoding proteins such as T, CFTCR, and LDL receptors possible. In yet another alternative embodiment, the heterologous sequence is HBV, HCV, HPV, EV An immunogenic portion of a virus selected from the group consisting of BV, FeLV, FIV, and HIV. Can code.   These and other aspects of the invention refer to the following detailed description and the accompanying drawings. It will be clear. In addition, certain procedures or compositions (eg, plasmids, etc.) Are described below in more detail, and thus each Are incorporated by reference in their entirety, as if individually indicated.BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES   FIG. 1 is a schematic diagram of pSC6.   FIG. 2 is a schematic diagram of pSC6 / HLA-A2.   FIG. 3 provides a representative sequence of the HLA-2 template.   FIG. 4 provides a representative sequence of the gp350 / 220 peptide.   FIG. 5 is a schematic diagram of pCRII / 350-A2.   FIG. 6 shows a schematic of the positions of the PCR primers selected for amplification of the antibody variable region. FIG.   FIG. 7 is a schematic diagram of pSC6 / HLA-DRα.   FIG. 8 provides a representative sequence of the HLA DR template.   FIG. 9 provides a schematic of pSC6 / EPO-β2M.Detailed description of the invention   Before describing the present invention, definitions of certain terms used hereinafter are set forth. Doing so can help with that understanding.     "Gene delivery vehicle"Is one or more genes or sequences of interest A construct that can be delivered into and, in a preferred embodiment, express it. U. Representative examples of such vehicles include viral vectors, nucleic acid expression vectors Contains naked DNA, and certain eukaryotic cells (eg, producer cells) . Preferably, the gene delivery vehicle of the present invention is greater than about X kilodaltons X, where X is 50, 100, 150, 200, 250, 300, 400, 500, 600, 70 0, 800, 900, 1,000, 1,500, 2,000, 2,500, 3,000, 4,000, and 5,000. Group. In various aspects of the invention, the genetic pre-delivery vehicle comprises Whether expressed or included as an integral part of the gene delivery vehicle It has some fusion proteins (discussed below) on its surface.     "Vector constructs, "Retro virus vector, "Recombinant vector" and"Recombinant retrovirus vector"Has a nucleic acid molecule of interest and In certain embodiments, it refers to a nucleic acid construct capable of directing its expression. Retro ui Lus vectors contain at least one transcription promoter / enhancer or promoter. Locus determining element, or other means (eg, alternative splicein) RNA, nuclear RNA transport, post-translational modification of messengers, or post-translational repair of proteins Decoration) must contain other elements that control gene expression. this Such vector constructs also include a packaging signal, a long terminal repeat (LTR). ) Or a part thereof, and the positive and Negative strand primer binding sites (these are already in the retroviral vector If not present). Recombination if necessary Retroviral vectors also contain polyadenylation, selectable markers (eg, Ne o, TK, hygromycin, phleomycin, histidinol, or DHFR), And one or more restriction sites and signals directed to the translation termination sequence. . By way of example, such vectors typically include a 5 'LTR, a tRNA binding site, Pack Caging signal, origin of second strand DNA synthesis, and 3 'LTR, or one of these Including parts.     "Recombinant retrovirus"Retroviral gene delivery vehicle",and "Retrovirus vector particles", As used in the present invention, Both are retroviruses having one gene of interest. Retrovirus It may include a selectable marker. Recombinant retrovirus reverse transcribes its genetic material into DNA This genetic material can be integrated into the DNA of the host cell upon infection.     "Nucleic acid expression vector"Or"Expression cassetteIs the sequence or gene of interest Refers to an assembly that can direct the expression of The nucleic acid expression vector, when transcribed, A promoter operably linked to the sequence or gene of interest; It must contain an adenylation sequence. In certain embodiments of the present invention, the book The nucleic acid expression vectors described herein can be included in a plasmid construct. In addition to the components of the nucleic acid expression vector, the plasmid construct also provides a bacterial origin of replication, One or more selectable markers, a sig where the plasmid construct is present as single stranded DNA Null) (eg, the M13 replication origin), multiple cloning sites, and (Eg, the SV40 or adenovirus origin of replication).     "Packaging cellsIndicates that the recombinant retroviral vector is defective A cell that contains the necessary elements for the production of an infectious recombinant retrovirus . Typically, such packaging cells contain gag, pol, and env proteins. It contains one or more expression cassettes capable of expressing the protein encoding the protein.     "Producer cells"Or"Vector-producing cells"Recombined Retrowi A cell containing all the elements necessary for the production of a lus vector particle.     "High affinity binding pairIs 10-yK less than MDGood pair that can be combined with Where y is selected from the group consisting of 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, and 15. You. Where A and B are members of a high affinity binding pair. (In addition, two molecules As the affinity ofDShould be understood by those skilled in the art that is there). The affinity constant can be determined by, for example, Scatchard analysis (Scatchard, Ann. NY Acad. Sc. i. 51: 660-672, 1949). Can be determined. Representative examples of suitable affinity binding pairs include biotin / avidin, cis Statin / papain, phosphonate / carboxypeptidase A, and 4CABP / R Including uBisCo.     "Targeting element"" Refers to a molecule capable of specifically binding a selected cell type . As utilized in the context of the present invention, the targeting element comprises a bound target If the biological effects of the activation element can be seen in the cell type, or > 10-fold during binding of the bound targeting element to non-target cells When there is a significant difference, and preferably a difference of 25, 50 or 100 times, It is believed that the selected cell types bind specifically. Generally, targeting elements Is 10 for the selected cell type-FiveLess than M, preferably 10-6Less than M, more preferably 10-7M not Full, and most preferably 10-8Less than M (Scatchard analysis (Scatchard, Ann. N.Y.A. cad.Sci. 51: 660-672, see 1949))DJoin Preferably. In addition, the targeting element can be used to determine the affinity constant of a high affinity binding pair. Binds to selected cell types with at least 1 log (ie, 10-fold) less affinity Is generally preferred. (In other words, KDThe value is at least 1 log 10 times larger). Suitable targeting elements are preferably non-immunogenic, It is not degraded by proteolysis and is not removed by the immune system. Especially preferred New targeting element, which is bound to a member of a high affinity binding pair Has a half-life (in the absence of clearing agent) of between 10 minutes and 1 week in animals Should have. Representative examples of suitable targeting elements are described in more detail below. be written.     "Fining agent"Binds to and / or binds to the circulating bound targeting element. Refers to a molecule that can be crosslinked. Preferably, the clarifying agent is non-immunogenic and bound Specific to the targeting element and sufficient to avoid rapid renal clearance Big. In addition, the fining agent is preferably not degraded by proteolysis, And is not removed by the immune system. Particularly preferred fining for use in the present invention The agent binds to the bound targeting element at a site other than the affinity binding member. And most preferably blocks binding of the targeting element to its target. Including those that bind in a checkable fashion. In the context of the present invention, multiple cuts (c le aving) agents can be utilized, for example, Marshall et al., Brit. J. Cancer 69: 502-507,199 Including those described by No. 4.   As described above, the present invention provides a gene delivery vehicle for a selected cell type in a warm-blooded animal. Provided are compositions and methods for targeting Such compositions and methods Is, for example, an MHC class I or class II molecule, or β2 microglobulin, Fusion proteins comprising targeting ligands or members of high affinity binding pairs Quality is allocated to the surface of the gene delivery vehicle during its construction. Follow. Thus, such gene delivery vehicles can be used for specific or selected cells. Targeting the gene delivery vehicle to the cell type (This is present as a fusion protein on the surface of the gene delivery vehicle) May be utilized in the methods described herein. Appropriate Representative examples of various fusion proteins and gene delivery vehicles and their preparation The methods of preparation and administration are described in more detail below:                         A.Construction of fusion proteins. 1. Surface fatigue molecule-MHC class I molecule, MHC class II molecule, and β2-microglobulin In   A wide variety of cell membrane molecules not encoded by the virus are described herein. For the construction of fusion proteins. In this regard, MHC class I molecules , MHC class II molecules, and β2 microglobulin are provided as examples. Nevertheless, it should be understood that the invention is not so limited. Details In particular, it utilizes a wide variety of other virion surface molecules that are not encoded by the virus. Can be This includes, for example, transferrin receptor, CD43, CD44, CD63, CD 7l, adhesion molecules (eg, CD3, CD4, CD11a, CD12, CD13, CD14, CD15, CD16, CD17 , CD18, LF1 (CD11a / CD18), CD25, CD54, CD55 (DAF), CD59 (MIRL)), or non-human Animal equivalents (applies to all markers).   Briefly, the major histocompatibility complex (MHC) is produced by various cell types. Region of highly polymorphic genes expressed on the surface of This complex The proteins that are loaded are called MHC molecules or MHC antigens, and these It is a major determinant of hemi-rejection. There are two main types of MHC gene products: MHC class I and class II molecules, both types of molecules bind to membranes and Present the peptide antigen on the cell surface.   Class I molecules comprise two separate polypeptide chains; about 44 kD in humans, and In mice, a 47 kD MHC-encoding heavy chain (α-chain) and a 12 kD non-MHC-encoding β-chain. Heavy Most of the chain extends out of the cell, with a short hydrophobic transmembrane segment and about 30 amino acids With a cytosolic carboxy terminal tail. β chain is non-covalently linked to the extracellular portion of the heavy chain. Interact and do not bind directly to the cell surface. Class I molecules are Can be separated into four separate regions: the peptide binding region (α-1 and α-2 Ig-like region; transmembrane region and cytoplasmic region. Different MHC class I molecules The crystal structure analysis of α-helix shows that α-1 and α-2 domains interact Forming an eight-chain β-pleated sheet platform that supports two parallel chains It was shown. The two α-helices have a bottom formed by a β-sheet. Form the left side. The cleft can bind to a 10-20 amino acid peptide and Foreign peptides are sites for binding MHC class I for presentation to T cells Presumed.   A comparison of numerous mouse and human Class I molecules shows that almost all polymorphic residues are peptidic. Found in the alpha helix or beta sheet of the The side chains are oriented so as to face into the groove and thus for binding to the peptide sequence Indicated that it is available. The Ig-like (α-3) region of class I molecules is a peptide The bond region is linked to the transmembrane region. This area covers all tested Class I It is highly conserved among molecules and shares homology with Ig constant domains. The beta chain of a class I molecule is identical in all human class I molecules. Class 1 The -β chain is also known as β2-microglobulin and associates with the α-3 region. Similarly, it contains a disulfide-linked loop homologous to the Ig constant domain (Guessow et al., J. Mol. Immunol. 139: 3132, 1987) (Robinson et al., Immunogenetjcs 20: 655, 1984).   MHC class II molecules comprise two chains, called the α-chain (32-34 kD) and the β-chain (29-32 kD). It is composed of polypeptide chains. Both class II chains are polymorphic. Class II minutes Although the three-dimensional structure of the offspring has not yet been elucidated, primary sequence analysis Reveals structural similarities between offspring and class II molecules. Humans have DR, DQ, and And three class II genetic loci encoding DP and DP molecules. Individual class II genes Was previously isolated and inserted into expression constructs by various investigators. This These are described, for example, in Nishimura et al. Immun. 145: 353-360, 1990, DQw6A; Klohe DRα: DR1β1, DRα: DR4β1, DRα: DR5 according to J. Immunol. 141: 2158-2164, 1988. β1, DRα: DR5βIII (Drw52), DRα: DR7β1, DRα: DR4 / 7βIV (Drw53), DQ7α: DQ w2β, DQ7α: DQw3β, and “Pw4α: DPw4β; and Wilkinson et al., J. Exp. . 167: 1442-1458, 1988, DR2βa (from DR2Dw2), and DR2βb (from DR2Dw2). )including. 2. High affinity binding pair   As mentioned above, in one aspect, the fusion proteins of the invention have high affinity binding. It may include one member of the union. Briefly, a wide variety of high affinity binding pairs Can be used. This is, for example, 10-14Cystatin / papain with M affinity (Bjork and Ylinenjarvi, Biochemistry 29: 1770-1776, 1990); 10-14M affinity Val-phosphonate / carboxypeptidase A (Kaplan and Bartlett) Biochemistry 30: 8165-8170, 1991); 10-134CABP-RuBisCo with M affinity Schloss, J .; Biol. Che., 263: 4145-4150, 1988); and 10-11Has M affinity Tobacco horn worm (hornwor) diuretic hormone / tobacco horn worm diuretic hormone Receptor (Reagan et al., Arch. Insect Biochem. Physio 1.23: 135-145, 1993). including.   A wide variety of other high affinity binding pairs are also available, e.g., By preparing and selecting the body and selecting antibodies with high affinity Such antibodies can be further developed by screening for Generally, U.S. Pat.Nos. RE 32,011, 4,902,614, 4,543,439, and 4 , 411,993; Monoclona1 Antjbodjes, Hybridjdomas: A New Djmensj. on in Biologica1 Analyses, Plenum Press, Kennett, McKearn, and Bechtol (Eds.), 1980, and Antibodjes: A Laboratory Manual, Harlow and Lane ( Ed.), Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1988). is there Alternatively, the antibody or antibody fragment can also be produced and (William D. Huse et al., "Immunoglobulin Reper in Lambda Phage." Making a large combinatorial library of trees ", Scjence 246: 1275-1281, 1989 1 See February; L. Sastry et al., "Es for the Production of Monoclonal Catalytic Antibodies. Cloning of the immunological repertoire in cherichj acoli: heavy chain variable region features Construction of a Differential cDNA Library ", Proc. Natl. Acad. Sci. USA86: 5728-5732, 19 See also August 1989; Michelle Alting-Mees et al. Current Library: A Rapid Alternative to Hybridomas ", Strategjes in Molecula r Bjo1ogy 3: 1-9, also see January 1990; these references can be found in Stratac Describes a commercial system available from yte, La Jolla, California, wherein the system is recombinant Technology to produce antibodies). The advantage of using a high affinity binding pair is that Ability to add any cocktail of targeting ligands from one producer cell Generation of powerful targetable vectors. 3. Targeting ligand   In the context of the present invention, the gene delivery vehicle is specifically directed to the selected cell type A wide variety of targeting elements can be utilized to accomplish this. Generally, the target The activating element is a protein or peptide, but other nonproteinaceous molecules Can also function as targeting elements. For example, in one embodiment of the present invention, In addition, antibodies (including, for example, antibody variable regions) may target selected cell types. (Generally Wilchek and Bayer, Ana 1. Bioche. m 171: 1-32, 1988). A typical example targets anti-CD34 antigen on stem cells Anti-CD34 antibodies (eg, 12.8 (Andrews et al., Blood 67: 842) 1986) and Mylo (Civin et al., J. Immunol. 133: 157, 1984; also referred to as HPCA-2). And commercially available from Becton DiCkinson), useful for targeting CD4 + T cells. Anti-CD4 antibodies, anti-CD8 antibodies to target CD8 + cells, ovarian cells and HER2 / neu monoclonal antibody 4D5 for targeting breast cells (Sarup et al., Growth  Regu 1.1: 72-82, 1991), c-erbB-2 monoclonal for targeting breast cells Antibody GFD-OA-p185-1 (Alper et al., Cell Growth Djffer. 1: 591-9, 1990), colon cells And TAG72 monoclonal Abs for targeting breast cells: CC49 and B72.3 (Ki ng et al. Bjochem. 281: 317-23, 1992), and for targeting colorectal cancer cells Carcinoembryonic antigen monoclonal antibody ZCEO25 (Nap et al., Canc. Res. 52: 2329-39, 1992). )including.   Other suitable targeting elements include hormones and hormone receptors. Typical examples are follicle-stimulating hormone and luteal form on ovarian and testis cells Adult hormone, melanocyte stimulating hormone and epidermal growth factor for epidermal cells, And human growth hormone for most bone and skeletal muscle cells.   In other embodiments, the immune accessory molecules are specific receptors on various cells Can be used to target Examples are macrophages and natural killers -Interferon targeted to cells, interleukin for T lymphocytes, And erythropoietin and CSF for bone marrow cells.   In yet another embodiment, the peptide, such as substance P, has Neuromedins (Conlon, J. Neuroc) hem. 51: 988, 1988) was used to target uterine cells for contractile activity. And proteins that correspond to ligands for known cell surface receptors Quality (e.g., insulin) can be controlled by the insulin receptor on cells for glucose regulation. It can be used to target putters.   In still other embodiments, the other ligands and antibodies target the selected cell type. Can be used to target. This could include, for example: a 125 kD antigen on human lung cancer Monoclonal antibody c-SF-25 (Takahashi et al., Sc1ence259: 1460,19 93); Antibodies to various lung cancer antigens (Souhami, Thorax 47: 53-56, 1992); human Antibody to ovarian cancer antigen 14C1 (Gallagher et al., Br. J. Cancer 64: 35-40, 199l); H / Le for targeting lung cancery/ LebAntibodies to antigens (Masayuki et al., N. Eng. Med. 327: 14-18, 1992); for targeting nerve growth factor receptors on nerve tumors Nerve growth factor (Chao et al., Science 232: 518, 1986); targeting macrophages Receptor for androgen (Anderson and Looney, Immun. Today 1: 264-266,1987) Lectins (Sharon and Lis, Science 246: 227, 1989); targeting colorectal cancer I collagen (Pullam and Bodmer, Nature 356: 529, 1992) for T cells Interleukin-1 (Fa nslow et al., Science 248: 739, 1990); macrophage scavenger receptor. (And atherosclerotic plaques; Brown et al., Ann. Rev. Biochem 52: 223- 261, 1983) to target acetylated low density lipoproteins ( "LDU"), as well as macrophage scavenger receptor targeting Of acetylation of protein (Paulinski et al., PNAS 86: 1372-1376, 1989); virus receptor -(Haywood, J. Vjr. 68 (l): l-5, 1994); transferrin receptor on tumor cells Transferrin (Huebers et al., Physio. Rev. 67: 520,58). 2, 1987); vascular endothelium to target cells where increased angiogenesis occurs ( vasoendothelial) growth factor ("vegF"); and urokinase plasminogen Urokinase plasminogen for binding to the activator receptor (UPAR) Including activator.   Alternatively, the ligand can be obtained using recombinant techniques (Scott and Smith, Science 249: 386, 199). 0; Devlin et al., Science 249: 404, 1990; Houghten et al., Nature 354: 841991; Matthews et al. And Enells, Science 260: 1113, 1993; Nissim et al., EMB0J. 13 (3): 692-698, 1994) Or an organic compound library (eg, EricErb et al., Proc Natl Acad Sci.US A 91: 11422-11426, 1994, K.S.Lam et al., Nature 354: 82-84, 1991). Can be selected from a library prepared using the technique of (1).   In yet a further embodiment, the targeting element or ligand is a particular Carbohydrates or other non-peptidic components that naturally modify the protein sequence of the Can get. A typical example is to add a galactose-terminal carbohydrate and then And a sequence targeting the asialoglycoprotein receptor. Related implementation In some embodiments, the targeting element is later added by a chemical or enzymatic method. And this is the chemical or chemical required to add the appropriate ligand. Providing appropriate peptide sequences in hybrid molecules that favor biochemical reactions This can be facilitated.   In a preferred aspect of the invention, the targeting ligand comprises two or more different proteins. Chimeric proteins or fusion proteins composed of protein or non-protein components It can be parkin. Briefly, proteins generally have a defined secondary, A hydrophobic core and a more hydrophilic surface with a tertiary and often quaternary structure Takes a particular three-dimensional structure encoded by its amino acid sequence. Typically , Oligopeptide targeting ligands do not assume a completely folded structure, Amino acid sequence defining part of a specific secondary structure and a specific binding motif Can be made from a portion of the protein sequence that can have Such a binding motif is , Generally between secondary structural units such as α-helices or β-sheet chains. Found in regions exposed on the surface of the protein, such as loops that are released. Roux The loop is generally flexible and can vary in length to a high degree, and generally allows There are few restrictions on the arrays that can be accommodated. The other binding region of the protein is a single Cleft between protein domains, or elements with different three-dimensional structure Can be found in the areas you meet.   Generally, a binding domain is attached to another protein to bind to a particular target. To add or change a protein, a new sequence is To the extent that they cannot be properly folded or processed and transported in the cell. Must be fused to the existing sequence so as not to disrupt its structural integrity No. The most common insertion site is an amino acid that leaves the rest of the protein intact. No terminal or carboxyl terminal. Another insertion site for the new sequence is polypep The entire domain of the tide and another domain (eg, immunoadhesin) In some cases, for example, IL-2 replaces the intact immunoglobulin variable region (Which may produce a child). Small peptide sequences are also High degree of sequence mutagenicity in exposed loops or amino acid sequence alignments At the amino acid or carboxy terminus Can be inserted inside the substrate.   Representative examples of suitable chimeric or fusion molecules are described in the Examples below (Examples 2 5) is described in more detail.                         B.Gene delivery vehicle. 1. Construction of Retrovirus Enzyme Delivery Vehicle   As described above, the present invention has or expresses a selected nucleic acid molecule of interest. And a recombinant retrovirus constructed as described above. Retrovirus of the present invention Gene delivery vehicles are compatible with a wide variety of retroviruses, such as B, C, and D Retroviruses and spumaviruses and lentiviruses) Easily constructed (RNA Tumor Viruses, 2nd edition, Cold Spring Harbor Laborator) y, 1985). Such retroviruses are provided herein. Disclosure and standard recombinant techniques (see, eg, Sambrook et al., Moecular Clonjng: A Laboratory Manua1, 2nd edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989; Ku nkle, PNAS 82: 488, 1985). Can be easily utilized to assemble or construct. In addition, certain implementations of the invention In embodiments, some of the retroviral gene delivery vehicles comprise different retroviruses. It can be derived from irs. For example, in one embodiment of the present invention, -LTR can be derived from mouse sarcoma virus and the tRNA binding site is The packaging signal may be derived from murine leukemia virus, and The origin of second strand synthesis may be from chicken leukemia virus.   Representative of retroviral gene delivery vehicles that can be utilized in the context of the present invention Typical examples are, for example, EP 0,415,731; WO 90/07936; WO 94/03622; WO 93/25698; W O 93/25234; U.S. Patent No. 5,219,740; WO 93/11230; WO 93/10218; Vile and H art, Cancer Res. 53: 3860-3864, 1993; Vile and Hart, Cancer Res. 53: 962- 967, 1993; Ram et al., Cancer Res. 53: 83-88, 1993; Takamiya et al. Neurosci. R es. 33: 493-503, 1992; Baba et al. Neurosurg. 79: 729-735, 1993 (U.S. Pat. 4,777,127, GB 2,200,651, EP 0,345,242, and WO 91/02805) Including things. Particularly preferred recombinant retroviruses are WO 91/02805 and WO 95/0 5789.   Packaging cell lines suitable for use with the above vector constructs include It can be readily prepared (see WO 92/05266) and provided herein. According to the disclosure, producer cell lines (vehicles) for the production of recombinant vector particles are described. (Also referred to as a cell line or "VCL"). 2. Alpha Wilnus Delivery Vehicle   The present invention also provides various alphaviruses that can function as gene delivery vehicles. Provide the vector. Several different alphavirus vector systems are described in the present invention. Can be constructed and utilized in A representative example of such a system is WO 95/07994. Including those described in 3. Other viral gene delivery vehicles   In addition to retroviral and Sindbis virus vectors, Other viral vector systems can also be utilized as gene delivery vehicles. this Representative examples of such gene delivery vehicles include, for example, poxvirus, canary Apox virus or vaccinia virus (Fisher-Hoch et al., PNAS 86: 317- 321, 1989; Flexner et al., Ann. N.Y. Acad. Sci. 569: 86-103, 1989; Flexner et al., V accine 8: 17-21, 1990; U.S. Patent Nos. 4,603,112; 4,769,330; 5,017,487; WO 89/01973); SV40 (Mulligan et al., Nature 277: 108-114,1979); Influenza virus (Luytjes et al., Cel 1 59: 1107-1113, 1989; McMicheal et al., N. Eng. J. Med. 309: 13-17, 1983; and Yap et al., Nature 273: 238-239, 1978); Rupes (Kit, Adv. Exp. Med. Bjo 1. 215: 219-236, 1989; U.S. Patent No. 5,288,641). No.); HIV (Poznansky, J. Virol. 65: 532-536, 1991); Measles (EP 0 440,219); Viruses such as the Mouriki forest virus, and the coronavirus, and other viruses Irs series (eg, EP 0,440,219; WO 92/06693; US Pat. No. 5,166,057). No. In addition, the viral carrier is a homologous, non-pathogenic (defective) replication-permissive virus. (Eg, 0verbaugh et al., Science 239: 906-910, 1988), and Nevertheless, it induces a cellular immune response, including CTL. 4. Non-viral gene delivery vehicle   In addition to the virus-based vectors described above, a number of non-viral gene delivery Vehicles may be utilized in the context of the present invention as well. Such gene delivery Representative examples of vehicles include nucleic acid expression vectors, naked DNA alone (W0 90/11092), dead Polycation-condensed DNA linked to or not linked to adenovirus (Curie l et al., Hum. Gene Ther. 3: 147-154, 1992), having one of the above high affinity binding pairs DNA ligands linked to ligands with or without (Wu et al., J. of Biol. Che. m 264: 16985-16987, 1989), nucleic acid-containing liposomes (eg, WO 95/24929 and W0 95/12387), and of certain eukaryotic cells (eg, producer cells). Including direct delivery.                             C. Heterologous nucleic acid molecule   A wide variety of nucleic acid molecules can be used for expression vectors or recombinant retroviruses of the invention. May be retained and / or expressed. Generally, the nuclei described herein The acid molecule is found in the expression vector or recombinant retrovirus carrying it. Not present, and has any desired benefit, typically a disease or other pathogen (p. Provides the ability to fight an athogenic agent) or condition.   Substances that can be encoded by the nucleic acid molecules described herein include proteins ( For example, antibodies including single-chain molecules), immunostimulatory molecules (eg, antigens), immunosuppressive molecules , Blocking agents, emollients (eg, toxins, antisense ribonucleic acids, ribozymes , Enzymes, and other substances that can inhibit the function of pathogens), cytokines, Repeptide or peptide hormones, their agonists or antagonists (Here, these hormones are found in tissues (eg, pituitary, hypothalamus, kidney, endothelial cells) Vesicles, liver, pancreas, bone, hemopoetic bone marrow, and adrenal glands) Including. Such polypeptides can be used for growth, tissue regression, suppression of the immune response, Cis, gene expression, blocking receptor-ligand interaction, triggering an immune response Can be used for induction, and certain anemia, diabetes, infection, high blood pressure, abnormal blood Chemistry (s) (eg, elevated blood cholesterol, blood clotting factors Deficiency, elevated LDL with decreased HDL), Alzheimer-related amyloid tan Protein levels, bone erosion / calcification, and various metabolites (eg, Steroid hormones, purines, and pyrimidines) possible.   In one aspect of the invention, an expression vector or set that directs the expression of a moderating agent Methods are provided for the administration of a recombinant retrovirus. It will inhibit cell growth A representative example of a directly acting moderating agent is lysine (Lamb et al., Eur. J. Bjochem. 1). 48: 265-270, 1985).   In another aspect of the invention, the expression vector or recombinant retrovirus is Substances that can activate otherwise inactive precursors into active inhibitors of pathogens Or a conditional toxicant that is a moderating agent that is toxic to cells expressing a pathogenic condition Directs the expression of Japanese medicine. As is evident according to the disclosure provided herein A wide variety of inactive precursors can be converted into active inhibitors of pathogens. Thus, for example, metabolizing an antiviral nucleoside analog to its active form To Supporting gene products (eg, proteins) (eg, herpes simplex virus Midine kinase (HSVTK) or varicella-zoster herpesvirus thymidine kinase (VZVT Expression vectors or recombinant retroviruses that direct the expression of K)) Activation of a prodrug analog (eg, AZT or ddC) to its active form And useful. Thereby, AZT or ddI treatment is more effective and lower Higher dose, less systemic toxicity, and higher potency against productive infections You. Additional nucleoside analogs (this nucleotide triphosphate form is retrograde Shows selectivity for irs reverse transcriptase, but shows cellular nucleosides and nucleotids. Is not phosphorylated as a result of the substrate specificity of dokinase) Can be done.   In yet another aspect, the RNA molecule corresponding to the pathogenic function is cleaved and One or more ribozymes (RNA enzymes) that inactivate (Haseloff and Gerlach, Na Expression 334: 585, 1989) having therapeutic effect by encoding And recombinant retroviruses are provided (Foster and Symons, CeIl 48: 211- 220, 1987; Haseloff and Gerlach, Nature 328: 596-600, 1988; Ruffner et al., B iochem 29: 10,695-10,702, 1990; and also see PCT Publication No. W093 / 23569. thing). In another aspect, the antisense sequence (the antisense sequence is also a nucleic acid Which can be encoded by a sequence and then produced in a host cell via transcription). Expression vectors and recombinant retroviruses containing biologically active nucleic acid molecules Is provided. In a preferred embodiment, the antisense sequence is influenza From the group consisting of sequences encoding the virus, HIV, HSV, HPV, CMV, and HBV Selected. Antisense sequences are also complementary to RNA sequences required for virulence Antisense RNA. Alternatively, the biologically active nucleic acid molecule is It can be sense RNA (or DNA) complementary to the RNA sequence required for sex.   Still a further aspect of the invention relates to a recombinant retrovirus capable of immunostimulation. . In short, the ability to recognize and defend against foreign pathogens Essential for the functioning of the immune system. In particular, the immune system is the host defense mechanism "Self" and "non-self" ( That is, it must be possible to distinguish between outpatients). Cytotoxic T lymphocytes (CTL) Is Processed, bound to MHC class I or MHC class II cell surface proteins Presentation is typically achieved by presentation of cell surface recognition structures such as pathogen-specific peptides. Or you are stimulated.   In one embodiment, the invention provides an antigen or a modification thereof in a susceptible target cell. Using an expression vector or recombinant retrovirus that directs the expression of the variant To stimulate a specific immune response and to inhibit viral spread Provide a way to: Here, the antigen is (1) an immune response against a virus antigen. Can initiate or (2) occupy cell receptors required for viral interaction Either can prevent virus spread.   In another aspect of the present invention, the expression vector or the recombinant retrovirus of the present invention Can be constructed to express "immunomodulators," many of which are described above. You. An immunomodulator is produced by one or more cells involved in an immune response. Or in the absence of the factor when added externally to the cell Refers to an agent that elicits an immune response that differs in quality or potency from the immune response that is being performed. Responsive Quality or potency may be determined by various assays known to those of skill in the art (eg, measuring cell proliferation). In vitro assays (eg,ThreeH-thymidine incorporation), and in vitro cells Toxicity assays (eg,51(Measuring Cr release)) arner et al., AIDS Res. and Human Retrovjruses 7: 645-655, 1991) . Immunomodulators can be active both in vivo and ex vivo.   Representative examples of such immunomodulators include cytokines or lymphokines, Interferons (eg, γ-IFN), tumor necrosis factor (TNF) (Jayaraman et al., J. Im. munology 144: 942-951, 1990), CD3 (Krissanen et al., Immunogenetics 26: 258-266, 1987), ICAM-I (Altman et al., Nature 338: 512-514, 1989; Simmons et al., Nature 331: 6). 24-627, 1988), ICAM-2, LFA-1, LFA-3 (Wallner et al., J. Exp. Med. 166 (4): 923-9). 32, 1987), MHC class I molecule, MHC class II molecule, B7.1-.3, β2-microglobulin (Parnes et al., PNAS 78: 2253-2257, 1981), chaperones such as calnexin, And MHC-coupled transporter proteins or analogs thereof (Powis et al., Nature 354: 528-531, 1991).   The present invention also provides a method for producing a desired antigen (e.g., a viral, bacterial or parasite antigen). Expression vectors and recombinant retroviruses encoding immunogenic portions of Including Ruth. Representative examples include hepatitis B and C virus antigens (eg, WO 93/1). 5207), feline leukemia virus, and / or immunodeficiency virus antigens (eg, , WO 94/06921). Still another example is ras (ras*) Gene and p53 gene (WO (See 93/10814). The expression vector or the recombinant retrovirus. D.Cell culture enrichment and purification of recombinant retroviral particles.   As noted above, the present invention provides gene transfer suitable for administration to humans and other warm-blooded animals. Provide vehicles. For example, a wide variety of methods (eg, fermenters or Use of reactors, rotating bottles, cell hotels or cell factories, and hollow fiber cultures ) Can be used to produce a recombinant virus suitable for administration.   Briefly, for bioreactors or fermenters, cells are preferably Or microcarriers (ie, Cytodex 1 or Cytodex 2; Pharmacia, Pisca taway, NJ) at concentrations ranging from 3 to 15 g / L microcarriers. rotation For bottles, the appropriate conditions are that microcarrier beads are generally not preferred Except as noted, including those described above for bioreactors. like this Methods such as cell hold or cell factory and hollow linker culture Representative examples of other methods are described in WO 96/0926.   Following cultivation, a wide variety of media may be used to increase virus concentration and purity. Methods (eg, precipitation of recombinant retroviruses with ammonium sulfate, polyethylene Glycol ("PEG") concentration, concentration by centrifugation (Gradients such as PERC0LL) Or with or without a "cushion" like sucrose Including the use of a concentration filter (eg, Amicon filtration), and two-phase separation ) Can be used. Representative of retroviral particle enrichment and purification and designation Examples are described in WO 96/0926. E. FIG.Administration.   As noted above, the present invention provides several methods for administering a gene delivery vehicle. I will provide a. In one aspect of the invention, a selected cell type in a warm-blooded animal is inherited. Methods are provided for targeting a child delivery vehicle. This method is applied to the surface The gene delivery construct described above, having a fusion protein comprising a targeting ligand, is Administering to a blood animal. In one aspect of the invention, selection in warm-blooded animals Methods for targeting a gene delivery vehicle to a defined cell type are provided. This one The method comprises: (a) a fusion protein having one member of a high affinity binding pair on its surface; Administering to a warm-blooded animal a gene delivery vehicle having Administering to the animal a gene delivery vehicle conjugated to a second member of the sexually coupled pair Wherein the second member comprises a gene delivery vehicle for the selected cell type. Including the step of being able to specifically bind to the first high affinity molecule as targeted. 1 In one embodiment, such a method involves adding a second member of a high affinity binding pair. Administer the clarifying agent to the animal prior to administering the conjugated gene delivery vehicle. Further comprising the step of:   In the above method, a warm-blooded animal (eg, human, macaque, horse, cow, pig) , Sheep, dogs, cats, chickens, rats, and mice) Nevertheless, such methods are also readily applicable to a variety of other animals, including, for example, fish. Note that this can be applied to   Utilizing such methods, the gene delivery vehicle of the present invention can be used in a wide variety of locations. Placement (eg, site (eg, cerebrospinal fluid, bone marrow, joint, arterial endothelial cell, rectum, cheek / Sublingual, vaginal, lymphatic), lung, liver, spleen, skin, blood, and brain Including selected organs or sites selected from the group consisting of tumors and gaps) Can be administered. In other embodiments, the gene delivery vehicle is intraocular, intranasal , Sublingually, oral, topical, intravesical, intrathecal, topical, intravenous, membrane It can be administered intracavity, intracranial, intramuscular, or subcutaneous. Other typical routes of administration are: Includes gastroscopy, ECRP, and colonoscopy, which requires complete surgical procedures and hospitalization Not required, but may require the presence of a medical practitioner.   The above methods can be readily utilized for various therapeutic (and prophylactic) treatments. You. For example, in one embodiment of the present invention, the above method comprises treating a disease in a warm-blooded animal. It can be achieved to inhibit or destroy the drug substance. Such pathogens are "Foreign" to the host as well as the body (eg, parasites, bacteria, and viruses) (Eg, cancer or tumor cells), or other cells that have been "modified". including. In a preferred embodiment of the present invention, the above composition is a disease such as a tumor. The drug substance is directly injected, e.g., by direct injection into several different locations within the tumor body. Can be used to treat. Alternatively, the arteries supplying the tumor can be identified and The composition can be injected into such arteries to deliver the composition directly to the tumor You. In another embodiment, a tumor having a necrotic center can be aspirated, and the composition Can then be injected directly into the hollow tumor center. In still another embodiment, the above The composition is, for example, a retrovector construct or, preferably, a recombinant retrovirus. Is applied directly to the surface of the tumor by the application of a topical pharmaceutical composition comprising irs particles obtain.   In another aspect of the invention, transplant rejection is suppressed to prevent or treat disease. To control, to suppress the immune response, and to suppress the autoimmune response, Utilizing the above composition to generate an immune response against the immunogenic portion of the antigen A method is provided.   The following examples are provided by way of illustration, and not by way of limitation. is not.                                   Example                                 Example 1                  Preparation of retroviral vector backbone   Suitable retroviral backbones for use in the present invention will be It can be easily prepared. For such backbones (eg, KT-1 and KT-3) Tabular examples are described in WO 91/02805 and WO 95/05789. Example 2 MHC class I based targeting A.Construction of expression backbone pSC6.   To form the backbone for both gag / pol and env expression cassettes , First construct the vector. Briefly, pBluescript SK-phagemid (S tratagene, San Diego, Calif .; GenBank access number 52324; hereinafter referred to as "SK-" ) Is digested with Spel and blunt-ended with Klenow. Then SV 40 (Fiers et al., Nature 273: 113-120, 1978) with a blunt-ended DraI fragment (Dral (b p2366) to DraI (bp 2729)) were inserted into SK- and SV40 late polyadenylate. Constructs in which the ligation signal is in the opposite direction to the SKZ lacZ gene are isolated. This structure The structure is named SK-SV40A.   Human cytomegalovirus major immediate early promoter ("HCMV-IE"; Boshart et al.) , Cell 41: 521-530,1985) (HincII (bp 140) to EagI (bp814)). And after digestion with EagI, and blunting the EagI site. 674 flat The blunt-ended fragment is ligated to SK-SV40A. This final construct (pSC6 and No.) (see FIG. 1). This construct is opposite the lacZ gene. The HCMV promoter in the orientation and upstream of the SV40 late polyadenylation signal. Including. B.MHC Cloning of class I, specifically human HLA-A2.   The human HLA-A2 gene was transformed with a 4 kb HindIII-ApaLI fragment (Koller and Orr, Jr. .Immun. 134 (4): 2727-2733, 1985), and the polylinker H of pSC6. Insert into expression construct pSC6 (Invitrogen) using indIII and EcoRV sites ( (Fig. 1). This expression construct is a human CMV immediate-early promoter that drives the human HLA-A2 gene. Data included. The ApaLI site is treated with T4 DNA polymerase to create blunt ends, The fragment is then ligated to pSC6 cut with HindIII and EcoRV (FIG. 2). . This construct is named pSC6 / HLA-A2. C.Fusion of human HLA-A2 with peptide derived from EBV GP350 / 220: mature amino-terminal EDP GFFNVE   PCR primers were used to fuse the gp350 / 220 sequence to the HLA-A2 template at the mature amino terminus. To match, the synthesis was performed using the sequence shown in Table I and the PCR reaction was performed using the GeneAmp PCR Perform as shown in Table II using the kit (Perkin / Elmer) according to the manufacturer's instructions ( Figures 3 and 4). PCR products containing the gp350 / 220 peptide sequence at the amino terminus of HLA-A2 Using TA cloning kit (Invitrogen, SanDiego, CA) Therefore, it is cloned into the vector pCRII (FIG. 5). Use standard PCR product sequences Confirm by various DNA sequencing methods. Fragments are ligated with Eco47III and BspEI sites From pCRII by digestion with pSC6 / HLA-A2 at Eco47III and BspEI sites. And the fusion vector pSC6 / 350-A2 is produced. Table I Primer sequence for fusing gp350 / 220 peptide to HLA-A2 amino terminusTable II Insertion of EBV gp350 / 220 peptide with HLA-A2 amino terminus by single overlapping PCR D.Construction of a packaging cell line possessing a Moloney allotrope envelope.   The homotrophic envelope expression vector pSC6 / eco was transferred to the Xbal-NheI fragment of MoMLV. Insert (MoMLV bp5766 to bp7845) into the pSC6 expression vector (Example 2A) It is produced from Briefly, the XbaI-NheI envelope fragment was converted to pMLV -K (Miller et al., J. Vir. 49: 214-222, 1988). The fragment is then blunt-ended with T4 polymerase using standard methods. Ligated into pSC6c and digested with EcoRV and SmaI sites. The product in the correct direction is the HCMV Followed by a complete homo-directional envelope coding sequence and polyadenylation. Le Has an activation signal.   Allotropic packaging cell line 293E was transformed with 293 gag-pol (`` 2932-3 ''; WO 91/028). 05; Burns et al., PNAS 90: 8033-8037, 1993) using the pSC6 / eco vector and pSV2gpt ( Co-transfection with Mulligan and Berg, Scjence 209: 1422, 1980) Prepared by After selection for gpt positive cells in the presence of selection medium Next, individual resistant colonies were isolated by dilution cloning and Goat polyclonal antibody (NCI / BCB storage serum No. 79S000842, 1667 Davis St, Camde n, NJ 08104) to analyze for expression by Western blot analysis. E. FIG.Transfer pSC6 / 350-A2 to 293E or 2932-3 for packaging cell line generation Transfection.   gag / pol and MoMLV allotropic envelope cell line 293E, or gag / pol cells Strain 2932-3, caPOFourBy precipitation (Wigler, M. et al., Cell 11: 223, 1977), 10 μg of pSC 6 / 350-A2 and 1 ug phleomycin resistance vector pUT507 (Mulsant et al., Somat.Cel l Mol. Genet. 14: 243-52, 1988). l0μg / ml freo After selecting transfected cells in the presence of medium containing mycin, individual Expand drug-resistant cell colonies and use monoclonal antibodies against HLA-A2 Analyze for expression by Western blot. F.Production of producer cell line using thymidine kinase vector 1.Retroviral vector construct   Herpes simplex virus type 1 thymidine kinase (ATP: thymidine 5 'phosphotran Spherase, EC 2.7.1.21), the plasmid p322TK (Enquist Gene 7: 335-342, 1979: Wagner et al., P.N.A.S. 78: 1441-1445, 1981) . The promoter and polyadenylation signal are removed and the 5 'XhoI site and And the gene is further modified to create a 3 'ClaI site. Then, this modified remains The gene fragment was cloned into the XhoI and ClaI sites of the KT-3 backbone. To make the BH-1 vector. In the BH-1 (N2 / tk) vector, expression of MoMLV gag was ATG methionine start codon has been mutated to ATT to inhibit gag expression (Chada et al., J. Vir. 67 (6): 3409-3417, 1993). MoMLV long terminal repeat (LTR) , Controls expression of the HSV-tk gene, and the internal SV40 promoter is neomycin resistant Drives expression of sex markers. 2.Vector production   Retrovirus packaging cell line DA (Irwin et al., J. Vir. 68 (8): 5036-5044, 1994; Laube et al., Hum. Gene. Ther. 5: 853-862, 1994) to the canine sarcoma cell line D17. To express mouse leukemia virus gag / pol and heterotrophic env sequence Manipulate. Vesicular stomatitis virus G pseudotyped DA / N2 / tk / producer cell line Vector (Burns et al., P.N.A.S. 90: 8033-8037, 1993) to the DA packaging cell line. , Followed by selection on G4l8 (800 μg / ml). Dilution claw Individual clones were isolated byRTest for titer. Power The best producer clones DA / BH-l # 9A and # 18A based on Choose for use. Transfer these DA / N2 / tk producer cells to confluent The supernatant containing the replication defective vector N2 / tk is collected and filtered (pores Size 0.45 μm) and store at −80 ° C. Vector titers were determined by serial dilution and HT-1080 indicator cells in medium containing G4 and G4l8 (800 μg / ml). CFU assay (Irwin et al., 1994). The titer is generally l0Fivecfu / ml And 106between cfu / ml. The DA / β-gal producer cell line was previously described (Irwin et al., 1994).   In a similar fashion, using the packaging cell line 293E / 350-A2 (Example 2E) Vesicular stomatitis virus G pseudotyped vector (Burns et al., P.N.A.S. 90: 8033-8037, 199). 3) Transduction of 293E / 350-A2 packaging cell line followed by G418 (400 μg / ml) Producer cell lines are generated by selection in the above. By dilution cloning Individual clones were isolated and G4l8RTest for titer. Based on titer The best producer clone is selected for subsequent use. These programs Reducer cells are grown to confluence and replication defective N2 / tk vector Collect the supernatant containing the filter, filter (pore size 0.45 μm) and store at -80 ° C . Vector titers were determined using HT-1080 indices selected in media containing G418 (800 μg / ml). Determined by serial dilutions (Irwin et al.) In the rotor cells.   Vectors can be introduced into other cell lines as described above to select clones as well . G. FIG.Targeting Raji cells using thymidine kinase vector   This experiment was performed using the B lymphoblastoid cell line Raji (ATCC) expressing the complement C3d receptor CD21. CCL 56) was used as a target for transduction with HLA fusion protein / thymidine kinase vector. Monocyte-like cell line (CD21 minus) U937 (ATC C CRL 1593) is used.   1x10 in 5 wells of 2 6-well dishes6Raji cells or U937 Set up any of the cells. Wells, (l) bi-directional packaging Thymidine kinase vector produced in cell line DA, (2) HLA-A2 fusion vector package Thymidine kinase vector produced in a caging cell line, (3) packaging Thymidine kinase vector produced in cell lines 293E or 293 2-3, (4) irrelevant Vector-DA / βgal, (5) Exposure without vector. Thymidine kinase Stain for zease production and submit to FACS analysis for thymidine kinase production You. The other half were treated with 3, 6, or 9 μg / ml ganciclovir for 3-5 days, Then, counting is performed to determine the ratio of remaining viable cells. Or ganciclo The effect of the buildingThreeRelative levels of H-thymidine incorporation (Bradley, L.M.,Selected Me thods inCellularImmunology , Pp. 156-161, (ed. By B. Mishell and S. Shiigi), Fr eeman & Co., N.Y. (1980)).                                 Example 3                         Targeting based on MHC class II A.MHC Cloning and expression of class IIDR, DQ, and DP genes 1. Expression M of MHC class II protein in retrovirus producer cells There are a number of different vectors for expression of HC class II gene products. For example Wilkinson, D et al. Exp. Med. 167: 1442-1458, 1988 from the DR2Dw2 cell line PGF Construction of DR2βa and DR2βb expressing vectors is described.   Expression vectors encoding different class II genes (both α and β chains Can be combined in the same construct or transfected separately)Four Transfect DA / βgal cells using the procedure (above) and Selected cells by FACS sorting for cell surface expression of appropriate class II molecules. (See below for details). The first experiment was for all three class II pairs Determine whether the progene can be expressed in dog DA cells. Selected details The vesicle pool is expanded and β-gal (V) is isolated from the confluent culture. 2.Detection of HLA class II molecules bound to virions   HLA class II specific monoclonal antibody obtained from Pharmingen (SanDiego, CA) I do. These monoclonal antibodies include H143 (anti-DP), Tul69 (anti-DQ1, DQ2) , Tu36 (anti-DR), or Caltag IIb3 (anti-Dqwl; Caltag, San Francisco, CA), 7.3.19.1 (anti-DRw52) or HL-37 (anti-DQ1, DQ3). Antibody, manufacturer's finger Binding to magnetic beads (Dynal Inc., New Hyde Park, New York) as indicated. Used to purify β-gal (V) from different producer cell lines. Bi Vectors bound to the dose are quantified by ELISA using an anti-p30 detection antibody.   Alternatively, amino-linked keys may be used according to the manufacturer's instructions (Pierce, Rockford Illinois). To bind an anti-class II monoclonal antibody to cephalose Thus, an affinity column can be prepared. Pass the vector supernatant through the column, The bound vector was eluted with 1M NaCl and removed from HT1080 cells. To determine β-gal activity. This assay contains only one functional β-g al virions can be detected. Vectors derived from DA / β-gal-DR cells were used for DR, DP, and Pass through a DQ column and evaluate the specificity of the binding. A similar experiment was performed DA / βgal cell-derived vectors and DA / βgal-DP and DA / βgal-DQ cells Perform on the incoming vector.   To assess the preferred selection of class II molecules on virion surfaces, DP, DQ , And DR into DA / βgal cells and the resulting vector Test for binding activity to class II specific column as described above. B.IgG Anti-transferrin receptor monoclonal antibody 454Al2 Rowing   The variable region of Mab 454Al2 (U.S. Pat.No. 4,938,948) was transferred to a hybridoma cell line (AT Clone from CC HB 10804). The variable regions of the heavy and light chains are Mixed oligonucleotide primers corresponding to the It is obtained by the PCR used (Larrick et al., BioTechniques 7: 934-838 (1989)). PCR The product was cloned into pCRII using the TA Cloning kit (Invitrogen) and Sequence determined by the anger dideoxynucleotide method. Complete 3 clones The DNA sequence of each V region is confirmed by sequencing. The sequences are shown in Tables III and IV. C.Construction of anti-transferrin receptor antibody 454Al2 single chain Fv fragment   Assemble the variable regions of the heavy and light chains and insert Gly-Gly-Gly-Gly- Form a single-chain Fv fragment with a synthetic linker sequence consisting of three Ser repeats . Primers and templates for assembly of the 454A12 sFv are listed in Tables III-V Put together. The products of the two PCR reactions were analyzed by duplicate PCR (Horton, R.M.) as shown in Table VI. Et al., Biotechniques 8: 528-535 (1990)). The duplicate PCR products were then transferred to the TA cloning kit (Invitrogen) as described above. From the vector pCRII. The PCR product is a single-chain Fv file about 750 bp long. Equivalent to ragment. Some clones were converted to Sanger dideoxynucleotides Subject to sequencing to obtain a clone of the exact deduced DNA sequence. D.MHC antibody fusion with anti-transferrin receptor 454A12 single chain Fv fragment Construction of expression vectors for proteins   The DR gene was inserted at the EcoRV and EcoRI sites of the polylinker from ScaI to PstI (4 Kb Fragment) and HLA DR cut from PstI to EcoRI (1700 bp fragment) The gene is inserted into the pSC6 vector as a three fragment ligation. ScaI is the polylinker Ec This creates a blunt end that connects to the oRV site. Signal peptide and mature amino terminus Using the primers listed in Table VII and the PCR reaction described in Table VIII. SFv (described in the above section) was subjected to two overlapping PCRs from NdeI to BglII Add to the end. The final product is cloned into pCRII for sequence confirmation. Ami The non-terminal NdeI to BglII fragment was cloned into pSC6 / HLA-DR, pSC6 / DR-aTfR Is prepared. Table III Sequence of 454A12 heavy chain V region template SEQ ID NO: 9 Table IV Sequence of 454A12 light chain V region template SEQ ID NO: 10 Table V 454A12 Primer sequence for PC duplication in sFv construction Table VI Assembly of 454A12 sFv by overlapping PCR Table VII Anti-transferrin receptor antibody 454A12 sFv was fused to HLA-DR amino terminus Primer sequenceTable VIII Insertion of the 454A12 sFv fusion at the HLA-DR amino terminus by double overlapping PCR E. FIG.Transfer of pSC6 / DR-aTfR to 293E or 293 2-3 for generation of packaging cell lines Transfection.   gag / pol and MoMLV allotropic envelope cell line 293E or cell line 293 2-3 , CaPOFourBy precipitation (Wigler, M. et al., Cell 11: 223, 1977), 10 μg of pSC6 / DR-aTf R and 1 μg of the phleomycin resistance vector pUT507 (Mulsant et al., Somat. Cell Mo. l. Genet. 14: 243-52, 1988). 10μg / ml free After selection for transfected cells in the presence of medium containing omycin, Expand individual drug-resistant cell colonies and HLA class IIDR specific monochrome Western block using null antibody Tu36 (obtained from Pharmingen (SanDlego, CA)) And analyze for expression. F.β-galactosidase vector   Bacteria encoding β-galactosidase (“βgal; Price, PNAS 84: 156, 1987”) The acZ gene was cloned into the N2 backbone as described (Irwin et al., 1994). To make the N2βgal provector plasmid. Using N2βgal provector To produce a stable producer-one cell clone called DA / βgal. Purified Vector supernatant was produced from this cell line and 1 × 108Titers greater than cfu / ml Concentrate until: G. FIG.Characterization of HLA DR antibody fusion protein PCL using β-galactosidase vector Introduction   Using the packaging cell line 293E / DR-aTfR or 293 2-3 / DR-aTfR, Stomatitis virus G pseudotyped vector (Burns et al., P.N.A.S. 90: 8033-8037, 1993) Transduce 3E / DR-aTfR packaging cell line, followed by G418 (400 pg / ml) By selection, a producer cell line is created. Individual clones can be G418RTest for titer. Best based on titer Producer clones are selected for subsequent use. These prode Tumor cells are grown to confluence and the replication defective N2-βGal vector The supernatant containing the-is collected, filtered (pore size 0.45 μm) and stored at -80 ° C. Vector titers were determined using HT-1080 indices selected in medium containing G4l8 (800 μg / ml). Determined by serial dilutions in protein cells (Irwin et al., 1994). H.Targeting transferrin receptors on cells   This experiment was performed as a target for transduction with the HLA DR anti-TfR / βGal vector, The cell line Molt4 (ATCCCRL1582) expressing the transferrin receptor is used. Briefly, 1x10 in 4 wells of two 6-well dishesFiveM0LT4 Set up cells. Wells were prepared using (1) amphotropic packaging cell line DA ( Βgal vector produced in Example 3E), (2) HLA-A2 fusion vector package (3) Packaging cell line 293E (Example 2) Exposure without the βgalb vector produced in D), (4) vector. Half of the cells Stain for βgal production. The other half is 10% with 1000 μg / ml geneticin Subject to treatment for one day and viable cells are counted (Irwin et al., 1994 supra). Targeting Was described above in (2) by the presence of either blue cells or G4l8 resistant colonies. To demonstrate. Example 4 β2 microglobulin (β2M) based targeting A.Cloning of human erythropoietin (EPO) and with human .BETA.2M fusion EPO Construction of expression vector.   The basic strategy used to generate the EPO-b2m fusion protein is Using PCR with primers and template, EPO and b2m fragments ( These can then be ligated into the appropriately digested eukaryotic expression vector pSC6) Is to produce.   Specifically, ClaI-AatI EPO fragment, AatI-EcoRI b2m fragment and C A three-way ligation is achieved using the laI-EcoRI digested pSC6 expression vector.   Plasmid EPOenv-D5923 (Kasahara et al., Science 266: 1373, 1994) was replaced with human EPO Use as a source of genes. This clone contains the restriction enzymes BstEII and BamHI. A complete 166 amino acid long mature E that can be intactly excised from the vector using Includes cDNA encoding p0 protein. BstEII site is created using T7 polymerase To create blunt ends, then ligate the fragment to EcoRV and BamHI digested plasmids. Link to Smid SK + (Stratagene, La Jolla, CA). This plasmid construct is called SK + / EPO, and Cl on the 5 'side of the EcoRV site in the multiple cloning site of SK + The presence of the aI site indicates that the EPO gene was converted as a ClaI-AatI fragment into the SK + / EPO Allows removal from Rasmid. The AatI site is located at the fifth position of the EPO gene. A unique restriction site located near the end of the exon, and before the stop codon To position.   The human b2m gene fragment was then engineered to have an AatI restriction site at its 5 'end. And an EcoRI restriction site at the 3 'end. Contains cDNA encoding human b2m Plasmid p714 (Parker and Wiley, Gene 83: 117, 1989) Fragment containing no signal peptide), and EPO gene The 3 'end of the offspring (without its stop codon) is fused in frame to the b2m gene PCR template for a set of primers that amplifies all sequences required for Serve as a plate. Specifically, the primer set is designed as follows : Primer 1: 5'GGGAGGCCTGCAGGACAGGGGACAGACAGCGTACTCCAAAGATTCAGGTT 3 '(SEQ ID NO: 17) and this is the AatI restriction site, the last few Includes codons and the first few codons of the b2m gene. Primer 2 is E An antisense sequence containing the coRI restriction site and the last 9 codons of the b2m gene (5'GGG AATTCTACCTGGCGCTGTTACATGTCTCGGTC 3 '(SEQ ID NO: 18)). PCR reaction, Ge Perform using neAmp PCR kit (Perkin / Elmer) according to manufacturer's instructions and The amplified gene product using the TA Cloning Kit (Invitrogen, San Diego, CA). And clone into the vector pCRII according to the manufacturer's instructions. Amplified PCR product The sequence of the product is confirmed using standard DNA sequencing methods. Then, the fragment First digestion with AatI, then partial digestion with EcoRI (20 An additional EcoRI site located just before the termination codon of the b2m gene exists at 9 bp 5 ' To remove from pCRII. Set up a pilot digestion and set up another EcoRI Determine the optimal conditions for digesting the terminal EcoRI site without disturbing the site. Once the correct AatI-EcoRI b2m fragment was isolated, it was converted to ClaI-AatI EPO Simultaneous ligation with gene fragment and ClaI-EcoRI digested pSC6 vector DNA . The resulting fusion construct pSC6 / EPO-b2 was sequenced to ensure that the EPO-b2m gene fusion was accurate. To verify that. B.Transfer of pSC6 / EPO-b2m to 293E or 293 2-3 for packaging cell line generation Transfection.   gag / pol and MoMLV allotropic envelope cell line 293E (Example 2D) or cells Cell strain 293 2-3, CaPoFourBy precipitation (Wigler et al., Cell 11: 223, 1977), 10 μg of pSC6 / EPO-b2m plasmid DNA and 1 μg phleomycin resistance vector pUT507 (Mulsa nt et al., Somat. Cell Mol. Genet. 14: 243-52, 1988) To After selection for transfected cells in the presence of phleomycin Expand individual drug-resistant cell colonies, and Western Blotty using monoclonal antibodies to human and human b2m Analyze for expression by staining and fluorescent staining. Or high level EPO- Cells expressing b2m can be selected using a fluorescence activated cell sorter (FACS). Details Specifically, for EPO detection, polyclonal antisera against EPO (AB-286-NA; R & D Systems, Minneapolis, MN), and for b2m detection, Antibody mAb BBM-1 (P) that binds to epitopes present on both native and denatured b2m arham et al. Biol. Chem. 258: 6179-6186, 1983). C.Production of producer cell line using β-galactosidase vector   Using the packaging cell line 293E / EPO-b2m or 293 2-3 / EPO-b2m, The stomatitis virus G pseudotyped vector (Burns et al., P.N.A.S. 90: 8033-8037, 1993). Transducing the cell line, followed by selection on G4l8 (400 μg / ml). This creates a producer cell line. Individual clones can be diluted And isolated by G418RTest for titer. Best based on titer Producer clones are selected for subsequent use. These producers Cells are grown to confluence, and the replication-defective N2-βGal vector Is collected, filtered (0.45 μm pore size) and stored at -80 ° C. Vector titers were determined using the HT-1080 indicator selected in media containing G4l8 (800 μg / ml). It is determined by serial dilutions in tar cells (Irwin et al., 1994). D.EPO Targeting to the receptor.   In this experiment, NIH 3T3 cells were tested for complementary DNA (cDNA) (cDNA The source is A. D'Andrea et al., Cell, 57: 277, 1989) Use a cell line that has been cloned. Standard transfection and selection Using methodology, NIH 3T3 cells stably expressing the EPO receptor (NIH 3T3-EPOR) Isolate and use FACS analysis to express the expression of the EPO receptor on these cells. Confirm. 1x10 in 4 wells of 2 6-well dishesFiveNIH 3T3-EP0 Set up R cells or NIH 3T3 cells (without EPO receptor). Next Wells were then plated with (1) the βgal vector produced in the amphotropic packaging cell line DA. (2) βgal vector produced in the EPO-b2m fusion vector packaging cell line. (3) βgal vector produced in packaging cell line 293E, (4) vector Exposure without Half of the cells are stained for βgal production. The other half, 600 Subject to 10 days of treatment with μg / ml geneticin and count viable cells (Irwin et al., 1994). Example 5 Targeting based on (b2m) by subunit exchange A.EPO-b2m Cloning of fusion protein into prokaryotic expression vector   The recombinant EPO-b2m fusion protein was transferred to the prokaryotic expression vector pSE280 (Invitrogen, S an Diego, CA). The EPO-b2m gene is first digested with ClaI, ow to create blunt ends, followed by EcoRI partial digestion And excised from pSC6 / EPO-b2m as a ClaI-EcRI fragment. Next, Fragment with the NcoI-EcoRI digested pSE280 vector DNA (the NcoI end is also Smoothing before setting up concatenation). This recombinant plasmid is called pSE280 / E It is called PO-b2m. B.Expression of EPO-b2m fusion protein for expansion and purification.   In short, EPO-b2mPSE280 plasmid containing the fusion protein (pSE280 / EPO -b2m). E. coli strain XA90, and then clone The DNA sequence is confirmed and its DNA sequence is confirmed. Then, apply the positive clone Grown to a sharp density and isopropyl b-D-thiogalactopyranoside (IPTG; (1 mM). Cell is OD650When the culture reaches a density of 1.8-2.0 at Collect by centrifugation (1 liter aliquot) followed by lysozyme at 100 μg / m l, 50 μg / ml of protease inhibitor PMSF, 20 μg / ml of DNase, 20 μg of RNase g / ml and a solution of 10 mM Tris-HCl (pH 8) containing 1 mM EDTA (20 ml / 1 liter Lysed cells using lettocytes. Incubate the cells in this mixture for 20 minutes at room temperature. And then sonicate before another round of centrifugation at 10,000 xg for 20 minutes. You. The resulting pellet containing the recombinant protein is washed with 20 ml of 10 mM Tris-HCl (pH 8). And then to a solution of 10 mM Tris-HCl (pH 8) and 8 M urea (total 10 ml). Resuspend. Following resuspension, the lysate was centrifuged at 150,000 xg for 1 hour at 4 ° C I do. Then, the recombinant fusion protein in urea was reacted against 10 mM Tris-HCl (pH 7). Dialyze and 10 mM Tris-HCl (pH 7) with a linear gradient of 0-100 mM NaCl In Q Sepharose. Collect fractions and use Centricon filter (Amico Concentrate by ultrafiltration using n). C.EPO-b2m Exchange of fusion protein with native b2m on virus surface.   To determine b2 exchange, purified EPO-b2m fusion protein was purified by the chloramine T method (Hu nter, W.M., (1973), Handbook of Experimental Immunology, Weir, D.M. well, Oxford), Vol. 1, pp. 17.1-17.36), or using the Bolton-Hunter reagent (Bo lton and Hunter Biochem. J. 133: 529-539, 1973). Previous 10Threecpm / ng specific activity, the latter method being 2-5 x 10Fouryields cpm / ng . Briefly, contains 1 mg / ml gelatin and 50 μg / ml puromycin 5x10 in 1 ml RPMI mediumFiveHT1080 cells were incubated at 37 ° C with 20ug of labeled b2m for 4 hours. Incubate for hours. Wash cells three times with Hanks buffered saline (HBSS) And lysing the final cell pellet using a lysis buffer commonly used for immunoprecipitation You. The immunoprecipitation reaction is an epitope present in both native and denatured b2m. A BBM-1 monoclonal antibody is used against the strain. After immunoprecipitation of labeled cells, radiation Detect active label. This is because the labeled b2m binds natively to these cells. Indicates that the b2m was replaced.   The purified EPO-b2m fusion protein was combined with b2m present on the vector surface as described above. Exchange. Following the exchange reaction, the "exchanged" vector is Test for targeting to expressing cells (as described in Example 4D). Amicon filtration The vector is purified from contaminants using excess (300 k molecular weight cutoff). D.EPO Targeting to the receptor.   1x10 in 4 wells of 2 6-well dishesFiveNIH 3T3-EPOR cells Or set up NIH 3T3 cells (without EPO receptor). Then, c (1) βgal vector produced in amphotropic packaging cell line DA, (2 ) (3) produced as in (1) but after the exchange of the EPO-b2m fusion protein, (3 ) Βgal vector produced in packaging cell line 293E, (4) Dew. Half of the cells are stained for βgal production. The other half is 600 μg / ml Subject to 10 days of treatment with neticin and count viable cells (Irwin et al., 1994).   From the foregoing description, certain embodiments of the present invention are described herein for purposes of illustration. Nevertheless, various modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention. It is clear that this can be done indefinitely. Therefore, the present invention is defined by the appended claims. Is not limited.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C07K 14/805 C07K 14/805 19/00 19/00 C12N 5/10 C12N 5/00 B (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),CA,JP (72)発明者 ムーア,マーガレット ディー. アメリカ合衆国 カリフォルニア 92117, サン ディエゴ,ジェニファー ストリー ト 3616 (72)発明者 チャン,スティーブン エム.ダブリュ ー. アメリカ合衆国 カリフォルニア 92064, ポウェイ,カミノ デル ベール 12912──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C07K 14/805 C07K 14/805 19/00 19/00 C12N 5/10 C12N 5/00 B (81) designation Country EP (AT, BE, CH, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE), CA, JP (72) Inventor Moore, Margaret Dee. United States of America 92117, San Diego, Jennifer Street 3616 (72) Inventor Chan, Stephen M. W. California USA 92064, Poway, Camino del Vale 12912

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1.ウイルスにコードされない細胞膜分子および標的化リガンドを含む、融合タ ンパク質。 2.MHCクラスI分子および標的化リガンドを含む、融合タンパク質。 3.MHCクラスII分子および標的化リガンドを含む、融合タンパク質。 4.β2ミクログロブリンおよび標的化リガンドを含む、融合タンパク質。 5.前記標的化リガンドが抗体可変領域である、請求項1〜3のいずれか一項に 記載の融合タンパク質。 6.MHCクラスI分子および高親和性結合対の1つのメンバーを含む、融合タ ンパク質。 7.MHCクラスII分子および高親和性結合対の1つのメンバーを含む、融合タ ンパク質。 8.β2ミクログロブリンおよび高親和性結合対の1つのメンバーを含む、融合 タンパク質。 9.前記高親和性結合対の1つのメンバーがアビジンである、請求項7から8の いずれか一項に記載の融合タンパク質。 10.請求項1〜9のいずれか一項に記載のタンパク質をコードする、核酸分子 。 11.請求項10に記載の核酸分子の発現を指向する、発現カセット。 12.請求項11に記載の発現カセットを含む、宿主細胞。 13.その表面に請求項1〜5のいずれか一項に記載の融合タンパク質を有する 、遺伝子送達ビヒクル。 14.その表面に請求項6〜9のいずれか一項に記載の融合タンパク質を有する 、遺伝子送達ビヒクル。 15.その表面に異種のMHCクラスII分子を含むタンパク質を有する、複製欠 損レトロウイルスベクター粒子。 16.gag/pol発現カセットおよび請求項11に記載の発現カセットを含む、パ ッケージング細胞株。 17.請求項16に記載のパッケージング細胞株および組換えレトロウイルスベ クターを含む、ベクター産生細胞株。 18.温血動物中の選択した細胞型ヘ遺伝子送達ビヒクルを標的化するための方 法であって、温血動物へ請求項13に記載の遺伝子送達ビヒクルを投与する工程 を包含する、方法。 19.温血動物中の選択した細胞型ヘ遺伝子送達ビヒクルを標的化するための方 法であって、以下の工程: (a)請求項14に記載の遺伝子送達ビヒクルを温血動物へ投与する工程;および (b)高親和性結合対の第2のメンバーに結合した標的化エレメントを該温血動物 へ投与する工程であって、該結合した標的化エレメントは、該温血動物中の選択 した細胞型に特異的に結合し得、そして該第2のメンバーは、前記第1のメンバ ーに特異的に結合し得、このようにして該遺伝子送達ビヒクルは該選択した細胞 型に標的化される工程を包含する、方法。[Claims] 1. A fusion tag comprising a non-virally encoded cell membrane molecule and a targeting ligand. Protein. 2. A fusion protein comprising an MHC class I molecule and a targeting ligand. 3. A fusion protein comprising an MHC class II molecule and a targeting ligand. 4. A fusion protein comprising β2 microglobulin and a targeting ligand. 5. The targeting ligand according to any one of claims 1 to 3, wherein the targeting ligand is an antibody variable region. A fusion protein as described. 6. A fusion tag comprising an MHC class I molecule and one member of a high affinity binding pair Protein. 7. A fusion tag comprising an MHC class II molecule and one member of a high affinity binding pair Protein. 8. Fusion comprising β2 microglobulin and one member of a high affinity binding pair protein. 9. 9. The method of claim 7, wherein one member of the high affinity binding pair is avidin. A fusion protein according to any one of the preceding claims. 10. A nucleic acid molecule encoding the protein according to any one of claims 1 to 9. . 11. An expression cassette that directs the expression of the nucleic acid molecule of claim 10. 12. A host cell comprising the expression cassette according to claim 11. 13. The surface has the fusion protein according to any one of claims 1 to 5. , Gene delivery vehicle. 14. It has the fusion protein according to any one of claims 6 to 9 on its surface. , Gene delivery vehicle. 15. Replication-deficient with proteins containing heterologous MHC class II molecules on its surface Retroviral vector particles. 16. A package comprising a gag / pol expression cassette and an expression cassette according to claim 11. Packaging cell line. 17. 17. A packaging cell line and a recombinant retroviral vector according to claim 16. A vector producing cell line comprising a vector. 18. Methods for targeting gene delivery vehicles to selected cell types in warm-blooded animals 14. A method of administering the gene delivery vehicle of claim 13 to a warm-blooded animal. A method comprising: 19. Methods for targeting gene delivery vehicles to selected cell types in warm-blooded animals The method comprises the following steps: (a) administering the gene delivery vehicle of claim 14 to a warm-blooded animal; and (b) linking the targeting element bound to the second member of the high affinity binding pair to the warm-blooded animal Administering the bound targeting element to the selection in the warm-blooded animal. Wherein the second member is capable of binding specifically to the cell type And the gene delivery vehicle can thus specifically bind to the selected cells. A method comprising the step of being targeted to a mold.
JP9-524442A 1995-12-29 1996-12-20 Gene delivery vehicle targeting ligand Pending JP2000503532A (en)

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