JP2001500015A - T7ポリメラーゼを利用する組換えアデノ随伴ウイルスの誘導可能な製造方法 - Google Patents
T7ポリメラーゼを利用する組換えアデノ随伴ウイルスの誘導可能な製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
組換えAAVの効率的な製造方法が記述される。一局面において、3種のベクターが宿主細胞中に導入される。第一のベクターはT7ポリメラーゼの発現を指図する。第二のベクターはT7プロモーターの制御下にrepおよびcapをもつ。第三のベクターはAAVのITRにより隣接されるミニ遺伝子を含有するrAAVカセットを含有する。第二の局面において、宿主細胞は、必要とされるベクター成分の一をもつプラスミドを含有するよう安定にトランスフェクションされ、そしてこの宿主細胞が二重トランスフェクション/感染される。
Description
【発明の詳細な説明】
T7ポリメラーゼを利用する組換えアデノ随伴ウイルスの誘導可能な製造方法
発明の背景
アデノ随伴ウイルスは複製の不完全なパルボウイルスであり、そのゲノムは長
さ約4.6kbであり、145ヌクレオチドの逆方向末端反復配列(ITR)を包含する
。AAVの一本鎖DNAゲノムは複製(rep)およびビリオン形成(cap)
の原因である遺伝子を含有する。
この非病原性のヒトウイルスがヒト細胞に感染する場合、ウイルスゲノムが第
19染色体に組込まれ細胞の潜伏感染をもたらす。感染性ウイルスの産生およびウ
イルスの複製は、細胞がアデノウイルスもしくはヘルペスウイルスのような溶菌
ヘルパーウイルスで共感染されない限り起こらない。ヘルパーウイルスの感染に
より、AAVのプロウイルスがレスキューされかつ増幅され、そしてAAVおよ
びヘルパーウイルスの双方が産生される。
AAVは、外来性DNAを細胞に送達するためのベクターとしてそれを魅力的
にする独特の特徴を保有する。多様なグループが、疾患状態の治療におけるAA
Vの潜在的使用を研究してきた。
しかしながら、DNAの送達のためのAAVの使用に対する障害は、組換えゲ
ノムの包膜化のための高度に効率的な方法の欠如である。コティン(R.Kotin)、
Hum.Gene Ther.、5:793-801(1994)を参照。さらに、rep遺伝子産物は細胞に
対し毒性であり、従って高レベルで発現され得ない。例えば、以前に知られた方
法は、repおよびcap遺伝子を欠くrAAVゲノムでの宿主細胞のトランス
フェクション、次いで野生
型AAVおよびアデノウイルスでの共感染を使用する。しかしながら、この方法
は野生型AAVの容認できない高レベルにつながる。汚染する野生型AAVもし
くはヘルパーアデノウイルスの非存在下でのrAAVとの細胞のインキュベーシ
ョンは、組換え遺伝子発現をほとんど伴わない。また、AAVのrep遺伝子産
物の非存在下では、組込みは非効率的であり、かつ第19染色体に向けられない。
バクテリオファージT7のRNAポリメラーゼ(T7 Pol)はT7の第1
遺伝子の産物であり、これはその応答するプロモーター配列を特異的に認識し得
、かつ、高転写酵素活性を表し得る[チャンバーリン(M.Chamberlin)ら、Natur
e、228:227-231(1970);ダン(J.Dunn)とシュトゥディエール(F.Studier)、J.
Mol.Biol.、166:447-535(1983);およびモファット(B.Moffatt)ら、Cell、49:
221-227(1987)]。それは、大腸菌(E.coli)[テイバー(S.Tabor)とリチャード
ソン(C.Richardson)、Proc.Natl.Acad.Sci.USA、82:1074-1078(1985);シ
ュトゥディエール(F.Studier)とモファット(B.Moffatt)、J.Mol.Biol.、189
:113-130(1986)]、組換えワクシニアウイルスに感染した真核細胞[フュェルス
ト(T.Fuerst)ら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA、83:8122-8126(1986);ラムゼ
イ・イーウィング(A.Ramsey-Ewing)とモス(B.Moss)、J.Biol.Chem.、271:16
962-16966(1996)]、および哺乳類細胞[リーバー(A.Lieber)ら、Nucl.Acids
Res.、17:8485-8493(1989)]におけるタンパク質の異種発現に使用されている。
必要とされるものは、パッケージング細胞に対するrepの毒性に関連する問
題を回避するrAAVの効率的な製造方法である。
発明の要約
本発明は、T7ポリメラーゼを利用するrAAVの効率的な製造のための誘導
可能な方法を提供する。T7 Polはλファージ由来であり、また、そのプロ
モーターは哺乳類の細胞で活性でない。従って、rep/capの発現は、これ
らの遺伝子をT7プロモーターの制御下に置くこと、そして、T7 Polをト
ランスにもしくは誘導可能なプロモーターの制御下に提供することにより制御さ
れ得る。従って、本方法は、rAAVを産生する従来技術の方法を非効率的にす
るrepの毒性の影響を回避する。本発明の方法はrAAVの大規模での製造に
とりわけ適し、これは遺伝子治療で使用されるべきrAAVベクターに望ましい
。
一局面において、本発明は3種のベクターを利用するrAAVの製造方法を提
供する。第一のベクターは、トランスフェクションもしくは感染の後に宿主細胞
中でT7ポリメラーゼを発現することが可能である。第二のベクターは、T7プ
ロモーター配列の制御下にAAVのrepおよびcap遺伝子を含んで成る(T
7/rep/cap)。第三のベクターは、選択されたトランス遺伝子に隣接す
る5’および3’のAAVの逆方向末端反復配列(ITR)を含有するカセット
を含んで成る。これら3種のベクターを含有する宿主細胞が、組換えAAVの複
製およびパッケージングを可能にする条件下で培養され、そしてrAAVが回収
される。
別の局面において、本発明は、宿主細胞が、三重感染系(triple infection sy
stem)で使用される系の3成分の1種で安定にトランスフェクションされる方法
を提供する。残りの成分は上述されるように宿主細胞中に導入される。
一態様において、本発明は、T7/rep/capを含有するベクタ
ー、ならびに5’および3’のAAVのITRにより隣接される選択されたミニ
遺伝子を含むカセットを含有するベクターが、T7ポリメラーゼを発現する宿主
細胞中に導入される方法を提供する。宿主細胞は、その後、rAAVの産生を可
能にする条件下で培養される。別の態様において、本発明は、T7/rep/c
apを含有するプラスミドで安定にトランスフェクションされた宿主細胞を利用
する方法を提供する。T7 polを含有するベクター、ならびに、5’のAA
Vの逆方向末端反復配列(ITR)、選択されたミニ遺伝子および3’のAAV
のITRを含むカセットを含有するベクターが宿主細胞中に導入される。宿主細
胞はrAAVの産生を可能にする条件下で培養される。さらに別の態様において
、本発明は、レスキュー可能なrAAVカセットで安定にトランスフェクション
された宿主細胞を利用する方法を提供する。T7 polを含有するベクターお
よびT7/rep/capを含有するベクターが宿主細胞中に導入される。宿主
細胞はrAAVの産生を可能にする条件下で培養される。
なお別の局面において、本発明は、三重感染系で使用される系の3成分の2種
で安定にトランスフェクションされた宿主細胞を利用する方法を提供する。残り
の成分がその後、上述されるように宿主細胞中に導入される。
さらなる局面において、本発明は、三重感染系で使用される系の3成分で安定
にトランスフェクションされた宿主細胞を利用する方法を提供する。この局面に
おいて、T7 Polが誘導可能なプロモーターにより制御される。
さらにさらなる一局面において、本発明は、本発明の方法に従って製
造されるrAAVを提供する。
本発明の他の局面および利点は、その好ましい態様の以下の詳述される記述に
さらに記述される。
図面の簡単な説明
図1は、T7ポリメラーゼ遺伝子を含有する組換えアデノウイルスの構築の概
略の図解を提供する。
図2は、T7プロモーターの制御下にAAVのrep/cap遺伝子を含有す
る組換えプラスミドの構築の概略の図解を提供する。
図3は、T7プロモーターの制御下にrep/cap遺伝子を含有する組換え
アデノウイルスの構築の概略の図解を提供する。
図4は、組換えハイブリッドAd/AAVウイルスの構築の概略の図解を提供
する。
発明の詳細な記述
本発明は、とりわけ遺伝子の送達および移転に有用な組換えAAVベクターの
効率的な製造のための誘導可能な方法を提供する。とりわけ、本発明は、毒性の
しかし必要なrep遺伝子の発現がT7プロモーターにより制御されるAAVの
製造方法を提供する。
従って、一局面において、rAAVの製造のための本発明の方法は、T7プロ
モーターの制御下のAAVのrepおよびcap遺伝子、ならびにAAVのIT
Rにより隣接される選択されたミニ遺伝子を含有する組換えアデノ随伴ウイルス
(rAAV)カセットを宿主細胞中に導入することを必要とする。T7 pol
をコードする遺伝子の導入に際して、T7/rep/cap構築物からのrep
タンパク質の高レベル発現が誘導され、また、細胞は大規模で成長されうる。r
ep発現が所望され
る場合、細胞は、T7プロモーターに作用するT7ポリメラーゼを発現させられ
る。これは、目的の遺伝子をもつrAAVの効率的な複製およびパッケージング
を助長する。
宿主細胞は、上の要素を含有するベクターで三重トランスフェクション(もし
くは感染)されうる。あるいは、必要とされる要素の1種もしくはそれ以上を発
現しかつ残りの要素でトランスフェクション/感染されうる宿主細胞が利用され
る。別の代替において、系の全3要素を安定に発現する宿主細胞が利用され、そ
して、T7 polが誘導可能なプロモーターの制御下に置かれ、これは、re
p/capの発現が制御されることおよび細胞に対する毒性の影響の回避を可能
にする。
本発明の方法で使用されるベクター成分のそれぞれについて、アデノウイルス
構築物が現在のところ好ましい。しかしながら、本明細書に提供される情報およ
び既知の技術を使用すれば、当業者は、宿主細胞中で所望の遺伝子の発現をさせ
ることが可能な異なるウイルス(アデノウイルスもしくは非アデノウイルス)ま
たはプラスミドのベクターを容易に構築し得る。例えば、非分割細胞(non-divid
ing cell)を感染させることのそれらの無能力のために好ましさはより少ないと
は言え、この系で必要とされる要素、例えばT7ポリメラーゼをもつベクターが
、レトロウイルスを使用して容易に構築されうる。従って、本発明は、T7 p
ol、T7/rep/cap、もしくはAAVカセットを宿主細胞中に導入する
目的上選択されるウイルスもしくはプラスミドにより制限されない。望ましくは
、最低1種のベクターは、パッケージングを可能にするのに必要なヘルパー機能
を提供するウイルスである。あるいは、ヘルパー機能は、コトランスフェクショ
ンされたアデノウイルスもしくはヘ
ルペスウイルスにより提供されうる。これらのベクターを宿主細胞中に導入する
のに適する技術が下に論考され、また、当業者に既知である。本明細書で使用さ
れるところの「宿主細胞」は、本明細書で記述される条件下でT7 polおよ
びT7/rep/capの発現ならびにこのカセットを含有するrAAVのパッ
ケージングを可能にする、好ましくは哺乳類のいずれかの細胞(細胞系)である
。適するパッケージング細胞は既知であり、また、当業者により容易に選択され
うる。
A.三重感染/トランスフェクション
上に述べられたように、組換えAAVの集成(assembly)およびパッケージング
に使用される宿主細胞は、プラスミドベクターでトランスフェクションされうる
か、もしくは、この系の必要とされる成分を含有するウイルスベクターに感染さ
れうる。
1.T7 Polベクター
好ましい一態様において、第一のベクターは適するプロモーターの制御下にT
7 Polの遺伝子を含有する。下の実施例5において、核局在化されたT7
Polの遺伝子が、公的に入手可能なプラスミドから得られる[シュトラウス(M
.Strauss)、Nucleic Acids Res.、17:8485-8493(1989)]。しかしながら、当該
遺伝子は、あるいは、アメリカン タイプ カルチャー コレクション(America
n Type Culture Collection)(pTF7−3−、受託番号第484944号)を
包含する他の商業的および学術的供給源から得られうる。ジーンバンク(GenBank
)受託番号第M30308号もまた参照。望ましくは、T7 polの遺伝子は
、慣習的技術を使用して、ダン(Dunn)、Gene、68:259-266(1988)に記述されるも
ののような核局在化シグナルに連結される。
望ましくは、T7 Polは、サイトメガロウイルス(CMV)の前初期プロ
モーター/エンハンサーの制御下にある[例えば、ボスハルト(Boshart)ら、Cel
l、41:521-530(1985)を参照]。しかしながら、他の適当なプロモーターが当業
者により容易に選択されうる。有用なプロモーターは構成性プロモーターもしく
は調節される(誘導可能な)プロモーターであってよく、これは発現されるべき
トランス遺伝子の量の制御を可能にすることができる。例えば、別の適するプロ
モーターは、制限なしに、ラウス肉腫ウイルスのLTRプロモーター/エンハン
サーを包含する。さらに他のプロモーター/エンハンサー配列が当業者により選
択されうる。
加えて、ベクターは、そのベクターでトランスフェクションされた細胞中でT
7 Polの発現をさせるのに必要な他の慣用の調節要素もまた包含する。こう
した調節要素は当業者に既知である。
2.T7/Rep/Capベクター
本系の第二のベクター成分は、T7プロモーターの制御下にrepおよびca
p遺伝子を含有する。repおよびcap遺伝子は多様な既知の供給源から得ら
れることができる。例えば、シェンク(T.Shenk)、J.Virol.、61:3096-3101(198
7)(プラスミドpsub201内にAAV2ゲノムを提供する);ラスビー(E.W
.Lusby)ら、J.Virol.、41:518-526(1982)およびスムダ(J.Sumda)とカーター(
B.J.Carter)、Virology、184:310-318(1991)を参照。
同様に、T7プロモーター配列[ダン(J.J.Dunn)とシュトゥディエール(F.W
.Studier)、J.Mol.Biol.、166:477-535(1983)]は、多様な商業的および学術
的供給源から得られうる。好ましい一態様において、
ベクターは、T7プロモーターの下流に脳心筋炎ウイルス(EMCV)の非翻訳
領域(UTR)の配列をさらに含有する。発明者らは、この配列が遺伝子発現を
5ないし10倍増大させると考える。
加えて、ベクターは、このベクターでトランスフェクションされた細胞中でr
ep/capの発現をさせるのに必要な慣習的調節要素もまた包含する。こうし
た調節要素は当業者に既知である。
3.rAAVカセット(鋳型)
第三のベクター成分は、AAVのITRにより隣接されるミニ遺伝子を含有す
るrAAVカセットを含有する。下により詳細に論考されるように、こうしたミ
ニ遺伝子は、適するトランス遺伝子、プロモーター、およびトランス遺伝子の発
現に必要な他の調節要素を含有する。
使用されるAAV配列は、好ましくは、シスに作用する5’および3’の逆方
向末端反復(ITR)配列に制限される[例えば、"Handbook of Parvoviruses"
、ティサー(P.Tijsser)編、CRC プレス(CRC Press)中のカーター(B.J.Car
ter)、pp.155-168(1990)を参照]。望ましくは、本質的には、ITRをコードす
る143bpの配列全体がベクター中で使用される。これらの配列の若干の程度の小
さな修飾がこの使用に許されることが期待される。これらのITR配列を修飾す
る能力は当該技術の熟練内にある。例えば、サンブルック(Sambrook)ら、"Molec
ular Cloning.A Laboratory Manual"、第2版、コールド スプリング ハーバ
ー ラボラトリー(Cold Spring Harbor Laboratory)、ニューヨーク(1989)のよ
うな教科書を参照。あるいは、ITRの機能性断片を使用することが望ましいこ
とができる。こうした断片は当業者により決定されうる。
AAVのITR配列は、現在同定されているヒトAAVの型を包含するいずれ
かの既知のAAVから得られうる。同様に、他の動物を感染させることが既知の
AAVもまた、本発明のベクター構築物で使用されうる。AAVの選択は以下の
発明を制限することが予期されない。多様なAAV株すなわちタイプ1〜4が、
アメリカン タイプ カルチャーコレクションから入手可能か、もしくは、多様
な商業的および団体の供給源から要求により入手可能である。以下の例示的態様
において、AAV−2が便宜上使用される。
5’および3’のAAVのITR配列は、選択されたトランス遺伝子配列およ
び随伴する調節要素から構成されるミニ遺伝子に隣接する。このベクターのトラ
ンス遺伝子配列はAAV配列に対し異種の核酸配列であり、目的のポリペプチド
もしくはタンパク質をコードする。当該トランス遺伝子は、トランス遺伝子の転
写を可能にする様式で調節成分に操作可能に連結される。
このトランス遺伝子配列の組成は、生じるベクターを向けることができる使用
に依存することができる。例えば、ある型のトランス遺伝子配列はレポーター配
列を包含し、発現に際して検出可能なシグナルを生じる。こうしたレポーター配
列は、制限なしに、大腸菌(E.coli)β−ガラクトシダーゼ(LacZ)cDN
A)アルカリホスファターゼ遺伝子および緑蛍光タンパク質遺伝子を包含する。
これらの配列は、それらの発現をさせる調節要素と連合される場合に、慣習的手
段、例えば、紫外波長の吸光度、可視的な色変化、などにより検出可能なシグナ
ルを提供する。より好ましいトランス遺伝子配列は、宿主細胞中で所望の遺伝子
産物を発現する治療的遺伝子を包含する。これらの治療的核酸配列は、
典型的には、インビボもしくはエクスビボで患者に投与されて遺伝的もしくは非
遺伝的遺伝子欠損を置き換えもしくは矯正しうる、または後生的な障害もしくは
疾患を治療しうる産物をコードする。トランス遺伝子配列の選択は本発明の制限
とならない。
上で同定された主要素に加え、ミニ遺伝子は、AAVカセットをもっベクター
でトランスフェクションされた細胞中でトランス遺伝子の発現をさせるのに必要
な慣用の調節要素もまた包含する。かように、このミニ遺伝子は、トランス遺伝
子に連結されかつミニ遺伝子内すなわちベクターのAAVのITR配列の間に配
置される選択されたプロモーターを含有する。
トランス遺伝子の発現を仲介するプロモーターの選択は慣例の事柄であり、か
つ、ベクターの制限とならない。有用なプロモーターは、第一のベクター成分に
関して上で論考されるものを包含する。
ミニ遺伝子はまた、望ましくは、転写物の効率的なポリアデニル酸化に必要と
されるシグナルを提供する配列、ならびに機能性のスプライスドナーおよびアク
セプター部位をもつイントロンを包含する異種核酸配列を含有する。本発明の例
示的ベクターで使用される共通のポリA配列はパポバウイルスSV−40由来の
ものである。ポリA配列は、一般的には、トランス遺伝子配列の後かつ3’のA
AVのITR配列の前に挿入される。共通のイントロン配列もまたSV−40由
来であり、かつ、SV−40 Tイントロン配列と称される。本発明のミニ遺伝
子は、望ましくはプロモーター/エンハンサー配列とトランス遺伝子との間に配
置されるこうしたイントロンもまた含有しうる。これらのおよび他の共通のベク
ター要素の選択は慣習的であり、また、多くのこうした配列が
利用可能である[例えば、サンブルック(Sambrook)ら、およびその中に引用され
る参考文献を参照]。
ミニ遺伝子に隣接するAAVのITRを含有するrAAVベクターは、プラス
ミドの基幹(backbone)上に担持さることができ、そして選択された宿主細胞をト
ランスフェクションするのに使用されうるか、もしくは、それが選択された宿主
細胞を感染させることを可能にするウイルス配列(例えば、アデノウイルス配列
)により隣接されうる。適するAd/AAV組換えウイルスは既知の技術に従っ
て製造されうる。例えば、WO96/13598、WO 95/23867およ
びWO 95/06743を参照。これらは本明細書に引用により組み込まれる
。
B.二重感染/トランスフェクション
T7 polを安定に発現する細胞系が構築されることができ、そしてその後
、以下の表に具体的に示されるように、T7/rep/capを含有するベクタ
ーおよびrAAVカセットを含有するベクターで二重トランスフェクション(も
しくは感染)されうる(Inf=感染およびTxf=トランスフェクション)。
T7 rep/cap rAAV
系A Inf Inf
系B Inf Txf
系C Txf Inf
系D Txf Txf
あるいは、T7 rep/capで安定にトランスフェクションされた細胞系
が、下の表に具体的に示されるように、T7 polをもつベクターおよびrA
AVカセットをもつベクターで二重トランスフェクショ
ン(感染)されうる。
T7 Pol rAAV
系E Inf Inf
系F Inf Txf
系G Txf Inf
系H Txf Txf
さらに別法において、レスキュー可能なrAAVカセットを含有する細胞系が
、以下の表に具体的に示されるように、T7 Polを含有するベクターおよび
T7/rep/capを含有するベクターで二重トランスフェクション(感染)
されうる。
T7 Pol T7 rep/cap
系I Inf Inf
系J Inf Txf
系K Txf Inf
系L Txf Txf
二重トランスフェクション/感染段階で使用されるプラスミドおよびウイルス
のベクターは、三重トランスフェクションおよび/もしくは感染系に関して上述
されたようである。
本発明の安定な細胞系は、慣用技術を使用しかつ付随する抵抗性マーカー遺伝
子を介して選択される、所望の遺伝子、例えばT7 Polを含有するプラスミ
ドでの所望の細胞、例えば293細胞、もしくは必要とされるアデノウイルス遺
伝子を発現する他のパッケージング細胞系のトランスフェクションにより製造さ
れ得る。誘導可能な発現が望ましいか構成性の発現が望ましいかに依存して、適
切なプロモーターが選択さ
れうる。例えば、T7 Polを誘導可能に発現する宿主細胞が望ましい場合、
細胞は、メタロチオネインプロモーターの制御下にT7 Polを含有するプラ
スミドでトランスフェクションされうる。あるいは、T7 Polを構成性に発
現する宿主細胞が望ましい場合は、それはRsvもしくはCMVのプロモーター
の制御下に挿入されうる。類似の技術が、T7/rep/capを含有する宿主
細胞、およびレスキュー可能なrAAVを含有する宿主細胞を提供するために使
用されうる。下の実施例は安定な細胞系の製造を記述する。しかしながら、当業
者は、他の慣用技術を使用してこうした細胞系を容易に産生し得る。一般に、ア
ウスベル(Ausubel)ら、Current Protocols in Molecular Biology(ウィレイ
インターサイエンス(Wiley Interscience)1987)を参照。
C.単一感染/トランスフェクション
本系の成分の2種を安定に発現する細胞系が構築されることができ、そしてそ
の後、上述されたように、この系の残存する成分を含有するベクターでトランス
フェクション(もしくは感染)されうる。例えば、本明細書に記述される技術を
使用して、T7/rep/capおよびレスキュー可能なrAAVで安定にトラ
ンスフェクションされる細胞系が利用される。この細胞系がその後、T7 po
lを含有するベクターでトランスフェクションもしくは感染される。別の例とし
て、細胞系がT7 polおよびレスキュー可能なrAAVで安定にトランスフ
ェクションされる。この細胞系がその後、T7 rep/capを含有するベク
ターでトランスフェクションもしくは感染される。
D.T7 Pol、rAAVおよびT7/rep/capを含有する細胞系
本系の成分の全3種を安定に発現する細胞系が、本発明の方法で構築かつ利用
されうる。既知の技術を使用して、rAAV、T7/rep/capおよびT7
polを含有する適するパッケージング細胞系が構築される。この態様におい
て、T7 Polは誘導可能なプロモーターの制御下に置かれる。適する誘導可
能なプロモーターは当業者に既知であり、また、本明細書に論考される。例えば
、T7 Polはメタロチオネインプロモーターの制御下に置かれうる。この様
式において、T7 Pol、および従ってT7プロモーターの制御下にあるre
p/capの発現が調節され得、そして細胞に対する毒性の影響が回避され得る
。
E.ベクターおよびrAAVの製造
アデノウイルス、AAVおよびレポーター遺伝子もしくは治療的遺伝子、なら
びに他のベクター要素の選択されたDNA配列の上述されたベクターへの集成は
慣用技術を利用する。こうした技術は教科書[サンブルック(Sambrook)ら、上に
引用される]に記述されるもののようなcDNAクローニング、アデノウイルス
もしくはAAVのゲノムの重なり合うオリゴヌクレオチド配列の使用、ポリメラ
ーゼ連鎖反応、および所望のヌクレオチド配列を提供するいずれかの適する方法
を包含する。
3ベクター系を使用するにしろ安定に感染した細胞を使用するにしろ、宿主細
胞中へのベクターの導入は既知の技術を使用して成し遂げられる。適切な場合は
、標準伯トランスフェクションおよびコトランスフェクション技術、例えば、相
補性ヒト胎児腎(HEK)293細胞系(トランス作用するE1aタンパク質を
提供する機能性アデノウイルスE1a遺伝子を含有するヒト腎細胞系)を使用す
るリン酸カルシウムトランスフェクション技術が使用される。本発明で使用され
る他の慣用方法は、ウイ
ルスゲノムの相同的組換え、アガーオーバーレィ(agar overlay)でのウイルスの
プラーク形成(plaquing)、シグナル発生を測定する方法、などを包含する。
感染/トラスフェクションの後、宿主細胞をその後、標準的条件下で培養して
rAAVの産生を可能にする。例えば、グレアム(F.L.Graham)とプレヴェ(L.P
revec)、Methods Mol.Biol.、7:109-128(1991)を参照。望ましくは、rAAV
が慣用技術を使用して同定されれば、それは標準的技術を使用して単離されるこ
とができ、かつ精製されることができる。
これらの実施例は本発明の好ましい方法を具体的に説明する。これらの実施例
は具体的に説明するのみであり、また、本発明の範囲を制限しない。
実施例1−T7 Polアデノウイルスの構築
図1は、T7ポリメラーゼをもつ組換えアデノウイルスの構築の概略図を提供
する。
プラスミドpMTT7Nはマイケル・シュトラウス(Michael Strauss)博士か
ら得た[リーバー(A.Lieber)ら、Nucl.Acids Res.、17:8485-8493(1989)]。
pMTT7Nは、SV40のポリアデニル酸化配列に連結されるT7 Pol遺
伝子に融合されるSV40ラージT抗原のN末端核局在化シグナル(T7N p
ol)を含有する。発現は誘導可能なマウスメタロチオネインプロモーターによ
りされる。
pMTT7NプラスミドDNAを、BglIIおよびPvuII制限酵素で切
断し、そして断片をアガロースゲル上で分離した。BglII/PvuIIのT
7 PolのDNA断片を、BglII/EcoRV
切断されたベクターpAd.CMV.link.1に連結してpAd.CMV.
T7Nを形成させた。pAd.CMV.link.1は、E1aおよびE1bの
欠失されたアデノウイルス配列0ないし16交差単位を含有するプラスミドであり
、そこにCMVのプロモーター−ポリリンカーカセットをクローニングした。こ
れはイェー(X.Ye)ら、J.Bio1.Chem.、271:3639-3646(1996)に記述される。
pAd.CMV.T7Nにおいて、T7 Polの発現単位はCMVプロモー
ターにより指図される。T7 Pol遺伝子のためのプロモーターは、アデノウ
イルスの0〜1交差単位(mu)および9〜16muの配列内にカセットとしてポ
リA尾部に連結される。pAd.CMV.T7NをNheI切断により直鎖状と
し、そして、セルフェイト(Cellphate)キット(ファルマシア(Pharmacia))を
使用して、ClaIで直鎖状にされたAddel327基幹とともにコトランス
フェクションする。トランスフェクションのおよそ1週間後、T7 Polアデ
ノウイルスを、さらなる精製のためプラークから単離し得る。
実施例2−T7 Polを発現する細胞系
T7 Polを安定に発現する細胞系を、リン酸カルシウム沈殿を使用する[
グレアム(F.Graham)とファン・デル・エブ(A.van der Eb)、Virol.、52:456
-467(1973)]、10:1の比での293細胞中へのプラスミドpMTT7Nおよび
pMTCB6+(選択マーカーを提供する)[チュー(K.H.Choo)ら、DNA、5:52
9-538;Eur.J.Biochem.、174:417-424]のコトランスフェクションにより樹立
する。コロニーのクローニングを1mg/mlの濃度のジェネティシン選択により実
施する。得られる各クローンをpT7 rep/capプラスミドでトランスフ
ェクショ
ンし[下の実施例3を参照]、そして亜鉛イオンでの補充による誘導に際してR
epタンパク質の発現を誘導するその能力について分析する。
T7 Polを構成性に発現する安定な細胞系を樹立するため、T7N Po
l(上述されたように、pMTT7NのBglII/PvuII切断により得ら
れる)を、pEBVhis[インヴィトロジェン(Invitrogen)]のベクター中の
BamHIおよびPvuIIのクローニング部位でRSVプロモーターの下流に
サブクローニングした。pEBVhisT7Nと呼称される生じるプラスミドを
293細胞中にトランスフェクションし、そして400μg/mlの濃度のヒグロマイ
シンで選択した。各陽性クローンを、これらのプラスミドでトランスフェクショ
ンされた細胞でT7−LacZもしくはT7−rep/capの発現を生じさせ
るその能力により、T7 Polの存在について分析する。
実施例3−T7 rep/capアデノウイルスの製造
本組換えアデノウイルスベクターの製造を図2および3に概略で具体的に説明
する。
A.プラスミド構築
T7プロモーター/EMCV UTR(脳心筋炎ウイルスの非翻訳領域)の制
御下の遺伝子発現のため設計されたプラスミドpTM1[モス(B.Moss)ら、Nat
ure、348:91-92(1990)]を、AAVのrep/capを発現するためのベクター
として使用した。rep/capのコーディング配列全体を、唯一のSacI切
断部位により2部分に分離し、そして下述されるようにpTM1プラスミド中に
サブクローニングした。
repの開始部位とその本来のプロモーターp5との間に存在する適切な制限
酵素が存在しないため、rep配列の左端(N−rep)を最
初にPCRにより増幅した。上側(upper)プライマーの配列は配列番号2すなわ
ちTATTTAAGCCCGAGTGAGCT(255の位置から274まで)であり
、これは位置274にヌクレオチド置換A→Tを導入した(下線をつけられた)。
SacI切断部位をその後生じさせ、pTM1へのN−repのクローニングお
よびEMCVのUTRの好ましい開始部位(NcoI切断部位内)からのRep
タンパク質の同じ読み取り枠での発現を可能にした。PCR産物(長さ739bp)
をpCR2.1ベクター(インヴィトロジェン(Invitrogen))に直接クローニン
グし、そしてpCR−N−repと命名した。
pTM−1プラスミドをSacIおよびStuI制限酵素で切断し、そして、
AAVゲノムの右端(ITR配列を含まない)、すなわち、repのC末端部分
および完全長のcap配列を含有するpsub201[サムルスキ(Samulski)ら
、J.Virol.、61:3096-3101(1987)]からの3.7kbのSacI/SnaBI断片と
連結した。このT7プロモーターで駆動されるrep/cap構築物をpT7−
C−rep/capと命名する。
repの最初の535bpの配列をSacI切断によりpCR−N−Repプラス
ミドから取り出し、そしてpT7−C−rep/cap中にサブクローニングし
た。これは同様にSacIで切断されておりかつベクターの自己連結を予防する
ようアルカリホスファターゼ処理にかけられている。最終構築物をpT7 re
p/capと命名し、これは、T7プロモーター/EMCV UTRの下流にr
ep/capの完全長のコーディング配列、次いでT7の終止配列を含有する。
B.T7 rep/capアデノウイルスの産生
pAd.linkはpAd.CMV.linkに類似の構築物であり、これは
、その中ににCMVのプロモーター−ポリリンカーカセットがクローニングされ
かつイェー(X.Ye)ら、J.Biol.Chem.、271:3639-3646(1996)に記述された、他
のアデノウイルスベクターで記述されるようにE1aおよびE1bの欠失された
アデノウイルス配列0ないし16交差単位を含有するプラスミドである。しかしな
がら、pAd.linkはCMVプロモーターもしくはポリA尾部配列を含有し
ない。
T7プロモーター、EMCVのUTR、rep/capおよびT7終止配列を
包含する領域全体を、ClaIおよびEagIでの切断によりpT7 rep/
capから削り取り、そしてその後、以前にClaI/SalI切断にかけられ
ていたpAd.linkのアデノウイルス配列中に、クレノウポリメラーゼによ
りEagIおよびSalIの付着末端を埋めた後にサブクローニングした。生じ
るプラスミドをpAd.T7 rep/capと呼称する。
pAd.T7 rep/capを、T7 rep/capアデノウイルスの発
生のため、ClaIで直鎖状にされたAd.del327基幹DNAとともに2
93細胞中にコトランスフェクションする。
実施例4−rep/capを発現する細胞系
pT7 rep/capで安定にトランスフェクションされた細胞系を、10:
1の比でのpMTCB6+の293細胞中へのトランスフェクションにより樹立
し、そしてジェネティシンで選択する。各クローンを、T7 Polを発現する
プラスミドでのトランスフェクションによりrepタンパク質の存在について分
析する。
実施例5−組換えAAVハイブリッドベクターの製造
プラスミドpAV.CMVLacZは、AAVの非構造およびキャプシドのタ
ンパク質の存在下で複製かつパッケージングされるべきrAAVの鋳型としては
たらく。
プラスミドAV.CMVLacZは、その中でrepおよびcap遺伝子がC
MVプロモーターからのβ−ガラクトシダーゼを発現するミニ遺伝子で置き換え
られるrAAVカセットである。AV.CMVLacZの直鎖状配置は、
(a)鋳型としてpAV2[ラフリン(C.A.Laughlin)ら、Gene、23:65-73(1983
)]を使用するPCRにより得られる5’のAAVのITR(bp1〜173)[配列
番号1のヌクレオチド番号365〜538];
(b)CMVの前初期エンハンサー/プロモーター[ボスハルト(Boshart)ら、C
ell、41:521-530(1985);配列番号1のヌクレオチド番号563〜1157]、
(c)SV40のイントロン(配列番号1のヌクレオチド番号1178〜1179)、
(d)大腸菌(E.coli)β−ガラクトシダーゼのcDNA(配列番号1のヌクレ
オチド番号1356〜4827)、
(e)SV40のポリアデニル酸化シグナル(初期および後期双方の転写単位か
らの切断/ポリAシグナルを含有する237のBamHI−BclI限酵素断片;
配列番号1のヌクレオチド番号4839〜5037)、ならびに
(f)SnaBI−BglII断片としてpAV2から得られる3’のAAVの
ITR(配列番号1のヌクレオチド番号5053〜5221)を包含する。
所望の場合は、LacZ遺伝子は、新たなrAAVを生じさせる目的上、所望
の治療的もしくは他のトランス遺伝子で置き換えられ得る。図4を参照。2個の
AAVのITR配列の間の、CMVに向けられたLacZレポーターカセットを
包含する配列を、PvuII切断によりpAV.CMV.LacZから削り出す
。この断片を、EcoRV処理されたpAd.linkと連結してプラスミドp
Ad.AV.CMVLacZを生じさせる。このプラスミドを、ClaIで直鎖
状にされたAddel327基幹DNAとともにコトランスフェクションしてア
デノ−rAAVハイブリッドウイルスを生じさせる。
実施例6−レスキュー可能な組込まれたrAAV鋳型を含有する細胞系
293細胞を、pAV.CMVLacZ/rAAV Adハイブリッドウイル
スでトランスフェクション/感染させて、rAAVを組込んでいる細胞系を生じ
させる。これはサザンブロットによるゲノムDNAの分析により決定されるよう
である。このクローンを、rep/capを発現する構築物でのトランスフェク
ション/感染によりrAAVの鋳型のレスキューについて検査する。
本発明の多数の改変および変法が上に同定された明細(specification)に包含
され、また、当業者に明らかであることが期待される。本発明の方法に対するこ
うした改変および変更は、これに添付される請求の範囲の範囲に包含されると考
えられる。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L
U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF
,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,
SN,TD,TG),AP(GH,KE,LS,MW,S
D,SZ,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG
,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL,AM,AT
,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,
CH,CN,CU,CZ,DE,DK,EE,ES,F
I,GB,GE,GH,HU,IL,IS,JP,KE
,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,
LT,LU,LV,MD,MG,MK,MN,MW,M
X,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE
,SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,
UA,UG,US,UZ,VN,YU,ZW
(72)発明者 チエン,ナンシー
アメリカ合衆国ペンシルベニア州19002ア
ンブラー・サウスベスレヘムパイク174・
アパートメントシー5
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.(a)選択された宿主細胞中に、 その発現をさせる配列の制御下にT7ポリメラーゼを含む第一のベクター、 repおよびcapの発現をさせるT7プロモーター配列の制御下にAAVの repおよびcap遺伝子を含む第二のベクター;そして 5’から3’へ、5’のAAVの逆方向末端反復配列(ITR)、選択された ミニ遺伝子および3’のAAVのITRから本質的に成るカセットを含む第三の ベクター; を導入すること; (b)組換えAAVの複製およびパッケージングを可能にする条件下で宿主細胞 を培養すること;そして (c)組換えAAVを回収すること、 の段階を含んでなる組換えアデノ随伴ウイルス(AAV)の製造方法。 2.最低1種のベクターがアデノウイルスであり、かつ、宿主細胞が293細胞 である、請求の範囲1に記載の方法。 3.第一のベクターが組換えアデノウイルスである、請求の範囲1に記載の方法 。 4.第二のベクターが組換えアデノウイルスである、請求の範囲1に記載の方法 。 5.第三のベクターが、カセットに隣接するアデノウイルス配列をさらに含む、 請求の範囲1に記載の方法。 6.ミニ遺伝子が、マーカー遺伝子であるトランス遺伝子を含有する、請求の範 囲1ないし5のいずれかに記載の方法。 7.ミニ遺伝子が、治療的遺伝子であるトランス遺伝子を含有する、請求の範囲 6に記載の方法。 8.(a)T7ポリメラーゼを発現する宿主細胞を提供すること; (b)T7プロモーター配列の制御下にAAVのrepおよびcap遺伝子を含 む第一のベクターを宿主細胞中に導入すること; (c)5’のAAVの逆方向末端反復配列(ITR)、選択されたミニ遺伝子お よび3’のAAVのITRから本質的に成るカセットを含む第二のベクターを宿 主細胞中に導入すること;そして (d)組換えAAVの複製およびパッケージングを可能にする条件下で宿主細胞 を培養すること、 の段階を含んでなる組換えアデノ随伴ウイルス(AAV)の製造方法。 9.段階(b)が、T7プロモーターならびにAAVのrepおよびcap遺伝 子を含むベクターで宿主細胞をトランスフェクションする段階を含んでなる請求 の範囲8に記載の方法。 10.段階(b)が、T7プロモーター配列ならびにAAVのrepおよびca p遺伝子を含む組換えアデノウイルスに宿主細胞を感染させる段階を含んでなる 請求の範囲8に記載の方法。 11.段階(c)がカセットを含むベクターで宿主細胞をトランスフェクション することを含んでなる請求の範囲8に記載の方法。 12.段階(c)が、アデノウイルス配列により隣接されるカセットを含む組換 えアデノウイルスに宿主細胞を感染させることを含んでなる請求の範囲8に記載 の方法。 13.(a)T7プロモーター配列の制御下にAAVのrepおよびcap遺伝 子で安定にトランスフェクションされた宿主細胞を提供するこ と; (b)T7ポリメラーゼを含むベクターを宿主細胞中に導入すること; (c)5’のAAVの逆方向末端反復配列(ITR)、選択されたミニ遺伝子お よび3’のAAVのITRから本質的に成るカセットを含むベクターを宿主細胞 中に導入すること;そして (d)組換えAAVの複製およびパッケージングを可能にする条件下で宿主細胞 を培養すること、 の段階を含んでなる組換えアデノ随伴ウイルス(AAV)の製造方法。 14.段階(b)が、T7ポリメラーゼ遺伝子を含むベクターで宿主細胞をトラ ンスフェクションする段階を含んでなる請求の範囲13に記載の方法。 15.段階(b)が、その発現を制御する調節配列の制御下にT7ポリメラーゼ 遺伝子を含む組換えアデノウイルスに宿主細胞を感染させる段階を含んでなる請 求の範囲13に記載の方法。 16.段階(c)が、カセットを含むベクターで宿主細胞をトランスフェクショ ンする段階を含んでなる請求の範囲13に記載の方法。 17.段階(c)が、アデノウイルス配列により隣接されるカセットを含む組換 えアデノウイルスに宿主細胞を感染させる段階を含んでなる請求の範囲13に記 載の方法。 18.(a)5’のAAVの逆方向末端反復配列(ITR)、選択されたミニ遺 伝子および3’のAAVのITRから本質的に成るカセットを含む宿主細胞を提 供すること; (b)T7プロモーター配列の制御下にAAVのrepおよびcap遺伝子を含 むベクターを宿主細胞中に導入すること; (c)T7ポリメラーゼを含むベクターを宿主細胞中に導入すること; そして (d)組換えAAVの複製およびパッケージングを可能にする条件下で宿主細胞 を培養すること、 の段階を含んでなる組換えアデノ随伴ウイルス(AAV)の製造方法。 19.段階(b)が、プラスミドベクターで宿主細胞をトランスフェクションす る段階を含む、請求の範囲18に記載の方法。 20.段階(b)が、組換えアデノウイルスベクターに宿主細胞を感染させる段 階を含んでなる請求の範囲18に記載の方法。 21.段階(c)が、その発現を指図する調節配列の制御下にT7ポリメラーゼ を含有するプラスミドベクターで宿主細胞をトランスフェクションする段階を含 んでなる請求の範囲18に記載の方法。 22.段階(c)が、その発現を指図する調節配列の制御下にT7ポリメラーゼ を含む組換えアデノウイルスに宿主細胞を感染させる段階を含んでなる請求の範 囲18に記載の方法。 23.(a)5’のAAVの逆方向末端反復配列(ITR)、選択されたミニ遺 伝子および3’のAAVのITRから本質的に成るカセット、ならびにT7プロ モーター配列の制御下にAAVのrepおよびcap遺伝子を含むプラスミドで 安定にトランスフェクションされた宿主細胞を提供すること; (b)T7ポリメラーゼを含むベクターを宿主細胞中に導入すること; そして (c)組換えAAVの複製およびパッケージングを可能にする条件下で宿主細胞 を培養すること、 の段階を含んでなる組換えアデノ随伴ウイルス(AAV)の製造方法。 24.(a)5’のAAVの逆方向末端反復配列(ITR)、選択されたミニ遺 伝子および3’のAAVのITRから本質的に成るカセット、ならびにT7ポリ メラーゼを含むプラスミドで安定にトランスフェクションされた宿主細胞を提供 すること; (b)T7プロモーター配列の制御下にAAVのrepおよびcap遺伝子を含 むベクターを宿主細胞中に導入すること;そして (c)組換えAAVの複製およびパッケージングを可能にする条件下で宿主細胞 を培養すること、 の段階を含んでなる組換えアデノ随伴ウイルス(AAV)の製造方法。 25.(a)(i)5’のAAVの逆方向末端反復配列(ITR)、選択された ミニ遺伝子および3’のAAVのITRから本質的に成るカセット; (ii)その発現を調節する配列の制御下にT7ポリメラーゼを含むプラスミドで あって、前記配列は誘導可能なプロモーターを含み;ならびに(iii)T7プロ モーター配列の制御下にAAVのrepおよびcap遺伝子を含むプラスミド、 で安定にトランスフェクションされた宿主細胞を提供すること;そして(b)前 記T7プロモーターの発現を誘導すること、 の段階を含んでなる組換えアデノ随伴ウイルス(AAV)の製造方法。 26.請求の範囲1〜25のいずれか一の方法に従い製造された組換えアデノウ イルス。
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