JP2001503279A - ターゲットを定めて遺伝子を誘導発現させるための新規な構築物及びベクター - Google Patents
ターゲットを定めて遺伝子を誘導発現させるための新規な構築物及びベクターInfo
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、ターゲットを定めて遺伝子を誘導発現するための新規な構築物及び新規なペクターに関する。本発明は特に、新規なハイブリッドプロモーター、及び、試験管内、生体外または生体内の肝細胞中で遺伝子を発現させるためのその使用を記載している。
Description
【発明の詳細な説明】ターゲットを定めて遺伝子を誘導発現させるための新規な構築物及びベクター
本発明は、生物学の分野、特に遺伝子発現の調節の分野に関する。より特定的
には本発明は、ターゲットを定めて遺伝子を誘導発現させるための新規な構築物
及び新規なベクターに関する。本発明は多くの分野、特に、組換えタンパク質の
産生、トランスジェニック動物モデルの作製、細胞系の作製、スクリーニング試
験の実施、または、細胞遺伝子治療の分野で有用である。
遺伝子発現を調節及び管理できる手段を開発することは、生物工学が発達する
ための極めて重要な課題である。この課題を解決できれば、例えば細胞の増殖期
と産生期とを分離することによって組換えタンパク質のin vitro(試験
管内)産生条件を改善することができる。また、ある種の分子を選択された期間
に産生し得る細胞系を同じくin vitroで作製することができる。例えば
、欠陥ウイルスゲノムをトランスに相補するタンパク質を調節的に産生する細胞
系の構築を計画す
ることができる。調節された発現系は同じくin vitroで、遺伝子発現の
コントロール作用をもつ分子のスクリーニング試験に使用できる。遺伝子発現の
コントロールはまた、exvivo(生体外)またはin vivo(生体内)
の治療方法が治療用分子の産生の選択的コントロールを必要とする場合にも極め
て重要である。実際に、用途次第及び導入すべき遺伝子次第では、治療効果を集
中させ治療効果の拡散及び副作用を抑制するために生物のある種の組織または部
分だけをターゲッティングする能力が重要である。
このようなターゲッティングを実現するために、所与の細胞特異性をもつベク
ターを使用してもよい。ある種の細胞型については、細胞型に特異的な発現シグ
ナルを利用してもよい。この観点から、例えばピルビン酸キナーゼ、ビリン、G
FAPをコードする遺伝子のプロモーター、腸の脂肪酸結合タンパク質のプロモ
ーター、平滑筋細胞のαアクチンのプロモーター、または、ヒトアルブミン遺伝
子のプロモーターのようないわゆる特異的プロモーターが文献に記載されている
。しかしながら、これらのプロモーターは、ある程度の組織特異性を有している
としても、調節可能でないためコントロール能力が限られてい
る。より複雑な別の系も文献に記載されている。例えば、国際特許出願WO96
/01313は、テトラサイクリンによって調節される遺伝子発現系を記載して
いる。また、Wangら(PNAS 91(1994)8180)は、RU48
6によって調節される遺伝子発現系を記載した。Evansら(PNAS93(
1996)3346)は、昆虫ホルモンであるエクジソンのレセプターに基づく
系を記載した。しかしながら、これらの種々の系は、誘導可能ではあるが、組織
特異性を有していない。そのため、これらの系は単独では遺伝子発現を所望の器
官または組織にターゲッティングすることはできない。これらの系は発現を遍在
的に誘導または抑制できるだけである。尚、テトラサイクリン系は、係数5末満
の比較的低い調節レベルを有している。更に、これらの系はハイブリッド分子と
共に機能し、少なくとも2つの構築物のコトランスフェクションを必要とする。
その上、これらの系はヘテロロガス要素を使用しており、従って免疫反応を生じ
させる危険がある。
本発明はここに、ターゲットを定めて遺伝子を調節的に発現し得る新規な構築
物を記載する。より特定的には本発明は、遺伝子を肝特異的に誘導発現し得る組
換えベクターを記載する。
本発明はまた、改善された調節レベルを有している新規なプロモーター構築物を
記載する。従って本発明は、in vivoまたはin vitroで遺伝子発
現を肝細胞にターゲッティングするため及びこの発現を調節するために特に有効
な手段を提供する。
本出願は特に、ヒトのアポリポタンパク質AIIの遺伝子のプロモーターの使
用に基づく。アポリポタンパク質AII(apoAII)は、高密度リポタンパ
ク質(HDL)の主要タンパク質成分の1つである。apoAIIは主として肝
臓で合成されるが、腸で合成されることを示唆する別の結果も得られている。ヒ
トのapoAIIの遺伝子はクローニングされ配列決定されている(Tsaoら
,J.Biol.Chem 260(1985)15222)。プロモーター領
域は転写開始コドンの上流に約1kbの長さで伸びている。プロモーター領域は
、ヌクレオチド−903から−680までの処に局在する調節要素と、中間領域
(ヌクレオチド−573から−255まで)及び近位領域(−126から−33
まで)の処に位置する多数の追加部位とを含む。核因子がプロモーターの近位及
び遠位の調節要素に結合したときに最適発現が得られる。
−911から+29までの残基から成るヒトのapoAIIの遺伝子のプロモ
ーターの配列を配列1によって示す。
apoAIIのプロモーターの調節メカニズムがヒト及び齧歯類で異なってい
ることは観察されていた。このプロモーターは、前者においてはフィブラートに
よって刺激され、後者においては阻害された。フィブラートは抗高脂血症薬とし
てしばしば使用される薬剤であり、化学的にはペルオキシソーム増殖物質のファ
ミリーに属しており、齧歯類に対してはペルオキシソームの増殖に関連した肝腫
脹を誘発する。フィブラートの作用は、活性化されたレセプター(PPAR:P
eroxisome Profirator Activated Recep
tor(ペルオキシソーム増殖物質活性化レセプター))によって介在される。
該レセプターは異なる4つの核レセプター(α、β、γ、δ)のグループから成
る。PPARは、PPRE(Peroxisome Profirator R
esponse Element(ペルオキシソーム増殖物質応答要素))と命
名された特異的応答要素に結合するホルモン性核レセプターのスーパーファミリ
ーに属している。PPREはβ酸化経路に関与する酵素をコードする多数の遺伝
子中で同定されており、こ
れらの酵素はフィブラートによって誘導され得ることが判明している。
出願人はここに、in vitro及びin vivoの双方で使用でき、フ
ィブラートによって誘導され得る肝特異的な遺伝子発現系を開発した。より特定
的には出願人は、肝向性を有しており、フィブラートによって誘導され、肝臓ま
たは肝細胞中で選択的に遺伝子を発現させ得るベクターを初めて構築した。出願
人はまた、ヒトapoAIIの遺伝子のプロモーターに由来し、誘導性及び性能
などの特性が改良された新規なプロモーターを構築した。
本発明の第一の目的は、分子を肝特異的に誘導発現させる組換えベクターを提
供することである。本発明のベクターの特徴は、ヒトのアポリポタンパク質AI
Iの遺伝子のプロモーターのコントロール下に配置された分子をコードする核酸
から成る発現カセットを含むことである。
特に好ましい実施態様によれば、組換えベクターは、ゲノムに挿入された発現
カセットを含むアデノウイルスに由来のウイルスベクターである。
このようなアデノウイルスが肝特異的に遺伝子を発現させ得
ること、この発現がフィブラートによってin vivoで強力に誘導され得る
こと、及び、得られた発現レベルは最も強力な構成的プロモーターによってこれ
までに記載された発現レベルと同等であることを出願人が実際に証明したことに
特に注目されたい。
本発明のウイルスが肝特異性を有するという表現は、これらのウイルスがin
vitro、ex vivoまたはin vivoの肝細胞中で極めて選択的
に遺伝子を発現し得ることを意味する。大多数の発現が肝細胞で観察される(好
ましくはトランスジーンを発現する細胞の80%以上、より好ましくは90%以
上が肝細胞である)ので、他の細胞組織または細胞型における非特異的発現も多
少は許容できる。特に、矛盾するような結果が観察されることもあった従来技術
と違って、本発明のウイルスは、腸内では検出可能な発現を全く誘導しないので
、顕著に高い選択性を示す。これは毒性遺伝子を導入し発現させる方法にとって
極めて重要である。このような毒性遺伝子に対しては極めて高いレベルの選択性
が要求されるからである。更に、前述のように、従来技術に記載された誘導系は
係数約5の平均誘導レベルを有している。実施例で得られた結果は、本発
明のアデノウイルスが係数約10の誘導レベルを有することを示す。誘導レベル
は、in vivoでデリバリーされる分子の量をコントロールするためにも極
めて重要である。免疫原性の分子または炎症性応答を生じ易い分子の場合には分
子の量の影響が大きいからである。また、生物学的効果を得るために高い濃度が
必要であるような分子を発現させる場合にも分子の量をコントロールすることが
極めて重要である。更に、本発明のベクターの極めて優れた別の特徴は高い発現
レベルが得られることである。これは、誘導系の欠点が中程度または低い発現レ
ベルしか得られないことにあるという定説を覆すものである。出願人は、最も強
力な構成的プロモーターによってこれまでに記録されたレベルと同等のin v
ivo発現レベルが本発明の系によって得られるという予想外の有利な結果を証
明した。従って本発明の系は、選択性、誘導性及び性能のすべてにおいて卓越し
た特性を与えることに成功した初めての系である。
本発明の特徴の1つは、ヒトのapoAIIの遺伝子のプロモーターを使用す
ることにある。本発明の別の特徴は、アデノウイルス由来のベクターを構築する
ことにある。本発明のベクターは、遺伝子導入、遺伝子接種、組織特異性、誘導
性及び性
能のすべてにおいて卓越した特性を有している。
好ましくは、本発明のウイルス中で使用されるプロモーターはapoAIIの
遺伝子のプロモーターの調節要素を含む。より特定的には、これらの要素はヒト
のapoAIIの遺伝子の−903から−680まで、−573から−255ま
で、及び、−126から−33までの処に局在している。特にこの点に関する変
形実施態様によれば、プロモーターはapoAIIの遺伝子の残基−911から
+29まで(配列1)を含む。
勿論、もっと短い形態またはもっと長い形態のプロモーターも使用できる。例
えば、プロモーターが3’側にapoAIIの遺伝子の転写開始部位(配列1の
+1)を含むことが重要である。逆に、このプロモーターはヌクレオチド+38
を起点とするapoAIIの遺伝子の第一イントロンを含まないのが好ましい。
従って好ましくは、使用されるフラグメントが、apoAIIの遺伝子の残基+
5と+35との間、より好ましくは+10と+30との間に存在する3’末端を
有している。5’末端に関して考察すると、肝臓で高い発現レベルを得るために
は肝性因子の結合部位の少なくとも一部分が保存されているのが好ましい。肝性
因子の結合部位はヌクレオチド−903から−
680までの処に局在する。従って、使用されるフラグメントがヌクレオチド−
903の上流に局在する5’末端を有しているのが好ましい。この末端は例えば
、−950から−910までの領域に局在し得る。また、クローニング容量のた
めには、小さいサイズのプロモーター領域を使用するのが有利である。従って、
−925から−910までの領域に局在する5’末端を有するフラグメントを使
用するのが好ましい。
本発明の有利な変形実施態様によれば、プロモーターは、ヌクレオチド−90
3から−680まで(または−903から−720まで)及び−126から−3
3までの処に局在する調節要素を含んでいるが、ヌクレオチド−573から−2
55までの処に局在する中間要素を含んでいない。特に好ましくは、使用される
プロモーターが残基−710と−150との間の領域に欠失を含む。特定例を挙
げると、有利なプロモーターは、残基−708から−210までの欠失によって
得られた配列1の変異体から成る。更に好ましくは、使用されるプロモーターは
、残基−670と−210との間の領域に欠失を含む。特定例を挙げると、有利
なプロモーターは、残基653から210までの欠失によって得られた配列1の
変異体から成る。
実施例で得られた結果は、アデノウイルスを使用した本発明の構築物が性能に
おいてもフィブラートによる誘導性においてもapoAIIの天然型プロモータ
ーよりも優れていることを実際に示す。従ってこれらの構築物は、調節特性の面
でも有利であり、また、プロモーター領域が短いのでベクターのクローニング容
量の面でも有利である。
別の実施態様によれば、本発明のアデノウイルスは、モチーフJの反復を含む
アポリポタンパク質AIIの遺伝子のプロモーターの変異体をプロモーターとし
て含んでいる。領域Jの増加は、フィブラートによるプロモーターの誘導性を増
進させ得るという利点も有している。領域Jは、配列TCAACCTTTACC
CTGGTAG(配列1で下線を付けた配列2)から成る。領域Jは、AIIの
プロモーター中のヌクレオチド−734から−716までの処に局在している。
出願人はここに、領域Jの処で修飾されたプロモーターを含む組換えウイルスを
構築した。これらのウイルスはin vitroでもin vivoでも同様に
遺伝子の導入及び発現に特に有利な特性を有している。
好ましくは、プロモーターは2〜5個のモチーフJを含む。
より好ましくは、プロモーターは3個のモチーフを含む。これらの変異体を構築
するために、モチーフJの反復をプロモーターの5’またはプロモーターの3’
に配置してもよく、あるいは、プロモーターの配列中の好ましくは天然型配列J
の処に挿入してもよい。更に、モチーフJの増加を前述のような欠失と共存させ
るのが有利である。これによって、遺伝子発現の性能及び調節に関してより改良
された特性をもつプロモーターが得られる。
これらの種々の構築物は当業者に公知の分子生物学の技術に従って作製され得
る。当業者は例えば、配列1を出発物質とし、適当な制限酵素を選択することに
よって種々の欠失を生じさせ得る。あるいは、誘発突然変異によってまたはPC
Rによる突然変異誘発によって欠失を生じさせてもよい。また、ヌクレオチドシ
ンセサイザーを用いて領域Jを人工的に合成し、PCRによってまたは適当な制
限酵素による開裂及び結合によってプロモーターに挿入または融合させてもよい
。これらの種々の方法は実施例で説明する。
上述のように、本発明のベクターの卓越した能力は、使用されるプロモーター
及びベクターの選択に由来する。アデノウイ
ルスを使用したプロモーターのin vivo機能が証明されたので、このよう
な高性能ベクターの作製が可能になった。
アデノウイルスは、約36kb(キロ塩基)のサイズの直鎖状二重鎖DNAを
もつウイルスである。アデノウイルスの種々の血清型が存在し、それらの構造及
び特性は多少の違いを有しているが、ほぼ同様の遺伝子編制を有している。特に
組換えアデノウイルスはヒト由来でも動物由来でもよい。ヒト由来のアデノウイ
ルスとしては、グループCに分類されるアデノウイルス、特にアデノウイルス2
型(Ad2)、5型(Ad5)、7型(Ad7)または12型(Ad12)が好
ましい。動物由来の種々のアデノウイルスのうちでは特に、イヌ由来のアデノウ
イルス、特にアデノウイルスCAV2の全部の菌株〔例えばマンハッタン株また
はA26/61株(ATCC VR−800)〕が好ましい。その他の動物由来
のアデノウイルスは、参照によって本発明に含まれる国際特許出願WO94/2
6914に詳細に引用されている。
アデノウイルスのゲノムは特に、各末端の逆方向反復配列(ITR)と、キャ
プシド形成配列(Psi)と、初期遺伝子と、後期遺伝子とを含む。主要な初期
遺伝子は領域E1、E2、
E3及びE4に含まれている。これらの遺伝子のうちの領域E1に含まれている
遺伝子がウイルス増殖に特に必要である。主要な後期遺伝子は領域L1〜L5に
含まれている。アデノウイルスAd5のゲノムはその完全配列が解読されており
、データベースでアクセスできる(特にGenebank M73260参照)
。また、他のアデノウイルス(Ad2、Ad7、Ad12など)でもゲノムの配
列が部分的にまたは完全に解読されている。
アデノウイルスを組換えベクターとして使用するために、種々の治療用遺伝子
を組込んだ種々のアデノウイルス構築物が作製されている。これらの構築物の各
々は、感染細胞中で複製できないようにアデノウイルスを修飾したものである。
例えば、ウイルス複製に必須の領域E1が欠失し、この領域の処にヘテロロガス
DNA配列が挿入された構築物が従来技術に記載されている(Levreroら
,Gene 101(1991)195;Gosh−Choudhuryら,G
ene 50(1986)161)。更に、ベクターの特性を改良するために、
アデノウイルスのゲノムに別の欠失または修飾を生じさせることが提案された。
例えば突然変異体ts125は、72k
DaのDNA結合性タンパク質(DBP)を失活させるような熱変性し易い点突
然変異が導入されたものである(Vander Vlietら,1975)。別
のベクターは、ウイルスの複製及び/または増殖に必須の別の領域、即ち領域E
4の欠失を含む。領域E4は、後期遺伝子の発現の調節、後期核RNAの安定、
宿主細胞のタンパク質の発現の減衰、ウイルスDNAの複製の効率に関与するか
らである。従って、領域E1及びE4が欠失したアデノウイルスベクターでは、
転写のバックグラウンドノイズ及びウイルス遺伝子の発現が極めて低減されてい
る。このようなベクターは例えば国際特許出願WO94/28152、WO95
/02697、WO96/22378に記載されている。更に、IVa2遺伝子
の処に修飾を有するベクターも記載されている(WO96/10088)。
本発明の好ましい実施態様では、組換えアデノウイルスはグループCのヒトア
デノウイルスである。より好ましくは、アデノウイルスAd2またはAd5であ
る。
本発明で使用される組換えアデノウイルスはそのゲノムの領域E1に欠失を含
むのが有利である。より特定的には、領域E1a及びE1bの欠失を含む。具体
的な例としては、(Ad5
のゲノムに関して)ヌクレオチド454−3328;382−3446または3
57−4020に関する欠失がある。
好ましい変形実施態様によれば、本発明で使用される組換えアデノウイルスは
更に、そのゲノムのE4領域に欠失を含む。特に領域E4の欠失は読取り枠全体
に影響を及ぼす。具体的な例としては、33466−35535または3309
3−35535の欠失がある。領域E4の別の種類の欠失は国際特許出願WO9
5/02697及びWO96/22378に記載されている。これらの特許出願
の記載内容は参照によって本発明に含まれるものとする。
発現カセットは組換えゲノムの種々の部位に挿入できる。発現カセットは欠失
配列に置換または付加して領域E1、E3またはE4の処に挿入できる。発現カ
セットはまた、ウイルスの産生に必要なシス配列(ITR配列及びキャプシド形
成配列)以外の任意の別の部位に挿入できる。
組換えアデノウイルスは、キャプシド形成細胞系、即ち、組換えアデノウイル
スのゲノムに欠損している1つまたは複数の機能をトランスに相補し得る細胞系
で産生され得る。これらの細胞系の1つは例えば、アデノウイルスのゲノムの一
部を組込
んだ293細胞系である。より詳細には、293細胞系は、左側ITRと、キャ
プシド形成領域と、領域E1aとE1bとから成る領域E1と、タンパク質pI
Xをコードする領域と、タンパク質pIVa2をコードする領域と、から成るア
デノウイルス血清型5(Ad5)のゲノムの左端(約11〜12%)を含むヒト
の腎胚細胞系である。この細胞系は、領域E1に関する欠陥組換えアデノウイル
ス、即ち、領域E1の全部または一部が欠失した組換えアデノウイルスをトラン
スに相補し、高い力価をもつウイルス株を産生し得る。この細胞系はまた、熱変
性し易い突然変異E2を更に含むウイルス株を許容温度(32℃)で産生し得る
。領域E1を相補し得る別の細胞系も記載されており、特に、ヒト肺癌細胞A5
49に基づく細胞系(WO94/28152)またはヒト網膜芽細胞に基づく細
胞系(Hun.Gen.Ther.(1996)215)が記載されている。更
に、アデノウイルスの複数の機能をトランスに相補し得る細胞系も記載されてい
る。特定例としては、領域E1及びE4を相補する細胞系(Yehら,J.Vi
rol.70(1996)559;Cancer Gen.Ther.2(19
95)322;Krougliakら,Hum.Gen.Gher.
6(1995)1575)、領域E1及びE2を相補する細胞系(WO94/2
8152、WO95/02697、WO95/27071)などがある。
組換えアデノウイルスは通常は、ウイルスDNAをキャプシド形成細胞系に導
入し、次いで約2日または3日後に(アデノウイルスのサイクル速度が24〜3
6時間なので)細胞を溶解させることによって産生される。方法を実施するため
に導入されるウイルスDNAは、任意に細菌(WO96/25506)または酵
母(WO95/03400)中で構築されて細胞にトランスフェクトされた完全
組換えウイルスゲノムでもよい。また、キャプシド形成細胞系を感染させるため
に使用された組換えウイルスでもよい。また、組換えウイルスゲノムの一部分と
相同ゾーンとを各々が含む複数のフラグメントの形態でウイルスDNAを導入し
、キャプシド形成細胞に導入後の種々のフラグメント間の相同組換えによって組
換えウイルスゲノムを復元してもよい。
細胞の溶解後、組換えウイルス粒子を塩化セシウム勾配遠心によって単離する
。代替し得る方法は参照によって本発明に含まれるフランス特許出願FR96/
08164に記載されてい
る。
肝向性を有する組換えベクターはまた、特に国際特許出願WO96/2627
0及びPCT/FR96/01414に記載されているようなプラスミド型の非
ウイルスベクターから構築され得る。
上述のように、本発明のベクターは、有益な分子を高レベルで肝特異的に調節
産生し得る。有益な分子は好ましくは治療用分子である。分子はタンパク質また
は核酸(tRNA、アンチセンスRNAなど)である。
特に好ましくは、治療用分子は血流中に分泌されるタンパク質である。その例
としては、酵素、血液誘導体、ホルモン、リンホカイン:インターロイキン、イ
ンターフェロン、TNFなど(FR9203120)、成長因子、神経伝達物質
またはその前駆体または合成酵素、栄養因子:BDNF、CNTF、NGF、I
GF、GMF、aFGF、bFGF、NT3、NT5など、アポリポタンパク質
:ApoAI、ApoAIV、ApoEなど(WO94/25073)、ジスト
ロフィンまたはミニジストロフィン(WO93/06223)、腫瘍抑制遺伝子
:p53、Rb、Rap1A、DCC、k−revなど(WO94
/24297)、血液凝固に関与する因子:VII因子、VIII因子、IX因
子などをコードする遺伝子、あるいは、天然または人造の免疫グロブリンの全部
または一部(Fab、ScFvなど、WO94/29446)がある。
タンパク質の分泌を確実にするためには、発現カセットが適当なシグナル配列
を含むのが有利である。特に、分泌されたタンパク質の天然シグナル配列が肝細
胞中で機能するならば、このシグナル配列が有利である。また、適当なヘテロロ
ガス配列でもよい。例えば、アポリポタンパク質AIのシグナル配列を使用し得
る。更に、カセットは一般に転写終了及びポリアデニル化のシグナルを示す特定
領域を3’に含んでいる。例えば、SV40ウイルスのポリA部位が使用される
。勿論、当業者はその平均的な専門知識の範囲内でこれらのシグナルを選択し得
る。
本発明はまた、上述のようなベクターを含む医薬組成物に関する。本発明の医
薬組成物は、外用、経口、非経口、鼻孔内、静注、筋肉内、皮下、眼内、経皮、
などの経路で投与される製剤の形態に調製できる。
好ましくは医薬組成物は、医薬として許容される注射剤用ビ
ヒクルを含有している。ビヒクルは特に、等張性の無菌の生理的塩類溶液(リン
酸一ナトリウム、リン酸二ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カ
ルシウムもしくは塩化マグネシウムなど、または、これらの塩の混合物)でもよ
く、または、必要に応じて滅菌水もしくは生理的血清を添加して注射可能な溶質
を復元し得る乾燥組成物、特に凍結乾燥組成物でもよい。その他の賦形剤として
例えばヒドロゲルを使用し得る。このヒドロゲルは、細胞障害性でない生体親和
性の任意の(ホモまたはヘテロ)ポリマーから調製できる。このようなポリマー
は例えば国際特許出願WO93/08845に記載されている。記載のポリマー
の幾つか、特にエチレンオキシド及び/またはプロピレンオキシドから得られた
ポリマーは市販されている。注射剤として使用されるウイルスの用量は種々のパ
ラメーター、特に、使用される投与形態、関連する疾病、発現させる遺伝子、あ
るいは、所望の治療期間などに応じて決定される。一般には、本発明の組換えア
デノウイルスを104〜1014pfu、好ましくは106〜1010pfuで
含む形態に製剤して投与する。pfu(“プラーク形成単位”)なる用語は、ア
デノウイルス溶液の感染能に相当し、適当な細胞培養物を感染させ通常は15
日後に感染細胞のプラークの数を測定することによって決定する。ウイルス溶液
のpfu力価の決定方法は文献に詳細に記載されている。
本発明のベクター(特にアデノウイルス)はまた、肝特異性を有するので肝臓
病の動物モデルの作製にも利用できる。
更に本発明はまた、上述のようなベクター(特にアデノウイルス)によって修
飾されたすべての細胞に関する。これらの細胞は組換えタンパク質のin vi
tro産生に使用し得る。これらの細胞はまた、国際特許出願WO95/147
85に記載の方法に従って生物の体内に移植され得る。これらの細胞は好ましく
は肝細胞である。
本発明の目的は更に、組換えタンパク質の産生方法を提供することである。方
法は、所望のタンパク質をコードする発現カセットを含むベクター、組換えアデ
ノウイルスまたは対応するウイルスゲノムを細胞集団に感染させるかまたはトラ
ンスフェクションする段階と、この組換え細胞集団を培養する段階と、産生され
たタンパク質を回収する段階とから成る。本発明方法を実施するためには、肝起
原の細胞を使用するのが有利である。これは樹立細胞系でもよくまたは一次培養
物でもよい。
本発明はまた、改良された発現特性を有するヒトのアポリポタンパク質AII
の遺伝子のプロモーターの新規な変異体に関する。本発明のこれらの変異体は特
に前述のようなモチーフJの反復を含む。これらの変異体は更に、天然型プロモ
ーターの残基−710から−150までの領域に欠失を有するのが有利である。
本発明はまた、アポリポタンパク質AIIのプロモーターの1つまたは複数の
モチーフJから成る調節領域と別のプロモーターに由来の肝特異的プロモーター
領域とを含むヒトのアポリポタンパク質AIIの遺伝子のプロモーターに由来の
肝特異的誘導プロモーターに関する。
好ましくは、肝特異的プロモーター領域はヒトのアポリポタンパク質AIIの
遺伝子のプロモーターとは異なる肝特異的プロモーターに由来する。好ましくは
このプロモーター領域は、血清アルブミンのプロモーター、アポリポタンパク質
AIのプロモーター、アポリポタンパク質Csのプロモーター、アポリポタンパ
ク質B100のプロモーター、フィブリノーゲンのガンマ鎖のプロモーター(J
BC 270(1995)28350)、ヒトのフェニルアラニンヒドロキシラ
ーゼの遺伝子のプ
ロモーター(PNAS 93(1996)728)、AMBPの遺伝子のプロモ
ーター(NAR 23(1995)395)、X因子の遺伝子のプロモーター(
JBC 271(1996)2323)、シトクロムP450 1A1のプロモ
ーター(PNAS 92(1995)11926)、B型肝炎のウイルスのプロ
モーター(Biol.Chem.377(1996)187)またはα−抗トリ
プシンのプロモーターから選択されたプロモーターから成る。使用されるプロモ
ーター領域は好ましくは、肝性発現に必要十分な領域(最小プロモーター)から
成る。この領域は一般に、TATAホックスを含み、引用の参考文献に示されて
いるような慣用の分子生物学の技術で調製される。例えば、X因子の遺伝子のプ
ロモーターの最初の209個の塩基対は肝性発現を与えるために十分である(J
BC、前出)。また、フィブリノーゲンのガンマ鎖のプロモーターの−20から
−23まで、−54から−57まで、及び、−66から−77までのフラグメン
トは、肝特異的発現を可能にする最小プロモーターを構成する。これらの領域を
前述の方法に従って実施例に示したように領域J(好ましくは1〜5)に接合さ
せることによって肝特異的誘導プロモーターを作製し得る。これらの
プロモーターは更に、発現レベルを向上させる“エンハンサー”型の調節配列を
追加の配列として含み得る。
肝特異的プロモーター領域はまた、エンハンサー要素に結合して肝特異的発現
を与える遍在性プロモーターから構成されてもよい。
この場合、肝特異性を与えるエンハンサー要素は、アポリポタンパク質E/C
−1(J.Biol.Chem.268(1993)8221−8229及びJ
.Biol.Chem.270(1995)22577−22585)、アルブ
ミンのエンハンサー(Gene therapy,3(1996)802−81
0)、トランスサイレチン(transthyretine)のエンハンサー(
Mol.Cell Biol.15(1995)1364−1376)、B型肝
炎ウイルスのエンハンサー(Biol.Chem.377(1996)187)
から選択されるか、または、HNF(肝性核因子)部位、孤立レセプターへの結
合部位、ステロイドホルモンに対するレセプター成分(Human gene
therapy,7(1996)159−171)などを含む人工エンハンサー
から選択され得る。
遍在性プロモーターは組織特異的でない任意のプロモーターである。特に、ウ
イルスプロモーターまたはドメスティック(“ハウスキーピング”)プロモータ
ーがある。ウイルスプロモーターとしては特に、SV40プロモーター(Mol
.Cell Biol 1982;2:1044−1051);ラウス肉腫ウイ
ルスRSVのLTR(PNAS USA 1982;79:6777−6781
);ヒトサイトメガロウイルスのCMV−IE(Gene 1986;45:1
01−105);モロニーマウス白血病ウイルスMoMLVのLTR(Gene
Therapy 1996;3:806−810)及びチミジンキナーゼ遺伝
子HSV−TKのプロモーター(Nucleic Acid Res 1980
;8:5949−5964)がある。ドメスティツクプロモーターとしては、ヒ
トの延長因子EF−1アルファ遺伝子のプロモーター(Gene 1993,1
34:307−308)、ニワトリのベータアクチン(Nucleic Aci
ds Res 1983;11:8287−8301)、マウスのRNAポリメ
ラーゼ11のPOL IIプロモーター(Mol Cell Biol 198
7;7:2012−2018)、ホスホグリセレートキナーゼPGK(G
ene 1987;61:291−298)、ヒストンH4(Mol Cell
Biol 1985;5:380−398)、ヒトのヒドロキシメチルグルタ
リルHMGのCoA:レダクターゼ(Mol Cell Biol 1987;
7:1881−1893)、ラットのヘキソキナーゼII、HK2(J.Bio
l.Chem.1995;270:16918−16925)及びプリオンPR
P(Virus genes 1992;6:343−356)がある。当業者に
公知の他の任意の遍在性プロモーターも使用できる。
肝特異的プロモーター領域は分子生物学で慣用の技術に従って遍在性プロモー
ターの全部またはその機能部分を上記のエンハンサー要素に結合させることによ
って得られる。特に、ヒトapoAIIのプロモーターの−737から−715
までの塩基を含む部位Jに対応するオリゴヌクレオチドを、pIC20HのBa
mHI/BglII部位にクローニングし(Gene1984;32:481−
485)、HindIIIで消化し、選択された遍在性プロモーター、例えばプ
ラスミドpBLCAT4(Nucl Acid Res 1987;15:54
90)中のチミジンキナーゼ(TK)のプロモーターの5’にサ
ブクローニングして、有益な遺伝子の上流に部位Jと遍在性プロモーターとを含
むベクターを作製し得る。肝性エンハンサーをプロモーターの5’またはポリア
デニル化部位の3’に付加してもよい。
これらの変異体は発現性能、組織特異性及び誘導性などの特性をすべて有して
おり、従って極めて有利である。これらの種々の変異体は前述及び実施例に後述
するように有益な遺伝子のin vitro及びin vivo発現のために使
用できる。
本発明はまた、上記のようなプロモーターのコントロール下の有益な遺伝子か
ら成る発現カセットを含む組換えベタターに関する。
本発明はまた、同時的または時差的に使用するための上記のような組換えベク
ターとPPARのアクチベーターとから成る組成物に関する。
組換えベクターは好ましくは土記のような組換えアデノウイルスを含み、PP
ARのアクチベーターは好ましくはPPARαのアクチベーターである。
特に好ましく使用されるPPARαのアクチベーターは、フィブラート、及び
、部位Jに結合している転写因子の発現を増
進させる任意の化合物である。
好ましいフィブラートとしては例えば、フィブリン酸とその類似体、特にジェ
ムフィブロジル(Atherosclerosis 114(1)(1995)
61)、ベザフィブラート(Hepatology 21(1995)1025
)、シプロフィブラート(BCE&M 9(4)(1995)825)、クロフ
ィブラート(Drug Safety 11(1994)301)、フェノフィ
ブラート(Fenofibrate Monograph,Oxford Cl
inical Communications,1995)、クリノフィブラー
ト(Kidney International.44(6)(1993)13
52)、ピリニキシン酸(Wy−14,643)、または、5,8,11,14
−エイコサテトラエン酸(ETYA)がある。これらの種々の化合物はin v
itroまたはin vivoの生物学的及び/または薬理学的使用に適合する
。
部位Jに結合している転写因子の発現を増進させる化合物としては例えば、R
XR及びHFN4の発現を活性化するレチノイドがある。
更に、本発明の組成物は複数のPPARアクチベーターを併存させて含むこと
ができ、特にフィブラートまたはフィブラート類似体とレチノイドとを併存させ
て含み得る。
上述のように、ベクター及びアクチベーターは同時使用されてもよくまたは時
差使用されてもよい。更に、これらは別々に包装されてもよい。好ましい実施態
様によれば、ベクターとアクチベーターとを別々に包装し時差的に使用する。特
に好ましくは、ベクターを先に使用し、PPARのアクチベーターを後で使用す
る。使用という用語は、ベクターまたはアタチベーターをin vitro、e
x vivoまたはin vivoの細胞に接触させることを意味する。in
vitroまたはex vivoの接触では、上記のような細胞集団をベクター
と共に(例えば106細胞あたり0.01〜1,000μgのベクター、即ち0
.1〜1,000のウイルス感染多重度(MOI))でインキュベートし、次い
でアクチベーター(通常は10−3mM〜10mM、好ましくは10μM〜50
0μMの濃度範囲)と共にインキュベートする。例えばトランスジェニック動物
を作製するためまたは有益な遺伝子を肝特異的に発現させるために行うin v
ivoの接触では一般に、ベクター
の投与(上記の条件下)及びアクチベーターの投与を順次に行う。この場合のア
クチベーターは例えば餌に混入させるか(特に動物の場合)またはゼラチンカプ
セルの形態で(ヒトの場合)経口投与し得る。動物に対する1日あたりの投与用
量は約0.01〜1%(重量/重量)、好ましくは0.2〜0.5%(重量/重
量)である。例えばマウスに対する典型的な1日あたりの投与用量は50mgで
ある。ヒトに対するフェノフィブラートの典型的な1日あたりの投与用量は10
0〜300mg、好ましくは約200mgであり、この用量は約15μg/ml
の血漿濃度に相当する(Vidal,1996)。更に、ベクター及び/または
アクチベーターの投与/インキュベーションを繰返して行ってもよい。
本発明を以下の実施例に基づいてより詳細に説明する。これらの実施例が本発
明の非限定的な代表例であることは理解されよう。図面の簡単な説明
図1は、apoAIIのプロモーター及び欠失形態の構造を示す。
図2は、領域Jの複製方法を示す。
図3は、5’に領域Jの複製を有しておりかつ任意に内部欠失を有しているa
poAIIのプロモーターの構造を示す。
図4は、内部に領域Jの複製を有しておりかつ任意に内部欠失を有しているa
poIIのプロモーターの構造を示す。
図5は、組換えアデノウイルスを表す。
図6は、組換えアデノウイルスのin vivoの誘導性及び性能を表す。分子生物学の汎用技術
プラスミドDNAの分取的抽出、プラスミドDNAの塩化セシウム勾配遠心、
アガロースケルまたはアクリルアミドゲル上の電気泳動、電気溶出によるDNA
フラグメントの精製、タンパク質のフェノールまたはフェノール/クロロホルム
抽出、塩培地中のDNAのエタノールまたはイソプロパノールによる沈殿、大周
菌の形質転換、などの分子生物学で慣用の方法は当業者に公知であり、文献にも
詳細に記載されている〔Maniatis T.ら,“Molecular Cl
oning,a Laboratory Manual”,Cold Spri
ng Harbor Laboratory,Cold Spring Har
bor,N.Y.,1982;Ausubel F.
M.ら(eds.),“Current Protocols in Molec
ular Biology”,John Wiley & Sons,New
York,1987〕。
pBR322、pUCの系統のプラスミド及びM13シリーズのファージは市
販されている(Bethesda Research Laboratorie
s)。結合のためには、アガロースゲルまたはアクリルアミドゲル電気泳動によ
ってDNAフラグメントをサイズに基づいて分離し、フェノールまたはフェノー
ル/クロロホルム混合物で抽出し、エタノール沈殿させ、次いで製造業者の指示
通りに用いたT4ファージのDNAリガーゼ(Biolabs)の存在下でイン
キュベートする。大脳菌のDNAポリメラーゼのクレノウフラグメント(Bio
labs)を製造業者の指示通りに用いて5’突出末端を埋め戻す。製造業者の
指示通りに用いたT4ファージのDNAポリメラーゼの存在下で3’突出末端を
破壊する。ヌクレアーゼS1による調節処理によって5’突出末端を破壊する。
合成オリゴデオキシヌクレオチドによるin vitroの突然変異誘発は、
Amershamによって販売されているキットを使用し、Taylorら〔N
ucleic Acids
Res.13(1985)8749−8764〕によって開発された方法に従っ
て行う。いわゆるPCR法〔Polymerase−catalyzed Ch
ain Reaction,Saiki R.K.ら,Science 230
(1985)1350−1354;Mullis K.B.& Faloona
F.A.,Meth.Enzym.155(1987)335−350〕によ
るDNAフラグメントの酵素増幅は、“DNAサーマルサイクラー”(Perk
in Elmer Cetus)を製造業者の指示通りに使用して行う。ヌクレ
オチド配列の確認は、Amer−shamによって販売されているキットを使用
し、Sangerらによって開発された方法〔Proc.Natl.Acad.
Sci.USA,74(1977)5463−5467〕によって行う。実施例 実施例1
:ヒトのアポリポタンパク質AIIの遺伝子のプロモーターのクローニング
この実施例は、ヒトapoAIIの遺伝子のプロモーターのクローニングを記
載する。勿論、このプロモーターをリクロー
ニングするために任意の他の技術を使用してもよい。更に、クローニングしたフ
ラグメントから慣用の分子生物学の技術によってもっと短い5’及び/または3
’の変形を作製することも可能である。1.1.−911/+29のフラグメントのクローニング
ヒトのアポリポタンパク質AIIのプロモーターをヒトのゲノムDNAからP
CRによってクローニングした。先ずプロモーターの5’にHindIII部位
を導入し次いで3’にBamHI部位を導入するプライマーATC GAA G
CT TCT GAT ATC TAT TTA ACT GAT(配列3)及
びCGT CTC TGT CCT TGG TGTCTG GAT CCA
TCG(配列4)は、−911位から+29位までのプロモーターをクローニン
グすることが可能であった。プロモーターの配列を配列決定によって確認し(配
列1)、転写活性を確認するためにHindIII−BamHIフラグメントを
ベクターpBLCAT5に導入する。1.2.−911/+160のフラグメントのクローニング
また、apoAIIの残基−911/+160のプロモーターを含むフラグメ
ントをゲノムバンクから入手し、ベクターp
BLCAT5にクローニングした。実施例2: AIIのプロモーターの変異体の構築 2.1.切断形態の作製
この実施例は、ヌクレオチド−903から−720まで及び−126から−3
3までの処に局在する調節要素の領域に内部欠失を含むapoAIIのプロモー
ターの変異体の構築を記載する。これらの変異体を実施例1に記載のフラグメン
ト−911/+29及び−911/+160から構築した。
フラグメント−911/+29または−911/+165の形態の完全プロモ
ーターを含むベクターpBLCAT5を出発物質とし、配列5’−GACTCT
AGATGTACCCCCTTA−3’(配列5)の−210/−198のオリ
ゴヌクレオチド及びCAT遺伝子の内部オリゴヌクレオチドをプライマーとして
用いたPCRによって−210から+29までまたは−210から−160まで
の領域が得られた。得られたフラグメントをプラスミドpBLCAT5にクロー
ニングして、プラスミド−210/+160AII−CAT及び−210/+2
9AII−CATを作製した。−911から−653までの遠
位領域(N−1)は、−911から+29までのフラグメントを酵素aluIで
消化することによって得られた。次に、得られたフラグメントをプラスミド−2
10/+160AII−CAT及び−210/+29AII−CATにクローニ
ングした。−911から−708までの遠位領域(N−J)は、配列5’−GG
AAGCTGCAGAGGCTTCTACCAG−3’(配列6)のオリゴヌク
レオチド−708/−722をプライマーとして用いたPCRによって得られた
。次に、得られたフラグメントをプラスミド−210/+160AII−CAT
及び−210/+29AII−CATにクローニングした。
プロモーターの構造を図1に示す。2.2.部位Jの複製
この実施例は、領域Jが反復されたAIIのプロモーターの変異体の構築を記
載する。
部位Jに対応する以下の2つのオリゴヌタレオチドをDNAシンセサイザーを
使用して合成した:
オリゴ1:5’−gatcctTCAACCTTTACCCTGGTAGa−3
’(配列7);及び
オリゴ2:5’−gatctCTACCAGGGTAAAGG
TTGAag−3’(配列8)。
これらのオリゴヌクレオチドは3’末端のBamHI部位及び5’末端のBg
lII部位を再生する。これらのオリゴヌクレオチドを一緒にハイブリダイズし
、得られたフラグメントをベクターpIC20HのBamHI−BglII部位
にクローニングした(図2)。得られたプラスミドpIC20H−Jを分析し、
挿入された部位Jのコピー数及び夫々の方向を判定した。
以下のプラスミド:
−部位Jの単一コピーを含むプラスミド;
−同じ方向の部位Jの2つのコピーを含むプラスミド;及び
−逆方向の部位Jの2つのコピーを含むプラスミド:
を選択した。。
5’に反復モチーフJを含むapoAIIのプロモーターの変異体を構築する
ために、上記のプラスミドに含まれているインサートをHindIIIフラグメ
ントの形態で切出し、apoAIIのプロモーターまたは実施例2.1.に記載
の変異体の5’のHindII部位の処にクローニングした。得られたプロモー
ターの構造を図3に示す。
反復モチーフJを内部に含むapoATIのプロモーターの変異体を構築する
ために、上記プラスミドに含まれているインサートを適当な制限フラグメントの
形態で切出し、次いでapoAIIのプロモーター(実施例1)または実施例2
.1.に記載の変異体中の、天然型プロモーターの天然型J領域と−126−3
3の調節領域との間の対応する部位の処にクローニングした。得られたプロモー
ターの構造を図4に示す。
最終構築物中の領域Jのコピー数をプラスミドの選択によって決定する。実施例3
:aoAIIのプロモーターの変異体の機能試験
肝細胞系としてHepG2細胞を用いたトランスフェクションによってプロモ
ーターの機能試験を実施した。非肝細胞系としてHela細胞を用いて対照実験
を行った。
HepG2細胞に対するトランスフェクションは、リン酸カルシウム沈殿法に
よって50〜60%の集密度で行った。
−被験プラスミドと、
−PPARα発現プラスミド(PBK−CMV−PPARα)または対応する
ブランクプラスミド(PBK−CMV)と、
−トランスフェクション効率の対照となる0.5μgのβ−gal発現プラス
ミド(CMV−β−Gal)と、
から成るプラスミド混合物で細胞をコトランスフェクトした。
どのトランスフェクションでもDNAの総量を同量にした。トランスフェクシ
ョンの4時間後、細胞をPBSバッファで洗浄し、次いでフィブラート(Wy−
14643、1μM)と共に24時間インキュベートする。次いで、Gorma
nらの方法(Mol.Cell.Biol.2(1982)1044)に従って
CAT活性を測定する。次いで結果を、β−Galの発現によって測定されたト
ランスフェクション効率に対する比として表す。
2組の実験で得られた結果を以下の表1及び2に示す。
表1:肝細胞に対するプロモーターの活性表2:肝細胞に対するプロモーターの活性 これらの結果は、プロモーター内部のモチーフJの複製がプロモーターの性能
を変化させないこと、及び、フィブラートによるプロモーターの誘導を極めて有
意に増進させることをはっきりと示す。
更に、Hela細胞で行った対照実験では、フィブラート及びPPARによる
誘導は全く観察されなかった。このことは、本発明のプロモーターがその組織特
異性を保存していることを示す。
従って、これらの結果は、本発明のプロモーターが高性能であり、高度に誘導
性であり、肝細胞特異的であることを示す。
更に、プロモーターphA−II N−I(J3);phA−II’N−I(J
3);phA−II N−J(J3);phA−II’N−J(J3);phA
−II N−I(J3i);phA−II’N−I(J3i);phA−II
N−J(J3i)及びphA−II’N−J(J3i)は天然型のapoAII
のプロモーターに比較してサイズが小さいという利点を有している。このため、
遺伝子の導入及び/または発現に用いられるベクター中のクローニング容量が大
きいという利点が得られる。実施例4
:肝特異的誘導アデノウイルスの構築
この実施例は、極めて高い発現レベルを与える肝特異的誘導アデノウイルスの
構築を記載する。これらのアデノウイルスは、in vitro、ex viv
oまたはin vivoの遺伝子発現に有用である。記載のアデノウイルスを血
清型Ad5から構築した。勿論他の任意の血清型を使用でき、特に血清型Ad2
、Ad7、Ad12及びCAV2を使用できる。ウイルスゲノムの左側部分を含
むシャトルベクターとウイルスゲノムの右側部分を含む直鎖化アデノウイルスD
NAとの相同組換えをパッケージング細胞系中で行わせることによってアデノウ
イルスを構築した。4.1.シャトルベクターの構築
構築されたシャトルベクターは、apoAIIのプロモーターと分泌分子:ア
ポリポタンパク質AI(apoAI)をコードする核酸とから成る発現カセット
を含む。このベクターは更に、ウイルスゲノムの左側部分、即ち、左側ITRと
組換え可能領域とを含む。
アデノウイルスの構築に使用できるシャトルベクターは、プラスミドpCO5
(WO96/22378)と、apoAIの
イントロンとapoAIのcDNAとをラットのアルブミンのプロモーターのコ
ントロール下に含むプラスミドpIC20H−Alb−U−AI−SV40と、
実施例1に記載のようなapoAIIのプロモーターまたは実施例2に記載の変
異体を含むプラスミドpBLAIICAT5とから構築した。
(a)pIC20H−Alb−U−AI−SV40の構築
2つのプライマーGCG GCC GCT TCG AGCAGA CAT
GAT AA(配列9)及びCGA TCTCAA GGG CAT CGG
TCG ACG G(配列10)は、SV40のポリアデニル化配列を後期方向
で増幅し得る。プライマー5’はこの配列の上流にNotI部位を導入し、プラ
イマー3’はNruI部位の半分を導入する。得られたPCRフラグメントをク
レノウで処理して平滑末端を作製し、SmaI及びNruIで開裂しておいたベ
クターpIC20HにNruI部位を再生する方向でクローニングする。得られ
たプラスミドをpIC20H−SV40と命名する。
アポリポタンパク質AIのミニジーンを含む構築物pXL2336は既に記載
されていた(WO94/25073)。PCRフラグメントをpXL2336か
らプライマ−GGG AT
C CGC TGG CTG CTT AGA GAC TGC(配列11)及
びGGC GGC CGC CGG GAA GGG GGG CGG CGG
(配列12)を用いて増幅する。これらのプライマー配列はそれそれ、ApoA
Iの第一エキソンの上流にBamHI、ApoAIのコーディング配列の下流に
NotI部位を導入する。
PCRフラグメントをpCRII(Invitrogen)にクローニングし
、その配列を確認する。apoAIのcDNA及び第一イントロンを含むBam
HI/NotIフラグメントを次に、プラスミドpIC20H−SV40の同じ
部位にクローニングして、プラスミドpIC20H−AI−SV40を作製する
。
次に、オリゴヌクレオチドCAC GTG CTT GTT CTT TTT
GCA GAA GCT CAG AAT AAA CGC TCA ACT
GTG GC(配列13)とCGT GGC CAC AGT TGA GC
G TTT ATT CTG AGC TTC TGC AAA AAG AA
C AAG CA(配列14)とを互いにハイブリタイズさせ、pIC20H−
AI−SV40のDsaI部位にクロー
ニングし、このクローニングによって作製されたPmlI部位がイントロン側に
存在し、DsaI部位が他端で再生されるようにする。これらのオリゴヌクレオ
チドは、βグロビンのメッセンジャ−RNAの5’非翻訳部分のフラグメントを
導入し得る。得られたプラスミドをpIC20H−U−AI−SV40と命名す
る。
最後に、F.Troncheら(Mol.Cel.Biol,1989,47
59−4766)によって記載されたラットのアルブミンのプロモーターをクレ
ノウで処理することによって得られたHindIII/BglIIフラグメント
を、BamHIで開裂し同じくクレノウで処理したプラスミドpIC20H−U
−AI−SV40に適正な方向でクローニングすることによってプラスミドpI
C20H−Alb−U−AT−SV40を作製した。
(b)シャトルベタターの構築
オリゴヌクレオチドCGT GGC AGG CAG CAG GAC GC
A CCT CCT TCT CGC AGT CTC TAA GCA GC
C TTC GAA GCA TG(配列15)及びCTT CGA AGG C
TG C
TT AGA GAC TGC GAG AAG GAG GTG CGT C
CT GCT GCC TGC CA(配列16)を互いにハイブリダイズさせ
、SphI付着末端とHpaII付着末端とを形成する。このフラグメントを、
ApoAIのcDNAを含むプラスミドpIC20HAlb−U−AI−SV4
0のフラグメントHpaII/DraII(476/1518)及び同じプラス
ミドのフラグメントDraIII/SphI(1518/239)と共に3成分
結合させる。得られたプラスミドをpXL2699と命名する。この構築によっ
て、apoAIのcDNA+イントロンから成るフラグメントの上流にClaI
と適合するBStBI部位が形成される。ApoAIのcDNAを含むpXL2
699のフラグメントBstBI/SalIを、ClaIとSalIとによって
開裂したプラスミドpCO5にクローニングする。得られたプラスミドをpCO
5−U−AI−SV40と命名する。
選択されたapoAIIのプロモーター(完全プロモーターまたは変異体)を
対応するプラスミドpBLAIICAT5からHindIII−BamHIフラ
グメントの形態で切出し、クレノウ処理後にプラスミドpCO5−U−AI−S
V40の
EcoRV部位にクローニングして、シャトルベクターpXLPromAII/
AIを作製する。この結果として以下のベクターが得られる。
シャトルベクター プロモーターの種類
これらのベクターを293細胞系またはCosl細胞系に一過性トランスフェ
クションすることによってヒトapoAIの発現を確認する。勿論、シャトルベ
クター中のヒトのアポリポタンパク質AIをコードする核酸を有益な分子をコー
ドする他の任意の核酸で容易に置換し得る。4.2.アデノウイルスの構築
一方のフラグメント(領域E1に欠失を有している実施例4.
1.に記載のシャトルベクター)が組換えウイルスのゲノムの左側部分を含み、
他方のフラグメント(任意に領域E4及び/またはE3に欠失を有している)が
組換えウイルスのゲノムの右側部分を含む2つのDNAフラグメントを適当な細
胞中でコトランスフェクションし、その後の相同組換えによってアデノウイルス
を作製した。
(a)領域E1に欠失をもつ欠陥アデノウイルスの構築
ウイルスAd−RSV−βGalのDNAとシャトルベクターpXL AII
/AIとのin vivo相同組換えを以下のプロトコルで行ってアデノウイル
スAd−AII/AIを作製した。BstXIによって直鎖化したシャトルベク
ターpXL AII/AIと酵素ClaIによって直鎖化したウイルスAd−R
SV−βGalのDNAとを、リン酸カルシウムの存在下で293細胞系にコト
ランスフェクトし、相同組換えを惹起した。得られた組換えアデノウイルスを次
に、プラーク精製によって選択した。単離後、組換えアデノウイルスのDNAを
293細胞系中で増幅させると、約1010pfu/mlの力価をもつ未精製の
組換え欠陥アデノウイルスを含む培養上清が得られる。ウイルス粒子を次に公知
の技術(特にGraham
ら,Virology 52(1973)456参照)に従って塩化セシウム勾
配遠心またはクロマトグラフィー(FR9608164)によって精製する。ア
デノウイルスAd−AII/ATは20%のグリセロール中で−80℃で保存で
きる。組換えゲノムの構造を図5に示す。
同じ方法を使用し、実施例4.1.に記載のシャトルベクターを出発材料とし
て種々の形態のプロモーターAITを担持するアデノウイルスを構築できる。
(b)領域E1及びE4に欠失をもつ欠陥アデノウイルスの構築
アデノウイルスのE1及びE4の機能をトランスに相補し得るIGRP2細胞
(Yehら,J.Virol.70(1996)559)に、BStX1で消化
した5mgのシャトルベクターと、酵素ClaIで消化した領域E4の機能的欠
失を含むウイルス(例えばAd2dl808、Ad5dl1004、Ad5dl
1007またはAd5dl1014)の10mgのDNAとをコトランスフェク
トする。細胞変性効果の出現後、IGRP2細胞上でプラークを形成させるため
に、固形培地で少なくとも2回の連続する平板培養サイクルを行ってウイルスを
精製する。所望のウイルスの感染(E1及びE4の双方の欠失を示すDNAの分
析)に対応するプラークを連続感染サイクルで増幅する。塩化セシウム勾配で精
製することによって高力価の原液を調製する。当業者に公知の慣用の技術によっ
てウイルスを−80℃で保存する。実施例5
:組換えアデノウイルスのin vivo活性
この実施例は、in vivo投与後の本発明のアデノウイルスの機能的特性
を記載する。
5×109pfuのウイルスAd(ApoAIIprom−ApoAI−SV
40)及びAd(RSV−ApoAI−bGH)をそれぞれ8匹及び3匹のマウ
スC57bl6に注射した。ウイルスAd(ApoAIIprom−ApoAI
−SV40)を注射したマウスのうちの4匹に対しては、フェノフィブラートを
0.5%(重量/重量)の割合で餌に混合して投与した。ヒトapoAI及びH
DL−コレステロールの血漿濃度を毎週測定した。得られた結果を図6に示す。
ウイルスAd(ApoAIIprom−ApoAI−SV40)を注射したマ
ウスではapoAIの血漿レベルは検出閾値(10mg/dl)を下回っていた
。しかしながら、ウイルス
Ad(ApoAIIprom−ApoAI−SV40)を注射しフェノフィブラ
ートで処理したマウスではapoAIの血漿レベルが81±0.17mg/dl
であり、ウイルスAd(RSV−ApoAI−bGH)を注射したマウスでは8
4±15mg/dlであった。これらの結果は、これらの条件下でapoAII
のプロモーターの誘導が少なくとも8倍になったことを示す。
HDL−コレステロールのレベルは、ウイルスAd(ApoAIIprom−
ApoAI−SV40)を注射したマウスでは変化していなかった(52±2m
g/dl)。このレベルは非処理動物と同じレベルである。これに反して、ウイ
ルスAd(RSV−ApoAI−bGH)を注射したマウス及びウイルスAd(
ApoAIIprom−ApoAI−SV40)を注射しフェノフイブラートで
処理したマウスではそれぞれ、7日後のHDL−コレステロールのレベルが88
±14mg/dl及び121±22mg/dlまで増加した(図6)。
これらの結果は、アデノウイルスを使用した本発明のプロモーターがin v
ivoで卓越した性能、誘導性、肝特異性などの特性を示すことを証明する。こ
れらの特性にアデノウイル
スの優れた遺伝子導入性が付加されるので、本発明のベクターは遺伝子を導入及
び発現するために極めて有利な性能を有している。
【手続補正書】特許法第184条の8第1項
【提出日】平成10年12月15日(1998.12.15)
【補正内容】
請求の範囲
1.分子を肝特異的に誘導発現させるための組換えベクターであって、ヒトのア
ポリポタンパタ質AIIの遺伝子のプロモーターのコントロール下に配置された
分子をコードする核酸から成る発現カセットを含むことを特徴とする組換えベク
ター。
2.プロモーターが、ヒトのアポリポタンパク質AIIの遺伝子のプロモーター
のヌクレオチド−903から−680まで、−573から−255まで、及び、
−126から−33までの処に局在する調節要素を含むことを特徴とする請求項
1に記載の組換えベクター。
3.プロモーターの3’末端が、apoAII遺伝子の残基+5と+35との間
、より好ましくは+10と+30との間に存在することを特徴とする請求項1ま
たは2に記載の組換えベクター。
4.プロモーターの5’末端が、apoAII遺伝子の残基−950から−90
5までの範囲、好ましくは−925から−910までの範囲に存在することを特
徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の組換えベクター。
5.プロモーターが配列1(残基−911から+29まで)を含むことを特徴と
する請求項1に記載の組換えベタター。
6.プロモーターが、ヒトのアポリポタンパク質AIIの遺伝子のプロモーター
のヌクレオチド−903から−680まで、または−903から−720まで、
及び、−126から−33までの処に局在する調節要素を含んでいるが、ヌクレ
オチド−573から−255までの処に局在する中間要素を含んでいないことを
特徴とする請求項1、3または4に記載の組換えベクター。
7.プロモーターが、残基−670と−210との間の領域に欠失、好ましくは
残基−653から−210までの欠失を含むことを特徴とする請求項6に記載の
組換えベタター。
8.プロモーターが、残基−710と−150との間の領域に欠失を含むことを
特徴とする請求項6に記載の組換えベクター。
9.プロモーターが、残基−708から−210までの欠失を含むことを特徴と
する請求項8に記載の組換えベクター。
10.プロモーターが、モチーフJの反復を含み、前記モチーフJが配列1また
は配列2に定義されていることを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記
載の組換えベクター。
11.プロモーターが、2〜5個のモチーフJを含むことを特徴とする請求項1
0に記載の組換えベクター。
12.モチーフJの反復がプロモーターの5’に配置されていることを特徴とす
る請求項10に記載の組換えベクター。
13.モチーフJの反復かプロモーターの3’に配置されていることを特徴とす
る請求項10に記載の組換えベクター。
14.モチーフJの反復かプロモーターの配列中に挿入されていることを特徴と
する請求項10に記載の組換えベクター。
15.プロモーターが、1つまたは複数のモチーフJと肝特異的プロモーター領
域とから成る調節領域を含むことを特徴とする請求項10に記載の組換えベクタ
ー。
16.肝特異的プロモーター領域が、血清アルブミンのプロモーター、アポリポ
タンパク質AIのプロモーター、アポリポタンパク質Csのプロモーター、アポ
リポタンパク質B100のプロモーター、フィブリノーゲンのガンマ鎖のプロモ
ーター、ヒトのフェニルアラニンヒドロキシラーゼの遺伝子のプロモーター、A
MBPの遺伝子のプロモーター、X因子の遺伝子のプロモーター及びα−抗トリ
プシンのプロモーターから選択された肝特異的プロモーターから成ることを特徴
とする請求項15
に記載の組換えベクター。
17.組換えアデノウイルスであることを特徴とする請求項1から16のいずれ
か一項に記載の組換えベクター。
18.そのゲノムの領域E1に欠失を含むことを特徴とする請求項17に記載の
組換えアデノウイルス。
19.領域E1a及びE1bの欠失を含むことを特徴とする請求項18に記載の
組換えアデノウイルス。
20.更に、そのゲノムの領域E4に欠失を含むことを特徴とする請求項18に
記載の組換えアデノウイルス。
21.領域E4内の欠失が読取り枠全体に影響を及ぼすことを特徴とする請求項
20に記載の組換えアデノウイルス。
22.発現カセットが欠失配列に置換して領域E1の処に挿入されていることを
特徴とする請求項18から21のいずれか一項に記載の組換えアデノウイルス。
23.発現カセットが欠失配列に置換して領域E4の処に挿入されていることを
特徴とする請求項18から21のいずれか一項に記載の組換えアデノウイルス。
24.発現カセットが領域E3の処に挿入されていることを特徴とする請求項1
8から21のいずれか一項に記載の組換えア
デノウイルス。
25.分子が治療用タンパク質であることを特徴とする請求項1に記載の組換え
ベクター。
26.治療用分子が血流中に分泌されるタンパタ質であることを特徴とする請求
項25に記載の組換えベクター。
27.治療用タンパタ質が、ホルモン、リンホカイン、成長因子、神経伝達物質
またはその前駆体または合成酵素、栄養因子、アポリポタンパク質、腫瘍抑制因
子、血液凝固に関与する因子から選択されることを特徴とする請求項25に記載
の組換えベクター。
28.ヒトのアポリポタンパク質AIIの遺伝子のプロモーターのコントロール
下に配置された有益分子をコードする核酸から成る発現カセットを含むアデノウ
イルスベクター。
29.配列1または配列2に定義されたモチーフJの反復を含むヒトのアポリポ
タンパク質AIIの遺伝子のプロモーターの変異体。
30.2〜5個のモチーフJを含むことを特徴とする請求項29に記載の変異体
。
31.追加のモチーフJがプロモーターの5’に配置されてい
ることを特徴とする請求項29または30に記載の変異体。
32.更に、天然型プロモーターの残基−710と−150との間の領域に欠失
を有することを特徴とする請求項29から31のいずれか一項に記載の変異体。
33.アポリポタンパク質AIIのプロモーターの1つまたは複数のモチーフJ
と別のプロモーターに由来の肝特異的プロモーター領域とから成る調節領域を含
み、前記モチーフJが配列1または配列2に定義されていることを特徴とするヒ
トのアポリポタンパク質AIIの遺伝子のプロモーターの変異体。
34.肝特異的プロモーター領域がヒトのアポリポタンパク質AIIの遺伝子の
プロモーターとは異なる肝特異的プロモーターから成ることを特徴とする請求項
33に記載の変異体。
35.肝特異的プロモーター領域が肝特異的発現を与えるエンハンサー要素に結
合した遍在性プロモーターから成ることを特徴とする請求項33に記載の変異体
。
36.請求項1から28のいずれか一項に記載のベクターによって修飾された細
胞。
37.請求項17に記載のアデノウイルスと医薬として許容されるビヒクルとか
ら成る医薬組成物。
38.所望のタンパク質をコードする発現カセットを含む請求項1に記載の組換
えベクターまたはウイルスゲノムを細胞集団に感染またはトランスフェクション
する段階と、
前記組換え細胞集団を培養する段階と、
産生された前記タンパク質を回収する段階とから成る所望の組換えタンパク質
の産生方法。
39.ヒト以外のトランスジェニック動物モデルを作製するための請求項17に
記載のアデノウイルスの使用。
40.同時使用または時差使用するための、請求項1から28のいずれか一項に
記載の組換えベクターとPPAR(ペルオキシソーム増殖物質活性化レセプター
)のアクチベーターとを含む組成物。
41.ベクターが請求項17に記載の組換えアデノウイルスであることを特徴と
する請求項40に記載の組成物。
42.PPARのアクチベーターがPPARαのアクチベーターであることを特
徴とする請求項40または41に記載の組成物。
43.PPARαのアクチベーターが、フィブラート及び部位Jに結合している
転写因子の発現を増進させる化合物から選択
されることを特徴とする請求項42に記載の組成物。
44.フィブラートが、フィブリン酸、ジェムフィブロジル、ベザフィブラート
、シプロフィブラート、クロフィブラート、フェノフィブラート、クリノフィブ
ラートから選択されることを特徴とする請求項43に記載の組成物。
─────────────────────────────────────────────────────
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,AU,BA
,BB,BG,BR,CA,CN,CU,CZ,EE,
GE,GH,HU,ID,IL,IS,JP,KP,K
R,LC,LK,LR,LT,LV,MG,MK,MN
,MX,NO,NZ,PL,RO,RU,SG,SI,
SK,SL,TR,TT,UA,US,UZ,VN,Y
U,ZW
(72)発明者 ブラネレク,デイデイエ
フランス国、エフ―94210・ラ・バレン
ヌ・サン―イレール、アブニユ・ドウ・セ
バストポル、39
(72)発明者 デネフル,パトリス
フランス国、エフ―94100・サン・モー、
アブニユ・デ・フユズイエ・ドウ・シヤト
ーブリアン、45
(72)発明者 ドユベルジエ,ニコラ
フランス国、エフ―75010・パリ、リユ・
マルテル、1
(72)発明者 ベルトウ,ロランス
フランス国、エフ―75013・パリ、アレ・
ドユ・パルク・ドウ・シヨワズイ、5
(72)発明者 オベルクス,ジヨアン
フランス国、エフ―59178・ミロンゴス、
ルート・ドウ・アスノン、60
(72)発明者 スタル,バール
ベルギー国、ベー―7972・クボカン、リ
ユ・ジ・ボテイエ、41
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.分子を肝特異的に誘導発現させるための組換えベクターであって、ヒトのア ポリポタンパク質AIIの遺伝子のプロモーターのコントロール下に配置された 分子をコードする核酸から成る発現カセットを含むことを特徴とする組換えベク ター。 2.プロモーターが、ヒトのアポリポタンパク質AIIの遺伝子のプロモーター のヌクレオチド−903から−680まで、−573から−255まで、及び、 −126から−33までの処に局在する調節要素を含むことを特徴とする請求項 1に記載の組換えベクター。 3.プロモーターの3’末端が、apoAII遺伝子の残基+5と+35との間 、より好ましくは+10と+30との間に存在することを特徴とする請求項1ま たは2に記載の組換えベクター。 4.プロモーターの5’末端が、apoAII遺伝子の残基−950から−90 5までの範囲、好ましくは−925から−910までの範囲に存在することを特 徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の組換えベクター。 5.プロモーターが配列1(残基−911から+29まで)を含むことを特徴と する請求項1に記載の組換えベクター。 6.プロモーターが、ヒトのアポリポタンパク質AIIの遺伝子のプロモーター のヌクレオチド−903から−680まで、または−903から−720まで、 及び、−126から−33までの処に局在する調節要素を含んでいるが、ヌクレ オチド−573から−255までの処に局在する中間要素を含んでいないことを 特徴とする請求項1、3または4に記載の組換えベクター。 7.プロモーターが、残基−670と−210との間の領域に欠失、好ましくは 残基−653から−210までの欠失を含むことを特徴とする請求項6に記載の 組換えベクター。 8.プロモーターが、残基−710と−150との間の領域に欠失を含むことを 特徴とする請求項6に記載の組換えベクター。 9.プロモーターが、残基−708から−210までの欠失を含むことを特徴と する請求項8に記載の組換えベクター。 10.プロモーターが、モチーフJの反復を含むことを特徴とする請求項1から 9のいずれか一項に記載の組換えベクター。 11.プロモーターが、2〜5個のモチーフJを含むことを特 徴とする請求項10に記載の組換えベクター。 12.モチーフJの反復がプロモーターの5’に配置されていることを特徴とす る請求項10に記載の組換えベクター。 13.モチーフJの反復がプロモーターの3’に配置されていることを特徴とす る請求項10に記載の組換えベクター。 14.モチーフJの反復がプロモーターの配列中に挿入されていることを特徴と する請求項10に記載の組換えベクター。 15.プロモーターが、1つまたは複数のモチーフJと肝特異的プロモーター領 域とから成る調節領域を含むことを特徴とする請求項10に記載の組換えベクタ ー。 16.肝特異的プロモーター領域が、血清アルブミンのプロモーター、アポリポ タンパク質AIのプロモーター、アポリポタンパク質Csのプロモーター、アポ リポタンパク質B100のプロモーター、フィブリノーゲンのガンマ鎖のプロモ ーター、ヒトのフェニルアラニンヒドロキシラーゼの遺伝子のプロモーター、A MBPの遺伝子のプロモーター、X因子の遺伝子のプロモーター及びα−抗トリ プシンのプロモーターから選択された肝特異的プロモーターから成ることを特徴 とする請求項15に記載の組換えベクター。 17.組換えアデノウイルスであることを特徴とする請求項1から16のいずれ か一項に記載の組換えベクター。 18.そのゲノムの領域E1に欠失を含むことを特徴とする請求項17に記載の 組換えアデノウイルス。 19.領域E1a及びE1bの欠失を含むことを特徴とする請求項18に記載の 組換えアデノウイルス。 20.更に、そのゲノムの領域E4に欠失を含むことを特徴とする請求項18に 記載の組換えアデノウイルス。 21.領域E4内の欠失が読取り枠全体に影響を及ぼすことを特徴とする請求項 20に記載の組換えアデノウイルス。 22.発現カセットが欠失配列に置換して領域E1の処に挿入されていることを 特徴とする請求項18から21のいすれか一項に記載の組換えアデノウイルス。 23.発現カセットが欠失配列に置換して領域E4の処に挿入されていることを 特徴とする請求項18から21のいずれか一項に記載の組換えアデノウイルス。 24.発現カセットが領域E3の処に挿入されていることを特徴とする請求項1 8から21のいずれか一項に記載の組換えアデノウイルス。 25.分子が治療用タンパク質であることを特徴とする請求項1に記載の組換え ベクター。 26.治療用分子が血流中に分泌されるタンパク質であることを特徴とする請求 項25に記載の組換えベクター。 27.治療用タンパク質が、ホルモン、リンホカイン、成長因子、神経伝達物質 またはその前駆体または合成酵素、栄養因子、アポリポタンパク質、腫瘍抑制因 子、血液凝固に関与する因子から選択されることを特徴とする請求項25に記載 の組換えベクター。 28.ヒトのアポリポタンパク質AIIの遺伝子のプロモーターのコントロール 下に配置された有益分子をコードする核酸から成る発現カセットを含むアデノウ イルスベクター。 29.モチーフJの反復を含むヒトのアポリポタンパク質AIIの遺伝子のプロ モーターの変異体。 30.2〜5個のモチーフJを含むことを特徴とする請求項29に記載の変異体 。 31.追加のモチーフJがプロモーターの5’に配置されていることを特徴とす る請求項29または30に記載の変異体。 32.更に、天然型プロモーターの残基−710と−150と の間の領域に欠失を有することを特徴とする請求項29から31のいずれか一項 に記載の変異体。 33.アポリポタンパク質AIIのプロモーターの1つまたは複数のモチーフJ と別のプロモーターに由来の肝特異的プロモーター領域とから成る調節領域を含 むことを特徴とするヒトのアポリポタンパク質AIIの遺伝子のプロモーターの 変異体。 34.肝特異的プロモーター領域がヒトのアポリポタンパク質AIIの遺伝子の プロモーターとは異なる肝特異的プロモーターから成ることを特徴とする請求項 33に記載の変異体。 35.肝特異的プロモーター領域が肝特異的発現を与えるエンハンサー要素に結 合した遍在性プロモーターから成ることを特徴とする請求項33に記載の変異体 。 36.請求項1から28のいずれか一項に記載のベクターによって修飾された細 胞。 37.請求項17に記載のアデノウイルスと医薬として許容されるビヒクルとか ら成る医薬組成物。 38.所望のタンパク質をコードする発現カセットを含む請求項1に記載の組換 えベクターまたはウイルスゲノムを細胞集団に感染またはトランスフェクション する段階と、 前記組換え細胞集団を培養する段階と、 産生された前記タンパク質を回収する段階とから成る所望の組換えタンパク質 の産生方法。 39.ヒト以外のトランスジェニック動物モデルを作製するための請求項17に 記載のアデノウイルスの使用。 40.同時使用または時差使用するための、請求項1から28のいずれか一項に 記載の組換えベクターとPPARのアクチベーターとを含む組成物。 41.ベクターが請求項17に記載の組換えアデノウイルスであることを特徴と する請求項40に記載の組成物。 42.PPARのアクチベーターがPPARαのアクチベーターであることを特 徴とする請求項40または41に記載の組成物。 43.PPARαのアクチベーターが、フィブラート及び部位Jに結合している 転写因子の発現を増進させる化合物から選択されることを特徴とする請求項42 に記載の組成物。 44.フィブラートが、フィブリン酸、ジェムフィブロジル、ベザフィブラート 、シプロフィブラート、クロフィブラート、フェノフィブラート、クリノフィブ ラートから選択されること を特徴とする請求項43に記載の組成物。
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