JP2001510028A - p27およびその融合物で血管増殖性疾患を処置する方法 - Google Patents
p27およびその融合物で血管増殖性疾患を処置する方法Info
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Abstract
Description
患を処置または予防するための方法を提供する。
ならびに結合組織形成によって特徴づけられる。血管平滑筋細胞(VSMC)が
マイトジェンシグナルに応じて増殖するメカニズムは、十分に記載される;しか
し、VSMCを細胞周期のG1期中に増殖状態から非増殖状態へ移動させる細胞
性遺伝子産物の役割は、十分に理解されていない。
触媒されることは公知である(P.Nurs,(1990)Nature 34
4,503−508;L.Hartwellら,(1974)Science
183,46−51)。多くの細胞では、細胞周期のG1を通過して、そしてS
期へ入ることは、サイクリン/サイクリン依存性キナーゼ複合体(CDK)、主
としてサイクリンD−cdk4,6およびサイクリンE−cdk2の結合および
活性化を必要とする(C.J.Sherr,(1994)Cell 79,55
1;C.J.Sherr(1996)Science 274,1672)。
性および網膜芽細胞腫(Rb)のリン酸化を阻害し、G1/S増殖停止を生じる
天然に存在する遺伝子産物である(D.O.Morgan,Nature 19
95,374:171;C.J.SherrおよびJ.M.Roberts,G
enes.Dev.1995,9:1149)。CDK調節に直接関与するCK
Iは、p21cip1/Waf1(Y.Xiongら,Nature 1993,366 :701;J.W.Harperら,Cell 1993,75:805)、p
27Kip1(H.Pyoshima,T.Hunter,Cell 1994,7
8:67;K.Polyakら,Cell 1994,78:59;S.Coa
tsら,Science 1996,272:877)、およびp16/p15 INKN (M.Serranoら,Nature 1993,366:704)であ
る。
に焦点を絞った。例えば、PCT公開公報第WO95/18824号(出願人S
loan−Kettering Institute For Cancer
Research)は、p27がサイクリンE−Cdk2複合体の活性化を阻害
する能力を調節し得る薬剤を同定する方法を記載する。このPCT公開公報は、
さらに、これらの薬剤を使用する、ガンおよび過形成のような、過増殖性障害と
診断された被験体を処置する方法を提供する。このような薬剤は、タンパク質と
非タンパク質部分の両方であり得る。不運にも、アテローム性硬化症、血管形成
、および再狭窄を含む、心臓血管疾患におけるCKIの関与は、十分に研究され
ていない。
用される多くの方法がある。利用可能な治療に関連する主な問題が、殺傷される
必要がある増殖する細胞へ阻害剤を標的することについて生じる。標的すること
は、伝統的に、抗体とカップリングした化学または放射線治療剤を使用して試み
られている。より最近には、特定の細胞タイプに有害な遺伝子産物を提供するこ
とによって増殖する細胞を標的する、遺伝子治療アプローチが、使用されている
。これらの遺伝子産物をコードする遺伝子は、自殺遺伝子として公知である。こ
の遺伝子産物は、部位特異的に点滴注入されるか、特異的細胞を標的するベクタ
ーを使用して特異的細胞で発現されるか、または細胞タイプ特異的プロモーター
の制御下で発現されるかのいずれかである。
使用される自殺遺伝子である。TKは、細胞酵素によって後に三リン酸形態にリ
ン酸化されるグアノシンアナログのガンシクロビル(GCV)およびアシクロビ
ル(ACV)を、効率的にリン酸化する。これらの最終産物は、増殖するDNA
鎖に組み込まれ、伸長停止(ACV)またはDNA合成における激しい減速(G
CV)を生じる。死は、通常、アポトーシスのような、いくつかの細胞株におい
て同定されたメカニズムを介して生じる。細胞死を引き起こすメカニズムは知ら
れていない。GCVの場合には、DNAポリメラーゼ阻害のレベル以外での他の
作用が存在し得る。なぜなら、GCVによる変異体ウイルスDNAポリメラーゼ
の阻害とGCVの存在下でのこれらの変異体の増殖との間で相互関係が観察され
ないからである。
づけたバイスタンダー効果である。2つのメカニズムが、この現象を説明するた
めに提案されている。1993年に、Freemanおよび共同研究者らは、バ
イスタンダー細胞によるリン酸化されたGCVの取り込みが、TK形質導入され
た細胞から生じ、そして毒性薬物を含む、アポトーシス小胞のエンドサイトーシ
スによって生じると仮定した。しかし、増加している証拠は、バイスタンダー効
果が、ギャップ接合部細胞間連絡によって媒介され、そしてリン酸化されたガン
シクロビルをTK+からTK-細胞へ移動させることを示唆する。1995年に、
細胞カップリングを定量するためにフローサイトメトリーアッセイを使用して、
Fickおよび共同研究者らは、GCV処置中のバイスタンダー腫瘍細胞傷害性
が、ギャップ接合部媒介性のカップリングの程度と非常に相互関係することを見
いだした。バイスタンダー効果を通常は全く示さない、TKを発現するneur
o−2aマウス神経芽腫細胞株では、コネキシン−43のアデノウイルス媒介性
の過剰発現は、バイスタンダー効果媒介性の細胞殺傷を与えることを示した。
適用されている(Plautzら,Circulation 1991,83:
578;Ohnoら,Science 1994,265:781)。しかし、
インビボでの遺伝子送達の効率は、非常に低いままであり、そして他のレベルで
のTK媒介性の殺傷の増強が考慮されなければならない。TK媒介性の腫瘍抑制
および免疫系を連結するための試みにおいて、HSV−TKおよびインターロイ
キン−2遺伝子の両方を有するレトロウイルスベクターを構築した。しかし、ラ
ット9L神経膠肉腫モデルを使用して、このベクターでの腫瘍撲滅の増強は全く
観察されなかった。
予防する方法を提供することである。
供する。
する方法を提供する。
提供する。
脈で機能することを、現在見いだしている。発明者らは、p27発現および過剰
発現が、インビボでの血管平滑筋細胞増殖の阻害を生じるために十分であるとい
う最初の直接的証拠を提供する。したがって、本発明は、冠状動脈および末梢の
再狭窄を含む血管増殖性疾患を処置するために、抗増殖性遺伝子としてのp27
遺伝子の使用に関する。
。TKの作用のメカニズムは、DNA複製のレベルであるようなので、細胞の増
殖を停止することは、TK−GCV媒介性の殺傷に対して、細胞を一時的に不感
受性にし、細胞の寿命およびTK発現の期間を延長し、それによってリン酸化さ
れたGCVのバイスタンダー細胞への移動を増加させる。
をその必要のある患者に投与する工程を包含する、血管増殖性疾患を処置する方
法を提供する。
。このタンパク質をコードするどのDNAも、本発明に従って使用され得る。p
27をコードするcDNAは、PCT公開公報第WO95/18824号、PC
T公開公報WO96/02140(出願人:Sloan−Kettering
Institute For Cancer Research)、Toyos
himaら(Cell 1994,78:67−74)、およびPolyakら
(Cell 1994,78:59−66)に記載される。本明細書で使用され
る場合、「p27」とは、天然のままのp27ならびにその変異したp27およ
び融合タンパク質の両方をいう。
生型p27とは異なる少なくとも1つのアミノ酸を有するポリペプチドを含む。
変異したp27と野生型p27との間のアミノ酸の差は、1つ以上のアミノ酸の
置換、1つ以上のアミノ酸の欠失、または1つ以上のアミノ酸の付加であり得る
。変異に好ましい部位は、最後の4つのカルボキシ末端アミノ酸残基またはタン
パク質をコードするDNAの3’末端の最後の12塩基対を含む。好ましくは、
塩基対は、DNAのその末端の制限エンドヌクレアーゼ部位を導入するように操
作される。
間接的に活性化する第2のポリペプチドに作動可能に連結される。第1および第
2のポリペプチドを作動可能に連結するために、代表的には、第1および第2の
ポリペプチドをコードするヌクレオチド配列は、融合タンパク質をコードするキ
メラ遺伝子を生成するために互いにインフレームに連結されるが、第1および第
2のポリペプチドは、各ポリペプチドの機能を維持する他の手段によって作動可
能に連結され得る(例えば、化学的に架橋される)。
leic Acids Res.1980,8:5949;Mansourら,
Nature 1988,336:348−352)、β−ガラクトシダーゼ、
p16(Chanら,Mol.Cell.Biol.1995,15:2682
−2688;Guanら,Genes & Dev.1994,8:2939−
2952)、p21(Harperら,Cell 1993,75:805;X
iongら,Nature 1993,366:701)、p57(Leeら,
Genes & Dev.1995,9:639−649;Matsuokaら
,Genes & Dev.1995,9:650−662)、網膜芽細胞腫(
Rb)(Changら,Science 1995,267:518を参照のこ
と)またはその変異体(例えば、Hamelら,Mol.Cell.Biol.
1992,12:3431を参照のこと)、シトシンデアミナーゼ(WO942
8143;Wangら,Can.Soc.Petrol.Geol.Mem.1
988,14:71)、一酸化窒素、および一酸化窒素シンターゼからなる群よ
り選択され得る。
ターが挙げられる。有用な真核生物ベクターには、pRcRSVおよびpRcC
MVが挙げられる。好ましくは、ウイルスベクターが使用される。
とに非常に効率的であるとして示されている。例えば、Crystal,Am.
J.Med.1992,92(6A):44S−52S;Lemarchand
ら,Proc.Nat’l Acad.Sci.USA 1992,89(14
):6482−6486を参照のこと。好ましくは、複製および形質転換の損な
われた能力を有するレトロウイルスベクターが使用される。本発明による有用な
p21を発現する適切なウイルスベクターには、Davidsonら,Natu
re Gen.1993,3:219に記載されるようなアデノウイルスベクタ
ーpAd−BghVIと組み合わせたAd5−360が挙げられる。好ましくは
、アデノウイルスベクターが使用される。
re Gen.1993,3:219に記載されるADV;あるいは、タイプ7
001、またはタイプ1もしくは12を含む、他のアデノウイルスタイプ(Ya
ngら,Nat.Med.1995,1:1052およびOhnoら,Scie
nce 1994,265:781に記載されるような)が挙げられる。
itsch,およびManiatis「Molecular Cloning,
A Laboratory Manual」(第2版):pp.E5(Cold Sapring Harbor Press,Cold Spring Ha
rbor,N.Y.,1989)(その開示は、参考として本明細書に援用され
る)に記載のような従来の組換え技法を使用して細胞トランスフェクションのた
めに使用され得る。あるいは、発現ベクターは、Davidosonら,Nat
ure Gen.1993,3:219−223またはLemarchandら
,Proc.Nat’l Acad.Sci.USA 1992,89(14)
:6482−6486に記載のような相同組換え技法を使用して調製され得る。
メント、ならびに抗生物質耐性遺伝子のような選択マーカーをさらに含み得る。
または独立の調節下に、他の治療的に有用な遺伝子を含み得る。
任意の挿入された構築物を含むそのDNAを発現することが、十分に確立される
。例えば、Yoshimuraら,J.Biol.Chem.1993,268
(4):2300−2303;Crystal,Am.J.Med.1992,
92(6A):445−525;Lemarchandら,Proc.Nat’
l Acad.Sci.USA 1992,89(14);6484−6486
を参照のこと(これらの開示は参考として本明細書に援用される)。
質を送達するために使用され得ることもまた理解される。主として、リポソーム
およびDNA結合体の使用を含むこれらの技法は、上記の発現ベクターによって
提供されるものと同様の送達収量を提供すると予測される。すなわち、発現ベク
ターを介してp27遺伝子を発現することよりもむしろ、リポソームにおいてp
27をコードする遺伝子の治療量を組み込むこともまた可能である。
大きな見込みを示しており、そしてまた本発明における使用について考慮される
。Yoshimuraら,J.Biol.Chem.1993,268(4):
2300−2303。
公知である。例えば、薬学的または他の生物学的に活性な薬剤は、効果的にリポ
ソームに組み込まれそして細胞へ送達されている。したがって、本発明による構
築物はまた、リポソーム中に適切に形成されそして選択された組織に送達され得
る。LIPOFECTIN(Life Technologies,Inc.,
Bethesda,Md.)の商標のもとに利用可能なような、カチオン性脂質
から調製されたリポソームが好ましい。リポソームに基づく処置が特に興味を引
くのは、リポソームが、比較的安定でありそして系からの移動またはその代謝の
前に比較的長い寿命を有するという事実である。さらに、リポソームは、大きな
免疫応答を生じない。
ターは、リポソームに組み込まれ、そして特定の組織への構築物の送達に使用さ
れる。リポソームは、細胞をトランスフェクトしそして細胞が発現をするように
なり、最終的にはp27タンパク質を生成することにおいて、構築物を補助する
。
容可能なキャリアである。遺伝子を投与するために、適切なベクターおよびキャ
リアは、p27の改良された発現を提供するために処方物中に組み込まれ得る。
あるならば、上記の処方物のいずれかは、ウイルスベクターでの処置に適切であ
り得る。
する。従来の組換えDNA技法を使用して遺伝子の調節エレメントを改変するこ
とによってか、または投与された遺伝子力価の量を変更することによって、p2
7発現の量は、患者の必要に対して調節され得る。代表的には、処置されるべき
細胞当たり約50ウイルスベクターを送達することが所望される。アデノウイル
スでは、処方物は、一般に、1ml当たりおよそ1010ウイルス感染単位を含む
べきである。レトロウイルスでは、わずかに異なる力価が適用可能であり得る。
Wooら,Enzyme 1987,38:207−213を参照のこと。適切
な投与量レベルを決定することにおけるさらなる援助は、Kayら,Hum.G
ene Ther.1992,3:641−647;Liuら,Somat.C
ell Molec.Genet.1992,18:89−96;およびLed
leyら,Hum.Gene Ther.1991,2:331−358に見い
だされ得る。
成物の投与は、種々の方法によって行われ得る。本発明の組成物は、好ましくは
、組織への発現ベクター(またはこれを含むリポソーム)の直接注入によってか
、またはU.S.5,328,470に記載のような血管壁へのバルーンカテー
テル移植によって投与される。より少ない好ましい実施態様では、患者からの細
胞が収集され、インビトロでp27で形質転換され、そしてその患者に戻され得
る。
得る。遺伝子治療の一般的アプローチは、導入された遺伝物質によってコードさ
れる1つ以上の遺伝子産物が、細胞で産生されて機能的活性を回復または増強す
るような、細胞への核酸の導入を包含する。遺伝子治療アプローチについての総
説については、W.F.Anderson,Science 1992,256
:808−813;A.D.Miller,Nature 1992,357:
455−460;Friedmann,T.,Science 1989,24
4:1275−1281;およびD.Cournoyerら,Curr.Opi
n.Biotech.1990,1:196−208を参照のこと。
膜平滑筋細胞増殖によって特徴づけられる。血管増殖性疾患の例には、アテロー
ム性硬化症、血管形成、および再狭窄が挙げられる。
した脂質沈着物によって特徴づけられるアテローム性硬化症である。アテローム
性硬化症は、動脈を裏打ちする細胞が、高血圧、喫煙、環境中の毒性物質、およ
び他の薬剤の結果として傷害を受ける場合に発動する多段階プロセスである。こ
の疾患は、高密度リポタンパク質が動脈傷害部位に蓄積しそして血小板がこの脂
肪コアを覆う線維性キャップを形成するように作用する場合に、プラーク構築に
よって特徴づけられる。
き得る炎症応答を誘導する。インビボでこのプロセスを刺激するいくつかの因子
が定義されているが、応答を限定することにおける特定の細胞性遺伝子産物の役
割は、十分に理解されていない。発明者らは、現在、p27が、増殖性応答をバ
ルーンカテーテル損傷に限定するように作用することを見いだしている。血管内
皮および平滑筋細胞増殖を、p27 CKIがサイクリン依存性キナーゼおよび
細胞周期のG1期を通過する進行を阻害する能力によって停止した。再狭窄は、 Epsteinら,JACC 1994,23(6):1278およびLand
auら,Medical Progress 1994,330(14):98
1に記載のように診断およびモニターされ得る臨床的症状である。
る。
ンパク質(例えば、サイトカイン、好ましくは、Gm−CSF、IL−2、およ
び/またはIL−12)、ならびにシスプラチンのような抗ガン薬と組み合わせ
て投与され得る。あるいは、組成物は、養子細胞移入治療中に投与され得る。
書で提供されるある特定の実施例を参照して得られ得、そして限定することは意
図されない。
ルカリホスファターゼ(hAP)、およびヒトCD2を発現するcDNAを、サ
イトメガロウイルス前初期遺伝子プロモーター、エンハンサーおよびイントロン
、ならびにウシ成長ホルモンポリアデニル化シグナルを含む真核生物発現ベクタ
ーのVR1012に導入した。CMV前初期遺伝子プロモーターおよびSV40
ポリアデニル化シグナルの制御下でHIV−1 Vprを発現するプラスミドは
、Dr.E.Cohen(University of Montreal,C
anada)によって提供された。(Yangら,Nat.Med.1995,
1:1052およびOhnoら,Science 1994,265:781を
参照のこと)。
tk)を、p27コード配列のすぐ下流に位置するXbaI部位とtk遺伝子の
開始コドンを囲むNcoI部位との間に、pCITE−1(Novagen,W
I)からのEcoRI−NcoIフラグメントを挿入することによって作製した
。このEcoRI−NcoIフラグメント(「CITE」)は、脳心筋炎ウイル
ス(EMC)RNA5’非コード領域のコピーを含み、これは真核生物リボソー
ムによる翻訳の開始のための内部侵入点として機能する。p27活性についての
コントロールとして、p27コード領域を含むがCMVプロモーターに対して逆
方向であるベクターを、同様に構築した。発現カセットのサイズを減少させるた
めに、CMVイントロンを含むSacII−EcorVフラグメントを、両方の
ベクターにおいて欠失した。
atII−NcoIフラグメントを欠失させることによって作製し、プラスミド
pCMVp27tkを生じた。得られるタンパク質を、p27の最後の4アミノ
酸(RRQT;配列番号8)について欠失し、そして追加のセリン残基を、チミ
ジンキナーゼの最初のメチオニンの前に挿入した。
GGAA」(配列番号7)への変異を、テンプレートとしてプラスミドpCMV
p27citetkを使用する重複PCRベースの方法を使用して行った。一方
の側において、p27コード領域の開始から、186ヌクレオチドから576ヌ
クレオチドまでに対応する配列を、プライマーとしてオリゴヌクレオチド#26
(5’−CGATTTTCAGAATCACAAACCCC−3’)(配列番号
2)および#24(5’−GCCAGGCCCCCCGGCCGCCTGCTC
CACAGAACC−3’)(配列番号3)を使用して増幅した。他方、p27
コード領域の開始から下流のCITE配列に位置するBgII部位までのヌクレ
オチド554に対応する配列を、オリゴヌクレオチド#23(5’−GAGCA
GGCGGCCGGGGGGCCTGGCCTCAGAAG−3’)(配列番号
4)および#27(5’−TTTGGCCGCAGAGGCACCTGT−3’
)(配列番号5)を使用して増幅した。オリゴヌクレオチド#23および#24
における変異は、関連の位置において野生型とは異なる。両方のPCR産物を、
プライマーとしてオリゴ#26および#27を使用して、6サイクル(94℃、
15秒/45℃、30秒/72℃、45秒)次いで30サイクル(94℃、15
秒/65℃、30秒/72℃、45秒)で、1回の反応で増幅した。得られるD
NAフラグメントを、SacIIおよびXbaIで切断し、そしてpCMVp2
7CITEtkに挿入して対応するフラグメントを置換した。配列の完全性を、
配列決定によって確認した。
の融合物を、pCMVp27citetkからSacII−NcoIフラグメン
トを欠失させることによって生成し、プラスミドpCMVp27SNtkを生じ
た。同様に、pCMVp27SFtkおよびpCMVp27NFtkを、pCM
Vp27tkから、それぞれSacII−FspIおよびNarI−FspIフ
ラグメントを欠失させることによって構築した。
の導入を、プラスミドVR1012−p21NからのNcoI−HindIII
フラグメントを、pCMVp27tkのSacIIとFspI部位との間にライ
ゲートすることによって行って、プラスミドpCMVp27Sp21Ftkを生
じた。VR1012−p21Nは、p21の最初の75アミノ酸をコードする配
列のコピーを含む。同様に、pCMVp27Np21Ftkを、同じNcoI−
HindIIIフラグメントをpCMVp27tkのNarIとFspI部位間
に挿入することによって構築した。
で37℃および5%CO2で培養した。10−cm直径の培養ディッシュ中で前 日に播種した細胞(2×106)を、既述のCaPO4方法を使用して15mgの
プラスミドDNAでトランスフェクトした。細胞周期分析について、293細胞
を、代表的には、12mgの細胞周期インヒビター発現プラスミドの3μgのC
D2発現プラスミドでトランスフェクトした。
組織培養ディッシュから剥離した。細胞クラスターを、細胞懸濁液を2、3回ピ
ペットで出し入れすることによって破砕し、そして106細胞を15−cm直径 ディッシュ上に再播種した。翌日、細胞を採取し、そして既述(Shmidら,
1991)のように、フローサイトメトリーによって細胞表面CD2およびDN
A含量について同時にテストした。簡単にいえば、106細胞を、50mlの抗 CD2マウスハイブリドーマ上清(ATCC No HB222)と氷上で20
分間インキュベートした。次いで、細胞を、1mlのPBS−2%ウシ胎児血清
で2回洗浄し、そして50mlのPBS−2%ウシ胎児血清中0.2mgのフル
オレセインイソチオシアネート(FITC)結合ヒツジ抗マウス免疫グロブリン
と氷上で20分間インキュベートした。細胞を、1mlのPBS−2%ウシ胎児
血清で洗浄し、そして0.25%パラホルムアルデヒド−PBS中で氷上で1時
間固定した。固定した細胞を、0.2%tween 20−PBSで37℃にて
15分間透過化処理した。細胞を1mlのPBS−2%ウシ胎児血清で再度洗浄
し、そして1ml当たり30mgのヨウ化プロピジウムおよび2ユニットのDN
Aseを含まないRNAse(Boerhinger Mannheim)を含
む1mlのPBS中で37℃にて1時間インキュベートした。蛍光を、FACS
CAN(Becton Dickinson)フローサイトメトリーで分析した
。データは、最高のCD2レベルを発現する細胞に対応する、少なくとも100
00事象を表す。DNAプロファイルを、ModFit LTソフトウエア(V
erity Software House,Inc.)を使用して分析した。
よび5%CO2にて培養した。細胞を、90%コンフルエンシーに達するまで1 0−cm直径ディッシュ中で培養し、次いで100mgのLipfectami
ne(Gibco BRL)と複合体化した25mgのDNAでトランスフェク
トした。バイスタンダー実験について、Renca細胞を、代表的には、5mg
のCD2発現プラスミドおよび20mgのtk発現プラスミドでトランスフェク
トした。
いない細胞の漸増量で希釈した。96ウェルプレート中ウェル当たり104細胞 を播種し、そして37℃にて6時間インキュベートして細胞をプレートに細胞接
着させた。次いで、培地を5mM GCVを含む新鮮な培地に交換した。培養を
5日目に終了し、そして細胞増殖を比色アッセイを使用して測定した。トランス
フェクション効率を決定するために、0.5×106細胞を10cm−直径培養 ディッシュに播種し、そして37℃にてもう1日インキュベートした。次いで、
細胞を採取し、そして上記のようにCD2発現についてFACSによって分析し
た。
々の細胞株を停止する。) 4つのサイクリン依存性キナーゼインヒビター(p21、p27、p16、お
よびVpr)を、アデノウイルス形質転換した胚腎臓細胞株である293細胞で
テストした。CMVエンハンサー/プロモーターの制御下でp21、p27、p
16、Vpr、またはhAPを発現するベクターを、CD2発現プラスミドとと
もに293細胞にトランスフェクトした。すべての構築物から類似のmRNAレ
ベルを得るために、すべてのインヒビターを、CMVプロモーターの制御下で発
現させた。発現の2日後、細胞を採取し、そして抗CD2抗体およびヨウ化プロ
ピジウムで同時に染色した。細胞方面マーカーCD2(CMV−CD2)を発現
するもう1つのベクターと、これらのプラスミドの同時トランスフェクションの
際に、細胞をフローサイトメトリーによってソーティングし、そしてDNA含量
について分析した。
細胞の割合は、コントロールについての27%と比較して、それぞれ58%およ
び76%であった。
ベクターのサイズを減少させそして2つの隣接するプロモーター間の競合を避け
るために、単一転写ユニットに挿入した。特に、E1領域のみが欠失される場合
に4.5kbpのキャパシティーを有する現在の世代のアデノウイルスベクター
に遺伝子を移入しなければならない場合、小さいサイズのベクターは、実際には
、最適な遺伝子移入のための重要な特徴である。p27を、CMVプロモーター
の下流に挿入して、これに脳心筋炎ウイルス(EMCV)内部リボソーム侵入部
位(CITE)、TKコード配列、およびウシ成長ホルモン遺伝子からのポリア
デニル化シグナルが続く、CMVp27CITETKを生じた。
93細胞を、CMVp27CITETKおよび内部コントロールとしてのCMV
CD2の混合物でトランスフェクトした。トランスフェクションの2日後、細胞
を、DNA含量およびCD2発現について同時に分析した。CD2発現細胞のパ
ーセントはすべての試料に匹敵するので、すべてのプラスミドは、類似の効率で
トランスフェクトされている。
番号7)への変異は、p27活性を中程度に増加させる。p27コード領域内の
内部欠失もまた、p27活性を増加させる。p21およびp27のN末端ドメイ
ンの融合は、G1における細胞周期停止を増加させない。
ット分析を、正常および損傷ブタ動脈について行った。ブタ動脈損傷は、ヒト血
管疾患の十分に研究された動物モデルであり、血管損傷に続く血管疾患において
、内膜平滑筋細胞増殖は、1〜2日目に始まり、迅速に増加し、そして7日目に
内膜細胞の15〜18%でピークになり、そして14日目に1〜2%まで減少す
る。
a,MA)で500mmHgの圧力で5分間損傷し、そして損傷後1、4、7、
14、21、60日目に単離した。損傷していないブタ大腿動脈およびブタ冠状
動脈を同様に単離した。標本の数は、異なる時点について2〜4の範囲であった
。損傷していないヒト冠状動脈を、心臓移植を受ける患者から得た。びまん性内
膜肥厚で8標本、初期アテローム性硬化症で7標本、および進行したアテローム
性硬化症で20標本を得た。すべての標本をホルマリン中で固定し、パラフィン
に包埋し、ポリリジンコーティングしたスライド上に置き、キシレンの3回の交
換で脱パラフィン化し、そして100%、95%、75%エチルアルコール中で
再水和した。
Pharmingen)、p21(1:500希釈、ウサギポリクローナル抗体
、Santa Cruz)、p16(1:5000希釈、ウサギポリクローナル
抗体、Santa Cruz)、平滑筋α−アクチン(1:500希釈、マウス
モノクローナル抗体、Boehringer)、CD68(1:100、希釈マ
ウスモノクローナル抗体、DAKO)に対する抗体で行った。スライドを、0.
3%過酸化水素中で30分間インキュベートして、内因性ペルオキシダーゼ活性
を使い尽くした。一次抗体を1%BSAを含むPBSで希釈し、そして4℃にて
12時間スライドにアプライした。数回の洗浄後、ビオチン化した二次ウマ抗マ
ウスIgGまたはウマ抗ウサギIgG(1:400希釈、ZYMED)を、室温
にて30分間スライドにアプライした。標本を、アルカリホスファターゼ試薬(
Vector Laboratories)で室温にて30分間発色させ、赤い
反応産物を得、次いでメチルグリーンで対比染色した。
MVp21、RcCMVp27、RcCMVβ−ガラクトシダーゼ、またはRc
CMVコントロールプラスミドでトランスフェクトした。細胞を、トランスフェ
クションの48時間後にPBSで洗浄し、そしてペレットを免疫組織化学のため
に調製した。p27、p21、およびp16に対する抗体を、それぞれのcDN
Aでトランスフェクトした細胞について、ならびにコントロールプラスミドでト
ランスフェクトした細胞についてテストした。それぞれのcDNAでトランスフ
ェクトした細胞の染色は、β−ガラクトシダーゼ発現によって決定されるような
トランスフェクション効率に匹敵したが、コントロールプラスミドでトランスフ
ェクトした細胞は染色されなかった。マウスIgGをモノクローナル抗体につい
てのネガティブコントロールとして、そしてウサギ血清をポリクローナル抗体に
ついてのネガティブコントロールとして使用した。これらのコントロール一次抗
体は、トランスフェクトされた細胞も動脈標本も染色しなかった。抗体を、サイ
クリン依存性キナーゼインヒビターcDNAの1つで、またはコントロールプラ
スミドでトランスフェクトしたL293細胞からのライセートで、予め吸着した
。ポジティブライセートは、トランスフェクトした細胞および動脈標本のそれぞ
れの抗体による染色を消滅させたが、コントロールライセートでは消滅しなかっ
た。
体についてのポジティブコントロールとして、そしてヒト扁桃をCD68抗体に
ついてのポジティブコントロールとして用いた。サイクリン依存性キナーゼイン
ヒビターと平滑筋α−アクチン、またはサイクリン依存性キナーゼインヒビター
とCD68についての二重標識免疫組織化学を、Vector Laborat
oriesプロトコルに従って行った。赤い反応産物をp21およびp27につ
いて選択し、青い反応産物を平滑筋α−アクチンおよびCD68について選択し
、そしてメチルグリーン対比染色を単一の標識研究について行った。
々に定量した。平均値を、個々の標本から得たスコアを加算し、そして合計を標
本の数で割ることによって、各時点について決定した。内膜および中膜面積をデ
ジタル面積測定(Image One System,Universal I
maging,West Chester,PA)によって測定し、そして内膜
対中膜比を算出した。
内膜を、21日目に完全に形成した。構成性p27発現を、静止状態の動脈で検
出し、発現は1日目に減少したが、p27発現を7日後に観察し、21日目に増
加した。時間経過およびp27を発現する細胞タイプを、免疫組織化学によって
研究した。p21発現と比較して、p27を正常動脈内膜および中膜の平滑筋細
胞で、および外膜で発現した。損傷後、p27タンパク質を、これらの細胞の<
1%で検出し、そして発現を発生中の新内膜で検出した7日目まで、低いままで
あった。新内膜が完全に形成された場合(21日目)、p27発現は、内弾性板
に隣接する内膜のより低い領域ではっきりした。
7を、損傷していない動脈では高レベルで、損傷後7日目では低レベルで、およ
び損傷後21日目では再度高レベルで発現した。p21の発現は、この時間中に
大きく変化しなかった。p16の発現は、損傷していない動脈では検出され得ず
、損傷後4日目に存在し、その後の時点ではもはや存在しなかった。
が、発現は、損傷後最初の14日間に顕著に減少した。p21を、静止状態の動
脈で発現し、そして発現は、損傷後にあまり変化しなかった。p16は、損傷後
1および4日目以外は検出され得なかった。発現の同様の変化を、内膜および中
膜について観察した。
に動脈のすべての層で顕著であった。p27の発現は、BrdC組込みによって
これまでに決定された細胞増殖と逆に相関した。反対に、p16発現は、ウエス
タン分析または免疫組織化学によって静止状態のまたは損傷した動脈で検出され
なかった。
でβ−ガラクトシダーゼアデノウイルスで感染させた。ブタVSCMの12±3
%およびヒトVSMCの10±2%のみが、β−ガラクトシダーゼについて染色
陽性であった。このパーセントは、moi 1500pfu/細胞でブタVSM
Cについては40±4%およびヒトVSMCについては35±4%まで増加した
。
ラクトシダーゼについて陽性であり、そしてmoi 1500pfu/細胞では
すべての細胞が陽性であった。同様に、A549細胞の76±3%は、moi
300pfu/細胞で陽性であり、そしてmoi 1500pfu/細胞ではす
べての細胞が陽性であった。感染の非常に高い多重度は、VSMCの効果的な感
染に必要であった(moi 15000pfu/細胞でβ−ガラクトシダーゼに
ついてブタ細胞の95±2%およびヒト細胞の95±1%が陽性)。
究した。p27、p21、およびp16をコードするアデノウイルスベクターを
構築し、そしてVSMC増殖におけるCKI発現の効果を検査した。コントロー
ル実験を、E1領域におけるインサートを欠くアデノウイルスベクターで(AD
VΔE1)、およびウイルスなしで行った。
ターの効果。1群当たり10000細胞を、5000pfu/細胞(右パネル)
または10000pfu/細胞(左パネル)のmoiで、p16またはp21ま
たはp27アデノウイルスで感染させた。コントロールウイルス(ΔE1)で感
染した細胞ならびに感染していない細胞を、ネガティブコントロールとして用い
た。細胞数を、血球計を使用して8日目まで隔日に決定した。
vitorogen)プラスミドにライゲートし、そしてジデオキシチェーンタ
ーミネーション方法によって配列決定した。組換えアデノウイルスを、短縮型ウ
イルスDNA(Ad5 sub360)、ならびに、ウイルス増殖についてアデ ノウイルスマップユニット0〜1および相同組換えについてマップユニット9〜
16に隣接したcDNAの1つを有するプラスミドとの同時トランスフェクショ
ンによって構築した。得られるアデノウイルスは、E1およびE3領域に欠失を
有し、そしてサイトメガロウイルスプロモーターの制御下のcDNAの1つ、お
よびウシ成長ホルモンポリアデニル化部位を含んだ。個々のプラークを単離し、
そして組換えウイルスを、少なくとも2回、プラーク精製をした。ウイルスを、
二重バンド塩化セシウム勾配で精製し、そしてサザンブロット分析、ウエスタン
ブロット分析、およびいくつかの細胞株の増殖の阻害によって導入遺伝子の存在
について分析した。β−ガラクトシダーゼ発現ウイルスおよびE1で欠失したが
導入遺伝子を欠くウイルス(ΔE1)を、同一の方法で精製した。精製したウイ
ルスの力価を、24時間の吸着時間を使用し、そして感染後12日目にプラーク
の数を計数して、293細胞上でのプラークアッセイによって決定した。力価は
、すべての調製物について5×1010〜2×1011pfu/mlの範囲であった
。精製された調製物中の野生型ウイルスの力価を、293細胞と同じ条件を使用
してA549細胞におけるプラークアッセイによって決定した。すべての調製物
について1/109pfu未満であった。
充したDMEM中で維持した。ヒト大動脈血管平滑筋細胞をClonetics
から得、そして20%FCSを補充したM199中で培養した。血管平滑筋細胞
(VSMC)を、継代数2および10の間、実験について使用した。293細胞
、A549細胞、およびHeLa細胞をATCCから得、そして推奨されるよう
に培養した。A549細胞、HeLa細胞、およびVSMCの感染度を、300
〜15000pfu/細胞の範囲の漸増する感染多重度(moi)で、β−ガラ
クトシダーゼアデノウイルスを使用して分析した。β−ガラクトシダーゼ発現を
、1.25%グルタルアルデヒド中で細胞を固定し、そしてX−galで37℃
にて1時間染色することによって、感染後24時間で分析した。感染した細胞の
パーセントを、200×倍率で5ランダム顕微鏡視野において染色した細胞なら
びに細胞の総数を計数することによって決定した。ΔE1ウイルスで感染した細
胞ならびに感染していない細胞を、すべてのこれらの実験についてのネガティブ
コントロールとして使用した。
、またはp16を過剰発現する平滑筋細胞を、ヨウ化プロピジウムで染色し、そ
してフローサイトメトリーによって分析した。p27およびp21の過剰発現は
、形質導入および20%FCS中での維持の後に、細胞増殖の阻害を生じた。逆
に、p16の過剰発現は、平滑筋増殖の部分的阻害を生じた。CKIの等価量の
発現が存在し、そのため増殖阻害の差は、定性的であるが定量的ではなかった。
インヒビターの効果を研究した。細胞を、5000pfu/細胞または1000
0pfu/細胞のmoiでp16またはp21またはp27アデノウイルスで感
染させた。コントロールウイルスで感染した細胞(ΔE1)ならびに感染してい
ない細胞を、ネガティブコントロールとして用いた。細胞周期分布を、ヨウ化プ
ロピジウムでの染色によって感染後48時間で決定した。
細胞の密度で播種し、24時間培養し、その後5000または10000pfu
/細胞のmoiでのアデノウイルス感染させた。感染の際に、細胞を通常の培地
中に維持し、そして細胞数を、血球計を使用して8日目までに隔日に決定した。
細胞周期分布および細胞サイズを検査するために、VSMCを、15−cm−デ
ィッシュ当たり250000細胞の密度で播種し、24時間培養し、その後50
00または10000pfu/細胞のmoiでアデノウイルス感染させた。感染
の24時間後、細胞を1:2の比で分割し、そしてさらに24時間培養し、分析
の時に40〜60%コンフルエンシーを生じた。細胞周期分布を、2%パラホル
ムアルデヒド中での固定、0.2%Tween−20での透過化処理、30μg
/mlの最終濃度でのヨウ化プロピジウムでの染色、およびフローサイトメータ
ー(FACscan,Becton Dickinson)を使用して励起49
3nmでのDNA含量の分析後に検査した。細胞サイズを、前方角散乱を使用す
るフローサイトメーターによって決定し、そして算数および幾何学的手段をサイ
トメーターソフトウエア(CELLQuest,Becton Dickins
on)で算出した。ΔE1ウイルスで感染した細胞ならびに感染していない細胞
を、本実施例のすべてのこれらの実験についてのネガティブコントロールとして
使用した。
はADV−ΔE1ベクターで形質導入された細胞と比較してG1停止を促進した
。p27、p21、およびp16形質導入した細胞における細胞サイズは、細胞
サイズのフローサイトメトリー分析によって決定した場合、コントロール細胞と
比較してより大きかった。
記載の細胞を、ウシ血清アルブミンまたはウシ胎児血清の存在下で培養した。細
胞を0.2%ウシ血清アルブミン(BSA)の存在下で培養した場合、集団はG
1で停止した。20%ウシ胎児血清(FCS)の存在下では、細胞は、Sおよび
G2/M期における細胞のより多数によって示されるように増殖していた。
。0.2%ウシ血清アルブミン(BSA)の存在下で培養した初代VSMC(左
パネル)を、G1 S期で停止した。20%ウシ胎児血清(FCS)の存在下で
は、VSMCを増殖させるために刺激し、そしてG1/S期停止した細胞の数は
実質的に減少した。初代ブタ大動脈VSMCを、説明した方法(Ohnoら,S
cience 1994,265:781)によって単離し、そして20%FC
Sを含むM199中に維持した。細胞周期分析の24時間前に、VSMCを、0
.2%BSAを含むM199または20%FCSを含むDMEM中に移した。細
胞周期の分析について、細胞を24時間後に採取し、リン酸緩衝化生理食塩水(
PBS)で2回洗浄し、そして2%パラホルムアルデヒドで60分間固定し、そ
して0.2%Tween−20中で透過化処理した。細胞を、1mlのPBS中
1ユニットのDNaseを含まないRNaseで37℃にて30分間処理し、0
.03mg/mlヨウ化プロピジウムに再懸濁し、そしてFACScanモデル
(Becton Dickinson)を使用するフローサイトメトリーによっ
て分析した。
に、ウシ胎児血清(FCS)よりも0.2%ウシ血清アルブミン(BSA)の存
在下でより高く、このことは、p27タンパク質レベルと増殖因子濃度との逆関
連を示した。逆に、cdk2タンパク質レベルは、ウエスタンブロット分析によ
って決定されるように、FCSの存在下で大きくは変化しなかった。cdk2キ
ナーゼと複合体化したp27は、BSA対FCSの存在下で、総p27レベルと
同様に変化した。この観察と一致して、cdk2キナーゼ活性は、FCSに比較
した場合、BSAにおいてより低かった。
るかどうかを決定するために、ヒト血管におけるp27、p21、およびp16
の発現パターンを検査した。
8名の男性および7名の女性、21〜67歳)から取り出した心臓から得た。こ
れらの部分を、古典的組織学的基準によって3つの群に分類した:アテローム性
硬化症の臨床的または形態学的証拠のない加齢ヒト動脈に特徴的な、びまん性内
膜過形成;いくつかの脂質沈着物および巣状壊死によって特徴づけられる、初期
アテローム性硬化症;ならびに、線維性キャップ、壊死性コア、脂質沈着物、巣
状壊死、および石灰化をともなう、進行したアテローム性硬化症。組織を、ウエ
スタンブロット分析のために液体窒素中で急速凍結しそして−70℃で貯蔵し、
または10%緩衝化ホルマリン中で4時間固定し、次いで70%エタノール中で
18時間、そしてパラフィン包埋した。切片(6μm厚)を、ポリ−L−リジン
コーティングしたスライド上に置き、そして免疫染色を行った。p27およびp
21の両方とも、アテローム発生のすべての段階で発現したが、p16は、標本
のいずれにおいても検出され得なかった。
平滑筋細胞マーカーα−アクチンで二重標識した。内膜におけるp27およびp
21の発現は、平滑筋細胞と同時局在化した。二重標識免疫染色を、標準的技法
を使用して、p27およびp21抗体、ならびに平滑筋細胞マーカーのα−アク
チンで行った。赤い反応産物をp21およびp27について選択し、青い反応産
物を平滑筋α−アクチンについて選択し、そしてメチルグリーン対比染色を行っ
た。平滑筋α−アクチン陽性細胞(青)は、p21(赤)およびp27(赤)を
発現する。
れらの動脈で検出され得なかった。p27およびp21の発現は、びまん性内膜
過形成のある動脈ならびにアテローム性硬化症標本に存在した。p27およびp
21の発現は、α−アクチン陽性細胞およびCD68陽性細胞と関連し、平滑筋
細胞およびマクロファージとの同一性を確認した。これらのCKIは、細胞増殖
マーカーKi67を発現する細胞と関連しなかった。これらの所見は、p27お
よびp21が、びまん性内膜過形成のあるヒト動脈でならびにアテローム発生中
に発現されることを示す。逆に、p16は、非常に低いレベルで発現されるよう
である(表1を参照のこと)。 表1−ヒト冠状動脈におけるp27の発現
テローム発生、および進行したアテローム発生のあるヒト冠状動脈において検査
した。
性キナーゼ(CDK)複合体、主としてサイクリンD−cdk4およびサイクリ
ンE−cdk2の結合および活性化を必要とする。サイクリン依存性キナーゼイ
ンヒビター(CKI)p27およびp21は、サイクリン−cdk活性を阻害し
、G1/S増殖停止を生じる。これらのCKIの発現がvsmc増殖を阻害する
かどうかを決定するために、ブタvsmcを、p27、p21、またはp16を
発現するアデノウイルスベクターあるいはコントロールウイルスAdΔE1でト
ランスフェクトした。p27およびp21の発現は、AdΔE1トランスフェク
トした細胞と比較してvsmc増殖の完全阻害を生じたが(p<0.01)、p
16発現は、コントロールと比較してvsmc増殖の部分阻害(63%)を誘導
した。FACS分析物のヨウ化プロピジウム染色は、G1停止を証明した。キナ
ーゼアッセイおよび免疫沈降研究は、p27およびp21によるcdk2活性の
阻害を証明したが、p16では阻害を示さなかった。インビボでのCKI発現の
効果を研究するために、p27およびp16のアデノウイルス遺伝子移入を、バ
ルーン損傷したブタ動脈で行った。遺伝子移入の7日後、内膜vsmc増殖は、
p16およびAdΔE1コントロール動脈と比較してp27動脈で減少した(p
<0.05)。増殖のこの減少は、p16(1.13±0.09m2)およびA
dΔE1コントロール動脈(0.98±0.8mm2)と比較してp27動脈(
0.5±0.06mm2)で内膜区域の阻害に関連した(p<0.5)。したが
って、KIP/CIP CKIのp27およびp21は、INK CKIのp1
6と比較してvsmc増殖をネガティブに調節する。これらの研究は、vsmc
において細胞周期のG1停止を調節することにおけるKIP/CIPおよびIN
K CKIの異なる役割を示唆する。
れる。本発明をここで十分に説明してきたが、本発明に対する多くの変更および
改変が、本明細書に記載の本発明の意図または範囲から逸脱せずに行われ得るこ
とは、当業者に明らかである。
、p16、Vpr、またはhAPを発現するベクターで、および(ii)CD−
2発現プラスミドで、形質転換された293細胞のDNAプロファイルを表すヒ
ストグラムである。細胞周期の各期における細胞の画分を、対応するピークの上
に示す。DNAポジティブ細胞の割合を、トランスフェクション効率における変
動性を示すために各グラフの上右角に示す。
記のプラスミドおよびCD2発現プラスミドでトランスフェクトした293細胞
のDNAプロファイルを示すヒストグラムである。CD−2発現細胞はすべて、
分析に含まれる。細胞周期の各期における細胞の画分を、対応するピークの上に
示す。CD−2ポジティブ細胞の割合を、トランスフェクション効率における変
動性を示すために各グラフの上右角に示した。図2Cは、5μM GCVの存在
または不在において上記のプラスミドでトランスフェクトした293細胞の増殖
を示すヒストグラムである。増殖を、比色アッセイを使用して測定した。データ
は、3測定の平均である。
記のプラスミドおよびCD2発現プラスミドでトランスフェクトした293細胞
のDNAプロファイルを示すヒストグラムである。細胞周期のG1期における細
胞の画分を、対応するピークの上に示す。CD−2ポジティブ細胞の割合を、ト
ランスフェクション効率における変動性を示すために各グラフの上右角に示した
。すべての値は、2実験の平均である。図2Cは、バイスタンダーアッセイを示
す。Renca細胞を、種々のプラスミドでトランスフェクトし、そしてトラン
スフェクトされていない細胞で希釈した。5μM GCVの培養培地への添加お
よび細胞増殖アッセイを、それぞれトランスフェクション後1および5日に行っ
た。
、p27活性を中程度に増加させることを示すヒストグラムである。すべての実
験を、図2Bおよび3Bにおけるように293細胞を使用して行った。
示すヒストグラムである。すべての実験を、図2Bおよび3Bにおけるように2
93細胞を使用して行った。
胞周期停止を増加させないことを示す。すべての実験を、図2Bおよび3Bにお
けるように293細胞を使用して行った。
Claims (16)
- 【請求項1】 血管増殖性疾患を、処置の必要のある患者において処置する
方法であって、p27をコードする遺伝子の治療的有効量をインビボで投与する
工程を包含する、方法。 - 【請求項2】 前記p27が、変異を含むかまたは第2のポリペプチドに融
合される、請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 前記第2のポリペプチドが、チミジンキナーゼである、請求
項2に記載の方法。 - 【請求項4】 前記遺伝子が、発現ベクターに含まれる、請求項1に記載の
方法。 - 【請求項5】 前記発現ベクターが、真核生物またはウイルスベクターであ
る、請求項4に記載の方法。 - 【請求項6】 前記ウイルスベクターが、アデノウイルスベクターである、
請求項5に記載の方法。 - 【請求項7】 前記アデノウイルスベクターが、複製欠損である、請求項6
に記載の方法。 - 【請求項8】 前記血管増殖性疾患が、再狭窄である、請求項1に記載の方
法。 - 【請求項9】 前記血管増殖性疾患が、アテローム性硬化症である、請求項
1に記載の方法。 - 【請求項10】 前記血管増殖性疾患が、血管形成である、請求項1に記載
の方法。 - 【請求項11】 前記発現ベクターが、リポソーム中にカプセル化される、
請求項2に記載の方法。 - 【請求項12】 前記患者がヒトである、請求項1に記載の方法。
- 【請求項13】 非ウイルス性およびウイルス性発現ベクターの1mlあた
り約106〜1011pfuが投与される、請求項4に記載の方法。 - 【請求項14】 患者において内膜平滑筋細胞増殖を阻害する方法であって
、p27をコードする遺伝子の治療的有効量をインビボで投与する工程を包含す
る、方法。 - 【請求項15】 第2のポリペプチドに作動可能に連結される、p27の融
合タンパク質。 - 【請求項16】 前記第2のポリペプチドが、チミジンキナーゼである、請
求項14に記載の融合タンパク質。
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