JP2001512674A - 組換えaavの生産効率を増強する方法 - Google Patents
組換えaavの生産効率を増強する方法Info
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Abstract
Description
AAV(rAAV)の高力価株の生産を増加させるための方法および組成物に関する。本 発明の方法と組成物は、AAV REP 78/68タンパク質の発現が低レベルであること がAAVウイルスキャプシドタンパク質の産生を増加させ、パッケージング効率を 高め、それによって高力価の組換えウイルス株の生産がもたらされた、という知
見に基づいたものである。本発明は、AAV REPおよびCAPタンパク質の発現を指令
する組換えAAVベクター、および高力価のrAAVベクターを作ることのできる新規 の安定な細胞系を作るための前記ベクターの使用をも包含する。本発明は、AAV
REP 78/68、REP 40/52、およびCAP遺伝子の発現を転写レベル、および翻訳後レ ベルで制御するための方法を提供する。本発明の方法と組成物は高力価のrAAV株
を生産するために用いることができ、そのrAAV株は、先天性および後天性の疾患
を含むヒトの疾病の管理と治療のために遺伝情報を適切な宿主細胞中に移入する
ことを目的とする遺伝子治療に用いることができる。
へ送達するようにデザインされた技法を意味するものと理解されている。そのよ
うな治療用遺伝子は、遺伝的な欠損を補うタンパク質、サイトカイン、細胞表面
膜タンパク質、もしくは細胞の増殖および/または分化を調節する機能を有する タンパク質をコードするものである。そのようなタンパク質は、例えば、シグナ
ル伝達経路もしくは転写経路を調節することにより細胞内で機能することができ
る。また別に、そのタンパク質は細胞によって分泌され、細胞外に効力を及ぼす
ことができる。
それは例えば生物体から標的細胞を取り出し、組換え遺伝子を持つベクターでト
ランスフェクトもしくは感染させ、生物体内に再移植するというものである。こ
のようなタイプの技法は一般的にはin vitro治療法と呼ばれている。
nsistyとReshef, 1986);およびポリリシン-糖タンパク質キャリアー化合物に結
合させたDNA(WuとWu, 1988)を用いることによって最近可能となった。
oの双方での細胞の感染に用いられた。遺伝子治療用として最も広範囲に研究さ れたウイルスベクターはおそらくレトロウイルスベクターであろう。レトロウイ
ルスベクターの使用に伴う最大の欠点は、多くのウイルスベクターが分裂期でな
い細胞には感染しないこと、挿入突然変異誘発に伴う問題、ヘルパーウイルス産
生の可能性などである。最近、対象の遺伝子を細胞へと送達するために用いるこ
とができる、アデノウイルスおよびアデノ随伴ウイルスに基づくベクターなどの
その他のタイプの組換えウイルスベクターの使用が注目されるようになった。
数有している。このベクターは、欠陥のある、非病原性のヒトパルボウイルスを
もとに作られており、それは分裂期および非分裂期のどちらの細胞にも顕著な向
性を示すことなく感染することができる。さらに、そのウイルスゲノムは宿主の
ゲノム中に安定的に組み込まれ、長期間の遺伝子導入を容易にする。
本鎖DNA分子からなっている。AAVコード領域に隣接して2つの145ヌクレオチドの
逆方向末端反復配列(ITR)があり、これらは折りたたまれてヘアピン構造を作る パリンドローム配列を有し、このヘアピン構造がDNA複製の開始の際にプライマ ーとして機能する。さらに、ITR配列は、ウイルスの組み込み、宿主ゲノムから のレスキュー、およびウイルス核酸の成熟ビリオンへの包膜に必要である(Muzyc
zka, N., 1992, Current Topics in Microbiology & Immunology, 158, 97-129)
。
るものと考えられている。ヘルパーウイルスの存在下では、AAVはウイルスゲノ ムが転写、複製、キャプシド包膜されて新たに形成されたウイルス粒子となる溶
菌サイクルに入っていく。ヘルパーウイルス機能がない状態では、AAV末端と宿 主細胞配列との組換えによって宿主細胞ゲノムの特定領域中へプロウイルスの形
でAAVゲノムが組み込まれる(Cheung, Aら, 1980, J. Virol., 33:739-748; Bern
s, K.I.ら, 1982, Virus Persistence, Mahey, B.W.J.ら編(Cambridge Univ. Pr
ess, 英国ケンブリッジ), pp.249-265)。
、という発見により、AAVを遺伝情報導入用の運搬体として用いることが容易と なった。ヘルパーウイルスが宿主細胞に感染すると、AAVはプラスミドベクター からレスキューされ、溶菌サイクルに入り、成熟したウイルス粒子の産生をもた
らす。
ンを含有するベクターを利用する。rAAV粒子を産生するには、通常、AAV(Rep)お
よびキャプシド(Cap)遺伝子産物が異なる鋳型(一般にはヘルパープラスミド) からトランスで提供される。
方4種のオーバーラップしている非構造性Repタンパク質はAAV DNAの複製に不可 欠である。Rep78と68はスプライされていないおよびスプライスされた、p5プロ モーターの位置を開始点とする転写産物から発現されるが、一方Rep52とRep40は
p19プロモーターの位置を開始点とする転写産物から同様にして産生される。Rep
52/40はAAVの一本鎖DNA形成(Chejanovskyら, 1989, Virology 173:120-128)およ
び遺伝子制御に関係すると考えられているが、Rep78/68はAAVのDNA複製に不可欠
な酵素機能の全てをディスプレイしていると思われる(ITR結合、DNAヘリカーゼ 、およびDNA部位特異的ニッキング活性)、(Muzyczka, N., 1991, Seminars in V
irology 2:281-290)。このような機能に加え、Rep78/68はAAVプロモーターをポ ジティブ、ネガティブの双方に制御しており(Labowら, 1986, Journal of Virol
ogy 60:215-258; Pereiraら, 1997, J. Virol., 印刷中; Tratschinら, 1986, M
ol. Cell Biol. 6:2884-2894)、多数の異種プロモーターを抑制する(Antoniら,
1991, Journal of Virology 65:396-404; Heilbronnら, 1990 Journal of Virol
ogy 64:3012-3018; Hermonat, P.L., 1994, Cancer Letters 81:129-36; Horer ら, 1995, Journal of Virology 69:5485-5496; Labowら, 1987, Molecular & C
ellular Biology 7:1320-1325)。
AVのライフサイクルの全てのステップにおいて最重要なものと考えられる(Berns
, K.I., 1990, Virology 第2版, vol.2; Berns, K.I., 1996, B.N. Fieldsら編;
Samulskiら, 1989, Journal of Virology 63:3822-3828)。最近、Rep78/68がAA
Vの宿主細胞のゲノムへの組み込みにも関連していることが示されている(Giraud
ら, 1994, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United
States of America; Kotinら, 1990, Proceedings of the National Academy of
Sciences of the United States of America 87:221-2215; Samulskiら, 1991,
EMBO Journal 10:3941-3950; Weitzmanら, 1994, Proceedings of the Nationa
l Academy of Sciences of the United States of America 91:5808-5812)。rep
および宿主のYY1タンパク質によるウイルス遺伝子発現の抑制は潜伏期の確立と 維持に必要であると考えられる(Labowら, 1986, Journal of Virology 60:251-2
58; Laughlinら, 1982, Journal of Virology 41:868-876; Perieraら, 1997, J
. virol. 印刷中; Shiら, 1991, Cell 67:377-388)。そのような抑制はおそらく
Rep遺伝子産物による宿主細胞に対する証明された細胞静止効果を避けるために 必要なのであろう(Yangら, 1994, Journal of Virology 68:4847-4856)。溶菌性
の感染の際に、AAVプロモーター、特にp5は、アデノウイルスE1Aタンパク質およ
びYY1によってトランス活性化される(Lewisら, 1995, J. Virol. 69:1628-1636;
Shiら, 1991, Cell 67:377-388)。p5産物は次いでp19およびp40プロモーターを
正に制御し、その結果Rep52/40およびウイルスキャプシドタンパク質が豊富に産
生される(Pereiraら, 1997, J. Virol. 71:1079-1088)。p5プロモーターをSV40 初期プロモーターで置き換えてAAV rep遺伝子の制御を回避しようとの試みが初 期に行われたが失敗に終わった(Labowら, 1988, Journal of Virology 62:1705-
1712)。構成型のRep78/68の発現の代わりに、異種のプロモーターが予期に相違 して内在性p5プロモーターと同じ様な活性を示した;Adの不在の状態では抑制さ
れ、Adの存在下では活性化された(Labowら, 1988, Journal of Virology 62:175
0-1712)。これらの研究は、異種プロモーターを制御するための機作としてのrep
抑制を示唆する最初のものであったが、これらの知見はまた、AAV p5産物がAAV の産生においておそらく律速因子であろうということを暗示している(Labowら,
1988, Journal of Virology 62:1705-1712)。この分野でさらに行われた研究は 、Rep78/68の過剰発現がrAAVベクターの収量を増加させうることを示唆している
(Flotteら, 1995, Gene Therapy 2:29-37)。
換え株を生産する能力である。rAAV力価は複数ラウンドの精製および濃縮後には
野生型(wt)のレベルに近づきうるとはいえ、全体的な総収量は依然として野生型
AAVの収量よりずっと低い。従って高力価rAAVウイルス株産生能を増加させる方 法により、遺伝子治療においてrAAV送達システムの使用が容易になる。
ベクターおよびrAAVパッケージング細胞系を提供する。本発明は、AAV REP 78/6
8タンパク質の発現の減少がウイルスキャプシドタンパク質の合成の増加および ウイルスDNAの複製をもたらし、その結果高力価の組換えウイルス株の産生がも たらされる、という知見に基づいている。そのような組換えAAV株は、遺伝子治 療において先天性疾患および癌やAIDSなどの後天性疾患を含むヒトの疾病の管理
および治療のために遺伝情報を適切な宿主細胞中へ導入する目的で用いることが
できる。
8タンパク質の活性を制御することによる組換えAAVの高力価株の産生法を包含す
る。本発明は遺伝子工学的手法で生物学的機能を有するウイルスREP 78/68タン パク質の発現が低レベルとなるように作られた組換えヘルパープラスミドなどの
組成物を包含する。そのようなヘルパープラスミドにおいては、REP 78/68タン パク質の発現が転写レベル、翻訳レベルおよび/または翻訳後レベルで制御され うる。本発明はさらに遺伝子工学的技法で高レベルのAAV REP 40/52およびCAP遺
伝子を発現するようにした組換えヘルパープラスミドに関する。さらに、遺伝子
工学的技法でAAV REPおよびCAP遺伝子の各々を発現する別個のプラスミドを含む
宿主細胞を作ることができる。
APタンパク質をトランスで供給する能力のある宿主細胞にトランスフェクトする
。本発明の方法は、AAV REP 78/68のトランスでの低レベル発現が、AAVウイルス
のキャプシドタンパク質の生産およびrAAVベクターのパッケージング効率を増加
し、高力価組換えウイルス株の生産をもたらすという観察に基く。
タンパク質の低レベルおよびREP 40/52およびCAPタンパク質の高レベルを発現す
るように遺伝子操作した組換えヘルパープラスミドに関する。例えば、様々なAA
Vタンパク質の発現は、物理的に分離されかつ別個のプラスミドの使用によって 転写レベルで制御されており、該プラスミドはしっかりと制御されたプロモータ
ー系を含有する。例えば、天然のAAV p19およびp40プロモーターを、サイトメガ
ロウイルス即時型(CMV IE)プロモーターのような強力な異種プロモーターで置
き換えることができる。強力な異種プロモーターの使用は、p19およびp40プロモ
ーターに対するAAV REP 78/68タンパク質の調節作用を軽減させる。
伝子を宿主細胞系に導入するような方法で、操作することができる。
ような方法で、操作することができる。このような例では、REP 78/68タンパク 質の発現は、天然のプロモーター(p5)と翻訳開始コドン(ATG)から、異種プ ロモーターから、非天然の翻訳開始コドン(ACG)から、またはそれらの任意の 組合わせから行われる。
、該組換えプラスミドを使って安定なパッケージング細胞系を作製することがで
きる。安定なプロデューサー細胞系を作製するために、当業者に周知のトランス
フェクション手法により、AAV遺伝子を発現する組換えベクターを、ネオマイシ ン・ホスホトランスフェラーゼ遺伝子(neor)を発現するプラスミドと共に宿主
細胞に同時トランスフェクトし、続いて、G418耐性に対して選択することができ
る。
の発現を指令する3つの異なるプラスミドベクターをもつ細胞系の生産は、汚染
性の野生型AAVを生産する確率を低下させるであろう。感染性の野生型AAVゲノム
を作製するには、感染性野生型ゲノムを作製するための多重組換え事象を必要と
するであろう。
するように遺伝子操作した組換えヘルパープラスミドを包含する。本発明によれ
ば、AAV REP 78/68、REP 40/52およびCAP(VP1、VP2およびVP3遺伝子)タンパク
質をコードするオープンリーディングフレームを遺伝子操作して、REPタンパク 質の高度に制御された発現のための発現ベクターとする。AAV REPおよびCAPタン
パク質を発現させるために、REPおよびCAPタンパク質をコードするヌクレオチド
配列または機能性等価物を、適当な発現ベクター、すなわち挿入したREPおよびC
APコード配列の高度に制御された転写と翻訳に必要なエレメントを含有するベク
ター中に挿入する。
の適当な転写/翻訳制御シグナルに機能しうる形で結合されたAAV REPおよびCAP
タンパク質コード配列を含有する発現ベクターを構築することができる。これら
の方法は、in vitro組換えDNA技術、合成技術、およびin vivo組換え/遺伝子組
換えを含む。例えば、Maniatisら, 1989, Molecular Cloning, A Laboratory Ma
nual, Cold Spring Harbor Laboratory, N.Y.およびAusubelら, 1989, Current
Protocols in Molecular Biology, Greene Publishing Associates & Wiley Int
erscience, N.Y.に記載の技術およびベクターを参照すること。
55-564; Muzyczka, N., 1992, Curr. Top. Micro Immunol. 158:97-129およびRu
ffing, M.ら, 1992, J. Virol. 66:6922-6930, 1992により報じられている。AAV
REPおよびCAP遺伝子の供給源は、哺乳類ウイルス血清型AAV-1、AAV-2、AAV-3、
AAV-4、およびAAV-5、ならびにウシAAVおよびトリAAVを含みうる。本発明が意図
するのは、それらに開示されたREPおよびCAP DNA配列に加えて、(1)Srivatava,
A.,ら,前掲;Muzyczka, N.,前掲およびRuffing, M.,ら,前掲に示されているREP
78/68、REP 40/52およびCAPと同じアミノ酸配列をコードするDNA配列;(2)それ らに開示されているコード配列の相補体と、高度にストリンジェントな条件下で
、例えば0.1 x SSC/0.1% SDS中、68℃で洗浄(Ausubel F.M.ら編, 1989, Curren
t Protocols in Molecular Biology, Vol. I, Green Publishing Associates, I
nc., and John Wiley & sons, Inc., New York, p.2.10.3)してハイブリダイズ
し、かつ機能的に同等の遺伝子産物をコードするDNA配列;および/または3)そ
れらに開示された該コード配列の相補体と、それほどストリンジェントでない条
件下で、例えば中程度のストリンジェント条件下で、例えば0.2 x SSC/0.1% SDS
中、42℃で洗浄して(Ausubelら, 1989,前掲)ハイブリダイズし、かつ機能的に
同等の遺伝子産物もコードするDNA配列である。
び類似体をコードする核酸も、その誘導体と類似体がAAV DNA複製およびDNAのウ
イルス粒子への包膜に必要な機能をあたえる能力を持つ限り、使うことができる
。特に、REPおよびCAP誘導体は、置換、付加、または欠失によりREPおよびCAP配
列を変更することによって作ることができ、変更された表現型を有しうる機能的
に活性のある分子を与える。さらに、ヌクレオチドコード配列の縮重により、実
質的に同じかまたは機能的に同等のAAV REPおよびCAPアミノ酸配列をコードする
他のDNA配列を、本発明の方法の実施に使うこともできる。該遺伝子産物は、サ イレントな変化をもたらして生物活性のある産物を生産する、配列内のアミノ酸
残基の欠失、付加または置換を含んでもよい。このようなアミノ酸置換は、関わ
る残基の極性、電荷、溶解度、疎水性、親水性および/または両親媒性の類似性
に基いて行われる。例えば、負電荷をもつアミノ酸は、アスパラギン酸およびグ
ルタミン酸を含み;正電荷をもつアミノ酸はリシンおよびアルギニンを含み;同
じ親水性価を有する無電荷の極性ヘッド基または非極性ヘッド基を有するアミノ
酸は次のものを含む:ロイシン、イソロイシン、バリン、グリシン、アラニン、
アスパラギン、グルタミン、セリン、トレオニン、フェニルアラニン、チロシン
。
ことができる。本発明の目的に使うことができる発現系は、限定されるものでな
いが、哺乳類細胞のゲノム(例えばメタロチオネインプロモーター)からまたは
哺乳類ウイルス(例えば、アデノウイルス後期プロモーター;ワクシニアウイル
ス7.5Kプロモーター)から誘導された調節エレメントを含有する組換え発現構築
物を宿す哺乳類細胞系(例えば、COS、CHO、BHK、293、3T3、A549)を含む。調 節エレメントは、限定されるものでないが、誘導および非誘導プロモーター、エ
ンハンサー、オペレーター、および発現を駆動し調節することが当業者に知られ
ている他のエレメントを含む。細胞系内のREPおよびCAPタンパク質を発現するプ
ロモーターは、宿主細胞内で高度に制御されているプロモーターから引き出され
る。それらは、限定されるものでないが、CMVプロモーター、SV40プロモーター 、ヘルペスTKプロモーター、および組換えDNA技術で周知の他のプロモーターを 含む。誘導遺伝子制御は、限定されるものでないが、メタロチオネインプロモー
ター(MT)および熱ショックプロモーターを含む単純誘導プロモーター系を使っ
て、またはグルココルチコイド刺激に反応するマウス乳癌ウイルスプロモーター
(MMTV)を使って達成される。あるいは、よりフレキシブルであるがより複雑な
誘導調節系を「バイナリー」(binary)遺伝子手法によって実施することができる
。これらのバイナリー調節系は、トランス活性化遺伝子産物を用いて対象とする
第2遺伝子の発現を調節する。さらに、リプレッサーに基くバイナリー系を使っ
て遺伝子発現を調節することができる(Brownら, 1987, Cell 48:555-566; Figg
eら, 1988, Cell 49:603-612)。例えば、tetR系は、細菌リプレッサーtetRおよ
び対象の遺伝子のプロモーター領域へのtetRオペレーター配列の挿入を利用する
。このような系における遺伝子発現の誘導は、リプレッサー分子に結合し不活性
化して遺伝子発現の活性化をもたらすインデューサー(inducer)分子の応用に 関わる。 REPおよびCAPコード領域を、所定の細胞系において活性化できる発現ベクター
中のどのような数のプロモーターにも連結させることができる。さらに、このカ
セット(REPまたはCAP遺伝子とプロモーター)を、ベクターを受入れる細胞が確
認できるように、選択マーカーを含有するベクターに担持させる。選択マーカー
とそれに伴う選択薬剤は、限定されるものでないが、アミノグリコシドホスホト
ランスフェラーゼ/G418、ハイグロマイシン-Bホスホトランスフェラーゼ/ハイ
グロマイシン-B、およびジヒドロ葉酸レダクターゼ/メトトレキセートのような
増幅可能選択マーカーを含む群、ならびにその他当業者に周知のものから引き出
すことができる。
昆虫、植物、および酵母発現系の使用を含む。REPおよびCAPタンパク質を発現す
るために、REPおよびCAPタンパク質をコードするヌクレオチド配列、または第5.
1節、前掲、に記載した機能性等価物を、適当な発現ベクター、すなわち挿入さ れたコード配列の転写および翻訳に必要なエレメントを含有するベクターに挿入
する。当業者に周知の方法を使って、適当な転写/翻訳制御シグナルに機能しう
る形で連結されたREPおよびCAPタンパク質コード配列を含有する発現ベクターを
構築することができる。これらの方法は、in vitro組換えDNA技術、合成技術、 およびin vivo組換え/遺伝子組換えを含む。例えば、Maniatisら, 1989, Molec
ular Cloning, A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory, N.Y.お
よびAusubelら, 1989, Current Protocols in Molecular Biology, Greene Publ
ishing Associates & Wiley Interscience, N.Y.)に記載の技術およびベクター
を参照すること。
である。これらのシグナルは、ATG開始コドンおよび隣接配列を含む。これらの 外因性翻訳制御シグナルおよび開始配列は、天然および合成両方の様々な起源で
あってよい。例えば、大腸菌(E.coli)発現ベクターは、適当に位置したリボソ ーム結合部位および開始ATGのような翻訳制御配列を含むであろう。
よって、低レベルのREP 78/68タンパク質を発現するように設計した組換えヘル パープラスミドに組込むことができる。さらに3重らせん分子を用いてREP 78/6
8遺伝子発現のレベルを低下させることができる。このような3重らせん分子を 、REP 78/68遺伝子のプロモーター領域とハイブリダイズさせ、それによりREP遺
伝子転写を抑制するように設計することができる。
えヘルパープラスミドを包含する。例えば、REP遺伝子のコード領域を、遺伝子 操作によって、その開始METコドンをより低い効率で翻訳される開始コドンで置 き換えることができる。例えば、REP 78/68の開始コドンにATGからACGへの変異 を有する組換えプラスミドを構築することができる。
ことができる(Melefors, 1993, Bioassays 15:85-90)。このようなリプレッサ
ータンパク質のREP 78/68 mRNA分子の5'末端への結合は、REP 78/68 mRNA翻訳の
抑制をもたらすであろう。このような系を使い、REPタンパク質のレベルを、翻 訳リプレッサータンパク質のレベルまたは活性を調節することにより制御するこ
とができるであろう。このような配列は、限定されるものでないが、鉄応答エレ
メントのような配列を含む。
より制御することができる。例えば、REP 78/68 mRNAの半減期は、3'非翻訳領域
(UTR)のAおよびUヌクレオチドが多い遺伝子操作ヌクレオチド配列により有意 に低下する。さらに、3'UTRに特定のエンドヌクレアーゼの認識部位を含有するR
EP 78/68 mRNAを、組換えDNA技術を使って作製することができる。
子の再コードシグナルは、成長するREP 78/68ポリペプチド鎖を、時折、リボソ ーム上の1つのヌクレオチドだけ逆方向にスリップさせ、mRNAを間違った読み枠
で読ませて、末端切断されたREPタンパク質を生産する。本発明の1つの実施形 態では、ヌクレオチドUUUUUUAからなる再コードシグナル配列を、AAV REPをコー
ドする組換えヘルパープラスミドに含ませて、所望の低レベルのAAC REPタンパ ク質を生産する。
法は、相補的なREP RNAと結合してREP RNAの翻訳を抑制するオリゴヌクレオチド
の設計に関わる。リボザイム分子は、1つ以上のREP RNAに相補的な配列を含む ように設計され、特異的かつ効率的にREP RNA配列の内部切断を触媒するように 機能する。
タンパク質、すなわち半減期のより短いREPタンパク質またはタンパク質分解切 断感受性のより高いREPタンパク質を、REPタンパク質の活性を低下させる手段と
して用いることができる。
タンパク質を自発的に発現するように、細胞系を遺伝子操作することができる。
AAV REPおよびCAP産生性細胞系を遺伝子工学的技法で作製するために、AAV REP およびCAPオープンリーディングフレームを挿入した組換えヘルパープラスミド ベクターで、細胞をトランスフェクトすることができる。上記の第5.1節に記載 した方法を使用して、組換えベクターを構築するためには、標準的組換えDNA技 術を使用することができる(Ausubel,F.ら編、Current Protocols in Molecular
Biology,Wiley & Sons, New York,1994)。トランスフェクションは当分野のど
の標準的技法によっても達成することができる。あるいはまた、宿主細胞ゲノム
中にDNAを組み込むことができるウイルスベクターを使用して、細胞系を樹立す ることができる。これらのベクターの例として、レトロウイルスまたはAAVに由 来するものが含まれる。
が、HeLa、COS、NTH 3T3、A549および当業者に周知のその他のものが含まれる。
選択された細胞系中で活性化することができる、どのような数の異種プロモータ
ーにREPおよびCAPをコードする領域を連結してもよい。その上、この挿入カセッ
ト(REPおよびCAP遺伝子ならびにプロモーター)を選択マーカーをコードする遺
伝子に連結してもよい。この場合、マーカーを連結させたREPおよび/またはCAP
コード領域を組み込むと、このマーカーによってもたらされる特定の表現型が安
定的にトランスフェクトされた細胞に付与される。これによって、REPおよび/ またはCAP遺伝子がうまく組み込まれた細胞を選択することができるようになる 。あるいは、選択マーカーを別のプラスミドに担持させてトランスフェクトして
もよい。
その宿主細胞内で機能的に活性なものから選び出すことができる。当分野で周知
のこうしたプロモーターとして、宿主細胞内で高度に制御された結果、ウイルス
REP 78/68タンパク質の低レベル発現またはREP 40/52およびCAPタンパク質の高
レベル発現をもたらすものが含まれる。本発明の実施において、誘導性プロモー
ターを使用することもできる。これらとして、限定するわけではないが、メタロ
チオネインプロモーター(MT)、マウスの乳癌ウイルスプロモーター(MMTV)、
および当業者に知られたその他のものが含まれる。
が、アミノグリコシドホスホトランスフェラーゼ/G418、ハイグロマイシン-Bホ
スホトランスフェラーゼ/ハイグロマイシン-B、およびジヒドロ葉酸レダクター
ゼ/メトトレキセートなどの増幅性選択マーカー、ならびに当業者に知られてい
るその他のものが含まれる。
および免疫沈降を含む標準的技法によって実施することができる。こうした技法
を利用して、低レベルのREPタンパク質を発現する細胞を同定することができる
。
rAAV株の効率的生産法に関する。本発明の方法には、ヘルパーウイルス、AAV CA
PおよびREPタンパク質をコードする組換えDNA、および対象とするDNA配列とこれ
に必要とされるシス作用性AAV末端反復構造を含む組換え核酸を保有する真核細 胞を培養することが含まれる。
52およびCAPをトランスで発現させるための方法を提供することである。本発明 の方法は、REP 78/68タンパク質の発現または活性の低下の結果として高力価のr
AAV株が産生されるという観察に基づいている。
AAV REPおよびCAPタンパク質をトランスで供給することができる宿主細胞系中に
、AAV ITRに隣接して対象のDNA配列を含有する組換え核酸をトランスフェクトま
たは感染させるのがよい。このREPおよびCAPタンパク質は、線状の組換え核酸を
複製して、成熟ウイルス粒子中に包膜するために必要とされる。
スミドで宿主細胞系をトランスフェクトすることによって、トランスで供給する
ことができる。DNAトランスフェクションは当業者に周知の方法を使用して実施 することができる。これらとして、リポフェクション(lipofection)、エレクト ロポレーションまたはリン酸カルシウム沈降によるDNAトランスフェクションが 含まれる(Ausubelら、1989:Current Protocols for Molecular Biology, Gree
n Publishing Associates, Inc. and John Wiley & Sons, Inc., New York)。R
EPおよびCAPタンパク質の一過性または安定的発現のいずれかを目的として、プ ラスミドを宿主細胞系中にトランスフェクトする。
ス機能を提供することができなければならない。アデノウイルスおよび単純ヘル
ペスウイルスの両者はともに、シス要求性のAAV末端反復配列を含有するDNA断片
の複製および包膜のためのヘルパーウイルスとして作用することができる。これ
ら2つのウイルスのいずれか、またはAAVのためのヘルパーウイルスとして作用 することができる任意のウイルスによる感染を受け入れるどんな宿主でも本発明
の実施のために使用することができる。感染多重度(MOI)および感染の持続時 間は使用するウイルスおよび利用する細胞系のタイプに依存し、こうした技法は
当業者にとって周知である。
常化するための、遺伝情報を適切な宿主細胞中に導入する目的での遺伝子治療用
に、rAAVウイルス株を使用することができる。このrAAVを患者に治療上有効な用
量で投与することができる。治療上有効な用量とは、疾病の症状の軽減をもたら
すのに十分な化合物の量を意味する。
力の用量比が治療指数であり、比率LD50/ED50で表現することができる。大きな 治療指数を示す用量が好ましい。毒性側の効果を表示する用量を使用するときは
、治療しない細胞に対する損傷を最少にし、そして副作用を低下させるため、rA
AVが治療部位をターゲットとするような送達システムを設計するように注意すべ
きである。
アッセイおよび動物試験から得られたデータを使用することができる。これらの
rAAVの投与量は好ましくはほとんどまたは全く毒性を伴わないED50を含む循環濃
度の範囲内とする。投与量は、使用する投与剤型および利用する投与経路に応じ
て、この範囲内で変更することができる。本発明で使用するどの化合物について
も、治療上有効な用量は最初に細胞培養アッセイから評価することができる。細
胞培養で決定されたIC50(すなわち、最大の半分の感染量または最大の半分の阻
害量を達成する試験化合物の濃度)を含む循環血漿濃度範囲を達成する用量を動
物モデル用に製剤化することができる。こうした情報を使用して、ヒトにおいて
有用な用量をさらに正確に決定することができる。血漿中のレベルは、例えば高
性能液体クロマトグラフィーによって測定することができる。
学的に許容される担体または賦形剤を使用し、通常の方法で製剤化することがで
きる。例えば、rAAVをPBS(リン酸緩衝生理食塩水)などの担体中に懸濁させる ことができる。
いずれかを経由する)吸入または吹入による投与、あるいは経口、舌下、非経口
または直腸投与用に製剤化することができる。
な噴射剤、例えばジクロロジフルオロメタン、トリクロロフルオロメタン、ジク
ロロテトラフルオロエタン、二酸化炭素またはその他の好適な気体、を併用する
加圧パックまたはネブライザーからのエアゾルスプレーでの提供形態で都合よく
送達される。加圧エアゾルの場合、投与量単位は一定量を送達するバルブを設け
ることによって決定することができる。吸入器または吹入器で使用するため、治
療用化合物とラクトースまたはデンプンなどの好適な粉末基剤との混合粉末を含
有する、例えばゼラチンのカプセルまたはカートリッジを製剤化することができ
る。
ウモロコシデンプン、ポリビニルピロリドンもしくはヒドロキシプロピルメチル
セルロース);充填剤(例えば、ラクトース、微小結晶セルロースもしくはリン
酸水素カルシウム);滑沢剤(例えばステアリン酸マグネシウム、タルクもしく
はシリカ);崩壊剤(例えばジャガイモデンプンもしくはナトリウムデンプング
リコレート);または湿潤剤(例えばラウリル硫酸ナトリウム)などの薬学的に
許容される賦形剤とともに普通の方法によって調製した錠剤またはカプセル剤の
形状にすることができる。錠剤は当分野で周知の方法によってコーティングして
もよい。経口投与のための液状製剤は例えば溶液、シロップまたは懸濁液の形態
とするか、または使用前に水もしくはその他の好適なビヒクルにより調製される
乾燥製品として適用してもよい。こうした液状製剤は、懸濁剤(例えばソルビト
ールシロップ、セルロース誘導体もしくは水素化食用油脂);乳化剤(例えばレ
シチンもしくはアカシア);非水性ビヒクル(例えばアーモンド油、油状エステ
ル、エチルアルコールもしくは分別植物油);および保存剤(例えばメチルもし
くはプロピル-p-ヒドロキシ安息香酸またはソルビン酸)などの薬学的 に許容さ
れる添加剤とともに通常の方法によって調製することができる。製剤には適宜バ
ッファー塩、香味剤、着色剤および甘味剤も含有させてよい。
することができる。舌下投与のためには、組成物を通常の方法で製剤化した錠剤
またはトローチの形態とすることができる。 注射、例えばボーラス注射または連続注入による非経口投与用に、rAAVを製剤
化することができる。注射用製剤は例えばアンプルに入れた単位投与剤とするか
、保存剤を添加した多数回用量容器に入れて提供することができる。組成物を油
性または水性ビヒクル中の懸濁液、溶液またはエマルジョンの形態とすることが
でき、懸濁剤、安定剤および/または分散剤などの添加剤を含ませてもよい。あ
るいは、使用前に好適なビヒクル、例えば無菌で発熱物質を含まない水により調
製するために、活性成分を凍結乾燥粉末形態としてもよい。
長期作用性製剤を埋め込み(例えば皮下または筋内)によるか、または筋内注射
によって投与することができる。これらの例をあげると、治療用化合物を好適な
ポリマー性もしくは疎水性物質とともに(例えば許容される油中のエマルジョン
として)、またはイオン交換樹脂とともに製剤化するか、あるいは溶解度が低い
誘導体、例えば低溶解性塩として製剤化することができる。
ィスペンサー器具に入れて組成物を提供することができる。パックは金属または
プラスチックフォイル、プラスチックパックなど、としてもよい。パックまたは
ディスペンサー器具に投与のための説明書を添付してもよい。
V REP 40/52およびCAPタンパク質を発現するように遺伝子工学的技法で作製され
た組換えAAVベクターについて記載する。
限酵素 XbaIおよび XhoIで消化し、そしてRep遺伝子断片(ヌクレオチド115-216
3)を単離する。オリゴヌクレオチドアダプターの1つをこの断片の XhoI末端に
連結して、rep遺伝子中の欠失したヌクレオチドに代替させる(5'TCAGAGAGAGTGT
CC3'にアニールした5'TCGAGGACACTCTCTCTGA3')。次にこのRep遺伝子断片をEcoR
IおよびNotI制限酵素で消化したプラスミド pCMBβ(図8;Clontech,#6177-1 )中に、rep遺伝子の3'末端をプラスミド pCMBβのSV40ポリアデニル化部位に近
接させて挿入する。
2)を制限酵素 BcIIおよび XbaIで消化し、そしてRep+Cap遺伝子断片(ヌクレ
オチド894-4420)を単離する。次にこのRep+Cap遺伝子断片をBamHI制限酵素で
消化したプラスミド pCMVβ(図8)中に挿入する。プラスミドpCMV-52/40(図
5)を構築するため、プラスミドpACG-2(図2)を制限酵素 BcIIおよび XhoIで
消化し、そしてRep遺伝子断片(ヌクレオチド894-2163)を単離する。オリゴヌ
クレオチドアダプターの1つをこの断片の XhoI末端に連結して、rep遺伝子中の
欠失したヌクレオチドに代替させる(5'CAGAGAGAGAGTGTCC3'にアニールした5'TC
GAGGACACTCTCTCTGA3')。次にこのRep遺伝子断片をXhoIおよびNotI制限酵素で消
化したプラスミド pCMBβ(図8;Clontech,#6177-1)中に、rep遺伝子の5'末 端 をプラスミド pCMBβのCMVプロモーターに近接させて挿入する。プラスミドp
CMV-Cap(図6)を構築するため、プラスミドpACG-2(図2)を制限酵素 HindII
Iおよび XbaIで消化し、そしてCap遺伝子断片(ヌクレオチド1812-4420)を単離
する。次にこのCap遺伝子断片をBamHI制限酵素で消化したプラスミド pCMBβ(C
lontech,#6177-1)中に、Cap遺伝子の5'末端をプラスミド pCMVβのCMVプロモ ーターに近接させて挿入する。
本発明の個々の態様を単に説明することを意図しており、機能的に等価な方法お
よび成分は本発明の範囲内である。実際に、当業者にとって、本明細書に示し、
記載したものの外に、前記の説明および添付する図面から、本発明の各種の改変
が明らかになるであろう。こうした改変は特許請求の範囲に含まれるものと想定
する。
68の翻訳開始コドンの位置にATCからACGへの変異を有する。
にあるAAV REP遺伝子を含有し、翻訳開始コドンの位置にATCからACGへの変異を 有する。
Claims (12)
- 【請求項1】 組換えアデノ随伴ウイルス株を生産する方法であって、 a) アデノ随伴ウイルスの複製が可能な細胞を、 i) 低下したレベルのアデノ随伴 REP 78/68タンパク質を発現するよう に遺伝子操作した組換えベクター、 ii) 上昇したレベルのアデノ随伴 REP 40/52およびCAPタンパク質を発現
するように遺伝子操作した組換えベクター、および iii) 外来DNA配列を含有し、かつ感染性AAVビリオン中に組み込むことが 可能な組換えアデノ随伴ウイルスベクター、 で同時トランスフェクトし、 b) 産生されたビリオンを回収する、 ことを含んでなる上記方法。 - 【請求項2】 REP 78/68遺伝子の転写を調節することによってREP 78/68タ
ンパク質のレベルを低下させる、請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 REP 78/68遺伝子の翻訳を調節することによってREP 78/68タ
ンパク質のレベルを低下させる、請求項1記載の方法。 - 【請求項4】 REP 40/52およびCAP遺伝子の転写が異種プロモーターの制御
下にある、請求項1記載の方法。 - 【請求項5】 異種プロモーターがサイトメガロウイルスプロモーターであ
る、請求項1記載の方法。 - 【請求項6】 組換えアデノ随伴ウイルス株を生産するための宿主細胞であ
って、 i) 野生型よりも低いレベルのアデノ随伴 REP 78/68タンパク質を発現 する組換えDNAベクター、および ii) アデノ随伴 REP 40/52およびCAPタンパク質を発現する組換えDNAベ クター1種、 を含有する上記細胞。 - 【請求項7】 REP 78/68タンパク質のレベルが転写レベルで調節される、
請求項5記載の宿主細胞。 - 【請求項8】 REP 78/68タンパク質のレベルが翻訳レベルで調節される、
請求項5記載の宿主細胞。 - 【請求項9】 REP 40/52およびCAP遺伝子の転写が非アデノ随伴ウイルスプ
ロモーターの制御下にある、請求項5記載の宿主細胞。 - 【請求項10】 REP 40/52およびCAP遺伝子の転写がサイトメガロウイルス
プロモーターの制御下にある、請求項8記載の宿主細胞。 - 【請求項11】 宿主細胞が一過性にトランスフェクトされる、請求項6記
載の宿主細胞。 - 【請求項12】 宿主細胞が安定的にトランスフェクトされる、請求項6記
載の宿主細胞。
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