JP2001512689A - T細胞を遺伝子改変するための方法 - Google Patents

T細胞を遺伝子改変するための方法

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Abstract

(57)【要約】 遺伝子改変したT細胞の集団を産生するための方法が提供される。この方法では、T細胞のインビトロ集団は、この集団をCD3結合因子と接触させることによって活性化される。次いで、遺伝子改変は、この活性化T細胞を用いて、これを適切な遺伝子移入ベクターと接触させることによって行われる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (技術分野) 本発明は、一般に、高い効率で細胞の集団を遺伝子改変するための方法および
遺伝子送達の方法に関する。より具体的には、本発明は、エキソビボでT細胞の
集団を遺伝子改変するための方法に関する。
【0002】 (発明の背景) 遺伝子治療は、所望の遺伝子を被験体に移入し、その後のそのインビボ発現の
ための方法を提供する。遺伝子移入は、一般に、適切なベクターを使用して、エ
キソビボで被験体の細胞または組織を遺伝子改変し、そして改変した細胞を宿主
に再導入することによって達成される。あるいは、遺伝物質は、被験体の細胞お
よび組織に直接的に移入され得る。
【0003】 多くのウイルスベースの系が、遺伝子送達に使用されている。例えば、レトロ
ウイルス系は公知であり、そして一般に、ウイルスの遺伝子のすべてを発現する
が、サイ(Ψ)配列として公知のパッケージングシグナルの欠失のため、それ自
体のゲノムをパッケージし得ない組込まれた欠損プロウイルス(「ヘルパー」)
を有する、パッケージング株を用いる。したがって、細胞株は、空のウイルス殻
を生じる。プロデューサー株は、パッケージング株に由来し得る。プロデューサ
ー株は、ヘルパーに加えて、長末端反復(LTR)として公知の、ウイルスの複
製およびパッケージングのためにシスで必要とされる配列を含むウイルスベクタ
ーを含む 目的の遺伝子は、ベクターに挿入され、そしてレトロウイルスヘルパ
ーによって合成されたウイルス殻中にパッケージされ得る。次いで、組換えウイ
ルスは、単離され、そして被験体に送達され得る。(例えば、米国特許第5,2
19,740号を参照のこと)。
【0004】 効果的な遺伝子移入を達成することに重要な因子は、接触した細胞の十分な割
合のウイルス感染を得る能力である。遺伝子移入においてはしばしば、エキソビ
ボでウイルスに接触した細胞の3分の1未満が効率的に改変される。さらに、多
数の遺伝子改変した細胞は、ほとんどの遺伝子送達適用に必要とされる。したが
って、ウイルス感染の効率が低い場合、遺伝子改変した細胞の十分な数を得るこ
との困難性は、効果的な治療を達成することにおいて限定された工程を示し得る
。したがって、哺乳動物細胞の効率的および効果的遺伝子改変の必要性がある。
本発明は、この必要性を満たし、そしてさらに関連する利点を提供する。
【0005】 (発明の要旨) 遺伝子改変したT細胞の集団を産生するための方法が提供される。この方法で
は、T細胞のインビトロ集団は、この集団をCD3結合因子と接触させることに
よって活性化される。次いで、遺伝子改変は、活性化T細胞を用いて、これを適
切な遺伝子移入ベクターと接触させることによって行われる。本発明の実施にお
いて、遺伝子改変は、T細胞集団の細胞密度が、約0.1×106と5×106
の間である場合に行われる。
【0006】 本発明の種々の局面では、遺伝子移入ベクターは、遺伝子改変した細胞に、選
択された細胞傷害性因子に対する増強された感受性を提供するように発現され得
る第1のヌクレオチド配列に作動可能に連結されるプロモーターを含む。したが
って、第1のヌクレオチド配列は、単純ヘルペスウイルスチミジンキナーゼ(H
SV−tk)遺伝子のような薬物感受性遺伝子であり得る。さらに、遺伝子移入
ベクターは、目的の1つ以上のヌクレオチド配列を含むレトロウイルスベクター
を含み得る。
【0007】 他の実施態様では、形質導入T細胞の選択されていない集団において100%
以上の形質導入効率を得るための方法が提供される。この方法は、以下の工程を
包含する:(a)T細胞のインビトロ集団を提供する工程;(b)T細胞集団を
CD3結合因子と接触させることによってT細胞を活性化する工程;および(c
)約3以上の感染多重度(MOI)で活性化T細胞をレトロウイルスベクターで
形質導入する工程であって、ここで、T細胞集団の細胞密度が約5×105と2 ×106との間である場合に、形質導入が行われる、工程。
【0008】 さらに他の実施態様では、形質導入T細胞の集団を産生するためのキットが提
供される。このキットは、1つ以上の容器に含まれるCD3結合因子、1つ以上
の容器に含まれる遺伝子移入ベクター、補助試薬および/またはハードウエア、
およびキットの使用のための指示書を含む。
【0009】 本発明のこれらおよび他の実施態様は、本明細書の開示を考慮して、当業者が
容易に行い得る。
【0010】 (好ましい実施態様の詳細な説明) 本発明の実施は、他に指示がなければ、当該技術分野内のウイルス学、微生物
学、分子生物学、組換えDNA技法、および免疫学の従来の方法を用いる。この
ような技法は、文献に十分に説明される。例えば、Sambrookら,Mol
ecular Cloning:A Laboratory Manual(第
2版,1989);DNA Cloning:A Practical App
roach,Vol.IおよびII(D.Glover編);Oligonuc
leotide Synthesis(N.Gait編,1984);A Pr
actical Guide to Molecular Cloning(1
984);Fundamental Virology,第2版,vol.Iお
よびII(B.N.FieldsおよびD.M.Knipe編);Method
s In Enzymology(S.ColowickおよびN.Kapla
n編,Academic Press,Inc.);およびHandbook
of Experimental Immunology,Vol.I−IV(
D.M.WeirおよびC.C.Blackwell編,1986,Black
well Scientific Publications)を参照のこと。
【0011】 本明細書および添付の請求の範囲で使用される場合、単数形態「a」、「an
」、および「the」は、文脈が他を明らかに示さなければ、複数の言及を含む
【0012】 (I.定義) 本発明を記載するにおいて、以下の用語が用いられ、そして以下に示すように
定義されることを意図する。
【0013】 「遺伝子移入」または「遺伝子送達」とは、目的のDNAを宿主細胞に確実に
挿入するための方法またはシステムをいう。このような方法は、組込まれていな
い移入されたDNAの一過性発現、移入されたレプリコン(例えば、エピソーム
)の染色体外複製および発現、あるいは宿主細胞のゲノムDNAへの移入された
遺伝物質の組込みを生じ得る。
【0014】 「Tリンパ球」または「T細胞」は、免疫系の細胞媒介性免疫の一部を構成す
る非抗体産生リンパ球である。T細胞は、骨髄から胸腺に移動する未成熟リンパ
球から発生し、胸腺でこれらは、胸腺ホルモンの指示下で成熟プロセスを受ける
。ここで、成熟リンパ球は、迅速に分割し、非常に多数にまで増加する。成熟中
のT細胞は、特異的抗原を認識しそして結合する能力に基づいて、免疫応答性に
なる。免疫応答性T細胞の活性化は、抗原がリンパ球の表面レセプターに結合す
る場合に、引き起こされる。
【0015】 用語「トランスフェクション」は、細胞による外来DNAの取り込みをいうた
めに使用される。細胞は、外因性DNAが細胞膜の内側に導入されている場合に
「トランスフェクト」されている。多くのトランスフェクション技法が、一般に
、当該技術分野で公知である。例えば、Grahamら(1973)Virol
ogy,52:456、Sambrookら(1989)Molecular
Cloning,a laboratory manual,Cold Spr
ing Harbor Laboratories,New York、Dav
isら(1986)Basic Methods in Molecular
Biology,Elsevier、およびChuら(1981)Gene 1
3:197を参照のこと。このような技法は、1つ以上の外因性DNA部分を適
切な宿主細胞に導入するために使用され得る。この用語は、遺伝物質の安定なお
よび一過性の両方の取り込みをいい、そしてペプチド結合または抗体結合したD
NAの取り込みを含む。
【0016】 用語「形質導入」は、レトロウイルス遺伝子移入ベクターのような複製欠損ウ
イルスベクターを介して、インビボまたはインビトロのいずれかでのDNA分子
のレシピエント細胞への送達をいう。
【0017】 「遺伝子改変」されているレシピエント細胞は、目的のDNA分子を含む遺伝
子移入ベクターを用いて、インビボまたはインビトロのいずれかで、トランスフ
ェクトまたは形質導入されている。
【0018】 「ベクター」、「ベクター構築物」、および「遺伝子移入ベクター」とは、目
的の遺伝子の発現を指示し得、そして遺伝子配列を標的細胞に移入し得る、任意
の核酸構築物を意味する。したがって、この用語は、クローニングおよび発現ビ
ヒクル、ならびにウイルスベクターを含む。
【0019】 「自殺遺伝子」(例えば、薬物感受性遺伝子)の標的細胞への移入は、正常細
胞に対して比較的非毒性である化合物または組成物に対して、細胞を感受性にす
る。Moolten,F.L.(1994)Cancer Gene Ther
.1:279−287。自殺遺伝子の例は、単純ヘルペスウイルスのチミジンキ
ナーゼ(HSV−tk)、シトクロムP450(Manomeら(1996)G
ene Therapy 3:513−520)、ヒトデオキシシチジンキナー
ゼ(Manomeら(1996)Nature Medicine 2(5):
567−573)、および細菌酵素シトシンデアミナーゼ(Dongら(199
6)Human Gene Therapy 7:713−720)である。こ
れらの遺伝子を発現する細胞は、比較的非毒性のプロドラッグのガンシクロビル
(HSV−tk)、シクロホスファミド(シトクロムP450 2B1)、シト
シンアラビノシド(ヒトデオキシシチジンキナーゼ)、または5−フルオロシト
シン(細菌シトシンデアミナーゼ)の効果に対して感受性になる。Culver
ら(1992)Science 256:1550−1552、Huberら(
1994)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 91:8302−
8306。
【0020】 「選択マーカー」とは、治療活性がないが、むしろ、遺伝子移入ベクターのよ
り簡単な調製、製造、特徴づけ、またはテストを可能にするために含まれる、遺
伝子移入ベクターに含まれるヌクレオチド配列をいう。
【0021】 「特異的結合因子」とは、分子の特異的結合対のメンバーをいい、ここで、分
子の1つは、化学的および/または物理的手段によって第2の分子に特異的に結
合する。
【0022】 「コード配列」または選択された分子を「コードする」配列は、適切な調節配
列の制御下に配置された場合、インビボでポリペプチドに、転写(DNAの場合
)されそして翻訳(mRNAの場合)される核酸分子である。
【0023】 「核酸分子」または「ヌクレオチド配列」は、原核生物配列、真核生物mRN
A、真核生物mRNAからのcDNA、真核生物(例えば、哺乳動物)DNAか
らのゲノムDNA配列、およびさらに合成DNA配列を含み得るが、これらに限
定されない。この用語はまた、DNAおよびRNAの公知の塩基アナログのいず
れかを含む配列を含む。
【0024】 「作動可能に連結した」とは、エレメントの配置をいい、ここでは、このよう
に記載された成分が、通常の機能を行うように配列される。したがって、コード
配列に作動可能に連結した所定のプロモーターは、適切な酵素が存在する場合に
、コード配列の発現をもたらし得る。プロモーターは、コード配列の発現を指示
するように機能する限り、コード配列と連続している必要はない。したがって、
例えば、介在している翻訳されないが転写された配列は、プロモーター配列とコ
ード配列との間に存在し得、そしてプロモーター配列は、なお、コード配列に「
作動可能に連結する」と考えられ得る。
【0025】 核酸分子を記載するために本明細書で使用される場合、「組換え体」とは、そ
の起源または操作によって、(1)天然で結合されるポリヌクレオチドのすべて
または一部と結合せず;および/または(2)天然に連結するもの以外のポリヌ
クレオチドに連結する、ゲノム、cDNA、半合成、または合成起源のポリヌク
レオチドを意味する。タンパク質またはポリペプチドに関して使用する場合、用
語「組換え体」とは、組換えポリヌクレオチドの発現によって産生するポリペプ
チドを意味する。
【0026】 (II.本発明の実施の態様) 本発明は、T細胞の集団が、エキソビボ方法論においてベクター構築物を使用
して高い効率で遺伝子改変され得るという驚くべき知見に基づく。
【0027】 T細胞は、当業者に公知の種々の手順によって末梢血リンパ球(PBL)から
単離され得る。例えば、T細胞集団は、アクセサリー細胞およびB細胞の除去に
よってPBLの集団から「富化」され得る。特に、T細胞富化は、抗MHCクラ
スIIモノクローナル抗体を使用して非T細胞の除去によって達成され得る。同
様に、他の抗体は、非T細胞の特定の集団を枯渇させるために使用され得る。例
えば、抗Ig抗体分子は、B細胞を枯渇させるために使用され得、そして抗Ma
cI抗体分子は、マクロファージを枯渇させるために使用され得る。
【0028】 T細胞は、さらに、当業者に公知の技法によって多くの異なる亜集団に分画さ
れ得る。2つの主要な亜集団は、細胞表面マーカーCD4およびCD8の差別的
発現に基づいて単離され得る。例えば、上記のようにT細胞の富化の後、CD4 + 細胞は、CD4に特異的な抗体を使用して富化され得る(Coliganら、 前出を参照のこと)。抗体は、磁性ビーズのような固体支持体に結合され得る。
逆に、CD8+細胞は、(CD4+細胞を除去するために)CD4に特異的な抗 体の使用によって富化され得るか、または固体支持体に結合されたCD8抗体の
使用によって単離され得る。HIV−1関連した患者からのCD4リンパ球は、
Wilsonら(1995)J.Infect.Dis.172:88に記載の
ように形質導入の前または後に、エキソビボで増殖され得る。
【0029】 T細胞の精製後、当業者に公知の遺伝子改変の種々の方法が、本明細書に記載
のように構築された非ウイルスまたはウイルスベースの遺伝子移入ベクターを使
用して行われ得る。例えば、1つのこのようなアプローチは、ベクター産生細胞
に由来するベクター含有上清培養物での、精製されたT細胞集団の形質導入を含
む。第2のアプローチは、ベクター産生細胞の照射された単層と、精製されたT
細胞との同時培養を含む。第3のアプローチは、同様の同時培養アプローチを含
むが;精製されたT細胞は、種々のサイトカインで予備刺激され、そして照射さ
れたベクター産生細胞との同時培養の48時間前に培養される。このような形質
導入の前の予備刺激は、効果的な遺伝子移入を増加させる(Noltaら(19
92)Exp.Hematol.20:1065)。特定の理論に結びつけるこ
とを望まないが、形質導入の増加したレベルは、効率的なレトロウイルス形質導
入に必要なT細胞の増加した増殖に寄与する。増殖させるためのこれらの培養物
の刺激も、患者への再注入のための増加した細胞集団を提供する。同時培養に続
いて、T細胞はベクター産生細胞単層から収集され、増殖され、そして液体窒素
中で凍結される。
【0030】 単離されたT細胞への送達に適切な制御エレメントと結合した目的の1つ以上
のコード配列を含む、遺伝子移入ベクターは、公知の方法を使用してアセンブリ
され得る。
【0031】 選択マーカーはまた、遺伝子移入ベクターの構築に使用され得る。例えば、遺
伝子移入ベクターで形質導入された哺乳動物細胞に、細胞傷害性因子に対する耐
性を与えるマーカーが、使用され得る。細胞傷害性因子は、ネオマイシン、アミ
ノグリコシド、テトラサイクリン、クロラムフェニコール、スルホンアミド、ア
クチノマイシン、ネトロプシン、ジスタマイシンA(distamycin A
)、アントラサイクリン、またはピラジンアミドであり得るが、これらに限定さ
れない。例えば、ネオマイシンホスホトランスフェラーゼIIは、ネオマイシン
アナログのゲンチシン(geneticin)(G418)に対する耐性を与え
る。
【0032】 非免疫原性選択マーカーが、本明細書における使用に好ましい。「非免疫原性
」とは、遺伝子送達ビヒクルの一部として投与される場合、大多数の患者におい
て望ましくない免疫反応を引き起こさない選択マーカーまたはプロドラッグ活性
化酵素をいう。このような遺伝子は、ヒト遺伝子、非ヒト遺伝子、または正常ヒ
ト遺伝子との十分な差がない(通常10%未満のアミノ酸配列の差)変異したヒ
ト遺伝子であり得る。本明細書での使用のためのヒト起源ではない遺伝子は、患
者においてMHCクラスIまたはクラスII提示を介してタンパク質配列の効果
的な提示を可能にするエピトープを有さないか、あるいは、他の免疫原性エピト
ープの効果的な提示を抑える配列を有する遺伝子であり得る。少なくともいくつ
かの非免疫原性選択マーカーが種特異的であることに留意することが重要である
。臨床使用のために、非免疫原性マーカーは、一般に、ヒト起源である。
【0033】 広範に種々の非免疫原性マーカーは、本発明の遺伝子移入ベクターによって発
現され得る。簡単にいえば、このようなマーカーは、種々のアッセイによって免
疫原性について容易にテストされ得、これには、例えば、生物が既に免疫を生成
している抗原についてのCTLアッセイ、および生物が既に存在する応答を有さ
ない抗原で形質導入した樹状細胞を利用するT細胞応答のインビトロ生成が挙げ
られる(Hendersonら(1996)Canc.Res.56:3763
;Hsuら(1995)Nat.Med.2:52を参照のこと)。CTLアッ
セイは、例えば、国際公開公報第WO 91/02805号に記載のように行わ
れ得る。マーカーが非免疫原性であることを確実にするためのもう1つの方法は
、アレルギー反応をテストするために利用されるような標準的皮膚テストにおい
てマーカーを投与することである。しかし、上記のテストは、本発明の状況内で
非免疫原性であるマーカーを確かめるために利用され得るが、少しの割合の患者
は、それにもかかわらずマーカーに対して反応し得ることに留意すべきである。
【0034】 適切な非免疫原性マーカーは、種々の供給源から得られ得る。例えば、マーカ
ーは、そのネイティブの状態で、ヒト酵素であり得、従ってその性質からは、非
免疫原性であり得る。同様に、マカクのような密接に関連する種からのマーカー
は、同様に非免疫原性であり得る。マーカーは、非ヒト起源であり得、そして変
異(例えば、置換、欠失、または挿入)によって非免疫原性になり得る。このよ
うなマーカーと関連のプロドラッグ分子との代表的な例には、アルカリホスファ
ターゼ、ならびにフェノールマスタードホスフェート(phenolmusta
rd phosphate)、ドキソルビシンホスフェート、マイトマイシンホ
スフェート、およびエトポシドホスフェートのような種々の毒性リン酸化化合物
;β−ガラクトシダーゼとN−[4−(β−D−ガラクトピラノシル)ベニルオ
キシカルボニル]−ダウノルビシン(N−[4−(β−D−galactopy
ranosyl)benyloxycarbonyl]−daunorubic
in);アゾレダクターゼ(azoreductase)とアゾベンゼンマスタ
ード;β−グルコシダーゼとアミグダリン;β−グルクロニダーゼとフェノール
マスタードグルクロニドおよびエピルビシングルクロニド;カルボキシペプチダ
ーゼAとメトトレキセート−アラニン;シトクロムP450とシクロホスファミ
ドまたはイフォスファミド;DTジアフォラーゼと5−(アジリジン−1−イル
)−2,4−ジニトロベンザミド(CB1954)(Cobbら(1969)B
iochem.Pharmacol 18:1519、Knoxら(1993)
Cancer Metastasis Rev.12:195);β−グルタミ
ルトランスフェラーゼとβ−グルタミルp−フェニレンジアミンマスタード;ニ
トロレダクターゼとCB1954または4−ニトロベンジルオキシカルボニルの
誘導体;グルコースオキシダーゼとグルコース;キサンチンオキシダーゼとヒポ
キサンチン;ならびにプラスミンとペプチジル−p−フェニレンジアミン−マス
タードが挙げられる。非免疫原性マーカーはまた、通常には発現されない細胞の
コンパートメントにおいて酵素を発現することによって作成され得る。例えば、
トランスゴルジで通常は発現される酵素フリン(furin)は、細胞表面上で
発現され得る。次いで、トランスゴルジに通常には達し得ない薬物を活性化し得
る。
【0035】 あるいは、外因性選択マーカーは、マーカーを発現する細胞が、免疫化学的ま
たはレセプターリガンド結合方法によって集団において他の細胞から物理的に分
離され得るように、細胞の表面上で発現されるタンパク質であり得る。細胞表面
マーカーは、細胞外マトリクスタンパク質に対する細胞の結合を調節する、イン
テグリンのような、細胞接着因子を含み得る。
【0036】 1つの特定の実施態様では、自殺遺伝子を発現するベクターが提供される。自
殺遺伝子についてのコード配列は、公知の方法を使用して得られ得る。例えば、
HSV−Iチミジンキナーゼ遺伝子(HSV−TK)のコード領域および転写終
結シグナルは、プラスミド322TK(McKnightら(1980)Nuc
.Acids Res.8:5949)から単離され、次いで適切な遺伝子移入
ベクターにクローニングされ得る。
【0037】 他の実施態様では、ヒト第VIII因子および第IX因子を発現するベクター
は、血友病の処置における使用のために提供され得る。特に、Bドメイン欠失第
VIII因子タンパク質を発現するベクターは、以下の実施例に記載される。B
ドメインは、新しく合成された一本鎖分子において第VIII因子の第2および
第3のAドメインを分離する。Bドメインは、分子のアミノ酸712〜1648
に及ぶ。Woodら(1984)Nature 312:330−337。第V
III因子のタンパク質分解性の活性化は、372、740、および1689位
に位置する特異的Arg残基での切断を含む。トロンビンまたは第Xa因子によ
る、Arg372およびArg1689での血漿第VIII因子の切断は、活性
第VIII因子を得るために必須である。活性化第VIII因子は、アミノ酸残
基1〜372(A1ドメインを含む)および残基373〜740(A2ドメイン
を含む)、ならびに残基1690〜2332(A3−C1−C2ドメインを含む
)を含む、カルシウム架橋したヘテロダイマーからなる。
【0038】 本発明の実施においてBドメイン欠失した第VIII因子分子を使用すること
における重要な利点は、減少したサイズが、あまりタンパク質分解しない傾向が
あるようであり、したがって血漿由来アルブミンの添加が、最終産物の安定化の
ために必要でないことである。第VIII因子タンパク質に関して本明細書で使
用される場合、用語「Bドメイン欠失」とは、残基711と1694との間のア
ミノ酸のいくつかまたはすべてが欠失しており、そしてなお生物学的に活性な第
VIII因子分子を保存する第VIII因子タンパク質をいう。
【0039】 Bドメインの欠失の範囲は、Bドメインにおいてどのアミノ酸残基が欠失され
るかに依存して存在し得る。「SQN欠失」と称される、1つの特定のBドメイ
ン欠失が存在し、そしてSer743とGln1638を融合することによって
生成されている(Lindら(1995)Eur.J.Biochem.323
:19−27、および国際公開公報第WO 91/09122号)。これは、A
2とA3の第VIII因子ドメインとの間のSer−Glu−Asn(SQN)
連結を生じるBドメインから、アミノ酸残基744〜1637を除去する。血漿
由来第VIII因子と比較した場合、SQN欠失は、第VIII因子分子のイン
ビボでの薬物動態学的に影響を及ぼさない(Fijnvandraatら(19
97)P.R.Schattauer Vertagsgesellschat
t mbH(Stuttgart)77:298−302)。本明細書で使用さ
れる場合、用語「第VIII因子SQN欠失」または「SQN欠失」とは、この
欠失をいい、そして単一のS−Q−Nトリペプチド配列を保存しそして2つのB
ドメインSQN配列間のアミノ酸の欠失を生じる他の欠失をいう(このアミノ酸
配列の記載については、国際公開公報第WO 91/09122号を参照のこと
)。
【0040】 多数の他の第VIII因子のBドメインを欠失した形態が存在する。これらの
Bドメインを欠失した第VIII因子タンパク質の全てをコードするcDNAは
、標準的な分子生物学的技術を使用して遺伝子導入ベクターに挿入され得る。例
えば、以下の第VIII因子のBドメイン欠失をコードするcDNA分子が、本
発明の実施において使用され得る:des 797−1562(Eaton(1
986)Biochemistry 25:8343);des 760−16
39(LA−FVIII)(Toole(1986)Proc.Natl.Ac
ad.Sci.USA 83:5939);des 771−1666(FVI
II del II:1つのトロンビン部位を欠いている)(Meutien(
1988)Prot.Eng.2:301);des 747−1560(Sa
rver(1987)DNA 6:553);des 868−1562および
des 713−1637(トロンビン耐性)(Mertens(1993)B
r.J.Haematol.85:133);des 797−1562(Es
mon(1990)Blood 76:1593);des 741−1668
(Donath(1995)Biochem.J.312:49);des74
8−1648(部分的にプロセシングされた)、des 753−1648(部
分的にプロセシングされた)、des 777−1648(部分的にプロセシン
グされた)、des 744−1637(FVIII−SQ)、des 748
−1645(FVIII−RH)、des Bドメイン+0,1,2Arg(部
分的にプロセシングされた)、desB+3Arg(FVIIIR4)、des
B+4Arg(FVIIIR5)(Lind(1995)Eur.J.Bioc
hem.232:19);des 741−1689またはdes 816−1
598(Langner(1988)Behring Inst Mitt 1
6−25);des 746−1639(Cheung(1996)Blood
88:325a);およびdes795−1688(トロンビン部位が変異し
た)(Pipes(1996)Blood 88:441a)。
【0041】 本明細書中で使用され得る他の第VIII因子Bドメイン欠失として、IgG
ヒンジ領域が挿入されているBドメイン欠失(例えば、米国特許第5,595,
886号を参照のこと)、および1997年6月4日に代理人番号1155.0
04として提出された、「血友病および他の障害の処置のための組換え送達ビヒ
クルの投与のための方法(Methods for Administrati
on of Recombinant Delivery Vehicles
for Treatment of Hemophilia and Othe
r Disorders)」と題される共有に係る米国特許出願に記載されてい
るBドメイン欠失第VIII因子分子が挙げられるが、これらに限定されない。
【0042】 全長の第VIII因子cDNA(例えば、国際公開番号第WO 96/210
35号に記載されているcDNA分子)もまた、本発明の遺伝子導入ベクター中
に挿入され得る。本明細書中での使用にまた適切である種々の第VIII因子欠
失、変異、および第VIII因子のポリペプチドアナログとして、例えば、国際
公開番号第WO 97/03193号、同第WO 97/03194号、同第W
O 97/03195号、および同第WO 97/03191号に記載されてい
るこれらのアナログが挙げられる。
【0043】 B型血友病はまた、第IX因子を発現する遺伝子導入ベクターを用いる遺伝子
送達技術を使用して処置され得る。ヒトの第IX因子欠損(クリスマス病または
B型血友病)は、主として男性に影響を与える。なぜなら、これは、性に関連す
る劣性の形質として遺伝されるからである。米国で約2000人がこれに罹患し
ている。ヒト第IX因子遺伝子は、416アミノ酸残基の成熟タンパク質をコー
ドする。
【0044】 ヒト第IX因子cDNAは、例えば、Kurachiら(1982)Proc
.Natl.Acad.Sci.USA 79:6461−6464によって記
載されているようなプラスミド構築物pHfIX1から得られ得る。cDNA配
列は、約1.5kbのPstIフラグメントとして切り出され得、そしてT4
DNAポリメラーゼを使用して平滑末端にされ得る。次いで、この因子cDNA
フラグメントは、例えば、ベクター中の適切な制限部位に容易に挿入され得る。
【0045】 本発明はまた、APC耐性に起因する血栓症、ならびに血栓症および高凝固(
hypercoagulation)の他の障害の治療および/または予防にお
いて、第V因子を発現し得る遺伝子導入ベクターを提供することによって使用さ
れ得る。血液の凝固は、一連の、循環しているセリンプロテアーゼチモーゲンの
連続的な活性化、トロンビンを形成するためのプロトロンビンの活性化を最高に
達すること、および続く、血餅の基質であるフィブリンの生成によって構成され
る。これらの反応の2つである、プロトロンビンおよび第X因子の活性化は、大
きなタンパク質様(proteinaceous)補因子である第Va因子およ
び第VIIIa因子の関与を、それぞれ必要とする。セリンプロテアーゼチモー
ゲン(プロテインC)は、それが活性化されたプロテインCを形成するようにト
ロンビンによって切断された場合に、抗凝固効果を発揮する。活性化されたプロ
テインC(APC)は、特異的なアルギニン残基での切断によって第Va因子お
よび第VIIIa因子の活性を破壊する。プロテインCまたはその補因子である
プロテインSにおける遺伝的な欠損は、家族性栓友病の症例の約5〜10%の原
因である。1993年には、Dahlbackは、活性化されたプロテインC耐
性(APC耐性)と呼ばれる、栓友病の新たな形態を記載した。そこでは、添加
されたAPCは、患者の血漿の凝固時間を延長できなかった。Dahlback
(1993)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 90:1004
。これは、続いて、40%までの家族性栓友病の症例についての原因であること
が示され、これによって、それを、血栓症についての遺伝した素因の最も一般的
な形態にする(Sunら(1994)Blood 83:3120)。95%よ
り多いAPC耐性の症例は、第V因子における単一の点変異;R506Qによっ
て生じる(Bertinaら(1994)Nature 369:64、Gre
engardら(1994)Lancet 343:1361)。この変異が、
種々の健常な欧州集団において1〜10%のレベルで存在することが、続いて見
出された(Svenssonら(1994)New Engl.J.Med.3
00:517、Griffinら(1993)Blood 82:1989、K
osterら、Lancet 342:1503)。そして症状の存在/非存在
は、多数のホモ接合型を有する家族においてかなり変化し得(Greengar
dら(1995)New Engl.J.Med.331:1559)、これに
よって血栓形成性の疾患の多機能性の性質を明白にする。Rosendaalら
(1995)Blood 85:1504は、APC耐性について、ヘテロ接合
型における血栓症の相対的な危険性を7倍と推定し、ホモ接合型については80
倍と推定した。
【0046】 Greengardら(1995)Thromb Haemostas 73
:1361(要約)は、第V因子欠損およびAPC耐性についての無効な対立遺
伝子の両方を有することを記載した。これらの2つの第V因子欠損が別々に分類
されるので、これらは、2つの異なる第V因子対立遺伝子を提示する。ヘテロ接
合型である化合物は、APC耐性第V因子対立遺伝子のみに由来する循環してい
る第V因子を有した。そして3つの症候性のファミリーのメンバーの2つは、こ
の「偽ホモ接合型」の遺伝子型を有した。1つの第V因子欠損のみを有する他の
ファミリーメンバーは、血栓症を有さなかった。理論に束縛されることは望まな
いが、APC耐性対立遺伝子の危険因子は、いくつかの正常な(APC応答性の
)第V因子の単なる存在によっていくつかの症例において補われ得る。従って、
正常な第V因子の送達は、同じ量の耐性の第V因子の存在下でもなお、おそらく
この機構に起因して治療的な利点であり得る。
【0047】 従って、第V因子をコードするヌクレオチド配列が、本発明に従う遺伝子導入
ベクター中に取り込まれ得る。第V因子cDNAは、標準的な分子生物学的技術
を使用して、pMT2−V(Jenny(1987)Proc.Natl.Ac
ad.Sci.USA 84:4846、ATCC寄託番号40515)からS
alIでの消化によって得られ得、そして7kbのcDNAバンドが、アガロー
スゲルから切り出され得、そしてベクター中にクローン化され得る。全長の第V
因子cDNA、またはそのBドメイン欠失もしくはBドメイン置換のいずれかが
、使用され得る。第V因子のBドメイン欠失(例えば、Marquette(1
995)Blood 86:3026およびKane(1990)Bioche
mistry 29:6762によって報告されるBドメイン欠失)が、編者ら
によって記載されているように作製され得る。
【0048】 遺伝子導入ベクターが、同様に、高凝固症状を処置または予防するための抗ト
ロンビンIIIを発現させるために、本明細書中で構築され得る。凝固経路の中
心的な酵素であるトロンビンは、血餅の基質であるフィブリンを形成するための
フィブリノーゲンの切断によって直接作用するか、または他の血餅形成因子の活
性化に関連するポジティブなフィードバック機構を通じて間接的に作用する。最
も一般的に使用される急性相の抗凝固物質は、トロンビンの阻害を増大するヘパ
リンである。血漿中の主要なトロンビンインヒビターは、抗トロンビンIII(
ATIII)である。ATIII欠損の頻度は、1:500程度の高さである(
Tait(1990)Br.J.Haematol.75:141)。ほとんど
の症例が、臨床的には無症状であるが、欠損は、他と共作動性である危険因子の
ような挙動をし得る。ほとんどの患者は、外科的または他の主要な外傷について
、ATIII濃縮物によって補充された経口的な抗凝固物質で処置される(Wi
nter(1981)Br.J.Haematol.49:449−457)。
経口的な抗凝固物質は、高凝固状態の処置には不便であり、そして不適切である
と考えられている。一方、血漿に由来するタンパク質は、感染性の因子の伝達お
よび他の問題の危険性を有する。後天性のATIIIの欠損は、例えば、未熟児
、白血病のLアスパラギナーゼ治療、DIC、敗血症、ネフローゼ症候群、外傷
性の鬱血、重篤な火傷、悪性腫瘍、ARDS、DVT/PE、および腸疾患にお
いて、より頻繁である。濃縮物は、これらの状態のいくつかの動物モデルについ
て使用されている(Emerson(1994)Blood Coag.Fib
rinol.5:37)。本明細書中に記載される方法を使用するATIIIを
送達するための遺伝子治療の使用は、特に、ATIII欠損状態において、有用
な治療を提供する。
【0049】 従って、ATIIIを発現する遺伝子導入ベクターが、ベクターpKT218
(Prochownik(1983)J.Biol.Chem.258:838
9、ATCC寄託番号57224/57225)からPstIでの消化によって
構築され得る。1.6kbのcDNA挿入物が、アガロースゲルから回収され得
、そして適切なウイルスまたは非ウイルスベクター系中にクローン化され得る。
【0050】 上記のように、プロテインCは、凝固カスケードをダウンレギュレートするよ
うに作用するセリンプロテアーゼチモーゲンである。プロテインC欠損は、再発
性の血栓症、電撃性紫斑病、およびワルファリン誘導性の皮膚の壊死の増大した
危険性に関連する(Bauer,Disorders of Hemostas
is,RatnoffおよびForbes(編)、WB Saunders,P
hiladelphia(1996))。ヘテロ接合性の発生率は、1/200
程度の高さである(Miletich(1987)New Engl.J.Me
d.317:991)。ほとんどの症例は、臨床的には無症状であるが、欠損は
、他と共作動性である危険因子のような挙動をし得る。組換えプロテインCが、
重篤に罹患したホモ接合型に対して特別に配慮された基準で投与される(Min
ford(1996)Br.J.Haematol.93:215)。ホモ接合
型および症候性のヘテロ接合型は、遺伝子送達技術によってより効果的に処置さ
れ得る。さらに、漸増するレベルの活性化されたプロテインC(APC)が、高
凝固性の他の原因(遺伝的または後天的)を有する患者における血栓症の予防に
おいて主要な役割を果たし得ることを示唆する証拠が存在する。このことに関し
て、Gruber(1992)Blood 79:2340は、健常な個体の血
漿においては低レベルのAPCが循環することを示し、そして基底レベルのAP
Cが低レベルのプロトロンビン性シグナルに応答して凝固をダウンレギュレート
するように作用することを提案した。プロテインCチモーゲンレベルに対する循
環している内因性のAPCレベルの比は、血栓症の病歴を有するプロテインC欠
損個体においては、血栓症を有さない親族中におけるよりもより低い。しかし、
APCレベルは一般的には、チモーゲンプロテインCレベルと比例する(Esp
ana(1996)Thrombos Haemostas 75:56−61
)。特定の理論に束縛されることは望まないが、他の原因による血栓症の危険性
を有する非欠損個体中でプロテインCを発現する遺伝子治療ベクターは、この機
構に起因して、プロテインCの正常なレベルを有する個体中で防御的な影響を有
し得る。プロテインCの人工的な変異体であるHPC−FLINQ(Richa
rdson(1992)Nature 360:261、Kurz(1997)
Blood 89:534)が、通常必要とされる補因子トロンボモジュリンを
伴わずに、トロンビンの存在下で増強された活性化プロフィールを有し、その結
果、APCが血漿の血餅形成の間に達成されたトロンビンレベルの存在下で生成
されることが最近記載された。さらに、ヒトプロテインCの第2の人工的な変異
体であるHPC−S460Aは、正常な活性化プロフィールを有するが、血漿の
serpinによる続く阻害のはるかにより低下させられた傾向を有する。理論
に束縛されることは望まないが、serpinに対する結合が循環からのAPC
の除去のための主要な機構であるので、この変異体について実証された非酵素的
抗凝固活性(Gale(1997)Prot.Sci.6:132)が好まれ得
る。なぜなら、それが、活性化の際に有意に延長された血漿半減期を有するから
である。なお別のアプローチが、分泌プロセスの間に活性化されるプロテインC
の変異体を作製した、Ehrlich(1989)J.Biol.Chem.2
64:14298によって行われ、それによって活性化された酵素の分泌を生じ
た。詳細には、本明細書中で記載される遺伝子導入ベクターによる、および遺伝
的改変の方法によるこれらの変異体の送達が、その危険性を有する個体中で血栓
症を減少させることにおいて有用である。
【0051】 従って、プロテインCを発現し得る遺伝子導入ベクターが、当業者に公知の技
術を使用して作製され得る。例えば、プロテインCのcDNAが、同じ物を含有
する既知のベクターの制限酵素消化によって得られ得る(Foster(198
4)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 81:4766、Bec
kmann(1985)Nucleic Acids Res.13:5233
)。次いで、1.6kbのcDNA挿入物がアガロースゲルから回収され得、そ
して標準的な条件下でウイルスおよび非ウイルスベクターの適切なクローニング
部位にクローン化され得る。
【0052】 正常なプロテインC抗凝固経路は、酵素トロンビンによる活性化を必要とする
。トロンビンは、通常は、フィブリノーゲンを切断してフィブリンを形成するプ
ロコアギュラント酵素であり、血小板を活性化し、そして凝固カスケードの成分
に対してポジティブなフィードバック反応を行う。生理学的条件下での抗凝固経
路におけるトロンビン活性は、内非細胞表面結合補因子であるトロンボモジュリ
ンに対する結合に依存する。このタンパク質への結合の際に、トロンビンは、上
記のプロコアギュラント反応を行うその能力を大きく低下する立体構造的な変化
を受ける。一方、プロテインCチモーゲンの活性化の速度が大きく増大し、従っ
て、抗凝固酵素に対するプロコアギュラントに由来する特異性を変更する。この
モデルに従って、低レベルのトロンビンの注入が、抗血栓性であることが示され
ている(Gruber(1990)Circ.82:578、Hansom(1
993)J.Clin.Invest.92:2003、McBane(199
5)Thromb.Haemostas.74:879)。トロンボモジュリン
の非存在下での特異性において類似の変更を有するトロンビン変異体が、開発さ
れている(Dang(1997)Nature Biotech.15:146
、Gibbs(1995)Nature 378:413(1991)Proc
.Natl.Acad.Sci.USA 88:7371、Wu(1991)P
roc.Natl.Acad.Sci.USA 88:6775、およびGui
nto(1995)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 92:1
1185)。従って、本明細書中に記載される遺伝子導入ベクターの手段および
遺伝的改変の方法によるこれらの変異体の送達が、その危険性を有する個体にお
ける血栓症を減少させることにおいて有用である。
【0053】 プロトロンビンおよびその変異体を発現する遺伝子導入ベクターは、当業者に
既知の方法によって構築され得る。例えば、プロトロンビンcDNAは、公開さ
れたベクター(Degen(1983)Biochemistry 22:20
87)の制限酵素消化によって得られ得る。次いで、1.9kbのcDNA挿入
物が、アガロースゲルから回収され得、そして本明細書中で記載される技術を使
用して適切なベクター中にクローン化され得る。
【0054】 最後に、内皮細胞表面タンパク質であるトロンボモジュリンは、トロンビンに
よるプロテインCの正常な活性化のための必須の補因子である。可溶性の組換え
形態が記載されている(Parkinson(1990)J.Biol.Che
m.265:12602)。これは、プロテインC経路を介して作用する臨床的
な治療用の抗凝固物質としての使用が提案された。従って、本発明の遺伝子導入
ベクターおよび遺伝子改変方法論によるこのおよび他の変異体の送達が、危険性
を有する個体中の血栓症を減少させることにおいて有用である。
【0055】 トロンボモジュリンおよびその変異体を発現する遺伝子導入ベクターが、当業
者に公知の技術を使用して構築され得る。これに関して、トロンボモジュリンc
DNAは、ベクターpuc19TM15(Jackman(1987)Proc
.Natl.Acad.Sci.USA 84:6425、Shirai(19
88)J.Biochem.103:281、Wen(1987)Bioche
mistry 26:4350、Suzuki(1987)EMBO J.6:
1891、ATCC寄託番号61348、61349)から、SalIでの切り
出しによって得られ得る。3.7kbのcDNA挿入物が、アガロースゲルから
回収され得、そしてウイルスまたは非ウイルスベクター系中にクローン化され得
る。
【0056】 本発明の方法によってインビボで発現され得る、遺伝性の障害の処置のために
有用な多数のタンパク質が存在する。欠損遺伝子の遺伝によって引き起こされる
多くの遺伝的疾患(例えば、地中海貧血症、フェニルケトン尿症、 レッシュー ナイハン症候群、重篤な複合免疫不全(SCID)、A型血友病およびB型血友
病、嚢胞性繊維症、デュシエン筋ジストロフィー、遺伝性気腫、および家族性高
コレステロール血症)が、正常な遺伝子残物を産生することに失敗する(Mul
liganら(1993)Science 260:926、Anderson
ら(1992)Science 256:808、Friedmanら(198
9)Science 244:1275)。遺伝的疾患は遺伝子産物の非存在を
生じ得るが、内分泌障害(例えば、糖尿病および下垂体機能低下症)は、この遺
伝子が十分なレベルの適切なホルモンインシュリンおよびヒト成長ホルモンのそ
れぞれを産生することができないことによって引き起こされる。
【0057】 本発明の方法による遺伝子治療は、これらの型の障害を処置するための強力な
アプローチである。この治療は、新規のまたは欠失しているタンパク質が、患者
へのその導入または再導入後にT細胞によって産生されるように、T細胞中への
正常な組換え遺伝子の導入を含む。多数の遺伝的疾患が、遺伝子治療での処置に
ついて選択されており、これらには、アデニンデアミナーゼ欠損、嚢胞性繊維症
、α1−抗トリプシン欠損、ゴーシェ症候群、および非遺伝的疾患が含まれる。
【0058】 詳細には、ゴーシェ症候群は、酵素グルコセレブロシダーゼの欠損によって特
徴付けられる遺伝的障害である。この酵素の欠損は、体内の全ての細胞のリソソ
ーム中でのグルコセレブロシドの蓄積を誘導する。概説については、Scien
ce 256:794(1992)およびScriverら、The Meta
bolic Basis of Inherited Disease、第6版
、第2巻、1677頁を参照のこと。従って、グルコセレブロシダーゼを発現す
る遺伝子導入ベクターは、この障害の処置における使用のために構築され得る。
同様に、ラクターゼをコードする遺伝子導入ベクターが、遺伝性のラクトース不
耐症の処置において使用され得、ADを発現する遺伝子導入ベクターが、ADA
欠損の処置のために使用され得、そしてα1−抗トリプシンをコードする遺伝子 導入ベクターが、α1−抗トリプシン欠損を処置するために使用され得る。Le dley,F.D.(1987)J.Pediatrics 110:157−
174、Verma,I.(Nov.1987)Scientific Ame
rican 68−84頁、ならびに、遺伝的疾患の遺伝子治療処置の記載につ
いては、「種々の疾患および障害についての遺伝子治療処置(Gene The
rapy Treatment for a Variety of Dise
ases and Disorders)」と題された国際公開番号第WO 9
5/27512号を参照のこと。
【0059】 別の遺伝的障害である、家族性の高コレステロール血症は、以下によって特徴
付けられる:低密度のリポタンパク質(LDL)(ヒト血漿中の主要なコレステ
ロール輸送リポタンパク質)の生存期間中続く上昇によって臨床的に;未成熟な
冠状動脈性心疾患を誘導する、腱、皮膚、および動脈中のLDLに由来するコレ
ステロールの蓄積によって病理学的に;ならびに常染色体性の優性の遺伝形質に
よって遺伝的に。ヘテロ接合型(世界中に約500人のうちに1人で生じる)に
おいては、細胞は、正常な細胞の割合の約半分でコレステロールに結合し得る。
ヘテロ接合型血漿のコレステロールレベルは、出生時で開始する2倍の上昇を示
す。ホモ接合型は、約100万人に1人の頻度で生じる。これらの個体は、通常
は20歳までに生じる死亡を伴う、重篤なコレステロール血症を有する。この障
害に関連する疾患(動脈硬化)は地理学に依存し、そして米国では100,00
0人あたり15.5人(全部で20,000人)が罹患し、そして日本では10
0,000人あたり3.3人が罹患している。従って、上昇した血清LDLを有
することが明らかである障害の処置のためのLDLレセプターを発現する遺伝子
導入ベクターが、当業者に公知の技術によって構築され得る。
【0060】 本発明のなおさらなる実施態様において、遺伝子移入ベクターに組み込まれ得
るヌクレオチド配列は、酵素欠損障害に関連するタンパク質(例えば、嚢胞性線
維症膜貫通レギュレータ(例えば、米国特許第5,240,846号およびLa
rrickら(1991)Gene Therapy Application
s of Molecular Biology, Elsevier,New
Yorkを参照)、およびアデノシンデアミナーゼ(ADA)(米国特許第5
,399,346号を参照));成長因子、または成長因子のアゴニストもしく
はアンタゴニスト(Bandaraら(1992)DNA and Cell
Biology,11:227);1またはそれ以上の腫瘍抑制遺伝子(例えば
、p53、Rb、またはC−CAMI(Kleinermanら(1995)C
ancer Research 55:2831));生物の免疫系を調整する
分子(例えば、HLA分子(Nabelら(1993)Proc.Natl.A
cad.Sci.USA 90:11307));リボザイム(Larsson
ら(1996)Virology 219:161);ペプチド核酸(Hirs
hmanら(1996)J.Invest.Med.44:347); 異常な
もしくは外来のタンパク質の発現もしくは合成をダウンレギュレートするために
使用され得るアンチセンス分子(Bordierら(1995)Proc.Na
tl.Acad.Sci.USA 92:9383)(例えば、HIVタンパク
質、もしくはp53のような種々のオンコジーン(Hesketh、The O
ncogene Facts Book,Academic Press,Ne
w York,(1995)));HIV感染を処置するために使用される生物
薬剤もしくはアンチセンス分子(例えば、p24のインヒビター(Nakash
imaら、(1994)Nucleic Acids Res.22:5004
));または逆転写酵素(Bordier(前出)を参照)を含むが、これらに
限定されない。
【0061】 治療目的の他のタンパク質は、本発明の方法を使用して遺伝子移入ベクターに
よりインビボで発現され得る。例えば、組織因子阻害タンパク質(TFPI)の
持続性のインビボ発現は、敗血症およびDICを含む病的状態の処置、および再
灌流傷害の予防に有用である。(国際公開WO93/24143、WO93/2
5230、およびWO96/06637を参照)。種々の形態のTFPIをコー
ドする核酸配列は、例えば、米国特許第4,966,852号;第5,106,
833号;および第5,466,783号に記載されるように入手され得、そし
て本明細書に記載される遺伝子移入ベクターに組み込まれ得る。
【0062】 エリスロポエチン(EPO)およびレプチンもまた、本発明の方法に従って遺
伝的に改変されたT細胞から、インビボで発現され得る。例えば、EPOは、貧
血を含む種々の障害の遺伝子治療処置において有用である(「Gene The
rapy for Treatment of Anemia」と題する国際公
開WO95/13376を参照)。本発明の方法によるレプチンの持続性送達は
、肥満の処置に有用である。レプチン遺伝子および肥満の処置におけるその使用
については国際公開WO96/05309を参照。
【0063】 他の種々の障害もまた、本発明の方法により処置され得る。例えば、遺伝的に
改変されたT細胞からのアポリポタンパク質Eまたはアポリポタンパク質Aの持
続性で全身性のインビボ産生は、高脂血症の処置に使用され得る(Breslo
wら(1994)Biotechnology 12:365)。アンジオテン
シンレセプターインヒビター(Goodfriendら(1996)N.Eng
l.J.Med.334:1469)の持続性産生は、本明細書に記載の方法に
より提供され得る。なおさらなる例として、アンギオスタチンの長期間の全身性
インビボ産生は、種々の腫瘍の処置において有用である。(O’Reillyら
(1996)Nature Med.2:689を参照)。
【0064】 他の実施態様において、本発明の遺伝子移入ベクターは、サイトカインまたは
他の免疫調節分子をコードするように構築され得る。例えば、ネイティブのIL
−2およびγ−インターフェロンをコードする核酸配列は、それぞれ米国特許第
4,738,927号および第5,326,859号に記載されるように入手さ
れ得るが、これらのタンパク質の有用なムテインは、米国特許第4,853,3
32号に記載されるように入手され得る。短い形態および長い形態のmCSFを
コードする核酸配列は、それぞれ米国第4,847,201号および第4,87
9,227号に記載されるように入手され得る。本発明の特定の局面において、
サイトカインもしくは免疫調節遺伝子を発現するレトロウイルスベクターは、本
明細書および「Compositions and Methods for
Cancer Immunotherapy」と題する国際出願PCT US
94/02951に記載のように産生され得る。
【0065】 本明細書における使用に適切な免疫調節分子の例には、以下が挙げられる:I
L−1およびIL−2(Karupiahら(1990)J.Immunolo
gy 144:290−298、Weberら(1987)J.Exp.Med
.166:1716−1733、Gansbacherら(1990)J.Ex
p.Med.172:1217−1224、および米国特許第4,738,92
7号);IL−3およびIL−4(Tepperら(1989)Cell 57
:503−512、Golumbekら(1991)Science 254:
713−716、および米国特許第5,017,691号);IL−5およびI
L−6(Brakenhofら(1987)J.Immunol.139:41
16−4121、および国際公開WO 90/06370);IL−7(米国特
許第4,965,195号);IL−8、IL−9、IL−10、IL−11、
IL−12、およびIL−13(Cytokine Bulletin,Sum
mer 1994);IL−14およびIL−15;αインターフェロン(Fi
nterら(1991)Drugs 42:749−765、米国特許第4,8
92,743号および第4,966,843号、国際公開WO 85/0286
2、Nagataら(1980)Nature 284:316−320、Fa
millettiら(1981)Methods in Enz.78:387
−394、Twuら(1989)Proc.Natl.Acad.Sci.US
A 86:2046−2050、およびFaktorら(1990)Oncog
ene 5:867−872);β−インターフェロン(Seifら(1991
)J.Virol.65:664−671);γ−インターフェロン(Radf
ordら(1991)The American Society of He
patology 2008−2015、Watanabeら(1989)Pr
oc.Natl.Acad.Sci.USA 86:9456−9460、Ga
nsbacherら(1990)Cancer Research 50:78
20−7825、Maioら(1989)Can.Immunol.Immun
other.30:34−42、および米国特許第4,762,791号および
第4,727,138号);G−CSF(米国特許第4,999,291号およ
び第4,810,643号);GM−CSF(国際公開WO 85/04188
);腫瘍壊死因子(TNF)(Jayaramanら(1990)J.Immu
nology 144:942−951);CD3(Krissanenら(1
987)Immunogenetics 26:258−266);ICAM−
1(Altmanら(1989)Nature 338:512−514、Si
mmonsら(1988)Nature 331:624−627);ICAM
−2、LFA−3(Wallnerら(1987)J.Exp.Med.166
:923−932);MHCクラスI分子、MHCクラスII分子、B7.1−
.3、β2−ミクログロブリン(Parnesら(1981)Proc.Nat l.Acad.Sci.USA 78:2253−2257);シャペロン(例
えば、カルネキシン);およびMHC関連輸送体タンパク質もしくはそのアナロ
グ(Powisら(1991)Nature 354:528−531)。免疫
調節因子はまた、これらの分子のアゴニスト、アンタゴニスト、もしくはリガン
ドであり得る。例えば、可溶性形態のレセプターは、その因子自体の変異形態と
同様に、しばしば、これらのタイプの因子のアンタゴニストとして挙動し得る。
【0066】 上記物質をコードする核酸分子、および本発明における使用に有利な他の核酸
分子は、例えば、アメリカン タイプ カルチャー コレクション(ATCC、
Rockville,Maryland)のような寄託機関を含む種々の供給源
から、またはBritish Bio−Technology Limited
(Cowley,Oxford,England)のような商業的供給源から容
易に入手され得る。代表例には、BBG 12(127アミノ酸の成熟タンパク
質をコードするGM−CSF遺伝子を含む)、BBG 6(γインターフェロン
をコードする配列を含む)、ATCC寄託番号39656(TNFをコードする
配列を含む)、ATCC寄託番号20663(α−インターフェロンをコードす
る配列を含む)、ATCC寄託番号31902、31902、および39517
(β−インターフェロンをコードする配列を含む)、ATCC寄託番号6702
4(インターロイキン−1bをコードする配列を含む)、ATCC寄託番号39
405、39452、39516、39626、および39673(インターロ
イキン−2をコードする配列を含む)、ATCC寄託番号59399、5939
8、および67326(インターロイキン−3をコードする配列を含む)、AT
CC寄託番号57592(インターロイキン−4をコードする配列を含む)、A
TCC寄託番号59394および59395(インターロイキン−5をコードす
る配列を含む)、ならびにATCC寄託番号67153(インターロイキン−6
をコードする配列を含む)が含まれる。
【0067】 サイトカイン遺伝子もしくは免疫調節遺伝子を含むプラスミドは、適切な制限
酵素で消化され得、そして目的の特定の遺伝子を含むDNAフラグメントは、標
準的な分子生物学技術を使用して、遺伝子移入ベクターに挿入され得る。(例え
ば、Sambrookら(前出)、またはAusbelら編、Current
Protocols in Molecular Biology,Green
e Publishing and Wiley−Interscience,
New York(1987))。詳細には、サイトカインおよび免疫調節分子
を発現するレトロウイルスベクターは、国際公開WO 94/02951および
WO 96/21015に記載されるように構築され得る。
【0068】 種々の公知のポリペプチドホルモンおよび成長因子もまた、これらのタンパク
質の治療的な長期発現を提供するために、本発明の遺伝子移入ベクターにおいて
使用され得る。例示的なホルモン、成長因子、および本発明のベクターによる長
期発現に有用な他のタンパク質は、例えば、「Cyclodextrin−Pe
ptide Complexes」と題する欧州公開第0437478B1号に
記載されている。種々のホルモンをコードする核酸配列が使用され得る。これに
は、ヒト成長ホルモン、インスリン、カルシトニン、プロラクチン、卵胞刺激ホ
ルモン(FSH)、黄体形成ホルモン(LH)、ヒト絨毛性ゴナドトロピン(H
CG)、および甲状腺刺激ホルモン(TSH)をコードする核酸配列が含まれる
。種々の異なる形態のIGF−1およびIGF−2成長因子ポリペプチドもまた
、当該分野において周知であり、そしてインビボにおける長期の発現のために遺
伝子移入ベクターに組み込まれ得る。例えば、1993年9月19日に特許許可
のために発行された、「Hybrid DNA Synthesis of M
ature Insulin−like Growth Factors」と題
する欧州特許第0123228B1号を参照。さらなる例として、異なる形態の
線維芽細胞増殖因子の長期のインビボ発現もまた、本発明の方法によって達成さ
れ得る。異なる線維芽細胞増殖因子の記載については、例えば、米国特許第5,
464,774号、第5,155,214号、および第4,994,559号を
参照。
【0069】 特定の実施態様において、本発明の遺伝子移入ベクターは、自殺遺伝子、およ
び免疫アクセサリー分子を提供するために発現され得る付属のヌクレオチド配列
を含み得る。本明細書において使用される場合、句「免疫アクセサリー分子」と
は、免疫応答(細胞媒介性もしくは体液性のいずれか)の認識、提示、もしくは
活性化を増加または減少させ得る分子をいう。免疫アクセサリー分子の代表例は
、上に記載されている。
【0070】 本明細書に記載される遺伝子移入ベクターが、1より多い異種配列の発現を指
向する場合、このような複数の配列は、単一プロモーター、または好ましくはさ
らなる二次プロモーター(例えば、内部リボソーム結合部位もしくは「IRBS
」)のいずれかにより制御され得る。
【0071】 上記分子をコードするポリヌクレオチド配列は、組換え法を使用して、例えば
、その遺伝子を発現する細胞由来のcDNAおよびゲノムライブラリーをスクリ
ーニングすることによって、またはその遺伝子を含むことが既知のベクターから
同遺伝子を誘導することによって入手され得る。例えば、改変細胞産物をコード
する配列を含むプラスミドは、ATCCのような寄託機関から、またはAdva
nced Biotechnologies(Columbia,Maryla
nd)のような商業的供給源から入手され得る。目的のヌクレオチド配列を含む
プラスミドは、適切な制限酵素で消化され得、そしてそのヌクレオチド配列を含
むDNAフラグメントは、標準的な分子生物学技術を使用して、遺伝子移入ベク
ターに挿入され得る。
【0072】 あるいは、本発明での使用のためのcDNA配列は、その配列を発現するかま
たは含む細胞から、標準的な技術(例えば、cDNAまたはゲノムDNAのフェ
ノール抽出およびPCR)を使用して入手され得る。DNAを入手および単離す
るために使用される技術の記載については、例えば、Sambrookら(前出
)を参照。簡潔には、目的の遺伝子を発現する細胞に由来するmRNAは、オリ
ゴ−dTまたはランダムプライマーを使用して逆転写酵素を用いて逆転写され得
る。次いで、一本鎖cDNAは、所望の配列の両側の配列と相補的なオリゴヌク
レオチドプライマーを使用するPCRにより増幅され得る(米国特許第4,68
3,202号、第4,683,195号、および第4,800,159号を参照
。PCR Technology:Principles and Appli
cations for DNA Amplification(Erlich
編、Stockton Press,1989)もまた参照)。詳細には、二本
鎖DNAは、熱安定性Taqポリメラーゼ、配列特異的DNAプライマー、なら
びにATP、CTP、GTP、およびTTPの存在下での加温により変性される
。合成が終了したとき、二本鎖DNAが産生される。このサイクルは、何回も繰
り返され得、所望のDNAの階乗増幅を生じる。
【0073】 目的のヌクレオチド配列また、クローニングされるよりもむしろ、DNA合成
機(例えば、Applied Biosystems Model 392 D
NA Synthesizer、ABI(Foster City,Calif
ornia)から入手可能)を使用して、合成的に産生され得る。ヌクレオチド
配列は、所望の発現産物に適切なコドンで設計され得る。一般に、意図される、
配列を発現させる宿主に好ましいコドンを選択する。完全な配列は、標準的な方
法によって調製される重複オリゴヌクレオチドから組み立てられ、そして完全な
コード配列に組み立てられる。例えば、Edge(1981)Nature 2
92:756;Nambairら(1984)Science 223:129
9;Jayら(1984)J.Biol.Chem.259:6311を参照。
【0074】 次に、1またはそれ以上のコード配列が、所望のコード配列に作動可能に連結
しかつ標的宿主種におけるインビボ発現を可能にする制御配列を含むベクターに
挿入され得る。例えば、哺乳動物細胞発現のために代表的なプロモーターには、
とりわけ、SV40初期プロモーター、CMV前初期プロモーターのようなCM
Vプロモーター、マウス乳がんウイルスLTRプロモーター、アデノウイルス主
要後期プロモーター(Ad MLP)、および単純ヘルペスウイルスプロモータ
ーが挙げられる。他の非ウイルスプロモーター(例えば、マウスメタロチオネイ
ン遺伝子由来のプロモーター)もまた、哺乳動物発現のための使用を見出される
。代表的には、転写終結およびポリアデニル化配列もまた存在し、翻訳停止コド
ンの3’側に位置する。好ましくは、翻訳開始の最適化のための配列(コード配
列の5’側に位置する)もまた存在する。転写ターミネーター/ポリアデニル化
シグナルの例には、Sambrookら(前出)に記載されるSV40由来のも
の、ならびにウシ成長ホルモンターミネーター配列が挙げられる。イントロン(
スプライスドナーおよびアクセプター部位を含む)もまた、本発明での使用のた
めに構築物中に設計され得る。
【0075】 エンハンサーエレメントもまた、ベクター構築物の発現レベルを増大させるた
めに、本明細書において使用され得る。例としては、Dijkemaら(198
5)EMBO J.4:761に記載されるSV40初期遺伝子エンハンサー、
Gormanら(1982)Proc.Natl.Acad.Sci.USA
79:6777に記載されるラウス肉腫ウイルス長末端反復(LTR)由来のエ
ンハンサー/プロモーター、およびBoshartら(1985)Cell 4
1:521に記載されるヒトCMV由来のエレメント(例えば、CMVイントロ
ンA配列に含まれるエレメント)が挙げられる。
【0076】 哺乳動物宿主細胞用の遺伝子移入ベクターとして使用するために、多くのウイ
ルスベースの系が開発されてきた。例えば、レトロウイルスは遺伝子送達系に便
利なプラットフォームを提供する。選択された遺伝子は、当該分野において公知
の技術を使用して、ベクターに挿入され得、そしてレトロウイルス粒子にパッケ
ージされ得る。次いで、組換えウイルスが単離され得、そしてインビボまたはエ
キソビボのいずれかで被験体の細胞に送達され得る。多くのレトロウイルス系が
記載されており、本発明での使用を見出される。これには、例えば、米国特許第
5,219,740号;Millerら(1989)BioTechnique
s 7:980;Miller,A.D.(1990)Human Gene
Therapy 1:5;Scarpaら(1991)Virology 18
0:849;Burnsら(1993)Proc.Natl.Acad.Sci
.USA 90:8033;Boris−Lawrieら(1993)Cur.
Opin.Genet.Develop.3:102;GB 2200651;
EP 0415731;EP 0345242;WO 89/02468;WO
89/05349;WO 89/09271;WO 90/02806;WO
90/07936;WO 90/07936;WO 94/03622;WO
93/25698;WO 93/25234;WO 93/11230;WO
93/10218;WO 91/02805;U.S.5,219,740;
U.S.4,405,712;U.S.4,861,719;U.S.4,98
0,289;およびU.S.4,777,127;米国特許出願第07/800
,921;およびVile(1993)Cancer Res 53:3860
−3864;Vile(1993)Cancer Res 53:962−96
7;Ram(1993)Cancer Res 53:83−88;Takam
iya(1992)J Neurosci Res 33:493−503;B
aba(1993)J Neurosurg 79:729−735;Mann
(1983)Cell 33:153;Cane(1984)Proc Nat
l Acad Sci USA 81:6349;およびMiller(199
0)Human Gene Therapy 1に記載されるものが含まれる。
レトロウイルス遺伝子移入ベクターが、本発明の実施に好ましい。
【0077】 本発明の実施に使用されるレトロウイルス遺伝子移入ベクターは、種々のレト
ロウイルス(例えば、B型、C型、およびD型レトロウイルス、ならびにスプマ
ウイルスおよびレンチウイルス(例えば、RNA Tumor Viruses
,第2版,Cold Spring Harbor Laboratory,1
985を参照)を含む)から容易に構築され得る。簡潔には、レトロウイルスは
、電子顕微鏡検査下で観察される形態に従って分類されてきた。「B」型レトロ
ウイルスは偏心コアを有するようであり、他方、「C」型レトロウイルスは中心
コアを有する。「D」型レトロウイルスは、B型レトロウイルスとC型レトロウ
イルスの中間の形態を有する。適切なレトロウイルスの代表例には、例えば、R
NA Tumor Viruses(2〜7頁)に記載のもの、ならびに種々の
異種栄養性レトロウイルス(例えば、NZB−X1、NZB−X2、およびNZ
B9−1(O’Neillら(1985)J.Vir.53:100−106)
)および多栄養性(polytropic)レトロウイルス(例えば、MCFお
よびMCF−MLV(Kellyら(1983)J.Vir.45(1):29
1−298を参照))が含まれる。このようなレトロウイルスは、寄託機関また
は収集機関(例えば、アメリカンタイプカルチャーコレクション(「ATCC」
;Rockville,Maryland))から容易に入手され得るか、また
は通常に利用可能な技術を使用して、公知の供給源から単離され得る。
【0078】 本発明のレトロウイルス遺伝子移入ベクターの調製または構築に特に好ましい
レトロウイルスには、ニワトリ白血病ウイルス、ウシ白血病ウイルス、マウス白
血病ウイルス、ミンク細胞フォーカス形成ウイルス、マウス肉腫ウイルス、テナ
ガザル白血病ウイルス、ネコ白血病ウイルス、細網内皮症ウイルス、およびラウ
ス肉腫ウイルスが含まれる。特に好ましいマウス白血病ウイルスには、4070
Aおよび1504A(Hartleyら(1976)J.Virol.19:1
9−25)、アーベルソン(ATCC番号VR−999)、フレンド(ATCC
番号VR−245)、グラフィ、グロス(ATCC番号VR−590)、キルス
テン、ハーベイ肉腫ウイルスおよびラウシャー(ATCC番号VR−998)、
およびモロニーマウス白血病ウイルス(ATCC番号VR−190)が含まれる
。特に好ましいラウス肉腫ウイルスとしては、ブラチスラバ(Bratisla
va)、ブライアン高力価(例えば、ATCC番号VR−334、VR−657
、VR−726、VR−659、およびVR−728)、ブライアン標準、カー
ル−ジルバー(Carr−Zilber)、エンゲルブレス−ホルム(Enge
lbreth−Holm)、ハリス(Harris)、プラグ(Prague)
(例えば、ATCC番号VR−772および45033)、およびシュミット−
ルピン(Schmidt−Ruppin)(例えば、ATCC番号VR−724
、VR−725、VR−354)が挙げられる。
【0079】 上記のレトロウイルスのいずれもが、本明細書で提供されている開示および標
準の組換え技術(例えば、Sambrookら、前出、Kunkle(1985
)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 82:488)で与えられ
るレトロウイルス遺伝子移入ベクターを組み立てるまたは構築するために、容易
に利用され得る。本発明の特定の実施態様内では、レトロウイルス遺伝子移入ベ
クターの一部が、異なるレトロウイルスに由来し得る。例えば、レトロウイルス
ベクターLTRはマウス肉腫ウイルス、tRNA結合部位はラウス肉腫ウイルス
、パッケージングシグナルはマウス白血病ウイルス、および第二鎖合成の起点は
鳥類白血病ウイルスに由来し得る。
【0080】 レトロウイルスベクター構築物もまた提供され得、これは、5’LTR、tR
NA結合部位、パッケージングシグナル、一つ以上のヘテロ異種配列、第二鎖D
NA合成の起点および3’LTRを含み、ここでベクター構築物は、gag/p
olまたはenvコード配列を欠く。簡単には、長末端反復(「LTR」)は、
U5、RおよびR3と称される三つの要素に細分される。これらの要素は、例え
ば、U3内に位置するプロモーターおよびエンハンサー要素を含む、レトロウイ
ルスの生物学的活性の原因となる様々なシグナルを含む。LTRは、ゲノムのい
ずれかの末端に正確な重複があるために、プロウイルス中で容易に同定され得る
。本明細書で用いられるように、5’LTRは、5’プロモーター要素と、ベク
ターのDNA形態の逆転写および組込みを可能にするために十分なLTR配列と
を含むと理解される。3’LTRは、ポリアデニル化シグナルと、ベクターのD
NA形態の逆転写および組込みを可能にするために十分なLTR配列とを含む。
【0081】 tRNA結合部位および第二鎖DNA合成の起点もまた、レトロウイルスが生
物学的に活性であるために重要であり、当業者によって容易に同定され得る。例
えば、レトロウイルスtRNAは、ワトソン−クリック塩基対形成によってtR
NA結合部位に結合し、レトロウイルスゲノムと共にウイルス粒子中に運ばれる
。次いで、tRNAは逆転写酵素によるDNA合成のためにプライマーとして用
いられる。tRNA結合部位は、5’LTRのすぐ下流にあるその位置に基づい
て容易に同定され得る。同様に、第二鎖DNA合成の起点は、レトロウイルスの
第二鎖DNA合成にとって重要である。ポリプリン路(poly−purine
tract)とも称されるこの領域は、3’LTRのすぐ上流に位置する。
【0082】 5’および3’LTR、tRNA結合部位、ならびに第二鎖DNA合成の起点
に加えて、レトロウイルス遺伝子移入ベクターは、パッケージングシグナルおよ
び一つ以上の異種配列をさらに含み得、それらの各々が以下でさらに詳細に論じ
られる。
【0083】 例えば、レトロウイルス遺伝子移入ベクターが提供され得、これは、gag/
polおよびenvコード配列の両方を欠く。一例として、gag/polまた
はenv配列を欠くレトロウイルス遺伝子移入ベクターの構築は、延長されたパ
ッケージングシグナル(extended packaging signal
)を欠くベクター構築物を調製することによって達成され得る。本明細書で用い
られるように、句「延長されたパッケージングシグナル」は、パッケージングに
必要とされる最小コア配列を超えるヌクレオチドの配列を指す。この配列は、パ
ッケージングが増強されることによってウイルス力価を増加させることを可能に
する。一例として、マウス白血病ウイルスMoMLVについて、最小コアパッケ
ージングシグナルは、5’LTRの末端から始まりPstI部位を通る配列によ
ってコードされる。MoMLVの延長されたパッケージングシグナルは、ヌクレ
オチド567を超え、gag/pol遺伝子(ヌクレオチド621)の開始点を
通り、ヌクレオチド1560を超える配列を含む。従って、延長されたパッケー
ジングシグナルを欠くレトロウイルス遺伝子移入ベクターは、ヌクレオチド56
7の前にパッケージングシグナルを欠失または切断することによって、MoML
Vから構築され得る。
【0084】 他のレトロウイルス遺伝子移入ベクターが提供され得、ここではレトロウイル
スgag/pol配列内に延びる、またはこの配列と重複するパッケージングシ
グナルが欠失または切断される。例えば、MoMLVの代表的な場合において、
パッケージングシグナルは、gag/pol遺伝子の開始点の前に欠失または切
断される。
【0085】 gag/pol遺伝子の開始を超えて延びるパッケージングシグナルを含むレ
トロウイルス遺伝子移入ベクターもまた提供され得る。このようなレトロウイル
スベクター構築物が利用されるときには、gag/pol発現カセット中のga
g/pol遺伝子の5’末端が、gagについて縮重されたコドンを含むように
改変された組換えウイルス粒子の生成のために、パッケージング細胞株を用いる
ことが好ましい。
【0086】 さらに別のレトロウイルスベクター構築物が提供され得、これは、5’LTR
、tRNA結合部位、パッケージングシグナル、第二鎖DNA合成の起点、およ
び3’LTRを含み、ここでベクター構築物は、5’LTRの上流のレトロウイ
ルス核酸配列を含まない。これらのベクター構築物は、5’LTRの上流のen
vコード配列を含まない。
【0087】 5’LTR、tRNA結合部位、パッケージングシグナル、第二鎖DNA合成
の起点、および3’LTRを含むレトロウイルス遺伝子移入ベクターもまた提供
され得、ここでベクターは、3’LTRの下流のレトロウイルスパッケージング
シグナル配列を含まない。本明細書で用いられるように、用語「パッケージング
シグナル配列」は、RNAゲノムのパッケージングを可能にするために十分な配
列を意味すると理解される。
【0088】 上記のレトロウイルス遺伝子移入ベクター構築物と共に用いるために適したパ
ッケージング細胞株は容易に調製され得(1994年5月9日出願の米国特許出
願第08/240,030号を参照のこと。また1991年11月27日出願の
米国特許出願第07/800,921号も参照のこと)、組換えベクター粒子の
生成のためにプロデューサー細胞株(ベクター細胞株または「VCL」とも称さ
れる)を作るために用いられ得る。
【0089】 レトロウイルスに基づくもの以外の多数のウイルスベクター系が当該分野にお
いて公知であり、本発明の実施において用いられ得る。ウイルスベクター系は治
療上有用な改変細胞を提供するために用いられるので、ウイルスベクター系はこ
れらを非溶解性にするために好ましくは遺伝子的に改変される。
【0090】 多数のアデノウイルスベクター(Adベクター)が記載され、本発明と共に用
いられ得る。例えば、Haj−Ahmadら(1986)J.Virol.57
:267、Bettら(1993)J.Virol.67:5911、Mitt
erederら(1994)Human Gene Therapy 5:71
7、Sethら(1994)J.Virol.68:933、Barrら(19
94)Gene Therapy 1:51、Berkner、K.L.(19
88)BioTechniques 6:616、およびRichら(1993
)Human Gene Therapy 4:461を参照のこと。
【0091】 原型組換えアデノウイルスベクターは、概して、初期の領域1(Ela/El
b、またはE1)領域中で欠失され、これらのベクターを複製欠損にする。目的
のヌクレオチド配列を欠失された領域に挿入することに続いて、組換えE1欠失
アデノウイルスベクターの伝播が293細胞中で達成され、相補的なヒト胎児腎
臓細胞株がAd E1領域と共に安定して形質転換され、イントランスでAd
E1領域遺伝子産物を提供する。この様式で生成された組換えAdベクターは、
1011から1013粒子/mlの力価で調製物を生成し得る(Berkner(1
988)BioTechniques 6:616−629中で概説されている
)。しかし、この原型Adベクター系にはいくつかの欠点があり、それらは(1
)異種遺伝子材料がおよそ4.5から5.0kbまたはそれ未満に大きさが制限
されること、(2)E1欠失Adベクターの複製能力が部分的であること(Ri
ch(1993)Hum.Gen.Ther.4:461−476)を含む。こ
の後者の点は、一部はヒト細胞中で発現される「E1様活性」を相補するために
生じ、その結果として、高度に免疫抗原性の「後期」すなわち構造的遺伝子産物
(例えば、ペントンタンパク質)を含む、これらのベクター中に存在する他のウ
イルス遺伝子産物の発現が生じる。E1欠失ベクターによって発現されたAd特
異的タンパク質に対するレシピエントの免疫学的応答の結果、異種遺伝子、すな
わちトランスジーンの発現は一過性であり、遺伝子移入の部位での病理学発生と
関連付けられ得る。
【0092】 従って、第二世代Adベクターは、ウイルス特異的遺伝子産物を複製および発
現するベクターの能力をさらに「失わせる」こと、および異種遺伝子材料の能力
を増大させようとすることが求められてきた。このようなベクターは三つのタイ
プである。すなわち、(1)欠失されたE1およびE3遺伝子(Bett(19
94)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 91:8802−88
06)(2)欠失されたE1およびE4遺伝子(Wang(1995)Gene
Ther.2:775−783)および(3)全てのAdウイルス遺伝子の欠
失、すなわち「ガットレス(gutless)」(Fisher(1996)V
irology 217:11−22、Hardy(1996)J.Virol
.71:1842−1849、およびKochanek(1996)Proc.
Natl.Acad.Sci.USA 93:5731−5736)である。こ
れらの第二世代組換えアデノウイルスベクターを接種された動物中でのトランス
ジーン発現の持続時間は、レシピエントのAdベクターに対する免疫学的応答の
緩和の結果として、劇的に増大した。
【0093】 予期されるように、第二世代Adベクター中のウイルス特異的遺伝子の欠失が
増大することによって、異種遺伝子材料について能力を増大させる結果ともなり
、従って、ヒト遺伝子移入に適用するためのこの系の有用性が拡大される。異種
遺伝子材料についてのこの能力は、E1/E3およびE1/E4ベクター中では
およそ8kbであり、「ガットレス」Adベクターについては30kbよりも大
きく、このことは、関連した遺伝子発現コントロール領域を含む遺伝子全体の挿
入を可能にする。
【0094】 E1/E3、E1/E4および「ガットレス」ベクターを含む組換えAdベク
ターの生成は、当業者に周知の方法に従って達成され得る。例えば、(1)目的
のヌクレオチド配列がプラスミドpBHG11に挿入され得(Bett(199
4)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 91:8802−880
6)、それにより293細胞のトランスフェクションおよびそれに続く細胞内同
種組換えの後に、組換えE1/E3欠失Adベクターが生成される。(2)目的
のヌクレオチド配列が、様々なE1欠失AdベクターのいずれかのE1領域にま
ず置換され、ClaI消化したH5dl1014と同時トランスフェクトされ得
、293E4細胞のトランスフェクション(Wang(1995)Gene T
her.2:775−783)および、それに続く細胞内同種組換えの後に組換
えE1/E4欠失Adベクターが生成される。および(3)目的のヌクレオチド
配列が、例えば、バクテリオファージλDNA由来の適切な量の「スタッファー
(stuffer)」配列と共にΔrAdプラスミドにまず挿入され得(Fis
her(1996)Virology 217:11−22)、293細胞上に
トランスフェクトされ、H5.CBALPヘルパーウイルスで感染された組換え
「ガットレス」アデノウイルスベクターゲノムの有効なパッケージングを可能に
する(Yang(1995)Virology 69:2004−2015)。
組換え「ガットレス」アデノウイルスベクター粒子のヘルパーウイルスからの精
製は、例えば、ヘルパーウイルスの密度よりも低い浮遊密度の結果として、セシ
ウム勾配上の遠心分離によって達成され得る。
【0095】 さらに、様々なアデノ随伴ウイルス(AAV)ベクター系は、遺伝子送達のた
めに開発され、本明細書において用途を見出す。AVVベクターは、当該分野に
おいて周知の技術を用いて容易に構築され得る。例えば、米国特許第5,173
,414号および第5,139,941号、国際特許公開WO第92/0107
0号(1992年1月23日公開)およびWO第93/03769号(1993
年3月4日公開)、共有に係る米国仮特許出願第60/025649号、Leb
kowskiら(1988)Molec.Cell.Biol.8:3988、
Vincentら(1990)Vaccines 90(Cold Sprin
g Harbor Laboratory Press)、Carter、B.
J.(1992)Current Opinion in Biotechno
logy 3:533、Muzyczka、N.(1992)Current
Topics in Microbiol.and Immunol.158:
97、Kotin、R.M.(1994)Human Gene Therap
y 5:793、Shellingら(1994)Gene Therapy
1:165、およびZhouら(1994)J.Exp.Med.179:18
67を参照のこと。
【0096】 目的のヌクレオチド配列をコードする核酸分子を送達するために用途を見出す
さらなるウイルスベクターは、ワクシニアウイルスおよび鶏類ウイルスを含む、
ウイルスのポックスファミリー由来のウイルスベクターを含む。一例として、遺
伝子を発現するワクシニアウイルス組換えは、以下のように構築され得る。特定
の遺伝子をコードするDNAが、ワクシニアプロモーターおよび配列コードチミ
ジンキナーゼ(TK)などのフランキングワクシニアDNA配列に隣接するよう
に、適切なベクターにまず挿入される。次いで、このベクターは、ワクシニアで
同時に感染された細胞をトランスフェクトするために用いられる。同種組換えは
、ワクシニアプロモーターに加えて遺伝子をウイルスゲノムに挿入するために役
立つ。結果として生じるTK組換え体は、5−ブロモデオキシウリジンが存在す
る状態で細胞を培養し、それに対して耐性のあるウイルスプラークを取ることに
よって選択され得る。
【0097】 あるいは、鶏痘およびカナリア痘ウイルスなどの鳥類痘ウイルス(avipo
xviruses)も遺伝子を送達するために用いられ得る。哺乳類病原体から
免疫抗原を発現する組換え鳥類痘ウイルスは、非鳥類腫に投与した場合、保護免
疫性を付与ことが公知である。鳥類痘属のメンバーは、感染しやすい鳥類種中で
生産可能に複製し得るのみであり、従って、哺乳類細胞中では感染しないので、
鳥類痘ベクターの使用はヒトおよび他の哺乳類種において特に望ましい。ワクシ
ニアウイルスの生成に関して上記されるように、組換え鳥類痘ウイルスを生成す
るための方法は当該分野において公知であり、遺伝子組換えを用いる。例えばW
O第91/12882号、WO第89/03429号、およびWO第92/03
545号を参照のこと。
【0098】 Michaelら(1993)J.Biol.Chem.268:6866お
よびWagnerら(1992)Proc.Natl.Acad.Sci.US
A 89:6099に記載されているアデノウイルスキメラベクターなどの分子
結合体ベクターも、遺伝子送達のために用いられ得る。
【0099】 シンドビスウイルスおよびセムリキ森林(Semliki Forest)ウ
イルス由来のベクターなどであるが、これらに限定されないアルファウイルス属
のメンバーも、目的のヌクレオチド配列を送達するための遺伝子送達ベクターと
しての使用を見出す。本方法の実施のために有用なシンドビスウイルス由来ベク
ターの記載について、例えば、Dubenskyら(1996)J.Virol
.70:508、および国際公開公報WO第95/07995号およびWO第9
6/17072号を参照のこと。
【0100】 哺乳類宿主細胞のための遺伝子移入ベクターとして用いるために、多数の非ウ
イルスベース遺伝子送達系もまた開発されており、例えば、核酸発現ベクター、
死滅(killed)アデノウイルスのみに連結されるかまたは連結されないポ
リカチオン凝縮DNA(例えば、1994年12月30日に出願の米国特許出願
第08/366,787号およびCuriel(1992)Hum.Gene
Ther.3:147−154を参照のこと)、リガンド連結DNA(Wu(1
989)J.Biol.Chem.264:16985−16987を参照のこ
と)、真核細胞送達ヒビクル細胞(1994年5月9日出願の米国特許出願第0
8/240,030号、および米国特許出願第08/404,796号を参照の
こと)、光重合ヒドロゲル材料の積層(deposition)、携帯型遺伝子
移入粒子ガン(例えば、米国特許第5,149,655号を参照のこと)、イオ
ン化放射線(例えば、米国特許第5,206,152号および国際特許公開WO
第92/11033号に記載されるような)、核酸電荷中性化(nucleic
charge neutralization)または細胞膜との融合を含む
。さらなるアプローチが、Philip(1994)Mol.Cell Bio
l.14:2411−2418、およびWoffendin(1994)Pro
c.Natl.Acad.Sci.USA 91:1581−1585に記載さ
れている。
【0101】 粒子媒介遺伝子移入は非ウイルスベース系と共に用いられ得、例えば、米国特
許仮出願第60/023,867号を参照のこと。簡潔には、目的の配列は、高
レベルの発現に適したコントロール配列を含む従来の遺伝子移入ベクター中に挿
入され得、次いで、アシアロオロソムコイド(asialoorosomuco
id)(例えば、Wuら(1987)J.Biol.Chem.262:442
9−4432に記載されるような)、インシュリン(例えば、Hucked(1
990)Biochem.Pharmacol.40:253−263に記載さ
れるような)、ガラクトース(例えば、Plank(1992)Bioconj
ugate Chem.3:533−539に記載されるような)、乳糖、また
はトランスフェリンなどの細胞標的化リガンドに連結されている、ポリリシン、
プロタミンおよびアルブミンのような高分子DNA結合カチオンなどの合成遺伝
子移入分子とともにインキュベートされ得る。
【0102】 裸のDNA送達技術も用いられ得る。例示的な裸のDNA導入方法は、WO第
90/11092号および米国特許第5,580,859号に記載されている。
取り込み効率は、生分解性ラテックスビーズを用いて改善され得る。DNA被覆
ラテックスビーズは、ビーズによるエンドサイトーシス開始の後に、細胞内に効
率的に輸送される。この方法は、疎水性を高めるためにビーズを処理し、それに
よってエンドソームの破壊および細胞質中へのDNAの放出を促進にすることに
より、さらに改善され得る。
【0103】 遺伝子移入ベクターのためのビヒクルとして作用するリポソームは、米国特許
第5,422,120号、国際特許公開WO第95/13796号、WO第94
/23697号、およびWO第91/144445号、ならびに欧州特許公開第
524,968号に記載される。米国特許仮出願第60/023,867号に記
載されるように、核酸配列が、高レベル発現に適するコントロール配列を有する
ベクター中に挿入され得、次いで、アシアロオロソムコイド、インシュリン、ガ
ラクトース、乳糖、またはトランスフェリンなどの細胞標的化リガンドに連結さ
れている、ポリリシン、プロタミンおよびアルブミンのような高分子DNA結合
カチオンなどの合成遺伝子移入分子とともにインキュベートされ得る。他の送達
システムは、様々な組織特異的なまたは偏在的に活性のプロモーターの制御下に
ある遺伝子を含むDNAをカプセル化するためにリポソームを用いることを含む
。本明細書における使用に適するさらなる非ウイルス送達技術は、Woffen
dinら(1994)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 91:
11581−11585に記載されているアプローチなどの機械的送達システム
を含む。さらに、コード配列は、光重合ヒドロゲル材料の積層を介して送達され
得る。用いられ得る遺伝子送達のための他の従来の方法は、例えば、米国特許第
5,149,655号に記載されているような携帯型遺伝子移入粒子ガンの使用
、および米国特許第5,206,152号および国際特許公開WO第92/11
033号に記載されているような転移された遺伝子を活性化するためのイオン化
放射線を含む。
【0104】 例示的なリポソームおよびポリカチオン性遺伝子送達ビヒクルは、以下に記載
されるものである:米国特許第5,422,120号および同第4,762,9
15号、国際公開第WO95/13796号、同第WO94/23697号およ
び同第WO91/1445号、欧州特許公開第524,968号、ならびにSt
arrier, Biochemistry, 236−240ページ(197
5)W.H.Freeman, San Francisco;Shokai(
1980)Biochem.Biophys.Acct. 600:1;Bay
er(1979)Biochem.Biophys.Acct.550:464
;Rivet(1987)Meth.Enzymol. 149:119;Wa
ng(1987)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 84:78
51;Plant(1989)Anal.Biochem. 176:420。
【0105】 一旦生成されると、上記の遺伝子移入ベクターは、本明細書中に記載されるよ
うに単離されたT細胞の集団を遺伝的に改変するために使用される。レトロウイ
ルス導入ベクターが使用される場合、培養されたT細胞の集団は、この細胞を刺
激することによって、トランスフェクションを最も受容するS期の部分に最初に
活性化される。S期の最初の4分の1〜2分の1は、レトロウイルス形質導入に
最適である。細胞のウイルスベクター形質導入に対する受容性を増強する他の方
法は、感染多重度を変化させること、ホスフェートのようなイオンを枯渇させる
こと、硫酸プロタミンのようなポリカチオンを添加すること、接触時間、温度、
pHを調整すること、ならびに細胞およびウイルスを共に遠心分離することを含
む。
【0106】 本発明の実施において、Tリンパ球は、好ましくは、モノクローナル抗体OK
T−3のようなCD3結合因子と接触させることによって活性化される。CD3
結合因子は、細胞の表面上のCD3分子に結合するリガンドである。このリガン
ドは、OKT−3のような抗体であり得、2つ以上のCD3分子を架橋し得る。
このような架橋は、Tリンパ球のようなCD3保有細胞の増殖および活性化の原
因であり得る。CD3結合因子によるTリンパ球の活性化は、結合因子濃度、接
触時間、細胞の数、接触温度、結合因子の親和性、結合活性、および細胞を活性
化する効力のような特定の要因を調整することによって増加する。
【0107】 このT細胞はまた、選択される前に少なくとも1つの型の増殖因子を含む培地
中で維持され得る。種々の増殖因子は当該分野で公知であり、これは特定の細胞
型の増殖を維持する。このような増殖因子の例は、rIL−2、IL−10、I
L−12、およびIL−15のようなサイトカインマイトジェンであり、これら
はリンパ球の増殖および活性化を促進する。特定の型の細胞は、ホルモン(ヒト
絨毛性性腺刺激ホルモン(hCG)およびヒト成長ホルモンを含む)のようなほ
かの増殖因子によって刺激される。特定の細胞集団に適切な増殖因子の選択は、
当業者によって容易に達成される。
【0108】 例えば、分化した前駆体および幹細胞のような白血球は、種々の増殖因子によ
って刺激される。より詳細には、IL−3、IL−4、IL−5、IL−6、I
L−9、GM−CSF、M−CSF、およびG−CSF(活性化THおよび活性 化マクロファージによって産生される)は、骨髄性幹細胞を刺激し、これらは次
いで、多能性幹細胞(顆粒球−単球前駆体、好酸球前駆体、好塩基球前駆体、巨
核球、および赤血球前駆体)に分化する。分化は、GM−CSF、IL−3、I
L−6、IL−11、およびEPOのような増殖因子によって調節される。
【0109】 次いで、多能性幹細胞は、リンパ球系幹細胞、骨髄支質細胞、T細胞前駆体、
B細胞前駆体、胸腺細胞、TH細胞、TC細胞、およびB細胞に分化する。この分
化は、IL−3、IL−4、IL−6、IL−7、GM−CSF、M−CSF、
G−CSF、IL−2、およびIL−5のような増殖因子によって調節される。
【0110】 顆粒球−単球前駆体は、単球、マクロファージ、および好中球に分化する。こ
のような分化は、増殖因子GM−CSF、M−CSF、およびIL−8によって
調節される。好酸球前駆体は、好酸球に分化する。このプロセスは、GM−CS
FおよびIL−5によって調節される。
【0111】 好塩基球前駆体の肥満細胞および好塩基球への分化は、GM−CSF、IL−
4、およびIL−9によって調節される。巨核球は、GM−CSF、EPO、お
よびIL−6に応答して血小板を産生する。赤血球前駆体細胞は、EPOに応答
して赤血球に分化する。
【0112】 従って、CD−3結合因子による活性化の間、T細胞はまた、マイトジェン(
例えば、IL−2のようなサイトカイン)と接触され得る。特に好ましい実施態
様において、IL−2は、約50〜100μg/mlの濃度で、T細胞の集団に
添加される。CD3結合因子を用いる活性化は、2〜4日間行われ得る。
【0113】 一旦安定に活性化されると、そのT細胞は、ベクターのT細胞へのトランスフ
ェクションを可能にする条件下で、これを適切な遺伝子移入ベクターと接触させ
ることによって、遺伝的に改変される。遺伝的改変は、T細胞集団の細胞密度が
約0.1×106と5×106との間、好ましくは、約0.5×106と2×106 との間である場合に行われる。多数の適切なウイルスおよび非ウイルスベースの
遺伝子移入ベクターが本明細書中における使用のために記載されているが、本発
明は、本明細書中で以後、ウイルスベースのベクター系を用いるT細胞の形質導
入によって例示される。
【0114】 遺伝子移入ベクターを用いる形質導入は、一般的には、約3以上の感染多重度
(MOI)で、ウイルスベクターを用いて行われる。
【0115】 1つの実施態様において、このT細胞は、CD3結合因子を用いた活性化の後
に洗浄され、次いで約5×105の細胞密度で、細胞培養物に再播種される。
【0116】 別の特定の実施態様において、この遺伝子移入ベクターは、第1のヌクレオチ
ド配列に作動可能に連結されるプロモーターを含み、この配列は、選択された細
胞傷害性因子に対して増強された感受性を有する細胞を提供するために、形質導
入された細胞において発現され得る。好ましくは、第1のヌクレオチド配列は、
単純ヘルペスウイルスチミジンキナーゼ(HSV−tk)遺伝子のような自殺遺
伝子である。この遺伝子移入ベクターはまた、選択マーカーを含み得る。多数の
適切な選択マーカーが本発明の実施において使用され得、これらは、例えば、選
択された細胞傷害性因子に対する耐性を有する形質導入された細胞を提供する。
本明細書中における使用のための1つの特定の選択マーカーは、ネオマイシンホ
スホトランスフェラーゼIIである。本明細書において有用な他のマーカーは、
アルカリホスファターゼ、神経成長因子、または任意の他の適切な膜会合部分の
ような、細胞表面マーカーを含む。
【0117】 本発明のこの実施態様において使用される遺伝子移入ベクターは、好ましくは
、レトロウイルスベクターであり、このベクターは、自殺遺伝子および適切な選
択マーカーを含む。以下の実施例において使用されるレトロウイルスは、以下の
ベクターの産物である:1)pLXSN−T84.66g、2)pLXSN−N
29g、およびTkレトロウイルスベクター(これは、DAHSVTK9Aレト
ロウイルスを産生する)(Viagene, San Diego,CA)。最
初の2つのベクターのマップは、それぞれ、図1および図2に提供される。Tk
レトロウイルスベクター(DAHSVTK9A)の全体のマップは、図3に示さ
れる。図4は、RVV HSV−TKプロベクターの構造を図示する。
【0118】 pLXSN−T84.66gおよびpLXSN−N29gベクターは、SV4
0プロモーターの制御下でneo遺伝子、ならびにレトロウイルス5’LTRお
よびΨパッケージング配列を有する。レトロウイルスTkベクター(DAHSV
TK9A)は、モロニー5’LTR初期プロモーターの制御下で転写されるHS
V−tk遺伝子、およびSV40プロモーターの制御下で転写されるneo遺伝
子を有する。RVV HSV−TKプロベクターもまた、モロニー5’LTR初
期プロモーターの制御下で転写されるHSV−tk遺伝子、およびSV40プロ
モーターの制御下で転写されるneo遺伝子を有する。
【0119】 従って、1つの実施態様において、自殺遺伝子(例えば、HSV−tk遺伝子
)を含むレトロウイルス遺伝子送達ベクターは、上記のように調製され、そして
上記のようなT細胞の集団を形質導入するために使用される。一般的なT細胞形
質導入方法論は、共有に係る米国特許出願第08/425,180号(発明の名
称「High Efficiency ex vivo Transducti
on of Cells by High Titer Recombinan
t Retroviral Preparations」)に記載される。T細
胞の増殖および形質導入の他の方法が使用され得、そして当業者には公知である
(例えば、Chuckら(1996)Hum.Gene Ther. 7:74
3;Heslopら(1996)Nature Med. 2:551;Rid
dellら(1996)Nature Medicine 2:216)。T細
胞はまた、HIV患者からのT細胞を増殖および形質導入するために使用される
方法によって形質導入され得る(例えば、Vandenddriesscheら
(1995)J.Virol. 69:4045;Sunら(1995)Pro
c.Natl.Acad.Sci.USA 92:7272)。
【0120】 本明細書中に記載されるT細胞形質導入方法は、形質導入されたT細胞の非選
択集団において100%以上の形質導入効率を得るために使用され得る。この形
質導入効率は、今までは、以前の方法論を用いて到達できていなかった。
【0121】 形質導入後、形質導入された細胞は、公知の技術を用いて非形質導入細胞細胞
から選択される。例えば、形質導入に使用される遺伝子移入ベクターが、細胞傷
害性因子に対する耐性を付与する選択マーカーを含む場合、その細胞は適切な細
胞傷害性因子と接触され得、それにより、形質導入されていない細胞から消極的
に選択消去され得る。その選択マーカーが細胞表面マーカーである場合、その細
胞は、特定の細胞表面マーカーに特異的な結合因子と接触され得、それにより形
質導入された細胞は、集団から積極的に選択消去され得る。この選択工程はまた
、蛍光細胞分析分離(FACS)技術(例えば、ここでFACSは、特定の表面
マーカーを含む集団から細胞を選択するために使用される)を含み得るか、また
はこの選択工程は、標的細胞捕獲および/もしくはバックグラウンド除去のため
の取り出し可能な支持体として磁性応答性粒子の使用を含み得る。
【0122】 より詳細には、形質導入された細胞の陽性選択は、FACSソーター(例えば
、FACSVantageTM Cell Sorter、 Becton Di
ckinson Immunocytometry Systems, San
Jose, CA)を用いて実施されて、選択細胞表面マーカーを発現する形
質転換された細胞が分離および収集され得る。形質導入の後、その細胞は、特定
の細胞表面マーカーに対する蛍光標識した抗体分子で染色される。各細胞におい
て結合した抗体の量は、この細胞を含む液滴を、細胞分析分離装置に通過させる
ことによって測定され得る。電磁荷電を、染色された細胞を含む液滴に与えるこ
とによって、形質導入された細胞は、他の細胞から分離され得る。次いで、積極
的に選択された細胞は、滅菌回収容器に採取される。これらの細胞選別手順は、
例えば、FACSVantageTM Training Manualに、3−
11から3−28および10−1〜10−17節に対する特定の参照とともに、
詳細に記載される。
【0123】 形質導入された細胞の陽性選択はまた、発現に基づく細胞の磁性分離または特
定の細胞表面マーカーを用いて実施され得る。このような分離技術において、積
極的に選択される細胞は最初に、特定の結合因子(例えば、細胞表面マーカーと
特異的に相互作用する抗体または試薬)に接触される。次いで、この細胞は、取
り出し可能な粒子(例えば、磁性応答性粒子)と接触され、この粒子は、特異的
結合因子(陽性細胞に結合した)を結合する試薬と結合される。次いで、細胞結
合因子−粒子複合体は、標識されていない細胞から、例え場、磁場を用いて、物
理的に分離され得る。磁性応答性粒子を使用する場合、標識された細胞は、磁場
を用いて容器中に保持され得るが、陰性細胞は除去される。これらおよび同様の
分離手順は、例えば、Baxter Immunotherapy Isole
x トレーニングマニュアルに記載される。
【0124】 選択された形質導入された細胞におけるベクターの発現は、当業者に公知の多
数のアッセイによって評価され得る。例えば、ウエスタンブロットまたはノーザ
ン分析は、目的の挿入されたヌクレオチド配列の性質に依存して使用され得る。
一旦発現が達成され、そして形質転換されたT細胞が外来性因子の存在について
試験されると、これらは、末梢血流を介する患者への注入について準備が整って
いる。
【0125】 本発明はさらに、原発性哺乳動物細胞のエキソビボ集団の遺伝子改変のための
キットを含む。このキットは、1つ以上の容器に含まれる、少なくとも1つの選
択マーカーおよび少なくとも1つのヌクレオチド配列をコードする遺伝子移入ベ
クター、付属試薬またはハードウェア、およびこのキットの使用のための説明書
を含む。この説明書は、紙、プラスチック、磁性媒体のような任意の適切な媒体
、またはCDに記録され得る。
【0126】 容器は、環境から容器を物理的に分けるように密封して封入されて、水分、気
体、粒子、微生物、ウイルスなどの交換を防ぎ得る。このような容器は、ガラス
もしくはプラスチックアンプル、またはゴム栓付の容器であり得、ここからサン
プルは、例えば、シリンジを使用して繰り返し取り出され得る。この中の遺伝子
移入ベクターは、このようなベクターの保存のために設計された種々の媒体にお
いて、冷凍、液体、または凍結乾燥形態で保存され得る。温度、時間、および保
存媒体のような保存条件は、使用される特定のベクターに依存して変化し、そし
て当業者によって容易に決定される。この容器はまた、緩衝液(すなわち、PB
S)、塩(すなわち、多価イオン)、ならびに安定化剤および保存剤(すなわち
、グリセロールおよび抗酸化剤)のような他の試薬を含み得る。特定の遺伝子改
変方法を実施するために有用なさらなる試薬は、遺伝子移入ベクターを含むバイ
アルまたは他のバイアルに含まれ得る。
【0127】 付属試薬および/またはハードウェアもまた、このキットに含まれ得る。例は
、緩衝液、試薬、容器、シリンジ、ピペット、針、チューブ、生体適合性プラス
チックバッグ、密閉された液体経路、密閉された培養環境などである。方法を実
施するのに必要な全ての付属試薬およびハードウェアは、単一のキットに提供さ
れる必要はない。
【0128】 1つの特定の実施態様において、産生キットが提供される。この産生キットは
、遺伝的に改変された初代哺乳動物細胞のエキソビボ産生に必要な、全ての成分
、要素、およびプロセスを含みかつ/または記載する。従って、産生キットのた
めの成分は、以下を含むかまたは記載する:(1)デバイスおよびハードウェア
システム(例えば、形質導入された細胞の産生のための細胞分離および/または
プロセシング装置、例えば、Fenwal(登録商標)Model CS300
0血球分離機、Terumo Sterile Connect Device
(Baxter)など);(2)遺伝子送達ベクター内の遺伝子(適切な遺伝子
送達ベクター内に含まれる目的の遺伝子、ここでこの遺伝子送達ベクターは、上
記のデバイスおよびハードウェアシステムとともに使用するために設定された、
滅菌密閉された単回使用用容器内に封入するために、適切に処方される);(3
)使い捨て容器(例えば、エキソビボで改変された細胞の操作、培養、取り扱い
、および/または凍結保存のための使い捨て単回使用用容器、ここでこの容器は
、滅菌され、生体適合性であり、そして密閉された液体経路維持と共に使用する
ために適切であり、そして上記のデバイスおよびハードウェアシステムと共に使
用するために設定される);(4)試薬および溶液(例えば、エキソビボで改変
された細胞の操作、培養、取り扱いまたは凍結保存における使用のための任意の
試薬および/または溶液、ここでこの試薬および溶液は、滅菌容器内に含まれ得
、そして上記のデバイスおよびハードウェアシステムと共に使用されるために適
合され得る);(5)生物製剤(例えば、エキソビボで改変された細胞の操作、
培養、取り扱いまたは凍結保存における使用のための生物学的薬剤および/また
は試薬、これらは、増殖因子、マイトジェン、および抗体分子もしくは他の特異
的結合因子のような細胞選択試薬を含む);(6)付属試薬(例えば、磁性応答
粒子もしくは選択試薬(G418)のような、遺伝的に改変された細胞の集団か
ら選択マーカーを発現する細胞の選択および/または富化のために使用されるも
の);ならびに(7)説明書(例えば、本発明に従って遺伝的に改変された細胞
を産生するために必要な製造手順を記載するプロトコル)。
【0129】 従って、本発明の多数の実施態様が記載されている。以下の実施例において、
本発明の特定の実施態様が例示される。実施例1において、高効率の形質導入方
法が使用されて、1×109 Tk−NeoR形質導入T細胞が産生される。この
細胞数は、エキソビボ遺伝子治療プロトコルにおける複数回投与および全ての適
切な品質管理サンプリングの両方に収容する。現在まで、ほとんどの臨床研究は
、マルチウェル組織培養プレートを使用する開放培養系において実施されてきた
。これらの系は、臨床用材料を生成するために受容可能または実用的ではない。
なぜなら、これらは、夾雑物に感受性であり、そして商業的に有用ではないから
である。以下の例の方法において、自動化洗浄手順は、培地交換を完了するのを
可能にし、それによりウシ血清のような付属成分が、容量交換手順で培養培地か
ら除去される。
【0130】 複数の骨髄腫および白血病の処置のための高用量化学療法に続く同種異系骨髄
移植(BMT)は、移植片対宿主疾患(GVHD)および移植片対白血病(GV
L)効果に起因する治療的潜在能力を有する。しかし、同種異系BMTレシピエ
ントは、不合理な高頻度の重篤かつ致死性GVHDを有する。この問題を解決す
るために、BMTのT細胞枯渇が使用されてきた。このアプローチを用いて、G
VHDの頻度は減少される;しかし植え付けの成功および患者の生存もまた、減
少した。それゆえ、同種異系BMTにおける好ましい戦略は、GVLまたは植え
付けに影響せずに、GVHDを効果的に制御する手段を組み合わせる。
【0131】 次いで、1つの戦略は、ドナーT細胞を遺伝的に改変して、注入の前に自殺遺
伝子を発現することである。例えば、本発明の方法が使用されて、T細胞が遺伝
的に改変されて、単純ヘルペスウイルスチミジンキナーゼ(HSV−TK)自殺
遺伝子が発現され得る。従って、このような遺伝的に改変されたT細胞(HSV
−TKを発現する)は、ガンシクロビル(GCV)(Syntex Labor
atories, Palo Alto, CA)(非改変の細胞に耐性である
がHSK−TKを発現する細胞には有害な薬物)に対する感受性が付与される。
プロドラッグの最初の活性化は、ウイルスチミジンキナーゼによって触媒される
ので、遺伝的に改変された細胞のみが影響を受ける。次いで、これらの改変され
たドナーT細胞は、T細胞枯渇骨髄を注入されて、植え付けを伴うGVLの有益
な効果をが提供され得る。続くGVHDは、GCVを投与することによって制御
されて、同種異系反応性T細胞が減少され得る。
【0132】 適合性細胞導入のための約1×1011までの遺伝的に改変されたTリンパ球の
生成は、いくつかのチャレンジを示す。腫瘍免疫治療のためのリンホカイン活性
化キラー細胞(LAK)を生成するための手動の大規模産生技術は、手動の分離
、洗浄、および遠心分離を必要とする。各患者のための細胞のプロセシングは、
チューブ、フラスコ、および回転ボトルへの、約400の流入を必要とする(L
eeら(1994)Transfusion Medicine 8:1203
)。本明細書中に記載される技術は、上記の手動技術の大部分を排除することに
よって、大規模産生方法におけるいくつかの利点を提供し、このことは、密閉さ
れた液体系における自動化液体分離および/または取り扱い技術の使用を最大化
する。
【0133】 形質導入後、T細胞は、適切な脊椎動物被験体に投与され得る。さらに、温血
動物(例えば、ヒト、マカク、ウマ、ウシ、ブタ、ヒツジ、イヌ、ネコ、ニワト
リ、ラット、およびマウスのような哺乳動物または脊椎動物)が、上記の方法に
おいて例示されているが、このような方法はまた、種々のほかの動物(例えば、
魚を含む)に容易に適用可能である。
【0134】 (III.実験) 以下は、本発明を実施するための特定の実施態様の例である。この例は、例示
の目的にのみ提供され、そして如何なる方法においても本発明の範囲を制限する
ことを意図されない。
【0135】 使用される数(例えば、量、温度、など)に関して正確さを確実にするための
努力がなされているが、いくらかの実験誤差および偏差は、もちろん許容される
べきである。
【0136】 (実施例I) (T細胞の高効率形質導入) 本実施例は、効率的な細胞プロセシング手順を実証し、ここでT細胞を活性化
し、Tk−NeoRレトロウイルスで形質導入し、G418中で選択し、そして 密閉系で増殖する。この手順は、少なくとも1×109の形質導入された細胞を 容易に生成し、そして臨床適用に必要な規模のT細胞の形質導入のためのこのプ
ロトコルを使用する可能性を実証する。
【0137】 OKT−3によるT細胞の活性化のための最良の培地を評価するために、31
の異なる増殖培地で培養したT細胞の増殖速度論を以下のように決定した。簡潔
には、単核細胞を、新鮮に引き抜いた末梢血から、Ficoll−Hypaqu
e(登録商標)(Sigma Chemical Co., St.Louis
, MO)密度勾配分離を用いて単離した。末梢血単核細胞を、60IU/ml
のrIL−2(組換えヒトIL−2、Chiron, Emeryville,
CA)および10ng/mlのOKT−3抗体(Ortho Biotech
, Raritan, NJ)を含む培地または溶液の各々に、0.5×106 細胞/mlで、6ウェルプレートに播種し、そして37℃にて5%CO2で培養 した。各実験について、コントロール単核細胞を、0.5×106細胞/mlで 、AIM V(GIBCO/BRL Life Technologies,
Gaithersberg, MD)+10%ウシ胎児血清(FBS;Biow
hittaker, Walkersville, MD)、60IU/mlの
rIL−2および10ng/mlのOKT−3に播種した。
【0138】 OKT−3による活性化の3日後、細胞を遠心分離にって採取し、計数し、そ
してOKT−3を含まない同じ培地または溶液に、0.5×106×細胞/ml で再懸濁した。生存度を、トリパンブルー排除によって決定した。細胞周期分析
を、OKT−3活性化の前およびOKT−3活性化の3日後に、FACS分析に
よって行った。これらのデータから、細胞増殖周期の(S+G2/M)期におけ
る細胞の割合を、試験した培地の各々について算出した。AIM V+7%FB
S培地は、S+G2/M期における細大割合の細胞を生じ、従って以下に示すよ
うな、形質導入のさらなる開発および細胞プロセシングプロトコルについて選択
した。
【0139】 (大規模細胞プロセシングおよび形質導入プロトコル) T細胞を単離し、OKT−3活性化し、形質導入し、G−418選択し、そし
て以下に記載のように増殖した。T細胞を、3つのドナーの白血球アフェレーシ
ス産物から得、これを本明細書中以後、A05、A06、およびA07と称す。
このアフェレーシス産物の産生のために、適切な血液分離機(例えば、CS30
00 Blood Cell Separator(Baxter Fenwa
ll)またはCobe Spectra Hemometrics separ
ator)を使用した。
【0140】 (Ficoll−Hypaque(登録商標)手順による単核細胞の単離) 精製されたヒト単核細胞を提供するために、以下の手順を実施した。開放系ア
フェレーシスキット(Open System Apheresis Kit)
(Baxter Fenwal)を製造業者の指示書に従って使用し、そしてヒ
トドナーA05、A06、およびA07のアフェレーシス産物を単離した。アフ
ェレーシス産物を、200mlの生理食塩水/ACD溶液(Baxter Fe
nwal)を含むLifecell(登録商標)産物フラスコに移し、Fenw
al(登録商標)CS−3000(登録商標)プラス血球分離機(Baxter
Fenwal)を製造業者の指示書に従って使用して希釈した。アフェレーシ
ス産物は、少なくとも約3×109単核細胞を有した。約3×109未満の数の細
胞を有するアフェレーシス産物は、その後の手順のいずれにおいても採取されな
かった。このように回収した細胞の特徴を、表1に示す。
【0141】
【表1】
【0142】 単核細胞を、製造業者の指示書に従うFicoll−Hypaque(登録商
標)密度勾配遠心分離によって、Fenwal(登録商標)CS−3000(登
録商標)プラスを使用して、希釈されたアフェレーシス産物から単離した。Fi
coll(登録商標)−Hypaque精製手順によって、約2×109〜約5 ×109の単核細胞が得られた。精製された細胞性産物は、その後の手順におい て使用されるように、約1×109単核細胞を有さなくてはならない。単核細胞 の一部(3×108)を、OKT−3活性化のために保存した。過剰の細胞を、 Cryocyte(登録商標)容器(Baxter Fenwal)中に凍結保
存した。Ficoll(登録商標)−Hypaque(登録商標)によって精製
された細胞の収量および生存率を決定した;結果を表2に示す。
【0143】 Ficoll(登録商標)−Hypaque(登録商標)によって精製された
単核細胞産物を、CS−3000(登録商標)プラス収集チャンバーから、自重
を測定したFenwal(登録商標)トランスファーパックフラスコに、滅菌技
術を使用して移した。閉鎖系Lifecell(登録商標)フラスコからの品質
管理サンプルの回収を、Fenwal(登録商標)血漿トランスファーセット(
Baxter Fenwal)を使用して行った。Lifecell(登録商標
)フラスコの内容物を混合し、均一の細胞懸濁物を得て、その後、培養物の一部
を、Lifecell(登録商標)フラスコから滅菌サンプル管に移した。
【0144】 細胞を、Cryocyte(登録商標)容器中、1/3細胞容量の3×凍結溶 液(10% AIM V培地、60% FBS、および30% DMSO)を含
む、50×106細胞/ml以下のアリコートで凍結した。所望の場合、ウシ産 物(FBS)を回避するために、凍結溶液には20%自己血漿を使用し得る。凍
結した細胞サンプルを、液体窒素中に保存した。
【0145】
【表2】
【0146】 (T細胞のOKT−3活性化) 細胞が、レトロウイルスによる感染に最適に感受性であることを確認するため
に、以下の活性化手順を実施した。少なくとも約3×108Ficoll−Hy paque(登録商標)によって精製された単核細胞を、1LのLifecel
l(登録商標)フラスコ中でリンパ球活性化培地(10% FBSを有するAI
M V、2mMグルタミン、60IU/ml rIL−2、および10ng/m l OKT−3)に等しく分配し、約200mL〜約400mLの培地中、5×
105単核細胞/mlの最終細胞濃度を達成した。Ficoll(登録商標)に よって精製された単核細胞産物を、最初にSepacell(登録商標)アダプ
ターセットおよび血漿トランスファーセット、および60ccシリンジを使用し
て空のLifecell(登録商標)フラスコに手動で分配し、続いて活性化培
地を分配した。
【0147】 リンパ球活性化培地中にFicoll(登録商標)によって精製された細胞を
含むLifecell(登録商標)フラスコを、ワイヤーラック上で、約37℃
、約5%CO2にて、約3日間インキュベートした。気体交換を増強するために 、ワイヤーラックを使用した。上記のOKT−3活性化手順の結果を、表3に要
約する。
【0148】
【表3】
【0149】 (レトロウイルス形質導入前のT細胞の収集) OKT−3活性化のおよそ3日後に、活性化した単核細胞を、本質的に製造業
者の指示書に示されるようにCS−3000(登録商標)プラスの単一チャンバ
ー方法を使用して、リンパ球活性化培地から収集した。OKT−3活性化細胞の
サンプルを、チューブストリッパー(Baxter Fenwal)を使用する
品質管理試験のために滅菌的に採取し、試験すべきアリコートを含む管の最小の
長さを得た。収集された活性化した単核細胞を、自重を測定した1LのLife
cell(登録商標)フラスコに移し、品質管理試験のために20mLのサンプ
ルを維持した。
【0150】 収集された活性化した単核細胞の特徴を、以下の表4に示す。表4において示
されるように、活性化手順によって、約1×108以上の単核細胞を得た。培養 物のグルコース濃度は、約100mg/dL以上であり、そして乳酸濃度は約1
.0mg/ml未満であった。これらの変数は、その後の方法についての閾値放
出基準である。
【0151】 形質導入のための調製において、リンパ球形質導入培地(10% FBSを有
するAIM V、2mMグルタミン、60IU/rIL−2、および5μg/m
lの硫酸プロタミン)中、少なくとも約1.5×108の収集されたOKT−3 活性化単核細胞を、約5×105単核細胞/mlの濃度で1LのLifecel (登録商標)フラスコに手動で移した。収集された活性化単核細胞およびリンパ
球形質導入培地の組み合わせの好ましい総容量は、1リットルのLifecel
l(登録商標)フラスコあたり約200ml〜約400mlであり、最大容量は
約500mlであった。収集された活性化単核細胞およびリンパ球形質導入培地
の組み合わせの少量のサンプル(各々、5ml)を、それより後に、その後の滅
菌試験のために凍結した。サンプル中のグルコースおよび乳酸の濃度を、YSI
−2700グルコース分析機(Yellow Springs Instrum
ent Co.,Yellow Springs,Ohio)を製造業者の指示
書に従って使用して決定した。
【0152】
【表4】
【0153】 (T細胞のレトロウイルス形質導入) モロニーマウス白血病ウイルス(MMLV)由来のレトロウイルス上清(DA
HSVTK9A)(3.9×107CFU/ml;Viagene Corp. 、San Diego、CA)を製造業者から購入した。上清調製物を、以下に
記載する手順に従って、少なくとも約3:1〜約5:1を超える多重感染度(M
OI)で、OKT−3活性化単核細胞に添加した。
【0154】 レトロウイルス上清調製物を、−70℃で保存した。使用直前に、上清調製物
を無菌的に37℃の水浴中で、穏やかに振盪しながら解凍した。レトロウイルス
物質をLifecell(登録商標)フラスコに直ぐに注入し、液−液接触を確
実にした。新しいシリンジおよび針を、各Lifecell(登録商標)フラス
コについて使用した。
【0155】 1.5×107cfu/ml未満の力価の上清調製物を、直接リンパ球形質導 入培地に添加した。上清の力価が約1.5×106未満の場合、レトロウイルス 物質を、AIM V培地でさらに希釈することなく、直接細胞に適用した。この
場合、プロタミンサルフェートおよびrIL−2を、AIM V、L−グルタミ
ン、またはPBSを添加しないレトロウイルス上清に直接添加した。約1.5×
107cfu/mlを超える力価を有する上清調製物を、細胞および形質導入培 地を含有するLifecell(登録商標)フラスコ中に送達した。
【0156】 上清調製物のサンプルを、マウス細胞株NIH3T3、ヒト細胞株HT108
0および143B、ならびにイヌ細胞株Cf2Thを使用する、その直後の力価
測定のために、確保した。上清調製物をアッセイするために使用される特定の指
標細胞株は、分析するウイルスベクターの宿主範囲に依存する。力価をより正確
に測定するために、アッセイの1日目および2日目にプレートあたりの細胞数を
計数することにより力価を測定したことを除いて、力価を、Cepko、Cur
rent Protocols in Molecular Biology、
Greene Pub.Associates and Wiley Inte
rscience、New York(1992)の一般的な方法を使用して測
定した。
【0157】
【表5】
【0158】 (必要に応じた、形質導入後の細胞の増殖 #1) 形質導入した単核細胞を、形質導入後に、必要に応じて増殖させ得る。そのよ
うな、増殖の目的は、十分な数の形質導入細胞が培養物中に存在し、従ってG4
18選択で生存することを確実にすることにある。最初の活性化された形質導入
培養物中の全細胞数が約3×108細胞を超える場合、以下に記載のG418選 択工程は増殖を伴わずに行われた。約3×108未満の細胞数について、以下の 形質導入後の増殖手順を続けるべできある。
【0159】 増殖の間に、細胞の数、生存率、ならびにグルコースおよび乳酸の濃度を、約
2日毎に測定した。後の手順において使用されるサンプルについて、培養物中の
グルコース濃度は、約100mg/dlを超えるべきであり、そして培養物中の
乳酸濃度は、約1.0mg/ml未満であるべきである。
【0160】 白血球数を、製造業者の指示に従い、以下の変更について特に注意を払って、
Sysmex(登録商標)K−1000細胞カウンター(TOA Medica
l Electronics、Kobe、Japan)を使用して測定した。細
胞数が、99.9×106/mlを超えるようになった場合、サンプルをD−P BSを用いて1:10に希釈した。
【0161】 リンパ球培養培地を、AIM V培地に対して、10% FBS、2mM グ
ルタミンおよび60IU/mlのrIL−2の最終濃度を生じるように、栄養物
および増殖補助物を添加することにより、調製した。グルコースおよび乳酸の濃
度を上記のように決定し、そして培地を調製したその日に使用した。
【0162】 少なくとも2×106細胞/mlの細胞密度について、形質導入単核細胞を、 Lifecell(登録商標)フラスコ中のリンパ球培養培地中に、約5×10 5 細胞/mlに希釈することにより、増殖させた。約5×108未満の全白血球細
胞を有するサンプルを、1LのLifecell(登録商標)フラスコ中に、約
5×105細胞/mlで分配した。約5×108を超える全白血球細胞を有するサ
ンプルを、約5×105細胞/mlで、3LのLifecell(登録商標)フ ラスコ中に分配した。培養物を、上記のように、37℃/5% CO2でインキ ュベートした。A05、A06およびA07ドナー細胞の第1の増殖の結果を、
表6に示す。
【0163】
【表6】
【0164】 (必要に応じた、形質導入後の細胞の増殖 #2) 第1の形質導入後の増殖工程の終了時の3×108細胞以上の全細胞数につい て、第2の形質導入後増殖工程を省略した。細胞密度が約2×106細胞/ml を超えるようになった場合、形質導入した単核細胞を、1LのLifecell
(登録商標)フラスコ中のリンパ球培養培地中に約5×105白血球細胞/ml まで希釈することにより、増殖させた。約5×108未満の全白血球細胞数を有 する増殖培養物について、細胞を、1LのLifecell(登録商標)フラス
コ中に約5×105細胞/mlの濃度に、分配および希釈した。約5×108を超
える全白血球細胞数を有する増殖培養物を、3LのLifecell(登録商標
)フラスコ中に、約5×105細胞/mlの濃度に、分配および希釈した。
【0165】 増殖培養物を、上記のように、37℃で5% CO2とともに、インキュベー トした。活性化形質導入単核細胞培養物の、細胞数、生存率、ならびにグルコー
スおよび乳酸濃度を、第1の形質導入後の増殖の後に、上記のように約2日毎に
測定した。第2の増殖において得られた結果を、表7に示す。
【0166】
【表7】
【0167】 (増殖した細胞の収集) 増殖した細胞の総数が約3×109細胞を超えるようになった場合、細胞を、 収集した。ドナーA05由来の形質導入した単核細胞を、上記のように製造業者
の指示に従い、CS−3000(登録商標)プラスの単一チャンバー方法を使用
して収集した。ドナーA06およびA07由来の形質導入細胞を、2μmフィル
ターを有するAutopheresis Cを、1200rpmで使用して、収
集した。G418選択前の収集した細胞の特徴を、以下の表8に記載する。
【0168】
【表8】
【0169】 (G418選択) 収集した形質導入単核細胞を、手動の分配方法を使用して、G418選択培地
中に、約5×105細胞/mlの濃度に、希釈および分配した。約5×108未満
の全白血球細胞を有する収集した集団を、1LのLifecell(登録商標)
フラスコ中に約5×105細胞/mlの濃度で、希釈および分配した。約5×1 08を超える白血球細胞を有する収集した集団を、3LのLifecell(登 録商標)フラスコ中に約5×105細胞/mlの濃度で、希釈および分配した。
【0170】 G418選択培地(AIM V培地中の10%FBS、2mM グルタミン、
0.8mg/ml G418および60IU/mlのrIL−2)を熱非働化F
BS、100×L−グルタミン、およびrIL−2を使用して調製した。0.8
mg/mlの活性薬物濃度のG418を添加した。G418は、粉末として市販
されており、非常に安定である。しかし、G418の効力は、各ロット間で相当
変化し、そして一般的に低い(約450μg/mg粉末)ので、各ロットの比活
性に言及すること、および薬物を適切な濃度で適用することには、注意を払わな
ければならない。他の培地について、グルコースおよび乳酸濃度を測定して、そ
して選択培地を調製したその日に使用した。
【0171】 G418選択培地の少量のサンプル(5ml)を、上記の閉鎖系トランスファ
ー方法を使用する品質管理試験のために確保した。培養物を、37℃で、5%
CO2とともにインキュベートした。この手順によって得られた結果を、表9に 示す。
【0172】
【表9】
【0173】 (必要に応じての、新鮮な選択培地の供給) 所望される場合、単核細胞に、上記のように調製した新鮮なG418選択培地
を、約2日後に供給する。細胞密度を、約5×105細胞/mlに維持した。細 胞培養物のサンプルを、品質管理試験のための収集前に採取し得る。
【0174】 細胞を、Fenwal(登録商標)血漿エクストラクターを使用して、製造業
者の指示に従って、600mlのトランスファーパックコンテナを遠心分離する
ことにより収集した。適切な細胞ペレットの形成を確実にするために、トランス
ファーパックコンテナを600mlまで満たす。細胞を1200rpm(300
g)15分間の遠心分離により収集する。トランスファーパックコンテナを、穏
やかに遠心分離ホルダーから取り外し、そしてペレットの形成について、ペレッ
トを調べる。堅固なペレットが形成されていない場合、トランスファーパックコ
ンテナを、さらに10分間遠心分離する。Fenwal(登録商標)血漿エクス
トラクターを使用して、上清を除去する。
【0175】 形質導入して、G418選択した単核細胞を、新鮮なG418選択培地中に、
約5×105細胞/mlの濃度に分配する。約5×108未満の白血球細胞を有す
るサンプルについて、単核細胞を、1LのLifecell(登録商標)フラス
コ中に、約200〜400mlの全最終容量について、約5×105細胞/ml の濃度で分配する。約5×108を超える単核細胞を有するサンプルを、好まし くは約1Lであるが、約1.5L以下の全最終容量について、3LのLifec
ell(登録商標)フラスコ中に、約5×105細胞/mlの濃度に分配する。 培養物を37℃で、5% CO2とともにインキュベートする。
【0176】 (必要に応じての、Neo選択増殖 #1) 上記のように、Sysmex(登録商標)K−1000およびYSI Mod
el 2700を使用して、G418選択の約2日目に、細胞数、生存率、グル
コースおよび乳酸濃度を決定する。G418選択の2日後に、細胞密度が、約2
×106細胞/mlを超える場合、形質導入単核細胞を、上記のように調製した G418選択培地中に、約5×105細胞/mlで希釈することにより、増殖さ せる。細胞密度が約2×106細胞/ml未満である場合、培養を連続して、細 胞密度をG418選択後の3日目に観察する。
【0177】 約5×108未満の全白血球細胞を有するサンプルを、1LのLifecel l(登録商標)フラスコ中に、約5×105細胞/mlに分配する。約5×108 を超える全白血球細胞を有するサンプルを、3LのLifecell(登録商標
)フラスコ中に、約5×105細胞/mlに分配する。培養物を37℃で、5% CO2とともにインキュベートする。
【0178】 (収集) G418選択の開始後約4日目に、以下のオプション1、2、または3の1つ
を使用して、選択された単核細胞を穏やかに収集することによって、G418選
択培地を細胞培養物から除去した。
【0179】 (遠心分離による収集) G418選択培地を、上記のように、製造業者の指示に従い、Fenwal(
登録商標)血漿エクストラクターを使用して除去した。
【0180】 (Ficoll(登録商標)ハイパークによる収集) 50%を超える生存率を有する培養物のために、製造業者の指示に従い、Fi
coll−Hypaque(登録商標)分離手順を使用するCS−3000(登
録商標)プラスを用いて、G418選択培地および死細胞を除去した。
【0181】 AIM V培地を含み、そしてスパイクおよび針アダプターを有する血漿トラ
ンスファーセット(Plasma Transfer Set)を取り付けた1
000mlのLifecell(登録商標)フラスコを、滅菌チューブウェルダ
を使用して、生理食塩水および排出ラインに連結した(一方は、排出口に通じ、
もう一方は、生理食塩水ラインに通じる)。600mlのトランスファーパック
コンテナ(Transfer Pack Container)(産物用)およ
び2000mlのトランスファーパックコンテナ(廃棄用)を、2つのカプラー
を用いて800mlのトランスファーパックユニット(Transfer Pa
ck Unit)から得られる「Y」チュービングリード(lead)を使用し
て、血漿コレクト(Plasma Collect)ラインに無菌的に連結させ
た。次に、生理食塩水、排出口(Vent)および血漿コレクトラインのローラ
ークランプを開いた。インレット(Inlet)、リターン(Return)、
およびACDラインのローラークランプを閉じた。
【0182】 アフェレーシス産物の受容を、以下の手順を使用して行った。スパイクカプラ
ーを使用して、フラスコにスパイクする場合、スパイクが安全に挿入されること
を確実にすることが重要である。なぜなら、不適切な挿入は、空気ブロックの形
成をもたらし得るからである。滅菌チューブウェルダを使用して、細胞を穏やか
に再懸濁して、200mlの培地を保有する新しい600mlのトランスファー
パックコンテナにトランスファーした。最初のフラスコからの適切な量の生理食
塩水/ACDを、細胞数、生存率、および滅菌度を測定するために確保した。細
胞計数を、上記のようにSysmex(登録商標)K−1000を使用して行っ
た。細胞の生存率パーセントもまた測定した。産物/生理食塩水フラスコを、3
リードタイプ血液溶液受容セット(Three Lead−Type Bloo
d Solution Recipient Set)の1つのリードに接続し
た。第2のリードを、生理食塩水ACDの500mlフラスコに接続した。最後
に、第3のリードを、Sepacell(登録商標)ラボアダプターセット(L
ab Adapter Set)の2つのめすポートの1つにスパイクした。血
漿トランスファーセットの他方のめすポートに、針アダプターを備え付け、針ア
ダプターをFicoll(登録商標)フラスコ中に挿入して、粘着テープを用い
て接続を確実にした。次に、Sepacellラボアダプターセットのスパイク
した末端を、加熱密封する。800mlトランスファーパックユニットから得ら
れる「Y」チュービングリードを、フラスコを含む3リードタイプ血液溶液受容
セットの長いリード(ローラークランプを保持する)に溶接した。「Y」チュー
ビングリードを、滅菌チューブウェルダを使用して、アフェレーシスセットのラ
イン5(成分に富む血漿のライン)につなぎ合わた。Ficoll(登録商標)
分離手順を、製造業者の指示に本質的に従って、行った。
【0183】 (Autopheresis Cによる収集) G418選択培地を、上記のように、製造業者の指示に従って、Autoph
eresis Cを使用して除去した。上記の3つのオプションを使用するG4
18によって収集された収集の結果を、以下の表10に記載する。
【0184】
【表10】
【0185】 単離され、形質導入された、G418選択単核細胞を、新たなLifecel
l(登録商標)フラスコ中の白血球培養培地中に、フラスコからフラスコへのト
ランスファー方法を使用して、約1×106細胞/mlの濃度に再懸濁し、品質 管理試験のためにサンプルを確保した。別の少量サンプル(6ml)を、Sys
mex(登録商標)K−1000分析、細胞生存率、滅菌度試験、およびトラン
スジーンの組込みを決定するサザン分析のために、閉鎖系分配方法を使用して、
培養培地から確保した。
【0186】 約5×108未満の単核細胞を有する培養物を、Lifecell(登録商標 )フラスコ中に、約1×106細胞/mlに分配して、37℃で5% CO2とと
もにインキュベートした。
【0187】 (選択後の増殖) 選択後の増殖を、以下のように行った。培養物中の細胞濃度が、少なくとも約
2×106細胞/mlに達した場合、形質導入された単核細胞を、白血球培養培 地(上記のように、Lifecell(登録商標)フラスコ中で調製)中に約1
×106細胞/mlの濃度に希釈することによ増殖させた。約5×108未満の単
核細胞を有する培養物を、1LのLifecell(登録商標)フラスコ中に約
1×106細胞/mlで分配し、一方、約5×108を超える単核細胞を有する培
養物を、3LのLifecell(登録商標)フラスコ中に約1×106細胞/ mlに、希釈および分配した。約2×106細胞/ml未満の濃度の細胞につい て、増殖を行わなかった。少なくとも2日毎に、細胞数、生存率、ならびにグル
コースおよび乳酸濃度を測定した。
【0188】 (細胞の凍結保存および細胞の解凍) G418選択白血球細胞の増殖の約3日後、単核細胞を上述の3つの収集オプ
ションの1つを使用して収集した。細胞を収集する前に、培養培地の35mlの
サンプルを、Sysmex(登録商標)K−1000での細胞数試験;生存率試
験;YSI Model 2700機器を用いるグルコースおよび乳酸濃度分析
;凍結保存;およびサザンブロット分析のために、取り出した。最終の収集細胞
産物および培養培地の一部を、品質管理試験のために確保した。
【0189】 収集した細胞を、Cryocyte(登録商標)コンテナ中で、20%のヒト
AB血清または自己由来の血漿を有する10% DMSO中で、50×106細 胞/mlまでの濃度で凍結保存した。細胞を、速度コントロールフリーザー(C
ontrol Rate Freezer)中で、−60℃まで−1℃/分の速
度で低下し、次に−90℃まで−10℃/分の速度で低下する4℃の開始温度で
凍結した。
【0190】 サンプルを液体窒素の蒸気相中に保存した。
【0191】 (形質導入T細胞中のHSV−TK遺伝子のコピー数の決定) 定量的サザンブロットを使用して、以下の手順を使用して、形質導入した臨床
スケールおよび分析スケールの細胞集団における1細胞ゲノムあたりの遺伝子コ
ピー数を決定した。アッセイIとIIとの間の変化は、G418選択の前、およ
び直後において遺伝子コピー数における有意な変動を明らかにする。例えば、G
418の除去後3日において、遺伝子コピー数は、2倍〜10倍まで増加し、こ
のことは、選択条件が、HSV−TK形質導入細胞を富化したことを示した。ア
ッセイIおよびIIにおいて、臨床スケールにおいて形質導入されそして増殖し
た細胞の形質導入効率は、0.5と1との間に匹敵する遺伝子コピー数を示した
(表11を参照のこと)。
【0192】 DNAを調製して、そして以下のようにサザンブロットによって分析した。手
短には、ゲノムDNAのミニプレップを、製造業者の指示に従って、Qiage
nキット(Quiagen、Inc.、Chatsworth、CA)を使用し
て行った。ゲノムDNAをpH8.0、65℃で可溶化し、そして製造業者の指
示に従って、TKO100デバイス(Hoefer Scientific I
nstruments、San Francisco、CA)を使用して定量し
た。
【0193】
【表11】
【0194】 コピー数の標準を、1レーンあたり5mgの末梢血白血球(PBL)ゲノムD
NAの標準に基づき調製した。この標準を、シリコナイズした微量遠心管におい
て、新鮮に調製した。標準ストック溶液は、20ng/mlのpLTIN/Nh
eI(7068bpプラスミド/約4kbフラグメント)を含んだ。各コピー数
希釈の1μlを、5μgのNheI消化huPBL DNAに添加した。コピー
数標準の調製を、以下の表12に要約する。
【0195】
【表12】
【0196】 Sambrookら(Molecular Cloning:A Labor
atory Manual、第2版、Cold Spring Harbor
Laboratory Press(1989))の一般的な方法により、Tr
is−酢酸緩衝液中でのアガロース電気泳動を使用して、これらのサンプルの成
分を分離した。
【0197】 以下のように、電気泳動サンプルについてサザンブロットを行った。穏やかに
振盪しながら、0.25N HCl中で20分間ゲルをインキュベートすること
により、アガロースゲル中のDNAを脱プリン化した。穏やかに振盪しながら、
0.5N NaOH−1.5M NaCl中で20分間インキュベートすること
により、アガロースゲル中のDNAを変性した。1M Tris−HCl pH
7.5−1.5M NaCl中で20分間穏やかに振盪することにより、ゲルを
中和して、ゲルを20×SSCで20分間穏やかに振盪することにより平衡化し
た。
【0198】 DNAを、実質的にReedら((1985)Nuc.Acids Res.
13(20):7207〜7221)に記載のように、サザンブロットによりメ
ンブレンにトランスファーした。ハイブリダイゼーション前に、湿らせたメンブ
レンをStratalinker(登録商標)(Stratagene、La
Jolla、CA)を使用して架橋し、風乾した。
【0199】 ブロットを、QuikHyb(Stratagene、La Jolla、C
A)中の10mg/mlの変性サケ精子DNA中でプレハイブリダイゼーション
をした。32P標識プローブを、Prime−Itキット(Stratagene
、La Jolla、CA)を使用して調製し、ローラーボトル中か、またはハ
イブリダイゼーションオーブン中でハイブリダイズした。メンブレンを2×SS
C/0.1% SDS中で室温で洗浄した後、0.1×SSC/0.1% SD
S中で65℃で30分間、5回、ハイブリダイゼーションオーブン中で洗浄した
。増感スクリーンを用いて−70℃でオートラジオグラフィーを行った。オート
ラジオグラフィックシグナルをデンシトメトリーを用いて定量した。
【0200】 (実施例2) (臨床スケールレトロウイルス形質導入) この実施例は、約2×109〜2×1011の形質導入細胞が閉鎖系において生 成され得ることを実証する。養子性に移入されたリンホカイン活性化キラー(L
AK)細胞を有する動物腫瘍モデルに基づき、約1×1011細胞がヒト腫瘍を処
置するために必要であることが確立されている(Rosenbergら、(19
90)New England Journal of Medicine 3
23:570)。本実施例に記載されるスケールアップ手順は、閉鎖系において
約2×1011のレトロウイルス形質導入T細胞を生成する。実施例1におけるよ
うに、すべてのFenwal(登録商標)製品は、Fenwal Divisi
on、Baxter Healthcare、Deerfield、ILより入
手可能である。
【0201】 この手順は、本実施例が異なる手順または変更された手順を要求しない限り、
実施例1に記載の手順に従う。
【0202】 (Ficoll−Hypaque(登録商標)による単核細胞の単離) 少なくとも4×109白血球細胞を、アフェレーシス産物から取得し、実施例 1に記載のようにFicoll−Hypaque(登録商標)精製に供する。従
って、得られた精製産物が2×109未満の白血球細胞を含む場合、精製産物を 使用しない。
【0203】 (Tリンパ球のOKT−3活性化) T細胞のOKT−3活性化を、実質的に実施例1のように行う。容量の増加に
起因して、1LのLifecell(登録商標)フラスコを、3LのLifec
ell(登録商標)フラスコに換えた。さらに、細胞および培地を、製造業者の
指示に従い、Lifecell(登録商標)フラスコおよびBaxter−Fe
nwal(登録商標)溶液トランスファーポンプ(Fenwal(登録商標)#
6455)を使用する下記の種々の機器中にトランスファーする。リンパ球活性
化培地を、以下のように、10LのAIM V培地フラスコを使用して調製する
。Lifecell(登録商標)トランスファーセット(Fenwal(登録商
標)#4C2474)を、Lifecell(登録商標)フィルターアダプター
セット(Fenwal(登録商標)#4C2475)のように、パッケージの指
示に従い、溶液トランスファーポンプに取り付ける。Sepacell(登録商
標)ラボラトリーアダプターセット(Fenwal(登録商標)#4C2459
)を、10Lの培地フラスコに挿入する(必要であれば、さらなるめすポートを
提供するために、次にアダプターセットを抱き合わせる)。血漿トランスファー
セット(Fenwal(登録商標)#4C2243)を、Lifecell(登
録商標)アダプターセットの1つのめすポートに挿入する。血漿トランスファー
セットの別のスパイクを、Lifecell(登録商標)アダプターセットのリ
ードチューブに挿入し、全てのクランプが閉じていることを確実にする。200
0mlトランスファーパックコンテナ(Fenwal(登録商標)#4R204
1)を、溶液トランスファーポンプの最終のコンテナフックに掛け、そして最終
のコンテナコネクターをトランスファーセットジャンクションに挿入する。
【0204】 10リットルのAim Vフラスコから過剰培地を除去するために、溶液トラ
ンスファーポンプを、製造業者の指示に従って、1.00に設定された特定の重
力を用いて、添加される補充物の容量と等量の培地容量を吸引するようにプログ
ラムした。ポンプサイクルの完了後、トランスファーパックコンテナおよび培地
フラスコからのチューブ先端を加熱封印した。リンパ球活性化培地を、2000
mlのトランスファーパックコンテナを300ml容器に代えて、実施例1のよ
うに調製する。
【0205】 細胞を、以下の範囲に従って、リンパ球活性化培地中に約5×105細胞/m lの最終濃度で分散させる。約5×109白血球未満を有するサンプルについて 、約5×105白血球/mlをリンパ球活性化培地を用いて分散させて、3Lの Lifecell(登録商標)フラスコあたり約1L〜約1.5Lの総容量に分
散させる。約5×109を超える白血球を有するサンプルについて、約7×105 白血球/mlを、3LのLifecell(登録商標)フラスコあたり約1L〜
約1.5Lを用いて分散させる。3LのLifecell(登録商標)フラスコ
において好ましい総容量は、約1Lであり、最大容量は約1.5Lである。Li
fecell(登録商標)フラスコを、ワイヤラック上で約37℃で、約5%の
CO2で約3日間インキュベートする。
【0206】 (Tリンパ球のレトロウイルス形質導入) 活性化T細胞を、Fenwal(登録商標)CF3000プラス(Baxte
r Fenwal(登録商標)#4R4538)の二重チャンバ法を用いて採取
した。二重チャンバ法は、単一チャンバ法について使用されるものに加えて、以
下の物質を使用する。カプラーつきの600mlトランスファーパックユニット
(Fenwal(登録商標)#4R2023);Lifecell(登録商標)
フラスコ(1000ml容量;Fenwal(登録商標)#4R2110);お
よび2つのカプラーを備えた血漿トランスファーセット(Fenwal(登録商
標)#4C2243)。少量の容量採取チャンバの代わりにA35チャンバを、
CS−3000(登録商標)プラスの採取ホルダに挿入する。プライミング手順
は、実施例1に記載されるとおりである。
【0207】 以下の工程を、最初の2つの工程が行われた後に、実施例1の採取手順におい
て置き換える。2つの血漿トランスファーセットを、600mlトランスファー
パック容器に、カプラーを用いて接続する(この600mlトランスファーパッ
ク容器を「プーリングパック」として使用する。トランスファーパック容器を、
マニホルドの導入管に接続する。滅菌チューブウェルダを使用して、800ml
のトランスファーパックユニット(Fenwal(登録商標)#4R2055)
から得られた「Y」チューブの先端を、血漿トランスファーセットの1つに接続
する。「Y」チューブを、オープンシステムアフェレーシスセットのライン5(
成分富化血漿ライン)へとつなぐ。他の血漿トランスファーセットをインレット
ラインに接続する。次いで、ローラークランプを両方の血漿トランスファーセッ
トの上で開ける。生理食塩水クランプおよびインレットクランプもまた開ける。
【0208】 プーリングパックへのインレットラインを、プライム培地を圧迫することによ
ってプライムして、そのプーリングパックに約50mlの培地を押し出す。次い
で、インレットクランプを閉める。止血剤を、成分富化血漿ラインの上の接続部
上に配置する。血液ポンプ(約20ml/分)にスイッチを入れてラインをプー
リングパックへプライムする。プーリングパックにさらに50mlの培地を満た
す。血液ポンプのスイッチを切り、そして接続部の下に止血剤を配置する。生理
食塩水クランプを閉じ、そして排出口および血漿リターンクランプを開ける。遠
心分離を開始し、そして最大速度(約1600rpm)に達したときに、排出口
および血漿リターンクランプを閉じる。
【0209】 次いで、血漿採取クランプを開け、これにより、廃水フラスコが閉塞しないこ
とを確実にする。また、プーリングパックへ導く血漿トランスファーセット上の
ローラークランプが開いていることを確実にすることは重要である。血漿流方向
スイッチを前向きに設定し、そして血漿流速度制御を10ml/分に合わせて、
それにより、廃水フラスコへの流れが存在することを確実にする。インレットク
ランプおよび血漿リターンクランプを開け、そして血液流速度制御を10ml/
分に設定し、それにより、廃水フラスコへの流れが存在することを確実にする。
全てのローラークランプを培養フラスコに向けて開け、そしてプーリングパック
を満たさせる。洗浄培地上のローラークランプが閉まっていることを注意するこ
とが重要である。また、培養フラスコの1つ下のレベルにプーリングパックを配
置することが必要であり得る。両方のポンプの流速は、最大速度(約87ml/
分)に増加される。すべての培養フラスコが空にされ、そしてプーリングパック
がほぼ空になったときに、全てのポンプを止め、全てのクランプを閉じ、そして
遠心分離を止める。次いで、遠心分離区画および各チャンバーへと導く止血剤ラ
インを開ける。得られたペレットを、付属のLifecell(登録商標)フラ
スコを緩和にマッサージすることによって再懸濁する。Lifecell(登録
商標)フラスコを、その各々のチャンバに再挿入し、そして遠心分離ドアを閉じ
る。マニホルドセットとプーリングパックとの間のローラークランプを閉じる。
その培地を洗浄し、そしてこれを、ローラークランプを開けることによってLi
fecell(登録商標)フラスコを満たさせる。そして、フラスコを反転によ
ってリンスする。このローラークランプをプーリングパックに対して開ける。
【0210】 上記の手順を反復して、遠心分離を再開し、そしてその細胞を培地のポンピン
グを継続することによって洗浄する。一旦その培地がプーリングパックから空に
されると、すべてのポンプ、クランプおよび遠心分離のスイッチを切る。両方の
チャンバーのLifecell(登録商標)フラスコの封をはがし、そして各フ
ラスコにおける先端を充分保持して滅菌接続を行う。CS−3000(登録商標
)におけるLifecell(登録商標)フラスコを、採取フラスコに両方の産
物をプールするために滅菌的に接続する。採取フラスコを、はかりのゼロ点調整
をするために空のフラスコを用いて秤量して容量を決定する。
【0211】 この手順の残りは、3LのLifecell(登録商標)フラスコが1LのL
ifecell(登録商標)フラスコに置換されていることを除いて、実施例の
手順の実質的に類似する。さらに、リンパ球形質導入培地を、Fenwal(登
録商標)溶液トランスファーポンプを用いて10LのAIM V培地フラスコか
ら調製した。この溶液トランスファーポンプについての初期パラメーターのため
の工程は、上記でリンパ球活性化培地について議論される。次いで、Lifec
ell(登録商標)フラスコを(少なくとも12時間というよりはむしろ)一晩
インキュベートする。
【0212】 (細胞維持および増殖) レトロウイルス上清の添加後約24時間に、この形質導入した白血球を、CS
−3000(登録商標)プラスの二重チャンバ−法を用いて採取する。手順の残
りは、3LのLifecell(登録商標)フラスコが1Lの種類と置換したこ
とを除いて、実施例1と実質的に同一である。約20×109未満の白血球を有 するサンプルについては、約1〜約1.5Lのリンパ球培養培地とともに約5×
105白血球細胞/mlが、各3LのLifecell(登録商標)フラスコに 分散される。約20×109を超える白血球を有するサンプルについては、約1 〜約1.5Lのリンパ球培養培地とともに約7×105白血球細胞/mlが、各 3LのLifecell(登録商標)フラスコに分散される。各3LのLife
cell(登録商標)フラスコについて好ましい培地容量は、約1Lであり、最
大培地容量は、約1.5Lである。
【0213】 リンパ培養培地は、Fenwal(登録商標)溶液トランスファーポンプを用
いて、リンパ球活性化培地を調製するのに使用されるのと類似の様式で調製され
、そしてレトロウイルス上清/形質導入培地(例えば10L AIM V培地フ
ラスコは、通常の手順に加えて、Lifecell(登録商標)トランスファー
セット、Lifecell(登録商標)フィルターアダプタセットおよび200
0mlトランスファーパック容器を使用して、操作する)。
【0214】 細胞増殖を、実施例1に記載のように無菌的に観察する。細胞密度が約2×1
6細胞/mlに達するとき、この細胞を分け、そしてさらなるリンパ球培養培 地中で約5×105細胞/mlで再播種する。白血球は、約90%生存度を超え るべきであり、そして白血球濃度は、約5×105細胞/mlを超えるべきであ る。培地中のグルコース濃度は、約100mg/dLを超えるべきであり、そし
て乳酸濃度は、約1.0mg/ml未満であるべきである。この細胞および培地
が、これらの基準を満たさなければ、それらは、後の手順には適していない。
【0215】 (neo形質導入Tリンパ球のG418選択) この細胞を、上記のようにCS−3000(登録商標)プラス上で二重チャン
バ法を使用して単離した後、形質導入した白血球をG418選択培地中に再懸濁
した(Fenwal(登録商標)溶液トランスファーポンプおよびAIM Vの
10Lのフラスコを使用してなされた)。この選択培地および細胞を、3LのL
ifecell(登録商標)フラスコに、溶液トランスファーポンプを製造業者
の指示に従って用いて、移した。約20×109白血球未満を有するサンプルに ついて、約5×105白血球/mlを、約1LのG418選択培地とともに分散 して、Lifecell(登録商標)フラスコ1つあたり1.5Lの総培地容量
を得る。各Lifecell(登録商標)フラスコ中に約20×109を超える 白血球を有する形質導入細胞のサンプルについては、約7×105白血球細胞/ mlを分散させ、そして充分なG418選択培地を添加して、Lifecell
(登録商標)フラスコ1つあたり、総容量約1〜約1.5Lの最終容量を得る。
好ましい培地容量は、3LのLifecell(登録商標)フラスコあたり約1
Lであり、最大培地容量は、約1.5Lにものぼる。
【0216】 細胞には、新鮮なG418選択培地が、約3日後に供給され得る。形質導入白
血球は、上記のようにCS−3000(登録商標)上で二重チャンバー法を用いる
か、または他の適用可能な方法によって採取され得る。いくつかのドナー細胞で
は、細胞密度がG418選択の間に、約2×106白血球/mlを超える場合、 その細胞を分け、希釈し、そして約5×105白血球/mlで再播種する必要が あり得る。
【0217】 選択開始の約5日後に、選択された細胞を、新鮮さリンパ球培養培地中で穏や
かに洗浄することにより採取する。形質導入した白血球を、上記のようにCS−
3000(登録商標)プラスを用いる二重チャンバ法か、または他の適用可能な方
法を用いて採取し得る。
【0218】 形質導入されG418選択された白血球を、リンパ球培養培地に約1×106 細胞/mlで再懸濁する。G418選択した白血球を、以下の変数を以って観察
し、そして培養する。生存細胞密度を、頻繁な培地交換を伴って約1×106白 血球/mlで維持して、抵抗性細胞に数回の細胞分割を受けさせ、その時点で、
播種密度を、約5×105白血球/mlに減少させ得る。
【0219】 (細胞の凍結保存および続く解凍) この手順を、Fenwal(登録商標)細胞採集器(Baxter Fenw
al(登録商標)#4R4960)を用いて形質導入したG418選択細胞を採
取することを除いて、実質的に実施例1のように行う。Fenwal(登録商標
)細胞採集器を、Fenwal(登録商標)携帯ワークステーション(Baxt
er Fenwal(登録商標)#4R4962)とともに使用する。実施例1
においてFenwal(登録商標)血漿抽出機とともに使用した成分を、この実
施例においても適用する。Fenwal(登録商標)細胞採集器を作業者マニュ
アルに示されるように用いる。
【0220】 (細胞の観察およびサンプリング手順) 一般的に、最小限で、培養および細胞の観察を初期産物について、および各処
理工程の初期および完了において行う。アッセイの選択は、利用可能な装置およ
び資源に依存する。特定の観察方法は実施例1に示される。
【0221】 (実施例3) (レトロウイルスベクター骨格の調製) 本実施例は、本発明の遺伝子移入ベクターの調製において有用ないくつかのレ
トロウイルス骨格の構築を記載する。
【0222】 (A.pKT−1およびpKT−3Bベクターの調製) N2ベクター(Armentanoら、(1987)J.Virol.61:
1647−1650、Eglitasら、(1985)Science 230
:1395−1398)からのモロニーマウス白血病ウイルス(MoMLV)の
5’長末端反復(LTR)EcoRI−EcoRIフラグメント(gag配列を
含む)をプラスミドSK+(Stratagene、La Jolla、CA)
に連結する。得られた構築物を、N2R5と命名する。このN2R5構築物を、
部位特異的インビトロ変異誘発により変異させて、ATG開始コドンを、ATT
に変化させ、これによりgag発現を妨害する。この変異誘発されたフラグメン
トをは、200塩基対(bp)長であり、そしてPstI制限部位が隣接する。
PstI−PstI変異誘発したフラグメントを、SK+プラスミドから精製し
、そしてプラスミドpUC31中のN2 MoMLV 5’LTRのPstI部
位に挿入して、変異誘発されていない200bpフラグメントを置換する。プラ
スミドpUC31は、pUC19(Stragtagene、La Jolla
、CA)に由来し、ここでは、さらなる制限部位XhoI、BglII、Bss
HIIおよびNcoIが、ポリリンカーのEcoRI部位とSacI部位との間
に挿入されている。この構築物を、pUC31/N2R5gMと命名する。
【0223】 N2からの1.0キロベース(kb)のMoMVL 3’LTR EcoRI
−EcoRIフラグメントを、プラスミドSK+にクローニングし、N2R3−
と命名された構築物を得る。1.0kB ClaI−HindIIIフラグメン
トを、この構築物から精製する。
【0224】 pAFVXMレトロウイルスベクター(Krieglerら(1984)Ce
ll 38:483、St.Louisら、(1988)Proc.Natl.
Acad.Sci.USA 85:3150−3154)からのClaI−Cl
aI優性選択マーカー遺伝子フラグメント(これは、ネオマイシン(neo)ホ
スホトランスフェラーゼ遺伝子の発現を駆動するSV40初期プロモーターを含
む)を、SK+プラスミドにクローニングする。この構築物をSK+SV2−n
eoと命名する。1.3kbのClaI−BstBT遺伝子フラグメントを、S
K+SV2−neoとプラスミドから精製する。
【0225】 KT−3BまたはKT−1ベクターを、3つの部分の連結によって構築し、こ
こで、目的の遺伝子を含むXhoI−ClaIフラグメント、および1.0kb
MoMLV 3’LTR ClaI−HindIIIフラグメントを、pUC
31/N2R5gMプラスミドのXhoI−HindIII部位に挿入する。こ
れは、KT−1骨格を有するとして表されるベクターを与える。次いで、1.3
kb pAFVXMレトロウイルスベクターからのClaI−BstBI ne
o遺伝子フラグメントを、このプラスミドのClaI部位にセンス方向に挿入し
て、KT−3B骨格を有するとして表されるベクターを得る。
【0226】 (B.pBA−5a、pBA−5b、pBA−5c、pBA−9bおよびp
BA−8bL1の調製) レトロウイルスgag/polおよびエンベロープ発現構築物に対しての配列
相同性を減少させる、いくつかの改変を、レトロウイルスベクターpKT−1に
行い得る。さらに、2つの終止コドンを、これらのベクターの安全性を増強する
ために、パッケージングシグナル配列のDNA配列に導入する。得られたレトロ
ウイルス骨格をpBA−5a、pBA−5b、およびpBA−5cと呼ぶ。pB
A−5a、pBA−5b、およびpBA−5cの構築におけるさらなる詳細は、
共有に係る米国特許出願第08/721,327および共有に係る米国特許出願
(発明の名称「Crossless Retroviral Vectors」
(1997年5月5日出願)(代理人整理番号1147.004))に見い出さ
れ得る。
【0227】 (拡張されたパッケージング配列(Ψ+)におけるナンセンスコドンの置換
) 拡張されたパッケージングシグナル(Ψ+)の改変を、拡張されたパッケージ
ングシグナル配列において2つの終止コドンを導入するプライマーを用いる、テ
ンプレートKT−1上でのPCRを使用して、行った。特に、テンプレートpK
T−1は、gagの正常のATG開始部位に改変ATTを含む。ここで、この開
始部位は、さらに、終止コドンTAAに改変され、そしてさらなる終止コドンT
GAを付加して、共有に係る米国仮特許出願(発明の名称「Methods f
or Administration of Recombinant Gen
e Delivery Vehicles for Treatment of
Hemophilia and Other Disorders」、199
7年6月4日出願(代理人整理番号1155.004))の配列番号15に示さ
れる配列の645〜647位のコドンTTAを置換する。
【0228】 手短には、2つのセットのPCR反応を、pKT−1において実施し、これら
各々は、1つの終止コドンを導入する。このPCRについてのプライマーを、2
つのPCR産物が、重複領域を有するように設計し、そしてスプライス重複延長
CPR(SOE−PCR)を、1つの鎖上に2つの導入された終止コドンを合わ
せるために、2つのPCRT産物とともに実施されるように実施する。ATTか
らTAAに変化を導入する、第一のセットのオリゴヌクレオチドは以下: 5’−GGG AGT GGT AAC AGT CTG GCC TTA
ATT CTC AG;および 5’−CGG TCG ACC TCG AGA ATT AAT TC、 であり、そしてTTAからTGAへの変化を導入する、第二のセットのオリゴヌ
クレオチドは以下: 5’−CTG GGA GAC GTC CCA GGG ACT TC;お
よび 5’−GGC CAG ACT GTT ACC ACT CCC TGA
AGT TTG ACである。最後の708塩基対PCR産物の隣接プライマー
は、それぞれ、5’および3’の末端に、AatIIおよびXhoI部位を導入
した。
【0229】 708塩基対産物の末端を平滑末端化し、そしてリン酸化し、そしてこの産物
をSmaIおよびEcoRV消化したベクターpBluescript SK−
(Stratagene、San Diego、CA)に導入した。得られたプ
をpBA−2と命名した。
【0230】 (3’LTRの上流および下流ならびに5’LTRの上流およびその内部の
レトロウイルス配列の除去) レトロウイルスエンベロープ配列を、このエンベロープコード配列のClaI
部位とTAG終止コドンとの間の3’LTRの上流で除去した。このDNA配列
を、PCRによって、TAG終止コドンが、ClaI部位に置換され、そしてこ
の新たなClaI部位の97ヌクレオチド上流からもとのClaI部位までを除
去し、そして3’LTRのレトロウイルス配列下流の212塩基対を除去するよ
うに改変した。
【0231】 手短には、以下の2つのオリゴヌクレオチドをPCRについて使用し: 5’−CAT CGA TAA AAT AAA AGA TTT TAT T
TA GTC;および 5’−CAA ATG AAA GAC CCC CGC TGA C、そして
、テンプレートはpKT−1であった。PCR産物をpPCRII(Invit
rogen、San Diego、CA)に、TAクローニングキット(Inv
itrogen、San Diego、CA)を用いてクローニングし、そして
pBA−1と称した。
【0232】 続いて、pBA−2を、XbaIおよびAatIIで消化し、これにより、p
KT1から、多重クローニング部位の一部およびNheIからAatIIまでの
780塩基対フラグメントを除去し、これを線状化したベクターにクローニング
し、プラスミドpBA−3を得た。プラスミドpBA−3は、短縮化された5’
LTRと、上記の2つの導入された終止コドンを含むパッケージング領域を合わ
せた。
【0233】 次いで、このpBA−1構築物を、ClaIおよびApaIで消化して640
塩基対のフラグメントを得、これをClaIおよびApaIで消化したpBA−
3にクローニングし、プラスミドpBA−4を得た。このプラスミドは、上記の
5’LTRおよびパッケージングシグナルを3’LTRち結合させる。
【0234】 pBA−4をApaIおよびEcoRIで消化し、平滑末端改変し、そして外
来性3’ポリリンカー部位を除去するために再連結してプラスミドpBA−5a
を得た。
【0235】 引き続いて、pBA−5aをNotI(平滑化)およびEcoRIで切断し、
そしてSmaIおよびEcoRIで消化したpUC18(GIBCO/BRL、G
aithersburg、MD)に導入してpBA−5bを得た。この構築物は
、pBluescript骨格由来のレトロウイルスベクターを別のpUC18
ベクターに移した。
【0236】 pBA−5cを、XhoI/ClaIマルチクローニング部位をpUC−19
に導入したことを除いて、pBA−5bと同じ様式で構築した。
【0237】 レトロウイルスベクターpBA−5bに対する幾つかのさらなる改変を、簡便
なクローニングのための複数の独自の制限酵素部位を有するベクターを提供する
ために実施した。pBA−9bベクターを調製するために、単純ヘルペスウイル
スチミジンキナーゼ(HSVTK)遺伝子を、XhoIおよびEcoRIでpB
H−1構築物を消化することにより取り出して1.2kbのフラグメントを得た
。(pBH−1を、国際公開WO91/02805(「Recombinant
Retroviruses Delivering Vector Cons
tructs to Target Cells」」と題される)に記載される
ように調製した)。SV40プロモーターにより駆動されるネオマイシン遺伝子
を、pTK−1をEcoRIおよびBstBIで消化することにより取り出して
1.3kbのフラグメントを得た。両方のフラグメントを、XhoIおよびCl
aIで消化したpBA−5bにクローニングし、レトロウイルスベクターpMO
−TKを得た。
【0238】 レトロウイルスベクターであるpMO−TK由来のTK遺伝子をXhoI−C
laIフラグメントとして単離し、そしてXhoIおよびClaIで消化したp
BA−5bに挿入し、プラスミドpBA−5bTKを得た。5’LTRの上流の
HindIII、SphI、PstI、SalIおよびHincII制限酵素部
位を欠失させるために、pBA−5bTKをHindIIIおよびHincII
で消化し、そして突出末端を、T4ポリメラーゼを使用して除去し、そして平滑
末端を、T4 DNAリガーゼを使用して連結した。これにより、5’LTRの
上流領域から取り出した16塩基(TGC ATG CCT GCA GGT
C)を有するプラスミドpTJBA−5bTKを得た。このプラスミドpTJB
A−5bTKは5’LTRの上流にBamHIを有する。このBamHI部位を
除去することが望ましい。なぜなら、それがクローニングに使用される一般的な
部位だからである。5’LTRの上流のBamHI部位を破壊するために、pT
JBA−5bTKのBamHIを含むTK遺伝子を、XhoIおよびClaI消
化物を介してIL−2遺伝子に置換し、プラスミドpTJBA−5bIL−2を
得た。このプラスミドpTJBA−5bIL−2をBamHIで消化し、この末
端をクレノウフラグメントで充填し、そして再連結し、pTJBA−5bIL−
2(BamHI del.)を得た。
【0239】 プラスミドpBA−9bを生成するために、pTJBA−5bIL−2(Ba
mHI del.)由来のIL−2遺伝子を、XhoI−ClaI消化物を介し て欠失させ、そしてマルチプルクローニング部位(MCS)を導入し、かつ制限
酵素部位、5’−XhoI ApaI BglII NotI NruI Sa
lI HindIII BamHI ClaI−3’をコードするポリリンカー
に置換する。このリンカーを生成するために使用される2つのプライマーの配列
は以下のものである。 5’−TCG AGG GGC CCA GAT CTG CGG CCG C
TC GCG AGT CGA CAA GCT TGG ATC CAT−3
’(プラス鎖のプライマーとして);および 5’−CGA TGG ATC CAA GCT TGT CGA CTC G
CG AGC GGC CGC AGA TCT GGG CCC C−3’(
マイナス鎖のプライマーとして)。
【0240】 この実施例はまた、SV40プロモーターにより駆動される、ヒト胎盤アルカ
リホスファターゼ遺伝子(PLAP)をコードするベクターを生じるレトロウイ
ルスベクターpBA−5bのいくつかの改変型を記載する。
【0241】 プラスミドpBA−8bL1を、以下の3個のフラグメントを使用して3段階
の連結により構築した:(1)3’LTRおよびpUC18骨格を含むpBA−
5b(上記)由来のNdeI−ClaIフラグメント;(2)PLAPをコード
するpCI−PLAPからのClaI−HindIIIフラグメント;および(
3)5’LTRおよびSV40プロモーターを含むpBA−6bL1からのHi
ndIII−NdeIフラグメント。プラスミドpBA−6bL1はpBA−6
b(上記)に基づき、ここで、HIV env/revコード領域をXhoI−
ClaI消化物を介して欠失させ、そして5’末端にXhoI、そして3’末端
にClaIを含むいくつかの制限酵素部位をコードするL1リンカーに置換した
【0242】 (実施例4) (Bドメイン欠失第VIII因子を発現するpBA−5a、pBA−5bお
よびpBA−5cレトロウイルスベクターの調製) Bドメイン欠失型第VIII因子のcDNAフラグメントを、下記のようにX
hoI/NotI消化により得た。Bドメイン欠失型第VIII因子を発現する
レトロウイルスベクター(pMBF8)を、以前に記載(Truett(198
5)DNA 4:333および米国特許第5,045,455号)のように調製
した発現プラスミドpSVF8−200から構築する。このpSVF8−200
プラスミドを、1985年7月17日にATCCに寄託し、そしてATCC受託
番号第40190号が付与された。
【0243】 Bドメイン欠失第VIII因子分子をコードするDNAフラグメントをpSV
F8−302から得た。pSVF8−302はポリGテイル後の5’非コード領
域に9塩基対の欠失を有する。プラスミドpSVF8−302をpSVF8−2
00と同じ様式で構築た。pSVF8−302はTruett(前出)および米
国特許第5,045,455号に詳細に記載されている。pSVF8−302の
構築もまた、米国特許第5,595,886号に記載されている。
【0244】 以下に概説される手順は、pSVF8−302から得られたBドメイン欠失第
VIII因子タンパク質を発現するレトロウイルスベクターの構築を記載する。
しかしながら、同じ手順をまた、pSVF8−200由来のレトロウイルスベク
ターの構築に使用し得る。
【0245】 ヒト第VIII因子の全長cDNA配列およびその全長のアミノ酸配列は、「
Methods for Administration of Recomb
inant Gene Delivery Vehicles for Tre
atment of Hemophilia and Other Disor
ders」(1997年6月4日出願)(代理人整理番号1155.004)と
題される、共有される米国仮特許出願で開示される。Bドメインが欠失されたS
QN欠失体のcDNA配列およびSQN欠失アミノ酸配列もまた、上記の仮特許
出願に開示されている。
【0246】 pSVF8−200のヌクレオチド5500−6248を包含するフラグメン
ト1(Truett(前出)の図8を参照のこと)は、PF1M1部位を3’末
端に、そして5’SQN配列およびHindIII部位を5’末端にコードする
第VIII因子プライマーを使用するVENT−PCRにより得た。この5’プ
ライマーは、5’SQNの領域2446−2460および3’SQN配列の直ぐ
下流にある領域5144−5167を含む。従って、このフラグメントは、Bド
メイン内の2つのSQN部位(2461位および5142位)の間の配列に及ぶ
。この使用される特定のプライマー配列は: 5’−GAA GCT TCT CCC AGA ACC CAC CAG T
CT TGA AAC GCC ATC;および 5’−GTA CCA GCT TTT GGT CTC ATC AAA G
であった。
【0247】 フラグメント1を、SmaIで切断して脱リン酸化したベクターSK−に平滑
末端クローニングし、pSK−Pf1を形成した。ヌクレオチド1190−24
48を含むフラグメント2を、HindIII消化後に単離し、そしてSK−P
f1のHindIII部位にクローニングしてSK−Pf1−Hindを形成し
た。この挿入物の方向をAccIおよびPstI消化物を使用して決定した。p
SVF8−200をHpaIで消化し、そして第VIII因子cDNA挿入物の
3’側の2つの小さなHpaIフラグメントを除去するように再連結し、pF8
−300−del−Hpaを形成した。残るHpaI部位を、NotIリン酸化
リンカーを使用してNotI部位に転換し、F8−300−Hpa/Notを形
成した。ヌクレオチド5885−7604を含むフラグメント3を、PflMI
およびNotI消化後に単離し、そしてSK−pf1−HindのpflMIお
よびNotI消化後にSK−pf1−HindにクローニングしてpF8:21
3を形成した。フラグメント4(ヌクレオチド104−133から1204まで
を含む)を、5’のXhoIおよび3’のAccI部位をそれぞれ含むプライマ
ーを使用するPSV7dF8−300のVENT−PCR後に得た。5’プライ
マーはヌクレオチド104−133を含み、そして3’プライマーはヌクレオチ
ド1200−1224を含む。pF8:213をXhoIで、次いでAccIで
続けて消化し、そしてXhoIおよびAccIで消化したフラグメント4に連結
してpF8:4213を提供した。5’UTプライマーおよびXhoIプライマ
ーのプライマー配列は: 5’−CTC CTC GAG CTA AAG ATA TTT TAG A
GA AGA ATT AAC;および 5’−TTC CTC TGG ACA GCT GTC TAC TTT G
であった。
【0248】 この上記の改変型cDNAを、XhoIおよびNotIで消化したpMBA骨
格(これもまた上に記載される)にクローニングする。同様に、この非交差(c
ross−less)型骨格であるpBA−9b、pBA−5a、pBA−5b
およびpBA−5cを、ClaIでの線状化、平滑末端改変、そしてNotIリ
ン酸化リンカー存在下での再連結により改変する。この改変型cDNAフラグメ
ントをXhoI/NotI線状化ベクターにクローニングする。
【0249】 (実施例5) (ヒト第VIII因子の重鎖および軽鎖を発現する組換えアデノ随伴ウイル
ス(rAAV)ベクターの構築) この実施例は、2つのrAAV遺伝子移入ベクター(一方がヒト第VIII因
子の軽鎖を発現し、他方がヒト第VIII因子の重鎖を発現する)の構築を記載
する。両方の鎖が、第VIII因子リーダー配列および可変量のBドメインを含
む。
【0250】 重鎖をクローニングするため、ATGの5’側の174bpからアミノ酸74
5までの第VII因子遺伝子の領域をPCRにより増幅した。このフラグメント
は、重鎖全体と、Bドメインの最初の5アミノ酸とを含む。使用したオリゴは: (正方向)5’−CAC CGT CGT CGA CTT ATG CT−
3’;および (逆方向)5’−GAC CGT CGA CTC AAT TCT GGG
AGA AGC TTC TTG G−3’であった。PCR反応で鋳型とし
て使用したプラスミドは、Bドメイン欠失第VIII因子発現構築物であるpC
MVKmHSTBであった。増幅フラグメントをSalIで消化し、SalIお
よびXhoIで消化したCMV発現ベクターであるpCMVKmLINKにクロ
ーニングした。このプラスミドをpCMVKm90Hと呼んだ。pCMVkML
INKは、CMVプロモーター/イントロン、目的の遺伝子をクローニングする
ためのポリリンカー、およびウシ成長ホルモンポリアデニル化シグナルを含む発
現ベクターである。重鎖を発現するrAAVベクターを作製するため、pCMV
Km90HをSalIおよびBamHIで消化し、そのBamHI部位を、T4
DNAポリメラーゼで充填し、このフラグメントを、SalIおよびEcoR
Vで消化したrAAVベクターpKm201CMV−CIにクローニングした。
pKm201CMV−CIは、AAVの逆方向末端反復、CMVプロモーター、
pCIからのキメライントロン(Promega,Madison,WI)、お
よびウシ成長ホルモンポリアデニル化シグナルを含む。最終のAAVベクターを
pKm201−90Hと呼んだ。
【0251】 軽鎖をクローニングするため、第VIII因子5’非翻訳およびリーダー領域
配列を、以下のプライマーを用いて増幅した: (正方向)5’−CAC CGT CGT CGA CTT ATG CT−
3’;および (逆方向)5’−CAA CGC TCG AGA AGC AGA ATC
GCA AAA GGC−3’。 再び、pCMVKmHSTBを、PCR反応において鋳型として使用した。増幅
領域は、第VIII因子のATGの174bp上流からアミノ酸19までの配列
を含む。このフラグメントを、XhoIおよびSalIで消化し、XhoIおよ
びSalIで消化したpCMVKmLINKにクローニングした。このプラスミ
ドをpCMVKmF8L(第VIII因子リーダー用)と呼んだ。軽鎖を増幅す
るため、以下のプライマーを用いた: (正方向)5’−TCG GCT CGA GGC ATC AAC GGG
AAA TAA CTC GT−3’;および (逆方向)5’−CCG ACT CGA GTC AGT AGA GGT
CCT GTG CCT C−3’。 再び、pCMVkMHSTBを、PCRのための鋳型として使用した。増幅フラ
グメントは、第VIII因子のアミノ酸1645からアミノ酸2332の後の終
止コドンまでの配列を含んでいた。これは、Bドメインの最後の4アミノ酸と、
完全な軽鎖とを含んでいた。このフラグメントをXhoIで消化し、pCMVK
mF8LのXhoI部位にクローニングした。これによって、pCMVKm80
Lと呼ばれる第VIII因子リーダーを含む軽鎖構築物が生じた。pCMVKm
80LをSalIおよびBamHIで消化して軽鎖構築物を取り除き、そしてこ
のフラグメントを、SalIおよびBamHIで消化したpKm201CMV−
CIにクローニングして、pKm201−80Lを作製した。
【0252】 (実施例6) (第VIII因子の重鎖および軽鎖を発現するrAAVベクターとの細胞の
同時感染により、生物学的に活性な第VIII因子の作製がもたらされる) 重鎖および軽鎖構築物pKm201−80LおよびpKm201−90Hを、
rAAVの作製のための標準的手順(Zhouら(1994)J.Exp.Me
d.179:1867−1875)に従ってパッケージした。rAAVを、記述
されるように精製し(Wangら(1995)Proc.Natl.Acad.
Sci.USA 92:12416−12420)、そして6ウェルプレートに
プレートした293細胞に感染させるために使用した。感染した細胞の上清を感
染48時間後に収集し、Coamatic Factor VIII(Kabi
Vitrum,Stockholm)を用いて、製造業者の指示に従って、生物
学的に活性な第VIII因子に関してアッセイした。正常ヒト血漿(Georg
e King Bio−Medical,Inc.,Overland Par
k,Kansas)を用いて、標準曲線を作成した。細胞を、1細胞当たり60
00個のrAAV粒子の感染多重度(MOI)で感染させた。この実験を、培地
にエトポシド(0.3M)を加えた場合および加えなかった場合の両方で行った
。エトポシドは、rAAVベクターの形質転換効率を増大させることが示されて
いる(Russellら(1995)Proc.Natl.Acad.Sci.
USA 92:51719−51723)。この研究の結果、rAAV−80L
およびrAAV−90Hの同時感染によって、生物学的に活性な第VIII因子
の作製がもたらされた。第VIII因子の量は、エトポシドの存在下で増加した
【0253】 (実施例7) (ヒトLDLレセプターを発現するレトロウイルスベクターの構築) この実験は、ヒトLDLレセプターを発現するレトロウイルス遺伝子移入ベク
ターの作製を記載する。ヒトLDLレセプター発現プラスミドpLDLR17は
、University of IowaのBev Davidsonから入手
した。あるいは、発現プラスミドは、(1989)J.Biol.Chem.2
64:21682−88により記載されるように調製され得る。5’フラグメン
トは、VENT−PCRを用いて再構築した。3’プライマーはXhoI部位を
含んだ。3’プライマーは、LDLR cDNA内の固有のEcoRI部位を含
む。EcoRI消化5’フラグメントをBluescript SK−にサブク
ローニングし、SmaIおよびEcoRIで切断した。LDLR17中のLDL
R cDNAの3’末端のSmaI部位を、NotIリンカーを用いて改変し、
pLDLR17−S/Nを作製した。2つのフラグメント(5’フラグメント:
XhoI〜EcoRI、および3’フラグメント:EcoRI〜NotI)を、
XhoIおよびNotIで消化したpBA−6bに連結した。PCRプライマー
の配列は: 5’−GCG ACT CGA GCA TGG GGC CCT GGG
GC;および 5’−GCA CTG GAA TTC GTC AGG GCG であった。得られたベクターをp6b−LDLRと名づけた。
【0254】 p6b−LDLRのための高力価DAプロデューサークローンを、G418の
下で選択した。上清中のG418ベクター力価は、約2×107cfu/mlで あった。インビトロでの標的細胞における発現は、ウエスタンブロットまたは機
能的アッセイのいずれかを使用して、正常レベルに匹敵することが実証された。
【0255】 (実施例8) (抗トリプシン欠乏症の治療のためのヒトα1抗トリプシンレトロウイルス
ベクター) この実施例は、ヒトα1−抗トリプシンをコードするレトロウイルス遺伝子移 入ベクターの調製を記載する。ヒトα1−抗トリプシンcDNAクローンを、A TCC(クローン番号256976)から得た。プラスミドをEcoRIで消化
し、T4 DNAポリメラーゼ大フラグメント(クレノウ)を用いて平滑化した
。cDNAを含むフラグメントを、SrfI線状化pBA−9ベクターにクロー
ニングして、プロベクターpBA9−AATを作製する。米国特許第4,732
,973号に記載されるように調製された酸化抵抗性cDNAクローンを、制限
酵素で消化し、pBA−5bに連結した。
【0256】 したがって、T細胞の集団を遺伝的に改変するための方法、およびこの改変を
実施するための遺伝子移入ベクターを開示する。本発明の好適な実施態様をある
程度詳細に説明したが、自明の変形が、添付の特許請求の範囲によって規定され
る本発明の精神および範囲から逸脱することなくなされ得ることが理解される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、プラスミドpLXSN−N29gのマップである。
【図2】 図2は、プラスミドpLXSN−T84.66gのマップである。
【図3】 図3は、レトロウイルスTKベクターDAHSVTK9Aのマップである。
【図4】 図4は、RVV HSV−TKプロベクターのマップである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,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,D K,EE,ES,FI,GB,GE,GH,GM,HR ,HU,ID,IL,IS,JP,KE,KG,KP, KR,KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,L V,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI, SK,SL,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,U Z,VN,YU,ZW (72)発明者 ルンダク, シェリル アメリカ合衆国 カリフォルニア 94608, エミリービル, ホートン ストリート 4560, カイロン コーポレイション内 (72)発明者 キリオン, キャサリン アメリカ合衆国 カリフォルニア 94608, エミリービル, ホートン ストリート 4560, カイロン コーポレイション内 Fターム(参考) 4B024 AA01 AA20 DA02 EA02 HA17

Claims (50)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 形質導入T細胞の集団を産生するための方法であって、該方
    法が: (a)T細胞のインビトロ集団を提供する工程; (b)該集団をCD3結合因子と接触させることによって該T細胞を活性化す
    る工程;および (c)該T細胞を適切な遺伝子移入ベクターと接触させることによって工程(
    b)で得られる活性化T細胞を形質導入する工程であって、ここで、形質導入が
    、該T細胞集団の細胞密度が約0.1×106と5×106との間である場合に行
    われる、工程、 を包含する、方法。
  2. 【請求項2】 工程(c)の形質導入が、前記T細胞集団の細胞密度が約0
    .5×106と2×106との間である場合に行われる、請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記遺伝子移入ベクターが、形質導入細胞に、選択された細
    胞傷害性因子に対する増強された感受性を提供するように発現され得る第1のヌ
    クレオチド配列に、作動可能に連結されるプロモーターを含む、請求項1に記載
    の方法。
  4. 【請求項4】 前記第1のヌクレオチド配列が自殺遺伝子である、請求項3
    に記載の方法。
  5. 【請求項5】 前記第1のヌクレオチド配列が、単純ヘルペスウイルスチミ
    ジンキナーゼ(HSV−tk)遺伝子である、請求項4に記載の方法。
  6. 【請求項6】 前記遺伝子移入ベクターが、選択マーカーをコードする第2
    のヌクレオチド配列をさらに含む、請求項1に記載の方法。
  7. 【請求項7】 前記選択マーカーが、形質導入T細胞に選択された細胞傷害
    性因子に対する耐性を提供し得る、請求項6に記載の方法。
  8. 【請求項8】 前記選択マーカーが、ネオマイシンホスホトランスフェラー
    ゼIIである、請求項7に記載の方法。
  9. 【請求項9】 前記選択マーカーが、細胞表面マーカーである、請求項6に
    記載の方法。
  10. 【請求項10】 前記遺伝子移入ベクターが、選択マーカーをさらに含む、
    請求項5に記載の方法。
  11. 【請求項11】 前記選択マーカーが、ネオマイシンホスホトランスフェラ
    ーゼIIである、請求項10に記載の方法。
  12. 【請求項12】 請求項7に記載の方法であって、該方法が: 工程(c)の後に得られる前記T細胞を前記選択された細胞傷害性因子と接触さ
    せる工程であって、それによって非形質導入T細胞が前記集団からネガティブに
    選択され得る、工程、 を包含する選択工程をさらに包含する、方法。
  13. 【請求項13】 請求項9に記載の方法であって、該方法が: 工程(c)の後に得られる前記T細胞を前記細胞表面マーカーに特異的な結合分
    子と接触させる工程であって、それによって形質導入T細胞が前記集団からポジ
    ティブに選択され得る、工程、 を包含する選択工程をさらに包含する、方法。
  14. 【請求項14】 請求項1に記載の方法であって、該方法が、 工程(c)の後に得られる前記T細胞の蛍光細胞分析分離(FACS)工程であ
    って、それによって非形質導入T細胞が形質導入T細胞から分離され得る、工程
    、 を包含する選択工程をさらに包含する、方法。
  15. 【請求項15】 前記選択工程が、工程(c)の後に得られるT細胞の蛍光
    細胞分析分離(FACS)工程を包含する、請求項13に記載の方法。
  16. 【請求項16】 前記遺伝子移入ベクターが、レトロウイルスベクターであ
    る、請求項1に記載の方法。
  17. 【請求項17】 前記遺伝子移入ベクターが、レトロウイルスベクターであ
    る、請求項5に記載の方法。
  18. 【請求項18】 前記T細胞集団が、工程(b)においてCD3結合因子と
    3〜4日間接触する、請求項1に記載の方法。
  19. 【請求項19】 前記CD3結合因子が、CD3に特異的な抗体分子である
    、請求項1に記載の方法。
  20. 【請求項20】 前記抗体分子が、OKT−3抗体である、請求項19に記
    載の方法。
  21. 【請求項21】 工程(c)の形質導入が、約3以上の感染多重度(MOI
    )でウイルスベクターを用いて行われる、請求項1に記載の方法。
  22. 【請求項22】 形質導入T細胞の集団を産生するための方法であって、該
    方法が: (a)T細胞のインビトロ集団を提供する工程; (b)該集団をCD3結合因子およびマイトジェンと接触させることによって
    該T細胞を活性化する工程;および (c)該T細胞を適切な遺伝子移入ベクターと接触させることによって工程(
    b)で得られる活性化T細胞を形質導入する工程であって、ここで、形質導入は
    、該T細胞集団の細胞密度が約0.1×106と5×106との間である場合に行
    われる、工程、 を包含する、方法。
  23. 【請求項23】 前記工程(b)のマイトジェンが、サイトカインである、
    請求項22に記載の方法。
  24. 【請求項24】 前記サイトカインが、IL−2である、請求項23に記載
    の方法。
  25. 【請求項25】 工程(b)で前記T細胞の集団と接触した前記IL−2が
    、約50〜100μg/mLの濃度で該集団に添加される、請求項24に記載の
    方法。
  26. 【請求項26】 工程(c)の形質導入が、前記T細胞集団の細胞密度が約
    0.5×106と2×106との間である場合に行われる、請求項22に記載の方
    法。
  27. 【請求項27】 前記遺伝子移入ベクターが、形質導入細胞に選択された細
    胞傷害性因子に対する増強された感受性を提供するように発現され得る第1のヌ
    クレオチド配列を含む、請求項22に記載の方法。
  28. 【請求項28】 前記第1のヌクレオチド配列が、自殺遺伝子である、請求
    項27に記載の方法。
  29. 【請求項29】 前記第1のヌクレオチド配列が、単純ヘルペスウイルスチ
    ミジンキナーゼ(HSV−tk)遺伝子である、請求項28に記載の方法。
  30. 【請求項30】 前記遺伝子移入ベクターが、レトロウイルスベクターであ
    る、請求項22に記載の方法。
  31. 【請求項31】 前記レトロウイルスベクターが、約3以上の感染多重度(
    MOI)で前記工程(c)におけるT細胞集団に添加される、請求項30に記載
    の方法。
  32. 【請求項32】 形質導入T細胞の集団を産生するための方法であって、該
    方法が: (a)T細胞のインビトロ集団を提供する工程; (b)該集団をCD3結合因子と接触させることによって該T細胞を活性化す
    る工程; (c)工程(b)で得られる該T細胞集団を洗浄し、そして約5×105の細 胞密度で該T細胞を再播種する工程;および (d)該T細胞を適切な遺伝子移入ベクターと接触させることによって工程(
    c)で得られる該T細胞集団を形質導入する工程であって、ここで、形質導入が
    、該T細胞集団の細胞密度が約5×105と2×106との間である場合に行われ
    る、工程、 を包含する、方法。
  33. 【請求項33】 前記遺伝子移入ベクターが、形質導入細胞に選択された細
    胞傷害性因子に対する増強された感受性を提供するように発現され得る第1のヌ
    クレオチド配列を含む、請求項32に記載の方法。
  34. 【請求項34】 前記第1のヌクレオチド配列が、自殺遺伝子である、請求
    項33に記載の方法。
  35. 【請求項35】 前記第1のヌクレオチド配列が、単純ヘルペスウイルスチ
    ミジンキナーゼ(HSV−tk)遺伝子である、請求項34に記載の方法。
  36. 【請求項36】 前記遺伝子移入ベクターが、レトロウイルスベクターであ
    る、請求項32に記載の方法。
  37. 【請求項37】 形質導入T細胞の選択されていない集団において、100
    %以上の形質導入効率を得るための方法であって、該方法が: (a)T細胞のインビトロ集団を提供する工程; (b)該集団をCD3結合因子と接触させることによって該T細胞を活性化す
    る工程; (c)該T細胞をレトロウイルスベクターと約3以上の感染多重度(MOI)
    で接触させることによって、工程(b)で得られる活性化T細胞を形質導入する
    工程であって、ここで、形質導入が、該T細胞集団の細胞密度が約5×105と 2×106との間である場合に行われる、工程、 を包含する、方法。
  38. 【請求項38】 前記レトロウイルスベクターが、形質導入細胞に選択され
    た細胞傷害性因子に対する増強された感受性を提供するように発現され得る第1
    のヌクレオチド配列を含む、請求項37に記載の方法。
  39. 【請求項39】 前記第1のヌクレオチド配列が、自殺遺伝子である、請求
    項38に記載の方法。
  40. 【請求項40】 前記第1のヌクレオチド配列が、単純ヘルペスウイルスチ
    ミジンキナーゼ(HSV−tk)遺伝子である、請求項39に記載の方法。
  41. 【請求項41】 形質導入T細胞の集団を産生するためのキットであって、
    該キットが、 1つ以上の容器に含まれるCD3結合因子、1つ以上の容器に含まれる遺伝子移
    入ベクター、補助試薬および/またはハードウエア、および該キットの使用のた
    めの指示書、 を含む、キット。
  42. 【請求項42】 前記CD3結合因子が、CD3に特異的な抗体分子である
    、請求項41に記載のキット。
  43. 【請求項43】 前記抗体分子が、OKT−3抗体である、請求項42に記
    載のキット。
  44. 【請求項44】 前記遺伝子移入ベクターが、形質導入細胞に選択された細
    胞傷害性因子に対する増強された感受性を提供するように発現され得る第1のヌ
    クレオチド配列に、作動可能に連結したプロモーターを含む、請求項41に記載
    のキット。
  45. 【請求項45】 前記第1のヌクレオチド配列が、自殺遺伝子である、請求
    項44に記載のキット。
  46. 【請求項46】 前記第1のヌクレオチド配列が、単純ヘルペスウイルスチ
    ミジンキナーゼ(HSV−tk)遺伝子である、請求項45に記載のキット。
  47. 【請求項47】 前記遺伝子移入ベクターが、選択マーカーをコードする第
    2のヌクレオチド配列をさらに含む、請求項41に記載のキット。
  48. 【請求項48】 前記選択マーカーが、形質導入T細胞に選択された細胞傷
    害性因子に対する耐性を提供し得る、請求項47に記載のキット。
  49. 【請求項49】 前記選択マーカーが、ネオマイシンホスホトランスフェラ
    ーゼIIである、請求項48に記載のキット。
  50. 【請求項50】 前記選択マーカーが、細胞表面マーカーである、請求項4
    8に記載のキット。
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