JP2001517939A - ペプチドによって増強されるトランスフェクション - Google Patents

ペプチドによって増強されるトランスフェクション

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、ペプチドとの核酸複合体を含む、真核生物細胞をトランスフェクトさせるのに有用な組成物を提供する。ここでペプチドは必要に応じて核酸結合基に、そしてトランスフェクション薬剤としてのカチオン性脂質またはデンドリマーに共有結合される。本発明はまた、ペプチドがトランスフェクション薬剤（脂質、カチオン性脂質、またはデンドリマー）に共有結合するトランスフェクション組成物を提供する。トランスフェクション組成物におけるペプチドもしくは改変ペプチドの含有、またはペプチドのトランスフェクション薬剤への共有結合は、増強されたトランスフェクション効率を生ずる。トランスフェクション組成物の調製方法、およびこれらのトランスフェクション組成物を細胞内送達剤もしくは細胞外標的化剤として使用する方法もまた、開示される。

Description

【発明の詳細な説明】 ペプチドによって増強されるトランスフェクション 発明の分野 真核生物細胞をトランスフェクトするために有用な、必要に応じて核酸結合基 、脂質もしくはデンドリマー（dendrimer）に結合させたペプチド、ならびにカ チオン性脂質およびデンドリマーポリマーを含むトランスフェクション薬剤を含 む組成物が開示される。このような組成物を用いて真核生物細胞をトランスフェ クトする方法もまた、開示される。 発明の背景 リポソームのような脂質凝集体は、生細胞にDNA、RNA、およびタンパク質のよ うな巨大分子の導入を容易にするように機能し得る。カチオン性脂質成分を含む 脂質凝集体は、特定のタイプの細胞に核酸のような大きなアニオン性分子の送達 および導入に効果的であり得る。Felgner，P.L.およびRingold，G.M.（1989）Na ture 337:387-388およびFelgner，P.L.ら（1987）Proc．Natl．Acad．Sci．USA 84:7413を参照。大部分の細胞膜は正味の負電荷を有するので、アニオン性分子 、特に高分子量のアニオン性分子は細胞には容易には取り込まれない。カチオン 性脂質は、負電荷を中和する傾向のある核酸のようなポリアニオンと凝集体化し 、そして結合する。細胞への核酸のトランスフェクションにおけるカチオン性脂 質の効果は、カチオン性脂質-核酸凝集体の細胞に対するアフィニティーの増強 、および膜融合における親油性成分の機能由来の結果と考えられる。 デンドリマーは、開始体(initiator)コア、コアに放射状に付着する反復単位 の内部層（またはジェネレーション（generation））、および末端官能基の外部 表面から構成される放射形対称を有する、規則的な樹状分枝を有する新しいタイ プの合成ポリマーである。D.A．TomaliaおよびH.D．Durst（1993）E．Weber（編 ）Topics in Current Chemistry，第165巻:Supramolecular Chemistry I-Direct ed Synthesis and Molecular Recognition，Sprlnger-Verlag，Berlin，19 3-313頁を参照。デンドリマーのサイズ、形、および表面電荷密度は、コアの選 択、反復単位、ジェネレーションの数、および末端官能基によって制御されてい る。米国特許第5,527,524号、同第5,338,532号、同第4,694,064号、同第4,568,7 37号、同第4,507,466号、ならびにPCT特許出願；WO8801179;WO8801178;WO952422 1；およびWO95012397を参照。「STARBURST」(Dendritech，Inc.、登録商標)また はデンススターポリアミドアミンデンドリマー（dense star polyamidoamine de ndrimer）は、哺乳動物細胞へのDNAの効率的なトランスフェクションを媒介する と報告されてきた（J.F.Kukowska-Latollaら（1996）Proc．Natl．Acad．Sci US A 93:4897-4902およびA．Bielinskaら（1996）Nucleic Acids Res．24(11):2176 -2182）。「SUPERFECT」（Qiagen，Inc.、登録商標）または活性化デンドリマー は、哺乳動物細胞への、DNAの効率的なトランスフェクションを媒介することが 報告されてきた（J．HaenslerおよびR．Szoka（1993）Bioconjugate Chem．4:37 2-379およびM.X.Tangら(1996)Bioconjugate Chem．7P703-714）。PCT特許出願WO 952422lは、生物活性または標的化デンドリマー結合体に関する。PCT特許出願WO 9319768およびWO9502397は、デンドリマーを含むポリヌクレオチド送達系に関す る。 カチオン性脂質およびデンドリマーを含むトランスフェクション薬剤は、普遍 的にすべての細胞タイプのトランスフェクションに効果的であるわけではない。 異なる細胞のトランスフェクションの効果は、特定のトランスフェクション薬剤 組成物および形成された脂質凝集体またはデンドリマー複合体のタイプに依存す る。一般的に、多価カチオン性脂質は、真核生物細胞のトランスフェクトにおい て一価カチオン性より効率的である。Behr,J-P.ら（1989）Proc．Natl．Acad．S ci．86:6982-6986、Hawley-Nelson，P．ら（1993）FOCUS 15:73および米国特許 第5,334,761号（Gebeyehuら）。例えば、Behrら、およびEPO公開出願304 111（1 990）は、5-カルボキシスペルミルグリシンジオクタデシル-アミド（DOGS）およ びジパルミトイルホスファチジルエタノールアミン5-カルボキシスペルミルアミ ド（DPPES）を含む、カルボキシスペルミン含有カチオン性脂質を使用して改善 されたトランスフェクションを記載している。多価カチオン性リポソームトラン スフェクション試薬1,3ジオレオイルオキシ-2-(6-カルボキシスペルミル)-プロ ピル-アミド（DOSPER、Boeringer-Mannheim）および「MULTIFECTOR」（VennNova ，Inc.、登録商標）は、他の例である。トランスフェクションのために、DNA／ デンドリマーの最適荷電比は、１：５〜１：５０の間であることが見い出され、 そしてG5（ジェネレーション5）〜G10（ジェネレーション10）デンドリマーが、 トランスフェクションを媒介し得ると報告された。所定のデンドリマーのトラン スフェクション効率は、カチオン性脂質媒介のトランスフェクションで観察され たように、細胞タイプによって変化した（J.F.Kukowska-Latollaら（1996）Proc ．Natl．Acad．Sci．USA 93:4897-4902）。 多くの生物学的物質が細胞によって、レセプター媒介のエンドサイトーシスを 介して取り込まれる。PastanおよびWillingham（1981）Science 214:504-509を 参照。この機構は、リガンドの細胞表面レセプターへの結合、リガンド結合レセ プターのクラスター化、および被覆ピットの形成、続くリガンドのエンドソーム へのインターナリゼーションを含む。インフルエンザウイルスおよびアルファウ イルスのような、エンベロープを有する（enveloped）ウイルス、およびアデノ ウイルスのような、エンベロープを有さないウイルスの両方が、エンドサイトー シスの機構を介して細胞に感染する。Pastan，I.ら（1986）Virus Attachment a nd Entrv into Cells、（Crowell，R.L．およびLonberg-Holm，K．編）Am．Soc ．Microbiology，Washington，141-146頁；Kielian，M．およびHelenius，A．（ 1986）「Entry of Alphaviruses」The Togaviridae and Flaviviridae、（Schle singer，S．およびSchlesinger，M.J．編）Plenum Press，New York 91-119頁； FitzGerald，D.J.P．ら（1983）Cell 32:607-617。クロロキン（向リソソーム剤 （lysosomotropic agent））によるいくつかの細胞のデンドリマー媒介トランス フェクションの増強は、エンドサイトーシスが少なくともいくつかのデンドリマ ー媒介トランスフェクションに関与することを示唆する。 しかし、それらの相対的な効果にも関わらず、多価カチオン性脂質試薬を用い た真核細胞培養物の成功裡なトランスフェクションは、しばしば多くの核酸の用 量を必要とする（細胞当たり約105DNA分子）。ウイルス感染により媒介される外 来DNA配列の真核生物細胞への導入は、一般的に、カチオン性脂質またはデンド リマートランスフェクション薬剤を用いるトランスフェクションより効率的な数 量のオーダーである。培養におけるすべての細胞のウイルス感染は、細胞当たり 10ウイルス粒子より少ない量を要求する。融合の詳細なメカニズムは十分に理解 されておらず、そしてウイルスの間で変化するが、ウイルス融合は、代表的には ウイルスタンパク質、ウイルススパイク糖タンパク質およびウイルススパイク糖 タンパク質のペプチドのような特定の融合誘導（fusagenic）因子を含む。例え ば、水疱性口内炎ウイルス（VSV）融合は、VSV糖タンパク質（Gタンパク質）と 膜脂質との間の相互作用を含むと考えられている（Schlegel，R．ら（1983）Cel l 32:639-646）。VSV Gタンパク質は、報告されるように酸性リン脂質ホスファ チジルセリンのような飽和可能なレセプターに優先的に結合する（Schlegel，R ．およびM．Wade，（1985）J．Virol．53(1):319-323）。インフルエンザウイル スの融合は、赤血球凝集素HA-2 N-末端融合誘導ペプチドを含む。Kamata，H．ら （1994）Nucl．Acids．Res．22(3):536-537を参照。 細胞結合およびインターナリゼーションはまた、細胞レセプターに結合するペ プチドを用いて、増強されるか、加速されるか、または選択的に作られ得る。例 えば、アデノウイルスコートのペントンベースタンパク質はペプチドモチーフRG D（Arg-Gly-Asp）を含み、これはウイルスのインテグリンへの結合、およびレセ プター媒介のエンドサイトーシスを介したウイルスインターナリゼーションを媒 介する（Wickham，T.J.ら（1995）Gene Therapy 2:750-756）。 最近、カチオン性脂質トランスフェクションの効率は、トランスフェクション 混合物に全ウイルス粒子を添加することによって増強されることが示されてきた 。Yoshimuraら（1993）J．Biol．Chem．268:2300を参照。特定のウイルス成分も また、カチオン性脂質媒介のトランスフェクションの効率を増強し得る。1993年 7月12日に出願された、米国特許出願番号第08/090,290号；および1994年7月12日 に出願された、同第08/274,397号、現在米国特許第5,578,475号；（これらはそ の全体が本明細書で参考として援用される）を参照。脂質媒介のトランスフェク ションを増強するウイルスタンパク質由来のペプチドの使用はまた、最近Kamata ら（1994）Nucl．Acids Res．22:536によって示唆された。Kamataらは、「LIPOF ECTIN」-媒介のトランスフェクションが、トランスフェクション混合物へのイン フルエンザウイルス赤血球凝集素ペプチドの添加によって3〜4倍増強され得るこ とを示唆する。これらのポジティブな初期の指摘にも関わらず、脂質性トランス フェクション組成物における融合誘導、または核局在化ペプチドを含む効果に関 して結果は変動する。Remyら（1995）Proc．Natl．Acad．Sci．USA 92:1744は、 「融合誘導または核局在化ペプチドヘッド基を含む脂質の（多価カチオン性脂質 -DNA複合体）粒子への添加は、すでに効率的な系を有意には改善しない」ことを 報告する。 発明の要旨 本発明は、ウイルス、細菌、または動物タンパク質および他の供給源由来のペ プチド配列（ペプチド、タンパク質、もしくはフラグメントまたはその一部を含 む）が、カチオン性脂質およびデンドリマーを含むトランスフェクション薬剤に よって媒介される真核細胞のトランスフェクションの効率を顕著に増強し得ると いう発見に基づく。本発明の組成物および方法は、ペプチド、タンパク質、およ びそのフラグメントを含み、改変ペプチド、改変タンパク質、およびその改変フ ラグメント、ペプチド結合体、タンパク質結合体、およびそのフラグメントの結 合体を含み、融合誘導、膜透過性、レセプター-リガンドおよび／または核局在 化ペプチドもしくはタンパク質、あるいは他の細胞下位置に局在するペプチドま たはタンパク質（例えば、ミトコンドリア局在化ペプチドまたはタンパク質）を 含み、これらは核酸に結合した場合、トランスフェクションの効率を顕著に改善 する。好ましい実施態様において、ペプチド、タンパク質、そのフラグメント、 または改変ペプチド、タンパク質、およびそのフラグメントは、トランスフェク ション試薬を添加する前に核酸に結合させるか、または添加するが、このような ペプチド、タンパク質、フラグメントおよびその改変体は、核酸の添加の前にト ランスフェクション試薬に添加するか、または複合体化させ得る。あるいは、核 酸は、ペプチド、タンパク質、フラグメントおよびその改変体の添加の前にトラ ンスフェクション試薬と組み合わせる。これらの融合誘導、レセプター-リガン ド、核局在化、輸送(transport)またはトラフィッキング(trafficking)、または 他のペプチドは、細胞に導入される核酸と非共有的結合または複合体を形成し得 る。複合体形成は、ペプチドまたはタンパク質の、DNA結合基への共有結合によ って増強され得、このDNA結合基は、コンフォメーションまたは電荷の相互作用 を通じて核酸に結合し得、そしてペプチドのDNAへの結合を容易にする。より一 般的には、核酸-ペプチドまたはタンパク質複合体形成は、ペプチドまたはタン パク質の核酸結合基への共有結合によって増強され得る。核酸（DNAおよびRNAお よびその改変体）は、本発明のペプチドまたはタンパク質に結合された場合、ト ランスフェクション薬剤によってより効率的に細胞に輸送され、そして適切なペ プチドまたはタンパク質の選択により細胞核、または他の細胞下位置に指向され 得、従ってより少ない核酸の出発物質が必要とされる。 本発明はまた、トランスフェクション薬剤へのペプチドまたはタンパク質の共 有結合に関する（例えば、直接的に、または適切な連結もしくはスペーサー基を 介する、カチオン性脂質トランスフェクション組成物の脂質（カチオン性または 中性脂質）への結合、あるいは、直接的に、または適切な連結もしくはスペーサ ー基を介する、デンドリマーへの結合）。特に興味深いものは、融合誘導ペプチ ドまたはタンパク質、輸送またはトラフィッキングペプチドまたはタンパク質、 膜透過性ペプチドまたはタンパク質、ならびに、レセプター-リガンドペプチド またはタンパク質に共有結合する、結合体化した脂質およびデンドリマーである 。種々のスペーサー基が、トランスフェクション薬剤およびペプチドもしくはタ ンパク質に依存して使用され得る。例えば、スペーサーは、アルキル、エーテル 、チオエーテル、エステル、またはアミド基であり得る。 本発明のカチオン性脂質組成物および本発明のデンドリマー組成物は、先行技 術の組成物を越えて、増強されたトランスフェクション頻度を含む、顕著な利点 を提供する。 本発明は、真核生物細胞、特に、高等真核生物細胞を、核酸を用いてトランス フェクトするための組成物および方法を提供する。核酸(DNAおよびRNAの両方)は 、細胞に導入され、その結果、その核酸はそれらの生物学的機能を維持する。ペ プチド−核酸複合体またはタンパク質−核酸複合体およびトランスフェクション 薬剤を含む真核生物細胞をトランスフェクトするための組成物が提供される。本 発明のトランスフェクション組成物は、トランスフェクション薬剤が、任意の脂 質、好ましくはカチオン性脂質、カチオン性脂質の混合物、またはカチオン性脂 質お よび中性脂質との混合物であるものを含む。本発明のトランスフェクション組成 物はまた、トランスフェクション薬剤が、デンドリマーまたはデンドリマーの混 合物、ならびにデンドリマーおよび中性脂質またはカチオン性脂質の混合物であ るものを含む。トランスフェクション組成物は、ペプチドまたは改変ペプチド、 例えば、ペプチド結合体、あるいは改変されたか、または結合体化されたタンパ ク質もしくはフラグメントまたはその部分を含む。これは、核酸に結合し得、そ して融合誘導であるか、膜透過性であり、あるいは核局在化させるために機能す るか、輸送もしくはトラフィッキングするために機能するか、別の細胞成分位置 へ局在化させるために機能するか、および/もしくはレセプター−リガンドとし て機能する。本発明のレセプター−リガンドペプチドまたはタンパク質は、細胞 表面レセプター、膜レセプター、または細胞質ゾルレセプターに結合するものを 含み、そしてこれは、細胞標的化または細胞接着のために機能し得、そして内部 移行またはエンドサイトーシスを誘発するものを含み得る。ペプチド−核酸複合 体またはタンパク質−核酸複合体は、ペプチドもしくはタンパク質または改変ペ プチドもしくは改変タンパク質と、核酸とが相互作用することによって、あるい は、ペプチドまたはタンパク質と、核酸−トランスフェクション薬剤複合体との 相互作用によって形成される。改変ペプチドまたは改変タンパク質は、核酸結合 基に共有結合したペプチドまたはタンパク質を含む。本発明のペプチド−結合体 またはタンパク質−結合体はまた、ペプチド−脂質もしくはタンパク質−脂質（ 中性またはカチオン性）、およびペプチド−デンドリマー複合体もしくはタンパ ク質−デンドリマー複合体を含み、ここで、このペプチドまたはタンパク質は、 トランスフェクション薬剤またはトランスフェクション薬剤の成分に共有結合さ れる。 非共有結合ペプチド増強−脂質トランスフェクションまたはタンパク質−増強 脂質トランスフェクション、ペプチド−核酸複合体またはタンパク質−核酸複合 体は、続いて、脂質、好ましくは、カチオン性脂質（またはカチオン性脂質およ び中性脂質の混合物）と合わされて、細胞膜（核膜を含む）を介してアニオン性 核酸の導入を容易にするか、または特定の細胞もしくは特定の細胞成分の位置へ と核酸を標的化するペプチド−核酸−脂質凝集体またはタンパク質−核酸−脂質 凝集体を形成する。ペプチド−核酸複合体またはタンパク質−核酸複合体および 脂質を含む、本発明のトランスフェクション組成物は、トランスフェクションを さらに増強することが公知である他の非ペプチド薬剤をさらに含み得る。 共有結合ペプチド−脂質結合体またはタンパク質−脂質結合体を使用する脂質 トランスフェクションについては、ペプチド−脂質結合体またはタンパク質−脂 質結合体は、カチオン性脂質トランスフェクションについて従来と同様に、核酸 と合わされる。ペプチド−脂質結合体またはタンパク質−脂質結合体は、まず結 合体化されていないカチオン性脂質および/または中性脂質の混合物と合わされ 得、次いで、核酸と合わされて、細胞膜（核膜を含む）を介してカチオン性核酸 の導入を容易にするか、または核酸を特定の細胞もしくは特定の細胞成分の位置 へと標的化する、ペプチド−脂質−核酸またはタンパク質−脂質−核酸の脂質凝 集体を形成する。ペプチド−脂質結合体またはタンパク質−脂質結合体および核 酸を含む、本発明のトランスフェクション組成物は、トランスフェクションをさ らに増強することが公知である、他の非ペプチド薬剤または非タンパク質薬剤を さらに含み得る。 脂質に共有結合した融合誘導ペプチドまたはタンパク質を用いる本発明の別の トランスフェクション法において、ペプチド−脂質結合体またはタンパク質−脂 質結合体は、結合体化されていないカチオン性脂質（またはカチオン性脂質およ び中性脂質の混合物）と複合体化される。細胞内局在(sub-cellular)ペプチドま たはタンパク質、好ましくは、核局在ペプチドまたはタンパク質は、核酸と複合 体化されて、そして核酸−ペプチドまたは核酸−タンパク質複合体は、共有結合 された融合誘導ペプチドまたはタンパク質を含むカチオン性脂質含有複合体と混 合される。得られる混合物は、増強されたトランスフェクション効率を示す。 デンドリマートランスフェクションについては、共有結合ペプチド−デンドリ マー複合体またはタンパク質−デンドリマー複合体は、続いて核酸と合わされて 、デンドリマー媒介トランスフェクションについて当該分野で公知であるように 、細胞膜（核膜を含む）を介してカチオン性核酸の導入を容易にするかまたは核 酸を特定の細胞もしくは特定の細胞成分の位置へと標的化する、ペプチド−デン ドリマー−核酸またはタンパク質−デンドリマー−核酸の脂質凝集体を形成する 。 ペプチド−デンドリマー結合体またはタンパク質−デンドリマー結合体が利用さ れる場合、このペプチドまたはタンパク質は、大部分については、形成されたデ ンドリマー凝集体の外表面に濃縮されていると考えられる。ペプチド−デンドリ マー結合体またはタンパク質−デンドリマー結合体および核酸を含む、本発明の トランスフェクション組成物は、デンドリマートランスフェクションをさらに増 強し得ることが公知であるその他の非ペプチド薬剤をさらに含み得、例えば、デ ンドリマートランスフェクションは、DEAE-デキストランおよび/またはクロロキ ンの添加によって増強され得る。 デンドリマーに結合した融合誘導ペプチドまたはタンパク質を使用する、本発 明の別のトランスフェクション組成物においては、ペプチド−デンドリマー結合 体またはタンパク質−デンドリマー結合体は、細胞内局在ペプチドまたはタンパ ク質、好ましくは核局在ペプチドまたはそれ自体がタンパク質に複合体化される 核酸と混合される。新たな複合体（例えば、VSVGまたはRGDまたはE5-デンドリマ ーに複合体化されたSp-NLS-核酸）は、必要に応じて、結合体化していないデン ドリマーと混合されるかまたは必要に応じて、カチオン性脂質含有組成物と混合 される。得られる混合物は、増強されたトランスフェクション効率を示す。 トランスフェクション組成物において有用なペプチドは、融合誘導であるか、 核もしくは他の細胞内局在化のために機能するか、輸送もしくはトラフィッキン グするために機能するか、レセプターリガンドであるか、細胞接着シグナル、細 胞標的化シグナル、細胞内部移行シグナル、もしくはエンドサイトーシスシグナ ルを含むか、ならびにウイルス融合誘導タンパク質の、ウイルス核局在シグナル の、レセプター−リガンドの、細胞接着シグナルの、細胞標的化シグナルの、も しくは細胞内部移行シグナルの、またはエンドサイトーシス−誘発シグナルのペ プチドもしくはその機能性部分を含むタンパク質および/またはポリペプチドの 機能性部分を含むが、それらに限定されない。本発明に有用なペプチドは、天然 に存在するペプチド、合成または操作されたタンパク質もしくはペプチドに由来 するペプチド、および合成アナログまたは天然に存在するペプチドの機能性等価 物を含む。本発明のペプチドは、20の一般的に存在するアミノ酸、ならびにホモ システインおよびオルニチン、またはＤアミノ酸もしくはアミノ酸アナログのよ うな稀なアミノ酸から構成されるものを含む。本発明のペプチドおよびタンパク 質は、カルボキシスペルミンのようなポリアミンを含み得る。インフルエンザウ イルス、水疱性口内炎ウイルス、アデノウイルス、およびシミアンウイルス40の ウイルスペプチドまたはその機能性部分を含むトランスフェクション組成物は、 特に興味深い。DNA結合基、例えば、スペルミンまたは関連ポリアミンに共有結 合されるように改変されたウイルスペプチド（ならびにタンパク質およびポリペ プチド）を含むトランスフェクション組成物もまた、本発明の方法に有用である 。 任意のタンパク質（またはフラグメントもしくはその部分）は、本発明に従っ て１つかまたは他のタンパク質もしくはペプチドと組み合わせてのいずれかで用 いられ得る。好ましい局面においては、２つ以上、３つ以上、４つ以上、５つ以 上、６つ以上などのタンパク質および/またはペプチドが本発明に使用される。 さらに、このような１つまたは複数のタンパク質および/またはペプチドは、１ つ以上、２つ以上、３つ以上、４つ以上、５つ以上、６つ以上などのトランスフ ェクション薬剤と組み合わせて用いられ得る。別の好ましい局面においては、少 なくとも２つのペプチドおよび/またはタンパク質が、トランスフェクション薬 剤、好ましくは、脂質および/もしくはデンドリマーのような少なくとも２つの トランスフェクション薬剤と組み合わせて用いられる。 トランスフェクション組成物に有用なタンパク質は、クロマチン、細菌内部移 行媒介タンパク質、細菌性毒素、または毒素部分（不活化された毒素部分を有す る）に由来するタンパク質を含むレセプターリガンド、膜結合および融合タンパ ク質、輸送またはトラフィッキングタンパク質、核局在化タンパク質、核タンパ ク質を含むが、ぞれらに限定されない。これらのタンパク質は、細胞に侵入し、 そして細胞成分区画、膜障害タンパク質、および抗菌性タンパク質に局在する。 タンパク質は、ウイルス、細菌、動物および他の供給源に由来するものを含む。 有用なレセプター−リガンドタンパク質には、インスリン、トランスフェリン、 上皮細胞増殖因子、線維芽細胞増殖因子、ラクトフェリン、およびフィブロネク チンが挙げられるが、それらに限定されない。有用なウイルス膜結合および融合 タンパク質には、アデノウイルスタンパク質ペントン塩基、ノブ(knob)、および ヘキソン、水疱性口内炎ウイルス糖タンパク質(VSVG)、セムリキ森林ウイルス由 来のコートタンパク質およびインフルエンザ血球凝集素(HA)が挙げられるが、そ れらに限定されない。ウイルス輸送またはトラフィッキングタンパク質には、HI V Tat、Ｂ型肝炎ウイルスコアタンパク質、および単純ヘルペスウイルスVP22が 挙げられるが、それらに限定されない。有用な核およびクロマチンのタンパク質 の一覧には、ヒストンタンパク質、特にH1およびH2、「HMG」タンパク質、特にH MG1およびHMG17、プロタミンならびにhn RNP A1が挙げられるが、それらに限定 されない。細菌内部移行タンパク質には、インベーシン(invasin)およびインタ ーナリン(internalin)、ならびにListeriaおよびMyobacterium tuberculosis由 来の類似の機能を有するタンパク質が挙げられるが、それらに限定されない。細 胞に侵入し、細胞成分区画に局在する細菌毒素には、シュードモナス内毒素Ａ、 ジフテリア毒素、およびシゲラ毒素が挙げられるが、それらに限定されない。各 々の場合において、これらのタンパク質およびポリペプチドの細菌性毒素機能は 、トランスフェクトされた細胞に対する損害を回避するため不活化される。膜障 害および抗菌性タンパク質(あるものは毒液に由来する)は、メリチン、マゲイニ ン(magainin)、グラミシジン、セクロピン(cecropin)、ディフェンシン、プロテ グリン(protegrin)、タキプレシン(tachyplesins)、チオニン(thionin)、インド リシジン(indolicidin)、バクテネシン(bactenecin)、ドロソマイシン(drosomyc in)、アピデシン(apidaecin)、カテリシジン(cathelicidin)、殺細菌/透過性増 加タンパク質(BPI)、ナイシン（nisin）、およびブフォリン(buforin)が挙げら れるが、それらに限定されない。 カチオン性脂質トランスフェクション組成物中へのペプチド−核酸複合体もし くはタンパク質−核酸複合体または改変ペプチド−核酸複合体もしくは改変タン パク質−核酸複合体の包含は、カチオン性脂質単独により媒介された核酸のトラ ンスフェクションに比較して、核酸のトランスフェクションを有意に増強し得る （２倍以上）。ペプチドもしくはタンパク質もしくは改変ペプチドもしくは改変 タンパク質またはそれらのフラグメントによるデンドリマートランスフェクショ ンの増強は、広範な種々の細胞株（ヒト初代細胞株を含む）および当業者によっ て一般的に「トランスフェクトしにくい」と考えられている細胞株で明白である 。 一価または多価カチオン性脂質は、カチオン性脂質トランスフェクション組成 物に使用される。好ましい一価カチオン性脂質は、、DOTMA(N-[1-(2,3-ジオレオ イルオキシ)-プロピル]-N,N,N-トリメチルアンモニウムクロリド)、DOTAP(1,2- ビス(オレオイルオキシ)-3-3-(トリメチルアンモニウム)プロパン)、DMRIE(1,2- ジミリスチルオキシプロピル-3-ジメチル-ヒドロキシエチルアンモニウムブロミ ド)またはDDAB(ジメチルジオクタデシルアンモニウムブロミド)である。好まし い多価カチオン性脂質は、リポスペルミン、特にDOSPA(2,3-ジオレイルオキシ-N -[2(スペルミンカルボキサミド)エチル]-N,N-ジメチル-1-プロパンアミニウム(p ropanaminium)トリフルオロ酢酸)およびDOSPER(1,3-ジオレオイルオキシ-2-(6カ ルボキシスペルミル)-プロピルアミド)、およびジおよびテトラ-アルキル-テト ラ-メチルスペルミンであり、TMTPS(テトラメチルテトラパルミトイルスペルミ ン)、TMTOS(テトラメチルテトラオレイルスペルミン)、TMTLS(テトラメチルテト ララウリルスペルミン)、TMTMS(テトラメチルテトラミリスチルスペルミン)およ びTMDOS(テトラメチルジオレイルスペルミン)が挙げられるがそれらに限定され ない。カチオン性脂質は、必要に応じて非カチオン性脂質、特に、中性脂質（例 えば、DOPE(ジオレオイルホスファチジルエタノールアミン)、DPhPE(ジフィタノ イルホスファチジルエタノールアミン)またはコレステロール）のような脂質と 組み合わされる。DOSPAおよびDOPEの3:1(w/w)混合物またはDOTMEおよびDOPEの1: 1(w/w)混合物から構成されるカチオン性脂質組成物は、一般的に本発明のトラン スフェクション組成物に有用である。好ましいトランスフェクション組成物は、 高等真核生物細胞株の実質的なトランスフェクションを誘導するものである。 デンドリマートランスフェクション組成物中へのペプチド−核酸もしくはタン パク質−核酸または改変ペプチド−核酸複合体もしくは改変タンパク質−核酸複 合体の包含は、デンドリマー単独またはDEAEデキストランもしくはクロロキンも しくは両方の組合せにより媒介された核酸のトランスフェクションと比較して、 核酸のトランスフェクションを有意に増強し得る（２倍以上）。ペプチド、タン パク質、改変ペプチド、または改変タンパク質によるトランスフェクションの増 強は、広範な種々の細胞株（ヒト初代細胞株を含むおよび当業者によって一般的 に「トランスフェクトしにくい」と考えられている細胞株）で明白である。 一般的に、任意の細胞、特に真核生物細胞に核酸を導入するために用いられ得 る任意のデンドリマーは、本発明の改善されたトランスフェクション組成物およ び方法に有用である。第５ジェネレーション以上(G5以上)のデンドリマーが好ま しく、G5〜G10の間のジェネレーションのものは、特に興味深い。本発明のデン ドリマーは、NH3またはエチレンジアミンコア、GX(NH3)またはGX(EDA)を有する ものを含み、ここでＸは、ジェネレーション番号である。Ｘ＝５〜10のデンドリ マーが好ましい。本発明のデンドリマーは、内部層の反復ユニットがアミドアミ ンである（ポリアミドアミン、すなわち、PAMAMを形成する）ものを含む。本発 明のデンドリマーは、デンドリマーの外表面で末端官能基が正電荷密度を提供す るもの（例えば、末端アミン官能基を伴うようなもの）を含む。外側デンドリマ ー表面の表面電荷および化学的性質は、表面の官能基を変化させることによって （例えば、表面アミン基のいくつかまたは全ての反応によって）変化し得る。特 に目的のデンドリマーは、リジンまたはアルギニンのようなカチオン性アミノ酸 との反応によって官能化されたものである。例えば、PCT出願WO 9622321およびW O 9631549ならびに米国特許第5,266,106号に記載のような、グラフト化デンドリ マーは、本発明の組成物および方法に利用され得る。活性化デンドリマー(J.Hae nslerおよびR．Szoka(1993)Bioconjugate Chem．4:372-379ならびにM.X．Tangら (1996)Bioconjugate Chem．7P703-714)もまた、本発明の組成物および方法に使 用され得る。 本発明の方法は、任意の細胞、好ましくは、真核生物細胞を、ペプチド、タン パク質またはフラグメントもしくはその部分（融合誘導、膜透過性、輸送または トラフィッキング細胞内局在化を含む）、あるいはレセプター−リガンド、ペプ チドもしくはタンパク質（必要に応じて、核酸結合基に結合体化されたかもしく は必要に応じてトランスフェクション薬剤(脂質またはデンドリマー)に結合され たものを含む）トランスフェクション組成物と接触させる工程を包含する。ここ で、このペプチドもしくはタンパク質または改変ペプチドもしくはタンパク質は 、核酸と非共有結合される。１つの実施態様において、ペプチド−核酸複合体ま たはタンパク質−核酸複合体（ここで、このペプチドまたはタンパク質は、核酸 結合基に結合体化され得る）が形成され、次いで、カチオン性脂質とトランスフ ェクションのために合わされる。関連する実施態様において、ペプチド−脂質結 合 体またはタンパク質−脂質結合体は、必要に応じて、任意の適切なカチオン性脂 質を含む他の脂質と合わされ、次いで、トランスフェクションのために核酸と合 わされる。別の関連する実施態様において、核酸−脂質複合体が形成されて、次 いで、トランスフェクションのためにペプチドまたはタンパク質と合わされる。 第２の実施態様において、ペプチド−核酸複合体またはタンパク質−核酸複合体 （ここで、ペプチドまたはタンパク質は、核酸結合基に結合体化され得る）が形 成され、次いで、トランスフェクションのためにデンドリマーと合わされる。関 連する実施態様において、ペプチド−デンドリマー結合体は、必要に応じて、他 のデンドリマーと合わされ、次いでトランスフェクションのために核酸と組み合 わされる。別の関連する実施態様において、核酸−デンドリマー複合体が形成さ れて、次いで、トランスフェクションのためにペプチドまたはタンパク質と合わ される。デンドリマーおよび/またはペプチド結合体化デンドリマーは、カチオ ン性脂質およびカチオン性脂質組成物と合わされ、改善された核酸トランスフェ クション組成物が得られ得る。本発明によれば、複数のペプチドおよび/または タンパク質がトランスフェクションを達成するために添加され得る。 本発明の方法は、とりわけ、インフルエンザウイルス、アデノウイルス、セム リキ森林ウイルス、HIV、肝炎ウイルス、単純ヘルペスウイルス、水疱性口内炎 ウイルスまたはシミアンウイルス40のウイルスペプチドまたはタンパク質、そし てさらに詳細には、RGDペプチド配列、NLSペプチド配列、および/またはVSVGペ プチド配列を使用して、そして前述の各々のペプチドまたはタンパク質を改変す る。本発明の方法は、接着細胞株または浮遊細胞株、一般的には、動物細胞株、 詳細には哺乳動物、鳥類、爬虫類、両生類、および昆虫細胞株、そしてより詳細 には、動物初代細胞株、ヒト初代細胞株、幹細胞株、および線維芽細胞、ならび に生きている生物においてインビボでの細胞に対するトランスフェクションに適 用可能である。 １つの特定の実施態様において、トランスフェクション増強ペプチドまたはタ ンパク質は、まず核酸に結合されて細胞に導入される。次いで、ペプチド−核酸 複合体またはタンパク質−核酸複合体は、トランスフェクション薬剤（またはそ の混合物）と混合される。そして得られた混合物を使用して、細胞をトランスフ ェクトする。好ましいトランスフェクション薬剤は、カチオン性脂質組成物、特 に一価および多価カチオン性脂質組成物、より詳細には、「LIPOFECTIN」、「LI POFECTACE」、「LIPOFECTAMINE」、「CELLFECTIN」、DMRIE-C、DMRIE、DOTAP、D OSPA、およびDOSPER、ならびにデンドリマー組成物、特にG5〜G10デンドリマー( デンススターデンドリマー、PAMAMデンドリマー、グラフト化デンドリマー、な らびにデンドリグラフト(dendrigrafts)および「SUPERFECT」として公知のデン ドリマーを含む)である。 第２の特定のトランスフェクション法において、トランスフェクション増強ペ プチドまたはタンパク質を核酸結合基、例えば、ポリアミンおよびより詳細には スペルミンと結合体化して、改変ペプチドまたはタンパク質を生成する。これは 、次いで、核酸に結合されて、細胞に導入される。次いで、改変ペプチド−核酸 複合体は、トランスフェクション薬剤(またはその混合物)と混合されて、そして 得られた混合物を利用して細胞をトランスフェクトする。特に、ペプチドまたは タンパク質をスペルミンに共有結合されて、スペルミン−改変ペプチドまたはタ ンパク質は、核酸と複合体化されて、そしてカチオン性脂質と混合される。好ま しいトランスフェクション薬剤は、カチオン性脂質組成物、詳細には一価および 多価カチオン性脂質組成物、より詳細には、「LIPOFECTIN」、「LIPOFECTACE」 、「LIPOFECTAMINE」、「CELLFECTIN」、DMRIE-C、DMRIE、DOTAP、DOSPA、およ びDOSPER、ならびにデンドリマー組成物、特にG5〜G10デンドリマー(デンススタ ーデンドリマー、PAMAMデンドリマー、グラフト化デンドリマー、ならびにデン ドリグラフトとしで公知のデンドリマーを含む)である。 第３の特定の実施態様において、１つ以上のトランスフェクション増強ペプチ ド、タンパク質、またはタンパク質フラグメント(融合誘導ペプチドもしくはタ ンパク質、輸送またはトラフィッキングペプチドもしくはタンパク質、レセプタ ー−リガンドペプチドもしくはタンパク質、または核局在ペプチドもしくはタン パク質および/あるいは、それらの改変アナログ(例えば、スペルミン改変ペプチ ドもしくはタンパク質)またはその組合せを含む)の混合物は核酸と混合されて、 複合体化され、細胞に導入される。次いで、ペプチド−核酸複合体をトランスフ ェクション薬剤と混合して、そして得られた混合物を利用して細胞をトランスフ ェクトする。 別の特定の実施態様において、トランスフェクション薬剤（脂質、カチオン性 脂質、またはデンドリマー）の成分は、選択されたペプチド、タンパク質、もし くはタンパク質フラグメントに直接あるいは連結基またはスペーサー基を介して 共有結合される。本発明の実施態様において特に目的のものは、融合誘導、膜透 過性、輸送もしくはトラフィッキング、または細胞標的化について機能するペプ チドまたはタンパク質である。ペプチド−またはタンパク質−トランスフェクシ ョン薬剤複合体は、核酸と合わされて、そしてトランスフェクションに使用され る。 本発明のトランスフェクション組成物および方法は、細胞、特に真核生物細胞 のインビトロおよびインビボトランスフェクションに、そしてより詳細には、高 等真核生物細胞(動物細胞を含む)のトランスフェクションに適用され得る。本発 明の方法は、有用な遺伝子産物を発現するトランスフェクトされた細胞を産生す るために用いられ得る。本発明の方法はまた、トランスジェニック動物の作製の 工程として使用され得る。本発明の方法は、遺伝子治療およびウイルス阻害の方 法、ならびにアンチセンスもしくは抗遺伝子核酸またはリボザイムもしくはRNA 調節配列または関連した阻害性核酸もしくは調節核酸の細胞への導入のための方 法を含む、細胞への核酸の導入を必要とする任意の治療方法における工程として 有用である。特に、これらの方法は、インビボおよびエキソビボ遺伝子治療にお ける癌処置において、ならびに診断方法において有用である。 ペプチド、タンパク質、ペプチドもしくはタンパク質フラグメントまたは改変 ペプチドもしくは改変タンパク質を含む、本発明のトランスフェクション組成物 および方法はまた、研究目的でなされた真核生物細胞の任意のトランスフェクシ ョンにおける研究試薬として利用され得る。トランスフェクション組成物は、生 理学的な媒体を適切に選択することによって、治療適用および診断適用に用いら れ得る。 本発明のトランスフェクション薬剤およびトランスフェクション増強薬剤は、 治療的適用のための種々の薬学的組成物および投薬形態で提供され得る。例えば 、注射用処方物、鼻腔内処方物ならびにこれらの複合体を含む静脈内および/ま た は病巣内投与のための処方物が、治療に使用され得る。 一般的に、本発明の薬学的組成物は、十分なトランスフェクション薬剤および 任意の増強薬剤(ペプチド、タンパク質など)を含み、標的細胞または標的組織へ の十分に高レベルの核酸の導入を提供する。その結果、核酸は、そこでの所望の 治療的効果を有する。治療的に有効な標的細胞または標的組織での核酸のレベル は、阻害の効率または他の生物学的機能および核酸が影響を及ぼさねばならない 部位の数に依存する。 患者に投与されるトランスフェクション薬剤の投薬量は、方法および投与部位 、患者の年齢、体重および状態を含む多くの他の因子に依存する。当業者は、所 定の型の投与、所定の患者、および所定の治療適用のための投薬量を容易に調整 し得る。 トランスフェクション組成物は、最小量の阻害成分(例えば、血清または高い 塩レベル)含むべきであることが当業者に理解される。この阻害成分は、細胞へ の核酸の導入を阻害し得、またはそうでなければ、トランスフェクションまたは 核酸の複合体化を妨げる。任意の薬学的または治療用組成物は、特定の適用に依 存して、患者に有害な副作用を生じ得る最小量の成分を含むべきであることが当 業者に理解される。 本発明のトランスフェクション組成物の成分は、試薬キットにおいて提供され 得る。一般的には、キットは、トランスフェクション薬剤およびトランスフェク ション増強ペプチド、タンパク質またはそのフラグメントを含む。１つの実施態 様において、キットは、カチオン性脂質およびペプチド、タンパク質もしくはそ のフラグメント、または改変ペプチド、改変タンパク質もしくはそのフラグメン トの個々の部分を含む。第２の実施態様において、キットは、デンドリマーおよ びペプチド、タンパク質もしくはそのフラグメントまたは改変ペプチド、改変タ ンパク質もしくはそのフラグメントの個々の部分を含む。カチオン性脂質トラン スフェクションキットは、必要に応じて、中性脂質ならびに他のトランスフェク ション増強薬剤または他の添加剤を含み得、そしてキットにおける成分の相対的 量は、をトランスフェクション組成物の調製を容易にするために調整し得る。キ ットの成分は、適切な媒体または他のキット成分のための溶媒を含み得る。中性 脂質および改変ペプチドまたはタンパク質を含む一価カチオン性または多価カチ オン性脂質組成物を含む、カチオン性脂質トランスフェクションキットが好まし い。デンドリマートランスフェクションキットは、必要に応じて、例えば、DEAE デキストランおよび/またはクロロキンのような他のトランスフェクション増強 薬剤、ならびに他の添加剤を含み得る。そしてキット中の成分の相対的な量は、 トランスフェクション組成物の調製を容易にするために調整され得る。ペプチド もしくはタンパク質または改変ペプチドもしくは改変タンパク質と組み合わせて 、G5-G10デンドリマーまたはリジンもしくはアルギニン改変デンドリマーまたは デンドリグラフトあるいは活性化されたデンドリマーを含む、デンドリマートラ ンスフェクションキットが好ましい。本発明により提供されるキットは、DOSPA およびDOPEを含む多価カチオン性脂質組成物またはDOTMAおよびDOPE、ならびに 改変ペプチド（特にスペルミン改変ペプチド）の一部分を含む一価カチオン性脂 質組成物の個々の一部分を含むものを含む。本発明により提供されるキットは、 デンドリマーの個々の一部分およびスペルミン改変ペプチドの一部分を含むもの を含む。 関連した実施態様において、本発明のキットは、非結合型脂質、非結合型デン ドリマー（dendrimer）およびトランスフェクションを容易にする他の薬剤と組 み合わせて、ペプチド−脂質結合体もしくはタンパク質−脂質結合体またはペプ チド−デンドリマー結合体もしくはタンパク質−デンドリマー脂質結合体を包含 し得る。 本発明のキットは診断方法に有用なキットを含み得る、例えば、診断用キット は、トランスフェクション試薬およびトランスフェクション増強試薬（例えば、 タンパク質、ペプチドならびにタンパク質およびペプチドのフラグメントおよび 改変体）に加えて、診断用核酸を含み得る。診断用核酸は細胞中の別の物質の存 在を検出するために使用され得る任意の核酸についての一般用語である。例えば 、細胞中にトランスフェクトされる場合、診断用核酸は、細胞中の別の物質（例 えば、タンパク質、低分子、ステロイド、ホルモン、または別の核酸）の存在に 応答して細胞中の遺伝子の発現を増加または減少し得る。診断用核酸はまた、特 定の標的細胞もしくは特定の標的組織に対する、または標的細胞もしくは標的組 織 の検出のための、または標的細胞もしくは標的組織中の物質の検出のための、い くつかの標識、またはさもなければ検出マーカーを保有する核酸を含む。 本発明の方法によってトランスフェクトされ得る核酸には、天然の塩基または 天然ではない塩基を含む任意の供給源由来の任意のサイズのDNAおよびRNAが含ま れ、そして細胞中において治療用タンパク質またはさもなければ有用なタンパク 質をコードして発現し得る核酸、細胞中において核酸の所望ではない発現を阻害 する核酸、所望ではない酵素活性を阻害するかまたは所望の酵素を活性化する核 酸、反応を触媒する核酸（リボザイム）、および診断アッセイにおいて機能する 核酸（例えば、診断用核酸）が含まれる。治療用核酸には、細胞中において治療 的に有用なタンパク質、ペプチド、またはポリペプチドをコードするかまたは発 現し得る核酸、細胞中において核酸の所望ではない発現を阻害する核酸、細胞中 において所望ではない酵素活性を阻害するかまたは所望の酵素を活性化する核酸 が含まれる。 本明細書中に提供される組成物および方法はまた、本明細書の開示を参照して 容易に適合され得、とりわけポリアミン、ポリアミン酸、ポリペプチド、および タンパク質を含む核酸以外の生物学的に活性な巨大分子を、真核生物細胞に導入 し得る。例えば、治療剤として、診断用物質として、研究試薬として有用な他の 物質は、ペプチドおよび改変されたペプチドに結合され得、そしてならびに本発 明の方法によって真核生物細胞中に導入され得る。 図面の簡単な説明 図１は、「LIPOFECTAMINE」−DNAトランスフェクション混合物に添加された種 々のペプチドでのヒト線維芽細胞の、トランスフェクションの増強を示す棒グラ フである。 図２は、「LIPOFECTAMINE」トランスフェクション活性の増強におけるSp-NLSN LS濃縮物の効果を示すグラフである。ヒト線維芽細胞は、無血清培地中において 、示されるように0.4μg DNA、２μL「LIPOFECTAMINE」およびSp-NLSNLSでトラ ンスフェクトされる。細胞は、トランスフェクションの24時間後に回収され、そ してβ-ガラクトシダーゼ活性についてアッセイされる。 図3A〜3Hは、４つの細胞型において、DNAと予め複合体化したSp-NLSNLSとの脂 質トランスフェクションおよびそれを伴わない脂質トランスフェクションの比較 を提供する。ヒト線維芽細胞（3Aおよび3B）；BHK-1細胞（3Cおよび3D）；NIH 3 T3細胞（3Eおよび3F）；MDCK細胞（3Gおよび3H）は、24ウェルプレートにおいて 、示されるように「LIPOFECTAMINE」およびDNAでトランスフェクトされた。図3A 、C、EおよびG：Sp-NLSNLSなし；図3B、D、FおよびH：予めDNAと複合体化された １〜４μg Sp-NLSNLS/ウェル。 図4Aおよび4Bは、変化する量のSp-NLSNLS存在下で、変化する量のDNA（pSVneo ）での「LIPOFECTAMINE」トランスフェクションと、ペプチドを伴わないトラン スフェクションとを比較する３次元グラフである。トランスフェクションはNIH3 T3細胞で行われた。 発明の詳細な説明 本発明は、ペプチド、タンパク質またはそのフラグメント、改変されたペプチ ド、もしくは改変されたタンパク質、またはその改変されたフラグメントを、ト ランスフェクト試薬（例えば、カチオン性脂質およびデンドリマー）と組み合わ せて使用することによって、任意の細胞（好ましくは、真核生物細胞）を核酸で トランスフェクションするための改良された方法を提供する。本改良は、１つの 局面において、カチオン性脂質媒介トランスフェクションもしくはデンドリマー −媒介トランスフェクションの効率を増強するための、ペプチド−核酸複合体、 またはタンパク質−核酸複合体の使用に関する。ペプチド−核酸複合体、または タンパク質−核酸複合体は、核酸に結合したペプチド、または核酸結合基と共有 結合されて次いで核酸に結合されるように改変されたペプチドを含む。あるいは 、ペプチドまたはタンパク質は、核酸−トランスフェクション試薬複合体と組み 合わせて使用される。本発明は、トランスフェクションのためにカチオン性脂質 またはデンドリマーを利用する先行技術方法のトランスフェクションを超える、 有意な利点を有する。 本発明のペプチドには、とりわけ、融合誘導（fusagenic）ペプチド、膜透過 化ペプチド、輸送またはトラフィッキングペプチド、核局在化ペプチド、および レセプター−リガンドペプチドが含まれる。レセプター−リガンドペプチドには 、とりわけ、細胞接着ペプチド、細胞標的ペプチド、インターナリゼーション誘 発ペプチド、およびエンドサイトーシス誘発ペプチドが含まれる。本発明におい て有用なペプチドには、融合のために機能するペプチド配列（融合誘導配列）、 輸送のために機能するペプチド配列、細胞内局在のために機能するペプチド配列 、またはレセプターへの結合を媒介するペプチド配列が含まれ得る。ペプチドに は、ポリペプチドまたはタンパク質の機能性フラグメントであるペプチドを含ま れ得、そして合成物、あるいは合成タンパク質もしくは操作されたタンパク質ま たは合成ポリペプチドもしくは操作されたタンパク質由来であり得る。ペプチド は、これらの機能の１つより多くを有する配列を含む、多機能性であり得る。必 要に応じて、ペプチドは核結合基（ポリアミンを含む）に共有結合され、そして 核酸と複合体を形成する。ペプチド複合体化核酸は、より効率的に細胞および細 胞核に輸送され、次いで、カチオン性脂質媒介細胞トランスフェクション、また はデンドリマー媒介細胞トランスフェクションの効力を増強する。トランスフェ クションの改良された効力のために、かなりより少数の核酸が有効なトランスフ ェクションに必要とされる。本発明のトランスフェクション組成物は、核酸とペ プチドまたは改変されたペプチドとの間の複合体形成のおかげで、先行技術のカ チオン性脂質トランスフェクション組成物およびデンドリマートランスフェクシ ョン組成物と比較した場合、増強されたトランスフェクションを提供する。 本発明のタンパク質には、とりわけ融合誘導タンパク質、膜透過化タンパク質 、輸送またはトラフィッキングタンパク質、核局在化タンパク質、およびレセプ ター−リガンドタンパク質が含まれる。レセプター−リガンドタンパク質には、 とりわけ、細胞接着タンパク質、細胞標的タンパク質、インターナリゼーション 誘発タンパク質、およびエンドサイトーシス誘発タンパク質が含まれる。本発明 において有用なタンパク質には、融合のために機能するペプチド配列（融合誘導 配列）、輸送のために機能するペプチド配列、細胞内局在のために機能するペプ チド配列、またはレセプターへの結合を媒介するペプチド配列が含まれ得る。タ ンパク質には、ポリペプチドまたはタンパク質の機能性フラグメントであるタン パク質が含まれ得、そして合成タンパク質もしくは操作されたタンパク質であり 得 るか、または合成ポリペプチドもしくは操作されたポリペプチドを含む。タンパ ク質はこれらの機能の１つより多くを有する配列を含む、多機能性であり得る。 必要に応じて、タンパク質は核結合基（ポリアミンを含む）に共有結合され、そ して核酸と複合体を形成する。タンパク質複合体化核酸は、より効率的に細胞お よび細胞核に輸送され、次いで、カチオン性脂質媒介細胞トランスフェクション 、またはデンドリマー媒介細胞トランスフェクションの効力を増強する。トラン スフェクションの改良された効力のために、かなりより少数の核酸が有効なトラ ンスフェクションに必要とされる。本発明のトランスフェクション組成物は、核 酸とタンパク質または改変されたタンパク質との間の複合体形成のおかげで、先 行技術のカチオン性脂質トランスフェクション組成物およびデンドリマートラン スフェクション組成物と比較した場合、増強されたトランスフェクションを提供 する。 本発明の別の局面は、ペプチド結合体またはタンパク質結合体を用いる、トラ ンスフェクションの改良された効力に関する。ここで、選択されたペプチド（タ ンパク質またはタンパク質フラグメント）は、カチオン性脂質トランスフェクシ ョン組成物中の成分である、デンドリマーまたは脂質と共有結合されている。ペ プチド結合型トランスフェクション試薬、またはタンパク質結合型トランスフェ クション試薬は、次いで非結合型トランスフェクション試薬について当該分野で 公知のように、トランスフェクションに使用される。 以下の定義は本明細書および請求の範囲において使用される。 用語「トランスフェクション」は、本明細書中、概して、核酸が細胞内でその 機能を保持するような様式での、細胞（例えば真核細胞）への生物学的に機能的 な核酸の送達および導入を意味する。本発明のトランスフェクション法は、イン ビトロまたはインビボにおいて細胞に適用され得る。用語、トランスフェクショ ンは、細胞が核酸を発現させる能力を与えられるように、発現可能な核酸の細胞 への送達および導入という、より特定の意味を含む。用語、発現は、細胞内の核 酸の機能的存在の任意の徴候を意味し、これは一過性の発現および安定した発現 の両方を含む細胞内の核酸は、天然の塩基および非天然の塩基を含む任意の供給 源からのDNAおよびRNAの両方を含み、サイズの限定はない。核酸は、様々な生物 学的機能を有し得る。核酸は、タンパク質をコードし得、調節領域を含み、遺伝 子またはRNA発現のインヒビター（例えば、アンチセンスDNAまたはアンチセンス RNA）として機能し、タンパク質のインヒビターとして機能し、細胞成長を阻害 または細胞を殺すように機能し、反応を触媒し、または診断もしくは他の分析ア ッセイにおいて機能する。 トランスフェクション効率は、本明細書の実施例に記載する核酸の生物学的機 能を測定するためのプロトコルを用いて、効率において少なくとも約５パーセン ト、好ましくは約１０パーセント、およびより好ましくは約２０パーセントの改 良が示される場合に、「増強される」。トランスフェクションは、本明細書に記 載されるように、少なくとも約２倍（すなわち１００％以上）の効率の改良が測 定される場合に、実質的に増強される。 用語「核酸結合基」は、本明細書では一般的に、タンパク質、ペプチド、ポリ ペプチド、またはポリアミンを意味するために用いられ、これは非共有的に核酸 と会合し得る。核酸結合基はDNA結合基を含む。核酸結合基の核酸への結合は、 核酸の配列の特異的であり得るか、またはその配列に非特異的であり得る。会合 の機構は特定の結合基に依存するが、配列特異性は一般に、結合基とその標的DN Aとの間のお互いに有利な相互作用の凝集体から生じる。いくつかのDNA結合基は 、例えば、DNAの塩基対および糖リン酸鎖と、直接的な接触（水素結合、塩橋お よびVan der Waals力を含む）を介して相互作用する。他の基は、核酸とタンパ ク質との間の配列特異的水素結合相互作用よりも、DNA（または、より一般的に は核酸）中の配列特異的な構造変化を介して機能する。用語、「核酸結合基」に は、結合機構に関することなく核酸と結合し得る任意のタンパク質、ペプチド、 ポリペプチドまたはポリアミンが含まれると理解される。核酸結合基は当該分野 において公知であり、そして広範に市販されている。 用語「ペプチド」とは、本明細書中で使用される場合、広範には短ペプチド（ 代表的には100アミノ酸未満）を含む総称であることが意図される。また、本明 細書中で一般的に使用されるペプチドには、核酸結合基で改変されたペプチド、 またはMtr基のようなアミノ酸保護基を保持するペプチドが含まれる。より長い ポリペプチド（代表的には100アミノ酸を超える）、およびトランスフェクショ ン増強剤として機能する１つ以上のポリペプチド鎖を含むタンパク質（これはフ サンジェリック、細胞レセプターリガンド、輸送または細胞内局在機能を有する ）は、本発明のペプチドで置換され得、そしてまた核酸結合基で改変され得る。 本発明のペプチドは、代表的には２つ以上のアミノ酸を有する；好ましいペプチ ドは４つ以上のアミノ酸を有する。 本発明のペプチドは、フサンジェリックペプチド、膜透過性ペプチド、細胞内 局在ペプチド、細胞輸送、およびレセプターリガンドペプチドとしての生物学的 機能を有する。２つ以上のペプチド機能は、例えば自動ペプチド合成機によって 同一のペプチドに組み合わせられ得る。ペプチドには二量体、多量体、および１ つ以上の所望の機能性を有するペプチド配列の混入体（contamimer）が含まれる 。 用語、スペルミンは、分子スペルミンを記載するために使用されるが、スペル ミンと共有結合するように改変されたペプチドを記載するためにもまた、用語「 スペルミン−改変」ペプチドとして使用される。スペルミンは、介在性共有結合 を介してペプチドと直接的または間接的に結合され得る。スペルミン−改変ペプ チドは、一般的にスペルミンに対するリンカーを有する改変型ペプチドを記載す るために使用され得る。例えば、用語、スペルミン−改変はまた、カルボキシス ペルミンと結合したペプチドをいう。 本発明のレセプター−リガンドタンパク質またはペプチドには、ペプチド、タ ンパク質、またはタンパク質フラグメントが含まれ、これらは細胞表面もしくは 他の膜に結合する、または可溶性レセプター分子に結合する、ならびに必要に応 じて別の生物学的機能を有し、そして必要に応じてインターナリゼーションもし くはエンドサイトーシスを誘発する。レセプター−リガンド結合タンパク質また はペプチドには、細胞接着タンパク質または細胞接着ペプチド、および細胞標的 化タンパク質または細胞標的化ペプチドが含まれる。 レセプター−リガンドタンパク質またはレセプター−リガンドペプチドには、 接着タンパク質または接着ペプチドもまた含まれる。接着タンパク質または接着 ペプチドは、代表的にはエンドサイトーシスを誘発しない。接着タンパク質また は接着ペプチドは、フィブロネクチン、ビトロネクチン、テネイシン、ラミニン 、コラーゲン、トロンボスポンジン、フィブリノーゲンおよび機能性等価物を含 む 接着タンパク質を含むかもしくはこれらのタンパク質由来であり得る。このよう なレセプター−リガンドペプチドはまた、「RETRONECTIN」（Takara、Japanから 入手可能；米国特許第5,198,423号を参照のこと、これは本明細書中においてそ の全体が参考として援用される）のようなフィブロネクチンフラグメントを含む がこれらに限定されない、接着タンパク質のフラグメントを含む。表１は接着タ ンパク質およびペプチドの例を提供する。 接着タンパク質のフラグメントには、表１に列挙されるように、RGD配列含有 ペプチド（RDGペプチド）が含まれる。CS-1ペプチド（表１に挙げられる配列） は、カルボキシ末端ヘパリンIIドメインおよびIII型連結セグメント（IIICS）の 一部を含む血漿フィブロネクチンの代表的な38kDのフラグメントから得られる（ Wayner,E.A．ら、（1989）「Identification and Characterlzation of T Lymph ocyto Adhesion Recepter for an Alternative Cell Attachment Domein（CS-1 ）in Plasma Fibronectin」J.Cell Biol.109:1321-1330）。 レセプターリガンドタンパク質またはレセプターリガンドペプチドはまた、イ ンターナリゼーションおよび／またはエンドサイトーシスを誘発するものを含む 。例えば、ペントン基部とは、アデノウイルスの５量体コートタンパク質であり 、これはインテグリンレセプター結合モチーフである、Arg-Gly-Asp（RGD）の５ 個のコピーを含む。ペントン基部は、インテグリンαVβ3およびαVβ5に結合す るウイルスによって使用される。ファイバーコートタンパク質によるアデノウイ ルスの細胞接着の後、インテグリンレセプターはウイルスの宿主細胞内へのイン ターナリゼーションを媒介する。ペントン基部（野生型）RGD配列は、HAIRGDTFA Tである（Wickham,T.J.ら、（1995）Gene Therapy 2:750-756） 接着ペプチドには、RGDペプチド（これは重複し得るか、またはフィブリノー ゲンもしくはビトロネクチンの効果を促進する細胞接着を阻害し得るトリペプチ ド配列Arg-Gly-Aspを含むペプチドである）あるいは、類似の結合モチーフを有 する他のペプチドである。 本発明のレセプター−リガンドタンパク質またはレセプター−リガンドペプチ ドは、種々の細胞型において広範に発現されるレセプター分子に親和性もしくは 結合性を有するタンパク質またはペプチド（例えば、インテグリンαVβ5に結 合するようなタンパク質またはペプチド）を含む。本発明のレセプター−リガン ドペプチドはまた、限定された数の細胞型において特異的に発現されるレセプタ ー分子（例えば、組織特異的）、もしくは特定の細胞型において高度に発現され るレセプター分子（例えば、ガン細胞において、インテグリンαVβ5（これは特 定のメラノーマおよび神経膠芽細胞腫において高度に発現される）に結合するよ うなもの）に結合する、タンパク質またはペプチドが含まれる。 細胞内局在化タンパク質またはペプチドには、特定の非細胞成分（例えば、核 、ミトコンドリアなど）を認識する、標的するもしくは指向するタンパク質また はペプチドが含まれる。C.Dingwallら、(1991)TIBS 16:478-481を参照のこと。 いくつかのタンパク質は、真核生物細胞内への輸送またはトラフィッキングに 関することが示されている。これは、細胞内成分の適切な区画への送達のための 重要な細胞機能である。逆方向に細胞膜を横切りそして核に到達する能力を有す るタンパク質には、インターロイキン-1β、HIV Tatタンパク質、酸性もしくは 塩基性線維芽細胞成長因子、アンギオゲニン、ホメオタンパク質アンテナペディ ア（homeoprotein Antennapedia）、神経鞘腫由来成長因子、および単純ヘルペ スウイルスVP22タンパク質が挙げられる。これらのタンパク質は、細胞膜を横切 って核に到達し得る。これらのタンパク質の２つである、HIV-TatおよびHSV-VP2 2はまた、融合物として合成された場合、他のタンパク質の取り込みを媒介する ことが示されている。Tatタンパク質の輸送機能は11〜12アミノ酸ペプチドの内 に含まれることが示されており、そしてこれらのペプチドを有する異種タンパク 質の融合物は細胞内に輸送された。（Vives,E.ら、（1997）、 「A truncated HIV-1 tat protein basic domain rapidly transloca testhrough the plasma membrane and accumullates in the cell nucleus,」J.Biol.Chem.272:16010-1 6017;Kirsch,T.ら、（1996）、「Cloning，high yield expression in Escheric hia coli，and purification of biologically active HIV-1 Tat protein,」Pr otein Expr．Purif.8:75-84;Bonifaci,N.ら、（1995）、「Nuclear translocati on of an exogenous fusion protein containing HIV Tat requires unfolding, 」AIDS 9:995-1000;Fawell,S.ら、（1994）、「Tat-mediated delivery of hete rologous proteins in to cells,」Proc.Natl.Acad.Sci．（USA）91:664-668；P epinsky, R.B.ら、（1994）、「Specific inhibition of a human papillomavirus E2 Tra ns−activation by intracellular delivery of its recepter,」DNA and Cell Biol.13:1011-1019;Mann,D.A.およびFrankel,A.D.（1991）、「Endocytosis and targeting of exogenous HIV-1 Tat protein,」EMBO J.10:1733-1739;Frankel, A.D.ら、（1989）、「Activity of synthetic peptides from the Tat protein of human immunodeficiency virus type I,」Proc.Natl.Acad.Sci.(USA)86:7397 -7401）。 最も一般的には、表１〜３に例示された配列のいずれか、またはその機能性等 価物が、本発明のトランスフェクション組成物もしくは方法においてトランスフ ェクション活性を増強させるペプチドまたは改変ペプチドとして、使用される。 スペルミン改変ペプチドの詳細な例については、表４において提供される。 表２は、本発明において有用である種々のペプチドを列挙する。これには1つ の機能性領域を有するペプチド、および２つ以上の機能性領域を組み合わせたペ プチドが含まれる。単一の機能性ペプチドのコンカテマー、および二重（以上） の機能性ペプチド配列反復を組み合わせたコンカテマーが列挙され、そして本発 明において有用である。表２のペプチド式は、一般領域、例えば、特定の機能に 関連して保存されたアミノ酸配列を有するスペーサーおよび連結基を組み合わせ る。機能性ペプチドの二量体および多量体、例えば、ペプチドの２つのシステイ ン残基の間で形成された二量体は、表２において特に列挙されていない。機能性 ペプチドの二量体および多量体は、本発明において有用である。 表２はまた、環状ペプチドおよび環状ペプチドのシステインペプチド前駆体（ これらは本発明の機能性ペプチド配列（NLS、VSVG、RGD、LDV、E5、K5、など） を含む）を列挙する。 表３は、トランスフェクションの増強のための、本発明の方法および組成物に 有用である、多数の特異的なペプチド配列を提供する。表は、任意のスペーサー および任意のカチオン性テイル（核酸への結合のため）を有する、２つの機能性 ペプチド配列の多数の特異的組合せを含む。表の１つの項目である、「NLSリン 酸化」とは、リン酸化部位含有配列に結合されたNLS配列をいう。この融合物は 、H-P.Rihsら、（1989）EMBO J.8:1479-1484およびH-P Rihsら、（1991）EMBO J .10: 633-639に記載されている。リン酸化部位の存在は核への輸送を増強する。 表３はまた、トランスフェクション増強ペプチドである、HIS-TEV-ペプチドに 対する前駆体を含む。これらのペプチドは、トランスフェクション増強に有用な ペプチド配列に加えて、HISテイル、およびTEV(タバコエッチウイルス(Tobacco Etch Virus））プロテアーゼ認識配列を含む。TEVプロテアーゼは、機能性ペプ チド配列を残したままのペプチドから、HISテイルを特異的に切断する。この組 合せは、米国特許第5,532,142号（これは本明細書中において参考として援用さ れる）に記載されるように、融合ポリペプチドの単離および精製に使用され得る 。HISテイルを有するペプチドは、Niカラムにおいて選択的に精製され得る。 表３はまた、（Ｄ）nテイル、すなわち、アニオン性アミノ酸のテイルを有す るペプチドの例を含む。これらのペプチドは、正に荷電した脂質−核酸凝集体の 表面に結合して凝集体およびその中に保有される核酸のトランスフェクションを 増強するための特定の目的のものである。アニオン性テイルを有するこれらのペ プチドを使用するための１つのトランスフェクション法は、従来法による核酸を 有するカチオン性脂質凝集体の初期形成、続くアニオン性テイルペプチドへの複 合体形成に関する。アニオン性テイルを有するこれらのペプチドを使用する、第 ２のトランスフェクション法は、アニオン性ペプチドテイルの脂質への複合体化 、続くDNAの添加に関する。これらのペプチドはまた、デンドリマー-核酸複合体 を用いて使用され得る。 当業者には、表１、２および３に列挙されるような機能性ペプチドまたは改変 ペプチドにおけるアミノ酸配列の改変が、機能的な重大な損失を伴うことなく容 認され得ることは明らかである。多くの場合、類似のアミノ酸の置換、例えば、 塩基性（カチオン性）アミノ酸の塩基性アミノ酸（例えば、ＫのＲ、またはＲの Ｋ）との置換、あるいは酸性（アニオン性）アミノ酸の酸性アミノ酸との置換は 、所定の機能ペプチドにおいて、ペプチド機能に有意に影響しない。類似のアミ ノ酸の弦線を含む機能性ペプチド（例えば、PKKKRKV）において、その弦線から の１つ以上のアミノ酸の付加または欠失（例えば、PKKKKRKV）が、ペプチド機能 の有意な欠損を伴うことなく容認され得る。 一般に、保存的アミノ酸置換または類似のアミノ酸の置換は、タンパク質また はペプチドの機能に影響を与えることなしに許容される。類似のアミノ酸は、大 きさおよび/または荷電特性において類似するアミノ酸であり得、例えぱ、リジ ンおよびアルギニン、アスパラギン酸およびグルタミン酸、ならびにイソロイシ ンおよびバリンは、類似のアミノ酸の対である。アミノ酸対の間の類似性は、多 くの方法で当該分野で、評価されている。例えば、Dayhoffら、（1978）Atlas o f Protein Sequence and Struture、第5巻、補遺3、第22章、345〜352頁.(これ は、本明細書中で参考として援用される)は、アミノ酸類似性の基準として使用 され得るアミノ酸置換の度数表を提供する。Dayhoffらの度数表は、種々の進化 的に異なる供給源由来の同様の機能を有するタンパク質のアミノ酸配列の比較に 基づく。さらに、細胞結合、接着、細胞インターナリゼーション、膜透過化、核 局在化および類似の機能を有する本発明の所定のペプチド、タンパク質、または そのフラグメントについて、現在特定のデータがあり得、ペプチドおよび/また はタンパク質の機能に影響を与えないアミノ酸置換の点から当該分野で容易に使 用可能である。表および本明細書中の記載に列挙されているようなペプチド、タ ンパク質およびそのフラグメントに類似のまたは保存されたアミノ酸置換を有す る全てのこのようなペプチド、タンパク質およびそのフラグメントは、本発明に 包含され、そして本発明の組成物および方法において有用である。本明細書の表 中に列挙されるかまたは、本明細書中に記載されるペプチド、タンパク質および そのフラグメントと例えぱ、細胞結合、細胞接若、細胞インターナリゼーション 、膜透過化、核局在化および類似の機能について類似の機能または同一の機能を 有するペプチド、タンパク質およびそのフラグメントはまた、本発明の組成物お よび方法において使用され得る。 例示されるかまたは当該分野で公知の機能性ペプチドまたはタンパク質配列か ら最小に分岐する変化が、一般に好ましい。本発明での使用のために、機能性ペ プチドは、コアペプチド配列の機能に影響を与えない、一連の隣接アミノ酸(好 ましくはグリシン)を含み得る。類似方法において、本発明の機能性ペプチド配 列は、より大きなペプチドまたはタンパク質内に包含され得、ここで、コア機能 性配列に対して外側の配列の性質は、コアの機能に影響を与えない。本発明は、 １つを超える別の機能性配列（例えば、NLSVSVGまたはRGDNLS）を含むペプチド を 含む。これらのペプチドにおいて、機能性配列はリンカーペプチド領域(好まし くは１つを超えるG)によって隔てられ得る。本発明のペプチドは、別の種への化 学的結合のための部位を提供するためのペプチド(例えぱ、システインはスペル ミンへの結合のための部位として使用され得る)に付加され得る、機能性領域の 部分でないアミノ酸を含み得る。いくつかの場合において、機能性コア配列に対 して外部のアミノ酸は、機能性ペプチドと、それが共有結合する種(脂質、デン ドリマー、ポリアミン、スペルミンなど)との間のスペーサーまたはリンカ領域 として作用し得る。これらのアミノ酸は、ペプチドの最適配置において機能し得 る。例えぱ、ペプチド中に含まれるシステイン残基は、酸化によって、-S-S-二 量体またはより大きな多量体(3量体など)を形成するために酸化され得る。ペプ チド中にお互い遠く離れて配置される2つのシステインは、1つ以上の機能性アミ ノ酸配列を含む環状ペプチドを調製するために酸化され得る。より高い安定性を 有する異種二量体は、システインの代わりにペニシラミン(Pen)を取り組むこと によって形成され得る(Pierschbacherら、（1987）J.Biol.Chem.262)。 本発明はまた、トランスフェクションを増強する官能基を含むペプチドまたは タンパク質を含み、そしてまたペプチドおよびタンパク質自体の調製、単離およ び精製において有用であるアミノ酸またはアミノ酸配列を含む。例えば、芳香族 アミノ酸はUV吸収マーカーを提供するようにペプチドまたはタンパク質配列に含 まれて、ペプチドまたはタンパク質濃度の便利な測定を可能にし得る。あるいは 、トランスフェクション増強ペプチドおよびタンパク質は、ペプチドまたはタン パク質精製を容易にするための特定のカラム材料に特異的に結合するアミノ酸配 列を提供され得る。特定のトランスフェクション増強ペプチドまたはタンパク質 は、細菌または他の発現系におけるDNAの発現によってさらに容易に産生され得 る。本発明のペプチドまたはタンパク質は、発現系からのペプチドまたはタンパ ク質の単離において有用である選択的プロテアーゼについての部位であるアミノ 酸配列(またはそれらの部分)を含み得る。 用語「改変ペプチド」および「改変タンパク質」は、一般に、ペプチドまたは タンパク質が、それ自身へ共有結合する核酸結合基を含むように化学的に改変さ れたペプチドまたはタンパク質を意味するように本明細書中で使用される。本明 細書中で使用されるように、用語「改変ペプチド」は、「ポリアミン-ペプチド 結合体」を含み、ここで、共有結合した核酸結合基、より詳細には共有結合した DNA結合基はポリアミンであり、「スペルミン-改変ペプチド」を含み、ここで、 DNA結合基はスペルミンである。いくつかの場合には、ペプチドまたはタンパク 質は、それら自体が核酸に結合し得;他の場合には、核酸への結合のため、また は核酸への結合を増強させるためにペプチドの改変が必要となる。例えぱ、一連 のカチオン性アミノ酸が、核酸への結合を容易にするように機能性ペプチドに(C 末端またはN末端で)付加され得る。これらの配列は、(Uaa)、として記載され得 、ここで、uは代表的には、1〜約20の範囲(そしてより好ましくは、8〜20の範囲 )の整数であり、そしてUaaは、ペプチド中の他のUaaと独立して、カチオン性ア ミノ酸(例えは、(K)u、(R)u、または(KR)u)である。より一般的には、核酸への 結合のための一連のカチオン性アミノ酸は、結合機能が有意に減少しない限り、 非カチオン性アミノ酸(好ましくはG)を含み得る。 天然に存在するペプチドまたはタンパク質は、スペルミンまたは他のポリアミ ンへの結合を可能にするようにさらなる改変を要求し得る。例えぱ、システイン は、ペプチドのC末端またはN末端に付加され得るか、または結合を容易にするよ うにペプチド内へ導入され得る。一連のスペーサーアミノ酸と同様に(すなわち( G)nは、（ここでnは、最も一般的には1〜約20の範囲の整数である）ペプチドと 、それが結合する種との間に付加され得る。結合を容易にするために使用される 任意のペプチド改変は、好ましくはペプチドの結合または機能に実質的に影響を 与えない。 用語「ペプチド-核酸複合体」は、概して、ペプチドまたはタンパク質と核酸 との間の非共有結合物をいう。この複合体のペプチドまたはタンパク質は、上記 で定義したような改変ペプチドであり得る。トランスフェクション法の特定の実 施態様において本明細書中で用いられるように、「ペプチド−核酸複合体」は、 トランスフェクション組成物に対するカチオン性脂質またはデンドリマー(dendr imer)の添加に先だって形成される。 「脂質凝集体」は、単層および多層の両方の全てのタイプのリポソーム、なら びに小胞、ミセルおよびより無定形の凝集体を含む包括的な用語である。カチオ ン性脂質凝集体は、必要に応じて、非カチオン性(例えぱ中性)脂質と組み合わさ れた、脂質凝集体が賞味の電荷を有するために十分なカチオン性脂質を含む脂質 凝集体である。カチオン性脂質および脂質凝集体は、本発明のペプチド-核酸複 合体を集合させ得る能力を有する。 カチオン性脂質組成物は、一価のまたは多価のいずれのカチオン性脂質でもあ り得る、カチオン性脂質またはカチオン性脂質の混合物を含む組成物を含む。カ チオン性脂質組成物は、必要に応じて、中性脂質を含む。特に興味をひくのは、 当該分野で、トランスフェクション法において有用であると認められるカチオン 性脂質組成物である。好ましいカチオン性脂質組成物は、一価または多価のカチ オン性脂質を含み；より好ましくは、DOTMA、DOTAP、DDAB、DMRIE、DOSPA、DOSP ER、TMTPSおよびそれらのアナログまたは相同体を含む組成物であり；最も好ま しいカチオン性組成物は、「LIPOFECTIN」および「LIPOFECTAMINE」である。 トランスフェクション活性または効率は、細胞内のトランスフェクトされた核 酸の存在を検出することにより測定される。これは、しぱしぱ、細胞内の核酸の 生物学的機能を測定することにより評価され、最もしぱしぱ、トランスフェクト された核酸中に含まれるレポーター遺伝子の一過性のまたは安定した発現のレベ ルを測定することにより評価される。レボーター遺伝子の発現は、特に、トラン スフェクトされた核酸の畳および細胞内のプロモーター機能に依存する。トラン スフェクション活性はまた、例えぱ、細胞計数方法カウントまたはインサイチュ 染色方法を用いてレポーター遺伝子の発現を評価することによって、トランスフ ェクトされているサンプルの中の細胞の%を決定することにより評価され得る。 カチオン性脂質と組み合わせたペプチドを用いる本発明のトランスフェクション 法は、同等のカチオン性脂質のみを用いるトランスフェクションを超える有意な トランスフェクションの増強(2倍以上)を示し得る。 本発明の方法は、ペプチド-核酸複合体(または改変ペプチド-核酸複合体)およ びトランスフェクション薬剤、カチオン性脂質またはデンドリマーを含むトラン スフェクション組成物と真核生物細胞とを接触させる工程を含む。カチオン性脂 質トランスフェクション組成物は、必要に応じて、非カチオン性脂質、好ましく は中性脂質を含む。カチオン性脂質トランスフェクション組成物は、必要に応じ て、ペプチドまたは改変ペプチド(例えぱ、クロロキン、リソソーム作用剤(lyso somotorophic agent)を含む)に加えて公知のトランスフェクション増強因子を含 み得る。デンドリマーまたはその混合物は、トランスフェクション組成物におい て使用され得る。デンドリマートランスフェクション組成物は、デンドリマー媒 介トランスフェクションを増強することが公知である、ペプチドまたは改変ペプ チド以外の薬剤(例えぱ、DEAEデキストランおよび/またはクロロキン)を含み得 る。ペプチドまたはタンパク質は、ウイルスの融合誘導ペプチドまたは融合誘導 タンパク質であり得る。好ましい融合誘導ペプチドまたは融合誘導タンパク質は 、インフルエンザウイルス赤血球凝集素または水疱性口内炎ウイルスGタンパク 質(すなわち、VSVG)のものである。ペプチドまたはタンパク質は、細胞内局在化 シグナルペプチドまたはタンパク質であり得る。好ましい核局在化シグナルペプ チドは、シミアンウイルス40のものであり、特に、SV40ラージT抗原の核局在化 配列(NLS)である(Kalderonら（1984）Cell 39:499、およびLandfordら(1986)Cel l 46:575)。DingwellおよびR.A．Laskey（1991）TIBS:478-481（これは、開示さ れた配列のための参考として本明細書中で援用される)で報告されるように、核 局在化シグナルの配列においてはいくらか多様性がある。本発明は、本明細書中 で開示されるような核局在化配列を含むペプチドまたはタンパク質を含む。本発 明のペプチドまたはタンパク質は、レセプターリガンドペプチドまたはタンパク 質であり得る。好ましいレセプターリガンドペプチドは、細胞接着ペプチドであ り、特にRGDペプチドまたは他のインテグリン結合ペプチドである。核酸結合基 に結合されるウイルスタンパク質のペプチドまたはタンパク質を含むトランスフ ェクト組成物は、特に好ましい。好ましい核酸結合基は、スペルミンおよび一連 のカチオン性アミノ酸(K)uおよび(R)u。(ここで、uは1〜約20の整数であり、よ り好ましくは約8〜約20の整数である)である。 本発明の増強されたトランスフェクション法は、シミアンウイルス40からの原 型核局在化シグナルペプチドおよびインフルエンザからの原型核融合誘導ペプチ ド(HApep:E5およびK5両親媒性ペプチド)、水疱性口内炎ウイルスからの原型融合 誘導ペプチド(Gタンパク質)、およびフィブロネクチンの細胞付着部位から採取 されたRGDペプチド(GRGDSPC)で示される。用いられてきたDNA結合基は、核酸の 塩基対との非共有結合(association)を形成し得るボリアミンである。本発明の 増強されたトランスフェクション法を、原型DM結合基であるスペルミンを用いて 更に例示した。 いくつかの場合には、ペプチドまたはタンパク質は、核酸との直接非共有結合 (association)または複合体を形成する。このペプチド-核酸複合体は、ペプチド とDNAの塩基対との間のコンホメーションまたは電荷の相互作用の結果として形 成される。ペプチド-核酸複合体は、適切な媒体中で自発的に形成される。これ らのペプチド-核酸複合体を含むトランスフェクション組成物は、まず核酸とペ プチドまたはタンパク質とを相互作用させ、次いで得られた複合体をカチオン性 脂質組成物またはデンドリマーに添加することにより調製される。本発明のペプ チドまたはタンパク質は、核酸結合基(改変ペプチド)に共有結合された場合、核 酸との非共有結合（assoclation)または複合体を形成し得る。この改変ペプチド -核酸複合体は、核酸結合基と核酸(DNAまたはRNA〕との間のコンホメーションま たは電荷の相互作用の結果として形成される。例えば、原型スペルミン-ペプチ ド-核酸複合体は、スペルミンのアミンとDNAバックボーンのリン酸との間の電荷 の相互作用の結果として形成されるようである。改変ペプチド-核酸複合体は、 適切な媒体中で自発的に形成される。これらの改変ペプチド-核酸複合体を含む トランスフェクション組成物は、まず核酸と改変ペプチドとを相互作用させて複 合体を形成させ、次いでカチオン性脂質組成物を添加することにより調製される 。 1つの実施態様において、ペプチド-核酸複合体または改変ペプチド-核酸複合 体を含む組成物が、ペプチド-核酸-脂質凝集体を形成するためにカチオン性脂質 と、単独または非カチオン性脂質との組み合わせで混合される。ペプチド-核酸- 脂質凝集体は適切な培体中で自発的に形成されるか、または種々の周知の技術も また、所望の脂質凝集体を産生するために使用され得る口使用されるカチオン性 脂質および非カチオン性脂質の相当量は、多くの因子(トランスフェクトされる ための細胞型、細胞に対する脂質の毒性および凝集体が使用されるべき環境(例 えぱ、媒体)を含む)に依存する。使用される脂質の種類および量は、細胞毒性を 最小にするためにそしてトランスフェクション効率を最大にするために所定の細 胞型と釣り合わされる。 別の実施態様において、ペプチド−核酸複合体または改変ペプチド-核酸複合 体は、デンドリマー(または、デンドリマーの混合物)と混合されて、ペプチド- 核酸-デンドリマー凝集体を形成する。この凝集体は、適切な培地中で自発的に 形成される。核酸に対するデンドリマーの相対量は、所定の環境において所定の 細胞型でのトランスフェクションを最適にするために調整される。デンドリマー の化学的型、大きさおよび形状もまた、所定の細胞型におけるトランスフェクシ ョンを最適にするために選択される。 核酸の送達は、細胞標的化、細胞接着または結合ペプチドまたはタンパク質の 使用により増強され得る。RGD配列を含むペプチドが、DNA結合基として作用する ポリカチオンスペルミンに結合され得る。RGD-スペルミンペプチドは、細胞標的 化、より重要には細胞接着を介してトランスフェクションを増強させると考えら れる。接着タンパク質に対する、およびいくつかの場合においては他の細胞に対 する付着は、しぱしぱインテグリンによって媒介される。細胞外マトリクス中お よび血液中に存在する多くの接着タンパク質は、細胞認識部位としてトリペプチ ドアルギニン-グリシン-アスパラギン酸(RGD)(Ruoslahti,E.およびPierschbache r,D.(1987)Science 238:491)を含む。細菌のような病原体、およびより詳細には 、口蹄疫ウイルス(PMDV)(Masonら、(1994)、Prce．Natl．Acad．Sci.91,1932-19 36)およびアデノウイルス(Wickham,T．J.ら(1995)、「Targetig of adenovirus penton base to new receptors through replacement of its RGD motif with o ther receptor-specific peptide motifs」、Gene Therapy 2:750-756)は、表面 上に発現したRGD含有タンノ、ク質を有し、このタンパク質は、宿主細胞上でイ ンテグリンと相互作用してインターナリゼーションを容易にする。RGD、(K).RGD (特に、ここでu=16)およびRGD-スペルミンペプチドは、「LIPOFECTIN」、「LIPO FECTAMINE」、またはDOSPERを媒介とするトランスフェクションまたはデンドリ マー媒介トランスフェクションを増強させ得る。 ウイルス性ペプチドまたはタンパク質は、様々な周知の技術、例えぱ、Glusha kova,S.E.ら(1985)「Influenza viral glycoprotein isolation using cationic detergent dodecylmethyl ammonium bromide and its subsequent internaliza tion into loposomal membrane」Mol．Genet．Microbiol．Virol.4:39-44に記載 のようなカチオン性洗剤DTABを用いて、単離され得る。あるいは、ウイルス性ペ プチドまたはタンパク質、ならびに他の供給源由来の機能性ペプチドまたはタン 八ク質は、様々な標準的化学合成方法により生成され得る。例えば、機能性ペプ チドは、例えぱ、Stewartら(1984)Solid Phase Peptide Symhesis、Pierce Chem ical Company、Rockford、IIIinoisに記載のように自動化固相ペプチド合成を用 いて合成され得る。例として挙げた赤血球凝集素ペプチド、K5およびE5両親媒性 ペプチド、ならびにGタンパク質を含む、インフルエンザおよび水疱性口内炎ウ イルスからの融合誘導ペプチドが、本発明の方法において特に有用である。例と して挙げたNLSペプチドを含む、シミアンウイルス40からの核局在化シグナルペ プチドもまた、好ましい。ペプチドまたはタンパク質は、本発明の方法において 、単独でまたは他の機能性ペプチドまたはタンパク質と組み合わせて使用され得 る。表2に記載されるように2つ以上の機能性ペプチド配列(必要に応じてリンカ ーまたはスペーサーによって隔てられる)は、所定のペプチドにおいて組み合わ せられ得る。 改変ペプチドまたはタンパク質は、様々な周知の結合(coupling)技術、例えぱ 、本明細書の実施例に記載のようなヘテロ二機能性剤を用いて調製され得る。ス ルホスクシンイミジル4-(p-マレイミドフェニル)ブチレート(スルホ-SMPB)、ジ スクシンイミジルスベレート、スクシンイミジル4-(p-マレイミドフェニル)ブチ レート(SMPB)、4-(スクシンイミジルオキシカルボニル-α-メチル-α-(2-ピコジ ルジチオ)-トルエン(SMPT)、スルホスクシンイミジル6-[3-(2ピリジルジチオ)プ ロピオンアミド]ヘキサノエート(スルホ-LC-SPDP)、スクシンイミジル6-[3-(2- ピリジルジチオ)プロピオンアミド]ヘキサノエート(LC-SPDP)、N-スクシンイミ ジル3-(2-ピリジルジチオ)プロピオネート(SPDP)、スルホスクシンイミジル4-(N -マレイミドメチル)シクロヘキサン-1-カルボキシレート(スルホ-SMCC)、スクシ ンイミジル4-(N-マレイミドメチル)シクロヘキサン-1-カルポキシレート(SMCC) のようなスクシンイミジル架橋剤またはマレイミジル架橋剤;m-マレイミドベン ゾイルーN-ヒドロキシスルホスクシンイミドエステル(スルホ-MBS)、m-マレイミ ドベンゾイル-N-ヒドロキシスクシンイミドエステル(MBS)、スルホスクシンイミ ジル(4-ヨードアセチル)アミノベンゾエート(スルホ-SIAB)、N-スクシンイミジ ル(4−ヨードアセチル)アミノベンゾエート(SIAB)を含むがこれらに限定されな い、様々な架橋剤が、当該分野において公知であり広く市販されているペプチド またはタンパク質とポリアミンとを結合する方法は、当該分野で周知である。代 表的な方法は、Staros,j.V．(1982)Biochemistry 21:3990に開示されている。本 明細書中で例示される任意の機能性ペプチドまたタンパク質、またはそれらの機 能性等価物は、核酸結合剤に対しての(例えば、ポリアミンそして好ましくはス ペルミンに対しての)共有結合によって改変され得る。 脂質またはデンドリマーへのペプチドまたはタンパク質の共有結合は、公知の 結合(coupling)剤および公知の誘導体化方法を使用して、多くの従来の方法によ って実施され得る。 トランスフェクションにおいて用いられる媒体は、好ましくは、血清または高 塩レベルのような、カチオン性脂質またはデンドリマーに媒体される細胞のトラ ンスフェクションを阻害し得る成分を有するべきではない。 様々なカチオン性脂質が当該分野において公知である。概して、一価または多 価のいずれの如何なるカチオン性脂質は、本発明の組成物および方法において用 いられ得る。多価カチオン性脂質が概して好ましい。カチオン性脂質は、アミン 、アミドまたはそれらの誘導体の飽和および不飽和のアルキルおよび脂環式'エ ーテルおよびエステルを含む。カチオン性脂質の直鎖および分岐鎖アルキルおよ びアルケン基は、1〜約25個の炭素原子を含み得る。好ましい直鎖または分岐鎖 アルキルまたはアルケン基は、6個以上の炭素原子を有する。脂環式基は、約6〜 30個の炭素原子を含み得る。好ましい脂環式基は、コレステロールおよび他のス テロイド基を含む。カチオン性脂質は、特に、Cl、Br-、I-、F-、アセテート、 トリフルオロアセテート、スルフェート、ニトライト、トリフレート(triflate) 、およびニトレートを含む、様々な対イオン(アニオン)を用いて調製され得る。 周知のカチオン性脂質は、N-[1-(2,3-ジオレオイルオキシ)-プロピル]-N,N,N- トリメチルアンモニウムクロリド(DOTMA)である。Felgner，P．L．ら、（1987） Proc．Natl．Acad．Sci.USA 84:7413-7417を参照のこと。DOTMAおよび類似のジ エステルDOTA(1,2-ビス(オレオイルオキシ)-3-3-(トリメチルアンモニウム)プロ パン)は市販されている。DOTMAに構造的に関連する更なるカチオン性脂質は、本 明 細書中に参考としてその全体を援用する米国特許第4,897,355号に記載されてい る。 DOTMAおよびDOTAPに関連した、他の有用なカチオン性脂質の群は、通常DORIエ テルまたはDORIエステルと称される。DORI脂質は、トリメチルアンモニウム基の メチル基の1つがヒドロキシエチル基と置き換わっている点で、DOTMAおよびDOTA Pと異なる。DOR1脂質は、ホスホリパーゼAのローゼンタールインヒビター(RI)と 類似している(Rosenthal、A.F.およびGeyer、R.P，(1960)J．Biol.Chem．235:22 02-2206)。DORI脂質のオレオイル基は、パルミトイル基またはステアロイル(ste aroyl)基のような他のアルキルまたはアルケン基と置き換えられ得る。DORIタイ プ脂質のヒドロキシル基は、さらなる機能化(functionalization)、例えぱ、エ ステル化のためおよびノまたは工一テル形成のための部位として使用され得る。 本発明の組成物および方法において用いられ得るさらなるカチオン性脂質には 、1991年10月17日に公開された・PCT出願第WO 91/15501号・Pinnaduwage、P.ら( 1989)、Biochem．Biophys．Acta.985:33-37;Rose,J.K，ら(1991)、BioTechnique s 10:520-525;Ito、A．ら(1990)Biochem．Intern，22:235-241に、細胞のトラン スフェクションのために有用と記載されるものが含まれる。 ポリリジンをDOPEと結合させることによって形成される多価カチオン性脂質(Z hou、X．ら、(1991)、Biochem．Biophys．Acta 1065:8-14)および他のリポポリ リジンもまた、本発明の方法および組成物において用いられ得る。 カルボキシスペルミンを含有する多価カチオン性脂質もまた、本発明の組成物 および方法において有用である。Behr、J-P．ら(1989)、Proc．Natl．Acad．Sci ．86:6982-6986およびEPO公開出願第304111号(1990)は、5-カルボキシスペルミ ルグリシンジオクタデシルーアミド(DOGS)およびジパルミトイルホスファチジル エタノールアミン5-カルボキシスペルミルアミド(DPPES)を含むカルボキシスペ ルミン含有カチオン性脂質を記載している。さらなるカチオン性脂質は、DOGSお よびDPPESのオクタデシル基およびパルミトイル基をそれぞれ、他のアルキル基 またはアルケン基で置換することによって得られることができる。DOSPER(特定 の式および一般式については式Bを参照のこと〕と称される多価カチオン性脂質 もまた、本発明の方法において有用である。米国特許第5,334,761号(これは、そ の 全体が本明細書において参考として援用される)もまた、本発明において有用で あるDOSPA(特定の式および一般式については式Aを参照のこと)を含むカチオン性 脂質を記載している。また、米国特許第5,674,908号(これは、その全体が本明細 書において参考として援用される)は、本発明において有用であるTMTPSを含む、 ボリカチオン性脂質を記載している。 PCT出願WO 95/17373は、トランスフェクションに有用な、高度にパッキングさ れた多価カチオン性のアンモニウム、スルホニウム、およびホスホニウム脂質を 記載する。これらのカチオン性脂質は、本発明の方法において有用である。 本発明のトランスフェクション組成物において、カチオン性脂質は、非カチオ ン性脂質、好ましくは中性脂質と必要に応じて組み合され、改変ペプチド核酸複 合体に結合する脂質凝集体を形成し得る。本発明において有用な中性脂質には、 とりわけ以下が含まれる：レシチン；ホスホチジルエタノールアミン；DOPE(ジ オレオイルホスファチジルエタノールアミン)、DPhPE（ジフィタノイルホスファ チジルエタノールアミン）、DPPE（ジパルミトイルホスファチジルエタノールア ミン）、ジパルミテオイルホスファチジルエタノールアミン、POPE(パルミトイ ルオレオイルホスファチジルエタノールアミン)、およびジステアロイルホスフ ァチジルエタノールアミンなどのホスファチジルエタノールアミン；ホスホチジ ルコリン；DOPC(ジオレオイルホスフィジルコリン)、DPPC(ジパルミトイルホス ファチジルコリン)、POPC(パルミトイルオレオイルホスファチジルコリン)、お よびジステアロイルホスファチジルコリンなどのホスファチジルコリン；ホスフ ァチジルグリセロール；DOPG(ジオレオイルホスファチジルグリセロール)、DPPG (ジパルミトイルホスファチジルーグリセロール)、およびジステアロイルホスフ ァチジルグリセロールなどのホスファチジルグリセロール；ホスファチジルセリ ン；ジオレオイル-ホスファチジルセリンまたはジパルミトイル-ホスファチジル セリンなどのホスファチジルセリン；ジホスファチジルグリセロール；脂肪酸エ ステル；グリセロールエステル；スフィンゴ脂質；カルドリピン(cardolipin)； セレブロシド；およびセラミド；ならびにそれらの混合物。中性脂質にはまた、 コレステロールおよび他の3βOH-ステロールが含まれる。 デンドリマーは、いくつかの、現在十分に検証されている方法によって調製さ れ得る。以下を参照のこと：WO 95/24221;D.A．TomaliaおよびH.D．Durst(1993) 、E．Wever（編）Topics in Current Chemistry，第165巻：Supramolecular Che mistry I-Directed Synthesis and Molecular Recognition，Springer-Verlag， Berlin，193-313頁；米国特許第5,527,524号；同第5,338,532号；同第4,694,064 号；同第4,568,737号；同第4,507,466号；およびPCT特許出願；WO 8801179；WO 8801178；およびWO9502397。「STARBURST」(登録商標、Dendritech，Inc.)、ま たはそれらの外表面にカチオン性アミノ酸もしくは他のカチオン性種を有するも のを含むデンススター（dense star）ポリアミドアミン(PAMAM)デンドリマー、 あるいは「SUPERFECT」(登録商標、Qiagen，Inc.)または活性化デンドリマーは 、本発明のトランスフェクション法に好ましい。デンドリマーを用いる使用のた めのトランスフェクションプロトコル、および所定のトランスフェクションのた めの所定のデンドリマーの選択の議論は、J.F．Kukowska-Latollaら、(1996)Pro c．Natl．Acad．Sci．USA 93:4897-4902;A．Bielinskaら、（1996）Nucleic Aci ds Res．24(11):2176-2182;W09524221;W09319768:WO9502397;そしてJ．Haensler およびR．Szoka（1993）Bioconjugate Chem．4:372-379、ならびにM.X．Tangら 、（1996）Bioconjugate Chem．7P703-714に示される。 本発明は、特定のペプチドもしくはタンパク質、または改変ペプチドもしくは タンパク質が、核酸での真核生物細胞のトランスフェクションの効率を有意に増 強し得るという発見に基づいている。ペプチドもしくはタンパク質または改変ペ プチドもしくはタンパク質は、DNAに結合し、そして融合誘導(fusagenic)ぺプチ ドまたはタンパク質として機能し、細胞内局在化または細胞接着のために機能す る。核酸への結合を増強するために必要または所望であれば必要に応じて改変さ れ、インターナリゼーション誘発シグナル(internalization-triggering signal )、またはエンドサイトーシス誘発シグナル、または輸送シグナルとして機能す るペプチドまたはタンパク質はまた、本発明のトランスフェクション法において 機能する。本発明の組成物および方法は、トランスフェクション試薬を添加する 前に核酸と結合した場合にトランスフェクションの効率を有意に向上する、必要 に応じて核酸結合基と共有結合的に改変されたペプチドまたはタンパク質を含む 。これらの結合された核酸は、細胞および細胞核へより効率的に輸送され、従っ てより少ない核酸出発材料を必要とする。カチオン性脂質送達系またはデンドリ マー送達系を用いる本発明が例示されるが、融合誘導および細胞内局在化ペプチ ドおよび細胞標的化ペプチドは、種々の公知の送達系を用いるトランスフェクシ ョンを増強するのに効果的である。従って、本発明は、これらのペプチドおよび 改変ペプチド（デンドリマーに共有結合的に結合されたペプチド、または脂質に 共 有結合的に結合されたペプチドを含む）を使用する、以下を含むが、それらに限 定されない他の核酸送達手段によるトランスフェクションを増強する改良された トランスフェクション法を提供する：エレクトロポレーション(T.K．Wongおよび E．Neumann(1982)、Biochem．Biophys．Res．Commun．107:584およびE．Neumann ら(1982)、EMBO J．1:841)、リン酸カルシウム(F.L．GrahamおよびA.J．Vander Eb(1973)、Virology 52:456)、マイクロインジェクション(M.R．Capecchi(1920)22 :479)、DNAでコートされた微小粒子を用いる弾道形質転換(balllstic trans f ormation)(D.T．Tomesら(1990)、Plant Mol．Biol．Manual A13:1-22およびG.N. Yeら(1990)、Plant．Molec．Bjol．15:809)、DEAE-デキストラン(A．Vaherlおよ びJ.S．Pagano(1965)、Science 175:434)、ならびにポリブレン-DMSO(S．Kawai およびM．Nishizawa(1984)、Molec．Cell．Biol．4:1172)。 本発明のトランスフェクション組成物には、核局在化配列、融合誘導ペプチド もしくは輸送ペプチド、またはポリカチオンに共有結合的に結合されたレセプタ ー−リガンドペプチドもしくは輸送ペプチド配列を含むペプチドまたはタンパク 質を用いて、真核生物細胞をトランスフェクトするための組成物が含まれる。核 局在化配列、融合誘導ペプチド、ポリカチオンに結合された輸送ペプチドまたは レセプター−リガンドシグナルを有するペプチドまたはタンパク質もまた、本発 明の一部である。好ましいリンカーには、例えば、ヘテロ二機能性(heterobifun ctional)架橋剤が含まれる。ポリカチオンは、好ましくは、ポリアミン、そして 最も好ましくはスペルミンである。先に記載したように、本発明のトランスフェ クション組成物およびペプチドは、以下を含むが、それらに限定されない広範な 種々の送達系に関して有用である：エレクトロポレーション、リン酸カルシウム 、マイクロインジェクション、弾道形質転換、DEAE-デキストラン、およびポリ ブレン-DMSO。従って、本発明は、核酸で真核生物細胞をトランスフェクトする 方法を含み、この方法は、（1)ペプチドもしくはタンパク質または改変ペプチド もしくはタンパク質を核酸と混合し、ペプチド-核酸複合体を形成する工程；お よび(２)工程(１)で得たペプチド-核酸複合体を、公知の送達手段を用いて細胞 に導入する工程を一般に包含する。あるいは、本発明の方法は、（１）トランス フェクション剤を核酸と混合する工程；および（２）必要に応じて核酸結合基に 共 有結合的に結合したペプチドまたはタンパク質を導入する工程を包含し得る。さ らに、両方の方法は、任意の数のタンパク質またはペプチドを用いて組み合わせ られ得る。当業者は、本開示を含む、当該分野に一般的に利用可能な知識に基づ いて、過度な実験を要することなく、任意の送達系によって、本発明の組成物お よびペプチドまたはタンパク質を使用し得る。 本発明は、薬学的組成物、治療用組成物、および診断用組成物を含む。それぞ れの場合において、これらの組成物は、選択された核酸の、標的細胞または標的 組織への導入をもたらすのに十分な本発明のトランスフェクション組成物の量を 含む。本発明の薬学的組成物および治療用組成物は、適切な薬学的キャリアを含 む。これらの薬学的組成物または治療用組成物における任意のカチオン性または 多価カチオン性種は、薬学的に適切な対イオンを有する塩として提供され得る。 本発明のトランスフェクション組成物の成分を含むキットは、トランスフェク ション組成物の調製および使用を容易にするために使用され得る。そのようなキ ットは、研究目的のために行われる真核生物細胞の任意のトランスフェクション のための研究試薬として、提供および使用され得る。そのようなキットはまた、 診断的適用および治療的適用のために使用され得る。キットは、単一のトランス フェクションまたは複数のトランスフェクションにおける使用に十分な成分とと もに設計され得る。１つの実施態様において、キット成分は、カチオン性脂質組 成物、およびペプチドもしくはタンパク質または改変ペプチドもしくはタンパク 質を含み、トランスフェクションを増強させる。カチオン性脂質組成物は、カチ オン性脂質および好ましくは中性脂質を含む。好ましいカチオン性脂質組成物は 、一価カチオン性または多価カチオン性脂質を含む。より好ましいカチオン性脂 質組成物は、一価カチオン性脂質DOTMAおよびDOTAP、多価カチオン性脂質DOSPA 、またはDOSPAのアナログおよびホモログ(DOSPERを含む)を含む。好ましい中性 脂質は、DOPEまたはDPhPE、およびそのアナログまたはホモログを含む。 所定のペプチドもしくはタンパク質または改変ペプチドもしくはタンパク質に よってもたらされるトランスフェクション増強のレベルは、因子の中でもとりわ け、細胞型、トランスフェクション剤の成分、使用されるトランスフェクション 法、トランスフェクション組成物に対する成分の添加の順番、またはトランスフ ェクション組成物における成分の複合体化の順番に依存して変化し得る。当業者 は、本明細書中に提供される案内および方法を使用し、当該分野において周知の トランスフェクションのための手順、アッセイ、および方法の知識を用いて、所 定の系におけるトランスフェクションの増強のための本発明の特定のペプチドも しくはタンパク質または改変ペプチドもしくはタンパク質を、過度な実験なしに 選択し得る。 当業者には、最適なトランスフェクションのために、多くのパラメータが重要 であることが容易に理解される。カチオン性脂質媒介トランスフェクションにつ いて、これらのパラメータには、カチオン性脂質濃度、カチオン性および非カチ オン性脂質の相対量、核酸の濃度、トランスフェクションに使用する媒体、細胞 がトランスフェクション組成物とともにインキュベートされる時間の長さ、使用 するペプチドの量、使用するDNA結合基またはポリアミンの量、ならびにトラン スフェクション組成物の成分を組み合わせる方法（例えば、順番）が含まれる。 デンドリマー媒介トランスフェクションについて、これらのパラメーターは、デ ンドリマーのサイズ、形状、および化学的組成、デンドリマーと核酸の相対的な 量、他のトランスフェクション剤（DEAE−デキストラン、クロロキン）の添加、 核酸の濃度、トランスフェクションに使用される媒体、細胞がトランスフェクシ ョン組成物とともにインキュベートされる時間の長さ、使用されるペプチドの量 、使用されるDNA結合基またはポリアミンの量、およびトランスフェクション組 成物の成分を組み合わせる方法（例えば、順番）が含まれる。トランスフェクト されるべき各細胞型について（各種類のトランスフェクション系について）のこ れらのパラメーターを最適化することが、必要であり得る。本明細書中に提供さ れる案内、および本明細書中に実施例において記載されるようなトランスフェク ションアッセイを使用するそのような最適化は、日常的である。 本発明のトランスフェクション組成物を作製、および本発明のトランスフェク ション法を実施するために、本明細書中に特に詳細に記載されているもの以外の 代替の方法、試薬、手順、および技術が、使用され得るか、または容易に適合さ れ得ることも当業者には明らかである。そのような代替の方法、試薬、手順、お よび技術は、本発明の精神および範囲内にある。 本発明のトランスフェクション組成物および方法を、以下の限定することのな い実施例においてさらに説明する。本明細書中で使用する全ての略語は、当該分 野において標準的な略語である。実施例において詳細に記載されていない特定の 手順は、当該分野において周知である。 本明細書において参照する全ての刊行物および特許は、それらの全体が参考と して特に援用される。 実施例 実施例１：ペプチドおよびペプチド結合体 ペプチドを、例えば、Stewartら(1984)、Solid Phase Peptide Synthesis、P ierce Chemical Company、Rockford、Illinoisに記載のように、自動化固相ペプ チド合成を使用して合成した。ペプチドを、ポリアミド-珪藻土(kieselguhr)複 合体樹脂およびMilliGen 9050ペプチド合成機(Milligen/Biosearch、Burlington 、MA)を用いて合成した。結合サイクル(coupling cycles)を、製造業者の推奨に 従って行った。9-フルオレニル-メチルオキシ-カルボニル(Fmoc)アミノ酸を、ペ ンタフルオロフェニルエステル(-OPfpエステル)として活性化し；ペプチドを、 α-アミノ基について、（１）N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)中の20％ピペリジ ンを用いて脱保護し；ペプチドを、樹脂から切断し、95％トリフルオロ酢酸(TFA )、（２）試薬Ｒ[TFA（90％）、チオアニソール（thioanisol）（５％）、エチ レンジチオール（３％）、およびアニソール（２％）]、試薬Ｂ[TFA（88％）、 フェノール（５％）、トリイソプロピルシラン（２％）、および水（５％）]、 または試薬Ｔ[TFA(95％)、トリイソプロピルシラン（５％）]を用いて脱保護し ；脱保護剤は、使用される保護基、およびペプチド中のアミノ酸残基の型に基づ いて、当該分野において理解されるように選択され；粗製ペプチド(crude pepti de)を沈殿させ、そしてエーテルで洗浄した。ペプチドを、Waters HPLC系を用い て、Vydac C-18逆相カラムで高速液体クロマトグラフィーにより精製した。移動 相は、0.01%TFA含有95%水/アセトニトリルから、0.01%TFA含有25%水/アセトニト リルの勾配からなった。ペプチドを、HPLC、アミノ酸分析、および質量分析法(E SまたはMALDI-TOF)によって特徴付けした。本発明において有用な例示的なペプ チド配 列を、表１〜３に列挙する。 部分的にのみ脱保護した（すなわち、少なくとも１つのアミノ酸保護基を取り 除かない）特定のペプチドが、トランスフェクションの有意な増強を示すことを 見出した。脱保護剤の適切な選択は、所望の脱保護基を保持するペプチドの選択 的合成を可能にする。例えば、試薬Ｔでの脱保護は、Ｒ残基上に残存するMtr基 を有する部分的に脱保護されたペプチドの合成を可能にする、アルギニン上のMt r保護基を除去しない。 ポリアミン結合ペプチドの合成 ペプチドは、自動化ペプチド合成機を用いて、ポリアミン（例えば、スペルミ ン）で改変され得る。FmocまたはBoc化学物質のいずれかが使用され得る。例え ば、スペルミンは、スキームＩに例示されるように、ペプチドのＮ末端に結合さ れ得る。5-カルポキシスペルミンおよびBoc保護5-カルボキシスペルミンは、Beh r，J.P.ら(1989)Proc．Natl．Acad．Sci.，86:6982-6986において記載されるよ うに合成され得る。Fmoc-カルボキシスペルミンは、9-フルオレニルメチルクロ ロホルメートでカルボキシスペルミンを処理することによって合成され得る。Fm oc-カルボキシスペルミンまたはペンタフルオロフェニルエステルは、スペルミ ン改変ペプチドを得るために、合成機において使用され得る。１つより多いポリ アミンは、この様式で、保護基の適切な組み合わせを用いて所定のペプチドに結 合され得る。NI ，NII，NIII，NIV-テトラ（9-フルオレニルメトキシカルボニル）-5-カルボキ シスペルミン（Fmoc-カルボキシスペルミン） 5-カルボキシスペルミン（11.0ｇ）を、100mlの水中に溶解した。溶液を氷上 で冷却し、そして200mlジオキサンで希釈し、そしてアルゴンでフラッシュした 。200mlジオキサン中、50ｇの9-フルオレニルメチルクロロホルメート（Fmoc-Cl ）の溶液を、冷却したカルボキシスペルミンに徐々に添加した。反応混合物を、 アルゴン下４℃にで１時間、アルゴン下室温にて一晩攪拌した。反応を、TLC(シ リカゲル、CHCl3/MeOH:9/1)によってモニタリングした。反応混合物を、1.5L 氷冷水中に注ぎ、そして酢酸エチル（２Ｌ）で抽出した。有機層を分離し、400m lの１Ｎ HCI(２×)および300mlの飽和NaClで順番に抽出した。有機層をNa2SO4で 乾燥させ、そしてロータリーエバポレーターで濃縮した。得られる粘着性の物質 を、フラッシュクロマトグラフィー（シリカ、CHCl3/MeOH::95/5)に供し、25.5 ｇの所望の物質を白色の柔らかい固体として得た。 Fmoc- カルボキシ-スペルミン-0Pfpエステル 3mlジオキサン溶液中のペンタフルオロフェノール(4.2g)溶液、続いて２mlジ オキサンを、10mlジオキサン中のFmoc-カルボキシ-スペルミン(8.0g)溶液に添加 した。その結果得られた混合液を、氷水浴にて冷却しアルゴンでフラッシュした 。4mlジオキサン中の新たに蒸留したジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC,1.6g )を冷却した反応混合液に添加した。その混合液を、アルゴン存在下で、約１時 間４℃にて攪拌し、そして室温で一晩攪拌した。沈殿したジシクロヘキシル尿素 （ＤＣＵ）を反応混合液から濾過し、次いでこれをロータリーエバポレーターに て乾燥まで濃縮させた。残留物を一晩、高減圧下で乾燥させた。このエステルは 、少し黄色がかったゴムとして定量的な収率で得られ、これをペプチド合成機に てさらに精製することなく使用した。 スペルミン改変ペプチドの合成 スペルミン改変ペプチドを、製造者によって示唆されたプロトコルを使用して Milligen9050合成機でFmoc化学を用いて合成した。スキーム１に図示するように 、ペプチドを慣習的に合成し、カルボキシスペルミンを、合成機上で付加される 最後のアミノ酸としてFmoc-カルボキシスペルミン-OPfpエステルを使用して、合 成されたペプチドのN末端に付着させた。使用した脱保護試薬を、上述のように 選択した。ペプチド-スペルミン結合体を使用するまで冷凍保存した。表４は、F MOC-カルボキシ-スペルミンを使用して合成したスペルミン結合ペプチドのいく つかの例を列挙する。改変されたペプチドをVydac C-18カラムでHPLCを使用して 分析および精製した。改変されたペプチドを、HPLC、アミノ酸分析および質量分 光測定(ESもしくはMALDI-TOF)によって特徴づけた。この方法は、ポリアミン-ペ プチド結合体の合成のために、周知技術を考慮して使用され得るか、または容易 に適合させられ得る。 ペプチド-スペルミン結合体はまた、スキーム２に図示するようにヘテロ二機 能性基架橋剤であるスルホ-SMPB(Pierce Chemical Co.,Rockford,IL)を使用して 、調製され得る。(S.S.Wong「Heterobifunctional Cross-linkers」Chemistry of Protein Conjugation and Cross-linking CRC Press 147〜194頁を参照のこ と)。手短に言えば、DMF中の100mg/mlスルホ-SMPBを、50mMリン酸ナトリウム緩 衝液(pH7.5)を使用して、20mg/mlに希釈する。次いでスペルミン（50mMリン酸ナ トリウム緩衝液中に50mg/ml）を、スルホ-SMPB溶液に対して3:1のモル比で添加 した。室温で１時間後、反応混合物を、リン酸ナトリウム緩衝液を使用して（LH -20カラム）分取する。最初の主なピーク（スペルミン-MPB）を収集した。スペ ルミン-MPBを、純粋な粉末形態またはアセトニトリル／水溶液のいずれかで末端 システイン（HS-）を有する合成（もしくは天然に存在する）ペプチドと1:1.5か ら1:2の比で混合する。過剰なペプチドを、LH-20カラムで水で溶出させて分離さ せる。ペプチド-スペルミン結合体は、使用まで冷凍保存する。HS-ペプチドとの スペルミン-MPBの反応は、ペプチドダイマー形成を避けるために、適当な還元条 件下で実施すべきである。この方法は、ポリアミン-ペプチド結合体の合成のた めに、周知技術を考慮して、利用され得るか、または容易に適合させられ得る。 システイン残基を含むペプチドのペプチドダイマーは、所望であれば２つのペ プチドの間にジスルフィド結合を形成するために酸化的結合反応によって形成さ れ得る。本発明の鎖状体および混合鎖状体は、自動ペプチド合成によって調製さ れ得、そして所望であれば鎖状体、混合鎖状体、およびペプチドオリゴマー（ダ イマーなど）は、本明細書中に記載した方法によって核酸結合基に結合体化され 得る。 スキーム３は、ペプチドのカルボキシ末端のポリアミンを導入するために自動 ペプチド合成機において使用され得る、適切に保護されたポリアミン種を図示す る（例えば構造II、カルボキシスペルミン結合体化に関して）。そのスキームは 、構造IIのカルボキシスペルミン誘導体の合成を図示しており、これは、任意の 類似のポリアミン誘導体の合成について容易に一般化され得る。ペンタフルオロ フェノール基を除去することによって活性化された構造IIの化合物は、ペプチド カルボキシ末端にカルボキシスペルミン基を提供するために固体支持体に結合体 化され得る。標準的な自動ペプチド合成を、構造Ｉの支持体を用いて実施する。 構造IIの完全保護カルボキシスペルミンは、それ自身、合成ペプチド鎖に沿って 任 意の位置でのカルボキシスペルミン基の付加のための試薬として利用され得る。 これらの方法は、任意のポリアミンの結合体のために容易にかつ日常的に適合さ せられ得る。 ペプチド-脂質結合体 ペプチド-脂質結合体は、以下のように調製する：反応性頭基(例えば1,2-ジオ レオイル-S,N-グリセロ-3-ホスホエタノールアミン-N-［3-(2-ピリジルジチオ) プロピオネート］(N-PDP-PE,Avanti Polar Lipids，Inc.Alabaster,AL)のような 基)を有する脂質を、システイン-ペプチド（例えば、機能性ペプチドのいずれか の末端のシステイン）と反応させる。反応は室温で実施され得、次いで放出発色 団を測定し得る。スキーム４参照。例えばN-PDP-PEを、メタノール中に溶解させ て0.2Mの濃度にする（約200mg/ml）。VSVG-Cys(例えばKFTIVFC)；RGD-Cys(例え ばGRGDSPC);またはCys-NLS(例えばCGWGPKKKRKVG)を含有するCys-ペプチドを、適 当な溶媒(例えばDMF)に溶解させて100mg/mlの濃度にし、そして1.5-2:1のモル比 で、N-PDP-PE溶液と混合した。ペプチド-脂質結合体は、アセトニトリル／水／T FAおよびメタノール溶媒系と共にVydac蛋白およびペプチドC18逆相カラムを使用 して、HPLCで精製し得る。その結合体は、UVおよびMS分析によって特徴づけられ 得る。 スキーム４ 実施例２：トランスフェクション培地に添加したウイルス性ペプチドでのヒト線 維芽細胞のカチオン性脂質トランスフェクションの増強 以下のウイルス性ペプチドを、実施例１に記載のように自動固相ペプチド合成 を使用して合成した：インフルエンザウイルスの膜融合領域(HApep)(Epandら(19 92)Biopolymers 32:309を参照のこと);赤血球凝集素ペプチドE5およびK5を得る ためのFluHaの改変(Kamata,H．ら(1994)Nucleic Acids Res.22:536-537を参照の こと);および小胞口内炎ウイルスG-蛋白であるVSVG(Schlegel,R.およびWade,M.( 1985)J.Virol.53:319を参照のこと)。SV40ラージT抗原の核局在化シグナル(NLS) 、NLS(Lanfordら(1986)Cell 46:575を参照のこと)およびRGDペプチド(Ruoslahti ,E.およびPierschbacher,D．(1987)Science 238:491)もまた合成した。合成した ペプチドの配列を、表５に示す。 新生児ヒト線維芽細胞(NHF)を、新生児の包皮真皮から単離し、Hawley-Nelson ,P.,ら(1993)Focus 15:73(本明細書中に参考のために援用される)に記載のよう に調製し、そして最高20継代培養した。接着細胞の培養物を0.1mM MEM、非必須 アミノ酸(NEAA)、10％(V/V)ウシ胎児血清(FBS)、100U/mLペニシリン(PEN)および 100μg/mLストレプトマイシン(STREP)を含むダルベッコ改変イーグル培地(DMEM) で増殖した。培養物を0.25％(v/v)トリプシン、0.1mM EDTAを用いてコンフルエ ンスに継代した。 プラスミドベクターpCMVβgalおよびpCMVSP0RTβgalは、サイトメガロウイル ス プロモーターの制御下に大腸菌β-ガラクトシダーゼ(β-gal)遺伝子を含む市 販の哺乳類レポーターベクターである（それぞれClontech,CAおよびGIBCO-BRL） 。MacGregorら(1989)Nucleic Acids Res.17:2365;Nortonら(1985)Mol.and Cell Biol.5:281;Alam(1990)Anal.Biochem.188:245を参照のこと。プラスミドDNAを、 標準塩化セシウム法にて精製した。 ヒトの線維芽細胞を、トランスフェクションの前日に24ウェル皿に１ウェル毎 に8×104個でプレートした。トランスフェクション前に、その細胞を無血清DMEM 溶液でリンスした。一方が「LIPOFECTAMINE」を3μg含有し、もう一方は0.2μg のpCMVβgalDNAを含んだ「OPTI-MEM」-I培地の２つの25μlアリコートを、室温 で30分間複合体を生成するために合わせた。「LIPOFECTAMINE」(Gibco/BRL:L ife Technologies,Inc.,Gaithersburg,MD)は、多価カチオン性脂質である2、3- ジオレイルオキシ-N-[2（スペルミンカルボキサミド）エチル］-N,N-ジメチル-1 -プロパナミニウムトリフルオロアセテート(DOSPA)とDOPEとの３：１(W/W)の混 合物である。ペプチドは、最終濃度250×ジメチルスルホキシド(DMSO)に溶解し た（表５参照のこと）。ペプチド溶液(１μl)は、無血清DMEMトランスフェクシ ョン培地250μlに添加し、そして、リンスした細胞に添加した。E5,K5,HApep,お よびVSVG単独を含む処理、ならびにE5+K5およびVSVG+K5を互いに組み合わせた処 置を、全くペプチドを含まない（「LIPOFECTAMINE」とDNAのみ）トランスフェク ションサンプルと比較した。２つのペプチドを組み合わせた処置のために、E5、 K5、およびVSVGを、全て５μMの濃度で使用した。次いで「OPTI-MEM」-Iにおけ るDNA-脂質凝集体を、細胞上に添加したペプチドを有するトランスフェクション 培地に添加した。37℃で24時間培養後、細胞を採取、抽出し、上記に記載したよ うにβ-ガラクトシダーゼ活性についてアッセイした。 溶解細胞抽出液の酵素活性を、異なる処置プロトコルから得られる発現レベル を比較するために使用した。トランスフェクションの１〜２日後、細胞を、PBS で１回リンスし、0.1%の「TRITON」X-100(t-オクチルフェノキシポリエトキシエ タノール;Sigma Chemical Co.,St.Louis,MO;「TRITON」は、Union Carbide，Inc .の登録商標です。)と0.1MトリスpH8.0を１ウェルにつき0.15mlとし、マイナス7 0℃で凍結した。37℃で急速解凍後、溶解物を遠心分離によって清澄化した。溶 解細胞抽出物を、本質的にSambrookら(1989)Molecular Cloning A Laboratory M anual,第２版,Cold Spring Harbor Laboratory Press,16.66頁に記載したような 方法で、β-ガラクトシダーゼ活性についてアッセイした。手短に言えば、２〜 ６μgのタンパク質を含む可溶性細胞抽出物を、９６ウェルマイクロタイタープ レートに１mM MgCl2、50mMβ-メルカプトエタノールおよび0.88mg/mL o-ニトロ フェニル-β-D-ガラクトピラノシド(galacatopyranoside)(ONPG)を含有する100 μlの0.1Mリン酸ナトリウム緩衝液(pH7.5)に添加した。プレート上に10〜70ngの β-ガラクトシダーゼ(Gibco/BRL:Life Technologies，Inc.,Gaithersburg,MD)標 準曲線を含んだ。３７℃５〜２０分で黄色を発色した。必要であれば150μlの１ ＭNa3CO2の添加によって反応を停止させた；OD420を、マイクロタイタープ レートリーダーで測定した。 図１は、脂質をDNAと複合体化した後にDMEMトランスフェクション培地に添加 したペプチドの影響を示す。図１に示すとおり、HApep、およびVSVGとＥ５との 組み合わせを除いてコントロールと比較したトランスフェクションの比較的微量 な増強が観察された。VSVG+E5組み合わせは、「LIPOFECTAMINE」のみと比較して ２倍より大きい増強を示した。最適なトランスフェクションを生じたペプチド濃 度を、表５に載せる。構成成分の添加の順序がペプチドによるトランスフェクシ ョンの増強に対する重要な影響を有することが、後にわかった。一般的にカチオ ン性脂質組成物にDNAを接触させる前の核酸とペプチドの最初の複合体化は、顕 著により高いトランスフェクション増強を示した。 実施例３：「LIPOFECTAMINE」と組み合わせたDNAとプレ複合体化したSp-NLSNLS のトランスフェクション増強 Sp-NLSNLS（スペルミン-5-CO-NH-CH2-CO-GYGPKKKRKVGGGGYGPKKKRKVGG）は、ペ プチドが「LIPOFECTAMINE」の添加に先だってDNAとプレ複合体化するとき、ヒト 線維芽細胞、NIH3T3、MDCK、およびBHK-21細胞において「LIPOFECTAMINE」と組 み合わせてトランスフェクション効率を増強する。 本実施例において、全ての培地、血清、および試薬は、他に記載されていなけ れば、GIBCO BRL由来であった。全ての細胞を、0.1mM非必須アミノ酸(NEAA),100 U/mLペニシリン、100μg/mLストレプトマイシンを含むダルベッコMEM（DMEM,高 グルコース：4.500mg/L D-グルコース、Ｌ-グルタミンおよびフェノールレッド を含む）で培養した。ヒト線維芽細胞、MDCK、およびBHK-21細胞を、10％ウシ胎 児血清（FBS）と共に培養した。NIH 3T3細胞を、10％仔ウシ血清と共に培養した 。ヒト線維芽細胞を、実施例２に記載のように得た。NIH 3T3(NIH Swissマウス 胚、接触阻害した線維芽細胞)、MDCK（イヌ腎細胞）、ベイビーハムスター腎（B HK-21）細胞を、アメリカン タイプ カルチャー コレクション(Rockville,MD)に より得た。全ての培養物を、５％CO2下37℃で維持した。１ウェルにつき6×104 個のヒト線維芽細胞、4×104個のBHK-21細胞、6×104個のMDCK細胞、および5×1 04個のNIH 3T3細胞を、24ウェルプレートにトランスフェクション前日にプ レートした。トランスフェクションの日には、培養細胞は、50〜80％コンフルエ ントであった。 24ウェルプレートの各ウェルについて、0.5〜４μLの「LIPOFECTAMINE」試薬 と0.1〜0.8μg pCMV−SPORT-β-galもしくはpCMVβ DNA(G.R.McGregorおよびC.T .Caskey(1989)Nucleic Acids Res.17:2365)とを、無血清培地（0.1mM NEAAを添 加した"OPTIMEM-IもしくはD-MEM）の別個の25μLアリコートに希釈した。Sp-NLS NLS(1-4μg、１mg/ml水溶液とする)を、DNA溶液に添加し、プレ複合体化を許容 するために15分間室温でインキュベートした。DNA-Sp-NLSNLS溶液を、希釈「LIP OFECTAMINE」と共に混合し、次いで室温で30分間インキュベートした。細胞は、 NEAAを有する無血清DMEMでリンスし、次いで各ウェルあたり0.2mlのNEAAを有す る無血清DMEMを細胞に加えた。DNA-Sp-NLSNLS-脂質複合体を、細胞上の無血清D- MEMに添加し、５時間37℃でインキュベートし、次いでFBS(最終濃度10％)を含む D-MEMの１mlを添加した。培養物を24時間インキュベートし、次いで固定し、X-g alでインサイチュで染色する(J.R.Sanesら(1986)EMBO J.5:3133,以下参照)かも しくはONPGアッセイ（実施例２に記載したように）のために採取した。 トランスフェクション効率の増強を試験するために、ヒト線維芽細胞を、「LI POFECTAMINE」およびSp-NLSNLSを使用して、pCMV・SPORT-β-gal DNAでトランス フェクションした。Sp-NLSNLSの濃度の増加を試験し、β-ガラクトシダーゼ活性 をONPGでアッセイした（図２）。トランスフェクションにおいて、増強活性がプ ラトーになるのは、２〜20μgのSp-NLSNLSが0.4μg DNAと予め複合体を形成した 時である。同様の実験において、５倍から８倍間の増強レベルが、0.4μg DNAご とに２〜４μgのSp-NLSNLSで日常的に観察された（データは示さない）。 同様にトランスフェクションしたヒト線維芽細胞を、X-galでインサイチュで 染色した。Sp-NLSNLS(2μg)とDNA（0.4μg）を含む脂質（2μL）の、最高活性濃 度の結果を撮影し、陽性細胞をカウントした。陽性細胞のパーセント（３定量の 平均+/-ハーフレンジ）を決定した：「LIPOFECTAMINE」(4+/-2％)、Sp-NLSNLSを 有する「LIPOFECTAMINE」(18+/-6%)。これは、トランスフェクション細胞のパー セントにおける４倍の増強である。 インサイチュ染色を、β-ガラクトシダーゼ発現を立証するために使用した。 細胞をPBSでリンスし、2%(v/v)ホルムアルデヒド、PBS中の0.2%グルタルアルデ ヒドで５分間固定し、PBSで２度リンスし、0.1% X-gal(Gibco/BRL:Life Technol ogies,Inc.,Gaithersburg,MD)、5mMフェロシアン化カリウム、5mMフェリシアン 化カリウム、PBS中の2mM MgCl2で、一晩染色した。リンスした細胞を、ホフマン 光学を伴うNikon倒立顕微鏡の10倍の対物レンズを用いて撮影した。トランスフ ェクション効率を、β-gal陽性（青に染まった）細胞数をカウントするかまたは 概算することによって評価した。 Sp-NLSNLSによるトランスフェクション増強の分析を、広範囲の脂質およびDNA 濃度を使用して、ヒト線維芽細胞、BHK-21、NIH3T3、およびMDCK細胞で行った。 データを、図3A-3Hに示す。それぞれの場合において、ただ脂質およびDNAの至適 濃度における活性だけではなく、活性のプラットフォーム全体が上昇される。こ のタイプの増強は、トランスフェクションの高い効率の再現性を容易にし、多価 カチオン性脂質媒介トランスフェクション(特に「LIPOFECTAMINE」を用いるトラ ンスフェクション)の活性スペクトルを広げ、より広い範囲のDNAおよび脂質濃度 にわたって高い活性を生じる。トランスフェクションにおけるSp-NLSNLSのよう なスペルミン誘導体化ペプチドの使用は、所定の系において高活性カチオン性脂 質トランスフェクションを達成するのに以前必要とされた脂質およびDNA濃度の 細かな至適化の量を減少させる。 Sp-NLSNLSおよび他のペプチドおよびスペルミン誘導体化ペプチドを有する脂 質およびDNA濃度の範囲を超えて活性のプラットフォームを増加させることによ って、等価もしくはより高い効率のトランスフェクションからより高い細胞収率 を生じる、より低い量の脂質およびDNAで高いレベルのトランスフェクションを 達成することが可能である。 表６は、図3Aおよび3Bに図示した実験において生じたデータを使用して、この 観察を図解している。0.07ng β-gal/μgタンパク質のピーク活性は、0.4μgDNA および２μL 「LIPOFECTAMINE」の「LIPOFECTAMINE」単独で達成される。これら の条件に対するタンパク質収量（細胞収量に直接的に比例する）は、67.5μg/ウ ェルであった。Sp-NLSNLSの使用によって、タンパク質μgあたり0.38ngβ-galの 活性（「LIPOFECTAMINE」単独のピークの５倍よりも高い）が、0.1μg DNA および１μl「LIPOFECTAMINE」を用いるトランスフェクションにおいて達成され 得る。これらの条件下におけるタンパク質収量は、85.5μg/ウェルであり、これ は、「LIPOFECTAMINE」単独のピークより25％高い。この違いは、他の細胞タイ プにおいても同様に見られる（データは示さず）。同様の収率が、同じ脂質およ びDNA濃度の「LIPOFECTAMINE」単独およびSp-NLSNLS-プレ複合体化DNAでみられ る（データは示さず）ので、増強した収率は、より低い脂質およびDNA濃度を使 用することによると最も思われる。 実施例４：ペプチドおよびDNAにプレ複合体化したペプチド誘導体によるヒト線 維芽細胞における「LIPOFECTAMINE」トランスフェクションの増強 表７は、様々なペプチドおよびペプチド誘導体と組み合わせた「LIPOFECTAMIN E」についてのトランスフェクション活性を比較する。トランスフェクションは 、実施例３に記載のようなONPGアッセイを使用して、pCMSP0RTβgalまたはpCMV βを使用してヒト線維芽細胞（指示されたものを除く）で行った。実験を、0.4 μgDNA/トランスフェクション（指示されたものを除く）を使用して２４ウェル プレートで行った。実施例３に記載したプロトコルを、最初にDNAに添加したペ プチドを用いて使用した。表７中のデータは、「LIPOFECTAMINE」とペプチドも しくは改変ペプチドについてのピーク活性の増強倍である。いくつかの場合にお けるHPLCによるペプチドの精製の間に、２つのピークが単離された。K16NLS（ピ ーク２）は、アルギニン残基(R)にMtr-保護基を保持すると思われる不完全に脱 保護された物質である。最も好ましいトランスフェクション増強剤は、増強剤の 最低量で最高の増強倍（カチオン性脂質のみと比べて）を与えるそれらのペプチ ドまたはペプチド誘導体である。逆NLSペプチドが、「LIPOFECTAMINE」を用いる トランスフェクションの増強を全く示さなかったことに留意されたい。 実施例５：特定のペプチド誘導体の存在下のDMRIE-Cのトランスフェクション活 性 表８は、懸濁細胞株（K562およびJurkat細胞）のトランスフェクションについ て、いくつかの異なるペプチド（もしくはペプチド誘導体またはそれらの組み合 わせ）と組み合わせたDMRIE-Cについてのトランスフェクション活性を比較する 。 DMRIE-Cは、膜濾過水中のカチオン性脂質DMRIE（1,2-ジミリスチルオキシプロ ピル-1-3-ジメチルヒドロキシエチルアンモニウムブロミド）およびコレステロ ールを有する１：１（M/M）のリポソーム処方物である。K.SchifferliおよびV.C iccarone(1996)「FOCUS」18.45ならびにV.Ciccaroneら.(1995)「FOCUS」17:84を 参照のこと。トランスフェクションを、pCMVSP0RTCATを使用して行い、アッセイ をCAT活性を使用して行った。種々の量のペプチド誘導体（もしくはこのような 誘導体の混合物）を組み合わせ、DNAと15分間プレインキュベートした。次いで 、プレ複合体化DNA-ペプチド（およびもしくはペプチド誘導体）複合体を、1.6 μLDMRIE-Cと混合した。次いで、トランスフェクション組成物を、24ウェルプレ ートにおいて４×105細胞／ウェルと混合した。CATアッセイを、トランスフェク ション後36〜48時間で行った。 クロラムフェニコールアセチルトランスフェラーゼ(CAT)アッセイを、J.R.Neu manら.(1987)BioTechniques 5:444に記載のように行った。手短に言えば、ウェ ルから採取した細胞を、PBSで洗浄し、懸濁細胞について室温で５分間1000rpm（ 約600×G）の遠心分離によってペレット化した。ペレットを氷上におき、0.1％T RITON X-100を含む0.1M Tris-HCl(pH8.0)の1mlを加え、次に-70℃２時間凍結し た。ペレットを37℃で解凍し、次に氷で冷却した。細胞溶解物を、５分間微量遠 心分離機において最高速度で遠心分離した。上清を集め、デアセチラーゼおよび CAT反応の他のインヒビターを失活させるために10分間65℃で加熱した。加熱し た上清（今後、細胞抽出物）を、３分間最高速度で遠心し、-70℃で保存した。 それぞれの細胞抽出サンプルについて、5〜150μLの細胞抽出物を加え、0.1M Tris-HCl(pH8.0)で150μLにする。ネガティブコントロールは、150μLの0.1M Tr is-HCl(pH8.0)であり；ポジティブコントロールは、0.1M Tris-HCl(pH8.0)で150 μLとしたCAT標準溶液（１、５、10、20、および50mUのCAT）である。10μLの1M Tris-HCl(pH8.0);１μLの250mMクロラムフェニコール（100％エタノール中）； ５μL(50nCi)[14C-ブチリル(butryl)コエンザイムA(0.010μCi/μL)]；84μLの 脱イオン蒸留水の混合物100μLをそれぞれのサンプルに加え、２ 時間３７℃でインキュベートする。それぞれのサンプルに「ECONOFLUOR」を3ml 加え、２時間室温でインキュベートする。液体シンチレーションカウンターにて 0.5分間それぞれのサンプルをカウントする。 表８は、使用したペプチドで観察された最も高い増強倍およびその増強レベル を達成するために必要とされたペプチド（もしくは誘導体）の量を列挙する。 実施例６：デンドリマー媒介性トランスフェクションの増強 リジン[Lys DMER]またはアルギニン[Arg DMER]で改変された「STARBULAST」ポ リアミドアミン(PAMAM)デンドリマー：G7(EDA)、G9(EDA)、およびG6(EDA)ならび に「COMB BURST」(商標、Dendritech Inc.)デンドリグラフトを、Michlgan Mole cular Instituteより入手した。PAMAMデンドリマーを、例えば、Tomalia D.A.お よびDurst,H.D.(1993)において、Weber E.(編)Topics in Current Chemistry,16 5:「Supramolecular Chemistry I-Directed Synthesis and Molecular Recognit ion，Springer-Verlag，Berlin 193-313頁ならびにTomalia D.A．ら、(1990)Ang ew．Chem.Intl.Ed.Engl.29:138-175に記載される現在の標準的方法により調製し た。これらの改変デンドリマーをトリフルオロ酢酸塩として保存する。LysDMER は2.07×1015+電荷/μgの電荷密度を有し；Arg DMERは2.41×1015+電荷/μgの電 荷密度を有する。「COMB BURST」デンドリグラフトを3ジェネレーションまで増 殖させ、次いで一層のPAMAMの繰り返しユニットで改変し、分子量30,000、多分 散性1.11および電荷密度2.68×1015+電荷/μgのポリマーを得る。 デンドリマー媒介性トランスフェクションのペプチドおよびスペルミンペプチ ド結合体の効果を、COS-7細胞(ATCC)のトランスフェクションで評価した。デン ドリマートランスフェクションを本質的に、Kukowska-Latallo J.Fら、(1996)Pr oc.Natl.Acad.Sci.USA 93::4897-4902に記載のように実施した。COS-7細胞を24 ウェルプレートに4×104細胞/ウェルでプレートした。２つのDNAプラスミド、X- gal染色のためのpCMVβ、およびルシフェラーゼアッセイのためのpGL3(Promega) を両者とも0.5μg/ウェルで使用した。全てのデンドリマーを３μg/ウェルで使 用し、そしてクロロキンを全てのデンドリマートランスフェクション物に25μg/ mL添加した。デンドリマートランスフェクション物を「LIPOFECTAMINE」トラン スフェクション物と1μL/ウェル使用して比較した。３つのペプチド、1μg/ウェ ル添加されたK16NLS(ピーク2、不完全な逆ブロック)、1.5μg/ウェル添加された Sp-NLSNLS、および20μg/ウェル添加されたNLSの影響を決定した。 ルシフェラーゼアッセイについては、各ウェルを0.15mlの溶解緩衝液(25mM Tr is HCl,pH8.0、10.1mM EDTA、10％グリセロール、0.1％Triton X 100)中に抽出 し、そして10μlの各ウェルからの遠心分離上清抽出物を50μLのルシフェラーゼ アッセイ試薬(Promega)と自動的に混合し、そして照度計で５秒間アッセイした 。X-galアッセイを実施例３のように実施した。 ルシフェラーゼアッセイの結果を表９に列挙する。表11の各デンドリマーのト ランスフェクション活性を、３つのペプチドまたは試験したペプチド結合体によ り増強した。COS-7細胞のトランスフェクションについて最も活性なデンドリマ ーは、Arg DMERおよび「COMB BURST」であった。これらの実験では、トランスフ ェクションは、デンドリマー濃度または添加したペプチドの量について最適化さ れていなかった。X-galアッセイは、表９に示されたデータと一致した。 実施例７：NIH3T3細胞での安定したトランスフェクション頻度に対するSp-NLSNL Sの効果 NIH3T3細胞を、24ウェルプレートに10％のウシ血清を補充したDMEMに6×104細 胞/ウェルで播種し、そして一晩増殖させた。細胞を、０μl、１μl、２μl、３ μl、および４μlの「LIPOFECTAMINE」、ならびに0.1μg、0.2μg、0.4μg、お よび0.8μgのpSV2neo(ATCCより入手、ネオマイシン耐性遺伝子を保有、Bergら、 (1982)J.Mol.Appl.Genet.1:327-341を参照のこと)を使用したマトリックスフォ ーマットでトランスフェクトした。DNAを２μg（0.1〜0.4μgのDNAについて）ま たは４μg（0.8μgのDNAについて）のペプチドとともにプレインキュベートした 。コントロールDNAをペプチドなし（ここでは、Sp-NLSNLS、配列については表５ を参照のこと）で提供した。トランスフェクションの24時間後、細胞を、増殖培 地を含む35mmプレート中に1:150に分け、そして一晩増殖させた。次の日、細胞 を0.6mg/mlの「GENETICIN」(G418硫酸塩、Gibco/BRL:Life Technologies,Inc.,G aithersburg,MD)を含む選択培地に加えた。10日後、プレートを固定し、そ して0.4％のトルイジンブルーを含む10％のホルマリン/PBSで染色した。G-418耐 性コロニーを計数し、そしてプレートされた細胞の最初の数の％として示す。図 ４Ａ（ペプチド無しのコントロール）および図４Ｂ（Sp-NLSNLS添加）は、この 実験の結果を示す。Sp-NLSNLSによるトランスフェクションの有意な増強が、ほ とんど全ての場合で観察される。 実施例８。一価カチオン性脂質試薬によるトランスフェクションに対するSp-NLS NLSの効果 別々の実験において、10％のウシ胎仔血清を補充したDMEMの24-ウェルプレー ト中にBHK-21細胞を2×104細胞/ウェルで播種し、COS-7細胞を5×104細胞/ウェ ルで播種し、CHO-K1細胞を6×104細胞/ウェルで播種し、ヒト線維芽細胞を8×104 細胞/ウェルで播種し、およびHT29細胞を1×105細胞/ウェルで播種し、そして 一晩増殖させた。細胞を0〜4mlの「LIPOFECTIN」「LIPOFECTACE」（ジメチル-ジ オクタデシル-アンモニウムブロミド(DDAB)およびDOPEの比率が1:2.5）またはDM RIE-DOPE(1:1のモル比で1mg/ml)および0〜15mgのSp-NLSNLSペプチドで予め複合 体化された0.4mgのpCMVSP0RTbgalプラスミドDNAを使用して、実施例３に記載の ようにトランスフェクトした。トランスフェクションの24時間後、細胞を実施例 ２に記載のように回収した。溶解物を、Tropix(V.K.JainおよびI.T.Magrath(199 1)Anal.Biochem.199:119-124)の発光アッセイを使用してb-ガラクトシダーゼ活 性についてアッセイした。表10は、DNA単独またはSp-NLSNLSペプチドと予め複合 体化したDNAを有する一価カチオン性脂質の濃度の範囲でのトランスフェクショ ンの活性ピークを示す。明らかな増強がほとんどの場合で見られる。 実施例９.DOSPA-DOPEと異なる多価カチオン性脂質試薬によるトランスフェクシ ョンに対するSp-NLSNLSの効果 別々の実験において、CHO-K1細胞およびNIH3T3細胞を6×104細胞／ウェル、お よびヒト線維芽細胞を8×104細胞／ウェルで、24-ウェルのプレート中の10％の ウシ胎仔血清（NIH3T3についての10％のウシ血清）を補充したDMEMに播種し、そ して一晩増殖させた。細胞を、0〜4mlの「CELLFECTIN」TMDOS、「DOSPER」また は「MULTIFECTOR」、および0〜40mgのSp-NLSNLSペプチドと予め複合体化した0.4 mgのpCMVSP0RTbgalプラスミドDNAを使用して、実施例３に記載のようにトランス フェクトした。トランスフェクションから24時間後、細胞を実施例２に記載のよ うに回収した。溶解物を、ONPG(実施例２を参照のこと)またはTropix（実施例８ を参照のこと）の発光アッセイを使用して、b-ガラクトシダーゼ活性についてア ッセイした。表11は、DNA単独またはSp-NLSNLSペプチドと予め複合体化したDNA を有する多価カチオン性脂質のある範囲の濃度でのトランスフェクションの活性 ピークを示す。明らかな増強が見られる。 実施例10.活性化デンドリマー「SUPERFECT」によるトランスフェクションに対す るsP-NLSNLSの効果 COS-7細胞を10％のウシ胎仔血清を補充したDMEMの24-ウェルプレート中に4×1 04細胞／ウェルで播種し、そして一晩増殖させた。細胞を、0〜4mlの「SUPERFEC T」、および0〜5mgのSp-NLSNLSペプチドと予め複合体化した0.4mgのpCMVSP0RTbg alプラスミドDNAを使用して、実施例３に記載のようにトランスフェクトした。 トランスフェクションから24時間後、細胞を実施例２に記載のように回収した。 溶解物を、Tropix（実施例８を参照のこと）の発光アッセイを使用してb-ガラク トシダーゼ活性についてアッセイした。表12は、DNA単独またはSp-NLSNLSペプチ ドと前複合体化したDNAを有するデンドリマーの濃度の範囲でのトランスフェク ションの活性ピークを示す。明らかな増強が見られる。 実施例11.「LIPOFECTAMINE」によるトランスフェクションに対するTATペプチド およびTATスペルミンペプチドの効果 ２通りのTATペプチドを合成した：Ｎ末端にDNA結合基のカルボキシスペルミン を有するもの、および有さないもの。使用したTAT中央部の配列は、CGYGRKKRRQR RRGである。カチオン性脂質媒介トランスフェクションを増強するTATペプチドお よびカルボキシスペルミン改変TATペプチドの能力を試験した。 トランスフェクションをNIH/3T3細胞で、24ウェルプレートにおいて実施した 。播種密度は、6×104細胞/ウェルであった。各条件について、複合化について は 標準的なPLUSプロトコルを使用した（実施例３を参照のこと）。全ての複合体を OptiMEM還元血清培地で調製した。細胞を回収し、そして発光アッセイ（実施例 ８を参照のこと）により可溶性抽出物中でのβ-ガラクトシダーゼ活性について アッセイした。表13は、DNA単独で、またはTatペプチドまたはTatスペルミンペ プチドと予め複合体化させて、「LIPOFECTAMINE」のある範囲の濃度でのトラン スフェクションのピーク活性を示す。明らかな増強が見られる。 実施例12.「LIPOFECTAMINE」および「LIPOFECTIN」によるトランスフェクション に対する、DNA予備複合体中のSp-NLSNLSレセプター−リガンドタンパク質包含の 効果 別々の実験において、10％のウシ胎仔血清を補充したDMEMの24-ウェルプレー ト中で、CHO-K1細胞を、6×104細胞/ウェルで播種し、そしてヒト線維芽細胞を8 ×104細胞/ウェルで播種し、そして一晩増殖させた。細胞を、0〜5μlの「LIPOF ECTAMINE」「LIPOFECTIN」または「DMRIE-DOPE」、および0〜40μgのSp-NLSNLS ペプチドまたはSp-NLSNLSペプチドの混合物と予め複合体化された0.4μgのpCMVS PORTβgalプラスミドDNA、ならびに1〜2μgのインスリンまたは2〜4μgのトラン スフェリン、または1〜4μgのインスリンおよびトランスフェリンの両方を使用 して実施例３に記載のようにトランスフェクトした。トランスフェクションから 24時間後、細胞を実施例２に記載のように回収した。溶解物を、ONPG(実施例２ を参照のこと)またはTropix（実施例８を参照のこと）の発光アッセイを使用し てb-ガラクトシダーゼ活性についてアッセイした。表14は、DNA単独で、またはS p-NLSNLSペプチド+/-リガンドタンパク質と予め複合体化したDNAで、脂質のある 範囲の濃度でのトランスフェクションの活性ピークを示す。混合物中のリガンド タンパク質の包含により生じる、明らかな増強が見られる。 実施例13.lipofectAMINE試薬によるトランスフェクションに対する接着タンパク 質フラグメントの効果 COS-7細胞を10％のウシ胎仔血清を補充したDMEMの24-ウェルプレート中に5×1 04細胞／ウェルで播種し、そして一晩増殖させた。細胞を、0〜2.4μlの「LIPOF ECTAMINE」および0μgまたは10μgの「RETRONECTIN」と予め複合体化された0.8 μgのpCMVSPORTβgalプラスミドDNAを使用して、実施例３に記載のようにトラン スフェクトした。トランスフェクションから24時間後、細胞を実施例２に記載の ように回収した。溶解物を、ONPG(実施例２を参照のこと)を使用してβ-ガラク トシダーゼ活性についてアッセイした。表15は、DNA単独で、または「RETRONECT IN」と予め複合体化されたDNAでの、「LIPOFECTAMINE」のある範囲での濃度での トランスフェクションの活性ピークを示す。明らかな増強が見られる。 当業者は、本明細書に具体的に記載される以外の試薬開始物質、増殖培地、技 術および方法が、本発明のトランスフェクション組成物、キット、脂質凝集体、 ペプチドおよびタンパク質結合体、改変ペプチドおよびタンパク質、脂質、デン ドリマー、ならびにそのペプチドおよびタンパク質結合体の調製および使用にお いて、本発明の精神および範囲から逸脱することなく使用され得ることを理解す る。 この表のペプチド配列は、ポリアミン（スペルミンを含む）または他の核酸結合 基（Ｎ末端またはＣ末端での一連のカチオン性アミノ酸を含む）と組み合わせら れ得る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ１２Ｎ 1/00 Ｃ１２Ｐ 21/00 Ｃ // Ｃ１２Ｐ 21/00 Ｃ１２Ｎ 15/00 ＺＮＡＡ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，Ｍ Ｗ，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，ＤＫ，ＥＥ，Ｅ Ｓ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ，ＩＤ ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ， ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，Ｍ Ｇ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ， ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，Ｙ Ｕ，ＺＷ (72)発明者 ラン，ジアンクィン アメリカ合衆国 メリーランド 20876, ジャーマンタウン，レッド アドミラル ウェイ 12129 (72)発明者 シー，ポジェン アメリカ合衆国 メリーランド 21044, コロンビア，シャドー レーン 10942 (72)発明者 ジェシー，ジョエル エイ. アメリカ合衆国 メリーランド 20910, マウント エアリー，オールド ナショナ ル パイク 4139 (72)発明者 チカローネ，バレンティナ シー. アメリカ合衆国 メリーランド 20878, ゲイザーズバーグ，ルトレッジ ドライブ 11044 (72)発明者 エバンス，クリスタ エル. アメリカ合衆国 メリーランド 20874, ジャーマンタウン，チャーチル リッジ サークル ナンバー７ 12900 (72)発明者 シフェルリ，ケビン ピー. アメリカ合衆国 メリーランド 20874, ジャーマンタウン，コテージ ガーデン ドライブ ナンバー204 18059 (72)発明者 ゲベエフ，ギリアト アメリカ合衆国 メリーランド 20910, シルバー スプリング，ヘイル プレイス 9512

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １．１つ以上の核酸分子、１つ以上のペプチドまたはタンパク質、および１つ以 上のトランスフェクション薬剤を含む、細胞をトランスフェクトするための組成 物。 ２．前記組成物が、２つ以上のペプチドおよび／またはタンパク質を含む、請求 項１に記載の組成物。 ３．前記組成物が、２つ以上のトランスフェクション薬剤を含む、請求項１に記 載の組成物。 ４．前記組成物が、ペプチド−核酸複合体またはタンパク質−核酸複合体を含む 、請求項１に記載の組成物。 ５．前記ペプチド−核酸複合体またはタンパク質−核酸複合体が、２つ以上のペ プチドもしくはタンパク質または両方を含む、請求項４に記載の組成物。 ６．前記トランスフェクション薬剤が、１つ以上のカチオン性脂質を含む、請求 項１に記載の組成物。 ７．前記トランスフェクション薬剤が、さらに１つ以上の中性脂質を含む、請求 項６に記載の組成物。 ８．前記トランスフェクション薬剤が、１つ以上のデンドリマーを含む、請求項 １に記載の組成物。 ９．前記トランスフェクション薬剤が、さらに１つ以上の脂質を含む、請求項８ に記載の組成物。 １０．前記カチオン性脂質が、１つ以上の１価カチオン性脂質を含む、請求項６ に記載の組成物。 １１．前記１価カチオン性脂質が、DOTMA、DOTAP、DMRIE、およびDDABからなる 群から選択される、請求項１０に記載の組成物。 １２．前記カチオン性脂質が、１つ以上の多価カチオン性脂質を含む、請求項６ に記載の組成物。 １３．前記多価カチオン性脂質が、DOSPA、DOSPER、DOGS、TMTPS、TMTOS、TMTLS 、TMTMS、およびTMDOSからなる群から選択される、請求項１２に記載の組成物。 １４．前記中性脂質が、DOPE、DPhPE、およびコレステロールからなる群から選 択される、請求項７に記載の組成物。 １５．前記デンドリマーが、デンススターデンドリマー、PAMAMデンドリマー、N H3コアデンドリマー、エチレンジアミンコアデンドリマー、ジェネレーション５ 以上のデンドリマー、置換基を有するデンドリマー、１つ以上のアミノ酸を含む デンドリマー、グラフト化デンドリマー、および活性化されたデンドリマーから なる群から選択される、請求項８に記載の組成物。 １６．１つ以上の前記トランスフェクション薬剤が、１つ以上の前記ペプチドお よび／またはタンパク質に共有結合している、請求項１に記載の組成物。 １７．１つ以上の前記カチオン性脂質が、１つ以上の前記ペプチドおよび／また はタンパク質に共有結合している、請求項６に記載の組成物。 １８．１つ以上の前記中性脂質が、１つ以上の前記ペプチドおよび／またはタン パク質に共有結合している、請求項７に記載の組成物。 １９．１つ以上の前記デンドロマーが、１つ以上の前記ペプチドおよび／または タンパク質に共有結合している、請求項８に記載の組成物。 ２０．前記ペプチドおよび／またはタンパク質が、動物、細菌、ウイルスのペプ チドおよび／またはタンパク質由来である、請求項１に記載の組成物。 ２１．前記ペプチドおよび／またはタンパク質が、１つ以上の核酸結合基と結合 している、請求項１に記載の組成物。 ２２．前記核酸結合基が、少なくとも１つのポリアミンを含む、請求項２１に記 載の組成物。 ２３．前記核酸結合基が、少なくとも１つのスペルミンを含む、請求項２２に記 載の組成物。 ２４．少なくとも１つの前記ペプチドおよび／またはタンパク質が、核局在化タ ンパク質またはペプチドである、請求項１に記載の組成物。 ２５．少なくとも１つの前記ペプチドおよび／またはタンパク質が、融合誘導ペ プチドまたはタンパク質である、請求項１に記載の組成物。 ２６．少なくとも１つの前記ペプチドおよび／またはタンパク質が、レセプター −リガンドペプトドまたはタンパク質である、請求項１に記載の組成物。 ２７．少なくとも１つの前記ペプチドおよび／またはタンパク質が、輸送ペプチ ドまたはタンパク質である、請求項１に記載の組成物。 ２８．少なくとも１つの前記ペプチドおよび／またはタンパク質が、ウイルス性 ペプチドまたはタンパク質である、請求項２０に記載の組成物。 ２９．前記ウイルスが、インフルエンザウイルス、水疱性口内炎ウイルス、アデ ノウイルス、アルファウイルス、セムリキ森林ウイルス、肝炎ウイルス、ヘルペ スウイルス、HIVウイルス、およびシミアンウイルスからなる群から選択される 、請求項２８に記載の組成物。 ３０．さらにDEAE-デキストラン、クロロキン、またはその組み合わせを含む、 請求項１に記載の組成物。 ３１．少なくとも１つの前記ペプチドおよび／またはタンパク質が、インスリン 、トランスフェリン、上皮増殖因子、線維芽細胞増殖因子、ラクトフェリン、フ ィブロネクチン、アデノウイルスペントンベース、Knob、およびヘキソンタンパ ク質、水疱性口内炎ウイルス糖タンパク質、セムリキ森林ウイルスコアタンパク 質、インフルエンザ赤血球凝集素、B型肝炎コアタンパク質、HIV Tatタンパク質 、単純ヘルペスウイルスVP22タンパク質、ヒストンタンパク質、HMGタンパク質 、およびインベーシンタンパク質、インターナリンタンパク質、内毒素、ジフテ リア毒素、赤痢菌毒素、メリチン、マガイニン、グラミシジン、セクロフィン、 ディフェンシン類、プロテグリン類、タキプレシン類、チオニン類、インドリシ ジン、バクテネシン、ドロソマイシン、アピダエシン類、カテリシジン、殺菌性 透過性増加タンパク質、ナイシン、ブホリン、およびそのフラグメントからなる 群から選択される、請求項１に記載の組成物。 ３２．前記組成物が、初代細胞培養物、継代細胞培養物、または細胞株をトラン スフェクトし得る、請求項１に記載の組成物。 ３３．前記細胞株が、ヒト細胞株である、請求項３２に記載の組成物。 ３４．前記細胞株が、動物細胞株である、請求項３２に記載の組成物。 ３５．前記細胞株が、線維芽細胞である、請求項３２に記載の組成物。 ３６．少なくとも１つの前記ペプチドおよび／またはタンパク質が、同じもしく は異なるペプチドまたはタンパク質の多量体を含む、請求項１に記載の組成物。 ３７．前記ペプチドおよび／またはタンパク質が、１つ以上のアミノ酸誘導体ま たはアナログを含む、請求項１に記載の組成物。 ３８．少なくとも１つの前記ペプチドおよび／またはタンパク質が、融合誘導、 核局在化、輸送、レセプター-リガンドおよび細胞接着からなる群から選択され る、２つ以上の機能を含む、請求項１に記載の組成物。 ３９．標的細胞または組織のトランスフェクションに有効な量の請求項１に記載 の組成物および薬学的キャリアを含む、薬学的組成物。 ４０．選択された治療用核酸を有する、標的細胞または組織のトランスフェクシ ョンに有効な量の請求項１に記載の組成物を含む、治療用組成物。 ４１．選択された診断用核酸を有する、標的細胞または組織のトランスフェクシ ョンに有効な量の請求項１に記載の組成物を含む、診断用組成物。 ４２．ペプチドまたはタンパク質に共有結合したトランスフェクション薬剤の成 分を含む、細胞をトランスフェクトするための組成物。 ４３．前記トランスフェクション薬剤の成分が脂質である、請求項４２に記載の 組成物。 ４４．前記トランスフェクション薬剤の成分がカチオン性脂質である、請求項４ ２に記載の組成物。 ４５．前記トランスフェクション薬剤の成分が中性脂質である、請求項４２に記 載の組成物。 ４６．前記トランスフェクション薬剤の成分がデンドリマーである、請求項４２ に記載の組成物。 ４７．レセプター-リガンドタンパク質をさらに含む、請求項４２に記載の組成 物。 ４８．１つ以上の核酸分子、１つ以上のペプチドまたはタンパク質、および１つ 以上のトランスフェクション薬剤の組み合わせによって得られる、細胞をトラン スフェクトするための組成物。 ４９．最初にペプチド-核酸複合体またはタンパク質-核酸複合体を形成し、続い て該ペプチド-核酸複合体またはタンパク質-核酸複合体と凝集し得るトランスフ ェクション薬剤を添加することによって得られる、請求項４８に記載の細胞をト ランスフェクトするための組成物。 ５０．前記ペプチド核酸複合体またはタンパク質核酸複合体が形成された後に、 該複合体がカチオン性脂質および中性脂質の混合物に添加される、請求項４９に 記載の組成物。 ５１．核酸を用いて細胞をトランスフェクトする方法であって、請求項１に記載 のトランスフェクション組成物を該細胞と接触させる工程を包含する、方法。 ５２．核酸を用いて細胞をトランスフェクトする方法であって、請求項１７に記 載のトランスフェクション組成物を該細胞と接触させる工程を包含する、方法。 ５３．核酸を用いて細胞をトランスフェクトする方法であって、請求項３１に記 載のトランスフェクション組成物を該細胞と接触させる工程を包含する、方法。 ５４．核酸を用いて細胞をトランスフェクトする方法であって、請求項４８に記 載のトランスフェクション組成物を該細胞と接触させる工程を包含する、方法。 ５５．核酸を用いて細胞をトランスフェクトする方法であって、以下の工程： （ａ）１つ以上のペプチドまたはタンパク質を核酸と混合し、ペプチド-核酸 複合体またはタンパク質-核酸複合体を形成する工程； （ｂ）工程（ａ）由来の複合体にトランスフェクション薬剤を添加し、該トラ ンスフェクション薬剤および該複合体の凝集体を得る工程；ならびに （ｃ）該細胞を工程（ｂ）由来の凝集体と接触させる工程、 を包含する、方法。 ５６．前記ペプチドまたはタンパク質が、細胞内局在化シグナル配列、核局在化 シグナル配列、融合誘導配列、輸送またはトラフィッキング配列、レセプター- リガンド配列、または細胞接着配列を含む、請求項５５に記載の方法。 ５７．前記ペプチドまたはタンパク質が、核酸結合基への共有結合によって改変 される、請求項５６に記載の方法。 ５８．前記核酸結合基が、スペルミンである、請求項５７に記載の方法。 ５９．前記ペプチドが、Sp-NLS、Sp-NLSNLS、SP-NLSRGD、Opf-GG-1、Opf-GG-2、 Opf-GG-2-CYS、またはSP-Tatである、請求項５８に記載の方法。 ６０．前記トランスフェクション薬剤がデンドリマーを含む、請求項５５に記載 の方法。 ６１．前記トランスフェクション薬剤が活性化デンドリマーを含む、請求項６０ に記載の方法。 ６２．前記デンドリマーが、GX(NH3)またはGX(EDA)デンドリマーからなる群から 選択され、ここでXは約５から約１０の間の整数である、請求項６１に記載の方 法。 ６３．前記デンドリマーがアルギニンまたはリジンに結合している、請求項６０ に記載の方法。 ６４．トランスフェクション薬剤、およびトランスフェクション薬剤のトランス フェクションを増強し得るペプチドもしくはタンパク質、または改変ペプチドも しくはタンパク質を含む、トランスフェクション試薬キット。 ６５．カチオン性脂質トランスフェクション薬剤を含む、請求項６４に記載のキ ット。 ６６．前記カチオン性脂質トランスフェクション薬剤が、「LIPOFECTAMINE」、 「LIPOFECTIN」、「LIPOFECTACE」、「CELLFECTIN」、「MULTIFECTOR」または「 TRANSFECTIN」からなる群から選択される、請求項６５に記載のキット。 ６７．前記ペプチドがSp-NLSNLSである、請求項６６に記載のキット。 ６８．前記ペプチドがSp-Tatである、請求項６６に記載のキット。 ６９．デンドリマートランスフェクション薬剤を含む、請求項６４に記載のキッ ト。 ７０．前記デンドリマーがデンススターデンドリマーまたは活性化デンドリマー である、請求項６９に記載のキット。 ７１．診断用キットであって、診断用核酸をさらに含む、請求項６４に記載のキ ット。 ７２．核酸結合基への共有結合によって改変されるNLS配列を含む、ペプチド。 ７３．NLS配列のダイマーまたは多量体を含む、請求項７２に記載の改変ペプチ ド。 ７４．前記核酸結合基がスペルミンである、請求項７３に記載の改変ペプチド。 ７５．核酸結合基への共有結合によって改変された、Tat配列を含む、ペプチド 。 ７６．Tat配列のダイマーまたは多量体を含む、請求項７５に記載の改変ペプチ ド。 ７７．前記核酸結合基がスペルミンである、請求項７６に記載の改変ペプチド。
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