JP2001518804A - ベクターおよびウイルスベクター、およびこれらを増殖するためのパッケージング細胞株 - Google Patents

ベクターおよびウイルスベクター、およびこれらを増殖するためのパッケージング細胞株

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Abstract

(57)【要約】 対象となる標的細胞(例えばT細胞、骨髄細胞、上皮細胞、肝細胞など)において遺伝子すなわち外因性核酸配列を発現することができる新規なベクターおよびウイルスベクターが提供される。ベクターの核酸成分としては、修飾された配列セグメントを有する1以上の天然のプロモーター/エンハンサー領域、1以上の非天然のプロモーター/エンハンサーまたは非天然のプロモーターの遺伝子もしくは遺伝子セグメント、および天然のウイルスターミネーターもしくはプロセシングシグナルまたはそのセグメントが含まれる(図面を参照)。ウイルスベクターは、表面またはエンベロープ上に吸着成分を有するウイルスまたはウイルス部分を含み、一つはパッケージング細胞系のためのものであり、他は標的細胞への送達のためのものである。ベクターおよびウイルスベクターを増やすためのパッケージング細胞系も提供され、また、開示されたベクターまたはウイルスベクターを増やすための新規な方法も提供される。

Description

【発明の詳細な説明】 ベクターおよびウイルスベクター、および これらを増殖するためのパッケージング細胞株発明の分野 本発明は、組換え核酸技術の分野に関し、ならびにより詳細には、新規なベク ターおよびウイルスベクター、このようなベクターおよびウイルスベクターを増 殖するための独特なパッケージング細胞株に関し、ならびにそれらを生成するた めのプロセスに関する。 本出願において引用または同定される、全ての特許、特許出願、特許公報、科 学文献などは、本発明が関与する技術水準をより十分に記載するために、その全 体が本明細書中に参考として援用される。発明の背景 ウイルスおよび核酸ベクターは、核酸配列を細胞に送達するための手段を提供 し、ならびにこれらは、遺伝子療法の適用において広範に使用される。有効な遺 伝子療法に重要なことは、標的細胞において、外因性核酸の効率の良い発現を確 立する能力である。標的細胞における外因性核酸の発現は、外因性核酸が取込ま れた形態またはエピソーム形態のいずれかにある場合、行われ得る。エピソーム 状態における発現は、標的細胞において行われ得るが、大部分の場合における発 現は、ごく制限された期間の間、持続する。対照的に、取込まれた状態における 外因性核酸の発現は、非常により長い期間の間、維持され得る。 あるウイルスは、標的細胞において、外因性核酸の安定な発現を効率よく移入 および/または確立するその能力のために、遺伝子療法におけるベクターとして の使用に特に重要であった。ウイルスの各特定のファミリーは、ウイルスベクタ ーへの開発のために特定の利点を付与するエレメントを保有し得るが、各ウイル スファミリーはまた、ヒト遺伝子移入の生存可能な手段としてのその使用を制限 する生来の特徴を含む。 レトロウイルスは、それらが、ウイルス配列の安定な取込みを確立し得るので 、ウイルスベクターへの開発のための中心であった。現在のレトロウイルスベク ターは、gag、pol、およびenvエレメントがプラスミドまたは変異されたウイル スを介してトランスで提供される、パッケージング細胞から生成され得る。これ らのベクターは、7.5〜8.0kbまでの配列を形質導入し得る。それにもかかわらず 、レトロウイルスのいくつかの内因性の特徴は、ウイルスベクターとしてのそれ らの使用を妨げ、そして安全で効率の良いベクターを生成するためにそれらを改 変する努力は、ウイルスベクターの低い収率、または標的細胞における外因性遺 伝子の効率の悪い発現を導いた。[Morgenstern、J.RおよびLand、Hartmut Metho ds in Molecular Biology、第7巻:遺伝子移入および発現プロトコル、1991、E. J.Murray編The Humana Press Inc.、Clifton、NJ;Anderson、WF Science256:808 -813(1992);Mulligan、R.C.Science 260:926-932(1993)];Smith,A.E.、Ann Rev.Microbiol.49:807-838:Muzyezka、N.、Curr.Top.Microbiol.Immunol .158:97-129(1992);Kotin,R.M.、Human Gene Ther.5:793-801(1994);およ びBerliner,K.L.、Curr.Top.Microbiol.Immunol.158:39-66(1992)]上述の 本および刊行物の内容は、本明細書中に参考として援用される。例えば、レトロ ウイルスベクターにおいて、内部プロモーター/エンハンサーによって指向され る発現のレベルは、おそらく転写調節ユニット間の相互作用の結果として、隣接 LTRによって、50倍まで抑制され得ることが実証された、[Methods in Molecular Biology、第7巻:遺伝子移入および発現プロトコル:E.J.Murray編、The Human a Press,Inc.Clifton、NJ(1991)、前出;Emerman,M.およびTemin,H.M.、Cel l 39:459-467(1984);Emerman,M.およびTemin,H.M.、Mol.Cell.Bio.6:792- 800(1986);Emerman,M.およびTemin,H.M.、Nucleic Acids Res.14:9381-9396 (1986)]。上述の本および刊行物はまた、本明細書中に参考として援用される 。この抑制を克服し、そして外因性核酸の最大の発現を達成するための試みは、 プロウイルスにおける3'LTRのU3領域内の、プロモーターおよびエンハンサー配 列の欠失によってなされた[Yu,S.Rら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 83:3194-3 198(1986);Hawley,R.G.ら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 84:2406-2410(1987) ;Yee,J.K.ら、Proc.Natl.Acad.Sci. USA 84:5197-5201(1987)]。上述の刊行物の全ては、本出願中に参考として援用 される。U3領域は、ポリアデニル化シグナルを含むので、この領域内の任意の欠 失は、発生期のmRNAのプロセシングを排除し得る。ポリアデニル化のような、3 'RNAプロセシングの不在下で、新規に転写されるmRNAは非常に不安定であり、そ れゆえ、迅速な分解に供される。このことは、プロウイルスmRNAが、このような 欠失を保有するレトロウイルスDNAでトランスフェクトされたパッケージング細 胞株において検出可能でなかったという観察を説明する(Dougherty,J.P.および Temin,H.M.、Proc.Natl.Acad.Sci.USA84:197-1201[1987]、本明細書中に参 考として援用される)。3'LTRから下流の部位への外因性SV40ポリアデニル化シ グナルの付加は、パッケージング細胞株においてウイルスmRNAレベルを増加する ための試みにおいて使用されてきた。いくつかの問題が、この方法の使用におい て生じる。外因性ポリアデニル化シグナルは、パッケージング細胞および標的細 胞において、レトロウイルスベクターRNA中に存在しないさらなるU5およびSV40 ポリアデニル化シグナルを伴う、延長されたウイルスmRNAを生じる。この余分な 配列は、ウイルスベクターRNAの逆転写の間、鋳型の分子間移入および分子内移 入の両方を立体的に妨げ得ないのみでなく、パッケージングされ得るRNAのサイ ズ制限に起因して、ウイルスベクターに挿入され得る外因性の核酸配列のパッケ ージング効率およびサイズをまた、減少し得る(Whitcomb,J.M.およびHughes,S .H.[1992]Ann.Rev.Cell Biol.8:275-306、本明細書中に参考として援用され る)。逆転写が生じる場合において、外因性ポリアデニル化シグナルは、逆転写 の間に喪失され、そしてこれはそれ自身のポリアデニル化シグナルを含まない内 部遺伝子から転写されるmRNAのポリアデニル化のために使用され得ない。 細胞ゲノムにランダムに取込まれ得るレトロウイルスのようなウイルスベクタ ーは、細胞遺伝子の構造および機能を破壊する可能性を有する。このようなラン ダムに取込まれるウイルスベクター内の転写エレメントは、ガン遺伝子およびプ ログラム細胞死を誘発する遺伝予のような、潜在的に有害な遺伝子を活性化し得 る[Jaenisch,R.、Harbers,K,Schnieke Aら、Cell 32:209-216(1983);Fung,Y .T.ら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA 78:3412-3422(1981);Neel,B.G.ら、 Cell 23:323-334(1981);Payne,G.S.ら、Cell 23:311-322(1983);Lewin,B., Genes V、Oxford University Press,New York(1994)]。最後に言及した本およ び上述の刊行物は、本明細書中に参考として援用される。LTRの転写活性の除去 は、取込まれたウイルスベクターによる非所望の遺伝子活性化の危険性を減少ま たは排除し得るが、外因性核酸のプロモーター/エンハンサーはなお、取込みの 部位の近くの細胞性遺伝子を活性化するために作用し得る。 あるウイルスは遺伝子移入についての有用な特性を保有するが、それらの使用 は、ヘルパーウイルスを必要とすることによって、または標的細胞への外因性核 酸の安定な移入を提供し得ないことによって、制限される。例えば、ある欠陥ウ イルスは、必要とされるパッケージング成分を提供するパッケージング細胞にお いて増殖され得るが、ヘルパーウイルスの使用を必要とする。しかし、このよう なウイルスベクター増殖の安全な使用を保証するために、混入するヘルパーウイ ルスは、除去されなくてはならず、およびウイルスベクター産物は、任意の混入 するヘルパーウイルスの存在について、広範囲な安全性を試験されなくてはなら ない。本発明は、ヘルパー細胞を必要することなく、ウイルスベクターの増殖の ために使用され得る、ウイルス変態のための組成物を提供することによって、こ れらの制限を克服する。 宿主ゲノムに取込むウイルスベクターの能力は、標的細胞において外因性核酸 の安定な発現を確立するための明確な利点を提供する。特定の部位で取込む能力 は、取込まれたベクターについての、細胞性遺伝子構造および機能を変化する減 少された可能性を提供することによって、さらなる利点である。しかし、取込ま れるウイルス(例えば、レトロウイルス)とは異なり、アデノ随伴ウイルス(AA V)は、細胞ゲノムの特定の領域、すなわち、ヒト第19染色体のq13-ter領域に取 込み得ることが実証されている[Samulski,R.J.ら、EMBO Journal(1991);Kotin, R.M.ら、Genomics 10:831-834(1991)、両方の刊行物の内容は、本明細書中に参 考として援用される]。この特異的な取込みは、AAVの反転された末端反復および Rep機能によって指向される[(Kotinら、Proc.Natl.Acad.Sci.USA87:2211-2 215(1990)、本明細書中に参考として援用される]。このような特異的な取込み は、AAVを、ウイルスベクターとしての使用のための魅力的な候補 にするが、既存のAAVベクターは、標的細胞ゲノムにおいて特定の部位で取込み 得ない。遺伝子療法についての、AAVベクターの使用を妨げる他の特徴は、内部 遺伝子のサイズ制限、大量にウイルスを増殖することの困難さ、およびヘルパー ウイルスの自由な混入の危険性であり、これらの全ては、AAV複製の内因的な機 構から生じる。 複製を媒介するウイルスエレメントを、異なるウイルスから取込むことによっ て、各ウイルスからの特定の利点を駆動するウイルスベクターが、各ベクターと 関連する制限を克服するために、作製され得る。例えば、AAVから他のウイルス ベクター系への部位特異的取込み機能の移入は、遺伝子移入についての有用な特 性を有し得るが、任意の取込む能力を欠損するウイルスベクターにおいて、この ような特性を提供し得る。 遺伝子送達の目的において、ウイルスベクターは、標的細胞に対してネイティ ブであるウイルスから、または標的細胞に対してネイティブでないウイルスから 、開発され得る。一般に、ネイティブなウイルスベクターよりもネイティブでな いウイルスベクターを使用することが所望される。ネイティブなウイルスベクタ ーは、標的細胞について天然の親和性を保有し得るが、このようなウイルスは、 標的細胞における増殖について、より優れた可能性を保有するので、より大きな 危険性を提出する。この点に関して、ヒト細胞における増殖のために本来設計さ れていない動物のウイルスベクターは、ヒト細胞への遺伝子送達について有用で あり得る。しかし、遺伝子送達において使用するための、このような動物ウイル スベクターの十分な収量を得るために、ネイティブな動物パッケージング細胞に おける生成を行うことが必要である。しかし、この方法において、生成されるウ イルスベクターは、通常、エンベロープの一部としてまたはヒト細胞に屈性を提 供し得るカプシドの一部としてのいずれかで、任意の成分を欠損する。例えば、 非ヒトウイルスベクター(例えば、MMLVのような狭宿主性マウスレトロウイルス )の生成のための現在の実施は、マウスパッケージング細胞において生成される 。ヒト細胞屈性について必要とされる別の成分が、提供されなければならない。 非ウイルス核酸複合体は、遺伝子送達について有意な利点を提供し得るが、こ れらの利点は、非特異的な結合成分に依存する非ウイルス核酸複合体の使用によ って、実現されておらず、かつ実現され得ない。本発明は、核酸とタンパク質成 分との間の特異的な複合体形成を提供することによって、これらの制限を克服し 、ここでは遺伝子移入についての有用な特性を提供するタンパク質分子の結合が 、核酸構築物の規定された領域に局在化され得る。核酸構築物における特異的な 結合タンパク質のこのような局在化は、生物学的活性に関与するか、またはこれ を提供する構築物における領域セグメントの任意の干渉を、減少または排除し得 る。本発明はまた、それらの同族の結合部位からのこのような特異的な結合タン パク質の制御された置換を提供し、ここではこのような置換は、生物学的機能の 任意の潜在的な干渉を除去し得るか、または細胞において有用な機能を提供し得 るタンパク質を放出し得る。発明の要旨 本発明は、所望の遺伝子および遺伝子配列を送達および発現するための系にお いて使用するための、新規なベクターおよびウイルスベクターを提供する。1つ のこのような新規なベクターは、目的の標的細胞において外因性遺伝子または外 因性核酸配列を発現し得ることが示される。ベクターは、ウイルスベクター、ウ イルスベクター核酸、またはウイルスベクター核酸配列を含む核酸構築物を含む 。ベクターは以下の核酸成分:i)少なくとも1つの配列セグメントが改変され ている1つ以上のネイティブなプロモーター/エンハンサー領域、(ii)1つ以 上のネイティブでないプロモーター/エンハンサーまたはネイティブでないプロ モーターの遺伝子もしくは遺伝子セグメント、および(iii)ネイティブなウイ ルスベクターターミネーターもしくはプロセシングシグナルもしくはそのセグメ ント、またはその両方、を含む。 本発明はまた、その表面またはエンベロープにおいて少なくとも2つの吸着成 分を有する、ウイルスまたはウイルス部分を含む新規なウイルスベクターを提供 する。一方の吸着成分は、ベクターについてパッケージング細胞株に指向され、 および他方の吸着成分は、ベクターを送達するについて、標的細胞への吸着のた めである。 さらに、本発明によって提供されるものは、表面またはエンベロープにおいて 少なくとも2つの成分が見出されるウイルスまたはそのウイルス部分を含む、新 規なウイルスベクターである。第1の成分は、ウイルスに対してネイティブであ るが、第2の成分は、一般に、ウイルスベクターに対してネイティブでなく、お よびさらに、目的の標的細胞に対して吸着し得るが、同じウイルスベクターにつ いてネイティブな細胞に対して吸着し得ないことによって、特徴づけられる。 本発明はなおさらに、以下の群から選択される新規なベクターを提供する:( i)ウイルスベクター、(ii)ウイルス核酸、および(iii)核酸構築物。ベク ターは、セグメントをコードするネイティブでない核酸配列を含み、セグメント は、標的細胞のゲノムに取込まれ得、およびベクター自身は、標的細胞において 第1の核酸を生成および導入し得る。第1の核酸に関して、第1の核酸はそれ自 身、第1の核酸の部分を含む第2の核酸を生成し得る。第2の核酸は、取込みセ グメントを含み、そして生じ得る場合として、外因性遺伝子または外因性核酸配 列を、それ自身発現し得る。 また、本発明によって提供されるものは、(i)ウイルス核酸およびウイルス ベクターパッケージング成分を含むウイルスベクター、(ii)ウイルス核酸、お よび(iii)核酸構築物からなる群より選択される、新規な第1のベクターであ る。パッケージング細胞に導入される場合、第1のベクターは(a)第2のウイ ルスベクター、(b)ウイルス核酸、および(c)第2の核酸構築物からなる群 より選択される第2のベクターを生成し得、各群のメンバーのそれぞれは、目的 の標的細胞において外因性遺伝子または外因性核酸配列を発現し得る。第1のベ クターは、パッケージング細胞において、第2のベクターを生成し得、およびパ ッケージング細胞は、第2のウイルス核酸についての1つ以上のパッケージング 成分を提供し得る。この独特なベクターにおいて、第2のウイルス核酸もしくは 第2の核酸構築物が、第1の(i)ウイルス核酸もしくは第1の(iii)核酸構 築物とは構造的に異なる。あるいは、第2のウイルスベクターについての1つよ りも多いパッケージング成分が、第1のウイルスベクターのパッケージング成分 (ii)とは異なり得る。さらなる代替として、構造的差異の両方の種類またはセ ットが、同じベクターにおいて存在し得る。すなわち、第2のウイルス核酸もし くは第2の核酸構築物は、第1のものとは異なるか、および/または第2につい てのパッ ケージング成分は、第1のものとは異なり得る。 本発明はまた、任意の上述のベクターまたはウイルスベクターを増殖するため の新規なパッケージング細胞株に関し、最後に言及した第1のベクターを含む。 従って、本発明のパッケージング細胞株は、ウイルスベクターの表面またはエン ベロープに少なくとも2つのパッケージング成分を提供する。他のウイルスベク ターを増殖するための他のパッケージング細胞株がまた、提供される。これらに おいて、細胞株は、ウイルスベクター成分に対してネイティブでないが、ウイル スベクター核酸に対してネイティブである。パッケージング細胞株は、その膜ま たは表面において1つ以上の吸着成分を発現する。このような吸着成分は、ベク ターのネイティブでない成分への吸着のためであり、およびレセプターまたは結 合パートナーを広範に含む。 本発明の任意の新規なウイルスベクターまたはベクター核酸を生成するための プロセスがまた、本開示において意図されおよび提供される。これらのプロセス において、所望されるベクターは、ウイルスベクターまたはウイルス核酸を生成 するのに十分なまたは適切な条件下で、適切なパッケージング細胞に導入される 。 本発明によってさらになお提供されるものは、ヘルパーウイルスから独立して ウイルスベクターを増殖するための、新規なおよび独特のパッケージング細胞株 である。このようなパッケージング細胞株において、ウイルスベクターは、核酸 成分および非核酸成分を含む。ウイルスベクターの核酸成分の配列は、細胞株の ゲノムに安定に取込まれる。ウイルスベクターの非核酸成分の配列は、種々の手 段によって、パッケージング細胞株に導入される。これらの手段としては、一過 性の発現、エピソーム発現、安定に取込まれる発現、または上述の手段の任意の 組み合わせが挙げられ得る。図面の簡単な説明 図1は、プラスミドpENZ1に存在するレトロウイルスベクター配列に対する、 全体の置換ストラテジーを記載する。 図2は、プラスミドpENZ1から除去された野生型3'LTRのネイティブな配列、 およびそれを置換えたネイティブでない改変された3'LTRの配列を示す。 改変された配列は、太字斜体によって示される。 図3は、不活性化されたプロモーター/エンハンサーおよびネイティブでない ポリアデニル化シグナル(マウスヒストンH2A614遺伝子)を有するレトロウイル スベクターについての、全体の置換ストラテジーを示す。 図4は、AATAAAおよびmRNA不安定化エレメントが除去された、ヒト遺伝子(G- CSF)からのポリアデニル化プロセシングシグナルが3'U3 snRNAの領域を置換え るために使用される、異種レトロウイルスベクターについての、全体の置換スト ラテジーを示す。 図5は、アンチセンスRNAおよびrRNAから構成されるキメラ分子を転写する外 因性核酸を送達するための、異種レトロウイルスベクターを構築するための全体 のストラテジーを示す。 図6はまた、アンチセンスRNAおよびrRNAから構成されるキメラ分子を転写す る外因性核酸を送達するための、異種レトロウイルスベクターを構築するための 全体のストラテジーを示す。 図7はまた、アンチセンスRNAおよびrRNAから構成されるキメラ分子を転写す る外因性核酸を送達するための、異種レトロウイルスベクターを構築するための 全体のストラテジーを示す。 図8は、2つのアデノ随伴ウイルス(AAV)ITRを含むレトロウイルスベクター DNA構築物の構築を説明し、それによって一方の配列が、プライマー結合部位の 下流の密接する部位に挿入され、そして他方の配列が、2本鎖合成のためのレト ロウイルスの起点(ppt)の直ぐ上流の部位に挿入される。 図9は、2つのAAV ITR配列を含有するレトロウイルスベクターDNA構築物の構 築を説明し、それによって一方の配列が、プライマー結合部位の下流の密接する 部位に挿入され、そして他方の配列が、ppt配列が欠失された部位に挿入される 。 図10は、プライマー結合部位(PBS)に隣接する2つのAAV ITR配列を含む、 異種ベクター(レトロウイルスベクター)DNA構築物の構築を説明する。 図11は、2つのAAV ITR配列を含む異種ベクター(レトロウイルスベクター )の構築を説明し、それによって一方の配列が、プライマー結合部位の下流の 密接する部位に挿入され、そして他方の配列が、2本鎖合成のためのレトロウイ ルスの起点(ppt)の直ぐ上流の部位に挿入される。 図12は、2つのAAV ITR配列を含む異種ベクター(レトロウイルスベクター )の構築を説明し、それによって一方の配列が、プライマー結合部位の下流の密 接する部位に挿入され、そして他方の配列が、2本鎖合成のための元来のレトロ ウイルスの配列(ppt)を置換えるために挿入される。 図13は、プライマー結合部位(PBS)に隣接する2つのAAV ITR配列を含む異 種ベクター(レトロウイルスベクター)の構築を説明する。ppt配列は除去され 、およびAAV rep配列は、その部位に挿入される。発明の詳細な記述 以下の定義は本発明および本願の開示の理解に有用である。 定義 異種ベクター:少なくとも1種の非ネイティブ(非天然の)(Non−Nat ive)ベクター成分からなりそして外因性核酸を細胞に伝達することができそ して細胞中で外因性核酸の発現を容易にすることができる非ウィルス性の特定の 複合体を含む、ウィルスベクター又は非ウィルスベクター。外因性ベクターは、 外因性遺伝子又は外因性核酸の発現を妨害する機能性ネイティブセグメントを含 む。ネイティブのセグメントは、妨害が低減又は除去されそして/又はネイティ ブの終結/RNAプロセッシングが保持される修飾をされている。 非ネイティブのベクター成分:生物学的系から誘導された核酸配列、又は変更 又は修飾されたネイティブの要素で、異種ベクターの成分を形成する。該成分は シス又はトランスの態様で直接的に又は間接的にイン ビトロ又はイン ビボで 機能又は仲介して、1)関係する標的細胞中の異種ベクターの外因性遺伝子又は 外因性核酸の発現(終結シグナルを含む);2)組込み;および3)増殖、産出 およびアッセンブリーを与えるか又は引き起こす。発現カセット(又は、外因性核酸配列若しくは外因性遺伝子の発現):外因性 遺伝子発現又は外因性核酸配列若しくはセグメントの発現に必要な全ての要素を 含む核酸配列であり、関係する標的細胞中で発現させる目的で、ベクター中に挿 入される。かかる要素はネイティブベクター成分および非ネイティブベクター成 分の両方又はそれらの組み合わせ包含し、非ネイティブのプロモーター/エンハ ンサーに対応する遺伝子又は遺伝子セグメントを含み得る外因性核酸又は外因性 遺伝子の発現のための修飾された又は非修飾のプロモーター/エンハンサー配列 、修飾された又はネイティブのウィルス性プロモーター/エンハンサー、および 終結、RNAプロセッシング、ポリアデニル化およびRNA移送のためのシグナ ルを含む。 シス効果:ベクター核酸の一つの機能セグメントにより、ベクター核酸の別の 遠位の機能に及ぼされる効果。 異種ウィルスベクター 本発明は、細胞へ遺伝子を伝達するために有用な性質、即ち、1)パッケージ ング細胞内での効率的な増殖、および2)該細胞内での外因性核酸の安全且つ効 率的な発現、を有する異種ベクターのための組成物および使用法を提供する。こ れらの利点は、ウィルスにこのような性質の一つ又はそれ以上を与えることがで きる非ネイティブのベクター成分の使用によって達成される。 ウィルスベクター中の外因性核酸の発現は、非ネイティブのプロモーター/エ ンハンサー誘導性外因性核酸発現の機能を妨害するウィルスベクターネイティブ プロモーター/エンハンサー活性のために、多くの場合非効率的である(Emm ermanおよびTemin、1986年、その内容は、参照用に本願に含める )。この妨害を、ウィルスベクターネイティブプロモーター/エンハンサーを除 去することにより除く努力は、修飾部位から遠位の部位で起こるシス効果を生じ させる。かかるシス効果は、終結および/又はRNAプロセッシングの損失又は 低減を引き起こし、それは外因性核酸の発現の低減又は減少、およびパッケージ ング細胞における効率的な増殖能力を大きく減少又は除去させる。3’LTRか ら下流の部位に非天然のポリアデニル化シグナルを加えることが、失われた機能 を回復するために用いられた(DoughertyおよびTemin、1987 年、参照用に本願に含める)。かかる方法はいくつかの重要な観点で制限される 。この外因性ポリアデニル化シグナルは、パッケージング細胞および標的細胞内 のレ トロウィルスベクターRNAに存在しないU5およびSV40ポリアデニル化シ グナル配列を付加した長いウィルスmRNAを生じる結果となる。この余分の配 列は、ウィルスベクターRNAの逆転写中に鋳型の分子内および分子間伝達の両 方を立体的に妨害し得るだけでなく、パッケージング効率と、パッケージングで きるRNAのサイズの制限のためにウィルスベクターに挿入出来る外因性核酸配 列のサイズを減少させ得る(WhitcombおよびHughes,1992年 、参照用に本願に含める)。逆転写が起こる場合、外因性ポリアデニル化シグナ ルは、逆転写の間に失われ、そしてそれ自体のポリアデニル化シグナルを含まな い外因性遺伝子から転写されたmRNAのポリアデニル化に使用できない。 本発明の別の側面は、当業界における上記の制限を、置換、付加、変異又はそ れらの組み合わせを含めた多様の手段により、ネイティブのプロモーター/エン ハンサーセグメントに修飾を施すことにより、克服することである。本発明はこ れらの制限を、一つの特徴において、ベクター中でかかるシス効果を減少させる か又は除くことが示されたベクターのネイティブのプロモーター/エンハンサー セグメントの人工的再構築を与えることにより、克服する。この再構築又は修飾 は、本発明に従って、例えば、外因性ベクター核酸配列を、ベクターウィルス機 能のかかる回復又は改良さえもすることができる非ネイティブのベクター成分で 置き換えることにより実施される。この再構築は、ウィルスベクタープロモータ ー/エンハンサー配列を、非ネイティブのベクター成分で置き換えて、変異LT Rを有するウィルスベクターを与えることにより達成される。ここでネイティブ のプロモーター/エンハンサー機能は、非ネイティブのプロモーター/エンハン サー機能の妨害を除くように不活化される。この場合、ウィルスベクターは、活 性なネイティブの終結機能と、パッケージング細胞内のウィルスベクターRNA の発現のためおよび標的細胞内の外因性核酸の発現のためのネイティブのRNA プロセッシング機能とを完全に保持する。 このように、本発明は、ウィルスベクター、ウィルスベクター核酸、又はウィ ルスベクター核酸配列を有する核酸構築物を含むベクターを提供する。該ベクタ ーは、関係する標的細胞内で外因性遺伝子又は外因性核酸配列を発現することが でき、該ベクターは核酸成分を含む。後者の核酸成分は(i)少なくとも一つの 配列セグメントが修飾されている、一つ又はそれ以上のネイティブプロモーター /エンハンサー領域、(ii)一つ又はそれ以上の非ネイティブのプロモーター/ エンハンサー又は非ネイティブのプロモーターの遺伝子若しくは遺伝子セグメン ト、および(iii)ネイティブのウィルスベクターターミネーター又はプロセッ シングシグナル若しくはそのセグメント、又は両方を含む。更に、前記のウィル スベクターは、更に非ネイティブのターミネーター又は二つ以上の修飾された配 列セグメントを含む。 かかる修飾はいろいろな形態を取り得る。例えば、ネイティブ配列セグメント は、ベクターの一つ又はそれ以上のプロモーター/エンハンサー領域で非ネイテ ィブ配列セグメントによって置き換えることができる。更に、置換体はほぼ同じ 大きさであることができる。別の観点では、修飾は、点変異、欠失、挿入、およ び置換、又はこれらのいずれかの組み合わせで表される群のメンバーから選ばれ た変異を含むことができる。 一つの好ましい観点では、ウィルスベクターはレトロウィルスである。別の観 点では、ターミネーター又はプロセッシングシグナル又は両者は、場合によって 、ポリアデニル化シグナルを含むことができる。更に、かかるウィルスベクター はウィルスベクターターミネーターのセグメント又はプロセッシングシグナルの セグメント又は両者を含むことができる。更に、一つ又はそれ以上のプロモータ ー/エンハンサーの機能は、本発明のウィルスベクターにおいては低減、阻害又 は除去されているであろう。 一つ又はそれ以上の非ネイティブのプロモーターに関しては、これらのプロモ ーターは、ポリアデニル化シグナルを欠いたRNAを生成することができる。本 発明に従って、多くの非ネイティブのプロモーターを使用できる。簡単に例によ ると、かかる非ネイティブのプロモーターはsnRNA、tRNAおよびrRN A、又はこれらの組み合わせにより表される遺伝子の群から選ぶことができる。 本発明の別の観点では、前記のウィルスベクターは更に、一つ又はそれ以上の snRNA、tRNA若しくはrRNA遺伝子の遺伝子若しくは遺伝子セグメン ト配列を含む。snRNAは文献によく記載されており、そして例えば、U1、 U2、U3、U4、U5、U6、U7、U8、U9、U10およびU11、又は これらのいずれかの組み合わせからなる群から選ばれたメンバーを含む。 上記のウィルスベクターにおいて、一つ又はそれ以上の非ネイティブのプロモ ーターの遺伝子若しくは遺伝子セグメント配列は、修飾されることができるか、 又は修飾されているであろう。かかる修飾は多くの形体を取ることができ、一つ 又はそれ以上の非ネイティブのプロモーターの遺伝子配列を外因性遺伝子又は外 因性核酸配列で置換するか、又は該非ネイティブのプロモーターの遺伝子配列に 該外因性遺伝子又は外因性核酸配列を付加することが含まれる。 これらの目的に有用な非ネイティブのベクター成分には、ベクター中の非ネイ ティブの核酸配列が含まれる。かかる核酸配列は生物学的系から誘導するか、化 学的に合成するか、又は組換えDNA法により若しくはかかる方法の組み合わせ により製造できる。かかる配列は置き換えられたベクターウィルス配列とほぼ同 じ大きさであることができる。従って、かかる配列は、長さがほぼ2からほぼ1 88塩基又は塩基対、又はそれ以上の範囲にわたることができる。かかる配列は 、プロモーターおよび/又はエンハンサー配列のようなウィルスベクターの領域 中の一つ又はそれ以上の配列を置き換えるために、又は能力がシス効果を引き起 こすその他のネイティブの配列を置き換えるために、使用出来る。かかる置換は 慣用の組換え法により実施でき(Sambrook,J.,Fritsch,E. F.およびManiatis,T.Molecular Cloning,第2 版、Cold Spring Laboratory,Cold Spring Harbor,NY,1989年を参照、その教科書の内容を参照ように本願 に含める)、 プラスミド中に二本鎖DNAとして存在するウィルスベクター核酸ゲノム又はそ のフラグメントに対して便利に行うことができる。 レトロウィルスのようなベクター中のシス効果の再構築を与えるための修飾は 、例えば、プラスミド中に存在するレトロウィルスベクターゲノム、即ちベクタ ー核酸構築体、の3’LTR領域のU3領域での置換によって達成できる。レト ロウィルスベクターの増殖は、かかるプラスミドをパッケージング細胞に導入す ることにより進行することができ、ここでウィルスベクターゲノムの転写体が生 成されそして標的細胞への形質導入後に逆転写される。これらのプロセスの結果 、 ベクタープラスミド中の3’LTRにされた修飾は、増殖されたレトロウィルス ベクターの5’LTRに存在するであろう。 再構築は、本発明の教示に従って、ベクタープラスミドに含まれるレトロウィ ルスベクタープロウイルスDNA(pENZ−1で表される)において、3’L TRの修飾により達成された。プロモーター/エンハンサー領域からの3つの別 個の配列を、ほぼ同じ大きさの非ネイティブの配列で置き換えた。3’LTRの エンハンサー領域からの188塩基対の配列を、バクテリアneo遺伝子から誘 導された188塩基対の関連しない配列で置き換えた。プロモーター領域内の二 つの別個の配列、即ち一方は2塩基そして他方は6塩基、を同じ大きさの核酸セ グメントで置き換えた。このプロウイルスDNA構築体をパッケージング細胞( GP+E−86又はPA317)に導入すると、G418抵抗の転写により測定 して106までのタイターでレトロウィルスベクターが生成した。これを図1お よび2に示す。 従って、本発明は下記からなる群から選ばれた第1のベクターをも提供する: (i)ウィルス核酸およびウィルスベクターパッケージング成分を含むウィルス ベクター、(ii)ウィルス核酸、および(iii)核酸構築体。ここで、パッケー ジング細胞に導入した場合、第1のベクターは下記からなる群から選ばれた第2 のベクターを生成することができる:(a)第2のウィルスベクター、(b)ウ ィルス核酸、および(c)第2の核酸構築体。それぞれは、関連する標的細胞に 外因性遺伝子又は外因性核酸配列を発現することができる。第1のベクターはパ ッケージング細胞内で第2のベクターを生成することができ、そして該パッケー ジング細胞は第2のウィルス核酸用に一つ又はそれ以上のパッケージング成分を 与えることができる。第2のウィルス核酸又は第2の核酸構築体は、構造的に第 1の(i)ウィルス核酸又は第1の(iii)核酸構築体と異なるか、又は第2の ウィルスベクター用の一つより多くのパッケージング成分は、第1のウィルスベ クターパッケージング成分(ii)と異なるか、又は両方の構造的相違がこの第1 のベクターに存在し得る。一つの側面では、第1のベクターはレトロウィルスを 含み、そして第2のベクターはアデノ−関連ウィルス(AAV)を含む。 上述の構造的相違に関して、これらの相違は、下記の群から選ばれた相違を含 めた多くの形体を含むか又はとる:核酸の化学的性質、核酸の形体、核酸の大き さ、および機能要素、又は前記のいずれかの組み合わせ。核酸の化学的性質に関 して、第2のウィルス核酸又は第2の核酸は、RNAおよびDNAから成る群、 又はRNAおよびDNAとして表される群のメンバーから選ばれ、そして(i) ウィルス核酸又は(iii)核酸構築体は、要素間に構造的相違を与えるために、 該群の異なるメンバーを含む。核酸の形体に関しては、第2のウィルス核酸又は 第2の核酸は、一本鎖、二本鎖および部分的に二本鎖からなる群から選ばれ、そ して(i)ウィルス核酸又は(iii)核酸構築体は、要素間に構造的相違を付与 するために、該群の異なるメンバーを含む。核酸の形体に関しては、第2のウィ ルス核酸又は第2の核酸は、(i)ウィルス核酸又は(iii)核酸構築体のセグ メントを含む。機能要素に関しては、第2のウィルス核酸又は第2の核酸は、一 つ又はそれ以上のプロモーター、一つ又はそれ以上のエンハンサー領域、組込み セグメントおよびターミネーター、又は前記のいずれかの部分若しくはセグメン ト若しくは組み合わせを含み、そして(i)ウィルス核酸又は(iii)核酸構築 体は、それらの間に構造的相違を付与するために、該群の異なるメンバーを含む 。 本発明の好ましい側面において、第1のベクターはレトロウィルスを含み、そ して第2のベクターはアデノ−関連ウィルスを含む。別の好ましい側面において 、第1のベクターはアデノ−関連ウィルスを含み、そして第2のベクターはレト ロウィルスを含む。 レトロウィルスベクターは、非ネイティブのプロモーター用の核酸配列を用い て再構成することもできる。 もっぱら増殖能力が喪失した再構成されていない修飾されたレトロウィルスベ クターと比較して、前に記載したシス効果の再構成は、ウィルスベクターに、a )外因性核酸を最高のレベルで発現する能力、および/又はb)パッケージング 細胞内で効率的に増殖する能力を与える。更に、ウィルスベクタープロモーター /エンハンサー機能の不活性化の結果、かかる異種ベクターウィルスは遺伝子伝 達系への安全使用の性質を持つことができる。例えば、該異種ベクターは、ポリ アデニル化RNAの転写を命令することができない非ネイティブのプロモーター を含む場合、かかるベクターは、ベクターのランダムな組込みの結果、ポリメラ ー ゼI−依存性、ポリメラーゼII−依存性又はポリメラーゼIII−依存性プロモー ターを利用する細胞遺伝子からのポリアデニル化mRNA又は非ポリアデニル化 mRNAの発現を活性化する能力を大きく低減されるか又は失われる。本発明は 、外因性核酸の発現のための非ネイティブのプロモーター/エンハンサーを使用 することにより、異種ベクターを安全に使用するための追加の組成物を提供する 。ここで該プロモーター/エンハンサーは、ポリアデニル化mRNAの発現を活 性化するためのポリ(A)シグナル配列を与える能力が欠けている。かかる異種 ベクター中の外因性核酸の発現のための非ネイティブのプロモーター/エンハン サーの使用は、安全なウィルスベクターを与えることができる。ここで該ウィル スベクターは、ウィルスベクターネイティブプロモーター/エンハンサー又は非 ネイティブのプロモーター/エンハンサーによる細胞遺伝子のポリアデニル化m RNA合成を活性化する能力が、著しく減少又は除去されている。 外因性核酸の安全な発現を与えるベクター中の非ネイティブの要素は、生物学 的系から誘導することができ、そしてポリアデニル化RNAの転写を命令しない プロモーター/エンハンサーと共存性のプロセッシングシグナルとを含むことが できる。これらのプロモーター/エンハンサーは、リボソームRNA、伝達RN A、核内低分子RNA、例えばU1、U2、U3、U4、U5、U6、U7、U 8、U9、U10およびU11、のような細胞RNA要素の合成をもたらすRN AポリメラーセI、RNAポリメラーゼII又はRNAポリメラーゼIIIによって 認識されるような要素を含む。これらの細胞RNA要素の配列は本発明の実施に 有用であり、ここで該要素は、遺伝子発現の抗感作(アンチセンス、antis ense)調節、リノザイム活性、外因性遺伝子又は外因性核酸の発現のための 感作(sense)配列等のような生物学的機能を与えることができるRNA配 列を有するキメラRNA分子を形成するのに使用できる。 生物学的活性を与えるためのかかる配列は、細胞RNA遺伝子若しくは遺伝子 セグメントに、細胞RNA遣伝子若しくは遺伝子セグメントの配列のいくつか又 は全てを部分的に又は完全に置換することにより、又はかかる配列をRNA遺伝 子配列に付加することにより、挿入することができる。組換えDNAの方法を使 用することにより、かかるキメラ分子は、細胞RNA要素のクローン配列を利用 し、そして外因性遺伝子若しくは遺伝子セグメント又は外因性核酸のRNA転写 のための配列をコードすることにより、形成することができる。核酸キメラは全 て又は部分的に、化学的に合成することができるであろう。かかるキメラRNA 分子の合成を与える核酸配列は、プラスミドに存在する二本鎖異種ベクターDN Aに、上記の組換えDNAの方法により、都合よく挿入することができる。かか るRNA組成物の発現を与える異種ベクターを図5、6および7に表示する。 細胞RNA遺伝子若しくは遺伝子セグメントと外因性遺伝子若しくは外因性核 酸をコードする配列との間に形成されたかかるキメラを使用するために、細胞R NA遺伝子の修飾はカセット機能を向上させることになり得る。例えば、アンチ センスRNAとUIsnRNAとの間に形成されたキメラ分子においては、触媒 機能の喪失および/又は輸送性の喪失および/又はタンパク質相互作用の喪失を 伴ってU1snRNP複合体を与えることができるUIsnRNAのかかる修飾 は、更に細胞内にアンチセンス機能を発現させることができる。かかる性質を与 えることができる修飾は、欠失、付加から、又はかかる分子の配列の一つ又はそ れ以上の塩基の変更から得られ得る。かかる修飾されたU1系は、変更された塩 基配列、即ちプラスミドpHSD−4に存在するU1RNA転写体の4−位置で のCからTへの変更、を含むU1分子から製造された(Manser,T.Ge steland,R.Cell29:257−264(1982年)、その内容を 参照用に本願に含める)。このU1は、各々がHIV−1標的配列に対抗して向けら れた3つの異なるアンチセンス配列の各々を有するキメラ分子を形成するのに使 用された。置換は(pHSD−4に存在する)U1の転写された領域の一部分を 各アンチセンス配列で置き換えることにより行われた。 かかるキメラ分子は、レトロウィルスのような異種ベクターに挿入して、標的 細胞内のかかるキメラアンチセンス分子への伝達および発現をもたらすことがで きる。ベクタープロモーター活性が無く、そしてウィルスベクター配列による又 は外因性核酸によるペプチド生成が欠如すると、標的細胞内に非ネイティブのタ ンパク質が生成されず、従って免疫応答の可能性が除かれる。(Roy−Cho wdhury外の“Novel Process Implementing Selectivelmmune Down Regulation(SID R)”米国特許出願第 号、1997年2月28日出願、を参照された い。その内容を本願に参照用に含める。) かかる免疫遺伝学的に沈黙したベクターは、造血幹細胞のような細胞へのエク ス ビボ遺伝予伝達に特に有用であろう。これらの細胞のウィルスインフェクシ ョン処理は、これらのベクターを、感染ウィルスに対して命令されるアンチセン ス(リノザイムを含む)およびセンスRNAのような、生物学的に活性なRNA の伝達に使用する利益を受けることができる。例えば、HIV−1(およびある 種の白血病ウィルス)のような病気の治療は、HIV−1インフェクションに対 抗して命令されるCD4+細胞源を提供する手段として、かかる配列を造血幹細 胞に遺伝子伝達することで利益を受けることができる。この目的の細胞は、脊髄 又はドナーの循環細胞のような自己源から、又は胎児索状組織血液のような異種 源から誘導できる。かかる細胞は成長させそして下記に記載された手順に従って かかるベクターを用いて転写することができる:Nolta外、1995年、B lood 86:101−110;Xu外、Blood 86:141−146 (1995年);Bertolini外、Cancer Research 56 :2566−2572(1996年);およびWell外、Gene Thera py 2:512−520(1995年)。前記の刊行物を参照用に本願に含める 。これらの手順は自己血清およびストローマを利用することができる。このよう に処理した細胞を、以前に部分的又は完全な切除をした患者に投与することがで きる。 上記のように構成した免疫遺伝学的に沈黙した異種ベクターは、イン ビボ遺 伝子伝達に利用することもできる。肝臓、肺、腎臓、脳、筋肉、上皮組織のよう な組織およびその他のエクス ビボ手順に容易に従わない組織は、かかるウィル スベクターを血液流に投与することにより、又は組織若しくは器官に直接注射す ることにより、ねらう(target)ことができる。かかる処理の手順は外の 方法と組み合わせて使用できる。 ウィルス変態 本発明は、適当に構築されたパッケージング細胞内で又は標的細胞内で、本願 に記載したいろいろなエレメントが元のベクターと異なるウィルスベクター核酸 又はウィルスベクターに、又は第2のウィルスベクターにでも伝搬することがで きるベクター又はウィルスベクター、又は異なる若しくは第2のウィルスベクタ ーのウィルスベクターゲノムを産出することができる、又は異なる若しくは第2 のウィルスベクターのゲノムに実質的に似た核酸を産出することができるベクタ ー又はウィルスベクター用の組成物およびその使用法を提供する。ウィルス変態 のかかるプロセスは、核酸配列が一つ又はそれ以上の非ネイティブの配列を挿入 することにより修飾したウィルスベクターにより仲介することができる。かかる 修飾した核酸成分を適当に構築したパッケージング細胞に導入すると、元のベク ターからかかる第2のウィルスベクターを増殖することができ、又は、標的細胞 へのその導入は、標的細胞ゲノムへの組込みを含めて、第2のウィルスベクター の核酸又は元のベクターに見られる性質以外の性質をもつウィルスベクター核酸 を産出することができる。組成物もまたパッケージング細胞に与えられ、該パッ ケージング細胞は、該パッケージング細胞に本来ない成分を挿入することにより 、修飾されて、ウィルス変態させることができる。ウィルス変態用の組成物は、 欠陥ウィルスベクターの産出に有用であり、ここでかかるウィルスは、ヘルパー ウィルスに対する要件なしで増殖することができ、そして外因性核酸を標的細胞 のゲノムに組込むための性質を与えるのにも有用であり得る。 あるウィルスは遺伝子伝達に有用な性質を有するが、それらの用途は、ウィル スベクター産出のためのヘルパーウィルスの要件、又は外因性核酸を標的細胞へ 安定して伝達する能力が無いこと、又は外因性核酸を標的細胞ゲノムの好ましい 部位に組込む能力が無いことにより、制限される。例えば、ある欠陥ウィルスは パッケージング細胞内で増殖でき、必要なパッケージング成分を与えるが、ヘル パーウィルスの使用を必要とする。かかるウィルスベクター調製物の安全な使用 を確保するために、ヘルパーウィルスの混入を除かなければならず、そしてウィ ルスベクターは混入ヘルパーウィルスの存在について強力に安全性をテストしな ければならない。本発明はこれらの制限を、ヘルパーウィルスについての制限な く第2のウィルスベクターの増殖に使用できるウィルス変態用の組成物を与える ことにより克服する。 本発明の新規且つ有用なウィルスベクターの中で一つは、表面又はそのエンベ ロープに少なくとも二つの吸着性成分を有するウィルス又はウィルス部分を含み 、一方の成分はベクターのパッケージング細胞株への吸着用、そして他方の成分 はベクターを標的細胞に伝達するための吸着用である。前述の成分の両方はウィ ルスベクターにネイティブ(生得)であるか、又は両方はウィルスベクターにネ イティブでないか、又はある場合は一方の成分がネイティブでありそして他方の 成分はネイティブでないものであることができる。少なくとも一つの成分がウィ ルスベクターにネイティブの場合は、成分の一つはエコトロピック(環境栄養性 )又はアンフォトロピック(両栄養性)であることができる。かかる非ネイティ ブの成分は当業界で知られそして多くの形体を取ることができる。これらには、 例によると、ヒト免疫欠陥ウィルス(HIV)、肝炎Bウィルス(HBV)、肝炎C ウィルス(HCV)、ヘルペス シンプレックス(Herpes Simplex )ウィルス(HSV)、およびベスチキュラー ストマチス(Vesticula r Stomatis)ウィルス、およびそれらの一部分、またはこれらの組み 合わせから成る群から選ばれたまたは誘導されたメンバーのいずれも含む。HI Vまたはその一部分の場合、非ネイティブの成分はgp120を含むことができ る。HBVまたはHCVの場合、非ネイティブの成分は表面抗原を含む。ウィル スベクターの一つ又は他の成分又は両方の成分は、タンパク質、オリゴー又はポ リペプチド、糖タンパク質、融合ペプチド、組換えペプチド、改変タンパク質、 又は前記のいずれかの組み合わせから成る群のメンバーから選ぶことができる。 好ましい観点では、上記のウィルスベクターは変異レトロウィルスのようなレ トロウィルスを含む。 ベクター変態を与えることができるベクターもまた、元のベクターから誘導さ れたベクターに組込み性を与えるために使用できる。あるウィルスは遺伝子伝達 に有用な性質を有するが、それらの使用は、標的細胞に組込むおよび/又は安定 に留まる能力が無いことで制限され、そしてかかるウィルスは限られた期間、外 因性核酸の発現をもたらすことができるだけである。ウィルス変態用の組成物は 、元のベクターが組込み能力を欠いている場合、第2のベクターを標的細胞ゲノ ム に安定に組込む性質を与えることにより、外因性核酸を安定に発現させることが できる。かかる性質は、ベクター又はウィルスベクターの非ネイティブ成分によ り、ベクター又はウィルスベクターに与えることができる。ここで、かかる性質 は他のウィルス又は他の生物学的系から又は合成して誘導することができる。 ウィルス変態はパッケージング細胞又は標的細胞内で、該細胞に、開始ベクタ ー(又は第1のウィルスベクター)の核酸を導入することにより進行することが でき、ここで該核酸はウィルスベクターの成分、ウィルスベクター核酸、又は核 酸構築物、又はその成分である。該核酸のパッケージング細胞又は標的細胞内で の増殖は、第1のウィルスベクターに関連しないウィルスベクター(第2ウィル スベクター)に生得の(ネイティブの)性質を有する核酸を直接的に又は間接的 に生成することができる。ここで、第2のウィルスベクターの核酸は第1のウィ ルスベクターの核酸と、i)複合性、ここで核酸は長いか又は短い、ii)化学的 性質、ここで核酸は一本鎖又は二本鎖RNA又はDNA又は部分的に一本鎖そし て部分的に二本鎖のいずれかであることができる、およびiii)プロモーター/ エンハンサー、組込み配列、および終結、プロセッシング配列の機能において相 違するか、又は相違はパッケージング表面成分にある。第2のベクター核酸の性 質は、第2のベクターパッケージングの必要な成分を与えるように構築されたパ ッケージング細胞内の第2のベクターのパッケージングをもたらすことができる 。或いは、標的細胞内でこのように生成されたかかる第2のウィルスベクターの 核酸は、該細胞のゲノムに挿入される性質を有することができる。 本発明の実施に有用なウィルスベクターは、植物、バクテリア、動物およびヒ トウィルスから誘導するかことができ、ここでこれらのウィルスは該開始ベクタ ーウィルスに非ネイティブの成分により修飾することができる。かかる成分は通 常他のウィルスから誘導することができるが、他の生物学的系から誘導するか、 合成することもできる。かかる核酸には、ウィルス増殖、組込み機能およびウィ ルス成分の遺伝子発現を与える核酸配列が含まれるが、これに必ずしも限定され ない。これらには、レトロウィルスのLTR配列、レトロウィルスのインテグラ ーゼタンパク質、レトロウィルスの逆転写酵素、AAVのITR配列、AAVの レプ(rep)遺伝子、キャップ遺伝子、および有用な機能を与えることができ るその他の成分が含まれる。 ウィルス変態を開始するのに使用されるウィルスベクター、即ち第1ウィルス ベクター、の核酸配列は、組換えDNAの方法により便利に構築できる。この方 法において、非ネイティブのベクター成分をベクター核酸配列に挿入することが できる。 本発明の実施用のパッケージング細胞は、通常開始ベクターおよび第2のベク ターの両方から誘導された核酸配列を導入することにより製造できる。かかる核 酸配列は、パッケージング成分、ポリメラーゼ又は他の必要な酵素を含む第2の ベクター成分の合成、および第2の核酸の合成をもたらすことができる。かかる 核酸配列は、組込まれた状態又はエピゾーム状態のかかる細胞に存在し得る。 ウィルス変態に利用できるウィルスベクターには、モロニーネズミ白血病ウィ ルス(MMLV)のようなレトロウィルスが含まれる。レトロウィルス(ベクタ ー、ベクター核酸、又は核酸構築物)は、AAV ITRの配列を該レトロウィ ルスベクター核酸配列に挿入することにより修飾して、AAVのような第2のウ ィルスベクターを増殖することができる。かかるベクターはパッケージング細胞 内のレトロウィルスベクターRNAの合成を命令することができ、そしてパッケ ージング細胞株はAAV DNAの合成のために逆転写をもたらすことができる 。外因性核酸はAAV ITRがフランクした領域に存在する。レトロウィルス ベクター核酸は、ppt配列セグメント機能(又は他の機能)を不活化すること により更に修飾することができ、このようにして、第2ベクター(例えばAAV )の一本鎖DNAコピーを提供する手段として、逆転写後に第2のDNA鎖の合 成を取り除く。これは、ppt配列の欠失により、又はこの特許のどこかに記載 された方法により、レトロウィルスppt配列をAAV ITR配列の一つ若し くはAAVレプ配列で置き換えることにより、遂行できる。AAVレプ(rep )およびキャップ核酸配列はパッケージング細胞に、レトロウィルス核酸成分の 一部として与えるか、或いはかかる配列をプラスミド、又は細胞ゲノムに挿入し た又はパッケージング細胞内にエピゾーム状態若しくは一時的状態で存在する他 の核酸実在物に、別々に供給することができる。 本発明は更に、表面又はそのエンベロープに少なくとも二つの成分を有するウ ィルス又はウィルス部分を含み、第1の成分はウィルスにネイティブであり、そ して第2の成分は3つの特性によって特徴づけられる。第1に、第2の成分は該 ウィルスベクターに非ネイティブである。第2に、目的の標的細胞に吸着するこ とができる。第3に、該第2成分はウィルスベクターに対してネイティブの細胞 に吸着することができない。好ましい側面では、ウィルスベクターはレトロウィ ルスである。適した又は適当なレトロウィルスは文献で充分特徴づけられており 、多くの変更形を取ることができる。単に例によると、かかるレトロウィルスは 、ネズミ白血病ウィルス、ヒト免疫欠陥ウィルス、ヒトT細胞白血病ウィルスお よびギボンサル(Gibbon ape)白血病ウィルス、又は前記のいずれか の組み合わせから成る群のメンバーから選ぶことができる。 上記のウィルスベクター中の非ネイティブの成分は、多くの形体を取ることが でき、それらの全ては文献に充分に記載されている。これらには、下記から成る 群から選ばれた又は誘導されたメンバーが含まれる:ヒト免疫欠陥ウィルス(H IV)、肝炎Bウィルス(HBV)、肝炎Cウィルス(HCV)、ヘルペス シンプ レックス(Herpes Simplex)ウィルス(HSV)、およびベスチキ ュラー ストマチス(Vesticular Stomatis)ウイルス(V SV)、およびそれらの一部分、またはこれらの組み合わせ。HIVの場合、誘 導されたメンバーはgp120を含むことができる。別の例では、非ネイティブ の成分はHBV又はHCV表面抗原を含むことができる。 本発明は、T細胞、肝臓細胞、脊髄細胞および上皮細胞から成る群から選ばれ たメンバーのいずれか、又は前記のいずれかの組み合わせを含む、多くの有用な 標的細胞を考える。 本発明はまた、(i)ウィルスベクター、(ii)ウィルス核酸、および(iii )核酸構築物から成る群から選ばれたベクターを提供する。該ベクターは、標的 細胞のゲノムに組込むことができるセグメントをコードする非ネイティブの核酸 配列を含み、そして該ベクターは標的細胞中で第1の核酸を生成又は導入するこ とができ、該第1の核酸は、第1の核酸の一部分を含む第2の核酸を生成するこ とができ、該第2の核酸は組み込みセグメントを含みそして外因性遺伝子又は外 因性核酸配列を発現することができる。一つの側面では、このベクターはウィル ス ベクターを含むことができ、そして組込みセグメントは該ウィルスベクターに非 ネイティブであることができる。該ベクターはウィルス核酸をも含むことができ 、そして組込みセグメントは該ウィルスベクターに非ネイティブであることもで きる。好ましい一つの態様では、ウィルスベクターはアデノウィルスを含む。別 の態様では、第1の核酸はレトロウィルスを含み、そして第2の核酸はアデノー 関連ウィルス(AAV)を含む。更に別の態様では、第1の核酸はAAVを含み 、そして第2の核酸はレトロウィルスを含む。更にまた、第2の核酸配列はレト ロウィルスLTR又はAAVを含む。 本発明は、本願で開示した又は以下に請求したウィルスベクター又はウィルス ベクター核酸のいずれかを製造する方法をも提供する。かかる方法は典型的には 、かかるベクターを供給し、そしてそれを、該ウィルスベクター又は該ウィルス ベクター核酸を生成する条件下でパッケージング細胞に導入するステップを含む 。一つの側面では、核酸構築物はプロモーター/エンハンサー領域で、非ネイテ ィブプロモーター中で修飾することができる。今記載した方法の他の側面では、 核酸構築物は、該パッケージング細胞株のゲノムに安定に組込むことができる。 核酸構築物をかかる方法に使用した場合、該構築物をエピゾームにより又は一時 的発現により修飾することができることを見過ごしてはならない。 本発明はまた、ヘルパーウィルスと無関係に(独立して)ウィルスベクターを 増殖するためのパッケージング細胞株を提供する。該ウィルスベクターは核酸成 分と非核酸成分とを含むことができる。該ウィルスベクター核酸成分の配列は細 胞株のゲノムに安定に組み込みことができ、そして該ウィルスベクターの非核酸 成分の配列は、一時的発現、エピゾーム発現、安定に組込まれた発現、又は前記 のいずれかの組み合わせから成る群から選ばれた手段により、パッケージング細 胞株に導入される。 この目的のためのパッケージング細胞は、開始ベクター(レトロウィルス)か ら生成した転写体の逆転写を与えるために、レトロウィルス逆転写酵素配列を含 むように調製できる。 ウィルス変態による第2のベクターの生成をもたらすウィルスベクターの例は 、例7、8および9、並びに図8、9および10に提示される。AAVITRお よ びAAVレプのための配列は、ベクター構築物に含まれるMMLVレトロウィル スベクター配列に挿入される。パッケージング細胞は、マウス3T3細胞から、 レトロウィルスベクター転写体およびAAVキャップ用の配列の逆転写をもたら してAAVウィルスベクターパッケージングを与えるために、該細胞にトロウィ ルス逆転写配列を安定に挿入することにより調製される。開始レトロウィルス核 酸成分(プラスミドに存在する)をかかるパッケージング細胞に導入した後、レ トロウィルスベクターゲノムの逆転写で、二つのAAVITR配列を含む一本鎖 レトロウィルスDNAが生成し、該ニつのAAVITR配列はほぼ4.5kbで 分離され、ここでそれらはAAVレプ遺伝子および外因性核酸の配列をフランク する。かかるDNAコピーは、AAVITR配列およびAAVレプ機能のために 複製されて、AAVレプ配列および外因性核酸配列を含むAAVベクター配列を 生成する。キャップタンパク質およびAAVパッケージングシグナルの存在によ り、かかるAAVベクターウィルスのパッケージングがもたらされる。 本発明はまた、本願で開示又は請求した本発明のウィルスベクターのいずれか を増殖するためのパッケージング細胞株を提供する。かかるパッケージング細胞 株は、例えば、ウィルスベクターの表面又はエンベロープ用の少なくとも二つの パッケージング成分を与えることができる。該パッケージング細胞株内では、細 胞株はウィルスベクターにネイティブのものであることができる。該ウィルスベ クター自体は、好ましい側面では、レトロウィルスを含むことができる。本発明 のパッケージング株に使用する細胞株は、当業界で知られた多くの形体を取るこ とができ、例えば、NIH3T3、U937、H9および293、又は前記のい ずれかの組み合わせからなる群から選ばれたメンバーのいずれも含む。 他の側面では、パッケージング細胞株内の表面又はエンベロープ成分の両方用 の配列は、パッケージング細胞株のクロモゾーム内に安定に組み込まれる。更に 、表面又はエンベロープ成分の配列は、パッケージング細胞株のクロモゾーム内 に安定に組み込むことができ、そして別の表面又はエンベロープ成分の配列を一 時的に発現することができる。更に、該エンベロープ成分の配列を該パッケージ ング細胞株のクロモゾーム内に安定に組み込むことができ、そして表面成分の配 列を一時的に発現することができる。他の側面では、パッケージング細胞株内の 表 面又はエンベロープ成分の両方の配列を一時的に発現することができる。 本発明はまた、本願で開示又は請求した他のウィルスベクターを増殖するため のパッケージング細胞株を提供する。かかる場合、細胞株はウィルスベクター成 分に非ネイティブのものであることができるが、ウィルスベクター核酸にネイテ ィブのものであることができる。パッケージング細胞株はその膜上で又はその表 面上で、ベクターの非ネイティブ成分に吸着するための受容体又は結合パートナ ーを発現する。 ウィルス変態はまた外因性核酸が細胞ゲノムに組込まれるようにすることがで きる。第2のベクター核酸が宿主ゲノムに組込む能力は、標的細胞での外因性核 酸の安定な発現を確立するために明確な利益を与える。しかし、いくつかのウィ ルスはこの性質を欠くが、ある種の細胞への親和性、ヒト又は動物組織での安定 性、核酸の標的細胞への効率的な伝達のような、遺伝子伝達に有用な他の性質を 有する。本発明はウィルスベクター用の組成物およびその使用法を提供し、該ウ ィルスベクターは、ウィルス変態用の組成物を介して、外因性核酸を標的細胞に 組み込ませることができる。かかる組成物は組込みが標的細胞ゲノムの好ましい 部位で起こるようにすることができる。 ウィルスベクター保有の組込み性は、非ネイティブ成分をウィルスベクターゲ ノムに挿入することにより構築することができる。かかる有用な成分には、組込 みシグナル配列および第2構造のようなある種のベクター核酸構造を含む、ある 種の核酸配列の実体(エンティティー)が含まれる。これらの目的に有用な非ネ イティブ成分には、レトロウイルスLTR、逆転写酵素および、標的細胞内のラ ンダム部位で組込みさせることができるインテグラーゼのような核酸配列が含ま れる。ウィルスベクターはまた、標的細胞内の好ましい部位で組込みさせること ができる非ネイティブ成分を用いて修飾することができる。かかる配列にはIT R配列およびAAVから誘導されたレプ遺伝子が含まれる。これらは、レトロウ イルスを含むいろいろなウィルスベクターに供給できる。 好ましい部位での組込みを与える非ネイティブ成分を含むウィルスベクターは 、上記の組換えDNAの方法によって構築できる。このためにレトロウイルスベ クターのようなウィルスベクターは、該レトロウイルス核酸成分に二つのITR 配 列を組込むことにより修飾することができ、ここで、細胞内のベクターRNAの 逆転写の後に該ITR配列は外因性核酸を含む配列をフランクするであろう。A AVレプ機能用の配列はまた、かかるレトロウイルスベクターゲノムに組込むか 、或いはこれらの配列を別個のエンティティー、例えばウィルス又はプラスミド のような核酸構築物、に供給することができる。逆転写酵素の二本鎖生成物中に AAVITRが存在しそして細胞中にAAVレプ機能が存在すると、標的細胞ゲ ノム中への部位特定組込み能力を与えることができる。このプロセスを図10、 11および12に示す。上記のプロセスは、逆転写酵素反応の一本鎖DNA生成 物の生成を介して行うことができる。これは上記のように、第2の鎖DNA合成 の開始に関連するレトロウイルスゲノムの領域、即ちppt配列、の不活化によ り達成される(図11および12)。 多重栄養性(Multitropic)ウィルスベクター 遺伝子伝達系は当業界で知られている。例えば、Rabbani外の米国特許 出願第08/574,443号、1995年12月15日出願、を参照されたい 。その内容を本願に参照用に含める。 遺伝子伝達の目的で、ウィルスベクターを、標的細胞にネイティブのウィルス から、又は標的細胞に非ネイティブのウィルスから発生させることができる。一 般に、ネイティブウィルスベクターよりも非ネイティブウィルスベクターを使用 するほうが望ましい。ネイティブウィルスベクターは標的細胞への天然の親和性 を有するが、かかるウィルスは標的細胞内で増殖する可能性があるので、よりお おきい危険性を与える。これに関して、動物ウィルスベクターは、自然にヒト細 胞内で増殖するように設計されていないが、ヒト細胞への遺伝子伝達に有用であ り得る。しかしながら、遺伝子伝達の使用のために、かかる動物ウィルスベクタ ーを充分な産出量で得るためには、ネイティブ動物パッケージング細胞内でこの ような製造を実施することが必要である。しかしながら、この方法で製造したウ ィルスベクターは通常、エンベロープの一部又はヒト細胞に屈性(tropis m)を与えることができるカプシッドの一部としての成分を欠く。例えば、環境 栄養性マウスレトロウイルス様のMMLVのような非ヒトウィルスベクターの製 造のための現在の実施法では、マウスパッケージング細胞株内で製造される。高 いタイターを生成するが、このベクターは標的細胞への親和性を欠いていた。或 いは、アンフィトロピック(amphitropic)ベクターを使用できるが 、タイターはずっと低いであろう。 本発明は、従来技術におけるこの制限を、新規なウィルスベクター用の組成物 および使用法、並びにそれらの製造法を提供することにより克服する。ここで、 かかるベクターは、標的細胞およびパッキング細胞の両方に屈性を与えることが できる少なくとも二つの表面成分を含む。これらのウィルスベクターに少なくと も二つのかかる成分が存在すると、該ベクターウィルスがパッケージング細胞内 で効率的に増殖する能力と遺伝子を標的細胞へ効率的に伝達する能力のそれぞれ 独立した能力を与えることができる。パッケージング細胞への親和性は、増殖さ れたベクターウィルスのパッケージング細胞に再感染しそして増殖の繰り返しサ イクルを受ける能力により、高収率での増殖をもたらす。 ウィルスの表面に存在し得る多様の化合物は本発明の目的に使用でき、これら はウィルスエンベロープ又はカプシッドタンパク質から、或いは動物、植物又は ヒト細胞に対する親和性を有しそしてウィルスベクター表面に挿入できるその他 の生物学的系から誘導されたタンパク質から、誘導することができる。この目的 に有用なかかる化合物には、かかるタンパク質又はその一部分の天然アミノ配列 からなるタンパク質分子が含まれる。かかるタンパク質又はフラグメントは全体 に又は部分的に修飾されることができる。多重栄養性ウィルスベクターの表面に 存在することができるタンパク質は、ベクターウィルスにネイティブのタンパク 質又はそのフラグメントと、該ウィルスに非ネイティブのタンパク質又はそのフ ラグメントとの間に形成されたキメラ分子であり得る。 多栄養性ベクターのタンパク質は該ウィルスベクターにネイティブ又は非ネイ ティブであることができる。有用なネイティブタンパク質には、レトロウイルス 環境栄養性(エコトロピック)および両栄養性(amphotropic)、多栄 養性(polytropic)又は異種栄養性(xenotropic)のエン ブ(env)タンパク質が含まれる。ヒト細胞への遺伝子伝達に有用な非ネイテ ィブタンパク質には、ヒトウィルスからのエンベロープタンパク質の全て、例 えばCD4+細胞に屈性を与えることができるHIV−1又はHIV−2から誘 導されたgp120、T細胞に屈性を与えることができるHTLVIおよびHT LVIIのエンブタンパク質、肝臓細胞に屈性を与えることができる肝炎Bウィル ス(HBV)のエンベロープタンパク質が含まれる。ヒト細胞に屈性を与えるこ とができるHAのようなインフルエンザからのエンベロープタンパク質もまた有 用である。EBVからのエンベロープタンパク質もまたヒトB細胞に屈性を与え ることができる。 多重栄養性ベクターは、かかる成分を合成させるパッケージング細胞内で便利 に製造できる。これらの成分はかかるパッケージング細胞内でウィルスエンベロ ープに挿入するであろう。かかる化合物を合成させる核酸配列は、1種又はそれ 以上のプラスミドにあり、そしてかかるプラスミドはパッケージング細胞内に導 入できる。かかる核酸構築物はエピゾーム状態で存在するか、又はパッケージン グ細胞のゲノムに組込まれるか、又はエピゾーム状態および組込まれた状態の両 方の組み合わせで存在することができる。パッケージングは本願で開示された方 法およびプロセスによって実施できる。 多重栄養性ベクターはレトロウイルスのようなウィルスから製造でき、ここで それらはウィルスエンベロープ中に2種又はそれ以上の化合物を含み、該化合物 は該ウィルスにネイティブであり、例えばMMLVの環境栄養性エンブタンパク 質、およびMMLVの両栄養性、多栄養性又は異種栄養性エンブ(env)タン パク質が含まれる。かかる多重栄養性ベクターのパッケージングは上記の組成に より実施できる。ベクターのウィルスエンベロープ中に環境栄養性エンブタンパ ク質が存在すると、マウス細胞から誘導されたパッケージング細胞中での該ウィ ルスベクターの効率的な増殖をもたらすことができ、そして両栄養性、多栄養性 又は異種栄養性エンブタンパク質はヒト細胞への伝達をもたらすことができる。 例えば、環境栄養性エンブタンパク質と、両栄養性、多栄養性又は異種栄養性 エンブタンパク質との両方を含む多栄養性レトロウイルスベクターを生成するこ とができるパッケージング細胞は、3T3細胞のようなマウスパッケージング細 胞から製造できる。かかるパッケージング細胞は、該細胞に、パッケージング成 分、即ちgagおよびpol、をコードする配列を含む1種又はそれ以上のプラ スミドを導入することにより、構築できるであろう。パッケージング成分を高度 に発現する細胞株を選びそしてクローニングできる。引き続くプロウィルスベク ターDNAのかかるパッケージング細胞株内への導入は、多重栄養性ベクターの 製造を開始させることができる。 ウィルスが、ウィルスエンベロープ中に2種又はそれ以上の化合物を含むレト ロウイルスであり、その少なくとも一つはMMLVの環境栄養性エンブタンパク 質のように該ウィルスにネイティブであり、そして少なくとも一つの化合物は該 ウィルスベクターに非ネイティブであるが標的細胞に対する親和性を有するよう な、多重栄養性ウイルスベクターもまた製造できる。かかる非ネイティブ化合物 は別のウィルスエンベロープから誘導することができ、そしてさらに標的細胞に 対する親和性を与える。例えば、ネイティブの環境栄養性エンブタンパク質と、 HIV−1gp120のような非ネイティブタンパク質の両方を含む多栄養性レ トロウイルスベクターを生成することができるパッケージング細胞は、修飾3T 3細胞のようなマウスパッケージング細胞内で製造できる。かかる多重栄養性ウ ィルスベクターは、上記のように、両栄養性、多栄養性又は異種栄養性エンブタ ンパク質の核酸配列の代わりに、gp120の製造用の核酸配列を用いて製造で きる。増殖した多重栄養性ベクターのウィルスエンベロープ中に環境栄養性エン ブタンパク質が存在すると、マウス細胞から誘導されたパッケージング細胞内の 上記ウィルスベクターの効率的な増殖をもたらすことができ、そしてgp120 タンパク質はCD4+ヒト細胞への伝達をもたらすことができる。丁度上に記載 しように、多重栄養性ベクターは該ウィルスベクターにネイティブでも非ネイテ ィブでもよい。有用なネイティブタンパク質には、レトロウイルス環境栄養性お よび両栄養性、多栄養性又は異種栄養性エンブタンパク質が含まれる。ヒト細胞 への遺伝子伝達に有用な非ネイティブタンパク質には、ヒトウィルスからのエン ベロープタンパク質の全て、例えば、T細胞に屈性を与えることができるHTL VIおよびHTLVIIのエンブタンパク質、肝臓細胞に屈性を与えることができ る肝炎Bウィルス(HBV)のエンベロープタンパク質が含まれる。ヒト細胞に 屈性を与えることができるHAのようなインフルエンザからのエンベロープタン パク質もまた有用である。EBVからのエンベロープタンパク質もまたヒトB細 胞に屈性を与えることができる。前記の成分の全ては同様に増殖することができ る。 本発明はまた、上記ウイルスエンベロープまたはウイルスキャプシド中に、そ のウイルスに対してネイティブでないが標的細胞に対してはネイティブな少なく とも1つの成分を含むウイルスベクターの組成物およびその使用法に関する。そ のような成分は標的細胞受容体のリガンドであってもよい。該ウイルスベクター (本明細書では単一細菌親和性(monotropic)ウイルスベクターと称する)の効率 的な増殖は、当該ウイルスにネイティブであり、かつ、その細胞表面にネイティ ブでないウイルス成分の受容体を含むように改変されたパッケージング細胞を用 いて行うことができる。 単一細菌親和性ウイルスベクターは従って、標的細胞へ効率的に伝達する多細 菌親和性ベクターと同じ利点を有する。これらベクターはその標的細胞にネイテ ィブなウイルスと同様に効果的な吸着を示す。しかしながら、これらのベクター にはネイティブなウイルスによって引き起こされるヒトへの望ましくない危険が ない。従って、MMLVのごとき動物のレトロウイルスのようなベクターウイルスは 、そうした危険がない状態で、ネイティブなウイルスベクターの有利さを提供す ることができる。従って、例えば、単一細菌親和性は、動物のウイルスにネイテ ィブでない広範にわたる化合物のいずれかのウイルスエンベロープ中またはウイ ルス表面への取り込みによってヒト細胞への遺伝子伝達に利用される動物ウイル スを提供することができ、そのような化合物はあるタイプの細胞に向性を与える 。ネイティブなパッケージング細胞のアフィニティにネイティブな化合物を欠く 単一細菌親和性ウイルスは、そのようなパッケージング細胞に対して行う改変に よって効率的に増殖させることができる。従って、ウイルスベクターに対してネ イティブなパッケージング細胞の表面には、ウイルス表面に存在するかまたはウ イルスエンベロープに随伴するネイティブでない成分に対応する1または複数の コグネイト細胞を導入することができる。またはその代替アプローチとして、HI V(gp 120)からgag、polおよびenvのような成分をパッケージングする全配列を提 供することによって、動物ウイルスをパッケージングするヒト細胞を発生させる ことができる。 単一細菌親和性ウイルスベクターの製造には、化合物自身をウイルス表面に提 示し得るか、あるいはウイルスエンベロープに随伴できるウイルスベクターにネ イティブでない多様な化合物を使用することができ、それらは、エンベロープタ ンパク質またはウイルスや他の生物系から誘導できる動物、植物もしくはヒト細 胞にアフィニティを与えるタンパク質から誘導することができる。そのような化 合物としては、ウイルスから誘導されるリガンド、細胞から誘導されるタンパク 質リガンドおよび、細胞膜と融合することができるタンパク質やペプチドを挙げ ることができる。この目的に有用なそうした化合物としては、そのようなタンパ ク質またはその一部が該タンパク質の全アミノ酸配列からなるタンパク質分子ま たはそのようなタンパク質もしくはそのフラグメントが一部改変された配列を含 むタンパク質分子がある。 単一細菌親和性ウイルスベクターの増殖はパッケージング細胞において好都合 に行うことができる。このパッケージング細胞は、ウイルスベクターにネイティ ブであるかまたは、単一細菌親和性ウイルスの受容体として作用できる1または 複数のネイティブでない成分を導入することによって該細胞が改変されているウ イルスベクターに存在するリガンドにネイティブである。従って、単一細菌親和 性動物ウイルスベクターは、例えば、ヒト細胞に対する向性を与えるネイティブ でないリガンドを含んでいてもよい。上記ベクターは、単一細菌親和性ウイルス に存在するネイティブでないリガンドに対応する受容体をその表面に持つよう改 変されたウイルスベクターにネイティブなパッケージング細胞で増殖させること によって増殖させることができる。そのような受容体は、該受容体を合成する核 酸配列を取り込むことによってパッケージング細胞に導入することができる。そ のような核酸配列は(細胞ゲノムに)取り込まれた細胞かもしくはエピソーム状 態の細胞に存在していてもよい。単一細菌親和性ウイルスベクターの増殖は、ネ イティブでない化合物を含む、ウイルスベクター核酸およびパッケージング成分 の核酸配列をもつ細胞(ネイティブもしくはネイティブでない細胞)へ導入する ことによって進めることができる。ネイティブでない化合物において、発現はエ ピソーム状態または取り込まれた状態で存在するこれら配列から進行させること ができる。 例えば、MMLVのごときレトロウイルスベクターのような単一細菌親和性ウイル スベクターは、特定タイプのヒト細胞ならびに改変されたマウスパッケージング 細胞に対する向性を与えるネイティブでない成分(gp 120のような)を含むよう に作ることができる。そのようなベクターは、細胞表面のCD4およびCCR-5受容体 タンパク質をコードする核酸配列の取り込みによって改変されたマウス3T3細胞 から誘導される改変パッケージング細胞に対すると同様、CD4+ヒト細胞に対する 向性をもっている筈である(Maddon,P.J.,et al.,Cell 47:33,1986、引用に より本明細書に組み入れる)。ベクター産生は、例えば、本明細書の別の箇所に 記載の逆パッケージング法により、該細胞のゲノムにベクター核酸配列をコード する核酸配列を安定に組み込むことによって行うことができる。増殖は、上記レ トロウイルスのパッケージング成分を合成する核酸配列をそのような細胞に導入 することによって開始することができる。そのような核酸配列としてはgp 120の 配列があるが、ネイティブなenvタンパク質、すなわち、MMLVにネイティブな生 態向性(ecotropic)もしくは両性向性(amphotropic)のタンパク質の配列は含まれ ない。そのような配列は、本明細書の別の箇所に記載したようにパッケージング 成分を最大まで合成するように増幅できるプラスミドに存在していてもよい。 パッケージングシステム 一般に、ウイルスベクター(ヘルパーウイルスなし)の増殖は、パッケージン グ成分の核酸配列が細胞ゲノムへ安定に組み込まれたパッケージング細胞中で進 行し、そのような細胞株にウイルスの核酸をコードする核酸が導入される。この 系においては、パッケージング成分を利用できる可能性はパッケージングを制限 する要素であり、それは低力価をもたらすか、またはパッケージング成分に関連 する核酸配列の継続的な安定性を損なってしまい、ウイルス産生が不可能なパッ ケージング細胞を与えることになる。 これらの制限を克服するため、本発明は、ヘルパーウイルスを使用しないでパ ッケージング成分を効率よく合成し、さらに遺伝子フラグメントのcDNAを使用す ることによって、あるいはパッケージング成分をコードする配列をもつプラ スミドの重複配列を減少させる方法によって、組替えコンピーテントウイルスの 出現につながり得る組み替えが起こる蓋然性を減少もしくは排除する新規な逆パ ッケージングシステムの方法および組成物を提供するものである。 本発明によって提供されるそのような組成物はパッケージング細胞からなり、 その細胞においては、ウイルスベクター核酸成分の産生をコードする核酸配列が 細胞のゲノム中に安定に組み込まれている。パッケージング細胞はさらに、必要 なパッケージングの全成分を提供する。そのような逆パッケージングシステムを 使用すれば、パッケージング成分の合成を最適にすることで、他のパッケージン グシステムの制限を克服することができる。これはトランスフェクト後にパッケ ージング成分を増幅発現することにより、あるいは、以下詳細に述べる組成物お よび方法により達成することができる。 パッケージング成分をコードする1またはそれ以上の核酸構築物を導入するこ とにより、ベクター核酸をコードする配列が細胞ゲノムへ安定に組み込まれてい るパッケージング細胞のパッケージング成分の最適な発現を達成することができ る。そのような成分は該ベクターにネイティブあってもネイティブでなくてもよ く、ゲノムDNA、cDNA、そのフラグメントまたはその修飾体から誘導することが できる。そのようなパッケージング成分をコードする核酸構築物は、1または複 数コピーの状態でパッケージング細胞株に存在していてもよい。 逆パッケージング組成物は、核酸増幅を用いることによってウイルスベクター パッケージング成分の最適な合成を提供することができる。そのような増幅は上 記のようなパッケージング成分を発現させる非常に効率的なプロモーターと併用 することができる。ベクターウイルスパッケージング成分の核配列を増幅するの に有用な要素としては、SV40ウイルスの複製起点(SV40 ori)およびエプスタイン バーウイルスの複製起点(EBV ori)がある。これらの要素はベクター成分の発現 配列を含むプラスミドやその他の核酸物質を増幅する作用をすることができる。 SV40によって複製が制御されるプラスミドまたはその他の核酸物質を使用する配 列増幅は、パッケージング細胞中でトランス作用T抗原を発現させることによっ て行うことができる。一方、EBVによって複製が制御されるプラスミドまたはそ の他の核酸物質を使用する増幅は、EBNAの発現によって行うことができ る。増幅によりベクターウイルスをパッケージングする性質をもった細胞はEBV oriおよびEBNAを使用して実現する(realized)ことができる。 例えば、核酸増幅を利用する逆パッケージング細胞の組成物は、効率よくかつ 安定にウイルスベクター核酸を産生するパッケージング細胞がSV40 oriまたはEB V oriを含有する1または複数の核酸構築物(核酸構築物はパッケージング成分 を合成する)でトランスフェクトされる以外は、ウイルスベクターの逆パッケー ジングについて上記した通りの方法で製造することができる。トランス作用T抗 原もしくはEBNAタンパク質は、前記核酸構築物でトランスフェクトする前に細胞 に存在する配列から作ることができる。またこれらのタンパク質は、該核酸構築 物に存在していてもよい。 逆パッケージングシステム組成物およびその使用法によれば、ウイルスベクタ ー核酸をコードする核酸セグメント間で起こり得る組み替え(こうした組み替え は複製コンピーテントウイルスを生じさせることがある)を大きく減少させるか または排除することができる。これは、パッケージング細胞におけるそのような セグメント2個の間のウイルスゲノム重複領域を除くことによって行われる。 そのような組み替えが生じる可能性を顕著に減少させるか排除し、かつ、レト ロウイルスベクターを増殖させる上記の逆パッケージングおよび/または増幅組 成物と併用することができるパッケージングシステムの一例を挙げると、これは 、LTR配列が含まれていないgag、polおよびenvのレトロウイルス配列をクローニ ングすることによって作ることができる。gag、polおよびenv配列は、cDNA製品 から作り、プラスミドのような核酸構築物にクローニングすることができる。そ のような配列はすべて、該配列が1またはそれ以上のプロモーターから発現でき る同じプラスミドにクローニングできる。該配列はまた、ウイルスパッケージン グ成分に必要な配列をすべて提供する2以上の該プラスミドが要求され、かつ、 各プラスミドの発現に少なくとも1つのプロモーターが必要な2以上のプラスミ ドにクローニングすることができる。 ネイティブでない種々のプロモーター/エンハンサー要素は、アデニル化信号 と共に使用してcDNA発現を起こすことができる。極めて効率のよい、かつ構成性 もしくは誘導性のプロモーター/エンハンサーが使用できる。プロモーター/ エンハンサーとしては、メタロチオネンプロモーター/エンハンサーおよび伸長 因子(EF)プロモーター/エンハンサーのような、細胞遺伝子から誘導されたプロ モーター、またはCMV Ela遺伝子のプロモーター/エンハンサーを含むCMV初期プ ロモーター/エンハンサーのようなウイルスから誘導されたプロモーター、コグ ネートポリメラーゼの発現がパッケージング細胞で樹立できるT3やT7、SP6のご ときバクテリオファージから誘導されたプロモーターがあるが、これらの例示に は限定されない。メタロチオネンプロモーター/エンハンサーのごときプロモー ター/エンハンサーを使用すれば、パッケージング細胞におけるベクター成分の 発現を誘導することができる。 レトロウイルスのパッケージングに適当な細胞は、ベクター核酸の発現配列を 含み、かつ、ベクター核酸を産生する安定にトランスフェクトされた細胞株を選 択できるプラスミドでトランスフェクトすることができる。レトロウイルスベク ターは、この細胞株を、プラスミドのような、パッケージング成分を発現させる 1またはそれ以上の核酸構築物でトランスフェクトすることによって作ることが できる。レトロウイルスベクターの増殖は、パッケージング成分を与えるプラス ミドで一過性にトランスフェクトするか安定にトランスフェクトすることによっ て行うことができる。 ウイルス非特異性核酸複合体(NVS複合体) 本発明は、遺伝子送達における非ウイルスベクター使用に重要な利点を提供す ることができるウイルス非特異性核酸複合体(NVS複合体)組成物およびその使 用法を提供する。そのようなNVS複合体は、核酸成分および、核酸構築物におけ る1またはそれ以上の特異的核酸配列と結合する1またはそれ以上の特異的結合 タンパク質からなる。遺伝子送達非ウイルス核酸複合体用の従来の組成物は、核 酸成分とポリペプチドもしくはポリカチオンポリマー脂質との間の非特異的複合 体に依存していた。そうした多様な物が使用されているが、その場合、核酸配列 との結合は非特異的であるか、および/またはイオン性である。しかしながら、 核酸に対するそのような非特異的結合はそのような核酸の機能、例えば、転写、 組込み、細胞および/または核への移行と干渉し得ること、かつ、傷害性 を含む他の干渉作用を生じ得ることが分かっている。 非ウイルス性核酸複合体は遺伝子送達に重要な利点を提供することができるが 、従来、配列非特異的結合成分に依存する非特異的核酸複合体の使用によってこ れらの利点が認識されたことはなく、また認識できていない。本発明は、特定の 核酸配列と遺伝子伝達に有用な性質を与えるタンパク質分子の結合を核酸構築物 の規定領域に局在化できるタンパク質成分との間に特異的複合体を形成させるこ とによって、これらの制限を克服したものである。核酸構築物においてそのよう に特異的結合タンパク質を局在化することで、生物学的活性を与える核酸成分領 域との干渉を減少させ、または排除することができる。本発明はまた、そのよう な特異結合性タンパク質をそのコグネイト結合部位と制御置換することも提供す る。そのような置換は生物学的機能と干渉する可能性を排除することができ、あ るいは、細胞の有用な機能を提供できるタンパク質を放出することができる。 本発明は、細胞へ導入する際、生物学的機能、すなわち、遺伝子発現、転写、 翻訳、取込み、細胞内移行、細胞におけるタンパク質産生、細胞における核酸産 生あるいは細胞における核酸もしくはタンパク質との干渉が可能である、ウイル ス非特異性核酸複合体(NVS複合体)組成物およびその使用法を提供するもので ある。本発明は、ベクター核酸成分中のコグネイト核酸配列に結合してその構築 物を以下1)〜6)のうち1または複数の性質をもたらすことができる、特異結合性 タンパク質を用いることによって非ウイルスベクターに重要な利点を提供するこ とができる。1)標的細胞への結合、2)細胞への核酸成分導入の提供、3)細胞内の 部位に局在化させる、4)細胞DNAに取り込む信号を提供する、5)細胞内でベクタ ー核酸を複製および/または発現させるための酵素活性を提供する、6)インビボ 、インビトロ両方において核酸成分が分解するのを防御する。本発明においては 、該ベクター核酸の生物学的活性を実質的に妨害することなく、上記のうち1ま たは複数の性質を提供することができる。 本発明は、ベクター核酸成分の特異的核酸配列を認識でき、従って生物学的機 能を与える核酸成分の配列から特異的タンパク質結合領域を分離する能力を与え ることができる特異結合性タンパク質を使用することによって、核酸とポリペプ チド、脂質間の非特異的もしくはイオン結合に依存している非ウイルス複合体に よりも利点が多い。従って、核酸成分の生物学的機能を実質的に妨害することな く、1または複数の上記性質を提供することができる。そのような特異的配列は 、プロモーター配列のごとき遺伝子発現カセットの1要素あるいはその1部では ないが、プロモーター配列が使用されるならば、その場合これら配列は転写には 関与せずペプチドを結合する機能だけに関係する。該配列からの転写は、そのよ うなプロモーター配列からすぐ下流にある逆方向核酸セグメントもしくは逆方向 ヌクレオチドを用いて、制限または排除することができる。 NVS複合体の特異結合性タンパク質はさらに、直接もしくは間接に、融合や共 役により、または複合体形成により、天然、非天然、修飾、非修飾のオリゴーも しくはポリペプチド;天然、非天然、修飾、非修飾のオリゴ糖もしくは多糖類; 多分子複合体;不活化ウイルス;脂質;およびリガンド類を含む他の分子と付着 ・結合(attach)することができる。そのような成分は、ポリメラーゼ活性のごと き酵素活性をもっていてもよく、また移行および取り込みを含む何らかの生物学 的機能をもつタンパク質を持っていてもよい。本発明のNVS複合体は、植物、ヒ トおよび他のほ乳類の細胞を含む真核細胞および原核細胞に核酸を送達すること ができる。 以下、本発明の実施に有用な特異結合性タンパク質分子およびそのコグネイト 核酸配列を例示する。 バクテリオファージλリプレッサー TATCACCGC ATAGTGGCG; バクテリオファージ434リプレッサー ACAAGAAAA TGTTCTTTT; 大腸菌のトリプトファンリプレッサー GTACTAGTTA CATGATCAAT; 大腸菌のMet Jリプレッサー AGACGTCT TCTGCAGA; 大腸菌のlacリプレッサー TGGAATTGTGAGCGGATAACAATT ACCTTAACACTCGCCTATTGTTAA; ショウジョウバエのエングレイルド遺伝子調節タンパク質 TAAT ATTA; Matα2酵母リプレッサータンパク質 GATGTAATT GTACATTAA; 大腸菌のCAP遺伝子活性化因子 AAAAGTGTGACAT TTTTCACACTGTA; GAL4酵母転写活性化因子 CCGGAGGACAG GGCCTCCTGTC; E2パピローマウイルス転写調節因子 ACCGACGTCGGT TGGCTGCAGCCA; 酵母GCN4転写調節因子 ATGATC TACTAG; zif268ネズミ遺伝子調節因子 GCGTGGGCG CGCACCCGC; グルココルチコイド受容体転写モジュレーター CAGAACATC GTCTTGTAG; TFIID転写開始因子 TATATAAA ATATATTT. コグネイト配列は核酸構築物の一部であってもよく、また1または複数の該配 列がどの部位に存在していてもよい核酸構築物において1または複数の部位に存 在してもよい。従って、そのようなコグネイト核酸配列の数は、ヌクレアーゼ耐 性を含む1または複数の目的を達成するようアレンジすることができる。さらに 、反復配置にそのような配列の複数コピーが存在することは、核酸と結合タンパ ク質との間に所望の結合定数を与えることができる。2以上のそうした配列は1 つの核酸成分に存在して2以上の異なる種類の特異結合性タンパク質を随伴して もよい。 制御された方法で解離できるタンパク質/核酸相互作用によりNVS複合体に有用 な性質を与えることができる。従って例えば、結合したタンパク質と核酸成分の 生物学的機能との何らかの干渉を排除する手段として、解離可能な特異結合性タ ンパク質を核酸成分のコグネイト配列に結合させておいてもよく、NVS複合 体と標的細胞の接触後であるが生物学的機能の発現前に、解離を誘発する分子に 該細胞の複合体を曝すことができる。大腸菌lacリプレッサーおよびそのコグネ イト配列のようなタンパク質は、適切な糖類すなわちIPTGのようなインデューサ ーによって解離を行うことができる点で有用である。追加の機能を与える核酸と 結合するために必要な他の成分、例えば、RNAポリメラーゼや逆転写酵素のよう なタンパク質をもっているような複合体は、誘発されたリリースがNVSベクター によって与えられる機能をさらに改善するので好ましい。 特異結合性タンパク質は化学的修飾により、または標的細胞に対する核酸移行 に有用な性質を与えることができる種々のリガンドを付けることによって改変す ることができる。本発明に利用することができるそのようなリガンドまたは化学 的修飾はいかなる化学分子であっても、また天然でも合成でもよく、分子量20,0 00を超える高分子ならびに分子量より小さい分子を含む。リガンドは高分子およ び低分子いずれであってもよい。利用できる高分子としては、ペプチドおよびタ ンパク質を含む種々の天然および合成ポリマー、核酸、多糖類、脂質、ポリカチ オン、ポリアニオンおよび混合ポリマーを含む合成ポリマーがある。低分子とし ては、オリゴペプチド、オリゴヌクレオチド、単糖類、オリゴ糖および、ポリア ニオン、ポリカチオン、脂質および混合ポリマーを含む合成ポリマーがある。低 分子はさらにモノヌクレオチド、オリゴヌクレオチド、オリゴペプチド、オリゴ 糖、単糖類、脂質、糖類およびその他の天然物、合成物を含む。 リガンドおよび化学的改変を利用し、以下の有用な性質を与えることにより細 胞への核酸移行を提供することができる。1)標的細胞への結合、2)核酸成分を細 胞に導入する、3)細胞内の部位に局在化させる、4)細胞DNAに取り込む信号の提 供、5)細胞内でベクター核酸を複製および/または発現させるための酵素活性の 提供、6)インビボでもインビトロにおいても核酸成分が分解するのを防御するタ ンパク質。 利用できる細胞標的体としては以下を例示できる。 細胞表面成分およびエピトープに対する抗体 ウイルス、細胞表面成分にアフィニティをもつウイルス成分フラグメントのウ イルス成分。これにはT4リンパ球のCD4+受容体に結合するHIV-1またはHIV-2のgp 120タンパク質のようなタンパク質が含まれる(Lever 1995 British Medical Bu lletin 51:149、引用によりこの内容を本明細書に組み入れる)。 細胞表面にアフィニティをもつリガンド。これにはホルモン、レクチン、ペプ チドおよびタンパク質、オリゴ糖および多糖類が含まれる。使用できるそのよう な2つのリガンドは、例えば、アシアロ糖タンパク質受容体に結合するアシアロ オロソムコイド(Wu et al.1989 J.Biol.Chem.269:16985、引用によりこの内 容を本明細書に組み入れる)およびトランスフェリン細胞受容体と結合するトラ ンスフェリンである(Wagner et al.1992 89:6099,引用によりこの内容もまた 本明細書に組み入れる)。 細胞表面へ非特異的に結合するポリリジンのようなポリカチオン類(Wu and Wu ,USP 5,166,320(引用によりこの内容全文を本明細書に組み入れる))。特異結合 性タンパク質の機能は核酸の電荷が中和されると改善できる。 e)造血細胞やその他の細胞と結合するフィブロネクチンのようなマトリック スタンパク質(Ruoslahti et al.1981 J.Biol.Chem.256:7277、引用によりこ の内容を本明細書に組み入れる)。 細胞取り込みを行う物質としてはアデノウイルスのような不活化ウイルス(Cri stiano et al.1993 Proc.Natl.Acad.Sci.USA 90:2122;Curiel et al.1991 Proc.Natl.Acad.Sci.USA 88:8850);インフルエンザウイルスの血球凝集タ ンパク質およびそれから誘導されるペプチドフラグメント、ヘマグルチニンHA-2 N末端fusogenicペプチド(Wagner et al.1992 Proc.Natl.Acad.Sci USA 89 :7934)がある。前掲文献の各内容は引用により本明細書に組み入れるものとす る。 細胞の場所を与える物質としては以下を例示できる。 ヒストン類のような核タンパク質 snRNA U1およびU2のような核酸スピーシーズ(公知の方法、例えば、Pergolizz i et al.,米国特許出願No.491,929、出願日1983年5月5日、引用によりその内 容を本明細書に組み入れる、に従って結合タンパク質にコンジュゲートさせるこ とができる。);これらは細胞質タンパク質を随伴して核に局在化する(Zieve an d Sautereauj,1990,Biochemistry and Molecular Biology 25:1、引用により その内容を本明細書に組み入れる)。 細胞核酸に組み込みを行う物質としては以下を例示できる。 DNAに核酸を取り込む機能をもつタンパク質。これらにはインテグラーゼ特異 的リコンビナーゼ類(Argos et al.1986 EMBO Journal 5:433、引用により組み 入れる)がある。 および 5)ベクター核酸配列を複製する作用をもつ核酸ポリメラーゼのような物質。こ れらは逆転写酵素、大腸菌から誘導されるようなRNAポリメラーゼ、T7バクテリ オファージ、およびその他のウイルス、原核および真核細胞系。 6)インビボおよびインビトロ両方において核酸成分が分解しないように保護す る物質。共有または非共有法により特異結合性タンパク質に直接または間接に化 学的な改変またはリガンドを融合、付着または共役させて上記のような性質を与 えることができる。従って、特異結合性タンパク質またはそのフラグメントは、 リガンドやそのフラグメントのようなタンパク質と融合させることができ、融合 タンパク質は両方のタンパク質によって与えられる性質をもったキメラ分子とな る。そのような融合分子は、組み替えDNA法または化学的合成によって作ること ができる。3個以上のタンパク質またはそのフラグメントが融合してキメラタン パク質分子を生成できるような融合タンパク質も作ることができる。そのような タンパク質は、タンパク質を構成する各成分の有用な性質を含んでいてもよく、 また1またはそれ以上の該配列は機能を与えるポリペプチド配列間のコネクター としても作用することができる。直接結合によるタンパク質リガンドと特異結合 性タンパク質の共有結合は、特異結合性タンパク質の反応性部位に直接または間 接の化学的付着を含む、当業界で実施される方法によって実現することができる 。そのような共有付着は間接的であってもよく、その場合特異結合性タンパク質 はタンパク質に付着させた後、次いで有用な機能を与える化合物またはタンパク 質との付着により改変することができる。利用できる非共有法としては、特異結 合性タンパク質を改変して、抗原ー抗体相互反応、受容体ーリガンド相互作用、 疎水性相互作用による、ポリイオン相互作用を含む、有用な分子の直接または間 接および/または特異的または非特異的結合がある。従って、特異結合性タンパ ク質は抗体に結合する本来の性質を含んでいてもよく、また抗体によって結合さ れ得る化合物を含むように付着されていてもよい。そのような抗体は次いで、有 用な機能を与えるタンパク質またはその他の化合物に付着させて改変することが できる。特異結合性タンパク質はまた、アビジンやストレプトアビジンのような タンパク質と結合できるビオチンのようなリガンドを含むように改変することも できる。NVS複合体の核酸成分はDNA、RNA、RNAとDNAとの組合せ、例えば、DNA-R NAハイブリドまたはDNA-RNAキメラのようなキメラ核酸であってもよい。NVS複合 体の核酸成分は1本鎖、2本鎖または3本鎖であってよい。核酸成分は円形、線 状または分岐状であっても、何らかのDNAまたはRNAの形態をとってもよい。核酸 成分は2本鎖領域および1本鎖領域の両方を含むことができる。核酸成分のすべ てまたはその一部は改変された核酸または核酸類似体からなっていてもよい。核 酸成分のすべてまたはその一部は化学的または酵素的方法によって作ることがで きる。 特異結合性タンパク質によって認識される核酸配列は、1または複数コピーの 核酸成分中に存在していてもよい。1または複数の異なる種類の特異結合性タン パク質を結合させるため、核酸成分中に1種類以上のそのようなコグネイト配列 が存在していてもよい。コグネイト配列の複数コピーは、1または複数のタンデ ム配置のように、互いに近接して存在していてもよく、該配列はまた核酸成分全 体のサイトに存在することもできる。 NVS複合体の核酸成分における生物活性領域は、RNA(アンチセンスRNAやリボ ザイムのような)のコード、またはタンパク質に翻訳できるRNAのコードを特定 することができる。NVS複合体における生物活性領域は、分子内核酸配列とのハ イブリダイゼーション、分子DNAへの取り込み、終始配列、プライマー部位およ びプロモーター部位の配列を含むことができる。 NVS複合体は、例えば、生物学的機能細胞を与えることができる核酸配列およ びlacリプレッサータンパク質の結合を提供できるlacインデューサー領域(Lac i )のような特異結合性タンパク質によって認識されるコグネイト核酸配列を含む プラスミドのような核酸成分を用いて作ることができる。lacインデューサー領 域の配列は、複数コピーのlacリプレッサータンパク質領域を結合できるように 、複数のコピーとして含まれていてもよい。lacリプレッサーによる生物活性の いかなる干渉をも回避するため、lacインデューサー配列の複数コピーを、生物 学的機能を与える配列から離れているプラスミドの領域に配置することができる 。こうした目的のためのlacリプレッサータンパク質は、遺伝子伝達に有用な性 質を与えるように改変することができる。従ってlacリプレッサーは、標的細胞 にアフィニティを与えるタンパク質と共役、融合または複合体形成を行って標的 細胞に対する結合を与えるように改変することができる。従って、CD4+細胞に付 着する性質をもつHIV-1から誘導されたgp 120タンパク質または肝細胞に対する アフィニティを与えるHBVの表面抗原のようなタンパク質を用いることができる 。Sattentau,Q.J.and Weiss,R.A.,Cell 52:631-633(1988);Robinson,WS.;H epandnavividae and their replication in Field,BN(ed.),Vrology,Vol.2 ,Second ed.,1989;pages 2137-2169,引用により本明細書に組み入れる。 NVS複合体は付加機能を与えるために二種以上の特異結合性タンパク質を含む こともできる。NVS複合体は、lacリプレッサー結合のコグネイト配列の局在化し た複数コピーに加えて、例えば、バクテリオファージ434リプレッサーおよびバ クテリオファージλリプレッサーのような他の特異結合性タンパク質を複数コピ ー含む核酸成分の追加領域を存在させて、前記のように構築することができる。 これらの配列もまた核酸成分中に含まれていてもよく、それら配列は生物 学的機能を与える核酸配列から離れた部位に存在する。434リプレッサーは、U1 RNAのような核局在化物質との共役、融合または複合体形成を行うことによって 改変することができ、λリプレッサーは細胞ゲノムへの取り込みを助けるため、 インテグラーゼと共役することによって改変することができる。Oraigie,R.et al.,Cell 63:829-837(1990)、引用によりこの内容を本明細書に組み入れる。好ましい態様の説明 実施例1 無関係な配列置換を使用することによる異種ベクター(レトロウイル スベクター)におけるU3プロモーターIエンハンサーの不活化から生じたcis作 用の再構成 LTRプロモーターおよびエンハンサーを不活化した異種ベクター(レトロウイ ルスベクター)を作り、ポリアデニル化機能を再構成した。プラスミド(pENZ1) に存在するレトロウイルスベクター配列(1図)に対して置換を行った。PCRス トラテジーによって細菌のNeo遺伝子(ネオマイシンホスホトランスフェラーゼ )配列から誘導された188塩基対により、LTR U3エンハンサーの188塩基対DNAフ ラグメントを置換した。プロモーターの2領域、すなわち、2塩基対の1つと6 塩基対の1つとをそれぞれ、オリゴヌクレオチド媒介部位特異的突然変異誘発に よって同じサイズの制限酵素認識配列で置換した。除去した元のネイティブな配 列およびネイティブでない置換配列を2図に示す。 エンハンサーおよびプロモーター領域の置換は、メーカーの指示(USBおよびAB I)に従ったこれら領域のDNAシークエンシングにより確認した。 全Neo配列をこの異種ベクター配列に組み込んだ。異種ベクター(レトロウイ ルスベクター)はパッケージング細胞株(PA317およびGP+E-86)をベクターDNA 構築物でトランスフェクトすることにより作った。3T3細胞の形質導入力価測定N eoトランスダクタントで、増殖した異種ベクター(レトロウイルスベクター)の アッセイを行った。mlあたり導入粒子106個までの力価が得られた。実施例2 ネイティブでないポリアデニル化信号(マウスヒストンH2A614遺伝子 )を含む不活化プロモーター/エンハンサーをもつレトロウイルスベクター レトロウイルスベクター核酸配列の外側領域にNeo遺伝子を含むプラスミドに 存在する異種ベクターレトロウイルスの核酸配列は、実施例1に記載のごとく、 3'エンハンサーの188塩基対領域を細菌Neo遺伝子から誘導された188塩基対で置 換することにより改変することができる(3図)。同じ方法により、このプロモー ター配列は、マウスヒストンH2A614遺伝子から誘導されたステムループプロセシ ング信号の配列で置換することができる。これらの改変を含むレトロウイルスベ クターは、パッケージング細胞をこのプラスミドベクターでトランスフェクトし 、プロデューサー細胞株を選択することによって作ることができる。そのような レトロウイルスベクターは、標的細胞へ外因性核酸を送達するのに使用すること ができ、外因性核酸から発現されたmRNAは、ネイティブでないマウスヒストンH2 kA614ステムループプロセシング信号およびレトロウイルスAATAA要素両方の下流 にある要素を用いてポリアデニル化することができる。実施例3 ネイティブでないポリアデニル化信号(除去された,AATAAおよびmRN A不安定化要素をもつヒトG-CSF遺伝子)を含む不活化プロモーター/エンハンサ ーをもつレトロウイルスベクター 3'LTRプロモーターおよびエンハンサーが不活化されている異種ベクター(レト ロウイルスベクター)を構築することができ、内因性レトロウイルスポリアデニ ル化部位を使用する。プラスミド(pENZ-1)に存在するレトロウイルスベクター核 酸配列に対して不活化を与えるための改変をほどこす。プロモーター/エンハン サーとAATAAA要素から上流の内因性レトロウイルスポリアデニル化信号を含むLT R領域を効率のよい外因性ポリアデニル化信号の一部で置換した。この方法で、 レトロウイルス下流のAATAAA要素を用いることによりベクターmRNAをポリアデニ ル化することができる。ここで、除去されたAATAAAおよ びmRNA不安定化要素をもつヒトG-CSF遺伝子からのポリアデニル化プロセシグ信 号を使用し、プロモーターおよびエンハンサー配列両方に伸びる3'U3領域を置換 することができる(4図)。この場合にはレトロウイルスAATAAA要素を使用する。実施例4 polIによって認識されるプロモーター/エンハンサーを使用する異種 ベクターレトロウイルスからのキメラRNAの転写 実施例1に記載のごとく、アンチセンスRNAおよびrRNAからなるキメラ分子を 転写する外因性核酸配列を送達する異種ベクターレトロウイルスを構築すること ができる(5図)。Neoのような配列は、プロデューサー細胞の選択を与えるプラス ミドでは異種ベクター配列の外に存在していてもよい。このベクター構築物は、 パッケージング細胞をトランスフェクトして異種ベクターレトロウイルスを作る のに使われる。異種ベクターレトロウイルスは、標的細胞の形質導入に使用され る。標的細胞のポリメラーゼIは、取り込まれた異種ベクターDNAからキメラRNA を合成する。実施例5 pol IIIによって認識されるプロモーター/エンハンサーを使用する異 種ベクターレトロウイルスからのキメラRNAの転写 アンチセンスRNAおよびtRNAからなるキメラ分子を転写する外因性核酸配列を 送達する異種ベクターレトロウイルスは、実施例1に記載されているように構築 することができる(6図)。Neoのような配列は、プロデューサー細胞を選択するプ ラスミドでは異種ベクター配列の外側領域に存在していてもよい。このベクター 構築物は、パッケージング細胞をトランスフェクトして異種ベクターレトロウイ ルスを作るのに使われる。異種ベクターレトロウイルスは、標的細胞の形質導入 に使用される。標的細胞のポリメラーゼIIIは、取り込まれた異種ベクターDNAか らキメラRNAを合成する。実施例6 転写物がポリアデニル化されていないpol IIによって認識されるプロ モーター/エンハンサーを使用する異種ベクターレトロウイルスからのキメラRNA の転写 アンチセンスRNAおよびsnRNA分子U1からなるキメラ分子を転写する外因性核酸 配列を送達するための異種ベクターレトロウイルスは、実施例1に記載されてい るように構築することができる(7図)。Neoのような配列は、プロデューサー細胞 を選択するプラスミドでは異種ベクター配列の外側領域に存在していてもよい。 このベクター構築物は、パッケージング細胞をトランスフェクトして異種ベクタ ーレトロウイルスを作るのに使われる。異種ベクターレトロウイルスは、標的細 胞の形質導入に使用される。標的細胞のポリメラーゼIIは、取り込まれた異種ベ クターDNAからキメラRNAを合成する。実施例7 AAVから誘導されるネイティブでないベクター成分を含む異種ベクタ ーレトロウイルスからのAAVベクターウイルスの増殖 レトロウイルスベクターDNA構築物は、2つのAAVITR配列を含む様に構築するこ とができる。その1つはプライマー結合部位のすぐ下流に挿入され、もう一方は 、細胞での逆転写後ITR配列が約4.5kb離れるように第2ストランドのDNA合成(pp t)のレトロウイルス起点からすぐ上流の位置に挿入される(図8)。 外因性核酸はAAVITR配列間に挿入してもよい。 AAVキャップタンパク質配列および逆転写酵素機能のレトロウイルス配列はpBR 322のようなプラスミドに挿入する。これらの配列は、伸長因子(EF)のような構 成性細胞遺伝子のプロモーター/エンハンサーの制御下に発現する。 レトロウイルスベクターDNA構築物およびキャップと逆転写酵素を含むプラス ミドはパッケージング細胞をトランスフェクトするのに用いられる。異種ベクタ ーRNAの転写生成物を逆転写すると2本鎖レトロウイルスベクターDNAが得られる 。rep生成物は、rep配列および外因性核酸がAAVITR配列によってフランキングさ れている1本鎖ベクターDNAの合成を媒介することができる。キ ャップタンパク質が存在すると、AAVウイルスベクターのパッケージングが起こ る。実施例8 ppt機能が不活化されており、かつ、AAVから誘導されたネイティブで ないベクター成分を含む異種ベクターレトロウイルスからのAAVベクターウイル スの増殖 レトロウイルスベクターDNA構成体を、2つのAAV ITR配列を含むよう に構成することができ、そこで、この1つは、プライマー結合部位から隣接する 下流の部位に挿入され、及び他は、ppt配列が欠失された部位に挿入される。 AAV rep配列を、これらのITR配列の間の部位に挿入することができる (図9)。また、外因性核酸もこれらのAAV ITR配列の間に挿入することが できる。 AAV capタンパク質及びレトロウイルス逆転写酵素機能のための配列を プラスミド、例えば、pBR322に挿入する。これらの配列は、構造性の細胞 遺伝子のプロモーター/エンハンサー、例えば、延長因子(EF)の制御下に発 現する。 レトロウイルスベクターDNA構成体並びに、cap及び逆転写酵素配列を含 むプラスミドを用いて、細胞を同時にトランスフェクションするか、又は連続し てトランスフエクションする。転写物の異種ベクタ−RNAを逆に転写し、異種 ベクターDNAを生じさせ、この異種ベクターDNAは、ppt配列を欠くため 1本鎖である。この逆転写の1本鎖DNA生成物において、これらのAAV I TRは、約4.5kbによって分離され、及びそれらは、rep配列及び外因性 核酸の側面に位置する。このrep生成物は、1本鎖ベクターDNAの合成を媒 介することができ、そこで、rep配列及び外因性核酸は、AAV ITR配列 によって側面を守られる。このcapタンパク質の存在は、AAVウイルスのパ ッケージングを提供する。実施例9 ppt配列が欠失され及びAAV ITR配列がPBS部位の側面に 位置する、異種ベクターレトロウイルスからのAAVベクターウイルスの増殖 異種ベクター(レトロウイルスベクター)DNA構成体を、プライマー結合部 位(PBS)の側面に位置する2つのAAV ITR配列を含むように構成する ことができる(図10)。これらのppt配列を除去し及びAAVrep配列をそ の場所に挿入する。挿入したrep配列及びその下流のITR配列の間に、外因 性核酸を挿入することができる。 AAV capタンパク質及びレトロウイルス逆転写酵素機能のための配列を プラスミド、例えば、pBR322に挿入する。これらの遺伝子は、構造性の細 胞遺伝子のプロモーター/エンハンサー、例えば、延長因子(EF)の制御下に 発現することができる。 レトロウイルスベクターDNA構成体並びに、cap及び逆転写酵素機能のた めの配列を含むプラスミドを用いて、細胞を同時にトランスフエクションするか 、又は連続してトランスフェクションする。転写物の異種ベクターRNAを逆に 転写し、異種ベクターDNAを生じさせ、この異種ベクターDNAは、ppt配 列を欠くため1本鎖である。このrep生成物は、1本鎖ベクターDNAの合成 を媒介することができ、そこで、rep配列及び外因性核酸は、AAV ITR 配列によって側面を守られ、そこで、これらのAAV ITR配列は、約4.5 kbによって分離される。このcapタンパク質の存在は、AAVウイルスベク ターのパッケージングを提供する。実施例10 外因性核酸のAAV支配された組込みを供給する、異種ベクター( レトロウイルスベクター) 異種ベクター(レトロウイルスベクター)を、2つのAAV ITR配列を含 むように構成することができ、そこで、この1つは、プライマー結合部位から隣 接する下流の部位に挿入され、及び他は、第2の鎖のDNA合成のためのレトロ ウイルスの起点からちようど上流の部位(ppt)に挿入される(図11)。これ らのAAV rep配列を、2つのAAV ITR配列の間の部位に挿入する。 外因性の核酸を、これらのITR配列の間に挿入することができる。異種ベクタ ー(レトロウイルスベクター)を、レトロウイルスパッケージング細胞、例えば 、本特許明細書中に記載したものの中で作出する。これらのレトロウイルスベク ターを用いて標的細胞を形質導入し、そこで、このベクターRNAは逆転写を受 け、2本鎖DNAを生じる。異種ベクターから発現されたAAV ITR及びr ep生成物は、1本鎖ベクターDNAの合成を媒介することができ、そこで、r ep配列及び外因性核酸が、AAV ITR配列によって側面を守られる。また 、AAV repも、ヒト標的細胞の19番染色体のq13.4−ター領域のた めの部位特異性を用いた組込みにおいて機能する。実施例11 外因性核酸のAAV支配された組込みを提供する、pptを欠失さ せた異種ベクター(レトロウイルスベクター) 異種ベクター(レトロウイルスベクター)を、2つのAAV ITR配列を含 むように構成することができ、そこで、この1つは、プライマー結合部位から隣 接する下流の部位に挿入され、及び他は、第2の鎖のDNA合成のためのレトロ ウイルスの起点からちょうど上流の部位(ppt)に挿入される(図12)。これ らのAAV rep配列を、2つのAAV ITR配列の間の部位に挿入する。 外因性核酸を、これらのITR配列の間に挿入することができる。かかる異種ベ クター(レトロウイルスベクター)を、レトロウイルスパッケージング細胞、例 えば、本特許明細書中に記載したものの中で作出する。これらのレトロウイルス ベクターを用いて、標的細胞を形質導入し、そこで、このベクターRNAは逆転 写を受け、ppt配列の欠失のため、1本鎖異種ベクターDNAを生じる。異種 ベクターから発現されたAAV ITR及びrep生成物は、1本鎖のベクター DNAの合成を媒介することができ、そこで、rep配列及び外因性核酸が、A AV ITR配列によって側面を守られる。また、AAV repも、ヒト標的 細胞の19番染色体のq13.4−ター領域のための部位特異性を用いた組込み において機能する。実施例12 pptを欠失させ及びPBS部位の側面に位置する、外因性核酸の AAV支配された組込みを提供する、異種ベクター(レトロウイルスベクター) 異種ベクター(レトロウイルスベクター)を、プライマー結合部位(PBS) の側面に位置する2つのAAV ITR配列を含むように構成することができる (図13)。これらのppt配列を除去し及びAAV rep配列をその場所に挿 入する。このrep配列とその下流のITR配列の間に、外因性核酸を挿入する ことができる。かかる異種ベクター(レトロウイルスベクター)を、レトロウイ ルスパッケージング細胞、例えば、本特許明細書中に記載したものの中で作出す る。これらのレトロウイルスベクターを用いて、標的細胞を形質導入し、そこで 、このベクターRNAは逆転写を受け、これらのppt配列の欠失のために、1 本鎖異種ベクターDNAを生じる。逆転写の1本鎖DNA生成物において、AA V ITRは、rep配列及び外因性核酸の側面に位置する。異種ベクターから 発現されたAAV ITR及びrep生成物は、1本鎖ベクターDNAの合成を 媒介することができる。また、AAV repも、ヒト標的細胞の19番染色体 のq13.4−ター領域のための部位特異性を用いた組込みにおいて機能する。実施例13 イクスビボ形式において、HIV−1に向けたキメラアンチセンス RNAをCD34細胞に送達するための、異種ベクターの使用 レトロウイルスベクターを例6に記載したように調製することができ、このベ クターは、U1 snRNA及びHIV−1に向けたアンチセンス配列より構成さ れるキメラRNAのための配列を含む。LTRのプロモーター及びエンハンサー 領域を例1に記載したように不活化することができる。このベクターを、他の異 種核酸を含まないようにして、何らタンパク質を産生させないように構成するこ とができる。 患者からの骨髄収集物から間質培養物を確立することができる。細胞を、IM DM培地中、3〜5×105細胞/mlの濃度で平板培養する。間質層の発生後 、間質細胞を放射線照射し及びT−25ベントキャップフラスコ当り、10%の 自 己由来の血清を含むIMDM中で、使用の前日に、5×105細胞で平板培養す る。 間質培養物の十分な確立の後、患者血液のロイカフェレーシスを始めることが できる。患者は、ロイカフェレーシスを受け、次いで造血増殖因子GCSFを、 通常の方法によって注入する。ロイカフェレーシスの前に、300mlの血液を 抜き取り及び無菌の血清を通常の方法によって調製し、血漿を収集し及び白血球 を標準フィコール分離法によって精製する。ロイカフェレーシス収集物を更に、 フィコールーハイパークエ密度勾配遠心分離によって精製して、赤血球及び好中 球からPBMCを分離する。バクスターイソレックス法を用いて、CD34+抗 原を発現する細胞(幹細胞)を高めることができる。これらの細胞をバクスター カラムから組織培養バッグ中に溶出させる。細胞の表現型(CD34+マーカー の存在)は、拡張に先立ちフローサイトメトリーによって評価する。 カラムからの細胞を、細胞を含まず、因子を含まない、10%の自己由来の血 清を追加した増殖培地中で、支持層として自己由来の間質細胞を用いて拡張させ る。間質は、4回目の継代まで用いない。この時、成熟したマクロファージ以外 の、ほとんどの造血細胞を、根絶することができる(Nolta,J.A.等、 1995年、この明細書に参考のため記載する)。自己由来の血清をろ過滅菌し 及びマイコプラズマ、細菌及び真菌を含まないことを測定することができる。 これらの細胞を、組織培養バッグ中で72時間増殖させる。若干の患者からの 細胞を、GCSFの存在しない状態で増殖させ、及び残る患者からの細胞をGC SFの存在下に増殖させる。形質導入の前に、試料のCD34+の強化された細 胞を、アンチセンスDNA及びRNA/細胞の、PCR及びRT/PCRを用い る定量のために除去する。 形質導入するベクターを、適切な契約者によって、FDAに認証される材料と して作製することができる。ベクターは、高タイター(1ml当り104〜106 個のコロニー形成単位)の上清のパッケージング細胞系、PA317からなる。 この上清は、病原体及びヘルパーウイルスを含まない。 細胞を形質導入培地中、1ml当り105の濃度で再懸濁させる。これらの細 胞を、不活化した3’ターミナルLTR及びキメラU1/HIV−1アンチセン スの生成のための配列を有するMMLV構成体(上述)を用いて、形質導入する 。吸着後、新鮮培地を添加し及び細胞を1週間37℃で増殖させる。すべての段 階で、アリコートを保管することができる。 CD34+強化した細胞の試料を、この時、アンチセンスDNA及びRNA/ 細胞の、PCR及びRT/PCRを用いる定量のために除去する。これらの形質 導入された細胞を1週間培地中、37℃で増殖させる。形質導入された細胞の数 を1週間の終わりに測定する。表現型分析のための試料を調製する。グラム染色 のための試料、及び好気性細菌と嫌気性細菌並びに真菌のための微生物培養物は 、注入に先立ち得られる。 形質導入した細胞を収集し、通常の塩水中で3回洗浄し及び通常の塩水中に再 懸濁する。最終的な細胞調製物を小板フィルターによってろ過し及び注入のため の輸血パック中に移す。標準の無菌技術を用いた静脈内のカテーテル法を行う。 注入は、5×108細胞/kg体重以上では行わない場合がある。注入する細胞 の総容量は、10ml/kg体重以上でない。総容量の1〜5%の量の最初の試 験注入の後、細胞をその後の60〜120分間にかけて注入する。注入中、患者 の急性及び亜急性毒性について観察しながら、細胞懸濁液を5分毎に緩徐にかき 混ぜる。 患者の、U1/アンチセンスRNAを発現するCD4+細胞の産生を、記載し たようなRT−PCR(Liu,D.等、1997年、J.Virol.、印刷 中、参考なため内容を記載する)によって、及び血清ウイルス濃度並びにCD4 +細胞の計数について監視する。 多くの明らかな変形は、本発明の上記詳細な説明及び例の観点から、当業者に 連想されると確信する。かかるすべての変形は、本発明の範囲及び意図によって 、特に次の請求の範囲によって規定されるように、十分に包含されている。
【手続補正書】 【提出日】平成12年4月21日(2000.4.21) 【補正内容】 請求の範囲 1.ウイルスベクター、ウイルスベクター核酸、またはウイルスベクター核酸配 列を含有する核酸構築物を含むベクターであって、該ベクターは、外因性遺伝子 または外因性核酸配列を、目的の標的細胞において発現し得、該ベクターは、以 下: i)少なくとも1つの配列セグメントが、ウイルスベクター機能の変化または 増強を導く非レトロウイルス配列で、少なくとも1つの非欠失改変によって 改変 されている1つ以上のネイティブでないプロモーター/エンハンサー領域、 ii)1つ以上のネイティブでないプロモーター/エンハンサーまたはネイティ ブでないプロモーターの遺伝子もしくは遺伝子セグメント、および iii)ネイティブなウイルスベクターターミネーターもしくはプロセシングシ グナルもしくはそのセグメント、またはその両方、 を含む核酸成分を含む、ベクター。 2.請求項1に記載のウイルスベクターであって、該ベクターがさらに、ネイテ ィブでないターミネーターを含む、ウイルスベクター。 3.請求項1に記載のウイルスベクターであって、2つ以上の改変された配列セ グメントを含む、ウイルスベクター。 4.請求項1に記載のベクターであって、前記改変が、該ベクターの前記1つ以 上のプロモーター/エンハンサー領域において、ネイティブでない配列セグメン トでの、ネイティブな配列セグメントの置換を含む、ウイルスベクター。 .請求項1に記載のウイルスベクターであって、前記改変が、点変異、欠失、 および置換からなる群より選択される変異、または上述の任意の組合せを含む、 ウイルスベクター。 .請求項1に記載のウイルスベクターであって、該ウイルスベクターがレトロ ウイルスである、ウイルスベクター。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラバニ,イラザー アメリカ合衆国、ニュー ヨーク 10003、 ニュー ヨーク、フィフス アベニュー 69、アパートメント 19エイ (72)発明者 ング,ジェフリー アメリカ合衆国、ニュー ヨーク 11204、 ブルックリン、シックスティセカンド ス トリート 2137 (72)発明者 ルバースキー,レブ アメリカ合衆国、ニュー ヨーク 11230、 ブルックリン、オーシャン アベニュー 1685、アパートメント 5ビー

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.ウイルスベクター、ウイルスベクター核酸、またはウイルスベクター核酸配 列を含有する核酸構築物を含むベクターであって、該ベクターは、外因性遺伝子 または外因性核酸配列を、目的の標的細胞において発現し得、該ベクターは、以 下: (i)少なくとも1つの配列セグメントが改変されている1つ以上のネイティ ブなプロモーター/エンハンサー領域、 (ii)1つ以上のネイティブでないプロモーター/エンハンサーまたはネイテ ィブでないプロモーターの遺伝子もしくは遺伝子セグメント、および (iii)ネイティブなウイルスベクターターミネーターもしくはプロセシング シグナルもしくはそのセグメント、またはその両方、 を含む核酸成分を含む、ベクター。 2.請求項1に記載のウイルスベクターであって、該ベクターがさらに、ネイテ ィブでないターミネーターを含む、ウイルスベクター。 3.請求項1に記載のウイルスベクターであって、2つ以上の改変された配列セ グメントを含む、ウイルスベクター。 4.請求項1に記載のベクターであって、前記改変が、該ベクターの前記1つ以 上のプロモーター/エンハンサー領域において、ネイティブでない配列セグメン トでの、ネイティブな配列セグメントの置換を含む、ウイルスベクター。 5.請求項4に記載のウイルスベクターであって、前記置換における配列セグメ ントが、ほぼ同じサイズである、ウイルスベクター。 6.請求項1に記載のウイルスベクターであって、前記改変が、点変異、欠失、 および置換からなる群より選択される変異、または上述の任意の組合せを含む、 ウイルスベクター。 7.請求項1に記載のウイルスベクターであって、該ウイルスベクターがレトロ ウイルスである、ウイルスベクター。 8.請求項1に記載のウイルスベクターであって、前記ターミネータ、もしくは 前記プロセシングシグナル、またはその両方が、ポリアデニル化シグナルを含む 、ウイルスベクター。 9.請求項1に記載のウイルスベクターであって、前記ウイルスベクターのター ミネーターのセグメントもしくは前記プロセシングシグナルのセグメント、また はその両方を含む、ウイルスベクター。 10.請求項1に記載のウイルスベクターであって、前記1つ以上のプロモータ ー/エンハンサーの機能が、減少されるか、阻害されるか、または排除される、 ウイルスベクター。 11.請求項1に記載のウイルスベクターであって、前記1つ以上のネイティブ でないプロモーターが、ポリアデニル化シグナルを欠損するRNAを産生し得る 、ウイルスベクター。 12.請求項11に記載のウイルスベクターであって、前記1つ以上のネイティ ブでないプロモーターが、snRNA、tRNA、およびrRNAからなる群より選択される か、または上述の任意の組合せである、ウイルスベクター。 13.請求項12に記載のウイルスベクターであって、前記snRNA、tRNA、また はrRNA遺伝子の1つ以上の遺伝子または遺伝子セグメントの配列をさらに含む、 ウイルスベクター。 14.請求項12または13に記載のウイルスベクターであって、前記snRNAが 、U1、U2、U3、U4、U5、U6、U7、U8、U9、U10、およびU11からなる群より選択さ れるか、または上述の任意の組合わせである、ウイルスベクター。 15.請求項1、12、または13のウイルスベクターであって、前記1つ以上 のネイティブでないプロモーターの遺伝子または遺伝子セグメントの配列が、改 変されている、ウイルスベクター。 16.請求項15に記載のウイルスベクターであって、前記改変が、外因性遺伝 子または外因性核酸配列での、前記1つ以上のネイティブでないプロモーターの 遺伝子配列の置換、または置換え、または付加を含む、ウイルスベクター。 17.少なくとも2つの成分、前記ベクターについての、パッケージング細胞株 への吸着のための一方の成分、および該ベクターの送達についての、標的細胞へ の吸着のための他方の成分を、表面またはそのエンベロープにおいて有するウイ ルスまたはウイルスの部分を含む、ウイルスベクター。 18.請求項17に記載のウイルスベクターであって、両方の成分が、該ウイル スベクターに対してネイティブである、ウイルスベクター。 19.請求項17に記載のウイルスベクターであって、前記一方の成分が該ウイ ルスに対してネイティブであり、および前記他方の成分が該ウイルスに対してネ イティブでない、ウイルスベクター。 20.請求項17に記載のウイルスベクターであって、両方の成分が、該ウイル スベクターに対してネイティブでない、ウイルスベクター。 21.請求項19または20に記載のウイルスベクターであって、前記ネイティ ブでない成分が、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)、B型肝炎ウイルス(HBV)、 C型肝炎ウイルス(HCV)、単純疱疹ウイルス(HSV)、および水庖性口炎ウイルス(V SV)、およびその一部もしくは部分からなる群より選択されるか、または由来す るか、または上述の任意の組合せである、ウイルスベクター。 22.請求項21に記載のウイルスベクターであって、前記HIVまたはその一部 または部分が、gp120を含む、ウイルスベクター。 23.請求項21に記載のウイルスベクターであって、前記HBVもしくはその一 部もしくは部分、または前記HCVもしくはその一部もしくは部分が、表面抗原を 含む、ウイルスベクター。 24.請求項17に記載のウイルスベクターであって、該ウイルスベクターがレ トロウイルスを含む、ウイルスベクター。 25.請求項24に記載のウイルスベクターであって、前記レトロウイルスが、 マウスレトロウイルスを含む、ウイルスベクター。 26.請求項18または19に記載のウイルスベクターであって、前記成分の一 方が狭宿主性である、ウイルスベクター。 27.請求項18または19に記載のウイルスベクターであって、前記成分の一 方が広宿主性である、ウイルスベクター。 28.請求項17に記載のウイルスベクターであって、一方の成分、他方の成分 、または両方の成分が、タンパク質、オリゴペプチドもしくはポリペプチド、糖 タンパク質、融合されたペプチド、組換えペプチド、改変されたペプチド、また は上述の任意の組合わせからなる群より選択される、ウイルスベクター。 29.表面またはエンベロープにおいて少なくとも2つの成分を有する、ウイル スまたはそのウイルス部分を含むウイルスベクターであって、第1の成分が、該 ウイルスに対してネイティブであり、および第2の成分が、以下: (i)該ウイルスベクターに対してネイティブでない; (ii)目的の標的細胞に対して吸着し得る、および (iii)該ウイルスベクターについてネイティブな細胞に対して吸着し得ない 、という点において特徴づけされる、ウイルスベクター。 30.請求項29に記載のウイルスベクターであって、該ウイルスベクターがレ トロウイルスである、ウイルスベクター。 31.請求項30に記載のウイルスベクターであって、前記レトロウイルスが、 マウス白血病ウイルス、ヒト免疫不全ウイルス、ヒトT細胞白血病ウイルス、お よびテナガザル白血病ウイルスからなる群より選択されるか、または上述の任意 の組合せである、ウイルスベクター。 32.請求項29に記載のウイルスベクターであって、ネイティブでない成分が 、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)、B型肝炎ウイルス(HBV)、C型肝炎ウイルス(HCV )、単純疱疹ウイルス(HSV)、および水庖性口炎ウイルス(VSV)、およびその一部 もしくは部分からなる群より選択されるか、または由来するか、または上述の任 意の組合せである、ウイルスベクター。 33.請求項32に記載のウイルスベクターであって、前記由来するメンバーが 、HIV gp120を含む、ウイルスベクター。 34.請求項32に記載のウイルスベクターであって、前記由来するメンバーが 、HBV表面抗原またはHCV表面抗原を含む、ウイルスベクター。 35.請求項29に記載のウイルスベクターであって、前記標的細胞が、T細胞 、肝細胞、骨髄細胞、および上皮細胞からなる群より選択されるか、または上述 の 任意の組合せである、ウイルスベクター。 36.(i)ウイルスベクター、(ii)ウイルス核酸、および(iii)核酸構築 物からなる群より選択されるベクターであって、該ベクターは、セグメントをコ ードするネイティブでない核酸配列を含み、該セグメントは、標的細胞のゲノム に取込まれ得、および該ベクターは、該標的細胞において第1の核酸を生成およ び導入し得、 該第1の核酸は、第1の核酸の部分を含む第2の核酸を生成し得、該第2の核 酸は、該取込みセグメントを含み、そして外因性遺伝子または外因性核酸配列を 発現し得る、ベクター。 37.請求項36に記載のベクターであって、該ベクターが、ウイルスベクター を含み、および前記取込みセグメントが、該ウイルスベクターに対してネイティ ブでない、ベクター。 38.請求項36に記載のベクターであって、該ベクターが、ウイルス核酸を含 み、および前記取込みセグメントが、該ウイルスベクターに対してネイティブで ない、ベクター。 39.請求項36に記載のベクターであって、前記ウイルスベクターが、(i) アデノウイルスを含む、ベクター。 40.請求項36に記載ウイルスベクターであって、前記第1の核酸が、レトロ ウイルスを含み、および前記第2の核酸が、アデノ随伴ウイルス(AAV)を含む 、ウイルスベクター。 41.請求項36に記載のウイルスベクターであって、前記第1の核酸が、アデ ノ随伴ウイルス(AAV)を含み、および前記第2の核酸が、レトロウイルスを含 む、ベクター。 42.請求項37に記載のウイルスベクターであって、前記第2の核酸配列が、 レトロウイルスLTRまたはアデノ随伴ウイルスを含む、ウイルスベクター。 43.(i)ウイルス核酸およびウイルスベクターパッケージング成分を含むウ イルスベクター、(ii)ウイルス核酸、および(iii)核酸構築物からなる群よ り選択される第1のベクターであって、 パッケージング細胞に導入される場合、該第1のベクターは(a)第2のウイ ルスベクター、(b)ウイルス核酸、および(c)第2の核酸構築物からなる群 より選択される第2のベクターを生成し得、それぞれは目的の標的細胞において 外因性遺伝子または外因性核酸配列を発現し得、 該第1のベクターは、該パッケージング細胞において、該第2のベクターを生 成し得、および 該パッケージング細胞は、前記第2のウイルス核酸についての1つ以上のパッ ケージング成分を提供し得、 該第2のウイルス核酸もしくは該第2の核酸構築物が、該第1の(i)ウイル ス核酸もしくは該第1の(iii)核酸構築物とは構造的に異なるか、または該第 2のウイルスベクターの1つよりも多いパッケージング成分が、該第1のウイル スベクターのパッケージング成分(ii)とは異なるか、またはその両方である、 第1のベクター。 44.請求項43に記載の第1のベクターであって、該第1のベクターがレトロ ウイルスを含み、および該第2のベクターが、アデノ随伴ウイルス(AAV)を含 む、第1のベクター。 45.請求項43に記載の第1のベクターであって、前記構造的差異が、核酸の 化学的性質、核酸の形態、核酸のサイズ、および機能的エレメントからなる群よ り選択される差異、または上述の任意の組合せを含む、第1のベクター。 46.請求項45に記載の第1のベクターであって、前記核酸の化学的性質、第 2のウイルス核酸、または第2の核酸が、RNAおよびDNAからなる群より選択され 、ならびに(i)ウイルス核酸または(iii)核酸構築物が、該群の異なるメン バーを含む、第1のベクター。 47.請求項45に記載の第1のベクターであって、前記核酸の形態、第2のウ イルス核酸、または第2の核酸が、1本鎖、2本鎖、および部分的な2本鎖から なる群より選択され、ならびに(i)ウイルス核酸または(iii)核酸構築物が 、該群の異なるメンバーを含む、第1のベクター。 48.請求項45に記載の第1のベクターであって、前記核酸の大きさ、第2の ウイルス核酸、または第2の核酸が、(i)ウイルス核酸または(iii)核酸構 築物のセグメントを含む、第1のベクター。 49.請求項45に記載の第1のベクターであって、前記機能的なセグメント、 第2のウイルス核酸、または第2の核酸が、1つ以上のプロモーター、1つ以上 のエンハンサー領域、取込みセグメント、およびターミネーター、または部分も しくはセグメント、または上述の任意の組合せを含み、ならびに(i)ウイルス 核酸または(iii)核酸構築物が、該群の異なるメンバーを含む、第1のベクタ ー。 50.請求項43に記載の第1のベクターであって、該第1のベクターが、レト ロウイルスを含み、そして前記第2のベクターが、アデノ随伴ウイルスを含む、 第1のベクター。 51.請求項43に記載の第1のベクターであって、該第1のベクターが、アデ ノ随伴ウイルスを含み、前記第2のベクターが、レトロウイルスを含む、第1の ベクター。 52.請求項50に記載のウイルスベクターを増殖するためのパッケージング細 胞株であって、該パッケージング細胞株が、該ウイルスベクターの表面またはエ ンベロープについての少なくとも2つのパッケージング成分を提供する、パッケ ージング細胞株。 53.請求項52に記載のパッケージング細胞株であって、該細胞株が、前記ウ イルスベクターに対してネイティブである、パッケージング細胞株。 54.請求項52に記載のパッケージング細胞株であって、該細胞株が、レトロ ウイルスを含む、パッケージング細胞株。 55.請求項52に記載のパッケージング細胞株であって、該細胞株が、NIH3T3 、U937、H9、および293からなる群より選択されるか、または上述の任意の組合 わせである、パッケージング細胞株。 56.請求項52に記載のパッケージング細胞株であって、表面またはエンベロ ープの成分の両方の任意の配列が、該パッケージング細胞株の染色体に安定に取 込まれる、パッケージング細胞株。 57.請求項52に記載のパッケージング細胞株であって、表面またはエンベロ ープの成分の配列が、該パッケージング細胞株の染色体に安定に取込まれ、およ び別の表面またはエンベロープの成分の配列が、一過性に発現される、パッケー ジング細胞株。 58.請求項52に記載のパッケージング細胞株であって、前記エンベロープの 成分の配列が、該パッケージング細胞株の染色体に安定に取込まれ、および前記 表面成分の配列が、一過性に発現される、パッケージング細胞株。 59.請求項52に記載のパッケージング細胞株であって、表面またはエンベロ ープの成分の両方の任意の配列が、一過性に発現される、パッケージング細胞株 。 60.請求項19、20、または29のいずれかに記載のウイルスベクターを増 殖するためのパッケージング細胞株であって、該細胞株は、該ウイルスベクター の成分に対してネイティブでないが、該ウイルスベクター核酸に対してネイティ ブであり、該パッケージング細胞株が、その膜または表面において、該ベクター について該ネイティブでない成分への吸着のためのレセプターまたは結合対を発 現する、パッケージング細胞株。 61.請求項1に記載のウイルスベクターまたはウイルスベクター核酸を生成す るためのプロセスであって、該プロセスは、以下: 請求項1に記載のベクターを提供する工程;および 該ウイルスベクターまたは該ウイルスベクター核酸を生成する条件下で、パッ ケージング細胞に該ベクターを導入する工程を包含する、プロセス。 62.請求項61に記載のプロセスであって、前記提供する工程または導入する 工程において、核酸構築物が、プロモーター/エンハンサー領域において改変さ れている、プロセス。 63.請求項61に記載のプロセスであって、前記提供する工程または導入する 工程において、核酸構築物が、ネイティブでないプロモーターにおいて改変され ている、プロセス。 64.請求項61に記載のプロセスであって、前記核酸構築物が、前記パッケー ジング細胞株に安定に取込まれ得る、プロセス。 65.請求項61に記載のプロセスであって、前記核酸構築物が、エピソームの 手段によって改変されている、プロセス。 66.請求項61に記載のプロセスであって、前記核酸構築物が、一過性の発現 の手段によって改変されている、プロセス。 67.ヘルパーウイルスから独立してウイルスベクターを増殖するためのパッケ ージング細胞株であって、該ウイルスベクターは、核酸成分および非核酸成分を 含み、ウイルスベクターの核酸成分の配列は、該宿主細胞株に安定に取込まれ、 そして該ウイルスベクターの非核酸成分の配列が、一過性の発現、エピソーム発 現、安定に取込まれる発現、または上述の任意の組み合わせからなる群より選択 される手段によって、該パッケージング細胞株に導入される、パッケージング細 胞株。
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