JP2001520503A - Methods and compositions for the treatment of solid tumors in vivo - Google Patents

Methods and compositions for the treatment of solid tumors in vivo

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、固形腫瘍の処置のための組成物および方法を提供する。この処置は、ポリペプチドを発現する組換えウイルスベクターを利用する遺伝子治療を用いる。このポリペプチドは、腫瘍脈管構造における血液の不可逆的凝固を選択的に開始し、腫瘍新生血管形成を阻害し、腫瘍脈管壁内で非毒性薬剤を毒性薬剤に活性化して脈管床の破壊を引き起こし得、そして腫瘍に供給される血液中の栄養素を吸収または代謝する。腫瘍の血管中の、または腫瘍の血管に隣接する形質導入された細胞によるこれらのポリペプチドの産生は、腫瘍細胞の死をもたらす。   (57) [Summary] The present invention provides compositions and methods for the treatment of solid tumors. This treatment employs gene therapy utilizing a recombinant viral vector expressing the polypeptide. This polypeptide selectively initiates the irreversible coagulation of blood in the tumor vasculature, inhibits tumor neovascularization, activates non-toxic drugs into toxic drugs within the tumor vessel wall, and increases the vascular bed. It can cause destruction and absorb or metabolize nutrients in the blood supplied to the tumor. Production of these polypeptides by transduced cells in or adjacent to the blood vessels of the tumor results in death of the tumor cells.

Description

【発明の詳細な説明】 インビボにおける固形腫瘍の処置のための方法および組成物技術分野 本発明は、一般的には抗ガン治療の分野に関し、かつ、さらに詳細には、組換 えウイルスベクターを使用する、選択された腫瘍細胞を傷害する方法に関する。発明の背景 種々の型のヒト腫瘍の処置のために、多くの異なった治療が利用可能である。 これらは、外科手術、放射線療法、化学療法、放射性免疫療法、およびネオアジ ュバント(neoadjuvant)療法を含む。これらの処置は腫瘍が転移性であるか、ま たは非転移性であるかによって、個別に、または組み合わせて使用され得る。 外科手術は非転移性腫瘍のために主に使用され、そして、それ故に、種々の潜 在的に治療可能なガンのために選択すべき処置である。ある状況下においては、 外科手術は治療不可能なケースの緩和または再構築およびリハビリテーションの ために使用され得る。さらに、外科手術は原発性新生物の切除に先立って、局部 的および局所的な浸潤の程度の病理学的段階を決定することにおける診断的な役 割を果たす。しかし、ある種の腫瘍型については、外科手術は不利であり得る。 なぜなら、外科手術は外形を損い得る、不具にし得る、または無効であり得るか らである。手術不可能の腫瘍については、電離放射線を用いる一次的局所治療が 、しばしば、選択されるべき処置である。 2つの型の放射線療法、すなわち、近接照射療法および遠隔放射線療法が腫瘍 の治療に使用されている。近接照射療法においては、放射線源が腫瘍の近くに配 置される。この腔内性アプローチは、婦人科のまたは口の新生物に対して使用さ れる。遠隔放射線療法においては、超高圧放射線療法が通常、直線加速器を用い て送達され、より正確なビーム局所化を可能とし、そして、皮膚照射毒性の併発 を回避する。隣接する正常組織に対する毒性を最小化しながら、腫瘍領域に対す る放射線量を増加させるために、種々のアプローチが使用される。放射線療法は 、 通常は、分画された様式で送達され、処置の期間中に致死量以下の損傷から正常 な宿主組織(腫瘍ではない)の回復のための時間を許容することによって、放射線 生物学的な優越性を有している。分画された放射線量は、所望の総線量が、通常 4〜6週間にわたるクールで送達されるまで、通常1週間当たり5日間投与され る。 不運なことに、放射線療法の後には急性および潜在性の毒性が続く。急性毒性 は、全身性疲労および倦怠感、食欲不振、悪心および嘔吐、局所的な皮膚の変化 、下痢および照射領域の粘膜潰瘍化を含む。広い領域、特に骨盤および近位の長 骨の照射は、重大な骨髄抑制を引き起こし得る。長期毒性は、関与する皮膚の色 素過剰、照射器官の機能減少、ミエロパシー、骨壊死および続発性悪性腫瘍を引 き起こし得る。これらの毒性は線量に関連するが、注意深い遮蔽および分画によ って最小化させられ得るか、または回避され得る。 目下、全ガン患者の50%より多くは、その病気の間に放射線療法を受ける。し ばしば、放射線療法は、ある種の腫瘍についての、治療目的を有して使用される 唯一の物質である。より広範囲のガンに対して、照射は外科手術と組み合わされ る。照射はまた、リンパ腫または肺ガンのいくらかの患者のためのおよび数種の 小児ガンのための化学療法に対するアジュバントとして使用される。場合によっ ては、腫瘍細胞を照射の毒性効果に対して感受性にさせるために、化学療法が使 用され得る。 各所局所的(locoregional)温熱療法は、その使用は非常に限定されるが、いく つかの腫瘍部位のために使用され得る。温熱療法は電離照射の補助として重要で ある40〜42℃の間の非電離照射の一形態である。この処置はまた、熱に対する腫 瘍の応答を増加させる薬物をも含む。温熱療法の最大の使用は、大きな血管過多 の腫瘍を制御することである。 化学療法は、外科手術または照射が実用的でないか、または部分的にのみ有効 である場合に使用される。化学療法(サイトカイン、細胞毒性薬物、ホルモン、 抗ホルモンおよび他の生物学的薬剤の使用を含む)は、ガンの処置のますます有 効な手段となってきた。サイトカインを単独あるいは他のサイトカインまたは細 胞毒性薬物と併用して使用することは、免疫系を調節することによって転移性ガ ンの後退を誘発することにおいて有効であつた(Heaton,K.ら、Cancer Immunol Immunother 37:213-219,1993)。有用なサイトカインは、インターロイキン(IL )-2、IL-4、IL-6、腫瘍壊死因子(TNF)、α-インターフェロン、およびγ−イ ンターフェロン(α-IFNおよびγ-IFN)を含む。IL-2単独の静脈内投与は転移性 腎細胞ガンまたは黒色腫の患者の約13〜50%に有効であり、そして他の腫瘍の処 置においても有効であり得る。さらに、α-IFNは、腫瘍組織塊の切除後の特定の 固形腫瘍に対して有効であることが示され、このことは補助的治療としての可能 性ある術後の役割を示唆している(Heaton,Kら、前記中で概説される)。 抗腫瘍効果を増強するためにサイトカインを併用することは、異なった機構に より新形成細胞を攻撃する薬剤の併用が、インビボにおいて抗腫瘍効果を増大さ せるはずであるという前提に基づく。したがって、異なった副作用を有する薬剤 を併用して処置された患者においては、毒性は低下されるはずである。前臨床研 究は、そのようなサイトカインの併用が動物モデルにおいて有効であり得ること を実証した(Heaton,Kら、前記中で概説される)。さらに、サイトカインは新形 成疾患に対するより有効な治療を提供するために、他の細胞毒性薬剤と併用され 得る。そのような併用は異なった作用機構および異なった毒性プロファイルを利 用する。例えば、α-IFNは、活性な5-フルオロウラシル(5-FU)代謝物の血清濃 度を増加させることにより、5-FUの効果を増強させるようである。また、IL-2お よびα-IFNをシスプラチンおよびダカルバジンと併用すると、サイトカインまた は細胞毒性薬物単独で観察されるすべてよりもずっと高い応答率を生じた。 大部分の抗ガン薬物は全身的に使用されるが、局部的または局所的投与につい ては、選択される適応症が存在する。局所的な投与は、活性な化学療法剤の腫瘍 部位への直接的な注入(例えば、腫瘍への主要な血液供給の塞栓形成をするかま たはしない膀胱内治療、腹腔内治療、肝動脈注入)を含む。これらの治療は顕著 な緩和および改善された生存を生じ得る。 しかし、化学療法で処置された多くの患者は、限られた反応を有する。そのよ うな処置は、化学療法の曝露の前に、ガン細胞の亜集団における自発的遺伝子変 異に起因する薬物耐性ゆえに無効になり得る。化学療法により感受性の細胞を除 去した後、耐性亜集団が増殖して、優性な細胞型となる。 放射免疫療法は、一般的な腫瘍について抗ガン活性についての可能性を提供す る処置の一形態である。この治療は非常に実験的であるが、特に、造血性悪性腫 瘍において、有用な臨床薬剤の開発における進歩がなされている。放射免疫療法 の成功は、放射線感受性組織を損傷することなく、選択的腫瘍に多線量の放射線 を送達することに依存する。固形腫瘍の場合、多数の放射性標識ポリクローナル およびモノクローナル抗体が、肝ガン、肝内胆管ガン、黒色腫、卵巣ガン、腹膜 ガン腫症、および神経膠腫の患者の処置において使用されている(Larson,S.ら 、Nucl Med Biol.21:785-792,1994において概説される)。これらの場合、131 ヨウ素が最も一般的に使用される標識であった。 閉鎖空間への放射性標識抗体の投与は、処置の成功についての最大の可能性を 提供するようである。化合物の静脈内投与は有効ではない。造血始原細胞に対す るマウスモノクローナル抗体であるM195(抗-CD-33)、結腸直腸、膵臓、卵巣お よび他のヒト腫瘍に対するCC49(抗-TAG-72)および患者中の原発性および転移 性神経芽腫に局在化する3F8(抗-GDZ)を含めて、多数のモノクローナル抗体が 使用されている。しかし、この治療についての実質的な問題は、マウスモノクロ ーナル抗体に対する免疫性の発生および伴われる造血毒性である。 局所治療の前に行われる全身的処置であるネオアジュバント療法は、ガンの処 置においてますます、より優れたものとなっている(Trimble,E.ら、Cancer Sup pl 72:3515-3524,1993において概説される)。この治療は、後の外科的介入を 軽減し、局所的制御を増大させ、かつ患者の長期的結果を改善するように設計さ れる。これは部分的には、1)局所制御で完全に成功しそうであるように努力を与 えて、原発部位での腫瘍負荷を軽減する、2)局所処置を最初は受けやすくない疾 病を制御する、3)外科手術の前にガン性細胞数を減少させる、および4)外科手術 前に投与される場合、より少ない切除が必要であり得、それによって、正常器官 機能を潜在的に温存させることによって達成される。ネオアジュバント療法の潜 在的な不利は、処置の急性毒性、最終的治療の局所制御または遅延を危うくして 侵略的な局所腫瘍を転移させる無効性、瘢痕および線維増多、外科手術をより困 難にすること、組織血管分布を減少させることによる創傷治癒の遅延、およびよ り高い割合の静止性腫瘍細胞へ導く無効性を含む。 固形腫瘍のための既存の全ての処置にも係わらず、有効性および現行方法の不 利の回避の両方に関して、患者の処置より有効な方法についての、実質的に満足 されていない要求がこの分野においてなおも存在している。本発明はこの要求を 満足させ、そしてさらに他の関連する利点を提供する。発明の要旨 本発明の目的は、腫瘍へ血液を供給する血管内での血餅形成により腫瘍への血 流を阻害することによって、インビボで腫瘍死を生じさせること、腫瘍内で阻害 性タンパク質を産生することによって、腫瘍内の脈管形成を阻害すること、腫瘍 内で非毒性薬を毒性形態に活性化するタンパク質を産生すること、または腫瘍へ の血液供給において栄養素について競合するまたは栄養素を代謝するタンパク質 を産生することにある。 本発明のひとつの局面においては、腫瘍内のまたは腫瘍に隣接する血餅形成を 刺激する能力を有するポリペプチドをコードする核酸分子を含む組換えベクター で、腫瘍内のまたは腫瘍に隣接する細胞を形質導入する工程を包含する、インビ ボで腫瘍細胞を傷害するための方法が提供される。種々の実施態様においては、 核酸分子は、ラッセルクサリヘビ蛇毒第X因子活性化因子、ラッセルクサリヘビ 蛇毒第V因子活性化因子、トロンビンおよびトロンビン様酵素(例えば、Crotal us adamanteus(Crotalus)、Crotalus horridus horridus、Agkistrodon rhodo stoma(Ancrod)、Agkistrondon contortrix contortrix、Agkisirodon acutus 、Bothrops atrox(Batroxobin)、Bothrops marajoensis、Bothrops moojeni、 Trimeresurus gramineus、Trimeresurus okinavensisおよびBrirtis gabonicaか ら抽出される酵素)、組織因子、短縮型組織因子、ガン凝血促進因子、および一 部分または全体の凝血促進因子タンパク質と高親和性で内皮細胞に結合するリガ ンドの一部または全体を含む融合タンパク質からなる群から選択され得る。本発 明のひとつの実施態様においては、これらの核酸分子は、フォンビルブラント因 子抗原II、内皮単球活性化ポリペプチドI、内皮単活性化ポリペプチドII、腫瘍 壊死因子α、腫瘍壊死因子β、およびRickettsia rickettsii由来の組織因子誘 導因子からなる群から選択されるタンパク質をコードする。さらに別の実施態様 に おいては、核酸分子は、フィブリン溶解を阻害する能力を有するポリペプチドを コードする。ある実施態様においては、これらの核酸分子は、α2−抗プラスミ ン、プラスミノゲンアクチベーターインヒビターI、プラスミノゲンアクチベー ターインヒビターII、プラスミノゲンアクチベーターインヒビターIIIおよびErt hrinaプロテイナーゼインヒビターからなる群から選択される。 本発明の別の局面においては、腫瘍の血管新生を阻害する能力を有するポリペ プチドをコードする核酸分子を含む組換えベクターで、腫瘍内のまたは腫瘍に隣 接する細胞を形質導入する工程を包含する、インビボで腫瘍脈管形成を阻害する ための方法が提供される。種々の実施態様においては、核酸分子によりコードさ れるポリペプチドは、アンジオスタチン、インターフェロンα、インターフェロ ンβ、血小板因子−4、金属プロテイナーゼIの組織インヒビター、金属プロテ イナーゼIIの組織インヒビター、金属プロテイナーゼIIIの組織インヒビター、 トロンボスポジン、プロラクチンの脈管形成フラグメント、ヘパリナーゼ、塩基 性線維芽細胞成長因子に対する中和抗体フラグメント、血管内皮細胞成長因子お よびαVβ3インテグリンからなる群から選択される。 本発明の別の局面においては、細胞毒性剤であり得る非細胞毒性剤を活性化す る能力を有するポリペプチドをコードする核酸分子を含む組換えベクターで腫瘍 内のまたは腫瘍の動脈側に隣接する血管細胞を形質導入する工程、およびポリペ プチドによって細胞毒性剤に活性化される非細胞毒性剤を動物へ投与する工程を 包含する、インビボで腫瘍細胞を傷害するための方法が提供される。種々の実施 態様においては、核酸分子は、単純ヘルペスウイルスチミジンキナーゼ、水痘− 帯状庖疹ウイルスチミジンキナーゼ、シトシンデアミナーゼ、キサンチン−グア ニンホスホリボシルトランスフェラーゼ、Escherichia coliプリンヌクレオシド ホスホリラーゼ、チトクロームp450 2B1遺伝子産物、アルカリホスファターゼ、 β−グルコシダーゼおよびニトロレダクターゼからなる群から選択されるポリペ プチドをコードする。 本発明のさらに別の局面においては、腫瘍の脈管周囲の間隙空間において栄養 素と結合するまたは栄養素を代謝する能力を有するポリペプチドをコードする核 酸分子を含む組換えベクターで、腫瘍内の血管中のまたは腫瘍に隣接する細胞を 形質導入する工程を包含する、インビボで腫瘍細胞から栄養素を奪うための方法 が提供される。種々の実施態様においては、ポリペプチドをコードする核酸分子 は、可溶性葉酸レセプター/葉酸結合タンパク質、可溶性トランフェリンレセプ ター、胎児性ヘモグロビン(fetal hemaglobin)、胎児性ヘモグロビンの酸素結合 性フラグメント、あるいはβ3インテグリン由来の細胞外マトリックス結合フラ グメントと葉酸レセプターまたはトランスフェリンレセプターから選択されるレ セプターポリペプチドのフラグメントとの融合ポリペプチドからなる群から選択 される。 種々の局面においては、組換えベクターは、組換えウイルスベクターおよび非 ウイルス核酸(DNAまたはRNA)ベクターから選択される遺伝子送達ビヒクルであ る。好ましい実施態様においては、組換えウイルスベクターは、アデノウイルス 、ポックスウイルス、ポリオウイルス、ライノウイルス、インフルエンザウイル ス、パルボウイルス、アデノ関連ウイルス、ヘルペスウイルス、シミアンウイル ス40、ヒト免疫不全ウイルス、麻疹ウイルス、アストロウイルスまたはコロナウ イルスからなる群から選択される。好ましいウイルスは、レトロウイルスまたは アルファウイルスである。特に好ましいレトロウイルスは、トリ白血症ウイルス 、ウシ白血症ウイルス、マウス白血症ウイルス、ミンク細胞フォーカス形成ウイ ルス、マウス肉腫ウイルス、細網内皮症ウイルス、テナガザル白血病ウイルス、 メイソン-パイツァー白血病ウイルスまたはラウス肉腫ウイルスである。もっと も好ましいマウスレトロウイルスは、アーベルソン、フレンド、グラフィ、グロ ス、カーステン(Kristen)、ハーベイ肉腫、ラウシャー、またはモロニー白血病 である。特に好ましいアルファウイルスは、シンドビスウイルス、セムリキ森林 ウイルス、ミッデルブルグウイルス、ロス川ウイルス、アウラウイルス、フォー トモーガンウイルスまたはベネズエラウマ脳脊髄炎ウイルスである。さらに、種 々の局面において、組換えウイルスは複製欠損である。 本発明の他の局面は、パッケージング細胞、組換えウイルスベクターを含むプ ロデューサー細胞、プロデューサー細胞から産生されるウイルス粒子、および形 質導入された組換えウイルスベクター標的細胞、ならびに本発明によるベクター を含む薬剤組成物に関する。好ましい組成物は、凍結乾燥されたまたは脱水され た組換えウイルスを含む組成物を含む。 これらの局面および他の局面は、以下の詳細な説明および添付の図面を参照し て明らかになるであろう。図面の簡単な説明 図1は凝固経路の概略図である。 図2はp31N2R5(+)の模式図である。 図3はpN2R3(−)の模式図である。 図5はpN2R3(+)の模式図である。 図6はpN2R5(−)の模式図である。 図7はp31N25V(+)の模式図である。 図8はpTK_Aの模式図である。 図9はpPrTK_Aの模式図である。 図10はpTK-1およびpTK-3の模式図である。 図IIはシンドビスベーシックベクターおよびシンドビスルシフェラーゼベクタ ーの模式図である。 図12は真核細胞重層ベクターイニシエーション系の代表的実施態様の模式図で ある。 図13はELVIS-LUCおよびSINBV-LUCベクターからのルシフェラーゼ発現の経時変 化を示すグラフである。 図14は「RNA loop-out」によるウイルス接合領域の無能力化のための機構の模 式図である。 図15はシンドビス接合領域を改変するための1つの方法の図である。 図16はシンドビスパッケージング発現カセットの模式図である。 図17は代表的なパッケージング細胞株によるSIN-lucベクターのパッケージン グを示す棒グラフである。 図18はPCLクローン#18によるSIN-lucベクターのパッケージングを経時的に示 す棒グラフである。 図19はシンドビス-ルシフェラーゼベクターの発現およびレスキューを示すグ ラフである。 図20はマンニトール含有処方緩衝液中で凍結乾燥された代表的な組換えレトロ ウイルスの再構成に際してのウイルス活性の保持を示すグラフである。 図21はラクトース含有処方緩衝液中で凍結乾燥された代表的な組換えレトロウ イルスの再構成に際してのウイルス活性の保持を示すグラフである。 図22はトレハロース含有処方緩衝液中で凍結乾燥された代表的な組換えレトロ ウイルスの再構成に際してのウイルス活性の保持を示すグラフである。 図23は種々のサッカリドを用いる、-80℃で貯蔵した液体非凍結乾燥組換えレ トロウイルス対-20℃で貯蔵した凍結乾燥処方組換えレトロウイルスの安定性を 対比する代表的なグラフの組である。対比を容易にするために、力価を標準化し ている。 図24はCT26、CT26βgalおよびCT26TK Neo細胞におけるガンシクロビルの効果 を示す棒グラフである。 図25はCT26TK Neoを注射したマウスのガンシクロビル用量研究における腫瘍容 積の効果を経時的に示すグラフである。 図26はマウスの一連の4枚の写真であり、腹腔内腫瘍増殖に対する異なる用量 レジメのガンシクロビルの効果を示す。 図27はマウスの一連の4枚の写真であり、皮下腫瘍増殖に対する異なる用量レ ジメのガンシクロビルの効果を示す。 図28はpHCMV-PAの模式図である。用語の定義 以下の用語は、明細書および請求の範囲を通じて使用される。これらの用語は 特に示さないかぎり、以下のように定義される。 「高親和性結合対」は、10-yM未満のKDで互いに結合する能力を有する分子の 組をいう。ここで、yは8、9、10、11、12、13、14および15からなる群から選択 される。本明細書において使用される「KD」は、反応、A+B=ABの解離定 数をいう。ここで、AおよびBは高親和性結合対のメンバーである。(さらに、 当業者が理解するように、2つの分子の親和性が増加するに従い、KDは減少す る)解離定数は、例えば、スキャッチャード分析(Scatchard,Ann.N.Y.Acad .Sci.51:660-672,1949)を含めた種々の技術によって容易に測定され得る。 適切な親和性結合対の代表例は、ビオチン/アビジン、サイトスタチン/パパイ ン、ホスホネート/カルボキシペプチダーゼA、および4CABP/RuBisCoを含む。 「標的化エレメント」は、選択された細胞型と特異的に相互作用し得る分子を いう。本発明に関して使用される場合、結合した標的化エレメントの生物学的効 果が、その細胞型中に見られる場合、または、標的細胞への結合した標的化エレ メントの結合と非標的細胞への結合との間に、10倍より多い差、そして好ましく は25、50または100倍より多い差が存在する場合、標的化エレメントは選択され た細胞型を特異的に結合すると考えられる。一般的に、標的化エレメントが選択 された細胞型に10-5M未満、好ましくは10-6M、より好ましくは10-7M、そして 最も好ましくは10-8M未満のKDで結合することが好ましい(スキャッチャード 分析により測定、Scatchard,Ann.N.Y.Acad.Sci.51:660-672,1949を参照の こと)。さらに、標的化エレメントが選択された細胞型に、高親和性結合対の親 和定数よりも少なくとも1log(すなわち10倍)低い親和性で結合することが一 般的に好ましい(言い換えれば、KD値は少なくとも1logまたは10倍大きい)。 適切な標的化エレメントは、好ましくは非免疫原性であり、タンパク質分解によ って分解されず、そして免疫系により補捉されない。特に好ましい標的化エレメ ント(高親和性結合対のメンバーに結合されている)は、10分間から1週間の間 の動物内での半減期(清澄化物質(clearing agent)の非存在下で)を有するべき である。適切な標的化エレメントの代表例は、以下でより詳細に記載される。 「清澄化物質」は、循環する結合した標的化エレメントと共有結合的にまたは 非共有結合的に相互に作用し得る分子をいう。好ましくは、清澄化物質は非免疫 原性であり、結合した標的化エレメントに対して特異的であり、そして急速な腎 臓でのクリアランスを回避するに充分に大きい。さらに、清澄化物質は好ましく はタンパク質分解によって分解されず、そして免疫系によって補捉されない。本 発明の範囲内で使用するための特に好ましい清澄化物質は、親和性結合メンバー 以外の部位で、結合した標的化エレメントに結合するものを含み、そして最も好 ましくは、その標的への標的化エレメントの結合をブロックする様式で結合する ものを含む。本発明に関しては、例えば、Marshallら、Brit.J.Cancer 69:502 -507,1994に記載されるものを含めて、多くの清澄化(cleaving)物質が使用さ れ得る。 「組換えレトロウイルスベクター」は、本発明の好ましい実施態様においては 、目的の配列(単数または複数)または目的の遺伝子(単数または複数)の発現 を指示し得る組立物をいう。好ましくは、レトロウイルスベクター構築物は、5' LTR、tRNA結合部位、パッケージングシグナル、1つ以上の異種配列、第2鎖DNA 合成の起点および3'LTRを含むべきである。広範囲の異種配列が、ベクター構築 物内に含まれ得、それは例えば、タンパク質(例えば、細胞傷害性タンパク質、 疾病関連抗原、免疫アクセサリー分子、または置換タンパク質)をコードする配 列、あるいは本来そしてそれ自体で有用である配列(例えば、リボザイムまたは アンチセンス配列のように)を含む。あるいは、異種配列は、単にRNAゲノムを 含むレトロウイルス粒子の産生を可能とするに充分な大きさを有する「スタッフ ァー(stuffer)」または「フィラー(filler)」配列である。好ましくは、異 種配列は、少なくとも1、2、3、4、5、6、7または8Kbの長さである。 レトロウイルスベクター構築物はまた、転写プロモーター/エンハンサーまた は遺伝子座規定エレメント(単数または複数)、あるいはオルタネートスプライ シング、核RNA輸出、メッセンジャーの転写後修飾またはタンパク質の翻訳後修 飾などにより遺伝子発現を制御する他のエレメントを含み得る。任意に、レトロ ウイルスベタター構築物はまた、組換えレトロウイルスベクターで形質導入また はトランスフェクトされた細胞に、TK、ハイグロマイシン、フレオマイシン、ヒ スチジノールまたはDHFRに対する耐性を与える選択マーカー、ならびに1つ以上 の特異的制限部位および翻訳終止配列を含み得る。 「遺伝子送達ビヒクル」は、組換えウイルスベクターなどの組換えビヒクル、 核酸ベクター(プラスミドなど)、遺伝子などの裸の核酸分子、核酸分子上の負 電荷を中和し、そして核酸分子をコンパクトな分子に凝縮し得るポリカチオン性 分子に複合体化される核酸分子、リポソームに結合する核酸(Wangら、PNAS 84: 7851,1987)、細菌、およびプロデューサー細胞などの特定の真核細胞であり、 ここでこれは1つ以上の所望の性質を有する核酸分子を生物中の宿主細胞へ送達 する能力を有する。さらに以下に議論するように、所望の性質は、所望の物質( 例えば、タンパク質、酵素、または抗体)を発現する能力および/または、GDV によって運ばれる核酸分子がそれ自体所望の物質の発現を必要としない活性物質 である場合には、生物学的活性を提供する能力を含む。このような生物学的活性 の一例は、送達される核酸分子が特定の遺伝子に組み込まれ、その結果その遺伝 子を不活性化し、そしてその遺伝子が作製した産物を「オフにする(turn off) 」遺伝子治療である。 「チモーゲン」は、翻訳後修飾により触媒状態へ活性化され得る不活性酵素前 駆体である。簡単には、いくつかのチモーゲンは、酵素利用性をブロックするポ リペプチド鎖を含む。酵素は阻害的ポリペプチド鎖を除去する酸または酵素切断 によって活性化される。発明の詳細な説明 本発明は、腫瘍細胞への栄養素供給の妨害に基づいた、組換えベクターによる 固体腫瘍の遺伝子治療法媒介性処置のためのいくつかの方法を提供する。これら は(i)腫瘍内血管内皮細胞または脈管周囲腫瘍細胞へ、いくつかの強力な拡散 性の凝血促進因子タンパク質のいずれか1つの遺伝子を移入することによって、 腫瘍脈管構造の不可逆的凝固を選択的に開始すること、(ii)腫瘍内血管内皮細 胞または脈管周囲腫瘍細胞へ抗脈管形成タンパク質をコードする遺伝子を移入す ることによって、腫瘍新生血管形成を阻害すること、(iii)「自殺」遺伝子の移 入による腫瘍内血管内皮細胞の選択的傷害によって、腫瘍血管床を破壊すること 、および(iv)生命に必要な入ってくる栄養素を吸収または代謝する脈管周囲領 域において微環境を作製することにより、腫瘍を飢餓状態にすることによって生 じ、可溶性細胞外マトリックス結合栄養素レセプターまたは特異的代謝酵素をコ ードする遺伝子を脈管周囲細胞へ移入することによって達成される。 本発明の1つの局面においては、凝血促進因子タンパク質、少なくとも凝血促 進因子タンパク質の凝血促進因子部分と少なくとも内皮細胞に対して高親和性で 結合するリガンドの部分とを含む融合タンパク質、凝血促進因子タンパク質のイ ンデューサーまたはフィブリン溶解のインヒビターに対する多数の遺伝子のいず れかを、本発明の遺伝子送達ビヒクルを使用して、腫瘍内血管内皮細胞または脈 管周囲腫瘍細胞に移入することによって、腫瘍脈管構造の凝固を選択的に開始ま たは悪化させる方法が提供される。 腫瘍血管床における重要な凝固過剰状態の確立は、3つの広いクラスのタンパ ク質の局所的分泌を誘導することによって達成され得る。第1の群は、生理学的 凝固カスケードを構成する1つ以上のチモーゲンを直接的に活性化する凝血促進 因子タンパク質(例えば、ラッセルクサリヘビ蛇毒第X因子活性化因子、ラッセ ルクサリヘビ蛇毒第V因子活性化因子、組織因子、短縮型組織因子、ガン凝血促 進因子、トロンビン、トロンビン様酵素、および内皮細胞膜またはそれらに会合 するタンパク質に高親和性で結合するリガンド全体または少なくともその部分と 作動可能に融合した凝血促進因子タンパク質の全体または少なくとも細胞外部分 を含む融合タンパク質)を含む。第2の群は、宿主内皮細胞および単球/マクロ ファージによって、主要な凝血促進因子タンパク質(組織因子など)の発現を誘 導し、間接的に、凝固カスケードの局所的活性化を生じる、腫瘍細胞、白血球お よび特定の感染性生物によって産生されるタンパク質(例えば、フォンビルブラ ント因子抗原II、内皮単球活性化ポリペプチドI、内皮単球活性化ポリペプチド II、腫瘍壊死因子α、腫瘍壊死因子β、およびRickettsia rickettsii由来の組 織因子誘導因子)を含む。タンパク質の第3の群は、凝固に対する恒常性応答( すなわちフィブリン溶解)を阻害する。例えば、α2−抗プラスミン、プラスミ ノゲンアクチベーターインヒビターI、プラスミノゲンアクチベーターインヒビ ターII、プラスミノゲンアクチベーターインヒビターIII,およびErythrinaプロ テイナーゼインヒビター。タンパク質の第3の群のメンバーは、局所的血液凝固 の誘導において凝血促進因子タンパク質と共同して作用するか、または、それら は本来それ自体凝血促進性である腫瘍において、フィブリンの産生と分解との間 のバランスを傾け、外因性凝血促進因子活性の非存在下において、腫瘍血管床の 凝固を生じる。 内因性経路および外因性経路が集中する、凝固カスケードにおける中枢点は、 第X因子(FX)のFXaへの活性化である(図1を参照のこと)。外因性経路にお いて、組織因子(TF)はFVIIをFVIIaに活性化し、次いで内皮細胞膜中でFVIIaと 結合して、FXをFXaへ活性化する。内因性経路において、組織創傷または空気へ の曝露の結果として、FXIIがFXIIaに活性化され、次に、FXIIaがFXIをFXIaに活 性化して、これが次いで、摂動された内皮細胞または血小板の表面で、FVIIIお よびFIXをそれぞれの活性形態に変換する。FXはカルシウムイオンおよびリン脂 質膜の存在下において、FVIIIa/FIXa複合体によってFXaに活性化される(図1を 参照のこと)。続く共通した経路において、内皮細胞または血小板膜中のCa2+イ オンを有するFXaとFVaとの複合体は、プロトロンビナーゼ複合体を形成する。こ れはプロトロンビンのトロンビンへの変換を効率的に触媒する。プロトロンビナ ーゼ複合体は、1,500モル(m)/分(m/分)のトロンビン/FXaのモルを生成する。ト ロンビンは血漿フィブリノーゲンをフィブリンに分解し、そしてFXIIIをFXIIIa に活性化し、これは次に、フィブリン分子を架橋して不溶性マトリックスを形成 する(図1を参照のこと)。 凝血促進性因子は、凝固カスケードにおけるいくつかの点で作用し得る。組織 因子(TF)および短縮型TFは、FVIIaおよびリン脂質二重層と結合して、FXを活 性化する(Nemersonら、Prog.Hemost.Thromb.6:237,1982)。ラッセルクサ リヘビ蛇毒FX活性化因子(RVV-X)およびガン凝血促進因子(CP)は、TF、FVII 、FVIIIまたはFIXとは独立して直接的にFXを活性化する(Gordonら、Hemat.Onc o.Clinics North America 6:1359,1992、Takeyaら、J.Biol.Chem.267:1410 9,1992)。トロンビンおよび多数のヘビ毒から単離された広範囲のトロンビン 様酵素(Doullら、Toxicology.編MacMillan Pub.Co.,NY 1986)(例えば、Cr otalus adamanteus(Crotalase)、Crotalus horridus horridus、Agkistrodon Rhodostoma(Ancrod)、Agkistrodon contortrix contortrix、Agkistrodon acu tus、Bothrops atrox(Batroxobin)、Bothrops marajoensis、Bothrops moojen i、Trimeresurus gramineus、Trimeresurus okinavensisおよびBitis gabonica )の全ては直接的にフィブリンを分解し、そして従って大部分の凝固カスケード とは独立している。TF、RVV-XおよびCPは、極めて強力な凝固のインデューサー である。何故なら、その効果はチモーゲンカスケードの次の段階により増幅され るからである。凝固の他のインデューサーは、ラッセルクサリヘビ蛇毒第X因子 活性化因子および短縮型組織因子を含む。トロンビンおよびトロンビン様酵素は 、凝 固を生じるためにフィブリノーゲンおよびFXIIIを必要とする。多くの腫瘍は、 悪性化過程の一部として、局所的フィブリン形成を誘導し(Flierら、New Eng. J.Med.315:1650,1986)、そして腫瘍間隙において免疫組織化学的に検出され る凝固因子(Zacharskiら、Cancer 60:2675 1987)は、腫瘍誘導性の局所的血管 の透過性過剰の結果として漏出すると考えられている(Sengerら、Science 219: 993,1993)。TF標的化は、1つの腫瘍モデルにおいて有効であることが示され ている(Molomaら、投稿中)。このように、現在では、TF、CPおよびRVV-Xなど の初期作用性凝血促進因子の使用が好ましい。 近年、Coleyは生存する微生物調製物を注射した数人の末期ガン患者が重篤な 敗血症を発生させたが、その後回復し、そしてその腫瘍が治癒されたと報告した (Coleyら、Am.J.Med.Sci.105:487,1983)。この活性は結局、マウス中のMe th-A線維肉腫中において特異的な出血性壊死を引き起こす細菌エンドトキシンに 応答して、マクロファージにより放出されるサイトカインによって媒介されるこ とが見出され、それゆえ、これは腫瘍壊死因子と呼ばれた(TNF、Oldら、Scienc e 230:630,1986;Carswellら、PNAS 72:3666,1975;Nawrothら、J.Exp.Med .168:637,1988)。TNF注入が、他の動物モデルまたは臨床試験において同様な 効果を示さなかったときに(Kaoら、Behring Inst.Mitt.92:92,1993)、独特 の相乗的補因子がMeth-A細胞によって生産され、これが腫瘍をTNFに対して感受 性にしたと論じられた。このような2つの因子、すなわち内皮単球活性化ポリペ プチドIおよびII(EMAP-I、EMAP-II)が最近単離されそしてクローン化された (Kaoら、前記、Kaoら、J.Boil.Chem.269:9774,1994)。TNFならびにEMAP-I およびIIは全て、内皮細胞および単球において弱い組織因子活性を誘導するが、 併用すると相乗的に作用する(Kaoら、前記、Claussら、J.Biol.Chem.265:70 78,1990)。この相乗効果は固形腫瘍の凝血促進因子遺伝子治療法のために利用 され得る。第1に、EMAP-IまたはII遺伝子(Kaoら、Behring Inst.Mitt.92:92 ,1993;Kaoら、J.Boil.Chem.269:9774,1994)をTNF遺伝子と併用して、強 力なバイシストロニックの(bicistronic)凝血促進因子遺伝子治療ベクターを生 じ得る。第2に、凝血促進効果の増大した特異性は、EMAP-IまたはII、TNF(TNF αまたはβ)あるいはRickeitsia rickettsii由来組織因子誘導因子の遺伝子を 別々のベクターに導入することにより生成され得る。このベクターは選択的に腫 瘍細胞または腫瘍内皮細胞に、共通の交差反応性をほとんどまたは全く有さない 標的化ビヒクル(例えば、抗体または他の細胞/組織特異的リガンド、増殖依存 性レトロウイルスベクター)により標的化される。第3に、ベクターによって選 択的に腫瘍部位で生成されたEMAP-IまたはIIは、組換えTNFまたはフラボン酢酸 (FAA)(Meth-A腫瘍に対しては有効であるが、他の系においてはそれほどでは ない低分子量抗腫瘍剤)を用いる全身的治療と組み合わされ得る(Murrayら、In t.J.Cancer 49:254,1991)。本発明に関して利用され得る別の凝血促進因子タ ンパク質は、フォンビルブラント因子抗原IIである。 フィブリン形成とフィブリン溶解との間のバランスの破壊は、さらに血餅形成 を促進させ得る。詳細には、多くの動物およびヒトの腫瘍は、局部血管破壊また は腫瘍細胞のTF、TF様活性の生成、あるいはガン凝血促進因子の結果として(Go rdonら、前記)、本質的に前血栓性(prothrombotic)である(Flierら、前記)。 このプロセスは少なくとも部分的に、固形腫瘍における壊死領域を説明し得、そ して腫瘍成長を支持するに充分な機能的血管の完全性は、フィブリン形成と大い に歩調をそろえる局所的フィブリン溶解によってインビボにおいて維持されると 考えられている(Dvorakら、Cancer Res.44:3348,1984)。フィブリンは、プ ロテアーゼであるプラスミンによって分解される。このプラスミンはプラスミノ ゲンアクチベーターの作用によって、チモーゲンであるプラスミノゲンから生成 される(Daneら、Adv.Cancer Res.44:139,1985)。組織型プラスミノゲンア クチベーター(T-PA)およびウロキナーゼ型プラスミノゲンアクチベーター(U- PA)の両者は、内皮細胞および腫瘍細胞により分泌される(Daneら、前記)。T- PAまたはU-PAアンタゴニストをコードする遺伝子を腫瘍内内皮細胞または脈管周 囲腫瘍細胞中へ移入することは、プラスミンレベルの減少を生じる。組換えベク ターにより腫瘍へ送達されると、いくつかの候補タンパク質もまた、この機能を 発揮し得る。プラスミノゲンアクチベーターインヒビターI、IIおよびIII(PAI -I、PAI-IIおよびPAI-III)は、T-PAおよびU-PAと可逆的に結合し、プラスミノ ゲン切断をブロックするプラスミノゲンアクチベーターの競合的インヒビターで ある(Wunら、Crit.Rev.Biotech.8:131,1988)。α2−抗プラスミンは、血 中の主要なプラスミンインヒビターであり、これがかなり低レベルで構成的に存 在する場合には、プラスミンが過剰に存在するようになるまで、プラスミンを不 可逆的に不活性化する(Aokiら、Semin.Thromb.Hemostasis 10:24,1984)。 いくつかの特異的プロテアーゼインヒビターが、マメ科植物であるErythrina ca ffraおよびErythrina latissimaからクローン化されている(Teixeiraら、Bioch em.Biophys.1217:23,1994)。これらのタンパク質はダイズトリプシンインヒ ビターと高い相同性を有し、そしてこれらはプラスミンおよびT-PAの強力なイン ヒビターである(Teixeiraら、Biochem.Biophys.1217:23,1994)。腫瘍血管 床の凝固促進に加えて、α2抗プラスミンなどのプラスミンアンタゴニストは、 さらなる抗腫瘍活性を有する。腫瘍細胞によるU-PAの過剰発現は、増加した転移 可能性および脈管形成活性を伴う(Meissauerら、Exp.Cell Res.192:453,199 1)。U-PAはプラスミンを生成し、プラスミンはまた、フィブリンの分解に加え て、プロコラーゲナーゼをコラーゲナーゼに切断し、そして腫瘍の細胞外マトリ ックスから生物活性な脈管形成性成長因子を放出する。コラーゲナーゼは、間質 支質および基底膜の分解に寄与していると考えられ、これらは(i)腫瘍細胞の 周辺組織への侵入、および(ii)局所血管への血管内異物侵入および原発性腫瘍 部位からの逃避、(iii)血管新生の間の内皮細胞の移動にとって必須である(G oodsonら、PNAS 91:7129,1994)。従って、プラスミンの産生または活性の阻害 は、いくつかのレベルで、悪性腫瘍の病状に対して衝撃を与える。 本発明のひとつの実施態様は、腫瘍血管床の血管の内層の毛細管内皮細胞(EC )における、またはこれらの血管に最も近い腫瘍細胞の亜集団における、凝血促 進因子または抗フィブリン溶解タンパク質の遺伝子の発現を提供する。これらの 「脈管周囲」腫瘍細胞(PTC)由来の凝血促進因子または抗フィブリン溶解タン パク質をコードする遺伝子(単数または複数)の発現は、重要である。なぜなら 、そのような発現が血餅形成を生じるに充分な血漿由来の凝固因子の濃度を提供 し、そして腫瘍細胞表面で開始される凝固プロセスが血管近くまで広がり「戻り 」、腫瘍の広範囲な虚血を誘導するからである。好ましい実施態様においては、 以下に記載するように、脈管周囲腫瘍細胞に、凝血促進因子または抗フィブリン 溶解タンパク質をコードする核酸分子を含む遺伝子送達ビヒクルを標的化する。 このアプローチの別な好ましい実施態様においては、遺伝子送達ビヒクルの向 性はそれによりコードされるポリペプチドの特異性と組み合わされ、作動可能な 腫瘍血管特異性を達成する。例えば、標的化または非標的化遺伝子送達ビヒクル は、凝血促進活性および組織特異性を有するタンパク質をコードする融合遺伝子 を有する組換え発現ベクターを脈管周囲腫瘍細胞へ送達するために使用され得る 。1つの例においては、融合遺伝子は、少なくとも凝血促進因子タンパク質(例 えば、組織因子、短縮型組織因子、ラッセルクサリヘビ蛇毒第X因子活性化因子 およびガン凝血促進因子)の凝血促進活性を担うドメイン、およびそれが融合さ れた少なくとも内皮細胞膜上に存在するレセプターに高親和性で結合するリガン ドのレセプター結合ドメインを含む融合タンパク質をコードする。脈管周囲腫瘍 細胞における発現の後、融合タンパク質は、脈管周囲空間中に分泌される。腫瘍 血管の内皮細胞近くへの拡散後に、レセプターは融合タンパク質のリガンド部分 に結合し、腫瘍血管床の内皮細胞の管腔表面上の血栓形成を開始し得る膜結合型 多分子配列を生じる。 特に好ましい実施態様において、融合タンパク質は、そのアミノ末端で可動性 オリゴペプチドスペーサーによって、VEGFのレセプター結合ドメイン[Peretzら 、(1992),Biochem.Biophys.Res.Commun.,vol.182,no.3:1340-1347]に融合 された短縮型組織因子(膜貫通ドメインおよび細胞内ドメインを欠く、Rufら、( 1994)、J.Biol.Chem.,vol.266:2158)を含む。VEGFのレセプターは内皮細胞 中で過剰発現される。この融合タンパク質(tTF-VEGF)をコードする遺伝子は、 標準的な組換え技術を使用して組み立てられる。他の好ましい融合タンパク質は 、tTFに代わって、ラッセルクサリヘビ蛇毒第X因子活性因子またはガン凝血促 進因子を含むが、多くの他のタンパク質またはその部分もまた、使用し得る。さ らに、内皮細胞上のレセプターに高親和性で結合するリガンド由来のレセプター 結合ドメインは、VEGFのレセプター結合ドメインで置換され得る。このようなリ ガンドは、TGF-β、FGF、PDGF、u-PA,u-PAレセプターアンタゴニスト、ならび にエンドグリン、エンドシアリン、CD31、CD34、インテグリンαVβ3のリガンド 、ならびに内皮細胞に見出されるレセプターに対して反応性を有するモノクロー ナル抗体の抗原結合フラグメントを含むが、これらに限定されない。 本発明はさらに、抗脈管形成ポリペプチドをコードする遺伝子をベクター媒介 性移入を介して腫瘍の脈管形成を阻害することにより、腫瘍成長を阻害するか、 または確立された腫瘍の後退を生じさせるための方法を提供する。 直径1〜2mmを越える固形腫瘍の成長は、腫瘍への周辺の宿主組織からの新た な血管成長の漸増に依存する(Folkmanら、J.Nat.Cancer Inst.82:4,1990、 Folkmanら、N.Engl.J.Med.285:II82,1971)。悪性進行における重要な段階 は、腫瘍細胞による脈管形成活性の獲得である(Folkmanら、Nature 339:58,19 89)。限定された空間における腫瘍細胞の制御されない成長は、しばしば、腫瘍 内毛細血管の物理的崩壊を生じる。脈管形成のブロックは、急性血管低下を生じ 、そして成長阻害ではなく実際の腫瘍後退を導き得る(Ingberら、Nature 348:5 55,1990)。腫瘍細胞から分泌される多くのタンパク質は、いくつかのインビボ アッセイにおいて脈管形成活性を発揮することが示されている(Bicknellら、Eu r.J.Cancer 27:785,1991)が、2つのサイトカイン(塩基性線維芽細胞成長 因子(bFGF)および血管内皮細胞成長因子(VEGF))は、インサイチュで腫瘍脈 管形成因子として機能することが証明されている。何故なら、bFGFまたはVEGF c DNAでの形質導入は、非腫瘍細胞株に腫瘍形成性を与え(Winerら、前記)、そし て特異的なモノクローナル抗体を用いてのサイトカイン活性のブロックは、腫瘍 成長および血管新生を阻害する(Kimら、前記)からである。 脈管形成は、少なくとも4つの段階を含有する複雑なプロセスである(Folkma n編、J.B.Lippincott,Philadelphia、pp.42-62,1985)。宿主内皮細胞(EC) は(i)その下に存在する基底膜を分解し、(ii)脈管形成刺激に向かって移行 し、(iii)増殖して新たな毛細管芽を促進し、そして(iv)既存の血管を吻合 し、新たな基底膜を作り、そして新たな毛細血管係蹄を通して血流を開始する( Folkman編、J.B.Lippincott,Philadelphia,pp.42-62,1985)。各段階がこの プロセスに必須であるので、脈管形成のインヒビターは、種々の方法でその効果 を発揮し得る。損傷治癒などにおけるような、生理学的脈管形成は、脈管形成因 子と抗脈管形成因子との間のバランスによって調節される(Fidlerら、Cell 79: 185,1994)。今日までに、少なくとも10種の抗脈管形成タンパク質が記載され ている(Fidlerら、前記、O'Reillyら、Cell 79:315,1994、Ratinejad ら、Cell 56:345,1989、Mosesら、J.Cell.Biochem.47:230,1991、およびBic knellら、前記)。これらは、アンジオスタチン、α-IFN、β-IFN、血小板因子- 4、金属プロテイナーゼの組織インヒビター(TIMP-I、TIMP-II、TIMP-III)およ び、神経膠腫由来脈管形成阻害因子(Van Meirら、Nature Genetics 8:171,199 4)、トロンボスポンジン、プロラクチンの抗脈管形成フラグメント、ヘパリナ ーゼあるいは直接的または間接的に(例えば、レチノン酸またはそのアナログの ようなインヒビターの産成の触媒によって)、細胞移動、内皮細胞増殖、基底膜 分解または新たな血管の3-D編成を阻害する他の適切なペプチドタンパク質また はポリヌクレオチド(Aucrbach,W.およびAucrbach,R.Pharmac.Ther.,63:26 5,1994)を含む。bFGF、VEGEおよびαVβ3インテグリンに対するブロッキング モノクローナル抗体はまた、脈管形成インヒビターである。α-IFNは、生命を脅 かす幼児における血管腫および高度に血管性であるカポージ肉腫の完全な後退を 誘発することが示されている(Ezekowitzら、N.Engl.J.Med.326:1456,1992 、Realら、J.Clin.Oncol.4:544,1986)。 本発明は、抗脈管形成因子をコードする遺伝子を、腫瘍内皮細胞または脈管周 囲腫瘍細胞のいずれかへ組換えベクターを使用して送達する抗脈管形成ストラテ ジーにおける、脈管形成の生理学的ポリペプチドネガティブレギュレーターのい ずれか1つの使用を提供する。例えば、α-IFNは、bFGFの転写および翻訳をダウ ンレギュレートし(Singhら、Am.J.Pathol.145:365,1994)、その結果、腫 瘍細胞内で産生される場合、それは最も有効である。TIMPは、EC移動の間に細胞 外マトリックス分解が必要とされる内皮細胞プロテアーゼを阻害し(Mosesら、 前記)、それ故に、腫瘍間質におけるあらゆる場所の溶液において活性である。 トロンボスポンジンまたはブロッキング抗-FGFまたは抗-VEGF抗体は、内皮細胞 表面で、脈管形成性サイトカイン活性と拮抗し(Kimら、前記、Fidlerら、前記 )、そして脈管構造自体において発現される場合、最も有効である。 抗脈管形成ポリペプチド遺伝子は、第2世代の抗体標的化組換えベクターを使 用して、脈管周囲腫瘍細胞へ選択的に送達され得る。標的化される適切な腫瘍マ ーカーは、c-erbB2/p185HER-2(Shepardら、前記)、TAG-72(Guadagniら、前記 )、ガン胎児性抗原(CEA、Guadagniら、前記)、高親和性葉酸レセプター(B otteroら、前記)、多形性上皮ムチン(PEM、Rettigら、前記)、上皮成長因子 レセプター(Rettigら、前記)、CD44イソ型(Rettigら、前記)および前立腺特 異的抗原(Muldersら、前記)を含む。 別のアプローチは、アンジオスタチンをエクスビボで送達することである。ア ンジオスタチンは原発性腫瘍塊中の細胞により産生されるが、遠方の転移の新血 管新生を抑制する。これはおそらく、原発性腫瘍を切除した後、転移が数人の患 者においてより急速に成長した臨床的観察を説明する(O'Reillyら、前記)。従 って、アンジオタチンは内分泌効果を発揮するために循環中で充分に強力かつ安 定であるので、アンジオスタチン遺伝子を含む組換えベクターで安定に形質導入 された正常な長く生存する非腫瘍性細胞の集団を移植することによって、原発性 腫瘍の存在を模倣し得る。さらに、アンジオスタチンをコードするベクターの直 接投与は、原発性腫瘍の成長または転移を阻害するに充分な局所的または全身的 なレベルに導き得る。 臨床モデルまたは動物モデルにおける証明された効能ゆえに、α-IFN、TIMP-I またはアンジオスタチンは、抗脈管形成遺伝子治療についての特に好ましい候補 であるが、しかし抗VEGE抗体由来の組換え単鎖Fv遺伝子もまた好ましい。 本発明は、さらに「自殺」遺伝子治療法を用いる、選択的に腫瘍内皮細胞を傷 害するための方法を提供する。一般的に、凝固カスケードの生理学的活性化は、 血流を停止させ、そして環境への曝露から損傷を受けた組織を密封する機構であ る。その結果、血管の内層をなす血管内皮細胞への損傷が、凝固の内因性経路お よび外因性経路の両方のイニシエーターである(Kaoら、前記)。下に存在する 内皮下マトリックス由来の損傷内皮細胞の退縮は、血液に凝血促進因子を曝露す る。内皮下空間における組織因子は、外因性経路によってFXの活性化を生じ(Dr akeら、Am J.Pathol.134:1087,1989)、そしてマトリックスタンパク質に接 着し、マトリックスタンパク質により活性化されるようになる血小板は内因性経 路を開始する(Sternら、Haemostasis 18:202,1988)。従って、腫瘍血管床に おける極めて多くの内皮細胞の死を生じる治療ストラテジーは、同様な結果、特 に、腫瘍実質の血栓症および虚血性壊死を生じ得る。最近、これは、腫瘍内皮細 胞の傷害を介する固形腫瘍治療のマウスモデルにおいて実証された。マウス腫瘍 株が、マウスγ-IFN遺伝子を含むレトロウイルスベクターで形質導入された。こ の形質導入された腫瘍細胞がヌードマウス中で成長されると、それらはパラクリ ン様式で局所的内皮細胞(EC)を活性化してMHCクラスII抗原を発現するγ-IFN を分泌した(Burrowsら、Cancer Res.52:5954,1992)。正常なECは、クラスII ネガティブであるので、このモデルにおいては腫瘍ECに特異的に結合する抗クラ スII抗体が利用された(Burrowsら、Cancer Res.52:5954,1992)。抗クラスII モノクローナル抗体にリシンA鎖を化学的に結合することによって構築された免 疫毒素は、大きな(直径1cm)固形腫瘍の劇的な後退を生じた(Burrowsら、PNA S 90:8996,1993)。抗腫瘍内皮細胞免疫毒素を用いる処置後の経時的研究は、 腫瘍塊の壊死が、古典的脈管内血栓症に対して2次的であることを実証した。内 皮下マトリックス由来の死滅した内皮細胞の表皮剥脱の後に、活性化された血小 板の病巣接着および集塊が迅速に続き、未成熟な血小板/多赤血球塊を形成し、 その後永久的な線維性血栓症を生じるフィブリン架橋が続いた(Burrowsら、J. Controlled Release 28:195,1994)。これらの全ての事象は、免疫毒素の注入 後4時間以内に完了したが、腫瘍細胞における初期の壊死性変化は、6時間まで 観察されなかった。このことは、血流の停止の後に、栄養素の欠乏の結果として 、腫瘍細胞が傷害されたことを示す(Burrowsら、PNAS 90:8996,1993)。 腫瘍内皮細胞を傷害する効果的な方法は、「自殺遺伝子」を遺伝子送達ビヒク ルを用いて腫瘍の血管壁に移行させること、およびその後プロドラッグを静脈送 達することである。このプロドラッグは、腫瘍内皮細胞の細胞質中でトランスジ ーン産物により活性化されて、細胞傷害性物質を産生する(Mooltenら、Cancer Gene Therap.1:279,1994)。多くの代わりとなる「自殺遺伝子」は、癌の遺伝 子治療のために有用であり得る(Mooltenら、前出)。細菌のシトシンデアミナ ーゼ遺伝子(Huberら、Cancer Res.53:4619,1993)の腫瘍細胞への導入は、抗 真菌性物質である5-フルオロシトシン(5-FC)に対する感受性を与える。シトシ ンデアミナーゼは、5-FCを5-フルオロウラシルへ転換する(5-FU、Nishiyamaら 、Cancer Res.45:1753,1985)。5-FUは、一般に乳癌の化学治療薬物として使 用されるので、いくつかのグループは、この疾患のためにシトシンデアミナーゼ に基づく「自殺遺伝子」治療モデルを開発した。腫瘍特異性は、治療トランス ジーンがc-erbB2過剰発現乳癌腫瘍細胞内で選択的に転写されるように、c-erbB2 プロモーター/エンハンサーエレメントをシトシンデアミナーゼ遺伝子の5'側に 導入することによりさらに増大させ得る(Harrisら、Gene Therap.1:170,1994 )。アルカリホスファターゼは、抗体指向酵素プロドラッグ治療(ADEPT)の関 連する分野において、プロドラッグ活性化酵素として広く探究されてきた。この 酵素は、電荷を有するリン酸基が切断するまでは細胞膜を通過し得ない抗癌物質 (例えば、マイトマイシンC、エトポシドなど)の広範囲のリン酸化誘導体を活 性化し得、それゆえ、単一の酵素が、腫瘍塊中で化学治療物質の混合物を新規に 生成し得るという利点を有する(Senterら、Bioconjugate Chem.4:3,1993)。 他の自殺遺伝子は、例えば以下のようなポリペプチド(単数または複数)を(対 応する非細胞傷害性物質とともに)コードし得る;単純庖疹ウイルスのチミジン キナーゼ(ガンシクロビルまたはアシクロビル)、水痘-帯状ヘルペスウイルス のチミジンキナーゼ(6メトキシプリンアラビノヌクレオシド;Huberら、PNAS 88:8039,1991)、E.coliのシトシンデアミナーゼ(フルオロウラシル;Mullen ,C.A.ら、PNAS USA 89:33,1992)、E.coliのキサンチン−グアニンホスホリ ボシルトランスフェラーゼ(チオキサンチン;Beshard,C.ら、Mol.Cell Biol .7:4139,1987)、E.coliまたはリーシュマニア(Leishmania)のプリンヌク レオチドホスホリラーゼ(多様な非毒性プリンデオキシアデノシン、アデノシン 、デオキシグアノシン、またはグアノシンの誘導体)(Koszalka,G.およびKren itsky,T.A.,J.Biol.Chem 254:8185,1979;Sorscher,E.J.ら、Gene Therapy ,1:233,1994)、シトクロームpla50 2B1またはシトクロームp450リダクターゼ (例えば、3アミノ−1,2,4ベンゾトリアジン1,4−ジオキシド(Walton,M.I.ら 、Biochem.Pharmacol.,44:251,1992)、細胞表面のアルカリホスファターゼ (例えば、エトポシドモノホスフェート;Senter,P.D.ら、PNAS USA,85:4842 ,1988)、ニトロリダクターゼ(例えば、メトロニダゾルまたはニトロフラント イン;Hof,Hら、Immunitat und Infektion,16:220,1988)、N-デオキシリボ シルトランスフェラーゼ(1-デアザプリン;Betbeder,D.ら、Nucleic Acid Res 17:4217,1989)、ピルビン酸フェロドキシンオキシドリダクターゼ(メトロニ ダゾル;Upcroft,J.A.ら、Int.J.Parasitology,20:489,1990)、 カルボキシペプチダーゼG2(アミノアシレートナイトロジェンマスタード;Anto niw,P.ら、Brit J.Cancer 62:909,1990)、カルボキシペプチダーゼA(メト トレキセートαアラニン;Haenseler,E.ら、Biochemistry 31:891,1992)、β -ラクタマーゼ(セファロスポリン誘導体;Mayer,D.L.ら、Cancer Res.53:395 6,1993;およびVradhula,V.M.ら、Bioconjugate Chemistry 4:334,1993)、 アクチノマイシンDシンセターゼ複合体(合成ペンタペプチドラクトン前駆体; Katz,E.ら、J.Antibiotics 43:231,1990)、およびβ-グルクロニダーゼ(例 えばドクソルビシンのような毒性薬物の多様なグルクロニド誘導体;Bosslet,K .ら、Cancer Res.54:2151,1994;Haeberlin,B.ら、Pharmaceutical Res.10:1 553,1993)。 HSV-TK系は、抗腫瘍内皮細胞治療のための重要な利点を有する。特に、HSV-TK 形質導入腫瘍細胞は、最も一般的には、適切な細胞間ギャップ結合を通しての隣 接細胞間の毒性のガンシクロビル代謝産物である、GCV三リン酸への移行の結果 として(Biら、Human Gene Therap.,4:725,1993)、インビトロおよびインビ ボにおいて形質導入されていない隣接細胞の顕著なバイスタンダー傷害効果を媒 介し得る(Mooltenら、前出;Freemanら、Cancer Res.53:5274,1993)。毛細 血管壁内の内皮細胞は、ギャップ結合により結合しており、それゆえ隣接する内 皮細胞間のGCV三リン酸の移行により生じる劇的なバイスタンダー効果、ならび にクロッティングカスケードおよび内皮細胞に対する腫瘍の比の強力な増幅効果 (Burrowsら、前出;Denekampら、Cancer Topics 6:6,1986;Denekampら、Prog .Appl.Microcir.4:28,1984)が結果として起こり得る。最近の証拠は、HSV- TKレトロウイルスベクターを用いた損傷内治療の間の腫瘍内皮細胞の偶発的な形 質導入が、ベクターの抗腫瘍活性の重要な成分を説明し得ることを示唆する(Ra mら、J.Neurosurg.81:256,1994)。さらに、自殺遺伝子は、標的細胞に対し て条件的にのみ(すなわち、GCVが提供される場合にのみ)細胞傷害性である。 従って、エクスビボの投与法が利用され得る。簡単には、内皮細胞は、腫瘍生検 より単離され得(Medzelewskiら、Cancer Res.54:336,1994)、適切な有糸分 裂促進因子を用いて増殖を誘導し得(Ferraraら、前出)、そしてインビトロでT Kを用いて形質導入され得る。移植されたECは、腫瘍内注射の数日後〜数週 間後に新血管系に組み込まれ(Lalら、Cancer Gene Therap.1:322,1994)、従 ってGCV処置は、形質導入されたECが腫瘍血管系に機能的に組み込まれるのを可 能にするために適切な「遅滞期」の後である。このアプローチは、静脈内注射後 にベクターが腫瘍内皮を標的化する必要性を回避する。最後に、正常なECへの損 傷から生じる(潜在的に非常に深刻な)合併症の事象におけるGCV注入の休止が 、インサイチュでトランスジーンの活性をブロックする必要性なしに毒性をブロ ックするので、2段階の酵素-プロドラッグ系は、微妙な臨床上の運営のより大 きな柔軟性を提供する。 本発明はまた、悪性の状態を特徴付ける極度に活動的な代謝および制御されな い増殖を維持するために必要である、特定の栄養素を腫瘍細胞から飢餓させるた めの方法を提供する。簡単には、組換えベクターは、栄養素レセプターの競合的 インヒビターまたは特定の栄養素を分解する酵素の遺伝子配列を含有する脈管周 囲の腫瘍細胞に導入される。 酸素、ならびに腸および肝臓における異化代謝により生じる腫瘍細胞の増殖お よび生存に必要とされる他の全ての栄養素は、その血液供給を通って、定着した 腫瘍塊に入る。脈管周囲の組織間腔に入ってくる栄養素に結合するかまたはこの 栄養素を分解するタンパク質の選択的な発現は、栄養素の欠乏によって、遠位の 腫瘍細胞を急速に飢餓させる。 腫瘍の増殖は、中心の血管周辺の腫瘍細胞(および多くの正常細胞)の典型的 な「コード」構造が、酸素の拡散距離により半径を限定するので、酸素有効性に より明らかに速度が制限される(Denekampら、Cancer Topics 6:6,1986)。酸 素の拡散は、胎児ヘモグロビン、または胎児ヘモグロビンの酸素結合性フラグメ ントの治療的遺伝子移行および発現により、腫瘍の脈管周囲の組織間腔において 妨害され得る。 有効な酸素を減少させる他の方法は、酸素化ヘモグロビン複合体中の酸素分子 と結合しそして置換し得る分子を産生する酵素の遺伝子を、送達することである 。このような酵素は、シアン化物を合成する酵素(例えば、Wissing F.ら、J.B acteriol 121:695,1975;Cutler,A.J.ら、Arch.Biochem Biophys,238:272,1 985)、一酸化炭素を合成する酵素(ヘムオキシゲナーゼ;Murphy,B.J.ら、Ca ncer Res.53:2700,1993)を含む。 還元型の葉酸は、ヌクレオチド塩基を合成するためおよび1炭素転移反応を行 うために細胞に必要とされる必須ビタミンである(Kamenら、PNAS 83:5983,198 6)。多くの腫瘍細胞は、高親和性葉酸レセプターを過剰発現し(以下を参照の こと)、そして葉酸の欠乏により、部分的または完全に増殖を阻害する(Matsue ら、PNAS 89:6006,1992)。メトトレキセートを含む化学治療薬物のファミリー は、葉酸回路の拮抗によりそれらの抗腫瘍活性を発揮する(Koong-Nahら、J.Cl in.Invest.91:1289,1993)。短縮型で可溶性形態の葉酸結合タンパク質/葉 酸レセプターがクローン化された(Weltmanら、Cancer Res.52:3396,1992)。 これは、組換えベクターを用いた遺伝子の移行の結果として脈管周囲の腫瘍細胞 内で過剰発現させられた場合に、細胞の完全な膜レセプターと競合する。腫瘍の 脈管周囲の細胞間腔において栄養素に結合し得、用いられ得る別のポリペプチド は、可溶性のトランスフェリンレセプターである。 脈管周囲の腫瘍組織間の単純な化学量論的結合タンパク質の発現は、過剰な栄 養素を腫瘍塊に入れることにより克服し得ることが可能である。これは、例えば 、葉酸(Huennekens,F.ら、NCI Monographs 5:1,1987;Huennekens,F.ら、Ad vances in Enzymol and Related Areas of Mol.Biol.47:313,1978)、グルコ ース(ヘキソキナーゼ)、NAD(NADホスホリラーゼ)、塩基またはヌクレオチド (アデナーゼ、ヌクレオチドヒドロラーゼ、またはウリカーゼ;Wu,X.ら、PNAS USA 91:742,1994;Leyoux,R.ら、J.Biol.Chem.267:8565,1992;Ito,M. ら、Genomics 11: 905,1991)のような重要な栄養素を分解するか、またはその 細胞取り込みに対する耐性を与える遺伝子を移行させることにより改善し得た。 可溶性の栄養素レセプター結合タンパク質または分解酵素の周辺組織への起こ り得る拡散を妨げるために、これらの遺伝子を、細胞外マトリックスタンパク質 の結合ドメインをコードするDNA配列を含有するように操作し得る。このような 融合または「キメラ」タンパク質は、脈管周囲の腫瘍細胞により分泌され、次い で、腫瘍支質および内皮下基部膜の成分である豊富な細胞外マトリックスタンパ ク質(コラーゲン、ラミニン、フィブロネクチン、ビトロネクチン、およびフォ ン・ビルブラント因子(vWF)を含む)に迅速に結合する。インテグリンは、全て のタンパク質により発現されるヘテロ二量体の接着タンパク質のスーパーファミ リーである。外胚葉由来組織(例えば、上皮細胞および内皮細胞)では、インテ グリンは、細胞を相互に係留するためおよび組織支質エレメントに係留するため に作用して、組織編制を指向し、そして細胞の増殖および分化を調節する(Hyne sら、Cell 69:11,1992)。多くのインテグリン、特にβ1およびβ3ファミリー のインテグリンは、しばしば、コラーゲン、フィブロネクチン、ビトロネクチン 、およびvWF内に存在する共通のトリペプチドArg-Gly-Asp(RGD)の認識を介し て細胞外マトリックス(ECM)タンパク質に特異的に結合する(Ruoslahtiら、Sc ience 238:491,1987)。これらのインテグリンの1つに由来するRGD認識配列を 組換え栄養素レセプターまたは酵素遺伝子内に含有することは、最適の活性に必 要な場所において治療的タンパタ質の隔離を可能にするにちがいない。β3イン テグリンにおけるRGD認識部位が単離され、そして配列決定された(Fitzgerald ら、J.Biol.Chem.262:3936,1987)。このドメインは、多くの異なるECMタン パク質を認識するので、ECMに結合する栄養素レセプターアンタゴニストに含ま れ得る。特に好ましい融合タンパク質は、β3インテグリンに由来する細胞外マ トリックス結合フラグメント、および葉酸またはトランスフェリンのレセプター のフラグメントを含有する融合タンパタ質である。 ベクターを動物内の腫瘍内皮細胞に標的化する1つの方法は、アビジンドメイ ン(これは、ビオチンに特異的に結合する)を含有するように操作され、次いで 、固形腫瘍内の毛細管内皮細胞に選択的または特異的であるいくつかのモノクロ ーナル抗体(MAb)の任意のビオチン化誘導体と複合体を形成するキメラエンベ ロープタンパク質を用いて達成され得る。このような試薬のいくつかは、論文に 記載された(Burrowsら、Pharmac.Ther.64:155,1994)。例えば、このような 試薬は、MAb FB5(これは、腫瘍内皮細胞および反応性線維芽細胞により低レベ ル〜中位のレベルで発現されるが、しかし正常な組織の血管系には欠如している 高度にシアリル化された糖タンパク質であるエンドシアリン(endosialin)を認識 する(Rettigら、PNAS 89:10832,1989));TEC-4およびTEC-11(これは、アッ プレギュレートされるIII型TGFβレセプターであるエンドグリン(endoglin)(C D105)と反応する);ならびにLM609(これは、ヒトのビトロネクチンレセプター (インテグリンαvβ3、CD51/CD61)のαおよびβ鎖由来のエピトープにより形 成される構造的な決定基を認識するMAbである)を含む。正常および悪性のヒト皮 膚組織のサンプルにおいては、LM609は、腫瘍サンプル内の血管を染色した(Bro oksら、Science 264:569,1994)。いくつかのモデルにおいてLM609は脈管形成 を阻害するので、αvβ3インテグリンは、新脈管形成に関与するようである(Br ooksら、前出)。より特異的で、そして広く適応可能な腫瘍内皮細胞マーカーの 1つは、レセプターに結合した血管内皮細胞増殖因子(VEGF)である。VEGFは、 多くのモデルにおいて腫瘍の脈管形成に関与する強力なEC有糸分裂促進因子であ る(Winerら、J.Clin.Invest.91:160,1993;Kimら、Nature 362:841,1993 )。このサイトカインは、たとえVEGF合成だけではなくVEGFレセプターの発現も また、腫瘍に特異的でないとしても(Jakemanら、J.Clin.Invest.89:244,19 92;Ferraraら、J.Cell Biochem.47:211,1991)、腫瘍血管系の中に特異的に 蓄積する(Dvorakら、J.Exp.Med.174:1275,1991)。MAbは、ヒトおよびモル モットのVEGFのレセプターに結合していないエピトープに対して惹起される(Th orpeら、未公開)。ヒト腫瘍異種移植片を有するヌードマウスまたは腫瘍を有す るモルモットに注入した場合、それぞれ、これらのMAbは、腫瘍血管系にほとん ど独占的に局在した(Thorpeら、未公開)。トランスジーン発現のために細胞分 裂を必要とするレトロウイルスベクターは、有糸分裂促進性の因子であるVEGFに 「背負われて(piggy backing)」標的細胞に入り、そして高い効率で標的細胞の ゲノムに組み込まれる。 標的化するための適切な腫瘍マーカーは、以下を包含するが、これらに限定さ れない:c-erbB2/p185HER-2(Shepardら、J.Clin.Immun.11:117,1991)、TAG- 72(Guadagniら、Int.J.Biol.Markers 9:53,1994)、癌胎児性抗原(CEA,Guad agniら、前出)、高親和性葉酸レセプター(Botteroら、Cancer Res.53:5791,19 93)、多形性上皮ムチン(PEM,Rettigら、Current Opinion Immunology 4:630,1 992)、上皮増殖因子レセプター(Rettigら、前出)、CD44イソ型(Rettigら、前出) 、および前立腺特異的抗原(Muldersら、Eur.J.Surg.Onco.16: 371990)。標 的化は、キメラenv-アビジンレセプターを有するレトロウイルスベクターと複合 体化した、適切なビオチン化MAbを用いて達成され得る(米国出願第08/242,4 07号)か、または直接envリガンドキメラを含有する(例えば、c-erbB2に対する リガンドであるヘレグリン)組換えベクターが使用され得る。特に好ましい標的 化リガンドは、容易に利用可能であり、そして比較的穏やかな化学的手順により 組換えベクターに結合され得るので、葉酸である(Leeら、Cancer Res.52:5954 ,1992)。重要なことには、ベクターの血清半減期は、活性の欠如を伴わず制限 され得る。なぜなら、腫瘍細胞の標的部分母集団は、体内の最も容易に接近でき る血管外組織の1つであるからである。作用部位が「上流」である(すなわち、 隣接する毛細血管の管腔内)凝血促進性タンパク質の脈管周囲の腫瘍細胞に対す る標的化は、過剰透過性の腫瘍血管分布を通って凝固因子が脈管周囲の腫瘍間隙 に漏れる(Sengerら、前出)ので、インビボで有効であることが二重特異性の抗 腫瘍/抗組織因子抗体を用いて示された(Molemaら、公開のために提出済み)。 あるいは、標的化はまた、ヘレグリン(her-2-neuに結合する)またはEPO(EP Oレセプターに結合する)(WO93/25234)のような標的レセプターに対する他の リガンドを有するハイブリッドエンベロープ(WO92/14829)を用いて達成され得 る。このようなハイブリッドエンベロープは、要求される能力を与えるために、 非修飾エンベロープと組み合わされるために必要であり得る。たとえレセプター リガンド親和性が、モノクローナル抗体の標的化に好ましいと考えられるオーダ ーのものでないかもしれないとしても、多数のリガンドレセプターが標的細胞と 相互作用するので、ベクターを標的化するために十分であり得る。この「ベルク ロ(velcro)」効果は、Scatchardブロットにより測定されたように、10-10から 10-15の範囲のベクター−細胞親和性を与えることが知られている(Yu,H.ら、P roceedings of 1st West Coast Retrovirus Meeting,H.FanおよびM.Linial編 ,1994)。 このストラテジーのいくつかの特徴は、組換えベクター遺伝子治療のために最 適である。特に、合成されるべき凝血促進性タンパク質が血管系に近接すること が重要であり、そしてこれは、脈管周囲の腫瘍細胞が、循環するベクター粒子に とって最も物理的に接近可能な腫瘍細胞であり、そして急速に増殖し、従って組 換えウイルス感染にとって特に感受性であるので、生じる。 腫瘍細胞はその増大した増殖を理由のために組み込みに感受性であり、C型ウ イルス(例えばMLV)に基づく組換えレトロウイルスベクターを用いた遺伝子治 療は、標的化なしで使用され得る。なぜなら、細胞周期を進行しつつある細胞(c ycling cell)のみがベクターを組み込み、分裂していない正常細胞は影響されな いからである。他の増殖している上皮細胞(例えば、毛包内および消化管の管腔 内)は、支質組織の数層により血管外に遊出しているベクター粒子から隔離され る。従って、ベクターは、このような細胞に組み込まれ得るのに十分なほど深く 組織に浸透することは好ましくない(Burrowsら、Cancer Res.52:5954,1992) 。 本発明は、種々のウイルスベクターパッケージング系における組換えベクター をさらに提供し、この系では、親ウイルスの1つ以上の不可欠な機能は、何らか の機能(例えばゲノム複製)を欠損させるが、しかしパッケージングシグナルお よび異種の挿入された遺伝子配列(「目的の遺伝子」)を発現する能力を維持す るように欠失されている。欠失した不可欠な機能(単数または複数)は、その中 にベクターゲノムが導入されてプロデューサー細胞株を生じ得るパッケージング 細胞により提供される。プロデューサー細胞株は、次いで組換えベクターをカプ シド化させて複製欠損ウイルス粒子を作製する。組換えベクターは、上記の1つ 以上の核酸カセットをさらに含み得る。次いで、ベクターゲノムは、感染事象( 「形質導入」)により標的細胞に導入されるが、さらなる増殖をし得ない。任意 のこのような状況においては、プロデューサー細胞株におけるウイルスの多様な 部分の組換えにより、複製能を有するウイルスゲノムを与えるのを妨害すること 、またはこれが起こる細胞を除去することが重要である。このようなベクター、 パッケージング細胞、およびプロデューサー細胞の多くは、例えば以下を包含す る種々のウイルスについて構築され得る:ポリオウイルス(Evansら、Nature 33 9:385,1989、およびSabinら、J.of Biol.Standardization 1:115,1973)(AT CC VR-58);ライノウイルス(Arnoldら、J.Cell.Biochem.L401,1990)(ATCC VR-1110);カナリアポックスウイルスまたはワクシニアウイルスのようなポッ クスウイルス(Fisher-Hochら、PNAS 86:317,1989;Flexnerら、Ann.N.Y.Aca d.Sci.569:86,1989;Flexnerら、Vaccine 8:17,1990;U.S.4,603,112およ びU.S.4,769,330;WO 89/01973)(ATCC VR-III;ATCC VR-2010);SV40(Mulli ganら、Nature 277:108,1979)(ATCC VR-305)、(Madzakら、J.Gen.Vir.73:1 533,1992);インフルエンザウイルス(Luytjesら、Cell 59:1107,1989;Mc M ichealら、The New England Journal of Medicine 309:13,1983;およびYapら 、Nature 273:238,1978)(ATCC VR-797);アデノウイルス(Berknerら、Biotec hniques 6:616,1988,およびRosenfeldら、Science 252:431,1991)(ATCC VR- 1);アデノ関連ウイルスのようなパルボウイルス(Samulskiら、J.Vir.63:382 2,1989、およびMendelsonら、Virology 166:154,1988)(ATCC VR-645);ヒト 免疫不全ウイルス;単純ヘルペスウイルス(Kitら,Adv.Exp.Med.Biol.215:2 19,1989)(ATCC VR-977;ATCC VR-260);Nature 277:108,1979);HIV(EPO 386, 882,Buchschacherら、J.Vir.66:2731,1992);麻疹ウイルス(EPO 440,219 )(ATCC VR-24);シンドビスウイルス(ATCC VR-68;ATCC VR-1248;Xiongら、S cience 234:1188,1989)、セムリキ森林ウイルス(ATCC VR-67;ATCC VR-1247 )、アウラ(ATCC VR-368)、ベバルウイルス(ATCC VR-600;ATCC VR-1240)、カバ ソウ(Cabassou)(ATCC VR-922)、チクングンヤウイルス(ATCC VR-64,ATCC VR- 1241)、フォートモーガン(ATCC VR-924)、ゲタウイルス(ATCC VR-369;ATCC VR-1 243)、キジラガッハ(Kyzylagach)(ATCC VR-927)、マヤロ(ATCC VR-66)、ムカ ンボウイルス(ATCC VR-580;ATCCVR-1244)、ヌズム(ATCC VR-371)、ピクスナウイ ルス(ATCC VR-372;ATCCVR-1245)、トナテ(Tonate)(ATCC VR-925)、トリニテ ィ(ATCC VR-469)、ユナ(ATCC VR-374)、ワタロワ(ATCC VR-926)、Y-62-33(ATCC VR-375)、ミッデルブルグ(ATCC VR-370)、ロス川ウイルス(ATCC VR-373;ATCC VR-1246)、オニオンウイルス(O'Nyog virus)、東部ウマ脳脊髄炎ウイルス(ATC C VR-65,ATCC VR-1242)、西部ウマ脳脊髄炎ウイルス(ATCC VR-70;ATCC VR-1251 ;ATCC VR-622;ATCC VR-1252)、またはベネズエラウマ脳脊髄炎ウイルス(ATCC V R923;ATCC VR-1250;ATCC VR-1249;ATCC VR-532)、およびコロナウイルス(Hamr eら、Proc.Soc.Exp.Biol.Med.121:190,1966)(ATCC VR-740)。特に、この ようなベクター、パッケージング細胞、およびプロデューサー細胞は、以下を包 含する多様なレトロウイルスより構築され得る:トリ白血球病ウイルス(ATCC No .VR-535およびVR-247)、BLV(VR-1315)、ウシ白血病ウイルス、MLV、ミンタ細 胞フォーカス形成ウイルス(Kochら、 J.Vir.49: 8281984;およびOliffら、J.Vir.48:542,1983)、マウス肉腫ウ イルス(ATCC No.VR-844,45010および45016)、細網内皮症ウイルス(ATCC No V R-994,VR-770、およびVR-45011)、テナガザル白血病ウイルス、メイソン−パ イツァー白血病ウイルス、およびラウス肉腫ウイルス(ATCC Nos VR-772,VR-35 4,VR-270,VR-724,およびVR-725)。特に好ましいレトロウイルスは、以下の ようなウイルスである:マウス白血病ウイルス4070Aおよび1504A(Hartley,J.V ir.19:19,1976)、アーベルソン(ATCC No.VR-999)、フレンド(ATCC No.VR -245)、グラフィ(Ruら、J.Vir.67:4722,1993;およびYantchev,Neoplasma 2 6:397,1979)、グロス(ATCC No.VR-590)、カースステン(Kristen)(Albinoら、 J.Exp.Med.164.1710,1986)、ハーベイ肉腫ウイルス(Manlyら、J.Vir.62 :3540,1988;およびアルビノら、J.Exp.Med.164:1710,1986)およびラウシ ャー(Raucher)(ATCC No.VR-998)ならびにモロニー白血病ウイルス(ATCC No .VR-190)。特に好ましい非マウスレトロウイルスは、ラウス肉腫ウイルス、ブ ラテイスラバ(Bratislava)(Copelandら、J.Neuropath.Exp.Neurology 34:N1 ,P100,1975)、ブライアン高力価(例えば、ATCC No.VR-334,VR-657,VR-726 ,VR-659,およびVR-728)、ブライアン標準(ATCC No VR-140)、カーツェルバー (Carr-Zilber)(Adgighitovら、Neoplasma 27:159,1980)、エンゲルブレス-ホル ム-スワーム(Engelbreth-Holm-Swarm)(Laurentら、Biochem Biophys Acta 908: 241,1987)、ハリス(Harris)、プラグ(Prague)(ATCC No.VR-772および45033 )、シュミット-ルピン(Schmidt-Ruppin)(例えば、ATCC No.VR-724,VR-725, およびVR-354)。発現ベクターは、標準的な組換え技術(例えば、Sambrookら、 Molecular Cloning:A Laboratory Manual,第2版、Cold Spring Harbor Labor atory Press,1989)を利用して任意のウイルスまたはレトロウイルスから容易 に組み立てられ得る。レトロウイルスベクターの構築のさらなる記載は、米国特 許第07/586,603号に記載され、本明細書中に参考として援用される。 本発明の好ましい実施態様において、組換えベクターは、組換えレトロウイル スベクターである。これらの構築物は、選択された目的の遺伝子(単数または複 数)あるいは配列(単数または複数)を有するか、または発現する。例えば、以 下を包含する多数のレトロウイルス遺伝子送達ビヒクルが、本発明の状況におい て利用され得る:EP 415,731;WO 90/07936;WO 91/0285,WO 94/03622;WO 93/256 98;WO 93/25234;米国特許第5,219,740号;WO 93/11230;WO 9310218;VileおよびHa rt、Cancer Res.53:3860-3864,1993;VileおよびHart、Cancer Res.53:962-96 7,1993;Ramら、Cancer Res.53:83-88,1993;Takamiyaら、J.Neurosci.Res. 33:493-503,1992;Babaら、J.Neurosurg.79:729-735,1993(米国特許第4,777, 127号、GB 2,200,651、EP 345,242、およびWO 91/02805)。 本発明のレトロウイルス遺伝子送達ビヒクルは、例えばB、C、およびD型レ トロウイルス、ならびにスプマウイルスおよびレンチウイルスを包含する広範囲 の多様なレトロウイルスから容易に構築され得る(RNA腫瘍ウイルス、第2版、C old Spring Harbor Laboratory,1985を参照のこと)。簡単に言えば、ウイルス は、電子顕微鏡下で見られるようなそれらの形態に従って、しばしば分類される 。「C]型レトロウイルスは中心コアを有するが、「B」型レトロウイルスは離 心性のコアを有するようである。「D」型レトロウイルスは、B型レトロウイル スとC型レトロウイルスの中間の形態を有する。適切なレトロウイルスの代表的 な例は、RNA腫瘍ウイルスで議論されたレトロウイルス、ならびに多様なキセノ トロピックレトロウイルス(例えば、NZB-X1、NZB-X2、およびNZB9-1(O'Neillら 、J.Vir.53:100-106,1985を参照のこと))、およびポリトロピックレトロウ イルス(例えば、MCFおよびMCF-MLV(Kellyら、J.Vir.45(1):291-298,1983を 参照のこと))を含む。このようなレトロウイルスは、American Type Culture C ollection(ATCC,Rockville,MD)のような寄託機関または収集機関から容易に得 られ得るが、または一般的に利用可能な技術を用いて公知の供給源から単離され 得る。 本発明のレトロウイルス遺伝子送達ビヒクルの調製または構築のために特に好 ましいレトロウイルスは、以下からなる群より選択されるレトロウイルスを包含 する:ニワトリ白血病ウイルス、ウシ白血病ウイルス、マウス白血病ウイルス、 ミンク細胞フォーカス形成ウイルス、マウス肉腫ウイルス、細網内皮症ウイルス 、およびラウス肉腫ウイルス。特に好ましいマウス白血病ウイルスは、以下を包 含する:4070Aおよび1504A(Hartley,およびRowa,J.Vir.19:19-25,1976)、 アーベルソン(ATCC No.VR-999)、フレンド(ATCC No.VR-245)、グラフィ、グ ロス(ATCC No.VR-590)、クリステン、ハーベイ肉腫ウイルス、およびラウシャ ー(ATCC No.VR-998)、ならびにモロニー白血病ウイルス(ATCC No.VR-190) 。特に好ましいラウス肉腫ウイルスは、以下を包含する:ブラティスラバ、ブラ イアン高力価(例えば、ATCC No.VR-334,VR-657,VR-726,VR-659,およびVR-72 8)、ブライアン標準、カー-ツェルバー、エンゲルブレス-ホルム-スワーム、ハ リス、プラグ(例えば、ATCC No.VR-772および45033)、およびシュミレット- ルピン(例えば、ATCC No.VR-724,VR-725,およびVR-354)。 任意の上記のレトロウイルスは、本明細書中に提供した開示および標準的な組 換え技術(例えば、Sambrookら、Molecular Cloning:A Laboratory Manual、第2 版、Cold Spring Harbor Laboratory Press,1989;Kunkle,PNAS 82:488,1985 )によれば、レトロウイルス遺伝子送達ビヒクルを組み立てるか、または構築す るために容易に利用され得る。さらに、本発明の特定の実施態様において、レト ロウイルス遺伝予送達ビヒクルのいくつかの部分が、異なるレトロウイルス由来 し得る。例えば、本発明の1つの実施態様において、組換えレトロウイルスベク ターLTRはマウス肉腫ウイルスに、tRNA結合部位はラウス肉腫ウイルスに、パッ ケージングシグナルはマウス白血病ウイルスに、そして第2鎖合成の起点はニワ トリ白血病ウイルスに由来し得る。 本発明の1つの局面において、5'LTR、tRNA結合部位、パッケージングシグナ ル、1つ以上の異種配列、第2鎖DNA合成の起点、および3'LTRを含有するレトロ ウイルスベクター構築物が提供される。ここで、このベクター構築物は、gag/po lまたはenvコード配列を欠如している。簡単には、長末端反復(「LTR」)は、U 5、R、およびU3と名付けられる3つのエレメントにさらに分けられる。これら のエレメントには、U3内に位置するプロモーターおよびエンハンサーエレメント のような、レトロウイルスの生物学的活性を担う多様なシグナルが含まれる。LT Rは、ゲノムのいずれかの末端における正確な複製により、プロウイルス(組み 込まれたDNAの形態)において、容易に同定され得る。本明細書中で利用するよ うに、5'LTRは、5'プロモーターエレメント、ならびに逆転写およびベクターのD NA形態への組み込みを可能にするのに十分なLTR配列を含有することが理解され るべきである。3'LTRは、ポリアデニル化シグナル、ならびに逆転写およびベク ターのDNA形態の組み込みを可能にするのに十分なLTR配列を含有することが理解 されるべきである。 tRNA結合部位および第2鎖DNA合成起点はまた、レトロウイルスが生物学的に 活性であるために重要であり、そして当業者によって容易に同定され得る。例え ば、レトロウイルスtRNAは、ワトソン-クリック塩基対形成によりtRNA結合部位 に結合し、そしてレトロウイルスゲノムとともにウイルス粒子中に運ばれる。次 いで、tRNAは、逆転写酵素によってDNA合成のためのプライマーとして利用され る。tRNA結合部位は、5'LTRのすぐ下流のその位置に基づいて容易に同定され得 る。同様に、第2鎖DNA合成起点は、その名前が意味するように、レトロウイル スの第2鎖DNA合成に重要である。ポリプリントラクトとも呼ばれるこの領域は 、3'LTRのすぐ上流に位置する。 5'および3'LTR、tRNA結合部位および第2鎖合成の起点に加えて、本明細書中 で提供される特定の好ましい組換えレトロウイルスベクター構築物はまた、パッ ケージングシグナル、ならびに1つ以上の異種配列を含む、これらはそれぞれ以 下でより詳細に議論される。 本発明の1つの局面において、gag/polおよびenvコード配列の両方を欠如して いる組換えレトロウイルスベクター構築物が提供される。本明細書中で利用され るように、用語「gag/polまたはenvコード配列を欠如する」は、この組換えレト ロウイルスベクターが、gag/polまたはenv遺伝子中に見出され、特に、以下にお いて、および実施例1においてより詳細に記載される組換えレトロウイルスベク ター構築物のためのパッケージング細胞株を構築するために用いられるgag/pol またはenv発現カセット内の、少なくとも20個、好ましくは少なくとも15個、よ り好ましくは少なくとも10個、そして最も好ましくは少なくとも8個の連続する ヌクレオチドを含まないことを意味すると理解されるべきである。 図示するように、本発明の1つの実施態様において、gag/polまたはenv配列を 欠如する組換えレトロウイルスベクター構築物の構築は、広がったパッケージン グシグナルを欠如するベクター構築物を調製することにより達成され得る。本明 細書中で利用されるように、用語「広がったパッケージングシグナル」は、パッ ケージングに必要とされる最小のコア配列を越えて広がるヌクレオチド配列をい い、促進されたパッケージングによるウイルス力価の増大を可能にする。例とし て、マウス白血病ウイルスMoMLVについては、最小のコアパッケージングシグナ ルは、5'LTRの末端(大体ヌクレオチド144)から始まり、PstI部位(ヌクレオチ ド567)まで通る配列によりコードされる。MoMLVの広がったパッケージングシグ ナルは、ヌクレオチド567を越えて、gag/pol遺伝子(ヌクレオチド621)の始ま りを通り、そしてヌクレオチド1560を越える配列を含有する。従って、この実施 態様によれば、広がったパッケージングシグナルを欠如する組換えレトロウイル スベクター構築物は、ヌクレオチド567より前のパッケージングシグナルを削る か、または切り取ることによりMoMLVから構築され得る。 本発明の他の実施態様においては、レトロウイルスのgag/pol配列まで広がっ ているか、または重複しているパッケージングシグナルが欠失または切断されて いる組換えレトロウイルスベクター構築物が提供される。例えば、MoMLVの代表 的な場合において、パッケージングシグナルは、gag/pol遺伝子(ヌクレオチド6 21)が始まる前で欠失または切断される。本発明の好ましい実施態様において、 パッケージングシグナルは、ヌクレオチド570、575、580、585,590、595、600 、610、615、または617において終結する。 本発明の他の局面において、gag/pol遺伝子の開始を越えて広がる(例えば、M oMLVについては、ヌクレオチド621を越える)パッケージングシグナルを含有す る組換えレトロウイルスベクター構築物が提供される。このような組換えレトロ ウイルスベクター構築物が利用される場合、組換えウイルス粒子を産生するため のパッケージング細胞株の利用が好ましく、ここで、gag/pol発現カセットにお けるgag/pol遺伝子の5'終結末端は、gagについて縮重したコドンを含有するよう に改変されている。 本発明の他の局面において、5'LTR、tRNA結合部位、パッケージングシグナル 、第2鎖DNAの合成起点、および3'LTRを含有する組換えレトロウイルスベクター 構築物が提供され、ここで、この組換えレトロウイルスベクター構築物は、5'LT R上流のレトロウイルス核酸配列を含有しない。本発明の状況において使用され るように、用語「5'LTR上流のレトロウイルス核酸配列を含有しない」は、組換 え レトロウイルスベクターが、レトロウイルス中に見出され、より詳細には、組換 えレトロウイルスベクター構築物に相同であるレトロウイルス中の、少なくとも 20個、好ましくは少なくとも15個、より好ましくは少なくとも10個、そして最も 好ましくは少なくとも8個の連続するヌクレオチドを含有しないことを意味する と理解されるべきである。好ましい実施態様において、組換えレトロウイルスベ クター構築物は、5'LTR上流のenvコード配列を含有しない。このような組換えレ トロウイルスベクター構築物の特に好ましい実施態様を、以下で実施例1におい てより詳細に記載する。 本発明のさらなる局面において、5'LTR、tRNA結合部位、パッケージングシグ ナル、第2鎖DNA合成の起点、および3'LTRを含有する組換えレトロウイルスベク ター構築物が提供され、ここでこの組換えレトロウイルスベクター構築物は、3' LTR下流のレトロウイルスパッケージングシグナル配列を含有しない。本明細書 中で利用されるように、用語「パッケージングシグナル配列」は、RNAゲノムの パッケージングを可能にするために十分な配列を意味すると理解されるべきであ る。このような組換えレトロウイルスベクター構築物の代表的な例を、以下で実 施例1においてより詳細に記載する。 上記の組換えレトロウイルスベクター構築物とともに用いるのに適切なパッケ ージング細胞株は、容易に調製され得(米国出願第08/240,030号、1994年5月9 日出願を参照のこと;米国出願第07/800,921号、1991年11月27日出願もまた参照 のこと)、そして組換えベクター粒子を産生するためにプロデューサー細胞株( ベクター細胞株または「VCL」ともいう)の作製に利用され得る。 本発明の別の好ましい局面において、組換えウイルスベクターは、シンドビス ウイルスに基づく組換えアルファウイルスのウイルスベクターであり、このベク ターは遺伝子送達ビヒクルとして機能し得る。簡単には、シンドビスウイルスは 、トガウイルス科のアルファウイルス属の原型メンバーである。シンドビスウイ ルスのセグメントに分けていないゲノムRNA(49S RNA)は、長さが約11,703ヌク レオチドであり、5'キャップおよび3'ポリアデニル化テールを含有し、そして正 の極性を示す。感染性のエンベロープで囲まれたシンドビスウイルスは、細胞質 内のウイルスゲノムRNA上のウイルスヌクレオカプシドタンパク質の組み立て、 お よびウイルスによりコードされる糖タンパク質が埋め込まれた細胞膜を通しての 出芽により生成される。細胞内へのウイルスの侵入は、クラスリン(clatharin) がコートされた穴を通ってのエンドサイトーシス、ウイルス膜とエンドソームと の融合、ヌクレオカプシドの放出、およびウイルスゲノムの脱コーティングによ る。ウイルスの複製の間、ゲノム49S RNAが、相補的ネガティブ鎖の合成のため のテンプレートとして提供される。次に、このネガティブ鎖は、ゲノムRNAおよ び内側から始まる26SサブゲノムRNAのためのテンプレートとして提供される。シ ンドビスウイルスの非構造タンパク質は、ゲノムRNAから翻訳されるが、一方構 造タンパク質はサブゲノム26S RNAから翻訳される。全てのウイルス遺伝子は、 ポリタンパク質として発現され、そして翻訳後のタンパク質分解性切断によって 個々のタンパク質にプロセスされる。パッケージング配列は、非構造コード領域 内に存在しており、従ってゲノム49S RNAのみがビリオン内にパッケージングさ れる。 いくつかの異なるアルファウイルスベクター系が、本発明において構築され得 、そして利用され得る。このような系の代表的な例は、米国特許第5,091,309号 、および同第5,217,879号において記載される系を含む。 本発明における使用のために特に好ましいアルファウイルスベクターは、WO 9 5/07994および米国出願第08/405,627号に記載されるアルファウイルスベクター を含む。簡単には、1つの実施態様においては、シンドビスウイルスの転写を開 始し得る5'配列、シンドビス非構造タンパク質をコードするヌクレオチド配列、 例えばサブゲノムフラグメントのウイルス転写が妨げられるように不活化された ウイルス連結領域、およびシンドビスRNAポリメラーゼ認識配列を含有するシン ドビスベクター構築物が提供される。他の実施態様において、ウイルス連結領域 は、サブゲノムフラグメントのウイルス転写を減少、増大、または維持するよう に改変されている。別の実施態様において、シンドビスウイルスの転写を開始し 得る5'配列、シンドビス非構造タンパク質をコードするヌクレオチド配列、例え ばサブゲノムフラグメントのウイルス転写が妨げられるように不活性化された第 1のウイルス連結領域、サブゲノムフラグメントのウイルス転写を減少するよう に改変された第2のウイルス連結領域、およびシンドビスRNAポリメラーゼ認識 配列を含有するシンドビスベクター構築物が提供される。なお別の実施態様にお いて、cDNAからウイルスRNAの合成を開始し得る5'プロモーターおよび転写終結 をコントロールする3'配列に加えて上記のベクター構築物を含むシンドビスcDNA ベクター構築物が提供される。 なおさらなる実施態様において、前記のベクター構築物は、ベクター構築物中 にシンドビス構造タンパク質を含有せず、選択される異種配列は、ウイルス接合 領域の下流に配置され得る;第2の接合領域を有する前記のベクター構築物にお いて、選択される異種配列が第2のウイルス接合領域の下流に配置され得、異種 配列が下流に配置される場合、ベクター構築物はウイルス接合領域と前記異種配 列との間に位置するポリリンカーを含有し得、そして好ましくは、ポリリンカー は野生型シンドビスウイルス制限エンドヌクレアーゼ認識配列を含有しない。 前記シンドビスベクター構築物は、多数の類似したベクター構築物と同様に、 本明細書中でその全てが参考として援用される米国特許出願番号08/405,627に本 質的に記載されるように、容易に調製され得る。 前記のウイルスベースのベクターに加えて、多数の非ウイルス遺伝子送達ビヒ クルが、同様に本発明に関連する範囲内で用いられる。このような遺伝子送達ビ ヒクルの代表的な例は、核酸発現ベクター、裸のDNA単独(WO 90/11092)、ポリ カチオン脂質およびリポソーム被包核酸(1本鎖または2本鎖DNA、あるいはRNA )発現ベクター、死アデノウイルス結合または非結合ポリカチオン凝縮DNA(Cur ielら、Hum.Gene Ther.3:147-154,1992)、前記の高親和性対の1つを伴って または伴なわずにリガンドに結合したDNA(Wuら、J.of Biol.Chem 264:16985- 16987,1989)および特定の真核細胞(例えばプロデューサー細胞、1994年5月 9日に出願された米国特許出願番号08/240/030および米国特許出願番号07/800,9 21を参照のこと)の直接送達を包含する。全てのこのようなDNAベクターは、最 初のRNA polII転写物がウイルスバクテリオファージまたは他の供絵源のRNAレプ リカーゼをコードし、そして治療のために探索される所望の遺伝子をコードする 遺伝子をコードする同じまたは別々の転写物(細胞質内でRNAレプリカーゼによ り増幅され得るRNAメッセージ)において、遺伝子送達ビヒクルとして送達され 得る(米国特許出願番号08/404,796)。 本発明の遺伝子送達ビヒクルが腫瘍を標的化する場合、様々なストラテジーを 利用し得る。1つの実施態様によれば、腫瘍に対する遺伝子送達ビヒクルの標的 化のために、標的化エレメントが、選択される細胞型に対して遺伝子送達ビヒク ルを特異的に指向するように利用される。一般的には、標的化エレメントはタン パク質またはペプチドであるが、他の非タンパク質分子もまた、標的化エレメン トとして機能し得る。広範な標的化エレメントが、当業者に公知である。例えば 、本発明の1つの実施態様によれば、選択される細胞型を標的化するために抗体 が利用され得る(一般的には、WilchekおよびBayer,Anal.Biochem 171: 1-32 ,1988を参照のこと)。代表的な例は、以下を包含する:幹細胞上の抗CD34抗原 の標的化に利用され得る抗CD34抗体(例えば、12.8(Andrewsら、Blood 67:842, 1986)、およびMy10(Civinら、J.Immunol.133:157,1984;HPCA-2と呼ばれるBec ton Dickinsonから市販されている))、CD4+ T細胞の標的化に利用され得る抗CD 4抗体、CD8+細胞を標的化するための抗CD8抗体、卵巣細胞および乳細胞を標的化 するためのHER2/neuモノクローナル抗体4D5(Sarupら、Growth Regul.1:72,19 91)、乳細胞を標的化するためのc-erbB-2モノクローナル抗体GDF-OA-p185-1(A lperら、Cell Growth Differ.1:591,1990)、TAG72モノクローナル抗体:結腸 細胞および乳細胞を標的化するためのCC49およびB72.3(Kingら、J.Biochem.2 81:317,1992)、および結腸癌腫細胞を標的化するための癌胚抗原モノクローナ ル抗体ZCE025(Napら、Canc.Res.52:2329,1992)。 標的化エレメントの使用の代替として、高親和性結合対が使用され得る。広範 な高親和性結合対が、当業者において公知である。適切な親和性結合対の代表的 な例は、以下を包含する:10-15Mの親和性(KD)のビオチン/アビジン(Richar ds,Meth.Enz.184:3-5,1990;Green,Adv.in Protein Chem.29:85,1985) ;10-14Mの親和性のサイトスタチン(cytostatin)/パパイン(BjorkおよびYli nenjarvi,Biochemistry 29:1770-1776,1990);10-14Mの親和性のval-ホスホ ネート/カルボキシペプチダーゼA(KaplanおよびBartlett,Biochemistry 30: 8165-8170,1991)、10-13Mの親和性の4CABP-RuBisCo(Schloss,J.Biol.Chem .263:4145-4150,1988);および10-11Mの親和性のタバコイモムシ利尿剤ホル モン/タバコイモムシ利尿剤ホルモンレセプター(Reaganら、Arch.Insect B iochem.Physiol.23:135-145,1993)。 広範な他の高親和性結合対もまた、例えば選択される抗原を認識する抗体を調 製および選択することにより、そして高親和性を有するこれらを選択するために このような抗体をさらにスクリーニングすることにより開発され得る(一般には 、米国特許第RE 32,011号、同第4,902,614号、同第4,543,439号、および同第4,4 11,993号を参照のこと;Monoclonal Antibodies,Hybridomas:A New Dimension in Biological Analyses,Plenum Press,Kennett,McKearn,およびBechtol(編 ),1980,ならびにAntibodies:A Laboratory Manual,HarlowおよびLane(編),C old Spring Harbor Laboratory Press,1988もまた参照のこと)。あるいは、抗 体または抗原フラグメントはまた、組換え技術を利用して産生および選択され得 る(William D.Huseら、Science 246:1275-1281,1989年12月を参照のこと;L .Sastryら、Proc.Natl.Acad Sci.USA 86:5728-5732,1989もまた参照のこと ;Michelle Alting-Meesら、Strategies in Molecular Biology 3:1-9,1990も また参照のこと;これらの参考文献は、組換え技術を用いて抗体の産生を可能に するStratacyte,La Jolla,Californiaから入手可能な商業的システムを記載す る)。 本明細書中で提供される開示から当業者に明らかなように、親和性結合対のメ ンバー(または分子)のいずれかは、遺伝子送達ビヒクル(または逆に標的化エ レメント)に結合され得る。それにも関わらず、本発明の好ましい実施態様にお いては、より広範な2つの親和性結合対(例えば、アビジン/ビオチン対のアビ ジン)が、遺伝子送達ビヒクルに結合される。 前記のように、本発明の特定の実施態様は、高親和性結合対(「結合した遺伝 子送達ビヒクル」とも呼ばれる)のメンバー、ならびに高親和性結合対(「結合 した標的化エレメント」とも呼ばれる)のメンバーと結合する標的化エレメント と結合した遺伝子送達ビヒクルを提供する。本発明に関連する範囲において利用 されるように、用語「結合した」は、非共有または共有相互作用を示し得るが、 一般的には、共有結合が好ましい。高親和性結合対の1つのメンバーと、遺伝子 送達ビヒクルまたは標的化エレメントとを結合するために、例えば、以下のよう な架橋剤の使用を包含する多くの方法が利用され得る: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」;Carlsonら、J.Biochem.173:7 23,1978);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(「SulfoSMCC」);1-エチル-3(3-ジメチルアミノプロピル) カルボジイミド(「EDC」);ビス-ジアゾベンジジン(「BDB」);および過ヨ ウ素酸/シッフ塩基。 本発明の好ましい実施態様によれば、高親和性結合対のメンバーは、遺伝子送 達ビヒクルの外側(例えば、エンベロープ)で発現されるか、または遺伝子送達 ビヒクルの外側(例えば、エンベロープ)の全体部分として包含されるかのいず れかである。例えば、本発明の1つの実施態様によれば、親和性結合対のメンバ ーは、ハイブリッドタンパク質としてウイルス遺伝子送達ビヒクルのエンベロー プタンパク質と同時発現する。 当業者によって高く評価されるように、他の標的化技術もまた、当該分野にお いて公知であり、そして本発明に従って、特異的腫瘍または細胞型に対して遺伝 子送達ビヒクルを標的化するために使用され得る。 前記の遺伝子送達ビヒクルのいくつかは、1またはそれ以上の異種配列を包含 、含有(および/または発現)し得る。広範な異種配列は、本発明に関連する範 囲において利用され得、例えば以下を包含する:血餅形成を引き起こし得るポリ ペプチドをコードするポリヌクレオチド配列、フィブリン溶解を阻害し得るポリ ペプチドをコードするヌクレオチド配列、腫瘍血管形成を阻害し得るポリペプチ ドをコードするヌクレオチド配列、わずかな細胞傷害性を有するかまたは細胞傷 害性を有さない化合物(すなわち「プロドラッグ」)の毒性産物への活性化をし 得るポリペプチドをコードするヌクレオチド配列、および脈管周囲の隙間におけ る栄養素に結合し得るかまたは代謝し得るポリペプチドをコードするヌクレオチ ド配列。 このような異種遺伝子をコードするDNA分子は、例えば、生物学的物質の認識 された寄託所において保管されたプラスミドからクローニングされるように、多 様な供給源から得られ得る。あるいは、細胞傷害性遺伝子または他の異種配列を コードする公知のcDNA配列は、このような配列を発現または含有する細胞から得 られ得る。簡単には、本発明の1つの実施態様によれば、目的の遺伝子を発現す る細胞由来のmRNAは、オリゴdTまたはランダムプライマーを用いて、逆転写酵素 により逆転写される。次いで、1本鎖cDNAは、所望の配列の上流または下流の配 列に相補的なオリゴヌクレオチドプライマーを利用したPCR(U.S.4,683,202、U .S.4,683,195、およびU.S.4,800,159を参照のこと。PCR Technology:Princip les and Applications for DNA Amplification,Erlich,Stockton Press,1989 ,もまた参照のこと。これらの全ては本明細書中で参考として援用される。)に より増幅され得る。特に、2本鎖DNAは、熱安定性Taqポリメラーゼ、配列特異的 DNAプライマー、ならびにヌクレオチド塩基dATP、dCTP、dGTP、およびdTTPの存 在下で、加熱により変性される。アニーリングおよび伸長後、合成が完全である 場合、2本鎖DNAが生成する。このサイクルは、複数回繰り返され、所望のDNAが 対数増幅され得る。 前記の目的の遺伝子をコードする配列はまた、例えば、Applied Biosystems I nc.自動DNA合成機(例えば、ABI、DNA合成機モデル392(FosteruCity,CA))で 、部分的または完全に化学的に合成され得る。このような遺伝子は、天然に存在 するヌクレオチド配列、コドン選択に基づく「最適化された」ヌクレオチド配列 、またはその2つの組み合わせ(単数または複数)を包含し得る。 本発明の別の実施態様によれば、組換えベクターは、2つ以上の異種配列の発 現を指向し得る。このような複数の配列は、単一のプロモーター(それがベクタ ー中に存在するかまたはベクターが組み込まれるゲノム中に存在する場合)、ま たは好ましくは、1つまたはそれ以上の付加的なプロモーターにより制御され得 、そしてポリシストロニックメッセージが使用される場合に、内部のリボゾーム 結合部位(「IRBS」)もまた含有し得る。このような配列は短く、代表的には約 300bpであり、そしてこの配列で開始するシストロンを有するマルチシストロニ ックメッセージから複数の遺伝子を発現するために、容易にベクターに組み込ま れ得る(JacejakおよびSarnow、Nature 353:90,1991)。 前記のように、いくつかの抗腫瘍剤は、本発明の方法に従って、選択される腫 瘍の増殖を阻害するために同時にまたは連続してのいずれかで投与され得る。例 えば、抗腫瘍剤(例えばγ-IFNのような)は、例えばIL-2またはIL-12のような 他の抗腫瘍剤と共に、本明細書中に記載の組換えベクターと組み合わせて腫瘍を 阻害または破壊するために動物に同時投与または連続投与され得る。このような 治療組成物は、2つまたはそれ以上の抗腫瘍剤の発現を指向する単一のベクター を用いて直接投与され得、すなわち抗腫瘍剤は独立したベクターにより発現され 得る。あるいは、本発明の、抗腫瘍剤は、動物に投与される組換えベクターによ り発現され得、一方、他の腫瘍剤(例えば、IL-2、γ-IFN)は、薬学的組成物と して投与(例えば静脈内)される。 本発明の別の実施態様によれば、遺伝子送達ビヒクルにより保有される2つの 抗腫瘍剤を発現する組換えベクターはまた、患者に対して投与され得る。このよ うなベクターにおいて、第1の抗腫瘍剤は、組換えベクター内に存在するLTRよ り発現され得、そして他の薬剤は、LTRの間に位置する付加的な転写プロモータ ーを利用し得る。あるいは、第2の抗腫瘍剤は、1つまたはそれ以上の内部のリ ボゾーム結合部位を組み込み得るポリシストロニックmRNAとして発現され得る。 簡単には、IRBSに関して、免疫グロブリン重鎖結合タンパク質の上流の非翻訳領 域が、二重シストロニックメッセージの内部連動を支持することを示した(Jace jakおよびSarnow、Nature 353:90,1991を参照のこと)。このような配列は短く (300bp)、そしてこの配列で開始するシストロンを有するマルチシストロニッ クメッセージから複数の遺伝子を発現するために、容易にレトロウイルスベクタ ーに組み込まれ得る。IRBSを用いる代表的なベクター構築物は、以下の実施例5 (A)(i)、5(B)(i)、5(C)(i)、および5(D)(i)でより詳細に記載する。 本発明の別の実施態様によれば、薬学的に受容可能なキャリアーまたは希釈物 との組み合わせで遺伝子送達ビヒクルを含有する薬学的組成物が提供される。こ のような薬学的組成物は、液体または固体の形態(例えば、凍結乾燥化した)で 調製され得る。固体の形態は、非経口的に投与される前に溶液に懸濁される。遺 伝子送達ビヒクルの治療的有効量が、I.V.、動脈内(I.A.)、またはリンパ腺内 を通じて投与される。遺伝子送達ビヒクルの治療有効量は腫瘍の増殖を停止する に十分な量であり、そして好ましくは腫瘍細胞を殺傷するに十分な量である。代 表的な投与量は、選択マーカーを有するベクター、およびPCRプラーク形成によ る同等の力価、または選択マーカーを有さないベクターについての同等の方法に 対して105、106、107、108、109、1010または1011cfuである。核酸ベクターは、 0.1、 1.0、10、100、1,000、または10,000μgの投与量で加えられる。 薬学的に受容可能なキャリアーまたは希釈物は、使用される投与量および濃度 ではレシピエントに対して非毒性である。注入可能な溶液のためのキャリアーま たは希釈物の代表的な例は以下を包含する:水、好ましくは生理学的pHに緩衝化 された等張生理食塩水(例えば、リン酸緩衝化生理食塩水またはTris緩衝化生理 食塩水)、マンニトール、ラクトース、デキストロース、グリセロール、および エタノール、ならびに例えばヒト血清アルブミンのようなポリペプチドまたはタ ンパク質。特に好ましい組成物は、40mg/mlマンニトールまたはラクトース、5m g/ml HSA、25mM Tris、pH7.2、1mg/mlアルギニン、および25〜75mM NaCl中のベ クターまたは組換えウイルスを包含する。この組成物は、−70℃で少なくとも6 ヶ月間安定である。 様々な腫瘍が、本明細書中に記載の方法の処置のために選択され得る。一般的 に、固形の腫瘍が好ましい。しかし、白血病およびリンパ腫はまた、それらが腫 瘍塊に進行した場合に、またはこの腫瘍細胞を非病原性正常細胞から物理的に分 離し得る適切な腫瘍関連マーカーが存在する場合に処置され得る。例えば、急性 リンパ球白血病細胞は、白血病特異的マーカー「CALLA」を用いて他のリンパ球 細胞から分離され得る。適切な腫瘍の代表的な例は、黒色腫、大腸癌腫、肺癌腫 (ラージ細胞、スモール細胞、扁平上皮および腺癌を包含する)、腎細胞癌腫、 および乳腺癌腫を包含する。 以下の実施例は、例示により提供され、そして本発明の好ましい実施態様を提 供するが、しかしこれらの範囲に限定されることを意味しない。以下の実施例で 言及または記載される多くの手順のための標準的な方法、または適切な代替手順 が、例えば、Sambrookら、「Molecular Cloning」第2版、Cold Spring Harbor Laboratory Press(1997)およびAsubelら、(編),「Current Protocols in Molec ular Biology」Greene Associates/Wiley Interscience,New York(1990)のよう な分子生物学の広く認識されるマニュアルで提供される。 実施例 実施例1 組換えベクターの構築 A.レトロウイルス骨格の調製 i.レトロウイルス骨格KT-1およびKT-3Bの調製 N2(Armentanoら,J.Vir.61:1647-1650,1987;Eglitiasら,Science 230:139 5-1398,1985)ベクター由来のモロニーマウス白血病ウイルス(MoMLV)5'長末端 反復(LTR)EcoRI-EcoRIフラグメント(gag配己列を含む)を、プラスミドSK+( Stratagene,San Diego,CA)に連結する。得られた構築物をN2R5と名付ける。 このN2R5構築物を、ATG開始コドンをATTに変える部位特異的インビトロ変異誘発 によって変異させ、gag発現を防止する。突然誘発したこのフラグメントは200bp 長であり、PstI制限部位が隣接している。PstI-PstI変異フラグメントをSK+プラ スミドから精製し、そしてそれをプラスミドpUC31中のN2 MoMLV5’LTRのPstI部 位に挿入することによって、非変異200bpフラグメントを置換する。プラスミドp UC31はpUC19(Stratagene,San Diego,CA)に由来し、追加の制限部位XhoI、Bg lII、BssHII、およびNcoIがポリリンカーのEcoRI部位とSacI部位との間に挿入さ れている。この構築物をpUC31/N2R5gMと名付ける。 N2由来の1.0KbのMoMLV3’LTR EcoRI-EcoRIフラグメントをプラスミドSK+中に クローン化して、N2R3-と称する構築物を得る。1.0キロベース(Kb)のClaI-HindI IIフラグメントをこの構築物から精製する。 ネオマイシン(neo)ホスホトランスフェラーゼ遺伝子の発現を駆動するSV40 初期プロモーターを含む、pAFVXMレトロウイルスベクター由来のClaI-ClaI優性 選択マーカー遺伝子フラグメントを、SK+プラスミド中にクローン化する。この 構築物をSV+SV2-neoと名付ける。1.3KbのClaI-BstBI遺伝子フラグメントをSK+SV2 -neoプラスミドから精製する。 目的の遺伝子を含むXhoI-ClaIフラグメントと1.0KbのMoMLV3’LTR ClaI-HindI IIフラグメントとをpUC31/N2R5gMプラスミドのXhoI-HindIII部位に挿入する3部 分連結によって、KT-3BまたはKT-1ベクターを構築する。これは、KT-1骨格を有 すると称されるベクターを与える。次に、pAFVXMレトロウイルスベクター由来の 1.3KbのClaI-BstBI neo遺伝子フラグメントをこのプラスミドのClaI部位にセン ス方向に挿入して、KT-3B骨格を有すると称されるベクターを得る。 ii.レトロウイルス骨格KT-3BCの調製 既にネオマイシン耐性である細胞に遺伝子を形質転換する際に使用するため、 別の選択可能マーカーであるフレオマイシン耐性(Mulsantら,Som.Cell and M ルス骨格KT-3BCを作製し得る。プラスミドpUT507(Mulsantら,Som.Cell and M ol.Gen.14:243,1988)をNdeIで消化し、そしてクレノウフラグメントでその末 端を平滑化する。次に、この試料をHpaIで消化し、そしてClaIリンカーをフラグ メントの混合物に連結する。次に、この試料をClaIで消化し、過剰のClaIリンカ ーを除去する。そしてラウス肉腫ウイルス(RSV)LTRおよびフレオマイシン耐性遺 伝子を有する1.2Kb ClaIフラグメントをアガロースゲル電気泳動により単離し、 その後GeneCleanII(Bio101,San Diego,CA)を用いて精製する。この1.2Kbの フラグメントを1.3KbのClaI-BstBIネオマイシン耐性フラグメントの代わりに挿 入し、骨格KT-3BCを得る。 iii.ポリリンカーを含有するレトロウイルス骨格の調製 異種配列の挿入を容易にするために、各KTベクター骨格(KT-1、KT-3B、KT-3BC )にポリリンカー配列を挿入する。このポリリンカーを、ハイブリダイズする際 に、XhoIおよびClaIで適合性付着末端2本鎖を形成する2つの相補的なオリゴヌ クレオチドを用いて構築する。 このオリゴヌクレオチドをT4ポリヌクレオチドキナーゼでリン酸化し、90℃で 加熱し、そしてハイブリダイゼーションが起こるようにゆっくりと冷却する。次 いで、このハイブリッドをXho IおよびCla Iでの消化後に得られる適切なKT-1、 KT-3B、またはKT-3BCベクター骨格フラグメントに連結し、次いでアルカリホス ファターゼ処理し、アガロースゲル精製する。得られる構築物は、Xho I、Eco47 III、Nsi I、Pme I、Mlu I、Not I、Pml I、およびCla Iといった、異種配列の 挿入のための単独の配列を含む。これらの構築物を、それぞれ、pKT-1L、pKT-3B L、およびpKT-3BCLと称する。 B.HSVTK 含有レトロウイルスベクターの構築 i.ベクターLTR配列を含有するプラスミドの構築 以下のレトロウイルスベクターは、N2ベクターに基づく。簡潔には、5'および 3'のEcoRI LTRフラグメント(それぞれ、2.8Kbおよび1.0Kb)(Armentano,J.V ir.61:1647,1987;Eglitis,Science 230:1395,1985)を、最初にプラスミ ドSK+およびpUC31のEcoRI部位にサブクローン化する。pUC31は、ポリリンカーの EcoRI部位とSacI部位との間にさらなる制限部位(XhoI、BglII、BssHII、および NcoI)を有するpUC19の改変である。それにより、プラスミドN2R3+/-を、SK+プ ラスミドと1.0Kbの3'LTRフラグメントとの連結から作製する。プラスミドp31N2R 5+/-およびp31N2R3+/-を、それぞれ、2.8Kbの5'LTRおよびパッケージングシグナ ル(Ψ)、または1.0Kbの3'LTRフラグメントとpUC31との連結から構築する。各 々の場合において、N2はベクター供給物を示し、RはフラグメントがEcoRIフラ グメントであるという事実を示し、5および3は、5'LTRまたは3'LTRを示し、そ して+または−は、挿入物の方向を示す(LTRサブクローンの実施例については 図2〜7を参照のこと)。 1つの場合において、N2由来の1.2KbのClaI/EcoRI 5'LTRおよびΨフラグメン トをSK+ベクターの同じ部位にサブクローン化する。このベクターをpN2CR5と命 名する。別の場合において、スプライスドナー配列の6塩基(bp)の欠失を含む5 ’LTR(Yeeら、Cold Spring Harbor,Quantitative Biology,51:1021,1986) を、 1.8KbのEcoRIフラグメントとしてpUC31にサブクローン化する。このベクターをp 31N25Δ[+]と命名する(図7)。 ii.HSVTK を含有するプラスミドの構築 HSV-1のチミジンキナーゼ遺伝子(HSVTK)のコード領域および転写終結シグナ ルを、プラスミド322TK(pBR322のBamHIにクローン化されたHSV-1の3.5KbのBamH Iフラグメント(McKnightらNuc.Acids 8:5949,1980)(ATCC番号31344号)) 由来の1.8KbのBglII/PvuIIフラグメントとして単離し、そしてこれをBglII/SmaI 消化したpUC31にクローン化する。この構築物をpUCTKと命名する。ターミネータ ーシグナルの欠失を必要とする構築物については、pUCTKをSmaIおよびBamHIで消 化し、そして(A)nシグナルを含む0.3Kbのフラグメントを除去する。残るコード 配列およびBamHI突出を、以下のオリゴマーから作製される二本鎖オリゴヌクレ オチドを用いて再構成する: 生成される構築物をpTKΔAと命名する(図8)。 診断目的のために、翻訳タンパク質を変化させることなく、AvaI部位を保持し ながら、SmaI部位を破壊するようにオリゴヌクレオチドを設計する。 プラスミドpPrTKΔA(図9)(これは、HSVTKプロモーターおよびコード配列 ((A)nシグナルを欠く)を含有する)を以下のように構築する。 1.pTKΔAをBglIIで線状化し、アルカリホスファターゼで処理し、そしてゲ ル精製する。 2.HSVTK転写プロモーターを含む0.8Kbフラグメントを、p322TKからBamHI/Bg lIIフラグメントとして単離する。 3.(3)および(4)からの産物を連結し、細菌に形質転換し、そして陽性 クローンをプロモーター領域の適切な方向についてスクリーニングする。生成さ れるクローンをpPrTKΔAと命名する(図9)。 iii.構成的プロモーターからHSVTKを発現するレトロウイルスプロベクターの 構築 レトロウイルスプロベクター(pTK-1およびpTK-3)を、本質的に以下に記載の 通りに構築する。 1.5KbのXhoI/HindIIIの5'LTRおよびプラスミド配列を、p31N2R5(+)から単 離する(図2)。 2.転写終結配列を欠くHSVTKコード配列を、pTKΔAから1.2KbのXhoI/BamHIフ ラグメントとして単離する(図3)。 3.3'LTR配列を、pN2R3(-)から1.0KbのBamHI/HindIIIフラグメントとして単 離する(図3)。 4.工程1〜3からのフラグメントを混合し、連結し、細菌に形質転換し、そ して個々のクローンを制限酵素分析により同定する。この構築物をpTK-1と命名 する(図10)。 5.pTK-3を、pTK-1をBamHIで線状化し、5'突出をフィルインし、そしてpAFVX Mレトロウイルスベクター(Kriegerら、Cell 39:483,1984;St.Louisら、PNA S 85:3150,1988)から得られる細菌のlac UV5プロモーター、SV40初期プロモ ーター、+Tn5 neor遺伝子を含有する5'フィルインClaI/ClaIフラグメントを平 滑末端連結することにより構築する。カナマイシン耐性クローンを単離し、そし て個々のクローンを制限酵素分析により、適切な方向についてスクリーニングす る(図10)。 これらの構築物を用いて、下記のDAのようなパッケージング細胞株とともに感 染性の組換えベクター粒子を作製した。 C.組換えシンドビスベクターの生成 i.シンドビスゲノム長cDNAのクローニング 陽極性を有するRNAゲノムを有するウイルスの性質は、許容宿主(permissive h ost)として働く真核細胞中に導入される場合、精製されたゲノム核酸が機能性メ ッセンジャーRNA(mRNA)分子として働くことである。従って、ウイルスから精 製されたこのゲノムRNAは、RNAが精製された野生型ウイルスによる感染に特徴的 である同一の感染周期を開始し得る。 例えば、シンドビスウイルス株AR-339(蚊、Culexus univittatusから単離され た;ATCC ♯VR-1248,Taylorら、Am.J.Trop.Med.Hyg.4:844 1955)を、ベ ビーハムスター腎臓-21(BHK-21、ATCC ♯CCL10)細胞に伝播し得、低多重度(0.1 pfu/細胞)で感染させ得る。あるいは、シンドビスウイルス株HR(Lee Biomole cular,San Diego,CA)はまた、同一の方法で使用し、そして伝播させ得る。米 国特許出願第08/198,450号に記載のように、感染の48時間後、0℃で10%(w/v )のポリエチレングリコール-8000(PEG)を用いて、清澄化した溶解物からシン ドビスのビリオンを沈殿する。PEGのペレットに含まれるこのシンドビスのビリ オンを2%SDSで溶解し、そして市販入手可能なオリゴdTカラム(Invitrogen,Sa n Diego,CA)を使用するクロマトグラフィーによりポリ−アデニル化mRNAを単離 する。 以下に示す配列を含むオリゴヌクレオチドプライマーを使用し、ポリA選択さ れたmRNAで第1の鎖のcDNA合成を2回行う: 簡潔には、このプライマーは、5'末端に効率的な制限エンドヌクレアーゼ消化 のための5個のヌクレオチドの「緩衝配列」、続いてXbaI認識配列、25個の連続 したdTヌクレオチド、およびシンドビスの3'最末端に正確に相補的な6個のヌク レオチドを含む。従って、最初の回のcDNA合成に関する選択は、2つのレベルで 生じる:(1)機能性mRNAに必須の、ポリアデニル化分子、および(2)複数の mRNA種を含有するプール中の、シンドビスmRNA分子からの選択的プライミング。 さらに、逆転写を10mM McHgOHの存在下で行い、逆転写の間の人為的終結の頻度 を軽減する。 次いで、最初のゲノム長シンドビスcDNAを、6対の重複するプライマーを使用 して、6つの別個のセグメントにおいて、PCRにより増幅する。簡潔には、ウイ ルスの相補配列に加えて、シンドビス5'末端正方向プライマーを、細菌性SP6 RN Aポリメラーゼプロモーターに対応する19ヌクレオチド(nt)配列および5'末端 に結合したApaI制限エンドヌクレアーゼ認識配列を含むように構築する。細菌性 SP6 RNAポリメラーゼは、インビトロ転写が真正のシンドビス5'末端に対応する Aリボヌクレオチドに結合した単一の非ウイルス性Gリボヌクレオチドのみを含 むように保たれる。ApaI認識配列の含有は、プラスミドベクターpKSII+(Strata gene,San Diego,CA)ポリリンカー配列へのPCRアンプリコンの挿入を容易にす る。効率的な消化を可能にするために5個のヌクレオチドの「緩衝配列」はまた 、ApaI認識配列の前に位置される。SP6-5'シンドビス正方向プライマーおよび完 全シンドビスゲノムを増幅するために必要な全てのプライマー対の配列を以下に 示す。参照配列(GenBank参照番号SINCG)はStraussら、Virology 133:92-110,19 84による。 上記6個のプライマーセットによるシンドビスcDNAのPCR増幅を、テルメラー ゼ(Thermalase)熱安定性DNAポリメラーゼ(Amresco Inc.,Solon,OH)および この供給者から提供される1.5mM MgCl2を含有する緩衝液を使用して、別々の反 応で行う。さらに、5% DMSOおよびHot Start Waxビーズ(Perkin-Elmer,Los A ngeles,CA)を含むこの反応を、下記のPCR増幅プロトコルを使用して行う: 増幅後、6個の反応産物をまずpCRIIベクター(Invitrogen,San Diego,CA)に挿 入する。次いで、前述の適切な酵素を使用して、このフラグメントを段階的にpK SII+ベクターのApaI部位とXbaI部位との間に挿入する。このクローンを、pVGSP6 GENと称する。 シンドビスゲノムcDNAクローンpVGSP6GENを、25個のヌクレオチド長のポリdA :dTストレッチにすぐに隣接した下流の位置でpVGSP6GENを1回切断するXbaIに よる消化により線状化する。線状化pVGSP6GENクローンをGeneCleanTMで精製し、 0.5mg/mlの濃度に調整する。線状化pVGSP6GENクローンの転写を、以下の反応条 件によりインビトロで37℃で90分間行う:DNA 2μl/H2O 4.25μl;2.5mM NTP (UTP,ATP,GTP,CTP)10μl;20mM Me7G(5')ppp(5')Gキャップアナログ1.25μ l;100mM DTT 1.25μl;5×転写緩衝液(Promega,Madison,WI)5μl;RNasi n(Promega,Madison,WI)0.5μl;10mg/mlウシ血清アルブミン0.25μl;およ び、SP6 RNAポリメラーゼ(Promega,Madison,WI)0.5μl。インビトロ転写反 応産物を、続いて、DNaseI(Promega,Madison,WI)により消化し、一連のフェ ノール/CHCl3およびエーテル抽出、それに続くエタノール沈澱により精製する か、あるいは、トランスフェクションに直接使用する。インビトロ転写反応産物 または精製RNAを、市販の陽イオン性脂質化合物(LipofectinTM,GIBCO-BRL,Ga ithersburg,MD)と複合体化し、そして75%のコンフルエントで60mMのペトリデ ィッシュに保持されたBHK-21細胞に適用する。トランスフェクトされた細胞を 30℃でインキュベートする。トランスフェクションの94時間後、広範囲の細胞病 理学的効果(cpe)が観察される。シンドビスcDNAクローンから転写されたRNAを受 容していないプレートでは、明白なcpeは観察されない。さらに、トランスフェ クトされた細胞から採取され、BHK-21細胞の新鮮な単層に添加され、そして30℃ または37℃でインキュベートされた上清1.0mlにより、18時間以内に明白なCPEが 生じる。これは、シンドビスcDNAクローンpVGSP6GENが真に感染性であることを 示す。 表1に示されるpVGSP6GENの配列分析は、本明細書中に記載されたシンドビス ゲノムクローンとGenbankに配列が登録されるウイルスのクローンとの間の複数 の配列差異を示す。多くの配列差異は、シンドビスタンパク質における非保存性 アミノ酸変化の置換をもたらす。どの配列変化が、本明細書中に記載されたクロ ーンに独特であるか、またはクローニング人為産物にもたらされたかという問題 を解決するために、ビリオンRNAを上記のRT-PCRにより増幅し、市販入手可能な キット(Promega、Madison、WI)を使用して、RT-PCRアンプリコン産物の直接配 列決定により、目的のヌクレオチドに関する配列を決定し、そして対応するpVGS P6GEN配列と比較する。この検討の結果を表2に示す。簡単に説明すると、クロ ーニング人為産物の結果である3個の非保存性アミノ酸変化、GlyからGluへ,As pからGlyへ、およびTyrからCysへが、それぞれウイルスヌクレオチド2,245、6,1 93、および6,730で観察される。非保存性アミノ酸置換を生じさせるこれらのヌ クレオチド変化は全て、ウイルスの非構造タンパタ質(NSP)遺伝子(ヌクレオチ ド2,245はNSP2に、そしてヌクレオチド6,193および6,730はNSP4に)に位置づけ られる。 NSP2およびNSP4遺伝子の修復は、上記のように、5回プラーク精製したストッ ク由来のビリオンRNAを使用して、RT-PCRにより達成される。前述のSP6-1A/1Bプ ライマー対は、ヌクレオチド2,245変化を修復するために使用される。RT-PCRア ンプリコン産物を、Eco47IIIおよびBglIIで消化し、882bpフラグメントを1%ア ガロース/TBEゲル電気泳動により精製し、そしてEco47IIIおよびBglIIでの消化 およびCIAPでの処理により調製されたpVGSP6GENクローンの対応する領域中に挿 入する。上記の3A/7349Rプライマー対は、ヌクレオチド6,193およびヌクレオチ ド6,730変化を修復するために使用される。RT-PCRアンプリコン産物を、EcoRIお よびHpaIで消化し、1,050bpフラグメントを1%アガロース/TBEゲル電気泳動に より精製し、そしてpVGSP6GENクローンの対応する領域中と交換する。このクロ ーンをpVGSP6GENrepと称する。XbaIでの消化により線状化されたpVGSP6GENrep D NAからインビトロ転写されたRNAによるBHK-21細胞のトランスフェクションは、 トランスフェクションの18時間後に広範囲のcpeをもたらす。 ii.アルファウイルス感染を開始するDNAベクターの生成:真核細胞重層ベク ターイニシエーション系 上記のように、本発明は、一般にcDNAからRNAの5'合成を開始し得るプロモー ター、細胞内で自律的にまたは自己触媒的に複製し得る構築物、さらに異種核酸 配列(単数または複数)を発現し得る構築物、および転写終結を制御する3'配列 を含む、真核細胞重層ベクターイニシエーション系を提供する。1つの実施態様 によれば、このような構築物は、以下の順序のエレメントにより構築され得る: 真正のアルファウイルス5'末端でウイルスRNAの合成を開始し得る5'真核細胞プ ロモーター、アルファウイルスの転写を開始し得る5'配列、アルファウイルスの 非構造タンパク質をコードするヌクレオチド配列、ウイルスの接合領域、異種配 列、アルファウイルスRNAポリメラーゼ認識配列、および3'転写終結/ポリアデ ニル化シグナル配列。このようなアルファウイルスcDNA発現ベクターはまた、介 在配列(イントロン)を含有し得、これは細胞質に輸送される前に核内でプレRN Aよりスプライシングされ、そして細胞質に輸送される機能的mRNA分子に関して 、本システムの総合的な効果を改善し得る。イントロンスプライシングシグナル は、例えば、シンドビスと異種遺伝子領域との間に位置する。 シンドビスクローンpVGSP6GENrepおよび哺乳動物RNAポリメラーゼIIプロモー ターを利用した真核細胞重層ベクターイニシエーション系の構築は、本質的には 以下のように達成され得る。簡潔には、プラスミドpVGSP6GENrepを、BglIIおよ びXbaIで消化し、そして反応産物を0.8%アガロース/TBEゲルで電気泳動する。 得られた9,438bpフラグメントを切り出し、GeneCleanIITMで精製し、そしてpCDN A3(Invitrogen,San Diego,CA)のBglII、XbaI、およびCIAPによる処理から得 られる4,475bpベクターフラグメントに連結させる。この構築物を、pCDNASINbgl /xbaと称す。 MoMLV由来のLTRCのU3領域を、最初の転写ヌクレオチドが単一G残基であり、 これがインビボでキャップされ、シンドビス5'末端が続くように、5'ウイルス末 端に位置させる。MoMLV LTRとシンドビス5'末端の並列化を、以下に記載される ように重複PCRにより達成する。BAGベクター(Priceら、PNAS 84:156-160,1987 )および下記のプライマー対を含有する反応物中で、最初の一次PCR反応でMoMLV LTRの増幅を達成する: 正方向プライマー:BAGBg12F1(緩衝配列/BglII認識配列/MoMLV LTR nt 1〜22) : 逆方向プライマー:BAGwt441R2(SIN nt 5〜1/MoMLV LTR nt 441〜406): 上記のプライマー対によるMoMLV LTRのPCR増幅を、テルメラーゼ熱安定性DNA ポリメラーゼおよび供給者により提供される1.5mM MgCl2を含有する緩衝液を使 用して行う。5% DMSOおよびHot Start Waxビーズを含むこのPCR反応を、下記 のPCR増幅プロトコルを使用して行う: 第2の一次PCR反応におけるシンドビス5'末端の増幅を、pVGSP6GENrepクロー ンおよび下記のプライマー対を含有する反応で達成する: 正方向プライマー:(MoML VLT Rnt 421〜441/SIN nt1〜16): 逆方向プライマー:(SIN nt 3,182〜3,160): MoMLV LTRのPCR増幅を、このプライマー対および上記増幅反応条件で、下記の PCR増幅プロトコルを使用する: 一次PCR反応からの457bpおよび3,202bp産物を、GeneCleanIIでTM精製し、そし て下記のプライマー対を用いるPCR反応で共に使用する: 正方向プライマー:BAGBg12F1(緩衝配列/BglII認識配列/MoMLV LTR nt 1〜22) : 逆方向プライマー:(SIN nt 2,300〜2,278): 一次PCRアンプリコン産物のPCR増幅を、このプライマー対および上記増幅反応 条件で、下記のPCR増幅プロトコルを使用して達成する: 最初の一次PCRアンプリコン産物の25個の3'末端塩基は、第2の一次PCRアンプ リコン産物の25個の5'末端塩基と重複する;生じた2,752bpの重複する二次PCRア ンプリコン産物を、0.8%アガロース/TBE電気泳動により精製し、BglIIで消化 し、そして2,734bpの産物をBglIIおよびウシ胎児腸アルカリホスファターゼ(CI AP)で処理したpcDNASINbgl/xba中に連結する。得られた構築物は、16,656bpで あり、pVGELVISと称する。シンドビスヌクレオチドは、この配列の塩基1〜11,7 00内に含まれる。 pVGELVISプラスミドDNAを、供給者により示唆される条件によりLipofectamine と複合体化し(約5μg DNA/8μg脂質試薬)、そして約75%コンフルエントで BHK-21細胞を含有する35mmウェルに添加する。野生型シンドビスウイルス感染に 特徴的な細胞病理学的効果が、感染の48時間後に観察される。新鮮なBHK-21単層 へのトランスフェクト上清1mlの添加により、16時間以内にcpeが生じる。この データは、pVGELVIS構築物中でウイルスcDNAとRNAポリメラーゼII発現カセット シグナルとが正しく並列されたことを示しており、これによりDNA発現モジュー ルからRNAウイルスの新たな開始がもたらされる。 pVGELVISプラスミドDNAのBHK細胞へのトランスフェクション後の野生型シンド ビスウイルスに特徴的な感染を開始する相対的な効率を試験するために、感染中 心アッセイを行う。簡潔には、5μgのpVGELVISプラスミドDNAを、35mmウェル中 のBHK-21細胞に上記のようにトランスフェクトさせ、そしてトランスフェクショ ンの1.5時間後に、細胞をトリプシン処理し、そして、5×105の未処理のBHK-21 細胞に、10倍ずつ、10,000倍の連続希釈をする。次いで、このトランスフェクト したBHK-21細胞、および未処理のBHK-21細胞の混合物を35mmウェルに添加する。 この細胞をプレートに付着させ、続いて1.0% Nobleアガーを含有する培地で重 層する。トランスフェクションの48時間後、細胞溶解(シンドビスウイルスの複 製の結果として)によるプラークが、直接、または中性赤色染色を含有する第2 の層で重層することにより可視化され得る。この実験は、BHK-21細胞へのトラン スフェクション後の野生型シンドビスウイルスの生成におけるpVGLEVISプラスミ ドの効率が、約1×103pfu/μgのプラスミドDNAであることを示す。 iii.シンドビスRNAおよびプラスミドDNAベーシックベクターの構築 シンドビスベーシックベクターの構築の最初の工程は、ウイルス5'および3'末 端由来の個々のエレメントを含有する2つのプラスミドサブクローンの産生であ る。次いで、これらのエレメントは、ベーシック遺伝子転移ベクターを連続して アセンブリするために使用され得る。 簡潔には、最初のプラスミドサブクローンは、ウイルスの3'末端の40個の末端 ヌクレオチドおよび連続したdA:dTヌクレオチドの25bpストレッチを含有するよ うに構築される。特に、以下のオリゴヌクレオチド対を最初に合成する。 正方向プライマー:SIN11664F(緩衝配列/NotI部位/SIN nt 11,664〜11,698): 逆方向プライマー:SINSac11700R(緩衝配列/SacI部位dT25/SIN nt 11,700〜11,6 92): 次いで、上記オリゴヌクレオチドを、10mM MgCl2の存在下で等モル濃度で混合 し、100℃に5分間加熱し、そして室温まで緩除に冷却する。次いで、この部分 的に2本鎖の分子をクレノウDNAポリメラーゼおよび50μM dNTPを使用して2本 鎖にする。次いで、得られた89bp分子をNotIおよびSacIで消化し、2% NuSieve /1%アガロースゲルで精製し、そしてNotIおよびSacIで消化し、10:1モル過 剰の挿入物:ベクター比でCIAP処理することにより調製したpKSII+プラスミド に連結する。この構築物を、pKSII3'SINと称する。 第2のプラスミドサブクローンを、シンドビスの最初の5’の7,643ヌクレオチ ドおよびウイルス5'末端に位置するバクテリオファージRNAポリメラーゼプロモ ーターを含有するように構築し、そしてインビトロ転写の後に単一の非ウイルス 性ヌクレオチドのみが真正のウイルス5'末端に付加される。簡潔には、このクロ ーンの3'末端は、以下に示される配列を有する逆方向プライマーによる標準的な 3温度PCR増幅に由来する。 逆方向プライマー:SINXho7643R(緩衝配列/XhoI部位/SIN nt 7643〜7621): この逆方向プライマーは、ウイルスヌクレオチドの7,643〜7,621にマップされ 、そして接合コアエレメントの3'末端から41bp下流にある。さらに、ウイルスヌ クレオチド7,643は、構造タンパク質遺伝子翻訳開始コドンから4ヌクレオチド 上流にある。このプライマーの最初の5個の5'ヌクレオチドは、PCRアンプリコ ン産物の効率的な消化のための「緩衝配列」として作用するように含まれ、そし てXhoI認識配列を含む6個のヌクレオチドが続く。 この反応における正方向プライマーは、プライマー2A(実施例1C(i)を参照) であり、下記の配列を有する: テンプレートとしてpVGSP6GENrepプラスミド(実施例1C(i)を参照)を使用 する上記のPCR増幅から得られた4,510bpアンプリコン産物を、酵素SfiIおよびXh oIで消化する。得られた2,526bpフラグメントを、ゲル精製する。シンドビスcDN AクローンpVGSP6GENrepをまた、ApaIおよびSfiIで消化し、そして得られた、5’ 末端にSP6 RNAポリメラーゼプロモーターを含有する5,144bpフラグメントをゲル 精製する。この5,144bpフラグメントを上記の2,526bpフラグメントとともに、Ap aIおよびXhoI消化し、CIAP処理したpKSII+プラスミドに連結する。pKSII+プラス ミドベクターに含有される、5'末端にRNAポリメラーゼプロモーターを含むシン ドビスヌクレオチド1〜7,643を有するクローンを単離する。この構築物をpKSII 5'SINと称する。 完全なベーシックベクターのアセンブリを、pKSII5'SINをXhoIおよびSacIで消 化し、CIAPで処理し、そして大きな10,533bpフラグメントをゲル精製することに より達成する。次いで、この10,533bpフラグメントを、pKSII3'SINのXhoIおよび SacIでの消化から得られる168bpの小さいフラグメントとともに連結する。この 得られた構築物をpKSSINBVと称する(図11Aに示す)。 iv.シンドビスルシフェラーゼベクターの構築 シンドビスベクタークローンからインビトロ転写したRNAでトランスフェクト した細胞における異種遺伝子の発現を実証するため、そしてシンドビスベーシッ クベクターの全機能を実証するために、ホタルルシフェラーゼレポーター遺伝子 をシンドビスベーシックベクターに挿入する。 シンドビスルシフェラーゼベクターの構築を、3つの独立したプラスミド:pK SII5'SIN、pKSII3'SIN、およびpGL2−ベーシックベクターの成分をともにアセン ブリすることにより行う。pGL-2ベーシックベクタープラスミド(Promega,Mad ison,WI)は、完全なホタルルシフェラーゼ遺伝子を含有する。簡潔には、この ルシフェラーゼ遺伝子を、まずpKSII3'SINプラスミド中に挿入する。これは、pG L2をBamHIおよびHindIIIで消化し、そして2,689bpを含有するフラグメントをゲ ル精製することにより達成される。このフラグメントを、pKSII3'SINのBamHIお よびHindIIIでの消化およびCIAPでの処理により得られたゲル精製された3,008bp のフラグメントに連結する。得られた構築物を、pKSII3'SIN-lucと称する。 シンドビスルシフェラーゼベタターの最終的なアセンブリを、pKSII5'SINをXh oIおよびSacIで消化し、CIAPで処理し、そして大きな10,533bpフラグメントをゲ ル精製することにより達成する。このpKS5'SINの10,533bpフラグメントを、pKSI I3'SIN-lucのXhoIおよびSacIでの消化により得られる2,854bpの小さいフラグメ ントと連結する。この構築物は、完全シンドビス非構造遺伝子コード領域および ゲノム複製に必要な3'ウイルスエレメント、ならびにこれら2つのウイルス5'エ レメントおよび3'エレメントの間に配置されたホタルルシフェラーゼ遺伝子を含 有する。このベクターを、pKSSINBV-lucと称し、そして図11Bに概略的に示す。 v.プラスミドDNAアルファウイルス発現ベクターの構築 先のセクションD(iii)に記載のSIN BVおよびSIN-BV-ルシフェラーゼ構築物を 、そのプラスミドDNAを細胞に直接導入した後に、シンドビスベクター由来の異 種遺伝子の発現が起こるように、セクションD(ii)に記載のpVGELVISベクター配 列に挿入する。セクションD(ii)に記載のように、線状化したテンプレートベク ターDNAのインビトロ転写からなる第1の工程なしに、細胞に直接的にアルファ ウイルスを基にしたベクタープラスミドDNAをトランスフェクトし、そしてRNAを 基にしたアルファウイルスベクターのトランスフェクションの代表的な異種遺伝 子の発現レベルをもたらす能力は、アルファウイルスを基にした発現ベクター系 の特定の実施態様の有用性および効率を大いに増強する。図12は、プラスミドDN Aアルファウイルス発現(ELVIS)ベクター由来の異種遺伝子の発現の1つのメカニ ズムの概略図である。核内での一次転写および細胞質へのベクターRNAの輸送は 、ゲノムおよびサブゲノムmRNAの生産のためのテンプレートとして次に作用する アンチゲノム中間体を介して、異種遺伝子mRNAの増大を触媒するアルファウイル ス非構造タンパク質の合成を導く。このELVISベクターは、標的細胞に直接的に 、DNA分子として物理的手段により、種々のリポソーム製剤との複合体として、 あるいはアルファウイルスDNAベクター分子、ポリリジンのようなポリカチオン 化合物、レセプター特異的リガンド、および、必要に応じて、センダイウイルス またはアデノウイルスのようなソラレン不活化ウイルスを含むDNAリガンド複合 体として導入し得る。 1つの代表的なプラスミドDNAシンドビス発現ベクターを構築する第1の工程 は、pKSSINBVをSacIで消化する工程、T4ポリメラーゼで平滑化する工程、SfiIで 消化する工程、その2,689bpのフラグメントを単離する工程、およびXbaIでの消 化、T4ポリメラーゼでの平滑化、SfiIでの消化、CIAPでの処理、そして1%アガ ロース/TBEゲル電気泳動により調製した10,053bpのpVGELVISベクターフラグメン トに連結する工程からなる。この構築物をpVGELVIS-SINBVと称す。 ルシフェラーゼ遺伝子をpVGELVIS-SINBVベクターに挿入するために、ルシフェ ラーゼの3'末端のSV40イントロンおよび転写終結配列を、細胞へのトランスフェ クション後にプラスミドDNAルシフェラーゼベクターから転写されたRNA前駆体が プロセシングされる場合、そのレポーター遺伝子の3'末端がシンドビスベクター 3'末端から分離しないように、除去しなければならない。pVGELVIS-SINBVベクタ ー内に含まれるシンドビス5'および3'末端は、そのベクターの自己触媒性複製活 性のためにシスに要求される。シンドビスベクター3'末端は、異種タンパク質ま たは輸送体タンパク質をコードするサブゲノムRNAのテンプレートである、アン チゲノム鎖の合成の開始に必要である。 ルシフェラーゼ遺伝子の3'末端に位置したSV40 RNAプロセシングシグナルは、 先のセクションD(iv)に記載のSIN-BV-luc構築物から除去される。次いで改変ル シフェラーゼフラグメントを、唯一の制限部位を介して、上記のpVGELVIS-SINBV 構築物中に配置する。ルシフェラーゼ遺伝子の改変は以下のプライマー対を用い て達成される。 正方向プライマー7328F(SIN nt 7,328〜7,349): 逆方向プライマーLucStop(緩衝配列/NotI、XbaI認識配列/pGL-2 nt 1,725〜1,70 3): 上記プライマーを、3分間の伸長時間を用い、3温度サイクルプログラムでの PCR反応に使用する。その増幅産物をGeneCleanIITMで精製し、XhoIおよびXbaIで 消化し、GeneCleanIITMで再び精製する。そしてその2,037bpのフラグメントを、 XhoIおよびXbaIでの消化、およびCIAPでの処理によって得られるpVGELVIS-SINBV の13,799bpのフラグメントに連結する。この構築物を、pVGELVIS-SINBV-luc(ELV IS-lucと略する)と称す。 pVGELVIS-SINBV-luc DNAでトランスフェクトしたBHK-21細胞中のルシフェラー ゼの発現を、シンドビス物理的遺伝子転移ベクターが機能的であることを示すた めに測定する。簡潔には、5μgのpVGELVIS-SINBV-luc DNAあるいは、上記セク ションD(iv)に記載の線状化したSINBV-lucテンプレート由来の5μgのインビト ロ転写RNAを、10μlのLipofectamineTMまたはLipofectinTMとそれぞれ複合体化 させ、そして35mMのペトリディッシュ中に含まれる5×105のBHK-21細胞にトラ ンスフェクトした。そのルシフェラーゼ活性を、トランスフェクション後、2、 4、8、16、20、28、48、72、96、および120時間に各3サンプルから測定する 。図13に示す本研究の結果は、pVGELVIS-SINBV-lucベクター由来のレポーター遺 伝子発現の最大レベルが、線状化したSINBV-lucテンプレート由来のインビトロ 転写RNAでトランスフェクトした細胞中で観察された発現レベルに類似すること を示している。しかし、pVGELVIS-SINBV-lucベクターから発現されるルシフェラ ーゼ活性は、SINBV-luc RNAベクターを用いて観察されたルシフェラーゼ活性に 比較して遅い時点で最大レベルであり、その活性はそのRNAベクター由来の活性 が減少し始める間、高いレベルを続ける。 異種遺伝子発現のレベルにより決定されるELVISベクターの全体の効率は、( 米国特許出願第08/348,472号)に詳述されるように、pVGELVIS-SINBV-lucベクタ ーへのいくつかの改変により促進される。これらの改変は、RNAポリメラーゼII プロモーターおよび転写終結シグナルの改変、ベクター構築物中のイントロン配 列の添加、アルファウイルス3'末端に隣接するリボザイムプロセシング配列の挿 入、およびより小さいプラスミドベクターへの置換を包含する。 リンカー配列を、異種配列の挿入を容易にするために、pKSSINBVおよびpVGELV IS-SINBV構築物に挿入する。このリンカーを、ハイブリダイズさせた場合に、Xh oIおよびXbaI適合性付着末端を有する二重鎖を形成する2つの相補的なオリゴヌ クレオチドを用いて構築する。 SINBVLinkF: SINBVLinkR:このオリゴヌクレオチドをT4ポリヌクレオチドキナーゼでリン酸化し、90℃に加 熱し、そしてハイブリダイゼーションが生じるようにゆっくりと冷却する。次い でこのハイブリッドを、XhoIおよびXbaIでの消化、その後のアルカリホスファタ ーゼによる処理、そしてアガロースゲル精製後に得られるpKSSINBV-Lucの10.6kb のフラグメントに連結する。得られる構築物は、シンドビス接合領域とシンドビ ス3'末端との間に唯一の部位として、XhoI、PmlI、PmeI、MluI、BclI、StuI、Xb aI、およびNotIを含む。この構築物を、pKSSINBVLIIと称す。 このポリリンカーをまた、pVGELVIS-SINBV構築物中にクローン化する。このリ ンカーをSfiIおよびNotIでのpVGELVIS-SINBV-lucの消化により挿入する。この10 .1kbのフラグメントをアガロースゲル精製し、そしてこのフラグメントをpKSSIN BVLIIのSfiI/NotI消化由来のゲル精製した2.6kbのフラグメントに連結した。得 られる構築物は、シンドビス接合領域とシンドビス3'末端との間に唯一の部位と して、XhoI、PmlI、PmeI、MluI、およびNotIを含む。この構築物を、pVGELVIS-S INBVLIIと称す。 プラスミドpKSSINBVLIIを、SacI転写ランオフ部位に隣接する8ヌクレオチド 認識配列であるAscIの添加によりさらに改変する。この認識配列の比較的まれさ が、広範な異種遺伝子含有シンドビスベクター構築物の線状化を可能にする。特 に、SacI適合性末端を有し、自己アニールするオリゴヌクレオチドを使用する。 AscI/SacIリンカー: このAscI/SacIリンカーをT4ポリヌクレオチドキナーゼでリン酸化し、90℃に加 熱し、そして自己アニーリングが生じるようにゆっくりと冷却する。次いで、こ の二本鎖を、SacIで消化され、仔ウシ腸アルカリホスファターゼ処理されたpKSS INBVLIIプラスミドDNAに連結する。得られた構築物をpKSSINBVLIIAと称す。D.組換えシンドビスCEAベクターの生成 i.CEA 腫瘍マーカーの発現に依存する組換えシンドビスベクター(SIN-CEA)の構 前述し、図14に示したように、無能力化接合ループアウトモデルを、選択され たRNAに相同である逆位反復配列によって隣接されるベクターの接合領域を用い て構築する。この実施例では、CEA腫瘍抗原cDNA(Beaucheminら,Molec.and Cel l.Biol.7:3221,1987)由来の配列を、逆位反復中に使用する。CEARNA応答性 シンドビスベクターを構築するため、接合領域に、6塩基対のヒンジドメインに よって分離された2つのCEAアンチセンス配列ドメイン(A1およびB1)が先行 する。A1に対し相補的である単一の20塩基対CEAセンス配列(A2)を、接合領域 の3’末端に配置する。正しいA1およびB1アンチセンス配列を選択するにあたり 、2つだけの必要条件は、それらが標的RNA配列に対して特異的であることおよ びアンチセンス配列が3ヌクレオチドにより分離された2つのRNA配列ドメイン に対してハイブリダイズすることである。この3ヌクレオチドギャップは、ポリ メラーゼをホップさせて読取り鎖をスイッチさせベクターの非構造タンパク質ド メインをベクターの接合領域に架橋するためのヒンジドメインとして作用する( 図15)。このような形態を構築するために、5’および3’末端に便利な制限酵 素部位を含むフラグメント挿入物を作製するために、互いに相補する2つのオ リゴヌクレオチドを合成する。次いで、このオリゴヌクレオチドフラグメント挿 入物を、シンドビスベクターのマルチクローニング部位と無能力化接合領域との 間でシンドビスベクター内に連結する。センスオリゴヌクレオチド鎖は、5’か ら3’へ、ApaI制限部位とそれに続くA1アンチセンスドメイン、6bpのヒンジド メイン、B1アンチセンスドメイン、合成接合領域ドメインおよびA2アンチセンス ドメインとそれに続くXhoI制限酵素部位を含むはずである。CEA RNA応答性シン ドビスベクターを設計するために、以下のオリゴヌクレオチド配列を使用する。 ヌクレオチド番号配列は、Beaucheminら,Molec.and Cell Biol.7:3221,198 7から得られる。 5’-3’CEAアンチセンス鎖は、上記のオリゴヌクレオチドに対して相補的であ る。両方のオリゴヌクレオチドを合成した後、オリゴヌクレオチドを10mM Mg+2 の存在下で混合し、5分間100℃まで加熱し、ゆっくりと室温まで冷却する。次 いで、オリゴヌタレオチド対をApaIおよびXhoI制限酵素で消化し、同じ酵素で予 め消化されたプラスミド(pCMV-SINまたはpMET-SIN)に挿入物のモル比25:1で 混合し連結する。これらの構築物を、それぞれ、pCMV/SIN-CEAおよびpMET/SIN-C EAと称す。 ii.γインターフェロンを発現するSIN-CEAベクターおよびプロデューサー細胞( SIN-CEA/IFN) の構築 ヒトγインターフェロン(γ-IFN)遺伝子を、レトロウイルスベクタープラス ミドpHu-IFN(Howardら、Ann.N.Y.Acad.Sci.716:167-187,1994)から、XhoIおよび ClaIで消化することにより、サブクローン化する。得られたγ-IFNのコード配列 を含む500bpのフラグメントを1%アガロースゲルから単離する。 あるいは、ヒトγ-IFN cDNAを、チオシアン酸グアニジニウム抽出とそれに続 くCsCl勾配を通す超遠心分離によって、PHA刺激ジャーカットT細胞から単離さ れたRNAから誘導する。次に、RNA(Sigma,St.Louis,MO)をインビトロで逆転写 させ、遺伝子特異的オリゴヌクレオチド対を使用して、Taqポリメラーゼを用い るポリメラーゼ連鎖反応によってγ-IFN cDNAを増幅させる。PCR DNAをT4 DNAポ リメラーゼおよびクレノウで修復し、CIAPで処理したpSK+プラスミドのHincII部 位の中にクローン化した。センス方向で、cDNAの5’末端は、pSK+ポリリンカー のXhoI部位に隣接しており、3’末端はClaI部位に隣接している。ヒトγ-IFN分 子をコードする512塩基対フラグメントを、pCMV/SIN-CEAまたはpMET/SIN-CEAベ クターのいずれかのXhoI/ClaI部位に配置する。これらの新しいプラスミドをそ れぞれ、pCMV/SIN-CEA/IFNまたはpMET/SIN-CEA/IFNと称す。 iii.チミジンキナーゼを発現するSIN-CEAベクター(SIN-CEA/TK)の構築 5'XhoIおよび3'ClaI制限酵素部位に隣接される、HSVTKのcDNAクローンを含有 するPCR増幅産物を、pHS1TK3KB(McKnightら、Nuc.Acids Res.8:5949,198 0)クローンを標的DNAとして用いて得る。PCR増幅に用いられるプライマーの配 列を、公開された配列(Wagnerら、PNAS 78:1442,1981)から得る。次いで、1, 260bpの増幅産物を、XhoIおよびClaIにより消化し、pCMV/SIN-CEAまたはpMET/SI N-CEAベクターのそれぞれのXhoI/ClaI部位に連結する。これらの新しいプラスミ ドを、それぞれ、pCMV/SIN-CEA/HSVTKまたはpMET/SIN-CEA/HSVTKと称す。 E.ヒト組織因子遺伝子を含有する組換えベクターの構築 具体的には、ヒト組織因子遺伝子の、組換えレトロウイルスベクターおよびシ ンドビスベクターへのクローニングは、2つの38塩基オリゴヌクレオチドを用い るPCR増幅により達成される。オリゴヌクレオチドは、以下のように、組織因子 遺伝子テンプレートに対応する25ヌクレオチド、ならびにPmeI認識部位および緩 衝配列を含有する付加的な5'フランキング配列を含有する。 HTFP-F: HTFP-R: PCR増幅は、これらのプライマー、テンプレートとしての組織因子cDNAクローン λHTF7(Scarpatiら、Biochemistry 26:5234,1987)、Thermalase熱安定性DNA ポリメラーゼ、供給業者により提供される1.5mM MgCl2、5% DMSOおよびHot St art Waxビーズを用いて、以下のプロトコルに従って行われる: 増幅後、約920bpの組織因子遺伝子アンプリコンをPmeIで消化し、そしてPmeIで 消化し、かつCIAPで処理したシンドビスベクター(pVGELVIS-SINBVLIIまたはpKS SINBVLIIA)またはレトロウイルスベクター骨格(pKT-1L、pKT-3BL、またはpKT- 3BCL)に連結する。インサート配列の適切な方向は、制限エンドヌクレアーゼ消 化により決定し、得られた構築物をそれぞれpVGELVIS-HTF、pKSIN-HTF、pKT-1L- HTF、pKT-3BL-HTF、およびpKT-3BCL-HTFとする。パッケージされたベクター粒子 の作製は、下記の実施例2に記載した方法を用いて達成される。本発明の実施に おいて有用な他の遺伝子産物をコードするDNAは、これらのアプローチを用いて 、これらのまたは他のベクターに容易にクローニングし得る。 F.メタロプロテイナーゼの組織インヒビターを含有する組換えベクターの構築 具体的には、ヒトTIMP-1遺伝子の、組換えレトロウイルスベクターおよびシン ドビスベクターへのクローニングは、2つの38-merオリゴヌクレオチドを用いる PCR増幅により達成される。オリゴヌクレオチドは、以下のように、TIMP-1遺伝 子テンプレートに対応する25nt、ならびにPmeI認識部位および緩衝配列を含有す る付加的な5'フランキング配列を含有する: HTIMP-F: HTIMP-R: PCR増幅は、これらのプライマー、テンプレートとしてのTIMP-1 cDNAクローン( Dochertyら、Nature 318:66,1985)、およびThermalase熱安定性DNAポリメラー ゼを用いて、供給業者により提供される1.5mM MgCl2、5% DMSO、およびHot St art Waxビーズを含有する反応物中において、以下のプロトコルに従って行われ る: 増幅後、約700bpのTIMP-I遺伝子アンプリコンを、PmeIで消化し、そしてPmeIで 消化し、かつCIAPで処理したシンドビスベクター(pVGELVIS-SINBVLIIまたはpKS SINBVLIIA)またはレトロウイルスベクター骨格(pKT-1L、pKT-3BL、またはpKT- 3BCL)に連結する。インサート配列の適切な方向は、制限エンドヌクレアーゼ消 化により決定し、そして得られた構築物をそれぞれpVGELVIS-HTIMP、pKSIN-HTIM P、pKT-1L-HTIMP、pKT-3BL-HTIMP、およびpKT-3BCL-HTIMPとする。パッケージさ れたベクター粒子の作製は、下記の実施例2に記載した方法を用いて達成される 。このグループ由来の他の関連する遺伝子産物は、これらのアプローチ、ならび にPmeIまたは他の適切な制限部位を含有し、そしてそれらのそれぞれの遺伝子に 特異的なオリゴヌクレオチドプライマーを用いて、容易にクローニングされる。 G.KT-3 のインテグリンβ3由来の細胞外マトリックス結合フラグメント含有組 換え葉酸レセプターを含有する組換えベクターの構築 i.アミノ末端グリシン結合テザーによる葉酸レセプター/インテグリンβ3 融合遺伝子の構築 グリシンテザー(tether)によりそのアミノ末端に結合したインテグリンβ3 のリガンド結合ドメインを有する、ヒト葉酸レセプターα型をコードする配列の クローニングは、重複PCR増幅により達成される。一次PCR反応に用いられる2対 のオリゴヌクレオチドは、20重複塩基、ならびにPmeI認識部位および緩衝配列を 含有する付加的な5'または3'フランキング配列を含有するアンプリコンを生成す る。さらに、各オリゴヌクレオチドプライマーは、以下のように、加えられる(i nput)テンプレートDNA上の配列に対応する、プライミングを可能にするための25 ヌクレオチドを含有する。葉酸レセプター遺伝子プライマー: GHFBP-F: HFBP-R: PCR増幅は、これらのプライマー、テンプレートとしてのヒト葉酸レセプターcDN Aクローンc32KB(Elwoodら、J.Biol.Chem.264:14893,1989)、およびVENTTM DNAポリメラーゼ(New England Biolabs,Beverly,MA)を用いて、供給業者に より提供される緩衝液、5% DMSO、およびHot Start Waxビーズを含有する反応 物中で、以下のプロトコルに従って行う: インテグリンβ3プライマー: Iβ3109F: GIβ3171R: PCR増幅は、これらのプライマー、テンプレートとしてのヒトインテグリンβ3( 糖タンパク質IIIa)cDNAクローン(Fitzgeraldら、J.Biol.Chem.262:3936, 1987)、およびVENTTMポリメラーゼを用いて、上記のように行う。 前記の葉酸レセプターおよびインテグリンβ3 PCR反応物は、それぞれGeneCle an IITMおよびMermaid KitTM(BIO 101,San Diego,CA)を用いて精製され、そ して各反応物由来の約5%の生成物を組み合わせ、そして、上記のように、プラ イマーIβ3109FおよびHFBP-R、ならびにThermalase DNAポリメラーゼを含み、そ して以下の増幅プロトコルを用いる第2回のPCRにおけるテンプレートとして使 用する: 増幅後、約1000bpのインテグリンβ3/葉酸レセプター遺伝子融合アンプリコ ンをゲル精製し、PmeIで消化し、そして、PmeIで消化し、かつCIAP処理したシン ドビスベクター(pVGELVIS-SINBVLIIまたはpKSSINBVLIIA)またはレトロウイル スベクター骨格(pKT-1L、pKT-3BL、またはpKT-3BCL)に連結する。インサート 配列の適切な方向は、制限エンドヌクレアーゼ消化により決定し、得られた構築 物をそれぞれpVGELVIS-IF、pKSIN-IF、pKT-IL-IF、pKT-3BL-IF、およびpKT-3BCL -IFとする。 ii.Arg227 とC-末端疎水性領域との間へのインテグリンβ3のリガンド結合ドメ インの挿入による葉酸レセプター/インテグリンβ3融合遺伝子の構築 具体的には、Arg残基227とC-末端疎水性領域との間に挿入されたインテグリン β3のリガンド結合ドメインを有する、ヒト葉酸レセプターα型をコードする配 列のクローニングは、重複PCR増幅により達成される。一次PCR反応に用いられる 2対のオリゴヌクレオチドは、互いに重複する21塩基、ならびにPmeI認識部位お よび緩衝配列を含有する付加的な5'または3'フランキング配列を含有するアンプ リコンを生成する。さらに、各オリゴヌクレオチドプライマーは、以下のように 、加えられるテンプレートDNAの配列に対応する、プライミングを可能にするた めの最小で25ヌクレオチドを含有する: 葉酸レセプター遺伝子プライマー: HFBP-F:HFBP-R/β3: PCR増幅は、これらのプライマー、テンプレートとしてのヒト葉酸レセプターcDN Aクローンc32KB(Elwoodら、J.Biol.Chem.264:14893,1989)、およびVENTTM DNAポリメラーゼを用いて、供給業者により提供される緩衝液、5% DMSO、およ びHot Start Waxビーズを含有する反応物中で、以下のプロトコルに従って行う : インテグリンβ3およびβ3/C-末端融合プライマー: Iβ3LBD-F: Iβ3LBD-R/FC-TERM:PCR増幅は、これらのプライマー(Iβ3LBD-R/FC-TERMは製造業者によりFPLC精製 されているはずである)、テンプレートとしてのヒトインテグリンβ3(糖タン パク質IIIa)cDNAクローン(Fitzgeraldら、J.Biol.Chem.262:3936,1987) 、およびVENTポリメラーゼを用いて、上記のように行う。 前記の葉酸レセプターおよびインテグリンβ3 PCR反応物を、GENECLEANを用い て精製し、そして各反応物由来の約5%の生成物を組み合わせ、そして、上記の ように、プライマーHFBP-FおよびIβ3 LBD-R/FC-TERMならびにThermalase DNAポ リメラーゼを含み、そして以下の増幅プロトコルを用いる第2回のPCRのテンプ レートとして使用する: 増幅後、約1000bpのインテグリンβ3/葉酸レセプター遺伝子融合アンプリコ ンをゲル精製し、PmeIで消化し、そして、PmeIで消化しかつ仔ウシ腸アルカリホ スファターゼで処理したシンドビスベクター(pVGELVIS-SINBVLIIまたはpKSSINB VLIIA)またはレトロウイルスベクター骨格(pKT-1L、pKT-3BL、またはpKT-3BCL )に連結する。インサート配列の適切な方向は、制限エンドヌクレアーゼ消化に より決定し、得られた構築物をそれぞれpVGELVIS-FI、pKSIN-FI、pKT-1L-FI、pK T-3BL-FI、およびpKT-3BCL-FIとする。パッケージされたベクター粒子の作製を 実施例2に記載の方法を使用して行う。 H.TF-IRES-PAI レトロウイルスベクターの構築 i.内部リボソームエントリー部位を有するレトロウイルスベクター プラスミドpBS-ECAT(Jangら、J.Virol.63:1651,1989)は、ウイルスゲノ ムのnt260〜848に由来する脳心筋炎ウイルス(EMCV)の5'非翻訳領域を含有する 。この5'非翻訳領域は、内部リボソームエントリー部位(IRES)を含有する。EM CV nt260〜827は、以下のプライマー対を用いるPCRによりpBS-ECATから増幅され る。 EMCV IRES正方向プライマー(pKT-3BCL内のMluI部位への挿入用): EMCV IRES逆方向プライマー: これらのプライマーを用いる増幅により得られるアンプリコンは、5bpの「緩衝 配列」内でMluI認識部位に隣接する。pBS-ECATプラスミド由来のEMCV IRES配列 の増幅は、以下のPCRプロトコルを用いて達成される。 pKT-3BCLベクター骨格中に挿入するために、IRESアンプリコンをMluIで消化し、 1%アガロースゲルで精製し、そして予めMluI消化したCIAP処理ベクターに連結 する。この構築物をpKT-3BCL(IR)とする。インサートの正確な方向を、得られた プラスミドの配列決定により決定する。さらに、このアンプリコンを、他のレト ロウイルスベクター骨格、ならびにシンドビスベクター骨格pKSSINBVL IIおよび pVGELVIS-SINBVL IIに挿入し得る。 ii.pKT-3BCL(IR) 骨格中の組織因子およびプラスミノゲンアクチベーターイン ヒビター1遺伝子を有するレトロウイルスベクター ヒト組織因子タンパク質のcDNAを、プラスミドλHTF7由来のcDNAのPCR増幅に より合成する(Scarpatiら、前出)。TF cDNAを、実施例1Eに前述されるよう な遺伝子特異的プライマー対(HTFP-FおよびHTFP-R)を用いて増幅する。これら のプライマーを用いた増幅より得られるアンプリコンは、5'bpの「緩衝配列」内 でPmeI認識部位に隣接する。 TFタンパク質のcDNA配列に加えて、プライマー対は、PmeI認識配列に続く、効 率的な酵素消化のための5ヌクレオチドの「緩衝配列」を含有する。pKT-3BCL(I R)に挿入するために、アンプリコンをPmeIで消化し、1%アガロースで精製し、 そして予めPmeI消化したCIAP処理ベクターに連結する。この構築物をpKT-3BCL(T F-IR)とする。あるいは、ポリリンカー内の他の制限部位を、IRESを含有するpKT -3BCL、pKSSINBVL IIおよびpVGELVIS-SINBVL IIベクターに挿入するために、PCR プライマーに組み込み得る。インサートの正確な方向を、得られたプラスミドの 配列決定により決定する。 ヒトプラスミノゲンアクチベーターインヒビター1(PAI-1)タンパク質のcDN Aを、プラスミドPAIB4に由来するcDNAのPCR増幅により合成する(Ginsburgら、J .Clin.Invest.78:1673,1986)。PAI-1 cDNAを、以下の遺伝子特異的プライ マー対を用いて増幅する。これらのプライマーを用いた増幅により得られるアン プリコンは、5bpの「緩衝配列」内でNotI認識部位に隣接する。 PAI-1 cDNA正方向プライマー:PAI-1 cDNA逆方向プライマー: TFおよびPAI-1配列の増幅は、以下のPCRプロトコルを用いて達成される: PAI-1タンパク質のcDNA配列に加えて、プライマー対は、NotI認識部位に続く 、効率的な酵素消化のための5ヌクレオチドの「緩衝配列」を含有する。pKT-3B CL(TF-IR)に挿入するために、アンプリコンをNotIで切断し、1%アガロースで 精製し、そして予めNotI消化したCIAP処理ベクターに連結する。この構築物をpK T-3BCL(TF-IR-PAI)とする。あるいは、ポリリンカー内の他の制限部位を、pKT-3 BCL、pKSSINBVL IIおよびpVGELVIS-SINBVL IIに挿入するために、PCRプライマー に組み込み得る。インサートの正確な方向を、得られたプラスミドの配列決定に よ り決定する。 実施例2 ベクター構築物によるパッケージング細胞株HXおよびDAの 一過性トランスフェクションおよび形質導入 A.プラスミドDNAトランスフェクション 以下の手順は、本発明に従い、ベクターをコードするプラスミドを用いて適切 なパッケージング細胞株を一過性にトランスフェクトするために使用され得る。 例えば、1日目に、パッケージング細胞株HX(WO92/05266)をDMEMおよび10%FB Sとともに10cm組織培養ディッシュに5.0×105細胞で播種する。2日目に、トラ ンスフェクションの4時間前に、培地を5.0mlの新鮮な培地に置換する。40.0μl の2.5M CaCl2、10μgのプラスミドDNA(例えば、pkSIN-HTF、pkT-IL-HTIMP、pkT- 38L(TF-IR-PAI))および脱イオンH2Oを混合して総容積を400μlにすることによっ て、標準的なリン酸カルシウム-DNA共沈を行なう。DNA-CaCl2溶液を、一定に攪 拌しながら400μlの沈澱緩衝液(50mM HEPES-NaOH,pH7.1;0.25M NaClおよび1.5 mM Na2HPO4-NaH2PO4)に滴下する。この混合物を室温で10分間インキュベートす る。得られた細かい沈殿物を細胞のHXに加える。細胞をDNA沈澱物とともに37℃ で一晩インキュベートする。3日目に、培地を吸引し、そして新鮮な培地を加え る。上清を4日目に取り出し、0.45μmのフィルターに通し、そして−80℃で保 存する。 B.パッケージング細胞株形質導入およびプロデューサー株の生成 パッケージング細胞から産生されるレトロウイルス力価を増加させるために、 別の細胞株から一過性に産生されるレトロウイルスベクターを用いて別のパッケ ージング細胞株を形質導入することが望ましい。例えば、1日目に、DA(D17細 胞ATCC寄託番号183由来の両種性細胞株,WO92/05266)細胞を、10ml DMEMおよび1 0%FBS、4μg/mlポリブレン(Sigma,St.Louis,MO)中に5.0×105細胞/10cm 組織培養ディッシュで播種する。2日目に、3.0ml、1.0mlおよび0.2mlの新たに 採集したウイルス含有HX培地(上記の実施例2(A)に記載のように産生された) を細胞に加える。細胞をそのウイルスとともに37℃で一晩インキュベートする。 レトロウイルスがまた、選択マーカー(例えば、ネオマイシン耐性)をコードす る場合、3日目に、培地を除去し、そして800μg/mlのG418を含む1.0mlのDMEM、 10%FBSをそのプレートに加える。ベクターで形質導入され、そして選択マーカ ーを発現している細胞だけが生存する。ネオマイシン耐性の場合において、G418 耐性プールを1週間かけて生じさせ得る。代表的には、次いで、細胞をプレート から取り出し、その細胞懸濁液を計数し、その細胞懸濁液を10細胞/mlまで希釈 し、そして96ウェルプレート(Corning,Corning,NY)の各ウェルに0.1ml(1 細胞/ウエル)を加えることによって、この細胞のプールを希釈クローニングす る。細胞を37℃、10%CO2で14日間インキュベートする。約24クローンを選択し 、そして24ウェルプレート、6ウェルプレート、次いで10cmプレートに拡大し、 この時点で、それらのクローンを発現についてアッセイし、上清を集め、ウイル ス力価についてアッセイする。 個々のクローンの力価を、HT1080細胞(ATCC寄託番号CCL 121)の感染によっ て決定する。1日目に、5.0×105のHT1080細胞を、3.0mlのDMEM、10%FBSおよび 4μg/mlポリブレン中で、6ウェルマイクロタイタープレートの各ウェルにプレ ートする。2日目に、各クローン由来の上清を10倍ずつ連続希釈し、そしてこれ を用いて1.0mlアリコートでHT1080細胞を感染させる。培地を新鮮なDMEM、10%F BS培地に置換し、そして細胞をベクターとともに37℃、10%CO2で一晩インキュ ベートする。3日目に、培地を適切な選択因子(例えば、ネオマイシン耐性の場 合、800μg/ml G418)を含む新鮮なDMEM,10%FBS培地で置換することによって 、(組換えベクター中に選択マーカーが存在すると仮定して)形質導入細胞の選 択を行なう。細胞を37℃、10%CO2で14日間インキュベートし、この時点で、各 希釈度におけるG418耐性コロニーを評価し、各クローンのウイルス力価をcfu/ml として決定する。 これらの手順を用いて、培養物中に1.0×106cfu/ml以上を産生する細胞株を誘 導する。さらに、当業者が理解するように、薬剤耐性以外の選択マーカーが組換 えベクターによりコードされる場合、または選択マーカーが組換えベクターによ りコードされない場合、他の力価法(例えば、抗体に基づくアッセイ、PCRアッ セイなど)が用いられ得る。 HX上清によるDA細胞の形質導入について記載したのと同じ方法で、DAベクター 産生細胞株から生成したベクターを用いて、パッケージング細胞株HXを形質導入 する。 neo選択マーカーを欠くベクターによるDAまたはHX細胞の形質導入を、上記の ように行なった。しかし、3日目にG418を細胞に加える代わりに、細胞を限界希 釈によってクローン化する。力価を上記のように分析する。 C.プロデューサー細胞株の生成の別法 ある状況では、プロデューサー株の生成プロセスにおいて、1より多い細胞株 の使用を避けることが所望され得る。この場合は、1日目に、DA細胞を、DMEMお よび10%照射(最低2.5メガラド)FBSとともに、10cm組織培養ディッシュに5.0 ×105細胞で播種する。2日目に、トランスフェクションの4時間前に、培地を5 .0mlの新鮮な培地に置換する。60μlの2.0M CaCl2、10μgのpMLP-G(Hartmanら、 Nuc.Acid Res.16:9345、1988;Emiら、J.Vir 65:1202、1991)プラスミド、10μg の組換えウイルスベクタープラスミドを混合し、脱イオン水で容積を400μlにす ることによって、標準的なリン酸カルシウム-DNA共沈を行なう。次いで、DNA-Ca Cl2溶液を、一定に攪拌しながら400μlの2×沈澱緩衝液(50mM HEPES-NaOH,pH7 .1,0.25M NaClおよび1.5mM Na2HPO4-NaH2PO4)に滴下する。この混合物を室温で 10分間インキュベートする。得られた細かい沈澱物を、前日にプレートしたDA細 胞の培養ディッシュに加える。細胞をDNA沈澱物とともに37℃で一晩インキュベ ートする。3日目に、培地を除去し、新鮮な培地を加える。G-偽型ウイルスを含 有する上清を4日目に取り出し、0.45μmのフィルターに通し、そしてDAパッケ ージング細胞に感染させるために用いる。 1日目に、DA細胞を、10mlのDMEMおよび10%FBS、4mg/mlポリブレン中におい て5.0×105細胞で10cm組織培養ディッシュに播種する。2日目に、2.0mL、1.0ml または0.5mlの新たに採集し、そしてろ過したG-偽型ウイルス含有上清を細胞に 加える。細胞をそのウイルスとともに37℃で一晩インキュベートする。3日目に 、培地を除去し、そしてそのプレートに800μg/mlのG418(neoR遺伝子を有する 組 換えベクターの場合)を含む10mlのDMEM、10%照射FBSを加える。ベクターによ って形質導入され、そしてneo選択マーカーを含有する細胞だけが生存する。G41 8耐性プールを1〜2週間かけて生じさせる。そのプールを発現について試験し 、次いで細胞をプレートから取り出し、その細胞懸濁液を計数し、その細胞懸濁 液を10細胞/mlまで希釈し、そして96ウェルプレートの各ウェルに0.1ml(1細胞 /ウェル)を加えることによって、希釈クローニングする。細胞を37℃、10%CO2 で2週間インキュベートする。そして24クローンを選択し、24ウェルプレート、 次いで6ウェルプレート、そして最後に10cmプレートに拡大し、この時点でクロ ーンを発現についてアッセイし、上清を集め、そしてウイルス力価について上記 のようにアッセイする。 D.アルファウイルスパッケージング細胞株の構築 1.アルファウイルスパッケージング細胞株の開発のための親細胞株の選択 a.持続的にまたは慢性的に感染可能な細胞 アルファウイルスパッケージング細胞株を作り出すための潜在的な親細胞株の 選択における1つの重要な判断基準は、アルファウイルスベクター粒子の適切な 産生の前に細胞病理学的効果をほとんどまたは全く示さない細胞株の選択である 。この判断基準は、長期間にわたって増殖させ得、そしてベクターの安定的供給 源として使用し得るアルファウイルスベクタープロデューサー細胞株の開発にと って必要不可欠のものである。大部分の哺乳動物細胞のアルファウイルス感染が 、細胞病理学および細胞の溶解をもたらすことがわかっている。しかし、さまざ まな昆虫細胞株由来のパッケージング細胞に由来することによってこの問題を回 避し得る。例えば、昆虫細胞株(例えば、Aedes albopictus,Aedes aegypti、Sp odoptera frugiperda、およびDrosophila melanogaster細胞から由来し得る)は 、アルファウイルスパッケージング細胞株を構築するために利用され得る。例え ば、1つの実施態様において、アルファウイルスパッケージング細胞株は、これ らの細胞タイプにおいて活性な誘導性または非誘導性のプロモーターの制御下で 、アルファウイルス構造タンパタ質の発現を可能にする安定にトランスフェクト された発現ベクターカセットを含み、そして選択マーカーを同時発現する、Aede s al bopictus細胞由来のような昆虫親細胞株を用いて提供される。 b.アルファウイルス発現に対する感受性を減少させるための細胞の改変: アポトーシスの抑制および細胞病理学 潜在的な親細胞株(例えば、イヌのD-17およびCF2細胞;ヒトのHT1080(ATCC受 託番号CCL121)および293細胞;ウズラQT-6細胞;BHK-21細胞;マウス神経芽腫N18 細胞;およびラット前立腺腺ガンAT-3細胞)におけるbcl-2遺伝子産物の過剰発現 により、パッケージング細胞株はまた、改変され得る。持続的感染可能な状態へ のこれらの細胞の変換は、組換えレトロウイルスベクタープロデューサー株のも のと同様に、アルファウイルスパッケージング細胞株およびプロデューサー細胞 株としてのこれらの使用を可能にする。 このようなパッケージング細胞を構築するために、プラスミドpB4(Reedら、Na ture 336:259,1988)由来の910bpのEcoRI cDNAフラグメントを、構成的プロモー ターを含有しかつ選択マーカーをコードする任意の市販の発現ベクター(例えば 、pCDNA3(Invitrogen,San Diego,CA))に挿入するために、標準的な組換えDNA技 術の使用により、bcl-2発現ベクターを構築する。アルファウイルス核酸配列と 他の形質導入されたベクターとの間のいずれのタイプのホモロジーも避けるため に、注意深く考慮しなければならない。組換えシンドビス粒子中の選択マーカー またはbcl-2オンコジーンの望ましくないパッケージングを導き得る組換え事象 を防ぐために、このことに注意すべきである。本明細書に記載されるアルファウ イルスベクター系を生物学的治療としての使用のために設計するので、これは重 要な点である。一旦、bcl-2発現ベクターを構築したら、親細胞株(すなわち、BH K-21細胞)を任意の標準的な技術を用いてトランスフェクトし、そして適切なマ ーカーを用いて24時間後に選択する。耐性コロニーをプールし、その後に希釈ク ローン化し、次に個々のクローンを増殖させ、そしてbcl-2発現についてスクリ ーニングする。一旦、発現を確認したら、持続性のシンドビス感染を試験し、そ の後に、アルファウイルスパッケージング細胞株の開発のための親細胞株として それは使用される。 bcl-2オンコジーンに加えて、アポトーシスを抑制する他の遺伝子産物もまた 、アルファウイルスパッケージング細胞株またはプロデューサー細胞株において 同 様に発現され得る。特に好ましい3つのウイルス遺伝子は:19kDタンパク質をコ ードするアデノウイルスE1B遺伝子(Raoら、PNAS 89:7742-7746,1992)、単純ヘル ペスウイルス1型134.5遺伝子(ChouおよびRoizman,PNAS 89:3266-3270,1992)、 およびAcMNPVバキュロウイルスp35遺伝子(Clemら、Science 254:1388-1390,1991 )を含む。標準的な技術を用いて、適切な構成的真核細胞転写プロモーターの制 御下で、そしてまた選択マーカーも含有する任意の市販のプラスミド発現ベクタ ー中に、これらの個々の遺伝子を挿入し得る。続いて、発現ベクター構築物を、 上記のような細胞株にトランスフェクトし、そして適切な選択を適用する。これ らの遺伝子の安定な組み込みおよびそれらの産物の構成的な発現のための選択は 、アルファウイルス誘導性アポトーシス事象に感受性であることが見出された細 胞株における、より広範なベクター産生を可能にするにちがいない。さらに、各 遺伝子産物がそれ自身の独特の機構によりアポトーシスを阻害することは、可能 である。従って、遺伝子はまた、より強い抑制効果を得るために、種々の組合せ でパッケージング細胞株またはプロデューサー細胞株へ導入され得る。最終的に 、アポトーシスに同様の効果を有する他の遺伝子産物もまた、それらが同定され るようなパッケージング細胞株へ容易に組み込まれ得る。 アルファウイルスベクターパッケージング細胞株およびプロデューサー細胞株 の誘導において、ベクターおよびベクターパッケージングカセットの両方で安定 的に形質転換されたプロデューサー細胞株を誘導することができるように、ウイ ルス遺伝子の発現を制御するための多くのアプローチが用いられ得る。これらの アプローチには、誘発性および/または細胞分化感受性プロモーター、アンチセ ンス構造遺伝子、異種制御系、および持続性ウイルス感染が樹立され得る蚊また はその他の細胞の使用が含まれる。アルファウイルスベクタープロデューサー細 胞株の最終的構造にかかわらず、ウイルス遺伝子発現の結果として持続性感染ま たは少なくとも細胞死の遅れを樹立する能力がアポトーシスを阻害することによ って増強され得る。例えば、アデノウイルス、HPV,SV40、およびマウスポリオ ーマウイルス(Py)を含むDNA腫瘍ウイルスは、網膜芽腫(Rb)遺伝子産物p105およ びその密接に関連する遺伝子産物p107、ならびにサイクリンA,p33cdk2およびp 34cdc2を含む細胞サイクルの制御に関与する他の遺伝子産物に対して結合し、そ してそれを不活性化することによって、細胞を部分的に形質転換させる。Pyを除 いてこれらのウイルスは全て、p53に結合し、そしてそれを不活性化する遺伝子 産物をコードする。唯一、Pyは、膜チロシンキナーゼである、src、およびこの ウイルスの完全な形質転換ポテンシャルのために必要とされるホスファチジルイ ノシトール-3-キナーゼにも結合し、そしてこれらを活性化する中間T抗原(mT )をコードする(Talmageら、Cell 59:55-65,1989)。Rbおよびp53劣性オンコジー ン産物に対する結合およびその不活性化は、これらのDNA腫瘍ウイルスにより形 質転換された細胞がアポトーシス経路に入るのを防ぐ。p53は、一部には、C-fos ,hsc-70およびbcl-2を含む細胞増殖に関連したタンパク質の発現を阻害すること によって、細胞分裂を停止させ得ることが知られている(Miyashitaら、Cancer R esearch 54:3131-3135,1994)。 アルファウイルスベクターの産生の持続期間を延長するため、または持続性感 染状態を促進するために、好ましくは、パッケージング細胞およびプロデューサ ー細胞を、PyまたはSV40由来のウイルスゲノムDNAを用いて形質転換する。特に 、SV40およびPyで形質転換された細胞株を樹立し、そしてウイルス感染後のシン ドビス産生の動態およびレベルならびに細胞病理学が決定される。ハムスター細 胞内でシンドビス増殖の特徴であるアポトーシス事象が低減したならば、その後 各々のプロトタイプのアルファウイルスパッケージング細胞株およびプロデュー サー細胞株は、これらの細胞からのパッケージングされたベクターの収量を増大 させるために、PyまたはSV40で形質転換される。 c.アルファウイルス発現に対する感受性を減少させるための細胞の改変: 活性化依存性ベクター粒子の産生 前駆体PE2としてシンドビスE2糖タンパク質を合成する。このPE2前駆体は、第 2のウイルス糖タンパク質E1とともに、小胞体の中で会合し、そしてプロセシン グされ、そしてビリオン取込みのためのへテロダイマーとして感染細胞の膜まで 輸送される。このプロセシングの間の或る点で、PE2はE3と成熟ビリオン糖タン パク質E2とに切断される。E3は、PE2の64個のアミノ末端残基に相当し、そして 成熟の間に失われる。より大きな切断産物E2は、E1と会合し、そしてウイルスエ ンベロープとなるものの中に係留される。宿主細胞のプロテアーゼが、PE2前駆 体のプロセシングを担い、高度に保存された規範的な4アミノ酸(aa)残基モチ ーフ、塩基性-X-塩基性-塩基性アミノ酸のすぐ後に続く部位で切断する。RPE.40 と呼ばれる、CHO-K1株に由来する変異細胞株(Watsonら、J.Virol.65:2332-2339 、1991)は、PE2前駆体をE3および成熟E2形態にプロセシングする能力がないこと から、シンドビスウイルスAR339株の産生において不完全である。従って、RPE.4 0細胞株において産生されるシンドビスビリオンのエンベロープは、PE2/E1ヘテ ロダイマーを含む。RPE.40細胞は、親のCHO-K1よりもシンドビスウイルス感染に 対して少なくとも100倍強い耐性を有する。RPE.40細胞株により産生される不完 全なビリオンは、トリプシンでの処理によって完全に感染性の形態に変換され得 る。 パッケージング細胞株およびプロデューサー細胞株において、ベクターと構造 タンパク質遺伝子RNAとの間の組換えにより産生されるあらゆる野生型アルファ ウイルスは、細胞に再感染し、そして迅速に増幅され、パッケージングされたベ クター調製物を著しく汚染し、そして力価を著しく低下させる。RPE.40株から開 発されたパッケージング細胞およびプロデューサー細胞は、ベクターの産生およ びパッケージングの間に生成されるあらゆる野生型ウイルスの非効率的な増幅の ために、アルファウイルス感染に対して許容的な他の細胞株の代替物である。従 って、ベクター調製物は、野生型ウイルスにより著しく汚染されない。さらに、 この系の利益は、当該分野で公知の技術を用いて類似の細胞プロテアーゼ内の「 ノックアウト」変異体を開発することによって他のパッケージング細胞株および プロデューサー細胞株にも拡大される。 d.ホッピング細胞株の開発 アルファウイルスホッピング細胞株を、異なる細胞レセプター向性について偽 型化された感染性RNAベクター粒子を一過的に産生するために用いる。ホッピン グ細胞株がベクター粒子をひとたび産生すると、それはもはや必要でなくなる。 なぜなら、上記で議論した元々のアルファウイルスパッケージング細胞株を形質 導入するのには、感染性培養上清だけが必要とされるからである。従って、ベク ター粒子を一過的に産生するためには、ホッピング細胞株がアルファウイルスに よる持続性感染を示す必要はない。この場合、親細胞株は、持続性感染を示す昆 虫細胞株、またはウイルス生産性アルファウイルス感染の後、24時間〜72時間以 内に溶解するようである哺乳動物細胞株のいずれかであり得る。唯一の基準は、 その細胞株が、アルファウイルスRNAベクターの導入に先立って細胞の増殖に影 響を及ぼすことなく、適切なアルファウイルス構造タンパク質を伴うかまたは伴 わずにVSV-Gタンパク質、あるいはレトロウイルスgag-polおよびenvタンパク質 のいずれかを発現することができるということである。従って、アルファウイル スホッピング細胞株は、bcl-2オンコジーン発現のような以前に議論したさらな る細胞の改変を伴わずにアルファウイルスまたはレトロウイルスのいずれかの複 製を支持し得る上述の親細胞株のいずれかであり得る。 VSV-G偽型化アルファウイルスベクター粒子の作製は、少なくとも3つの別の アプローチにより達成され得る。その各々は、米国特許出願番号第08/348,472号 に詳細に記載される。 レトロウイルスパッケージング細胞株の中でのアルファウイルスベクターの偽 型化のために、レトロウイルスパッケージング配列を含むように操作されたアル ファウイルスベクターをパッケージングするために、レトロウイルスのgag-pol 配列およびenv配列を発現するあらゆる細胞株を使用し得る。サブゲノムRNAでは なくゲノム長のベクターのみがウイルスエンベロープタンパク質によってパッケ ージングされるように、レトロウイルスΨパッケージング配列を、不活性化され た接合領域と合成接合領域タンデム反復との間に挿入する。アルファウイルスベ クターRNAを含むウイルスに基づく粒子は、前述した手順を用いて、インビトロ 転写されたアルファウイルスベクターRNAをトランスフェクトすることによって 産生され得る。アルファウイルスRNAベクターを含む偽型化レトロウイルス粒子 を有する上清を、トランスフェクション後24時間で回収し、次いで、これらの上 清を用いてアルファウイルスパッケージング細胞株を形質導入し得る。 e.ヒト補体による不活性化に対して耐性を有するアルファウイルスを産生す る親細胞株の同定 組換えアルファウイルス粒子の好結果の静脈内投与には、ベクターが血清中で 不活性化に対して耐性である必要がある。BHK-21細胞で増殖したシンドビスは、 有効ウイルス力価に関して補体媒介性血清不活性化に対して感受性であることが 当業者には周知である。ヒト補体による不活性化に対して耐性を有するシンドビ ス粒子を産生する親細胞株を同定するために、多数の細胞型で増殖したシンドビ スウイルスの血清不活性化のレベルを試験する。試験した細胞型(例えば、293 細胞またはHT1080細胞)は、ヒトを含む多くの種に由来する。 ヒト補体の供給源として、患者から約70mlの血液を血清分離チューブ(Becton Dickinson,Los Angeles,CA)中に集める。血液を室温で30分凝固させておく。凝 固の後、血清を4℃で10分間2000×gで遠心分離する。血清を回収し、そして15m lのコニカルチューブ(Corning,Corning,NY)に入れ、そして氷上に置く。約1.1ml の血清のアリコートを2mlの凍結バイアルに入れ、ドライアイス/エタノール浴中 で凍結し、そしてその後の血清不活性化アッセイのために-70℃で貯蔵する。56 ℃で30分間のコントロールアリコートの熱不活性化により、補体不活性化コント ロールを調製する。 血清不活性化についてシンドビスを試験するために、1.1mlの100%非熱不活性 化ヒト血清を含有する2つのバイアルを、種々のウイルス調製物について使用す る。第1の血清バイアルを37℃で急速に解かす。次いで、血清中に存在する補体 を加熱不活性化するために、血清を56℃で30分間加熱する。不活性化の後、血清 を氷上に置く。第2のバイアルを37℃で急速に解かす。解凍後、血清を氷上に置 く。 約1.0mlの非熱不活性化血清、培養培地のみ、および熱不活性化血清を、別々 の1.5mlチューブ(Fisher Scientific,Pittsburgh,PA)に入れ、そして1×105pfu のシンドビスウイルスと混合し、そして37℃で1時間インキュベートする。イン キュベート後、チューブを氷上に置く。 ヒト血清不活性化に対して耐性を有するアルファウイルスの親細胞株宿主を同 定するために、非熱不活性化血清、培地、および熱不活性化血清ウイルス調製物 を、BHK-21細胞でのプラークアッセイにより力価測定する。非熱不活性化血清、 培地、または熱不活性化血清を用いるインキュベーションに関係ない同等のウイ ルス力価は、ヒト補体不活性化に対して耐性を有するシンドビスウイルスを産生 する親細胞株宿主を示す。 2.構造タンパク質発現構築物 a.誘導性および構成的構造タンパク質ベクター発現カセット アルファウイルスパッケージング細胞株の開発は、必要な構造タンパク質(す なわちカプシド、pE2および/またはE2ならびにE1)の高い細胞内レベルを合成す る能力に依存している。残念なことに、これらのタンパク質、特にエンベロープ 糖タンパク質E2およびE1の高レベル発現は、それに付随する細胞病理および結果 として起こる細胞死を導き得る。従って、構造タンパク質発現カセットは、構成 的発現レベルを維持するその他のものに加えて、遺伝子発現のレベルを制御する 誘導可能な調節エレメントを用いて設計されてきた。 第1の構造においては、アルファウイルス構造タンパク質の発現は、誘導可能 なlacオペロン配列と組合わせてRSV LTRの制御下にある。これは、pOP13およびp OPRSV1ベクター(Stratagene,San Diego,CA)内へのウイルス構造タンパク質遺 伝子に対応するアルファウイルスcDNAの挿入により達成される。別々に使用され るこれらのベクターは、lacリプレッサータンパク質を発現するp3'SSベクター(S tratagene,San Diego,CA)を用いて同時トランスフェクトされる。誘導物質( 例えば、イソプロピル−B−D−チオガラクトピラノシド(IPTG))が無い場合、 lacオペロン制御下のルシフェラーゼリポーター遺伝子の基礎的、すなわち、構 成的な発現レベルは、細胞あたり10〜20コピーであると報告されてきた。IPTGの 添加は、リプレッサータンパク質のコンフォメーションの変化をもたらし、これ がlac-オペレーター配列に対するlacリプレッサータンパタ質の親和性の減少を もたらし、異種遺伝子の高レベル発現を可能にする。IPTGの存在下での95倍とい う誘導レベルが、pOP13ベクター内に含まれる異種遺伝子について報告されてい る。 詳細には、シンドビス構造タンパタ質遺伝子(SP)cDNAを、以下の通りpOP13 およびpOPRSV1ベクター内に挿入する。SPコード領域は、シンドビスnt 7,638で の効率のよい翻訳開始のためのコザックコンセンサス配列に対応する周囲のヌク レオチドを含む、真正のAUG翻訳開始部位およびUGA翻訳停止部位にそれぞれマッ ピングされる5’末端をもつプライマー対を用いて全体として増幅される。正方 向プライマーは、シンドビスnts7,638〜7,661に対して相補的であり、そして逆 方向プライマーはシンドビスnt 11,384〜11,364に対して相補的である。構造タ ンパク質遺伝子に対応するシンドビスcDNAのPCR増幅は、以下のオリゴヌクレオ チド対を用いて、標準的な3温度サイクルプロトコルによって達成される。 正方向プライマー(7638F): 逆方向プライマー(11384R): 指示されたシンドビスヌクレオチド配列に対するそのそれぞれの相補性に加え て、NotI認識配列が続く5ヌクレオチド「緩衝配列」は、各プライマーの5’末 端に含まれる。PCR増幅の後、1%のアガロースゲル中で3,763bpのフラグメント を精製し、その後続いて、NotIで消化する。その後、得られた3,749bpのフラグ メントを、別々にpOP13およびpOPRSV1ベクター内に連結する。これらのベクター はNotIで消化され、そして仔ウシ腸アルカリホスファターゼで処理されている。 シンドビス構造タンパク質のコード能力範囲全体を含むこれらの発現カセットベ クターを、それぞれpOP13-SINSPおよびpOPRSV1-SINSPと称する。 lacオペロン−シンドビス構造タンパク質の遺伝子発現カセットの変化型はま た、その他のウイルス、哺乳動物または昆虫ベースのプロモーターを用いて構築 され得る。当該分野において公知の一般的な分子生物学技術を用いて、lacオペ ロンおよびRSV LTRプロモーター、または単にRSV LTRプロモーターのみを、Stra tageneのpOP13およびpOPRSV1ベクターから取り出し、サイトメガロウイルス主要 即時プロモーター(pOPCMV-SINSP);アデノウイルス主要後期プロモーター(pOPAML P-SINSP);SV40プロモーター(pOPSV-SINSP):またはDrosophilaメタロチオネイン 誘導性プロモーター(pMET-SINSP)、Drosophilaアクチン5C遠位プロモーター(pOP A5C-SINSP)、熱ショックプロモーターHSP65またはHSP70(pHSP-SINSP)を含む昆虫 プロモーター配列、あるいはバキュロウイルスポリヘドリンプロモーター (pPHED-SINSP)のような他のプロモーター配列に置換し得る。 b.アルファウイルスベクターを介する構造タンパク質の誘導性発現 アルファウイルス構造タンパク質の発現からの潜在的な細胞傷害効果のため、 わずかな基礎レベルのこれらのタンパク質でさえ発現する誘導性パッケージング 細胞株の樹立は、必ずしも好ましいものではないかもしれない。従って、アルフ ァウイルスベクターによりトランスで供給された非構造タンパク質を介する構造 タンパク質合成の高レベルの誘導のための調節エレメントを含むが、適切な刺激 を受けるまでは基礎的なレベルの合成を全く有さないパッケージング細胞株発現 カセットが構築される。 この形態においては、隣接するアルファウイルス接合領域配列から構造タンパ ク質遺伝子の転写が起こるようにする構造タンパク質遺伝子カセットが構築され る。このようなカセットの主な特徴は、転写開始が真正のアルファウイルスのヌ クレオチド1で始まるように、アルファウイルスのヌクレオチド1のすぐ近くに 隣接して位置するRNAポリメラーゼIIプロモーター、トランスクリプターゼ(tra nscriptase)認識に必要な5'末端アルファウイルス配列、構造タンパク質遺伝 子のmRNA発現のためのアルファウイルス接合領域配列、アルファウイルス構造タ ンパク質の遺伝子配列、複製に必要な3'末端アルファウイルス配列、および転 写終結/ポリアデニル化配列である。構造タンパク質遺伝子のAUG開始部位前で 終る上流オープンリーディングフレームのため、アルファウイルス構造タンパク 質の発現は、ベクターが供給した非構造タンパク質によるマイナス鎖RNAの合成 後のみに生じ得、その後、接合領域からの構造タンパク質遺伝子のmRNA転写が起 こり得る。従って、この系の誘導性は、アルファウイルスベクター自体によって 供給され、インビトロで転写されたRNAまたは適切なプロモーターエレメントの 下流に位置するcDNAのいずれかとして導入される、非構造タンパク質の存在に完 全に依存している。さらに、5'および3'末端のアルファウイルス配列は、構造 タンパク質遺伝子カセットのこのRNA転写物を同じベクターに供給される非構造 タンパク質が増幅することを可能にする(図16を参照のこと)。 詳細には、ポジティブセンスのベクター誘導性シンドビスパッケージングカセ ットの構築は以下の通りに達成される。簡潔に述べると、前述のpVGELVISベクタ ーを、酵素BspEIで消化して、非構造遺伝子コーディング配列の大部分を含むヌ クレオチド422〜7054を除去し、そして残りの9925bpフラグメントを0.8%のアガ ロースゲルで精製し、その後それ自身に再連結してpLTR/SindlBspEと称する構築 物を生成する(図16)。この欠失は、nts60〜62にある5'末端の真正の翻訳開始コ ドンをそのままに残し、そしてそれぞれnts7,130〜7,132および7,190〜7,192で のインフレームの下流UAAおよびUGA停止コドンを作り出す。従って、下流の構造 タンパク質遺伝子のオープンリーディングフレームの翻訳を防いでいる。pLTR/S lndlBspEパッケージングカセット構築物をひき続きBHK-21細胞内にトランスフェ クトし、そして400μg/mlでG418を用いて、トランスフェクタントを選択し、 そして限界希釈によりクローン化する。トランスフェクトされたクローン化株の 拡大後、パッケージング活性についてのスクリーニングを前記のシンドビスルシ フェラーゼ(SIN-Luc)ベクターRNAのトランスフェクションによって行う。図17に 示したデータにより、回収された上清がSIN-lucベクターRNAをBHK-21細胞の新鮮 な単層に移すことが示されるように、いくつかのこれらのクローン化LTR/SindlB spEパッケージング細胞内へのSIN-lucベクターRNAのトランスフェクションは、S IN-luc RNAを含む感染性シンドビス粒子の産生をもたらすことが実証される。 これらのパッケージングカセット構築物の広範な種々の変化体は、例えば、現 行のMuLV LTRに対する他のRNAポリメラーゼプロモーターの置換、RNAポリメラー セプロモーターと第1のシンドビスヌクレオチドとの間での1つ以上のヌクレオ チドの付加、他のリボザイムプロセシング配列の置換、またはトランスクリプタ ーゼ認識に必要な5'末端シンドビス配列を保持してもよく、もしくは保持しな くてもよい、構造タンパク質遺伝子配列の上流のシンドビスにコードされないオ ープンリーディングフレームの置換を含み、これらは、本明細書中に提供される 開示により作製され得る。さらに、これらの構築物は、前記のように他の細胞株 にトランスフェクトされ得る。 別のベクター誘導性パッケージング形態において、発現カセットは、その天然 の接合領域および3'非翻訳領域が隣接するアルファウイルス構造タンパク質遺 伝子配列のcDNAコピーを含有し、そしてプロモーターからの一次転写がアンチセ ンス構造タンパク質遺伝子RNA分子を産生するような配向で発現ベクター内に挿 入されている。さらに、これらの構築物は、接合領域に隣接して、ウイルスのト ランスクリプターゼによる認識に必要なアルファウイルス5'末端配列、および 5'末端配列のアルファウイルスヌクレオチド1のすぐ近くに隣接して位置する 触媒リボザイム配列を含有する。このため、このリボザイムは、第1のアルファ ウイルスヌクレオチドの後で正確に一次RNA転写物を切断する。このアンチセン ス配向において、構造タンパク質遺伝子は翻訳され得ず、そしてその発現に先立 つポジティブ鎖のmRNAへの転写のために、アルファウイルスのウイルス非構造タ ンパク質の存在に完全に依存している。これらの非構造タンパク質は、アルファ ウイルスベクター自体によりさらに提供される。さらに、この形態は正確なアル ファウイルスゲノムの5'および3'末端配列を含むことから、構造タンパク質遺 伝子の転写物は、アルファウイルスベクターにより提供される同じ非構造タンパ ク質を利用することによって増幅される。この構築物の詳細は、米国特許出願番 号第08/348,472号に記載される。 さらに、上記のアプローチを用いて、構造タンパク質遺伝子の組込みおよび発 現を分離し、重複しない独立したRNA分子としてのそれらの転写を可能にするパ ッケージング細胞株もまた生成され得る。例えば、糖タンパク質E2およびE1とは 独立したカプシドタンパク質の発現、すなわち3つのタンパク質の各々が互いに 独立していることは、ベクターRNAとの組換えおよびその後の混入する野生型ウ イルスの生成の可能性を除外する。このような「スプリット遺伝子」発現カセッ トの構築は、米国特許出願番号第08/348,472号に詳細に記載される。 c.アルファウイルスパッケージング細胞株を作出するための成分のアセンブ 例示目的のために、BHK-21細胞株およびレプリコン誘導性パッケージング発現 カセットを用いて、成分のアセンブリを証明する。しかし、他の潜在的な親細胞 株を使用してアルファウイルスパッケージング細胞株を作製し得る。これについ ては以前に議論した。簡単に述べると、BHK-21細胞を37℃、5%CO2で、DMEM、 2mM L-グルタミン、および10%ウシ胎児血清(最適培地)中で増殖させる。供給 者によって提唱されるように、無血清培地条件において、35mMペトリディッシュ で増殖させた約5×105のBHK-21細胞を、5μlのTransfectam(Promega,Madison , WI)陽イオン脂質試薬を用いて、5μgのpLTR/SindIBspEでトランスフェクトする 。しかし、いずれのトランスフェクション法(すなわち、エレクトロポレーショ ン、リン酸カルシウム沈澱によるか、または一般に当該分野で公知の任意の容易 に入手可能な陽イオンリポソーム処方および手順の使用による)も、すぐに代用 され得る。トランスフェクション後24時間で、細胞をトリプシン処理し、そして 上記のように、400μg/mlのG418を補充した10mlの最適培地を含む100mmディッシ ュに再播種し、そして5日〜7日の期間にわたって選択する。次いで、G418薬物 に耐性を示すコロニーをプールし、希釈物をクローン化し、そして増殖させる。 個々のクローンを、SacI線状化プラスミドpKSSINBV-luc(実施例1C(iv)を参照 のこと)からインビトロで転写されたシンドビスールシフェラーゼベクターRNA を用いたトランスフェクション後の高レベルのシンドビス構造タンパク質の発現 、および機能的なパッケージングについて、スクリーニングする。詳細には、60 mmペトリディッシュで増殖させたクローン由来のpLTR/SindlBspEでトランスフェ クトしたBHK-21細胞(LTR/SindI BspEまたはBK-Bsp細胞と呼ぶ)を、2μgのシ ンドビス-ルシフェラーゼベクターRNAでトランスフェクトし、そして3mlの最適 培地で覆う(上記を参照のこと)。トランスフェクション後20時間で上清を取り 出し、そしてSorvall RT6000B卓上遠心機で3,000rpmで30分間の遠心により、上 清を透明化する。さらに、製造者により記載されるようにトランスフェクトされ た細胞単層を、レポーター溶解緩衝液(Promega,Madison,WI)中で溶解し、そ して前記のようにルシフェラーゼ発現についてアッセイする。 ルシフェラーゼ活性(および機能的パッケージング)の転移を、60mmディッシ ュ中の新鮮なBHK-21細胞単層を感染させるために、1.0mlの上記の上清を用いる ことにより試験する。感染後20時間で、上記のように細胞単層を溶解し、そして ルシフェラーゼ発現について試験する。図17に示されるように、3つのクローン (#13、18および40)は、パッケージングされたシンドビスルシフェラーゼベクタ ーを産生する。さらに、トランスフェクトされたクローン#18細胞を、トランス フェクション後の時間経過にわたるベクターパッケージングの増加について試験 する。上記のように、トランスフェクトされたクローン#18細胞からの上清を、 トランスフェクション後20、45および70時間で採集し、そして新鮮なBHK-21細胞 単層を感染させるために使用する。図18は、トランスフェクション後45時間でシ ンドビス-ルシフェラーゼベクターパッケージングが顕著に増加することを示す 。発現もまた、ポリクローナルウサギ抗シンドビス抗体を用いるウエスタンブロ ット分析により試験され得る。 3.アルファウイルスプロデュサー細胞株のための誘導性ベクターおよび構造タ ンパク質の発現 a.ウイルスプロモーターの使用 アルファウイルスベクタープロデュサー細胞株を開発するための別のアプロー チは、感染後にウイルスの持続性がしばしば生じる場合、蚊細胞からのアルファ ウイルスベクタープロデュサー株を生成することである。しかしながら、持続的 に感染された蚊細胞の中で産生された感染性ウイルスの力価は、わずか約1.0×1 04pfu/mlにすぎず、これは、BHK-21細胞のシンドビスによる溶解性感染の後に見 られる力価よりも少なくとも5桁小さい。 ウイルス生産性の細胞溶解感染が適正な刺激の後にのみ起こるように、ベクタ ーおよびウイルスの構造遺伝子カセットの両方を含む誘導性アルファウイルスベ クタープロデュサー細胞株についてのいくつかのストラテジーが記載されている 。これらのアプローチは「フィードフォワード」レベルで作用することから、系 の調節制御において「漏出性」があるとアルファウイルスの複製サイクルの開始 および、おそらくは細胞死をもたらし得る。従って、強固に調節された制御機構 が、このような系には必要である。 発生の顕著な特徴は、分化状態依存性の遺伝子発現パターンである。簡単に述 べると、遺伝子発現パターンは、未分化状態と最終の分化状態との間で大きく異 なっている。従って、その分化状態が制御され得る細胞は、アルファウイルスベ クタープロデュサー細胞株を誘導する理想的な宿主であるようである。このよう な形態では、発現ベクターカセット、およびいくつかの場合には、構造成分を、 ELVISについて記載されたストラテジーに従って、最終分化状態誘導性プロモー ターに結合し、そしてこれを使用して未分化の宿主細胞を安定に形質転換する。 適切な刺激による誘導の後の宿主プロデュサー細胞の最終分化は同時に、アルフ ァウイルス複製サイクルの誘導およびパッケージングされたベクターの産生をも たらす。アンチセンス構造遺伝子および異種ウイルス発現系を含む、本明細書中 に記載される他のストラテジーは、以下で記載する細胞分化状態依存性プロモー ターと容易に結合される。 このアプローチでは、最終的な分化細胞のみにおいて活性であるウイルスプロ モーターまたは細胞プロモーターのいずれかを用いた4例について記載する。 マウスpy、SV40、およびMoMLVは全て、未分化のマウス胚ガン腫(EC)細胞に 感染し得、そしてその中に浸入し得るが、それらの遺伝子(および異種遺伝子) の発現およびウイルス産生性感染の樹立はブロックされていることが示されてき た(SwartzendruberおよびLehman,J.Cell.Physiol.85:179-188,1975;Periesら、J .Natl.Cancer Inst,59:463-465,1977)。これらのウイルス増殖特性はまた、マウ ス奇形ガン腫の悪性幹細胞に由来する2つの細胞株、PCC4およびF9においても実 証されている。ウイルス増殖のブロックは、転写および複製のレベルで起こり、 そしてウイルス非コード制御領域内に含まれるエンハンサーにマッピングされる (Linneyら、Nature 308:470-472,1984;Fujimuraら、Cell 23:809-814,1981;Kati nkaおよびYaniv,Cell 20:393-399,1980)。MoMLVが未分化のEC細胞に感染する場 合、そのウイルスDNAはゲノム内に組込まれる。しかしながら、上記のように、 ウイルス遺伝子または異種遺伝子の発現はブロックされる。ウイルス発現のこの ブロックは、レチノイン酸を増殖培地に添加することによってEC細胞の最終分化 の時点で解除される。 EC細胞内のpVGELVIS構築物のRNA発現特性を試験するため、プラスミドDNAを、 LipofectamineTMと、供給業者が提案する条件(約5gのDNA/8gの脂質試薬)に 従って複合体化し、そして約75%の集密度で未分化のPCC4またはF9細胞(Fujimur aら、1981.Cell 23:809-814)を含む35mmのウェルに添加する。cpeの発生および 培地上清のプラークアッセイにより定量されたシンドビスウイルス産生性感染の レベルを、未分化および分化したトランスフェクトしたPCC4またはF9細胞におい て5日間にわたって定期的な間隔で測定する。F9およびPCC4細胞の分化は、1M の最終濃度でレチノイン酸(Sigma Chemical Co.,St.Louis,MO)の添加によって 達成される。 MoMLVベクターで感染した未分化のEC細胞において観察される異種遺伝子の相 対的な発現の階層が一部には挿入依存性のものであり得ることが提案されてきた (Linneyら、1987,J.Virol.61;3248-3253)。従って、pVGELVISでトランスフェク トされた未分化のEC細胞は、シンドビスゲノムcDNAの転写そして今度はウイルス 生活環の開始という点で、異なる結果をもたらし得るようである。この場合、pV GELVISでトランスフェクトされた未分化EC細胞のG418選択の後、残存する細胞を 、クローン化し拡大する。次いで、細胞クローンを、レチノイン酸の添加による 分化後のシンドビスウイルスの産生について試験する。 シンドビス非構造タンパク質の存在下で、その構造タンパク質の産生が細胞の 分化状態に依存しているベクターパッケージング細胞株を単離するため、上記の ように、未分化F9またはPCC4細胞をpLTR/SINdlBspEを用いてトランスフェクトし 、そしてG418選択をする。次に、パッケージングされたpSIN-BV-lucベクターを 用いた高い多重度での感染により、分化状態に感受性なクローンを選択する。細 胞溶解に対して耐性であるか、またはパッケージングされたpSIN-BV-lucベクタ ー粒子を産生しないクローンは、ベクターパッケージングクローンの候補である 。これらの候補クローンを、記載のように、レチノイン酸による最終分化の後の SIN-lucベクター粒子産生について試験する。 マウス野生型Pyは、奇形ガン腫細胞株PCC4またはF9の中で複製できない。未分 化細胞内でのこの複製ブロックは、早期領域(すなわちT抗原)遺伝子の転写レ ベルで起こり、そしてビタミンAでの最終分化の誘導により解除される。未分化 のPCC4およびF9細胞内でウイルス産生性感染を樹立し得るPy変異体は、ウイルス エンハンサー領域にマッピングされる。胚組織特異的転写エンハンサーエレメン トの生成は、これらの変異体をもたらしている。未分化の奇形ガン腫細胞株内の Py複製の阻害のこの特性を活用するために、エンハンサーを含むウイルス調節非 コード領域を、ELVISストラテジーに従って、シンドビスウイルスのゲノムcDNA に結合する。Py早期領域の正確な転写開始部位が決定されている(Tooze,DNA腫 瘍ウイルス、第2版、Cold Spring Harbor,NY,1981を参照のこと)。PCC4およ びF9細胞株は、Py−シンドビスベクターを用いて安定に形質転換される。培養培 地にレチノイン酸を添加し、そして最終分化を誘導した後、シンドビスウイルス 産生性感染が起こる。分化状態の制御されたアルファウイルスベクターの構築は 、 米国特許出願第08/348,472号に詳細に記載される。 b.細胞プロモーターの使用 このストラテジーの第3の例は、β−グロビン遺伝子座制御領域を使用する。 β−グロビン多重遺伝子クラスターは、5つの発生的に調節された遺伝子を含有 する。ヒトの発生の初期段階において、胚の卵黄嚢は造血組織であり、そしてε −グロビン遺伝子を発現する。この後、胎児の肝臓内ではγ−グロビン遺伝子に 、そして成人骨髄内ではδ−およびβ−グロビン遺伝子に交換する(Collinsおよ びWeissman,1984,Prog,Nucleic Acid Res.Mol.Biol.31:315)。 少なくとも2つのマウス赤白血病株(MELおよびFriend)が、β−グロビンの 最終分化依存性の発現のモデルとして役立つ。これらの株においてβ−グロビン の発現は、増殖培地に2%のDMSOを添加することによる最終分化の誘導後のみに 観察される。 β−グロビン遺伝子座全体は、遺伝子座制御領域(LCR)により調節される。LCR 内には、コード領域の5’であるDNaseI過敏性領域内にある優性制御領域(DCR) が存在する。DCRは、5つのDNaseI過敏性(HS1〜HS5)部位を含む。DCRは、トラン スジェニックマウスおよび安定にトランスフェクトされたマウスの赤白血病(MEL )細胞において連結されたヒトβ−グロビン遺伝子に関して組込みに依存せず、 コピー数に依存する発現の高レベル部位を支配する(Grosveldら、CSHSQB 58:7-1 2,1993)。最近の研究では(Ellisら、EMBO 12:127-134 1993)、HS2内の配列に一 致する合成コアのコンカテマーが、遺伝子座制御領域として機能することが示さ れた。 アルファウイルスベクターの分化状態に依存する発現を達成するため、ウイル スのゲノムcDNAを、LCR HS2部位に対応するタンデム合成コアを含むプロモータ ーと並置させる。あるいは、所望のアルファウイルスベクター構築物を、相同組 換えにより、内因性β−グロビン遺伝子内のLCRの下流に挿入し得る。このよう なストラテジーにおいて、アルファウイルスベクターを正確に開始部位に置き得 るために、最終分化後のβ−グロビン転写開始部位をまず決定する。 宿主細胞の分化状態によって溶解性ウイルスの生活環の開始が制御される、こ れは、ウイルスが誘導する細胞病理の制御が望まれるその他の系において応用で きる。 分化状態感受性プロモーターによるアルファウイルス遺伝子発現の調節に対す るなお別のアプローチは、レチノイン酸レセプター(RARA)および急性前骨髄単球 性白血病細胞(APL)の使用である。APL細胞は、高増殖率および分化停止により特 徴づけられるクローン性の骨髄性前駆体である。非ランダム染色体転座中断点、 t(15;17)(q22;21)が、APLを有するほとんど全ての患者に存在する。RARA遺伝子 は染色体17q21に位置付けされている。患者由来のAPL mRNAの分析は、ほとんど のAPL中断点がRARA遺伝子の第2イントロン内に存在し、そして異常な融合転写 物をもたらすことを示している。RARAおよびPML-RARA融合cDNAを用いた同時トラ ンスフェクションアッセイにより、得られる融合タンパク質がレチノイン酸の存 在下で野生型RARAと拮抗し得ることが証明されている。これらの研究は、PML-RA RA融合タンパク質をAPLの分子的病因に関連させる。重要なことに、非常に多く の患者は、全トランスレチノイン酸処置(ATRA)後、完全に鎮静する。高濃度のAT RAは、核内の高レベルのRAを導くRARA欠損を克服し得る。次いで、APL細胞の分 化を、RARA応答性遺伝子の活性化により達成し得る。RAは、多くの細胞株(ヒト 白血病株HL-60を含む)の分化を誘導し得る。 レチノイン酸レセプターは、甲状腺ホルモンレセプターおよびステロイドホル モンレセプターを含む核レセプタースーパーファミリーのメンバーである。4つ の異なる形態のヒトRARが同定されており、そしてその対応するcDNAがクローン 化され、そして特徴付けられている。シンドビスベクターの分化状態に依存した 発現を達成するために、ウイルスゲノムcDNAを、RARADNA結合部位と並置し、ELV IS-RARASINを作製する。未分化EC細胞におけるELVIS-PySIN発現について提案さ れたストラテジーのように、分化に感受性のELVIS-RARASIN発現細胞を単離する 。 c.分化状態により制御される誘導性プロモーターへのベクター構築物の挿入 ELVIS形態に配置されたシンドビスベクターからの異種遺伝子の発現が分化状 態依存性であるクローンの生成を、pVGELVISおよびpLTR/SindlBspEプラスミドに ついて上記のとおりに達成する。そのベクター粒子の産生が分化状態依存性であ るクローンの生成を、ELVIS異種遺伝子発現ベクターを用いる上記の単離した分 化依存性のベクターパッケージングクローンをトランスフェクトすることによっ て達成する。レチノイン酸により誘導された分化後に望ましい表現型またはベク ター産生を有するクローンを、上記のように単離する。 E.CEA RNA 依存性シンドビスベクタープロデューサー細胞株の作製 プロデューサー細胞株を作製するための前記の例とは異なり、パッケージング 細胞株への単回のみの遺伝子移行は、ベクターのトランスフェクションにより可 能であり得る。これらのベクターは無能力化され、そして完全なゲノムベクター の合成を妨げられるため、シンドビスパッケージング細胞株の新鮮な層の再イン フェクションは、感染の失敗をもたらす。なぜなら、これらのベクターは今やCE ARNAの存在に依存して活性化するからである。RT-PCR技術を用いて、トランス フェクトしたプロデューサー細胞株を希釈クローン化することにより、高力価を 達成し得る。 実施例3 複製可能レトロウイルスの検出 A.拡大S+L-アッセイ 拡大S+L-アッセイは複製可能感染性ウイルス(RCR)が目的の細胞株の上清中に 存在するかどうかを決定する。このアッセイは感染性レトロウイルスがインディ ケーター細胞株MiCl1(ATCC寄託番号CCL 64.1)上にフォーカスを生成するとい う実験的観察に基づいている。MiCl1細胞株はマウス肉腫ウイルス(MSV)での形 質導入によってMv1Luミンク細胞株(ATCC寄託番号CCL 64)に由来する。これは 複製欠損マウス肉腫プロウイルスを含有する(S+)が、複製可能マウス白血病プ ロウイルスを含有しない(L-)非プロデューサー非形質転換復帰変異クローンで ある。複製可能レトロウイルスでのMiCl1細胞の感染は、MSVゲノムを「活性化」 してフォーカス形成をもたらす「形質転換」を誘発する。 複製可能レトロウイルスの存在について試験すべき細胞株から上清を取り出し 、そして0.45μフィルターに通してすべての細胞を除去する。1日目に、Mv1Lu 細胞を2mlのDMEM、10%FBS、および8μg/mlポリブレン中で1.0×105細胞/ウェ ル(試験されるべき1サンプルあたり1ウェル)で6ウェルプレートに播種する 。陽性および陰性コントロールについて、Mv1Lu細胞を同じ様式で別々の6ウェ ル プレートにプレートする。細胞を37℃、10%CO2で一晩インキュベートする。2 日目に、1.0mlの試験上清をMv1Lu細胞に加える。陰性コントロールプレートを、 1.0mlの培地とともにインキュベートする。陽性コントロールは、MAウイルス(M illerら,Molec.and Cell Biol.5:431,1985においてpAMと呼ばれている).の 3種類の希釈物(それぞれ1.0ml培地中、200フォーカス形成単位(ffu)、20ffu 、および2ffu)からなり、これを陽性コントロールウェル中の細胞に加える。細 胞を一晩インキュベートする。3日目に、培地を吸引し、そして3.0mlの新鮮なD MEMおよび10%FBSを細胞に加える。細胞をコンフルエントまで増殖させ、そして 6日目および10日目に1:10に分割して、すべての複製可能レトロウイルスを増 幅する。13日目に、Mv1Lu細胞上の培地を吸引し、そして2.0mlのDMEMおよび10% FBSを細胞に加える。さらに、MiCl1細胞を2.0mlのDMEM、10%FBS、および8μg/ mlポリブレン中で、1.0×105細胞/ウエルで播種する。14日目に、Mv1Lu細胞由来 の上清を、MiCl1細胞の対応するウェルに移し、そして37℃、10%CO2で一晩イン キュベートする。15日目に、培地を吸引し、そして3.0mlの新鮮なDMEMおよび10 %FBSを細胞に加える。21日目に、細胞を細胞の単層上のフォーカス形成(単層 を覆いかつ付着したままの密集屈折性細胞として現れる)について調べる。フォ ーカスがMiCl1細胞上に現れる場合、その試験物は複製可能レトロウイルスで汚 染されていると決定される。これらの手順を用いて、組換えウイルスベクタープ ロデューサー細胞株が複製可能レトロウイルスで汚染されていないことを示し得 る。 B.プロデューサー細胞株の同時培養およびMdHマーカーレスキューアッセイ ベクタープロデューサー細胞株におけるRCRの存在を試験するための別の方法 として、プロデューサー細胞を同数のMus dunni(NIH NIAID,Bethesda,MD)細 胞とともに同時培養する。0日目に、5.0×105のMus dunni細胞を5.0×105のプ ロデューサー細胞と混合し、そしてその混合物を10cmプレート(10mlの標準培養 培地/プレート、4μg/mlポリブレン)中に播種することによって、小規模同時 培養を行なう。プロデューサー細胞株を効果的に希釈除去(dilute out)し、そし てRCRの最大増幅を提供するために、3〜4日毎に培養物を1:10の比率で分割し、 そして5.0×105Mus dunni細胞を各培養プレートに加える。14日目に、培養上清 を収集し、0.45μのセルロース-アセテートフィルターに通し、そしてMdHマーカ ーレスキューアッセイで試験する。1.0×108のMus dunni細胞と1.0×108のプロ デューサー細胞との混合物を合計20のT-150フラスコ(30mlの標準培養培地/フラ スコ、4μg/mlポリブレン)に播種することによって、大規模同時培養を行なう 。培養物を3、6、および13日目に1:10の比率で分割し、そして9日目に1:20 の比率で分割する。15日目に、最終上清を収集し、ろ過し、そしてそれぞれの一 部をMdHマーカーレスキューアッセイで試験する。 MdHマーカーレスキュー細胞株を、LHL(ハイグロマイシンB耐性遺伝子をコー ドするレトロウイルスベクター(Palmerら,PNAS 84:1055-1059,1987))で形質導 入されたMus dunni細胞のプールからクローン化する。このレトロウイルスベク ターを、RCRによる細胞の感染時に、MdH細胞からレスキューし得る。4μg/mlポ リブレンを含む標準培養培地(10%FBS、1%200mM L-グルタミン、1%非必須 アミノ酸を含むDMEM)2ml中に1×105のMdH細胞を含む6ウェルプレートのウェ ルに1mlの試験サンプルを加える。24時間後に、培地をポリブレンを含まない標 準培養培地で置換する。2日後、MdH培養上清の全容量を0.45μのセルロース-ア セテートフィルターに通し、そしてポリブレンを含む標準培養培地2ml中の5.0× 104のMus dunni標的細胞を含む6ウェルプレートのウェルに移す。24時間後、上 清を250μg/mlのハイグロマイシンBを含む標準培養培地で置換し、その後2日 目および5日目に、200μg/mlのハイグロマイシンBを含む培地で置換する。選 択後9日目に、ハイグロマイシンBに耐性なコロニーが現れ、そしてそれらは0. 2%クーマシーブルーで染色することによって可視化される。 実施例4 タンパク質発現の測定 A.ウェスタンブロッティング i.RIPA 溶解液の調製 本発明の組換えベクターで形質導入された細胞を、トリプシン/EDTAを用いて 回収し、そして冷PBSで2回洗浄した。この細胞を、50〜400mlのRIPA緩衝液(10m M Tris-HCl pH7.0;1%(v/v)NP40;0.1%(w/v)SDS;および150mM NaCl)で溶解し 、そして室温で15分間インキュベートした。溶解物をEppendorf遠心分離機で5 分間最大速度で遠心分離した。上清液を取り出しそして-20℃で保存した。Bradf ordタンパク質アッセイを行い、総タンパク質濃度を測定した。 ii.SDS-PAGE 20mgの総タンパク質濃度を含むRIPA溶解物のサンプル、および市販の分子量(M W)マーカー(Amersham,Chicago,IL)を、2×サンプル緩衝液(4%(w/v)SDS、50mM Tris-HCl pH7.0、24%(v/v)グリセロール、0.1%(w/v)ブロモフェノールブルーお よび0.05%β-メルカプトエタノール)と、1:1で混合し、そして65℃で10分間加 熱した。サンプルおよびMWマーカーを加熱した後氷上に置いた。既製の7.5% Tri s HClを基礎にしたミニゲル(BioRad,Hercules,CA)のスロットを、泳動緩衝液(3 .0gm Tris-HCl pH8.6、1.0gm SDSおよび14.4gmグリシンを1.0Lにする)ですすぎ 、そしてサンプルおよびMWマーカーをゲル上に載せた。マーカーがゲルのボトム に達するまで約70〜12OVをゲルに印加する。 iii.トランスファー タンパク質のバンドを、ゲルを5%(v/v)メタノールを含むCAPS緩衝液pH11.0に 5分間浸すことにより、ゲルからImmobilon-PTM膜(Millipore,Bedford,MA)に移 す。Hoefer HSI TTEトランスファー装置(Hoefer Scientific Instruments,San Francisco,CA)を用いて、タンパク質をゲルから膜に移した。1.5時間の間約70V をゲルに印加した。 iv.免疫検出 Immobilon-PTM膜を、3% BSAを含む0.5% BMブロッキング試薬(Boehringer Man nheim,Chicago,IL)で室温で30分間ブロックし、マイクロ波中でゆっくりと加 熱した。次いで、この膜を、3% BSAを含むBMブロッキング溶液中で1:2000希釈 で検出されるタンパク質と特異的に反応する一次マウス抗体を用いてプローブし 、室温で1時間インキュベートする。この膜を、40mlのPBST(PBS中0.2% Tween-2 0) を用いて10分間3回洗浄し、そして3%BSA溶液(Sigma,St.Louis,MO)中、1:20 ,000希釈で二次抗マウスのヤギHRP-標識抗体(Jackson,Bar Harbor,MA)と反応 させる。次いで、膜を、40mlのPBSTを用いて10分間3回洗浄する。洗浄後、膜を ECL発色溶液(Amersham,Chlcago,IL)中に1分間沈め、そしてその後プラスチッ クラップで覆い、Hyperfilm(Amersham,Chlcago,IL)に5秒間曝す。次いでフィ ルムを発色させそしてタンパク質バンドを分析する。 B.間接免疫蛍光染色およびFACS分析 間接免疫蛍光染色、およびAmlotらのFACS分析法(Lymphocyte:A Practical App roach,GGB Klaus(編)、IRL Press(1987)、77-72頁)を用いて、組換えベクターで 形質導入された細胞から、異種タンパク質抗原の細胞表面発現を検出する。0.2% BSAおよび0.2% NaN3を含むFACS緩衝液PBSA中で、検出されるタンパク質と特異 的に反応する一次抗体ストック(62μg/mlの抗体)の50μlを、96ウェルのU字型マ イクロタイタープレートの最初のカラム中の各ウェルに添加する。次いでこのカ ラム中の抗体を、残りのカラムのウエルに系列希釈する。FACS緩衝液中の約50μ lの標的細胞懸濁液(2.0×106〜4.0×106細胞/ml)を、マイクロタイタープレート の各ウェル(抗体の最終濃度は、31、 10、3.1、0.31、および0.1μg/ml)に入れ 、そして室温で15分間インキュベートする。インキューベーション後、100μlの FACS緩衝液を各ウェルに添加し、そしてマイクロタイタープレートを2000rpmで 1分間遠心分離する。上清液を取り除き、そして200μlの新鮮なFACS緩衝液を各 ウェルに添加する。このプロセスをさらに3回繰り返す。最後の洗浄の後、85% FACS緩衝液、10%正常マウス血清、および5%FITC標識抗マウス抗体を含む二次抗 体溶液を添加する。マイクロタイタープレートを新鮮FACS緩衝液で4回洗浄する 。最後の洗浄の後、各ウェルからの150μlをFACSチューブ(Falcon 2052チューブ )に移し、そして100μlのFACS緩衝液を添加する。蛍光シグナルをFACScanカウン ターにより検出する。 C.凍結切片に対する簡易間接免疫ペルオキシダーゼ染色 凍結組織切片を室温で30分間乾燥する。乾燥組織切片を、室温で15分間無水ア セトンで固定し、そして風乾させる。この切片をPBSを用いて数分間再水化する 。次いで、組織切片を、室温で45〜120分間加湿チャンバー内で、50μlの検出さ れるべきタンパク質と特異的に反応する一次抗体(Marekら、Cancer 67:1377、19 91)とインキュベートする。次いで組織切片をPBSで洗浄し、そして数分間PBS中 に浸す。浸した後、この切片を、室温で45〜120分間、50μlのHRP結合抗マウス 抗体またはHRP-結合ストレプトアビジン(DAKO、Carpenteria、CA)とインキュベ ートする。次いで、組織切片をPBSで洗浄し、そしてPBS中に数分間浸す。浸した 後、切片を、60〜100μlの、0.01% H2O2および3,3ジアミノデンジジン(DAB)を含 む基質溶液と8分間、または100μlのα-エチルカルバゾール(25ml DMF中の60mg 3-アミノ-9-エチルカルバゾール)を含む基質溶液と20分間、1mlの酢酸緩衝液( H2O中0.68gの酢酸ナトリウムpH5.2を250ml容量に調製)および0.01%H2O2中でイン キュベートする。組織切片を水で2-5分間洗浄し、次いでヘマトキシリンで15 秒間染色する。次いで組織切片を水で10秒間洗浄し、そして製造者の使用説明書 に従って、Crystal MountTM(Biomeda,Alameda,CA)中にマウントする。 D.トランスフェクトおよび感染されたBHK-21細胞中のルシフェラーゼの発現 シンドビスベーシックベクターの機能性を試験するために、SacI線状化pKSSIN BV-lucからインビトロ転写されたRNAでトランスフェクトされた細胞におけるル シフェラーゼの発現を試験する。さらに、非構造遺伝子領域の大部分を欠失して いる相補的パッケージングベクターを、BspEIを用いたpVGSP6GENrepの消化およ び希釈条件下の再連結により構築する。pVGSP6GENdlBspと呼ばれるこの構築物は 、塩基422〜7,054の間の非構造遺伝子配列を欠いている。XbaI線状化pVGSP6GENd lBspおよびSacI線状化pKSSINBV-lucのインビトロ転写は、先に記載されたように 行う。トランスフェクションおよび同時トランスフェクションは、インビトロト ランスフェクション産物をLipofectinTMと複合体化し、そしてBHK-21細胞に適用 することにより実施する。トランスフェクトされた細胞中のルシフェラーゼの発 現は、トランスフェクション後、18時間で試験する。さらに、1.0mlのトランス フ ェクション上清液を用いて、集密な単層のBHK-21細胞に感染させ、そして感染後 24時間でルシフェラーゼの発現を試験する。 この実験の結果は、図19に示され、それは豊富なレポーター遺伝子発現が、pK SSINBV-lucからインビトロ転写されたRNAでのBHK-21細胞のトランスフェクショ ンの後に起こること、および細胞がpVGSP6GENdlBspからインビトロ転写されたRN Aで同時トランスフェクトされるとき発現活性の転移(例えばパッケージング)を 明瞭に示す。 活性を増大し、減少し、または不活性化する接合領域プロモーターに対するさ らなる改変、または接合領域のタンデムに並んだコピーの挿入をもたらすことは 、(米国特許出願第08/348,472号)を基に容易に達成される。 HSV TKのような細胞内マーカーを検出するために、FACS分析が行われる。簡単 に述べれば、HT1080細胞を、HSV TK遺伝子を保持する組換えウイルスベクターの 種々の希釈液で一時的に形質導入する。サンプルを遠心分離し、そして細胞を、 Ca+2またはMg+2を含まないPBS(CMF.PBS)の2.0ml中に再懸濁する。約0.2mlの37% ホルムアルデヒド溶液を、サンプルを穏やかに振とうしながら添加する。次いで サンプルを穏やかに攪拌しながら室温で20分間インキュベートする。インキュベ ーション後、サンプルをCMF.PBSで3回洗浄する。次いで、細胞を、CMF.PBS中の 50mM NH4Clの2.0ml中に懸濁し、そして穏やかに攪拌しながら、室温で20分間イ ンキュベートする。インキュベーション後、サンプルをCMF.PBSで2回洗浄する 。次いで、サンプルを、1%BVSA(Fraction V,Sigma,St.Louis,MO)、および1 %サポニン(CMF.PBS/BSA/Sap)を含むCMF.PBSで再び洗浄する。約100μlの一次抗 体(Repligen,Cambridge,MA;1Cl 0.5μg/サンプル)をこの懸濁液に添加し、そ してこの混合物を、穏やかに攪拌しながら室温で1.0時間インキュベートする。 次いでこの混合物を遠心分離し、そしてペレットをCMF.PBS/BSA/Sapで3回洗浄 する。CMF.PBS/BSA/Sap中に再懸濁された約100μlの希釈二次抗体(Cappel,Durh am,NC;ウサギ抗マウスIgG-FITC 1:1000)と混合物とを、穏やかに攪拌しながら 室温で30分間インキュベートする。インキュベーション後、ペレットをCMF.PBS/ BSA/Sapで3回洗浄する。このサンプルを25μgのPropidium Iodideを含むCMF.PB S/BSA/Sapの0.5ml中に再懸濁し、そしてFACSにより分析する。実施例5 発現したタンパク質の活性の測定 A.組織因子活性の測定 細胞を、0.15M NaClを含む、0.01Mのリン酸ナトリウム緩衝液、pH7.0の1ml中 に懸濁することによりプレートから取り出す。プレート上の異なる細胞密度を調 整するために、550nmの吸光度を0.750に調整する。細胞を1分間超音波処理し、 そしてTritonX-100を最終濃度0.1%になるように添加する。サンプルを室温で90 分間回転し、そして細胞の破片を10,000×gで遠心分離することにより除去する 。界面活性剤で可溶化した抽出物を、2μlのサンプルを、0.1M NaCl、0.1%ウシ 血清アルブミンを含む、0.05M Tris-HCl,pH7.5(TBS緩衝液)のO.8ml中に希釈する ことにより再脂質化(reilpidated)する。0.25%デオキシコール酸中のホスホチジ ルコリン(レシチン)の5mg/ml溶液の50μlおよびCdCl2の25μlを添加し、そして この溶液を37℃で30分間インキュベートする。 組織因子活性に対する発色アッセイは、組織因子および第VII因子の存在下第X 因子の活性化に基づく。次いで、形成された第Xa因子の量を、発色基質S2222の 第Xa因子で触媒される切断により評価される。ヒト第X因子(Enzyme Research La boratories,South Bend,IN)の0.4mg/ml溶液の3μlおよびヒト第VII因子(Sigm a Chemical Company,St.Louis,MO)の200U/ml溶液の2μlを、0.025M CaClの10 0μlおよびTBSの46μlに添加する。アッセイされるサンプルを添加し、そして反 応混合物を37℃で5分間インキュベートする。発色基質S2222(Helena Laborator ies,Beaumont,TX)を添加し(2mg/ml溶液の50μl)、そして反応を10分間継続させ る。反応を、氷酢酸の100μlを添加することにより終結し、そして405nmの吸光 度を測定する。アッセイコントロールは、サンプルを含む組織因子の代わりに、 TBS緩衝液が添加される再脂質化混合物の添加から構成された。 COS-7トランスフェクト細胞のアッセイには、2μlの細胞抽出物を反応混合物 に添加する。参照として、製造者の使用説明書に従って再構築されたウサギ脳ト ロンボプラスチン(Sigma Chemical Co.,St.Louis,MO)を用いて標準曲線を構築 した。トロンボプラスチン溶液を1:30希釈し、そして示された容量を発色アッセ イ(Fisherら、Thrombosis Research 48:89、1987)に添加する。 B.抗-血管新生促進活性の測定 本発明の特定の局面による有用な種々のポリペプチドの抗-血管新生促進活性 は、Takigawaら(Biochem.Int.14:357,1987)により記載されるように、chorioall anoic膜(CAM)上でアッセイされ得る。簡単に述べれば、B16メラノーマ細胞を、C 57BL/6Nマウスの側腹中に皮下注入する。腫瘍が直径約1.0cmに達したとき、それ らを切除し、2mgの切片に切断し、そして殺菌したWhatmann GF/Bガラス繊維フ ィルターディスク(直径6mm;Reeve-Angel,Clifton,NJ)上に置き、それに30μl の形質導入された細胞が添加される。それらを、接種の8日目に卵殻中に作製さ れた窓を通して10日齢のニワトリ胚のCAM上に逆さにして置く。胚を、5日後に 、PBS中の10%ホルマリンを注入することにより殺す。CAMを切除し、PBS中の10% ホルマリン中に反対にして固定し、そして立体顕微鏡下で検査する。血管新生は 、フィルターの下の毛細血管の数と厚さを測定することによりアッセイされる。 厚い毛細血管、中程度のサイズの毛細血管、小毛細血管、および微細な毛細血管 は、それぞれ、3、2、1および1ポイントを与え、そしてこのポイントの平均 の数を血管新生促進活性と定義する。フィルター上の腫瘍の直径を、3次元で測 定し、そして腫瘍サイズを(π/6)abc mm3(a,b,およびc:それぞれ長さ、幅、お よび高さ)として計算する。低いポイントの平均の数および減少した腫瘍サイズ は、抗-血管新生促進活性を示す。 C.腫瘍血管新生の測定 本明細書で教示される方法に従って処理された腫瘍の血管新生を可視化するた めに、屠殺4分前に、300μlのIndiaインクをマウスに注入し、そして皮膚を取 り、乾燥させる。自由な血流を、10μm E-Z TRACウルトラスフェア(Interactive Medical Technology,Los Angeles,CA)を用いて推定する。10μmマイクロスフ ェアの5×105を、マウスの左心室に注入し、そして腫瘍組織を5分後に回収す る。腫瘍組織を可溶化した後、腫瘍中に存在するビーズを計測し、そして腫瘍組 織グラムあたりのビーズとして表す。 D.単純ヘルペスウイルスチミジンキナーゼ活性の測定 ガンシクロビルに対するHSVTKベクター形質導入細胞の感受性を用いて、開示 された方法に従って処理した細胞中で発現する、発現HSVTKの活性を測定し得る 。簡単に述べれば、pTK-3で形質導入した細胞を、プレートあたり2.5×106の密 度で6枚のプレートに接種する。さらに、非形質導入CT26およびCT26β-gal(こ の細胞株は、E.coli由来のレポーター遺伝子β-ガラクトシダーゼを有するウイ ルスで形質導入された)をまた、コントロールとして6枚のプレートに接種する 。各細胞タイプの5つのプレートを、一日あたり2回、4日間連続で、100μg/m l、50μg/ml、25μg/ml、12.5μg/ml、および6.25μg/ml濃度のガンシクロビル を含む培地で処理する。各細胞タイプの1つのプレートを処理しないでおく。こ の処理の後、トリプシン/EDTAを用いて各ディシュから細胞を取り出し、10%FBS を含むDMEM中に再懸濁し、そして計測する。同様のプロトコルが、他のプロドラ ッグ活性化酵素に対して使用し得る。 E.葉酸インテグリンβ3活性の測定 i.細胞表面葉酸結合アッセイ MCF-7安定トランスフェクタントを播種し、そしてG418なしで同じ培地中で維 持する。播種する密度は、細胞が、葉酸結合アッセイについて75%集密であるよ うに調整する。用いた放射能標識葉酸の形態は、New England Nuclearから得た 、葉酸のヨウ素化、ヒスタミン誘導体である。細胞を、3mlの氷冷pH4.5生理食塩 水(10mM酢酸Na、150mM NaCl)で2回洗浄し、細胞表面葉酸レセプターから表面結 合葉酸を解離する。細胞の単層を、次いで、3mlの氷冷PBS、pH7.4で2回洗浄し 、pHを中性に戻す。放射能標識葉酸の細胞表面結合には、細胞を、葉酸のヨウ素 化、ヒスタミン誘導体(50nM非放射能葉酸に対し合計20,000cpmが付加された)お よび50μg/ml BSAを含む2mlの氷冷DMEM(FCSなし)中で、氷冷H2O浴中15分間イン キュベートする。比細胞表面結合(cpm/mgタンパク質)を測定するために、1000倍 過剰の非放射能葉酸が添加される平行実験を行う。単層を、氷冷PBS、pH7.4で2 回洗 浄する(各3ml)。細胞を可溶化し、そして上清サンプルを、〜70%効率でガンマ カウンターを用いてカウントする(55B; Beckman Instruments,Inc.,Dallas,T X)。各可溶化サンプル中のタンパク質濃度を上記のように測定する。 ii.[3H] 葉酸結合アッセイ [3H]葉酸結合アッセイを、[3H]葉酸の膜への直接結合、および溶液相アッセイ の両方により行う。直接結合アッセイでは、膜サンプル(10-100μgタンパク質) を、10mMリン酸ナトリウム緩衝液(pH7.5)/150mM NaCl/10mM EDTA中3pmolの[3H] 葉酸(40Ci/mmol)と一定の攪拌で37℃30分間インキュベートする。膜を、12,000g で15分間沈降させ、同じ緩衝液で1回洗浄し、10mMリン酸ナトリウム緩衝液(pH7 .5)/150mM NaCl/1% Triton X-100中に溶解し、そして液体シンチレーションカウ ントに供する。[3H]葉酸の非特異的結合を、両アッセイについて、各場合で、[3 H]葉酸の添加に先だって、100pmolの非標識葉酸と室温で5分間インキュベート するコントロールと同時にアッセイを実施することにより測定する。 iii.メトトレキセート輸送研究 安定なトランスフェクタントを播種し、そして細胞の単層を、3mlの氷冷pH4. 5生理食塩水で2回洗浄し、そして3mlの氷冷PBS、pH7.4で2回洗浄する。放射 線照射したメトトレキセート(3H-MTX)の内在化のために、細胞を、50μg/ml BSA 、および2μM[3H]MTXを含む2mlの予め暖めた(37℃)DMEM(FCSまたは他の添加物 なし)中で、37℃、5%CO2で30分間インキュベートする。比MTX内在化(pmol/mgタ ンパク質)を測定するために、500倍過剰の非放射能MTXの存在下で平行実験を実 施する。ヒト葉酸レセプター(hFR)により仲介される輸送を、減少した葉酸輸送 から区別するために、hFRを介する輸送を阻害するモル過剰(100倍)の非放射能葉 酸の存在下で平行実験を行う。単層を、2mlの氷冷PBS(pH7.5)で1回、2ml(1)p H4.5生理食塩水で1回洗浄し、表面結合3H-MTXを除去し、そして最後に2mlの氷 冷PBS(pH7.5)で洗浄する。細胞を可溶化し、そしてサンプル(500μl)を、10mlの 液体シンチレーションカクテルに添加し、そして〜50%効率で液体シンチレーシ ョンカウンターを用いてカウントする(Tri-carb;Packard Instrument Co.,Inc.D o wners Grove,IL)。各可溶化試料中のタンパク質濃度を、上記のように測定する 。 F.インテグリンB3活性の測定 i.ペプチド 配列KYGGHHLGGAKQAGDVを有する、16アミノ酸のフィブリノーゲンγ鎖ペプチド (K16)を、Applied Biosystems model 430ペプチド合成機(Foster City,CA)上で 、Applied Biosystemsから購入したフェニルアセタミドメチル樹脂およびt-ブト キシカルボニルアミノ酸を用いて固相合成により調製する。ペプチドを、均質性 について、高速液体クロマトグラフィーにより、C18μBondapakカラムを用い、0 .1%トリフルオロ酢酸中0-60%アセトニトリルの直線グラディエントで分析し、> 85%均質であることを見出す。ペプチドをPBS(0.15M NaCl、0.01Mリン酸ナトリウ ム緩衝液、pH7.3)に溶解し、そして改変されたラクトペルオキシダーゼ-グルコ ースオキシダーゼ法(D'Souzaら、J.Biol.Chem.263:3943,1988およびLamら、J.B lol.Chem.262:947,1987)により放射能ヨウ素化する。グルコース(80μlの0.2Mリ ン酸ナトリウム、pH7.4中40μg)、キャリアフリーのNa125(15mCi)、およびEnzym obead試薬(Bio-Rad、Hercules、CA)を、10〜12mgのペプチドに添加する。ヨウ素 化ペプチドを、Bio-Gel P-2カラム(Bio-Rad、Hercules、CA)上のゲル濾過により 、フリーのNa125から分離する。標識されたペプチドの濃度を、そのアミノ酸組 成に由来する吸光係数を用いて280nmの吸光度により測定する。 ii.血小板結合および架橋 血小板を、新鮮ヒト血液から、分画遠心分離後、0.1%のウシ血清アルブミンを 含む二価イオンを含まないTyrodeの緩衝液、pH7.3中Sepharose2B上のゲル濾過に より単離する。簡単に述べれば、血小板を、4×108/mlで、二価イオンを含まな いTyrodeのアルブミン緩衝液中に懸濁する。Ca2+を最終濃度1mMに添加する。用 いた血小板刺激剤は、10μM ADP、0.5単位/mlのα-トロンビン、または100mM PM Aである。放射能標識K16ペプチドを、30μMの濃度で添加し、そして結合を22℃ で45分間進行させる。主要な架橋試薬は、ビス(スルホスクシンイミジル)スベレ ート(BS3)(Pierce Chemical Co.,Rockford,IL)である。22℃で10分後、架橋反応 を、10mM Tris,pH7.0の添加により終結させる。細胞に結合したリガンドを、20% スクロースを通じる遠心分離により回収し、そして細胞を、1%No.nidet P-40お よび10mM N-エチルマレイミド(Sigma,St.Louls,MO)を含むPBS中で抽出する。 抽出されたタンパク質を、10%トリクロロ酢酸で沈殿し、そして遠心分離後得ら れたペレットを、冷85%エタノールで3回洗浄する。 ポリアクリルアミドゲル電気泳動を、Laemmliの緩衝液系(Nature 227:680,19 70)中の垂直スラブゲル中ドデシル硫酸ナトリウムの存在下で実施する。変化す るパーセントのゲルを用いる。架橋サンプルの最初の分析には、7.5%ゲルを、非 還元条件下で泳動する。アミノ酸配列決定に用いるゲルは、10-20%グラジエント ゲルである。Laemmliサンプル緩衝液中のサンプルは、ジスルフィド結合還元の ために5%の2-メルカプトエタノールで処理する。分析ゲルを乾燥し、そしてKod ak X-Omat ARフィルムを用いてオートラジオグラムを発色させる。分子量を、Di versified Biotechから得た予備染色した標準品に対する電気泳動移動度を基に 推定する。相対移動度(RF)を、同一ゲル中のオボアルブミンマーカータンパク質 の移動に対する125I-K16-GPIIbバンドの移動を測定することにより測定する。 実施例6 レトロウイルスベクターの処方 A.ラクトース処方 粗製の組換えレトロウイルスを、バイオリアクターマトリックスのビーズに結 合された、組換えレトロウイルス(米国特許出願第07/395,932号)で形質導入さ れたDA細胞を含有するCelliganバイオリアクター(New Brunswick、New Brunswi ck、NJ)から得る。細胞は、連続的流れプロセス(continuous flow process) において細胞を通過する増殖培地の中に、組換えレトロウイルスを放出する。バ イオリアクターを出る培地を集め、そして最初に0.8ミクロンフィルター、次い で0.65ミクロンフィルターに通過させて、粗製の組換えレトロウイルスを澄明化 する。交差流濃縮システム(Filtron、Boston,MA)を利用して、濾液を濃縮する 。濃縮物の1mlあたり約50単位のDNase(Intergen、New York,NY)を添加して、 外因性DNAを消化する。消化物を、同一の交差流システムを用いて、150mMのNaCl 、 25mMのトロメタミン、pH7.2に対してダイアフィルトレートする。50mMのNaCl、2 5mMのトロメタミン、pH7.4中で平衡化した、Sephadex S−500ゲルカラム(Phar macia、Piscataway,NJ)上にダイアフィルトレート物をロードする。精製組換え レトロウイルスを、50mMのNaCl、25mMのトロメタミン、pH7.4中でSephadex S− 500ゲルカラムから溶出する。 ラクトースを含有する処方物緩衝液を、2×濃縮ストック溶液で調製した。こ の処方物緩衝液は、25mMのトロメタミン、70mMのNaCl、2mg/mlのアルギニン、1 0mg/mlのヒト血清アルブミン(HSA)、および100mg/mlのラクトースを100mlの最終 容積で、pH7.4において含有する。 1部のS−500精製組換えレトロウイルスに1部の2×ラクトース処方物緩衝 液を添加することによって、精製組換えレトロウイルスを処方する。処方した組 換えレトロウイルスは、−70℃〜−80℃において保存するか、または乾燥し得る 。 Supermodulyo 12K凍結乾燥器(Edwards High Vacuum、Tonawanda,NY)に取り 付けられたEdwards Refrigerated Chamber(3 Shelf RC3Sユニット)中で、処方し たレトロウイルスを凍結乾燥する。凍結乾燥サイクルが完了したとき、わずかな 窒素ガスの放出後、真空下でバイアルに栓をする。取り出す際に、バイアルをア ルミニウムのシールでクリンプする。 所定のラクトース研究において、処方された液体産物を−80℃および−20℃の 循環フリーザーの両方で保存した。図20において、これらのサンプルのウイルス 伝染力を、凍結乾燥サンプルのウイルス伝染力と比較した。凍結乾燥サンプルを 、−20℃、冷蔵温度、および室温で保存した。再構成の際のサンプル活性を、力 価アッセイにより決定する。 凍結乾燥された組換えレトロウイルスを1.0mlの水で再構成する。再構成した 組換えレトロウイルスの伝染力を力価活性アッセイにより決定する。アッセイを 、HT 1080線維芽細胞または3T3マウス線維芽細胞株(ATCC CCL 163)において行っ た。詳細には、1.0×105個の細胞を6cmプレート上にプレーティングし、そして 37℃、10%CO2にて一晩インキュベートする。再構成された組換えレトロウイル スの系列希釈物10マイクロリットルを、4μg/mLのポリブレン(Sigma,St.Louis ,MO)の存在下で細胞に添加し、そして37℃、10%CO2にて一晩インキュベートす る。 インキュベーションに続いて、neo耐性遺伝子をコードする組換えベクターで形 質導入された細胞を、G418を含む培地中でネオマイシン耐性について選択し、そ して37℃、10%CO2にて5日間インキュベートする。最初の選択に続いて、これ らの細胞をG418を含む新鮮な培地で再び栄養補給し、そして5〜6日間インキュ ベートする。最後の選択の後、コロニー検出のために、細胞をクーマシーブルー で染色する。サンプルの力価を、コロニーの数、使用した希釈物、および容量か ら決定する。 図20は、−20℃から冷蔵温度での凍結乾燥形態における保存が、−80℃〜−20 ℃において溶液中で保存された組換えレトロウイルスと類似のウイルス活性を保 持し、保存の間、よりストリンジェントでない温度コントロールを許容すること を示す。 B.マンニトール処方 本実施例で利用した組換えレトロウイルスを、上記のように精製した。 マンニトールを含有する処方物緩衝液を、2×濃縮ストック溶液として調製し た。この処方物緩衝液は、25mMのトロメタミン、35mMのNaCl、2mg/mlのアルギ ニン、10mg/mlのHSA、および80mg/mlのマンニトールを、100mlの最終容量で、pH 7.4において含有する。 1部のS−500精製組換えレトロウイルスに、1部のマンニトール処方物緩衝 液を添加することによって、精製組換えレトロウイルスを処方する。処方した組 換えレトロウイルスを、この段階で、−70℃〜−80℃において保存するか、また は乾燥することができる。 Supermodulyo 12K凍結乾燥器に取り付けられたEdwards Refrigerated Chambe r(3 Shelf RC3Sユニット)中で、処方したレトロウイルスを乾燥する。凍結乾燥 サイタルが完了したとき、窒素ガスの700mbarへの放出後、真空下でバイアルに 栓をする。取り出す際に、バイアルをアルミニウムのシールでクリンプする。 所定のマンニトールの研究において、処方された液体産物を−80℃および-2O ℃の循環フリーザーの両方で保存した。図21において、これらのサンプルのウイ ルス伝染力を凍結乾燥サンプルのウイルス伝染力と比較した。凍結乾燥サンプ ルを、−20℃、冷蔵温度、および室温で保存した。再構成の際のサンプルの活性 を、上記Aの力価アッセイを用いて決定する。 図21は、−20℃から冷蔵温度での凍結乾燥形態における保存が、−80℃または −20℃において溶液中で保存された組換えレトロウイルスに比較して、顕著なウ イルス活性を保持し、保存の間、よりストリンジェントでない温度コントロール を許容することを示す。 c.トレハロース処方 この実施例において利用した組換えレトロウイルスは、上記Aのように精製し た。 トレハロースを含有する処方物緩衝液を、2×濃縮ストック溶液として調製し た。この処方物緩衝液は、25mMのトロメタミン、70mMのNaCl、2.0mg/mlのアルギ ニン、10.0mg/mlのHSA、および100mg/mlのトレハロースを、100mlの最終容量で 、pH7.2において含有する。 1部のS−500精製組換えレトロウイルスに1部のトレハロース処方物緩衝液 を添加することによって、精製組換えレトロウイルスを処方する。処方した組換 えレトロウイルスを、この段階で、−70℃〜−80℃において保存するか、または 乾燥することができる。 Supermodulyo 12K凍結乾燥器に取り付けられたEdwards Refrigerated Chambe r(3 Shelf RC3Sユニット)中で、処方したレトロウイルスを乾燥する。凍結乾燥 サイクルが完了したとき、窒素ガスの700mbarへの放出後、真空下でバイアルに 栓をする。取り出す際に、バイアルをアルミニウムのシールでクリンプする。 所定のトレハロースの研究において、処方された液体産物を−80℃および-20 ℃の循環フリーザーの両方で保存した。図22において、これらのサンプルのウイ ルス伝染力を、凍結乾燥サンプルのウイルス伝染力と比較した。凍結乾燥サンプ ルを、−20℃、冷蔵温度、および室温で保存した。再構成の際のサンプル活性を 、上記Aの力価アッセイを用いて決定する。 図22は、−20℃から冷蔵温度での凍結乾燥形態における保存が、−80℃から− 20℃において溶液中で保存された組換えレトロウイルスと比較して類似のウイル ス活性を保持し、保存の間、よりストリンジェントでない温度コントロールを許 容することを示す。 −80℃で保存された溶液処方された組換えレトロウイルスサンプルのウイルス 伝染力を、−20℃で保存された凍結乾燥処方された組換えレトロウイルスのウイ ルス伝染性と比較した。最初に、大量の組換えレトロウイルスを得、以下に示す ような4つの異なる方法で処方した。次いで、処方された組換えレトロウイルス を、大量に1.5ヶ月間凍結し、その後急速に解凍し、そして凍結乾燥する。陽性 コントロールを−80℃で保存し、凍結乾燥後に−20℃で保存した凍結乾燥サンプ ルと比較する。処方を以下に列挙する: 図23のグラフにおいて、4つのグラフ(A,B,C,D)それぞれにおけるY軸は、標 準化した力価を表す。凍結乾燥後の開始時間点(t=0)において力価の値を、一 80℃の液体サンプルおよび-20℃の凍結乾燥サンプルの両方について確立した。 安定性の研究の各時間点において、得られた力価を、ゼロ時間点の力価の値で割 り、そしてオリジナルのパーセントをグラフ上に記入した。 このデータは、凍結乾燥後の活性が、液体サンプル(−80℃で保存)に比較し て凍結乾燥サンプル(−20℃で保存)において維持されていることを実証する。 この処方された凍結乾燥組換えレトロウイルスを、−20℃フリーザー(霜のない 循環フリーザー)で保存した。−80℃で保存された処方された液体組換えレトロ ウイルスに比較して、凍結乾燥形態は、保存条件のよりストリンジェントでない 制御を許容する。 D.シンドビス処方 粗製の組換えアルファウイルスベクターを、組換えアルファウイルスベクター でトランスフェクトまたは形質導入されたパッケージング細胞を含むCelliganバ イオリアクターから得、そしてバイオリアクターマトリックスのビーズに結合す る。この細胞は、組換えアルファウイルスベクターを、連続流れプロセス中細胞 上を通過する増殖培地に放出する。バイオリアクターを出る培地を収集し、そし て最初0.8ミクロンのフィルター、次いで0.65ミクロンのフィルターを通過させ 、粗製のアルファウイルスベクターを澄明化する。濾液を、クロスフロー濃縮系 を利用して濃縮する。濃縮液mlあたり約50単位のDNaseを、外因性DNAを消化する ために添加する。この消化物を、同じクロスフロー系を用いて、150mM NaCl、25 mMトロメタミン、pH7.2に対してダイアフィルトレーションする。ダイアフィル トレートした液を、50mM NaCl、25mMトロメタミン、pH7.4中で平衡化したSephad ex S-500ゲルカラムに載せる。精製された組換えアルファウイルスベクターを、 50mM NaCl、25mMトロメタミン、pH7.4中のSephadex S-500ゲルカラムから溶出す る。 ラクトースを含む処方緩衝液を、2×濃縮ストック溶液として調製する。処方 緩衝液は、25mMトロメタミン、70mM NaCl、2mg/mlアルギニン、10mg/ml HSA、 および100mg/mlラクトースを、100mlの最終容量中にpH7.4で含む。 精製された組換えアルファウイルスベクターを、1部のS-500精製組換えアル ファウイルスベクターに対して1部の2×ラクトース処方緩衝液を添加すること により処方する。処方された組換えアルファウイルスベクターは、-70℃〜-80℃ で貯蔵されるかまたは乾燥され得る。 処方されたアルファベクターを、Supermodulyo 12Kフリーズドライヤーに取り 付けたEdwards Refrigerated Chamber(3 Shelf RC3Sユニット)で凍結乾燥する。 凍結乾燥サイクルが終了したとき、わずかに窒素ガスを流しながら真空下でバイ アルに栓をする。取り出しに際しては、バイアルを、アルミニウムシールで覆う 。凍結乾燥された組換えレトロウイルスは、1.0mlの水または他の生理学的に受 容可能な希釈剤で再調製する。実施例7 投与プロトコル A.マウス i.組換えレトロウイルスベクターで形質導入した細胞の投与 a.TK-3 の存在または非存在でのCT26に対するガンシクビルの効果の決定 結腸腫瘍細胞(CT26)(Brattain,Baylor College of Mediine,Houston,TX) を、DA/TK-3(G擬型(G-pseudotyped)TK-3ベクター)で形質導入する。ウイル ス上清の添加の24時間後、CT26細胞をG-418選択(450μg/ml)下に置く。10日の インキュベーション後、G-418選択プールを得、これをCT26 TKneoと命名する。 (CT26 TKneo)、CT26TKneo細胞を、2.5×106個/プレートの密度で6つの10cm2 プレートに播種する。コントロールとして、他の2つの細胞型のそれぞれ、CT26 およびCT26β-ガラクトシダーゼ(β-gal)(この細胞株は、E.coli由来のレポ ーター遺伝子β-galを有するウイルスで形質導入された)もまた、コントロール として、6つの10cm2プレートに播種した。各細胞タイプの5つのプレートを、1 00μg/ml、50μg/ml、25μg/ml、12.5μg/ml、および6.25μg/mlの濃度のガンシ クロビルを含む培地で4日間続けて1日に2回処理した。各細胞タイプの1つの プレートは未処理のままにした。その後、細胞を、トリプシン−EDTAを用いて各 ディッシュから取り出し、10%FBSを有するDMEM中に再懸濁し、そして計数した 。図24のデータは、最低用量のガンシクロビルでさえも、CT26 TK neo細胞に対 して劇的な細胞傷害性効果を有したことを示す。この用量のガンシクロビル(6. 25μg/ml)またはその次に高い用量(12.5μg/ml)でさえも、CT26細胞またはCT 26β-gal細胞のいずれに対しても効果を有しなかった。しかし、25μg/mlのガン シクロビルの用量で開始すると、細胞増殖の用量依存的な減少が認められ得たが 、CT26TK neo細胞は、常に薬剤に対してより感受性であった。 b.CT26TK neo 細胞を注入したマウスの処置のためのガンシクロビル用量決定 マウス腫瘍のインビボ形質導入が疾患を処置するために用いられ得るかどうか を試験するために、100%の形質導入を確実にするためにインビトロで形質導入 し、そして選択した腫瘍の除去に必要なガンシクロビルの最適濃度を決定するた めに実験を行った。3匹ずつの12群のBalb/cマウス(Harlan Spague Dawley,Ind ianapolis,IN)に、2×105個のCT26 TK neo細胞を注入する。6群のマウスには これらの細胞を腹腔内(I.P.)で注入し、そして6群のマウスにはこれらの細胞 を皮下(S.C.)で注入する。3匹のマウスの他の2つの群は、2×105個の未改 変のCT26細胞(コントロールとして)をI.P.またはS.C.のいずれかで注入する。 CT26細胞またはCT26 TK neo細胞のこれらの群のマウスへの注入の10日後、い くつかの濃度のガンシクロビル処置を開始する。各用量レジメは、1日2回、午 前および午後のガンシクロビルのI.P.注入からなる。実験を以下の表Aに要約す る。 5日後、125mg/Kg、250mg/Kg、および500mg/Kg処置群のすべてのマウスは、ガ ンシクロビルの毒性効果のために死亡した。15.63mg/Kg、31.25mg/Kgおよび62.5 mg/Kg処置群のマウスをさらに7日間処置し、そしてこれらは処置に耐性であり 得た。腫瘍測定を23日間行った(図25)。CT26 TK neoの増殖は、未改変CT26よ りほんのわずかに遅かった。完全な腫瘍後退が、62.5mg/Kgレジメで処置したマ ウスの群において認められた。部分的な腫瘍後退が、31.25mg/Kg処置群において 認められた。15.63mg/Kg処置群では、2つの未処置コントロール群と比較して、 効果はほとんどまたは全く認められなかった。62.5mg/Kg群においていくらかの 毒性が観測されたとはいえ、これは生命を脅かすものではなく、そしてこの処置 の中断に際して可逆的であった。そこで、この濃度をこの先の研究に用いた(図 25)。24日後、I.P.注入動物を屠殺し、そして評価した。図26および27に示すよ うに、抗腫瘍効果の最適濃度は、腫瘍をI.P.またはS.C.で増殖させても、同様で あった。ii. 遺伝子送達ビヒクルの投与 a. 組織培養におけるベクターにコードされる遺伝子の伝達および発現 特異的なベクターにコードされる遺伝子の伝達および発現を、組織培養細胞の 形質導入により、続いてこれらの細胞中の発現を試験することにより試験する。 106HT1080細胞(ヒト線維肉腫株)または他の適切な細胞(例えば、乳腫瘍由来 細胞株MCF-7のような他のヒト腫瘍由来株;ヒト一次内皮細胞HUVTEC;結腸腫瘍 株CT26、線維肉腫細胞株L33、黒色腫細胞株B16、乳腫瘍細胞株Tg-6-2、神経芽腫 細胞株C1300のようなマウス腫瘍細胞株;SVEC細胞株のようなマウス内皮細胞ま たは細胞株)を、10cmディッシュ中、1〜10の複数の細胞形質導入単位(例えば 、コロニー形成単位)で、遺伝子送達ベクターを用いて処理する。2〜6日後、 細胞を回収し、適切なアッセイを用いて、移入した遺伝子の発現について試験す る。適切な抗体を利用できる場合は、実施例4Aおよび4Bに記載のアッセイを用い 得る。比活性アッセイの例は、組織因子(実施例5A)、一般的な抗血管新生促進 因子(実施例5B)、ヘルペスチミジンキナーゼ(実施例5D)、葉酸インテグリン B3(実施例5E)について挙げられる。 b. 動物への投与および活性ならびに生物学的効果の検出 本発明の使用における主な課題は、腫瘍又は腫瘍周囲の血管系において、他の 場所での有意な発現に起因する受容不可能な毒性効果を有することなく、ラッセ ルクサリヘビ蛇毒タンパク質、組織因子、プロドラッグ活性化酵素のような新規 のエフェクタータンパク質、またはウリカーゼのような代謝改変タンパク質の十 分な発現を達成することである。 これを、以下のマウスのモデルを用いて評価する:BalB/cマウス+L33またはC T26細胞株;C57B/6+B16細胞;FVB/N+TG-6-2細胞;C3Hマウス+C1300またはSVE C細胞;BalB/c nu/nuマウス+これらのいずれか、または+ヒト腫瘍細胞(例え ば、黒色腫細胞株DM252、DM6、DM92(米国特許出願第08/032846号を参照のこと )またはMCF-7)。 腫瘍細胞を、適切な用量(代表的には2×105細胞)で、B16肺転移型について 皮下、I.V.注射するか、またはCT26肝臓転移型について脾臓内注射する。注射さ れたマウスの群(1〜10匹のマウス)は、剖検により、皮下腫瘍について明白な 腫瘍(直径1〜4mm)が出現するまで、または、容易に検出可能な転移に至るま での時間にわたって、転移モデルにおいて維持される。これは代表的には7〜14 日間である。この時間において、腫瘍血管形成は、実施例5Cの技術、および腫 瘍に最も良い流れを与える投与経路を決定するために試験された種々の投与経路 を用いて可視化し得る。 ベクター調整物を、105、106、107、108、109、1010、または1011ベクター単 位(例えば、コロニー形成単位、cfu)の用量で、先に決定されたI.V.により、 または腫瘍周囲部位に、ポリブレン(l〜8μg/ml)またはDEAEデキストラン( 2〜30μg/ml)のような形質導入エンハンサーと共にまたはなしで注射する。注 射は1、2、3、4、5、6、または7日間に毎日行い、そして最後の注射の2 〜7日間後、腫瘍を切除し、送達された遺伝子の活性の獲得についてアッセイす る(例えば、実施例4C、4D、および実施例5を参照のこと)。コントロールは、 無関係な不活性のベクター(例えば、マウスでは不活性なヒトγインターフェロ ンをコードするベクター)で注射されたマウスである。ベクターは発明の詳細な 説明に記載したタイプの遺伝子をコードし、レトロウイルスベクターの場合に両 栄養性または異種栄養性のエンベロープのような非特異的なエンベロープを持ち 、そして一般的な血管内皮において少量の複製中の細胞、および腫瘍のような新 規血管形成の部位においてこのような複製中の細胞の過剰な表現に依存する。あ るいは、ベクターは非特異的吸着を避ける適切な標的リガンドを持ち、そして標 的細胞型への結合および進入を可能にする。この系の特異性はまた、適切な発現 制御エレメントの封入により制御され得る。 同様の投与プロトコルあるいは上記実験または他の基準に基づいて選択された より少い投与プロトコルは、これらのマウスモデルにおいて抗腫瘍効果を測定す るために用いられる。終点は、時間に対する腫瘍のサイズおよび増殖/退行、死 滅時間、生存時間、または他の適切なマーカー(例えば、これらのモデルにおけ る転移の数)である。 c.ヒトへの投与 患者を、マウスモデルと同じベクター、またはヒト補体に耐性のベクターに保 持される同じ核酸骨格で処置する(例えば、the comparion application「Produ ction and Administrasion of High Titer Recombinant Retroviruses」を参照 のこと)。手術により除去できない腫瘍マス(例えば、脳、前立腺、子宮頚(cer vical)、卵巣、膀胱)をもつ患者は、除去が取り替えられない健康な組織の大量 の同時除去(例えば、手足の切断または器官全体の除去)を必要とするために、 または転移(例えば、結腸から肝臓への転移、脳、他の皮下部位および肺への黒 色腫の転移)が起こったかもしれない場合に、処置され得る。 患者は、静脈内、動脈内、局所的な血管系または腫瘍周囲において、106、107 、108、109、1010、または1011ベクター単位(I.V.)の用量、好ましくは0.1〜3m lの容量で投与される。このベクターは、クロットエンハンサーをコードする遺 伝子または上記のタイプから選択された他の遺伝子を有する。この遺伝子が非毒 性前駆体(プロドラッグ)を毒性産物に転化するものである場合、このプロドラ ッグは、Physicians Desk Referenceで規定された投与量またはベクターの最終 投与後1〜30日の間の時間で動物実験から予測された投与量を投与される。 このベクターは、1〜15日の間隔で、1〜20回投与され、そして患者の状態を通 常の臨床パラメーターを追跡し、そして腫瘍サイズをラジオグラフィー、ミリス キャン、ペットスキャンまたは他の従来の手法によりモニターすることによりモ ニターされる。実施例8 黒色腫細胞に対する組換えレトロウイルスベクターの標的化 以下の実施例は、特定の細胞型に対する結合したレトロウイルスベクター粒子 アビジンを標的化するための結合した標的化エレメントAb-ビオチンの使用を記 載する。一般的に、ビオチン化黒色腫細胞刺激ホルモン(MSH)をまず患者に注射 する。一定の期間後(3日まで)、非特異的な結合が減少した後および特異的な リガンド複合体のみが残っている時に、その表面上でアビジンを発現するベクタ ーを注射する。ビオチンに対するアビジンの高親和性は、ベクターを標的組織に 集中させる。 簡潔に言えば、黒色腫細胞刺激ホルモン(MSH)は、黒色腫細胞上のレセプター により特異的に認識される13アミノ酸のペプチドである。MSHは、10-8Mの範囲 のレセプター親和性(KD)を有する。 A. 発現カセット骨格、pH CMV-PAの構築 ベクターをまず、gap/polおよびenv発現カセットの両方のための骨格を形成す るために作製する。簡潔に言えば、pBluescript SK-ファージミド(Stratagene, San Diego,CA,GenBank寄託番号52324、「SK-」をいう)をSpeIで消化し、そして クレノウで平滑末端にする。次いで、Dra I(bp 2,366)〜Dra I(2,729)のSV40の 平滑末端Dra Iフラグメント(Fiersら、Nature 273:113-120,1978)をSK-に挿入し 、そしてSV40後期ポリアデニル化シグナルから単離された構築物をSK-のLacZ遺 伝子と反対向きに配置する。この構築物をSK-SV40Aと称する。 ヒトサイトメガロウイルス主要即時初期プロモーター(HCMV-MIE;Boshartら、 Cell 41:521-530,1985)(Hinc II,bp 140〜Eag I,bp 814)をHinc IIおよびEag I での消化後単離し、そしてEag I部位を平滑末端化する。この647平滑末端化フラ グメントをSK-SV40Aに連結する。次いで、pHCMV-PAと称する最終構築物を単離す る(図28を参照のこと)。この構築物は、LacZ遺伝子の反対方向に配置するHCMV プロモーター、およびSV40の後期ポリアデニル化シグナルからの上流を含有する 。 B. pCMV-enveco の構築 pCMV-envceoを、MoMLVのXba I-Nhe Iフラグメント(MoMLVのbp5,766〜bp7,845) をpCMV-PA(実施例2A)の発現ベクターに挿入することにより作製する。簡潔に言 えば、Xba I-Nhe Iエンベロープフラグメントを、アガロースゲル上でpMLV-K(Mi llerら、J.Vir.49:214,1988)から単離する。次いで、フラグメントを、標準 的な方法を用いてT4ポリメラーゼで平滑末端化し、pCMV-PA(実施例2)に連結し 、そしてEco RVおよびSma I部位において消化する。正確な方向にある産物は、C MVMIEプロモーター、それに続く完全なエコトロピックエンベロープコード配列 およびSV40ポリアデニル化シグナルを有する。 C. アビジン-エンベロープキメラの作製 bp 116〜bp 499のアビジンDNA(配列番号27、GenBank番号CHKAVIR)の一部をMo MLVエコトロピックエンベロープ構築物pCMV-envecoに組み込む。簡潔に言えば、 次のオリゴヌクレオチドを以下のように生成する: オリゴヌクレオチドを用いて、Kunkle(PNAS 82:488,1985)の方法により一本鎖pC MV-envecoを改変する。この改変物は、エンベロープの可変のA領域(Battiniら 、J.Virol.66:1468-1475.1992)の一部を、このオリゴヌクレオチドの配列で置き 換える。次いで、産物をEcoRIで消化し、そしてFsp Iで部分的に消化する。アビ ジンのEco RI-Fsp Iフラグメント(bp 198〜bp 485)をベクターに連結する。最終 産物はCMVプロモーター、ハイブリッドeco-アビジンエンベロープおよびSV40ポ リアデニル化シグナルを含むプラスミドであり、pCMV-enveco-avidinと呼ぶ。 D. ビオチン化MSH MSHペプチドS-Y-S-M-E-H-F-R-W-G-L-P-V-NH2を合成し(Chiron Corp.,Emeryvi lle,CA)、そしてNHS-ビオチン(Pierce,Rockford,IL)で、製造業者の指示に従っ てビオチン化する。 E. アビジンを表示するマーカー組換えレトロウイルスベクターの生成 マーカー組換えレトロウイルスベクターをコードするβ-ガラクトシダーゼ(C Bβ-gal)を、pCMV-envcco-avidinとともに、293 2-3細胞株(米国特許出願第07 /800,921号)にコトランスフェクトする。あるいは、ルシフェラーゼ、グリーン 蛍光タンパク質(GFP)または他のマーカーをコードする等量のベクターを使用し 得る。クローンを選択し(G418で)、粒子を含むRNAの高産物についてスクリー ニングし、そして3H-ビオチン結合を用いてアビジンの表面発現をスクリーニン グする。アビジンを含むベクター粒子を14C-ビオチン(Amersham,Chlcago,IL)お よびショ糖勾配法を利用して試験する。 F. インビトロ標的化 ヒト黒色腫細胞(DM252、DM6、DM92)を適切な培地で増殖させる。標的細胞に結 合するビオチン化MSHの特異性を、アビジンーフルオレセインの添加および蛍光 顕微鏡により試験する。eco-アビジンCBβ-galの形質導入を染色によりまたはG4 18選択(米国特許第08/032,846号を参照のこと)により試験し、そして形質導入 の効率を、HT1080ヒト線維肉腫細胞のような非黒色腫細胞と比較する。 G. インビボ標的化 ヌードマウス腹膜腔内に以下のヒト黒色腫細胞株の1つまたはそれ以上を移植 する:DM252、DM6、DM92(米国特許出願第08/032,846号を参照のこと)。標的化 は、まずマウスにビオチン-MSHを注射し、続いて1×105〜1×108 cfu eco-ア ビジンCB β-gal組換えレトロウイルスベクターを注射することにより決定され る。標的化は、続いて黒色腫組織を切開し、そしてβ-galについて染色するか、 または黒色腫およびマウス組織におけるルシフェラーゼ活性についてアッセイす ることにより評価される。コントロールとして、293-2-3細胞のpCMV-envecoのト ランスフェクションにカプシド化された同様のベクターをエンベローププラスミ ドの添加なしで、マウスに平行して注射し、そしてこれらのマウスの組織をアッ セイする。 H. インビボ標的化−ヒト マウスの系において得られたデータを用いて、患者に投与するためのプロトコ ルを決定する。患者に、所望の遺伝子をコードするベクターを3〜20の用量で、 I.P.、I.V.、動脈内(I.A.)、またはリンパ系内投与する。この用量は、I.V.、I. A.、I.P.、またはリンパ系内投与によって与えられる遺伝子送達ビヒクルの約1. 0×106〜約1.0×1010cfuの範囲である。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION          Methods and compositions for the treatment of solid tumors in vivoTechnical field   The present invention relates generally to the field of anti-cancer therapy, and more particularly, to recombinant cancer. And methods of inducing selected tumor cells using viral vectors.Background of the Invention   Many different therapies are available for the treatment of various types of human tumors. These include surgery, radiation therapy, chemotherapy, radioimmunotherapy, and neoadjuvant. Including neoadjuvant therapy. These treatments determine whether the tumor is metastatic or not. Or they can be used individually or in combination depending on whether they are non-metastatic.   Surgery is mainly used for non-metastatic tumors and, therefore, This is the treatment of choice for locally treatable cancers. Under certain circumstances, Surgery can be used to alleviate or reconstruct unrepairable cases and rehabilitation Can be used for In addition, surgery is performed locally prior to removal of the primary neoplasm. Diagnostic Role in Determining the Pathological Stage of Extent of Local and Local Invasion Play a part. However, for certain tumor types, surgery can be disadvantageous. Because surgery can lose shape, be disabled, or be ineffective It is. For inoperable tumors, primary local treatment with ionizing radiation , Is often the treatment of choice.   Two types of radiation therapy, brachytherapy and teleradiation, are It is used to treat. In brachytherapy, the radiation source is placed near the tumor. Is placed. This endoluminal approach is used for gynecological or oral neoplasms It is. In teleradiotherapy, ultra-high pressure radiation therapy usually uses a linear accelerator. Delivered, allowing more accurate beam localization, and concomitant skin radiation toxicity Work around. For tumor areas while minimizing toxicity to adjacent normal tissue Various approaches are used to increase the radiation dose. Radiation therapy , Usually delivered in a fractionated fashion, normal to sublethal damage during the treatment Radiation by allowing time for the recovery of healthy host tissues (not tumors) Has biological superiority. The fractionated radiation dose is usually Usually administered 5 days per week until delivered in a 4-6 week course You.   Unfortunately, radiation therapy is followed by acute and potential toxicity. Acute toxicity May cause generalized fatigue and malaise, anorexia, nausea and vomiting, local skin changes , Including diarrhea and mucosal ulceration of the irradiated area. Large area, especially pelvis and proximal length Irradiation of bone can cause significant myelosuppression. Long-term toxicity depends on skin color Causes elemental excess, reduced organ function, myelopathy, osteonecrosis and secondary malignancy Can wake up. These toxicities are dose related, but due to careful shielding and fractionation. Can be minimized or avoided.   Currently, more than 50% of all cancer patients receive radiation therapy during the disease. I Radiation therapy is often used with therapeutic purposes for certain types of tumors It is the only substance. For a wider range of cancers, irradiation is combined with surgery You. Irradiation is also useful for some patients with lymphoma or lung cancer and for some Used as an adjuvant to chemotherapy for pediatric cancer. Depending on the case In some cases, chemotherapy is used to make tumor cells sensitive to the toxic effects of irradiation. Can be used.   Localized (locoregional) hyperthermia, although its use is very limited, Can be used for some tumor sites. Hyperthermia is important as an aid to ionizing irradiation It is a form of non-ionizing irradiation between a certain 40-42 ° C. This treatment may also Also includes drugs that increase the response of the ulcer. The largest use of hyperthermia is in large vascular hyperplasia Is to control the tumor.   Chemotherapy makes surgery or irradiation impractical or only partially effective Used if Chemotherapy (cytokines, cytotoxic drugs, hormones, Including the use of antihormones and other biological agents) are increasingly It has become an effective means. Cytokines alone or with other cytokines or When used in combination with cytotoxic drugs, metastatic gas may be regulated by modulating the immune system. (Heaton, K. et al., Cancer Immunol.) Immunother 37: 213-219, 1993). Useful cytokines include interleukins (IL ) -2, IL-4, IL-6, tumor necrosis factor (TNF), α-interferon, and γ-I Interferon (α-IFN and γ-IFN). Intravenous IL-2 alone is metastatic It is effective in about 13-50% of patients with renal cell carcinoma or melanoma, and treats other tumors. It can be effective also in the position. In addition, α-IFN has been shown to be specific after resection of tumor tissue mass. It has been shown to be effective against solid tumors, which may be an adjuvant treatment Suggests a possible postoperative role (reviewed in Heaton, K et al., Supra).   Combining cytokines to enhance antitumor effects is a different mechanism Combinations of drugs that attack more neoplastic cells increase antitumor efficacy in vivo It is based on the assumption that it should be done. Therefore, drugs with different side effects In patients treated with the combination, toxicity should be reduced. Preclinical research laboratory Studies show that such a combination of cytokines may be effective in animal models (Reviewed in Heaton, K et al., Supra). Furthermore, cytokines are new forms Combined with other cytotoxic drugs to provide more effective treatment for adult diseases obtain. Such combinations may have different mechanisms of action and different toxicity profiles. To use. For example, α-IFN is a serum concentration of the active 5-fluorouracil (5-FU) metabolite. Increasing the degree appears to enhance the effect of 5-FU. In addition, IL-2 When α-IFN and cisplatin and dacarbazine are used in combination, Produced a much higher response rate than everything observed with the cytotoxic drug alone.   Most anticancer drugs are used systemically, but are not available for local or local administration. In some cases, there are indications to be selected. Topical administration may cause active chemotherapeutic tumors Injection directly into the site (eg, by embolizing the primary blood supply to the tumor (Intravesical treatment, intraperitoneal treatment, hepatic artery infusion). These treatments are remarkable Mitigation and improved survival.   However, many patients treated with chemotherapy have a limited response. That's it Such treatment may result in spontaneous genetic alterations in a subpopulation of cancer cells prior to chemotherapy exposure. It can be nullified due to drug resistance due to differences. Remove sensitive cells with chemotherapy After removal, the resistant subpopulation grows to a dominant cell type.   Radioimmunotherapy offers potential for anticancer activity for common tumors This is one form of treatment. This treatment is very experimental, but in particular hematopoietic malignancies In tumors, progress has been made in the development of useful clinical drugs. Radioimmunotherapy The success of multiple doses of selective tumors without damaging radiation-sensitive tissue Depending on the delivery. For solid tumors, multiple radiolabeled polyclonals And monoclonal antibodies in liver cancer, intrahepatic cholangiocarcinoma, melanoma, ovarian cancer, peritoneum It has been used in the treatment of patients with carcinomatosis and glioma (Larson, S. et al. Nucl Med Biol. 21: 785-792, 1994). In these cases,131 Iodine was the most commonly used label.   Administration of radiolabeled antibody into an enclosed space offers the greatest potential for successful treatment. It seems to offer. Intravenous administration of the compound is not effective. For hematopoietic progenitor cells Mouse monoclonal antibody M195 (anti-CD-33), colorectal, pancreatic, ovarian and (Anti-TAG-72) for primary and other human tumors and primary and metastatic in patients Numerous monoclonal antibodies, including 3F8 (anti-GDZ), are localized in It is used. But the real problem with this treatment is that The development of immunity to local antibodies and the associated hematopoietic toxicity.   Neoadjuvant therapy, a systemic procedure prior to local therapy, is a treatment for cancer. Are increasingly better in terms of location (Trimble, E. et al., Cancer Sup pl 72: 3515-3524, 1993). This treatment requires subsequent surgical intervention. Designed to reduce, increase local control, and improve long-term patient outcomes It is. This in part provides an effort to 1) be entirely successful with local control. 2) reduce the tumor burden at the primary site; Control the disease, 3) reduce the number of cancerous cells before surgery, and 4) surgery If administered earlier, less resection may be required, thereby reducing normal organ Achieved by potentially preserving function. Neoadjuvant therapy's latent Local disadvantages jeopardize the acute toxicity of treatment, local control or delay of final treatment Ineffectiveness to metastasize invasive local tumors, scarring and fibrosis, more difficult surgery Difficulty, delaying wound healing by reducing tissue vascularity, and Includes ineffectiveness leading to a higher percentage of quiescent tumor cells.   Despite all existing treatments for solid tumors, efficacy and current methods are not Substantially satisfied with a method that is more effective than treating the patient, both in terms of Unmet requirements still exist in this area. The present invention addresses this need. Satisfaction, and yet provide other related benefits.Summary of the Invention   It is an object of the present invention to provide a blood clot within a blood vessel that supplies blood to the tumor. Causing tumor death in vivo by inhibiting flow, inhibition in tumor Inhibiting angiogenesis in tumors by producing sex proteins Producing proteins that activate non-toxic drugs into toxic forms within the tumor or That compete for or metabolize nutrients in the blood supply of humans To produce.   In one aspect of the invention, clot formation within or adjacent to a tumor is inhibited. Recombinant vector comprising a nucleic acid molecule encoding a polypeptide capable of stimulating Transducing cells within the tumor or adjacent to the tumor. A method is provided for damaging tumor cells. In various embodiments, The nucleic acid molecule is a Russell's viper snake venom factor X activator, Snake venom factor V activator, thrombin and thrombin-like enzymes (eg, Crotal us adamanteus (Crotalus), Crotalus horridus horridus, Agkistrodon rhodo stoma (Ancrod), Agkistrondon contortrix contortrix, Agkisirodon acutus , Bothrops atrox (Batroxobin), Bothrops marajoensis, Bothrops moojeni, Trimeresurus gramineus, Trimeresurus okinavensis and Brirtis gabonica? Enzymes, tissue factors, truncated tissue factors, cancer procoagulant factors, and Riga that binds to endothelial cells with high affinity for partial or whole procoagulant protein Selected from the group consisting of fusion proteins comprising part or all of the protein. Departure In one embodiment, the nucleic acid molecules are von Willebrand's agent. Progeny antigen II, endothelial monocyte activating polypeptide I, endothelial activating polypeptide II, tumor Necrosis factor alpha, tumor necrosis factor beta, and tissue factor induction from Rickettsia rickettsii Encodes a protein selected from the group consisting of a lead factor. Yet another embodiment To In some cases, the nucleic acid molecule is a polypeptide capable of inhibiting fibrinolysis. Code. In one embodiment, the nucleic acid molecules are α2-antiplasmid Plasminogen activator inhibitor I, plasminogen activator Turnover inhibitor II, plasminogen activator inhibitor III and Ert hrina is selected from the group consisting of proteinase inhibitors.   In another aspect of the invention, a polypeptide having the ability to inhibit tumor angiogenesis A recombinant vector containing a peptide-encoding nucleic acid molecule within or next to a tumor Inhibits tumor angiogenesis in vivo, including transducing neighboring cells A method is provided for: In various embodiments, the nucleic acid molecule encodes Polypeptides include angiostatin, interferon alpha, interfero Β, platelet factor-4, metalloproteinase I tissue inhibitor, metalloproteinase Tissue inhibitor of inase II, tissue inhibitor of metalloproteinase III, Thrombosporin, angiogenic fragment of prolactin, heparinase, base Neutralizing antibody fragments against inflammatory fibroblast growth factor, vascular endothelial cell growth factor and And αVβ3 integrin.   In another aspect of the invention, a non-cytotoxic agent, which may be a cytotoxic agent, is activated. Tumor with a recombinant vector containing a nucleic acid molecule encoding a polypeptide having the ability to Transducing vascular cells within or adjacent to the arterial side of the tumor; and Administering to the animal a non-cytotoxic agent that is activated by the peptide into a cytotoxic agent. Provided are methods for damaging tumor cells in vivo, including. Various implementations In embodiments, the nucleic acid molecule is a herpes simplex virus thymidine kinase, varicella- Shingles virus thymidine kinase, cytosine deaminase, xanthine-gua Nin phosphoribosyltransferase, Escherichia coli purine nucleoside Phosphorylase, cytochrome p450 2B1 gene product, alkaline phosphatase, a polypeptide selected from the group consisting of β-glucosidase and nitroreductase Code the peptide.   In yet another aspect of the invention, nutrients are provided in the intervascular space around the tumor. A nucleus encoding a polypeptide capable of binding or metabolizing nutrients A recombinant vector containing an acid molecule that binds cells in blood vessels in or adjacent to a tumor. Method for depriving tumor cells of nutrients in vivo, comprising transducing Is provided. In various embodiments, a nucleic acid molecule encoding a polypeptide Are soluble folate receptor / folate binding protein, soluble transferrin receptor Fetal hemoglobin, fetal hemoglobin, oxygen binding of fetal hemoglobin Fragment or extracellular matrix-binding fragment derived from β3 integrin And folate receptor or transferrin receptor. Selected from the group consisting of fusion polypeptides with fragments of the scepter polypeptide Is done.   In various aspects, the recombinant vectors are recombinant viral vectors and non- A gene delivery vehicle selected from viral nucleic acid (DNA or RNA) vectors. You. In a preferred embodiment, the recombinant viral vector is an adenovirus , Poxvirus, poliovirus, rhinovirus, influenza virus Virus, parvovirus, adeno-associated virus, herpes virus, simian virus Virus 40, human immunodeficiency virus, measles virus, astrovirus or coronau Selected from the group consisting of Irus. Preferred viruses are retroviruses or Alpha virus. A particularly preferred retrovirus is avian leukemia virus , Bovine leukemia virus, mouse leukemia virus, mink cell focus formation window Ruth, mouse sarcoma virus, reticuloendotheliosis virus, gibbon ape leukemia virus, Mason-Petzer leukemia virus or Rous sarcoma virus. More Also preferred mouse retroviruses are Abelson, Friend, Graphy, Glo , Kirsten, Harvey sarcoma, Lausher, or Moloney leukemia It is. Particularly preferred alphaviruses are Sindbis virus, Semliki Forest Virus, Middelburg virus, Ross river virus, Aura virus, pho Tomorgan virus or Venezuelan equine encephalomyelitis virus. In addition, species In various aspects, the recombinant virus is replication defective.   Another aspect of the invention is a packaging cell, a plasmid containing a recombinant viral vector. Producer cells, virus particles produced by producer cells, and shapes Transfected Recombinant Virus Vector Target Cell, and Vector According to the Present Invention And a pharmaceutical composition comprising: Preferred compositions are lyophilized or dehydrated A composition comprising the recombinant virus.   These and other aspects are described with reference to the following detailed description and accompanying drawings. Will be clear.BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES   FIG. 1 is a schematic diagram of the coagulation path.   FIG. 2 is a schematic diagram of p31N2R5 (+).   FIG. 3 is a schematic diagram of pN2R3 (−).   FIG. 5 is a schematic diagram of pN2R3 (+).   FIG. 6 is a schematic diagram of pN2R5 (−).   FIG. 7 is a schematic diagram of p31N25V (+).   FIG. 8 is a schematic diagram of pTK_A.   FIG. 9 is a schematic diagram of pPrTK_A.   FIG. 10 is a schematic diagram of pTK-1 and pTK-3.   Figure II shows Sindbis basic vector and Sindbis luciferase vector FIG.   FIG. 12 is a schematic diagram of a representative embodiment of a eukaryotic cell overlay vector initiation system. is there.   Figure 13 shows the time course of luciferase expression from ELVIS-LUC and SINBV-LUC vectors. It is a graph which shows conversion.   Fig. 14 shows a schematic diagram of the mechanism for disabling the virus junction region using the "RNA loop-out". FIG.   FIG. 15 is a diagram of one method for modifying the Sindbis junction region.   FIG. 16 is a schematic diagram of a Sindbis packaging expression cassette.   FIG. 17 shows packaging of SIN-luc vector by a representative packaging cell line. FIG.   Figure 18 shows the packaging of SIN-luc vector with PCL clone # 18 over time. It is a bar graph.   FIG. 19 is a graph showing the expression and rescue of Sindbis-luciferase vector. It is rough.   FIG. 20 shows a representative recombinant retro lyophilized in mannitol-containing formulation buffer. 4 is a graph showing the retention of virus activity upon virus reconstitution.   FIG. 21 shows a representative recombinant retrovirus lyophilized in a lactose-containing formulation buffer. 4 is a graph showing the retention of virus activity upon reconstitution of virus.   FIG. 22 shows a representative recombinant retro lyophilized in trehalose-containing formulation buffer. 4 is a graph showing the retention of virus activity upon virus reconstitution.   Figure 23 shows a liquid non-lyophilized recombinant resin stored at -80 ° C using various saccharides. Stability of Torovirus vs. Lyophilized Recombinant Retrovirus Stored at -20 ° C It is a set of representative graphs to be compared. Standardize titers for easy comparison ing.   Figure 24 shows the effect of ganciclovir on CT26, CT26βgal and CT26TK Neo cells FIG.   FIG. 25 shows tumor volume in a ganciclovir dose study of mice injected with CT26TK Neo. 4 is a graph showing the effect of the product over time.   FIG. 26 is a series of four photographs of mice showing different doses for intraperitoneal tumor growth. 9 shows the effect of the regimen ganciclovir.   FIG. 27 is a series of four photographs of mice showing different dose levels for subcutaneous tumor growth. The effect of ganciclovir on dime is shown.   FIG. 28 is a schematic diagram of pHCMV-PA.Definition of terms   The following terms are used throughout the description and the claims. These terms are Unless otherwise indicated, they are defined as follows.   "High affinity binding pairIs 10-yK less than MDOf molecules that have the ability to bind to each other at A pair. Where y is selected from the group consisting of 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 and 15. Is done. As used herein, "KD": Reaction, A + B = dissociation determination of AB A number. Here, A and B are members of a high affinity binding pair. (further, As the skilled artisan will appreciate, as the affinity of two molecules increases, KDDecreases The dissociation constant is determined by, for example, Scatchard analysis (Scatchard, Ann. NY Acad). . Sci. 51: 660-672, 1949). Representative examples of suitable affinity binding pairs include biotin / avidin, cytostatin / papaya , Phosphonate / carboxypeptidase A, and 4CABP / RuBisCo.   "Targeting elementIs a molecule that can interact specifically with the selected cell type. Say. As used in connection with the present invention, the biological efficacy of the attached targeting element Results are found in the cell type, or when the targeting element is bound to the target cell. More than 10-fold difference between the binding of the If there is more than 25, 50 or 100 fold difference, the targeting element is selected Specific cell types. Generally, the targeting element is selected 10 for cell types-FiveLess than M, preferably 10-6M, more preferably 10-7M, and Most preferably 10-8K less than MDIt is preferable to bind with (Scatchard Determined by analysis, Scatchard, Ann. N.Y. Acad. Sci. 51: 660-672, see 1949 thing). In addition, the cell type for which the targeting element has been selected is given the parent of the high affinity binding pair. Binding with an affinity at least 1 log (ie 10 times) lower than the sum constant Generally preferred (in other words, KDValues are at least 1 log or 10 times greater). Suitable targeting elements are preferably non-immunogenic and may be proteolytically And is not captured by the immune system. Particularly preferred targeted elements (Bound to a member of a high affinity binding pair) for 10 minutes to 1 week Should have a half-life in the animal (in the absence of a clearing agent) It is. Representative examples of suitable targeting elements are described in more detail below.   "Clarified substance"Is covalently associated with a circulating linked targeting element or A molecule that can interact non-covalently. Preferably, the clarified substance is non-immune Primate, specific for the bound targeting element, and rapid kidney Large enough to avoid clearance in the offal. Further, clarifying substances are preferred Is not degraded by proteolysis and is not captured by the immune system. Book Particularly preferred clarifying substances for use within the scope of the invention are affinity binding members Other than those that bind to the bound targeting element, and Preferably, binds in a manner that blocks binding of the targeting element to its target Including things. With respect to the present invention, see, for example, Marshall et al., Brit. J. Cancer 69: 502 Many clarifying substances are used, including those described in -507, 1994. Can be   "Recombinant retrovirus vector"In a preferred embodiment of the present invention , Expression of the sequence (s) of interest or the gene (s) of interest Assembly. Preferably, the retroviral vector construct is 5 ' LTR, tRNA binding site, packaging signal, one or more heterologous sequences, second strand DNA The origin of the synthesis and the 3 'LTR should be included. A wide range of heterologous sequences can be used to construct vectors For example, proteins, such as cytotoxic proteins, A gene encoding a disease-associated antigen, an immune accessory molecule, or a replacement protein). Sequence, or a sequence that is naturally and per se useful (eg, a ribozyme or (Like antisense sequences). Alternatively, the heterologous sequence simply "Staff" that is large enough to allow the production of retroviral particles, including "Stuffer" or "filler" array. Preferably, different The seed sequence is at least 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 or 8 Kb in length.   Retroviral vector constructs may also include a transcription promoter / enhancer or Is the locus defining element (s) or the alternate splice Sing, nuclear RNA export, post-transcriptional modification of messengers or post-translational modification of proteins Other elements that control gene expression, such as by decoration, may be included. Optionally, retro Viral vector constructs can also be transduced or transformed with recombinant retroviral vectors. Gives transfected cells TK, hygromycin, phleomycin, A selectable marker that confers resistance to stidinol or DHFR, and one or more Specific restriction sites and translation termination sequences.   "Gene delivery vehicle'' Means a recombinant vehicle such as a recombinant virus vector, Naked nucleic acid molecules such as nucleic acid vectors (such as plasmids), genes, etc. Polycationic that can neutralize charge and condense nucleic acid molecules into compact molecules Nucleic acid molecules complexed to molecules, nucleic acids binding to liposomes (Wang et al., PNAS 84: 7851, 1987), bacteria, and certain eukaryotic cells, such as producer cells, Here it delivers a nucleic acid molecule having one or more desired properties to a host cell in an organism. Have the ability to As discussed further below, the desired property is the desired material ( (Eg, proteins, enzymes, or antibodies) and / or GDV An active substance whose nucleic acid molecule carried by itself does not require expression of the desired substance Where it includes the ability to provide a biological activity. Such biological activity One example is that the delivered nucleic acid molecule is integrated into a particular gene, and as a result Inactivates offspring and "turn off" the product produced by the gene "It's gene therapy.   "Zymogen" is an inactive enzyme that can be activated to a catalytic state by post-translational modification. It is a carnival. Briefly, some zymogens are enzymes that block enzyme availability. Includes a polypeptide chain. Enzymes are acid or enzymatic cleavages that remove inhibitory polypeptide chains Activated byDetailed description of the invention   The present invention relates to a recombinant vector based on the interruption of nutrient supply to tumor cells. Several methods are provided for gene therapy-mediated treatment of solid tumors. these Shows (i) some strong diffusion into intratumoral vascular endothelial cells or perivascular tumor cells By transferring the gene of any one of the sex procoagulant factor proteins, Selectively initiating irreversible coagulation of tumor vasculature; (ii) intratumoral vascular endothelial cells. Transfer genes encoding anti-angiogenic proteins to vesicles or perivascular tumor cells (Iii) transfer of the "suicide" gene Disruption of the tumor vascular bed by selective damage of endothelial cells in the tumor And (iv) perivascular regions that absorb or metabolize incoming nutrients required for life. By creating a microenvironment in the area, starving the tumor And soluble soluble extracellular matrix-bound nutrient receptors or specific metabolic enzymes. This is achieved by transferring the gene to be loaded into perivascular cells.   In one aspect of the invention, a procoagulant factor protein, at least a procoagulant With a high affinity for the procoagulant factor portion of the transcription factor protein and at least for endothelial cells. Fusion proteins containing a binding ligand moiety, Multiple genes for inducers or inhibitors of fibrinolysis Using the gene delivery vehicle of the present invention, the vascular endothelial cells or Selectively initiate coagulation of tumor vasculature by transferring to periductal tumor cells Or worsening methods are provided.   The establishment of an important hypercoagulable state in the tumor vascular bed is based on three broad classes of tampering. It can be achieved by inducing local secretion of proteins. The first group is physiological Procoagulant that directly activates one or more zymogens that make up the coagulation cascade Factor proteins (eg, Russell's viper snake venom factor X activator, Lasse Lux viper snake venom factor V activator, tissue factor, shortened tissue factor, cancer clotting Thrombin, thrombin-like enzymes, and endothelial cell membranes or associated with them The entire ligand or at least a portion thereof that binds with high affinity to the protein Whole or at least extracellular portion of operably fused procoagulant factor protein A fusion protein comprising The second group consists of host endothelial cells and monocytes / macros. Phage induces expression of key procoagulant factor proteins (such as tissue factor) Tumor cells, leukocytes and the like that lead to and indirectly cause local activation of the coagulation cascade And proteins produced by certain infectious organisms (eg, von Willebra) Factor antigen II, endothelial monocyte activating polypeptide I, endothelial monocyte activating polypeptide II, tumor necrosis factor α, tumor necrosis factor β, and a set from Rickettsia rickettsii Tissue factor inducer). The third group of proteins is the homeostatic response to coagulation ( Ie fibrin dissolution). For example, α2-antiplasmin, plasmin Nogen activator inhibitor I, plasminogen activator inhibitor II, plasminogen activator inhibitor III, and Erythrina pro Tainase inhibitor. Members of the third group of proteins are localized blood coagulation Act synergistically with procoagulant factor proteins in the induction of Is a procoagulant tumor by itself, between fibrin production and degradation In the absence of exogenous procoagulant activity in the tumor vascular bed Causes coagulation.   The central point in the coagulation cascade, where the intrinsic and extrinsic pathways are concentrated, Activation of factor X (FX) to FXa (see FIG. 1). In the extrinsic pathway And tissue factor (TF) activates FVII to FVIIa, which is then combined with FVIIa in endothelial cell membranes. Bind and activate FX to FXa. In the intrinsic pathway, to tissue wounds or air Exposure results in the activation of FXII to FXIIa, which in turn activates FXI to FXIa. Once this has been achieved, this in turn results in the surface of perturbed endothelial cells or platelets, FVIII and And FIX are converted to their active forms. FX is calcium ion and phosphorus fat Is activated to FXa by the FVIIIa / FIXa complex in the presence of the plasma membrane (Fig. 1 See). Following a common pathway, Ca in endothelial cells or platelet membranes2+I The complex of FXa with ON and FVa forms a prothrombinase complex. This It efficiently catalyzes the conversion of prothrombin to thrombin. Prothrombina The protease complex produces 1,500 moles (m) / min (m / min) of moles of thrombin / FXa. G Rombin breaks down plasma fibrinogen into fibrin and converts FXIII to FXIIIa Which in turn crosslinks fibrin molecules to form an insoluble matrix (See FIG. 1).   Procoagulant factors can act at several points in the coagulation cascade. Organization Factor (TF) and truncated TF bind to FVIIa and the phospholipid bilayer to activate FX. (Nemerson et al., Prog. Hemost. Thromb. 6: 237, 1982). Russell Kusa The snake venom FX activator (RVV-X) and cancer procoagulant (CP) are TF, FVII Activates FX directly, independently of FVIII or FIX (Gordon et al., Hemat. Onc. o. Clinics North America 6: 1359, 1992; Takeya et al. Biol. Chem. 267: 1410 9, 1992). Wide range of thrombin isolated from thrombin and many snake venoms (Doull et al., Toxicology. Ed. MacMillan Pub. Co., NY 1986) (for example, Cr otalus adamanteus (Crotalase), Crotalus horridus horridus, Agkistrodon Rhodostoma (Ancrod), Agkistrodon contortrix contortrix, Agkistrodon acu tus, Bothrops atrox (Batroxobin), Bothrops marajoensis, Bothrops moojen i, Trimeresurus gramineus, Trimeresurus okinavensis and Bitis gabonica ) All directly degrade fibrin and thus most coagulation cascades And independent. TF, RVV-X and CP are extremely powerful coagulation inducers It is. Because the effect is amplified by the next stage of the zymogen cascade This is because that. Another inducer of coagulation is Russell's viper snake venom factor X Includes activator and shortened tissue factor. Thrombin and thrombin-like enzymes , Requires fibrinogen and FXIII to produce solids. Many tumors are Induce local fibrin formation as part of the malignant process (Flier et al., New Eng. J. Med. 315: 1650, 1986) and immunohistochemically detected in the tumor space Coagulation factor (Zacharski et al., Cancer 60: 2675 1987) is a tumor-inducing local vascular Is thought to leak as a result of hyperpermeability of (Senger et al., Science 219: 993, 1993). TF targeting has been shown to be effective in one tumor model (Moloma et al., Posting). Thus, at present, TF, CP and RVV-X etc. The use of an early acting procoagulant is preferred.   In recent years, Coley has reported that several terminal cancer patients who have been injected with viable microbial preparations have become seriously ill. He developed sepsis but subsequently recovered and reported that the tumor was cured (Coley et al., Am. J. Med. Sci. 105: 487, 1983). This activity eventually leads to Me Bacterial endotoxin causing specific hemorrhagic necrosis in th-A fibrosarcoma In response, it is mediated by cytokines released by macrophages. And was therefore called tumor necrosis factor (TNF, Old et al., Scienc e 230: 630, 1986; Carswell et al., PNAS 72: 3666, 1975; Nawroth et al. Exp. Med . 168: 637, 1988). TNF injection may be similar in other animal models or clinical trials Unique when not effective (Kao et al., Behring Inst. Mitt. 92:92, 1993). Synergistic cofactor is produced by Meth-A cells, which sensitize tumors to TNF It was argued that they had sex. These two factors, endothelial monocyte-activating polypeptide Peptides I and II (EMAP-I, EMAP-II) have recently been isolated and cloned (Kao et al., Supra, Kao et al., J. Boil. Chem. 269: 9774, 1994). TNF and EMAP-I And II all induce weak tissue factor activity in endothelial cells and monocytes, Acts synergistically when used in combination (Kao et al., Supra, Clauss et al., J. Biol. Chem. 265: 70). 78, 1990). This synergistic effect is used for gene therapy of procoagulant factor in solid tumors Can be done. First, the EMAP-I or II gene (Kao et al., Behring Inst. Mitt. 92:92 1993; Kao et al. Boil. Chem. 269: 9774, 1994) in combination with the TNF gene. Generating a powerful bicistronic procoagulant factor gene therapy vector I can do it. Second, the increased specificity of the procoagulant effect is due to EMAP-I or II, TNF (TNF α or β) or the tissue factor inducer gene from Rickeitsia rickettsii It can be produced by introduction into separate vectors. This vector selectively Has little or no common cross-reactivity with tumor cells or tumor endothelial cells Targeting vehicles (eg, antibodies or other cell / tissue specific ligands, growth dependent Retroviral vectors). Third, select by vector Alternatively, EMAP-I or II produced at the tumor site can be recombinant TNF or flavone acetate (FAA) (Effective against Meth-A tumors, but less so in other systems (A low molecular weight antitumor agent) can be combined (Murray et al., In t. J. Cancer 49: 254, 1991). Another procoagulant factor that may be utilized in connection with the present invention The protein is von Willebrand factor antigen II.   Disruption of the balance between fibrin formation and fibrinolysis may further result in clot formation Can be promoted. In particular, many animal and human tumors have localized vascular destruction or Is the result of the production of TF, TF-like activity in tumor cells, or cancer procoagulant (Go rdon et al., supra), which is essentially prothrombotic (Flier et al., supra). This process may explain, at least in part, necrotic areas in solid tumors, Functional vascular integrity sufficient to support tumor growth in Is maintained in vivo by local fibrinolysis that keeps pace (Dvorak et al., Cancer Res. 44: 3348, 1984). Fibrin Degraded by the rotase, plasmin. This plasmin is plasmino Generated from zymogen plasminogen by the action of gen activator (Dane et al., Adv. Cancer Res. 44: 139, 1985). Tissue type plasminogen Activator (T-PA) and urokinase-type plasminogen activator (U- PA) are both secreted by endothelial cells and tumor cells (Dane et al., Supra). T- Genes encoding PA or U-PA antagonists can be transferred to endothelial cells or Transfer into peri-tumor cells results in reduced plasmin levels. Recombinant vector When delivered to tumors by some proteins, some candidate proteins also perform this function. Can demonstrate. Plasminogen activator inhibitors I, II and III (PAI -I, PAI-II and PAI-III) bind reversibly to T-PA and U-PA, A competitive inhibitor of plasminogen activator that blocks gen cleavage (Wun et al., Crit. Rev. Biotech. 8: 131, 1988). α2-antiplasmin is Major plasmin inhibitor, which is constitutively present at fairly low levels. If present, remove plasmin until plasmin is present in excess. It is reversibly inactivated (Aoki et al., Semin. Thromb. Hemostasis 10:24, 1984). Several specific protease inhibitors are found in the legume, Erythrina ca ffra and Erythrina latissima (Teixeira et al., Bioch em. Biophys. 1217: 23, 1994). These proteins are soybean trypsin inhibitors Have high homology with Bitter, and these are strong inhibitors of plasmin and T-PA. Inhibitors (Teixeira et al., Biochem. Biophys. 1217: 23, 1994). Tumor blood vessels In addition to promoting bed coagulation, plasmin antagonists such as α2 antiplasmin Has additional antitumor activity. Overexpression of U-PA by tumor cells leads to increased metastasis With potential and angiogenic activity (Meissauer et al., Exp. Cell Res. 192: 453, 199). 1). U-PA produces plasmin, which also contributes to fibrin degradation. To cleave procollagenase into collagenase, Release bioactive angiogenic growth factors from the tissue. Collagenase is interstitial It is thought to contribute to the breakdown of stromal and basement membranes, which (i) Invasion of surrounding tissues, and (ii) invasion of foreign substances into local blood vessels and primary tumors Escape from the site, (iii) essential for endothelial cell migration during angiogenesis (G oodson et al., PNAS 91: 7129, 1994). Therefore, inhibition of plasmin production or activity Shocks the malignancy pathology at several levels.   One embodiment of the present invention is directed to a capillary endothelial cell (EC) lining the blood vessels of a tumor vascular bed. ) Or in the subpopulation of tumor cells closest to these vessels Provides expression of a gene for a promoter or anti-fibrinolytic protein. these Procoagulant or antifibrinolytic tan from "perivascular" tumor cells (PTC) Expression of the gene (s) encoding the protein is important. Because , Such expression provides a concentration of plasma-derived clotting factor sufficient to cause clot formation And the coagulation process initiated at the tumor cell surface spreads close to the blood vessels Because it induces extensive ischemia of the tumor. In a preferred embodiment, As described below, perivascular tumor cells are treated with procoagulant or anti-fibrin. Target a gene delivery vehicle comprising a nucleic acid molecule encoding a lytic protein.   In another preferred embodiment of this approach, the direction of the gene delivery vehicle is Sex is combined with the specificity of the polypeptide it encodes and is operable Achieve tumor vascular specificity. For example, targeted or non-targeted gene delivery vehicles Is a fusion gene encoding a protein having procoagulant activity and tissue specificity Can be used to deliver a recombinant expression vector with perivascular tumor cells . In one example, the fusion gene comprises at least a procoagulant factor protein (eg, For example, tissue factor, truncated tissue factor, Russell's viper snake venom factor X activator And the domain responsible for the procoagulant activity of Ligand that binds with high affinity to a receptor present on at least the endothelial cell membrane Encodes a fusion protein comprising the receptor binding domain of the peptide. Perivascular tumor After expression in the cell, the fusion protein is secreted into the perivascular space. tumor After diffusion of blood vessels near endothelial cells, the receptor becomes the ligand part of the fusion protein. Membrane-bound form that can bind to and initiate thrombus formation on the luminal surface of endothelial cells in the tumor vascular bed Produces a multimolecular sequence.   In a particularly preferred embodiment, the fusion protein is mobile at its amino terminus. The oligopeptide spacer allows the receptor binding domain of VEGF [Peretz et al. , (1992), Biochem. Biophys. Res. Commun., Vol.182, no.3: 1340-1347] Truncated tissue factor (lacking transmembrane and intracellular domains, Ruf et al., ( 1994); Biol. Chem., Vol. 266: 2158). VEGF receptor is endothelial cell Is overexpressed in The gene encoding this fusion protein (tTF-VEGF) Assembled using standard recombinant techniques. Other preferred fusion proteins are , Instead of tTF, Russell's viper snake venom factor X activator or cancer clotting Many other proteins or portions thereof, including promoters, may also be used. Sa Furthermore, ligand-derived receptors that bind with high affinity to receptors on endothelial cells The binding domain can be replaced by the receptor binding domain of VEGF. Such a resource Gand is a TGF-β, FGF, PDGF, u-PA, u-PA receptor antagonist and Endoglin, endosialin, CD31, CD34, integrin αVβ3 ligand , As well as monochromes that are reactive to receptors found on endothelial cells Includes, but is not limited to, an antigen binding fragment of a null antibody.   The present invention further provides a vector mediated gene encoding an anti-angiogenic polypeptide. Inhibit tumor growth by inhibiting tumor angiogenesis via sexual transfer, Alternatively, a method is provided for causing regression of an established tumor.   The growth of solid tumors over 1-2 mm in diameter may cause new growth from surrounding host tissue into the tumor. (Folkman et al., J. Nat. Cancer Inst. 82: 4, 1990; Folkman et al. Engl. J. Med. 285: II82, 1971). Critical stages in malignant progression Is the acquisition of angiogenic activity by tumor cells (Folkman et al., Nature 339: 58,19). 89). Uncontrolled growth of tumor cells in confined spaces often results in tumors This causes physical breakdown of the inner capillaries. Blocking angiogenesis causes acute vascular depression And may lead to actual tumor regression rather than growth inhibition (Ingber et al., Nature 348: 5 55, 1990). Many proteins secreted by tumor cells are found in some in vivo Have been shown to exert angiogenic activity in assays (Bicknell et al., Eu r. J. Cancer 27: 785, 1991) has two cytokines (basic fibroblast growth) Factor (bFGF) and vascular endothelial cell growth factor (VEGF) It has been proven to function as a tube forming factor. Because bFGF or VEGF c Transduction with DNA confers tumorigenicity on non-tumor cell lines (Winer et al., Supra) and Blocking cytokine activity using monoclonal antibodies specific for It inhibits growth and angiogenesis (Kim et al., Supra).   Angiogenesis is a complex process containing at least four steps (Folkma n, J.B.Lippincott, Philadelphia, pp.42-62, 1985). Host endothelial cells (EC) Degrades (i) the underlying basement membrane and (ii) migrates toward angiogenic stimuli (Iii) proliferate and promote new capillary sprouts; and (iv) anastomize existing blood vessels. To create a new basement membrane and initiate blood flow through a new capillary loop ( Folkman, J.B. Lippincott, Philadelphia, pp. 42-62, 1985). Each stage is As essential for the process, inhibitors of angiogenesis can be effective in various ways. Can be demonstrated. Physiological angiogenesis, such as in wound healing, is an angiogenic factor Is regulated by the balance between offspring and anti-angiogenic factors (Fidler et al., Cell 79: 185, 1994). To date, at least 10 anti-angiogenic proteins have been described (Fidler et al., Supra, O'Reilly et al., Cell 79: 315, 1994, Ratinejad Cell 56: 345, 1989; Moses et al., J. Cell. Biochem. 47: 230, 1991, and Bic Knell et al., supra). These include angiostatin, α-IFN, β-IFN, platelet factor- 4. Tissue inhibitors of metalloproteinases (TIMP-I, TIMP-II, TIMP-III) and Glioma-derived angiogenesis inhibitor (Van Meir et al., Nature Genetics 8: 171,199 4), thrombospondin, anti-angiogenic fragment of prolactin, heparina Or directly or indirectly (for example, retinoic acid or its analogs) Cell migration, endothelial cell proliferation, basement membrane Any other suitable peptide protein or protein that inhibits the degradation or 3-D organization of new blood vessels Are polynucleotides (Aucrbach, W. and Aucrbach, R. Pharmac. Ther., 63:26). 5, 1994). bFGF, VEGE and αVβThreeBlocking against integrins Monoclonal antibodies are also angiogenesis inhibitors. α-IFN is life threatening Complete regression of hemangiomas and highly vascular kaposi's sarcoma in young children (Ezekowitz et al., N. Engl. J. Med. 326: 1456, 1992). Real et al., J. Clin. Oncol. 4: 544, 1986).   The present invention relates to the use of a gene encoding an anti-angiogenic factor in tumor endothelial cells or vascular Antiangiogenic strategy delivered using recombinant vectors to any of the peritumoral cells Physiological polypeptide negative regulator of angiogenesis Provides one or more uses. For example, α-IFN down-converts bFGF transcription and translation. (Singh et al., Am. J. Pathol. 145: 365, 1994). It is most effective when produced in tumor cells. TIMP cells during EC migration Inhibits endothelial cell proteases that require extramatrix degradation (Moses et al., Supra), and is therefore active in solutions everywhere in the tumor stroma. Thrombospondin or blocking anti-FGF or anti-VEGF antibodies are used in endothelial cells Antagonize angiogenic cytokine activity at the surface (Kim et al., Supra; Fidler et al., Supra) ), And is most effective when expressed in the vasculature itself.   Anti-angiogenic polypeptide genes were obtained using second-generation antibody-targeted recombinant vectors. Can be selectively delivered to perivascular tumor cells. Appropriate targeted tumor Is c-erbB2 / p185HER-2(Shepard et al., Supra), TAG-72 (Guadagni et al., Supra). ), Carcinoembryonic antigen (CEA, Guadagni et al., Supra), high-affinity folate receptor (B ottero et al., supra), polymorphic epithelial mucin (PEM, Rettig et al., supra), epidermal growth factor Receptors (Rettig et al., Supra), CD44 isoforms (Rettig et al., Supra) and prostate features And different antigens (Mulders et al., Supra).   Another approach is to deliver angiostatin ex vivo. A Ndiostatin is produced by cells in the primary tumor mass, but distant metastatic neoplasms Suppress angiogenesis. This is probably due to metastases affecting several patients after removal of the primary tumor. Explain the clinical observations that grew more rapidly in the elderly (O'Reilly et al., Supra). Obedience Therefore, angiotatin is powerful and safe enough in the circulation to exert its endocrine effects. Stable transduction with a recombinant vector containing the angiostatin gene By transplanting a population of normal, long-lived non-neoplastic cells It can mimic the presence of a tumor. In addition, the vector encoding angiostatin is Indirect administration is sufficient to prevent local or systemic growth or metastasis of the primary tumor To a different level.   Due to proven efficacy in clinical or animal models, α-IFN, TIMP-I Or angiostatin is a particularly preferred candidate for anti-angiogenic gene therapy However, recombinant single-chain Fv genes from anti-VEGE antibodies are also preferred.   The invention further provides for the selective killing of tumor endothelial cells using "suicide" gene therapy. Provide a way to harm. In general, the physiological activation of the coagulation cascade is A mechanism that stops blood flow and seals tissue damaged from exposure to the environment. You. As a result, damage to the vascular endothelial cells lining the blood vessels is caused by the intrinsic pathways of coagulation and And initiators of both the extrinsic pathway (Kao et al., Supra). Beneath Regression of damaged endothelial cells from subendothelial matrix exposes blood to procoagulant factors You. Tissue factor in the subendothelial space causes activation of FX by an extrinsic pathway (Dr. ake et al., Am J. Pathol. 134: 1087, 1989), and treated with matrix proteins Platelets that become attached and become activated by matrix proteins Start the road (Stern et al., Haemostasis 18: 202, 1988). Therefore, in the tumor vascular bed Therapeutic strategies that result in a large number of endothelial cell deaths in In addition, thrombosis and ischemic necrosis of the tumor parenchyma can occur. Recently, this has been Has been demonstrated in a mouse model of solid tumor therapy through bleb injury. Mouse tumor The strain was transduced with a retroviral vector containing the mouse γ-IFN gene. This When a number of transduced tumor cells are grown in nude mice, they Γ-IFN activates local endothelial cells (ECs) to express MHC class II antigens in a reactive manner (Burrows et al., Cancer Res. 52: 5954, 1992). Normal EC is Class II Being negative, the anti-clumps that specifically bind to tumor EC in this model Antibody was utilized (Burrows et al., Cancer Res. 52: 5954, 1992). Anti-class II An immunoassay constructed by chemically attaching a ricin A chain to a monoclonal antibody. Epitoxin caused a dramatic regression of large (1 cm diameter) solid tumors (Burrows et al., PNA S 90: 8996, 1993). A time-course study following treatment with an anti-tumor endothelial cell immunotoxin Necrosis of the tumor mass has been demonstrated to be secondary to classic intravascular thrombosis. Inside After exfoliation of dead endothelial cells from the subcutaneous matrix, activated blood cells Focal adhesion and clumping of the plate continues rapidly, forming immature platelet / polycytic clots, This was followed by fibrin bridging, which causes permanent fibrotic thrombosis (Burrows et al., J. Mol. Controlled Release 28: 195, 1994). All these events are due to the injection of immunotoxin. Completed within 4 hours later, but initial necrotic changes in tumor cells were not Not observed. This can occur after a cessation of blood flow, as a result of a lack of nutrients. Indicate that tumor cells were injured (Burrows et al., PNAS 90: 8996, 1993).   An effective way to damage tumor endothelial cells is to use a "suicide gene" To the tumor's vascular wall and then intravenously deliver the prodrug. Is to reach. This prodrug is trans-transduced in the cytoplasm of tumor endothelial cells. Activated by the corn products to produce cytotoxic substances (Moolten et al., Cancer Gene Therap. 1: 279, 1994). Many alternative "suicide genes" are the inheritance of cancer It may be useful for treating children (Moolten et al., Supra). Bacterial cytosine deamina The introduction of the gutase gene (Huber et al., Cancer Res. 53: 4619, 1993) into tumor cells It confers sensitivity to the fungal substance 5-fluorocytosine (5-FC). Sitoshi Deaminase converts 5-FC to 5-fluorouracil (5-FU, Nishiyama et al.) Cancer Res. 45: 1753, 1985). 5-FU is commonly used as a chemotherapy drug for breast cancer. Some groups use cytosine deaminase for this disease A "suicide gene" treatment model based on the Wikipedia has been developed. Tumor specificity, therapeutic trans C-erbB2 so that the gene is selectively transcribed in c-erbB2-overexpressing breast cancer tumor cells Promoter / enhancer element 5 'of cytosine deaminase gene Can be further increased by introduction (Harris et al., Gene Therap. 1: 170, 1994). ). Alkaline phosphatase is involved in antibody-directed enzyme prodrug therapy (ADEPT). In related fields, it has been widely explored as a prodrug activating enzyme. this Enzymes are anticancer substances that cannot cross cell membranes until the charged phosphate groups are cleaved (Eg mitomycin C, etoposide, etc.) And thus a single enzyme can be used to create a new mixture of chemotherapeutic agents in the tumor mass It has the advantage that it can be produced (Senter et al., Bioconjugate Chem. 4: 3, 1993). Other suicide genes include, for example, a polypeptide (s) such as Herpes simplex virus thymidine (with corresponding non-cytotoxic substances) Kinase (ganciclovir or acyclovir), varicella-herpes zoster virus Thymidine kinase (6 methoxypurine arabinonucleoside; Huber et al., PNAS 88: 8039, 1991); coli cytosine deaminase (fluorouracil; Mullen , C.A., et al., PNAS USA 89:33, 1992); coli xanthine-guanine phosphorylation Bosyltransferase (thioxanthine; Beshard, C. et al., Mol. Cell Biol . 7: 4139, 1987); coli or Leishmania pudding Reotide phosphorylase (various non-toxic purine deoxyadenosine, adenosine , Deoxyguanosine, or derivatives of guanosine) (Koszalka, G. and Kren itsky, T.A., J. Biol. Chem 254: 8185, 1979; Sorscher, E.J., et al., Gene Therapy. , 1: 233, 1994), cytochrome pla50 2B1 or cytochrome p450 reductase. (For example, 3 amino-1,2,4 benzotriazine 1,4-dioxide (Walton, M.I. et al. Biochem. Pharmacol., 44: 251, 1992), alkaline phosphatase on the cell surface (Eg, etoposide monophosphate; Senter, P.D., et al., PNAS USA, 85: 4842. , Nitro reductase (eg, metronidazole or nitrofurant) Hof, H et al., Immunat und Infektion, 16: 220, 1988), N-deoxyribo Syltransferase (1-deazapurine; Betbeder, D. et al., Nucleic Acid Res)  17: 4217, 1989), pyruvate ferrodoxin oxidoreductase (Metroni Dazol; Upcroft, J.A., et al., Int. J. Parasitology, 20: 489, 1990), Carboxypeptidase G2 (aminoacylate nitrogen mustard; Anto niw, P. et al., Brit J .; Cancer 62: 909, 1990), carboxypeptidase A (meth Trexate α-alanine; Haenseler, E. et al., Biochemistry 31: 891, 1992), β -Lactamases (cephalosporin derivatives; Mayer, D.L. et al., Cancer Res. 53: 395 6, 1993; and Vradhula, V.M. et al., Bioconjugate Chemistry 4: 334, 1993), Actinomycin D synthetase complex (synthetic pentapeptide lactone precursor; Katz, E. et al. Antibiotics 43: 231, 1990) and β-glucuronidase (eg Various glucuronide derivatives of toxic drugs such as doxorubicin; Bosslet, K Et al., Cancer Res. 54: 2151, 1994; Haeberlin, B. et al., Pharmaceutical Res. 10: 1 553, 1993).   The HSV-TK system has important advantages for anti-tumor endothelial cell therapy. In particular, HSV-TK Transduced tumor cells are most commonly located next to each other through appropriate intercellular gap junctions. Results of transfer to GCV triphosphate, a toxic ganciclovir metabolite in contact with cells (Bi et al., Human Gene Therap., 4: 725, 1993). Mediates the pronounced bystander damage effect of neighboring cells that are not transduced (Moolten et al., Supra; Freeman et al., Cancer Res. 53: 5274, 1993). Hair Endothelial cells in the vessel wall are connected by gap junctions and therefore Dramatic bystander effect, caused by transfer of GCV triphosphate between skin cells Strong amplification effect on clotting cascade and tumor to endothelial cell ratio (Burrows et al., Supra; Denekamp et al., Cancer Topics 6: 6, 1986; Denekamp et al., Prog. . Appl. Microcir. 4:28, 1984) can result. Recent evidence suggests that HSV- Incidental shape of tumor endothelial cells during intra-injury treatment with TK retroviral vector Suggest that transduction can account for a key component of the antitumor activity of the vector (Ra m et al. Neurosurg. 81: 256, 1994). In addition, suicide genes are And only conditionally (ie, only if GCV is provided). Thus, ex vivo administration methods may be utilized. Briefly, endothelial cells are used for tumor biopsy (Medzelewski et al., Cancer Res. 54: 336, 1994); Proliferation can be induced using a cleavage promoting factor (Ferrara et al., Supra) and T It can be transduced with K. Implanted ECs can be days to weeks after intratumoral injection Shortly after, it is incorporated into the neovasculature (Lal et al., Cancer Gene Therap. 1: 322, 1994). Thus, GCV treatment allows transduced ECs to be functionally integrated into tumor vasculature. After an appropriate "lag period" to be effective. This approach works after intravenous injection Avoids the need for vectors to target tumor endothelium. Finally, the loss to normal EC Pause of GCV infusion for (potentially very serious) complication event resulting from injury Blocks toxicity without the need to block transgene activity in situ As a result, a two-stage enzyme-prodrug system is more sensitive to subtle clinical operations. Provide flexibility.   The present invention also provides extremely active metabolic and uncontrolled metabolism that characterizes a malignant condition. To starve certain nutrients from tumor cells, which are necessary to maintain growth Provide a method for Briefly, recombinant vectors compete with nutrient receptors for Vascular perimeter containing the gene sequence of an inhibitor or an enzyme that degrades certain nutrients Introduced into surrounding tumor cells.   The growth and growth of tumor cells resulting from oxygen and catabolic metabolism in the intestine and liver And all other nutrients required for survival have settled through their blood supply. Enter the tumor mass. Binds or binds to nutrients entering the intervascular tissue space The selective expression of nutrient-degrading proteins is caused by the lack of nutrients Rapidly starve tumor cells.   Tumor growth is typical of tumor cells (and many normal cells) around central blood vessels The “cord” structure limits the radius according to the oxygen diffusion distance, thus increasing oxygen availability. Speed is more clearly limited (Denekamp et al., Cancer Topics 6: 6, 1986). acid Elemental diffusion is due to fetal hemoglobin or the oxygen-binding fragment of fetal hemoglobin. Therapeutic gene transfer and expression in tumor intervascular tissue spaces It can be disturbed.   Another way to reduce available oxygen is to use oxygen molecules in the oxygenated hemoglobin complex. Is to deliver a gene for an enzyme that produces a molecule that can bind and displace . Such enzymes are enzymes that synthesize cyanide (eg, Wissing F. et al., J. B. acteriol 121: 695, 1975; Cutler, A.J. et al., Arch. Biochem Biophys, 238: 272, 1 985), an enzyme that synthesizes carbon monoxide (heme oxygenase; Murphy, B.J. et al., Ca ncer Res. 53: 2700, 1993).   Reduced folic acid undergoes a one-carbon transfer reaction to synthesize nucleotide bases. Is an essential vitamin required by the cells in order to be compatible (Kamen et al., PNAS 83: 5983,198 6). Many tumor cells overexpress the high-affinity folate receptor (see below). ) And folate deficiency partially or completely inhibits growth (Matsue Et al., PNAS 89: 6006, 1992). Family of chemotherapeutic drugs including methotrexate Exert their antitumor activity by antagonizing the folate cycle (Koong-Nah et al., J. Cl. in. Invest. 91: 1289, 1993). Short and soluble form of folate binding protein / leaf The acid receptor has been cloned (Weltman et al., Cancer Res. 52: 3396, 1992). This is due to the perivascular tumor cells as a result of gene transfer using recombinant vectors. Competes with the cell's complete membrane receptor when overexpressed in Tumorous Additional polypeptides that can bind and use nutrients in the perivascular intercellular space Is a soluble transferrin receptor.   Expression of simple stoichiometric binding proteins between perivascular tumor tissues is It is possible that it can be overcome by putting nutrients into the tumor mass. This is for example , Folic acid (Huennekens, F. et al., NCI Monographs 5: 1, 1987; Huennekens, F. et al., Ad vances in Enzymol and Related Areas of Mol. Biol. 47: 313, 1978), gluco Source (hexokinase), NAD (NAD phosphorylase), base or nucleotide (Adenase, nucleotide hydrolase, or uricase; Wu, X. et al., PNAS  USA 91: 742, 1994; Leyoux, R. et al. Biol. Chem. 267: 8565, 1992; Ito, M. Decompose or remove important nutrients such as Genomics 11: 905, 1991). This could be improved by transferring a gene that confers resistance to cellular uptake.   Occurrence of soluble nutrient receptor binding proteins or degrading enzymes in surrounding tissues To prevent possible spread, these genes must be Can be engineered to contain a DNA sequence encoding the binding domain of like this The fusion or "chimeric" protein is secreted by perivascular tumor cells and Abundant extracellular matrix proteins that are components of the tumor stroma and subendothelial basement membrane Proteins (collagen, laminin, fibronectin, vitronectin, Binds rapidly (including immunoglobulin factor (vWF)). Integrins are all Superfamily of heterodimeric adhesion proteins expressed by different proteins Lee. In ectoderm-derived tissues (eg, epithelial and endothelial cells), Glin is used to anchor cells to each other and to tissue stromal elements. , Directing tissue organization and regulating cell growth and differentiation (Hyne s et al., Cell 69:11, 1992). Many integrins, especially the β1 and β3 families Integrins are often collagen, fibronectin, vitronectin , And through recognition of the common tripeptide Arg-Gly-Asp (RGD) present in vWF Specifically binds to extracellular matrix (ECM) proteins (Ruoslahti et al., Sc ience 238: 491, 1987). An RGD recognition sequence derived from one of these integrins Inclusion within a recombinant nutrient receptor or enzyme gene is essential for optimal activity. It must allow for the isolation of therapeutic proteins where needed. β3 in The RGD recognition site on tegulin was isolated and sequenced (Fitzgerald J. et al. Biol. Chem. 262: 3936, 1987). This domain is used by many different ECM Recognizes protein and is included in nutrient receptor antagonists that bind to ECM Can be Particularly preferred fusion proteins are extracellular proteins derived from β3 integrin. Trick binding fragment and folate or transferrin receptor Is a fusion protein containing a fragment of   One method of targeting vectors to tumor endothelial cells in animals is by avidin domain. (Which binds specifically to biotin), and then Some monochromes that are selective or specific for capillary endothelial cells in solid tumors Chimeric envelope that forms a complex with any biotinylated derivative of the internal antibody (MAb) This can be achieved using a rope protein. Some of these reagents are mentioned in the dissertation (Burrows et al., Pharmac. Ther. 64: 155, 1994). For example, like this The reagent was MAb FB5, which has low levels on tumor endothelial cells and reactive fibroblasts. Expressed at moderate to moderate levels, but absent from normal tissue vasculature Recognizes endosialin, a highly sialylated glycoprotein (Rettig et al., PNAS 89: 10832, 1989)); TEC-4 and TEC-11 (which Endoglin, a regulated type III TGFβ receptor (C And LM609, which is a human vitronectin receptor (Integrin αvβThree, CD51 / CD61) shaped by epitopes from the α and β chains Which are MAbs that recognize the structural determinants formed). Normal and malignant human skin In skin tissue samples, LM609 stained blood vessels in tumor samples (Bro oks et al., Science 264: 569, 1994). LM609 is angiogenic in some models ΑvβThreeIntegrins appear to be involved in angiogenesis (Br ooks et al., supra). A more specific and widely applicable tumor endothelial cell marker One is vascular endothelial cell growth factor (VEGF) bound to the receptor. VEGF is A potent EC mitogen involved in tumor angiogenesis in many models (Winer et al., J. Clin. Invest. 91: 160, 1993; Kim et al., Nature 362: 841, 1993). ). This cytokine not only regulates VEGF synthesis but also VEGF receptor expression. Also, if not tumor specific (Jakeman et al., J. Clin. Invest. 89: 244, 19 92; Ferrara et al. Cell Biochem. 47: 211, 1991), specifically in the tumor vasculature Accumulates (Dvorak et al., J. Exp. Med. 174: 1275, 1991). MAbs are human and molar Elicited for epitopes that do not bind to the Mott VEGF receptor (Th orpe et al., undisclosed). Nude mouse with human tumor xenograft or with tumor Each of these MAbs, when injected into guinea pigs, has almost no effect on the tumor vasculature. Exclusively localized (Thorpe et al., Undisclosed). Cells for transgene expression A retroviral vector that requires cleavage contains VEGF, a mitogenic factor. `` Piggy backing '' into the target cell and with high efficiency Integrated into the genome.   Suitable tumor markers for targeting include, but are not limited to: Not available: c-erbB2 / p185HER-2(Shepard et al., J. Clin. Immun. 11: 117, 1991), TAG- 72 (Guadagni et al., Int. J. Biol. Markers 9:53, 1994), carcinoembryonic antigen (CEA, Guad Agni et al., supra), high affinity folate receptor (Bottero et al., Cancer Res. 53: 5791, 19). 93), polymorphic epithelial mucin (PEM, Rettig et al., Current Opinion Immunology 4: 630, 1). 992), epidermal growth factor receptor (Rettig et al., Supra), CD44 isoform (Rettig et al., Supra) And prostate specific antigen (Mulders et al., Eur. J. Surg. Onco. 16: 371990). Mark Conjugate with a retroviral vector containing a chimeric env-avidin receptor This can be achieved using a suitable biotinylated MAb that has been embodied (US application Ser. No. 08 / 242,4 No. 07) or directly containing the env ligand chimera (eg, for c-erbB2) The ligand heregulin) recombinant vector may be used. Particularly preferred targets The ligating ligand is readily available and can be produced by relatively mild chemical procedures. Folic acid because it can be ligated into a recombinant vector (Lee et al., Cancer Res. 52: 5954 , 1992). Importantly, the serum half-life of the vector is limited without a lack of activity Can be done. Because the target subpopulation of tumor cells is the most easily accessible in the body This is one of the extravascular tissues. The site of action is "upstream" (ie, Procoagulant protein (in the lumen of adjacent capillaries) against perivascular tumor cells Targeting is achieved by coagulation factors through the hyperpermeable tumor vasculature (Senger et al., Supra) so that bispecific antimicrobial Shown using a tumor / anti-tissue factor antibody (Molema et al., Submitted for publication).   Alternatively, targeting may also involve heregulin (which binds to her-2-neu) or EPO (EP O-receptors) (WO93 / 25234) Can be achieved using a hybrid envelope with a ligand (WO92 / 14829) You. Such hybrid envelopes provide the required capabilities, It may be necessary to be combined with an unmodified envelope. Even if the receptor Ligand affinity may be preferred for monoclonal antibody targeting Many, if not all, ligand receptors interact with target cells. As they interact, they may be sufficient to target the vector. This "berg The "velcro" effect was 10%, as measured by Scatchard blot.-TenFrom Ten-15(Yu, H. et al., P. et al., Supra). roceedings of 1st West Coast Retrovirus Meeting, H. Fan and M. Linial , 1994).   Several features of this strategy are optimized for recombinant vector gene therapy. Suitable. In particular, the proximity of the procoagulant protein to be synthesized to the vascular system Is important, and this means that the perivascular tumor cells Are the most physically accessible tumor cells, and grow rapidly, It occurs because it is particularly susceptible to recombinant virus infection.   Tumor cells are sensitive to integration due to their increased proliferation, and Gene therapy using recombinant retroviral vectors based on irs (eg MLV) Therapy can be used without targeting. This is because cells undergoing the cell cycle (c (ycling cell) only integrates the vector, and non-dividing normal cells are unaffected. Because it is. Other proliferating epithelial cells (eg, within the hair follicle and in the lumen of Inner) is isolated from vector particles that have extravasated by several layers of stromal tissue You. Thus, the vector is deep enough to be able to integrate into such cells. It is not desirable to penetrate tissues (Burrows et al., Cancer Res. 52: 5954, 1992). .   The present invention relates to recombinant vectors in various viral vector packaging systems. In this system, one or more essential functions of the parent virus Function (eg, genome replication) but lack packaging signals and And the ability to express heterologous inserted gene sequences ("genes of interest") So that it has been deleted. The missing essential function (s) are Can introduce a vector genome into a producer cell line Provided by the cell. The producer cell line then encapsulates the recombinant vector. It is sidified to produce replication defective virus particles. The recombinant vector is one of the above The above-described nucleic acid cassette may be further included. The vector genome is then transformed into the infectious event ( "Transduction") into the target cells but without further proliferation. Any In this situation, the diversity of the virus in the producer cell line Interfering with the provision of a replication-competent viral genome by partial recombination It is important to remove the cells in which this occurs. Such a vector, Many of the packaging cells and producer cells include, for example: Poliovirus (Evans et al., Nature 33). 9: 385, 1989, and Sabin et al. of Biol. Standardization 1: 115, 1973) (AT CC VR-58); rhinovirus (Arnold et al., J. Cell. Biochem. L401, 1990) (ATCC  VR-1110); Positive virus such as canarypox virus or vaccinia virus Virus (Fisher-Hoch et al., PNAS 86: 317, 1989; Flexner et al., Ann. NY Aca) d. Sci. 569: 86, 1989; Flexner et al., Vaccine 8:17, 1990; U.S. 4,603,112 and And U.S. 4,769,330; WO 89/01973) (ATCC VR-III; ATCC VR-2010); SV40 (Mulli gan et al., Nature 277: 108, 1979) (ATCC VR-305), (Madzak et al., J. Gen. Vir. 73: 1). 533, 1992); influenza virus (Luytjes et al., Cell 59: 1107, 1989; McM icheal et al., The New England Journal of Medicine 309: 13, 1983; and Yap et al. , Nature 273: 238, 1978) (ATCC VR-797); adenovirus (Berkner et al., Biotec). hniques 6: 616, 1988, and Rosenfeld et al., Science 252: 431, 1991) (ATCC VR- 1); parvoviruses such as adeno-associated virus (Samulski et al., J. Vir. 63: 382). 2, 1989, and Mendelson et al., Virology 166: 154, 1988) (ATCC VR-645); human Immunodeficiency virus; herpes simplex virus (Kit et al., Adv. Exp. Med. Biol. 215: 2 19, 1989) (ATCC VR-977; ATCC VR-260); Nature 277: 108, 1979); HIV (EPO 386, 882, Buchschacher et al. Vir. 66: 2731, 1992); Measles virus (EPO 440,219) ) (ATCC VR-24); Sindbis virus (ATCC VR-68; ATCC VR-1248; Xiong et al., S) cience 234: 1188, 1989), Semliki Forest virus (ATCC VR-67; ATCC VR-1247). ), Aura (ATCC VR-368), Beval virus (ATCC VR-600; ATCC VR-1240), Hippo Saw (Cabassou) (ATCC VR-922), Chikungunya virus (ATCC VR-64, ATCC VR- 1241), Fort Morgan (ATCC VR-924), Getah virus (ATCC VR-369; ATCC VR-1) 243), Kyzylagach (ATCC VR-927), Mayaro (ATCC VR-66), Muka Nombovirus (ATCC VR-580; ATCCVR-1244), Nusum (ATCC VR-371), Pixnawi Luz (ATCC VR-372; ATCCVR-1245), Tonate (ATCC VR-925), Trinite (ATCC VR-469), Yuna (ATCC VR-374), Watalloy (ATCC VR-926), Y-62-33 (ATCC  VR-375), Middelburg (ATCC VR-370), Ross River Virus (ATCC VR-373; ATCC) VR-1246), O'Nyog virus, Eastern equine encephalomyelitis virus (ATC C VR-65, ATCC VR-1242), Western equine encephalomyelitis virus (ATCC VR-70; ATCC VR-1251) ATCC VR-622; ATCC VR-1252) or Venezuelan equine encephalomyelitis virus (ATCC V R923; ATCC VR-1250; ATCC VR-1249; ATCC VR-532), and coronavirus (Hamr e et al., Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 121: 190, 1966) (ATCC VR-740). In particular, this Such vectors, packaging cells, and producer cells include the following: Can be constructed from a variety of retroviruses, including: Avian leukemia virus (ATCC No. . VR-535 and VR-247), BLV (VR-1315), bovine leukemia virus, MLV, Vesicle focus-forming virus (Koch et al., J. Vir. 49: 8281984; and Oliff et al. Vir. 48: 542, 1983), mouse sarcoma Irs (ATCC No. VR-844, 45010 and 45016), reticuloendotheliosis virus (ATCC No. V R-994, VR-770, and VR-45011), gibbon ape leukemia virus, Mason-pa Itzer leukemia virus and Rous sarcoma virus (ATCC Nos VR-772, VR-35 4, VR-270, VR-724, and VR-725). Particularly preferred retroviruses are: Such viruses are: murine leukemia virus 4070A and 1504A (Hartley, J.V. ir. 19:19, 1976), Abelson (ATCC No. VR-999), Friend (ATCC No. VR) -245), graphy (Ru et al., J. Vir. 67: 4722, 1993; and Yantchev, Neoplasma 2). 6: 397, 1979), Gross (ATCC No. VR-590), Kristen (Albino et al., J. Exp. Med. 164.1710, 1986), Harvey sarcoma virus (Manly et al., J. Vir. 62). : 3540, 1988; and Albino et al. Exp. Med. 164: 1710, 1986) (Raucher) (ATCC No. VR-998) and Moloney leukemia virus (ATCC No. . VR-190). Particularly preferred non-mouse retroviruses are the Rous sarcoma virus, Bratislava (Copeland et al., J. Neuropath. Exp. Neurology 34: N1. , P100, 1975), Brian high titers (eg, ATCC No. VR-334, VR-657, VR-726). , VR-659, and VR-728), Brian standard (ATCC No VR-140), Karzelber (Carr-Zilber) (Adgighitov et al., Neoplasma 27: 159, 1980), Engelbreth-Hol Engelbreth-Holm-Swarm (Laurent et al., Biochem Biophys Acta 908: 241, 1987), Harris, Plug (ATCC No. VR-772 and 45033). ), Schmidt-Ruppin (for example, ATCC No. VR-724, VR-725, And VR-354). Expression vectors are prepared using standard recombinant techniques (eg, Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd edition, Cold Spring Harbor Labor atory Press, 1989), from any virus or retrovirus Can be assembled. Further description of retroviral vector construction can be found in US No. 07 / 586,603, which is incorporated herein by reference.   In a preferred embodiment of the invention, the recombinant vector is a recombinant retrovirus. It is a vector. These constructs contain the selected gene of interest (single or multiple). Number) or sequence (s) or is expressed. For example, A number of retroviral gene delivery vehicles are included in the context of the present invention, including: EP 415,731; WO 90/07936; WO 91/0285, WO 94/03622; WO 93/256 98; WO 93/25234; U.S. Patent No. 5,219,740; WO 93/11230; WO 9310218; Vile and Ha rt, Cancer Res. 53: 3860-3864, 1993; Vile and Hart, Cancer Res. 53: 962-96 7, 1993; Ram et al., Cancer Res. 53: 83-88, 1993; Takamiya et al. Neurosci. Res. 33: 493-503, 1992; Baba et al. Neurosurg. 79: 729-735, 1993 (U.S. Pat. 127, GB 2,200,651, EP 345,242, and WO 91/02805).   The retroviral gene delivery vehicles of the present invention include, for example, B, C, and D A wide range of toroviruses, including spumaviruses and lentiviruses (RNA oncovirus, 2nd edition, C old Spring Harbor Laboratory, 1985). Simply put, a virus Are often classified according to their morphology as seen under an electron microscope . “C” retroviruses have a central core, while “B” retroviruses are isolated. It seems to have a heart core. "D" type retroviruses are type B retroviruses And a form intermediate between the virus and the type C retrovirus. Representative of suitable retroviruses A good example is the retrovirus discussed in RNA Oncovirus, as well as various xeno Tropic retroviruses (eg, NZB-X1, NZB-X2, and NZB9-1(O'Neill et al. J. Vir. 53: 100-106, 1985)), and polytropic retro Ils (eg, MCF and MCF-MLV (see Kelly et al., J. Vir. 45 (1): 291-298, 1983). See))). Such retroviruses are available from American Type Culture C ollection (ATCC, Rockville, MD). But can be isolated from known sources using commonly available techniques. obtain.   Particularly preferred for the preparation or construction of the retroviral gene delivery vehicle of the present invention. Preferred retroviruses include retroviruses selected from the group consisting of: Do: chicken leukemia virus, bovine leukemia virus, mouse leukemia virus, Mink cell focus forming virus, mouse sarcoma virus, reticuloendotheliosis virus , And Rous sarcoma virus. Particularly preferred mouse leukemia viruses include the following: Contain: 4070A and 1504A (Hartley, and Rowa, J. Vir. 19: 19-25, 1976), Abelson (ATCC No. VR-999), Friend (ATCC No. VR-245), Graphi Ross (ATCC No. VR-590), Kristen, Harvey's sarcoma virus, and Lausha -(ATCC No. VR-998) and Moloney leukemia virus (ATCC No. VR-190) . Particularly preferred Rous sarcoma viruses include: Bratislava, Bra Ian high titers (eg, ATCC Nos. VR-334, VR-657, VR-726, VR-659, and VR-72 8), Bryan Standard, Kerr-Zelber, Engel Breath-Holm-Swarm, Ha Squirrels, plugs (eg, ATCC Nos. VR-772 and 45033), and schmirets Lupine (eg, ATCC Nos. VR-724, VR-725, and VR-354).   Any of the above retroviruses may be obtained from the disclosure and standard set provided herein. Replacement techniques (see, for example, Sambrook et al., Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Second Edition). Edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989; Kunkle, PNAS 82: 488, 1985. )) To assemble or construct a retroviral gene delivery vehicle. Can be easily utilized for Further, in certain embodiments of the present invention, Some parts of rovirus gene delivery vehicles are derived from different retroviruses I can do it. For example, in one embodiment of the present invention, a recombinant retroviral vector LTR is for mouse sarcoma virus, tRNA binding site is for Rous sarcoma virus, The caging signal is murine leukemia virus and the origin of second strand synthesis is chicken. It can be derived from avian leukemia virus.   In one aspect of the invention, a 5 ′ LTR, a tRNA binding site, a packaging signal Retro containing one or more heterologous sequences, origin of second strand DNA synthesis, and 3 'LTR A viral vector construct is provided. Here, the vector construct is gag / po Lack of l or env coding sequence. Briefly, the long terminal repeat ("LTR") It is further divided into three elements named 5, R, and U3. these Elements include promoter and enhancer elements located in U3 And various signals responsible for the biological activity of the retrovirus. LT R is a provirus (combination) with precise replication at either end of the genome. (In the form of an integrated DNA). I will use it here As such, the 5 'LTR is composed of the 5' promoter element, and the reverse transcription and D It is understood that it contains enough LTR sequence to allow for incorporation into the NA form. Should be. The 3 'LTR contains a polyadenylation signal, as well as reverse transcription and vector Understands that it contains enough LTR sequences to allow integration of the DNA form of the It should be.   The tRNA binding site and the origin of second-strand DNA synthesis can also Important for activity and can be easily identified by those skilled in the art. example For example, retroviral tRNA binds to the tRNA binding site by Watson-Crick base pairing. And are carried into the virus particle along with the retroviral genome. Next TRNA is used as a primer for DNA synthesis by reverse transcriptase. You. The tRNA binding site can be easily identified based on its position just downstream of the 5 'LTR. You. Similarly, the origin of second strand DNA synthesis, as its name implies, is retrovirus. Important for second-strand DNA synthesis. This area, also called polyprint lacto, , Located just upstream of the 3 'LTR.   In addition to the 5 'and 3' LTRs, the tRNA binding site and the origin of second strand synthesis, Certain preferred recombinant retroviral vector constructs provided in Caging signals, as well as one or more heterologous sequences, Discussed in more detail below.   In one aspect of the invention, lacking both gag / pol and env coding sequences Provided are recombinant retroviral vector constructs. As used herein As such, the term "lacking the gag / pol or env coding sequence" Virus vectors found in the gag / pol or env genes, And the recombinant retroviral vector described in more detail in Example 1. Gag / pol used to construct packaging cell lines for Or at least 20, preferably at least 15, and more in the env expression cassette. More preferably at least 10 and most preferably at least 8 contiguous It should be understood to mean not containing nucleotides.   As shown, in one embodiment of the invention, the gag / pol or env sequence is Construction of the missing recombinant retroviral vector construct will This can be achieved by preparing a vector construct that lacks the signaling. Honcho As used in the text, the term "spread packaging signal" A nucleotide sequence that extends beyond the minimum core sequence required for caging. And allows for increased viral titers due to enhanced packaging. As an example For mouse leukemia virus MoMLV, the smallest core packaging signal Starts at the end of the 5 'LTR (approximately nucleotide 144) and begins at the PstI site (nucleotide). 567). MoMLV's expanded packaging sig The null extends beyond nucleotide 567 to the beginning of the gag / pol gene (nucleotide 621). And contains more than 1560 nucleotides. Therefore, this implementation According to an embodiment, a recombinant retrovirus lacking an extended packaging signal Vector construct eliminates the packaging signal before nucleotide 567 Or can be constructed from MoMLV by trimming.   In another embodiment of the invention, the sequence extends to the gag / pol sequence of the retrovirus. Missing or truncated packaging signal Provided are recombinant retroviral vector constructs. For example, representative of MoMLV In a typical case, the packaging signal is the gag / pol gene (nucleotide 6 Deleted or truncated before 21) begins. In a preferred embodiment of the present invention, The packaging signal comprises nucleotides 570, 575, 580, 585, 590, 595, 600 , 610, 615, or 617.   In another aspect of the invention, the gag / pol gene extends beyond the start (eg, M oMLV contains a packaging signal (over nucleotide 621) A recombinant retroviral vector construct is provided. Such a recombinant retro If viral vector constructs are used, to produce recombinant viral particles The use of packaging cell lines is preferred, where the gag / pol expression cassette The 5'-terminus of the gag / pol gene to be deleted may contain a codon degenerate for gag. Has been modified.   In another aspect of the present invention, a 5 ′ LTR, a tRNA binding site, a packaging signal Retroviral Vector Containing the Origin of Second-Strand DNA Synthesis, and 3 'LTR A construct is provided wherein the recombinant retroviral vector construct comprises a 5'LT Does not contain retroviral nucleic acid sequences upstream of R. Used in the context of the present invention As used herein, the term "does not contain a retroviral nucleic acid sequence upstream of the 5 'LTR" e Retroviral vectors are found in retroviruses, and more particularly, At least one of the retroviruses that are homologous to the retroviral vector construct. 20, preferably at least 15, more preferably at least 10, and most Preferably means not containing at least 8 contiguous nucleotides Should be understood. In a preferred embodiment, the recombinant retroviral vector The vector construct does not contain the env coding sequence upstream of the 5 'LTR. Such recombination records A particularly preferred embodiment of the Torovirus vector construct is described below in Example 1. Will be described in more detail.   In a further aspect of the invention, a 5 'LTR, a tRNA binding site, a packaging sig Recombinant retroviral vector containing null, second strand DNA synthesis origin, and 3 'LTR A recombinant construct is provided wherein the recombinant retroviral vector construct comprises a 3 ' It does not contain the retroviral packaging signal sequence downstream of the LTR. This specification As used in, the term "packaging signal sequence" refers to the It should be understood to mean sufficient sequence to allow for packaging. You. Representative examples of such recombinant retroviral vector constructs are set forth below. This is described in more detail in Example 1.   Packages suitable for use with the above recombinant retroviral vector constructs Cell lines can be readily prepared (US application Ser. No. 08 / 240,030, May 9, 1994). See also US application Ser. No. 07 / 800,921, also filed Nov. 27, 1991. ) And producer cell lines (for producing recombinant vector particles) Vector cell line or “VCL”).   In another preferred aspect of the invention, the recombinant viral vector comprises Sindbis This is a viral vector of a recombinant alphavirus based on the virus. The ter may function as a gene delivery vehicle. Briefly, Sindbis virus , A prototype member of the alphavirus genus of the Togaviridae family. Sindbisui Genomic RNA (49S RNA), which has not been segmented into lus, has a length of approximately 11,703 nuclei. Leotide, containing a 5 'cap and a 3' polyadenylation tail, and Indicates the polarity of Sindbis virus, surrounded by an infectious envelope, Assembly of viral nucleocapsid proteins on viral genomic RNA in the You Through the cell membrane in which glycoproteins encoded by Produced by budding. Virus invasion into the cell is clathharin Through the coated hole, the viral membrane and the endosome Fusion, nucleocapsid release, and viral genome decoating You. During virus replication, genomic 49S RNA is used for the synthesis of the complementary negative strand Provided as a template. Second, this negative strand is used for genomic RNA and Provided as a template for the 26S subgenomic RNA starting from the inside and the inside. Shi Ndbis virus nonstructural proteins are translated from genomic RNA, The protein is translated from the subgenomic 26S RNA. All viral genes are Expressed as a polyprotein and by post-translational proteolytic cleavage Processed into individual proteins. The packaging sequence is a non-structural coding region And therefore only genomic 49S RNA is packaged in the virion. It is.   Several different alphavirus vector systems can be constructed in the present invention. , And can be utilized. A representative example of such a system is U.S. Pat. No. 5,091,309. , And 5,217,879.   A particularly preferred alphavirus vector for use in the present invention is WO 9 Alphavirus vectors described in 5/07994 and U.S. Application No. 08 / 405,627 including. Briefly, in one embodiment, the transcription of Sindbis virus is opened. 5 ′ sequence, nucleotide sequence encoding a Sindbis nonstructural protein, For example, inactivated so that viral transcription of subgenomic fragments is prevented Syndrome containing the viral junction region and the Sindbis RNA polymerase recognition sequence A Dobis vector construct is provided. In another embodiment, the virus junction region May reduce, increase, or maintain viral transcription of subgenomic fragments Has been modified. In another embodiment, the transcription of Sindbis virus is initiated. The resulting 5 'sequence, a nucleotide sequence encoding a Sindbis nonstructural protein, e.g., If inactivated such that viral transcription of the subgenomic fragment is One viral junction region reduces viral transcription of subgenomic fragments Modified second viral junction region and Sindbis RNA polymerase recognition Sindbis vector constructs containing sequences are provided. In yet another embodiment, 5 'promoter and transcription termination that can initiate viral RNA synthesis from cDNA Sindbis cDNA containing the above vector construct in addition to the 3 'sequence that controls A vector construct is provided.   In a still further embodiment, the vector construct is in a vector construct. Heterologous sequences that do not contain Sindbis structural proteins in the Region may be located downstream of the vector construct; The selected heterologous sequence can be located downstream of the second viral junction region; If the sequence is located downstream, the vector construct will have a viral junction with the heterologous sequence. And may contain a polylinker located between the rows, and preferably a polylinker Contains no wild-type Sindbis virus restriction endonuclease recognition sequence.   The Sindbis vector construct, like many similar vector constructs, No. 08 / 405,627, which is incorporated herein by reference in its entirety. As described qualitatively, it can be easily prepared.   In addition to the viral-based vectors described above, a number of non-viral gene delivery vehicles A circle is used within the context of the present invention as well. Such gene delivery Representative examples of vehicles include nucleic acid expression vectors, naked DNA alone (WO 90/11092), Cationic lipids and liposome-encapsulated nucleic acids (single- or double-stranded DNA or RNA ) Expression vector, dead adenovirus bound or unbound polycation condensed DNA (Cur iel et al., Hum. Gene Ther. 3: 147-154, 1992), with one of the above high affinity pairs Or DNA without ligand (Wu et al., J. of Biol. Chem 264: 16985- 16987, 1989) and certain eukaryotic cells (eg, producer cells, May 1994). U.S. patent application Ser. No. 08/240/030 and U.S. patent application Ser. 21)). All such DNA vectors are The first RNA pol II transcript is an RNA rep of a viral bacteriophage or other pictorial source. Encodes a lipase and encodes the desired gene sought for therapy The same or separate transcripts encoding the gene (in the cytoplasm, due to RNA replicase RNA message that can be amplified) as a gene delivery vehicle. (US Patent Application No. 08 / 404,796).   When the gene delivery vehicle of the present invention targets tumors, various strategies may be used. Available. According to one embodiment, targeting of a gene delivery vehicle to a tumor For the purpose of targeting, the targeting element may be a gene delivery vehicle for the selected cell type. Is used to specifically direct the file. Generally, the targeting element is a tan Proteins or peptides, but other non-protein molecules may also be targeted elements. Can function as A wide variety of targeting elements are known to those skilled in the art. For example According to one embodiment of the invention, an antibody for targeting a selected cell type (Generally, Wilchek and Bayer, Anal. Biochem 171: 1-32. , 1988). Representative examples include: anti-CD34 antigen on stem cells Anti-CD34 antibodies (eg, 12.8 (Andrews et al., Blood 67: 842, 1986), and My10 (Civin et al., J. Immunol. 133: 157, 1984; Bec called HPCA-2). ton Dickinson)), an anti-CD that can be used to target CD4 + T cells 4 antibodies, anti-CD8 antibody to target CD8 + cells, targeting ovarian and breast cells HER2 / neu monoclonal antibody 4D5 (Sarup et al., Growth Regul. 1:72, 19 91), c-erbB-2 monoclonal antibody GDF-OA-p185-1 (A lper et al., Cell Growth Differ. 1: 591, 1990), TAG72 monoclonal antibody: colon CC49 and B72.3 for targeting cells and milk cells (King et al., J. Biochem. 2 81: 317, 1992), and a cancer embryo antigen monoclonal for targeting colon carcinoma cells Antibody ZCE025 (Nap et al., Canc. Res. 52: 2329, 1992).   As an alternative to using targeting elements, high affinity binding pairs can be used. Extensive High-affinity binding pairs are known to those skilled in the art. Representative of appropriate affinity binding pairs Examples include: 10-15M affinity (KD) Biotin / avidin (Richar ds, Meth. Enz. 184: 3-5, 1990; Green, Adv. in Protein Chem. 29:85, 1985) ;Ten-14Cytostatin / papain (Bjork and Yli) with M affinity nenjarvi, Biochemistry 29: 1770-1776, 1990); 10-14Val-phospho with affinity for M Nate / carboxypeptidase A (Kaplan and Bartlett, Biochemistry 30: 8165-8170, 1991), 10-134CABP-RuBisCo with M affinity (Schloss, J. Biol. Chem. . 263: 4145-4150, 1988); and 10-11M affinity tobacco caterpillar diuretic hor Mon / tobacco caterpillar diuretic hormone receptor (Reagan et al., Arch. Insect B) iochem. Physiol. 23: 135-145, 1993).   A wide range of other high affinity binding pairs are also available, e.g., to prepare antibodies that recognize the antigen of choice. By making and selecting, and to select those with high affinity Such antibodies can be developed by further screening (generally, U.S. Pat.Nos. RE 32,011, 4,902,614, 4,543,439, and 4,4 See No. 11,993; Monoclonal Antibodies, Hybridomas: A New Dimension in Biological Analyses, Plenum Press, Kennett, McKearn, and Bechtol (eds. ), 1980, and Antibodies: A Laboratory Manual, Harlow and Lane (eds.), C See also old Spring Harbor Laboratory Press, 1988). Or anti Bodies or antigen fragments can also be produced and selected using recombinant technology. (See William D. Huse et al., Science 246: 1275-1281, December 1989; L . Sastry et al., Proc. Natl. Acad Sci. See also USA 86: 5728-5732, 1989. Michelle Alting-Mees et al., Strategies in Molecular Biology 3: 1-9, 1990 See also; these references enable the production of antibodies using recombinant technology. Describe commercial systems available from Stratacyte, La Jolla, California ).   As will be apparent to those skilled in the art from the disclosure provided herein, the affinity binding pair Either the gene delivery vehicle (or conversely, the targeted Element). Nevertheless, in a preferred embodiment of the invention, In addition, two broader affinity binding pairs (eg, avidin / biotin pair aviation) Gin) is coupled to the gene delivery vehicle.   As mentioned above, certain embodiments of the present invention provide for high affinity binding pairs ("bound genetic As well as high affinity binding pairs (also referred to as "binding Targeting element, also known as "targeted targeting element") And a gene delivery vehicle conjugated with the gene delivery vehicle. Use within the scope related to the present invention As such, the term “bound” may indicate non-covalent or covalent interactions, Generally, covalent bonds are preferred. One member of a high affinity binding pair and the gene To attach a delivery vehicle or targeting element, for example, A number of methods can be utilized including the use of various crosslinkers: N-succinimidyl-3- (2-Pyridyldithio) propionate (“SPDP”; Carlson et al., J. Biochem. 173: 7) 23, 1978); sulfosuccinimidyl 4-N-maleimidomethyl) cyclohexane-1- Carboxylate (“SulfoSMCC”); 1-ethyl-3 (3-dimethylaminopropyl) Carbodiimide ("EDC"); bis-diazobenzidine ("BDB"); Uric acid / Schiff base.   According to a preferred embodiment of the present invention, the members of the high affinity binding pair Expression outside the delivery vehicle (eg, the envelope) or gene delivery Whether it is included as a whole outside the vehicle (eg, the envelope) That's it. For example, according to one embodiment of the present invention, a member of an affinity binding pair -Envelope of viral gene delivery vehicle as hybrid protein Co-expressed with the protein.   As will be appreciated by those skilled in the art, other targeting technologies are also in the art. And, according to the invention, are inherited for a specific tumor or cell type. It can be used to target offspring delivery vehicles.   Some of the above gene delivery vehicles include one or more heterologous sequences , Contained (and / or expressed). A wide variety of heterologous sequences may be relevant to the present invention. Can be utilized in the enclosure, including, for example: poly that can cause clot formation Polynucleotide sequence encoding a peptide, a polynucleotide capable of inhibiting fibrinolysis Nucleotide sequence encoding peptide, polypeptide capable of inhibiting tumor angiogenesis Nucleotide sequence that encodes, has slight cytotoxicity or cytotoxicity Activates non-toxic compounds (ie, “prodrugs”) into toxic products Nucleotide sequence encoding the polypeptide to be obtained, and Encoding polypeptide capable of binding or metabolizing nutrients Array.   DNA molecules encoding such heterologous genes can, for example, recognize biological substances. To be cloned from plasmids stored in It can be obtained from various sources. Alternatively, a cytotoxic gene or other heterologous sequence Known cDNA sequences that encode can be obtained from cells that express or contain such sequences. Can be Briefly, according to one embodiment of the invention, a gene of interest is expressed. MRNA derived from the cells is treated with reverse transcriptase using oligo dT or random primers. For reverse transcription. The single-stranded cDNA is then sequenced upstream or downstream of the desired sequence. PCR using oligonucleotide primers complementary to the columns (U.S. 4,683,202, U.S. .S. 4,683,195, and U.S. See 4,800,159. PCR Technology: Princip les and Applications for DNA Amplification, Erlich, Stockton Press, 1989 See also, All of which are incorporated herein by reference. ) It can be amplified more. In particular, double-stranded DNA is thermostable Taq polymerase, sequence specific DNA primers and the presence of the nucleotide bases dATP, dCTP, dGTP, and dTTP Denatured by heating in the presence. After annealing and extension, synthesis is complete In this case, double-stranded DNA is produced. This cycle is repeated several times to obtain the desired DNA. It can be log-amplified.   The sequence encoding the gene of interest can also be used, for example, in Applied Biosystems I nc. Automatic DNA synthesizer (eg ABI, DNA synthesizer model 392 (FosteruCity, CA)) Can be partially or completely chemically synthesized. Such genes are naturally occurring Nucleotide sequence, "optimized" nucleotide sequence based on codon choice Or a combination (s) of the two.   According to another embodiment of the invention, the recombinant vector comprises two or more heterologous sequences. Can be oriented to the present. Such multiple sequences are combined into a single promoter (which is a vector Or in the genome into which the vector is integrated), or Or preferably, can be controlled by one or more additional promoters. Internal ribosomes, and if polycistronic messages are used A binding site ("IRBS") may also be included. Such sequences are short, typically about Multicistronies that are 300 bp and have a cistron starting at this sequence Easy integration into vectors to express multiple genes from a message (Jacejak and Sarnow, Nature 353: 90, 1991).   As mentioned above, some anti-tumor agents are selected according to the method of the invention. It can be administered either simultaneously or sequentially to inhibit tumor growth. An example For example, an anti-tumor agent (such as, for example, γ-IFN) can be, for example, an agent such as IL-2 or IL-12. Tumors in combination with the recombinant vectors described herein along with other anti-tumor agents The animals can be co-administered or sequentially administered to inhibit or destroy. like this Therapeutic compositions comprise a single vector that directs the expression of two or more anti-tumor agents Can be administered directly, i.e., the anti-tumor agent is expressed by an independent vector obtain. Alternatively, the antitumor agent of the present invention is obtained by a recombinant vector administered to an animal. While other tumor agents (eg, IL-2, γ-IFN) can be expressed in pharmaceutical compositions (Eg, intravenously).   According to another embodiment of the present invention, two genes carried by the gene delivery vehicle The recombinant vector expressing the anti-tumor agent can also be administered to a patient. This In such a vector, the first antitumor agent is the LTR present in the recombinant vector. The other agent may be an additional transcriptional promoter located between the LTRs. Can be used. Alternatively, the second antineoplastic agent may have one or more internal It can be expressed as a polycistronic mRNA that can incorporate a bososome binding site. Briefly, the untranslated region upstream of the immunoglobulin heavy chain binding protein with respect to IRBS Showed support for the interlocking of dual cistronic messages (Jace jak and Sarnow, Nature 353: 90, 1991). Such arrays are short (300 bp) and a multicistronic with a cistron starting at this sequence. Retroviral vectors to easily express multiple genes from Can be incorporated into A representative vector construct using IRBS is described in Example 5 below. (A) (i), 5 (B) (i), 5 (C) (i), and 5 (D) (i).   According to another embodiment of the present invention, a pharmaceutically acceptable carrier or diluent There is provided a pharmaceutical composition comprising the gene delivery vehicle in combination with This Pharmaceutical compositions such as are in liquid or solid form (eg, lyophilized) Can be prepared. The solid form is suspended in a solution before it is administered parenterally. Remains The therapeutically effective amount of the gene delivery vehicle is IV, intraarterial (I.A.), or intralymphatic Is administered through A therapeutically effective amount of gene delivery vehicle arrests tumor growth And is preferably sufficient to kill the tumor cells. Teens The representative dose depends on the vector with the selectable marker and the PCR plaque formation. Equivalent titers, or equivalent methods for vectors without a selectable marker. 10 forFive,Ten6,Ten7,Ten8,Ten9,TenTenOr 1011cfu. The nucleic acid vector is 0.1, It is added at a dose of 1.0, 10, 100, 1,000, or 10,000 μg.   The pharmaceutically acceptable carrier or diluent may be used at the dosages and concentrations Is non-toxic to recipients. Carrier for injectable solution Or representative examples of dilutions include: water, preferably buffered to physiological pH Saline solution (eg, phosphate buffered saline or Tris buffered saline) Saline), mannitol, lactose, dextrose, glycerol, and Ethanol, as well as polypeptides or proteins such as, for example, human serum albumin. Protein. A particularly preferred composition is 40 mg / ml mannitol or lactose, 5 m g / ml HSA, 25 mM Tris, pH 7.2, 1 mg / ml arginine, and 25-75 mM NaCl. Or recombinant viruses. The composition has at least 6 at -70 ° C. Stable for months.   A variety of tumors can be selected for treatment with the methods described herein. general In particular, solid tumors are preferred. However, leukemias and lymphomas also When it has progressed to a tumor mass or when the tumor cells are physically separated from normal non-pathogenic cells It can be treated if there is an appropriate tumor-associated marker that can be released. For example, acute Lymphocytic leukemia cells are differentiated from other lymphocytes using the leukemia-specific marker CALLA. Can be separated from cells. Representative examples of suitable tumors are melanoma, colon carcinoma, lung carcinoma (Including large cells, small cells, squamous cell and adenocarcinoma), renal cell carcinoma, And breast carcinoma.   The following examples are provided by way of illustration and provide preferred embodiments of the present invention. Provided, but is not meant to be limited to these ranges. In the following example Standard methods for many procedures mentioned or described, or appropriate alternative procedures See, for example, Sambrook et al., "Molecular Cloning" 2nd edition, Cold Spring Harbor Laboratory Press (1997) and Asubel et al. (Eds.), "Current Protocols in Molec ular Biology, "Greene Associates / Wiley Interscience, New York (1990) Provided in a widely recognized manual of various molecular biology.                                  Example                                 Example 1                           Construction of recombinant vector A.Preparation of retroviral backbone   i.Preparation of KT-1 and KT-3B retroviral scaffolds   N2 (Armentano et al., J. Vir. 61: 1647-1650, 1987; Eglitias et al., Science 230: 139. 5-1398,1985) 5 'long terminus of Moloney murine leukemia virus (MoMLV) derived from vector The repeat (LTR) EcoRI-EcoRI fragment (including the gag sequence) was inserted into plasmid SK.+( Stratagene, San Diego, CA). The resulting construct is named N2R5. This N2R5 construct is subjected to site-directed in vitro mutagenesis to change the ATG start codon to ATT To prevent gag expression. This suddenly induced fragment is 200bp Long, flanked by PstI restriction sites. SK PstI-PstI mutant fragment+Plastic Purified from the Smid, which was then cloned into the PstI portion of the N2 MoMLV5 'LTR in plasmid pUC31. The non-mutated 200 bp fragment is replaced by inserting at the position. Plasmid p UC31 is derived from pUC19 (Stratagene, San Diego, CA) with additional restriction sites XhoI, Bg lII, BssHII, and NcoI were inserted between the EcoRI and SacI sites of the polylinker. Have been. This construct is named pUC31 / N2R5gM.   The 1.0 Kb MoMLV3'LTR EcoRI-EcoRI fragment derived from N2 was transformed into plasmid SK.+inside Clone to N2R3-To obtain a construct called 1.0 kilobase (Kb) ClaI-HindI The II fragment is purified from this construct.   SV40 drives expression of neomycin (neo) phosphotransferase gene ClaI-ClaI dominance from pAFVXM retroviral vector, including early promoter Selectable marker gene fragment+Clone into plasmid. this SV construct+SVTwoName it -neo. SK the 1.3 Kb ClaI-BstBI gene fragment+SVTwo Purify from the -neo plasmid.   XhoI-ClaI fragment containing the desired gene and 1.0 Kb of MoMLV3'LTR ClaI-HindI Part III which inserts the II fragment into the XhoI-HindIII site of the pUC31 / N2R5gM plasmid KT-3B or KT-1 vectors are constructed by split ligation. It has a KT-1 skeleton This gives the vector referred to as Next, the pAFVXM retrovirus vector-derived Insert the 1.3 Kb ClaI-BstBI neo gene fragment into the ClaI site of this plasmid. To obtain a vector referred to as having a KT-3B backbone.   ii.Preparation of retrovirus backbone KT-3BC   For use in transforming genes into cells that are already neomycin resistant, Another selectable marker, phleomycin resistance (Mulsant et al., Som. Cell and M A ruth skeleton KT-3BC can be made. Plasmid pUT507 (Mulsant et al., Som. Cell and M ol. Gen. 14: 243,1988), digested with NdeI, and digested with Klenow fragment. Smooth edges. Next, the sample was digested with HpaI and the ClaI linker was flagged. Ment mixture. This sample is then digested with ClaI and excess ClaI linker Remove And Rous sarcoma virus (RSV) LTR and phleomycin resistant Isolating the 1.2 Kb ClaI fragment with the gene by agarose gel electrophoresis, Thereafter, purification is performed using GeneCleanII (Bio101, San Diego, CA). This 1.2Kb Insert the fragment in place of the 1.3 Kb ClaI-BstBI neomycin resistant fragment To obtain skeleton KT-3BC. iii.Preparation of retroviral backbone containing polylinker   To facilitate insertion of heterologous sequences, each KT vector backbone (KT-1, KT-3B, KT-3BC ) Is inserted with a polylinker sequence. When hybridizing this polylinker First, two complementary oligonucleotides forming a compatible cohesive end duplex with XhoI and ClaI Constructed using nucleotides.   This oligonucleotide is phosphorylated with T4 polynucleotide kinase and Heat and cool slowly for hybridization to occur. Next The appropriate KT-1, obtained after digestion of this hybrid with Xho I and Cla I, Ligated to KT-3B or KT-3BC vector backbone fragment, then It is treated with a fatase and purified by agarose gel. The resulting constructs are Xho I, Eco47 III, Nsi I, Pme I, Mlu I, Not I, Pml I, and Cla I Contains a single sequence for insertion. These constructs were designated as pKT-1L, pKT-3B, respectively. L, and pKT-3BCL. B.HSVTK Of a retroviral vector containing   i.Construction of plasmid containing vector LTR sequence   The following retroviral vectors are based on the N2 vector. Briefly, 5 'and The 3 'EcoRI LTR fragment (2.8 Kb and 1.0 Kb, respectively) (Armentano, J.V. ir. 61: 1647, 1987; Eglitis, Science 230: 1395, 1985) Do SK+And subcloned into the EcoRI site of pUC31. pUC31 is a polylinker Additional restriction sites between the EcoRI and SacI sites (XhoI, BglII, BssHII, and NcoI) is a modification of pUC19. Thereby, plasmid N2R3 +/-+Step It is made from the ligation of a rasmid with a 1.0 Kb 3 'LTR fragment. Plasmid p31N2R 5 +/- and p31N2R3 +/- with a 2.8Kb 5 'LTR and packaging signal, respectively (Ψ), or the ligation of the 1.0 Kb 3 ′ LTR fragment with pUC31. each In each case, N2 represents the vector supply and R represents the fragment whose EcoRI 5 and 3 indicate 5 'LTR or 3' LTR, And + or-indicates the orientation of the insert (for the LTR subclone example, See Figures 2-7).   In one case, a 1.2 Kb ClaI / EcoRI 5'LTR from N2 and a Ψ fragment SK+Subclone at the same site in the vector. Call this vector pN2CR5 Name. In another case, a 5 splice donor sequence containing a 6 base (bp) deletion 'LTR (Yee et al., Cold Spring Harbor, Quantitative Biology, 51: 1021, 1986) To Subclone into pUC31 as a 1.8 Kb EcoRI fragment. P this vector It is named 31N25Δ [+] (FIG. 7).   ii.HSVTK Of a plasmid containing   HSV-1 thymidine kinase gene (HSVTK) coding region and transcription termination signal The plasmid 322TK (3.5 kb BamH of HSV-1 cloned into BamHI of pBR322) I fragment (McKnight et al. Nuc. Acids 8: 5949, 1980) (ATCC No. 31344)) And isolated as a 1.8 Kb BglII / PvuII fragment from BglII / SmaI Clone into digested pUC31. This construct is named pUCTK. terminator For constructs requiring signal loss, pUCTK was deleted with SmaI and BamHI. And (A)nThe 0.3 Kb fragment containing the signal is removed. Remaining code Sequences and BamHI overhangs were converted to double-stranded oligonucleotides made from the following oligomers: Reconstruct using ochides:   The resulting construct is named pTKΔA (FIG. 8).   For diagnostic purposes, retain the AvaI site without altering the translated protein While designing the oligonucleotide to destroy the SmaI site.   Plasmid pPrTKΔA (FIG. 9), which contains the HSVTK promoter and coding sequence ((A)nWhich lacks a signal) is constructed as follows.   1. pTKΔA is linearized with BglII, treated with alkaline phosphatase, and Purify.   2. The 0.8 Kb fragment containing the HSVTK transcription promoter was converted from p322TK to BamHI / Bg Isolated as a II fragment.   3. The products from (3) and (4) are ligated, transformed into bacteria, and positive Clones are screened for the proper orientation of the promoter region. Generated The clone obtained is named pPrTKΔA (FIG. 9).   iii.Retroviral provector expressing HSVTK from a constitutive promoter Construction   Retroviral provectors (pTK-1 and pTK-3) were constructed essentially as described below. Build on the street.   The 1.5 Kb XhoI / HindIII 5 ′ LTR and plasmid sequence were isolated from p31N2R5 (+) Release (Figure 2).   2. The HSVTK coding sequence lacking the transcription termination sequence was replaced with a 1.2 kb XhoI / BamHI plasmid from pTKΔA. Isolate as a fragment (FIG. 3).   3. The 3 ′ LTR sequence was simply ligated as a 1.0 Kb BamHI / HindIII fragment from pN2R3 (−). Release (Figure 3).   4. The fragments from steps 1-3 are mixed, ligated, transformed into bacteria, and And individual clones are identified by restriction enzyme analysis. Name this construct pTK-1 (Figure 10).   5. pTK-3, pTK-1 was linearized with BamHI, the 5 'overhang was filled in, and pAFVX M retroviral vectors (Krieger et al., Cell 39: 483, 1984; St. Louis et al., PNA S85: 3150, 1988), a bacterial lac UV5 promoter obtained from the SV40 early promoter. Data, + Tn5 neor5 ′ fill-in ClaI / ClaI fragment containing the gene Constructed by ligation with blunt ends. Kanamycin resistant clones were isolated and Individual clones by restriction enzyme analysis for appropriate orientation. (Fig. 10).   These constructs can be used to sensitize with packaging cell lines such as DA below. Dyeable recombinant vector particles were produced. C.Generation of recombinant Sindbis vector   i.Cloning of Sindbis genome-length cDNA   The nature of the virus with the RNA genome having an anodism depends on the permissive host (permissive h When introduced into eukaryotic cells that act as ost), purified genomic nucleic acids It acts as a ssenger RNA (mRNA) molecule. Therefore, from virus This genomic RNA produced is characteristic for infection by wild-type virus from which RNA has been purified. The same infection cycle can be initiated.   For example, Sindbis virus strain AR-339 (mosquito, isolated from Culexus univittatus) ATCC @ VR-1248, Taylor et al., Am. J. Trop. Med. Hyg. 4: 844 1955) It can spread to bee hamster kidney-21 (BHK-21, ATCC ♯CCL10) cells and has low multiplicity (0.1 pfu / cell). Alternatively, Sindbis virus strain HR (Lee Biomole (cular, San Diego, CA) can also be used and propagated in the same manner. Rice As described in National Patent Application No. 08 / 198,450, 48% after infection, 10% (w / v ) Using polyethylene glycol-8000 (PEG) Precipitating the virions of Dobis. This Sindbis screw in the PEG pellet Are dissolved in 2% SDS and commercially available oligo dT columns (Invitrogen, Sa Polyadenylated mRNA is isolated by chromatography using I do.   Using an oligonucleotide primer containing the sequence shown below, Perform two rounds of first strand cDNA synthesis with the isolated mRNA:   Briefly, this primer has an efficient restriction endonuclease digest at the 5 'end. "Buffer sequence" for 5 nucleotides, followed by an XbaI recognition sequence, 25 contigs DT nucleotides and six nuclei exactly complementary to the 3'-most end of Sindbis Contains leotide. Therefore, the choice for the first round of cDNA synthesis is at two levels. Result: (1) a polyadenylation molecule essential for functional mRNA, and (2) multiple Selective priming from Sindbis mRNA molecules in a pool containing mRNA species. In addition, reverse transcription was performed in the presence of 10 mM McHgOH to determine the frequency of artificial termination during reverse transcription. To reduce   The first genome-length Sindbis cDNA was then used, using six pairs of overlapping primers. Amplify by PCR in six separate segments. In short, ui In addition to the complement of Rus, the Sindbis 5'-end forward primer was 19 nucleotide (nt) sequence corresponding to A polymerase promoter and 5 'end Constructed to contain the ApaI restriction endonuclease recognition sequence linked to Bacterial SP6 RNA polymerase has in vitro transcription corresponding to the authentic Sindbis 5 'end Contains only a single non-viral G ribonucleotide linked to A ribonucleotide It is kept so. The ApaI recognition sequence is contained in the plasmid vector pKSII.+(Strata gene, San Diego, CA) Facilitates insertion of PCR amplicons into polylinker sequences You. To enable efficient digestion, a "buffer sequence" of 5 nucleotides is also , Located before the ApaI recognition sequence. SP6-5 'Sindbis forward primer and complete The sequences of all primer pairs required to amplify the entire Sindbis genome are listed below. Show. The reference sequence (GenBank reference number SINCG) is described in Strauss et al., Virology 133: 92-110,19. According to 84.   PCR amplification of Sindbis cDNA using the above 6 primer sets Thermose thermostable DNA polymerase (Amresco Inc., Solon, OH) and 1.5mM MgCl provided by this supplierTwoSeparate reactions using a buffer containing Responsive. In addition, 5% DMSO and Hot Start Wax beads (Perkin-Elmer, Los A ngeles, CA) using the following PCR amplification protocol: After amplification, the six reaction products were first inserted into the pCRII vector (Invitrogen, San Diego, CA). Enter. This fragment is then stepped into pK using the appropriate enzyme described above. SII+Insert between the ApaI and XbaI sites of the vector. This clone is called pVGSP6 Called GEN.   The Sindbis genomic cDNA clone pVGSP6GEN was converted to a 25 nucleotide long poly dA : XbaI, which cuts pVGSP6GEN once at the downstream position immediately adjacent to the dT stretch It is linearized by digestion. GeneClean the linearized pVGSP6GEN cloneTMPurification Adjust to a concentration of 0.5 mg / ml. The transcription of the linearized pVGSP6GEN clone was In vitro at 37 ° C. for 90 minutes: DNA 2 μl / HTwoO 4.25 μl; 2.5 mM NTP (UTP, ATP, GTP, CTP) 10 μl; 20 mM Me7G (5 ') ppp (5') G cap analog 1.25μ l; 100 mM DTT 1.25 l; 5 x transfer buffer (Promega, Madison, WI) 5 l; RNasi n (Promega, Madison, WI) 0.5 μl; 10 mg / ml bovine serum albumin 0.25 μl; and And SP6 RNA polymerase (Promega, Madison, WI) 0.5 μl. In vitro transcription anti The reaction product is subsequently digested with DNaseI (Promega, Madison, WI) and a series of Knoll / CHClThreeAnd purified by ether extraction followed by ethanol precipitation Alternatively, use directly for transfection. In vitro transcription products Alternatively, the purified RNA can be prepared by using a commercially available cationic lipid compound (Lipofectin).TM, GIBCO-BRL, Ga ithersburg, MD) and 60 mM Petride at 75% confluence. Apply to BHK-21 cells retained in tissue. Transfected cells Incubate at 30 ° C. Extensive cellular disease 94 hours after transfection A physical effect (cpe) is observed. Receiving RNA transcribed from Sindbis cDNA clones No clear cpe is observed on the unloaded plate. In addition, transfer Harvested cells, added to a fresh monolayer of BHK-21 cells, and Alternatively, 1.0 ml of supernatant incubated at 37 ° C produces apparent CPE within 18 hours. Occurs. This confirms that the Sindbis cDNA clone pVGSP6GEN is truly infectious. Show.   The sequence analysis of pVGSP6GEN shown in Table 1 is based on the Sindbis described herein. Multiple clones between the genomic clone and the clone of the virus whose sequence is registered in Genbank The sequence differences are shown. Many sequence differences are due to non-conservation in Sindbis proteins This results in a substitution of an amino acid change. Which sequence changes correspond to the clones described herein. Issues unique to clones or introduced into cloning artifacts Virion RNA is amplified by RT-PCR as described above and Direct distribution of RT-PCR amplicon products using kits (Promega, Madison, WI) By sequencing, the sequence for the nucleotide of interest is determined and the corresponding pVGS Compare with P6GEN sequence. Table 2 shows the results of this study. To briefly explain, Three non-conservative amino acid changes, Gly to Glu, As, which are the result of artificial artifacts p to Gly and Tyr to Cys are the viral nucleotides 2,245, 6,1 Observed at 93, and 6,730. These nucleotides that cause non-conservative amino acid substitutions All of the nucleotide changes are related to the viral nonstructural protein (NSP) gene (nucleotide Nucleotide 2,245 maps to NSP2 and nucleotides 6,193 and 6,730 map to NSP4) Can be   Repair of the NSP2 and NSP4 genes was performed as described above for plaque purified Achieved by RT-PCR using virion RNA from cucumber. SP6-1A / 1B Limer pairs are used to repair nucleotide 2,245 changes. RT-PCR The amplicon product was digested with Eco47III and BglII and the 882 bp fragment was Purified by Galose / TBE gel electrophoresis and digested with Eco47III and BglII And the corresponding region of the pVGSP6GEN clone prepared by treatment with CIAP. Enter. The 3A / 7349R primer pair described above comprises nucleotide 6,193 and a nucleotide. 6,730 used to repair changes. Transfer the RT-PCR amplicon product to EcoRI Digested with HpaI, and the 1,050 bp fragment was subjected to 1% agarose / TBE gel electrophoresis. More purified and exchanged into the corresponding region of the pVGSP6GEN clone. This black The sequence is called pVGSP6GENrep. PVGSP6GENrep D linearized by digestion with XbaI Transfection of BHK-21 cells with RNA in vitro transcribed from NA 18 hours after transfection results in extensive cpe.   ii.Generation of a DNA vector that initiates alphavirus infection: eukaryotic cell overlay Initiation system   As described above, the present invention generally provides promoters capable of initiating 5 'synthesis of RNA from cDNA. Constructs that can replicate autonomously or autocatalytically in cells, as well as heterologous nucleic acids Constructs capable of expressing sequence (s), and 3 'sequences that control transcription termination The present invention provides a eukaryotic cell multilayer vector initiation system comprising: One embodiment According to such a construct may be constructed by the following sequence of elements: A 5 'eukaryotic cell vector that can initiate viral RNA synthesis at the authentic alphavirus 5' end Motor, a 5 'sequence capable of initiating alphavirus transcription, Nucleotide sequences encoding nonstructural proteins, viral junctions, heterologous Sequence, alphavirus RNA polymerase recognition sequence, and 3 'transcription termination / polyamide Nylation signal sequence. Such an alphavirus cDNA expression vector also contains Sequence (intron), which is pre-RN in the nucleus before being transported to the cytoplasm. For functional mRNA molecules spliced from A and transported to the cytoplasm The overall effect of the system can be improved. Intron splicing signal Is located, for example, between Sindbis and the heterologous gene region.   Sindbis clone pVGSP6GENrep and mammalian RNA polymerase II promoter The construction of eukaryotic cell multilayer vector initiation system using This can be achieved as follows. Briefly, plasmid pVGSP6GENrep was replaced with BglII and And XbaI, and the reaction products are electrophoresed on a 0.8% agarose / TBE gel. The resulting 9,438 bp fragment was excised, and GeneCleanIITMAnd pCDN A3 (Invitrogen, San Diego, CA) obtained from treatment with BglII, XbaI, and CIAP. To the resulting 4,475 bp vector fragment. This construct is called pCDNASINbgl Called / xba.   The U3 region of the LTRC from MoMLV, the first transcribed nucleotide is a single G residue, The 5 'viral end is capped in vivo and followed by the Sindbis 5' end. Position on the edge. The parallelization of MoMLV LTR and Sindbis 5 'end is described below As achieved by overlapping PCR. BAG vector (Price et al., PNAS 84: 156-160, 1987) ) And the following primer pairs in the first primary PCR reaction with MoMLV Achieve LTR amplification: Forward primer: BAGBg12F1 (buffer sequence / BglII recognition sequence / MoMLV LTR nt 1-22) : Reverse primer: BAGwt441R2 (SIN nt 5-1 / MoMLV LTR nt 441-406):   PCR amplification of MoMLV LTR with the above primer pair was performed using 1.5 mM MgCl provided by polymerase and supplierTwoUse a buffer solution containing And use it. This PCR reaction containing 5% DMSO and Hot Start Wax beads is described below. Perform using the PCR amplification protocol:   Amplification of the 5 'end of Sindbis in the second primary PCR reaction was performed with pVGSP6GENrep clone. Achieved with a reaction containing the following primer pairs: Forward primer: (MoML VLT Rnt 421-441 / SINnt 1-16): Reverse primer: (SINnt 3,182-3,160):   The MoMLV LTR PCR amplification was performed using the primer pair and the amplification reaction conditions described below. Use a PCR amplification protocol:   The 457 bp and 3,202 bp products from the primary PCR reaction areTMRefined and Together in a PCR reaction using the following primer pairs: Forward primer: BAGBg12F1 (buffer sequence / BglII recognition sequence / MoMLV LTR nt 1-22) : Reverse primer: (SINnt 2,300-2,278):  PCR amplification of the primary PCR amplicon product is performed using this primer pair and the amplification reaction described above. In conditions, achieve using the following PCR amplification protocol:   The 25 primary 3 ′ terminal bases of the first primary PCR amplicon product Overlaps the 25 5 'terminal bases of the recon product; the resulting 2,752 bp overlapping secondary PCR primer The amplicon product is purified by 0.8% agarose / TBE electrophoresis and digested with BglII And the 2,734 bp product was converted to BglII and fetal calf intestinal alkaline phosphatase (CI Ligation into pcDNASINbgl / xba treated with AP). The resulting construct is 16,656 bp Yes, called pVGELVIS. Sindbis nucleotides are bases 1-11,7 of this sequence. Included in 00.   pVGELVIS plasmid DNA was transferred to Lipofectamine according to the conditions suggested by the supplier. (About 5 μg DNA / 8 μg lipid reagent) and at about 75% confluency Add to 35 mm wells containing BHK-21 cells. Wild-type Sindbis virus infection A characteristic cytopathological effect is observed 48 hours after infection. Fresh BHK-21 single layer Addition of 1 ml of transfected supernatant to CPA results in cpe within 16 hours. this Data is obtained from viral cDNA and RNA polymerase II expression cassette in pVGELVIS construct Signal was aligned correctly, indicating that the DNA expression Provides a new start for RNA viruses.   Wild-type syndrome after transfection of pHKELVIS plasmid DNA into BHK cells During infection, to test the relative efficiency of initiating Perform a heart assay. Briefly, 5 μg of pVGELVIS plasmid DNA was placed in a 35 mm well. Transfected into BHK-21 cells as described above, and transfected 1.5 hours after application, the cells are trypsinized and 5 x 10FiveUnprocessed BHK-21 The cells are serially diluted 10,000-fold, 10,000-fold. Then this transfect BHK-21 cells and a mixture of untreated BHK-21 cells are added to 35 mm wells. The cells are allowed to attach to the plate and are subsequently superimposed on medium containing 1.0% Noble agar. Layer. 48 hours after transfection, cell lysis (Sindbis virus Plaques, which contain direct or neutral red staining Can be visualized by overlaying with layers. This experiment was performed with transfection into BHK-21 cells. PVGLEVIS Plasmid in Generation of Wild-type Sindbis Virus After Sfection Efficiency of about 1 × 10ThreeThis indicates that the plasmid DNA is pfu / μg.   iii.Construction of Sindbis RNA and Plasmid DNA Basic Vectors   The first step in the construction of the Sindbis basic vector is the viral 5 'and 3' Production of two plasmid subclones containing individual elements from the ends You. These elements are then used to connect the basic gene transfer vector Can be used to assemble.   Briefly, the first plasmid subclone contains the 40 termini at the 3 'end of the virus. Contains a 25 bp stretch of nucleotides and contiguous dA: dT nucleotides Is built. In particular, the following oligonucleotide pairs are first synthesized. Forward primer: SIN11664F (buffer sequence / NotI site / SINnt 11,664 to 11,698): Reverse primer: SINSac11700R (buffer sequence / SacI site dT25 / SINnt 11,700 to 11,6 92):   Next, the oligonucleotide was added to 10 mM MgClTwoAt equimolar concentration in the presence of And heat to 100 ° C. for 5 minutes and slowly cool to room temperature. Then this part Two double-stranded molecules using Klenow DNA polymerase and 50 μM dNTPs Make a chain. The resulting 89 bp molecule was then digested with NotI and SacI, and 2% NuSieve / 1% agarose gel and digested with NotI and SacI, 10: 1 Excess insert: pKSII + plasmid prepared by CIAP treatment at vector ratio Connect to This construct is called pKSII3'SIN.   The second plasmid subclone was cloned with the first 5 '7,643 nucleotides of Sindbis. Bacteriophage RNA polymerase promoter located at the 5 'end of DNA and virus And a single non-viral construct after in vitro transcription. Only sex nucleotides are added to the authentic viral 5 'end. Briefly, this black The 3 'end of the primer is standard with a reverse primer having the sequence shown below. Derived from 3-temperature PCR amplification. Reverse primer: SINXho7643R (buffer sequence / XhoI site / SINnt 7643-7621):   This reverse primer maps to viral nucleotides 7,643 to 7,621. And 41 bp downstream from the 3 'end of the mating core element. In addition, virus Nucleotide 7,643 is 4 nucleotides from the translation initiation codon of the structural protein gene Upstream. The first five 5 'nucleotides of this primer should be Contained to act as a "buffer sequence" for efficient digestion of Followed by six nucleotides containing the XhoI recognition sequence. The forward primer in this reaction was Primer 2A (see Example 1C (i)). And has the following sequence:   Using pVGSP6GENrep plasmid (see Example 1C (i)) as template The 4,510 bp amplicon product obtained from the above PCR amplification is combined with the enzymes SfiI and Xh Digest with oI. The resulting 2,526 bp fragment is gel purified. Sindbis cDN A clone pVGSP6GENrep was also digested with ApaI and SfiI and the resulting 5 ' Gel a 5,144 bp fragment containing the SP6 RNA polymerase promoter at the end Purify. This 5,144 bp fragment together with the above-mentioned 2,526 bp fragment was Ap pKSII digested with aI and XhoI and treated with CIAP+Connect to plasmid. pKSII+plus Syndrome containing an RNA polymerase promoter at the 5 'end contained in the mid vector A clone having Dovi nucleotides 1 to 7,643 is isolated. This construct is called pKSII Called 5'SIN.   Complete basic vector assembly, elimination of pKSII5'SIN with XhoI and SacI And treated with CIAP, and gel purification of the large 10,533 bp fragment. Achieve more. This 10,533 bp fragment was then ligated with the XhoI of pKSII3'SIN and Ligation with a small 168 bp fragment resulting from digestion with SacI. this The resulting construct is called pKSSINBV (shown in FIG. 11A).   iv.Construction of Sindbis luciferase vector   Transfected with RNA transcribed in vitro from a Sindbis vector clone To demonstrate heterologous gene expression in isolated cells and Firefly luciferase reporter gene Into the Sindbis Basic Vector.   Construction of the Sindbis luciferase vector was performed in three independent plasmids: pK Assemble the components of SII5'SIN, pKSII3'SIN, and pGL2-basic vector together. This is done by blowing. pGL-2 basic vector plasmid (Promega, Mad ison, WI) contains the entire firefly luciferase gene. Briefly, this The luciferase gene is first inserted into the pKSII3'SIN plasmid. This is the pG L2 is digested with BamHI and HindIII and the fragment containing 2,689 bp This is achieved by purification. This fragment was used for the BamHI and pKSII3'SIN And gel purified 3,008 bp obtained by digestion with HindIII and treatment with CIAP To the fragment. The resulting construct is called pKSII3'SIN-luc.   Final assembly of Sindbis luciferase butter, XKS pKSII5'SIN digested with oI and SacI, treated with CIAP, and digested a large 10,533 bp fragment. This is achieved by purification. This 10,533 bp fragment of pKS5'SIN was A small 2,854 bp fragment obtained by digestion of I3'SIN-luc with XhoI and SacI. Connect with the client. This construct contains the complete Sindbis nonstructural gene coding region and The 3 'viral elements required for genome replication, as well as the 5' Element and the firefly luciferase gene located between the 3 'elements. Have. This vector is called pKSSINBV-luc and is shown schematically in FIG. 11B.   v.Construction of plasmid DNA alphavirus expression vector   The SIN BV and SIN-BV-luciferase constructs described in section D (iii) above were After introducing the plasmid DNA directly into the cells, the Sindbis vector-derived The pVGELVIS vector described in section D (ii) is Insert into a column. As described in Section D (ii), the linearized template vector Cells directly to alpha without the first step consisting of in vitro transcription of Transfect the virus-based vector plasmid DNA and transfer the RNA Representative heterologous inheritance of transfection of alphavirus vector based The ability to produce offspring expression levels is based on an alphavirus-based expression vector system. Greatly enhances the utility and efficiency of certain embodiments of Figure 12 shows the plasmid DN One mechanism for the expression of heterologous genes from the A alphavirus expression (ELVIS) vector FIG. Primary transcription in the nucleus and transport of vector RNA to the cytoplasm Then acts as a template for the production of genomic and subgenomic mRNAs Alphavirus catalyzes the expansion of heterologous gene mRNA through antigenome intermediates Leads to the synthesis of nonstructural proteins. This ELVIS vector can be directly As a complex with various liposome preparations by physical means as a DNA molecule, Alternatively, alphavirus DNA vector molecules, polycations such as polylysine Compounds, receptor-specific ligands and, if necessary, Sendai virus Or DNA ligand conjugates containing psoralen-inactivated viruses such as adenovirus May be introduced as a body.   First step of constructing one representative plasmid DNA Sindbis expression vector Is a step of digesting pKSSINBV with SacI, a step of blunting with T4 polymerase, Digestion, isolating the 2,689 bp fragment, and digestion with XbaI. Digestion, blunting with T4 polymerase, digestion with SfiI, treatment with CIAP, and 1% agar 10,053 bp pVGELVIS vector fragment prepared by Loose / TBE gel electrophoresis Connecting to the This construct is called pVGELVIS-SINBV.   To insert the luciferase gene into the pVGELVIS-SINBV vector, The SV40 intron and transcription termination sequence at the 3 'end of the Pre-transferred RNA transcribed from plasmid DNA luciferase vector When processed, the 3 'end of the reporter gene is a Sindbis vector It must be removed so as not to separate from the 3 'end. pVGELVIS-SINBV vector The Sindbis 5 'and 3' ends contained within the Required by cis for sex. The 3 'end of the Sindbis vector is Or a template for the subgenomic RNA encoding the transporter protein, Necessary for the initiation of the synthesis of the thy genome strand.   The SV40 RNA processing signal located at the 3 'end of the luciferase gene It is removed from the SIN-BV-luc construct described in section D (iv) above. Then modified le The luciferase fragment is ligated with the pVGELVIS-SINBV Place in the construct. Modification of luciferase gene using the following primer pair Achieved. Forward primer 7328F (SINnt 7,328-7,349): Reverse primer LucStop (buffer sequence / NotI, XbaI recognition sequence / pGL-2nt 1,725 to 1,70 3):   The primer was used in a 3 temperature cycle program using an extension time of 3 minutes. Used for PCR reaction. GeneCleanIITMWith XhoI and XbaI Digest and GeneCleanIITMPurify again. And the 2,037 bp fragment, PVGELVIS-SINBV obtained by digestion with XhoI and XbaI and treatment with CIAP Ligation to the 13,799 bp fragment. This construct was constructed using pVGELVIS-SINBV-luc (ELV IS-luc).   Lucifera in BHK-21 cells transfected with pVGELVIS-SINBV-luc DNA Expression of Sindbis showed that the Sindbis physical gene transfer vector was functional. To measure. Briefly, 5 μg of pVGELVIS-SINBV-luc DNA or the above section 5 μg of invite from the linearized SINBV-luc template described in section D (iv) B) Transcribe RNA with 10 μl of LipofectamineTMOr LipofectinTMAnd complex each 5 × 10 5 in 35 mM Petri dishesFiveTiger on BHK-21 cells Transfected. After transfection, the luciferase activity was measured as 2, Measure from three samples each at 4, 8, 16, 20, 28, 48, 72, 96, and 120 hours . The results of this study, shown in Figure 13, show the reporter genes from the pVGELVIS-SINBV-luc vector. The maximum level of gene expression is in vitro from the linearized SINBV-luc template. Similar to expression levels observed in cells transfected with transcribed RNA Is shown. However, lucifera expressed from the pVGELVIS-SINBV-luc vector The luciferase activity was similar to the luciferase activity observed using the SINBV-luc RNA vector. It is at the highest level at a later point in time, and its activity is derived from the RNA vector. Continue to high levels while begins to decrease.   The overall efficiency of the ELVIS vector, determined by the level of heterologous gene expression, is ( As detailed in US patent application Ser. No. 08 / 348,472), the pVGELVIS-SINBV-luc vector To some extent. These modifications are based on RNA polymerase II Modification of promoter and transcription termination signal, intron arrangement in vector construct Add row, insert ribozyme processing sequence adjacent to 3 'end of alphavirus And replacement with a smaller plasmid vector.   The linker sequence was changed to pKSSINBV and pVGELV to facilitate insertion of the heterologous sequence. Insert into IS-SINBV construct. When this linker was hybridized, Xh Two complementary oligonucleotides forming a duplex with oI and XbaI compatible cohesive ends Constructed using nucleotides. SINBVLinkF: SINBVLinkR:This oligonucleotide is phosphorylated with T4 polynucleotide kinase and heated to 90 ° C. Heat and cool slowly so that hybridization occurs. Next This hybrid was digested with XhoI and XbaI, followed by alkaline phosphatase. 10.6 kb of pKSSINBV-Luc obtained after treatment with agarose and purification on agarose gel To the fragment. The resulting construct has a Sindbis junction region and a Sindbis junction. XhoI, PmlI, PmeI, MluI, BclI, StuI, Xb Includes aI and NotI. This construct is called pKSSINBVLII.   This polylinker is also cloned into the pVGELVIS-SINBV construct. This resource The insert is inserted by digestion of pVGELVIS-SINBV-luc with SfiI and NotI. This 10 The .1 kb fragment was agarose gel purified, and the fragment was pKSSIN Ligation was performed on a gel-purified 2.6 kb fragment from SfiI / NotI digestion of BVLII. Profit The resulting construct has a unique site between the Sindbis junction region and the Sindbis 3 'end. And XhoI, PmlI, PmeI, MluI, and NotI. This construct is called pVGELVIS-S Called INBVLII.   Plasmid pKSSINBVLII was replaced with the 8 nucleotides flanking the SacI transcriptional run-off site It is further modified by the addition of the recognition sequence AscI. The relative rarity of this recognition sequence Allows linearization of a wide variety of heterologous gene-containing Sindbis vector constructs. Special Next, use self-annealing oligonucleotides with SacI compatible ends. AscI / SacI linker: This AscI / SacI linker is phosphorylated with T4 polynucleotide kinase and heated to 90 ° C. Heat and cool slowly so that self-annealing occurs. Then, PKSS digested with SacI and treated with calf intestinal alkaline phosphatase Ligation to INBVLII plasmid DNA. The resulting construct is called pKSSINBVLIIA.D. Generation of recombinant Sindbis CEA vector i.CEA Structure of recombinant Sindbis vector (SIN-CEA) depending on tumor marker expression Construction   The disabled joint loop-out model was selected, as described above and shown in FIG. Using the junction region of the vector flanked by inverted repeats homologous to the RNA Build. In this example, the CEA tumor antigen cDNA (Beauchemin et al., Molec. And Cel. l. Biol. 7: 3221, 1987) is used in the inverted repeat. CEARNA responsiveness To construct a Sindbis vector, a 6 bp hinge domain Thus, the two CEA antisense sequence domains (A1And B1) Precedes I do. A single 20 base pair CEA sense sequence (A2) that is complementary to A1 At the 3 'end. In selecting the correct A1 and B1 antisense sequences The only requirement is that they be specific for the target RNA sequence. RNA sequence domains separated by 3 nucleotides from each other and the antisense sequence Is to hybridize to This three nucleotide gap is The merase is hopped to switch the read strand and the non-structural protein Acts as a hinge domain for bridging the main to the junction region of the vector ( (Figure 15). Convenient restriction enzymes at the 5 'and 3' ends to construct such forms Two complementary oligonucleotides are used to generate a fragment insert containing the prime site. Synthesize lignonucleotides. This oligonucleotide fragment was then inserted. The input was made by combining the multiple cloning site of the Sindbis vector with the inactivating junction region. Ligated into a Sindbis vector. Is the sense oligonucleotide strand 5 ' 3 'to ApaI restriction site followed by A1 antisense domain, 6 bp hinged Main, B1 antisense domain, synthetic junction domain and A2 antisense It should contain a domain followed by a XhoI restriction site. CEA RNA-responsive syn The following oligonucleotide sequence is used to design a Dobis vector. The nucleotide number sequence is described in Beauchemin et al., Molec. and Cell Biol. 7: 3221,198 Obtained from 7.  The 5'-3 'CEA antisense strand is complementary to the above oligonucleotide. You. After synthesizing both oligonucleotides, the oligonucleotides were+2 And heat to 100 ° C. for 5 minutes and slowly cool to room temperature. Next The oligonucleotide pair was digested with ApaI and XhoI restriction enzymes and pre- digested with the same enzymes. Insert into a digested plasmid (pCMV-SIN or pMET-SIN) at a molar ratio of 25: 1 Mix and connect. These constructs were designated pCMV / SIN-CEA and pMET / SIN-C, respectively. Called EA. ii.SIN-CEA vector expressing gamma interferon and producer cells ( (SIN-CEA / IFN) Building   Human gamma interferon (γ-IFN) gene is retroviral vector plus Xido and XhoI from mid pHu-IFN (Howard et al., Ann.N.Y.Acad. Subclone by digestion with ClaI. The coding sequence of the obtained γ-IFN Is isolated from a 1% agarose gel.   Alternatively, human γ-IFN cDNA can be obtained by guanidinium thiocyanate extraction followed by Isolated from PHA-stimulated Jurkat T cells by ultracentrifugation through a CsCl gradient. Derived from isolated RNA. Next, RNA (Sigma, St. Louis, MO) is reverse transcribed in vitro. And using Taq polymerase, using a pair of gene-specific oligonucleotides. Γ-IFN cDNA is amplified by the polymerase chain reaction. Transfer PCR DNA to T4 DNA PSK repaired with limerase and Klenow and treated with CIAP+HincII part of plasmid Cloned into place. In the sense direction, the 5 'end of the cDNA is pSK+Polylinker And the 3 'end is adjacent to the ClaI site. Human γ-IFN content The 512 bp fragment encoding the offspring was ligated into pCMV / SIN-CEA or pMET / SIN-CEA In any of the XhoI / ClaI sites of the vector. Add these new plasmids They are called pCMV / SIN-CEA / IFN or pMET / SIN-CEA / IFN, respectively.   iii.Construction of SIN-CEA vector expressing thymidine kinase (SIN-CEA / TK)   Contains HSVTK cDNA clones flanked by 5'XhoI and 3'ClaI restriction sites The PCR amplification product to be purified is pHS1TK3KB (McKnight et al., Nuc. Acids Res. 8: 5949, 198). 0) Obtain using clones as target DNA. Primer arrangement used for PCR amplification Columns are obtained from the published sequence (Wagner et al., PNAS 78: 1442, 1981). Then, 1, The 260 bp amplification product was digested with XhoI and ClaI, and pCMV / SIN-CEA or pMET / SI Ligation into each XhoI / ClaI site of N-CEA vector. These new plasmi Are called pCMV / SIN-CEA / HSVTK or pMET / SIN-CEA / HSVTK, respectively. E. FIG.Construction of recombinant vector containing human tissue factor gene   Specifically, a recombinant retroviral vector and a human tissue factor gene Cloning into the Nvidis vector uses two 38 base oligonucleotides. Achieved by PCR amplification. Oligonucleotides can be used as tissue factor 25 nucleotides corresponding to the gene template, plus a PmeI recognition site and It contains an additional 5 'flanking sequence containing an opposing sequence. HTFP-F: HTFP-R: PCR amplification uses these primers, tissue factor cDNA clone as template λHTF7 (Scarpati et al., Biochemistry 26: 5234, 1987), Thermalase thermostable DNA Polymerase, 1.5 mM MgCl provided by the supplierTwo, 5% DMSO and Hot St It is performed using art Wax beads according to the following protocol: After amplification, an approximately 920 bp tissue factor gene amplicon is digested with PmeI and digested with PmeI. Sindbis vector digested and treated with CIAP (pVGELVIS-SINBVLII or pKS SINBVLIIA) or retroviral vector backbone (pKT-1L, pKT-3BL, or pKT- 3BCL). Proper orientation of the insert sequence will result in restriction endonuclease deletion. And the resulting constructs were pVGELVIS-HTF, pKSIN-HTF, pKT-1L- HTF, pKT-3BL-HTF, and pKT-3BCL-HTF. Packaged vector particles Is achieved using the method described in Example 2 below. In the practice of the present invention DNA that encodes other gene products that are useful in , Can be readily cloned into these or other vectors. F.Construction of recombinant vectors containing tissue inhibitors of metalloproteinases   Specifically, recombinant retroviral vectors and synthons of the human TIMP-1 gene Cloning into Dobis vector uses two 38-mer oligonucleotides Achieved by PCR amplification. Oligonucleotides are used for TIMP-1 Contains the 25 nt corresponding to the offspring template, and a PmeI recognition site and buffer sequence Contains additional 5 'flanking sequences: HTIMP-F: HTIMP-R: PCR amplification was performed using these primers, TIMP-1 cDNA clone as a template ( Docherty et al., Nature 318: 66, 1985), and Thermalase thermostable DNA polymerase 1.5 mM MgCl provided by the supplierTwo, 5% DMSO, and Hot St Performed in a reaction containing art Wax beads according to the following protocol. RU: After amplification, the approximately 700 bp TIMP-I gene amplicon is digested with PmeI and Sindbis vector digested and treated with CIAP (pVGELVIS-SINBVLII or pKS SINBVLIIA) or retroviral vector backbone (pKT-1L, pKT-3BL, or pKT- 3BCL). Proper orientation of the insert sequence will result in restriction endonuclease deletion. And the resulting constructs were pVGELVIS-HTIMP, pKSIN-HTIM, respectively. P, pKT-1L-HTIMP, pKT-3BL-HTIMP, and pKT-3BCL-HTIMP. Package The production of the resulting vector particles is achieved using the method described in Example 2 below. . Other related gene products from this group are based on these approaches and Contain PmeI or other suitable restriction sites, and It is easily cloned using specific oligonucleotide primers. G. FIG.KT-3 Group containing extracellular matrix binding fragment derived from integrin β3 Construction of recombinant vector containing recombinant folate receptor   i.Folate receptor / integrin β3 with amino-terminal glycine binding tether Construction of fusion gene   Integrin β3 linked to its amino terminus by a glycine tether Having a ligand binding domain of the human folate receptor α-form Cloning is accomplished by overlapping PCR amplification. 2 pairs used for primary PCR reaction Oligonucleotides have 20 overlapping bases, and a PmeI recognition site and buffer sequence. Generate amplicons containing additional 5 'or 3' flanking sequences You. In addition, each oligonucleotide primer is added as follows (i nput) 25 corresponding to the sequence on the template DNA to enable priming Contains nucleotides.Folate receptor gene primer: GHFBP-F: HFBP-R: PCR amplification uses these primers, human folate receptor cDN as template A clone c32KB (Elwood et al., J. Biol. Chem. 264: 14893, 1989), and VENTTM Using DNA polymerase (New England Biolabs, Beverly, MA) Reactions containing supplied buffer, 5% DMSO, and Hot Start Wax beads In an object, according to the following protocol: Integrin β3 primer: Iβ3109F: GIβ3171R: PCR amplification uses these primers and human integrin β3 ( Glycoprotein IIIa) cDNA clone (Fitzgerald et al., J. Biol. Chem. 262: 3936, 1987), and VENTTMPerformed as above using a polymerase.   The folate receptor and integrin β3 PCR reactions were GeneCle an IITMAnd Mermaid KitTM(BIO 101, San Diego, CA). And combine about 5% of the product from each reaction and, as described above, Including immersion Iβ3109F and HFBP-R, and Thermalase DNA polymerase Used as a template in a second round of PCR using the following amplification protocol: Use:  After amplification, about 1000 bp integrin β3 / folate receptor gene fusion amplicon The gel was gel purified, digested with PmeI, and synthesized with PmeI and CIAP treated. Dobis vector (pVGELVIS-SINBVLII or pKSSINBVLIIA) or retrovirus Ligation to the vector backbone (pKT-1L, pKT-3BL, or pKT-3BCL). insert The proper orientation of the sequence was determined by restriction endonuclease digestion and the resulting construction The products were pVGELVIS-IF, pKSIN-IF, pKT-IL-IF, pKT-3BL-IF, and pKT-3BCL, respectively. -IF. ii.Arg 227 Ligand binding domain of integrin β3 between C and the C-terminal hydrophobic region Of folate receptor / integrin β3 fusion gene by insertion of in   Specifically, an integrin inserted between Arg residue 227 and the C-terminal hydrophobic region A sequence encoding a human folate receptor α-form having a ligand binding domain of β3 Row cloning is achieved by overlapping PCR amplification. Used for primary PCR reaction The two pairs of oligonucleotides have 21 bases overlapping each other, as well as a PmeI recognition site and Containing additional 5 'or 3' flanking sequences containing buffer and buffer sequences Generate a recon. In addition, each oligonucleotide primer is: Priming, corresponding to the sequence of the template DNA to be added Contains a minimum of 25 nucleotides for: Folate receptor gene primer: HFBP-F:HFBP-R / β3: PCR amplification uses these primers, human folate receptor cDN as template A clone c32KB (Elwood et al., J. Biol. Chem. 264: 14893, 1989), and VENTTM Using DNA polymerase, buffers provided by the supplier, 5% DMSO, and Perform the following protocol in a reaction containing Hot Start Wax beads. : Integrin β3 and β3 / C-terminal fusion primers: Iβ3LBD-F: Iβ3LBD-R / FC-TERM:PCR amplification uses these primers (Iβ3LBD-R / FC-TERM Human integrin β3 (sugar tan Protein IIIa) cDNA clone (Fitzgerald et al., J. Biol. Chem. 262: 3936, 1987) And VENT polymerase as described above.   The folate receptor and integrin β3 PCR reaction were performed using GENECLEAN. And combined about 5% of the product from each reaction and Primers HFBP-F and Iβ3 LBD-R / FC-TERM and Thermalase DNA A second round of PCR containing remerase and using the following amplification protocol Use as rate:   After amplification, about 1000 bp integrin β3 / folate receptor gene fusion amplicon The gel is gel purified, digested with PmeI, and digested with PmeI and calf intestinal alkaline Sindbis vector treated with phosphatase (pVGELVIS-SINBVLII or pKSSINB VLIIA) or retroviral vector backbone (pKT-1L, pKT-3BL, or pKT-3BCL) ). Proper orientation of the insert sequence is important for restriction endonuclease digestion. And determined the resulting constructs as pVGELVIS-FI, pKSIN-FI, pKT-1L-FI, pK T-3BL-FI and pKT-3BCL-FI. Production of packaged vector particles Performed using the method described in Example 2. H.TF-IRES-PAI Construction of retrovirus vector   i.Retroviral vector with internal ribosome entry site   Plasmid pBS-ECAT (Jang et al., J. Virol. 63: 1651, 1989) contains the viral genome. Contains the 5 'untranslated region of encephalomyocarditis virus (EMCV) derived from nt 260-848 . This 5 'untranslated region contains an internal ribosome entry site (IRES). EM CV nt 260-827 was amplified from pBS-ECAT by PCR using the following primer pairs: You. EMCV IRES forward primer (for insertion into the MluI site in pKT-3BCL): EMCV IRES reverse primer: The amplicon obtained by amplification using these primers has a 5 bp "buffer Flanking the MluI recognition site within the sequence. EMCV IRES sequence from pBS-ECAT plasmid Is achieved using the following PCR protocol. Digest the IRES amplicon with MluI for insertion into the pKT-3BCL vector backbone, Purified on a 1% agarose gel and ligated to a pre-MluI digested CIAP-treated vector I do. This construct is designated as pKT-3BCL (IR). The exact orientation of the insert, obtained Determined by plasmid sequencing. In addition, this amplicon can be Virus vector backbone, and Sindbis vector backbone pKSSINBVL II and It can be inserted into pVGELVIS-SINBVL II.   ii.pKT-3BCL (IR) Tissue factor and plasminogen activator-in in the skeleton Retroviral vector having inhibitor 1 gene   Human tissue factor protein cDNA for PCR amplification of cDNA from plasmid λHTF7 More synthetic (Scarpati et al., Supra). TF cDNA was prepared as described above in Example 1E. Amplification is performed using a pair of gene-specific primers (HTFP-F and HTFP-R). these The amplicon obtained by amplification using the primers Is adjacent to the PmeI recognition site.   In addition to the cDNA sequence of the TF protein, a primer pair was added to the effective sequence following the PmeI recognition sequence. Contains a 5 nucleotide "buffer sequence" for efficient enzymatic digestion. pKT-3BCL (I To insert into R), the amplicon is digested with PmeI, purified on 1% agarose, Then, it is ligated to a PAP-digested CIAP-treated vector. This construct is called pKT-3BCL (T F-IR). Alternatively, other restriction sites in the polylinker may be replaced with pKT containing IRES -3BCL, pKSSINBVL II and pVGELVIS-SINBVL II Can be incorporated into primers. Insert the correct orientation of the insert into the resulting plasmid. Determined by sequencing.   CDN of human plasminogen activator inhibitor 1 (PAI-1) protein A is synthesized by PCR amplification of cDNA derived from plasmid PAIB4 (Ginsburg et al., J. . Clin. Invest. 78: 1673, 1986). PAI-1 cDNA was ligated to the following gene-specific primers. Amplify using mer pairs. An amplifier obtained by amplification using these primers The precon is adjacent to the NotI recognition site within a 5 bp "buffer sequence". PAI-1 cDNA forward primer:PAI-1 cDNA reverse primer: Amplification of the TF and PAI-1 sequences is achieved using the following PCR protocol:   In addition to the cDNA sequence of the PAI-1 protein, a primer pair follows the NotI recognition site Contains a 5 nucleotide "buffer sequence" for efficient enzymatic digestion. pKT-3B The amplicon is cut with NotI and inserted with 1% agarose for insertion into CL (TF-IR). Purify and ligate to CIAP-treated vector previously digested with NotI. PK T-3BCL (TF-IR-PAI). Alternatively, other restriction sites in the polylinker are replaced with pKT-3 PCR primers for insertion into BCL, pKSSINBVL II and pVGELVIS-SINBVL II Can be incorporated. Correct orientation of insert for sequencing of resulting plasmid Yo To decide.                                 Example 2 Vector construction of packaging cell lines HX and DA Transient transfection and transduction A.Plasmid DNA transfection   The following procedure is suitable using a plasmid encoding a vector according to the invention. Can be used to transiently transfect various packaging cell lines. For example, on day one, packaging cell line HX (WO92 / 05266) was 5.0 × 10 in 10cm tissue culture dish with SFiveSeed with cells. On the second day, the tiger Four hours before transfection, the medium is replaced with 5.0 ml of fresh medium. 40.0μl 2.5M CaClTwo, 10 μg of plasmid DNA (e.g., pkSIN-HTF, pkT-IL-HTIMP, pkT- 38L (TF-IR-PAI)) and deionized HTwoO to make a total volume of 400 μl. And perform standard calcium phosphate-DNA co-precipitation. DNA-CaClTwoThe solution is constantly stirred. 400 μl of precipitation buffer (50 mM HEPES-NaOH, pH 7.1; 0.25 M NaCl and 1.5 mM NaTwoHPOFour-NaHTwoPOFour). Incubate this mixture for 10 minutes at room temperature You. The fine precipitate obtained is added to the HX of the cells. Cells at 37 ° C with DNA precipitate And incubate overnight. On day 3, the medium is aspirated and fresh medium is added. You. The supernatant is removed on day 4, passed through a 0.45 μm filter, and kept at -80 ° C. Exist. B.Transduction of packaging cell lines and generation of producer strains   To increase the retroviral titer produced from the packaging cells, Another package using a retroviral vector transiently produced from another cell line It is desirable to transduce a soaking cell line. For example, on the first day, DA (D17 Cells from ATCC Deposit No. 183, WO92 / 05266) cells were combined with 10 ml DMEM and 1 ml 5.0 × 10 5 in 0% FBS, 4 μg / ml polybrene (Sigma, St. Louis, Mo.)FiveCell / 10cm Seed in tissue culture dish. On day 2, 3.0 ml, 1.0 ml and 0.2 ml of fresh Harvested virus-containing HX medium (produced as described in Example 2 (A) above) Is added to the cells. The cells are incubated with the virus overnight at 37 ° C. The retrovirus also encodes a selectable marker (eg, neomycin resistance). If necessary, on day 3, the medium is removed and 1.0 ml DMEM containing 800 μg / ml G418, Add 10% FBS to the plate. Transduced with vector and selectable marker Only cells that express the cell survive. G418 in the case of neomycin resistance A resistant pool can be generated over a week. Typically, the cells are then plated Out, count the cell suspension and dilute the cell suspension to 10 cells / ml And 0.1 ml (1) into each well of a 96-well plate (Corning, Corning, NY). Cells / well) to dilute and clone this pool of cells. You. Cells at 37 ° C, 10% COTwoAnd incubate for 14 days. Select about 24 clones And expanded to a 24-well plate, a 6-well plate, then a 10 cm plate, At this point, the clones are assayed for expression, the supernatant is collected, and the virus Assay for titer.   The titer of individual clones was determined by infection of HT1080 cells (ATCC Deposit No. CCL 121). To decide. On the first day, 5.0 × 10FiveHT1080 cells, 3.0 ml DMEM, 10% FBS and Preplate each well of a 6-well microtiter plate in 4 μg / ml polybrene. To On day two, serially dilute the supernatant from each clone 10-fold and Infect HT1080 cells in 1.0 ml aliquots using. Culture medium with fresh DMEM, 10% F Replace with BS medium and replace cells with vector at 37 ° C, 10% COTwoIncubate overnight Beate. On the third day, the medium is recruited to the appropriate selection factor (eg, if neomycin resistance is present). By replacing with fresh DMEM containing 10% FBS medium containing 800 μg / ml G418). , Selection of transduced cells (assuming the selection marker is present in the recombinant vector) Make a selection. Cells at 37 ° C, 10% COTwoFor 14 days, at which point each Evaluate G418-resistant colonies at dilutions and determine the virus titer of each clone by cfu / ml To be determined.   Using these procedures, 1.0 × 106Induce cell lines producing cfu / ml or more Lead. In addition, as will be appreciated by those skilled in the art, selectable markers other than drug resistance Or the selectable marker is encoded by a recombinant vector. If not, other titer methods (eg, antibody-based assays, PCR assays) Say etc.) can be used.   In the same manner as described for transduction of DA cells with HX supernatant, DA vector Transduce packaging cell line HX with vector generated from producer cell line I do.   Transduction of DA or HX cells with a vector lacking the neo selectable marker as described above Was performed as follows. However, instead of adding G418 to the cells on day 3, the cells are Clone by digestion. The titer is analyzed as described above. C.Alternative methods for producing producer cell lines   In some situations, in the process of producing a producer strain, more than one cell line It may be desirable to avoid the use of In this case, on the first day, DA cells were 5.0% in a 10 cm tissue culture dish with 10% irradiated (minimum 2.5 Mrad) FBS. × 10FiveSeed with cells. On day 2, four hours before transfection, the medium was Replace with 0.0 ml of fresh medium. 60 μl 2.0 M CaClTwo, 10 μg of pMLP-G (Hartman et al., Nuc. Acid Res. 16: 9345, 1988; Emi et al., J. Vir 65: 1202, 1991) Plasmid, 10 μg Of the recombinant viral vector plasmid and make up to 400 μl volume with deionized water. Perform a standard calcium phosphate-DNA co-precipitation. Then, DNA-Ca ClTwoThe solution was mixed with 400 μl of 2 × precipitation buffer (50 mM HEPES-NaOH, pH 7) with constant stirring. .1,0.25M NaCl and 1.5mM NaTwoHPOFour-NaHTwoPOFour). At room temperature Incubate for 10 minutes. The resulting fine precipitate was collected on the DA Add to the vesicle culture dish. Incubate cells with DNA precipitate overnight at 37 ° C. To On day 3, the medium is removed and fresh medium is added. Including G-pseudovirus Remove the supernatant on day 4, pass through a 0.45 μm filter, and remove Used to infect soaking cells.   On day one, DA cells were placed in 10 ml of DMEM and 10% FBS, 4 mg / ml polybrene. 5.0 × 10FiveSeed the cells with a 10 cm tissue culture dish. On the second day, 2.0 mL, 1.0 mL Alternatively, add 0.5 ml of freshly collected and filtered G-pseudovirus-containing supernatant to cells. Add. The cells are incubated with the virus overnight at 37 ° C. On the third day , Remove the medium and add 800 μg / ml G418 (neoRHave a gene set (In the case of a replacement vector), add 10 ml of DMEM, 10% irradiated FBS. By vector Only those cells that have been transduced and contain the neo selectable marker survive. G41 Eight resistant pools are generated over 1-2 weeks. The pool is tested for expression The cells are then removed from the plate, the cell suspension is counted, and the cell suspension The solution is diluted to 10 cells / ml, and 0.1 ml (1 cell) is added to each well of a 96-well plate. / Well) by dilution cloning. Cells at 37 ° C, 10% COTwo And incubate for 2 weeks. Then select 24 clones, 24 well plate, The plate is then expanded to a 6-well plate and finally to a 10 cm plate, at which point Assayed for expression, collected the supernatant, and Assay as              D. Construction of alphavirus packaging cell line 1.Selection of parental cell line for development of alphavirus packaging cell line   a.Cells that can be persistently or chronically infected   Of potential parental cell lines to create alphavirus packaging cell lines One important criterion in selection is the appropriateness of alphavirus vector particles. Selection of cell lines that show little or no cytopathological effects before production . This criterion indicates that long-term propagation and stable supply of vectors To develop alphavirus vector producer cell lines that can be used as a source Is indispensable. Alphavirus infection in most mammalian cells Has been found to result in cytopathology and cell lysis. But various This problem has been overcome by being derived from packaging cells derived from human insect cell lines. I can avoid it. For example, insect cell lines (eg, Aedes albopictus, Aedes aegypti, Sp odoptera frugiperda, and may be derived from Drosophila melanogaster cells) Can be utilized to construct alphavirus packaging cell lines. example For example, in one embodiment, the alphavirus packaging cell line comprises Under the control of an inducible or non-inducible promoter active in these cell types Stably transfects to allow expression of alphavirus structural proteins Aede containing a customized expression vector cassette and co-expressing a selectable marker s al It is provided using an insect parent cell line such as from bopictus cells.     b.Modification of cells to reduce susceptibility to alphavirus expression: Inhibition of apoptosis and cytopathology   Potential parental cell lines (eg, canine D-17 and CF2 cells; human HT1080 (ATCC Accession numbers CCL121) and 293 cells; quail QT-6 cells; BHK-21 cells; mouse neuroblastoma N18 Cells; and rat prostate adenocarcinoma AT-3 cells) overexpression of the bcl-2 gene product Thus, the packaging cell line can also be modified. To be able to sustain infection Transformation of these cells is also possible with recombinant retroviral vector producer strains. As well as alphavirus packaging cell lines and producer cells Enables their use as strains.   To construct such packaging cells, plasmid pB4 (Reed et al., Na 336: 259, 1988) from the constitutive promoter. Any commercially available expression vector containing a promoter and encoding a selectable marker (e.g., , PCDNA3 (Invitrogen, San Diego, CA)), using standard recombinant DNA techniques. Through the use of surgery, a bcl-2 expression vector is constructed. Alphavirus nucleic acid sequence To avoid any type of homology with other transduced vectors Must be carefully considered. Selectable markers in recombinant Sindbis particles Or recombination events that can lead to unwanted packaging of the bcl-2 oncogene This should be noted in order to prevent Alphau described herein This is important because the ills vector system is designed for use as a biological therapy. The point is important. Once the bcl-2 expression vector is constructed, the parent cell line (i.e., BH (K-21 cells) using any standard technique, and Select after 24 hours using a maker. Pool resistant colonies and then dilute And then clone individual clones and screen for bcl-2 expression. Training. Once expression is confirmed, persistent Sindbis infection is tested and Later, as a parent cell line for the development of an alphavirus packaging cell line It is used.   In addition to the bcl-2 oncogene, other gene products that suppress apoptosis are also In alphavirus packaging or producer cell lines same Can be expressed. Three particularly preferred viral genes are: Adenovirus E1B gene (Rao et al., PNAS 89: 7742-7746, 1992) Pesvirus type 1134.5 genes (Chou and Roizman, PNAS 89: 3266-3270, 1992), And AcMNPV baculovirus p35 gene (Clem et al., Science 254: 1388-1390, 1991 )including. Control of appropriate constitutive eukaryotic transcription promoters using standard techniques Any commercially available plasmid expression vector under control and also containing a selectable marker These individual genes can be inserted into the cell. Subsequently, the expression vector construct is Transfect cell lines as described above and apply appropriate selections. this Selection for stable integration of these genes and constitutive expression of their products is Cells found to be susceptible to alphavirus-induced apoptotic events It must allow for a wider range of vector production in the cell line. In addition, each Gene products can inhibit apoptosis by their own unique mechanism It is. Therefore, the gene can also be used in various combinations to obtain stronger suppression effects. Can be introduced into a packaging cell line or a producer cell line. Finally Other gene products that have similar effects on apoptosis have also been identified It can be easily incorporated into such packaging cell lines.   Alphavirus vector packaging and producer cell lines Stable in both vector and vector packaging cassettes To be able to derive a genetically transformed producer cell line. Many approaches to control the expression of the lus gene can be used. these Approaches include inducible and / or cell differentiation sensitive promoters, anti- Mosquitoes or mosquitoes in which persistent viral infections can be established Includes the use of other cells. Alpha virus vector producer Regardless of the final structure of the cell line, persistent infection or Or at least the ability to establish a delay in cell death by inhibiting apoptosis Can be enhanced. For example, adenovirus, HPV, SV40, and mouse polio DNA tumor viruses, including the retinoblastoma (Py) virus, are the retinoblastoma (Rb) gene products p105 and And its closely related gene product p107, and cyclin A, p33cdk2And p 34cdc2And binds to other gene products involved in controlling the cell cycle, including The cells are then partially transformed by inactivating them. Excluding Py All these viruses bind to p53 and inactivate it Encode the product. Only Py is a membrane tyrosine kinase, src, and this Phosphatidylyl required for full transformation potential of virus An intermediate T antigen (mT) that also binds and activates nositol-3-kinase ) (Talmage et al., Cell 59: 55-65, 1989). Rb and p53 recessive oncology Binding to the inactivation product and its inactivation is formed by these DNA tumor viruses. Transformed cells are prevented from entering the apoptotic pathway. p53 is, in part, C-fos inhibiting the expression of proteins related to cell proliferation, including hsc-70 and bcl-2 Can stop cell division (Miyashita et al., Cancer R esearch 54: 3131-3135, 1994).   To prolong the duration of alphavirus vector production or Preferably, the packaging cells and producers are used to promote the staining state. -Transform cells with viral genomic DNA from Py or SV40. In particular , Establish cell lines transformed with SV40 and Py, and The kinetics and level of Dobis production and cytopathology are determined. Hamster fine If the apoptotic events characteristic of Sindbis growth in the vesicles are reduced, then Alphavirus packaging cell lines and producers for each prototype Sir cell lines increase the yield of packaged vectors from these cells To be transformed with Py or SV40.   c.Modification of cells to reduce susceptibility to alphavirus expression: Production of activation-dependent vector particles   Sindbis E2 glycoprotein is synthesized as precursor PE2. This PE2 precursor is Together with the two viral glycoproteins E1 in the endoplasmic reticulum and Up to the membrane of infected cells as a heterodimer for virion uptake Be transported. At some point during this processing, PE2 is a complex of E3 and the mature virion glycoprotein. It is cleaved into E2 protein. E3 corresponds to the 64 amino-terminal residues of PE2, and Lost during maturity. The larger cleavage product, E2, associates with E1 and Moored in what will be the envelope. Host cell protease is PE2 precursor A highly conserved, canonical four amino acid (aa) residue moieties responsible for body processing Cleaved at the site immediately following the basic-X-basic-basic amino acid. RPE.40 A mutant cell line derived from the CHO-K1 strain (Watson et al., J. Virol. 65: 2332-2339 1991) lacks the ability to process PE2 precursors into E3 and mature E2 forms. Are incomplete in the production of Sindbis virus strain AR339. Therefore, RPE.4 The Sindbis virion envelope produced in cell line 0 is PE2 / E1 Including rhodimer. RPE.40 cells are more susceptible to Sindbis virus infection than parental CHO-K1 It is at least 100 times more tolerant. Incompleteness produced by RPE.40 cell line Whole virions can be converted to a fully infectious form by treatment with trypsin. You.   Vectors and structures in packaging and producer cell lines Any wild-type alpha produced by recombination with the protein gene RNA The virus reinfects the cells and is rapidly amplified and packaged. Contamination of the reactor preparation and significantly reduces the titer. Opened from RPE.40 shares The generated packaging and producer cells are used for vector production and production. Inefficient amplification of any wild-type virus produced during packaging and packaging Thus, it is an alternative to other cell lines that are permissive for alphavirus infection. Obedience Thus, the vector preparation is not significantly contaminated by the wild-type virus. further, The benefit of this system is that "cells" within similar cellular proteases can be made using techniques known in the art. By developing "knockout" mutants, other packaging cell lines and Expanded to producer cell lines.   d. Hopping cell line development   Alphavirus hopping cell line is spoofed for different cell receptor tropism Used to transiently produce typed infectious RNA vector particles. Hoppin Once the cell line has produced the vector particles, it is no longer needed. Because it transduces the original alphavirus packaging cell line discussed above. This is because only the infectious culture supernatant is required for introduction. Therefore, For transient production of tar particles, hopping cell lines must be It is not necessary to show persistent infection due to this. In this case, the parent cell line is 24 hours to 72 hours after infection with the worm cell line or virus-producing alphavirus It can be any of the mammalian cell lines that appear to lyse into. The only criterion is The cell line will affect cell growth prior to transfection of the alphavirus RNA vector. With or without the appropriate alphavirus structural protein Just the VSV-G protein or the retroviral gag-pol and env proteins Can be expressed. Therefore, Alpha Will The hopping cell line was used for further discussions such as bcl-2 oncogene expression. Replication of either the alphavirus or the retrovirus It can be any of the parent cell lines described above that can support production.   Generation of VSV-G pseudotyped alphavirus vector particles requires at least three separate This can be achieved by an approach. Each of which is disclosed in U.S. Patent Application No. 08 / 348,472. Is described in detail.   Alphavirus vector fake in retrovirus packaging cell line For typing, the engineered engineered to include the retroviral packaging sequence. Retroviral gag-pol for packaging favirus vectors Any cell line that expresses the sequence and the env sequence can be used. In subgenomic RNA But only the genome-length vector is packaged by the viral envelope protein. The retroviral packaging sequence is inactivated, so that Between the joined junction region and the tandem repeat of the synthetic junction region. Alpha virus Virus-based particles containing vector RNA can be obtained in vitro using the procedures described above. By transfecting the transcribed alphavirus vector RNA Can be produced. Pseudotyped retroviral particles containing an alphavirus RNA vector Supernatants with are collected 24 hours after transfection, and then The clarified can be used to transduce the alphavirus packaging cell line.   e.Produces an alphavirus resistant to inactivation by human complement Of parent cell line   For successful intravenous administration of recombinant alphavirus particles, the vector is Must be resistant to inactivation. Sindbis grown on BHK-21 cells, Susceptibility to complement-mediated serum inactivation with respect to effective virus titer It is well known to those skilled in the art. Sindvi resistant to inactivation by human complement Sindvi grown on multiple cell types to identify parent cell lines that produce Test the level of serum inactivation of the virus. The cell type tested (eg, 293 Cells or HT1080 cells) are derived from many species, including humans.   As a source of human complement, a serum separation tube (Becton  Dickinson, Los Angeles, CA). Let the blood clot at room temperature for 30 minutes. Coagulation After solidification, the serum is centrifuged at 2000 xg for 10 minutes at 4 ° C. Collect serum and 15m Place in a conical tube (Corning, Corning, NY) and place on ice. About 1.1ml An aliquot of the serum in a 2 ml frozen vial and in a dry ice / ethanol bath And store at -70 ° C for subsequent serum inactivation assays. 56 Heat inactivation of control aliquots at 30 ° C for 30 min. Prepare rolls.   1.1 ml of 100% non-heat inactive to test Sindbis for serum inactivation Two vials containing humanized human serum are used for various virus preparations. You. Thaw the first serum vial rapidly at 37 ° C. Then the complement present in the serum Heat the serum at 56 ° C. for 30 minutes to heat inactivate. After inactivation, serum Put on ice. Thaw the second vial rapidly at 37 ° C. After thawing, place serum on ice Good.   About 1.0 ml of non-heat-inactivated serum, culture medium only, and heat-inactivated serum Into 1.5 ml tubes (Fisher Scientific, Pittsburgh, PA) and 1 x 10Fivepfu And incubate at 37 ° C. for 1 hour. Inn After the cuvette, place the tube on ice.   Alphavirus parent cell line host resistant to human serum inactivation Non-heat-inactivated serum, medium, and heat-inactivated serum virus preparation to determine Is titrated by plaque assay on BHK-21 cells. Non-heat-inactivated serum, Medium or equivalent with or without incubation with heat-inactivated serum. Ruth titer produces Sindbis virus resistant to human complement inactivation The parent cell line host is shown. 2.Structural protein expression construct   a.Inducible and constitutive structural protein vector expression cassettes   Development of the alphavirus packaging cell line requires the necessary structural proteins That is, it synthesizes high intracellular levels of capsids, pE2 and / or E2 and E1) Depends on the ability to Unfortunately, these proteins, especially the envelope High level expression of glycoproteins E2 and E1 has associated cytopathology and consequences Can lead to cell death. Therefore, the structural protein expression cassette Regulates the level of gene expression in addition to others that maintain the target expression level It has been designed with inducible regulatory elements.   In the first structure, expression of the alphavirus structural protein is inducible Under the control of the RSV LTR in combination with a unique lac operon sequence. This is called pOP13 and p Viral structural proteins in OPRSV1 vector (Stratagene, San Diego, CA) This is achieved by insertion of the alphavirus cDNA corresponding to the gene. Used separately These vectors use the p3'SS vector (S tratagene, San Diego, CA). Inducer ( For example, in the absence of isopropyl-BD-thiogalactopyranoside (IPTG), The basic, that is, structural, of the luciferase reporter gene under the control of the lac operon. Adult expression levels have been reported to be 10-20 copies per cell. IPTG The addition results in a change in the conformation of the repressor protein, Reduces the affinity of the lac repressor protein for the lac-operator sequence And enables high-level expression of heterologous genes. 95x in the presence of IPTG Induction levels have been reported for heterologous genes contained in the pOP13 vector. You.   More specifically, the Sindbis structural protein gene (SP) cDNA was converted to pOP13 as follows. And inserted into the pOPRSV1 vector. SP code region is Sindbis nt 7,638 Surrounding nucleotides corresponding to Kozak consensus sequences for efficient translation initiation Map the authentic AUG translation start and UGA translation stop sites, including Amplified as a whole using a primer pair with a 5 'end to be pinged. square Directed primers are complementary to Sindbis nts 7,638-7,661 and reverse Directional primers are complementary to Sindbis nt 11,384-11,364. Structure PCR amplification of Sindbis cDNA corresponding to the protein gene was performed using the following oligonucleotides. Achieved by a standard three-temperature cycling protocol using a tide pair. Forward primer (7638F): Reverse primer (11384R):   In addition to its respective complementarity to the indicated Sindbis nucleotide sequence The 5 nucleotide "buffer sequence" followed by the NotI recognition sequence is the 5 'end of each primer. Included at the end. After PCR amplification, a 3,763 bp fragment in a 1% agarose gel Is purified and subsequently digested with NotI. Then, the obtained 3,749 bp flag Are ligated separately into the pOP13 and pOPRSV1 vectors. These vectors Has been digested with NotI and treated with calf intestinal alkaline phosphatase. These expression cassettes contain the entire coding capacity of Sindbis structural proteins. The vectors are called pOP13-SINSP and pOPRSV1-SINSP, respectively.   A variant form of the gene expression cassette for the lac operon-Sindbis structural protein Constructed using other viral, mammalian or insect based promoters Can be done. Using common molecular biology techniques known in the art, the lac Ron and RSV LTR promoter, or just RSV LTR promoter alone, Removed from tagene pOP13 and pOPRSV1 vectors, cytomegalovirus major Immediate promoter (pOPCMV-SINSP); adenovirus major late promoter (pOPAML P-SINSP); SV40 promoter (pOPSV-SINSP): or Drosophila metallothionein Inducible promoter (pMET-SINSP), Drosophila actin 5C distal promoter (pOP A5C-SINSP), insects containing the heat shock promoter HSP65 or HSP70 (pHSP-SINSP) Promoter sequence or baculovirus polyhedrin promoter It can be replaced with another promoter sequence such as (pPHED-SINSP).   b.Inducible expression of structural proteins via alphavirus vector   Due to potential cytotoxic effects from the expression of alphavirus structural proteins, Inducible packaging that expresses even the smallest basal levels of these proteins Establishment of a cell line may not always be preferred. Therefore, Alf Via a non-structural protein supplied in trans by a virus vector Contains regulatory elements for high-level induction of protein synthesis, but appropriate stimulation Packaging cell line expression without any basal level of synthesis until subjected to A cassette is built.   In this form, the structural A structural protein gene cassette has been constructed to allow transcription of the You. A key feature of such cassettes is the alphavirus nucleus whose transcription initiation is genuine. Close to nucleotide 1 of the alphavirus, starting with nucleotide 1 Adjacent RNA polymerase II promoter, transcriptase (tra nscriptase) 5 'terminal alphavirus sequence required for recognition, structural protein inheritance Alphavirus junction region sequence and alphavirus structure for mRNA expression in offspring Protein gene sequence, 3'-terminal alphavirus sequence required for replication, and transcription Transcription termination / polyadenylation sequence. Before the AUG start site of the structural protein gene Alphavirus structural protein for the upstream open reading frame that ends Quality expression depends on the synthesis of negative-strand RNA by nonstructural proteins supplied by the vector. After which mRNA transcription of the structural protein gene from the junction region occurs. Can come. Therefore, the inducibility of this system is dependent on the alphavirus vector itself. Supplied and transcribed in vitro RNA or appropriate promoter elements Complete with the presence of nonstructural proteins, introduced as any of the downstream cDNAs Depends on everything. In addition, the 5 'and 3' end alphavirus sequences have the structure Non-structural feed of this RNA transcript of the protein gene cassette into the same vector Allow the protein to amplify (see Figure 16).   Specifically, see the positive-sense vector-inducible Sindbis packaging cassette. The construction of the unit is accomplished as follows. Briefly, the pVGELVIS vector described above Is digested with the enzyme BspEI to obtain a nucleic acid containing most of the nonstructural gene coding sequence. Nucleotides 422 to 7054 were removed and the remaining 9925 bp fragment was replaced with 0.8% agar. Purified on Rose gel, then religated to itself and named pLTR / SindlBspE An object is generated (FIG. 16). This deletion is the genuine translation initiation codon at the 5 'end in nts 60-62. Leave the don as it is, and with nts 7,130-7,132 and 7,190-7,192, respectively Creates UAA and UGA stop codons downstream of the in-frame. Therefore, the downstream structure It prevents translation of open reading frames of protein genes. pLTR / S The lndlBspE packaging cassette construct is subsequently transferred into BHK-21 cells. And selecting transfectants using G418 at 400 μg / ml, Then, clone by limiting dilution. Of the transfected clone After expansion, screening for packaging activity was performed using the Sindbis It is performed by transfection of ferase (SIN-Luc) vector RNA. In FIG. According to the data shown, the recovered supernatant was purified from SIN-luc vector RNA from BHK-21 cells. Some of these cloned LTR / SindlB Transfection of SIN-luc vector RNA into spE packaging cells It is demonstrated to result in the production of infectious Sindbis particles containing IN-luc RNA.   A wide variety of variants of these packaging cassette constructs, for example, Substitution of other RNA polymerase promoters for MuLV LTR in a row, RNA polymerase One or more nucleosides between the co-promoter and the first Sindbis nucleotide Adding tides, replacing other ribozyme processing sequences, or transcriptors May or may not retain the 5 'terminal Sindbis sequence required for protease recognition. May not be present in Sindbis upstream of the structural protein gene sequence. Including open reading frame substitutions, which are provided herein. It can be made according to the disclosure. In addition, these constructs are compatible with other cell lines as described above. Can be transfected.   In another vector-inducible packaging form, the expression cassette has its native Alphavirus structural protein flanked by junctional and 3 'untranslated regions of It contains a cDNA copy of the gene sequence and primary transcription from the promoter is Inserted into the expression vector in an orientation that produces RNA molecules Has been entered. In addition, these constructs are located adjacent to the junction region, Alphavirus 5 'terminal sequence required for recognition by transcriptase, and Located immediately adjacent and adjacent to alphavirus nucleotide 1 of the 5 'end sequence Contains a catalytic ribozyme sequence. For this reason, this ribozyme is Cleavage the primary RNA transcript exactly after the viral nucleotides. This antisen In the orientation, the structural protein gene cannot be translated and precedes its expression For the transcription of the two positive strands into mRNA, the viral nonstructural It is completely dependent on the presence of protein. These nonstructural proteins are alpha Further provided by the viral vector itself. In addition, this form Since it contains the 5 'and 3' terminal sequences of the favirus genome, The transcript of the gene is derived from the same nonstructural protein provided by the alphavirus vector. It is amplified by utilizing the protein. Details of this construct can be found in U.S. Patent Application No. No. 08 / 348,472.   In addition, using the above approach, integration and expression of structural protein genes That separate the present and enable their transcription as independent, non-overlapping RNA molecules. A packaging cell line can also be generated. For example, with glycoproteins E2 and E1 Independent capsid protein expression, ie, each of the three proteins Independence indicates that recombination with vector RNA and subsequent contaminating wild-type Exclude the possibility of producing ills. Such a “split gene” expression cassette The construction of the protocol is described in detail in US patent application Ser. No. 08 / 348,472.   c.Assembling the components to create an alphavirus packaging cell line Re   For illustrative purposes, BHK-21 cell line and replicon-induced packaging expression The cassette is used to demonstrate assembly of the components. But other potential parent cells The strain can be used to make an alphavirus packaging cell line. About this Discussed earlier. Briefly, BHK-21 cells were incubated at 37 ° C with 5% COTwoAnd DMEM, Grow in 2 mM L-glutamine and 10% fetal bovine serum (optimal medium). Supply 35 mM Petri dishes in serum-free medium conditions, as suggested by About 5 × 10FiveOf BHK-21 cells in 5 μl of Transfectam (Promega, Madison , WI) Transfect with 5 μg of pLTR / SindIBspE using cationic lipid reagent . However, any transfection method (ie, electroporation) By calcium phosphate precipitation or any readily known generally in the art. Quickly replaces the use of cationic liposome formulations and procedures available at Can be done. Twenty-four hours after transfection, cells are trypsinized, and As above, 100 mm dishes containing 10 ml of optimal medium supplemented with 400 μg / ml G418 The seeds are re-seeded and selected over a period of 5-7 days. Then G418 drug The colonies that are resistant to are pooled, the dilutions are cloned and expanded. Individual clones were cloned into the SacI linearized plasmid pKSSINBV-luc (see Example 1C (iv)). Sindbis luciferase vector RNA transcribed in vitro from -Level expression of Sindbis structural proteins after transfection using ATP , And for functional packaging. For details, see 60 Transfer with pLTR / SindlBspE from clones grown in mm Petri dishes 2 μg of BHK-21 cells (called LTR / SindI BspE or BK-Bsp cells) Transfected with Ndbis-luciferase vector RNA and 3 ml optimal Cover with medium (see above). Remove the supernatant 20 hours after transfection. Out, and centrifuged at 3,000 rpm for 30 minutes in a Sorvall RT6000B tabletop centrifuge. Make Qing transparent. Additionally, transfected as described by the manufacturer. Lysed cell monolayer in reporter lysis buffer (Promega, Madison, Wis.) And assay for luciferase expression as described above.   Transfer of luciferase activity (and functional packaging) to 60 mm dish Use 1.0 ml of the above supernatant to infect a fresh BHK-21 cell monolayer in the screen Test by: Twenty hours after infection, lyse the cell monolayer as described above, and Test for luciferase expression. As shown in FIG. 17, the three clones (# 13, 18 and 40) are packaged Sindbis luciferase vectors Produce. In addition, the transfected clone # 18 cells were Test for increased vector packaging over time post-fection I do. As described above, the supernatant from the transfected clone # 18 cells was Harvested at 20, 45 and 70 hours after transfection and fresh BHK-21 cells Used to infect monolayers. Figure 18 shows the system at 45 hours post-transfection. Shows significant increase in Ndbis-luciferase vector packaging . Expression was also determined by Western blot using a polyclonal rabbit anti-Sindbis antibody. Can be tested by a set analysis. 3.Inducible vectors and constructs for alphavirus producer cell lines Expression of protein   a.Use of viral promoters   Another approach to developing alphavirus vector producer cell lines If the persistence of the virus frequently occurs after infection, alpha Generating a viral vector producer strain. However, persistent The titer of infectious virus produced in mosquito cells infected with 0Fourpfu / ml, which was seen after lytic infection of BHK-21 cells with Sindbis. At least 5 orders of magnitude lower than the given titer.   Vectors so that virus-producing cytolytic infections occur only after proper stimulation Inducible alphavirus vector containing both the viral and viral structural gene cassettes. Several strategies have been described for cell producer cell lines . Because these approaches operate at the “feed forward” level, systems "Leakage" in regulatory control of the virus initiates the alphavirus replication cycle And may possibly result in cell death. Therefore, a tightly regulated control mechanism Is necessary for such systems.   A salient feature of development is a differentiation state-dependent gene expression pattern. Briefly stated In general, the gene expression patterns differ greatly between the undifferentiated state and the terminally differentiated state. Has become. Therefore, cells whose differentiation state can be controlled are alphavirus vectors. It appears to be an ideal host to derive cell producer cell lines. like this In one form, the expression vector cassette, and in some cases, the structural component, According to the strategy described for ELVIS, the terminal differentiation-inducible promoter And is used to stably transform undifferentiated host cells. Terminal differentiation of host producer cells following induction with appropriate stimuli is simultaneously Induction of virus replication cycle and production of packaged vector Sprinkle. The present invention, including an antisense structural gene and a heterologous viral expression system The other strategies described in the section below are the cell differentiation status dependent promoters described below. Easily combined with tar.   This approach involves a virus pro- cess that is active only in the terminally differentiated cells. Four examples using either a motor or a cellular promoter are described.   Mouse py, SV40, and MoMLV all contribute to undifferentiated mouse embryo carcinoma (EC) cells They can infect and invade there, but their genes (and heterologous genes) Expression and establishment of virus-producing infections have been shown to be blocked. (Swartzendruber and Lehman, J. Cell.Physiol. 85: 179-188, 1975; Peries et al., J. .Natl. Cancer Inst, 59: 463-465, 1977). These viral growth characteristics also It has also been demonstrated in two cell lines derived from malignant teratocarcinoma stem cells, PCC4 and F9. Proven. Blocking viral growth occurs at the level of transcription and replication, And is mapped to an enhancer contained within the non-coding region of the virus (Linney et al., Nature 308: 470-472, 1984; Fujimura et al., Cell 23: 809-814, 1981; Kati nka and Yaniv, Cell 20: 393-399, 1980). Where MoMLV infects undifferentiated EC cells In that case, the viral DNA is integrated into the genome. However, as mentioned above, Expression of viral or heterologous genes is blocked. This of virus expression Blocks the final differentiation of EC cells by adding retinoic acid to the growth medium It will be released at the time.   To test the RNA expression properties of the pVGELVIS construct in EC cells, plasmid DNA was LipofectamineTMAnd the conditions suggested by the supplier (about 5 g DNA / 8 g lipid reagent) Thus, undifferentiated PCC4 or F9 cells that are complexed and at about 75% confluency (Fujimur a, et al., 1981. Cell 23: 809-814). generation of cpe and Of Sindbis virus-producing infection determined by plaque assay of the culture supernatant Levels in undifferentiated and differentiated transfected PCC4 or F9 cells Measurements at regular intervals over 5 days. Differentiation of F9 and PCC4 cells is 1M At the final concentration of retinoic acid (Sigma Chemical Co., St. Louis, MO) Achieved.   Heterogeneous gene phase observed in undifferentiated EC cells infected with MoMLV vector It has been proposed that the hierarchy of opposing expression may be in part insertion dependent (Linney et al., 1987, J. Virol. 61; 3248-3253). Therefore, transfection with pVGELVIS Undifferentiated EC cells are transcribed from Sindbis genomic cDNA and In terms of the beginning of the life cycle, it seems likely to have different consequences. In this case, pV After G418 selection of undifferentiated EC cells transfected with GELVIS, the remaining cells Clone and expand. The cell clones were then transformed by the addition of retinoic acid. Test for Sindbis virus production after differentiation.   In the presence of Sindbis nonstructural proteins, the production of that structural protein To isolate vector packaging cell lines that are dependent on the state of differentiation, As described above, undifferentiated F9 or PCC4 cells were transfected using pLTR / SINdlBspE. , And make a G418 selection. Next, the packaged pSIN-BV-luc vector Due to the high multiplicity of infection used, clones sensitive to the state of differentiation are selected. Fine PSIN-BV-luc vector resistant to cell lysis or packaged Clones that do not produce particles are candidates for vector packaging clones . These candidate clones were isolated after terminal differentiation with retinoic acid as described. Test for SIN-luc vector particle production.   Mouse wild-type Py cannot replicate in teratocarcinoma cell lines PCC4 or F9. Not yet This replication block in transformed cells is responsible for the transcriptional level of the early region (ie, T antigen) gene. Occurs in the bell and is released by the induction of terminal differentiation with vitamin A. Undifferentiated Py mutants that can establish virus-producing infections in PCC4 and F9 cells of Maps to the enhancer region. Embryonic tissue-specific transcription enhancer element The production of these mutants has resulted in these variants. In undifferentiated teratocarcinoma cell lines To take advantage of this property of inhibiting Py replication, virus-regulated non- The coding region is ligated to the Sindbis virus genomic cDNA according to the ELVIS strategy. To join. The exact transcription start site of the Py early region has been determined (Tooze, DNA tumor Tumor Virus, 2nd Edition, Cold Spring Harbor, NY, 1981). PCC4 and And the F9 cell line are stably transformed with the Py-Sindbis vector. Culture After adding retinoic acid to the ground and inducing terminal differentiation, Sindbis virus Productive infection occurs. Construction of alphavirus vector with controlled differentiation state , It is described in detail in US patent application Ser. No. 08 / 348,472.   b.Use of cell promoter   A third example of this strategy uses the β-globin locus control region. β-globin multigene cluster contains five developmentally regulated genes I do. In the early stages of human development, the yolk sac of the embryo is a hematopoietic tissue and ε -Express the globin gene. After that, in the fetal liver, the γ-globin gene And in the adult bone marrow exchange for δ- and β-globin genes (Collins and And Weissman, 1984, Prog, Nucleic Acid Res. Mol. Biol. 31: 315).   At least two mouse erythroleukemia strains (MEL and Friend) Serves as a model for terminal differentiation-dependent expression. Β-globin in these strains Expression only occurs after induction of terminal differentiation by adding 2% DMSO to the growth medium. To be observed.   The entire β-globin locus is regulated by the locus control region (LCR). LCR Within the dominant control region (DCR) within the DNaseI hypersensitivity region, 5 'of the coding region Exists. DCR contains five DNaseI hypersensitive (HS1-HS5) sites. DCR Erythroleukemia (MEL) in sgenic and stably transfected mice ) Independent of integration for the human β-globin gene linked in the cell, Governs high level sites of copy number dependent expression (Grosveld et al., CSHSQB 58: 7-1 2, 1993). A recent study (Ellis et al., EMBO 12: 127-134 1993) found that the sequence in HS2 A matching synthetic core concatemer has been shown to function as a locus control region Was.   To achieve expression that depends on the differentiation state of the alphavirus vector, Genomic cDNA is converted to a promoter containing a tandem synthetic core corresponding to the LCR HS2 site. And juxtapose. Alternatively, the desired alphavirus vector construct is By replacement, it can be inserted downstream of the LCR in the endogenous β-globin gene. like this Can place the alphavirus vector exactly at the start site To this end, the β-globin transcription start site after terminal differentiation is first determined.   The initiation of the lytic virus life cycle is controlled by the differentiation state of the host cell. It has applications in other systems where control of virus-induced cytopathology is desired. Wear.   Regulation of alphavirus gene expression by differentiation-state-sensitive promoters Yet another approach involves retinoic acid receptor (RARA) and acute promyelocytic monocytes. The use of Aplastic Leukemia Cells (APL). APL cells are distinguished by high proliferation rates and differentiation arrest. It is a clonal myeloid precursor that has been characterized. Non-random chromosome translocation breakpoint, t (15; 17) (q22; 21) is present in almost all patients with APL. RARA gene Is located on chromosome 17q21. Most analysis of APL mRNA from patients APL breakpoint is in the second intron of the RARA gene and is aberrant fusion transcription To bring things. Simultaneous tracing using RARA and PML-RARA fused cDNA The transfection assay shows that the resulting fusion protein has the presence of retinoic acid. It has been demonstrated that it can antagonize wild-type RARA in the presence. These studies are based on the PML-RA RA fusion proteins are implicated in the molecular pathogenesis of APL. Importantly, so many Patients are completely sedated after all-trans retinoic acid treatment (ATRA). High concentration of AT RA can overcome RARA deficiencies leading to high levels of RA in the nucleus. Then, the APL cells Activation can be achieved by activation of a RARA-responsive gene. RA is compatible with many cell lines (human (Including the leukemia strain HL-60).   Retinoic acid receptors are thyroid hormone receptors and steroid hormones. It is a member of the nuclear receptor superfamily, including the mon receptor. Four Of different forms of human RAR have been identified, and their corresponding cDNAs have been cloned. And characterized. Depends on Sindbis vector differentiation status To achieve expression, the viral genomic cDNA was juxtaposed with a RARA DNA binding site and ELV Create IS-RARASIN. Proposal for ELVIS-PySIN expression in undifferentiated EC cells Like ELVIS-RARASIN expressing cells sensitive to differentiation .   c.Insertion of a vector construct into an inducible promoter controlled by the state of differentiation   Differential expression of heterologous genes from Sindbis vectors arranged in ELVIS form The generation of a state-dependent clone was performed on the pVGELVIS and pLTR / SindlBspE plasmids. As described above. The production of the vector particles is The generation of the clones described above was performed using the isolated By transfection of the Achieve. Desirable phenotype or vector after differentiation induced by retinoic acid Clones with ter production are isolated as described above.   E. FIG.CEA RNA Of cell line for Sindbis vector producer   Unlike the previous example for producing producer cell lines, packaging Only a single gene transfer into the cell line is possible by transfection of the vector. May be capable. These vectors are disabled and complete genomic vectors Reintegration of fresh layers of Sindbis packaging cell lines The infection results in infection failure. Because these vectors are now CE This is because they are activated depending on the presence of ARNA. Using RT-PCR technology, High titer by dilution and cloning of the infected producer cell line Can be achieved.                                 Example 3 Detection of replicable retroviruses A.Expanded S + L - assay   Expansion S+L-Assays are performed by replicating infectious virus (RCR) in the supernatant of the target cell line. Determine if it exists. This assay uses an infectious retrovirus Cater cell line MiCl1To generate focus on (ATCC deposit number CCL 64.1) Based on experimental observations. MiCl1Cell line in mouse sarcoma virus (MSV) form Derived from the Mv1Lu mink cell line (ATCC accession number CCL 64) by transduction. this is Contains replication defective mouse sarcoma provirus (S+) Is a replicable mouse leukemia Contains no virus (L-) Non-producer non-transformed revertant clone is there. MiCl in replicable retroviruses1Cell infection "activates" MSV genome To induce "transformation" that leads to focus formation.   Remove supernatant from cell line to be tested for the presence of replicable retrovirus And remove all cells by passing through a 0.45μ filter. On the first day, Mv1Lu Cells were plated at 1.0 × 10 5 in 2 ml DMEM, 10% FBS, and 8 μg / ml polybrene.FiveCell / W Plate (1 well per sample to be tested) in a 6-well plate . For positive and negative controls, Mv1Lu cells were separated into 6 separate wells in the same manner. Le Plate on plate. Cells at 37 ° C, 10% COTwoAnd incubate overnight. 2 On day, add 1.0 ml of test supernatant to Mv1Lu cells. Negative control plate Incubate with 1.0 ml of medium. The positive control was the MA virus (M iller et al., Molec. and Cell Biol. 5: 431, 1985, called pAM). Three types of dilutions (200 foci forming units (ffu), 20 ffu in 1.0 ml medium each) , And 2ffu), which are added to the cells in the positive control wells. Fine Incubate the cells overnight. On day 3, the medium is aspirated and 3.0 ml of fresh D Add MEM and 10% FBS to the cells. Grow cells to confluence, and A 1:10 split on days 6 and 10 to increase all replicable retroviruses Width. On day 13, aspirate the medium on Mv1Lu cells and add 2.0 ml DMEM and 10% Add FBS to the cells. In addition, MiCl1Cells were treated with 2.0 ml of DMEM, 10% FBS, and 8 μg / 1.0 × 10 in ml polybreneFiveSeed in cells / well. On day 14, from Mv1Lu cells Of the supernatant1Transfer to corresponding wells of cells, and 37 ° C, 10% COTwoIn overnight Cubate. On day 15, the medium was aspirated and 3.0 ml of fresh DMEM and 10 ml Add% FBS to the cells. On day 21, focus cells on a monolayer of cells (monolayer Overlying and appearing as confluent refractory cells that remain attached). Pho Focus is MiCl1If appearing on cells, the test article is contaminated with a replicable retrovirus. It is determined that it has been dyed. Using these procedures, recombinant virus vector May indicate that the reducer cell line is not contaminated with a replicable retrovirus You. B.Producer cell line co-culture and MdH marker rescue assay   Another method to test for the presence of RCR in vector producer cell lines Producer cells were used for the same number of Mus dunni (NIH NIAID, Bethesda, MD) cells. Co-culture with cells. On day 0, 5.0 × 10Five5.0 x 10 Mus dunni cellsFiveNo Mix with the reducer cells and mix the mixture in a 10 cm plate (10 ml standard culture Medium / plate, 4 μg / ml polybrene) for small scale simultaneous Perform culture. Effectively dilute out the producer cell line and Splitting the culture at a 1:10 ratio every 3-4 days to provide maximum amplification of the RCR; And 5.0 × 10FiveAdd Mus dunni cells to each culture plate. On day 14, culture supernatant Collected, passed through a 0.45μ cellulose-acetate filter, and -Test with rescue assay. 1.0 × 1081.0 × 10 with Mus dunni cells8Professional Mix the mixture with theducer cells in a total of 20 T-150 flasks (30 ml of standard culture medium / flask). Large scale co-culture by seeding on Sco, 4μg / ml polybrene) . Cultures were split 1:10 on days 3, 6, and 13 and 1:20 on day 9 Divide by the ratio of On day 15, the final supernatant is collected, filtered, and Portions are tested in the MdH marker rescue assay.   MdH marker rescue cell line was transformed with LHL (Hygromycin B resistance gene With a retroviral vector (Palmer et al., PNAS 84: 1055-1059, 1987) It is cloned from a pool of entered Mus dunni cells. This retrovirus vector May rescue from MdH cells upon infection of the cells by the RCR. 4 μg / ml Standard culture medium containing rivulene (10% FBS, 1% 200 mM L-glutamine, 1% non-essential 1 x 10 in 2 ml of DMEM containing amino acids)FiveOf a 6-well plate containing MdH cells Add 1 ml of test sample to the sample. After 24 hours, the medium is Replace with sub-culture medium. Two days later, the entire volume of the MdH culture supernatant was 5.0x in 2 ml of standard culture medium containing polybrene TenFourTransfer to wells of a 6-well plate containing the target cells of Mus dunni. 24 hours later, on The supernatant was replaced with a standard culture medium containing 250 μg / ml hygromycin B, and then 2 days On days 5 and 5, the medium is replaced with a medium containing 200 μg / ml hygromycin B. Selection Nine days after selection, colonies resistant to hygromycin B appeared and they were 0. Visualized by staining with 2% Coomassie Blue.                                 Example 4 Measuring protein expression A.Western blotting   i.RIPA Preparation of lysis solution   Cells transduced with the recombinant vector of the present invention are prepared using trypsin / EDTA. Collected and washed twice with cold PBS. The cells are mixed with 50-400 ml of RIPA buffer (10 m M Tris-HCl pH 7.0; 1% (v / v) NP40; 0.1% (w / v) SDS; and 150 mM NaCl) And incubated for 15 minutes at room temperature. Lysate was centrifuged in an Eppendorf centrifuge for 5 minutes. Centrifuge at maximum speed for minutes. The supernatant was removed and stored at -20 ° C. Bradf An ord protein assay was performed to determine total protein concentration.   ii.SDS-PAGE   A sample of RIPA lysate containing a total protein concentration of 20 mg, and a commercially available molecular weight (M W) marker (Amersham, Chicago, IL) was added to 2 × sample buffer (4% (w / v) SDS, 50 mM  Tris-HCl pH 7.0, 24% (v / v) glycerol, 0.1% (w / v) bromophenol blue And 0.05% β-mercaptoethanol) at a ratio of 1: 1 and heated at 65 ° C for 10 minutes. Heated. Samples and MW markers were placed on ice after heating. Ready-made 7.5% Tri s HCl-based minigels (BioRad, Hercules, CA) with slots in running buffer (3 .0gm Tris-HCl pH 8.6, 1.0gm SDS and 14.4gm glycine to 1.0L) , And the sample and MW marker were loaded on the gel. Marker is the bottom of the gel Approximately 70-12 OV is applied to the gel until a.   iii.transfer   The protein band was reconstituted with CAPS buffer pH 11.0 containing 5% (v / v) methanol. Immobilon-P from gel by soaking for 5 minutesTMTransfer to membrane (Millipore, Bedford, MA) You. Hoefer HSI TTE transfer equipment (Hoefer Scientific Instruments, San Proteins were transferred from gels to membranes using Francisco, CA). About 70V for 1.5 hours Was applied to the gel.   iv.Immunodetection   Immobilon-PTMThe membrane was treated with 0.5% BM blocking reagent containing 3% BSA (Boehringer Man (heim, Chicago, IL) for 30 minutes at room temperature and slowly add in the microwave. Heated. The membrane was then diluted 1: 2000 in BM blocking solution containing 3% BSA Probe with a primary mouse antibody that specifically reacts with the protein detected in Incubate for 1 hour at room temperature. The membrane was washed with 40 ml of PBST (0.2% Tween-2 in PBS). 0) And washed three times for 10 minutes each in a 3% BSA solution (Sigma, St. Louis, MO) at 1:20. Reaction with goat HRP-labeled secondary anti-mouse antibody (Jackson, Bar Harbor, MA) at 2,000 dilution Let it. The membrane is then washed three times for 10 minutes with 40 ml of PBST. After washing, remove the membrane Submerge in ECL color solution (Amersham, Chlcago, IL) for 1 minute and then plastic. Cover with claps and expose to Hyperfilm (Amersham, Chlcago, IL) for 5 seconds. Then The rum is developed and the protein bands are analyzed. B.Indirect immunofluorescence staining and FACS analysis   Indirect immunofluorescence staining, and Amlot et al. FACS analysis (Lymphocyte: A Practical App roach, GGB Klaus (eds.), IRL Press (1987), pp. 77-72). From the transduced cells, cell surface expression of the heterologous protein antigen is detected. 0.2%  BSA and 0.2% NaNThreeSpecific in FACS buffer PBSA containing 50 μl of the reactive primary antibody stock (62 μg / ml antibody) was added to a 96-well U-shaped Add to each well in the first column of the microtitre plate. Next, The antibody in the ram is serially diluted into the wells of the remaining column. About 50μ in FACS buffer l target cell suspension (2.0 × 106~ 4.0 × 106Cells / ml) in a microtiter plate Each well (final antibody concentration is 31, 10, 3.1, 0.31, and 0.1 μg / ml). And incubate at room temperature for 15 minutes. After incubation, 100 μl FACS buffer is added to each well and the microtiter plate is run at 2000 rpm. Centrifuge for 1 minute. Remove the supernatant and add 200 μl of fresh FACS buffer Add to wells. This process is repeated three more times. 85% after the last wash Secondary antibody containing FACS buffer, 10% normal mouse serum, and 5% FITC-labeled anti-mouse antibody Add body solution. Wash microtiter plate 4 times with fresh FACS buffer . After the last wash, add 150 μl from each well to a FACS tube (Falcon 2052 tube ) And add 100 μl of FACS buffer. FACScan counts fluorescent signal Detected by C.Simple indirect immunoperoxidase staining of frozen sections   Dry the frozen tissue section at room temperature for 30 minutes. Dry tissue sections are allowed to dry for 15 minutes at room temperature. Fix with seton and air dry. Rehydrate this section with PBS for a few minutes . The tissue sections were then detected at room temperature for 45-120 minutes in a humidified chamber with 50 μl detection. Primary antibodies that react specifically with the protein to be purified (Marek et al., Cancer 67: 1377, 19 Incubate with 91). The tissue sections are then washed with PBS and in PBS for several minutes. Soak in After soaking, the sections were removed for 50-120 minutes at room temperature for 50 μl of HRP-conjugated anti-mouse. Incubate antibody or HRP-conjugated streptavidin (DAKO, Carpenteria, CA) To The tissue sections are then washed with PBS and soaked in PBS for several minutes. Soaked Later, sections were taken from 60-100 μl of 0.01% HTwoOTwoAnd 3,3 diaminodendidine (DAB) 8 minutes or 100 μl of α-ethylcarbazole (60 mg in 25 ml DMF)  3-amino-9-ethylcarbazole) and 1 ml of acetate buffer (20 min) HTwo0.68 g sodium acetate pH 5.2 in O to 250 ml volume) and 0.01% HTwoOTwoInn in Cubate. The tissue sections are washed with water for 2-5 minutes and then with hematoxylin for 15 minutes. Stain for seconds. The tissue sections are then washed with water for 10 seconds and the manufacturer's instructions Follow Crystal MountTM(Biomeda, Alameda, CA). D.Luciferase expression in transfected and infected BHK-21 cells   To test the functionality of the Sindbis basic vector, use the SacI linearized pKSSIN In cells transfected with RNA in vitro transcribed from BV-luc Test the expression of luciferase. In addition, most of the nonstructural gene regions were deleted Digestion of pVGSP6GENrep with BspEI And religation under dilution conditions. This construct called pVGSP6GENdlBsp Lacks the nonstructural gene sequence between bases 422-7,054. XbaI linearized pVGSP6GENd In vitro transcription of lBsp and SacI linearized pKSSINBV-luc was performed as described previously. Do. Transfection and co-transfection are performed in vitro. Lipofectin transfection productTMAnd applied to BHK-21 cells It is implemented by doing. Expression of luciferase in transfected cells Currently, it is tested 18 hours after transfection. In addition, 1.0 ml of transformer H Inject confluent monolayers of BHK-21 cells with the injection supernatant, and Test luciferase expression at 24 hours.   The results of this experiment are shown in FIG. 19, which shows that abundant reporter gene expression Transfection of BHK-21 cells with RNA in vitro transcribed from SSINBV-luc And RNs in vitro transcribed from pVGSP6GENdlBsp Transfer of expression activity (e.g., packaging) when co-transfected with A Show clearly.   To junction region promoters that increase, decrease, or inactivate activity Or insertion of a tandem copy of the junction region. , (US Patent Application Serial No. 08 / 348,472).   FACS analysis is performed to detect intracellular markers such as HSV TK. Simple In other words, HT1080 cells were transformed with a recombinant viral vector carrying the HSV TK gene. Transiently transduce with various dilutions. Centrifuge the sample and remove the cells, Ca+2Or Mg+2Resuspend in 2.0 ml of PBS without (CMF.PBS). About 0.2ml 37% The formaldehyde solution is added while gently shaking the sample. Then Incubate the sample for 20 minutes at room temperature with gentle agitation. Incube After the washing, the sample is washed three times with CMF.PBS. The cells are then transformed into CMF.PBS. 50mM NHFourSuspended in 2.0 ml of Cl and stirred for 20 minutes at room temperature with gentle stirring. Incubate. After incubation, wash the sample twice with CMF.PBS . The samples were then combined with 1% BVSA (Fraction V, Sigma, St. Louis, MO) and 1% Wash again with CMF.PBS containing% Saponin (CMF.PBS / BSA / Sap). About 100μl primary anti (Repligen, Cambridge, MA; 0.5 μg / Cl / sample) was added to this suspension and The mixture is then incubated for 1.0 hour at room temperature with gentle agitation. The mixture is then centrifuged and the pellet is washed three times with CMF.PBS / BSA / Sap I do. Approximately 100 μl of diluted secondary antibody (Cappel, Durh) resuspended in CMF.PBS / BSA / Sap am, NC; rabbit anti-mouse IgG-FITC 1: 1000) and the mixture while gently stirring. Incubate for 30 minutes at room temperature. After incubation, pellet the pellet with CMF.PBS / Wash 3 times with BSA / Sap. CMF.PB containing 25μg Propidium Iodide Resuspend in 0.5 ml of S / BSA / Sap and analyze by FACS.Example 5 Measuring the activity of expressed proteins A.Measurement of tissue factor activity   Cells are grown in 1 ml of 0.01 M sodium phosphate buffer, pH 7.0, containing 0.15 M NaCl. Remove from plate by resuspending. Adjust different cell densities on the plate To adjust, adjust the absorbance at 550 nm to 0.750. Sonicate the cells for 1 minute, Then, TritonX-100 is added to a final concentration of 0.1%. Sample at room temperature 90 Spin for minutes and remove cell debris by centrifugation at 10,000 xg . The detergent solubilized extract was mixed with 2 μl of the sample, and 0.1 M NaCl, 0.1% bovine Dilute in 0.8 ml of 0.05 M Tris-HCl, pH 7.5 (TBS buffer) containing serum albumin Thereby becoming relipidated. Phosphotide in 0.25% deoxycholic acid 50 μl of a 5 mg / ml solution of lecholine (lecithin) and CdClTwoOf 25 μl, and This solution is incubated at 37 ° C. for 30 minutes.   A chromogenic assay for tissue factor activity was performed using factor X in the presence of tissue factor and factor VII. Based on factor activation. Then, the formed XthaThe amount of the factor is No. XaAssessed by factor-catalyzed cleavage. Human factor X (Enzyme Research La 3 μl of a 0.4 mg / ml solution of boratories, South Bend, IN) and human factor VII (Sigm a 2 μl of a 200 U / ml solution of a Chemical Company, St. Louis, MO) with 0.025 M CaCl Add to 0 μl and 46 μl of TBS. Add the sample to be assayed, and The reaction mixture is incubated at 37 ° C. for 5 minutes. Chromogenic substrate S2222 (Helena Laborator ies, Beaumont, TX) (50 μl of a 2 mg / ml solution) and the reaction was allowed to continue for 10 minutes. You. The reaction is terminated by adding 100 μl of glacial acetic acid and absorbing at 405 nm. Measure the degree. Assay controls replace tissue factor containing samples with Consisted of the addition of the relipidation mixture to which TBS buffer was added.   For assay of COS-7 transfected cells, 2 μl of cell extract was added to the reaction mixture To be added. As a reference, rabbit brain reconstructed according to the manufacturer's instructions Construct standard curve using rhomboplastin (Sigma Chemical Co., St. Louis, MO) did. Dilute the thromboplastin solution 1:30 and add the indicated volume to the chromogenic assay. Lee (Fisher et al.,Thrombosis Research 48:89, 1987). B.Measurement of anti-angiogenic activity   Anti-angiogenic activity of various polypeptides useful according to certain aspects of the invention Is Takigawa et al. (Biochem.Int.14: 357,1987). Can be assayed on anoic membrane (CAM). Briefly, B16 melanoma cells were transformed into C Inject subcutaneously into the flank of 57BL / 6N mice. When the tumor reaches about 1.0 cm in diameter, it Were excised, cut into 2 mg sections, and sterilized Whatmann GF / B glass fiber Place on a filter disc (diameter 6 mm; Reeve-Angel, Clifton, NJ) and add 30 μl Of the transduced cells are added. They were made in eggshells on day 8 of inoculation. Upside down on the CAM of a 10-day-old chicken embryo through the open window. Embryos after 5 days Kill by injecting 10% formalin in PBS. Excision of CAM, 10% in PBS Fix oppositely in formalin and examine under a stereomicroscope. Angiogenesis is Assay by measuring the number and thickness of capillaries under the filter. Thick capillaries, medium-sized capillaries, small capillaries, and fine capillaries Gives 3, 2, 1 and 1 points, respectively, and the average of these points Is defined as pro-angiogenic activity. Measure the diameter of the tumor on the filter in three dimensions Tumor size and (π / 6) abc mmThree(a, b, and c: length, width, and And height). Average number of low points and reduced tumor size Shows anti-angiogenic activity. C.Measurement of tumor angiogenesis   For visualizing neovascularization of tumors treated according to the methods taught herein Four minutes before sacrifice, mice were injected with 300 μl of India ink and the skin was removed. And dry. Free blood flow through 10μm E-Z TRAC Ultrasphere (Interactive  Medical Technology, Los Angeles, CA). 10μm micro sphere 5 × 10FiveIs injected into the left ventricle of the mouse and tumor tissue is harvested after 5 minutes You. After solubilizing the tumor tissue, the beads present in the tumor are counted and the tumor Expressed as beads per gram woven. D.Measurement of herpes simplex virus thymidine kinase activity   Disclosure using the sensitivity of HSVTK vector transduced cells to ganciclovir Of expressed HSVTK expressed in cells treated according to the method described . Briefly, cells transduced with pTK-3 were plated at 2.5 × 106Dense Inoculate 6 plates at a time. In addition, non-transduced CT26 and CT26β-gal (this Is a strain containing a reporter gene β-galactosidase from E. coli. (Transduced with Rus) is also inoculated on 6 plates as a control . Five plates of each cell type were applied 100 μg / m twice a day for 4 consecutive days. l, 50 μg / ml, 25 μg / ml, 12.5 μg / ml, and 6.25 μg / ml concentrations of ganciclovir Treatment with a medium containing One plate of each cell type is left untreated. This After treatment, remove cells from each dish using trypsin / EDTA and add 10% FBS Resuspend in DMEM containing and measure. A similar protocol is used for other pro Can be used for egg activating enzymes. E. FIG.Measurement of folate integrin β3 activity   i.Cell surface folate binding assay   Seed MCF-7 stable transfectants and maintain in the same medium without G418 Carry. The seeding density should be such that the cells are 75% confluent for the folate binding assay. Adjust it. The form of radiolabeled folic acid used was obtained from New England Nuclear Is a histamine derivative, iodination of folic acid. Cells are washed with 3 ml ice cold pH 4.5 saline. Wash twice with water (10 mM Na-acetate, 150 mM NaCl) and remove from the cell surface folate receptor. Dissociates folic acid. The cell monolayer is then washed twice with 3 ml of ice-cold PBS, pH 7.4. Return the pH to neutral. For cell surface binding of radiolabeled folate, cells must be Histamine derivatives (total 20,000 cpm added to 50 nM non-radioactive folate) and In 2 ml of ice-cold DMEM (without FCS) containing 50 μg / ml BSA and ice-cold HTwo15 minutes in in O bath Cubate. 1000x to determine specific cell surface binding (cpm / mg protein) A parallel experiment is performed in which excess non-radioactive folic acid is added. The monolayer was washed with ice cold PBS, pH 7.4. Washing Clean (3 ml each). Cells are solubilized and supernatant samples are gamma-treated with ~ 70% efficiency. Count using a counter (55B; Beckman Instruments, Inc., Dallas, T X). The protein concentration in each solubilized sample is determined as described above.   ii.[ 3 H] Folate binding assay   [Three[H] folate binding assayThreeDirect binding of [H] folic acid to membranes and solution-phase assays Perform both. For direct binding assays, membrane samples (10-100 μg protein) With 3 pmol of [10 mM sodium phosphate buffer (pH 7.5) / 150 mM NaCl / 10 mM EDTA.ThreeH] Incubate with folic acid (40 Ci / mmol) at 37 ° C for 30 minutes with constant stirring. 12,000g of membrane For 15 minutes, wash once with the same buffer, and add 10 mM sodium phosphate buffer (pH 7). .5) / 150 mM NaCl / 1% Triton X-100 and dissolve in liquid scintillation cow To serve. [ThreeNonspecific binding of [H] folate was determined for both assays in each case by [Three H] Incubate with 100 pmol of unlabeled folic acid for 5 minutes at room temperature prior to folic acid addition It is measured by performing the assay at the same time as the control.   iii.Methotrexate transport study   Stable transfectants are seeded, and the cell monolayer is washed with 3 ml of ice-cold pH 4. 5. Wash twice with saline and twice with 3 ml ice-cold PBS, pH 7.4. radiation Irradiated methotrexate (ThreeFor internalization of (H-MTX), cells were harvested at 50 μg / ml BSA , And 2 μM [Three2 ml of pre-warmed (37 ° C.) DMEM containing [H] MTX (FCS or other additive None) at 37 ℃, 5% COTwoAnd incubate for 30 minutes. Specific MTX internalization (pmol / mg Parallel experiments in the presence of a 500-fold excess of non-radioactive MTX to determine Give. Reduced folate transport, mediated by human folate receptor (hFR) Molar excess (100-fold) of non-radioactive leaves inhibits transport through hFR to distinguish them from Perform parallel experiments in the presence of acid. The monolayer was washed once with 2 ml of ice-cold PBS (pH 7.5) for 2 ml (1) p Wash once with H4.5 saline, surface-boundThreeRemove H-MTX and finally 2 ml ice Wash with cold PBS (pH 7.5). Solubilize the cells and dispense the sample (500 μl) with 10 ml Add to liquid scintillation cocktail, and liquid scintillation with ~ 50% efficiency (Tri-carb; Packard Instrument Co., Inc.D) o wners Grove, IL). Measure protein concentration in each solubilized sample as described above . F.Measurements of integrin B 3 activity   i.peptide   A fibrinogen γ chain peptide of 16 amino acids having the sequence KYGGHHLGGAKQAGDV (K16) on an Applied Biosystems model 430 peptide synthesizer (Foster City, CA) Phenylacetamide methyl resin and t-butane purchased from Applied Biosystems Prepared by solid-phase synthesis using xycarbonyl amino acids. Peptide homogeneity Using a C18μBondapak column, high performance liquid chromatography Analyze with a linear gradient of 0-60% acetonitrile in 1% trifluoroacetic acid,> Find 85% homogeneity. Peptide was added to PBS (0.15M NaCl, 0.01M sodium phosphate Buffer, pH 7.3) and modified lactoperoxidase-glucose Oxidase method (D'Souza et al., J. Biol. Chem. 263: 3943, 1988 and Lam et al., J.B. lol. Chem. 262: 947, 1987). Glucose (80 μl 0.2 M Sodium phosphate, pH 7.4, 40 μg), carrier-free Na125(15mCi), and Enzym Obead reagent (Bio-Rad, Hercules, CA) is added to 10-12 mg of peptide. Iodine Activated peptides were purified by gel filtration on a Bio-Gel P-2 column (Bio-Rad, Hercules, CA). , Free Na125Separate from Determine the concentration of the labeled peptide by its amino acid set. It is measured by the absorbance at 280 nm using the extinction coefficient derived from the formation.   ii.Platelet binding and cross-linking   Platelets were separated from fresh human blood by differential centrifugation, and 0.1% bovine serum albumin was added. For gel filtration on Sepharose 2B in Tyrode buffer, pH 7.3, containing no divalent ions More isolated. Briefly, platelets are 4 × 108/ ml, not containing divalent ions In Tyrode's albumin buffer. Ca2+To a final concentration of 1 mM. for Platelet stimulants were 10 μM ADP, 0.5 units / ml α-thrombin, or 100 mM PM. A. Radiolabeled K16 peptide is added at a concentration of 30 μM and binding is Let go for 45 minutes. The main crosslinking reagent is bis (sulfosuccinimidyl) (BSThree) (Pierce Chemical Co., Rockford, IL). After 10 minutes at 22 ° C, crosslinking reaction Is terminated by the addition of 10 mM Tris, pH 7.0. 20% ligand bound to cells Harvest by centrifugation through sucrose and cells are harvested with 1% No. nidet P-40 and And 10 mM N-ethylmaleimide (Sigma, St. Louis, MO) in PBS. The extracted protein is precipitated with 10% trichloroacetic acid and obtained after centrifugation. Wash the pellet three times with cold 85% ethanol.   Polyacrylamide gel electrophoresis was performed using the Laemmli buffer system (Nature 227: 680, 19 Performed in the presence of sodium dodecyl sulfate in a vertical slab gel in 70). Change Use a percentage of the gel. For the first analysis of the crosslinked sample, the 7.5% gel was Run under reducing conditions. Gel used for amino acid sequencing has a 10-20% gradient It is a gel. The sample in Laemmli sample buffer is used for disulfide bond reduction. For treatment with 5% 2-mercaptoethanol. Dry the analytical gel, and Kod Develop autoradiograms using ak X-Omat AR film. The molecular weight is Di Based on electrophoretic mobility for prestained standards obtained from versified Biotech presume. Relative mobility (RF), Ovalbumin marker protein in the same gel Against moving125It is measured by measuring the migration of the I-K16-GPIIb band.                                 Example 6 Retroviral vector formulation A.Lactose formula   Crude recombinant retrovirus is bound to beads in a bioreactor matrix. Combined with a recombinant retrovirus (US patent application Ser. No. 07 / 395,932). Celligan bioreactor containing isolated DA cells (New Brunswick, New Brunswi ck, NJ). Cells are a continuous flow process Release the recombinant retrovirus into the growth medium that passes through the cells at Ba Collect the medium leaving the ioreactor, and first a 0.8 micron filter, then Clarify crude recombinant retrovirus by passing through a 0.65 micron filter with I do. Concentrate the filtrate using a cross-flow concentrator system (Filtron, Boston, MA) . Add about 50 units of DNase (Intergen, New York, NY) per ml of concentrate, Digest exogenous DNA. The digest was converted to 150 mM NaCl using the same cross-flow system. , Diafiltrate against 25 mM tromethamine, pH 7.2. 50 mM NaCl, 2 Sephadex S-500 gel column equilibrated in 5 mM tromethamine, pH 7.4 (Phar macia, Piscataway, NJ). Purified recombination The retrovirus was prepared using Sephadex S- in 50 mM NaCl, 25 mM tromethamine, pH 7.4. Elute from a 500 gel column.   A formulation buffer containing lactose was prepared in a 2x concentrated stock solution. This Formulation buffer was 25 mM tromethamine, 70 mM NaCl, 2 mg / ml arginine, 1 0 mg / ml human serum albumin (HSA) and 100 mg / ml lactose in 100 ml final Contains by volume at pH 7.4.   1 part S-500 purified recombinant retrovirus plus 1 part 2x lactose formulation buffer The purified recombinant retrovirus is formulated by adding the solution. Prescribed group The recombinant retrovirus can be stored at -70 ° C to -80 ° C or dried .   Supermodulyo 12K freeze dryer (Edwards High Vacuum, Tonawanda, NY) In the attached Edwards Refrigerated Chamber (3 Shelf RC3S unit), Lyophilized retrovirus. When the lyophilization cycle is complete, After the release of nitrogen gas, the vial is stoppered under vacuum. Remove vials when removing Crimp with a luminium seal.   In a given lactose study, the formulated liquid product was stored at -80 ° C and -20 ° C. Stored in both circulation freezer. In FIG. 20, the virus of these samples Infectivity was compared to the virus infectivity of the lyophilized sample. Lyophilized sample , -20 ° C, refrigerated, and room temperature. Sample activity during reconstitution Determined by a titration assay.   The lyophilized recombinant retrovirus is reconstituted with 1.0 ml of water. Reconstructed The infectivity of the recombinant retrovirus is determined by a titer activity assay. Assay Performed on HT1080 fibroblasts or 3T3 mouse fibroblast cell line (ATCC CCL 163) Was. In detail, 1.0 × 10FiveIndividual cells are plated on a 6 cm plate, and 37 ℃, 10% COTwoIncubate overnight at. Reconstituted recombinant retrovirus 10 microliters of a serial dilution of the solution in 4 μg / mL polybrene (Sigma, St. Louis , MO) and added to the cells at 37 ° C., 10% CO 2TwoIncubate overnight at You. Following incubation, the recombinant vector encoding the neo resistance gene Transfected cells are selected for neomycin resistance in a medium containing G418 and 37 ° C, 10% COTwoAnd incubate for 5 days. Following the first choice, this The cells were refed with fresh medium containing G418 and incubated for 5-6 days. Beate. After the last selection, the cells are coomassie blue for colony detection. Stain with Determine the titer of the sample based on the number of colonies, dilution used, and volume. To decide.   FIG. 20 shows that storage in lyophilized form at −20 ° C. to refrigerated temperatures was Retains virus activity similar to recombinant retrovirus stored in solution at To allow less stringent temperature control during storage and storage Is shown. B.Mannitol prescription   The recombinant retrovirus used in this example was purified as described above.   A formulation buffer containing mannitol was prepared as a 2x concentrated stock solution. Was. This formulation buffer contains 25 mM tromethamine, 35 mM NaCl, 2 mg / ml Nin, 10 mg / ml HSA, and 80 mg / ml mannitol in a final volume of 100 ml Contains in 7.4.   1 part S-500 purified recombinant retrovirus plus 1 part mannitol formulation buffer The purified recombinant retrovirus is formulated by adding the solution. Prescribed group The recombinant retrovirus is stored at this stage at -70 ° C to -80 ° C, or Can be dried.   Edwards Refrigerated Chambe mounted on a Supermodulyo 12K freeze dryer Dry the formulated retrovirus in r (3 Shelf RC3S units). freeze drying When the sital is complete, release the nitrogen gas to 700 mbar and place in a vial under vacuum. Stopper. Upon removal, the vial is crimped with an aluminum seal.   In a given mannitol study, the prescribed liquid product was stored at -80 ° C and -20 ° C. Stored in both circulating freezer at ° C. In FIG. 21, the windows of these samples are shown. Russ infectivity was compared to the virus infectivity of the lyophilized sample. Lyophilized sump Were stored at −20 ° C., refrigerated temperature, and room temperature. Sample activity during reconstitution Is determined using the titer assay of A above.   FIG. 21 shows that storage in lyophilized form at −20 ° C. to refrigeration temperatures is −80 ° C. or Significant viruses compared to recombinant retrovirus stored in solution at -20 ° C Temperature control that retains virus activity and is less stringent during storage Is allowed. c.Trehalose prescription   The recombinant retrovirus used in this example was purified as in A above. Was.   A formulation buffer containing trehalose was prepared as a 2x concentrated stock solution. Was. This formulation buffer contains 25 mM tromethamine, 70 mM NaCl, 2.0 mg / ml Nin, 10.0 mg / ml HSA, and 100 mg / ml trehalose in a final volume of 100 ml , PH 7.2.   1 part S-500 purified recombinant retrovirus to 1 part trehalose formulation buffer To form a purified recombinant retrovirus. Prescribed recombination The retrovirus is stored at -70 ° C to -80 ° C at this stage, or Can be dried.   Edwards Refrigerated Chambe mounted on a Supermodulyo 12K freeze dryer Dry the formulated retrovirus in r (3 Shelf RC3S units). freeze drying When the cycle is complete, release the nitrogen gas to 700 mbar and place it in a vial under vacuum. Stopper. Upon removal, the vial is crimped with an aluminum seal.   In a given trehalose study, the formulated liquid product was stored at -80 ° C and -20 ° C. Stored in both circulating freezer at ° C. In FIG. 22, the windows of these samples Russ transmission was compared to the virus transmission of lyophilized samples. Lyophilized sump Were stored at −20 ° C., refrigerated temperature, and room temperature. Sample activity during reconstitution , Using the titer assay of A above.   FIG. 22 shows that storage in lyophilized form at −20 ° C. to refrigerated temperature was Similar virus compared to recombinant retrovirus stored in solution at 20 ° C Retention of activity and allow for less stringent temperature control during storage. It indicates that it is acceptable.   Virus in solution formulated recombinant retrovirus sample stored at -80 ° C Infectivity was determined by lyophilized recombinant retrovirus storage at -20 ° C. Compared to Lus infectivity. First, a large amount of recombinant retrovirus was obtained, shown below Formulated in four different ways. Then, the prescribed recombinant retrovirus Are frozen in bulk for 1.5 months, then rapidly thawed and lyophilized. Positive A lyophilized sample stored at −80 ° C. after control and lyophilized at −20 ° C. Compare with The prescriptions are listed below:  In the graph of FIG. 23, the Y-axis in each of the four graphs (A, B, C, D) is a mark. It represents the normalized titer. At the starting time point after lyophilization (t = 0), Established for both 80 ° C liquid samples and -20 ° C lyophilized samples. At each time point in the stability study, the titer obtained was divided by the titer value at the zero time point. And the original percentage was plotted on the graph.   This data shows that the activity after lyophilization is comparable to that of liquid samples (stored at -80 ° C). To demonstrate that it is maintained in lyophilized samples (stored at -20 ° C). The formulated lyophilized recombinant retrovirus is placed in a -20 ° C freezer (frost-free). (Circulation freezer). Formulated liquid recombinant retro stored at -80 ° C Lyophilized form is less stringent of storage conditions compared to virus Allow control. D.Sindbis prescription   Crude recombinant alphavirus vector, recombinant alphavirus vector Celligan containing transfected or transduced packaging cells Obtained from the ioreactor and bound to beads in the bioreactor matrix You. This cell is used to transform the recombinant alphavirus vector into cells during a continuous flow process. Release into growth medium passing over. Collect the medium exiting the bioreactor and First pass through a 0.8 micron filter, then a 0.65 micron filter Clarify the crude alphavirus vector. The filtrate is used for cross-flow concentration Concentrate using. Digest about 50 units of DNase per ml of concentrate to exogenous DNA To be added. This digest was converted to 150 mM NaCl, 25 using the same cross-flow system. Diafiltrate against mM tromethamine, pH 7.2. Diafil Sephad equilibrated in treated solution in 50 mM NaCl, 25 mM tromethamine, pH 7.4 Load on ex S-500 gel column. Purified recombinant alphavirus vector, Elute from a Sephadex S-500 gel column in 50 mM NaCl, 25 mM tromethamine, pH 7.4 You.   Formulation buffer containing lactose is prepared as a 2x concentrated stock solution. Prescription The buffer was 25 mM tromethamine, 70 mM NaCl, 2 mg / ml arginine, 10 mg / ml HSA, And 100 mg / ml lactose in a final volume of 100 ml at pH 7.4.   Purify the recombinant alphavirus vector with 1 part of S-500 purified recombinant Adding 1 part of 2x lactose formulation buffer to favirus vector Prescribed by The formulated recombinant alphavirus vector is -70 ° C to -80 ° C Can be stored or dried.   Take the prescribed alpha vector into a Supermodulyo 12K freeze dryer Lyophilize with attached Edwards Refrigerated Chamber (3 Shelf RC3S unit). At the end of the freeze-drying cycle, bypass under vacuum with a slight nitrogen flow. Plug Al. When removing, cover the vial with an aluminum seal . The lyophilized recombinant retrovirus may contain 1.0 ml of water or other physiologically Reconstitute with an acceptable diluent.Example 7 Dosing protocol A.mouse   i.Administration of cells transduced with a recombinant retroviral vector a.TK-3 Of the effect of ganshikuvir on CT26 in the presence or absence of ceramide   Colon tumor cells (CT26) (Brattain, Baylor College of Mediine, Houston, TX) Is transduced with DA / TK-3 (G-pseudotyped TK-3 vector). Will Twenty-four hours after addition of the supernatant, the CT26 cells are placed under G-418 selection (450 μg / ml). 10 days After incubation, a G-418 selection pool is obtained, which is named CT26 TKneo. (CT26 TKneo), CT26TKneo cells, 2.5 × 106Six 10cm at a density of pieces / plateTwo Seed on plate. As controls, each of the other two cell types, CT26 And CT26β-galactosidase (β-gal) (this cell line is a repo from E. coli) Transduced with a virus carrying the beta gene). As 6 10cmTwoSeeded on plates. 5 plates for each cell type Ganci at concentrations of 00 μg / ml, 50 μg / ml, 25 μg / ml, 12.5 μg / ml, and 6.25 μg / ml The cells were treated twice a day with a medium containing Clovir for four consecutive days. One for each cell type Plates were left untreated. Thereafter, cells were harvested using trypsin-EDTA Removed from dish, resuspended in DMEM with 10% FBS and counted . The data in FIG. 24 shows that even the lowest dose of ganciclovir was effective against CT26 TK neo cells. Have a dramatic cytotoxic effect. This dose of ganciclovir (6. 25 μg / ml) or even the next higher dose (12.5 μg / ml) It had no effect on any of the 26β-gal cells. However, 25 μg / ml of cancer Starting with a dose of cyclovir, a dose-dependent decrease in cell proliferation could be seen. , CT26TK neo cells were always more sensitive to the drug. b.CT26TK neo Ganciclovir dosing for treatment of mice injected with cells   Whether in vivo transduction of mouse tumors can be used to treat disease To test for transduction in vitro to ensure 100% transduction To determine the optimal concentration of ganciclovir required to remove the selected tumor An experiment was performed for the purpose. Twelve groups of Balb / c mice (Harlan Spague Dawley, Ind. ianapolis, IN) 2 × 10FiveInject CT26 TK neo cells. Six groups of mice These cells were injected intraperitoneally (I.P.) and six groups of mice contained these cells. Is injected subcutaneously (S.C.). The other two groups of three mice were 2 × 10FiveUnmodified Modified CT26 cells (as control) are injected with either I.P. or S.C.   Ten days after injection of these groups of mice with CT26 or CT26 TK neo cells, Initiate several concentrations of ganciclovir treatment. Each dose regimen should be taken twice a day at noon Consisting of an infusion of ganciclovir before and afternoon. The experiments are summarized in Table A below. You.  After 5 days, all mice in the 125 mg / Kg, 250 mg / Kg, and 500 mg / Kg treatment groups Died due to the toxic effects of nciclovir. 15.63mg / Kg, 31.25mg / Kg and 62.5 Mice in the mg / Kg treatment group were treated for an additional 7 days and these were resistant to treatment Obtained. Tumor measurements were taken for 23 days (FIG. 25). The growth of CT26 TK neo is higher than that of unmodified CT26. Rihon was slightly slower. Complete tumor regression was observed in mice treated with the 62.5 mg / Kg regimen. In the group of males. Partial tumor regression was seen in the 31.25 mg / Kg treatment group Admitted. In the 15.63 mg / Kg treatment group, compared to the two untreated control groups, Little or no effect was observed. 62.5mg / Kg Although toxicity was observed, this was not life threatening and Was reversible upon discontinuation. Therefore, this concentration was used for further research (see Figure twenty five). Twenty-four days later, the IP injected animals were sacrificed and evaluated. As shown in FIGS. 26 and 27 Thus, the optimal concentration of antitumor effect is similar whether the tumor is grown on I.P. or S.C. there were.ii. Administration of gene delivery vehicle   a.Transfer and expression of vector-encoded genes in tissue culture   Transmission and expression of genes encoded by specific vectors Tested by transduction followed by testing expression in these cells. Ten6HT1080 cells (human fibrosarcoma line) or other suitable cells (eg, from breast tumors) Other human tumor-derived strains such as cell line MCF-7; human primary endothelial cells HUVTEC; colon tumor Strain CT26, fibrosarcoma cell line L33, melanoma cell line B16, breast tumor cell line Tg-6-2, neuroblastoma Mouse tumor cell lines, such as cell line C1300; mouse endothelial cells, such as the SVEC cell line. Or a cell line) in a 10 cm dish with 1 to 10 cell transduction units (eg, , Colony forming units) with the gene delivery vector. After two to six days, Harvest cells and test for expression of transferred gene using appropriate assay You. Where appropriate antibodies are available, use the assays described in Examples 4A and 4B. obtain. Examples of specific activity assays include tissue factor (Example 5A), general anti-angiogenesis promotion Factor (Example 5B), herpes thymidine kinase (Example 5D), folate integrin B3 (Example 5E).   b.Administration to animals and detection of activity and biological effects   A major challenge in the use of the present invention is that other tumors or vasculature around Without any unacceptable toxic effects due to significant expression in place Novel like snake venom proteins, tissue factor, prodrug activating enzymes Effector proteins or metabolic modifying proteins such as uricase To achieve good expression.   This is assessed using the following mouse model: BalB / c mouse + L33 or C T26 cell line; C57B / 6 + B16 cell; FVB / N + TG-6-2 cell; C3H mouse + C1300 or SVE C cells; BalB / c nu / nu mice + any of these + human tumor cells (eg See, for example, the melanoma cell lines DM252, DM6, DM92 (see US patent application Ser. No. 08/032846). ) Or MCF-7).   The tumor cells are dosed at an appropriate dose (typically 2 x 10FiveCells), about B16 lung metastasis type Inject subcutaneously, I.V. or intrasplenic for CT26 liver metastasis. Injected Groups of mice (1-10 mice) were apparent for subcutaneous tumors at necropsy Until the appearance of a tumor (1-4 mm in diameter) or metastasis that is easily detectable Is maintained in the metastatic model over time. This is typically 7-14 Days. At this time, tumor angiogenesis was performed using the technique of Example 5C and tumor Various routes of administration tested to determine which route gives the best flow to the ulcer Can be visualized using.   10 vector adjustmentsFive,Ten6,Ten7,Ten8,Ten9,TenTenOr 1011Vector At the dose of the position (eg, colony forming unit, cfu), by the I.V. Alternatively, place polybrene (1-8 μg / ml) or DEAE dextran ( (2-30 μg / ml) with or without a transduction enhancer. note The shots are given daily for 1, 2, 3, 4, 5, 6, or 7 days, and 2 After 77 days, tumors are excised and assayed for gain of activity of the delivered gene. (See, eg, Examples 4C, 4D, and Example 5). The controls are Irrelevant inactive vectors (eg, human gamma interfero inactive in mice) Mice that were injected with a Vector Encodes the type of gene described in the description and, in the case of a retroviral vector, It has a nonspecific envelope, such as a vegetative or xenotropic envelope. And small amounts of replicating cells in the general vascular endothelium, and new It relies on the over-representation of such replicating cells at the site of control angiogenesis. Ah Alternatively, the vector has a suitable targeting ligand to avoid non-specific adsorption and Allows binding and entry into target cell types. The specificity of this system is also It can be controlled by the inclusion of a control element.   Selected based on similar dosing protocol or the above experiments or other criteria Fewer dosing protocols measure antitumor effects in these mouse models. Used to Endpoints are tumor size versus time and growth / regression, death Extinction time, survival time, or other appropriate marker (for example, in these models) Number of metastases). c.Administration to humans   Keep patients on the same vector as the mouse model or on a vector resistant to human complement. Treatment with the same nucleic acid scaffold (eg, the comparion application “Produ ction and Administrasion of High Titer Recombinant Retroviruses Thing). Tumor masses that cannot be removed by surgery (eg, brain, prostate, cervix (cer vical), ovary, bladder) have a large amount of healthy tissue that cannot be replaced Need to be removed simultaneously (eg, amputation of limbs or removal of whole organs) Or metastases (eg, metastasis from colon to liver, black to brain, other subcutaneous sites and lungs) (Metastatic metastasis) may have been treated.   Patients are treated intravenously, intraarterially, in the local vasculature or around the tumor.6,Ten7 ,Ten8,Ten9,TenTenOr 1011Vector unit (I.V.) dose, preferably 0.1-3 m Administered in a volume of l. This vector contains the clot enhancer encoding It has a gene or other gene selected from the types described above. This gene is non-toxic If the prodrug is to be converted to a toxic product, The final dose of the dose or vector specified in the Physicians Desk Reference The dose predicted from animal studies is administered in the time between 1 and 30 days after administration.   This vector is administered 1-20 times, at intervals of 1-15 days, and depends on the condition of the patient. Track routine clinical parameters and monitor tumor size by radiography, millis Monitor by monitoring by can, pet scan or other conventional methods Be monitored.Example 8 Targeting recombinant retroviral vectors to melanoma cells   The following examples illustrate the binding of retroviral vector particles to specific cell types. Note the use of the conjugated targeting element Ab-Biotin to target avidin. Put on. Generally, biotinylated melanoma cell stimulating hormone (MSH) is first injected into the patient I do. After a period of time (up to 3 days), after non-specific binding is reduced and A vector that expresses avidin on its surface when only the ligand complex remains Injection. The high affinity of avidin for biotin allows the vector to target tissues Focus.   Briefly, melanoma cell stimulating hormone (MSH) is a receptor on melanoma cells Is a 13 amino acid peptide specifically recognized by MSH is 10-8Range of M Receptor affinity (KD). A.Construction of expression cassette skeleton, pH CMV-PA   The vector first forms the backbone for both the gap / pol and env expression cassettes To make it. In short, pBluescript SK-Phagemid (Stratagene, San Diego, CA, GenBank accession number 52324, `` SK-Is digested with SpeI, and Make blunt ends with Klenow. Then, the Dra I (bp 2,366) to Dra I (2,729) SV40 SK blunt-ended Dra I fragment (Fiers et al., Nature 273: 113-120, 1978)-Insert into And constructs isolated from the SV40 late polyadenylation signal by SK-LacZ remains Place it in the opposite direction to the gene. This construct is called SK-SV40A.   Human cytomegalovirus major immediate early promoter (HCMV-MIE; Boshart et al., Cell 41: 521-530, 1985) (Hinc II, bp 140 to Eag I, bp 814) was replaced with Hinc II and Eag I. After digestion with, and blunt the Eag I site. This 647 blunt-ended flag Ligation to SK-SV40A. The final construct, called pHCMV-PA, is then isolated (See FIG. 28). This construct is an HCMV that is placed in the opposite orientation of the LacZ gene. Contains the promoter, and the upstream from the SV40 late polyadenylation signal . B.pCMV-env eco Building   pCMV-envceoWith the Xba I-Nhe I fragment of MoMLV (bp 5,766 to bp 7,845 of MoMLV). Is inserted into the expression vector of pCMV-PA (Example 2A). Concisely For example, the Xba I-Nhe I envelope fragment was converted to pMLV-K (MiMi) on an agarose gel. ller et al. Vir. 49: 214, 1988). The fragment is then Was blunt-ended with T4 polymerase using a conventional method and ligated to pCMV-PA (Example 2). And digests at the Eco RV and Sma I sites. The product in the right direction is C MVMIE promoter followed by a complete ecotropic envelope coding sequence And the SV40 polyadenylation signal. C.Construction of avidin-envelope chimera   A part of the avidin DNA of bp 116 to 499 (SEQ ID NO: 27, GenBank number CHKAVIR) was MLV ecotropic envelope construct pCMV-envecoIncorporate in. In short, The following oligonucleotides are generated as follows: Using oligonucleotides, single-stranded pC by the method of Kunkle (PNAS 82: 488,1985). MV-envecoIs modified. This modification involves the variable A region of the envelope (Battini et al.). , J. Virol. 66: 1468-1475.1992). Change. The product is then digested with EcoRI and partially digested with FspI. Avi The Eco RI-Fsp I fragment of gin (bp 198-bp 485) is ligated into the vector. Final The products are CMV promoter, hybrid eco-avidin envelope and SV40 plasmid. Plasmid containing a rearenylation signal, pCMV-enveco-avidinCall. D.Biotinylated MSH   MSH peptide S-Y-S-M-E-H-F-R-W-G-L-P-V-NHTwo(Chiron Corp., Emeryvi lle, CA), and NHS-biotin (Pierce, Rockford, IL) according to the manufacturer's instructions. To be biotinylated. E. FIG.Generation of a marker-recombinant retroviral vector displaying avidin   Β-galactosidase (C encoding a marker recombinant retroviral vector Bβ-gal) with pCMV-envcco-avidinTogether with the 293 2-3 cell line (US Patent Application No. 07 / 800,921). Or luciferase, green Use equal amounts of vector encoding fluorescent protein (GFP) or other markers. obtain. Select clones (at G418) and screen for high RNA-containing products And thenThreeScreening avidin surface expression using H-biotin linkage To Vector particles containing avidin14C-biotin (Amersham, Chlcago, IL) and And using the sucrose gradient method. F.In vitro targeting   Human melanoma cells (DM252, DM6, DM92) are grown in a suitable medium. Results in target cells The specificity of biotinylated MSH to be combined is determined by the addition of avidin-fluorescein and fluorescence. Test by microscope. Eco-avidin CBβ-gal transduction by staining or G4 Tested by 18 selections (see US Patent No. 08 / 032,846) and transduced Is compared to non-melanoma cells such as HT1080 human fibrosarcoma cells. G. FIG.In vivo targeting   Transplant one or more of the following human melanoma cell lines into the peritoneal cavity of nude mice: No .: DM252, DM6, DM92 (see US patent application Ser. No. 08 / 032,846). Targeting First, mice were injected with biotin-MSH, followed by 1 × 10Five~ 1 × 108 cfu eco-a Determined by injecting vidin CB β-gal recombinant retroviral vector You. Targeting is followed by dissecting melanoma tissue and staining for β-gal, Or assay for luciferase activity in melanoma and mouse tissues It is evaluated by doing. As a control, pCMV-env of 293-2-3 cellsecoNo A similar vector encapsidated for transfection was used for the envelope plasmid. Without the addition of a drug, the mice are injected in parallel and the tissues of these mice are Say. H.In vivo targeting-human   Using the data obtained in the mouse system, a protocol for administering to patients To determine Patients can receive the vector encoding the desired gene in 3-20 doses. Administer I.P., I.V., intraarterial (I.A.), or intralymphatic. This dose depends on I.V., I.V. About 1. of gene delivery vehicles given by A., I.P., or intralymphatic administration. 0x106~ 1.0 × 10Tencfu range.

───────────────────────────────────────────────────── 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) A61P 35/00 C12N 15/00 ZNAA 43/00 111 5/00 B C12N 5/10 A61K 37/02 // A61K 35/76 37/52 (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FR,GB,GR,IE,IT,LU,M C,NL,PT,SE),AM,AT,AU,BB,B G,BR,BY,CA,CH,CN,CZ,DE,DK ,EE,ES,FI,GB,GE,HU,IS,JP, KE,KG,KP,KR,KZ,LK,LR,LT,L U,LV,MD,MG,MN,MW,MX,NO,NZ ,PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI, SK,TJ,TM,TT,UA,UG,UZ,VN (72)発明者 ポロ,ジョン エム. アメリカ合衆国 カリフォルニア 92109, サン ディエゴ,リード アベニュー ナ ンバー4 1222 (72)発明者 デュベンスキー,トーマス ダブリュー. ジュニア アメリカ合衆国 カリフォルニア 92014, デル マー,ビア フェリノ 12729 (72)発明者 ジョリー,ダグラス ジェイ. アメリカ合衆国 カリフォルニア 92024, ルーカディア,ヒルクレスト ドライブ 277──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) A61P 35/00 C12N 15/00 ZNAA 43/00 111 5/00 B C12N 5/10 A61K 37/02 // A61K 35/76 37/52 (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, DE, DK, ES, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE), AM, AT, AU, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, GB, GE, HU, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ , LK, LR, LT, LU, LV, MD, MG, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, TJ , TM, TT, UA, UG, UZ, VN (72) Inventor Polo, John M. United States of America 92109, San Diego, Reed Avenue Number 4 1222 (72) Inventor Duvensky, Thomas W. Jr. United States of America 92014 , Del Mar, Via Felino 12729 (72) Inventor Jolly, Douglas Jay. United States California 92024, Luccadia, Hillcrest Drive 277

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1.インビボで腫瘍細胞を殺傷する方法であって、腫瘍内の細胞または腫瘍に隣 接する細胞を、腫瘍内の血餅形成または腫瘍に隣接する血餅形成を刺激し得るポ リペプチドをコードする核酸分子を包含する遺伝子送達ビヒクルで形質導入する 工程を包含する、方法。 2.インビボで腫瘍血管新生を阻害する方法であって、腫瘍内の細胞または腫瘍 に隣接する細胞を、腫瘍の血管形成を阻害し得るポリペプチドをコードする核酸 分子を含む遺伝子送達ビヒクルで形質導入する工程を包含する、方法。 3.インビボで腫瘍細胞を殺傷する方法であって、以下の工程を包含する方法: (a)腫瘍内の血管細胞または腫瘍の動脈側に隣接する血管細胞を、非細胞傷害 性因子を細胞傷害性因子に活性化し得るポリペプチドをコードする核酸分子を含 む遺伝子送達ビヒクルで形質導入する工程;および (b)細胞傷害性因子内のポリペプチドにより活性化され得る非細胞傷害性因子 を動物に投与する工程。 4.インビボで腫瘍細胞から栄養素を剥奪する方法であって、腫瘍内の血管内の 細胞または腫瘍内の血管と隣接する細胞を、腫瘍の脈管周囲の間隙の空間におい て、該栄養素を結合し得るか、該栄養素を代謝し得るか、または該栄養素の細胞 の取り込みに対して耐性を与え得る、ポリペプチドをコードする核酸分子を含む 、遺伝子送達ビヒクルで形質導入する工程を包含する、方法。 5.前記遺伝子送達ビヒクルが、組換えレトロウイルスベクターである、請求項 1、2、3、または4のいずれかに記載の方法。 6.前記遺伝子送達ビヒクルが、前記血餅形成を刺激し得るポリペプチドをコー ドする核酸分子を含む、請求項1に記載の方法。 7.前記ポリペプチドが、ラッセルクサリヘビ蛇毒第X因子-活性化因子、ラッ セルクサリヘビ蛇毒第X因子-活性化因子、組織因子、短縮型組織因子、短縮型 組織因子血管内皮増殖因子融合タンパク質、ガン凝血促進因子、トロンビン、お よびトロンビン様酵素からなる群から選択される、請求項6に記載の方法。 8.前記ポリペプチドが、フォンビルブラント因子抗原II、内皮単球細胞活性化 ポリペプチドI、内皮単球細胞活性化ポリペプチドII、腫瘍壊死因子α、腫瘍壊 死因子β、およびRickettsia rickettsil由来の組織因子誘導因子からなる群か ら選択される、請求項6に記載の方法。 9.トロンビン様酵素が、Crotalus adamanteus(Crotalase)、Crotalus horridu s horridus、Agkistrodon Rhodostoma(Ancrod)、Agkistrodon contortrix、Agki strodon acutus、Bothrops attox(Batroxobin)、Bothrops marajoensis、Bothro ps moojeni、Trimeresurus gramineus、Trimeresurus okinavensis、およびBiti s gabonicaの毒由来のトロンビン様酵素からなる群より選択される、請求項8に 記載の方法。 10.前記遺伝子送達ビヒクルがフィブリン溶解を阻害し得るポリペプチドをコ ードする核酸分子を含む、請求項1に記載の方法。 11.前記ポリペプチドが、α2-抗プラスミン、プラスミノゲンアクチベーター インヒビターI、プラスミノゲン活性化インヒビターII、プラスミノゲン活性化 インヒビターIII、およびErythrinaプロテイナーゼインヒビターからなる群から 選択される、請求項7に記載の方法。 12.組換えレトロウイルベクターが、腫瘍血管形成を阻害し得るポリペプチド をコードする核酸分子を含む、請求項2に記載の方法。 13.前記ポリペプチドが、アンジオスタイン、インターフェロンα、インター フェロンβ、血小板因子4、メタロプロテイナーゼIの組織インヒビター、メタ ロプロテイナーゼIIの組織インヒビター、メタロプロテイナーゼIIIの組織イン ヒビター、トロンボスポンジン、プロラクチンの抗血管形成フラグメント、ヘパ リナーゼ、ベーシック線維芽細胞増殖因子に対する中和抗体フラグメント、血管 内皮細胞増殖因子、およびαVβ3インテグリンからなる群から選択される、請求 項12に記載の方法。 14.前記遺伝子送達ビヒクルが非細胞傷害性因子を細胞傷害性因子に活性化し 得るポリペプチドをコードする核酸分子を含む、請求項3に記載の方法。 15.前記ポリペプチドが、単純ヘルペスウイルスチミジンキナーゼ、水痘帯状 ウイルスのチミジンキナーゼ、シトシンデアミナーゼ、Escherischia coliのプ リンヌクレオシドホスホリラーゼ、リーシュマニアのプリンヌクレオシドホスホ リラーゼ、Escherischia coliのキサンチン-グアニンホスホリボシルトランスフ ェラーゼ、シトクロムP450 2B1遺伝子産物、シトクロムP450リダクターゼ細胞表 面、アルカリホスファターゼ、β-グルコシダーゼ、N-デオキシリボシルトラン スフェラーゼ、フェレドキシン酸化還元酵素、カルボキシペプチダーゼG2、カル ボキシペプチダーゼA、βパクタマーゼ、アクチノマイシンDシンセターゼ複合体 、および窒素還元酵素からなる群から選択される、請求項3に記載の方法。 16.前記遺伝子送達ビヒクルが、前記腫瘍の脈管周囲の間隙の空間において、 該栄養素を結合し得るか、該栄養素を代謝し得るか、または該栄養素の細胞の取 り込みに対して耐性を与え得るポリペプチドをコードする核酸分子を含む、請求 項4に記載の方法。 17.血餅形成を刺激し得るポリペプチドをコードする核酸分子を含む、遺伝子 送達ビヒクル。 18.フィブリン溶解を阻害し得るポリペプチドをコードする核酸分子を含む、 遺伝子送達ビヒクル。 19.腫瘍血管形成を阻害し得るポリペプチドをコードする核酸分子を含む、遺 伝子送達ビヒクル。 20.遺伝子送達ビヒクルが、腫瘍の脈管周囲の間隙の空間において、該栄養素 を結合し得るか、該栄養素を代謝し得るか、または該栄養素の細胞の取り込みに 対して耐性を与え得るポリペプチドをコードする核酸分子を含む、遺伝子送達ビ ヒクル。 21.請求項17に記載の遺伝子送達ビヒクルを産生するプロデューサー細胞。 22.請求項18に記載の遺伝子送達ビヒクルを産生するプロデューサー細胞。 23.請求項19に記載の遺伝子送達ビヒクルを産生するプロデューサー細胞。 24.請求項20に記載の遺伝子送達ビヒクルを産生するプロデューサー細胞。 25.請求項17の遺伝子送達ビヒクルで形質導入された標的細胞。 26.請求項18の遺伝子送達ビヒクルで形質導入された標的細胞。 27.請求項19の遺伝子送達ビヒクルで形質導入された標的細胞。 28.請求項20の遺伝子送達ビヒクルで形質導入された標的細胞。 29.組換えベクターが、アデノウイルス、レトロウイルス、ポックスウイルス 、アルファウイルス、ポリオウイルス、ライノウイルス、インフルエンザウイル ス、 パルボウイルス、アデノ関連ウイルス、ヘルペスウイルス、SV40ウイルス、ヒト 免疫不全ウイルス、麻疹ウイルス、アストロウイルス、およびコロナウイルスか らなる群より選択される、請求項17、18、19、または20のいずれかに記 載の遺伝子送達ビヒクルで形質導入された標的細胞。 30.前記遺伝子送達ビヒクルが、ウイルスベクター、核酸ベクター、リポソー ム、ポリカチオン濃縮核酸、または組換えベクターからなる群より選択される、 請求項1、2、3、または4に記載の遺伝子送達ビヒクル。 31.請求項21のプロデューサー細胞により産生される遺伝子送達ビヒクル。 32.請求項22のプロデューサー細胞により産生される遺伝子送達ビヒクル。 33.請求項23のプロデューサー細胞により産生される遺伝子送達ビヒクル。 34.請求項24のプロデューサー細胞により産生される遺伝子送達ビヒクル。 35.前記遺伝子送達ビヒクルが、アデノウイルス粒子、レトロウイルス粒子、 ポックスウイルス粒子、アルファウイルス粒子、ポリオウイルス粒子、ライノウ イルス粒子、インフルエンザウイルス粒子、パルボウイルス粒子、アデノ関連ウ イルス粒子、ヘルペスウイルス粒子、SV40ウイルス粒子、ヒト免疫不全ウイルス 粒子、麻疹ウイルス粒子、アストロウイルス粒子、およびコロナウイルス粒子か らなる群より選択される、請求項31、32、33、または34のいずれかに記 載の遺伝子送達ビヒクル。 36.前記アルファウイルス粒子が、シンドビスウイルス、セムリキ森林ウイル ス、ミッデルブルグウイルス、ロス川ウイルス、およびベネズエラウマ脳脊髄炎 ウイルスからなる群より選択される、請求項35に記載の遺伝子送達ビヒクル。 37.前記遺伝子送達ビヒクルが、トリ白血症ウイルス、ウシ白血病ウイルス、 マウス白血病ウイルス、ミンク細胞フォーカス形成ウイルス、マウス肉腫ウイル ス、細網内皮症ウイルス、テナガザル白血病ウイルス、メイソン−パイツァーサ ルウイルスおよびラウス肉腫ウイルスからなる群より選択される、請求項35に 記載のレトロウイルス粒子。 38.前記レトロウイルス粒子が、アーベルソンウイルス、フレンドウイルス、 グラフィウイルス、グロスウイルス、カーステンウイルス、ハーベイ肉腫ウイル ス、ラウーシャーウイルス、およびモロニーマウス白血病ウイルスからなる群よ り選択される、請求項37に記載のマウスレトロウイルス粒子。 39.ウイルス粒子が複製欠損である、請求項31,32、33、または34の いずれかに記載の遺伝子送達ビヒクル。 40.請求項31、32、33、または34のいずれかに記載の遺伝子送達ビヒ クルを含む、薬学的組成物。 41.凍結乾燥される、請求項31、32、33、または34のいずれかに記載 の遺伝子送達ビヒクル。 42.凍結乾燥される、請求項35に記載の遺伝子送達ビヒクル。 43.再構築において、前記遺伝子送達ビヒクルがヒトへの投与に適切である、 請求項42に記載の凍結乾燥された遺伝子送達ビヒクル。 44.脱水される、請求項31、32、33、または34のいずれかに記載の遺 伝子送達ビヒクル。 45.脱水される、請求項35に記載の遺伝子送達ビヒクル。[Claims] 1. A method of killing tumor cells in vivo, comprising: causing a nucleic acid molecule encoding a polypeptide capable of stimulating clot formation in a tumor or clot formation adjacent to a tumor. Transducing with an included gene delivery vehicle. 2. A method for inhibiting tumor angiogenesis in vivo, comprising transducing cells in or adjacent to a tumor with a gene delivery vehicle comprising a nucleic acid molecule encoding a polypeptide capable of inhibiting tumor angiogenesis. A method comprising: 3. A method for killing tumor cells in vivo, comprising the steps of: (a) removing vascular cells in a tumor or vascular cells adjacent to the arterial side of a tumor with a non-cytotoxic factor and a cytotoxic factor; Transducing with a gene delivery vehicle containing a nucleic acid molecule encoding a polypeptide that can be activated to the cell; and (b) administering to the animal a non-cytotoxic factor that can be activated by the polypeptide within the cytotoxic factor. . 4. A method of depriving a tumor cell of nutrients in vivo, wherein the nutrients can be bound by cells in blood vessels in the tumor or cells adjacent to blood vessels in the tumor in the intervascular space around the tumor. Transducing with a gene delivery vehicle comprising a nucleic acid molecule encoding a polypeptide that is capable of metabolizing the nutrient or conferring resistance to cellular uptake of the nutrient. 5. 5. The method of any of claims 1, 2, 3, or 4, wherein the gene delivery vehicle is a recombinant retroviral vector. 6. 2. The method of claim 1, wherein the gene delivery vehicle comprises a nucleic acid molecule encoding a polypeptide capable of stimulating the clot formation. 7. The polypeptide may be a Russell's viper snake venom factor X-activator, a Russell's viper snake venom factor X-activator, tissue factor, truncated tissue factor, truncated tissue factor vascular endothelial growth factor fusion protein, cancer coagulation promoting factor 7. The method of claim 6, wherein the method is selected from the group consisting of, thrombin, and a thrombin-like enzyme. 8. Wherein said polypeptide is von Willebrand factor antigen II, endothelial monocyte activation polypeptide I, endothelial monocyte activation polypeptide II, tumor necrosis factor α, tumor necrosis factor β, and tissue factor induction from Rickettsia rickettsil 7. The method of claim 6, wherein the method is selected from the group consisting of factors. 9. The thrombin-like enzymes are Crotalus adamanteus (Crotalase), Crotalus horridu s horridus, Agkistrodon Rhodostoma (Ancrod), Agkistrodon contortrix, Agki strodon acutus, Bothrops attox (Batroxobin), Bothrops marothenus, Tris, Bothrops marotheros 9. The method according to claim 8, wherein the method is selected from the group consisting of thrombin-like enzymes from s gabonica venom. 10. 2. The method of claim 1, wherein said gene delivery vehicle comprises a nucleic acid molecule encoding a polypeptide capable of inhibiting fibrinolysis. 11. The method according to claim 7, wherein the polypeptide is selected from the group consisting of α2-antiplasmin, plasminogen activator inhibitor I, plasminogen activation inhibitor II, plasminogen activation inhibitor III, and Erythrina proteinase inhibitor. 12. 3. The method of claim 2, wherein the recombinant retroviral vector comprises a nucleic acid molecule encoding a polypeptide capable of inhibiting tumor angiogenesis. 13. The polypeptide is angiostein, interferon α, interferon β, platelet factor 4, tissue inhibitor of metalloproteinase I, tissue inhibitor of metalloproteinase II, tissue inhibitor of metalloproteinase III, anti-angiogenic fragment of thrombospondin, prolactin, heparinase, neutralizing antibody fragments against the basic fibroblast growth factor, it is selected vascular endothelial cell growth factor, and from the group consisting of Arufabuibeta 3 integrin, the method according to claim 12. 14. 4. The method of claim 3, wherein said gene delivery vehicle comprises a nucleic acid molecule encoding a polypeptide capable of activating a non-cytotoxic factor to a cytotoxic factor. 15. The polypeptide is herpes simplex virus thymidine kinase, varicella-zoster virus thymidine kinase, cytosine deaminase, Escherischia coli purine nucleoside phosphorylase, Leishmania purine nucleoside phosphorylase, Escherischia coli xanthine-guanine phosphoribosyltransferase, cytochrome P450 2B1 gene product. , Cytochrome P450 reductase, cell surface, alkaline phosphatase, β-glucosidase, N-deoxyribosyltransferase, ferredoxin oxidoreductase, carboxypeptidase G2, carboxypeptidase A, β-pactamase, actinomycin D synthetase complex, and nitrogen reductase 4. The method of claim 3, wherein the method is selected from: 16. A polypeptide wherein the gene delivery vehicle is capable of binding, metabolizing, or conferring resistance to cellular uptake of the nutrients in the intervascular space of the tumor 5. The method of claim 4, comprising a nucleic acid molecule encoding 17. A gene delivery vehicle comprising a nucleic acid molecule encoding a polypeptide capable of stimulating clot formation. 18. A gene delivery vehicle comprising a nucleic acid molecule encoding a polypeptide capable of inhibiting fibrinolysis. 19. A gene delivery vehicle comprising a nucleic acid molecule encoding a polypeptide capable of inhibiting tumor angiogenesis. 20. A gene delivery vehicle encodes a polypeptide that can bind, metabolize, or confer resistance to cellular uptake of the nutrient in the space of the perivascular space of the tumor A gene delivery vehicle comprising a nucleic acid molecule that comprises 21. A producer cell that produces the gene delivery vehicle of claim 17. 22. A producer cell that produces the gene delivery vehicle of claim 18. 23. A producer cell that produces the gene delivery vehicle of claim 19. 24. A producer cell that produces the gene delivery vehicle of claim 20. 25. A target cell transduced with the gene delivery vehicle of claim 17. 26. A target cell transduced with the gene delivery vehicle of claim 18. 27. 20. Target cells transduced with the gene delivery vehicle of claim 19. 28. 21. A target cell transduced with the gene delivery vehicle of claim 20. 29. The recombinant vector is adenovirus, retrovirus, poxvirus, alphavirus, poliovirus, rhinovirus, influenza virus, parvovirus, adeno-associated virus, herpes virus, SV40 virus, human immunodeficiency virus, measles virus, astrovirus, 21. A target cell transduced with a gene delivery vehicle according to any of claims 17, 18, 19, or 20, wherein the target cell is selected from the group consisting of: and a coronavirus. 30. The gene delivery vehicle according to claim 1, 2, 3, or 4, wherein the gene delivery vehicle is selected from the group consisting of a viral vector, a nucleic acid vector, a liposome, a polycation-enriched nucleic acid, or a recombinant vector. 31. A gene delivery vehicle produced by the producer cell of claim 21. 32. A gene delivery vehicle produced by the producer cell of claim 22. 33. A gene delivery vehicle produced by the producer cell of claim 23. 34. A gene delivery vehicle produced by the producer cell of claim 24. 35. The gene delivery vehicle is an adenovirus particle, a retrovirus particle, a poxvirus particle, an alphavirus particle, a poliovirus particle, a rhinovirus particle, an influenza virus particle, a parvovirus particle, an adeno-associated virus particle, a herpes virus particle, an SV40 virus particle. 35. The gene delivery vehicle of any one of claims 31, 32, 33, or 34, wherein the gene delivery vehicle is selected from the group consisting of: a human immunodeficiency virus particle, a measles virus particle, an astrovirus particle, and a coronavirus particle. 36. 36. The gene delivery vehicle of claim 35, wherein the alphavirus particles are selected from the group consisting of Sindbis virus, Semliki Forest virus, Middelburg virus, Ross River virus, and Venezuelan equine encephalomyelitis virus. 37. The gene delivery vehicle is derived from avian leukemia virus, bovine leukemia virus, mouse leukemia virus, mink cell focus-forming virus, mouse sarcoma virus, reticuloendotheliosis virus, gibbon leukemia virus, Mason-Petesar virus and Rous sarcoma virus. 36. The retroviral particle of claim 35, wherein the retroviral particle is selected from the group consisting of: 38. 38. The mouse of claim 37, wherein the retroviral particles are selected from the group consisting of Abelson virus, Friend virus, Graffy virus, Gross virus, Carsten virus, Harvey sarcoma virus, Lausher virus, and Moloney murine leukemia virus. Retroviral particles. 39. 35. The gene delivery vehicle according to any of claims 31, 32, 33, or 34, wherein the viral particle is replication defective. 40. A pharmaceutical composition comprising the gene delivery vehicle of any one of claims 31, 32, 33, or 34. 41. 35. The gene delivery vehicle according to any of claims 31, 32, 33, or 34, which is lyophilized. 42. 36. The gene delivery vehicle of claim 35, which is lyophilized. 43. 43. The lyophilized gene delivery vehicle of claim 42, wherein upon reconstitution, the gene delivery vehicle is suitable for administration to a human. 44. 35. The gene delivery vehicle according to any of claims 31, 32, 33, or 34, which is dehydrated. 45. 36. The gene delivery vehicle of claim 35, which is dehydrated.
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