JP2002502599A - 増殖され遺伝子的に修飾されたヒト造血幹細胞集団 - Google Patents

増殖され遺伝子的に修飾されたヒト造血幹細胞集団

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JP2002502599A
JP2002502599A JP2000530594A JP2000530594A JP2002502599A JP 2002502599 A JP2002502599 A JP 2002502599A JP 2000530594 A JP2000530594 A JP 2000530594A JP 2000530594 A JP2000530594 A JP 2000530594A JP 2002502599 A JP2002502599 A JP 2002502599A
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Abstract

(57)【要約】 ヒト造血幹細胞の遺伝的に修飾され増殖された集団に関する。 【解決手段】本発明は、ポリヌクレオチド配列を含む遺伝子運搬ビークルをmplリガンド(特に、トロンボポイエチン)、flt3リガンド及びインターロイキン6(IL6)の有効量を含む培地中で造血幹細胞を培養することから成る、培養中での造血幹細胞の生存及び/又は増殖を促進させる方法を提供する。更に、ポリヌクレオチド配列を含む遺伝子運搬ビークルをトロンボポイエチン及びflt3リガンドの有効量の存在下で造血幹細胞集団と接触させることから成る、造血幹細胞の修飾方法、並びに、対象における造血能を回復する方法に関する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 発明の背景 血液細胞の生産は、唯1つの細胞型、即ち、造血幹細胞に由来し、該造血幹細
胞は増殖及び分化を経て、全ての造血システムを産生する(生み出す)。造血幹
細胞は自己再生、即ち、それ自身の幹細胞集団の増殖をする能力を有し、更に、
多分化能、即ち、造血システムにおける如何なる細胞にも分化する能力がある。
このような稀な細胞集団から、リンパ球、骨髄性細胞(赤血球、巨大核細胞、顆
粒球及びマクロファージ)を含む全ての成熟した造血システムが形成される。B
細胞及びT細胞を含むリンパ系列により、抗体が生産され、細胞免疫システムが
調節され、血液中の異物 (foreign agents) が検出され、及び、宿主に対して外
来性の細胞が検出されたりする。単球、顆粒球、巨大核細胞、及びその他の細胞
を含む骨髄系列により、外来性生物 (foreign bodies) の存在が監視され、腫瘍
細胞から防御し、及び、外来性物質を捜して処理し、血小板を生産したりする。
赤血球系列により赤血液細胞が生産され、これは酸素運搬体として機能する。成
熟血液細胞の寿命は短いので、それらの生産は成人の一生を通じて連続的に行わ
れる。このような一生に亘る成熟血液細胞の生産は、主に骨髄に存在する多分化
能の造血幹細胞(HSC)の小集団の活性に依存している。
【0002】 多分化能HSCは、病気の治療の理想的な候補、及び、遺伝子治療の理想的な
標的であると考えられる。造血細胞に影響を及ぼす多くの病気があり、遺伝子治
療及び/又は骨髄移植はこれらの病気を治療したり軽減・緩和するのに有効であ
ると思われる。このような病気として、重症複合免疫不全症(SCID)、慢性
骨髄白血病(CML)、β―サラセミア、及び、鎌状赤血球貧血等を挙げること
が出きる。血液細胞の生活サイクルには限りがある為に、T細胞のようなより成
熟した造血細胞に遺伝子を導入した場合には、せいぜい一過性の効果を挙げるこ
とが出きるのみである。例えば、SCID患者を、正常なADA遺伝子を患者の
リンパ球に生体外 (ex vivo) で導入し、形質導入されたリンパ球を再び患者に 注入することによって治療した例がある (Biotechnology News (1993) 13:14) 。効果的な治療の為には、ADAを有するリンパ球を6ヶ月毎に患者に再注入し
なければならなかった。ADA遺伝子をHSCに導入すれば、ADAを有する幹
細胞は骨髄を再集団化(再形成)し、病気を完全に治療することができる為に、
このような治療の繰り返しを避けることが出来るであろう。遺伝子治療において
は、HSCへ形質導入及び移植することによって、遺伝子的に修飾された造血細
胞が患者の生存期間中、連続的に供給する手段が確保されることから、その試み
がこのHSCに集中して行われている。HSCは、造血システムが何らかの方法
で失われた場合に血液細胞の数を回復する為の最終的な役割を担っている。
【0003】 しかしながら、多分化能を維持してHSCを長期間生体外で培養することは困
難であることが示されている。更に、遺伝子導入が成功するには、生体外で培養
される幹細胞が有糸分裂を経る必要がある (Hajihosseini et al., (1993) EMBO
12:4969; Lewis & Emennan (1994) J. Virol., 68:510) 。新たに分離されたH
SCの大部分は静止状態にあると考えられている為 (Ogawa (1993) Blood 81:28
44) 、遺伝子操作されたHSCを用いて充分な臨床的治療を達成するには、分化
した結果、多系列への多分化能を喪失することなく、HSC分裂を刺激するよう
な適当な生体外条件を提供することが必要である。ストロマはこのような条件を
提供する為に必要であると思われているが、臨床的な遺伝子治療にストロマ培養
を使用することは技術的に困難であるために、ストロマなしでヒトHSCの生体
外での複製及び維持を刺激するような適当な培養条件は未だ明確に定義されてい
ない。
【0004】 ストロマなしでのHSCのレトロウイルスによる遺伝子導入の試みとして、I
L−3及びIL−6をKL(kitリガンド)又はLIF(白血病阻害因子)と
組み合わせてストロマなしの培養に添加することが行われた (Nolta et al. (19
95) Blood 86:101; Junker et al. (1997) Blood 89:4229) 。これらの培養HS
C細胞への遺伝子導入効率は依然として低いものであった。更に、HSCを生体
外でIL−3と培養すると始原又は初代 (primitive) HSCの機能を維持する ことに悪影響を及ぼす可能性があることが、致死量の放射線照射を受けたマウス
での再HSC構成能力が低下することで示された (Knobel et al. (1994) Exp.
Hematol. 22:1227; Yonemura et al. (1996) PNAS USA 93:4040) 。
【0005】 培養がIL−3で誘発された場合には、ヒト造血細胞におけるレトロウイルス
介在による遺伝子発現と増殖因子による刺激とは逆の相関があった。更に、IL
−3にはBリンパ球能を失わせる可能性があり、早期骨髄造血の正の調節因子で
ある (Hirayama et al. (1994) PNAS USA 91:469) 。更に、IL−3の存在下で
3−6日間培養すると、初代ヒトCD34Linローダミン (Rhl23)lo 細 胞の分裂を誘発するのみならず、分化も誘発(CD34発現の喪失)した (Murr
ay et al. (1995) Blood 86 (Suppl. 1):256a:1009; Young et al. (1996) Bloo
d 88:1619) 。このように、IL−3を培養に添加するとHSCの長期間に亘る 再構成能力が失われることに関する証拠が現在では多く存在する (Knobel et al
. 上記、Yonemura et al. (1996) 上記、Yonemura et al. (1997) Blood 89:191
5; Dao et al. (1997) Blood 89:446) 。
【0006】 精製された骨髄幹/前駆細胞を、IL−3,IL−1α,bFGF,GM−C
SF,G−CSF,CSF−1及びS1因子から成るサイトカインカクテルに応
答させて、インビトロでG0/G1期からS期へ同調的に進ませることができた
(Reddy et al. (1995) Exp. Hematol. 23:813) 。IL−3,IL−6,IL−
11,SCFから成るサイトカインカクテルを用いてインビトロで骨髄性細胞を
48時間培養してマウス造血前駆細胞を増殖させた (Peters et al. (1995) Exp
. Hematol. 23:461) 。トロンボポイエチン(TPO)を含むその他のサイトカ インカクテルについても報告されている (Kaushansky et al. (1996) Exp. Hema
tol. 24:265-9; Ramsfjell et al. (1997) J. Immunol. 158:5169-77) 。しかし
ながら、幾つかの場合には、これらのサイトカインカクテルによる処理によって
細胞の分化が引き起こされ、その結果、多分化能が失われる。
【0007】 もう1つの試みとして、マウス骨髄性細胞をイソロイシン無添加培地で培養す
ることによってG0/G1期に捕捉した (Reddy et al. (1995) Exp. Hematol.
23:813) 。サイトカインを含有する培地で単離したマウス骨髄性細胞を48時間
前刺激して、その後、更に48時間、同じサイトカイン含有培地でレトロウイル
ス生産細胞系と共培養し、その後、細胞を宿主マウスに注入した (Kittler et a
l. (1994) Blood 84:344A) 。しかしながら、Kittlerのレジュメでは骨髄におけ
る生着レベルが低く、骨髄又は末梢血液におけるレトロウイルス形質導入細胞を
得ることが出来なかった。
【0008】 造血幹細胞治療の長期間に亘る効果を得るために、幹細胞の多分化能を維持す
る、効率的な生体外での非ストロマ培養システムが必要とされている。多分化能
を喪失することなく、誘発、活性化又はHSCサイクルをもたらすような生体外
培養を達成することが望まれている。更に、この方法では、治療を受ける各個人
に対する毒性が最小であるような生体内(インビボ)使用に適した細胞を得るこ
とが必要である。本発明は、以上の要求を満たし、同時に、それらに関連した利
点を提供するものである。
【0009】 発明の開示 本発明の一態様において、トロンボポイエチン(TPO)のようなmplリガ
ンド、flt3リガンド、及びインターロイキン6(IL−6)の有効量の存在
下で細胞を培養することから成る、該培養中の造血幹細胞の増殖を促進させる方
法を提供する。他のサイトカインを単独又は組み合わせて培養に追加することも
可能であり、好ましくは、これらの他のサイトカインはインターロイキン3(I
L−3)、白血病阻害因子(LIF)、及び/又はc−kitリガンドの有効量
である。一具体例として、サイトカインは、TPO,FL,IL6,及びLIF
である。別の具体例として、サイトカインは、TPO,FL,IL6,及びIL
3である。更に、一例として、サイトカインは、TPO,FL,IL6,LIF
及びIL3である。更に、一例として、サイトカインは、TPO,FL,IL6
,及びc−kitリガンドである。更に、一例として、サイトカインは、TPO
,FL,IL6,LIF,IL3及びc−kitリガンドである。更に、一例と
して、サイトカインは、TPO,FL,IL6,LIF,及びc−kitリガン
ドである。
【0010】 本発明の培養方法によって、自己再生 (self-renewal) する能力及び全ての造
血細胞系列を発生(産生)させる能力によって特徴付けられる造血幹細胞の集団
が生じる。本発明の一態様において、造血幹細胞はヒト造血幹細胞であり、好ま
しくは、CD34であり、より好ましくはCD34Thy−1であり、更
により好ましくは、CD34Thy−1Linである。
【0011】 本発明の別の態様として、(a)TPOのようなmplリガンド、flt3リ
ガンド、及びインターロイキン6(IL−6)の存在下、造血幹細胞集団の増殖
に好適な条件で造血幹細胞を含む集団を培養し、(b)対象に、有効量の上記増
殖させた集団を投与することから成る、該対象における造血能(力)の回復方法
を提供する。他のサイトカインを単独又は組み合わせて培養に追加することも可
能であり、好ましくは、これらの他のサイトカインはインターロイキン3(IL
−3)、白血病阻害因子(LIF)、及び/又はc−kitリガンドの有効量で
ある。一具体例として、サイトカインは、TPO,FL,IL6,及びLIFで
ある。別の具体例として、サイトカインは、TPO,FL,IL6,及びIL3
である。更に、一例として、サイトカインは、TPO,FL,IL6,LIF及
びIL3である。更に、一例として、サイトカインは、TPO,FL,IL6,
及びc−kitリガンドである。更に、一例として、サイトカインは、TPO,
FL,IL6,LIF,及びc−kitリガンドである。更に、一例として、サ
イトカインは、TPO,FL,IL6,IL3,及びc−kitリガンド,又は
、TPO,FL,IL6,LIF,IL3,及びc−kitリガンドである。本
発明の一態様において、造血幹細胞はヒト造血幹細胞であり、好ましくは、CD
34であり、より好ましくはCD34Thy−1であり、更により好まし
くは、CD34Thy−1Linである。一態様において、サイトカイン
で培養され対象に投与される造血幹細胞は同種 (allogeneic) である。別の態様
では、該造血幹細胞は自家 (autologous) である。
【0012】 本発明の別の態様として、ポリヌクレオチド配列を有する遺伝子運搬ビークル
を、mplリガンド、及びflt3リガンドの有効量の存在下で培養した造血幹
細胞集団と接触させることから成る、造血幹細胞の修飾方法を提供する。他の分
子を単独又は組み合わせて培養に追加することも可能であり、好ましくは、これ
らの他の分子はc−kitリガンド,インターロイキン6(IL−6)、インタ
ーロイキン3(IL−3)、白血病阻害因子(LIF)、及び/又はフィブロネ
クチンである。第一具体例として、これら分子は、TPO,FL,及びc−ki
tリガンドである。第二具体例として、これら分子は、TPO,FL,及びIL
−6である。第三具体例として、これら分子は、TPO,FL,IL−6及びL
IFである。第四具体例として、これら分子は、TPO,FL,IL−6,LI
F及びIL3である。第五具体例として、これら分子は、TPO,FL,IL−
6,IL3及びc−kitリガンドである。第六具体例として、これら分子は、
TPO,FL,IL−6,IL3,c−kitリガンド及びLIFである。更に
具体例として、分子は、TPO,FL,IL−6及びフィブロネクチン(RetroN
ectinTM)である。別の具体例として、分子は、TPO,FL,IL−6,LI F,及びフィブロネクチン(RetroNectinTM)である。更に別の具体例では、分 子はTPO,FL,IL6,IL3,及びフィブロネクチン(RetroNectinTM) であり、更にLIFは加えても加えなくてもよい。これらの如何なる培養条件に
おいても、ポリヌクレオチド配列は、ペプチド、リボザイム及びアンチセンス配
列から成る群から選択される産物をコードしており、遺伝子運搬ビークルは、レ
トロウイルスベクター、DNAベクター、及びリポソーム運搬ビークルから成る
群から選択される。
【0013】 発明の実施の態様 様々な刊行物、特許及び公開特許明細書が引用される。これらの開示内容は、
本発明が関連する技術分野の技術水準をより完全に記載する為に、引用されるこ
とで本明細書の開示内容に取り込まれるものである。
【0014】 本発明の実施に際しては、特に他に指示のない限り、当該技術分野に含まれる
、分子生物学、微生物学、細胞生物学、及び組換えDNAの従来技術を使用する
。例えば、Sambrook, Fritsch, Mmaniatis, MOLECULAR CLONING: A LABORATORY
MANUAL, 2nd edition (1989); CURRENT PROTOCOLS IN MOLECULAR BIOLOGY, (F.M
. Ausubel et al. Eds., 1987); the series METHODS IN ENZYMOLOGY (Academic
Press, Inc.); PCR 2: A PRACTICAL APPROACH (M.J. McPherson, B.D. Hames a
nd G.R. Taylor eds., 1995); ANIMAL CELL CULTURE (R.I. Freshney. Ed., 198
7); ANTIBODIES: A LABORATORY MANUAL (Harlow et al., eds., 1987)を参照さ れたし。
【0015】 本明細書中における幾つかの用語は以下に定義された意味を有する。 「造血幹細胞」とは、動物、特に哺乳類、好ましくは、ヒトの造血幹細胞を意
味し、その他の細胞型の幹細胞を意味しない。「幹細胞」とは、インビボにおけ
る全ての長期間の生着能力を有する造血細胞集団も意味する。ヒト造血幹細胞集
団候補の長期間の生着能力に対する動物モデルには、SCID−hu骨モデル (
Kyoizumi et al. (1992) Blood 79:1704; Murray et al. (1995) Bllod 85(2) 3
68-378) 及びインウテロ (in utero) ヒツジモデル (Zanjani et al. (1992) J.
Clin. Invest. 89:1179) がある。ヒト造血の動物モデルに関しては、Srour et
al. (1992) J. Hematother. 1:143-153 、及びそこに引用されている文献を参 照されたし。現在のところ、幹細胞の最も優れたインビトロアッセイは、5−8
週間のストロマとの共培養後に生産されるクローン生産性細胞数の限界希釈分析
に基づく、長期培養開始細胞(long-term culture-initiating cell: LTCIC) ア ッセイ(Sutherland et al. (1990) Proc. Nat'l Aca. Sci. 87:3584-3588) であ
る。LTCICアッセイはコブルストーン領域形成細胞 (cobblestone area forming
cell: CAFC) アッセイ、及びインビボでの長期間生着能力のような、その他の通
常使用されている幹細胞アッセイと相関することが示されている (Breems et al
. (1994) Leukemia 8:1095) 。幹細胞集団が非常に高く濃縮 又は濃厚(enrichme
nt) にされた例としては、米国特許明細書第5,061,620号に記載されているCD 34Thy−1Lin表現型である。この表現型集団は典型的には約1/
20の平均CAFC頻度を示す(Murray et al. (1995) 上記; Lansdorp e al. (
1993) J. Exp. Med. 177:1331) 。如何なる細胞集団における濃縮も、採用され る選択基準及び所与の選択技術によって達成される純度に依存することは当業者
には自明である。
【0016】 本明細書中で、「増殖」という用語は、培養開始に使用された多分化能幹細胞
から前駆細胞の数が増大することを認めるものである。「生存」という用語は、
生存状態又は活性化状態を維持し続ける能力を意味する。細胞培養を開始する為
に使用される造血幹細胞は、成人又は胎児の骨髄、サイトカイン又は化学剤によ
り可動化された末梢血、胎児の肝臓又は臍帯血を含む如何なる原料に由来するも
のでも良い。 一般的に、培養に先だって、培養開始(接種)集団を腫瘍細胞から分離するこ
とが望ましい。幹細胞の腫瘍細胞からの選択は、セルソーター、磁気ビーズ、充
填カラム等の如何なる方法でも可能である。CD34Thy−1CD14 CD15表現型を複数のミエローマ患者から分離することによって、腫瘍障壁
を精製細胞10個当り1個未満の腫瘍細胞にまで減少することができた。 本明細書において、「flt3リガンド」及び「mplリガンド」は夫々、fl t3及びmpl受容体に充分な特異性で結合し、flt3又はTPO介在生物活
性を引き出すことの出来る化合物を含む。
【0017】 本明細書において、「サイトカイン」という用語は、例えば、増殖のような、
細胞に対して様々な影響を与える数多くの因子のうちの任意の一つを意味する。
本発明の実施において単独又は組み合わせで使用されるサイトカインの非限定的
な例としては、インターロイキン2(IL−2)、幹細胞因子(SCF)、イン
ターロイキン3(IL−3)、可溶性インターロイキン6を含むインターロイキ
ン6(IL−6)、インターロイキン12(IL−12)、G−CSF、顆粒球
―マクロファージコロニー刺激因子(GM−CSF)、インターロイキン1α(
IL−1α)、インターロイキン11(IL−11)、MIP−1α、白血病阻
害因子(LIF)、c−kitリガンド、トロンボポイエチン(TPO)、及び
flt3リガンドを挙げることが出来る。本発明は又、一つ又はそれ以上のサイ
トカインが培地から特異的に排除された培養条件を含むものである。サイトカイ
ンは、例えば、アムジェン(Thousand Oaks, CA) 、R&Dシステムズ、及びイム
ネックス (Seattle, WA) 等の幾つかの販売者から市販されている。本明細書中 で常に明記される訳ではないが、野生型又は精製されたサイトカインと類似の生
物学的活性を有する分子(例えば,組換えによって生産されたもの)も、本発明
の技術的思想及び範囲内で使用することが意図されている。
【0018】 「mpl(骨髄増殖性白血病)リガンド」、「flt3(FL)リガンド」及
び「c−kit(KL)リガンド」は、夫々、mpl,flt3(FL)及びc
−kit(KL,幹細胞因子(Stl),又はマスト細胞増殖因子(MGF)と
も呼ばれる)受容体に結合し、これらの野生型受容体への結合に関連する一つ又
はそれ以上の生物学的活性を引き起こすような化合物を意味する。生物学的活性
とは、(1)自己再生能力及び全ての造血細胞系列を発生させる能力を維持する
ように、培養における幹細胞の生存を促進させること、(2)自己再生能力及び
全ての造血細胞系列を発生させる能力を維持するように、幹細胞集団を増殖させ
ること、及び、(3)幹細胞が活性化され分裂し、その結果得られる細胞が自己
再生能力及び全ての造血細胞系列を発生させる能力を維持するように、静止状態
の幹細胞を活性化すること、を含む。
【0019】 更に、「mplリガンド」、「flt3リガンド」及び「c−kitリガンド
」には、上記一つ又はそれ以上の生物学的活性を引き起こすように、これらの適
当な受領体に結合することの出来る、該受容体に対する抗体も含まれるものであ
る。このような抗体は、異なるエピトープ特異性を有するモノクローナル抗体の
集合体、又は、個々のモノクローナル抗体であり得る。「mplリガンド」、「
flt3リガンド」及び「c−kitリガンド」には、更に、上記一つ又はそれ
以上の生物学的活性を引き起こすように、これらの適当な受容体に結合すること
の出来る、該受容体に対する小分子である、「擬似体(mimetic)」分子も含まれ るものである。例えば、TPO擬似体分子の例は Cwirla et al. (1997) Scienc
e 276:1696 に記載されている。
【0020】 培養培地に加えることの出来るその他の分子として、例えば、フィブロネクチ
ン又はRetroNectinTM(宝酒造(株)滋賀県大津市から市販されている)のよう な接着分子を挙げることが出来る。「フィブロネクチン」という用語は、生体内
で見出される糖蛋白質であり、結合組織においてその濃度は特に高く、そこでは
コラーゲンと複合体を形成する。フィブロネクチンは細胞の増殖、分化、及び、
接着を調節する役割を担っていると考えられている。
【0021】 「培養」という用語は、様々な種類の培地内又はその上にて、生物 (organism
s) 又は細胞を増殖させることを意味する。培養中の細胞の子孫は親細胞とは完 全に同一ではない(形態的、遺伝的、又は表現型的)可能性があることを認識す
べきである。
【0022】 「有効量」とは、有益な又は所望の結果を奏効するに充分な量を意味する。有
効量は一回又は数回で投与することが出来る。本発明の目的の為に、使用するサ
イトカインの有効量とは、造血幹細胞の生存、増殖、及び/又は形質導入(遺伝
子運搬ビークルによる)を促進するのに充分な量のことである。一具体例におい
て、様々なサイトカインの個々の有効量は、約0.1ng/mL〜約500ng
/mL、通常、約5ng/mL〜約200ng/mL、更に通常約10ng/m
L〜約100ng/mLである。もう一つの具体例において、サイトカインは培
地に含有され、培地を振りかけることによって補充される。
【0023】 細胞集団の「分離(単離)」又は「精製」とは、天然において関連する細胞及
び物質を実質的に含有しないことを意味する。実質的に精製されこれらの物質を
実質的に含有しないとは、集団の少なくとも50%、好ましくは少なくとも70
%、より好ましくは少なくとも80%、更に好ましくは少なくとも90%が造血
幹細胞であり、それ以上にはそれらが天然で関連する非多分化能細胞を含有しな
いことを意味する。「実質的にストロマ細胞を含有しない」とは、上記培養シス
テムにおいて、細胞集団が接着細胞層を形成しないことを意味する。
【0024】 「対象」とは、脊椎動物、好ましくは、哺乳動物、より好ましくはヒトである
。哺乳動物には、マウス、猿、家畜動物、競技動物 (sport animals) 、及び愛 玩動物(ペット)等が含まれる。
【0025】 本明細書において「遺伝的修飾」という用語は、細胞の通常のヌクレオチドへ
の付加、欠失、又は混乱 (disruption) を意味する。本発明方法は、非限定的な
例として、ウイルス介在遺伝子導入、リポソーム介在導入、形質転換、トランス
フェクション、形質導入、例えば、アデノウイルス、アデノ関連ウイルス及びヘ
ルペスウイルスのようなDNAウイルス、並びにレトロウイルスに基づくベクタ
ーを使用するウイルス介在遺伝子導入を含む、造血幹細胞への遺伝子導入に関す
る任意の方法を包含するものである。「ウイルスベクター」は、組換えによって
製造された、生体内(インビボ)、生体外(エキソビボ)、試験管内(インビト
ロ)にて宿主細胞内へ運搬されるポリヌクレオチドを含むウイルス又はウイルス
粒子、と定義される。ウイルスベクターの例として、レンチウイルスベクターの
ようなレトロウイルスベクター、アデノウイルスベクター、及びアデノ関連ウイ
ルスベクター等がある。レトロウイルスベクターによって遺伝子が導入されるよ
うな場合には、ベクター構築物は、レトロウイルスゲノム又はその一部、及び治
療の為の遺伝子を含むポリヌクレオチドを意味する。
【0026】 「レトロウイルス介在遺伝子導入」と「レトロウイルス形質導入」とは同義で
あり、ウイルスが宿主細胞に侵入しそのゲノムを外宿主細胞のゲノム内に組み込
むことによって、遺伝子又は核酸配列が該細胞に安定的に導入されるプロセスを
意味する。ウイルスはその通常の感染メカニズムによって細胞に侵入するか、又
は、宿主細胞の異なる表面受容体又はリガンドに結合して細胞に侵入するように
修飾される。本明細書中では、「レトロウイルスベクター」とは、ウイルス又は
ウイルス様侵入 (entry) メカニズムによって外来性核酸を細胞に導入する能力 を有するウイルス粒子を意味する。
【0027】 レトロウイルスはその遺伝情報をRNAの形態で保持している。しかしながら
、一旦、ウイルスが細胞に感染すると、RNAがDNA形態に逆転写され、それ
が感染細胞のゲノムDNAに組み込まれる。この組み込まれたDNAはプロウイ
ルスと呼ばれる。
【0028】 アデノウイルス(Ads)ベクター、及びアデノ関連ウイルス(AAV)ベク ター等のDNAウイルスベクターによって遺伝子が導入されるような場合には、
ベクター構築物は、該ゲノム又はその一部、及び治療の為の遺伝子を含むポリヌ
クレオチドを意味する。アデノウイルスの特徴は比較的良く解明されており、5
0以上の血清型を含むウイルスの均一グループがある。WO95/27071参照されたし
。アデノウイルス(Ads)は容易に増殖出来,宿主細胞ゲノムに組み込まれる 必要はない。アデノウイルス由来組換えベクター、特に、野生型ウイルスの組換
え及び出現頻度 (potential)を低下させたものも構築されている (WO95/00655;
WO95/11984 を参照されたし)。
【0029】 アデノ関連ウイルス(AAV)も遺伝子導入システムで使用されてきた(米国
特許第5,693,531号及び5,691,176号参照)。野生型AAVは宿主細胞ゲノム内に
組み込まれる際に、高い感染性及び特異性を有する (Hermonat and Muzyczka (1
984) PNAS USA 81:6466-6470; Lebkowski et al. (1988) Mol. Cell. Biol. 8:3
988-3996) 。高力価の組換えAAVベクターが製造され、それは高効率で標的細
胞に形質導入された。
【0030】 プロモーター及びポリヌクレオチドが機能的に結合されるクローニング部位の
双方を有するベクターは当業者には周知である。このようなベクターはインビト
ロ又はインビボでRNAを転写することが出来、Stratagene(LaJolla,CA)及び
Promega Biotech (Madison, WI) から市販されている。発現及び/又はインビト
ロ転写を最適化するために、クローンの5’及び/又は3’非翻訳部分を付加、
又は改変し、余分で可能性のある不適切な代替翻訳開始コドン、又は、転写又は
翻訳レベルでの発現を妨害したり低下させたりするその他の配列を除去する必要
がある。又は、発現を増強するために、開始コドンの5’直前にコンセンサスな
リボソーム結合部位を挿入することが出来る。ベクターの例として、様々な真核
細胞及び原核細胞宿主内での発現用に記載され、遺伝子治療及び単純な蛋白質発
現の為に使用されてきた、バキュロウイルス及びレトロウイルスのようなウイル
ス、バクテリオファージ、コスミド、プラスミド、菌ベクター、及びその他の当
該技術分野で典型的に使用されている組換えビークルを挙げることが出来る。
【0031】 これらの中には、DNA/リポソーム複合体及び標的ウイルス蛋白質複合体を
含む、幾つかの非ウイルスベクターがある。細胞への運搬を増強させるために、
本発明の核酸又は蛋白質は、例えば、TCR,CD3又はCD4等のような細胞
表面抗原に結合する抗体又はその結合断片と複合体を形成させることが出来る。
標的抗体又はその断片を含むリポソームも、本発明において使用することが出来
る。本発明は、又、本発明方法において使用するこのような標的複合体を提供す
るものである。
【0032】 ポリヌクレオチドは当該技術分野で周知の方法でベクターゲノム内に挿入され
る。例えば、挿入物とベクターDNAが適当な条件下で接触し、制限酵素によっ
て各々の分子に相補末端が形成され、互いに対となり、リガーゼによって連結さ
れる。別の方法として,合成核酸リンカーを制限ポリヌクレオチド末端に連結す ることが出来る。これらの合成リンカーは該ベクターDNA中の特定制限部位に
対応する核酸配列を有する。更に、終結コドン及び適当な制限部位を有するオリ
ゴヌクレオチドは、例えば、哺乳動物細胞内での安定的又は一過性のトランスフ
ェクションを選択する為のネオマイシン遺伝子のような選択マーカー遺伝子;高
レベルの転写をさせる為のヒトCMVの前初期遺伝子由来エンハンサー/プロモ
ーター配列;mRNA安定化の為のSV40由来のRNAプロセシング及び転写
終結シグナル;適当なエピソーム複製の為のColE1及びSV40ポリオーマ
の複製起点;汎用の複数クローニング部位;及びセンス及びアンチセンスRNA
のインビトロ転写の為の及びT7及びSP6RNAプロモーター、の全て、又は
その幾つかを有するベクター内に挿入し連結することが出来る。その他の手段は
当業者に周知であり、利用することが出来る。
【0033】造血幹細胞の生体外(エキソビボ)培養 本発明の一態様として、造血幹細胞(HSC)培養の増殖及び/又は生存を促
進させる方法を提供する。本発明方法の為のHSC源を提供するに役立つ細胞集
団は、限定的ではないが、成人又は胎児の骨髄から得られる細胞集団、可動化末
梢血(MPB)及び臍帯血である。臍帯血の使用は、例えば、Issaragrishi et
al. (1995) N. Engl. J. Med. 332:367-369 ) で議論されている。最初に、骨髄
性細胞が、非限定的な例として、腸骨(股部から腸骨稜を経て)、(内反)けい
骨、大たい骨、脊椎、及びその他の骨腔を含む骨髄の源から取得される。幹細胞
の他の源は、非限定的に、胚性卵黄嚢、胎児性肝臓、及び胎児性脾臓を挙げるこ
とが出来る。
【0034】 その他の幹細胞特異的マーカーに対して陽性選択を行うことによる幹細胞分離
の為の更なる濃縮又は富化(enrichment) 又は精製の操作又は段階も本発明に含 まれる。適当な陽性幹細胞マーカーには、非限定的に、CD34及びThy−
を挙げることが出来る。好ましくは造血幹細胞はヒトであるが、例えば、ヒ
ト、サル、ブタ又はマウス等のような適当な動物に由来するものでも良い。
【0035】 骨髄の分離のためには、非限定的な例として、従来のように胎児血清(FCS
)又は天然因子が添加された塩類溶液を、通常約5−25mMのような低濃度の
許容可能な緩衝液と組み合わせた適当な溶液で、骨を洗い流す。従来の緩衝液と
しては、例えば、HEPES、リン酸緩衝液、乳酸緩衝液等が非限定的例として
挙げられる。他の方法としては、従来の方法で骨髄を骨から吸引することが出来
る。
【0036】 好ましくは、造血幹細胞の源は、まず、系列特異的マーカーを発現する細胞を
除去し、系列陰性(Lin)である細胞を保持するような陰性選択手段にかける 。Lin細胞は、一般的には、T細胞に関連するマーカー(CD2,3,4及び 8)、B細胞に関連するマーカー(CD10,19,及び20)、骨髄性細胞に
関連するマーカー(CD14,15,16及び33)、ナテュラルキラー(NK
)細胞に関連するマーカー(CD2,16及び56)、赤血球に関連するマーカ
ー(グリコフォリンA)、巨大核顆粒球に関連するマーカー(CD41)、マス
ト細胞に関連するマーカー、好酸球又は好塩基球に関連するマーカーのようなマ
ーカーを欠いている細胞を意味する。このような系列特異的マーカーの発現が欠
如又は低いことは、陰性選択に有用である、このような細胞特異的マーカーに特
異的な抗体が結合しないことで同定される。系列特異的マーカーの非限定的な例
として、好ましくは、少なくともCD2,CD14,CD15,CD16,CD
19,CD20,CD38,HLA−DR及びCD71のいずれか一つ、より好
ましくは、少なくともCD14,CD15,及びCD19の内のいずれか一つで
ある。本明細書中で、Linは、少なくとも一つの系列特異的マーカーの欠如に 基づき選択された細胞集団を意味する。非常に濃縮された組成物はCD34Li
nである細胞の選択分離によって得ることが出来る。
【0037】 先ず系列化した細胞を除去することによって細胞を分離する為に、様々な方法
を用いることが出来る。モノクローナル抗体は特定の細胞系列および/又は分化
段階に関連するマーカーを同定する際に特に有用である。この抗体は、粗分離の
目的で固体支持体に結合させて使用することが出来る。用いる分離技術は回収す
る画分の生存率を最大限保持するものでなければ成らない。「比較的」粗い分離
を行うために、効率の異なる様々な技術を用いることが出来る。このような分離
は、全細胞の10%、通常は約5%以下、好ましくは約1%以下のマーカーを有
していない細胞が保持される細胞集団に残ることができる。使用される特定の技
術は分離効率、関連する細胞毒性、操作の容易性及び迅速性、及び高度な装置及
び/又は技能の必要性に依存する。
【0038】 分離操作には、例えば、物理的分離、抗体で被覆された磁気ビーズを使用する
磁気による分離、アフィニティクロマトグラフィ、モノクローナル抗体に結合、
又は複合体化された、例えば、補体及び細胞毒のような細胞毒性剤、及び、例え
ば、プレートのような固体マトリックスに結合した抗体とのパニング、エルトリ
エーション(飛び出し)又はその他の従来の如何なる技術が含まれる。
【0039】 物理的分離には、例えば、物理的(密度勾配遠心分離及び向流遠心分離エルト
リエーション)、細胞表面(レクチン及び抗体との親和性)、及び生体染色性(
ミトコンドリア結合色素rho123及びDNA結合色素ヘキスト33342)に置け
る差異に基づくものがある。これらの操作は当業者に周知である。
【0040】 正確な分離を行う技術の非限定的な例としては、例えば、複数のカラーチャン
ネル、低角度、及び鈍角な光散乱検出チャンネル、インピーダンスチャンネル、
等、その複雑さに様々な程度があるフローサイトメトリーがある。細胞は光散乱
特性に基づくフローサイトメトリーによっても選択することが出来、その場合に
は、幹細胞は低い側方(横方)散乱、並びに低及び中程度の前方散乱プロフィー
ルに基づき選択される。サイトスピン調製物によれば、濃縮された幹細胞は成熟
リンパ球系細胞と成熟顆粒球との間の大きさを有することが示された。
【0041】 別の方法として、第一の分離において、典型的には約1x108−9,好まし
くは約5x108−9個の細胞、ICD34を用いて第一の蛍光色素でラベルし
、一方、様々な系列化に対する抗体を第一の蛍光色素と異なり識別可能なスペク
トル特性を有する蛍光色素に結合させることが出来る。各系列は一つ以上の分離
工程で分離することが出来、ある細胞がHSCsとして陽性選択されるのと同時
に系列化した細胞を選択することが望ましい。死滅細胞に関連した色素(例えば
、プロピジウムヨード:PI)を使用することで、細胞を死滅細胞から選択・分
離することが出来る。好ましくは、細胞はを2%FCS(牛胎児血清)含有培地
中に回収する。分離の特定の順番は本発明に必須のものではない。
【0042】 上記のようにして得られた細胞は、直ちに使用されるか、又は液体窒素温度で
凍結・長期間保存され、その後、解凍して再使用することが出来る。通常、細胞
は10%DMSO,50%FCS、40%RPMI1640培地中で保存される
。一旦、解凍した後に、増殖因子及び/又は幹細胞の増殖及び分化に関与するス
トロマ細胞を使用することで増殖させることが出来る。
【0043】 好適具体例において、培養前に、HSCsの中で細胞表面マーカーCD34及
びLinを発現する細胞を濃縮する。好ましくは、これら細胞は特異的前駆細胞 に関連する系列特異的マーカーをも発現しないものである。これら細胞は、 「L
in」と呼ばれる。CD34及びThy-1に対して特異的な抗体は市販されてお り、ATCC(American Tissue Type Collection) からハイブリドーマを得るこ
とが可能でる。
【0044】 増殖方法は、造血幹細胞が実質的に濃縮され、ストロマ細胞を実質的含まない
細胞集団を増殖容器内の適当量の培地に接種する。好ましくは、細胞密度は、培
地1mL当り、少なくとも約1x10個、好ましくは約2x10個、より好
ましくは約2x10個から約1x10個であり、さらに好ましくは約1x1
個から約5x10個の範囲である。開始時の酸素濃度は約2から20%で
あり、好ましくは8%より低い。一具体例では、細胞の接種集団は骨髄由来であ
り、約7,000個/mLから20,000個/mL、好ましくは約20,00
0個/mLである。別の具体例では、細胞の接種集団は可動化末梢血由来であり
、約20,000個/mLから50,000個/mL、好ましくは約50,00
0個/mLである。
【0045】 任意の適当な増殖容器、フラスコ、又は適当な管、例えば、24穴プレート、
12.5cmTフラスコ又はガス透過性バッグ等を本発明方法で使用すること
が出来る。このような培養容器は、例えば、Falcon, Corning, 及びCostar 等か
ら市販されている。本明細書中で、「増殖容器」とは、本明細書中で記載されて
いるバイオリアクターのような増殖装置内に組み込まれているか又はそれとは自
由に設置されているかを問わず、如何なるチャンンバー(部屋)又はコンテナー
も含有するものである。かかる増殖容器の一具体例では、押されてくぼんだ表面
と平面で構成され、細胞支持表面残部が方向付けされている、チャンンバーの少
容積の空間である。
【0046】 幹細胞の増殖には様々な種類の培地を使用することが出来る。例として、Dulb
ecco's MEM, IMDM, X-Vivo 15 (血清非含有)及びRPMI-1640があり、それらに 様々な種類の栄養素、増殖因子、サイトカインを添加することが出来る。培地に
は牛胎児血清又は自家血清を適当量含有しても良いし、しなくても良い。しかし
ながら、増殖細胞又は細胞集団をヒト治療に使用する場合には、培地は無血清又
は自家血清である。かかる培地の好適例はX-Vivo 15 (血清非含有)である。
【0047】 上記のように,一具体例において、HSCs増殖の為の培地調製物にはmpl 及びFLリガンド(好ましくはTPO及びFL)が約0.1ng/mLから約5
00ng/mLの濃度、特に通常は、約10ng/mLから約100ng/mL
の濃度で添加される。更に、IL6、LIF、及び適宜IL3も添加される。実
施例に記載されているように、これら分子の擬似体(mimetics) も同様に添加 することが出来る。別の具体例では、c−kitリガンド(KL)又は幹細胞因
子(Steel factor: Stl)、マスト細胞増殖因子(MGF)も同程度の濃度で
添加することが出来る。以下に記載するように、HSCsに遺伝子運搬ビークル
を形質導入する際に、培地調製物には好ましくはmpl(好ましくはTPO)、
flt3リガンド、及び適宜、c−kitリガンド、IL3、IL6、LIF、
フィブロネクチン及び/又はRetroNectin も添加される。単独又は組み合わせて
添加することが出来る他のサイトカインとして、G−CSF,GM−CSF,I
L−1α、IL−11及びMIP−1αを挙げることが出来る。幾つかの例では
、培養条件は一つ又はそれ以上のサイトカイン、例えば、IL3を特異的に排除
する。
【0048】 一具体例では、サイトカインは培地に含有され、、培地を振りかけることによ
って補充される。バイオレアクターシステムを使用する別の例では、サイトカイ
ンは培地の補充としてではなく、別の入力ポート (inlet port) から濃縮溶液と
して別途添加される。このようにサイトカインが培地の補充としてではなく添加
される場合には、典型的には、バイオリアクター内の容積と同容積からその1/
10〜1/100の容積の10x又は100x溶液として、2乃至4日毎に新た
なサイトカインが添加される。更に、この新たな濃縮サイトカインは、培地の補
充によるものの他に、別途に添加することも可能である。
【0049】造血幹細胞培養物の形質導入 本発明方法は、非限定的例として、ウイルス介在遺伝子導入、例えば、アデノ
ウイルス、アデノ関連ウイルス及びヘルペスウイルス等のDNAウイルス並びに
レトロウイルスに基づくベクターを使用するウイルス介在遺伝子導入、リポソー
ム介在導入、形質転換、トランスフェクション、及び形質導入等を含む、あらゆ
る種類の造血幹細胞への遺伝子導入を含有すべく意図するものである。本発明方
法は、特に、核酸が細胞質中に留まるように、核局在化要素又は配列を欠いたベ
クター又は構築物に含まれる核酸を組み込むのに適している。これらの場合には
、核酸又は治療遺伝子は、核膜が破壊され、該核酸又は治療遺伝子が宿主細胞の
染色体に接触することが出来るM期(有糸分裂期)の間に核に侵入することが可
能である。一具体例では、核局在化要素又は配列を有する核酸ベクター及び構築
物は特異的に排除される。
【0050】 本発明のHSCs培養は、レトロウイルス介在遺伝子導入に特に適している。
レトロウイルス形質導入においては、導入される配列は標的細胞の染色体DNA
に安定的に組み込まれる。安定したプロウイルス組み込みに好適な条件には、本
明細書に記載するような細胞周期が活性化されていることが挙げられる。
【0051】 細胞周期の様々な段階に関する用語は当該技術分野で共通に使用され理解され
ている。G0期とは、細胞周期における静止又は非増殖段階を意味する。G0期
は非周期と考えられている。細胞はG0期を外れて、活性な周期、即ち、G1,
S,G2,及びM期に入る。本発明方法の培養では、細胞周期へ入ることは、例
えば、増殖因子を培養培地に添加することによって達成される。
【0052】 のHSCsは治療遺伝子によって形質導入される。好ましくは、形質導入はレ
トロウイルスベクターのようなベクターを介して行われる。生体外(エキソビボ
)で形質導入された細胞は、その後、患者に投与される。このように、本発明は
、遺伝子を生体外又は生体内で投与することによるHSCs内への遺伝子導入を
受け入れられる病気(疾患)の治療方法も含むものである。例えば、非限定的な
例として、β―サラセミア、鎌状細胞貧血、アデノシンデアミナーゼ欠損症、リ
コンビナーゼ欠損症、リコンビナーゼ調節遺伝子欠損症等を治療遺伝子の導入に
よって治すことが出来る。他の遺伝子治療の方法として、薬剤耐性遺伝子を正常
幹細胞に導入して利点を与え、その後、化学治療の間に選択圧をかけるというも
のである。適当な薬剤耐性遺伝子としては、例えば、多剤耐性(MDR)蛋白質
をコードする遺伝子を挙げることが出来る。
【0053】 例えば、非限定的な例として、ホルモン、酵素、インターフェロン、増殖因子
等の特定の分泌産物の欠失に関連するような、造血細胞に関連する病気以外の病
気も遺伝子修飾によって治療することが出来る。適当な調節開始領域を含むこと
によって、欠損した蛋白質の誘導生産が行われ、このような蛋白質を通常生産す
る細胞型とは異なる細胞型で生産がおこなわれるにも係わらず、該蛋白質の生産
は天然の生産に匹敵する。更に、特に造血リンパ親和性疾患のような疾患に対す
る感受性又は特定遺伝子産物を阻止するために、リボソーム、アンチセンス又は
他のメッセージを挿入することも可能である。
【0054】 本発明で有利に使用することが出来るレトロウイルスベクターは、当該技術分
野において既に記載した製造者が組換えによって製造している。例えば、WO94/
29438,WO97/21824及びWO97/21825には、レトロウイルスパッケージングプラ スミド及びパッケージング細胞系の構築について記載されている。当業者には自
明であるが、本発明で有用なレトロウイルスベクターはHSCsに感染すること
が出来るものである。ベクターの構築、細胞へのトランスフェクション及び感染
に使用される技術手段は当業界において広範囲に実施されている。レトロウイル
スベクターの例として、マウス、鳥類又は霊長類のレトロウイルス由来のものが
ある。ヒト細胞へ効率良く感染するレトロウイルス変異体が利用できるために、
モロニー(Mo)マウス白血病ウイルス(MuLV)に基づくレトロウイルスベ
クターは最も通常使用される。他の適当なベクターの例として、ギボン猿白血病
ウイルス(GALV)又はHIVに基づくベクターを挙げることが出来る。
【0055】 モロニーマウス白血病ウイルス(MoLV)に基づくレトロウイルスベクター
由来のレトロウイルスベクター構築物を製造する際に、多くの場合には、ウイル
スgag,pol及びenv配列をウイルスから除去し、外来性DNA配列を挿
入する為のスペースを作る。該が外来性DNAにコードされている遺伝子は、通常L
TR内の強力なウイルスプロモーターの調節下で発現される。このような構築物は
、もしgag,pol及びenv機能がパッケージング細胞系によって外部から (in trans)与えられれば、ウイルス粒子内に効率良く包み込むことが出来る。
即ち、ベクター構築物がパッケージング細胞に導入され、該細胞によって生産さ
れるgag,pol及びenv蛋白質がベクターRNAと組み合わされて感染性 ビリオンが生産され、それが培養培地内に分泌される。こうして生産されたウイ
ルスは標的細胞に感染し、そのDNA内に組み込まれるが、必須のパッケージン
グ配列が欠けているために、感染性ウイルス粒子を生産することはない。現在使
用することが出来るパッケージング細胞系の殆どは、夫々が必要なコード領域の
一つを含有している別のプラスミドで既にトランスフェクトされているために、
複製成分ウイルスが生産される為には複数の組換え現象が必要である。別の方法
では、パッケージング細胞系は既に組み込まれたプロウイルスを有している。こ
の場合には該細胞は感染性ウイルスを構成するのに必要な全ての蛋白質を生産す
るが、障害を受けているために (crippled) 、それ自身のRNAをウイルスにパ
ッケージすることが出来ない。代わりに、組換えウイルスによって生産されたR
NAがパッケージされる。従って、パッケージング細胞から放出されたウイルス
ストックは組換えウイルスのみを含有する。
【0056】 レトロウイルス又はレトロウイルスベクターに感染される宿主細胞の範囲はウ
イルスのエンベロープ蛋白質によって決まる。組換えウイルスは実際に、パッケ
ージング細胞によって提供されるenv蛋白質によって認識されるあらゆる型の細 胞に感染することが出来、ウイルスゲノムを形質導入した細胞に組み込み、外来
性遺伝子産物を安定的に生産する。一般的に、MoMLVのマウス同種指向性en
v はげっし類細胞に感染することが出来るが、両種指向性env は、げっし類、鳥
類細胞、及びヒト細胞を含む幾つかの霊長類類細胞に感染することが出来る。M
oMLVシステムで使用することが出来る両種指向性パッケージング細胞系は当
業界で公知であり、市販されている。その非限定的例として、PA12及びPA
317を挙げることが出来る (Miller et al. (1985) Mol. Cell. Biol. 5:431-
437; Miller et al. (1986) Mol. Cell. Biol. 6:2895-2902; Danos et al. (19
88) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86:6460-6464 )。ヒト細胞への感染が可能で ある異種指向性ベクターシステムも存在する。
【0057】 レトロウイルスベクターの宿主範囲は基本(第一)ウイルスのenv蛋白質を第 二ウイルスのenv蛋白質と置換することによって変更することが可能である。そ の結果得られる「擬型 (psuedotyped) 」ウイルスはエンベロープ蛋白質を支配 するウイルスの宿主範囲を有し、パッケージング細胞系によって発現される。最
近、水泡性口内炎ウイルス(VSV−G)のG糖蛋白質がMoMLVのenv蛋白 質と置換された (Burns et al. (1993) Proc. Natl. Acad. Sci USA 90:8033-80
37; WO92/14829) 。感染は特異的受容体に依存することはないので、VSV−G
擬型ベクターは広い宿主範囲を有する。
【0058】 通常は、ベクターは少なくとも二つの外来性遺伝子又は遺伝配列:(i)導入
される治療遺伝子、及び(ii)感染細胞の追跡を可能にするマーカー遺伝子を
含有する。本明細書中で、「治療遺伝子」とは、完全遺伝子又は内在性遺伝子の
欠陥から生じる疾患を補償することが出来る該遺伝子の機能的活性断片のみを意
味する。更に治療遺伝子はアンチセンスオリゴヌクレオチド又はアンチセンス抑
制に有用な遺伝子並びにリボザイム介在治療のためのリボザイムをも含むもので
ある。優性阻害オリゴヌクレオチド及びペプチドをコードする治療遺伝子、並び
に調節蛋白質及びオリゴヌクレオチドをコードする遺伝子も本発明の範囲に含ま
れる。特定疾患の治療の為には一つ以上の遺伝子が必要かもしれないが、一般的
には、遺伝子治療とは、単一の治療遺伝子を導入することから成る。一具体例で
は、治療遺伝子は、欠陥遺伝子の正常、即ち、野生型のコピー、又はその機能的
相同体(ホモログ)である。別の具体例では、治療遺伝子は野生型の優性変異体
である。一つのベクター当り1以上の遺伝子を投与することが出来、又は、幾つ
かの適合ベクター (compatible vector) を使用して一つ以上の遺伝子を運搬す ることも可能である。遺伝的欠陥に応じて、治療遺伝子は調節及び非翻訳配列を
含むことが出来る。ヒト患者における遺伝子治療においては、治療遺伝子は一般
的にはヒト由来であるが、高い相同性、及びヒトにおいて生物学的に同一又は等
価な機能を示すような、密接に関連する他の種由来の遺伝子も使用することが出
来る。例えば、ヒト体内でグルコースをグリコーゲンに変換することが出来る産
物の遺伝子である霊長類インシュリン遺伝子は、ヒト遺伝子の機能的な等価物と
考えられる。治療で使用するのに適した治療遺伝子は病気に応じて変わる。例え
ば、鎌状細胞貧血治療に適した治療遺伝子は、βグロブリン遺伝子の正常なコピ
ーである。SCID治療に適した遺伝子は正常なADA遺伝子である。
【0059】 治療遺伝子のヌクレオチド配列は一般的には当業界で公知であるか、又は、Ge
nBankのような様々なデータベースから入手することが出来る。治療遺伝子自体 は一般的に入手可能であり、又は、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR:Perkin-Elm
er)及び他の標準的な組換え技術を使用して単離・クローニングすることが出来
る。当業者であれば、如何なる治療遺伝子も適合制限酵素で切り出し、造血細胞
中で該治療遺伝子を適切に発現するようにベクターに挿入することが可能である
ことを容易に認識するであろう。
【0060】 DNA構築物が組み込まれなかった細胞に対して、組み込まれた細胞を選択し
、形質導入が成功したか否かを追跡する目的で、マーカー遺伝子をベクターに含
有させることが出来る。例えば、様々なマーカー遺伝子の非限定的な例として、
G418又はハイグロマイシンのような抗生物質に対する耐性マーカーを挙げる
ことが出来る。便宜性では劣るが、例えば、マーカーとして、アシクロビル又は
ガンシクロビルのような薬剤に対して細胞を感受性にするHSV−tk遺伝子を
マーカーとして使用するような、陰性選択も可能である。又は、FACSソーテ
ィングにより導入遺伝子を発現する幹細胞を選択する為の適当な細胞表面マーカ
ーを採用することによっても選択が可能である。NeoR(ネオマイシン/G4
18耐性)遺伝子が通常使用されるが、受容細胞には存在していない配列を有す
る、あらゆる従来のマーカー遺伝子を使用することが出来る。
【0061】 粒子の安定性を高め、感染における宿主の範囲又は細胞型特異的なターゲッテ
ィング (targeting) を拡大する為に、キメラエンベロープ蛋白質又は非ウイル ス膜蛋白質をレトロウイルス粒子内にとり込ませることによってウイルスベクタ
ーを修飾することが出来る。宿主範囲が変更されたレトロウイルスベクターの製
造に関しては、例えば、WO92/14829 及び WO93/14188に教示されている。インビ
ボにおける特異的な細胞型に対するターゲッティングを行うことが可能なレトロ
ウイルスベクターは、例えば、Kasahara et al. (1994) Science 266:1373-1376
にも記載されている。このKasahara et al.には、ヒトエリスロポイエチン(E
PO)及びとウイルスエンベロープ蛋白質とが融合して成るキメラエンベロープ
蛋白質を有するモロニーマウス白血病ウイルス(MoMLV)の構築に関して記
載されている。このハイブリッドウイルスはEPOに対する受容体を有するヒト
赤血球前駆細胞に対する向性を有しており、それ故に鎌状細胞貧血及びサラセミ
アの遺伝子治療に有用である。HSCsに対して特異的にターゲッティングして
感染するレトロウイルスベクターはインビボ遺伝子治療に好適である。
【0062】 ウイルス構築物は様々な従来技術により作成することが可能である。長い末端
反復配列(LTR)、マーカー遺伝子及び制限部位等の所望の特性を有する数多
くのベクターが市販されていおり、当該技術分野で公知の方法にてそれらを更に
修飾することも可能でる。このような構築物は、細胞表面又は分泌蛋白質をコー
ドする遺伝子が適切に翻訳後プロセッシングされ、必要に応じて細胞表面に発現
されるように、シグナルペプチド配列をコードすることも出来る。好ましくは、
外来性遺伝子は細胞特異的プロモーターの調節下に置かれる。
【0063】 導入された遺伝子の発現は、遺伝子導入の目的及び所望効果に応じて様々な方
法で調節される。即ち、形質導入された遺伝子は、構成的に発現させるか、特異
的な生理的条件下のみで発現させるか、又は、特定の細胞型においてのみ発現さ
せるようなプロモーターの調節下に置かれる。
【0064】 レトロウイルスの長い末端反復配列(LTR)は殆どの造血細胞中でインビボ
活性であり、一般的に挿入配列の転写及びその構成的発現に関して関与する ((O
hashi et al. (1992) Proc. Natl. Acad. Sci. 89:11332; Correll et al. (199
2) Blood 80:331) 。その他の適当なプロモーターには、例えば、ヒトサイトメ ガロウイルス(CMV)前初期プロモーター、及びモロニーマウス肉腫ウイルス
(MMSV),ラウス肉腫ウイルス(RSV)、又は脾臓フォーカス形成ウイル
ス(SFFV)のU3領域プロモーターが有る。
【0065】 特異的細胞型において導入配列を発現させることが出来るプロモーターの例に
は、T細胞及びNK細胞における発現用のグランザイム(Granzyme)A
、幹細胞及び前駆細胞における発現用のCD34プロモーター、細胞障害性T細
胞における発現用のCD8プロモーター、及び骨髄性細胞における発現用のCD
11bプロモーターがある。
【0066】 ある生理的条件下での遺伝子発現用には、誘導プロモーターを使用することが
出来る。例えば、求電子的分子に応答して化学物質耐性遺伝子の発現を誘導する
には求電子的応答要素が使用される。適当な局在化配列を付することによって、
例えば、核等の適切な細胞部位に遺伝子産物をターゲッティングさせることによ
り、治療効果を更に増大させることが出来る。
【0067】 感染性ビリオンを生み出すパッケージング細胞系内にベクター構築物を導入す
ることが出来る。複製欠損組換えウイルスを高力価(タイター)で生産すること
が出来るパッケージング細胞系は、例えば、WO94/29438 に記載されているよう に当業者に公知である。インビボ感染の為に、トランスフェクションの48時間後
の上清のろ過等の当業界で公知の方法によって、ウイルス粒子は細胞上清から回
収・精製される。ウイルス力価はウイルス上清の滴定で一定数の(レトロウイル
スの種類に応じた)適当な細胞を感染させることによって決定する。形質導入効
率はFACS及びサザンブロッティングの両方によって48時間後にアッセイす
ることが出来る。
【0068】 ウイルスによる形質導入後に、形質導入された幹細胞又は前駆細胞中のウイス
ルベクターの存在はPCR等の方法で確認することが出来る。PCRによって、
マーカー遺伝子又は他のウイルス形質導入配列を検出することが出来る。一般的
には、定期的に血液試料をとり、例えば、Neo耐性遺伝子がマーカーとして使
用されているような場合には、Neoプローブを用いて従来の方法でPCRを行
う。骨髄性細胞又は成熟造血細胞中にウイルス形質導入配列が存在することによ
って、形質導入HScsによって再構成が成功したことが証明される。PCR技
術及びその試薬は当該技術分野で周知であり、一般的には、PCR Protocols, A g uide to Methods and Applications . Innis, Gelfand, Sninsky & White, eds.
(Academic Press, Inc. San Diego, 1990) 及び 市販品(Perkin-Elmer) を参照 されたし。
【0069】 本発明が提供する方法によって、従来のHScsへの遺伝子導入プロトコール
における少なくとも3つの欠陥が克服される。即ち、本明細書に記載された培養
条件によって、従来のサイトカイン処理で見られたような付随的分化又は他の薬
剤で見られたヒト毒性がなく、レトロウイルス感染に必須の活性周期化されたH
SCsが得られ、更に、遺伝子導入及び移植に必要なHSCsの数を増大させる
ことが出来る。
【0070】 本明細書に記載の細胞集団、培養条件、サイトカイン、接着分子及び誘導体は
、本明細書中に記載の治療方法に使用する薬剤の調製に使用することができる。
【0071】 以下の実施例は、本発明を如何なる意味でも限定するものではない。
【0072】
【実施例】抗体 CD34Thy−1Lin細胞を濃縮するために、、Tuk3(Dr. Zi
egler, University of Berlin, Berlin , Germanyから入手した抗CD34抗体 )を直接スルホローダミン(SR)に結合させ、GM201(Dr. W. Rettig, L
udwig Cancer Research Institute, New York, NY から入手した抗ヒトThy−
1抗体)を直接フィコエリトリン(PE: SyStemix, Palo Alto, CA )に結合さ
せた。SR(SyStemix)に結合したFLOPC21マウスIgG(Sigma, St.
Louis, MO) を抗CD34(Tuk3)染色に対するイソタイプ対照として使用 した。PE(SyStemix)に結合した精製マウスIgG(Becton Dickinson, Mou
ntain View, CA) 抗Thy−1染色に対するイソタイプ対照として使用した。フ
ルオロセインイソチオシアネート(FITC)に結合した、Leu−5b(抗C
D2)、Leu−M3(抗CD14))、Leu−Ml(抗CD15)、Leu
−lla(抗CD16)、及びSJ25Cl(抗CD19)抗体の系列パネル、
FITCに結合したマウスIgG及びIgG2a、PE−及びFITC−結合
BPCA−2(抗CD34)、並びにPEに結合したLeu−12(抗CD19
)及びLeu−M9(抗CD33)はBecton Dickinsonから購入した。FITC
に結合した抗体D2.10(抗グリコフォリンA)はAMAC(Westbrook, ME)
から購入した。HLA分子の単一型(monomorphic) 又は多型 (polymorphic) 決 定基に対するモノクローナル抗体を生産するハイブリドーマはATCCから購入
した。
【0073】実施例1:CD34Thy−1Lin細胞の濃縮(富化) 骨髄からのCD34Thy−1Lin細胞の精製: 正常ドナーからのヒト成人骨髄(ABM)細胞について、磁気ビーズ選択装置
(SyStemix)を使用してCD34細胞に対して前濃縮した。CD34細胞は
二人の多臓器提供者のBMからも選択し、使用前に凍結した。CD34細胞を
氷上で10分間、2mg/ml熱不活性化ヒトガンマグロブリン(Gamunune, Mil
es Inc., Elkhart, IN) と共にインキュベートして非特異的Fc結合をブロック
した。次いで、細胞を染色緩衝液(SB)で洗浄した。SBはハンクス調整塩溶
液 (JRH Biosciences, Lenexa, KS) 、0.5%牛血清アルブミン (Sigma) 、及
び10mM Hepes(Sigma) を含有するものである。抗CD−34−SR (6μg/ml)、抗Thy−1−PE(10μg/ml)及びFITC結合抗
体の系列パネルと共に、細胞を氷上で30分間染色した。上記のように適当なイ
ソタイプ対照を使用した。細胞をSBで洗浄し、1μg/mlプロピジウムヨー
ド(PI)(Molecular Probes Inc., Eugene, OR) 含有SB中に10個/ml
の濃度で再懸濁した。バンテージ蛍光活性化セルソーター(FACS: Becton
Dickinson, Immunocytometry Systems, San Jose, CA) を使用して、生存する(
PIlo)CD34Thy−1Lin細胞をソート(選択)した。このソ
ートを再度アッセイし、細胞亜集団がきれいに選択されたことを確認した。
【0074】実施例2:細胞増殖に対するTPO/FL/KL効果 a.PKH26蛍光色素ラベリング 無血清PBSで細胞を洗浄した。PKH26蛍光色素 (Sigma) をキット希釈 剤で1:250に希釈した。細胞ペレットを10個/mlの濃度で再懸濁した
。この細胞懸濁液に等量のPKH26を加えて、室温(RT)で正確に4分間イ
ンキュベートした。等量のFBS (Gemini BioProducts, Calabases, CA) を添 加し、室温(RT)で更に1分間インキュベートした。10%FBS含有IMD
Mを等量添加した。細胞を計数して、遠心分離した。ペレットを10個/ml
の濃度で、10%FBS含有IMDM(サイトカイン含有又は非含有)に再懸濁
し、短期間懸濁培養した。細胞を丸底96穴プレートに100μl/穴で接種し
た。
【0075】 b.短期間懸濁培養 丸底96穴プレート内の様々なサイトカインを含有する培地(10%FBS含
有IMDM)中で、PKH26標識BM CD34Thy−1Lin細胞
を10個/100μlの濃度で6日間培養した。使用したサイトカインは、I
L−3(10ng/ml)、IL−6(10ng/ml)、LIF(50ng/
ml)(Novartis, Basel, Switzerland) 、TPO(10−15ng/ml)(R&
D Systems, Minneapolis, MN) 、KL(50−75ng/ml)及びFL(50
−75ng/ml)(SyStemix) であった。これらの濃度は本実施例に記載のB M試験の際に使用した濃度である。細胞数は細胞計測計(ヘマトサイトメーター
)及び死滅細胞の除去にトリパンブルーを使用して測定した。
【0076】 c.CD34細胞数及び全細胞数の増加 PKH26標識BM CD34Thy−1Lin細胞の6日間の懸濁培
養によって、サイトカイン(単独、二種、及び三種の組み合わせ)の効果を試験
した。10個/100μlの濃度で6日間培養した。PKH26を使用した事
前の試験によれば、PKH26標識は細胞機能に悪影響を及ぼさないことが示さ
れている。
【0077】 全細胞数及びCD34ヒトBM細胞の6日間培養における増加(倍数)の比較
【0078】
【表1】
【0079】 表1の脚注 これらの培養物からのCD34亜集団(分裂又は非分裂)をCAFCアッセイ
で分析した。TPO,KL及びFLに対する値は6つの実験の平均SEMであ
る。その他の全ての条件(TPO(1)及びKL(2)を除く)は3つの実験の
平均SEMである。
【0080】 表1に示されるように、単独のサイトカインは全細胞数又はCD34細胞数
を増加させることはなかった。TPO,KL及びFLのうちの二つの組み合わせ
によって、CD34細胞数を維持し、全細胞数中をわずかに増加させた(1.
7倍)。以上の試験結果の中で、TPO,KL及びFLの三つサイトカインの組
み合わせが全細胞数(4.7倍)及びCD34細胞数(3.4倍)の双方につ
き、最も高い倍数を誘起した。IL‐3,IL‐6及びLIFの三つの因子の組み
合わせは全細胞数を増加するような刺激は生起しなかった。
【0081】実施例3:培養細胞からのCD34/PKHサブセットのFACSソーティング 分裂を経た始原造血前駆細胞(Primitive hemopoietic progenitors :PHP )数が維持されているか、又は増加しているかを決定するために、CD34hi BM細胞中の非分裂(PKHhi)及び分裂(PKHlo)亜集団を上記の濃度
で様々なサイトカイニンを組み合わせて含有する6日間の培養物から精製した。
FL単独又はその他のサイトカインの一つ又はそれ以上との組み合わせの効果に
ついては3−6の実験を実施した(図1)。FL単独で培養した場合、殆どのC
D34Thy−1Lin細胞(BM)は非分裂PKH26hi(78%)
であった。分裂後細胞の68%(平均73%)はCD34発現を喪失した。KL
をFLに追加すると非分裂細胞の割合が半分(40%)になり、分裂後細胞の5
5%(平均58%)がCD34発現を喪失した。TPOを更にKL及びFLに追
加すると、非常に高い分裂を示し(4%が非分裂で残存)、分裂後のCD34の
喪失も僅か29%(平均27%)であった。TPOを含有するその他の組み合わ
せ、例えば、TPO及びFL、又は、TPO,IL−3及びFLでは、約30%
の割合で、分裂後細胞のCD34発現の喪失が起こった。IL−3はヒトHSC
sの分裂、及び分化(CD34の喪失)を誘導することが以前示されている (Yo
ung et al. (1996), Blood 88:1619) 。TPOを添加することにより、細胞分裂
を増加させるだけでなく、IL−3の分化促進作用を打ち消すことが示されたも
のと思われる。
【0082】実施例4:CAFCアッセイ 分裂を経た後のCD34hi発現の維持が機能的な始原造血前駆細胞 (Primit
ive hemopoietic progenitors :PHP)の維持と関連するか否かを決定するため
に、3種類サイトカイン条件下で培養した後にCD34/PKH26サブセット
を精製し、CAFC活性についてアッセイした。
【0083】 a.コブルストーン領域形成細胞アッセイ (cobblestone area-forming assay) Murray et al. (1995) Blood 85:368 に記載されたCAFCアッセイにおいて 、細胞の一部を限界希釈で培養した。簡潔に述べると、1mMピルビン酸ナトリ
ウム (JRH BioSciences) 、5x10−5M2−メルカプトエタノール(sigma) 、10%FBS,IL−6及びLIFを含有する1:1IMDM/RPMI培地
中でマウスストローマ細胞系(Sys−1)を前接種した丸底96穴プレート内
で細胞を培養した限界希釈は、100個/穴から0.78個/穴の範囲であった
。5週間後、コブルストーン領域を含む穴を計数し、Frzekas de St. Groth (19
82) J. Immunol. Methods 49:R11 に記載されたSASソフトウェアーによる最 尤推測を使用して、細胞集団のCAFC頻度を計算した。培養細胞集団間のCA
FC頻度差の統計的有意性はANOVAによって決定した。培養細胞及び開始細
胞集団の間のCAFC数の差の統計的有意性はステューデントtテストを用いて
決定した。コブルストーン領域を含む(少なくとも試料グループ当り10)代表
的な穴は、CD33未成熟骨髄性細胞、CD19Bリンパ系細胞、及びCD
34前駆細胞集団の存在に関して、FACSにより個別的に分析し、元の細胞
の多系列能を評価した。
【0084】 b.コブルストーン領域のCAFC頻度及び表現型の分析 ソートされた培養細胞のCD34/PKH26亜集団のPHP活性を、CAF
Cアッセイにより、CD34Thy−1Lin細胞の開始集団のCAFC
頻度と比較して、インビトロで評価した。CD34Thy−1Lin細胞
の開始集団のCAFC平均頻度は1/21から1/46(細胞集密度 (confiden
ce) 95%限界1/16から1/52)であった(表2)。新たな各BMから得
られた細胞数に限界があった為に、各実験に唯一つのサイトカインの組み合わせ
しか使用することが出来なかった。その為に、或程度の組織間の変動が生じた。
IL−3、IL−6、及びLIFの場合には、非分裂CD34hiPKHhi
集団は始原の状態を維持し、培養前のCD34Thy−1Lin細胞集団
と同じ平均CAFC頻度を保持した。しかしながら、CD34hiPKHlo
亜集団内のCAFC頻度は、平均1/440(1/2491/813)まで21
倍減少した。
【0085】 TPO、KL、及びFLのサイトカイン組み合わせの場合には、全細胞がPK
loであり、これらをCD34hiとCD34loのサブセットに分割してC
AFCアッセイにかけ、細胞分裂後のPHP頻度及び多系列能を測定した。表2
で確認されているように、CAFCは主にCD34hi集団内に含まれているた
めに、CD34hi細胞を細胞分裂に基づき更に分割する際にCD34lo亜集
団を実質的に除去した。
【0086】 6日間培養物からのCD34/PKH26細胞サブセットの平均CAFC頻度
【0087】
【表2】
【0088】 表2の脚注 SASソフトウェアーによる最尤推測を使用して、5週間目でCAFC頻度を
計算した。95%細胞集密度限界を括弧内に示した。TPO、KL、及びFLに
ついては6つの実験の平均、その他のサイトカインの組み合わせについては2つ
の実験の平均である。 * TPO、KL、及びFL内の培養6日後に全細胞が分裂した為に測定不可。
【0089】 IL−3、IL−6、及びLIFの場合には培養細胞の大部分は6日目までに
は分裂せず(平均75%)、従って、CD34hiPKHlo(平均7.5%)
に対してCD34hiPKHhiをソートした(表2)。細胞の平均53%が非
分裂のまま維持され平均23%がCD34hiPKHloである、TPO及びK
Lでの培養からも同じ細胞集団をソートした。TPO、KL、及びFLでは、全
細胞が分裂し、従って、分化した分裂後細胞のCD34lo/−PKHlo(平
均26%)に対してCD34hiPKHlo(平均71%)をソートした。
【0090】 長期間ストロマ培養におけるBリンパ球能及びCD34前駆細胞
【0091】
【表3】
【0092】 表3の脚注 表面マーカーに関して細胞の1%より多くが陽性である場合は、陽性のスコア
にした。分析した全てのコブルストーン領域はCD33骨髄性細胞を含んでい
た。値は、2つの実験に関する平均SEM(IL−3、IL−6、及びLIF
、並びにTPO及びIL)、6つの実験に関する平均SEM(TPO、KL、
及びFL)である。NDは、コブルストーン領域を含む穴がないか又はその数が
限られているために測定できないことを意味している。
【0093】 TPO及びKLで培養した後に、非分裂CD34hiPKHhi細胞は非培養
CD34Thy−1Lin細胞集団に類似したCAFC頻度を示した。こ
れらの条件下で、分裂CD34hiPKHlo細胞集団の平均CAFC頻度は、
開始細胞集団と比較して、2.3倍減少した(表2)。限界希釈において、CD
34hiPKHlo細胞は、CAFCアッセイにおいて5週間培養後にCD33 骨髄性細胞、CD19Bリンパ系細胞、及びCD34前駆細胞集団を生じ
る能力を保持していた。しかしながら、1%より高いCD34細胞を含む穴の
割合は、開始細胞集団と比較して22倍減少していた(表3)。各細胞集団につ
いて、分析した全コブルストーン領域はCD33骨髄性細胞を含有していた。
【0094】 TPO、KL、及びFLを使用した6つの実験に関する平均値は表3に示した
。平均CAFC頻度はCD34hiPKHlo細胞亜集団において、開始CD3
hiPKHlo細胞集団と同程度に維持された。これらの細胞は限界希釈にお
いても、CD19Bリンパ系細胞、CD33骨髄性細胞、及びCD34
駆細胞集団を生じる能力を保持していた。CD19細胞は、非培養CD34 Thy−1Lin細胞及び培養後のCD34hiPKHloの双方で検出さ
れたコブルストーン領域において似た割合(約50%)で観察された。CD34 hi PKHlo細胞から生じたコブルストーン領域の49%はCD34細胞を
含有していた。一方, 非培養CD34Thy−1Lin細胞のそれの67
%にはCD34細胞が含まれていた(表3)。予想されたように、CD34 o/‐ PKHlo細胞のCAFC頻度は低かった(平均1/3000)。この細
胞集団から生じた最小10個の小さいコブルストーン領域の分析によると、IL
−3、IL−6、及びLIF含有培地からの分裂CD34hi細胞はCD33 骨髄性細胞のみを生じることが示された(表3)。
【0095】 全細胞及びCD34hiPKHlo細胞中のCAFC数の増大 異なる培養条件下でCD34Thy−1Lin細胞からのCAFC数の
増加を比較した(表2)。分析した3種類の異なるサイトカイン組み合わせの中
で、TPO、KL、及びFLのみが全細胞、CD34細胞、及びCAFCの平
均数を増大させた(表1及び図2)。CD34hiPKHlo集団中のCAFC
の数を培養に供した元のCAFCの数と比較すると、TPO、KL、及びFLの
みが、その値は維持から7.6倍の増加までの範囲を有するものであるが、分裂
細胞中でのCAFCの数を増大させた(平均3.2倍)。TPO及びKL培養の
6日培養後の分裂CD34hi細胞中のCAFC数は、0日目におけるCD34 Thy−1Lin細胞中で測定したCAFC数と有意な差はなかった(n
=2,P=0.19)。しかしながら、TPO、KL、及びFL培養中のCD3
hiPKHlo細胞中のCAFC数の増加は統計的有意性に達するものであっ
た(n=6,P=0.07)。IL−3、IL−6、及びLIF培養からの分裂
CD34hi細胞中の測定可能なCAFC数は有意に減少した(n=2,P=0
.03)。D6LI−3,IL−6、及びLIF培養中で検出可能な全てのCA
FCは非分裂CD34hi細胞由来のものであった。
【0096】実施例5:SCID−hu骨アッセイ インビボでのSCID−hu骨再集団化 (SCID-hu bone repopulating) 活性 について、TPO、KL、及びFL培養からのCD34hiPKH26lo及び
CD34loPKH26loサブセットをアッセイした。
【0097】 a.SCID−hu骨アッセイ Murray et al. (1995) Blood 85:368; Chen et al. (1994) Blood 84:2497 に
記載の方法でSCID−hu骨アッセイを実施した。C.B−17.scid/scid
マウスをヒト胎児骨移植片のレシピエントとして使用した。最初に、SCID−
hu骨モデルでドナー再構成を生起する信頼性のあるCD34Thy−1
in細胞の投与量を決定する為に限界希釈を行った。注入の直前に全身照射(
400md)を受けたマウスに、HLA不適合胎児骨移植片と該移植片一つ当り
1000−30,000個の範囲の投与量のCD34Thy−1Lin
胞とを注入した。各投与に際して充分な移植片を確認する為に、4つの独立した
実験に4つの組織ドナーを使用した。注入の8週間後、骨移植片を回収し、骨髄
細胞を採取して、PE−結合の抗CD−19,抗CD−33,及び抗CD−34
と、FITC−結合のアロタイプ特異的HLA抗体を用いてドナー細胞生着につ
いてアッセイした。全ヒト細胞はW6/32−PE(ヒトHLAクラスIMHC
分子単一型決定基に対する抗体)を使用して検出した。細胞はFACScanア
ナライザー (Becton Dickinson Immunocytometry Systems) で分析した。ドナー
のHLA抗原を有する造血細胞を少なくとも1%有する移植片は陽性とみなした
。ドナー再構成を示した移植片の割合を試験した各細胞投与についてアッセイし
た。全ての移植片について、限界投与量の5培、又は10,000個の細胞にお
いてドナー再構成が観察された。
【0098】 非培養BMCD34Thy−1Lin細胞、並びにTPO、KL、及び FL中のD6培養(6日目)からのCD34hiPKHlo及びCD34lo/ PKHlo細胞をソートし、SCID−hu骨移植片に注入した(10,00
0個/移植片)。注入の8週間後、ドナーのCD33、CD19、及びCD
34細胞の生着について骨移植片を分析した。
【0099】 b.SCID−hu骨移植片の100%の再構成を示す非培養CD34Thy
−1Lin細胞の投与量 試験したCD34Thy−1Lin細胞の各投与量における、ドナー再
構成を示した移植片の割合を図4に示した。ポアソン分布分析により、SCID
−hu骨再集団化細胞の頻度は2000個のCD34Thy−1Lin
胞当り1つであった。この限度の5倍、又は10,000個の細胞において、骨
移植片の100%の再構成が観察された。
【0100】 c.SCID−hu骨における、TPO、KL、及びFL中の培養6日目からの
CD34hiPKHlo細胞の生着 CD34Thy−1Lin細胞のTPO、KL、及びFL中の培養6日
目からのCD34hiPKHlo細胞のCAFC頻度は増大していた。更に、当
該細胞集団がインビボでヒト骨を再集団化する能力を保持しているか否かについ
て、例えば、上記のMurray et al. 及び Chen et al.に記載されたSCID−h
u骨アッセイにより検討した。充分な細胞を得るために、多臓器ドナーから単離
された、凍結保存のBMCD34’細胞からCD34Thy−1Lin細胞
を精製した。非培養CD34Thy−1Lin細胞及びTPO、KL、及
びFL中の培養6日目からのCD34hiPKHlo細胞をヒト胎児骨移植片内
に注入した。移植片当り10,000個の細胞を注入した。何故ならば、この投
与量により非培養BMCD34Thy−1Lin細胞が常に確実に生着す
るからである(図3)。
【0101】 培養したCD34hiPKHlo細胞は、非培養集団であるCD34Thy
−1Lin細胞と同程度のレベル(4/4移植片)で生着した(図4及び表
4)。実験A(表4)では、ドナー細胞の平均割合は、CD34hiPKHlo 細胞について34.322.3%であり、CD34Thy−1Lin
胞については25.013.5%であった。FACScan分析によれば、8
週間後の骨から単離した細胞がドナーBリンパ球(CD19)、骨髄性細胞(
CD33)、及び前駆細胞(CD34)細胞を誘導することから、多系列生
着が両方の場合に起こったことが示された(図4)。
【0102】 第二の実験(B)では、TPO、KL、及びFL中の培養6日目からのCD3
hiPKHlo細胞と共に注入された移植片(4/4)は、多系列の生着を示
し、平均59.012.0%のドナー細胞であった(表4)。これらの結果か
ら、培養6日後で、TPO、KL、及びFL中の分裂後CD34hi集団内にC
D34Thy−1Lin細胞のインビボ骨髄再集団化能は保持されている
ことが確認された。
【0103】 TPO、KL、及びFL中の6日間の培養中で分裂したCD34細胞は、SC
ID−hu骨アッセイにおいてインビボ骨髄再集団化能を保持する
【0104】
【表4】
【0105】 表4の脚注 骨移植片当り10,000個の細胞を注入した。示された誤差はSEMである。
注入後8週間の間、注入された細胞のHLAマーケットを発現するドナー細胞を
分析した。NDは測定していない。実験Bにおいて非培養CD34Thy−1 Lin細胞を注入されたマウスは、移植片分析の前に死亡した。>は接種し
た6600個の細胞内でCAFCが検出されなかったことを意味する。
【0106】実施例6:異なるサイトカイン中で90時間培養されたMPB CD34細胞 a.細胞培養及びサイトカイン 細胞を計数し、再懸濁し、グルタミン(JRH BioSciences, Lenexa, KS) 及び1
%牛血清アルブミン(BSA:Sigma, St. Louis, MO)含有の無血清X−Viv
o15培地 (BioWhittaker, Walkersville, MD) 1ml当り2x10個の割合
で、平底の24穴プレート(Corning Coatar Corp., Cambridge, MA) 内で37℃
で90時間培養した。培地には異なるサイトカインの組み合わせが含まれていた
。ここで使用したサイトカインは組換えヒトIL3(20ng/ml) 、IL6(20ng/ml
)、LIF(100ng/ml) (Novartis Pharmaceuticals Corp., Basel, Switzerland)
、TPO(50‐100ng/ml) (R&D Systems, Minneapolis, MN) 、KL(100ng/ml)
、及びFL(100ng/ml) (SyStemix, Palo Alto, CA) であった。
【0107】 培養前に、MPB CD34細胞試料を1mg/mlの熱不活性化ヒトガンマグ ロブリン(Gamimune, Miles Inc., Elkhart, IN) と氷上で10分間インキュベー
トした。該細胞を抗CD34−FITC(HPCA-2-FITC, Becton Dickinson) 及び
抗Thy−1‐Cy5(PR13, Systemix) 、又は適当なイソタイプ対照IgG −FITC (Becton Dickinson, San Jose, CA) 及びIgG−Cy5(SyStemi
x, Palo Alto, CA)で氷上で30分間染色した。細胞を洗浄し、PBS(JRH BioS
ciences, Lenexa, KS)、2%牛胎児血清(FCS:Hyclone, Logan, Utah) に 再懸濁し、FACS−Caliburフローサイトメーター (Becton Dickinson)で分析した
【0108】 培養期間終了時に、細胞を収穫し、トリパンブルー除外を使用して生存数を測
定した。細胞を抗CD34−Cy5(PR20, Systemix) 及び抗Thy−1‐PE(
PR13, Systemix) 、又は、適当なイソタイプ対照IgG−Cy5及びIgG −PE (SyStemix, Palo Alto, CA)で染色した後、FACS−Caliburフローサイト メーター (Becton Dickinson)で分析した。プロピジウムヨード含量が高い細胞 は分析から除外した。
【0109】 b.全細胞数及びCD34Thy−1細胞サブセット数の増加 全CD34前駆細胞及びより始原的なCD34Thy−1サブセットの
割合を測定した。表5に、異なる3−12のMPBドナーからの平均値がしめさ
れている(図5)。90%より高い割合の精製CD34が選択された細胞で開
始し、TPO単独添加の培養の終了時には89%の細胞がCD34を発現してい
た。これに対して、KL又はFL単独添加の場合には79%であった。これらの
サイトカイン単独の間の差は13−14%であって、検出されるCD34Th
y−1サブセットの割合に有意な差異はなかった。TPO及びFL、並びにT
PO及びKLの組み合わせでは、91−92%のCD34細胞が保持されたが
、TPO及びFLでは平均20.75.2%のCD34Thy−1細胞が
検出されたのに対して、TPO及びKLの場合には、僅か5.53%であった
(P=0.0084)。CD34Thy−1細胞の割合は、TPO及びFL
の組み合わせの場合(平均20.7)にはTPO,FL及びKLの3つの組み合
わせ(平均6.8%)よりも高かった(P<0.0001)。この始原的な表現
型の保存割合は、TPO,FL及びKLに較べて、IL−3,IL−6,及びL
IFでは極めて低かった(平均3.7%)(P=0.02)。
【0110】 CD34Thy−1細胞の増加倍数は図6に示されている。個々のTPO
,FL及びKLでは、CD34Thy−1細胞の数は増加しなかった。TP
O及びFL、又はTPO及びKLの組み合わせの場合に、CD34Thy−1 細胞数の増加が最大であった。MPB使用における変動レベルを考慮すると、
CD34Thy−1細胞の数を少し増加させたり(1.2−1.5倍)、維
持した結果をもたらしたような培養の間には有意な差はなかった。
【0111】 c.可動化 (mobilized) 末梢血液細胞におけるCAFCアッセイ 可動化 (mobilized) 末梢血液細胞においてもCAFCアッセイを実施した。 CD34Thy−1細胞をフローサイトメトリーを用いて末梢血液から精製
し、1%牛血清アルブミン(BSA:Sigma, St. Louis, MO)及び図7に示すサ
イトカイン含有X−Vivo15培地1ml当り4x10個の割合で培養した
。培養5日後に、フローサイトメトリーを用いて、Thy−1について細胞を分
析し,上記のようにCAFC活性を測定した。培養後の集団における全CAFC数の 標準集団に対する倍数変化を4つの実験の平均値として図7に示した。
【0112】 d.CFSE色素標識 可動化末梢血(MPB)CD34選択細胞をカルボキシフルオセインジアセ
テートサクシニミジルエステル(CFSE)色素(Molecular Probes Inc., Euge
ne, OR) を用い、暗闇で室温下10分間、時々攪拌しながら、フェノールレッド
(JRH Biosciences) 非含有のイスコフ変性ダルベッコ培地(IMDM)中、細胞
濃度3x10個/mL及び色素濃度1.25μMで標識(ラベル)した。1/ 5容量のFCSを添加して標識反応を停止した。1%BSA含有X−Vivo1
5培地10mlを細胞に加え、それを400gで10分間遠心処理した。
【0113】 e.HSC複製に対するTPO擬似体 (mimetics) の効果 細胞増殖に対するTPO擬似体の効果を試験した。使用したTPO擬似体は、
Cwirla et al. (1997) 上記に記載のアミノ酸配列を有する、ペプチドAF13 948として知られている。細胞分裂を蛍光で測定可能にする為に、可動化抹消
血CD34細胞を1.25μMのCFSE色素でラベルした。細胞を1%BS A及び表5に記載のサイトカイン含有X−Vivo15培地中で細胞濃度2x1
個/mLで培養した。培養4日後、フローサイトメトリーを用いて、Thy
−1発現及び細胞分裂について分析した。全細胞数及び生存率の増加倍数はトリ
パンブルー染色試料の血球計数計により測定した。結果を表5にまとめた。
【0114】 細胞培養、増殖及び生存率
【0115】
【表5】
【0116】 トリパンブルーにより測定した生存率(%) KL=c−kitリガンド TPO=トロンボポイエチン MTPO=トロンボポイエチン擬似体
【0117】実施例7:各細胞分裂後のCD34Thy−1細胞内の幹細胞機能の保持 上記のようにCFSEでラベルされたCD34MPB細胞を1%BSA、並
びにTPO(50ng/ml)、FL(100ng/ml)、KL(100ng/ml) 、及びIL6(20ng/ml
)の組み合わせを添加したX−Vivo15培地中で細胞濃度2x10個/m Lで、加湿インキュベーター内の平底の24穴プレート内で37℃で約112時
間培養した。
【0118】 培養細胞を回収し、計数し、上記のように、抗CD34−Cy5及び抗Thy
−1‐PE、又は適当なイソタイプ対照で染色した。上記のようにフローサイト
メトリーを使用して細胞をソートしてCD34Thy−1集団を単離した。
Thy−1細胞における細胞分裂の分別のある数に対するソート領域(FIT
C蛍光)は、パラホルムアルデヒド固定の非分裂対照集団、及び各分裂間で視覚
的に減少した事象密度(event density) に基づき確立した。TPO、FL、及 びKL内で培養したCD34Thy−1細胞は全細胞数が約2倍に増加した
。TPO、FL、及びIL6内で培養したCD34Thy−1細胞は開始の
細胞数を維持した(データ示さず)。Thy−1発現細胞の割合は、TPO、F
L、及びKLの場合よりもTPO、FL、及びIL6の場合のほうが若干高かっ
た(27.4%対20.6%)。しかしながら、TPO、FL、及びIL6の培
養で維持した全Thy−1発現細胞数は、より少なかった(開始細胞数の0.3
4対0.43)。これらの差異は統計的に有意ではなかった(データ示さず)。
【0119】 1,2,3、又は4回の分裂を経た培養細胞集団をフローサイトメトリーを使
用して精製した。培養後にも依然としてThy−1を発現する細胞のみを試験し
た。何故ならば、HSC活性は主にこの集団に存在するからである。TPO(100
ng/ml)、FL(100ng/ml)及びKL(100ng/ml)の組み合わせ、又はTPO(100ng/m
l)、FL(100ng/ml)及びIL6(20ng/ml) の組み合わせで培養したThy−1 細胞は、少なくとも2回の分裂後に、新鮮なCD34Thy−1細胞に対し
てCAFC活性を保持していた。TPO、FL、及びKLの場合には4回の分裂
後、TPO、FL、及びIL6の場合には3回の分裂後に、CAFC活性は低下
した(データ示さず)。SCID−hu骨における生着が、移植片当り5,00
0又は15,000個の細胞を注入した場合に、両方のサイトカインの組み合わ
せに対して4回分裂の全てで観察された(図8)。注入した全体数に対してヒト
細胞を有する移植片の数(生着率)は、非培養CD34細胞、及びいずれかの
サイトカイン組み合わせで様々な回数を分裂した培養CD34Thy−1細胞
の間で有意な変化を示さなかった。TPO、FL、及びKLで培養した細胞を注
入した移植片から回収したドナー細胞の平均数は、TPO、FL、及びIL6で
培養した細胞を注入した移植片から回収したドナー細胞の約2倍であり、非培養
CD34細胞を注入した移植片から回収したドナー細胞の平均数と近かった。
TPO、FL、及びKL、又はTPO、FL、及びIL6で培養したCD34 Thy−1細胞は、各細胞ベースで明らかなHSC機能を喪失することなく、
4回までは分裂することが可能であることが結論された。
【0120】実施例8:培養造血細胞への遺伝子導入 実施例1−7に記載のように、TPO(50-100ng/ml)、KL(100ng/ml)、FL(
100ng/ml)、IL3(20ng/ml)、IL6(20ng/ml)及び/又はLIF (100ng/ml)で
培養した造血幹細胞を(1)L Milyベクター(Lyt2を発現)又は(2
)LMTNLベクター(PCRによるrev遺伝子マーキングを分析するため)
で感染した。これらの適当なベクターを培地に添加することによって細胞に感染
させた。以下の表6−8に示されるように、LI−3,IL−6及びLIFで培
養した場合と比較して、TPO、KL及びFLの培養では、4.9倍高いLTC
−CFC遺伝子マーキング、5倍高いSyS1後のCD34前駆細胞内のLy
t2発現、及び4.7倍高いSyS1後のCD14単球内のLyt2発現を示
した。
【0121】 revマーキングされたHSCの割合
【0122】
【表6】
【0123】 Lyt2導入遺伝子を発現するCD34細胞の割合
【0124】
【表7】
【0125】 Lyt2導入遺伝子を発現するCD14単球の割合
【0126】
【表8】
【0127】 ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)も様々なサイトカインの組み合わせで培養さ
れたHSC内への遺伝子導入を測定するために実施された。表9は導入遺伝子を
発現するコロニー及び移植片の割合をまとめたものである。
【0128】
【表9】
【0129】実施例9:フィブロネクチン存在下でのHSCの遺伝的修飾 RetroNectinTM (Takara Shuzo Co., Ltd., Otsu Shigi, Japan) の形質導入さ
れたHSCの前駆体における導入遺伝子の発現を増強する能力を求める目的で、
RetroNectinTM 及び様々なサイトカインの存在下、非存在下で、ProPak をベー スとするPP-A.LMiLy ベクターで形質導入されたCD34選択細胞を予形成し
たSys1単層上で長期間インキュベートした。5週間後、CD34及びLyt
2の細胞表面発現のFACS分析の為に培養内のヒト細胞を染色した。代表的な
実験の結果を図9及び図10に示した。これらのデータから、長期間のSys1
培養において維持されたCD34細胞における導入遺伝子の発現(Lyt2発
現)が、IL3,IL6,LIF,FL及びTPOから成るサイトカイン混合物
(カクテル)の組み合わせを存在下で、RetroNectinTM被覆プレート上で細胞に
形質導入することによって有意に増強されることが示された。サイトカイン濃度
は実施例8に記載の通りである。図9で示されるように、RetroNectinTMなしで IL3,IL6,LIF,FL及びTPOと共に形質導入した集団におけるLy
t2発現は3.7%であるのに対し、RetroNectinTM被覆プレート上で同じサイ トカインと共に形質導入した集団におけるLyt2発現は15.2%であった。
RetroNectinTMを使用することによって、約4倍の増強が見られた。TPO非存 在下では増強は観察されなかった。RetroNectinTMの存在下又は非存在下で、様 々なサイトカインで形質導入した場合にも、長期間培養においてCD34表現型
を保存した細胞の割合については影響はなかった。
【0130】 遺伝子導入:様々なサイトカイン混合物でのMPB−CD34細胞。クローン
形成細胞 (Clonogenic Cells) の形質導入効率(%Rev
【0131】
【表10】
【図面の簡単な説明】
【図1】パネルA〜Gは、FLを含有する様々なサイトカイン組み合わせに
おけるCD34Thy−1Lin骨髄細胞(BM)の6日間の培養のFA
CS分析を示す。数字は各クアドラントにおける代表実験例からの細胞の割合を
示す。PKH26蛍光の喪失は細胞分裂を意味する。CD34発現の喪失は分化
を意味する。対照細胞は一晩(D0)又は6日間(D6)サイトカインなしで培
養し、ライブゲート(live-gated) な非分裂細胞を使用してクアドラントをセッ
トした。非分裂細胞(UR及びULクアドラント)の割合を合わせた。
【図2】異なるサイトカインにおける、BM CD34Thy−1Li
細胞培養からの、全CAFC、又はFACSでソートしたCD34hiPK
lo細胞集団内のCAFCにおける増加倍数を示す。横縞バーはIL3,IL
6及びLIF処理を示し、灰色バーはTPO及びKL処理を示し、黒色バーはT
PO、FL及びKL処理を示す。
【図3】移植片当りに注入された非培養BM CD34Thy−1Li
細胞数に対する陽性移植片の割合を示す。これは10KThy−1細胞の
投与を選択して行った。
【図4】パネルA〜Lは、移植片当り10,000個の細胞をSCID−h
u骨に注射した8週間後のドナーヒト細胞の生着のFACS分析を示す。TPO
,KL,及びFLでの6日間培養で分裂したCD34細胞(CD34PKH lo) 細胞は、非培養BM CD34Thy−1Lin細胞(パネルB,
E,H,K)と比較して、インビボ骨髄再集団化能を保持していた(パネルC,
F,I,L)。X軸はドナーHLAアロタイプの染色を示す。Y軸は全ヒト細胞
(W6/32,抗ヒトクラスIMHC)又は系列マーカーの染色を示す
【図5】90時間培養したMPB CD34細胞からのFACSドットプ
ロットから測定した、%CD34及び%CD34Thy−1細胞を示す。
各カラムは異なる健常ドナーから得た3−12の実験の平均であり、誤差は平均
の標準誤差である。Tはトロンボポイエチン,KはKitリガンド,Fはflt
3リガンド,LはLIF,3はIL−3,及び6はIL−6を示す。
【図6】培養0日及び培養終了時の全CD34Thy−1細胞数から計
算した、90時間培養におけるCD34Thy−1細胞の増加倍数を示す。
各カラムは3−12の実験の平均であり、誤差は平均の標準誤差である。斜線バ
ーは全細胞数を示し、黒色バーはCD34Thy−1細胞数を示す。Tはト
ロンボポイエチン,KはKitリガンド,Fはflt3リガンド,LはLIF,
3はIL−3,及び6はIL−6を示す。
【図7】非培養細胞と比較した、、様々なサイトカインで5日間培養したM
PB細胞中のCD34Thy−1細胞のCAFC数の倍数変化を示す。
【図8】5日間培養したCFSEラベル化CD34MPB細胞とのSCI
D−hu骨の生着を示す。培養CD34をソートし、CFSE色素の保持によ
って各分裂を分離した。各データの点は、個々の骨移植片を示す。移植片中の全
細胞に対して1%未満のヒトドナー細胞しか含有しない移植片は生着しないもの
とみなした。典型的には、少なくとも10,000個の細胞(ヒト及びマウスの 両者)が移植片から得られ、従って、1%とは少なくとも100個の細胞を意味 するものであった。
【図9】形質導入したMPB CD34細胞の長期間のインビトロでのス
トロマ培養後のLyt2導入遺伝子の発現を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 09/237,291 (32)優先日 平成11年1月25日(1999.1.25) (33)優先権主張国 米国(US) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM ,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM) ,AL,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG, BR,BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,D K,EE,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM ,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE, KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,L T,LU,LV,MD,MG,MK,MN,MW,MX ,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE, SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,U A,UG,US,UZ,VN,YU,ZW (72)発明者 ツシンスキー・ロバート・ジェイ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94040 マウンテインビュー ディリック スドライブ 2564 Fターム(参考) 4B065 AA93X AC12 AC14 BB23 BB34 BC41 BD42 CA23 CA24 4C084 AA13 CA18 CA34 CA56 DA01 DB01 NA14 ZA512 ZB271 ZC012 ZC411 ZC511 4C087 AA01 AA02 BB44 BB64 BB65 CA12 NA14 ZA51 ZB27 ZC01 ZC41 ZC51

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリヌクレオチド配列を含む遺伝子運搬ビークルをmplリガ
    ンド及びflt3リガンドの有効量の存在下で造血幹細胞集団と接触させること
    から成る、造血幹細胞の修飾方法。
  2. 【請求項2】更に、造血幹細胞をc−kitリガンドの存在下で培養するこ
    とを含む、請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】更に、造血幹細胞をインターロイキン3(IL3)の存在下で
    培養することを含む、請求項2に記載の方法。
  4. 【請求項4】ポリヌクレオチド配列がペプチド、リボザイム及びアンチセン
    ス配列から成る群から選択される産物をコードする、請求項1乃至3のいずれか
    一項に記載の方法。
  5. 【請求項5】遺伝子運搬ビークルがレトロウイルスベクター、DNAベクタ
    ー及びリポソーム運搬ビークルから成る群から選択される、請求項1乃至4のい
    ずれか一項に記載の方法。
  6. 【請求項6】ポリヌクレオチド配列を含む遺伝子運搬ビークルをトロンボポ
    イエチンリガンド、flt3リガンド及びインターロイキン6(IL6)の有効
    量の存在下で造血幹細胞集団と接触させることから成る、造血幹細胞の修飾方法
  7. 【請求項7】更に、造血幹細胞を有効量の白血病阻害因子(LIF)の存在
    下で培養することを含む、請求項6に記載の方法。
  8. 【請求項8】更に、造血幹細胞を有効量のインターロイキン3(IL3)の
    存在下で培養することを含む、請求項6に記載の方法。
  9. 【請求項9】更に、造血幹細胞をc−kitリガンドの存在下で培養するこ
    とを含む、請求項6に記載の方法。
  10. 【請求項10】更に、造血幹細胞をc−kitリガンドの存在下で培養する
    ことを含む、請求項8に記載の方法。
  11. 【請求項11】更に、造血幹細胞をフィブロネクチン又はRetroNectinTMの 存在下で培養することを含む、請求項6に記載の方法。
  12. 【請求項12】ポリヌクレオチド配列がペプチド、リボザイム及びアンチセ
    ンス配列から成る群から選択される産物をコードする、請求項6に記載の方法。
  13. 【請求項13】遺伝子運搬ビークルがレトロウイルスベクター、DNAベク
    ター及びリポソーム運搬ビークルから成る群から選択される、請求項6に記載の
    方法。
  14. 【請求項14】トロンボポイエチン(TPO)、flt3リガンド及びイン
    ターロイキン6(IL6)の有効量を含有する培地中で造血幹細胞を培養するこ
    とから成る、培養における該造血幹細胞の増殖を促進する方法。
  15. 【請求項15】更に、細胞を有効量のインターロイキン3(IL3)と共に
    培養することを含む、請求項14に記載の方法。
  16. 【請求項16】更に、細胞を有効量の白血病阻害因子(LIF)と共に培養
    することを含む、請求項14に記載の方法。
  17. 【請求項17】更に、細胞を有効量のc−kitリガンドと共に培養するこ
    とを含む、請求項14に記載の方法。
  18. 【請求項18】造血幹細胞が自己再生能及び全造血細胞系列発生能によって
    特徴づけられる、請求項14に記載の方法。
  19. 【請求項19】造血幹細胞がヒト造血幹細胞である、請求項14に記載の方
    法。
  20. 【請求項20】ヒト造血幹細胞がCD34である、請求項19に記載の方
    法。
  21. 【請求項21】ヒト造血幹細胞がCD34Thy−1である、請求項1
    9に記載の方法。
  22. 【請求項22】ヒト造血幹細胞がCD34Thy−1Linである、
    請求項19に記載の方法。
  23. 【請求項23】対象における造血能を回復させる方法であって、 (a)mplリガンド、flt3リガンド及びインターロイキン6(IL6)の
    存在下に造血幹細胞集団の増殖に好適な条件で造血幹細胞を含む集団を培養し、
    及び (b)増殖した造血幹細胞集団の有効量を対象に投与する、ことから成る前記方
    法。
  24. 【請求項24】更に、細胞をインターロイキン3(IL3)の存在下で培養
    することを含む、請求項23に記載の方法。
  25. 【請求項25】更に、細胞を有効量の白血病阻害因子(LIF)の存在下で
    培養することを含む、請求項23に記載の方法。
  26. 【請求項26】更に、細胞をc−kitリガンドの存在下で培養することを
    含む、請求項24に記載の方法。
  27. 【請求項27】造血幹細胞がヒト造血幹細胞である、請求項23に記載の方
    法。
  28. 【請求項28】ヒト造血幹細胞がCD34である、請求項23に記載の方
    法。
  29. 【請求項29】造血幹細胞が同種対象に投与される、請求項23に記載の方
    法。
  30. 【請求項30】造血幹細胞が自家対象に投与される、請求項23に記載の方
    法。
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