JP2002503478A - 遺伝子ワクチンベクターの標的化 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、所望の標的細胞または組織型についての遺伝子ワクチンの特異性を増加させるための試薬を得るための方法を提供する。本発明はまた、標的細胞または組織型への遺伝子ワクチン特異性を改善するために使用される遺伝子送達ビヒクルを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （発明の背景） （発明の分野） 本発明は、遺伝子ワクチンの分野に関する。特に、本発明は、目的の特定の組
織または細胞型に対する遺伝子ワクチンの標的化を容易にする材料を提供するこ
とにより、遺伝子ワクチンの効力を改善するための方法を提供する。

【０００２】 （背景） 遺伝子免疫化は、防御体液性免疫および細胞免疫を誘導する新規な機構を表す
。遺伝子ワクチン接種のためのベクターは、一般に、目的の遺伝子（これはしば
しば、抗原をコードする）に作動可能に連結されたプロモーター／エンハンサー
配列、およびポリアデニル化／転写終結配列を含むＤＮＡから構成される。筋肉
内注射または皮内注射後に、目的の遺伝子は、免疫系の細胞により得られるタン
パク質の認識後に発現される。遺伝子免疫化は、病原体がほとんど特徴付けられ
ていないかまたは研究室の環境で単離もしくは培養され得ない状況でさえも防御
免疫を誘導する手段を提供する。抗原は、宿主細胞細胞質において（例えば、筋
細胞において）発現されるか、またはシグナル分泌配列を含むことにより、宿主
細胞の表面に発現されるかもしくは宿主細胞から分泌される。抗原は、遺伝子ワ
クチンベクターによりトランスフェクトされた宿主細胞の内在プロセスによりプ
ロセシングされる。細胞質で発現される場合、抗原は、タンパク質分解のための
プロテアソームに標的化されると考えられる。このように誘導されたペプチドは
、内因性ＴＡＰ−１およびＴＡＰ−２により選別され、そして粗面小胞体（ＲＥ
Ｒ）の内腔に輸送され、ここで、これらは、ＭＨＣクラスＩ分子と会合し、クラ
スＩ、β２−ミクログロブリン、およびペプチドの分子複合体として細胞表面へ
最終的に輸送される。トランスフェクトされた細胞から抗原がインタクトに放出
された場合、この抗原は、ＡＰＣにおけるエンドサイトーシス経路（ｅｎｄｏｃ
ｙｔｉｃ ｐａｔｈｗａｙ）によって取り込まれ、そしてそれらの内部で、ＭＨ
ＣクラスＩ分子またはＭＨＣクラスＩＩ分子との複合体におけるペプチドフラグ
メントとしてのそれらの細胞表面での最終的な提示のために内因性経路によって
プロセシングされると考えられる。

【０００３】 遺伝子ワクチン接種の効力は、しばしば、細胞への遺伝子ワクチンベクターの
非効率的な取り込みによって制限される。一般に、注射部位の１％未満の筋肉ま
たは皮膚細胞が、目的の遺伝子を発現する。細胞に侵入する遺伝子ワクチンベク
ターの効率における小さな改良でさえ、遺伝子ワクチン接種により誘導される免
疫応答のレベルにおいて劇的な増加を生じ得る。ベクターは、代表的に、非常に
わずかな割合のＤＮＡしか常に発現されないことを生じ得る多くの障壁を通過し
なければならない。免疫原性に対する制限は以下を含む：血中および組織中に存
在するヌクレアーゼに起因するベクターの損失：細胞へのＤＮＡの非効率的な侵
入；細胞の核へのＤＮＡの非効率的な侵入、および他の区画へのＤＮＡの優先度
；核においてＤＮＡの安定性がないこと（核の安定性を制限する因子は、他の細
胞区画および細胞外区画に影響を与える因子とは異なり得る）；および染色体に
組み込まれるベクターに関しては、組み込みの効率および組み込み部位。さらに
、遺伝子ワクチンの多くの適用に関しては、遺伝子ワクチンが、特定の標的組織
または細胞に侵入することが好ましい。

【０００４】 従って、目的の特定の細胞および組織型に標的化され得、そしてこの標的細胞
に対して増加した侵入能力を示す、遺伝子ワクチンに関する必要性が存在する。
本発明はこれらおよび他の必要性を満たす。

【０００５】 （発明の要旨） 本発明は、標的細胞への遺伝子ワクチンの取り込みまたは特異性を増加させる
ために有用な細胞特異的結合分子を得るための方法を提供する。この方法は、以
下の工程を含む：核酸結合ドメインを含むポリペプチドをコードする核酸と、細
胞特異的結合ドメインを含むポリペプチドをコードする核酸とを組換えることに
より、組換えポリヌクレオチドのライブラリーを作製する工程；およびライブラ
リーをスクリーニングして、核酸に、および細胞特異的レセプターに結合し得る
結合分子をコードする組換えポリヌクレオチドを同定する工程。特定の目的の標
的細胞は、抗原提示細胞および抗原プロセシング細胞（例えば、筋細胞、単球、
樹状細胞、Ｂ細胞、ランゲルハンス細胞、ケラチノサイト、およびＭ細胞）を含
む。

【０００６】 いくつかの実施態様では、標的細胞への遺伝子ワクチンの取り込みまたは特異
性を増加させるために有用な細胞特異的結合部分を得るための本発明の方法は、
以下の工程を含む：（１）核酸結合ドメインをコードするポリヌクレオチドを含
む、少なくとも第１の形態および第２の形態の核酸と、目的の細胞表面上のタン
パク質に特異的に結合する細胞特異的リガンドを含む、少なくとも第１の形態お
よび第２の形態の核酸を組換えて、組換え結合部分をコードする核酸のライブラ
リーを生成する工程であって、ここで、第１の形態と第２の形態とが、２以上の
ヌクレオチドにおいて互いに異なる、工程；（２）ベクターのライブラリーを宿
主細胞の集団にトランスフェクトする工程であって、ベクターのライブラリーの
各々が、ａ）核酸結合ドメインに特異的な結合部位、および２）組換え結合部分
をコードする核酸のライブラリーのメンバー、を含み、ここで、組換え結合部分
が、発現され、そして結合部位に結合して、ベクター−結合部分複合体を形成す
る、工程；（３）宿主細胞を、ベクター−結合部分複合体の結合を破壊しない条
件下で溶解する工程；（４）ベクター−結合部分複合体を、目的の標的細胞と接
触させる工程；および（５）ベクターを含む標的細胞を同定し、そして最適化さ
れた組換え細胞特異的結合部分核酸をこれらの標的細胞から単離する工程。

【０００７】 さらなる最適化が所望される場合、この方法はさらに以下を含み得る：（６）
少なくとも１つの最適化された組換え結合部分をコードする核酸を、第１の形態
および第２の形態と同じであるかまたは異なる、核酸結合ドメインをコードする
さらなる形態のポリヌクレオチドおよび／または細胞特異的リガンドをコードす
るさらなる形態のポリヌクレオチドと組換えて、組換え結合部分をコードする核
酸のさらなるライブラリーを生成する工程；（７）ベクターのライブラリーを宿
主細胞の集団にトランスフェクトする工程であって、ベクターのライブラリーが
、ａ）核酸結合ドメインに特異的な結合部位、および２）組換え結合部分をコー
ドする核酸、を含み、ここで、組換え結合部分が、発現され、そして結合部位に
結合して、ベクター−結合部分複合体を形成する、工程；（８）宿主細胞を、ベ
クター−結合部分複合体の結合を破壊しない条件下で溶解する工程；（９）ベク
ター−結合部分複合体を、目的の標的細胞と接触させ、そしてベクターを含む標
的細胞を同定する工程；および（１０）最適化された組換え結合部分核酸を、ベ
クターを含む標的細胞から単離する工程；ならびに（１１）必要に応じて、（６
）から（１０）を繰り返して、標的細胞への遺伝子ワクチンベクターの取り込み
または特異性を増加させるために有用な、さらに最適化された細胞特異的結合部
分を得る工程。

【０００８】 本発明はまた、宿主細胞において、本発明の方法により得られた、最適化され
た組換え結合部分をコードする核酸を発現することにより生成される、細胞特異
的組換え結合部分を提供する。

【０００９】 別の実施態様では、本発明は、以下を含む遺伝子ワクチンを提供する：ａ）核
酸結合ドメインおよび細胞特異的リガンドを含む、最適化された組換え結合部分
、ならびにｂ）結合部位を含むポリヌクレオチド配列であって、ここで、核酸結
合ドメインが、結合部位に特異的に結合し得る、ポリヌクレオチド配列。

【００１０】 本発明のさらなる実施態様は、標的細胞に対する遺伝子ワクチンの取り込み、
効力、または特異性を増加させるために有用な最適化された細胞特異的結合部分
を得るための方法を提供する。この方法は、以下の工程による：（１）エンテロ
トキシンまたは他のトキシンの非毒性レセプター結合部分をコードするポリヌク
レオチドを含む少なくとも第１の形態および第２の形態の核酸を組換えて、組換
え核酸のライブラリーを生成する工程であって、ここで第１の形態と第２の形態
とが２以上のヌクレオチドにおいて互いに異なる、工程；（２）核酸のライブラ
リーを含むベクターを宿主細胞の集団にトランスフェクトする工程であって、こ
こで核酸が発現されて、組換え細胞特異的結合部分ポリペプチドを形成する、工
程；（３）組換え細胞特異的結合部分ポリペプチドを、標的細胞の細胞表面レセ
プターと接触させる工程；および（４）どの組換え細胞特異的結合部分ポリペプ
チドが、標的細胞に対する増強された結合能力を示すかを決定する工程。遺伝子
ワクチンベクターを、これらの方法により生成された、最適化された組換え細胞
特異的結合部分でコーティングすることによって、標的細胞による遺伝子ワクチ
ンベクターの取り込みを増強するための方法もまた、本発明により提供される。

【００１１】 本発明はまた、ワクチン送達ビヒクル、遺伝子ワクチンベクター、またはベク
ター構成要素を進化させて、哺乳動物に投与された際に、選択された哺乳動物組
織に対する増強された侵入能力を有するかまたはベクターに付与する最適化され
た送達ビヒクルまたは構成要素を得るための方法を提供する。これらの方法は以
下の工程を含む：（１）ポリヌクレオチドのプールのメンバーを組換えて、組換
えポリヌクレオチドのライブラリーを生成する工程；（２）複製可能な遺伝子パ
ッケージのライブラリーを試験動物に投与する工程であって、複製可能な遺伝子
パッケージのライブラリーの各々が、提示ポリペプチドをコードするポリヌクレ
オチドに作動可能に連結された組換えポリヌクレオチドのライブラリーのメンバ
ーを含み、ここで、組換えポリヌクレオチドおよび提示ポリペプチドは、複製可
能な遺伝子パッケージの表面上に提示される融合タンパク質として発現される、
工程；および（３）投与後の適切な時間に、試験動物の選択された組織中に存在
する複製可能な遺伝子パッケージを回収する工程であって、ここで、回収された
複製可能な遺伝子パッケージが、哺乳動物への投与の際に、選択された哺乳動物
組織に対する増強された侵入能力を有する、工程。送達ビヒクルのさらなる最適
化が所望される場合、本発明の方法はさらに以下の工程を含む：（４）選択され
た組織から回収された複製可能な遺伝子パッケージから得た少なくとも１つの組
換えポリヌクレオチドを含む核酸を、ポリヌクレオチドのさらなるプールと組換
えて、組換えポリヌクレオチドのさらなるライブラリーを生成する工程；（５）
複製可能な遺伝子パッケージのライブラリーを試験動物に投与する工程であって
、複製可能な遺伝子パッケージのライブラリーの各々は、提示ポリペプチドをコ
ードするポリヌクレオチドに作動可能に連結された組換えポリヌクレオチドのさ
らなるライブラリーのメンバーを含み、ここで、組換えポリヌクレオチドおよび
提示ポリペプチドが、複製可能な遺伝子パッケージの表面上に提示される融合タ
ンパク質として発現される、工程；（６）投与後の適切な時間に、試験動物の選
択された組織中に存在する複製可能な遺伝子パッケージを回収する工程；ならび
に（７）必要に応じて、（４）から（６）を繰り返して、哺乳動物への投与の際
に選択された哺乳動物組織に対するさらに増強された侵入能力を示す、さらに最
適化された組換え送達ビヒクルを得る工程。特に興味深い投与方法は、例えば、
経口投与、局所投与、および吸入を含む。投与が静脈内である場合、目的の哺乳
動物組織は、例えば、リンパ節および脾臓を含む。

【００１２】 別の実施態様では、本発明は、ワクチン送達ビヒクル、遺伝子ワクチンベクタ
ー、またはベクター構成要素を進化させて、抗原提示細胞に対する増強された特
異性を有するかまたはこの構成要素を含むベクターに抗原提示細胞に対する増強
された特異性を付与する最適化された送達ビヒクルまたはベクター構成要素を得
るための方法を提供する。これらの方法は以下の工程による：（１）ポリヌクレ
オチドのプールのメンバーを組換えて、組換えポリヌクレオチドのライブラリー
を生成する工程；（２）複製可能な遺伝子パッケージのライブラリーを生成する
工程であって、複製可能な遺伝子パッケージのライブラリーの各々が、提示ポリ
ペプチドをコードするポリヌクレオチドに作動可能に連結された組換えポリヌク
レオチドのライブラリーのメンバーを含み、ここで、組換えポリヌクレオチドお
よび提示ポリペプチドは、複製可能な遺伝子パッケージの表面上に提示される融
合タンパク質として発現される、工程；（３）組換え複製可能な遺伝子パッケー
ジのライブラリーを非ＡＰＣと接触させて、非ＡＰＣ特異的融合ポリペプチドを
提示する複製可能な遺伝子パッケージを除去する工程；および（４）非ＡＰＣに
結合しなかった組換え複製可能な遺伝子パッケージをＡＰＣと接触させ、そして
ＡＰＣに結合する組換え複製可能な遺伝子パッケージを回収する工程であって、
ここで、回収された複製可能な遺伝子パッケージが、ＡＰＣに特異的に結合し得
る、工程。

【００１３】 さらなる実施態様では、本発明は、ワクチン送達ビヒクル、遺伝子ワクチンベ
クター、またはベクター構成要素を進化させて、標的細胞に対する増強された侵
入能力を有するかまたは構成要素を含むベクターに標的細胞に対する増強された
侵入能力を付与する最適化された送達ビヒクルまたは構成要素を得るための方法
を提供する。これらの方法は以下の工程による：（１）インベーシンポリペプチ
ドをコードする少なくとも第１の形態および第２の形態の核酸を組換えて、組換
えインベーシン核酸のライブラリーを生成する工程であって、ここで、第１の形
態および第２の形態は、２以上のヌクレオチドにおいて互いに異なる、工程；（
２）組換えバクテリオファージのライブラリーを生成する工程であって、組換え
バクテリオファージのライブラリーの各々は、バクテリオファージの表面上に、
提示ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドに作動可能に連結された、組換
えインベーシン核酸を含むキメラ遺伝子によってコードされる融合ポリペプチド
を提示する、工程；（３）組換えバクテリオファージのライブラリーを、標的細
胞の集団と接触させる工程；（４）結合していないファージおよび標的細胞の表
面に結合しているファージを除去する工程；ならびに（５）標的細胞内に存在す
るファージを回収する工程であって、ここで、回収されたファージは、標的細胞
に対する増強された侵入能力を有するファージが富化されている、工程。

【００１４】 いくつかの実施態様では、これらの方法を用いて得られた最適化された組換え
遺伝子ワクチンベクター、送達ビヒクル、またはベクター構成要素は、抗原提示
細胞に対する改善された侵入能力を示す。これらの方法は、以下の工程を含み得
る：トランスフェクション工程の後に細胞を洗浄して、抗原提示細胞に侵入しな
かったベクターを除去する工程；トランスフェクション後に細胞を所定の時間培
養する工程；抗原提示細胞を溶解する工程；および細胞溶解産物から最適化され
た組換え遺伝子ワクチンベクターを単離する工程。最適化された組換え遺伝子ワ
クチンベクターを含む抗原提示細胞は、例えば、ベクター中に含まれるマーカー
遺伝子の発現を検出することにより同定され得る。いくつかの実施態様では、遺
伝子ワクチンベクターは、免疫原性抗原をコードするヌクレオチド配列を含み、
そして最適化された組換え遺伝子ワクチンベクターは、以下により同定される：
個々のライブラリーメンバーを、抗原提示細胞の別個の培養物中にトランスフェ
クトする工程；トランスフェクトされたＡＰＣを、ＡＰＣと同じ個体から得たＴ
リンパ球と共存培養する工程；およびＴリンパ球応答を誘導し得るトランスフェ
クトされたＡＰＣ培養物を同定する工程。これらの方法におけるＴリンパ球応答
は、増加したＴリンパ球増殖、標的細胞に対する増加したＴリンパ球媒介細胞溶
解活性、および増加したサイトカイン産生からなる群より選択され得る。例とし
て、遺伝子ワクチンベクターは、トランスフェクトされたＡＰＣが、増殖、ＩＬ
−２産生、およびインターフェロン−γ産生の１以上を含むＴリンパ球応答を誘
導することにより証明されるようにＴ_H１応答を誘導し得る。

【００１５】 これらの方法のさらなる実施態様は、抗原をコードするヌクレオチド配列を含
む遺伝子ワクチンベクターまたは送達ビヒクルの使用を含む；最適化された組換
えワクチンベクターは、以下の工程により同定され得る：試験動物に組換え遺伝
子ワクチンベクターのライブラリーを注射する工程；リンパ細胞（例えば、樹状
細胞）を試験動物から得る工程；および組換え遺伝子ワクチンベクターをリンパ
細胞から回収する工程であって、回収された組換え遺伝子ワクチンベクターは、
リンパ細胞に対する改善された侵入能力を示す、工程。いくつかの実施態様では
、抗原は細胞表面抗原であり、最適化された組換え遺伝子ワクチンベクターを単
離する前に、最適化された組換えベクターを含む細胞が、細胞表面抗原に選択的
に結合するアフィニティー試薬に結合させることにより精製される。

【００１６】 本発明はまた、バクテリオファージ由来のワクチン送達ビヒクルを進化させて
、標的細胞に対する増強された侵入能力を有する送達ビヒクルを得るための方法
を提供する。これらの方法は、以下の工程を含む：（１）インベーシンポリペプ
チドをコードする少なくとも第１の形態および第２の形態の核酸を組換えて、組
換えインベーシン核酸のライブラリーを生成する工程であって、ここで、第１の
形態および第２の形態は、２以上のヌクレオチドにおいて互いに異なる、工程；
（２）組換えバクテリオファージのライブラリーを生成する工程であって、組換
えバクテリオファージのライブラリーの各々は、バクテリオファージの表面上に
、提示ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドに作動可能に連結された組換
えインベーシン核酸を含むキメラ遺伝子によってコードされる融合ポリペプチド
を提示する、工程；（３）組換えバクテリオファージのライブラリーを、標的細
胞の集団と接触させる工程；（４）結合していないファージおよび標的細胞の表
面に結合しているファージを除去する工程；ならびに（５）標的細胞内に存在す
るファージを回収する工程であって、ここで、回収されたファージは、標的細胞
に対する増強された侵入能力を有するファージが富化されている、工程。さらに
、さらなる最適化が所望される場合、この方法は以下の工程をさらに含み得る：
（６）標的細胞から回収されるバクテリオファージから得た少なくとも１つの組
換えインベーシン核酸を含む核酸を、ポリヌクレオチドのさらなるプールと組換
えて、組換えインベーシンポリヌクレオチドのさらなるライブラリーを生成する
工程；（７）組換えバクテリオファージのさらなるライブラリーを生成する工程
であって、組換えバクテリオファージのさらなるライブラリーの各々が、バクテ
リオファージの表面上に、提示ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドに作
動可能に連結された組換えインベーシン核酸を含むキメラ遺伝子によってコード
される融合ポリペプチドを提示する、工程；（８）組換えバクテリオファージの
ライブラリーを標的細胞の集団と接触させる工程；（９）結合していないファー
ジおよび標的細胞の表面に結合しているファージを除去する工程；ならびに（１
０）標的細胞内に存在するファージを回収する工程；そして（１１）必要に応じ
て、（６）から（１０）を繰り返して、標的細胞に対するさらに増強された侵入
能力をさらに示す、最適化された組換え送達ビヒクルを得る工程。

【００１７】 いくつかの実施態様では、バクテリオファージ由来のワクチン送達ビヒクルを
進化させて、標的細胞に対する増強された侵入能力を有する送達ビヒクルを得る
ための方法は、さらに以下の工程を含み得る：（１２）最適化された組換え送達
ビヒクルに、目的の抗原をコードするポリヌクレオチドを挿入する工程であって
、ここで目的の抗原が、第２の提示ポリペプチドを含む融合ポリペプチドとして
発現される、工程；（１３）送達ビヒクルを試験動物に投与する工程；および（
１４）送達ビヒクルが、試験動物においてＣＴＬ応答を誘導し得るかを決定する
工程。あるいは、以下の工程が用いられ得る：（１２）最適化された組換え送達
ビヒクルに、目的の抗原をコードするポリヌクレオチドを挿入する工程であって
、ここで、目的の抗原が、第２の提示ポリペプチドを含む融合ポリペプチドとし
て発現される、工程；（１３）送達ビヒクルを試験動物に投与する工程；および
（１４）送達ビヒクルが、目的の抗原を含む病原体に対する中和抗体を誘導し得
るかを決定する工程。これらの方法に関する目的の標的細胞の例は、抗原提示細
胞である。

【００１８】 （詳細な説明） （定義） 用語「サイトカイン」は、例えば、インターロイキン、インターフェロン、ケ
モカイン、造血増殖因子、腫瘍壊死因子、およびトランスフォーミング増殖因子
を含む。一般に、これらは、免疫系の細胞の成熟、活性化、増殖、および分化を
調節する、低分子量のタンパク質である。

【００１９】 用語「スクリーニング」は、一般に、最適な抗原を同定するプロセスを記載す
る。抗原のいくつかの特性は、選択およびスクリーニング（抗原発現、折畳み、
安定性、免疫原性、およびいくつかの関連する抗原からのエピトープの存在を含
む）に用いられ得る。選択は、同定および物理的分離が、いくつかの遺伝子環境
において、他の細胞が死ぬのに対して、マーカーを発現する細胞が生存するのを
可能にする（またはその逆もまた同じ）選択マーカーの発現により同時に達成さ
れる、１形態のスクリーニングである。スクリーニングマーカーは、例えば、ル
シフェラーゼ、β−ガラクトシダーゼ、およびグリーン蛍光タンパク質を含む。
選択マーカーは、薬物およびトキシン耐性遺伝子などを含む。一次免疫応答をイ
ンビトロで研究することには限界があるので、インビボでの研究は特に有用なス
クリーニング方法である。これらの研究では、抗原は、まず試験動物に導入され
、次いで、免疫された動物由来のリンパ細胞を用いて、防御免疫応答を分析する
ことにより、または誘導された免疫応答の質もしくは強さを研究することにより
、免疫応答が研究される。自然選択が自然の進化の過程で生じ得、そして生じる
とはいえ、本方法では、選択が人為的に行われる。

【００２０】 本明細書中で用いられる、「外来性ＤＮＡセグメント」、「異種配列」、また
は「異種核酸」は、特定の宿主細胞に対して外来な供給源から生じるものか、ま
たは同じ供給源である場合には、その本来の形態から改変されるものである。従
って、宿主細胞における異種遺伝子は、特定の宿主細胞に対して外来性であるが
改変された遺伝子を含む。本明細書中に記載される適用における異種配列の改変
は、代表的に、ＤＮＡシャッフリングの使用により生じる。従って、この用語は
、この細胞に対して外来であるかもしくは異種であるＤＮＡセグメント、または
この細胞に対して同種であるが宿主細胞核酸内の、このエレメントが通常は見出
されない位置に存在するＤＮＡセグメントを言及する。外来性ＤＮＡセグメント
は発現されて外来性ポリペプチドを生じる。

【００２１】 用語「遺伝子」は、生物学的機能と関連したＤＮＡの任意のセグメントを言及
するように広範に用いられる。従って、遺伝子は、コード配列および／またはそ
の発現に必要とされる調節配列を含む。遺伝子はまた、例えば、他のタンパク質
についての認識配列を形成する非発現ＤＮＡセグメントを含む。遺伝子は、種々
の供給源（目的の供給源からのクローニング、または公知の配列情報もしくは推
定配列情報からの合成を含む）から入手され得、そして所望のパラメーターを有
するように設計された配列を含み得る。

【００２２】 用語「単離された」は、核酸またはタンパク質に適用される場合、この核酸ま
たはタンパク質が、天然状態では会合している他の細胞構成要素を本質的に含ま
ないことを示す。乾燥または水溶液のいずれかの状態で存在し得るとはいえ、均
質な状態にあることが好ましい。純度および均質性は、代表的に、分析用化学技
術（例えば、ポリアクリルアミドゲル電気泳動または高速液体クロマトグラフィ
ー）を用いて決定される。調製物中に存在する優勢な種であるタンパク質は実質
的に精製されている。特に、単離された遺伝子は、その遺伝子に隣接しかつ目的
のその遺伝子以外のタンパク質をコードするオープンリーディングフレームから
分離される。用語「精製された」は、核酸またはタンパク質が、本質的に１本の
バンドを電気泳動ゲルにおいて生じることを示す。特に、この用語は、この核酸
またはタンパク質が少なくとも約５０％純粋、より好ましくは少なくとも約８５
％純粋、そして最も好ましくは少なくとも約９９％純粋であることを意味する。

【００２３】 用語「天然に存在する」は、人間によって人為的に生成されることとは異なる
ような、天然に見出され得る物体を記載するために用いられる。例えば、天然の
供給源から単離され得、そして研究室において人間によって意図的に改変されて
いない、生物（ウイルス、細菌、原生動物、昆虫、植物、または哺乳動物組織を
含む）中に存在するポリペプチド配列またはポリヌクレオチド配列は、天然に存
在する。

【００２４】 用語「核酸」とは、一本鎖または二本鎖のいずれかの形態のデオキシリボヌク
レオチドまたはリボヌクレオチド、およびそれらのポリマーをいう。特に限定さ
れない限り、この用語は、参照核酸と類似の結合特性を有し、かつ天然に存在す
るヌクレオチドと類似の様式で代謝される、天然のヌクレオチドの公知のアナロ
グを含む核酸を包含する。他に示されない限り、特定の核酸配列はまた、暗黙の
うちに、保存的に改変されたそれらの改変体（例えば、縮重コドン置換）および
相補的配列、ならびに明快に示される配列を包含する。詳細には、縮重コドン置
換が、１以上の選択された（または全ての）コドンの第３位が混合塩基および／
またはデオキシイノシン残基で置換されている配列を生成することにより達成さ
れ得る（Ｂａｔｚｅｒら（１９９１）Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄ Ｒｅｓ．１９
：５０８１；Ｏｈｔｓｕｋａら（１９８５）Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．２６０：
２６０５−２６０８；Ｃａｓｓｏｌら（１９９２）；Ｒｏｓｓｏｌｉｎｉら（１
９９４）Ｍｏｌ．Ｃｅｌｌ．Ｐｒｏｂｅｓ ８：９１−９８）。用語核酸は、遺
伝子、ｃＤＮＡ、および遺伝子によりコードされるｍＲＮＡと交換可能に使用さ
れる。

【００２５】 「遺伝子に由来する核酸」とは、その合成のために、遺伝子またはそのサブ配
列がテンプレートとして最終的に役立った核酸をいう。従って、ｍＲＮＡ、ｍＲ
ＮＡから逆転写されたｃＤＮＡ、このｃＤＮＡから転写されたＲＮＡ、このｃＤ
ＮＡから増幅されたＤＮＡ、この増幅されたＤＮＡから転写されたＲＮＡなどは
全て、遺伝子に由来し、そしてこのような誘導された産物の検出は、サンプル中
の元の遺伝子および／または遺伝子転写物の存在および／または量を示す。

【００２６】 核酸は、核酸が、別の核酸配列と機能的な関係に置かれる場合、「作動可能に
連結」される。例えば、プロモーターまたはエンハンサーは、それが、コード配
列の転写を増加させるならば、コード配列に作動可能に連結される。作動可能に
連結されるとは、連結されるＤＮＡ配列が代表的に連続すること、そして必要な
場合には、２つのタンパク質コード領域を連続して、かつリーディングフレーム
で連結することを意味する。しかし、エンハンサーは一般に、プロモーターと数
キロ塩基離れている場合に機能し、そして介在配列は種々の長さのものであり得
るので、いくつかのポリヌクレオチドエレメントは、作動可能に連結され得るが
連結していないかもしれない。

【００２７】 ２つの分子（例えば、リガンドおよびレセプター）の間の特異的結合親和性と
は、分子の混合物における一方の分子の別の分子との優先的な結合を意味する。
分子の結合は、結合親和性が約１×１０⁴Ｍ^-1〜約１×１０⁶Ｍ^-1以上であるなら
ば、特異的であると考えられ得る。

【００２８】 用語「組換え」とは、細胞を参照して用いられる場合、この細胞が、異種核酸
を複製するか、または異種核酸によりコードされるペプチドもしくはタンパク質
を発現することを示す。組換え細胞は、天然（非組換え）形態の細胞には見出さ
れない遺伝子を含み得る。組換え細胞はまた、天然形態の細胞に見出される遺伝
子を含み得、ここで、この遺伝子は人工的な手段によって改変され、そして細胞
に再導入される。この用語はまた、細胞から核酸を除去することなく改変された
、細胞に内在性の核酸を含む細胞を包含する；このような改変は、遺伝子置換、
部位特異的変異、および関連技術により得られる改変を含む。

【００２９】 「組換え発現カセット」または単に「発現カセット」は、このような配列と適
合する宿主において構造遺伝子の発現をもたらし得る核酸エレメントを含む、組
換えまたは合成により生成される、核酸構築物である。発現カセットは、少なく
ともプロモーターを含み、そして必要に応じて転写終結シグナルを含む。代表的
には、組換え発現カセットは、転写されるべき核酸（例えば、所望のポリペプチ
ドをコードする核酸）、およびプロモーターを含む。発現をもたらす際に必要か
または有用なさらなる因子はまた、本明細書中に記載される通りに用いられ得る
。例えば、発現カセットはまた、宿主細胞からの発現タンパク質の分泌を指向す
るシグナル配列をコードするヌクレオチド配列を含み得る。転写終結シグナル、
エンハンサー、および遺伝子発現に影響を与える他の核酸配列はまた、発現カセ
ットに含まれ得る。

【００３０】 「多価抗原性ポリペプチド」または「組換え多価抗原性ポリペプチド」は、１
より多くの供給源のポリペプチド由来のアミノ酸配列を含む、天然に存在しない
ポリペプチドであり、この供給源ポリペプチドは代表的に、天然に存在するポリ
ペプチドである。異なるアミノ酸配列の少なくともいくつかの領域は、この供給
源ポリペプチドを注射した哺乳動物において見出される抗体により認識されるエ
ピトープを構成する。異なるエピトープが誘導される供給源ポリペプチドは、通
常、相同であり（すなわち、同じまたは類似の構造および／または機能を有し）
、そしてしばしば、例えば、生物の異なる単離体、血清型、株、種、または異な
る疾患状態に由来する。

【００３１】 ２以上の核酸配列またはポリペプチド配列の状況における用語「同一」または
「同一性」パーセントとは、以下の配列比較アルゴリズムのうちの１つを用いて
または目視検査により測定し、最大の対応となるように比較およびアラインメン
トされた場合、同じであるかまたは同じであるアミノ酸残基またはヌクレオチド
の特定された百分率を有する２以上の配列またはサブ配列をいう。

【００３２】 ２つの核酸またはポリペプチドの状況における語句「実質的に同一」とは、以
下の配列比較アルゴリズムのうちの１つを用いてまたは目視検査により測定し、
最大の対応となるように比較およびアラインメントされた場合、少なくとも６０
％、好ましくは８０％、最も好ましくは９０〜９５％のヌクレオチドまたはアミ
ノ酸残基の同一性を有する２以上の配列またはサブ配列をいう。好ましくは、実
質的同一性は、少なくとも約５０残基長である配列領域にわたって、より好まし
くは少なくとも約１００残基の領域にわたって存在し、そして最も好ましくはこ
の配列は少なくとも約１５０残基にわたって実質的に同一である。いくつかの実
施態様では、この配列は、コード領域の長さ全体にわたって実質的に同一である
。

【００３３】 配列比較に関して、代表的には、１つの配列は、試験配列が比較される参照配
列として作用する。配列比較アルゴリズムを用いる場合、試験配列および参照配
列はコンピューターに入力され、サブ配列の座標が指定され、そして必要な場合
には配列アルゴリズムプログラムのパラメーターが指定される。次いで、配列比
較アルゴリズムは、指定されたプログラムのパラメーターに基づいて、参照配列
と比較した試験配列に対する配列同一性パーセントを計算する。

【００３４】 比較のための配列の最適なアラインメントは、例えば、ＳｍｉｔｈおよびＷａ
ｔｅｒｍａｎ，Ａｄｖ．Ａｐｐｌ．Ｍａｔｈ．２：４８２（１９８１）の局所相
同性アルゴリズムによって、ＮｅｅｄｌｅｍａｎおよびＷｕｎｓｃｈ，Ｊ．Ｍｏ
ｌ．Ｂｉｏｌ．４８：４４３（１９７０）の相同性アラインメントアルゴリズム
によって、ＰｅａｒｓｏｎおよびＬｉｐｍａｎ，Ｐｒｏｃ．Ｎａｔ’ｌ．Ａｃａ
ｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ ８５：２４４４（１９８８）の類似性検索方法によって、
これらのアルゴリズムのコンピュータ化インプリメンテーション（Ｗｉｓｃｏｎ
ｓｉｎ Ｇｅｎｅｔｉｃｓ Ｓｏｆｔｗａｒｅ Ｐａｃｋａｇｅ，Ｇｅｎｅｔｉ
ｃｓ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｇｒｏｕｐ，５７５ Ｓｃｉｎｅｎｃｅ Ｄｒ．，Ｍ
ａｄｉｓｏｎ，ＷＩにおけるＧＡＰ、ＢＥＳＴＦＩＴ、ＦＡＳＴＡ、およびＴＦ
ＡＳＴＡ）によって、または目視検査によって（一般的に、Ａｕｓｕｂｅｌら，
下記を参照のこと）実施され得る。

【００３５】 配列同一性パーセントおよび配列類似性パーセントを決定するために適切であ
るアルゴリズムの１つの例は、ＢＬＡＳＴアルゴリズムである。これは、Ａｌｔ
ｓｃｈｕｌら，Ｊ．Ｍｏｌ．Ｂｉｏｌ．２１５：４０３−４１０（１９９０）に
記載される。ＢＬＡＳＴ分析を行うためのソフトウェアは、Ｎａｔｉｏｎａｌ
Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ
（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｃｂｉ．ｎｌｍ．ｎｉｈ．ｇｏｖ／）を通して公に
利用可能である。このアルゴリズムは、まず、問合せ配列において、データベー
ス配列中の同じ長さのワードとアラインメントした場合にいくつかの正の値の閾
値スコアＴと適合するかまたはこれを満たすかのいずれかである長さＷの短いワ
ードを同定することにより高スコアの配列対（ＨＳＰ）を同定することを含む。
Ｔは、隣接ワードスコア閾値（Ａｌｔｓｃｈｕｌら、前出）といわれる。これら
の開始隣接ワードヒットは、これらを含む、より長いＨＳＰを見出すために検索
を開始するための種として作用する。次いで、ワードヒットは、累積的アライン
メントスコアが増加するようにできるだけ遠くまで各配列に沿って両方の方向に
伸長される。累積的スコアは、ヌクレオチド配列に関して、パラメーターＭ（一
対の適合する残基についてのリワードスコア（ｒｅｗａｒｄ ｓｃｏｒｅ）；常
に＞０）およびＮ（不適合残基についてのペナルティースコア；常に＜０）を用
いて計算される。アミノ酸配列に関しては、スコア付け行列を用いて、累積的ス
コアが計算される。各々の方向におけるワードヒットの伸長は以下の場合に停止
される：累積的アラインメントスコアが、その最大達成値から量Ｘだけ低下した
場合；累積的スコアが、１以上の負のスコア付け残基アラインメントの蓄積に起
因して０以下になった場合；またはいずれかの配列の末端に到達した場合。ＢＬ
ＡＳＴアルゴリズムパラメーターＷ、Ｔ、およびＸは、アラインメントの感度お
よび速度を決定する。ＢＬＡＳＴＮプログラム（ヌクレオチド配列に関して）は
、１１のワード長（Ｗ）、１０の期待値（Ｅ）、１００のカットオフ、Ｍ＝５、
Ｎ＝−４、および両鎖の比較というデフォルトを使用する。アミノ酸配列に関し
ては、ＢＬＡＳＴＰプログラムは、デフォルトとして、３のワード長（Ｗ）、１
０の期待値（Ｅ）、およびＢＬＯＳＵＭ６２スコア付け行列（Ｈｅｎｉｋｏｆｆ
およびＨｅｎｉｋｏｆｆ（１９８９）Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．
ＵＳＡ ８９：１０９１５を参照のこと）を使用する。

【００３６】 配列同一性パーセントを計算することに加えて、ＢＬＡＳＴアルゴリズムはま
た、２つの配列の間の類似性の統計的分析を行う（例えば、Ｋａｒｌｉｎおよび
Ａｌｔｓｃｈｕｌ（１９９３）Ｐｒｏｃ．Ｎａｔ’ｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳ
Ａ ９０：５８７３−５７８７を参照のこと）。ＢＬＡＳＴアルゴリズムにより
提供される類似性の１つの尺度は、２つのヌクレオチド配列間または２つのアミ
ノ酸配列間の適合が偶然によって起こる確率の指標を提供する、最少和確率（Ｐ
（Ｎ））である。例えば、核酸は、参照核酸に対する試験核酸の比較において最
少和確率が約０．１未満、より好ましくは約０．０１未満、そして最も好ましく
は約０．００１未満であるならば、参照配列に類似すると考えられる。

【００３７】 ２つの核酸配列が実質的に同一であるとの別の指標は、２つの分子がストリン
ジェントな条件下で互いにハイブリダイズすることである。語句「特異的に結合
する」とは、配列が複雑な混合（例えば、総細胞性）ＤＮＡまたはＲＮＡ中に存
在する場合に、特定のヌクレオチド配列に対してのみ、ストリンジェントな条件
下で分子が結合、二重鎖化、またはハイブリダイズすることをいう。「実質的に
結合する」とは、プローブ核酸と標的核酸との間の相補的ハイブリダイゼーショ
ンをいい、そしてハイブリダイゼーション媒体のストリンジェンシーを減少させ
、標的ポリヌクレオチド配列の所望の検出を達成することにより適応され得る、
重要でない不適合を含む。

【００３８】 核酸ハイブリダイゼーション実験（例えば、サザンハイブリダイゼーションお
よびノーザンハイブリダイゼーション）の状況における「ストリンジェントなハ
イブリダイゼーション条件」および「ストリンジェントなハイブリダイゼーショ
ン洗浄条件」とは、配列依存性であり、そして異なる環境パラメーターの下で異
なる。より長い配列は、より高い温度で特異的にハイブリダイズする。核酸のハ
イブリダイゼーションに対する大量のガイドは、Ｔｉｊｓｓｅｎ（１９９３）Ｌ
ａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ｉｎ Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｙ
ａｎｄ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｉｏｌｏｇｙ−−Ｈｙｂｒｉｄｉｚａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄ Ｐｒｏｂｅｓ第Ｉ部第２章「Ｏｖｅｒ
ｖｉｅｗ ｏｆ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ ｈｙｂｒｉｄｉｚａｔｉｏｎ
ａｎｄ ｔｈｅ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｏｆ ｎｕｃｌｅｉｃ ａｃｉｄ ｐｒｏ
ｂｅ ａｓｓａｙｓ」，Ｅｌｓｅｖｉｅｒ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋに見出される。一
般に、非常にストリンジェントなハイブリダイゼーション条件および洗浄条件は
、特定の配列に関して規定のイオン強度およびｐＨにて熱融点（Ｔ_m）よりも約 ５℃低いように選択される。代表的には、「ストリンジェント条件」下では、プ
ローブは、その標的配列にハイブリダイズするが、他の配列にはハイブリダイズ
しない。

【００３９】 Ｔ_mは、５０％の標的配列が、完全に適合するプローブにハイブリダイズする （規定されたイオン強度およびｐＨでの）温度である。非常にストリンジェント
な条件は、特定のプローブについてのＴ_mに等しいように選択される。サザンブ ロットまたはノーザンブロットにおけるフィルター上の１００を超える相補的な
残基を有する相補的な核酸のハイブリダイゼーションのためのストリンジェント
なハイブリダイゼーション条件の例は、ハイブリダイゼーションを一晩実施する
、４２℃にて１ｍｇのヘパリンを有する５０％ホルムアミドである。非常にスト
リンジェントな洗浄条件の例は、７２℃にて約１５分間の０．１５Ｍ ＮａＣｌ
である。ストリンジェントな洗浄条件の例は、６５℃にて１５分間の０．２×Ｓ
ＳＣ洗浄である（ＳＳＣ緩衝液の説明についてはＳａｍｂｒｏｏｋ、以下を参照
のこと）。しばしば、高ストリンジェンシー洗浄の前に、バックグラウンドのプ
ローブシグナルを除去するための低ストリンジェンシー洗浄が先行する。例えば
、１００より多くのヌクレオチドの二重鎖についての例示的な中程度のストリン
ジェンシーの洗浄は、４５℃にて１５分間の１×ＳＳＣである。例えば、１００
を超えるヌクレオチドの二重鎖についての例示的な低ストリンジェンシー洗浄は
、４０℃にて１５分間の４〜６×ＳＳＣである。短いプローブ（例えば、約１０
〜５０ヌクレオチド）については、ストリンジェントな条件は、代表的に約１．
０Ｍ未満のＮａ⁺イオン、代表的にはｐＨ７．０〜８．３で約０．０１〜１．０ Ｍ Ｎａ⁺イオン濃度（または他の塩）の塩濃度を含み、そして温度は代表的に 少なくとも約３０℃である。ストリンジェントな条件はまた、ホルムアミドのよ
うな不安定化剤の添加によって達成され得る。一般に、特定のハイブリダイゼー
ションアッセイにおける関係のないプローブについて観察されるシグナル対ノイ
ズ比の２倍（またはそれを超える）のシグナル対ノイズ比は、特異的ハイブリダ
イゼーションの検出を示す。ストリンジェントな条件下で互いにハイブリダイズ
しない核酸は、それらが、コードするポリペプチドが実質的に同一であるならば
、依然として実質的に同一である。このことは、例えば、核酸のコピーが、遺伝
コードによって許容される最大コドン縮重を用いて作製される場合に生じる。

【００４０】 ２つの核酸配列またはポリペプチドが実質的に同一であることのさらなる指標
は、第１の核酸によってコードされるポリペプチドが、第２の核酸によってコー
ドされるポリペプチドに免疫学的に交叉反応性であるかまたは特異的に結合する
ことである。従って、ポリペプチドは、代表的に、例えば、２つのペプチドが保
存的置換によってのみ異なる場合、第２のポリペプチドに実質的に同一である。

【００４１】 用語「抗体に特異的に（または選択的に）結合する」または「特異的に（また
は選択的に）免疫反応性である」とは、タンパク質またはペプチドに関して言及
される場合、タンパク質および他の生物学的物質（ｂｉｏｌｏｇｉｃ）の不均質
集団の存在下での、タンパク質またはそのタンパク質由来のエピトープの存在に
ついて決定的な結合反応をいう。従って、指定された免疫アッセイ条件下では、
特定された抗体が、特定のタンパク質に結合し、そしてサンプル中に存在する他
のタンパク質には有意な量では結合しない。多価抗原性ポリペプチドに対して惹
起された抗体は、一般的に、１以上のエピトープが得られたタンパク質に結合す
る。このような条件下での抗体への特異的結合は、特定のタンパク質についての
その特異性について選択される抗体を必要とし得る。種々の免疫アッセイ形式を
用いて、特定のタンパク質と特異的に免疫反応性である抗体を選択し得る。例え
ば、固相ＥＬＩＳＡ免疫アッセイ、ウェスタンブロット、または免疫組織化学を
慣用的に用いて、タンパク質と特異的に免疫反応性であるモノクローナル抗体を
選択する。特異的免疫反応性を決定するために用いられ得る免疫アッセイ形式お
よび条件の説明については、ＨａｒｌｏｗおよびＬａｎｅ（１９８８）Ａｎｔｉ
ｂｏｄｉｅｓ，Ａ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ Ｍａｎｕａｌ，Ｃｏｌｄ Ｓｐｒｉ
ｎｇ Ｈａｒｂｏｒ Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ（「Ｈａｒ
ｌｏｗおよびＬａｎｅ」）を参照のこと。代表的には、特異的または選択的反応
は、バックグラウンドシグナルまたはノイズの少なくとも２倍であり、そしてよ
り代表的にはバックグラウンドを１０〜１００倍超えることである。

【００４２】 特定のポリヌクレオチド配列の「保存的に改変された改変体」とは、同一また
は本質的に同一のアミノ酸配列をコードするポリヌクレオチドをいうか、または
このポリヌクレオチドがアミノ酸配列をコードしない場合は、本質的に同一の配
列をいう。遺伝コードの縮重によって、多数の機能的に同一な核酸が、任意の所
定のポリペプチドをコードする。例えば、コドンＣＧＵ、ＣＧＣ、ＣＧＡ，ＣＧ
Ｇ、ＡＧＡ、およびＡＧＧは全てアミノ酸アルギニンをコードする。従って、コ
ドンによってアルギニンが特定される全ての位置で、このコドンは、コードされ
るポリペプチドを変更することなく、記載された任意の対応するコドンに変更さ
れ得る。このような核酸改変体は、「サイレント改変体」であり、これは、「保
存的に改変された改変体」の１種である。ポリペプチドをコードする本明細書中
に記載される全てのポリヌクレオチド配列はまた、他に言及される場合を除いて
、全ての可能なサイレント改変体を記載する。当業者は、核酸中の各コドン（通
常、メチオニンについての唯一のコドンであるＡＵＧは除く）を改変して機能的
に同一の分子を標準的な技術により入手し得ることを認識する。従って、ポリペ
プチドをコードする核酸の各「サイレント改変体」は、各記載された配列に含ま
れる。

【００４３】 さらに、当業者は、コードされる配列における単一のアミノ酸または少ない百
分率のアミノ酸（代表的には５％未満、より代表的には１％未満）を変更、付加
、または欠失する個々の置換、欠失、または付加が、「保存的に改変された改変
体」であり、ここで、この改変が、化学的に類似のアミノ酸でのあるアミノ酸の
置換をもたらすことを認識する。機能的に類似のアミノ酸を提供する保存的置換
の表は、当該分野で周知である。以下の５つの群の各々は、互いに保存的置換で
あるアミノ酸を含む： 脂肪族：グリシン（Ｇ）、アラニン（Ａ）、バリン（Ｖ）、ロイシン（Ｌ）、
イソロイシン（Ｉ）； 芳香族：フェニルアラニン（Ｆ）、チロシン（Ｙ）、トリプトファン（Ｗ）； 硫黄含有：メチオニン（Ｍ）、システイン（Ｃ）； 塩基性：アルギニン（Ｒ）、リジン（Ｋ）、ヒスチジン（Ｈ）； 酸性：アスパラギン酸（Ｄ）、グルタミン酸（Ｅ）、アスパラギン（Ｎ）、グ
ルタミン（Ｑ）。 また、アミノ酸のさらなる分類についてはＣｒｅｉｇｈｔｏｎ（１９８４）Ｐｒ
ｏｔｅｉｎｓ，Ｗ．Ｈ．Ｆｒｅｅｍａｎ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙを参照のこと
。さらに、コードされる配列における単一のアミノ酸または少ない百分率のアミ
ノ酸を変更、付加、または欠失する個々の置換、欠失、または付加もまた、「保
存的に改変された改変体」である。

【００４４】 「サブ配列」とは、それぞれ、より長い核酸配列またはアミノ酸配列（例えば
、ポリペプチド）の一部を含む、核酸またはアミノ酸の配列をいう。

【００４５】 （好ましい実施態様の説明） 本発明は、遺伝子ワクチンが、目的の標的細胞または組織に特異的に結合し、
そして侵入する能力を促進する試薬、およびこのような薬剤を得る方法を提供す
る。特に、本発明は、遺伝子ワクチンと組み合わせて用いた場合に、特定の型の
標的細胞についての遺伝子ワクチンの特異性を増加させる結合ペプチドおよび送
達ビヒクルを得るための方法を提供する。本方法はまた、遺伝子ワクチンベクタ
ーと組み合わせて用いた場合に所望の標的化特異性を付与し得る遺伝子ワクチン
構成要素を得るために有用である。

【００４６】 （Ａ．組換えライブラリーの作製） 本発明は、ポリヌクレオチドの組換えライブラリーを作製し、次いでこのライ
ブラリーはスクリーニングされて所望の特性を示すライブラリーのメンバーを同
定する工程を含む。組換えライブラリーは、任意の種々の方法を用いて作製され
得る。

【００４７】 組換えのために用いられる基質核酸は、特定の適用に依存して変化し得る。例
えば、核酸結合ドメインまたは細胞特異的レセプターについてのリガンドをコー
ドするポリヌクレオチドが最適化される場合、核酸結合ドメインまたは細胞特異
的レセプターについてのリガンドの全てまたは一部をコードする異なる形態の核
酸が、組換えに供される。本方法は、少なくとも２つの改変体形態の出発基質を
必要とする。改変体形態の候補基質は、実質的な配列類似性または二次構造類似
性を互いに示し得るが、これらはまた、少なくとも２つの位置で異なるべきであ
る。形態の間の最初の多様性は、自然的変化の結果であり得る、例えば、異なる
改変体形態（ホモログ）は、生物の異なる個体または株（地理的改変体を含む）
から得られるか、または同じ生物からの関連配列（例えば、対立遺伝子改変体）
を構成する。あるいは、最初の多様性は、誘導され得る、例えば、第２の改変体
形態が、第１の改変体形態の誤りがちな転写（例えば、誤りがちなＰＣＲ、また
はプルーフリーディング活性を欠くポリメラーゼの使用（Ｌｉａｏ（１９９０）
Ｇｅｎｅ ８８：１０７−１１１を参照のこと））によって、またはミューテー
ター株（ミューテーター宿主細胞は、以下でさらに詳細に議論される）における
第１の形態の複製によって生成され得る。基質間の最初の多様性は、反復配列組
換えの引き続く工程において大いに増大する。

【００４８】 しばしば、１回の組換えおよび選択の後に改善が達成される。しかし、反復配
列組換えを用いて、所望の特性における、なおさらなる改善を達成し得る。配列
組換えは、以下でさらに詳細に記載されるように、多くの異なる形式および形式
の置換において達成され得る。これらの形式は、いくつかの共通原理を共有する
。反復配列組換えは、分子の多様性を生じるために組換えの連続したサイクルを
必要とする。すなわち、互いにいくらかの配列同一性を示すが変異の存在におい
て異なる核酸分子のファミリーを作製する。任意の所定のサイクルにおいて、組
換えがインビボまたはインビトロで、細胞内または細胞外で起こり得る。さらに
、組換えから生じる多様性は、変異誘発方法（例えば、誤りがちＰＣＲまたはカ
セット変異誘発）の前に、基質または産物のいずれかを組換えに適用することに
より、任意のサイクルにおいて増大し得る。いくつかの例では、新規なまたは改
善された特性または特徴が、例えば、異なる改変体形態の配列（例えば、ある生
物の異なる個体もしくは株からのホモログ、または対立遺伝子改変体のような同
じ生物由来の関連配列）を用いた場合、インビボまたはインビトロの単一サイク
ルだけの組換えの後に達成され得る。

【００４９】 現在好ましい実施態様では、組換えライブラリーは、ＤＮＡシャッフリングを
用いて調製される。シャッフリングおよびスクリーニングまたは選択を用いて、
個々の遺伝子、プラスミドまたはウイルス全体、多重遺伝子クラスター、または
ゲノム全体さえも「進化」させ得る（Ｓｔｅｍｍｅｒ（１９９５）Ｂｉｏ／Ｔｅ
ｃｈｎｏｌｏｇｙ １３：５４９−５５３）。反復サイクルの組換えおよびスク
リーニング／選択は、目的の核酸をさらに進化させるために行われ得る。このよ
うな技術は、ポリペプチド操作のための従来方法により必要とされる、大量の分
析および計算を必要としない。シャッフリングは、伝統的な、対方式組換え事象
（ｐａｉｒｗｉｓｅ ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｅｖｅｎｔｓ）とは対照的
に、最少数の選択サイクルにおいて多数の変異の組換えを可能にする。従って、
本明細書中に記載される配列組換え技術は、これらのいくつかまたは全ての変異
の間に組換えを提供し、それにより、変異の異なる組合せが所望の結果に影響を
与え得る方式の非常に迅速な探索方法を提供するという点で特定の利点を提供す
る。しかし、いくつかの例では、配列組換えには必要とされないが、この技術の
改変についての機会を提供する、構造的および／または機能的情報が利用可能で
ある。

【００５０】 配列組換えの例示的な方式および例（時々、ＤＮＡシャッフリング、進化、ま
たは分子育種と呼ばれる）は、以下の同時継続中の出願（１９９４年２月１７日
出願の米国特許出願第０８／１９８，４３１号、１９９５年２月１７日出願の出
願第ＰＣＴ／ＵＳ９５／０２１２６号、１９９５年４月１８日出願の出願第０８
／４２５，６８４号、１９９５年１０月３０日出願の出願第０８／５３７，８７
４号、１９９５年１１月３０日出願の出願第０８／５６４，９５５号、１９９６
年３月２５日出願の出願第０８／６２１，８５９号、１９９６年３月２５日出願
の出願第０８／６２１，４３０号、１９９６年４月１８日出願の出願第ＰＣＴ／
ＵＳ９６／０５４８０号、１９９６年５月２０日出願の出願第０８／６５０，４
００号、１９９６年７月３日出願の出願第０８／６７５，５０２号、１９９６年
９月２７日出願の出願第０８／７２１，８２４号、１９９７年９月２６日出願の
出願第ＰＣＴ／ＵＳ９７／１７３００号、および１９９７年１２月１７日出願の
出願第ＰＣＴ／ＵＳ９７／２４２３９号）；Ｓｔｅｍｍｅｒ，Ｓｃｉｅｎｃｅ
２７０：１５１０（１９９５）；Ｓｔｅｍｍｅｒら，Ｇｅｎｅ １６４：４９−
５３（１９９５）；Ｓｔｅｍｍｅｒ，Ｂｉｏ／Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ １３：５
４９−５５３（１９９５）；Ｓｔｅｍｍｅｒ，Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．
Ｓｃｉ．Ｕ．Ｓ．Ａ．９１：１０７４７−１０７５１（１９９４）；Ｓｔｅｍｍ
ｅｒ，Ｎａｔｕｒｅ ３７０：３８９−３９１（１９９４）；Ｃｒａｍｅｒｉら
，Ｎａｔｕｒｅ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ ２（１）：１−３（１９９６）；Ｃｒａｍ
ｅｒｉら，Ｎａｔｕｒｅ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ １４：３１５−３１９
（１９９６）（これらの各々は、全ての目的のためにその全体が参考として援用
される）において、本発明者らおよび共同研究者によって記載されている。

【００５１】 組換えポリペプチドを得るためおよび／またはＤＮＡシャッフリングのための
基質として用いられる核酸における多様性を得るための他の方法は、例えば、以
下を含む：相同組換え（ＰＣＴ／ＵＳ９８／０５２２３；公開第Ｗ０９８／４２
７２７号）；オリゴヌクレオチド特異的変異誘発（概説については、Ｓｍｉｔｈ
，Ａｎｎ．Ｒｅｖ．Ｇｅｎｅｔ．１９：４２３−４６２（１９８５）；Ｂｏｔｓ
ｔｅｉｎおよびＳｈｏｒｔｌｅ，Ｓｃｉｅｎｃｅ ２２９：１１９３−１２０１
（１９８５）；Ｃａｒｔｅｒ，Ｂｉｏｃｈｅｍ．Ｊ．２３７：１−７（１９８６
）；Ｋｕｎｋｅｌ，「Ｔｈｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｏｌｉｇｏｎｕｃ
ｌｅｏｔｉｄｅ ｄｉｒｅｃｔｅｄ ｍｕｔａｇｅｎｅｓｉｓ」，Ｎｕｃｌｅｉ
ｃ ａｃｉｄｓ ＆ Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｉｏｌｏｇｙ，Ｅｃｋｓｔｅｉｎ ａｎｄ Ｌｉｌｌｅｙ編，Ｓｐｒｉｎｇｅｒ Ｖｅｒｌａｇ，Ｂｅｒｌｉｎ（
１９８７）を参照のこと）。これらの方法に含まれるのは、オリゴヌクレオチド
特異的変異誘発（ＺｏｌｌｅｒおよびＳｍｉｔｈ，Ｎｕｃｌ．Ａｃｉｄｓ Ｒｅ
ｓ．１０：６４８７−６５００（１９８２），Ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ Ｅｎｚｙ
ｍｏｌ．１００：４６８−５００（１９８３），およびＭｅｔｈｏｄｓ ｉｎ
Ｅｎｚｙｍｏｌ．１５４：３２９−３５０（１９８７））、ホスホチオエート改
変ＤＮＡ変異誘発（Ｔａｙｌｏｒら，Ｎｕｃｌ．Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓ．１３：８
７４９−８７６４（１９８５）；Ｔａｙｌｏｒら，Ｎｕｃｌ．Ａｃｉｄｓ Ｒｅ
ｓ．１３：８７６５−８７８７（１９８５）；ＮａｋａｍａｙｅおよびＥｃｋｓ
ｔｅｉｎ，Ｎｕｃｌ．Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓ．１４：９６７９−９６９８（１９８
６）；Ｓａｙｅｒｓら，Ｎｕｃｌ．Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓ．１６：７９１−８０２
（１９８８）；Ｓａｙｅｒｓら，Ｎｕｃｌ．Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓ．１６：８０３
−８１４（１９８８））、ウラシル含有テンプレートを用いる変異誘発（Ｋｕｎ
ｋｅｌ，Ｐｒｏｃ．Ｎａｔ’１．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ ８２：４８８−４
９２（１９８５）およびＫｕｎｋｅｌら，Ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ Ｅｎｚｙｍｏ
ｌ．１５４：３６７−３８２））；ギャップの入った二重鎖ＤＮＡを用いる変異
誘発（Ｋｒａｍｅｒら，Ｎｕｃｌ．Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓ．１２：９４４１−９４
５６（１９８４）；ＫｒａｍｅｒおよびＦｒｉｔｚ，Ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ Ｅ
ｎｚｙｍｏｌ．１５４：３５０−３６７（１９８７）；Ｋｒａｍｅｒら，Ｎｕｃ
ｌ．Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓ．１６：７２０７（１９８８））；ならびにＦｒｉｔｚ
ら，Ｎｕｃｌ．Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓ．１６：６９８７−６９９９（１９８８））
。さらなる適切な方法は、以下を含む：点不適合修復（Ｋｒａｍｅｒら，Ｃｅｌ
ｌ ３８：８７９−８８７（１９８４））、修復欠損宿主株を用いる変異誘発（
Ｃａｒｔｅｒら，Ｎｕｃｌ．Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓ．１３：４４３１−４４４３（
１９８５）；Ｃａｒｔｅｒ，Ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｎ Ｅｎｚｙｍｏｌ．１５４：
３８２−４０３（１９８７））、欠失変異誘発（Ｅｇｈｔｅｄａｒｚａｄｅｈお
よびＨｅｎｉｋｏｆｆ，Ｎｕｃｌ．Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓ．１４：５１１５（１９
８６））、制限−選択および制限−精製（Ｗｅｌｌｓら，Ｐｈｉｌ．Ｔｒａｎｓ
．Ｒ．Ｓｏｃ．Ｌｏｎｄ．Ａ ３１７：４１５−４２３（１９８６））、総遺伝
子合成による変異誘発（Ｎａｍｂｉａｒら，Ｓｃｉｅｎｃｅ ２２３：１２９９
−１３０１（１９８４）；ＳａｋａｍａｒおよびＫｈｏｒａｎａ，Ｎｕｃｌ．Ａ
ｃｉｄｓ Ｒｅｓ．１４：６３６１−６３７２（１９８８）；Ｗｅｌｌｓら，Ｇ
ｅｎｅ ３４：３１５−３２３（１９８５）；ならびにＧｒｕｎｄｓｔｒｏｍら
，Ｎｕｃｌ．Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓ．１３：３３０５−３３１６（１９８５）。変
異誘発のためのキットは、市販されている（例えば、Ｂｉｏ−Ｒａｄ、Ａｍｅｒ
ｓｈａｍ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ、Ａｎｇｌｉａｎ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏ
ｌｏｇｙ）。

【００５２】 （Ｂ．スクリーニング方法） 組換えサイクルは、通常、所望の特性または特徴を有する分子についての少な
くとも１サイクルのスクリーニングまたは選択が続く。組換えサイクルがインビ
トロで行われる場合、組換えの産物、すなわち、組換えセグメントは、時々、ス
クリーニング工程の前に細胞に導入される。組換えセグメントはまた、スクリー
ニングの前に、適切なベクターまたは他の調節配列に連結され得る。あるいは、
インビトロで生成された組換えの産物は、時々、スクリーニングの前にウイルス
としてパッケージングされる。組換えがインビボで行われる場合、組換え産物は
、しばしば、組換えが起きた細胞においてスクリーニングされ得る。他の適用で
は、組換えセグメントは、スクリーニングの前に、細胞から抽出され、そして必
要に応じてウイルスとしてパッケージングされる。

【００５３】 スクリーニングまたは選択の性質は、どの特性もしくは特徴が獲得されるべき
か、または改善が望まれる特性もしくは特徴に依存し、そして多くの例が以下で
議論される。通常、特定の組換えの産物（組換えセグメント）が、出発基質に対
して新規なまたは改善された特性または特徴を獲得する分子的な基礎を理解する
ことは必要ではない。例えば、遺伝子ワクチンベクターは、各々が異なる意図さ
れる役割を有する多くの構成要素配列（例えば、コード配列、調節配列、標的化
配列、安定性付与配列、免疫調節配列、抗原提示に影響を与える配列、および組
換えに影響を与える配列）を有し得る。これらの構成要素配列の各々は、同時に
変化および組換えされ得る。次いで、このような改善をベクターの任意の個々の
構成要素配列に帰する必要性を伴わずに、例えば、標的細胞におけるエピソーム
性維持が増加した組換えセグメントについて、スクリーニング／選択が行われ得
る。

【００５４】 所望の特性について用いられる特定のスクリーニングプロトコルに依存して、
最初の回のスクリーニングは、時々、高いトランスフェクション効率および培養
の容易さに起因して、細菌細胞において行われ得る。より後の回、および細菌細
胞におけるスクリーニングに従わない他の型のスクリーニングは、哺乳動物細胞
において行われ、組換えセグメントを、意図される使用の環境と近い環境におけ
る使用に最適化する。最後の回のスクリーニングは、意図される用途の正確な細
胞型（例えば、ヒト抗原提示細胞）において行われ得る。いくつかの例では、こ
の細胞は、例えば、患者における免疫原性の問題を最少にする目的で処置される
べき患者から得られ得る。

【００５５】 スクリーニングまたは選択工程は、遺伝子ワクチン接種において有用な、新規
なまたは改善された所望の特性の獲得に向かって進化した組換えセグメントのサ
ブ集団を同定する。スクリーニングに依存して、組換えセグメントは、細胞の構
成要素として、ウイルスの構成要素として、または遊離形態で同定され得る。１
回より多くのスクリーニングまたは選択は、各回の組換えの後に行われ得る。

【００５６】 特性におけるさらなる改善が所望される場合、１回目のスクリーニング／選択
の後まで残った少なくとも１つの、そして通常は一群の組換えセグメントが、さ
らなる回の組換えに供される。これらの組換えセグメントは、互いに組換えられ
得るか、または元の基質もしくはそのさらなる改変体を表す、外来性セグメント
と組換えられ得る。また、組換えは、インビトロまたはインビボで進行し得る。
先のスクリーニング工程が所望の組換えセグメントを細胞の構成要素として同定
する場合、この構成要素は、さらなる組換えにインビボで供され得るか、または
さらなる組換えにインビトロで供され得るか、またはインビトロでの組換えの回
を行う前に単離され得る。逆に、先のスクリーニング工程が、所望の組換えセグ
メントを裸の形態で、またはウイルスの構成要素として同定する場合、これらの
セグメントは、細胞に導入されて、インビボでの組換えの回が行われ得る。２回
目の組換えは、どのように行われるかにかかわらず、先の回から得られた組換え
セグメントに存在するよりもさらに多様性を含むさらなる組換えセグメントを生
成する。

【００５７】 ２回目の組換えには、１回目について上記で議論した原理に従って、さらなる
回のスクリーニング／選択が続き得る。スクリーニング／選択のストリンジェン
シーは、回を経る毎に増加し得る。また、スクリーニングの性質およびスクリー
ニングされる特性は、１より多くの特性における改善が所望される場合、または
１より多くの新規な特性の獲得が所望される場合、回毎に変化し得る。次いで、
組換えセグメントが充分に進化して所望の新規なまたは改善された特性または機
能が獲得されるまでは、さらなる回の組換えおよびスクリーニングが行われ得る
。

【００５８】 特定の適用のための種々のスクリーニング方法は、本明細書中に記載される。
いくつかの例では、スクリーニングは、ライブラリーの組換えポリヌクレオチド
によってコードされる組換えペプチドまたはポリペプチドを、複製可能な遺伝子
パッケージの表面上に提示されるタンパク質との融合物として発現する工程を含
む。例えば、ファージディスプレイが用いられ得る。例えば、Ｃｗｉｒｌａら，
Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ ８７：６３７８−６３８２（
１９９０）；Ｄｅｖｌｉｎら，Ｓｃｉｅｎｃｅ ２４９：４０４−４０６（１９
９０），ＳｃｏｔｔおよびＳｍｉｔｈ，Ｓｃｉｅｎｃｅ ２４９：３８６−３８
８（１９９０）；Ｌａｄｎｅｒら，米国特許第５，５７１，６９８号を参照のこ
と。他の複製可能な遺伝子パッケージは、例えば、細菌、真核生物ウイルス、酵
母、および胞子を含む。

【００５９】 ディスプレイライブラリーに最も頻繁に用いられる遺伝子パッケージは、バク
テリオファージ、特に繊維状ファージ、そして特にファージＭ１３、Ｆｄ、およ
びＦ１である。大部分の研究は、提示されるべきポリペプチドをコードするライ
ブラリーを、これらのファージのｇＩＩＩまたはｇＶＩＩＩのいずれかに挿入し
て融合タンパク質を形成することを含んでいた。例えば、Ｄｏｗｅｒ，ＷＯ ９
１／１９８１８；Ｄｅｖｌｉｎ，ＷＯ ９１／１８９８９；ＭａｃＣａｆｆｅｒ
ｔｙ，ＷＯ ９２／０１０４７（遺伝子ＩＩＩ）；Ｈｕｓｅ，ＷＯ ９２／０６
２０４；Ｋａｎｇ，ＷＯ ９２／１８６１９（遺伝子ＶＩＩＩ）を参照のこと。
このような融合タンパク質は、通常は、ファージコートタンパク質由来だが必ず
しもそうではないシグナル配列、提示されるべきポリペプチド、および遺伝子Ｉ
ＩＩタンパク質もしくは遺伝子ＶＩＩＩタンパク質またはそれらのフラグメント
のいずれかを含む。外来性コード配列はしばしば、遺伝子ＩＩＩまたは遺伝子Ｖ
ＩＩＩのＮ末端またはＮ末端付近に挿入されるが、他の挿入部位が可能である。

【００６０】 真核生物ウイルスを用いて、類似の様式でポリペプチドを提示し得る。例えば
、モロニーマウス白血病ウイルスのｇｐ７０に融合したヒトヒレグリンの提示は
、Ｈａｎら，Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ ９２：９７４７
−９７５１（１９９５）により報告されている。胞子もまた、複製可能な遺伝子
パッケージとして用いられ得る。この場合、ポリペプチドは、胞子の外表面から
提示される。例えば、Ｂ．ｓｕｂｔｉｌｉｓ由来の胞子は、適切であることが報
告されている。これらの胞子のコートタンパク質の配列は、Ｄｏｎｏｖａｎら，
Ｊ．Ｍｏｌ．Ｂｉｏｌ．１９６，１−１０（１９８７）により提供される。細胞
はまた、複製可能な遺伝子パッケージとして用いられ得る。提示されるべきポリ
ペプチドは、細胞表面上に発現される細胞タンパク質をコードする遺伝子に挿入
される。Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ ｔｙｐｈｉｍｕｒｉｕｍ、Ｂａｃｉｌｌｕｓ
ｓｕｂｔｉｌｉｓ、Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ ａｅｒｕｇｉｎｏｓａ、Ｖｉｂｒ
ｉｏ ｃｈｏｌｅｒａｅ、Ｋｌｅｂｓｉｅｌｌａ ｐｎｅｕｍｏｎｉａ、Ｎｅｉ
ｓｓｅｒｉａ ｇｏｎｏｒｒｈｏｅａｅ、Ｎｅｉｓｓｅｒｉａ ｍｅｎｉｎｇｉ
ｔｉｄｉｓ、Ｂａｃｔｅｒｏｉｄｅｓ ｎｏｄｏｓｕｓ、Ｍｏｒａｘｅｌｌａ
ｂｏｖｉｓ、および特にＥｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉを含む細菌細胞が好
ましい。外表面タンパク質の詳細は、Ｌａｄｎｅｒら，米国特許第５，５７１，
６９８号およびそこに引用される参考文献により議論される。例えば、Ｅ．ｃｏ
ｌｉのｌａｍＢタンパク質が適切である。

【００６１】 ファージまたは他の複製可能な遺伝子パッケージを使用する提示方法の基本的
概念は、スクリーニングされるべきポリペプチドをコードするＤＮＡとこのポリ
ペプチドとの間の物理的会合の確立である。この物理的会合は、複製可能な遺伝
子パッケージにより提供され、複製可能な遺伝子パッケージは、このファージま
たは他のパッケージのゲノムを囲むキャプシドの一部としてポリペプチドを提示
し、ここで、このポリペプチドはこのゲノムによりコードされる。ポリペプチド
とそれらの遺伝物質との間の物理的会合の確立は、異なるポリペプチドを有する
非常に多数のファージの同時集団スクリーニングを可能にする。標的（例えば、
レセプター）に対して親和性を有するポリペプチドを提示するファージはこの標
的に結合し、そしてこれらのファージはこの標的に対する親和性スクリーニング
により富化される。これらのファージから提示されるポリペプチドの正体は、そ
れらのそれぞれのゲノムから決定され得る。次いで、これらの方法を使用して、
所望の標的に対する結合親和性を有することが同定されたポリペプチドは、従来
の手段により大量に合成され得るか、あるいはそのペプチドまたはポリペプチド
をコードするポリヌクレオチドは、遺伝子ワクチンの一部として使用され得る。

【００６２】 本明細書中に記載の方法により得られる組換え核酸ライブラリーをスクリーニ
ングし、遺伝子ワクチン接種に望ましい特性を有するＤＮＡセグメントを同定す
る。使用される特定のスクリーニングアッセイは、以下に記載されるように、改
善が求められる特定の特性に依存して変化する。代表的に、シャッフリングされ
た核酸ライブラリーは、スクリーニング前に細胞内に導入される。使用されるＤ
ＮＡのシャッフリング形式が、インビボ形式である場合、生成された組換えＤＮ
Ａセグメントのライブラリーは、すでに細胞内に存在する。配列組換えが、イン
ビトロで行われる場合、組換えライブラリーは、好ましくは、スクリーニング／
選択の前に所望の細胞型内に導入される。組換えライブラリーのメンバーは、導
入前にエピソームまたはウイルスに連結され得るか、あるいは直接的に導入され
得る。

【００６３】 広範な種々の細胞型は、進化された遺伝子のレシピエントとして使用され得る
。特定の目的の細胞として、ワクチンまたはワクチン抗原（Ｃｏｕｒｖａｌｉｎ
ら（１９９５）Ｃ．Ｒ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＩＩＩ １８：１２０７−１２）の
送達に使用される、グラム陰性およびグラム陽性の両方の、多くの細菌の細胞型
（例えば、ｓａｌｍｏｎｅｌｌａ（Ａｔｔｒｉｄｇｅら（１９９７）Ｖａｃｃｉ
ｎｅ １５：１５５−６２）、ｃｌｏｓｔｒｉｄｉｕｍ（Ｆｏｘら（１９９６）
Ｇｅｎｅ Ｔｈｅｒ．３：１７３−８）、ｌａｃｔｏｂａｃｉｌｌｕｓ、ｓｈｉ
ｇｅｌｌａ（Ｓｉｚｅｍｏｒｅら（１９９５）Ｓｃｉｅｎｃｅ ２７０：２９９
−３０２）、Ｅ．ｃｏｌｉ、ｓｔｒｅｐｔｏｃｏｃｃｕｓ（Ｏｇｇｉｏｎｉおよ
びＰｏｚｚｉ（１９９６）Ｇｅｎｅ １６９：８５−９０））、ならびにヒト細
胞を含む哺乳動物細胞が挙げられる。本発明のいくつかの実施態様において、ラ
イブラリーは、第一の宿主で増幅され、次いでその宿主から回収され、そして発
現、選択、またはスクリーニングあるいは他の任意の望ましいパラメーターによ
り受け入れられる第二の宿主に導入される。ライブラリーが細胞型内に導入され
る様式は、その細胞型のＤＮＡの取り込みの特性（例えば、ウイルスレセプター
を有すること、接合能力があること、または自然にコンピテントであること）に
依存する。その細胞型が自然のおよび化学誘導されたコンピテンスに非感受性で
あるが、エレクトロポレーションに感受性である場合、通常、エレクトロポレー
ションを使用する。細胞型がエレクトロポレーションにも非感受性である場合、
微粒子銃（ｂｉｏｌｉｄｔｉｃ）を使用し得る。微粒子銃ＰＤＳ−１０００ Ｇ
ｅｎｅ Ｇｕｎ（Ｂｉｏｒａｄ，Ｈｅｒｃｕｌｅｓ，ＣＡ）は、ヘリウムの圧力
を使用して、ＤＮＡで被覆された金またはタングステンのマイクロキャリアを標
的細胞に向けて加速する。このプロセスは、植物、細菌、真菌、藻類、インタク
トな動物組織、組織培養細胞、および動物の胚を含む広範な組織に適用可能であ
る。電子パルス送達を使用し得、それは本質的に、動物および患者の生存組織に
対する穏やかなエレクトロポレーション形式である（Ｚｈａｏ，Ａｄｖａｎｃｅ
ｄ Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｒｅｖｉｅｗｓ １７：２５７−２６２（１
９９５））。細胞をコンピテントにするための新規な方法は、国際特許出願ＰＣ
Ｔ／ＵＳ９７／０４４９４（公開番号ＷＯ９７／３５９５７）に記載される。組
換えＤＮＡ遺伝子のライブラリーの導入後、必要に応じて、細胞を、遺伝子の発
現を生じさせるように増殖させる。

【００６４】 多くのアッセイにおいて、特定のベクターを含む細胞を同定するための手段が
必要である。全ての種類の遺伝子ワクチンベクターは、選択マーカー遺伝子を含
み得る。選択条件下で、選択マーカーを発現する細胞のみが生存する。適切なマ
ーカーの例として、ジヒドロ葉酸レダクターゼ遺伝子（ＤＨＦＲ）、チミジンキ
ナーゼ遺伝子（ＴＫ）、または薬剤耐性を与える原核生物遺伝子であるｇｐｔ（
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）（これは、ミコフェノ
ール酸を用いて選択され得る）；ｎｅｏ（ネオマイシンホスホトランスフェラー
ゼ）（これは、Ｇ４１８、ハイグロマイシン、またはピューロマイシンを用いて
選択され得る）；およびＤＨＦＲ（ジヒドロ葉酸レダクターゼ）（これは、メト
トレキサートを用いて選択され得る）（ＭｕｌｌｉｇａｎおよびＢｅｒｇ（１９
８１）Ｐｒｏｃ．Ｎａｔ’ｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ ７８：２０７２；Ｓ
ｏｕｔｈｅｒｎおよびＢｅｒｇ（１９８２）Ｊ．Ｍｏｌ．Ａｐｐｌ．Ｇｅｎｅｔ
．１：３２７）が挙げられる。

【００６５】 選択マーカーの代替物として、または選択マーカーに加えて、遺伝子ワクチン
ベクターは、スクリーニングマーカーを含み得、これは、発現された場合、その
ベクターを含む細胞に容易に同定可能な表現型を与える。例えば、宿主細胞上に
通常存在しない細胞表面抗原をコードする遺伝子は適切である。検出手順は、例
えば、その細胞表面抗原に特異的に結合する、抗体または他のリガンドであり得
る。適切な細胞表面抗原の例としては、宿主特異的抗体により認識されない宿主
細胞の種以外の種由来の、任意のＣＤ（分化のクラスター）抗原（ＣＤ１〜ＣＤ
１６３）が挙げられる。他の例として、グリーン蛍光タンパク質（ＧＦＰ、例え
ば、Ｃｈａｌｆｉｅら（１９９４）Ｓｃｉｅｎｃｅ ２６３：８０２−８０５；
Ｃｒａｍｅｒｉら（１９９６）Ｎａｔｕｒｅ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ．１４：３
１５−３１９；Ｃｈａｌｆｉｅら（１９９５）Ｐｈｏｔｏｃｈｅｍ．Ｐｈｔｏｂ
ｉｏｌ．６２：６５１−６５６；Ｏｌｓｏｎら（１９９５）Ｊ．Ｃｅｌｌ．Ｂｉ
ｏｌ．１３０：６３９−６５０を参照のこと）および関連の抗原が挙げられ、こ
れらのうちのいくつかは市販されている。

【００６６】 （１．所望の組織に対するベクターの寿命または転座についてのスクリーニン
グ） 特定の適用のために、ＤＮＡとして最大の寿命を有するベクターを同定するこ
とか、または注射部位から離れた組織中に到達するベクターを同定することが望
ましい。これは、組換え遺伝子ワクチンベクターの集団を、選択された投与経路
によって動物に対して投与することにより達成され得、そしてその後、種々の時
点で、標的組織を取り出し、そして標準的な分子生物学的手順によりその組織か
らプラスミドを回収する。回収されたベクター分子は、例えば、Ｅ．ｃｏｌｉ中
で、および／またはインビトロでのＰＣＲにより増幅され得る。ＰＣＲ増幅は、
さらなる遺伝子のシャッフリングを含み得、その後、その誘導された選択集団を
動物への再投与およびそのベクターのさらなる改善のために使用し得る。数回の
この手順の後、選択されたプラスミドを、そのプラスミドをインビボで選択した
のと同じ条件下で、正確な立体配座の抗原を発現するそれらの能力について試験
し得る。

【００６７】 抗原の発現は、上記の選択またはスクリーニングプロセスの一部ではないため
に、得られた全てのベクターが、所望の抗原を発現し得るわけではない。この欠
点を克服するために、本発明は、所望の組織での局在およびインビボでのＤＮＡ
完全性の寿命のみならず、最大の抗原発現（またはサイトカイン、ケモカイン、
細胞表面アクセサリー分子、ＭＨＣなどのような他の遺伝子の発現）の維持をも
示す遺伝子ワクチン集団において、ベクターを同定するための方法を提供する。
この方法は、非常に少数の細胞の回収および所望に応じて種々の異なるレベルの
抗原発現を有する細胞の定量的選択を可能にする条件下で、選り抜きの組織から
精製された細胞を使用する、所望の分子を発現する細胞のインビトロでの同定を
含む。

【００６８】 本発明の２つの実施態様が記載され、その各々が出発点として遺伝子ワクチン
ベクターのライブラリーを使用する。各々の方法の目標は、インビボで所望の生
物学的特性を示すプラスミドを同定することである。組換えライブラリーは、公
知の様式で異なるベクターの集団を表す（例えば、異なる機能モジュールのコン
ビナトリアルベクターライブラリー）か、あるいはランダムなヌクレオチドスト
レッチの挿入により生成されたランダムに生成された多様性を有するか、または
ベクターの全てもしくは一部にわたって低レベルの変異を導入するためにインビ
トロでシャッフリングされたかのいずれかである。

【００６９】 （（ａ）細胞表面に局在化された抗原の発現についての選択） 第一の実施態様において、本発明の方法は、細胞表面に局在化された抗原の発
現についての選択を含む。抗原遺伝子は、それが、細胞膜に標的化されるアミノ
酸の領域を有するように、ワクチンプラスミドライブラリー中に操作される。例
えば、その領域は、発現されたタンパク質へのホスホイノシトールグリカン（Ｐ
ＩＧ）末端の付着の合図を出し、そしてそのタンパク質をそのトランスフェクト
された細胞の表面上に発現されるように指示するＣ末端アミノ酸の疎水性ストレ
ッチをコードし得る。天然で可溶なタンパク質である抗原を用いると、本方法は
、新たなＣ末端を有する、この操作された融合物におけるこのタンパク質の三次
元の折り畳みに影響しないようである。天然で膜貫通型のタンパク質（例えば、
病原性ウイルス、細菌、原生動物、または腫瘍細胞上の表面膜タンパク質）であ
る抗原を用いると、少なくとも２つの可能性が存在する。第一に、細胞外ドメイ
ンは、ＰＩＧ結合をシグナル伝達するためのＣ末端配列と融合されるように操作
され得る。第二に、そのタンパク質は、その宿主細胞の、その細胞表面へ効率的
にそのタンパク質を指示するシグナル伝達に依存して全体的として発現され得る
。少数の場合において、発現のための抗原は、内在性ＰＩＧ末端連結を有する（
例えば、病原性原生動物のいくつかの抗原）。

【００７０】 ベクターライブラリーは、インビボで送達され、そして適切な時間間隔の後、
哺乳動物における多様な標的部位由来の組織および／または細胞が収集される。
細胞は、標準的な細胞生物学手順（親和性試薬としての細胞特異的表面反応性モ
ノクローナル抗体の使用を含む）を使用して組織から精製され得る。単離された
、粘膜部位からの上皮細胞（上皮が接種され得る場合）または筋肉からの筋芽細
胞を精製することは比較的容易である。いくつかの実施態様において、最小の物
理的精製が分析前に行われる。種々の組織（例えば、脾臓、肝臓、骨髄、リンパ
節、および血液）から特定の細胞集団を同定し、そして分離することが時折望ま
しい。血球は、多様な蛍光モノクローナル抗体試薬を使用して、Ｂ細胞、ＣＤ４ ⁺ またはＣＤ８⁺Ｔ細胞、樹状細胞、ランゲルハンス細胞、単球などを分離するた
めにＦＡＣＳにより容易に分画され得る。

【００７１】 抗原を発現する細胞は、ＰＩＧ連結形態の表面抗原のＣ末端配列に特異的な、
蛍光モノクローナル抗体を用いて同定され得る。ＦＡＣＳ分析は、細胞集団上の
正確な形態の抗原の発現レベルの定量的な評価を可能にする。最大レベルの抗原
を発現する細胞は選別され、そして標準的な分子生物学的方法を使用して、この
反応性を与えるプラスミドＤＮＡワクチンベクターを回収する。抗原を発現する
全ての細胞の精製を可能にする（そして抗原発現細胞は非常に小さな少数の集団
であり得るので、細胞選別機へのロード前に有用であり得る）代替的手順は、そ
の表面抗原を発現する細胞をロゼット形成させるか、パニング精製（ｐａｎ−ｐ
ｕｒｉｆｙ）することである。ロゼットは、抗原発現細胞と、関連する抗原に共
有結合的に結合した抗体を保有する赤血球との間で形成され得る。これらは、単
位重力沈降により容易に精製される。関連する抗原に特異的な固定化されたモノ
クローナル抗体を保有するペトリ皿上の細胞集団のパニングもまた、不要な細胞
を除去するために使用され得る。

【００７２】 必要とされるコンホメーション構造の標的抗原を発現する細胞は、標的病原体
上で発現されるのと同じ構造と特異的に反応することが公知である、特異的なコ
ンホメーション依存性モノクローナル抗体を使用して同定され得る。１つのモノ
クローナル抗体は、標的抗原の正確な折り畳みの全ての局面を定義し得ないので
、診断用抗体に対して高い親和性で反応するが、抗原が標的病原体の表面上で見
出されることにより定義されるような、または標的病原体から分泌されるような
正しいコンホメーションを生じない抗原の可能性を最少化し得る。この可能性を
最少化する１つの方法は、選択プロセスにおいて、正しく折り畳まれたタンパク
質における異なるコンホメーションのエピトープと反応することが各々公知であ
る、いくつかのモノクローナル抗体を使用することである。これは、例えば、二
次ＦＡＣＳ選別により達成され得る。

【００７３】 次いで、所望の時間で正確な体の部位に十分な抗原を首尾よく発現した富化さ
れたプラスミド集団を、多様性を拡張するために遺伝子シャッフリングを組込む
別の回の選択のための出発集団として使用する。この様式において、ＤＮＡワク
チン免疫化動物中の組織から、プラスミドによりコードされる所望の生物学的活
性を回収する。

【００７４】 この方法はまた、ＤＮＡワクチン構築物内に組込むことが望まれ得る免疫アク
セサリー分子を発現する、インビボで選択される最良のベクターを提供し得る。
例えば、アクセサリータンパク質Ｂ７．１またはＢ７．２を抗原提示細胞（ＡＰ
Ｃ）中で発現することが（Ｔ細胞に対する抗原の首尾よい提示を促進するために
）望ましい場合、機能的Ｂ７タンパク質を認識する市販のモノクローナル抗体を
使用して、（接種部位の、または接種部位と異なる）異なる組織から単離された
ＡＰＣを選別し得る。

【００７５】 （（ｂ）分泌された抗原／サイトカイン／ケモカインの発現についての選択） スクリーニングのための別の方法は、誘発された免疫応答の定性的および定量
的性質に影響し得る可溶性タンパク質の分泌の誘導の際に最適である、遺伝子ワ
クチンベクター集団におけるプラスミドを同定することである。例えば、特定の
サイトカイン、成長因子およびケモカインの分泌を誘導するのに最適であるベク
ターを選択し得る。

【００７６】 これらの方法の第一の工程は、組換え核酸のライブラリーのメンバーを含むベ
クターを生成することである。次いで、これらのベクターをインビボでの効力に
ついて個々に試験し得る。このベクターライブラリーを試験動物に送達し、そし
て選択された時間間隔の後、その動物の多様な部位由来の組織および／または細
胞を収集する。細胞を標準の細胞生物学的手順（これは、しばしば親和性試薬と
しての細胞特異的表面反応性モノクローナル抗体の使用を含む）を使用して組織
から精製する。上記の細胞表面抗原と同様に、別の細胞集団の物理的精製が、所
望のタンパク質を発現する細胞の同定の前に行われ得る。これらの研究について
、サイトカインの発現のための標的細胞は、最も一般には、筋肉細胞または上皮
細胞よりむしろ、ＡＰＣまたはＢ細胞またはＴ細胞である。このような場合にお
いて、確立された方法によるＦＡＣＳ選別は、異なる細胞型を分離するために好
ましい。上記の異なる細胞型はまた、マウス免疫細胞の表面膜表現型を定義する
ことが公知の既存のモノクローナル抗体のパネルでのアフィニティーパニング、
ロゼット形成、または磁性ビーズ分離を使用して、比較的純粋な画分へと分離さ
れ得る。

【００７７】 精製された細胞は、細胞の生存度を維持する条件下で寒天プレート上にプレー
トする。必要とされるコンホメーション構造の標的抗原を発現する細胞は、標的
病原体上で発現されるのと同じ構造と特異的に反応することが公知である、コン
ホメーション依存性モノクローナル抗体を使用して同定される。この細胞からの
関連の可溶性タンパク質の放出は、モノクローナル抗体とのインキュベーション
、それに続く巨視的シグナル（金沈着、発色、蛍光、ルミネセンス）を与える二
次試薬により検出される。最大レベルの抗原を発現する細胞が、目視検査により
同定され得、この細胞または細胞コロニーを拾い得、そして標準的な分子生物学
的方法を使用して、この反応性を与えたプラスミドＤＮＡワクチンベクターを回
収し得る。あるいは、フローサイトメトリーを使用して、高いレベルの遺伝子発
現を誘導するプラスミドを保持する細胞を同定および選択し得る。さらなる改善
が所望される場合、次いで、所望の時間で正確な体の部位において十分な可溶性
因子を首尾よく発現した富化されたプラスミド集団を、多様性を拡張するために
遺伝子シャッフリングを組込む別の回の選択のための出発集団として使用する。
この様式において、ＤＮＡワクチン免疫化動物中の組織から、プラスミドにより
コードされる所望の生物学的活性を回収する。

【００７８】 いくつかのモノクローナル抗体（正しく折り畳まれたサイトカイン、ケモカイ
ン、または成長因子における異なるコンホメーションのエピトープと反応するこ
とが各々公知である）を使用して、１つのモノクローナル抗体試薬でのスクリー
ニングからの最初の結果が、いくつかのコンホメーションのエピトープが探索さ
れる場合に、依然保持されることを確証し得る。いくつかの場合において、寒天
中の細胞／細胞コロニーから放出される機能的サイトカインに対する一次プロー
ブは、コグネイトのレセプターの可溶性ドメインであり得る。

【００７９】 （（ｃ）フローサイトメトリー） フローサイトメトリーは、何百万もの個々の細胞の機能的特性を効率的に分析
するための手段を提供する。細胞を、イルミネーション帯を通過させて、そこで
細胞はレーザービームによりヒットされる；散乱光および蛍光を、コンピュータ
ーに連結した検出器により分析する。フローサイトメトリーは、細胞集団を分析
する他の方法を超えるいくつかの利点を提供する。１秒あたり何千もの細胞が、
高精度および高感度で分析され得る。細胞集団のゲーティングは、各サンプルの
複数のパラメーター分析を可能にする。細胞の大きさ、生存度、および形態は、
染色する必要性なく分析され得る。色素および標識抗体を使用する場合、ＤＮＡ
含量、細胞表面および細胞質内タンパク質を分析し得、ならびに細胞型、活性化
状態、細胞周期段階を同定し得、そしてアポトーシスを検出し得る。４つまでの
色（従って、異なる蛍光標識で染色された４つの異なる抗原）および光散乱特性
が、同時に分析され得る（４つの色は、２つのレーザー装置を必要とする；１つ
のレーザー装置は３つの色を分析し得る）。いくつかの遺伝子の発現レベルが、
同時に分析され得、そして重要なことに、フローサイトメトリーに基づく細胞選
別（「ＦＡＣＳ選別」）は、所望の表現型を有する細胞の選択を可能にする。ほ
とんどのベクターモジュールライブラリー（プロモーター、エンハンサー、イン
トロン、エピソームの複製起点、抗原の発現レベル局面、細菌性起点、および細
菌性マーカーを含む）を、フローサイトメトリーによりアッセイして、所望の特
性の最大の改善を有する組換え核酸配列を含む個々のヒト組織培養細胞を選択し
得る。代表的に、選択は、説明されるように、表面の抗原または代用のマーカー
タンパク質の高いレベルの発現に対してである。最良の個々の配列のプールは、
フローサイトメトリーに基づく選別により選択された細胞から回収される。この
アプローチの利点は、非常に多くの数（＞１０⁷）が、単一のバイアルの実験に おいて評価され得ることである。

【００８０】 （２．インビトロスクリーニング方法） 遺伝子ワクチンベクターおよびベクターモジュールは、当業者に公知の種々の
インビトロでの試験方法を使用して、改善されたワクチン接種特性についてスク
リーニングされ得る。例えば、最適化された遺伝子ワクチンは、目的の特定のリ
ンパ球型（例えば、Ｂ細胞、Ｔ細胞、Ｔ細胞株、およびＴ細胞クローン）の増殖
の誘導に対するそれらの効果について試験され得る。この型の、改善されたアジ
ュバント活性および免疫刺激特性についてのスクリーニングは、例えば、ヒト細
胞またはマウス細胞を使用して行われ得る。

【００８１】 遺伝子ワクチンベクターのライブラリー（ランダムＤＮＡのシャッフリング、
またはサイトカイン、補助的刺激分子などをコードする遺伝子を保持するベクタ
ーのシャッフリングのいずれかから得られる）は、Ｂ細胞、Ｔ細胞、単球／マク
ロファージ、全ヒトＰＢＭＣ、または（希釈された）全血によるサイトカイン産
生（例えば、ＩＬ−２、ＩＬ−４、ＩＬ−５、ＩＬ−６、ＩＬ−１０、ＩＬ−１
２、ＩＬ−１３、ＩＬ−１５、ＩＦＮ−γ、ＴＮＦ−α）についてスクリーニン
グされ得る。サイトカインは、ＥＬＩＳＡ、および／または細胞質サイトカイン
染色およびフローサイトメトリー（単細胞分析）により測定され得る。サイトカ
イン産生プロフィールに基づいて、ベクターがＴ_H１／Ｔ_H２分化を指向する能力
における変化（例えば、ＩＬ−４／ＩＦＮ−γ、ＩＬ−４／ＩＬ−２、ＩＬ−５
／ＩＦＮ−γ、ＩＬ−５／ＩＬ−２、ＩＬ−１３／ＩＦＮ−γ、ＩＬ−１３／Ｉ
Ｌ−２の比における変化により証明されるような）についてスクリーニングし得
る。

【００８２】 ＡＰＣ活性化の誘導は、活性化抗原（例えば、Ｂ７−１（ＣＤ８０）、Ｂ７−
２（ＣＤ８６）、ＭＨＣクラスＩおよびＩＩ、ＣＤ１４、ＣＤ２３、ならびにＦ
ｃレセプターなど）の表面発現レベルにおける変化に基づいて検出され得る。

【００８３】 いくつかの実施態様において、遺伝子ワクチンベクターは、そのＴ細胞活性化
を誘導する能力について分析される。より詳細には、注射されたマウス由来の脾
臓細胞が単離され得、そして細胞障害性Ｔリンパ球の、感染された自己標的細胞
を溶解する能力が研究される。脾臓細胞は、インビトロで特異的抗原によって再
活性化される。さらに、Ｔヘルパー細胞分化は、ＥＬＩＳＡにより、Ｔ_H１（Ｉ Ｌ−２およびＩＦＮ−γ）およびＴ_H２（ＩＬ−４およびＩＬ−５）サイトカイ ンの増殖および産生を測定することによって、および細胞質サイトカイン染色お
よびフローサイトメトリーによりＣＤ４⁺Ｔ細胞中で直接的に分析される。

【００８４】 遺伝子ワクチンおよびワクチン構成要素はまた、例えば、目的の抗原に特異的
な抗体のＢ細胞産生の誘導により証明されるような体液性免疫応答を誘導する能
力について試験され得る。これらのアッセイは、例えば、免疫化された個体由来
の末梢Ｂリンパ球を使用して、行われ得る。このようなアッセイ方法は、当業者
に公知である。他のアッセイは、標的細胞による抗原発現の検出を含む。例えば
、ＦＡＣＳ選択は、細胞表面上で所望の抗原を産生する細胞を同定する最も効率
的な方法を提供する。ＦＡＣＳ選択の別の利点は、異なるレベルの発現（時折、
より低い発現が所望され得る）について選別し得ることである。別の方法は、プ
レート上のモノクローナル抗体を使用するパニングを含む。この方法は、多数の
細胞が短い時間で取り扱われることを可能にするが、この方法は、最大発現レベ
ルについてのみ選択する。モノクローナル抗体で被覆された磁性ビーズによる捕
獲は、特定の抗原を発現する細胞を同定する別の方法を提供する。

【００８５】 癌細胞に対して指向される遺伝子ワクチンおよびワクチン構成要素は、インビ
トロでの腫瘍細胞株の増殖を阻害する能力についてスクリーニングされ得る。こ
のようなアッセイは、当該分野で公知である。

【００８６】 例えば、癌または自己免疫障害に対する遺伝子ワクチンの効力の指標は、その
ベクターが、患者または試験動物の皮膚内に注射される場合の、皮膚の炎症の程
度である。強い炎症は、抗原特異的Ｔ細胞の強い活性化に相関する。腫瘍特異的
Ｔ細胞の改善された活性化は、その腫瘍の死滅の増大を導き得る。自己抗原の場
合において、Ｔ_H２に対する応答を歪める免疫調節因子を添加し得る。皮膚生検 を採取し、各注射部位で生じる免疫応答の型の詳細な研究を可能にし得る（マウ
スにおいて、多数の注射／ベクターが分析され得る）。

【００８７】 他の適切なスクリーニング方法は、遺伝子ワクチンベクターのライブラリーに
よりチャレンジされた際の、細胞による、サイトカイン、ケモカイン、アクセサ
リー分子などの発現における変化の検出を含み得る。

【００８８】 （３．遺伝子ワクチンベクターの細胞内への侵入の増強） 本方法は、細胞侵入に関与するポリヌクレオチドをＤＮＡシャッフリングに供
することを含む。このようなポリヌクレオチドは、本明細書中で「転移配列」ま
たは「転移モジュール」と呼ばれる。細胞特異的様式での転移を増加させる、ま
たはより一般的な様式で作用する、転移モジュールが得られ得る。ＤＮＡ結合お
よび転移に影響を与える正確な配列は、めったに、知られていないので、ＤＮＡ
シャッフリングは、ＤＮＡが、ヒト細胞の細胞質へ、そして引き続いて核へと侵
入する能力を改善する唯一の効率的な方法であり得る。

【００８９】 本方法は、転移配列を含む１つの核酸の、少なくとも第一の形態および第二の
形態を組換えることを含む。第一の形態と第二の形態は、２以上のヌクレオチド
において互いに異なる。適切な基質としては、例えば、転写因子結合部位、Ｃｐ
Ｇ配列、ポリＡオリゴヌクレオチド、ポリＣオリゴヌクレオチド、ポリＧオリゴ
ヌクレオチド、ポリＴオリゴヌクレオチド、およびランダムＤＮＡフラグメント
（例えば、ヒトまたは他の哺乳動物種由来のゲノムＤＮＡのような）が挙げられ
る。細胞表面タンパク質（例えば、マクロファージスカベンジャーレセプター）
は、特異的ＤＮＡ結合についてのレセプターとして作用し得ることが示唆されて
いる（Ｐｉｓｅｔｓｋｙ（１９９６）Ｉｍｍｕｎｉｔｙ ５：３０３）。これら
のレセプターが特異的ＤＮＡ配列を認識するか否か、またはこれらが配列に非特
異的な様式でＤＮＡに結合するか否かは知られていない。しかし、ＧＧＧＧテト
ラド（ｔｅｔｒａｄ）は、細胞表面へのＤＮＡ結合を増強することが示されてい
る（同上）。ＤＮＡ配列に加えて、プラスミドの三次元構造が、これらのプラス
ミド細胞への侵入する能力に役割を果し得る。本発明のＤＮＡシャッフリング方
法は、このような配列を、この効果が達成される機構に関する詳細な情報が存在
しなくとも、細胞へ侵入する能力を与えるその能力をベクターに与える能力につ
いて最適化する手段を提供する。

【００９０】 組換え転移モジュールの得られたライブラリーを、目的の細胞に侵入するため
の転移モジュールを含むベクターの能力を増強する、少なくとも１つの最適化さ
れた組換え転移モジュールを同定するためにスクリーニングする。例えば、組換
え転移モジュールを含むベクターを、ベクターの細胞内への侵入を助ける条件下
で、細胞の集団と接触させ得、その後、その集団におけるその核酸ベクターを含
む細胞の百分率を決定し得る。好ましくは、ベクターは、ベクターを含む細胞の
同定を容易にするために選択マーカーまたはスクリーニングマーカーを含む。好
ましい実施態様において、組換えセグメントを保持するベクターのクローン単離
体を使用して、別の培養物の細胞を感染させる。次いで、細胞に侵入するベクタ
ーの百分率は、例えば、トランスフェクションの過程においてベクターにより発
現されるマーカーを発現する細胞を計数することにより決定され得る。

【００９１】 代表的に、組換えプロセスは、少なくとも１つの最適化された転移配列をさら
なる形態の転移配列と組換えて組換え転移モジュールのさらなるライブラリーを
生成することにより繰り返される。このさらなる形態は、第一および第二の形態
と同じであってもよいし、異なっていてもよい。新しいライブラリーを、目的の
細胞に侵入するための最適化された転移モジュールを含む遺伝子ワクチンベクタ
ーの能力の増強を示す、少なくとも１つのさらなる最適化された組換えベクター
モジュールを同定するためにスクリーニングする。組換えおよび再スクリーニン
グのプロセスは、必要に応じて、転移を増強するのに十分な能力を有する転移モ
ジュールが得られるまで繰り返され得る。１以上の組換えおよびスクリーニング
の後、最適化されたモジュールを含まないコントロールベクターよりも少なくと
も約５０パーセント多い標的細胞に侵入する能力、より好ましくは、コントロー
ルベクターよりも少なくとも約７５パーセント多い、そして最も好ましくは少な
くとも約９５または９９パーセント多い標的細胞に侵入する能力を核酸ベクター
に与え得るベクターモジュールが得られる。

【００９２】 ワクチンの目的のためには、非組み込みベクターが一般的に好ましいが、いく
つかの適用のためには、組み込みベクターを使用することが望ましくあり得る；
これらの適用のために、組み込みの効率に直接的にまたは間接的に影響を与える
ＤＮＡ配列が、この遺伝子ワクチンベクターに含まれ得る。相同組換えによる組
み込みのために、重要な因子は、染色体配列に対する相同性の程度および長さ、
ならびにゲノム中のこのような配列の頻度（例えば、Ａｌｕ反復）である。相同
組換えを媒介する特異的配列もまた重要である。なぜなら、組み込みは、転写活
性なＤＮＡにおいてはずっとより容易に生じるからである。相同標的化構築物を
構築するための方法および材料は、例えば、Ｍａｎｓｏｕｒ（１９８８）Ｎａｔ
ｕｒｅ ３３６：３４８；Ｂｒａｄｌｅｙ（１９９２）Ｂｉｏ／Ｔｅｃｈｎｏｌ
ｏｇｙ １０：５３４によって記載される。非相同性、非正統的および部位特異
的組換えのために、組換えは、細胞がコードする組換えタンパク質（例えば、Ｃ
ｒｅ／ＬｏｘおよびＦｌｐ／Ｆｒｔ系）と相互作用する治療ベクター上の特異的
部位により媒介される。例えば、ＬｏｘＰ部位を含むベクターは、Ｃｒｅリコン
ビナーゼ酵素の存在下で染色体ＤＮＡのＬｏｘＰ部位で組み込まれることを報告
する、Ｂａｕｂｏｎｉｓ（１９９３）Ｎｕｃｌｅｉｃ Ａｃｉｄｓ Ｒｅｓ．２
１：２０２５−２０２９を参照のこと。

【００９３】 （Ｃ．遺伝子ワクチンの特異性および効率を増強する結合ポリペプチドの進化
） 本発明はまた、遺伝子ワクチンが標的細胞に侵入する能力を増強し得るポリペ
プチドをコードする組換え核酸を得るための方法を提供する。ＤＮＡ取り込みに
関与する機構は、十分には理解されていないが、本発明の方法は、細胞への、お
よび適切な細胞区画への侵入の増強を示す遺伝子ワクチンを得ることを可能にす
る。

【００９４】 １つの実施態様において、本発明は、遺伝子ワクチン核酸に結合し、そしてま
た標的細胞に結合し得る進化したタンパク質でその核酸を被覆することにより、
所定の細胞型による遺伝子ワクチン核酸の取り込みの効率および特異性を増強す
る方法を提供する。そのベクターを、そのタンパク質とインビトロまたはインビ
ボで接触させ得る。後者の状況において、タンパク質は、そのベクターを含む細
胞中で発現され、必要に応じてそのベクター内のコード配列から発現される。進
化されるべき核酸結合タンパク質は、通常、核酸結合活性を有するが、核酸ＤＮ
Ａの取り込みを増強または変更する任意の公知の能力を必ずしも有さない。

【００９５】 これらの方法において使用され得るＤＮＡ結合タンパク質として、転写調節因
子、ＤＮＡ複製（例えば、ｒｅｃＡ）および組換えに関与する酵素、ならびにＤ
ＮＡに対して構造的機能を果たすタンパク質（例えば、ヒストン、プロタミン）
が挙げられるが、これらに限定されない。使用され得る他のＤＮＡ結合タンパク
質としては以下が挙げられる：ファージ４３４リプレッサー、λファージｃＩお
よびｃｒｏリプレッサー、Ｅ．ｃｏｌｉ ＣＡＰタンパク質、ｍｙｃ、ロイシン
ジッパーおよびＤＮＡ結合基本ドメインを有するタンパク質（例えば、ｆｏｓお
よびｊｕｎ）；「ＰＯＵ」ドメインを有するタンパク質（例えば、Ｄｒｏｓｏｐ
ｈｉｌａ対形成（ｐａｉｒｄ）タンパク質）；構造が、金属イオンキレート化に
依存するドメイン（例えば、ＴＦＩＩＩＡに見出されるＣｙｓ₂Ｈｉｓ₂ジンクフ
ィンガー、酵母Ｇａｌ４に見出されるようなＺｎ₂（Ｃｙｓ）₆クラスター、レト
ロウイルスヌクレオキャプシドタンパク質に見出されるＣｙｓ₃Ｈｉｓボックス 、および核ホルモンレセプター型タンパク質に見出されるＺｎ₂（Ｃｙｓ）₈クラ
スター）を有するタンパク質；ファージＰ２２ ＡｒｃおよびＭｎｔリプレッサ
ー（Ｋｎｉｇｈｔら（１９８９）Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈｅｍ．２６４：３６３９−
３６４２ならびにＢｏｗｉｅおよびＳａｕｅｒ（１９８９）Ｊ．Ｂｉｏｌ．Ｃｈ
ｅｍ．２６４：７５９６−７６０２を参照のこと）。ＲＮＡ結合タンパク質は、
ＢｕｒｄおよびＤｒｅｙｆｕｓｓ（１９９４）Ｓｃｉｅｎｃｅ ２６５：６１５
−６２１に概説され、そしてそれはＨＩＶ ＴａｔおよびＲｅｖを含む。

【００９６】 本発明の他の方法におけるように、ＤＮＡ結合タンパク質の、取り込み効率の
改善および変更の獲得に向けての進化は、組換えおよびスクリーニングの１以上
のサイクルにより効果的である。出発基質は、上述されたような、１以上の核酸
結合タンパク質の天然のまたは誘導された改変体をコードする核酸セグメントで
あり得る。核酸セグメントは、組換え工程のために、ベクター中に、または単離
された形態で存在し得る。組換えは、本明細書に記載の任意の形式を介して進行
し得る。

【００９７】 スクリーニングの目的のために、組換え核酸セグメントは、組換え工程の間に
このようなベクター中にすでに存在してなくとも、代表的に、ベクター内に挿入
される。ベクターは、一般に、取り込みが所望される細胞型において発現され得
る選択マーカーをコードする。進化されているＤＮＡ結合タンパク質が特異的結
合部位を認識する場合（例えば、ｌａｃＩ結合タンパク質はｌａｃＯを認識する
）、この結合部位は、ベクター中に含まれ得る。必要に応じて、ベクターは、直
列で複数の結合部位を含み得る。

【００９８】 異なる組換えセグメントを含むベクターは、宿主細胞（通常、Ｅ．ｃｏｌｉ）
内に形質転換され、組換えタンパク質が、発現されそしてこれらの遺伝物質をコ
ードするベクターに結合するのを可能にする。ほとんどの細胞は、単一のベクタ
ーのみを取りこみ、それゆえ、形質転換は細胞の集団を生じ、これらの細胞のほ
とんどは、単一の種のベクターを含む。発現および結合を可能にする適切な期間
の後、細胞を、ＤＮＡ結合タンパク質へのベクターの結合を破壊しない穏やかな
条件下で溶解する。例えば、３５ｍＭ ＨＥＰＥＳ（ＫＯＨにより、ｐＨ ７．
５）、０．１ｍＭ ＥＤＴＡ、１００ｍＭ グルタミン酸ナトリウム、５％グリ
セロール、０．３ｍｇ／ｍｌ ＢＳＡ、１ｍＭ ＤＴＴ、および０．１ｍＭ Ｐ
ＭＳＦ、ならびにリゾチーム（１０ｍｇ／ｍｌで、０．３ｍｌ）の溶解緩衝液が
適切である（Ｓｃｈａｔｚら、米国特許第５，３３８，６６５号を参照のこと）
。次いで、ベクターと核酸結合タンパク質との複合体を、取り込みに好都合な条
件下で改善されたまたは変更された取り込みが所望される型の細胞と接触させる
。適切なレシピエント細胞は、ＤＮＡワクチン接種の共通の標的であるヒト細胞
型を含む。これらの細胞としては、筋肉細胞、単球／マクロファージ、樹状細胞
、Ｂ細胞、ランゲルハンス細胞、ケラチノサイト、および腸のＭ細胞が挙げられ
る。例えば、ヒト、マウス、およびサルを含む哺乳動物由来の細胞は、スクリー
ニングに使用され得る。初代細胞および細胞株から得られた細胞の両方が、適切
である。

【００９９】 インキュベーション後、細胞を、組換えセグメントを含むベクター中に存在す
る選択マーカーの発現について選択しながらプレートする。マーカーを発現する
細胞を回収する。これらの細胞を、それぞれの組換えセグメントをコードするベ
クターの取り込みを増強する核酸結合タンパク質をコードする組換えセグメント
について、富化する。次いで、そのマーカーを発現する細胞由来の組換えセグメ
ントを、さらなる回の選択に供し得る。通常、組換えセグメントは、例えば、Ｐ
ＣＲ増幅によりまたはベクター全体の回収により、細胞から最初に回収される。
次いで、組換えセグメントを、互いに組換えて、またはＤＮＡ結合タンパク質改
変体の他の供給源と組換えて、さらなる組換えセグメントを生成し得る。このさ
らなる組換えセグメントは、以前と同じ様式でスクリーニングされる。

【０１００】 最適化された核酸結合ドメインを進化させるための方法の１つの例は、ヒスト
ン遺伝子のシャッフリングを含む。ヒストン凝縮ＤＮＡは、細胞内への遺伝子転
移の増加を生じ得る。例えば、Ｆｒｉｔｚら（１９９６）Ｈｕｍａｎ Ｇｅｎｅ Ｔｈｅｒａｐｙ ７：１３９５−１４０４を参照のこと。従って、ＤＮＡシャ
ッフリングを使用して、ヒストンタンパク質（特にカルボキシ末端ペプチド伸張
部分およびアミノ末端ペプチド伸張部分）を進化させて、細胞内へのＤＮＡ転移
の効率を増加させ得る。このアプローチにおいて、ヒストンは、それが結合する
ＤＮＡによりコードされる。ヒストンライブラリーは、例えば、１）天然の多様
性由来の関連の多くのヒストン遺伝子のシャッフリング、２）ヒストンのＮ末端
配列およびＣ末端配列での、ランダムに、または部分的に無作為化されたペプチ
ド配列の付加、３）Ｎ末端またはＣ末端への、予め選択されたタンパク質コード
領域の付加（例えば、ｃＤＮＡライブラリー全体、核タンパク質リガンドライブ
ラリーなど）により構築され得る。これらのタンパク質は、部分的に無作為化さ
れ得、そしてリンカーのライブラリーによりヒストンに連結され得る。

【０１０１】 上記の手順の変更において、核酸結合タンパク質により認識される結合部位は
、その核酸結合タンパク質の代わりに、またはその核酸結合タンパク質と同様に
進化され得る。核酸結合部位は、核酸結合タンパク質に対するのと類似の手順に
より進化される（ただし、出発基質が改変型の結合部位を含み、そしてこれらの
部位の組換え形態が、核酸結合タンパク質をまたコードするベクターの構成要素
としてスクリーニングされることを除く）。

【０１０２】 ＤＮＡ結合タンパク質をコードする進化された核酸セグメントおよび／または
進化されたＤＮＡ結合部位は、遺伝子ワクチンベクターに含まれ得る。ＤＮＡ結
合タンパク質の親和性が、公知のＤＮＡ結合部位に特異的である場合、この結合
部位およびＤＮＡ結合タンパク質をコードする配列を、遺伝子治療をもたらすた
めに必要なこのような他のコード配列および調節配列とともに遺伝子ワクチンベ
クター中に、含むことが十分である。いくつかの例において、進化されたＤＮＡ
結合タンパク質は、高い程度の配列特異性を有さなくてもよく、そしてスクリー
ニングにおいて使用されるベクター上のどの部位が、このタンパク質によって結
合されるかは、正確に公知でなくてもよい。これらの状況において、ベクターは
、全てまたはほとんどのスクリーニングベクター配列を、ワクチン接種または治
療を及ぼすのに必要とされるさらなる配列とともに含むべきである。Ｍ１３タン
パク質ＶＩＩＩを使用する例示的選択スキームを図１に示す。

【０１０３】 目的の標的細胞として、例えば、筋肉細胞、単球、樹状細胞、Ｂ細胞、ランゲ
ルハンス細胞、ケラチノサイト、腸のＭ細胞などが挙げられる。この細胞型の各
々での使用のために適切な細胞特異的リガンドは、当業者に公知である。例えば
、抗原提示細胞に対する結合を指向する適切なタンパク質としては、ＣＤ２、Ｃ
Ｄ２８、ＣＴＬＡ−４、ＣＤ４０リガンド、フィブリノゲン、第Ｘ因子、ＩＣＡ
Ｍ−１、β−グリカン（ザイモサン）、および免疫グロブリンＧのＦｃ部分が挙
げられる（Ｗｅｉｒ’ｓ Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｉｍｍｕｎｏｌｏｇｙ，Ｌ．Ａ．Ｈｅｒｚｅｎｂｅｒｇ，Ｄ．Ｍ．Ｗｅｉｒ，
Ｌ．Ａ．Ｈｅｒｚｅｎｂｅｒｇ，Ｃ．Ｂｌａｃｋｗｅｌｌ編、第５版、第ＩＶ巻
、１５６章および１７４章）。なぜならこれらのそれぞれのリガンドは、樹状細
胞、単球／マクロファージ、Ｂ細胞、およびランゲルハンス細胞を含むＡＰＣ上
に存在するからである。細菌のエンテロトキシンまたはこれらのサブユニットも
また、標的化の目的のために目的のものある。

【０１０４】 ベクターがＡＰＣ（例えば、単球）に侵入し、そして活性化する能力はまた、
少量のリポ多糖（ＬＰＳ）でベクターを被覆することにより増強され得る。これ
は、ベクターと単球（これは、ＬＰＳに対する細胞表面レセプターを有する）と
の間の相互作用を容易にする。その免疫刺激活性に起因して、ＬＰＳはまた、ア
ジュバントとして作用するようであり、従って免疫応答をさらに増強する。

【０１０５】 特定の病原性細菌により産生されるエンテロトキシンは、細胞に結合し、従っ
てワクチン、抗原、遺伝子治療ベクターおよび薬学的タンパク質の送達を増強す
る薬剤として有用である。本発明の例示的な実施態様において、Ｖｉｂｒｉｏ
ｃｈｏｌｅｒａｅおよびＥ．ｃｏｌｉのエンテロトキシン産生性株に由来するエ
ンテロトキシンのレセプター結合性構成要素は、細胞表面レセプターに対する結
合の改善、および腸上皮細胞への侵入の改善、および腸上皮細胞を横切る輸送の
改善のために進化される。さらに、それらは、Ｂ細胞または他のＡＰＣに対する
結合の改善、およびそれらの活性化のために進化され得る。目的の抗原を、これ
らのトキシンサブユニットに融合し、タンパク質の経口送達におけるアプローチ
の可能性を説明し得、そして進化されたエンテロトキシンサブユニットのスクリ
ーニングを容易にし得る。このような抗原の例としては、成長ホルモン、インス
リン、ミエリン塩基性タンパク質、コラーゲンおよびウイルスエンベロープタン
パク質が挙げられる。

【０１０６】 これらの方法は、エンテロトキシンの好ましくは非毒性のレセプター結合部分
をコードするポリヌクレオチドを含む１つの核酸の、少なくとも第一の形態と第
二の形態とを組換えることを含む。第一の形態と第二の形態とは、２以上のヌク
レオチドにおいて互いに異なり、その結果、ＤＮＡシャッフリングは、組換えエ
ンテロトキシン結合部分核酸のライブラリーの生成を生じる。適切なエンテロト
キシンとしては、例えば、Ｖ．ｃｈｏｌｅｒａｅエンテロトキシン、Ｅ．ｃｏｌ
ｉのエンテロトキシン産生性株由来のエンテロトキシン、サルモネラトキシン、
赤痢菌トキシン、カンピロバクタートキシンが挙げられる。組換えエンテロトキ
シン結合部分核酸のライブラリーを含むベクターを、宿主細胞の集団内にトラン
スフェクトし、ここで、その組換えエンテロトキシン結合部分核酸は発現され、
組換えエンテロトキシン結合部分ポリペプチドを形成する。好ましい実施態様に
おいて、組換えエンテロトキシン結合部分ポリペプチドは、バクテリオファージ
粒子の表面上で融合タンパク質として発現される。組換えエンテロトキシン結合
部分ポリペプチドは、そのライブラリーを標的細胞の細胞表面レセプターと接触
させ、そしてどの組換えエンテロトキシン結合部分ポリペプチドが、標的細胞レ
セプターへ結合する能力の増強を示すかを決定することによりスクリーニングさ
れ得る。細胞表面レセプターは、標的細胞自体の表面に存在し得、または異なる
細胞に結合し得、あるいは、結合は細胞と会合していない細胞表面レセプターを
使用することにより試験され得る。適切な細胞表面レセプターの例として、例え
ば、Ｇ_M1が挙げられる。同様に、Ｔ細胞レセプターおよびＭＨＣクラスＩＩ分子
に対する変更された（増加されたまたは減少された）結合について細菌性スーパ
ー抗原を進化させ得る。これらのスーパー抗原は、抗原非特異的様式でＴ細胞を
活性化する。Ｔ細胞レセプター／ＭＨＣクラスＩＩ分子に結合するスーパー抗原
としては、Ｓｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃａｌ エンテロトキシンＢ、Ｕｒｔｉｃａ ｄｉｏｉｃａスーパー抗原（Ｍｕｓｅｔｔｅら（１９９６）Ｅｕｒ．Ｊ．Ｉｍ
ｍｕｎｏｌ．２６：６１８−２２）およびＳｔａｐｈｙｌｏｃｏｃｃａｌエンテ
ロトキシンＡ（Ｂａｖａｒｉら（１９９６）Ｊ．Ｉｎｆｅｃｔ．Ｄｉｓ．１７４
：３３８−４５）が挙げられる。ＭＨＣクラスＩＩ分子に結合するスーパー抗原
を選択する場合、ファージディスプレイは、効果的であることが示された（Ｗｕ
ｎｇおよびＧａｓｃｏｉｇｎｅ（１９９７）Ｊ．ＩｍｍｕｎｏＩ．Ｍｅｔｈｏｄ
ｓ．２０４：３３−４１）。

【０１０７】 コレラトキシン（ＣＴ）は、５つのＢサブユニット（ＣＴ−Ｂ）が共有結合的
に結合する１つの毒性のＡサブユニット（ＣＴ−Ａ）からなる８４，０００ダル
トンのオリゴマータンパク質である。ＣＴ−Ｂは、レセプター結合構成要素とし
て機能し、そして哺乳動物細胞表面上のＧ_M1ガングリオシドレセプターに結合す
る。毒性のＡサブユニットは、ＣＴの機能に必要ではなく、ＣＴ−Ａの非存在下
で、機能的なＣＴ−Ｂ五量体が形成し得る（ＬｅｂｅｎｓおよびＨｏｌｍｇｒｅ
ｎ（１９９４）Ｄｅｖ．Ｂｉｏｌ．Ｓｔａｎｄ．８２：２１５−２２７）。ＣＴ
およびＣＴ−Ｂの両方は、インビボで強力なアジュバント活性を有することが示
され、そしてそれらは抗原およびワクチンの経口送達後に免疫応答を増強する（
Ｃｚｅｒｋｉｎｓｋｙら（１９９６）Ａｎｎ．ＮＹ Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．７７８
：１８５−９３；Ｖａｎ Ｃｏｔｔら（１９９６）Ｖａｃｃｉｎｅ １４：３９
２−８）。さらに、ミエリン塩基性タンパク質に結合体化した単一用量のＣＴ−
Ｂは、自己免疫性脳脊髄炎（ＥＡＥ）の発症、マウスモデルの多発性硬化症を防
止した（Ｃｚｅｒｋｉｎｓｋｙら、前出）。さらに、臨床的症状の発症後（７日
）ＣＴ−Ｂに結合体化したミエリン塩基性タンパク質を動物に与えたところ、こ
れらの動物においてその症状を弱めた。他の細菌性トキシン（例えば、Ｅ．ｃｏ
ｌｉのエンテロトキシン、Ｓａｌｍｏｎｅｌｌａトキシン、Ｓｈｉｇｅｌｌａト
キシンおよびＣａｍｐｙｌｏｂａｃｔｅｒトキシン）は、ＣＴとの構造的類似性
を有する。Ｅ．ｃｏｌｉのエンテロトキシンは、ＣＴと同じＡ−Ｂ構造を有し、
そしてそれらはまた、配列相同性を有し、そして機能的類似性を共有する。

【０１０８】 細菌性のエンテロトキシンは、遺伝子シャッフリングにより、細胞に対する親
和性および細胞への侵入の改善のために進化され得る。Ｅ．ｃｏｌｉ由来のエン
テロトキシンサブユニットおよびＣＴ−Ｂの類似性は、７８％であり、そして８
ヌクレオチドを超えるいくつかの完全に保存された領域が見出され得る。Ｅ．ｃ
ｏｌｉの異なる２つの株由来のＢサブユニットは、配列レベルおよびタンパク質
レベルの両方で９８％相同である。従って、ファミリーＤＮＡシャッフリングは
、異なる細菌種由来のエンテロトキシンコード核酸の間で可能である。

【０１０９】 シャッフリングされたトキシンサブユニットのライブラリーは、適切な宿主細
胞（例えば、Ｖ．ｃｈｏｌｅｒａｅ）において発現され得る。安全上の理由から
、毒性ＣＴ−Ａが欠失している株が好ましい。目的の抗原は、レセプター結合サ
ブユニットに融合され得る。Ｖ．ｃｈｏｌｅｒａｅによるキメラタンパク質の分
泌は、そのトキシンに融合された抗原に特異的なモノクローナル抗体の存在下の
寒天中で細菌を培養することによりスクリーニングされ得、そして分泌のレベル
は、コロニー周辺の寒天中の免疫沈降として検出される。機能的エンテロトキシ
ンサブユニットを分泌するコロニーを検出するために、寒天にＧ_M1ガングリオシ
ドレセプターを添加し得る。次いで、有意なレベルの融合タンパク質を産生する
コロニーを、９６ウェルプレート中で培養し、そして培養培地を、細胞または溶
液中のレセプターに結合し得る分子の存在について試験する。細胞表面上または
溶液中のＧ_M１ガングリオシドレセプターへのキメラ融合タンパク質の結合は、 トキシンに融合された抗原に特異的なモノクローナル抗原により検出され得る。
全細胞を使用するアッセイは、Ｇ_M1ガングリオシドレセプター以外のレセプター
への結合の改善についても進化させ得る利点を有する。漸増濃度の野生型エンテ
ロトキシンを、これらのアッセイに添加する場合、改善された親和性を有するレ
セプターに結合する変異体を検出し得る。トキシン結合の親和性および特異性も
また、表面プラズモン共鳴（Ｋｕｚｉｅｍｋｏら（１９９６）Ｂｉｏｃｈｅｍｉ
ｓｔｒｙ ３５：６３７５−８４）により検出され得る。

【０１１０】 細菌性発現系の利点は、融合タンパク質が、大規模産生で潜在的に使用され得
る細菌により分泌されることである。さらに、融合タンパク質は選択の間は溶液
中に存在するので、ファージ上での発現に関連して起こり得る問題（例えば、フ
ァージ上でのみ機能する変異体の選択への偏り）を、回避し得る。

【０１１１】 にもかかわらず、ファージディスプレイは、改善された親和性を有するエンテ
ロトキシンの同定するためのスクリーニングに有用である。シャッフリングされ
た変異体のライブラリーは、ファージ（例えば、Ｍ１３）上で発現され得、そし
て改善された親和性を有する変異体を、例えば、溶液中のまたは細胞表面上のＧ _M1 ガングリオシドレセプターに対する結合に基づいて選択する。このアプローチ
の利点は、その変異体が、以下に議論されるようなインビボアッセイにおいて容
易にさらに選択され得ることである。Ｍ１３タンパク質ＶＩＩＩに対する融合を
用いるスクリーニングアプローチを、図１に図示する。

【０１１２】 最終的に、生じた進化されたエンテロトキシンを、ＤＮＡ結合タンパク質と融
合し得、そして遺伝子ワクチンベクターを、この融合タンパク質で被覆する。Ｄ
ＮＡシャッフリングは、別々に行われ得る（この場合、２つのドメインはシャッ
フリング後に組み立てられる）か、または組合せた反応において行われ得る。シ
ャッフリングは、組換え結合部分核酸のライブラリーの生成を生じ、このライブ
ラリーは、このライブラリー、ならびに核酸結合ドメインに特異的な結合部位を
含むベクターを、宿主細胞の集団内にトランスフェクトすることによりスクリー
ニングされ得る。結合部分は、その細胞内で発現され、核酸結合ドメインに結合
して、ベクター−結合部分複合体を形成する。次いで、宿主細胞を、ベクター−
結合部分複合体の結合を破壊しない条件下で溶解し得る。次いで、ベクター−結
合部分複合体を目的の細胞と接触させ得、その後、ベクターを含む細胞を同定し
、そして最適化された組換え結合部分核酸をこれらの細胞から単離する。

【０１１３】 哺乳動物細胞による、標的ＤＮＡの取り込みの増強を得るための別の方法はま
た、本発明により提供される。詳細には、この方法は、標的ＤＮＡを最初に取り
込んだそれらの細胞内へと取り込まれる、その同じＤＮＡのコピー数を増加させ
る。この方法は、例えば、転写因子（その結合ドメインに対するコグネイトの認
識配列をまた含む標的ＤＮＡ配列にコードされている）の膜結合型ＤＮＡ結合ド
メインの細胞表面発現を使用する。１分子の標的ＤＮＡの細胞内への取り込み（
任意のプロセス、受動的取り込み、エレクトロポレーション、浸透圧性ショック
、他のストレスによる）は、ポリヌクレオチド結合ドメインをコードする遺伝子
の転写を導く。結合ドメインをコードする遺伝子を操作し、その結果、結合ドメ
インを、膜固定形態で発現する。例えば、アミノ酸の疎水的ストレッチは、結合
ドメインのカルボキシル末端でコードされ得、従って、これは、この末端配列の
部分切断後にホスホイノシトールグリカン（ＰＩＧ）結合体化を導く。次いで、
これは、細胞表面上の結合ドメインの輸送および位置決定を導く。第一のＤＮＡ
分子を取り込んだ同じ細胞は、この因子を発現し、そして細胞外で残存する標的
ＤＮＡに対する増加した特異的親和性を有する。ＤＮＡを取り込まなかった細胞
は、それらが、特異的に媒介されたＤＮＡの取り込みに必要である細胞表面標的
ＤＮＡ特異的結合ドメインを保持しないので、競合的な不都合なものである。標
的細胞に対する標的ＤＮＡの富化された結合は、ＤＮＡの内部移行の効率および
所望の細胞内機能を増加させる。このプロセスは、ＤＮＡを最初に取り込んだ細
胞内へのＤＮＡの取り込みの増加のための、正のフィードバックを示す。

【０１１４】 標的ＤＮＡ（環状または直線状プラスミド、オリゴヌクレオチド、細菌の、ま
たは哺乳動物の染色体フラグメントのいずれにせよ）を、哺乳動物のまたは細菌
の転写因子に対するＤＮＡ認識配列の１以上のコピーを保持するように操作する
。多くの標的配列はすでに、１以上のこのようなモチーフを保持し；これらは、
配列分析により同定され得る。これらの因子により認識される内在性モチーフは
また、標的ＤＮＡが適切なアッセイ形式において、１以上の転写因子のパネルと
結合することを証明することにより、実験的に同定され得る。これは、いずれの
因子または因子の組み合わせを、任意の特定の標的ＤＮＡとともに使用するかを
決定するための実用的手段を提供する。小さいオリゴヌクレオチドまたはＤＮＡ
プラスミド（ＤＮＡワクチンに使用されるような）の場合、適切なモチーフが、
その配列内に操作され得る。特定のモチーフは、１以上のコピーで、標的配列内
で直列にまたは分散されるように操作され得る。あるいは、１を超えるＤＮＡ結
合タンパク質が、細胞表面上で発現される場合、異なるモチーフのセットが、直
列にまたは分散されるように操作され得る。

【０１１５】 （Ｄ．バクテリオファージベクターの進化） 本発明は、遺伝子ワクチンベクターとして使用するための所望の特性を示すバ
クテリオファージベクターを得る方法を提供する。本発明により提供されるアプ
ローチの背景にある原理は、ＤＮＡシャッフリングの力と、バクテリオファージ
遺伝の並外れた力、ならびに高度に新規な、強力な、および一般的なワクチンビ
ヒクルを急速に進化させるためのファージディスプレイ技術における最近の進歩
の財産とを組合せることである。進化したワクチンビヒクルは、（１）抗体応答
の誘導のためのこれらのＡＰＣの表面上でのネイティブ形態の抗原か、または（
２）選択的にＡＰＣに侵入し、そしてＤＮＡワクチン構築物を、細胞内発現、プ
ロセシング、およびＣＴＬに対する提示のためにＡＰＣに送達する抗原のいずれ
かを提示し得る。病原体から専門のＡＰＣへの抗原の送達のためにより効率的な
方法は、ワクチンに対する免疫応答の反応速度および潜在能力を増大させる。

【０１１６】 本発明の方法に従って進化される遺伝子ワクチン送達ビヒクルは、ウイルスエ
ピトープまたは病原体トキシン（例えば、スーパー抗体またはコレラトキシン）
を効果的に中和し得る高親和性の抗体の迅速な誘導に特に価値がある。高親和性
抗体は、低親和性の一次応答抗体の体細胞変異により生成される。このいわゆる
親和性成熟プロセスは、病原性の抗原を中和するのに十分な親和性を有する抗体
の生成に必須である。親和性成熟は、濾胞性樹状細胞（ＦＤＣ）、専門化抗原提
示細胞（ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ ａｎｔｉｇｅｎ ｐｒｅｓｅｎｔｉｎｇ
ｃｅｌｌ）が、Ｂ細胞に対してタンパク質抗原を、そしてＴ細胞に対してプロセ
シングされた抗原フラグメントを提示する、胚中心における脾臓において生じる
。体細胞性変異を受けたクローン拡大するＢ細胞の集団を、抗原に対する改善さ
れた親和性を有する抗体を発現する変異体Ｂ細胞について選択する。したがって
、ＦＤＣへの抗原の効率的な送達は、免疫抗原に対する免疫応答の反応速度およ
び潜在能力を増大させる。さらに、ＭＨＣに結合しているプロセシングされた抗
原は、抗原特異的Ｔ細胞を刺激するために必要とされる。遺伝子ワクチンは、ク
ラスＩ ＭＨＣ経路への抗原フラグメントの、結果として生じる輸送を、抗原の
細胞内発現に起因する、クラスＩ ＭＨＣに梗塞された応答の開始に特に効率的
である。従って、遺伝子ワクチン構築物またはタンパク質抗原のＦＤＣへの送達
を可能にする侵襲性のバクテリオファージベクターが有用である。

【０１１７】 任意のいくつかのバクテリオファージは、本発明の方法に従って、進化され得
る。これらの目的のために好ましいバクテリオファージは、遺伝子的によく特徴
付けされ、そして外来タンパク質エピトープの提示のために開発されているバク
テリオファージであり；これらは、例えば、λ、Ｔ７およびＭ１３バクテリオフ
ァージを含む。繊維状ファージＭ１３は、本発明の方法での使用に特に好ましい
ベクターである。Ｍ１３は、小さい繊維状のバクテリオファージであり、バクテ
リオファージ粒子の表面上に機能的な、折り畳まれた形態のポリペプチドフラグ
メントを提示するために広く利用されている。ポリペプチドは、このような提示
目的のために、遺伝子ＩＩＩおよび遺伝子ＶＩＩＩコートタンパク質の両方に融
合されている。従って、Ｍ１３は、タンパク質またはＤＮＡワクチンビヒクルの
、目的の細胞標的への効率的でかつ標的化された送達のための、用途の広い、高
度に進化し得るビヒクルである。

【０１１８】 以下の３つの特性は、バクテリオファージ遺伝子ワクチンベクターを進化させ
るために、本発明の方法の使用により達成され得る改善の型の例である：（１）
吸入または経口送達による血流へのファージの効率的な送達、（２）ＡＰＣへの
効率的なホーミング、および（３）シャッフリングされた細菌性侵襲タンパク質
を使用する標的細胞の効率的な侵襲。Ｍ１３が使用される場合、遺伝子ＩＩＩお
よび遺伝子ＶＩＩＩコートタンパク質の両方への融合が行なわれ得、その結果、
２つの進化した特性が単一のファージ粒子内に合わされ得る。これらの研究は、
試験動物（例えば、実験マウス）において実施され得、その結果、進化した構築
物は、ワクチンビヒクルとしてのそれらの潜在能力に関して迅速に特徴づけされ
得る。進化した吸入可能なおよび／または経口的に送達可能なビヒクルならびに
進化したインベーシンは、ヒト細胞での使用のために直接的に移動する（ｔｒａ
ｎｓｌａｔｅ）が、試験動物ＡＰＣにホームする能力の進化の際に発展された原
理は、ヒトＡＰＣについて類似の選択を実行することにより、ヒト細胞に容易に
転移され得る。これらの方法は、バクテリオファージベクターについて例証され
るが、この方法はまた、他の型の遺伝子ワクチンベクターに適用可能である。

【０１１９】 （（１）吸入または経口送達によるバクテリオファージビヒクルの効率的な送
達の進化） 本発明は、吸入によるまたは経口投与による投与において、血流に効率的に送
達し得る遺伝子ワクチンベクターを得るための方法を提供する。方法は、肺を通
して血流内へ吸収され得る吸入可能なコロイド内へのタンパク質の処方について
開発されてきた。タンパク質が血流内に輸送される機構は、明らかには理解され
ておらず、従って、改善は進化的方法によって容易にアプローチされる。例とし
てＭ１３を使用して、本発明は、例えば、ペプチドリガンド、接着分子、細菌性
エンテロトキシン、およびランダムにフラグメント化されたｃＤＮＡ（これらは
、例えば、Ｍ１３の遺伝子ＩＩＩに融合される）のライブラリーの調製を含む。
＞１０¹⁰の個々の融合物のライブラリーは、この技術を用いて容易に達成可能で
ある。

【０１２０】 スクリーニングは、試験動物（例えば、マウス）に鼻腔内送達される標準的な
コロイド状処方物における、高い力価のストック（好ましくは、＞１０¹²のファ
ージ粒子）の調製を含む。血液サンプルは、翌日の過程にわたり採取され、そし
て循環するファージは、Ｅ．ｃｏｌｉにおいて増幅される。Ｍ１３は、静脈内注
射後に血液中で長期間循環することが確証されており、従って、肺を通って血流
に首尾よく侵入するファージが、効率的に回収され得、Ｅ．ｃｏｌｉ細胞で増幅
され得ると期待することはもっともである。好ましい実施態様において、数回の
富化を最初のライブラリーに適用して、鼻腔内送達される場合、血流に効率的に
侵入し得るファージを富化する。候補クローンを、代表的にそれらの相対的な侵
入効率について個々に試験し、そして最良のクローンをさらに、配列決定により
特徴付けして、効率的な送達を与える（ｃＤＮＡライブラリー由来の特に目的の
）融合物の性質を同定し得る。選択されたクローンをさらに、ファージゲノム全
体をシャッフリングして、そしてファージを送達、回収、増幅、およびシャッフ
リングの反復サイクルに供することによって、侵入の改善のために進化させ得る
。

【０１２１】 類似の手順を使用して、経口的に投与される場合に効果的であるワクチンベク
ターを得る。遺伝子ワクチンベクターライブラリーをＤＮＡシャッフリングによ
り調製する。組換えベクターをパッケージングし、そして試験動物に投与する。
胃／腸の環境において安定であるベクターを、例えば、胃から、後まで残ってい
るベクターを回収することにより回収する。血流および／またはリンパ組織に効
率的に侵入するベクターを、血液／リンパに到達したベクターを回収することに
より同定し得る。この選択方法の略図を図２に示す。

【０１２２】 （（２）ＡＰＣへの効率的なホーミングのためのバクテリオファージビヒクル
の進化） 本発明はまた、専門化抗原提示細胞への効率的なホーミングのための、バクテ
リオファージベクターならびに他の型の遺伝子ワクチンベクターを進化させる方
法を提供する。上記（Ａ）で使用した、ランダムペプチドリガンドのライブラリ
ーおよびｃＤＮＡライブラリーを、最初に非ＡＰＣ細胞型への結合についてネガ
ティブ選択し、次いでＡＰＣへの結合についてポジティブ選択することにより、
ＡＰＣに選択的に結合するファージについて富化する。選択は、代表的に、ライ
ブラリー由来のファージの高い力価のストック（＞１０¹²のファージ粒子）を細
胞（選択サイクルあたり約１０⁷細胞）と混合し、そして細胞ペレットから非結 合ファージ（ネガティブ選択）または結合ファージ（ポジティブ選択）のいずれ
かを採ることにより実行される。代替的な選択形式は、ファージライブラリーを
静脈内注射する工程、ライブラリーを数時間循環させる工程、目的の標的器官（
リンパ節、脾臓）を収集する工程、および超音波処理によりファージを遊離させ
る工程からなる。ポジティブ選択されたファージを、Ｅ．ｃｏｌｉ中で増幅し得
、そしてさらなる最適化が所望される場合、さらなる回数の富化を行う（３〜５
回）。選択された回数後、個々のファージをそのリンパ組織にホーミングする能
力について特徴付けする。最良のわずかな候補物を、繰り返される回数での選択
、増幅、およびシャッフリングによる、さらなる進化に供し得る。

【０１２３】 （（３）ＡＰＣの侵襲のためのバクテリオファージの進化） 本発明の方法はまた、標的細胞の侵襲のためのバクテリオファージおよび他の
遺伝子ワクチンビヒクルを進化させるために有用である。これは、内部移行され
たタンパク質抗原または進化したベクター中で運ばれるＤＮＡワクチンビヒクル
により発現される抗原のいずれかを用いて、クラスＩ ＭＨＣ抗原プロセシング
経路を標的化する可能性を広げる。インベーシンは、インテグリンと相互作用し
て、そしてＳａｌｍｏｎｅｌｌａのような病原性細菌の効率的な内部移行を促進
する細菌性タンパク質の大きなファミリーを含む。

【０１２４】 本発明のこの実施態様は、インベーシンをコードする種々の形態のポリヌクレ
オチドをシャッフリングすることを含む。例えば、インベーシンファミリーのタ
ンパク質をコードする２以上の遺伝子は、シャッフリングされ得る。シャッフリ
ングされたポリヌクレオチドは、例えば、Ｍ１３遺伝子ＶＩＩＩコートタンパク
質遺伝子への融合物としてクローン化され得、そしてこのようなライブラリーの
高い力価のストックを調製する。バクテリオファージのこれらのライブラリーは
、標的ＡＰＣと混合され得る。インキュベーション後、細胞を徹底的に洗浄して
、遊離のファージを除去し、そして細胞の表面に結合したファージを、ポリクロ
ーナル抗Ｍ１３抗体に対してパニングすることにより除去し得る。次いで、これ
らの細胞を超音波処理し、これにより、標的細胞に首尾よく侵入した（従って、
標的細胞はポリクローナル抗Ｍ１３抗血清からファージを保護する）ファージを
放出させる。これらのファージは、所望の場合、増幅され得、シャッフリングさ
れ得、そして選択サイクルを繰り返し適用する（例えば、３〜５回）。次いで、
最終サイクル由来の個々のファージを、それらの相対的な侵襲性に関して特徴付
け得る。次いで、最良の候補物を、目的の病原性エピトープをコードする遺伝子
ＩＩＩ融合物と組合せ得る。これらのファージをマウス内に注射し得、そしてそ
れらの病原性抗原に対するＣＴＬ応答を誘導する相対的能力について試験し得る
。

【０１２５】 上記の方法に従って、マウスにおける活性について進化されたバクテリオファ
ージワクチンビヒクルは、強力なヒトワクチンのための類似のビヒクルの進化に
ついての原理を確立する。このようなビヒクルでのより迅速でかつ強力なＣＴＬ
応答および中和抗体応答を誘導する能力は、目的の病原体に対する改善された対
策の進化のための重要な新しい手段である。

【０１２６】 （遺伝子ワクチン薬学的組成物および投与方法） 本発明の送達ビヒクル、標的化された遺伝子ワクチンベクター、およびベクタ
ー構成要素は、種々の疾患および他の状態の処置および／または予防に有用であ
る。例えば、本発明の方法に従って得られた試薬を使用する遺伝子ワクチンは、
感染性疾患（哺乳動物の、任意の細菌性、真菌性、ウイルス性、または他の病原
体により引き起こされる疾患を含む）の予防および治療の両方において有用であ
る。本発明を使用して得られる試薬はまた、自己免疫疾患（例えば、慢性関節リ
ウマチ、ＳＬＥ、糖尿病、重症筋無力症、反応性関節炎、強直性脊椎炎、および
多発性硬化症を含む）の処置に使用され得る。これらのおよび他の炎症性状態（
ＩＢＤ、乾癬、膵炎、および種々の免疫不全を含む）は、本発明の方法を使用し
て得られるベクターおよび他の構成要素を含む遺伝子ワクチンを使用して処置さ
れ得る。本発明の方法を使用して得られる遺伝子ワクチンベクターおよび他の試
薬は、アレルギーおよび喘息を処置するために使用され得る。さらに、遺伝子ワ
クチンの使用は、癌の処置および転移の予防に大きな見込みを有する。癌性細胞
に対する免疫応答を誘導することによって、体の免疫系は、癌を減少または排除
ように支援され得る。

【０１２７】 現在の好ましい実施態様において、本発明を使用して得られた試薬は、遺伝子
ワクチンと組み合わせて使用される。ベクターおよび構成要素の選択はまた、ア
レルギーまたは他の状態を処置する特定の目的のために最適化され得る。例えば
、特定の状態に対する抗原は、本明細書中に記載の組換えおよび選択方法に類似
の組換えおよび選択方法を使用して最適化され得る。このような方法、および種
々の状態について適切な抗原は、「抗原ライブラリーの免疫化」という名称の、
同時係属中の、同一人に譲渡された米国特許出願番号＿（１９９９年２月１０日
にＴＴＣ代理人整理番号１８０９７−０２８７１０ＵＳとして出願された）に記
載される。組換え抗原性ポリペプチドをコードするポリヌクレオチドは、プロモ
ーター（例えば、高活性プロモーターまたは組織特異的プロモーター）の制御下
に配置され得る。抗原性ポリペプチドを発現するために使用されるプロモーター
は、国際出願番号ＰＣＴ／ＵＳ９７／１７３００（国際公開番号ＷＯ９８／１３
４８７）に記載されるような、本明細書中に記載の組換えおよび選択方法に類似
の組換えおよび選択方法を使用して、それ自体が最適化され得る。ベクターは、
「免疫調節性分子の最適化」という名称の、同時係属中の、同一人に譲渡された
米国特許出願番号＿（１９９９年２月１０日にＴＴＣ代理人整理番号１８０９７
−０３０３００ＵＳとして出願された）に記載されるような、免疫刺激配列を含
み得る。本発明の方法を使用して得られる試薬はまた、多成分遺伝子ワクチンと
組み合わせて使用され得、それらは、所望の効果を達成するのに最も適切である
ように免疫応答を調製し得る（例えば、「遺伝子ワクチンベクター操作」という
名称の、同時係属中の、同一人に譲渡された米国特許出願番号＿（１９９９年２
月１０日にＴＴＣ代理人整理番号１８０９７−０３０１００ＵＳとして出願され
た）を参照のこと）。特定の標的細胞型（例えば、抗原提示細胞または抗原プロ
セシング細胞）に対して標的化される遺伝子ワクチンを使用することが、時折有
利であり；適切な標的方法は、「遺伝子ワクチンベクターの標的化」という名称
の、同時係属中の、同一人に譲渡された米国特許出願番号＿（１９９９年２月１
０日にＴＴＣ代理人整理番号１８０９７−０３０２００ＵＳとして出願された）
に記載される。

【０１２８】 本明細書中に記載される遺伝子ワクチンおよび送達ビヒクルは、治療的または
予防的免疫応答を誘導するために哺乳動物（ヒトを含む）に送達され得る。ワク
チン送達ビヒクルは、個々の患者に、代表的には全身投与（例えば、静脈内、腹
腔内、筋肉内、皮下、頭蓋内、肛門、膣、経口、頬側経路、またはそれらは吸入
され得る）により、投与することによりインビボで送達され得るか、またはそれ
らは局所適用により投与され得る。あるいは、ベクターは、個々の患者から外植
された細胞（例えば、リンパ球、骨髄吸引液、組織生検）または万能給血者造血
幹細胞のような細胞に、エキソビボで送達され得、続いて、通常、ベクターを組
込んだ細胞についての選択後に、患者内に細胞を再移植し得る。

【０１２９】 多くの送達方法は、当業者に周知である。このような方法は、例えば、リポソ
ームに基づく遺伝子送達（ＤｅｂｓおよびＺｈｕ（１９９３）ＷＯ９３／２４６
４０；ＭａｎｎｉｎｏおよびＧｏｕｌｄ−Ｆｏｇｅｒｉｔｅ（１９８８）Ｂｉｏ
Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ ６（７）：６８２−６９１；Ｒｏｓｅ 米国特許第５，
２７９，８３３号；Ｂｒｉｇｈａｍ（１９９１）ＷＯ９１／０６３０９；ならび
にＦｅｌｇｎｅｒら（１９８７）Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳ
Ａ ８４：７４１３−７４１４）、ならびにウイルスベクターの使用（例えば、
アデノウイルスベクター（例えば、Ｂｅｒｎｓら（１９９５）Ａｎｎ．ＮＹ Ａ
ｃａｄ．Ｓｃｉ．７７２：９５−１０４；Ａｌｉら（１９９４）Ｇｅｎｅ Ｔｈ
ｅｒ．１：３６７−３８４；およびＨａｄｄａｄａら（１９９５）Ｃｕｒｒ．Ｔ
ｏｐ．Ｍｉｃｒｏｂｉｏｌ．Ｉｍｍｕｎｏｌ．１９９（Ｐｔ３）：２９７−３０
６（総論）を参照のこと）、パピローマウイルスベクター、レトロウイルスベク
ター（例えば、Ｂｕｃｈｓｃｈｅｒら（１９９２）Ｊ．Ｖｉｒｏｌ．６６（５）
２７３１−２７３９；Ｊｏｈａｎｎら（１９９２）Ｊ．Ｖｉｒｏｌ．６６（５）
：１６３５−１６４０（１９９２）；Ｓｏｍｍｅｒｆｅｌｔら（１９９０）Ｖｉ
ｒｏｌ．１７６：５８−５９；Ｗｉｌｓｏｎら（１９８９）Ｊ．Ｖｉｒｏｌ．６
３：２３７４−２３７８；Ｍｉｌｌｅｒら、Ｊ．Ｖｉｒｏｌ．６５：２２２０−
２２２４（１９９１）；Ｗｏｎｇ−Ｓｔａａｌら、ＰＣＴ／ＵＳ９４／０５７０
０，ならびにＲｏｓｅｎｂｕｒｇおよびＦａｕｃｉ（１９９３）Ｆｕｎｄａｍｅ
ｎｔａｌ Ｉｍｍｕｎｏｌｏｇｙ、第３版Ｐａｕｌ（編）Ｒａｖｅｎ Ｐｒｅｓ
ｓ，Ｌｔｄ．，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋおよびその中の参考文献、ならびにＹｕら、Ｇ
ｅｎｅ Ｔｈｅｒａｐｙ（１９９４）前出を参照のこと）、およびアデノ随伴ウ
イルスベクター（Ｗｅｓｔら（１９８７）Ｖｉｒｏｌｏｇｙ １６０：３８−４
７；Ｃａｒｔｅｒら（１９８９）米国特許第４，７９７，３６８号；Ｃａｒｔｅ
ｒら、ＷＯ９３／２４６４１（１９９３）；Ｋｏｔｉｎ（１９９４）Ｈｕｍａｎ Ｇｅｎｅ Ｔｈｅｒａｐｙ ５：７９３−８０１；Ｍｕｚｙｃｚｋａ（１９９
４）Ｊ．Ｃｌｉｎ．Ｉｎｖｓｔ．９４：１３５１、ならびにＡＡＶベクターの概
要についてのＳａｍｕｌｓｋｉ（前出）を参照のこと；また、Ｌｅｂｋｏｗｓｋ
ｉ、米国特許第５，１７３，４１４号；Ｔｒａｔｓｃｈｉｎら（１９８５）Ｍｏ
ｌ．Ｃｅｌｌ．Ｂｉｏｌ．５（１１）：３２５１−３２６０；Ｔｒａｔｓｃｈｉ
ｎら（１９８４）Ｍｏｌ．Ｃｅｌｌ．Ｂｉｏｌ．，４：２０７２−２０８１；Ｈ
ｅｒｍｏｎａｔおよびＭｕｚｙｃｚｋａ（１９８４）Ｐｒｏｃ．Ｎａｔｌ．Ａｃ
ａｄ．Ｓｃｉ．ＵＳＡ，８１：６４６６−６４７０；ＭｃＬａｕｇｈｌｉｎら（
１９８８）、ならびにＳａｍｕｌｓｋｉら（１９８９）Ｊ．Ｖｉｒｏｌ．，６３
：０３８２２−３８２８もまた参照のこと）などを含む。

【０１３０】 遺伝子ワクチンを含む「裸の」ＤＮＡおよび／またはＲＮＡは、組織（例えば
、筋肉）内に直接的に導入され得る。米国特許第５，５８０，８５９号を参照の
こと。「微粒子銃」または粒子媒介形質転換（例えば、Ｓａｎｆｏｒｄら、米国
特許第４，９４５，０５０号；米国特許第５，０３６，００６号を参照のこと）
のような他の方法はまた、本発明に従う、哺乳動物の細胞内への遺伝子ワクチン
の導入に適切である。これらの方法は、哺乳動物内へのインビボでのＤＮＡの導
入のためのみならず、哺乳動物内への再導入のための細胞のエキソビボでの改変
にも有用である。遺伝子ワクチンの他の送達方法に関して、必要な場合、ワクチ
ン投与は、免疫調節の所望のレベルを維持するために繰り返される。

【０１３１】 遺伝子ワクチンベクター（例えば、アデノウイルス、リポソーム、パピローマ
ウイルス、レトロウイルスなど）は、インビボでの細胞の形質導入のために哺乳
動物に直接的に投与され得る。本発明の方法を使用して得られる遺伝子ワクチン
は、予防的および／または治療的処置のために、任意の適切な様式での投与（非
経口投与（例えば、皮下、筋肉内、皮内、または静脈内）、局所投与、経口投与
、直腸投与、髄腔内投与、頬側投与（例えば、舌下）、または局部投与（例えば
、エアロゾルによる、または経皮的な）を含む）のために薬学的組成物として処
方され得る。皮膚の前処置（例えば、除毛剤の使用による）は、経皮送達に有用
であり得る。このようなパッケージングされた核酸の適切な投与方法は、当業者
に利用可能であり、かつ周知であり、そして１を超える経路が特定の組成物の投
与に使用され得るが、特定の経路は、しばしば、別の経路より即時的かつ効果的
な反応を提供し得る。

【０１３２】 薬学的に受容可能なキャリアは、投与される特定の組成物により、ならびに組
成物を投与するために使用される特定の方法により、幾分決定される。従って、
本発明の薬学低組成物の広範な種々の適切な処方物が存在する。種々の水性キャ
リア（例えば、緩衝化生理食塩水など）が、使用され得る。これらの溶液は滅菌
され、そして一般に望ましくない物質を含まない。これらの組成物は、従来の、
周知の滅菌技術により滅菌され得る。組成物は、生理学的条件を近似するために
必要とされる薬学的に受容可能な補助物質（例えば、ｐＨ調整および緩衝剤、毒
性調整剤など（例えば、酢酸ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化
カルシウム、乳酸ナトリウムなど））を含み得る。これらの処方物中の遺伝子ワ
クチンベクターの濃度は、広く変化し得、そして選択される特定の投与形態およ
び患者の必要性に従って、液体容量、粘度、体重などに主に基づき選択される。

【０１３３】 経口投与に適切な処方物は、（ａ）液体溶液（例えば、水、生理食塩水、また
はＰＥＧ４００のような希釈剤中に懸濁される有効量のパッケージングされた核
酸）；（ｂ）カプセル剤、サシェ剤（ｓａｃｈｅｔ）または錠剤（それぞれ、液
体、固体、顆粒、またはゼラチンとして、予め決定された量の活性成分を含む）
；（ｃ）適切な液体における懸濁液；および（ｄ）適切な乳剤からなり得る。錠
剤形態は、１以上の以下に示すものを含み得る；ラクトース、スクロース、マン
ニトール、ソルビトール、リン酸カルシウム、コーンスターチ、ポテトスターチ
、トラガカント、微結晶性セルロース、アカシア、ゼラチン、コロイド状二酸化
ケイ素、クロスカルメロース（ｃｒｏｓｃａｒｍｅｌｌｏｓｅ）ナトリウム、タ
ルク、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸、および他の賦形剤、着色剤、
充填剤、結合剤、希釈剤、緩衝化剤、潤滑剤、保存剤、矯味矯臭剤、色素、崩壊
剤、および薬学的に適合性のキャリア。ロゼンジ形態は、香料（通常、スクロー
スおよびアカシア、またはトラガカント）中に活性成分を含み得、ならびに錠剤
（ｐａｓｔｉｌｌ）は、不活性基剤（例えば、ゼラチンおよびグリセリン）中に
活性成分を含み、またはスクロースおよびアカシア乳剤、ゲルなどが、活性成分
に加え、当業者に公知のキャリアを含む。遺伝子ワクチンは、経口投与される場
合、消化から防御されるべきであることが認識される。これは、代表的には、ワ
クチンベクターを、酸加水分解および酵素的加水分解に対してワクチンベクター
を耐性にする組成物と複合体化することによるか、またはリポソームのような適
切な耐性キャリア中にベクターをパッケージングすることにより達成される。ベ
クターを消化から防御する方法は、当該分野で周知である。薬学的組成物は、例
えば、リポソーム中に、または活性成分の徐放を提供する処方物中にカプセル化
され得る。

【０１３４】 パッケージングされた核酸は、単独で、または他の適切な構成要素と組み合わ
せて、吸入を介して投与されるためのエアロゾル処方物（例えば、それは「噴霧
」され得る）に作製され得る。エアロゾル処方物は、加圧された受容可能なプロ
ペラント（たとえば、ジクロロジフルオロメタン、プロパン、窒素など）内に配
置され得る。

【０１３５】 直腸投与に適切な処方物としては、例えば、坐剤が挙げられ、坐剤は坐剤基剤
を有するパッケージングされた核酸からなる。適切な坐剤基剤としては、天然ま
たは合成のトリグリセリドまたはパラフィン炭化水素が挙げられる。さらに、例
えば、液体トリグリセリド、ポリエチレングリコール、およびパラフィン炭化水
素を含む基剤と、パッケージングされた核酸との組み合わせからなるゼラチン直
腸カプセル剤を使用することもまた可能である。

【０１３６】 非経口投与（例えば、関節内（関節において）、静脈内、筋肉内、皮内、腹腔
内、および皮下経路）に適切な処方物としては、水性および非水性の、等張性滅
菌注射溶液（これらは、抗酸化剤、緩衝剤、静菌剤、および処方物を意図される
レシピエントの血液と等張性にする溶質を含み得る）、ならびに水性および非水
性の滅菌懸濁液（これらは、懸濁剤、可溶化剤、濃縮剤、安定剤、および保存剤
を含み得る）が挙げられる。本発明の実施において、組成物は、例えば、静脈内
注入によるか、経口、局所的、腹腔内、膀胱内、または髄腔内投与され得る。非
経口投与および静脈内投与が、好ましい投与方法である。パッケージングされた
核酸の処方物は、単位用量または複数用量の密封容器（例えば、アンプルおよび
バイアル）中に存在し得る。

【０１３７】 注射溶液および懸濁液は、先に記載された類の滅菌粉末、顆粒、および錠剤か
ら調製され得る。パッケージングされた核酸で形質導入された細胞はまた、静脈
内投与または非経口投与され得る。

【０１３８】 患者に投与される用量は、本発明の状況では、時間がたてば患者内で有益な治
療応答をもたらすのに十分であるべきである。用量は、使用される特定のベクタ
ーの効力および患者の状態、ならびに処置される患者の体重または血管表面領域
により決定される。用量の大きさはまた、特定の患者における特定のベクターの
投与、または導入された細胞型に伴う任意の有害な副作用の経験、性質および程
度により決定される。

【０１３９】 感染または他の状態の処置または予防において投与される有効量のベクターの
決定において、医師は、もしあれば、ベクターの毒性、疾患の進行、および、抗
ベクター抗体の産生を評価する。一般に、ベクターからの裸の核酸に等価な用量
は、代表的な７０キログラムの患者に対して約１μｇ〜１ｍｇであり、そして核
酸を送達するために用いられるベクターの用量は、等価量の治療核酸を生じるよ
う計算される。投与は、単一用量または分割用量を経て達成され得る。

【０１４０】 治療適用において、組成物は、疾患（例えば、感染性疾患または自己免疫障害
）に罹患する患者に、その疾患およびその合併症を治癒するまたは少なくとも部
分的に阻止するのに十分な量で投与される。これを達成するのに適切な量は、「
治療的有効用量」として定義される。この使用についての有効量は、疾患の重篤
度および患者の一般的な健康状態に依存する。組成物の単回または複数回投与は
、患者に必要とされ、そして耐性が示されるような、投薬量および頻度に依存し
て投与され得る。任意の事象において、組成物は、患者を効果的に処置するため
の十分量の本発明のタンパク質を提供するべきである。

【０１４１】 予防的適用において、組成物は、感染性疾患または他の状態の確立に対する防
御を補助し得る免疫応答を誘導するために、ヒトまたは他の哺乳動物に投与され
る。

【０１４２】 本発明により提供される遺伝子ワクチンベクターの毒性および治療効力は、細
胞培養または実験動物において標準の薬学的手順を使用して決定される。本明細
書中に提示される手順および当業者に公知の他の手順を使用して、ＬＤ₅₀（集団
の５０％の致死用量）およびＥＤ₅₀（集団の５０％における治療的に有効な用量
）を決定し得る。

【０１４３】 静脈内投与のための代表的な薬学的組成物は、約０．１〜１０ｍｇ／患者／日
である。０．１〜約１００ｍｇ／患者／日までの投薬量は、特に薬物が隔離され
た部位に投与され、そして血流（例えば、体腔内または器官の管腔内）に投与さ
れない場合に、使用され得る。実質的により高い投薬量は局所投与において可能
である。非経口投与可能な組成物の調製のための実際の方法は、当業者に公知で
あるか、または明らかであり、そしてＲｅｍｉｎｇｔｏｎ’ｓ Ｐｈａｒｍａｃ
ｅｕｔｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ、第１５版、Ｍａｃｋ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｅａｓｔｏｎ，Ｐｅｎｎｓｙｌｖａｎｉａ（１９８０）のよ
うな刊行物において詳細に記載される。

【０１４４】 本発明の多価の抗原性ポリペプチド、およびそのポリペプチドを発現する遺伝
子ワクチンは、哺乳動物に遺伝子ワクチンを投与するためのパック、投薬デバイ
ス、およびキットに包装され得る。例えば、１以上の単位投薬量形態を含むパッ
クまたは投薬デバイスが、提供される。代表的に、化合物の投与の説明書は、そ
の化合物が表示された状態の処置に適切であるという、ラベル上の適切な表示と
共に、その包装に提供される。例えば、ラベルは、この包装内の活性化合物が、
特定の感染性疾患、自己免疫障害、腫瘍を処置するために、あるいは哺乳動物免
疫応答に媒介される、またはその応答に潜在的に感受性である他の疾患または状
態を予防または処置するために有用であることを提示し得る。

【０１４５】 （実施例） 以下の実施例は、例示のために提供され、本発明を限定するために提供される
わけではない。

【０１４６】 （実施例１） （ＤＮＡシャッフリングによる細菌性エンテロトキシンの特性の改善） 本実施例は、細胞表面レセプターへの結合の改善のため、ならびに腸上皮細胞
への侵入およびその細胞を通る輸送の改善のために、Ｖｉｂｒｉｏ ｃｈｏｌｅ
ｒａｅおよびＥ．ｃｏｌｉのエンテロトキシン産生性株由来のエンテロトキシン
の構成要素に結合するレセプターを進化させるためのＤＮＡシャッフリング方法
の使用を記載する。目的の抗原は、進化したエンテロトキシンサブユニットのス
クリーニングを容易にするために、そしてまたタンパク質の経口送達を容易にす
るために、これらのトキシンサブユニットに融合され得る。このような抗原の例
としては、成長ホルモン、インスリン、ミエリン塩基性タンパク質、コラーゲン
、およびウイルスエンベロープタンパク質が挙げられる。

【０１４７】 細菌性エンテロトキシンを、遺伝子シャッフリングにより細胞に対する親和性
および細胞への侵入の改善のために進化させる。Ｅ．ｃｏｌｉ由来エンテロトキ
シンサブユニットとコレラトキシンＣＴ−Ｂとの類似性は、７８％であり、そし
て８ヌクレオチドを超えるいくつかの完全に保存された領域が存在する。２つの
Ｅ．ｃｏｌｉ株由来のＣＴ−ＢおよびエンテロトキシンＢサブユニットをコード
するＤＮＡのアライメントを、図３に示し、ファミリーＤＮＡシャッフリングの
可能性を例示する。

【０１４８】 １つの実施態様において、シャッフリングされたトキシンサブユニットのライ
ブラリーを、Ｖ．ｃｈｏｌｅｒａｅにおいて発現させる。安全性の理由から、毒
性ＣＴ−Ａが欠損される株を使用する。目的の抗原を、レセプター結合サブユニ
ットに融合する。Ｖ．ｃｈｏｌｅｒａｅによるキメラタンパク質の分泌は、その
トキシンに融合された抗原に特異的なモノクローナル抗体の存在下の寒天中でそ
の細菌を培養し、そしてコロニー周辺の寒天中の免疫沈降として分泌のレベルを
検出することによりスクリーニングされ得る。

【０１４９】 さらに、Ｇ_M1ガングリオシドレセプターをその寒天に添加して、機能性エンテ
ロトキシンサブユニットを分泌するコロニーをまた検出し得る。次いで、有意な
レベルの融合タンパク質を産生するコロニーを９６ウェルプレート中で培養し、
そしてその培養培地を、溶液中で細胞またはレセプターに結合し得る分子の存在
について試験する。細胞表面上の、または溶液中のＧ_M1ガングリオシドレセプタ
ーへのキメラ融合タンパク質の結合を、そのトキシンに融合された抗原に特異的
なモノクローナル抗体により検出し得る。細胞全体を使用するアッセイは、Ｇ_M1 ガングリオシドレセプター以外のレセプターへの結合の改善のためにもまた進化
させ得るという利点を有する。漸増濃度の野生型エンテロトキシンをこれらのア
ッセイに添加する場合、改善された親和性を有するレセプターに結合する変異体
を検出し得る。

【０１５０】 改善された親和性を有するエンテロトキシンをまた、ファージディスプレイ方
法を使用してスクリーニングし得る。シャッフリングされた変異体のライブラリ
ーは、ファージ（例えば、Ｍ１３）上で発現され得、そして改善された親和性を
有する変異体を、溶液中または細胞表面上のＧ_M1ガングリオシドレセプターへの
結合に基いて選択する。このアプローチの利点は、その変異体を、以下に記載の
ように、インビボアッセイにおいて容易に、さらに選択し得ることである。

【０１５１】 ワクチンおよびタンパク質の改善された経口送達についてのスクリーニングを
、インビトロおよびインビボの両方で行い得る。インビトロ方法は、組織培養物
中で培養されるＣａｃｏ−２細胞（ヒト結腸腺癌）に基づく。半透性フィルター
上で増殖させた場合、これらの細胞は、構造的にかつ機能的に両方でヒト小腸上
皮に類似する細胞へと、自発的に分化する（Ｈｉｌｇｅｒｓら（１９９０）Ｐｈ
ａｒｍ．Ｒｅｓ．７：９０２−９１０）。目的の抗原と融合された、シャッフリ
ングされたトキシン組換え体は、この細胞層の頂部に配置され、そしてこの細胞
層を通る抗原輸送のレベルを測定することにより、有益な変異体を検出し得る。
細菌およびファージで発現される両方の変異体は、この方法を使用してスクリー
ニングされ得る。

【０１５２】 あるいは、またはさらに、この変異体をインビボでスクリーニングする。ファ
ージ上で発現される場合、シャッフリングされたエンテロトキシン組換え体のラ
イブラリーを、経口送達後の腸上皮および血流内への改善された侵入についてス
クリーニングし得る。このスクリーニング系はまた、最も強力なアジュバント活
性を有する変異体の選択を可能にする。このファージを使用する利点は、ファー
ジの大きなプールが与えられ得、そして成功した変異体を回収し得、そしてこの
変異体をシャッフリングおよび選択のその後の回において使用し得ることである
。

【０１５３】 （実施例２） （ヒト樹状細胞の産生およびトランスフェクション；これらの細胞に最適化さ
れるベクターの進化） 樹状細胞は、今までのところ公知の最も強力な抗原提示細胞である。本実施例
は、改善された特性（トランスフェクション効率、抗原の発現、安定性、抗原を
提示する能力を含む）を有する遺伝子ワクチンベクターについてスクリーニング
するための、樹状細胞の使用の実施可能性を例示する。図４Ａは、新鮮に単離さ
れた単球の表現型、ならびにＩＬ−４（４００Ｕ／ｍｌ）およびＧＭ−ＣＳＦ（
１００ｎｇ／ｍｌ）の存在下での７日間の培養期間後の表現型を示す。培養細胞
は、ＣＤ１４に対して陰性であったが、これらは、ＣＤ１ａ、ＨＬＡ−ＤＲ、Ｃ
Ｄ４０、ＣＤ８０およびＣＤ８６を発現し、これは、樹状細胞の特徴的な表現型
である（Ｃｈａｐｕｉｓら（１９９７）Ｅｕｒ．Ｊ．Ｉｍｍｕｎｏｌ．２７：４
３１−４４１）。次いで、培養樹状細胞を、ＣＭＶプロモーターにより駆動され
るＧＦＰをコードするベクターでトランスフェクトした。図４Ｂに示されるよう
に、これらの細胞のトランスフェクション効率は、非常に低い。しかし、少ない
百分率（約１％）の細胞は、その図に示される条件下でのトランスフェクション
２日後で低レベルのＧＦＰを発現した。これらのデータは、ヒト樹状細胞のトラ
ンスフェクション効率における改善の必要性を例証する。樹状細胞におけるトラ
ンスフェクション効率および導入遺伝子発現を調節する機構も、それらがどのよ
うに改善され得るかについてもほとんど知られていない。従って、ＤＮＡシャッ
フリングは、理想的なアプローチである。なぜなら、これは、そのプロセスを制
限する機構の演繹的仮説に依存しないからである。

【０１５４】 本実施例に記載される培養樹状細胞は、他で記載されるベクターライブラリー
をスクリーニングする能力を提供する。

【０１５５】 （実施例３） （標的細胞に侵入する増強された能力を有するバクテリオファージ由来送達ビ
ヒクルの選択） 本実施例は、例えば、レセプター媒介エンドサイトーシスにより樹状細胞に侵
入し得るポリペプチドについての選択のための、ファージディスプレイの使用の
ためのプロトコルを記載する。

【０１５６】 樹状細胞レセプターに対する核酸結合ドメインおよびリガンドの組換えにより
得られた組換えポリヌクレオチドのライブラリーは、ファージディスプレイ形式
において発現される。このファージディスプレイライブラリーを、一定期間樹状
細胞と共にインキュベートし、その後この細胞を洗浄し（代表的に複数回の洗浄
を、高塩緩衝液を使用して実施する）細胞外に残存するファージを除去する。次
いで、この細胞をペレット化し、そして内部移行されたファージを遊離するため
に超音波処理する。次いで、遊離されたファージを、Ｅ．ｃｏｌｉにおいて増殖
し、そして最適化された組換え結合部分をコードするポリヌクレオチドを得る。
所望の場合、この最適化されたポリヌクレオチドを、さらなる最適化を得るため
に、さらなる組換えに供する。

【０１５７】 このスキームの変更版では、組換えリガンド、および選択マーカーまたはスク
リーニングマーカー（例えば、ＣＭＶプロモーターに作動可能に連結されたグリ
ーン蛍光タンパク質をコードする遺伝子）の両方をコードするファージミドを使
用し得る。次いで、ファージを取り込んだ細胞を、選択条件下にその培養物を置
くことにより、または蛍光活性化細胞選別のような方法により同定し得る。

【０１５８】 （実施例４） （遺伝子ワクチンベクターをスクリーニングするための動物モデル） 本実施例は、インビボでのヒト皮膚における遺伝子ワクチンベクターを、スク
リーニングしそして試験するために有用であるマウスモデル系を提供する。ヒト
皮膚の小片を、ＳＣＩＤマウスの背部上に異種移植する。ヒト皮膚の小片を、環
状切除を受けた乳児から、例えば、美容の理由に起因する皮膚除去手術から、ま
たは、例えば、事故に起因する切断を受けた患者から獲得し得る。次いで、これ
らの小片を、他者（Ｄｅｎｇら（１９９７）Ｎａｔｕｒｅ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏ
ｌｏｇｙ １５：１３８８−１３９１；Ｋｈａｖａｒｉら（１９９７）Ａｄｖ．
Ｃｌｉｎ．Ｒｅｓ．１５：２７−３５；ＣｈｏａｔｅおよびＫｈａｖａｒｉ（１
９９７）Ｈｕｍａｎ Ｇｅｎｅ Ｔｈｅｒａｐｙ ８：８９５−９０１）によっ
て記載されるようにＣ．Ｂ−１７ｓｃｉｄ／ｓｃｉｄ（ＳＣＩＤ）マウスの背部
上に移植する。

【０１５９】 ベクターライブラリーを、例えば、皮膚に対する局所適用後に選択する。しか
し、免疫の最適な経路に依存して、類似の方法で、進化したベクターをまた、筋
肉内、静脈内、経皮、経口、肛門または膣内送達後に選択し得る。皮膚上に送達
されたＤＮＡは、パッチ形態、クリーム形態、裸のＤＮＡの形態またはＤＮＡと
トランスフェクション増強剤（例えば、プロテアーゼ、リパーゼ、または脂質／
リポソーム）との混合物であり得、そしてそれは、機械的剥離後、除毛後、また
は単に皮膚上にＤＮＡまたはＤＮＡ脂質／リポソーム混合物の液滴を添加するこ
とにより適用され得る。類似の送達方法は、小型動物（例えば、マウスまたはラ
ット）、大型動物（例えば、ネコ、イヌ、ウシ、ウマ、またはサル）、ならびに
ヒトに適用される。

【０１６０】 送達を増強する適切なプロテアーゼおよびリパーゼとしては、以下に示すもの
の単独物または混合物が挙げられるが、これらに限定されない：α−アミラーゼ
を有する、または有さないプロテアーゼ（例えば、アルカラーゼ（Ａｌｃａｌａ
ｓｅ）またはサビナーゼ（Ｓａｖｉｎａｓｅ））、リパーゼ（例えば、リポラー
ゼ（Ｌｉｐｏｌａｓｅ））（Ｓａｒｌｏら（１９９７）Ｊ．Ａｌｌｅｒｇｙ Ｃ
ｌｉｎ．Ｉｍｍｕｎｏｌ．１００：４８０−７）。

【０１６１】 最適なベクターの回収は、例えば、ＰＣＲにより、またはベクター全体の回収
によりトランスフェクトされた細胞から行われ得る。細胞に侵入するそれらの能
力に単に基づいて、ベクターを選択し得るか、または正常マウス、サル、または
ヒト皮膚を移植されたＳＣＩＤマウスにおけるベクターによりコードされる抗原
を発現する細胞のみを選択することによりベクターを選択し得るかのいずれかで
ある。例えば、マーカー遺伝子としてＧＦＰを使用し得、送達後に、トランスフ
ェクトされている細胞を蛍光顕微鏡法またはフローサイトメトリーにより検出し
得る。ポジティブな細胞を、例えば、フローサイトメトリーに基づく選別により
単離し得る。この形式によって、インビボでヒト細胞において抗原を最適に発現
し、そしてインビボでヒト細胞をトランスフェクトするベクターの選択が可能に
なる。

【０１６２】 さらに、皮膚への送達後に、効果的な免疫応答を誘導し得るベクターを選択す
ることにより、マウスにおいてスクリーニングし得る。最も高い特異的抗体また
はＣＴＬ応答を誘導するベクターを選択し得るか、また対応する病原体によるチ
ャレンジ後の防御的な免疫応答の誘導に基づいて選択し得る。

【０１６３】 本明細書中に記載される実施例および実施態様は、例示目的のためのみであり
、そしてその権利内での種々の改変または変更は、当業者に対して示唆され、そ
して本願および添付の特許請求の範囲の、範囲の精神および範囲内に含まれるべ
きことが理解される。本明細書中に引用される全ての刊行物、特許、および特許
出願は、全ての目的のために参考として本明細書に援用される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、標的細胞内への遺伝子ワクチン、特に裸のＤＮＡの侵入を容易にする
核酸結合タンパク質を入手し、そして使用するためのストラテジーを例示する。
融合タンパク質がファージ粒子の表面上に提示されるように、ＤＮＡシャッフリ
ングにより得られるライブラリーのメンバーを、Ｍ１３タンパク質ＶＩＩＩのコ
ード領域に連結する。所望の標的組織に効率的に侵入するファージが同定され、
次いでこの融合タンパク質を用いて遺伝子ワクチン核酸がコーティングされる。

【図２】 図２は、種々の組織の所望の標的化に関してＭ１３ライブラリーをスクリーニ
ングするためのストラテジーを例示する。例示した特定の例は、改善された経口
送達に関してスクリーニングすることに関するが、同じ原理が、他の手段（静脈
内、筋肉内、皮内、肛門内、膣内、または局所を含む）によって与えられるライ
ブラリーに適用される。試験動物への送達後、Ｍ１３ファージは、目的の組織か
ら回収される。この手順を繰り返して、さらなる最適化を獲得し得る。

【図３】 図３は、２株のＥｓｃｈｅｒｉｃｈｉａ ｃｏｌｉ由来の細菌エンテロトキシ
ンおよびコレラトキシンＢをコードするヌクレオチド配列のアラインメントであ
る。Ｅ．ｃｏｌｉエンテロトキシンＢ（配列番号１）、Ｅ．ｃｏｌｉエンテロト
キシンＢ（ブタ）（配列番号２）、およびコレラトキシンサブユニットＢ（配列
番号３）についてのヌクレオチド配列を示す。

【図４Ａ】 図４Ａは、ヒト樹状細胞の生成およびトランスフェクションのためのプロトコ
ルを示す。図４Ａは、新たに単離した単球（左）、ならびにＩＬ−４およびＧＭ
−ＣＳＦの存在下で血液単球を７日間培養することにより得た、培養した樹状細
胞を示す。

【図４Ｂ】 図４Ｂは、ヒト樹状細胞の生成およびトランスフェクションのためのプロトコ
ルを示す。図４Ｂは、ＧＦＰをコードするプラスミドによりトランスフェクショ
ンした後の、培養した樹状細胞のフローサイトメトリーでの分析を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ１２Ｎ 5/10 Ｃ１２Ｎ 15/00 ＺＮＡＡ Ｃ１２Ｑ 1/68 5/00 Ｂ (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，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (71)出願人 3410 Ｃｅｎｔｒａｌ Ｅｘｐｒｅｓｓｗ ａｙ， Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ， Ｃａ ｌｉｆｏｒｎｉａ 95051 Ｕ．Ｓ．Ａ． (72)発明者 ステマー， ウィレム ピー． シー． アメリカ合衆国 カリフォルニア 95030， ロス ガトス， キャシー コート 108 (72)発明者 ハワード， ラッセル アメリカ合衆国 カリフォルニア 94022， ロス アルトス ヒルズ， ビスケイノ ロード 12700 (72)発明者 パッテン， フィリップ エイ． アメリカ合衆国 カリフォルニア 94028， メンロ パーク， ラ クエスタ ドラ イブ 261 Ｆターム(参考） 4B024 AA01 AA20 CA07 DA03 GA11 HA17 4B063 QA01 QA13 QA18 QQ02 QQ42 QQ53 QR55 QR62 QS25 QS34 4B065 AA93X AA93Y AB01 AC14 BA02 CA24 CA45 4C084 AA13 NA14 ZA022 ZA592 ZA892 ZA962 ZB022 ZB112 ZB152 ZB211 ZB262 ZB322 ZB332 ZB352 ZC352

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 標的細胞への遺伝子ワクチンの取り込みまたは特異性を増加
   させるために有用な細胞特異的結合分子を得るための方法であって、該方法は、
   以下の工程： 核酸結合ドメインを含むポリペプチドをコードする核酸と、細胞特異的結合ド
   メインを含むポリペプチドをコードする核酸とを組換えることにより、組換えポ
   リヌクレオチドのライブラリーを作製する工程；および 該ライブラリーをスクリーニングして、核酸に、および細胞特異的レセプター
   に結合し得る結合分子をコードする組換えポリヌクレオチド分子を同定する工程
   、 を包含する、方法。
2. 【請求項２】 標的細胞への遺伝子ワクチンの取り込みまたは特異性を増加
   させるために有用な細胞特異的結合部分を得るための方法であって、該方法は、
   以下の工程： （１）核酸結合ドメインをコードするポリヌクレオチドを含む、少なくとも第
   １の形態および第２の形態の核酸と、目的の細胞表面上のタンパク質に特異的に
   結合する細胞特異的リガンドを含む、少なくとも第１の形態および第２の形態の
   核酸を組換えて、組換え結合部分をコードする核酸のライブラリーを生成する工
   程であって、ここで、該第１の形態と第２の形態とが、２以上のヌクレオチドに
   おいて互いに異なる、工程； （２）ベクターのライブラリーを宿主細胞の集団にトランスフェクトする工程
   であって、該ベクターのライブラリーの各々が、ａ）該核酸結合ドメインに特異
   的な結合部位、および２）該組換え結合部分をコードする核酸のライブラリーの
   メンバー、を含み、ここで、該組換え結合部分が、発現され、そして該結合部位
   に結合して、ベクター−結合部分複合体を形成する、工程； （３）該宿主細胞を、該ベクター−結合部分複合体の結合を破壊しない条件下
   で溶解する工程； （４）該ベクター−結合部分複合体を、目的の標的細胞と接触させる工程； （５）ベクターを含む標的細胞を同定し、そして最適化された組換え細胞特異
   的結合部分核酸をこれらの標的細胞から単離する工程、 を包含する、方法。
3. 【請求項３】 前記方法が、さらに以下の工程： （６）少なくとも１つの最適化された組換え結合部分をコードする核酸を、前
   記第１の形態および第２の形態と同じであるかまたは異なる、核酸結合ドメイン
   をコードするさらなる形態のポリヌクレオチドおよび／または細胞特異的リガン
   ドをコードするさらなる形態のポリヌクレオチドと組換えて、組換え結合部分を
   コードする核酸のさらなるライブラリーを生成する工程； （７）ベクターのライブラリーを宿主細胞の集団にトランスフェクトする工程
   であって、該ベクターのライブラリーが、ａ）該核酸結合ドメインに特異的な結
   合部位、および２）該組換え結合部分をコードする核酸、を含み、ここで、該組
   換え結合部分が、発現され、そして該結合部位に結合して、ベクター−結合部分
   複合体を形成する、工程； （８）該宿主細胞を、該ベクター−結合部分複合体の結合を破壊しない条件下
   で溶解する工程； （９）該ベクター−結合部分複合体を、目的の標的細胞と接触させ、そして該
   ベクターを含む標的細胞を同定する工程；および （１０）該最適化された組換え結合部分核酸を、該ベクターを含む該標的細胞
   から単離する工程；ならびに （１１）必要に応じて、（６）から（１０）を繰り返して、標的細胞への遺伝
   子ワクチンベクターの取り込みまたは特異性を増加させるために有用な、さらに
   最適化された細胞特異的結合部位を得る工程、 を包含する、請求項２に記載の方法。
4. 【請求項４】 前記方法が、前記標的細胞をトランスフェクトする際に最も
   高い効率となる、細胞特異的結合部分を同定する工程をさらに包含する、請求項
   ２に記載の方法。
5. 【請求項５】 前記核酸結合ドメインが、転写調節因子、ＤＮＡ複製または
   組換えに関与するポリペプチド、リプレッサー、ヒストン、プロタミン、Ｅ．ｃ
   ｏｌｉ ＣＡＰタンパク質、ｍｙｃ、ロイシンジッパーを有するタンパク質、Ｄ
   ＮＡ結合基本ドメインを有するタンパク質、ＰＯＵドメインを有するタンパク質
   、ジンクフィンガーを有するタンパク質、およびＣｙｓ₃Ｈｉｓボックスを有す るタンパク質からなる群より選択されるタンパク質に由来するＤＮＡ結合ドメイ
   ンである、請求項２に記載の方法。
6. 【請求項６】 前記核酸結合ドメインが、ＨＩＶ ｔａｔおよびＨＩＶ ｒ
   ｅｖからなる群より選択されるタンパク質に由来するＲＮＡ結合ドメインである
   、請求項２に記載の方法。
7. 【請求項７】 前記目的の標的細胞が、筋細胞、単球、樹状細胞、Ｂ細胞、
   ランゲルハンス細胞、ケラチノサイト、およびＭ細胞からなる群より選択される
   、請求項２に記載の方法。
8. 【請求項８】 前記目的の細胞が、専門化抗原提示細胞である、請求項７に
   記載の方法。
9. 【請求項９】 前記抗原提示細胞が、樹状細胞、単球／マクロファージ、Ｂ
   細胞、またはランゲルハンス細胞である、請求項８に記載の方法。
10. 【請求項１０】 前記細胞特異的リガンドが、ＣＤ２、ＣＤ２８、ＣＴＬＡ
    −４、ＣＤ４０リガンド、フィブリノーゲン、ＩＣＡＭ−１、免疫グロブリンＧ
    のＦｃ部分、および細菌エンテロトキシンからなる群から選択されるポリペプチ
    ド、またはそれらのサブユニットを含む、請求項８に記載の方法。
11. 【請求項１１】 前記目的の標的細胞がヒト細胞である、請求項２に記載の
    方法。
12. 【請求項１２】 前記ベクターを含む前記標的細胞が、該ベクター中に含ま
    れる選択マーカーの発現について選択することにより同定される、請求項２に記
    載の方法。
13. 【請求項１３】 前記最適化された組換え結合部分をコードする核酸が、遺
    伝子ワクチンベクターを含む、請求項２に記載の方法。
14. 【請求項１４】 宿主細胞において、請求項２に記載の方法により得られた
    、最適化された組換え結合部分をコードする核酸を発現することにより生成され
    る、細胞特異的組換え結合部分。
15. 【請求項１５】 請求項１４に記載の細胞特異的組換え結合部分を含む、遺
    伝子ワクチン。
16. 【請求項１６】 請求項２に記載の方法により得られた、最適化された組換
    え結合部分をコードする核酸を含む、遺伝子ワクチン。
17. 【請求項１７】 遺伝子ワクチンであって、以下： ａ）核酸結合ドメインおよび細胞特異的リガンドを含む、最適化された組換え
    結合部分、ならびに ｂ）結合部位を含むポリヌクレオチド配列であって、ここで、該核酸結合ドメ
    インが、該結合部位に特異的に結合し得る、ポリヌクレオチド配列、 を含む、遺伝子ワクチン。
18. 【請求項１８】 標的細胞に対する遺伝子ワクチンの取り込み、効力、また
    は特異性を増加させるために有用な最適化された細胞特異的結合部分を得るため
    の方法であって、以下の工程： （１）エンテロトキシンの非毒性レセプター結合部分をコードするポリヌクレ
    オチドを含む少なくとも第１の形態および第２の形態の核酸を組換えて、組換え
    核酸のライブラリーを生成する工程であって、ここで該第１の形態と第２の形態
    とが２以上のヌクレオチドにおいて互いに異なる、工程； （２）該核酸のライブラリーを含むベクターを宿主細胞の集団にトランスフェ
    クトする工程であって、ここで該核酸が発現されて、組換え細胞特異的結合部分
    ポリペプチドを形成する、工程； （３）該組換え細胞特異的結合部分ポリペプチドを、標的細胞の細胞表面レセ
    プターと接触させる工程；および （４）どの組換え細胞特異的結合部分ポリペプチドが、該標的細胞に対する増
    強された結合能力を示すかを決定する工程、 を包含する、方法。