JP2002503667A - Novel dimerizing agents, their production and use - Google Patents

Novel dimerizing agents, their production and use

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JP2002503667A
JP2002503667A JP2000531451A JP2000531451A JP2002503667A JP 2002503667 A JP2002503667 A JP 2002503667A JP 2000531451 A JP2000531451 A JP 2000531451A JP 2000531451 A JP2000531451 A JP 2000531451A JP 2002503667 A JP2002503667 A JP 2002503667A
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frb
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エル シュレイバー,ストゥアート
アール クラブトゥリー,ジェラルド
ディー リバールズ,ステファン
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プレジデント・アンド・フェローズ・オブ・ハーバード・カレッジ
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    • C07D498/18Bridged systems
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P43/00Drugs for specific purposes, not provided for in groups A61P1/00-A61P41/00
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
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    • C07K1/1072General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length by chemical modification of precursor peptides by covalent attachment of residues or functional groups
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Abstract

(57)【要約】 標的遺伝子転写および作成された細胞の成長、増殖または分化のごとき生物学的事象の調節のための物質および方法が開示された。   (57) [Summary] Materials and methods have been disclosed for the modulation of biological events, such as target gene transcription and the growth, proliferation or differentiation of created cells.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 (関連情報) 本出願に関連する資料を含有する添付物Aを添付する。本添付物の全内容はこ
こに引用する。
(Related Information) Attachment A containing materials related to the present application is attached. The entire contents of this attachment are cited here.

【0002】 (発明の背景) ラパマイシンは高親和性をもってPK506−結合タンパク質FKBPに結合
してラパマイシン:FKBP複合体を形成するStreptomyces hy
groscopicusによって生産されるマクロライド抗生物質である。その
相互作用で報告されているKd値は200pMほども低い。ラパマイシン:FK
BP複合体は高親和性をもって大きい細胞タンパク質FRAPと結合して三部の
[FKBP:ラパマイシン]:[FRAP]複合体を形成する。その複合体にお
いて、ラパマイシンは二量体化剤またはアダプターとして作用してFKBPをF
RAPに結合させる。
BACKGROUND OF THE INVENTION Rapamycin binds with high affinity to the PK506-binding protein FKBP to form a Streptomyces hy that forms a rapamycin: FKBP complex.
groscopicus is a macrolide antibiotic. Kd values reported for that interaction are as low as 200 pM. Rapamycin: FK
The BP complex binds with high affinity to the large cellular protein FRAP to form a tripartite [FKBP: rapamycin]: [FRAP] complex. In the complex, rapamycin acts as a dimerizing agent or adapter to convert FKBP into F
Bound to RAP.

【0003】[0003]

【化6】 ラパマイシン 多数の天然に生じるFK506結合タンパク質(FKBP)が知られている。
例えば、Kay,1996,Biochem.J.314:361−385(レ
ビュー)参照。FKBP−由来ドメインは遺伝的に作成された細胞において生物
学的スイッチで使用されるキメラタンパク質の設計に取り込まれてきた。かかる
スイッチは所望の生物学的事象をトリガーするのにタンパク質成分のリガンド−
媒介多量体化に頼っている。例えば、Spencerら,1993, Scie nce 262:1019−1024およびPCT/US94/01617参照
。FK506の優れた免疫抑制活性は、特に動物において多量体化剤としてのそ
の利用性を制限するが、かかる免疫抑制活性を欠くFK506(および関連化合
物)のダイマーを作成することができる。かかるダイマーはFKBP−由来のリ
ガンド結合ドメインを含有するキメラタンパク質を多量体化するのに効果的であ
ることが示されてきた。
[Formula 6] Rapamycin A number of naturally occurring FK506 binding proteins (FKBPs) are known.
See, for example, Kay, 1996, Biochem. J. 314: 361-385 (review). FKBP-derived domains have been incorporated into the design of chimeric proteins for use in biological switches in genetically engineered cells. Such a switch can trigger a desired biological event by liganding the protein component-
Relies on mediated multimerization. See, for example, Spencer et al., 1993, Science 262: 1019-1024 and PCT / US94 / 01617. Although the excellent immunosuppressive activity of FK506 limits its utility as a multimerizing agent, particularly in animals, it is possible to make dimers of FK506 (and related compounds) that lack such immunosuppressive activity. Such dimers have been shown to be effective in multimerizing chimeric proteins containing FKBP-derived ligand binding domains.

【0004】 FK506と同様にラパマイシンは適当に設計されたキメラタンパク質を多量
体化することができる。ラパマイシンまたは種々の誘導体またはそのアナログ(
「ラパログ」)を多量体化剤として用いる生物学的スイッチは開示されている(
WO96/41865)。ラパマイシン自体の場合には、優れた免疫抑制活性を
含めたその効果的な生物学的活性はある適用、特にラパマイシンに感受性である
動物または動物細胞においては、むしろ生物学的スイッチをひどく制限する。か
かる適用での改良されたラパログ、特に低下した免疫抑制活性を持つラパログは
非常に望ましいであろう。
[0004] Like FK506, rapamycin can multimerize appropriately designed chimeric proteins. Rapamycin or various derivatives or analogs thereof (
Biological switches using "rapalog") as a multimerizing agent have been disclosed (
WO 96/41865). In the case of rapamycin itself, its effective biological activity, including excellent immunosuppressive activity, rather severely limits the biological switch in certain applications, especially in animals or animal cells that are sensitive to rapamycin. Improved rapalogs for such applications, especially those with reduced immunosuppressive activity, would be highly desirable.

【0005】 典型的には、代替発酵生成物として生気する、あるいは免疫抑制剤として化合
物の治療指標を改良するための合成的努力から、非常に多数のラパマイシンの構
造的変異体が報告されている。例えば、アナログ、ホモログ、誘導体およびラパ
マイシンに構造的に関連する他の化合物についての多くの文献は、とりわけ、ラ
パマイシンに関して以下の修飾の1以上を有するラパマイシンの変異体を含む:
C7、C42および/またはC29のメチルにおける脱メチル化、除去または置
換;C13、C43および/またはC28のヒドロキシの除去、誘導体化または
置換;C14、C24および/またはC30におけるケトンの還元、除去または
誘導体化;6員ピペコレート環の5員フェニル環での置換;およびシクロヘキシ
ル環上の別の置換またはシクロヘキシル環の置換されたシクロペンチル環での置
換。さらなる歴史的情報は米国特許第5,525,610号、第5,310,9
03号および第5,362,718号の背景セクションに存在する。
[0005] A large number of structural variants of rapamycin have been reported, typically from synthetic efforts to improve the therapeutic index of compounds as animated fermentation products or as immunosuppressants. . For example, many references to analogs, homologs, derivatives and other compounds structurally related to rapamycin include, inter alia, variants of rapamycin having one or more of the following modifications with respect to rapamycin:
Demethylation, removal or substitution at C7, C42 and / or C29 methyl; Removal, derivatization or substitution of C13, C43 and / or C28 hydroxy; Reduction, removal or derivation of ketone at C14, C24 and / or C30 Substitution of a 6-membered pipecolate ring with a 5-membered phenyl ring; and another substitution on the cyclohexyl ring or substitution of a cyclohexyl ring with a substituted cyclopentyl ring. For further historical information see US Patent Nos. 5,525,610, 5,310,9.
03 and in the background section of 5,362,718.

【0006】 米国特許第5,527,907号は特許文献を示す。この文献は、副作用が低
下した免疫抑制ラパログを作成する努力において合成された一連の化合物を開示
する。該化合物は一般的構造式、各々に続いてのラパマイシン環上の種々の位置
における可能な置換基を記載する多くのリスト(テキストの各々の2ないし5ま
たはそれ以上の欄)を介して開示される。該書類は180を超える合成例を含む
。発明の多くの構造変異体は優れた免疫抑制剤であると報告されている。
US Pat. No. 5,527,907 shows a patent document. This reference discloses a series of compounds synthesized in an effort to create immunosuppressive rapalogs with reduced side effects. The compounds are disclosed via a number of lists (two to five or more columns of each of the text) describing the general structural formula, each followed by possible substituents at various positions on the rapamycin ring. You. The document contains over 180 synthetic examples. Many structural variants of the invention have been reported to be excellent immunosuppressants.

【0007】 (発明の概要) 新しいクラスのラパマイシン 先導的医薬会社およびアカデミックな施設のいくつかの研究所における前記し
たごとく、むしろ焦点を絞ったおよび競合的リサーチの数十年で、ひろく種々の
ラパログを記載する豊富な文献が作られた。その文献に報告されているごとく、
化学的修飾に感受性であると考えられるラパマイシンの各部分が修飾され、得ら
れたラパログは通常は免疫抑制剤として利用性が評価された。
SUMMARY OF THE INVENTION As described above in several laboratories of new classes of rapamycin leading pharmaceutical companies and academic facilities, decades of rather focused and competitive research have led to a wide variety of rapalogs. Extensive literature has been created describing As reported in that document,
Each part of rapamycin, which is considered to be sensitive to chemical modification, was modified, and the resulting rapalog was evaluated for its utility as an immunosuppressant.

【0008】 本発明者らは本発明に至った完全に予測されない発見をなした広い背景に反対
のものであった。略言すれば、アリルまたはメタリル部位を持つラパマイシンの
C7メトキシ基の従前に記載された置換を反復し、所望のC7−置換ラパログを
回復すると試みるうちに、本発明者らは、代わりに、従前は未知のファミリーの
意図しない合成されたメンバーを再度包含し、それらの化合物が有用で事実重要
な生化学的特性を保有することを見いだした。C3に置換を導入するのに使用さ
れる試薬および条件は、別の発酵生成物として、またはラパマイシンの合成修飾
によって得ることができる非常に種々のラパログを除き、出発物質としてラパマ
イシンでは使用できない。さらに、C3−置換ラパログは、それ自体、ラパマイ
シンの場合に報告されているごとく非常に種々の引き続いての化学的修飾に付す
ことができる。かくして、C3置換についての本発明者らの方法の発見は全く新
しく多様なラパログのファミリーへのアクセスを提供する。
[0008] We have opposed the broad background of making completely unexpected discoveries that led to the present invention. Briefly, while repeating the previously described substitution of the C7 methoxy group of rapamycin with an allyl or methallyl site and trying to restore the desired C7-substituted rapalog, we instead proceed to the prior art. Re-encompassed unintentionally synthesized members of the unknown family and found that these compounds possess useful and in fact important biochemical properties. The reagents and conditions used to introduce substitutions at C3 cannot be used with rapamycin as a starting material, except for a wide variety of rapalogs that can be obtained as separate fermentation products or by synthetic modification of rapamycin. In addition, C3-substituted rapalogs can themselves be subjected to a wide variety of subsequent chemical modifications as reported for rapamycin. Thus, our discovery of the method for C3 substitution provides access to a whole new and diverse family of rapalogs.

【0009】 このシリーズの我々の最初の新規なラパログは3−アリル−ラパマイシン(R
=H)および3−メチル−ラパマイシン(R=メチル)である。
[0009] Our first new rapalog of this series is 3-allyl-rapamycin (R
= H) and 3-methyl-rapamycin (R = methyl).

【0010】[0010]

【化7】 これらの化合物はFKBP12および遺伝的に作成されたFRBドメイン、ま
たはそれらのFKBPおよびFRBドメインを含有する融合タンパク質との三部
複合体を形成するその能力につき特に注目に値する。この結合特性およびその重
要性は後記にて議論する。前記したごとく、C3における置換は、そのうち多数
の例は当該分野で知られているラパマイシン構造に対する1以上の他の修飾と組
み合わせることができる。とりわけ、これらは構造が前記で描かれるように(a
)位置13、14、20、24、28および30のうちのいずれかの2以上にお
ける置換部位;(b)そうでなければ特徴的なピペコレート部位に代わりにプロ
リル部位;および/または(c)ピペコリン部位上方の置換されたシクロヘキシ
ル環上またはその代わりのプロリルを含むC3ラパログを含む。これらは後記に
は一般に開示される。
Embedded image These compounds are particularly notable for their ability to form a tripartite complex with FKBP12 and a genetically engineered FRB domain or their fusion protein containing the FKBP and FRB domains. This binding property and its significance will be discussed later. As noted above, substitutions at C3 can be combined with one or more other modifications to the rapamycin structure, of which many examples are known in the art. Among other things, these are as described above (a
A) a substitution site at any two or more of positions 13, 14, 20, 24, 28 and 30; (b) a prolyl site instead of the otherwise characteristic pipecolate site; and / or (c) pipecoline Includes C3 rapalogs containing a prolyl on the substituted cyclohexyl ring above or in place of the site. These are disclosed generally below.

【0011】 これらの新しいラパログ(「C3ラパログ」)は、かくして、1以上の必要に
応じての置換を有し、実質的に純粋な立体異性体または立体異性体の混合物とし
ての、一般的に炭素1ないし8にわたる1以上の炭素−炭素結合において不飽和
の式I:
[0011] These new rapalogs ("C3 rapalogs") thus have one or more optional substitutions, generally as substantially pure stereoisomers or mixtures of stereoisomers, Formula I unsaturated at one or more carbon-carbon bonds ranging from 1 to 8 carbons:

【化8】 [式中、RC3はH以外である] を含む化合物またはその医薬上許容される誘導体(この用語は後記で定義される
)と定義することができる。例えば、本発明の種々の具体例において、RC3
置換されたもしくは非置換の脂肪族、ヘテロ脂肪族、芳香族またはヘテロ芳香族
部位である。
Embedded image Wherein R C3 is other than H, or a pharmaceutically acceptable derivative thereof (this term is defined below). For example, in various embodiments of the present invention, R C3 is a substituted or unsubstituted aliphatic, heteroaliphatic, aromatic or heteroaromatic moiety.

【0012】 本発明を実施するのに有用なC3ラパログは、可能な立体異性体向きのいずれ
かの置換を含有することができ、他の立体異性体を実質的に含まない1つの立体
異性体からなることができ(モルベースの他の立体異性体から>90%、好まし
くは95%フリー)、あるいは立体異性体の混合物であり得る。
C3 rapalogs useful in practicing the present invention can contain any of the possible stereoisomeric orientations, one stereoisomer substantially free of other stereoisomers (> 90%, preferably 95% free from other stereoisomers on a molar basis) or a mixture of stereoisomers.

【0013】 かかる化合物の1つの好ましいクラスは、ラパマイシンと比較して実質的に低
下した免疫抑制効果を有する。「実質的に低下した免疫抑制効果」とは、本発明
者らは、ラパログが、好ましくはリンパ系由来の組織で行った、ヒト免疫抑制活
性の化学的にまたは適当なイン・ビトロまたはイン・ビボ代理いずれかで測定し
て、等モル量のラパマイシンで観察されたまたは予測された0.1未満、好まし
くは、0.01未満、なおさらに好ましくは0.005倍未満の免疫抑制活性を
有すること、あるいはラパログが、同一アッセイにおいてラパマイシンで観察さ
れたEC50値よりも少なくとも10倍、好ましくは少なくとも100倍、より
好ましくは少なくとも250倍大きい、イン・ビトロアッセイにおけるごときE
C50値を生じることを意味する。
One preferred class of such compounds has a substantially reduced immunosuppressive effect compared to rapamycin. By "substantially reduced immunosuppressive effect" we mean that rapalog is a chemically or appropriately in vitro or in vitro test of human immunosuppressive activity performed on tissue, preferably of lymphoid origin. Has less than 0.1, preferably less than 0.01, and even more preferably less than 0.005 fold of immunosuppressive activity observed or predicted with equimolar amounts of rapamycin, as measured by either vivo surrogate Or that the rapalog is at least 10-fold, preferably at least 100-fold, more preferably at least 250-fold greater than the EC50 value observed with rapamycin in the same assay, as in an in vitro assay.
Means producing a C50 value.

【0014】 ヒト患者における免疫抑制の1つの適当なイン・ビトロ代理はイン・ビトロに
おけるヒトT細胞増殖の阻害である。これは、とりわけ、他のヒトPBLおよび
ジャーケット細胞を含めた種々のヒトT細胞または細胞系を用いて多数のよく知
られた変形で行うことができる通常のアッセイアプローチである。かくして、ラ
パログはヒト免疫抑制活性につきアツセイし、ラパマイシンと比較することがで
きる。適当なイン・ビトロアッセイで測定したラパマイシンに対する免疫抑制活
性における減少は、ラパマイシンに対するヒトにおける免疫抑制活性の減少を示
す。かかるイン・ビトロアッセイを用いて、ラパログの相対的免疫抑制活性を評
価するのに用いることができる。
One suitable in vitro surrogate for immunosuppression in human patients is the inhibition of human T cell proliferation in vitro. This is a common assay approach that can be performed in a number of well-known variants using a variety of human T cells or cell lines, including other human PBLs and jacket cells, among others. Thus, rapalogs can be assayed for human immunosuppressive activity and compared to rapamycin. A decrease in immunosuppressive activity against rapamycin as measured by a suitable in vitro assay indicates a decrease in immunosuppressive activity in humans against rapamycin. Such in vitro assays can be used to assess the relative immunosuppressive activity of rapalogs.

【0015】 かかるラパログの種々の例示的例はここに開示される。とりわけ、このクラス
のC3ラパログは、ヒトFKBP12に結合する、あるいはいずれかの通常のF
KBP結合またはロタマーゼアッセイにおいてラパマイシンで得られた結果の大
きさのオーダー内で、そのロタマーゼ活性を阻害するものを含む。
[0015] Various illustrative examples of such rapalogs are disclosed herein. Notably, this class of C3 rapalog binds to human FKBP12, or
Includes those that inhibit its rotamase activity within the order of magnitude of the results obtained with rapamycin in KBP binding or rotamase assays.

【0016】 特に注目すべきであり(本発明者らの最初の2つのC3ラパログによって例示
される)1つのクラスのC3ラパログは、実質的に純粋な立体異性体または立体
異性体の混合物いずれかとしての、1以上の任意の置換基を有する、RC3が:
Of particular note, one class of C3 rapalogs (exemplified by our first two C3 rapalogs) are either substantially pure stereoisomers or mixtures of stereoisomers. Rc3 having one or more optional substituents as:

【化9】 (式中、R、R、R、RおよびRは各々Hまたは置換もしくは非置換
脂肪族、芳香族、ヘテロ脂肪族、またはヘテロ芳香族部位である) を含む式Iの構造またはその医薬上許容される誘導体を含む。いくつかの具体例
において、C3置換基は、例えば、RおよびR、RおよびR、またはR およびRが一緒に共有結合して環を形成する環状部位を含むことができる。
Embedded image(Where R1, R4, R5, R6And R7Is each H or substituted or unsubstituted
Which is an aliphatic, aromatic, heteroaliphatic, or heteroaromatic moiety) or a pharmaceutically acceptable derivative thereof. Some specific examples
In the above, the C3 substituent is, for example, R1And R4, R4And R5Or R 5 And R6May comprise a cyclic moiety covalently linked together to form a ring.

【0017】 特に注目するC3ラパマイシンのもう1つのクラスは、実質的に純粋な立体異
性体または立体異性体の混合物としての、式II:
Another class of C3 rapamycins of particular interest is the compound of formula II as a substantially pure stereoisomer or a mixture of stereoisomers:

【化10】 [式中、RC3はH以外であり、 aは:Embedded image Wherein R C3 is other than H;

【化11】 であり; RC30はハロ、−ORまたは(=O)であり、 RC24は=O、=NR、=NOR、=NNHR、−NHOR、−N
HNHR、−OR、−OC(O)R、−OC(O)NR、ハロまたは−
Hであり; RC13およびRC28は独立してH、ハロ、−OR、−OR、−OC(
O)R、−OC(O)NHR、−SR、−SC(O)R、−SC(O)
NHR、−NR’または−N(R)(CO)R’であり; RC14は−OR、−NR、−H、NC(O)R、−OC(O)R
たは−OC(O)NRであり; RはH、−R、−C(O)Rまたは−C(O)NHRまたはC28お
よびC30を架橋する環状基(例えば、カーボネート)であり; RC29はHまたはOR11(例えば、OHまたはOMe)であり; ここに、特記しない限り、各置換基はいずれかの立体化学的向きで存在でき、
ここに、R、R、R、R、R、R、R10およびR11の各出現は
独立してH、脂肪族、ヘテロ脂肪族、アリールおよびヘテロアリールより選択さ
れ;および RはH、ハロ、−CN、=O、−OH、−NR10、OSOCF
OSOF、OSO’、OCOR’、OCONR’R’、またはO
CON(OR’)R’である] の化合物またはその医薬上許容される誘導体である。
Embedded image Is a; R C30 is halo, -OR 3 or (= O), R C24 is = O, = NR 4, = NOR 4, = NNHR 4, -NHOR 4, -N
NHHR 4 , —OR 4 , —OC (O) R 4 , —OC (O) NR 4 , halo or —
H; R C13 and R C28 are independently H, halo, —OR 3 , —OR 5 , —OC (
O) R 5, -OC (O ) NHR 5, -SR 5, -SC (O) R 5, -SC (O)
NHR 5 , —NR 5 R 5 ′ or —N (R 5 ) (CO) R 5 ′; R C14 represents —OR 6 , —NR 6 , —H, NC (O) R 6 , —OC (O ) it is R 6 or -OC (O) NR 6; R 3 is H, -R 7, -C (O) R 7 or -C (O) cyclic group bridging NHR 7 or C28 and C30 (e.g., R C29 is H or OR 11 (eg, OH or OMe); unless otherwise specified, each substituent can be present in any stereochemical orientation;
Wherein each occurrence of R 1 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , R 9 , R 10 and R 11 is independently selected from H, aliphatic, heteroaliphatic, aryl and heteroaryl; And R 8 is H, halo, —CN, OO, —OH, —NR 9 R 10 , OSO 2 CF 3 ,
OSO 2 F, OSO 2 R 4 ′, OCOR 4 ′, OCONR 4 ′ R 5 ′, or O
CON (OR ′) R 5 ′] or a pharmaceutically acceptable derivative thereof.

【0018】 特別の興味があるもう1つのクラスのC3ラパログは、RC13およびRC2 の一方または双方が独立してH、ハロ、−OR、−OR、−OC(O)R 、−OC(O)NHR、−SR、−SC(O)R、−SC(O)NHR 、−NR’または−N(R)(CO)R’であり、ここに各ハロ基
は独立してF、Cl、BrおよびIから選択される。
Another class of C3 rapalogs of particular interest is RC13And RC2 8 Are independently H, halo, -OR3, -OR5, -OC (O) R 5 , -OC (O) NHR5, -SR5, -SC (O) R5, -SC (O) NHR 5 , -NR5R5’Or -N (R5) (CO) R5’Where each halo group
Is independently selected from F, Cl, Br and I.

【0019】 特に興味があるC3ラパログのもう一つのクラスは、nが1の式Iのラパログ
である。このクラスはラパマイシンを置換する24、30−テトラヒドロ−C3
、そのモノやジエーテルおよびその24−ハロ、30−ハロ、24、30−ニハ
ロ誘導体を含む。
Another class of C3 rapalogs of particular interest is the formula I rapalog where n is 1. This class replaces 24,30-tetrahydro-C3, which replaces rapamycin.
, Their mono- and diethers and their 24-halo, 30-halo, 24,30-nihalo derivatives.

【0020】 特に注目するC3ラパログのもう1つのクラスは、RC24およびRC30
一方または双方が=O以外であるものである。このクラスのラパログはピペコレ
ート環系の代わりにピロリル環系を含むラパログを含む。
Another class of C3 rapalogs of particular interest are those in which one or both of R C24 and R C30 are other than OO. This class of rapalogs includes rapalogs that contain a pyrrolyl ring system instead of a pipecolate ring system.

【0021】 特に興味あるもう1つのクラスのC3ラパログは、基「a」がAnother class of C3 rapalogs of particular interest is the group “a”

【化12】 以外である式IIのラパログである。このクラスのアナログは、位置43におけ
るヒドロキシル部位が直ぐ上に示されたものと反対の立体化学的向きを有し、4
3−ヒドロキシル基の立体異性体の混合物である43−エピ−ラパログのクラス
を含み、あるいは前記位置43ラパログのいずれかのエーテル、エステル、カル
バメート、ハライドおよび他の誘導体を含めた前記いずれかの他の誘導体を含有
する。このクラスは、さらに、シクロヘキシル環が置換されているかおよび/ま
たはラパマイシンの特徴的な置換されたシクロヘキシル環の代わりに5環原子を
含有するラパログを含む。
Embedded image Is a rapalog of Formula II that is other than This class of analogs has a stereochemical orientation in which the hydroxyl site at position 43 is opposite that shown immediately above,
A class of 43-epi-rapalog which is a mixture of stereoisomers of the 3-hydroxyl group, or any other of the foregoing, including ethers, esters, carbamates, halides and other derivatives of any of the aforementioned position 43 rapalogs. Containing a derivative of This class further includes rapalogs where the cyclohexyl ring is substituted and / or contains 5 ring atoms in place of the characteristic substituted cyclohexyl ring of rapamycin.

【0022】 C3ラパログの前記クラスのサブセットは、さらに、式IIの関係で、または
ここに記載されたC3ラパログの他のクラスのいずれかとの関係で前記された、
1以上のさらなる構造的特徴(例えば、C7における1つのまたは双方の置換基
)に関してラパマイシンとは構造が異なる。
The subset of said classes of C3 rapalogs is further described above in relation to Formula II or in relation to any of the other classes of C3 rapalogs described herein,
The structure differs from rapamycin with respect to one or more additional structural features (eg, one or both substituents at C7).

【0023】 C3ラパログを製造する方法 本発明は、さらに、ラパマイシンまたはラパログ出発物質をC3水素の所望の
基で置換することを可能とする試薬および条件に付すことを含む。生成物は反応
混合物から回収することができ、未反応の出発物質および副生成物から精製する
ことができる。生成物は最終精製に先立って1以上のさらなる変換に付すことが
できる。C3置換および生成物回収のための方法および物質は後記にて詳細に記
載する。
Methods for Producing C3 Rapalog The present invention further comprises subjecting the rapamycin or rapalog starting material to reagents and conditions that allow for the replacement of the C3 hydrogen with the desired group. The product can be recovered from the reaction mixture and purified from unreacted starting materials and by-products. The product can be subjected to one or more further transformations prior to final purification. Methods and materials for C3 displacement and product recovery are described in detail below.

【0024】 キメラタンパク質を多量体化する方法 本発明は、さらに、好ましくは、ラパマイシンの免疫抑制効果を回避しつつ、
ここに開示された新しいラパログを用いて遺伝的に作成された細胞においてキメ
ラタンパク質を多量体化するための方法および物質を提供する。
Method for Multimerizing Chimeric Protein The present invention further preferably further comprises avoiding the immunosuppressive effect of rapamycin,
Provided are methods and materials for multimerizing chimeric proteins in cells genetically created using the novel rapalogs disclosed herein.

【0025】 遺伝的に作成された細胞はここに記載するごとく特殊化されたキメラタンパク
質をコードする1以上の組換え核酸構築体を含有する。典型的には、第1のキメ
ラタンパク質は、本発明のC3ラパログに結合することができる1以上のFKB
Pドメインを含有する。この第1のキメラタンパク質はここでは「FKBP融合
タンパク質」ともいい、さらに、そのFKBPドメインの少なくとも1つと異種
の少なくとも1つのタンパク質を含む。FKBP融合タンパク質をC3ラパログ
に結合することによって形成された複合体は1以上のFRBドメインを含有する
第2のキメラタンパク質に結合することができる(「FRB融合タンパク質」)
。FRB融合タンパク質は、さらに、FRBドメインの少なくとも1つに異種の
少なくとも1つのタンパク質ドメインを含む。いくつかの具体例において、FK
BP融合タンパク質およびFRB融合タンパク質は相互に異なる。しかしながら
、1つの具体例において、FKBP融合タンパク質はFRB融合タンパク質であ
る。それらの具体例において、キメラタンパク質は1以上のFKBPドメインな
らびに1以上のFRBドメインを含む。かかる場合において、第1および第2の
キメラタンパク質は同一のタンパク質であってもよく、FKBP−FRB融合タ
ンパク質ということができ、FKBPおよび/またはFRBに対して異種である
少なくとも1つのドメインを含有する。
Genetically engineered cells contain one or more recombinant nucleic acid constructs encoding a specialized chimeric protein as described herein. Typically, the first chimeric protein comprises one or more FKBs capable of binding to a C3 rapalog of the invention.
Contains the P domain. This first chimeric protein is also referred to herein as a "FKBP fusion protein" and further comprises at least one protein heterologous to at least one of its FKBP domains. The complex formed by binding the FKBP fusion protein to the C3 rapalog can bind to a second chimeric protein containing one or more FRB domains ("FRB fusion protein").
. The FRB fusion protein further comprises at least one protein domain that is heterologous to at least one of the FRB domains. In some embodiments, the FK
The BP fusion protein and the FRB fusion protein are different from each other. However, in one embodiment, the FKBP fusion protein is a FRB fusion protein. In those embodiments, the chimeric protein comprises one or more FKBP domains as well as one or more FRB domains. In such a case, the first and second chimeric proteins may be the same protein and may be referred to as a FKBP-FRB fusion protein, containing at least one domain that is heterologous to FKBP and / or FRB. .

【0026】 キメラタンパク質は、多量体化が非常に種々の所望の生物学的応答の1以上を
トリガーするように、適当に選択された異種ドメインに基づいて、容易に設計す
ることができる。ラパログ−媒介複合体化によってトリガーされた生物学的応答
の性質は、融合タンパク質における異種ドメインの選択によって決定される。従
って、異種ドメインは「作用」または「エフェクター」ドメインという。本発明
を実施するにおいて使用される遺伝的に作成された細胞はキメラタンパク質をコ
ードする1以上の組換え核酸構築体を含有し、ある用途において、さらに、1以
上の標的遺伝子構築体のごとき、1以上のアクセサリー核酸構築体を含有する。
例示的生物学的応答、系の用途およびアクセサリー核酸構築体のタイプは後記で
詳細に議論される。
[0027] Chimeric proteins can be readily designed based on appropriately selected heterologous domains, such that multimerization triggers one or more of a wide variety of desired biological responses. The nature of the biological response triggered by rapalog-mediated complexation is determined by the choice of heterologous domains in the fusion protein. Thus, a heterologous domain is referred to as an "effect" or "effector" domain. The genetically engineered cells used in practicing the present invention contain one or more recombinant nucleic acid constructs encoding a chimeric protein, and in certain applications, further include one or more target gene constructs, Contains one or more accessory nucleic acid constructs.
Exemplary biological responses, uses of the system, and types of accessory nucleic acid constructs are discussed in detail below.

【0027】 関連する物資および方法を含めた系はWO96/418665(Clacks
onら)に開示されており、とりわけ、リサーチ用途および治療的用途を含めた
種々の用途で有用であると予測される。その系は一般式:
A system including related materials and methods is described in WO 96/418665 (Clacks).
on et al.) and are expected to be useful in a variety of applications, including research and therapeutic applications, among others. The system has the general formula:

【化13】 (式中、Uは−H、−OR、−SR、−OC(O)R、−OC(O)NH
、−NHR、−NHC(O)R、−NHSO−Rまたは−Rであ
り;Rは置換されたアリールまたはアリルあるいはアルキルアリール(例えば
、ベンジルまたは置換されたベンジル)であり;Vは−ORまたは(=O)で
あり;Wは=O、=NR、=NOR、=NNHR、−NHOR、−NH
NHR、−OR、−OC(O)R、−OC(O)NRまたは−Hであり
;Yは−OR、−OC(O)Rまたは−OC(O)NHRであり;Zは=
O、−OR、−NR、−H、−NHC(O)R、−OC(O)Rまたは
−OC(O)NRであり;RはH、−R、−C(O)R、−C(O)N
HRまたはC−28/C−30環状カーボネートであり;およびRはHまた
はアルキルであり;ここに、R、R、R、RおよびRは独立してH、
アルキル、アルキルアリールまたはアリール(それらの用語はWO96/418
65で定義される)である、 のラパマイシンまたはラパログを含む多量体化剤の使用を含む。多数のラパログ
がその書類に具体的に開示されている。
Embedded image (Where U is -H, -OR 1 , -SR 1 , -OC (O) R 1 , -OC (O) NH
R 1 , —NHR 1 , —NHC (O) R 1 , —NHSO 2 —R 1 or —R 2 ; R 2 is a substituted aryl or allyl or an alkylaryl (eg, benzyl or substituted benzyl) by and; V is an -OR 3 or (= O); W is = O, = NR 4, = NOR 4, = NNHR 4, -NHOR 4, -NH
NHR 4, -OR 4, -OC ( O) R 4, be -OC (O) NR 4 or -H; Y is -OR 5, -OC (O) R 5 or -OC (O) NHR 5 Yes; Z =
O, -OR 6, -NR 6, -H, -NHC (O) R 6, be a -OC (O) R 6 or -OC (O) NR 6; R 5 is H, -R 7, -C (O) R 7, -C ( O) N
HR 7 or a C-28 / C-30 cyclic carbonate; and R 4 is H or alkyl; wherein R 1 , R 4 , R 5 , R 6 and R 7 are independently H,
Alkyl, alkylaryl or aryl (the terms are described in WO 96/418)
65)), comprising the use of a multimerizing agent comprising rapamycin or rapalog. A number of rapalogs are specifically disclosed in that document.

【0028】 本発明はWO96/41865に開示されたのと同様の系に基づき、多量体化
剤としてのC3ラパログの使用を含む。かくして、本発明は(a)所望のキメラ
タンパク質および所望のアクセサリー組換え構築体の発現を検出するための核酸
構築体を含有する適当に作成された細胞を供し、(b)該細胞をC3ラパログま
たはここに記載されるその医薬上許容される誘導体と接触させることを特徴とす
るキメラタンパク質構築体を多量体化する方法を提供する。該ラパログは、それ
自体、キメラタンパク質の少なくとも2つの分子を含む複合体を形成する。
The present invention is based on a system similar to that disclosed in WO 96/41865 and involves the use of C3 rapalog as a multimerizing agent. Thus, the present invention provides suitably prepared cells containing (a) a nucleic acid construct for detecting expression of a desired chimeric protein and a desired accessory recombinant construct, and (b) providing the cells with a C3 rapalog. Alternatively, there is provided a method for multimerizing a chimeric protein construct, comprising contacting with a pharmaceutically acceptable derivative thereof described herein. The rapalog itself forms a complex comprising at least two molecules of the chimeric protein.

【0029】 1つの具体例において、キメラタンパク質の少なくとも1つは、ペプチド配列
において10個のアミノ酸残基において、そのペプチド配列が天然に生じるFK
BPペプチド配列、例えば、ヒトFKBP12のペプチド配列とは異なる。好ま
しくは、ペプチド配列における変化の数は5、より好ましくは1、2または3に
限定される。好ましくは、該変化はむしろ単純な欠失または挿入というよりもむ
しろ置換である。ラパログが、C3における修飾に加えて1以上の位置において
ラパマイシンとは異なる具体例において、キメラタンパク質の少なくとも1つに
おいて、C7メトキシの喪失およびトリエンコンジュゲーションの喪失は、天然
に生じるFKBP、特にヒトFKBP12のごとき哺乳動物FKBPの配列に対
して少なくとも1つのアミノ酸置換を含む少なくとも1つのFKBPを含有する
ことができる。
In one embodiment, at least one of the chimeric proteins has at least 10 amino acid residues in the peptide sequence at which the peptide sequence naturally occurs in FK.
It differs from the BP peptide sequence, for example, the peptide sequence of human FKBP12. Preferably, the number of changes in the peptide sequence is limited to 5, more preferably 1, 2 or 3. Preferably, the change is a substitution rather than a simple deletion or insertion. In embodiments where the rapalog differs from rapamycin at one or more positions in addition to the modification at C3, in at least one of the chimeric proteins, loss of C7 methoxy and loss of triene conjugation is due to the loss of naturally occurring FKBP, especially human FKBP12. At least one FKBP containing at least one amino acid substitution relative to the sequence of a mammalian FKBP such as

【0030】 もう1つの具体例において、キメラタンパク質の少なくとも1つは、そのペプ
チド配列が、ペプチド配列において10個のアミノ酸残基までにおいて、天然に
生じるFRBペプチド配列、例えば、ヒトFRAPのFKBドメインとは異なる
少なくとも1つのFRBドメインを含有する。ペプチド配列における変化の数は
好ましくは5に限られるが、さらに好ましくは1、2または3である。特別に興
味のある突然変異は、ヒトFRAPに由来するFKBドメインのT2098、D
2102、Y2038、Y2039、K2095のうちの1以上の、独立して選
択される置換アミノ酸、例えば、A、N、H、LまたはSでの置換を含む。また
興味あるものは、酵母TOR1に由来するFRBドメインのF1975、F19
76、D2039およびN2035のうちの1以上の、あるいは酵母TOR2に
由来するFRBドメインのF1978、F1979、D2042およびN203
8のうちの1以上の、独立して選択される置換アミノ酸、例えば、H、L、S、
AまたはVでの置換である。
In another embodiment, at least one of the chimeric proteins has a peptide sequence wherein the peptide sequence has up to 10 amino acid residues in the peptide sequence and a naturally occurring FRB peptide sequence, eg, the FKB domain of human FRAP. Contains at least one different FRB domain. The number of changes in the peptide sequence is preferably limited to 5, but is more preferably 1, 2 or 3. Mutations of particular interest include T2098, D in the FKB domain derived from human FRAP.
2102, Y2038, Y2039, K2095, including substitution with independently selected substituted amino acids, eg, A, N, H, L or S. Also of interest are the FRB domains F1975, F19 derived from yeast TOR1.
76, D2039 and N2035, or F1978, F1979, D2042 and N203 of the FRB domain derived from yeast TOR2.
One or more of eight independently selected substituted amino acids, eg, H, L, S,
A or V substitution.

【0031】 ある具体例において、キメラタンパク質は、1以上のFKBPドメインおよび
1以上のFRBドメイン双方において、天然に生じる配列に対して、ペプチド配
列における少なくとも1つの修飾、好ましくは3までの修飾を含有する。
In certain embodiments, the chimeric protein contains at least one modification, preferably up to three, in the peptide sequence relative to the naturally occurring sequence in both one or more FKBP domains and one or more FRB domains. I do.

【0032】 前記したごとく、本発明の種々の具体例において、キメラタンパク質は、FK BPおよび/またはFRBドメインに関して異種である1以上の「作用」または
「エフェクター」ドメインを含有する。エフェクタードメインは、DNA結合ド
メイン、転写活性化ドメイン、細胞局所化ドメインおよびシグナリングドメイン
(例えば、クラスタリングまたは多量体化に際して、細胞成長、増殖、分化、ア
ポトーシス、遺伝子転写等できるドメイン)を含めた非常に種々のタンパク質ド
メインから選択することができる。本発明を実施することができる種々の例示的
エフェクターはここに引用される種々の科学および特許書類に開示されている。
As noted above, in various embodiments of the invention, the chimeric protein contains one or more “effect” or “effector” domains that are heterologous with respect to the FKBP and / or FRB domains. Effector domains include DNA binding domains, transcriptional activation domains, cell localization domains and signaling domains (eg, domains capable of cell growth, proliferation, differentiation, apoptosis, gene transcription, etc. upon clustering or multimerization). One can choose from a variety of protein domains. Various exemplary effectors in which the invention can be practiced are disclosed in the various scientific and patent documents cited herein.

【0033】 例えば、ある具体例においては、1つの融合タンパク質は少なくとも1つのD
NA結合ドメイン(例えば、GAL4またはZFHD DNA−結合ドメイン)
を含有し、もう1つの融合タンパク質は少なくとも1つの転写活性化ドメイン(
例えば、VP16またはp65転写活性化ドメイン)を含有する。融合タンパク
質のリガンド−媒介会合は、転写因子複合体の形成を表し、融合タンパク質の1
つ上のDNA−結合ドメインによって(すなわち、それと結合することができる
)認識されるDNA配列に結合した標的遺伝子の転写の開始に至る。
For example, in certain embodiments, one fusion protein has at least one D
NA binding domain (eg, GAL4 or ZFHD DNA-binding domain)
And another fusion protein comprises at least one transcription activation domain (
For example, VP16 or p65 transcription activation domain). Ligand-mediated association of the fusion protein indicates the formation of a transcription factor complex and one of the fusion proteins
This leads to the start of transcription of the target gene bound to the DNA sequence recognized by (ie, capable of binding to) the DNA-binding domain immediately above.

【0034】 他の具体例において、1つの融合タンパク質は、細胞膜、核、ERまたは他の
オルガネラまたは細胞構成要素のごとき特定の細胞位置に融合タンパク質を向け
ることができる少なくとも1つのドメインを含有する。細胞膜を標的化する局所
化ドメインは、例えば、ミリスチル化部位または受容体タンパク質または他の膜
にわたるタンパク質の膜貫通領域のごときドメインを含む。もう1つの融合タン
パク質は、膜局所化および/またはクラスタリングに際して、細胞シグナル形質
導入経路を活性化することができるシグナリングドメインを含有することができ
る。シグナリングドメインの例は成長因子またはサイトカイン受容体の細胞内ド
メイン、FASまたはTNT−R1の細胞内ドメインのごときアポトーシストリ
ガリングドメイン、およびSOS、Raf、lck、ZAP−70等のごとき他
の細胞内シグナリングタンパク質に由来するドメインを含む。多数のシグナリン
グタンパク質がPCT/US94/01617に開示されている(例えば、23
−26頁参照)。さらにもう1つの具体例において、由来タンパク質の各々は少
なくとも1つのFRBドメインおよび少なくとも1つのFKBPドメイン、なら
びに1以上の異種ドメインを含有する。かかる由来タンパク質はラパログの存在
下で多量体化またはシグナリングのトリガリングが可能である。一般に、宿主細
胞に対して内因性であるペプチド配列を含有するドメインが全生物を含む用途で
好ましい。かくして、ヒト遺伝子治療適用においては、ヒト起源のドメインは特
に興味深い。
In another embodiment, one fusion protein contains at least one domain that can direct the fusion protein to a particular cellular location, such as a cell membrane, nucleus, ER or other organelle or cell component. Localization domains that target the cell membrane include, for example, domains such as myristylation sites or transmembrane regions of receptor proteins or proteins across other membranes. Another fusion protein can contain a signaling domain that can activate a cell signal transduction pathway upon membrane localization and / or clustering. Examples of signaling domains are the intracellular domain of growth factor or cytokine receptors, the apoptosis triggering domain such as the intracellular domain of FAS or TNT-R1, and other intracellular signaling such as SOS, Raf, lck, ZAP-70, etc. Contains domains from proteins. A number of signaling proteins are disclosed in PCT / US94 / 01617 (eg, 23
-26 page). In yet another embodiment, each of the derived proteins contains at least one FRB domain and at least one FKBP domain, and one or more heterologous domains. Such derived proteins can trigger multimerization or signaling in the presence of rapalogs. Generally, domains containing peptide sequences that are endogenous to the host cell are preferred for applications involving whole organisms. Thus, in human gene therapy applications, domains of human origin are of particular interest.

【0035】 その発現を指令できる核酸構築体、およびそれを細胞に導入するためのかかる
構築体を含有するベクター、特に真核生物細胞(そのうち、酵母および動物細胞
が特に興味深い)のような融合タンパク質をコードする組換え核酸構築体が提供
される。融合タンパク質の構成成分を考慮すると、それをコードする組換えDN
A分子は(a)FRBドメインまたはFKBPドメインを含むポリペプチドをコ
ードするDNA分子および(b)異種ドメインまたはそれから異種タンパク質ド
メインが由来するタンパク質に選択的にハイブリダイズすることができる。また
、遺伝暗号の縮重を除いてそのようにハイブリダイズすることができるDNAも
含まれる。
A nucleic acid construct capable of directing its expression and a vector containing such a construct for introducing it into a cell, especially a fusion protein such as a eukaryotic cell, of which yeast and animal cells are of particular interest. There is provided a recombinant nucleic acid construct encoding Considering the components of the fusion protein, the recombinant DN
The A molecule is capable of selectively hybridizing to (a) a DNA molecule encoding a polypeptide comprising a FRB or FKBP domain and (b) a heterologous domain or a protein from which a heterologous protein domain is derived. Also included are DNAs that can be so hybridized without the degeneracy of the genetic code.

【0036】 融合タンパク質をコードする核酸配列、真核生物細胞においてその発現を指令
するための核酸構築体、およびかかる構築体を細胞、特に動物細胞に導入するた
めのベクターおよび他の手段を用い、遺伝的に細胞、特に動物細胞、好ましくは
哺乳動物細胞、最も好ましくはヒト細胞を、多数の重要な用途のために作成する
ことができる。そうするために、まず所望のキメラタンパク質の真核生物(好ま
しくは動物)細胞における発現を指令するための発現ベクターまたは核酸構築体
を供し、次いで、組換えDNAを、細胞の少なくとも一部においてDNA摂取お
よび導入されたDNAの発現を可能とするように細胞に導入する。異種遺伝子発
現のために細胞にDNAを導入するための種々の方法および物質を使用すること
ができ、そのうち種々のものがよく知られているかおよび/または商業的に入手
することができる。
Using nucleic acid sequences encoding the fusion protein, nucleic acid constructs for directing its expression in eukaryotic cells, and vectors and other means for introducing such constructs into cells, especially animal cells, Genetically cells, especially animal cells, preferably mammalian cells, most preferably human cells, can be created for a number of important applications. To do so, one first provides an expression vector or nucleic acid construct for directing expression of the desired chimeric protein in eukaryotic (preferably animal) cells, and then transforms the recombinant DNA into at least a portion of the cells. The cells are introduced so as to allow ingestion and expression of the introduced DNA. Various methods and materials for introducing DNA into cells for heterologous gene expression can be used, various of which are well known and / or commercially available.

【0037】 かくして、本発明の1つの目的は、細胞、好ましく動物細胞において、ここに
記載したごとき融合タンパク質を多量体化するための方法である。再度キャップ
するために、融合タンパク質のうちの1つは本発明のC3ラパログに結合でき、
少なくとも1つのFKBPドメインおよびそれに対して異種の少なくとも1つの
ドメインを含有する。第2の融合タンパク質は少なくとも1つのFRBドメイン
および少なくとも1つのそれに対して異種のドメインを含有し、C3ラパログの
融合タンパク質および1以上の分子との三部複合体を形成できるものである。い
くつかの具体例において、融合タンパク質上に存在する異種ドメインの1以上も
また他の融合タンパク質上に存在する、すなわち、2つの融合タンパク質は1以
上の共通の異種ドメインを有する。他の具体例において、各融合タンパク質は1
以上の異なる異種ドメインを含有する。
Thus, one object of the present invention is a method for multimerizing a fusion protein as described herein in a cell, preferably an animal cell. To recap, one of the fusion proteins can bind to the C3 rapalog of the invention,
It contains at least one FKBP domain and at least one domain heterologous thereto. The second fusion protein contains at least one FRB domain and at least one heterologous domain, and is capable of forming a tripartite complex with the C3 rapalog fusion protein and one or more molecules. In some embodiments, one or more of the heterologous domains present on the fusion protein is also present on another fusion protein, ie, the two fusion proteins have one or more common heterologous domains. In another embodiment, each fusion protein has 1
It contains these different heterologous domains.

【0038】 該方法は、細胞が位置する培養培地にラパログを添加し、あるいは細胞が位置
する生物にラパログを投与することによって適当に作成された細胞をC3ラパロ
グと接触させることを含む。細胞は、好ましくは、真核生物細胞、より好ましく
は動物細胞、最も好ましくは哺乳動物細胞である。霊長類細胞、特にヒト細胞は
、特に興味深い。C3ラパログのヒトまたは非ヒト動物への投与は、医薬上許容
される組成物および投与経路を用いて行うことができる。1以上の医薬上許容さ
れる担体、緩衝液または他の賦形剤と共にC3ラパログを含有する医薬上許容さ
れる組成物の経口投与は現在最大に興味深い。
The method comprises contacting the appropriately prepared cells with a C3 rapalog by adding the rapalog to the culture medium in which the cells are located, or by administering the rapalog to the organism in which the cells are located. The cells are preferably eukaryotic cells, more preferably animal cells, most preferably mammalian cells. Primate cells, especially human cells, are of particular interest. Administration of the C3 rapalog to humans or non-human animals can be performed using pharmaceutically acceptable compositions and administration routes. Oral administration of a pharmaceutically acceptable composition containing C3 rapalog together with one or more pharmaceutically acceptable carriers, buffers or other excipients is currently of greatest interest.

【0039】 本発明の特別の目的は、前記したごとく、ラパログ−依存的に標的遺伝子の転
写を誘導する方法である。該細胞は、典型的には、2つの融合タンパク質をコー
ドする組換えDNAに加えて、ラパマイシンまたはラパログとの融合タンパク質
の複合体の存在に応答してDNA配列に作動可能に連結した標的遺伝子を含む標
的遺伝子構築体を含有する。標的遺伝子構築体は組換え体であってもよく、標的
遺伝子および/またはそれに連結した調節核酸配列は宿主細胞に関して異種であ
り得る。ある具体例においては、細胞は、FKBP融合タンパク質に結合し、宿
主細胞の内因性FKBPおよび/またはFRB含有タンパク質への結合よりも検
出可能な優先性を持ってFRB融合タンパク質とで複合体に参画するC3ラパロ
グとの接触に対して応答性である。
A particular object of the present invention is a method for inducing the transcription of a target gene in a rapalog-dependent manner, as described above. The cells typically contain, in addition to recombinant DNA encoding the two fusion proteins, a target gene operably linked to the DNA sequence in response to the presence of the complex of the fusion protein with rapamycin or rapalog. Containing target gene constructs. The target gene construct may be recombinant, and the target gene and / or the regulatory nucleic acid sequence linked thereto may be heterologous with respect to the host cell. In certain embodiments, the cells bind to the FKBP fusion protein and participate in a complex with the FRB fusion protein with detectable preference over binding to the host cell's endogenous FKBP and / or FRB-containing protein. Responsive to contact with the C3 rapalog.

【0040】 本発明のもう1つの特別な目的は、前記したごとく、ラパログ−依存的に細胞
の死滅を誘導する方法である。かかる細胞においては、少なくとも1つの融合タ
ンパク質、通常は2つの融合タンパク質上の異種ドメインの少なくとも1つは、
クラスタリングに際して、細胞のアポトーシスをトリガーする、FASまたはT
NF−R1の細胞内ドメインのごときドメインである。
Another particular object of the invention is a method for inducing cell death in a rapalog-dependent manner, as described above. In such cells, at least one of the heterologous domains on at least one fusion protein, usually two fusion proteins,
FAS or T triggers cell apoptosis upon clustering
It is a domain such as the intracellular domain of NF-R1.

【0041】 本発明のもう1つの特別の目的は、前記したごとく、ラパログ−依存的に細胞
成長、分化または増殖を誘導する方法である。かかる細胞において、融合タンパ
ク質の少なくとも1つの異種ドメインの少なくとも1つは、例えば、細胞の成長
、分化または増殖を媒介するホルモンに対する受容体の細胞内ドメイン、または
かかるシグナリングの下流メディエーターのごときシグナリングドメインである
。細胞の成長、分子および/または増殖は、かかるシグナリングに続く。かかる
クラスタリングは、天然では、ホルモン結合に続いて、本発明の作成された細胞
においてはC3ラパログとの接触に続いて起こる。
Another particular object of the present invention is a method for inducing cell growth, differentiation or proliferation in a rapalog-dependent manner, as described above. In such cells, at least one of the at least one heterologous domain of the fusion protein is, for example, an intracellular domain of a receptor for a hormone that mediates cell growth, differentiation or proliferation, or a signaling domain such as a downstream mediator of such signaling. is there. Cell growth, molecules and / or proliferation follows such signaling. Such clustering naturally occurs following hormone binding and, in the created cells of the invention, contact with the C3 rapalog.

【0042】 ヒト起源の細胞はヒト遺伝子治療用途で好ましいが、種々の起源(ヒトまたは
他の種)の細胞タイプを用いることができ、所望ならば、ヒト対象で使用される
生体適合性物質内にカプセル化することができる。
While cells of human origin are preferred for human gene therapy applications, cell types of various origins (human or other species) can be used, and if desired, within biocompatible materials used in human subjects. Can be encapsulated.

【0043】 また、前記作成の細胞を生産するための物質または方法も提供される。この目
的は、標的遺伝子構築体のごときいずれかの所望の補助的組換え核酸と主に、組
換え核酸、典型的には融合タンパク質をコードするDNA分子を供し、次いで細
胞による核酸摂取を可能とする条件下で組換え核酸を宿主細胞に導入することに
よって適合される。かかるトランスフェクションは、培養に維持された宿主細胞
を用いて半ビボで行うことができる。培養中に作成された細胞は、引き続いて、
例えば半ビボ遺伝子治療用途において宿主生物に導入することができる。かくし
て、そのようにすることは、ここに提供されるC3ラパログの存在に対して(こ
こに記載するごとく)反応性である、宿主生物、好ましくはヒトまたは非ヒト哺
乳動物を提供する方法を構成する。別法として、ヒトまたは非ヒト宿主生物に存
在する宿主細胞を用いてイン・ビボで行うことができる。かかる場合において、
1以上の宿主生物の細胞による核酸の摂取を可能とする条件下で、核酸分子を直
接的に宿主生物に導入する。かくして、このアプローチはC3ラパログの存在に
対して(ここに記載するごとく)反応性である宿主生物、好ましくはヒトまたは
非ヒト哺乳動物を提供する別の方法を構成する。培養または全生物中の細胞への
DNAおよびRNAの導入のための種々の物質および方法は当該分野で知られて
おり、本発明の実施で使用するのに適合させることができる。
Also provided are substances or methods for producing the cells of the above-mentioned generation. The purpose of this is to provide any desired auxiliary recombinant nucleic acid, such as a target gene construct, and primarily a recombinant nucleic acid, typically a DNA molecule encoding a fusion protein, and then allow uptake of the nucleic acid by cells. The adaptation is carried out by introducing the recombinant nucleic acid into the host cell under the following conditions. Such transfection can be performed ex vivo using host cells maintained in culture. Cells created in culture are subsequently
For example, it can be introduced into a host organism in ex vivo gene therapy applications. Thus, doing so constitutes a method of providing a host organism, preferably a human or non-human mammal, that is responsive to the presence of the C3 rapalog provided herein (as described herein). I do. Alternatively, it can be performed in vivo using host cells present in a human or non-human host organism. In such cases,
The nucleic acid molecule is introduced directly into the host organism under conditions that allow uptake of the nucleic acid by cells of one or more host organisms. Thus, this approach constitutes another method of providing a host organism, preferably a human or non-human mammal, that is responsive to the presence of the C3 rapalog (as described herein). Various materials and methods for introducing DNA and RNA into cells in culture or in whole organisms are known in the art and can be adapted for use in the practice of the present invention.

【0044】 他の目的は本明細書中に記載したごとく作成された細胞を用いて達成される。
例えば、ラパログが融合タンパク質とで複合体を形成するのを可能とする有効量
C3ラパログとここに記載されたごとく作成された細胞とを接触させることによ
って本発明の融合タンパク質を多量体化する方法が提供される。融合タンパク質
の多量体化が標的遺伝子の転写をトリガーする具体例においては、これは、標的
遺伝子の発現を活性化する方法を構成する。融合タンパク質が1以上のシグナリ
ングドメインを含有する具体例においては、これは細胞シグナル形質導入経路を
活性化する方法を構成する。細胞成長、増殖、分化または細胞死滅をトリガーす
るクラスタリングに続いてのその能力に基づいてシグナリングドメインが選択さ
れる特別の具体例において、C3ラパログ−媒介クラスタリングは、当てはまる
ごとく、細胞の成長、増殖、分化または細胞死滅を作動させる方法を構成する。
これらの方法は、ヒト患者を含めた細胞培養または全生物において行うことがで
きる。前者の場合においては、ラパマイシンまたはラパログを培養培地に添加す
る。後者の場合においては、(医薬組成物または動物組成物の形態であってもよ
い)ラパマイシンまたはラパログを全生物に、例えば、経口、非経口等で投与す
る。好ましくは、動物に投与されたC3ラパログの用量は、受容体において過度
な免疫抑制を引き起こすであろう用量レベル未満である。
[0044] Other objects are achieved by using cells generated as described herein.
For example, a method of multimerizing a fusion protein of the invention by contacting a cell produced as described herein with an effective amount of C3 rapalog that allows the rapalog to form a complex with the fusion protein. Is provided. In embodiments where multimerization of the fusion protein triggers transcription of the target gene, this constitutes a method of activating expression of the target gene. In embodiments where the fusion protein contains one or more signaling domains, this constitutes a method of activating the cell signal transduction pathway. In particular embodiments where the signaling domain is selected based on its ability to trigger cell growth, proliferation, differentiation or cell killing, C3 rapalog-mediated clustering may be applied to cell growth, proliferation, A method for activating differentiation or cell killing is provided.
These methods can be performed in cell culture or whole organisms, including human patients. In the former case, rapamycin or rapalog is added to the culture medium. In the latter case, rapamycin or rapalog (which may be in the form of a pharmaceutical or animal composition) is administered to the whole organism, for example, orally, parenterally or the like. Preferably, the dose of C3 rapalog administered to the animal is below the dose level that would cause excessive immunosuppression at the receptor.

【0045】 また、ここに記載したごとき細胞またはヒトもしくは非ヒト動物の遺伝的作成
で用いられるキットが提供される。1つのかかるキットは、本発明の融合タンパ
ク質をコードする1以上の組換え核酸構築体を含有する。組換え核酸構築体は、
一般に、動物細胞への導入に適し、その中での融合タンパク質の発現を指令する
ことができる真核生物発現ベクターの形態であろう。かかるベクターは本明細書
中の他の箇所に記載されたウイルスベクターであってもよい。また、該キットは
コードされた融合タンパク質とで複合体を形成することができる本発明のC3ラ
パログの試料を含有することができる。該キットは、さらに、1以上の融合タン
パク質に結合することができるが、双方とで複合体を形成することができないF
K506またはいくつかの他の化合物のごとき多量体化アンタゴニストを含有す
ることができる。ある具体例においては、融合タンパク質をコードする組換え核
酸構築体は、1以上の異種ドメインをコードするDNAの代わりにクローニング
部位を含有し、かくして、実行者が選択された異種ドメインをコードするDNA
を導入するのを可能とする。いくつかの具体例において、該キットは、本明細書
中の他の箇所でより詳しく記載するごとく、複合体化融合タンパク質の存在に対
して反応性であるDNA配列に連結した標的遺伝子またはクローニング部位を含
有する標的遺伝子構築体を含有する。該キットは含まれた核酸構築体を同定する
パッケージインサート、および/または構築体を宿主細胞または生物に導入する
ための指示書を含有することができる。
Also provided are kits for use in the genetic production of cells or human or non-human animals as described herein. One such kit contains one or more recombinant nucleic acid constructs encoding a fusion protein of the invention. The recombinant nucleic acid construct is
Generally, it will be in the form of a eukaryotic expression vector suitable for introduction into animal cells and capable of directing the expression of the fusion protein therein. Such a vector may be a viral vector described elsewhere herein. The kit may also contain a sample of the C3 rapalog of the present invention capable of forming a complex with the encoded fusion protein. The kit can further bind to one or more fusion proteins, but cannot form a complex with both.
It can contain a multimerizing antagonist such as K506 or some other compound. In certain embodiments, the recombinant nucleic acid construct encoding the fusion protein contains a cloning site in place of the DNA encoding one or more heterologous domains, and thus the DNA encoding the heterologous domain selected by the practitioner.
Can be introduced. In some embodiments, the kit comprises a target gene or cloning site linked to a DNA sequence that is reactive to the presence of the complexed fusion protein, as described in more detail elsewhere herein. And a target gene construct containing The kit can include a package insert that identifies the included nucleic acid construct, and / or instructions for introducing the construct into a host cell or organism.

【0046】 (発明の詳細な記載) 定義 以下の定義および方向づけ情報は本明細書の十分な理解のための助けになるで
あろう。
Detailed Description of the Invention Definitions The following definitions and orientation information will assist in a thorough understanding of the present specification.

【0047】 FRBドメインは、FKBPタンパク質およびラパマイシン(または本発明の
C3ラパログ)とで三部複合体を形成することができる典型的には少なくとも約
89のアミノ酸残基のポリペプチド領域(タンパク質「ドメイン」)である。F
RBドメインは、ヒトおよび他の種からの(「RAPT1」または「RAFT」
とも文献で言われている)FRAPタンパク質;Tor1およびTor2を含め
た酵母タンパク質;およびカンジダFRAPホモログを含めた多数の天然に生じ
るタンパク質に存在する。ヌクレオチド配列、クローニング、およびこれらのタ
ンパク質の他の態様に関する情報は当該分野ですでに知られており、例えば、よ
く知られた方法および公開された配列に基づいてPCRプライマーを用い、所望
のFRBタンパク質配列をコードするDNAの構成またはクローニングを可能と
する。
The FRB domain is a polypeptide region (typically a protein “domain”) of at least about 89 amino acid residues capable of forming a tripartite complex with the FKBP protein and rapamycin (or the C3 rapalog of the present invention). "). F
The RB domain is derived from human and other species ("RAPT1" or "RAFT"
It is present in a number of naturally occurring proteins, including FRAP proteins; yeast proteins, including Tor1 and Tor2; and Candida FRAP homologs. Information on nucleotide sequences, cloning, and other aspects of these proteins is already known in the art, for example, using the PCR primers based on well-known methods and published sequences to obtain the desired FRB protein. It allows the construction or cloning of the DNA encoding the sequence.

【0048】[0048]

【表1】 本発明で用いられるFRBドメインは、一般的には、少なくとも約89−10
0アミノ酸残基を含有する。Chiuら、前掲、の図2は保存されたFRB領域
を含む、ヒトFRAP、ネズミFRAP、S.cerevisiae TOR1
およびS.cerevisiae TOR2の160アミノ酸スパンを示す。典
型的には、本発明の融合タンパク質で用いるために選択されたFRP配列は、配
列がその図面中で番号を付されているごとく、少なくとも89−アミノ酸配列G
lu−39ないしLys/Arg−127にわたるであろう。参照のために、C
henらまたはSabitiniらのナンバリングを用いて、89−アミノ酸配
列はヒトFRAPの場合にはGlu−2025ないしLys−2113と、To
r2の場合にはGlu−1965ないしLys−2053と、およびTor1の
場合にはGlu−1962ないしArg−2050と番号づけされる。本発明の
融合タンパク質で用いられるFRBドメインは、(例えば、ここに引用されたF
RAP/RAFT/RAPTおよびTor−関連文献で使用されるかかる結合を
検出する手段を含めた、かかる結合を検出するための直接的または間接的いずれ
かの方法によって測定できるごとく)本発明のラパマイシンまたはC3ラパログ
に結合したFKBPタンパク質の複合体に結合することができるであろう。かか
るFRBドメインのペプチド配列は、(a)少なくとも前記したタンパク質の示
された89−アミノ酸領域または相同タンパク質の対応する領域にわたる天然に
生じるペプチド配列;(b)天然に生じるペプチド配列の約10(好ましくは1
−5、より好ましくは1−3)アミノ酸が欠失され、挿入され、または代替アミ
ノ酸で置換された天然に生じるFRB配列の変異体;または(c)天然に生じる
FRBドメインをコードするDNA分子に選択的にハイブリダイズすることがで
きるDNA配列によって、遺伝暗号の縮重を除き、あるいは天然に生じるFRB
ドメインをコードするDNA分子に選択的にハイブリダイズすることができるD
NA配列によってコードされたペプチド配列を含む。好ましいFRBトリプル突
然変異体は後記する実験例に開示される。
[Table 1] The FRB domains used in the present invention generally will have at least about 89-10
Contains 0 amino acid residues. FIG. 2 of Chiu et al., Supra, contains a human FRAP, murine FRAP, S. cerevisiae TOR1
And S.I. 1 shows a 160 amino acid span of cerevisiae TOR2. Typically, the FRP sequences selected for use in the fusion proteins of the invention will have at least an 89-amino acid sequence G, as the sequences are numbered in the figure.
Will range from lu-39 to Lys / Arg-127. For reference, C
Using the numbering of Hen et al. or Sabitini et al., the 89-amino acid sequence is Glu-2025 to Lys-2113 in the case of human FRAP,
In the case of r2, they are numbered Glu-1965 to Lys-2053, and in the case of Tor1, they are numbered Glu-1962 to Arg-2050. The FRB domains used in the fusion proteins of the present invention may include (for example, F
The rapamycin of the present invention or as determined by either direct or indirect methods for detecting such binding, including the means for detecting such binding used in RAP / RAFT / RAPT and Tor-related literature). It could bind to a complex of FKBP protein bound to C3 rapalog. The peptide sequence of such an FRB domain may be (a) a naturally occurring peptide sequence that spans at least the indicated 89-amino acid region of the aforementioned protein or a corresponding region of a homologous protein; Is 1
-5, more preferably 1-3) a variant of a naturally occurring FRB sequence in which amino acids have been deleted, inserted or substituted with alternative amino acids; or (c) a DNA molecule encoding a naturally occurring FRB domain. Depending on the DNA sequence that can be selectively hybridized, the degeneracy of the genetic code can be eliminated or the naturally occurring FRB
D that can selectively hybridize to DNA molecules encoding the domain
Includes the peptide sequence encoded by the NA sequence. Preferred FRB triple mutants are disclosed in the experimental examples below.

【0049】 FKBP(FK506結合タンパク質)はFK506、FK520およびラパ
マイシンのごときマクロライトに対する細胞質受容体であり、種系を横切って高
度に保存されている。本開示の目的では、FKBPは、本発明のラパマイシンま
たはC3ラパログに結合し、さらにFRB−含有タンパク質とで三部複合体を形
成することができるタンパク質またはタンパク質ドメインである。FKBPドメ
インは「ラパマイシン結合ドメイン」ともいうことができる。種々のFKBP種
のヌクレオチド配列、クローニング、および態様に関する情報は当該分野ですで
に知られており、例えば、よく知られた方法および好評された配列に基づいたP
CRプライマーを用い、所望のFKBPペプチド配列をコードするDNAの合成
またはクローニングを可能とする。例えば、Staendartら、1990、
Nature 346,671−674(ヒトFKBP12);Kay、199
6、Biochem、J.314,361−385(レビュ)参照。他の哺乳動
物種、酵母、および他の生物における相同FKBPタンパク質も当該分野で公知
であり、本明細書中で開示される融合タンパク質で使用することができる。例え
ば、Kay,1996,Biochem.J.314,361−385(レビュ
)参照。本発明で用いられるFKBPドメインのサイズは、いずれのFKBPタ
ンパク質が使用されるかに応じて変化する。本発明の融合タンパク質のFKBP
ドメインは本発明のラパマイシンまたはC3ラパログに結合し、(かかる結合を
検出するための直接的または間接的いずれかの手段によって測定することができ
るごとく) FRB−含有タンパク質とで三部複合体で参画することができるで あろう。本発明のFKBP融合タンパク質のFKBPドメインのペプチド配列は
、(a)(後記にて例示される)好ましくはヒトFKBP12タンパク質に由来
する天然に生じるFKBPペプチド配列またはネズミまたは他の哺乳動物FKB
Pからの、またはいくつかの他の動物、酵母または菌類FKBPからのもう1つ
のヒトFKBPに由来するペプチド配列;(b)天然に生じるペプチド配列の約
10までの(好ましくは1−5、より好ましくは1−3、およびいくつかの具体
例では丁度1)アミノ酸が欠失され、挿入され、または代替アミノ酸で置換され
た天然に生じるFKBP配列の変異体;または(c)天然に生じるFKBPをコ
ードするDNA分子に選択的にハイブリダイズすることができるDNA配列によ
って、あるいは遺伝暗号の縮重を除き、天然に生じるFKBPをコードするDN
A分子に選択的にハイブリダイズすることができるDNA配列によってコードさ
れたペプチド配列を含む。
FKBP (FK506 binding protein) is a cytoplasmic receptor for macrolites such as FK506, FK520 and rapamycin and is highly conserved across species systems. For the purposes of this disclosure, FKBP is a protein or protein domain that binds to a rapamycin or C3 rapalog of the invention and is capable of forming a tripartite complex with an FRB-containing protein. An FKBP domain can also be referred to as a "rapamycin binding domain." Information on the nucleotide sequences, cloning, and aspects of the various FKBP species is already known in the art, and includes, for example, PPS based on well-known methods and popular sequences.
The CR primer allows the synthesis or cloning of DNA encoding the desired FKBP peptide sequence. For example, Staendart et al., 1990,
Nature 346, 671-674 (human FKBP12);
6, Biochem, J .; 314, 361-385 (Review). Homologous FKBP proteins in other mammalian species, yeast, and other organisms are also known in the art and can be used in the fusion proteins disclosed herein. See, for example, Kay, 1996, Biochem. J. 314, 361-385 (Review). The size of the FKBP domain used in the present invention will vary depending on which FKBP protein is used. FKBP of fusion protein of the present invention
The domain binds to the rapamycin or C3 rapalog of the present invention and participates in a tripartite complex with the FRB-containing protein (as can be measured by either direct or indirect means to detect such binding). Will be able to do that. The peptide sequence of the FKBP domain of the FKBP fusion protein of the present invention may be (a) a naturally occurring FKBP peptide sequence derived from a human FKBP12 protein (exemplified below) or a murine or other mammalian FKB.
A peptide sequence from another human FKBP from P or from some other animal, yeast or fungal FKBP; (b) up to about 10 (preferably 1-5, more preferably Preferably 1-3, and in some embodiments just 1) a variant of a naturally occurring FKBP sequence in which amino acids have been deleted, inserted or substituted with alternative amino acids; or (c) a naturally occurring FKBP A DNA sequence encoding a naturally occurring FKBP by a DNA sequence capable of selectively hybridizing to the encoding DNA molecule or by removing the degeneracy of the genetic code.
Includes a peptide sequence encoded by a DNA sequence capable of selectively hybridizing to the A molecule.

【0050】 本明細書中でそのフレーズが使用されるごとき「選択的にハイブリダイズする
ことができる」とは、当業者によって選択できるかまたは容易に経験的に決定す
ることができるハイブリダイゼーション条件下で他のDNA分子の存在にもかか
わらず2つのDNA分子が相互とのハイブリダイゼーションに対して感受性であ
ることを意味する。かかる処理は、室温ないし65−750℃の範囲の温度での
、0.2ないし6×SSCを含有する、および/または0.1%ないし1%SD
Sを含有する緩衝液での徹底的洗浄のごとき高ストリンジェンシーの条件を含む
。例えば、F.M.Ausudelら編、Short Protocols i
n Molecular Biology, ユニット6.3および6.4(J
ohn Wiley and Sons, New York第3版, 199
5)参照。
As used herein, the phrase “selectively hybridizable” refers to hybridization conditions that can be selected by one of ordinary skill in the art or readily determined empirically. Means that the two DNA molecules are susceptible to hybridization with each other despite the presence of other DNA molecules. Such a treatment may comprise 0.2 to 6 × SSC and / or 0.1% to 1% SD at a temperature ranging from room temperature to 65-750 ° C.
Includes high stringency conditions, such as thorough washing with S-containing buffers. For example, F. M. Aududel et al. Ed., Short Protocols i
n Molecular Biology, units 6.3 and 6.4 (J
ohn Wiley and Sons, New York Third Edition, 199.
See 5).

【0051】 用語「タンパク質」、「ポリペプチド」および「ペプチド」は本明細書中では
交換可能に使用される。
The terms “protein,” “polypeptide,” and “peptide” are used interchangeably herein.

【0052】 本明細書中でその用語が用いられるごとく、「核酸構築体」とは、その用語が
後記にて定義されるごとく一般的には組換え体である、遊離形態(すなわち、他
の核酸配列に共有結合してない)で存在でき、あるいはDNAベクター、レトロ
ウイルスまたは他のウイルスベクターまたは遺伝子工学で作成された宿主細胞の
染色体のごときより大きな分子内に存在することができる、本発明の実施で使用
される核酸(通常はDNA、しかし例えばレトロウイルス送達系におけるRNA
を含む)を示す。特に興味のある核酸構築体は、本発明の融合タンパク質をコー
ドするまたは標的遺伝子および発現制御エレメントを含むものである。該構築体
は、さらに、暗号領域またはその遺伝子産物の転写、翻訳および/または他のプ
ロセッシングの調節に関連する以下のエレメント:転写プロモーターおよび/ま
たはエンハンサー配列、リボソーム結合部位、イントロン等のうちの1以上を含
む核酸部分を含むことができる。
As used herein, the term “nucleic acid construct” refers to the free form (ie, other forms) that are generally recombinant, as the term is defined below. (Not covalently linked to a nucleic acid sequence) or present in a larger molecule, such as a chromosome of a DNA vector, retrovirus or other viral vector or a genetically engineered host cell. (Usually DNA, but eg RNA in a retroviral delivery system)
). Of particular interest are nucleic acid constructs that encode the fusion proteins of the invention or that include target genes and expression control elements. The construct may further comprise one of the following elements involved in the regulation of transcription, translation and / or other processing of the coding region or its gene product: transcriptional promoter and / or enhancer sequences, ribosome binding sites, introns, etc. A nucleic acid portion containing the above can be included.

【0053】 本明細書中でその用語が用いられるごとく、「組換え」、「キメラ」および「
融合」とは、それらが天然では同一の配置では一緒に生じない意味で、相互に異
種である種々の構成要素ドメイン、配列または他の構成要素を含む物質を示す。
より具体的には、構成要素タンパク質は少なくとも同一の細胞または順序または
向きではなく、または本発明のキメラタンパク質または組換えDNA分子に存在
する同一間隔にて、天然では同一の連続的なポリペプチドまたはヌクレオチド配
列または分子では該構成要素部分は見いだされない。
As used herein, the terms “recombinant”, “chimeric” and “chimeric”
"Fusion" refers to materials that include various component domains, sequences or other components that are heterogeneous with respect to one another in the sense that they do not naturally occur together in the same arrangement.
More specifically, the component proteins are at least not in the same cell or order or orientation, or at the same intervals present in the chimeric protein or recombinant DNA molecule of the invention, naturally identical and continuous polypeptides or The component part is not found in the nucleotide sequence or molecule.

【0054】 「転写制御エレメント」とは、それらが作動可能に連結したタンパク質コーデ
ィング配列の転写を誘導または制御する、開始シグナル、エンハンサーおよびプ
ロモーターのごとく調節DNA配列を示す。用語「エンハンサー」とは、プロモ
ーターからの転写を増加させ、刺激し、または増強することができる調節エレメ
ントを含めるつもりである。かかる転写調節構成要素は暗号配列の上流に、また
はある場合には(例えばエンハンサー)、イントロン、エクソン、暗号領域およ
び3’隣接配列のごとき他の位置に存在することができる。
“Transcription control elements” refers to regulatory DNA sequences, such as initiation signals, enhancers and promoters, that direct or control the transcription of a protein coding sequence to which they are operably linked. The term "enhancer" is intended to include regulatory elements that can increase, stimulate, or enhance transcription from a promoter. Such transcriptional regulatory components can be located upstream of the coding sequence or, in some cases (eg, enhancers), at other positions, such as introns, exons, coding regions and 3 'flanking sequences.

【0055】 「二量体化」、「オリゴマー化」および「多量体化」は本明細書中では相互交
換して使用され、薬物のタンパク質の少なくとも1つへの結合によって媒介され
た、2以上のタンパク質分子の会合またはクラスタリングをいう。好ましい具体
例において、多量体化は2以上のかかるタンパク質分子の共通の二価または多価
薬物への結合によって媒介される。少なくとも二価(例えば、FK1012また
はAP1510)であるFKBPリガンドの1以上の分子と共に、そのうちの各
々が1以上のFKBPドメインを含有する、2以上のタンパク質分子を含む複合
体の形成はかかる会合またはクラスタリングの例である。タンパク質の少なくと
も1つが1を超える薬物結合ドメインを含有する場合、例えば、タンパク質の少
なくとも1つが3つのFKBPドメインを含有する場合、二価薬物の存在は2を
超えるタンパク質分子のクラスタリングに導く。薬物結合ドメインを担持するタ
ンパク質に結合するその能力において薬物が二価を超える(例えば、三価)具体
例の結果、2を超えるタンパク質分子のクラスタリングがもたらされ得る。少な
くとも1つのFRBドメインを含有するタンパク質、少なくとも1つのFKBP
ドメインを含有するタンパク質およびラパマイシンの分子を含む三部複合体の形
成はかかるタンパク質のクラスタリングのもう1つの例である。本発明のある具
体例においては、融合タンパク質は複数のFRBおよび/またはFKBPドメイ
ンを含有する。かかるタンパク質の複合体は1を超えるラパマイシンの分子また
はその誘導体または他の二量体化剤および1を超えるコピーの1以上の構成タン
パク質を含有することができる。再度、かかる多量体複合体は、たとえ1以上が
複数のコピーによって表されても、3つのタイプの構成分子の存在を示すために
ここでは依然として三部複合体という。少なくとも1つの二価薬物および少なく
とも2つのタンパク質分子(その各々は少なくとも1つの薬物結合ドメインを含
有する)を含有する複合体の形成は「オリゴマー化」または「多量体化」、ある
いは単純に「二量体化」、「クラスタリング」または「会合」ということができ
る。
“Dimerization”, “oligomerization” and “multimerization” are used interchangeably herein and are mediated by the binding of a drug to at least one of two or more proteins. Refers to the association or clustering of protein molecules. In a preferred embodiment, multimerization is mediated by the binding of two or more such protein molecules to a common divalent or multivalent drug. With one or more molecules of a FKBP ligand that is at least bivalent (eg, FK1012 or AP1510), the formation of a complex comprising two or more protein molecules, each of which contains one or more FKBP domains, involves such association or clustering. This is an example. If at least one of the proteins contains more than one drug binding domain, for example, if at least one of the proteins contains three FKBP domains, the presence of a bivalent drug will lead to clustering of more than two protein molecules. Embodiments in which a drug is more than divalent (eg, trivalent) in its ability to bind to a protein bearing a drug binding domain can result in clustering of more than two protein molecules. Protein containing at least one FRB domain, at least one FKBP
The formation of a tripartite complex containing a protein containing a domain and a molecule of rapamycin is another example of clustering of such proteins. In certain embodiments of the invention, the fusion protein contains multiple FRB and / or FKBP domains. Such a complex of proteins can contain more than one molecule of rapamycin or a derivative or other dimerizing agent and more than one copy of one or more constituent proteins. Again, such multimeric complexes are still referred to herein as tripartite complexes, even though one or more are represented by multiple copies, to indicate the presence of three types of constituent molecules. The formation of a complex containing at least one bivalent drug and at least two protein molecules, each containing at least one drug binding domain, is "oligomerization" or "multimerization" or simply "bimerization". It can be referred to as "merization", "clustering" or "association".

【0056】 「二量体化剤」は、多量体複合体において2以上のタンパク質を一緒に結び付
ける本発明のC3ラパログを示す。
“Dimerizing agent” refers to a C3 rapalog of the present invention that links two or more proteins together in a multimeric complex.

【0057】 遺伝子の発現または転写にここで適用される「活性化する」とは、遺伝子産物
の生産における直接的にまたは間接的に観察できる増加を示す。
“Activate” as applied herein to the expression or transcription of a gene refers to a directly or indirectly observable increase in the production of a gene product.

【0058】 「遺伝的に作成された細胞」とは、組換えまたは異種核酸(例えば、1以上の
DNA構築体またはそのRNAカウンターパート)の導入によって修飾された(
「形質導入された」)細胞を示し、さらに、かかる遺伝的修飾の一部または全て
を保有するかかる細胞の子孫を含む。
“Genetically created cells” are modified by the introduction of recombinant or heterologous nucleic acids (eg, one or more DNA constructs or their RNA counterparts) (
"Transduced") cells, and further includes the progeny of such cells that carry some or all of such genetic modification.

【0059】 「治療上有効量」の本発明のC3ラパログは、治療的−または予防的−有効量
、例えば、遺伝的に作成された細胞において検出可能な標的遺伝子の転写または
細胞の成長、増殖、分化、死滅等を生じる用量、あるいは動物または細胞培養モ
デルで得られたデータからの外挿によって治療的−または予防的−に効果的であ
ることが予測される用量を示す。治療上有効量は、通常、ヒトまたは非ヒト哺乳
動物で好ましい。
A “therapeutically effective amount” of a C3 rapalog of the invention is a therapeutically or prophylactically effective amount, eg, transcription of a target gene detectable in genetically created cells or cell growth, proliferation. , A dose that is expected to be therapeutically or prophylactically effective by extrapolation from data obtained in animal or cell culture models. A therapeutically effective amount is usually preferred for human or non-human mammals.

【0060】 本発明は、C3ラパログを用いて遺伝的に作成された細胞においてキメラタン
パク質を多量体化するための方法および物質を含む。種々の二量体化−ベースの
生物学的スイッチの設計および実施は、とりわけ、Spencerらおよびここ
に引用された種々の国際特許出願に報告されている。また、この一般的アプロー
チの成功した適用の他の説明も報告されている。エフェクタードメインに融合し
たFRBドメインを含有するキメラタンパク質もRiveraら、 1996、
Nature Madicine 2, 1028−1032ならびにWO9
6/41865(Clacksonら)およびWO95/33052(Berl
inら)に開示されている。前記したごとく、融合タンパク質は、それらを含有
する融合タンパク質のリガンド−媒介「二量体化」または「多量体化」を介して
エフェクタードメインの会合が所望の遺伝子の転写、細胞死滅、細胞増殖等のご
とき所望の生物学的事象をトリガーするように設計される。例えば、T細胞受容
体CD3ゼータードメインの細胞内部分に由来する作用ドメインを含有するキメ
ラタンパク質のクラスタリングは、IL−2プロモーターまたはそれに由来する
プロモーターエレメントの転写制御下で遺伝子の転写をトリガーする。他の具体
例において、該作用ドメインは、オリゴマー化に際して、細胞のアポトーシスを
トリガーすることができる、FASまたはTNF−アルファ受容体(TNFアル
ファ−R1)のごときタンパク質の細胞内部分に由来するドメインを含む。さら
に他の具体例において、該作用ドメインは、キメラタンパク質のオリゴマー化が
、DNA結合ドメイン(それと特異的に結合相互作用できる)によって認識され
たDNA配列に結合した遺伝子の転写をトリガーする転写因子複合体の組立体を
表すように対となった、GAL4またはZFHD1のごときDNA−結合ドメイ
ンおよびVP1−16またはP65のごとき転写活性化ドメインを含む。
[0060] The present invention includes methods and materials for multimerizing chimeric proteins in cells genetically created using the C3 rapalog. The design and implementation of various dimerization-based biological switches are reported, inter alia, in Spencer et al. And the various international patent applications cited herein. Other explanations of the successful application of this general approach have also been reported. Chimeric proteins containing an FRB domain fused to an effector domain have also been described by Rivera et al., 1996,
Nature Medicine 2, 1028-1032 and WO9
6/41865 (Clackson et al.) And WO 95/33052 (Bell
in et al.). As noted above, fusion proteins may be those in which the association of effector domains is desired via ligand-mediated "dimerization" or "multimerization" of the fusion proteins containing them, such as transcription, cell killing, cell proliferation, etc. of the desired gene. It is designed to trigger a desired biological event such as For example, clustering of chimeric proteins containing an action domain derived from the intracellular portion of the T cell receptor CD3 zeta domain triggers gene transcription under the transcriptional control of the IL-2 promoter or promoter element derived therefrom. In another embodiment, the action domain is a domain derived from the intracellular portion of a protein, such as FAS or TNF-alpha receptor (TNFalpha-R1), that can trigger cell apoptosis upon oligomerization. Including. In yet another embodiment, the action domain is a transcription factor complex in which oligomerization of the chimeric protein triggers transcription of a gene bound to a DNA sequence recognized by the DNA binding domain (which can specifically bind and interact therewith). It contains a DNA-binding domain such as GAL4 or ZFHD1 and a transcriptional activation domain such as VP1-16 or P65, paired to represent body assembly.

【0061】 例えば、標的遺伝子の転写の活性化のための、細胞の死滅または他のシグナル
形質経路、細胞局所化等のトリガリングのための1以上のリガンド−結合ドメイ
ンおよび1以上の作用ドメインを含有するキメラタンパク質はPCT/US94
/01617、PCT/US94/08008およびSpencerら、前掲、
に開示されている。リガンド−媒介遺伝子−ノックアウトのためのおよび遺伝子
発現のリガンド−媒介ブロックまたは遺伝子産物機能の阻害のためのかかるキメ
ラタンパク質のデザインおよび使用はPCT/US95/10591に開示され
ている。新規なDNA結合ドメイン標的遺伝子の調節化転写を含む具体例で有用
なそれらが結合するDNA配列は、例えば、Tomeranzら、 1995、
Science 267:93−96に開示されている。それらの文献は類似
のキメラ、標的遺伝子構築体をコードするDNA構築体のデザイン、構築および
使用、および本発明の実行者にとって有用であり得る他の態様に関連する実質的
情報、ガイダンスおよび例を提供する。
For example, one or more ligand-binding domains and one or more action domains for triggering cell killing or other signal transduction pathways, cell localization, etc., for activation of target gene transcription. The contained chimeric protein was PCT / US94
No./01617, PCT / US94 / 08008 and Spencer et al., Supra.
Is disclosed. The design and use of such chimeric proteins for ligand-mediated gene-knockout and for ligand-mediated block of gene expression or inhibition of gene product function is disclosed in PCT / US95 / 10591. The DNA sequences to which they bind, useful in embodiments involving regulated transcription of novel DNA binding domain target genes, are described, for example, in Tomeranz et al., 1995,
Science 267: 93-96. These documents provide substantial information, guidance and examples relating to the design, construction and use of similar chimeras, DNA constructs encoding target gene constructs, and other aspects that may be useful to practitioners of the present invention. provide.

【0062】 キメラ遺伝子の適当な選択によって、本発明は、特許書類およびそこに引用さ
れた他の文献に記載された系と同様にラパログ依存的に、作成された細胞におい
て、所望の遺伝子の転写を活性化し;細胞成長、増殖、分化またはアポトーシス
を作動させ;または他の生物学的事象をトリガーするのを可能とする。作成され
た細胞は、好ましくは動物細胞は培養中で増殖できるかまたは維持でき、あるい
はヒト遺伝子治療、トランスジェニック動物、および他のかかる適用の場合にお
けるごとく、全生物内に存在することができる。ラパログは、(そのようにトリ
ガーされた標的遺伝子転写、アポトーシスまたは他の生物学的プロセスをモニタ
ーすることによって間接的に観察することができる)FKBP融合タンパク質お
よびFRB融合タンパク質を多量体化するのに効果的な量で、あてはまるごとく
、作成された細胞を含有する細胞培養または生物に投与される。全生物への投与
の場合、ラパログは、ラパログおよび1以上の許容される動物または医薬希釈剤
および/または賦形剤を含有する組成物にて投与することができる。
By appropriate selection of the chimeric gene, the present invention provides for the transcription of the desired gene in the generated cells in a rapalog-dependent manner, as well as in the systems described in the patent documents and other references cited therein. To activate cell growth, proliferation, differentiation or apoptosis; or to trigger other biological events. The generated cells are preferably capable of growing or maintaining animal cells in culture, or can be present in whole organisms, as in the case of human gene therapy, transgenic animals, and other such applications. Rapalog is known to multimerize FKBP and FRB fusion proteins (which can be indirectly monitored by monitoring target gene transcription, apoptosis or other biological processes so triggered). An effective amount, as applicable, is administered to the cell culture or organism containing the produced cells. For whole organism administration, rapalog can be administered in a composition containing rapalog and one or more acceptable animals or pharmaceutical diluents and / or excipients.

【0063】 キメラタンパク質の1つに結合するが、両キメラタンパク質とで三部複合体を
形成しない化合物を多量体化アンタゴニストとして使用することができる。それ
自体、それは、ラパログの効果をブロックしまたは逆行させるのに、すなわちキ
メラの多量体化を妨げ、阻害しまたは破壊するのに効果的な量にて、(好ましく
は、全動物に投与する場合には前記した組成物にて)それらを含有する作成細胞
または生物に投与することができる。例えば、FK506、FK520またはF
KBPおよびFRAPとで三部複合体を形成しない多くの合成FKBPリガンド
のいずれかをアンタゴニストとして用いることができる。
Compounds that bind to one of the chimeric proteins but do not form a tripartite complex with both chimeric proteins can be used as multimerization antagonists. As such, it is effective to block or reverse the effects of rapalog, ie, to prevent, inhibit or destroy multimerization of the chimera (preferably when administered to all animals). (In the compositions described above) can be administered to engineered cells or organisms containing them. For example, FK506, FK520 or FK520
Any of a number of synthetic FKBP ligands that do not form a tripartite complex with KBP and FRAP can be used as antagonists.

【0064】 本発明の1つの重要な態様は、所望の遺伝子の転写のラパログ依存的な直接的
活性化のための物質および方法を提供する。1つのかかる具体例においては、2
以上の異なるキメラタンパク質の組、およびその発現を指令することができる対
応するDNA構築体が提供される。1つのかかるキメラタンパク質は1以上の転
写活性化ドメインをその作用ドメインとして含有する。他のキメラタンパク質は
1以上のDNA−結合ドメインをその作用ドメインとして含有する。本発明のラ
パログは両キメラに結合して、かくして、少なくとも1つのDNA結合ドメイン
および少なくとも1つの転写活性化ドメインを含有するダイマーまたはマルチマ
ー複合体を形成することができる。かかる複合体の形成は、標的遺伝子産物の存
在または濃度を直接的または間接的にモニターすることによって観察することが
できるごとく、それに対してDNA−結合ドメインが結合することができるDN
A配列の転写制御下にて該DNA配列に連結した標的遺伝子の転写の活性化に至
る。
One important aspect of the present invention provides materials and methods for rapalog-dependent direct activation of transcription of a desired gene. In one such embodiment, 2
A set of these different chimeric proteins and corresponding DNA constructs that can direct their expression are provided. One such chimeric protein contains one or more transcriptional activation domains as its working domain. Other chimeric proteins contain one or more DNA-binding domains as their working domains. The rapalogs of the invention can bind to both chimeras, thus forming a dimeric or multimeric complex containing at least one DNA binding domain and at least one transcriptional activation domain. The formation of such a complex, as can be observed by monitoring, directly or indirectly, the presence or concentration of the target gene product, the DN to which the DNA-binding domain can bind
Under the transcriptional control of the A sequence, the transcription of the target gene linked to the DNA sequence is activated.

【0065】 好ましくは、DNA結合ドメイン、およびそれを含有するキメラは、選択され
たDNA配列が他の、しばしば多数の他のDNA配列の存在にもかかわらず(直
接的または間接的に)選択されたDNA配列への結合が観察できるように、十分
な選択性を持ってその認識されたDNA配列へ結合する。好ましくは、選択され
たDNA配列へのDNA−結合ドメインを含むキメラの結合は、イン・ビトロ結
合実験によって、あるいはいずれかの別のDNA配列と比較して選択されたDN
A配列と会合した遺伝子の転写の相対的速度またはレベルによって測定されるご
とく、いずれかの1つの別のDNA配列への結合よりも少なくとも2、より好ま
しくは3、なおより好ましくは4を超える桁の大きさだけ大きい。
Preferably, the DNA binding domain, and the chimeras containing it, are selected (directly or indirectly) despite the presence of other, often numerous, other DNA sequences. Binds to the recognized DNA sequence with sufficient selectivity so that binding to the recognized DNA sequence can be observed. Preferably, the binding of the chimera comprising the DNA-binding domain to the selected DNA sequence is determined by in vitro binding experiments or by comparing the selected DNA with any other DNA sequence.
At least two, more preferably three, and even more preferably more than four orders of magnitude greater than the binding to any one other DNA sequence as measured by the relative rate or level of transcription of the gene associated with the A sequence. The size is big.

【0066】 いずれかの所望のアクセサリ構築体と共に、構築体のかかる組を含有するよう
に遺伝的に作成された細胞は、もしそれが所望の遺伝子の調節された転写、アポ
トーシスまたはトリガリングのごときシグナル導入経路の調節されたトリガリン
グ、もう1つの事象であれば、所望の生物学的事象のリガンド−媒介調節作動を
含めた適用で用いることができる。標的遺伝子の調節可能な発現のために作成さ
れた細胞は、例えば、標的遺伝子によってコードされた所望のタンパク質(また
は他の遺伝子産物)の調節された生産で用いることができる。かかる細胞は通常
の手段によって培養にて増殖させることができる。細胞を含有する培養培地への
ラパログの添加は、細胞による標的遺伝子の発現およびその遺伝子によってコー
ドされたタンパク質の生産に導く。遺伝子の発現およびタンパク質の生産は、培
地からさらなる多量体化剤を取り出し、培地から残存する多量体化剤を除去する
ことによって、あるいは培地に多量体化アンタゴニスト試薬を添加することによ
ってスイッチを切ることができる。
With any desired accessory construct, a cell that has been genetically engineered to contain such a set of constructs will be treated as if it were regulated transcription, apoptosis or triggering of the desired gene. Regulated triggering of signal transduction pathways, another event, can be used in applications involving ligand-mediated modulation of desired biological events. Cells created for regulatable expression of a target gene can be used, for example, in the regulated production of a desired protein (or other gene product) encoded by the target gene. Such cells can be grown in culture by conventional means. The addition of rapalog to the culture medium containing the cells leads to the expression of the target gene by the cell and the production of the protein encoded by that gene. Gene expression and protein production can be switched off by removing additional multimerizing agent from the medium and removing the remaining multimerizing agent from the medium, or by adding a multimerizing antagonist reagent to the medium. Can be.

【0067】 本発明の作成された細胞はイン・ビボで生産しおよび/または用いて、それら
を含有する動物内で細胞が所望のタンパク質または他の結果を生じるように、全
生物、好ましくは動物、特にヒトを修飾することができる。
The generated cells of the present invention are produced and / or used in vivo so that the cells produce the desired protein or other result in an animal containing them, preferably an animal, , Especially humans.

【0068】 アポトーシスの調節可能な作動を含む具体例はラパログ誘導細胞死滅に対して
感受性に作成された細胞を提供する。かかる作成された細胞は、もしそれらが望
まない特性を有しまたは生じるならば、あるいはもしそれらがもはや有用、安全
または望まれるものでないならば、それらがその意図した目的(例えば、所望の
タンパク質または他の産物)を達成した後に細胞培養または宿主生物から除去す
ることができる。除去は、ラパログを培地に添加し、あるいはそれを宿主生物に
投与することによって行われる。かかる場合、キメラの作用ドメインは、そのシ
グナリング経路の構成要素から下流の、FASまたはTNF−R1の細胞内ドメ
インのごときタンパク質ドメイン、あるいはオリゴマー化に際してアポトーシス
をトリガーする他のタンパク質ドメインである。
Embodiments involving the regulatable operation of apoptosis provide cells that have been made susceptible to rapalog-induced cell killing. Such engineered cells may be useful if they have or produce undesirable properties, or if they are no longer useful, safe or desired, for their intended purpose (eg, the desired protein or Other products) can be removed from the cell culture or the host organism after achieving it. Removal is accomplished by adding the rapalog to the medium or administering it to the host organism. In such a case, the working domain of the chimera is a protein domain downstream from a component of its signaling pathway, such as the intracellular domain of FAS or TNF-R1, or another protein domain that triggers apoptosis upon oligomerization.

【0069】 かくして、本発明は、本発明のラパログの添加に応答して細胞中で生物学的効
果を達成するための物質および方法を提供する。 該方法は本明細書中に記載し たごとくに作成された細胞を供し、該細胞をラパログに暴露することを含む。
Thus, the present invention provides materials and methods for achieving a biological effect in a cell in response to the addition of a rapalog of the present invention. The method includes providing a cell made as described herein and exposing the cell to a rapalog.

【0070】 例えば、本発明は細胞において標的遺伝子の転写を活性化する方法を提供する
。該方法は、(a)ラパログ−媒介多量体化に際して、標的遺伝子の転写を開始
することができる本発明のキメラタンパク質の組をコードするDNA構築体およ
び(b)多量体化事象に応答しての解剖した同族DNA配列に連結した標的遺伝
子(例えば、前記キメラタンパク質のDNA−結合ドメインと結合することがで
きる、認識されたDNA配列)を含有する細胞を提供する。該方法は、標的細胞
の発現の結果となるのに有効な量でキメラタンパク質に結合することができるラ
パログに細胞を暴露することを含む。細胞が培養にて増殖する場合、ラパログへ
の細胞の暴露は、ラパログを培養培地に添加することによって行うことができる
。細胞が宿主生物内に存在する場合、それらのラパログへの暴露は、ラパログを
宿主生物に投与することによって行われる。例えば、宿主生物がヒトまたは非ヒ
トである場合、ラパログをそのための適当なビヒクル中にて宿主生物に経口、口
腔、舌下、経皮、皮下、筋肉内、静脈内、関節内または吸入投与によって投与す
ることができる。再度、キメラタンパク質についての構造およびいずれかのアク
セサリ構築体の設計に応じて、ラパログ−媒介生物学的事象が、細胞成長、細胞
増殖、遺伝子転写、またはアポトーシス;注目する遺伝子の欠失、注目する遺伝
子の発現のブロック、または注目する遺伝子産物の機能の阻害;注目する遺伝子
の直接的転写等に導くシグナル導入のごとき細胞機能の活性化であり得る。
For example, the present invention provides a method for activating transcription of a target gene in a cell. The method comprises: (a) a DNA construct encoding a set of chimeric proteins of the invention capable of initiating transcription of a target gene upon rapalog-mediated multimerization; and (b) in response to a multimerization event. A cell containing a target gene (e.g., a recognized DNA sequence capable of binding to the DNA-binding domain of the chimeric protein) linked to the dissected cognate DNA sequence of E. coli. The method includes exposing the cells to a rapalog capable of binding the chimeric protein in an amount effective to result in expression of the target cells. If the cells grow in culture, exposure of the cells to rapalogs can be performed by adding rapalogs to the culture medium. If the cells are present in a host organism, their exposure to rapalogs is performed by administering the rapalog to the host organism. For example, if the host organism is human or non-human, the rapalog may be administered to the host organism orally, buccally, sublingually, transdermally, subcutaneously, intramuscularly, intravenously, intraarticularly, or by inhalation in a suitable vehicle therefor. Can be administered. Again, depending on the structure for the chimeric protein and the design of any accessory constructs, rapalog-mediated biological events can be cell growth, cell proliferation, gene transcription, or apoptosis; Blocking gene expression or inhibiting the function of the gene product of interest; activation of cellular functions such as signal transduction leading to direct transcription of the gene of interest or the like.

【0071】 本発明は、さらに、医薬上許容される担体と混合し、1以上の医薬上許容され
る賦形剤と共に本発明のラパログを含む医薬組成物を含む。かかる医薬組成物は
、ここに開示する目的のいずれかを達成するために全動物、例えばヒト遺伝子治
療適用において作成細胞中の本発明のキメラの多量体化を促進することができる
The present invention further includes pharmaceutical compositions comprising a rapalog of the present invention in admixture with a pharmaceutically acceptable carrier, together with one or more pharmaceutically acceptable excipients. Such pharmaceutical compositions can promote the multimerization of the chimera of the present invention in the resulting cells in whole animal, eg, human gene therapy applications, to achieve any of the objects disclosed herein.

【0072】 それとは異なり、本発明は、動物、好ましくはそれを必要としかつ本発明の作
成細胞を含有するヒト患者において、それらの目的のいずれか、例えば、標的遺
伝子(典型的には、治療タンパク質についての異種遺伝子)の転写の活性化、細
胞の成長また増殖、細胞死滅またはいくつかの他の選択された生物学的事象を達
成する方法を提供する。該方法は、作成細胞の少なくとも一部中にてキメラタン
パク質の多量体化を引き起こすのに効果的な投与経路および量によってラパログ
を含有する医薬組成物を動物に投与することを含む。多量体化は、標的遺伝子発
現;細胞の成長、増殖または死滅;あるいはそのためにキメラが設計され、細胞
が遺伝的に作成された他の目的の発生を検出することによって関節的に検出する
ことができる。
Alternatively, the present invention may be used in animals, preferably human patients in need thereof and containing the engineered cells of the present invention, for any of their purposes, such as target genes (typically therapeutics). A method is provided for activating transcription of a heterologous gene for a protein, for growing or proliferating cells, for killing cells or for some other selected biological event. The method comprises administering to the animal a pharmaceutical composition containing rapalog by an administration route and amount effective to cause multimerization of the chimeric protein in at least a portion of the engineered cells. Multimerization can be detected jointly by detecting target gene expression; cell growth, proliferation or death; or a chimera designed for that purpose and other genetically generated cells. it can.

【0073】 本発明は、さらに、対象において本発明の作成細胞中でのキメラタンパク質の
多量体化の程度を全くまたは部分的に阻害しまたは低下させるための、およびか
くして標的遺伝子の転写を脱活性化する、例えば本発明のもう1つの生物学的結
果をオフとするために、医薬上許容される担体と混合し、所望により1以上の医
薬上許容される賦形剤と共に本発明の多量体化アンタゴニストを含む医薬組成物
を含む。かくして、医薬組成物を調整し、その薬理学的結果を達成するための多
量体化ラパログおよび多量体化アンタゴニスト試薬の使用は本発明に含まれる。
The present invention further provides for inhibiting or reducing the extent of multimerization of a chimeric protein in a subject cell of the invention completely or partially, and thus deactivating transcription of a target gene. For example, to turn off another biological result of the invention, mixed with a pharmaceutically acceptable carrier, optionally with one or more pharmaceutically acceptable excipients. And pharmaceutical compositions comprising the activating antagonist. Thus, the use of multimerizing rapalogs and multimerizing antagonist reagents to prepare a pharmaceutical composition and achieve its pharmacological results is included in the present invention.

【0074】 また、本発明のラパログに応答性である、宿主細胞、好ましくは動物、典型的
には非ヒト哺乳動物またはヒト対象を供する方法が開示される。該方法は、本発
明に従って作成された生物細胞に、キメラタンパク質をコードする1以上の核酸
構築体を含有するものを導入することを含む。作成細胞は、宿主生物に導入され
る前に種々の物質および方法のうちのいずれかを用いてカプセル化することがで
きる。別法として、本発明の核酸構築体を、例えば、ウイルスベクターを用いる
宿主哺乳動物の1以上の細胞へのその導入、注射またはカテーテルによるDNA
への導入を可能とする条件下で宿主生物例えば哺乳動物に導入することができる
Also disclosed are methods of providing a host cell, preferably an animal, typically a non-human mammal or human subject, responsive to a rapalog of the invention. The method comprises introducing into a biological cell made according to the present invention one containing one or more nucleic acid constructs encoding a chimeric protein. The producing cells can be encapsulated using any of a variety of materials and methods before being introduced into a host organism. Alternatively, the nucleic acid construct of the present invention can be prepared by introducing the nucleic acid construct into one or more cells of a host mammal using, for example, a viral vector, by injection or by catheterization of the DNA.
Can be introduced into a host organism, for example, a mammal, under conditions that allow introduction into the host organism.

【0075】 また、本発明のラパログに反応性の細胞を生産するためのキットが提供される
。1つのかかるキットは、ラパログ−媒介オリゴマー化に際して、所望の生物学
的応答をトリガーするキメラをコードし、その発現を指令することができる1以 上の核酸構築体を含む。該キットは当該キットの構築体によってコードされるキ メラタンパク質分子を多量体化することができる一定量のラパログを含有するこ
とができ、加えて一定量の多量体化アンタゴニストを含有することができる。該キ
ットは、さらに、多量体化キメラタンパク質分子の存在下、その同族DNA配列に 連結した遺伝子の転写を可能とする二量体化キメラタンパク質によって認識され
る同族DNA配列に連結した標的遺伝子(またはクローニング部位)をコードす
る核酸構築体を含有する。該構築体はトランスフェクタントの便宜な選択のため
の1以上の選択マーカー、ならびに真核生物における発現のための真核生物での
複製で有用な他の通常のベクターエレメントと関連させることができる。選択マ
ーカーは各異なる構築体で同一または異なっても良く、各かかる構築体を含有す
る細胞の選択を可能とする。
Also provided is a kit for producing cells responsive to a rapalog of the present invention. One such kit includes one or more nucleic acid constructs capable of encoding and directing the expression of a chimera that triggers a desired biological response upon rapalog-mediated oligomerization. The kit can contain a certain amount of rapalog capable of multimerizing the chimeric protein molecule encoded by the construct of the kit, and can additionally contain a certain amount of a multimerizing antagonist. . The kit may further comprise a target gene (or or Cloning site). The construct may be associated with one or more selectable markers for convenient selection of transfectants, as well as other common vector elements useful in eukaryotic replication for expression in eukaryotes. it can. The selectable marker may be the same or different for each different construct, allowing for the selection of cells containing each such construct.

【0076】 同族DNA配列と関連する標的遺伝子を細胞に導入するためのアクセサリ構築
体は、標的遺伝子の代わりにクローニング部位を含有することができる。かかる
構築体を含有するキットは、実行者によって供されるべき遺伝子の調節可能な発
現のために細胞の作成を可能とする。
An accessory construct for introducing a target gene associated with a cognate DNA sequence into a cell can contain a cloning site in place of the target gene. Kits containing such constructs allow the generation of cells for regulatable expression of the gene to be provided by the practitioner.

【0077】 本発明の他のキットは、転写アクチベーターまたはDNA結合タンパク質の代
わりに1以上がクローニング部位を含有するキメラタンパク質に対する1または
2(それ以上)核酸構築体を含有することができ、かかるドメインが望まれる場
合には常に使用者が挿入することを可能とする。かかるキットは、前記した他の
エレメント、例えば、所望により、予め選択されたDNA結合ドメインのための
同族DNA配列を含むまたは含まない標的遺伝子についての核構築体を含むこと
ができる。
Other kits of the invention can contain one or two (or more) nucleic acid constructs for a chimeric protein, one or more of which contains a cloning site, instead of a transcription activator or DNA binding protein. Allows the user to insert a domain whenever desired. Such kits can include other elements as described above, for example, a nuclear construct for the target gene with or without cognate DNA sequences for the preselected DNA binding domain, if desired.

【0078】 キットのいずれかは、細胞のラパログへの暴露に応答して、それらが、(CA T、SEAP、ベータ−ガラクトシダーゼまたはいずれかの便宜に検出できる遺
伝子産物についての)レポーター遺伝子を発現するように本発明の構築体で安定
に形質転換した陽性対照細胞を含有することができる。レポーター遺伝子の発現
を検出しおよび/または定量するための試薬も提供することができる。
[0078] Any of the kits, in response to exposing the cells to the rapalog, they express a reporter gene (for CAT, SEAP, beta-galactosidase or any conveniently detectable gene product). Thus, positive control cells stably transformed with the constructs of the present invention can be included. Reagents for detecting and / or quantifying reporter gene expression can also be provided.

【0079】 本発明を実施するのに使用されるのに適合することができるかかる系またはそ の構成要素の設計、構築および使用についてのさらなる情報およびガイダンスに
ついては、以下の刊行物に対する引用が示される。ここに出典明示してその各々
の内容を本明細書の一部とみなすSpencer et al,1993, s
upra;Rivera et al, 1996, supra;Spenc
er et al,1996、Current Biology 6,839−
847;Luo et al, 1996, Nature, 383, 18
1−185;Ho et al, 1996,Nature 382, 822
−826;Belshaw et al, 1996, Proc.,Natl
.Acad.Sci.USA93, 4604−60;Spencer1996 、TIG12(5)、181−187;Spencerら、1995、Proc
.Natl.Acad.Sci.USA92、 9805−9809;Hols inger et al, 1995, Proc.Natl.Acad.Sc
i.USA92,9810−9814;Pruschy et al,1994
,Chemistry&Biology 1(3)、 163−172;および
公開された国際特許出願WO94/18317,WO95/02684,WO9
5/33052,WO96/20951,WO96/41865 およびWO9 8/02441。
For further information and guidance on the design, construction and use of such systems or components thereof that can be adapted to be used in practicing the present invention, reference is made to the following publications: It is. Spencer et al, 1993, s, the contents of each of which are incorporated herein by reference.
upra; Rivera et al, 1996, supra; Spence
er et al, 1996, Current Biology 6,839-
847; Luo et al, 1996, Nature, 383, 18
1-185; Ho et al, 1996, Nature 382, 822.
-826; Belshaw et al, 1996, Proc. , Natl
. Acad. Sci. USA 93, 4604-60; Spencer 1996, TIG12 (5), 181-187; Spencer et al., 1995, Proc.
. Natl. Acad. Sci. ScL USA 92, 9805-9809; Holsinger et al, 1995, Proc. Natl. Acad. Sc
i. USA 92, 9810-9814; Pruschy et al, 1994.
, Chemistry & Biology 1 (3), 163-172; and published international patent applications WO94 / 18317, WO95 / 02684, WO9.
5/33052, WO 96/20951, WO 96/41865 and WO 98/02441.

【0080】 本発明の鍵となる焦点は、前記にておよび本明細書中の他の箇所にて記載した
ごときFKBPおよびFRB融合タンパク質を用いる適用におけるタンパク質−
タンパク質相互作用のメディエータとしてのC3ラパログの使用である。C3ラ
パログは、培養中に増殖され、または維持された、またはヒトおよび他の哺乳動
物を含めた全生物に存在する遺伝的に作成された細胞において生物学的事象をト
リガーすることを含めた、基礎となる二量体化−ベースの技術の種々の適用で用
いることができる。かくして、C3ラパログは、遺伝的に作成された細胞を含有
する動物で行う実験においてイン・ビトロでの生物学的実験でのリサーチ試薬と
して、および遺伝的に作成された細胞を含有する対象において動物およびヒトの
ヘルスケアでの予防または治療剤として有用であり得る。
A key focus of the present invention is to focus on proteins-in applications using FKBP and FRB fusion proteins, as described above and elsewhere herein.
Use of C3 rapalog as a mediator of protein interactions. C3 rapalogs include triggering biological events in genetically created cells grown or maintained in culture or present in all organisms, including humans and other mammals. It can be used in various applications of the underlying dimerization-based technology. Thus, C3 rapalog is useful as a research reagent in in vitro biological experiments in experiments performed on animals containing genetically engineered cells, and in animals containing genetically engineered cells. And may be useful as prophylactic or therapeutic agents in human health care.

【0081】 ラパログ、C3ラパログおよびその医薬上許容される誘導体 本明細書中でその用語が用いられるごとく「ラパログ」は、ラパマイシンの種
々のアナログ、ホモログおよび誘導体を含めた化合物のクラスおよびラパマイシ
ンに構造的に関連する他の化合物を示す。
Rapalog, C3 Rapalog and Pharmaceutically Acceptable Derivatives As used herein, “rapalog” refers to the class of compounds, including various analogs, homologs and derivatives of rapamycin, and the structure of rapamycin. Other compounds that are closely related are shown.

【0082】 ラパログは、とりわけ、ラパマイシンに対する以下の修飾:C7、C42およ
び/またはC29のメトキシの脱メチル化、脱離または置換;C13、C43お
よび/またはC28のヒドロキシの脱離、誘導体化または置換;C14、C24
および/またはC30のケトンの還元、脱離または誘導体化;6員ピペコレート
環の5員ピロリル環での置換;およびシクロヘキシル環の1以上の置換基の脱離
、誘導体化または置換またはシクロヘキシル環の置換もしくは置換シクロペンチ
ル環での置換のうちの1以上を有するラパマイシンの変異体を含む。本明細書中
でその用語が用いられるごとく、ラパログはラパマイシンそれ自体を含まず、好
ましくはC1およびC30の間の酸素架橋を含有しない。ラパログの例示的な例
を表Iにリストした書類に開示される。
Rapalogs are, inter alia, the following modifications to rapamycin: demethylation, elimination or substitution of C7, C42 and / or C29 methoxy; elimination, derivatization or substitution of C13, C43 and / or C28 hydroxy. C14, C24
And / or reduction, elimination or derivatization of a ketone at C30; substitution of a 6-membered pipecolate ring with a 5-membered pyrrolyl ring; and elimination, derivatization or substitution of one or more substituents of the cyclohexyl ring or substitution of the cyclohexyl ring. Or a variant of rapamycin having one or more of the substitutions on the substituted cyclopentyl ring. As the term is used herein, rapalog does not include rapamycin itself, and preferably does not contain an oxygen bridge between C1 and C30. Illustrative examples of rapalogs are disclosed in the documents listed in Table I.

【0083】[0083]

【表2】 他の例示的ラパログは表IIに示されるものを含む[Table 2] Other exemplary rapalogs include those shown in Table II

【表3】 [Table 3]

【表4】 「C3ラパログ」は式Iを参照して前記で定義され、ここに開示される化合物
の種々のクラスおよびサブセットによって例示される。
[Table 4] "C3 rapalog" is defined above with reference to Formula I and is exemplified by the various classes and subsets of the compounds disclosed herein.

【0084】 フレーズ「医薬上許容される誘導体」とはC3ラパログの医薬上許容される塩
、エステル、またはかかるエステルの塩、または患者への投与に際して、ここに
記載されるC3ラパログまたはその代謝産物もしくは残基を(直接的または間接
的に)提供することができるいずれの他のアダプトまたは誘導体をも示す。かく
して、医薬上許容される誘導体はとりわけラパログのプロドラッグを含む。プロ
ドラッグは、イン・ビボでの除去に感受性であり、薬理学的に活性な種として親
分子を生じるさらなる部位を含有する、通常有意に減少した薬理学的活性を持つ
化合物の誘導体である。プロドラッグの例はイン・ビボで切断された注目する化
合物を生じるエステルである。ラパマイシンおよび他の化合物の種々のプロドラ
ッグ、ならびにプロドラッグを生じる親化合物を誘導体化するための物質および
方法は知られており、本発明に適合させることができる。
The phrase “pharmaceutically acceptable derivative” refers to a pharmaceutically acceptable salt, ester, or salt of such an ester, or a C3 rapalog or metabolite thereof described herein upon administration to a patient. Or any other adapt or derivative that can provide a residue (directly or indirectly). Thus, pharmaceutically acceptable derivatives include, inter alia, prodrugs of rapalog. Prodrugs are derivatives of compounds that are susceptible to in vivo elimination and that contain additional sites that give rise to the parent molecule as a pharmacologically active species, usually having significantly reduced pharmacological activity. Examples of prodrugs are esters that yield the compound of interest cleaved in vivo. Various prodrugs of rapamycin and other compounds, as well as materials and methods for derivatizing the parent compound that produces the prodrug, are known and can be adapted to the present invention.

【0085】 本明細書で用いる用語「脂肪族」は、所望により1以上の官能基で置換されて
いてもよい飽和および不飽和の直鎖(すなわち、非分岐状)、分岐鎖、環状、ま
たは多環脂肪族炭化水素を共に含む。特記しない限り、アルキル、他の脂肪族、
アルコキシおよびアシル基は、好ましくは、1−8個、多くの場合は1−6個の
連続脂肪族炭素原子を含有する。例示的脂肪族基は、かくして、例えば、メチル
、エチル、n−プロピル、イソプロピル、シクロプロピル、−CH−シクロプ
ロピル、アリル、n−ブチル、sec−ブチル、イソブチル、tert−ブチル
、シクロブチル、−CH−シクロブチル、n−ペンチル、sec−ペンチル、
イソペンチル、tert−ペンチル、シクロペンチル、−CH−シクロペンチ
ル、n−ヘキシル、sec−ヘキシル、シクロヘキシル、−CH−シクロヘキ
シル部位等を含み、これは、再度、1以上の置換基を担持することができる。
The term “aliphatic,” as used herein, refers to a saturated and unsaturated, straight-chain (ie, unbranched), branched, cyclic, or optionally substituted with one or more functional groups. Including polycyclic aliphatic hydrocarbons. Unless otherwise specified, alkyl, other aliphatic,
Alkoxy and acyl groups preferably contain 1-8, often 1-6, continuous aliphatic carbon atoms. Exemplary aliphatic groups, thus, for example, methyl, ethyl, n- propyl, isopropyl, cyclopropyl, -CH 2 - cyclopropyl, allyl, n- butyl, sec- butyl, isobutyl, tert- butyl, cyclobutyl, - CH 2 - cyclobutyl, n- pentyl, sec- pentyl,
Isopentyl, tert- pentyl, cyclopentyl, -CH 2 - cyclopentyl, n- hexyl, sec- hexyl, cyclohexyl, -CH 2 - comprises a cyclohexyl sites and the like, which can again, carrying one or more substituents .

【0086】 置換基の例は−OH、−OR’、−SH、−SR’、−CHO、=O、−
COOH(またはそのエステル、カルバメート、尿素、オキシムまたはカーボネ
ート)、−NH(またはその置換されたアミン、アミド、尿素、カルバメート
またはグアニジド誘導体)、ハロ、トリハロアルキル、シアノ、−SO−CF 、−OSOF、−OS(O)11、−SO−NHR11、−NHSO −R11、スルフェート、スルホネート、アリールおよびヘテロアリール部位
を含む。アリールおよびヘテロアリール置換基は、それ自体、置換されていても
置換されていなくてもよい(例えば、モノ−、ジ−およびトリ−アルコキシフェ
ニル;メチレンジオキシフェニルまたはエチレンジオキシフェニル;ハロフェニ
ル;または−フェニル−C(Me)−CH−O−CO−[C3−C6]アル
キルまたはアルキルアミノ)。
Examples of the substituent are —OH, —OR2’, -SH, -SR2', -CHO, = O,-
COOH (or its ester, carbamate, urea, oxime or carbon
), -NH2(Or its substituted amines, amides, ureas, carbamates
Or guanidide derivative), halo, trihaloalkyl, cyano, -SO2-CF 3 , -OSO2F, -OS (O)2R11, -SO2-NHR11, -NHSO 2 -R11, Sulfate, sulfonate, aryl and heteroaryl moieties
including. Aryl and heteroaryl substituents may themselves be substituted.
May be unsubstituted (eg, mono-, di- and tri-alkoxy
Nil; methylenedioxyphenyl or ethylenedioxyphenyl; halophenyl
Or -phenyl-C (Me)2-CH2-O-CO- [C3-C6] al
Kill or alkylamino).

【0087】 かくして、用語「脂肪族」は、アルキル、アルケニル、アルキニル、シクロア
ルキル、シクロアルケニル、およびシクロアルキニル基を含むことを意図する。
Thus, the term “aliphatic” is intended to include alkyl, alkenyl, alkynyl, cycloalkyl, cycloalkenyl, and cycloalkynyl groups.

【0088】 本明細書中で用いるごとく、用語「アルキル」とは、直鎖、分岐鎖および環状
アルキル基を含む。類似の約束は「アルケニル」、「アルキニル」等のごとき他
の総括的用語に適用される。さらに、ここに用いるごとく、用語「アルキル」、
「アルケニル」、「アルキニル」等は置換および非置換基を共に含む。
As used herein, the term “alkyl” includes straight chain, branched and cyclic alkyl groups. An analogous convention applies to other generic terms such as "alkenyl", "alkynyl" and the like. Further, as used herein, the term "alkyl",
“Alkenyl”, “alkynyl” and the like include both substituted and unsubstituted groups.

【0089】 用語「アルキル」は、通常、1ないし8、好ましくは1ないし6個の炭素原子
を有する基をいう。例えば、「アルキル」は、メチル、エチル、n−プロピル、
イソプロピル、シクロプロピル、ブチル、イソブチル、sec−ブチル、ter
t−ブチル、シクロブチル、ペンチル、イソペンチル、tert−ペンチル、シ
クロペンチル、ヘキシル、イソヘキシル、シクロヘキシル等をいう。適当な置換
されたアルキルは、限定されるものではないが、フルオロメチル、ジフルオロメ
チル、トリフルオロメチル、2−フルオロエチル、3−フルオロプロピル、ヒド
ロキシメチル、2−ヒドロキシエチル、3−ヒドロキシプロピル、ベンジル、置
換されたベンジル等を含む。
The term “alkyl” usually refers to groups having 1 to 8, preferably 1 to 6, carbon atoms. For example, "alkyl" refers to methyl, ethyl, n-propyl,
Isopropyl, cyclopropyl, butyl, isobutyl, sec-butyl, ter
Refers to t-butyl, cyclobutyl, pentyl, isopentyl, tert-pentyl, cyclopentyl, hexyl, isohexyl, cyclohexyl and the like. Suitable substituted alkyls include, but are not limited to, fluoromethyl, difluoromethyl, trifluoromethyl, 2-fluoroethyl, 3-fluoropropyl, hydroxymethyl, 2-hydroxyethyl, 3-hydroxypropyl, benzyl , Substituted benzyl and the like.

【0090】 用語「アルケニル」は、2ないし8個、好ましくは2ないし6個の炭素原子を
有する基をいう。例えば、「アルケニル」はプロパ−2−エニル、ブタ−2−エ
ニル、ブタ−3−エニル、2−メチルプロパ−2−エチル、ヘキサ−2−エニル
、ヘキサ−5−エニル、2,3−ジメチルブタ−2−エニル等をいうことができ
る。やはり2ないし8個の基、好ましくは2ないし6個の炭素を有する基をいう
用語「アルキニル」は、限定されるものではないが、プロパ−2−イニル、ブタ
−2−イニル、ブタ−3−イニル、ペンタ−2−イニル、3−メチルペンタ−4
−イニル、ヘキサ−2−イニル、ヘキサ−5−イニル等を含む。
The term “alkenyl” refers to a group having 2 to 8, preferably 2 to 6, carbon atoms. For example, “alkenyl” refers to prop-2-enyl, but-2-enyl, but-3-enyl, 2-methylprop-2-ethyl, hexa-2-enyl, hexa-5-enyl, 2,3-dimethylbuta -2-enyl and the like. The term "alkynyl", which also refers to groups having 2 to 8 groups, preferably 2 to 6 carbons, includes, but is not limited to, prop-2-ynyl, but-2-ynyl, buta-3 -Inyl, penta-2-ynyl, 3-methylpenta-4
-Inyl, hexa-2-ynyl, hexa-5-ynyl and the like.

【0091】 本明細書で用いる用語「シクロアルキル」は、3ないし7個、好ましくは3な
いし10個の炭素原子を有する基を具体的にはいう。適当なシクロアルキルは、
限定されるものではないが、他の脂肪族またはヘテロ脂肪族または複素環基の場
合におけるごとく所望により置換されていても良い、シクロプロピル、シクロブ
チル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘクチル等を含む。
As used herein, the term “cycloalkyl” refers specifically to groups having 3 to 7, preferably 3 to 10, carbon atoms. A suitable cycloalkyl is
Including, but not limited to, cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, cyclohexyl, and the like, which may be optionally substituted as in other aliphatic or heteroaliphatic or heterocyclic groups.

【0092】 本明細書で用いるごとく、用語「ヘテロ脂肪族」とは、例えば炭素原子の代わ
りに1以上の酸素、硫黄、窒素、リンまたはケイ素原子を含有する脂肪族基をい
う。ヘテロ脂肪族基は分岐鎖状、非分岐鎖状または環状であって良く、モルホリ
ノ、ヒドリジニル等のごとき複素環を含む。
As used herein, the term “heteroaliphatic” refers to an aliphatic group that contains, for example, one or more oxygen, sulfur, nitrogen, phosphorus, or silicon atoms instead of carbon atoms. Heteroaliphatic groups can be branched, unbranched or cyclic and include heterocycles such as morpholino, hydridinyl and the like.

【0093】 本明細書で用いるごとく、用語「複素環」とは、環状ヘテロ脂肪族基、好まし
くは合計して3ないし10個の環原子をいい、限定されるものではないが、オキ
セタン、テトラヒドロフラニル、テトラヒドロピラニル、アジリジン、アゼチジ
ン、ピロリジン、ピペリジン、モルホリン、ピペラジン等を含む。
As used herein, the term “heterocycle” refers to a cyclic heteroaliphatic group, preferably 3 to 10 total ring atoms, including, but not limited to, oxetane, tetrahydrofuran Nyl, tetrahydropyranyl, aziridine, azetidine, pyrrolidine, piperidine, morpholine, piperazine and the like.

【0094】 本明細書で用いるごとく、用語「アリール」および「ヘテロアリール」とは、
置換されているかまたは置換されていなくても良い3ないし14個の炭素原子を
有する安定な単環、多環、複素環、多環およびポリ複素環の不飽和の基をいう。
置換基はすでに述べた置換基のいずれかを含む。有用なアリール環基の非限定的
な例はフェニル、ハロフェニル、アルコキシフェニル、ジアルコキシフェニル、
トリアルコキシフェニル、アルキレンジオキシフェニル、ナフチル、フェナント
リル、アントリル、フェナントロ等を含む。典型的なヘテロアリール環の例はチ
エニル、ピロリル、イミダゾリル、ピラゾリル、フリル、イソチアゾリル、フラ
ザニル、イソオキサゾニル、チアゾリル等のごとき5員単環基;ピリジル、ピラ
ジニル、ピリミジニル、ピリダジニル、トリアジニル等のごとき6員単環基;お
よびベンゾ[b]チエニル、ナフト[2,3−b]チエニル、チアントレニル、
イソベンゾフラニル、クロメニル、キサンテニル、フェノキサンチエニル、イン
ドリジニル、イソインドリル、インドリル、インダゾリル、プリニル、イソキノ
リル、キノリル、フタラジニル、ナフチリジニル、キノキサリニル、キナゾリニ
ル、ベンゾチアゾール、ベンゾイミダゾール、テトラヒドロキノリンシンノリニ
ル、プテリジニル、カルバゾリル、ベータ−カルボリニル、フェナントリジニル
、アクリジニル、ペリミジニル、フェナントロリニル、フェナンジニル、イソチ
アゾリル、フェノチアジニル、フェノキサジニル等のごとき多環複素環基を含む
(例えば、Katritzky, Handbook of Heterocy
clic Chemitry)。該アリールまたはヘテロアリール基はヒドロキ
シ、C1−C8アルコキシ、C1−C8分岐鎖または直鎖アルキル、アシルオキ
シ、カルバモイル、アミノ、N−アシルアミノ、ニトロ、ハロ、トリハロメチル
、シアノおよびカルボキシルよりなる群から選択される1ないし5個のメンバー
で置換されていても良い。かくして、アリール基は、例えば、クロロもしくはフ
ルオロのごときハロ、ヒドロキシ、C1−C6アルキル、アシル、アシルオキシ
、(メトキシまたはエトキシのごとき)C1−C6アルコキシを含めた基から選
択された1以上の置換基を担持する置換されたフェニルを含み、とりわけ、2,
3−、2,4−、2,5−、3,4−または3,5−ジメトキシまたはジエトキ
シフェニルのごとき、またはメチレンジオキシフェニルまたは3−メトキシ−5
−エトキシフェニルのごときジアルコキシフェニル基;またはトリアルコキシ(
例えば、3,4,5−トリメトキシまたはエトキシフェニル)、3,5−ジメト
キシ−4−クロロフェニル等)、アミノ、−SONH、−SONH(脂肪
族)、−SON(脂肪族)、−O−脂肪族−COOH、および−O−脂肪族
−NH(これらは1または2個のN−脂肪族またはN−アシル置換基を含有し
ても良い)のごとき三置換フェニルを含む。
As used herein, the terms “aryl” and “heteroaryl”
A stable monocyclic, polycyclic, heterocyclic, polycyclic and polyheterocyclic unsaturated group having 3 to 14 carbon atoms which may be substituted or unsubstituted.
The substituents include any of the substituents already mentioned. Non-limiting examples of useful aryl ring groups are phenyl, halophenyl, alkoxyphenyl, dialkoxyphenyl,
Including trialkoxyphenyl, alkylenedioxyphenyl, naphthyl, phenanthryl, anthryl, phenanthro and the like. Examples of typical heteroaryl rings include 5-membered monocyclic groups such as thienyl, pyrrolyl, imidazolyl, pyrazolyl, furyl, isothiazolyl, flazanyl, isoxazonyl, thiazolyl, etc .; 6-membered monocyclic groups such as pyridyl, pyrazinyl, pyrimidinyl, pyridazinyl, triazinyl, etc. A ring group; and benzo [b] thienyl, naphtho [2,3-b] thienyl, thiantrenyl,
Isobenzofuranyl, chromenil, xanthenyl, phenoxanthienyl, indolizinyl, isoindolyl, indolyl, indazolyl, prenyl, isoquinolyl, quinolyl, phthalazinyl, naphthyridinyl, quinoxalinyl, quinazolinyl, benzothiazole, benzimidazole, carbimidazole, carberidinyl, pteridinyl , Beta-carbolinyl, phenanthridinyl, acridinyl, perimidinyl, phenanthrolinyl, phenandinyl, isothiazolyl, phenothiadinyl, phenoxazinyl and the like (for example, Katritzky, Handbook of Heterology).
click Chemistry). The aryl or heteroaryl group is selected from the group consisting of hydroxy, C1-C8 alkoxy, C1-C8 branched or straight chain alkyl, acyloxy, carbamoyl, amino, N-acylamino, nitro, halo, trihalomethyl, cyano and carboxyl. May be substituted with 1 to 5 members. Thus, an aryl group is one or more substituents selected from groups including, for example, halo, hydroxy, C1-C6 alkyl, acyl, acyloxy, C1-C6 alkoxy (such as methoxy or ethoxy), such as chloro or fluoro. A substituted phenyl bearing
3-, 2,4-, 2,5-, 3,4- or 3,5-dimethoxy or diethoxyphenyl, or methylenedioxyphenyl or 3-methoxy-5
A dialkoxyphenyl group such as ethoxyphenyl; or trialkoxy (
For example, 3,4,5-trimethoxy or ethoxyphenyl), 3,5-dimethoxy-4-chlorophenyl, etc.), amino, -SO 2 NH 2, -SO 2 NH ( aliphatic), - SO 2 N (aliphatic ) 2, trisubstituted phenyl, such as -O- aliphatic -COOH, and -O- aliphatic -NH 2 (they may contain one or two N- aliphatic or N- acyl substituent) including.

【0095】 本発明による「ハロ」置換基はフルオロ、クロロ、グロモまたはヨード置換基
であって良い。フルオロはしばしば好ましいハロゲンである。
A “halo” substituent according to the present invention may be a fluoro, chloro, glomo or iodo substituent. Fluoro is often the preferred halogen.

【0096】 C3ラパログは、さらに、0、1、2、3、4、5、6または7個の置換基部
位に関して、C3における修飾に加えてラパマイシンとは異なる。このクラスは
とりわけC3およびC13;C3およびC14;C3およびa;C3およびC4
3;C3およびC24;C3およびC28;C3およびC30;C3,C13お
よびC14;C3,C13およびa;C3,C13およびC43;C3,C13
およびC24;C3,C13およびC28;C3,C13およびC30;C3,
C14およびCa;C3,C14およびC43;C3,C14およびC24;C
3,C14およびC30;C3,aおよびC24;C3,aおよびC24;C3
,aおよびC28;C3,aおよびC30;C3,C24およびC30;C3,
C24,C30およびa;C3,C24,C30およびC13;C3,C24,
C30およびC14;およびC3,C24,C30,C13およびa において
、ラパマイシンに対して、修飾を持つ他のラパログを含む。
The C3 rapalog further differs from rapamycin in addition to the modifications at C3 in 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7 substituent sites. This class includes, inter alia, C3 and C13; C3 and C14; C3 and a; C3 and C4.
C3 and C28; C3 and C30; C3, C13 and C14; C3, C13 and a; C3, C13 and C43;
And C24; C3, C13 and C28; C3, C13 and C30;
C14 and Ca; C3, C14 and C43; C3, C14 and C24; C
3, C14 and C30; C3, a and C24; C3, a and C24; C3
, A and C28; C3, a and C30; C3, C24 and C30;
C3, C24, C30 and a; C3, C24, C30 and C13;
And other rapalogs with modifications to rapamycin at C30 and C14; and at C3, C24, C30, C13 and a.

【0097】 本発明の種々の方法の実施において興味深いC3ラパログの1つのサブセット
はRC30およびRC24が共に(=O)以外であるC3ラパログである。この
サブセットのある具体例においては、RC30およびRC24は共に例えば「S
」立体配置の−OHである。他の具体例においては、RC30およびRC24
独立してORから選択される。このサブセットは、とりわけ、基aに関してラ
パマイシンとはさらに異なるラパログを含む。例えば、このサブセットは式II
I:
One subset of C3 rapalogs that are of interest in the practice of the various methods of the invention are C3 rapalogs where R C30 and R C24 are both other than ((O). In certain embodiments of this subset, R C30 and R C24 are both, for example, “S
"-OH configuration. In another embodiment, R C30 and R C24 are independently selected from OR 3 . This subset includes, inter alia, rapalogs further different from rapamycin with regard to group a. For example, this subset has the formula II
I:

【化14】 (式中、RC3は−H以外である。) の化合物を含む。RC3についての別の置換基は本明細書中の他の場所に開示し
た通りである。このサブセット内にある他の化合物は、1、2、3、4または5
個のヒドロキシル基がエピマー化され、フッ素化され、アルキル化され、アシル
化されるかまたは他のエステル、カルバメート、カーボネートまたは尿素形成を
介して修飾されたものを含む。例示的なさらなる化合物は、例えば、C43にお
けるヒドロキシル基が反対の立体化学的向きでありおよび/またはC28および
C30におけるヒドロキシル基がアルキル化され、アシル化されるかまたはカー
ボネート形成を介して連結された以外は式IIIに示したごとき化合物である。
Embedded image Wherein R C3 is other than -H. Alternative substituents for R C3 are as disclosed elsewhere herein. Other compounds within this subset are 1, 2, 3, 4 or 5
Hydroxyl groups are epimerized, fluorinated, alkylated, acylated or modified via other ester, carbamate, carbonate or urea formation. Exemplary further compounds are, for example, the hydroxyl groups at C43 are in the opposite stereochemical orientation and / or the hydroxyl groups at C28 and C30 are alkylated, acylated, or linked via carbonate formation. Others are compounds as shown in Formula III.

【0098】 特別に興味のあるC3ラパログのもう1つのサブセットは、RC13およびR C28 の一方または双方がFであるものである。このサブセットの種々の具体例
においては、式IIにおける1、2、3、4または5個の置換基はラパマイシン
で見いだされる置換基とは異なる。例えば、このサブセットはC13フルオロ−
C3−ラパログ、C28フルオロ−C3−ラパログおよびC13,C28−ジフ
ルオロ−C3−ラパログを含む。
Another subset of C3 rapalogs of particular interest is RC13And R C28 Is one or both of which are F. Various examples of this subset
Wherein 1, 2, 3, 4, or 5 substituents in formula II are rapamycin
Different from the substituents found in For example, this subset is C13 fluoro-
C3-rapalog, C28 fluoro-C3-rapalog and C13, C28-diff
Including Ruoro-C3-rapalog.

【0099】 特に興味のあるC3ラパログのもう1つのサブセットはRC14がO、OHま
たはH以外であるもの、例えば、ラパマイシンに関して1以上の他の修飾を含む
または含まない、RC14が−OR、−NR、−NC(O)R、−OC(
O)Rまたは−OC(O)NRであるC3ラパログである。
[0099] Particularly Another subset of C3 rapalog of interest as R C14 is other than O, OH or H, for example, or without one or more other modifications with respect to rapamycin, R C14 is -OR 6 , -NR 6, -NC (O) R 6, -OC (
O) is R 6 or -OC (O) C3 rapalog is NR 6.

【0100】 興味のあるC3ラパログのもう1つのサブセットは、再度、ラパマイシンに関
して他の位置に1以上の他の修飾を含むまたは含まない、RC24が=O以外の
ものである。
Another subset of C3 rapalogs of interest is again that R C24 is other than OO, with or without one or more other modifications at other positions with respect to rapamycin.

【0101】 本発明の方法を実施するにおいて特に興味のあるC3ラパログのもう1つのサ
ブセットは、ラパマイシンの立体異性を有し、ここに、RC7aが−OMeであ
り、またここに、RC30が=Oではなく、RC24が=Oではなく、RC13 が−OHではなく、RC14が=Oではなくおよび/またはRおよび/または
がHではないものを含む。
Another subset of C3 rapalogs of particular interest in practicing the methods of the present invention has the stereoisomerism of rapamycin, where R C7a is —OMe and where R C30 is Includes where な く O is not R C24 is = O, R C13 is not —OH, R C14 is not OO and / or R 3 and / or R 4 is not H.

【0102】 興味のある他のC3ラパログはRC14がOHであるものを含む。Other C3 rapalogs of interest include those where R C14 is OH.

【0103】 さらに、本発明は、ラパマイシンにおける1,2、3,4または5,6位の炭
素−炭素二重結合の1以上が、単独でまたは当該分子の他の修飾と組み合わされ
て、例えばC13、C43、C24、C28および/またはC30の1以上にお
いて飽和しているC3ラパログを含む。また、C3,C4二重結合はエポキシ化
されていても良いこと;C6メチル基がCHOHまたは−CHOMeで置換
されていても良いこと;C43ヒドロキシがF,ClまたはHまたは他の置換基
に変換されていても良いこと;および当該分野で知られた方法を用いて、本明細
書中に開示されたいずれかの化合物において、C42メトキシ基が脱メチル化さ
れていても良いことが認識されるべきである。同様に、基「a」は以下のいずれ
かで置換されていても良い。
Furthermore, the present invention relates to the invention wherein one or more of the carbon-carbon double bonds at the 1,2,3,4 or 5,6 position in rapamycin, alone or in combination with other modifications of the molecule, for example C3 rapalogs that are saturated in one or more of C13, C43, C24, C28 and / or C30. Further, C3, C4 double bond that may be epoxidized; it C6 methyl group may be substituted by CH 2 OH or -CH 2 OMe; C43 hydroxy F, Cl or H or other And the C42 methoxy group may be demethylated in any of the compounds disclosed herein using methods known in the art. Should be recognized. Similarly, group "a" may be substituted with any of the following:

【0104】[0104]

【化15】 合成のガイダンス 発酵によるおよび全合成によるラパマイシンの生産は知られている。発酵によ
る「C3ラパログ以外の」多数のラパログの生産または発酵生成物の合成修飾も
知られている。これらは、とりわけ、ラパマイシン、ならびにC29−デスメチ
ル−ラパマイシンおよびC29−デスメトキシラパマイシンおよび本明細書中に
記載されているごとき種々の他のラパログの特徴的なシクロヘキシル環またはピ
ペコレート環に対して別の部位を担うラパログを含む。
Embedded image Synthetic Guidance The production of rapamycin by fermentation and by total synthesis is known. The production of a large number of "other than C3 rapalogs" by fermentation or the synthetic modification of fermentation products is also known. These include, inter alia, other sites for the characteristic cyclohexyl or pipecolate ring of rapamycin and C29-desmethyl-rapamycin and C29-desmethoxyrapamycin and various other rapalogs as described herein. Includes rapalogs.

【0105】 ラパマイシンは、後記する実験例に開示されているごとくシリルエーテルを用
いてC3ラパログに変換することができる。
Rapamycin can be converted to C3 rapalog using silyl ethers as disclosed in the experimental examples below.

【0106】 C3ラパログは種々の技術を用いて製造することができる。これらの技術は求
核試薬および触媒を含む合成プロセスであり得る。第1のラパログは、所望のC
3ラパログの形成を可能とする条件下で求核試薬で処理することができる。最初
のラパログはC7修飾ラパログ、例えば、C7−メトキシラパログであり得る。
これらの条件は求核試薬のタイプ、触媒のタイプ、および最終C3ラパログを単
離しまたは精製するのに使用される精製技術の選択のごとき因子を含む。
The C3 rapalog can be manufactured using various techniques. These techniques can be synthetic processes involving nucleophiles and catalysts. The first rapalog is the desired C
3 can be treated with a nucleophile under conditions that allow for the formation of rapalogs. The first rapalog may be a C7 modified rapalog, for example, C7-methoxy lapalog.
These conditions include factors such as the type of nucleophile, the type of catalyst, and the choice of purification techniques used to isolate or purify the final C3 rapalog.

【0107】 例えば、本発明の置換されたラパログは、例えばC7位においてマクロ環に付
着した置換基を有するラパログを、触媒の存在下で求核試薬、例えばシリルエー
テルで処理することによって調製することができる。もう1つの具体例において
、ラパマイシンは当業者に公知のシリルエノールエーテルを用いてC3ラパログ
に変換することができる。
For example, the substituted rapalogs of the present invention are prepared by treating a rapalog having a substituent attached to the macrocycle, for example, at the C7 position, with a nucleophile, such as a silyl ether, in the presence of a catalyst. Can be. In another embodiment, rapamycin can be converted to C3 rapalog using silyl enol ethers known to those skilled in the art.

【0108】 適当な置換基は当業者に認識されたものを含み、ハロゲン、トシレート、メシ
レート、エステルおよびアルコキシド、好ましくは低級アルキルアルコキシドを
含む。C7位において置換基を有するラパログの適当な求核試薬での処理は求核
試薬によってC3位が修飾されたラパログを形成することが判明した。
Suitable substituents include those recognized by those skilled in the art and include halogen, tosylate, mesylate, ester and alkoxide, preferably lower alkyl alkoxide. Treatment of a rapalog having a substituent at the C7 position with an appropriate nucleophile was found to form a rapalog modified at the C3 position by the nucleophile.

【0109】 適当な求核試薬は当業者に認識されたものを含み、シリルエーテル、シリルエ
ノールエーテル、グリニャード試薬、エノラート、カルバニオン等を含む。好ま
しい求核試薬はシリルエーテル、好ましくはトリアルキルシリルエーテル、特に
置換されたおよび置換されていないアリル基、例えばメタリルトリアルキルエー
テルである。
Suitable nucleophiles include those recognized by those skilled in the art and include silyl ethers, silyl enol ethers, Grignard reagents, enolates, carbanions, and the like. Preferred nucleophiles are silyl ethers, preferably trialkylsilyl ethers, especially substituted and unsubstituted allyl groups, for example methallyl trialkyl ethers.

【0110】 用語「シリルエーテル」は当該分野で知られており、(2)R、R’およびR
”が脂肪族、芳香族、ヘテロ脂肪族またはヘテロ芳香族基であって、RC3が前
記定義のもの、好ましくは置換されたまたは置換されていないアリル基である式
RC3−SiRR’R”を有する化合物を含ませる意図である。さらに、シリル
エーテルは商業的に入手可能であって、ALDRICH およびSIGMA の
ごとき化学供給会社から購入することができる。
The term “silyl ether” is known in the art and includes (2) R, R ′ and R
Has the formula RC3-SiRR'R "wherein" is an aliphatic, aromatic, heteroaliphatic or heteroaromatic group and RC3 is as defined above, preferably a substituted or unsubstituted allyl group. It is intended to include compounds. In addition, silyl ethers are commercially available and can be purchased from chemical suppliers such as ALDRICH and SIGMA.

【0111】 用語「シリルエノールエーテル」は当該分野で知られており、R、R’および
R”が脂肪族、芳香族、ヘテロ脂肪族またはヘテロ芳香族基であって、RC3
前記定義に同じである式:
The term “silyl enol ether” is known in the art, where R, R ′ and R ″ are aliphatic, aromatic, heteroaliphatic or heteroaromatic groups and R C3 is as defined above. An expression that is the same:

【化16】 を有する化合物を含む。シリルエノールエーテルもまた商業的に入手可能であっ
て、ALDRICH およびSIGMA のごとき化学供給会社から購入するこ
とができる。
Embedded image A compound having the formula: Silyl enol ethers are also commercially available and can be purchased from chemical suppliers such as ALDRICH and SIGMA.

【0112】 適当な触媒はAlCl、ZnCl、P−トルエンスルホン酸、好ましくは
BFエーテレートのごときルイス酸触媒を含む。
Suitable catalysts include Lewis acid catalysts such as AlCl 3 , ZnCl 2 , P-toluenesulfonic acid, preferably BF 3 etherate.

【0113】 後記する反応図式:The reaction scheme described below:

【化17】 は求核試薬、例えばシリルエーテルによる脱離基の求核置換の例を提供する。式
3を有する化合物の形成を可能とする条件下での化合物1ラパログのシリルエー
テル2での処理は、C7ヘテロ原子を担持するラパログ、例えばOMeを、触媒
、好ましくはBF/エーテレートの存在下でトリアルキルシリルエーテルと組
み合わせることを含む。一般に、反応条件は雰囲気温度以下、好ましくは約−4
0℃で行われる。
Embedded image Provides examples of nucleophilic displacement of a leaving group by a nucleophile, such as a silyl ether. Treatment of compound 1 rapalog with silyl ether 2 under conditions that allow the formation of a compound having formula 3 can be achieved by treating a rapalog bearing a C7 heteroatom, such as OMe, in the presence of a catalyst, preferably BF 3 / etherate. In combination with a trialkylsilyl ether. Generally, the reaction conditions are below ambient temperature, preferably about -4
Performed at 0 ° C.

【0114】 ラパマイシンの構造に関してさらなる修飾を含むC3ラパログは、ラパマイシ
ンの代わりに対応するラパログで出発し、同様に調製することができる。別法と
して、1以上のさらなる変換をC3ラパログ中間体に対して行うことができる。
C3 rapalogs containing further modifications with respect to the structure of rapamycin can be prepared similarly, starting with the corresponding rapalog in place of rapamycin. Alternatively, one or more further transformations can be performed on the C3 rapalog intermediate.

【0115】 ラパマイシンおよび構造的に関連するマクロライドの種々の化学的変換を行う
方法および物質は、発酵によりラパマイシンおよび種々のラパログを得るための
方法と同様に当該分野で知られている。ラパマイシンおよび種々のラパログの多
くのかかる化学的変換は、化学合成の分野における技量および知識のレベルなら
びに本発明の実施で適用することができる生成物の回収、精製および形成を説明
する前記表I中で確認される特許書類に開示されている。所望のラパログを製造
するのに使用することができる以下の代表的な変換および/または文献は説明的
なものである:
Methods and materials for performing various chemical transformations of rapamycin and structurally related macrolides are known in the art, as are methods for obtaining rapamycin and various rapalogs by fermentation. Many such chemical transformations of rapamycin and various rapalogs are described in Table I above, which describes the level of skill and knowledge in the field of chemical synthesis and the recovery, purification, and formation of products applicable in the practice of the present invention. In the patent documents identified in The following representative transformations and / or literature that can be used to produce the desired rapalog are illustrative:

【表5】 加えて、本発明で使用されるラパログならびにかかるラパログの製造用の中間
体は、例えば、Katzら, WO93/13663によって、およびCane
らWO9702358によって記載されているごとく指向的生合成によって調製
することができる。
[Table 5] In addition, rapalogs used in the present invention and intermediates for the preparation of such rapalogs are described, for example, by Katz et al., WO 93/13663, and by Cane.
It can be prepared by directed biosynthesis as described by WO9702358.

【0116】 本発明の新規ラパログは、ここに提示する開示によってガイドされるごとく当
該分野で知られた方法および物質に頼って当業者が調製することができる。例え
ば、方法および物質は、出典明示してその全内容を本明細書の一部とみなす前記
引用の書類に記載されたまたは言及された公知の方法に適合させることができる
。説明およびさらなるガイダンスによってさらなるガイダンスおよび例をここに
実施者に提供する。当該分野の通常の技量を持つ化学者であれば、前記に対して
修飾をなして、例えば、合成の間に適当な保護基を感受性部位に付加し、もはや
必要でないまたは望まなくなれば該保護基を除去でき、他の合成アプローチを決
定することができる。
The novel rapalogs of the present invention can be prepared by those skilled in the art depending on methods and materials known in the art, as guided by the disclosure provided herein. For example, the methods and materials can be adapted to known methods described or mentioned in the cited documents, which are hereby incorporated by reference in their entirety. Further guidance and examples are provided herein to the practitioner by way of explanation and further guidance. A chemist of ordinary skill in the art will be able to make modifications to the above, for example, by adding suitable protecting groups to the sensitive site during the synthesis, so that the protecting groups are no longer needed or desired. Can be removed and other synthetic approaches can be determined.

【0117】 前記条件から単離されたラパログの混合物の精製は、所望のC3ラパログの単
離または回収、例えば、所望の純度または所望の形態、例えばC7ラパログの不
含有を可能とする技術を用いて達成することができる。かかる技術の例は、後記
実施例に記載されたリサイクリングHPLC技術である。リサイクリングHPL
Cの使用は、前記条件下で、求核試薬がC3位に付加され、同時にC7基が置換
されてC3ラパログが生じるという発見に導く。ラパログはC3位で官能化され
るという構造的確認は、質量分析および/またはNMR分光分析によって測定さ
れた。
Purification of the mixture of rapalogs isolated from the above conditions employs techniques that allow the isolation or recovery of the desired C3 rapalog, eg, the desired purity or form, eg, the absence of the C7 rapalog. Can be achieved. An example of such a technique is the recycling HPLC technique described in the examples below. Recycling HPL
The use of C leads to the discovery that, under said conditions, a nucleophile is added at the C3 position while simultaneously displacing the C7 group, resulting in a C3 rapalog. Structural confirmation that the rapalog is functionalized at the C3 position was determined by mass spectroscopy and / or NMR spectroscopy.

【0118】 非限定的例として、ラパログ生成物の非精製反応混合物はHPLCカラムを通
って溶出させ、該カラムを通ってリサイクルさせて成分の分離、かくして、最終
単離物を増加させることができる。HPLC系は当業者に知られており、かかる
リサイクリング特徴を含むように適合させることができる。一般に、溶出物およ
び成分は、成分の所望の分離および純度が達成されるまで、例えば、15ないし
20サイクルまでリサイクルされる。当業者であればいかにして多くのサイクル
が必要であるか、必要な溶媒、カラムのタイプ等を決定して所望の純度を達成す
ることができる。
As a non-limiting example, an unpurified reaction mixture of a rapalog product can be eluted through an HPLC column and recycled through the column to separate components and thus increase the final isolate . HPLC systems are known to those skilled in the art and can be adapted to include such recycling features. Generally, the eluate and components are recycled until the desired separation and purity of the components is achieved, for example, up to 15 to 20 cycles. One skilled in the art can determine how many cycles are required, determine the required solvent, column type, etc. to achieve the desired purity.

【0119】 例えば、ポリスチレンサイズ排除カラムを使用することができる。ポリスチレ
ンカラムは機能化することができる、例えば、ヒドロキシル官能基を含有させて
、成分の分離を促進させる。1つの特別の好ましい具体例においては、JAIG
EL GS−310カラムを用いて成分の分離を行うことができる。
For example, a polystyrene size exclusion column can be used. Polystyrene columns can be functionalized, for example, to contain hydroxyl functionality to facilitate separation of components. In one particular preferred embodiment, JAIG
The components can be separated using an EL GS-310 column.

【0120】 本発明の1つの態様は、単離されたラパログの純度に関する。単離体ラパログ
の純度は当業者に知られた技術によって測定することができ、質量分析、HN
MRおよび13NMRを含む。1つの具体例において、本発明の単離されたC3
ラパログは実質的に汚染物がない、例えば、実質的にC7ラパログがない。単離
されたC3ラパログの純度を測定する1つの例はHNMRによる。化合物の純
度は、汚染物のそれに対する所望の生成物のピーク的高い比率を分析することに
よって測定することができる。1つの具体例においては、該比率は少なくとも約
5:1(生成物/汚染物)である。もう1つの具体例において、該比率は少なく
とも約10:1、より好ましくは50:1、最も好ましくは100:1であり、
最も好ましくは汚染物はNMRによって検出されない。
One aspect of the present invention relates to the purity of the isolated rapalog. The purity of the isolate rapalog can be determined by techniques known to those skilled in the art, mass spectrometry, 1 HN
Includes MR and 13 NMR. In one embodiment, the isolated C3 of the present invention is
The rapalog is substantially free of contaminants, for example, substantially free of C7 rapalog. One example of determining the purity of an isolated C3 rapalog is by 1 H NMR. The purity of a compound can be measured by analyzing the peak high ratio of the desired product to that of the contaminants. In one embodiment, the ratio is at least about 5: 1 (product / contaminant). In another embodiment, the ratio is at least about 10: 1, more preferably 50: 1, most preferably 100: 1,
Most preferably, no contaminants are detected by NMR.

【0121】 もう1つの態様において、単離されたラパログの純度は、得られた生成物にお
いてC3位に付着された基に関連するピーク高さのそれに対する出発物質のC7
位に付着した基に関連するピーク高さの間の比率を分析することによってHN
MRによって測定することができる。C3ラパログの純度は、C7基を含有する
出発物質に関連するピークのそれに対する所望の生成物のピーク高さ比を分析す
ることによって決定することができる。1つの具体例において、該比率は少なく
とも約5:1である(単離されたC3ラパログ生成物/C7出発物質)。もう1
つの具体例において、該比率は少なくとも約10:1、より好ましくは50:1
、最も好ましくは100:1であり、最も好ましいのは汚染物がNMRによって
検出されないことである。
In another embodiment, the purity of the isolated rapalog is determined by determining the starting material C7 relative to that of the peak height associated with the group attached to the C3 position in the resulting product.
1 HN by analyzing the ratio between the peak heights associated with the groups attached to
It can be measured by MR. The purity of the C3 rapalog can be determined by analyzing the peak height ratio of the desired product to that of the peak associated with the starting material containing the C7 group. In one embodiment, the ratio is at least about 5: 1 (isolated C3 rapalog product / C7 starting material). Another one
In one embodiment, the ratio is at least about 10: 1, more preferably 50: 1.
, Most preferably 100: 1, and most preferably no contaminants are detected by NMR.

【0122】 もう1つの具体例において、単離されたC3ラパログは、当該分野で知られた
技術、例えば、キャピラリーガスクロマトグラフィー、分析HPLC等によって
測定して、少なくとも約90%である。より好ましい具体例において、単離され
たC3ラパログは少なくとも約95%である。もう1つの具体例において、単離
されたC3ラパログは約98%純度である。最も好ましい具体例においては、単
離されたC3ラパログは約100%純度である。
In another embodiment, the isolated C3 rapalog is at least about 90% as determined by techniques known in the art, for example, capillary gas chromatography, analytical HPLC, and the like. In a more preferred embodiment, the isolated C3 rapalog is at least about 95%. In another embodiment, the isolated C3 rapalog is about 98% pure. In a most preferred embodiment, the isolated C3 rapalog is about 100% pure.

【0123】 FKBPドメインおよび融合タンパク質 FKBP融合タンパク質は、FKBPドメインのペプチド配列の全てまたは一
部および少なくとも1つの異種作用ドメインを含む。このキメラタンパク質は、
直接結合測定(例えば、蛍光クエンチング)、競合結合測定(例えば、対FK5
06)、FKBP酵素活性(ロタマー)の阻害、または他のアッセイ方法によっ
て測定して、本発明のC3ラパログに、好ましくは約100nM未満、より好ま
しくは約10nM未満、なおより好ましくは約1nM未満のKd値でもって結合
することができる。典型的には、キメラタンパク質は、例えば、国際特許出願P
CT/US94/01617に記載されているごとく、ヒトFKBP12のごと
き天然に生じるFKBPタンパク質のそれから選択されるペプチド配列を含む1
以上のペプチドドメインを含有するであろう。そのペプチド配列は、通常は10
個以下、好ましくは5個以下のアミノ酸残基の置換、挿入または欠失で修飾して
、結合特異性を調整することができる。かかる修飾をある具体例において選択し
て、以下の結合プロフィール:(a)FKBP12または作成すべき宿主細胞に
内因的なFKBPに対するものよりも(いずれかの測定によって)好ましくは少
なくとも1、より好ましくは少なくとも2、なおより好ましくは3または4以上
のオーダーより大きく良好な、C3ラパログの修飾されたFKBPドメイン、ま
たはそれを含有するキメラへの結合;および(b)FRAPまたは作成すべき宿
主細胞に内因的なFRB−含有タンパク質に対するものよりも(いずれかの測定
によって)好ましくは少なくとも1、より好ましくは少なくとも2、なおより好
ましくは3の良好な、FKBP:ラパログ複合体のFRB融合タンパク質への結
合のうちの一方または双方を生じる。
FKBP Domains and Fusion Proteins FKBP fusion proteins comprise all or part of the peptide sequence of the FKBP domain and at least one heterologous domain. This chimeric protein is
Direct binding assays (eg, fluorescence quenching), competitive binding assays (eg, versus FK5)
06), inhibition of FKBP enzymatic activity (rotamers), or as determined by other assay methods, the C3 rapalog of the invention preferably has less than about 100 nM, more preferably less than about 10 nM, and even more preferably less than about 1 nM. It can be combined with the Kd value. Typically, chimeric proteins are described, for example, in International Patent Application P
As described in CT / US94 / 01617, one comprising a peptide sequence selected therefrom of a naturally occurring FKBP protein such as human FKBP12.
It will contain the above peptide domains. The peptide sequence usually has 10
Modification by substitution, insertion or deletion of not more than 5, preferably not more than 5, amino acid residues can adjust the binding specificity. Such modifications are selected in certain embodiments to provide the following binding profiles: (a) preferably at least 1, more preferably (by any measurement), than for FKBP12 or FKBP endogenous to the host cell to be produced. Binding of the C3 rapalog to the modified FKBP domain, or a chimera containing it, which is at least better than 2, even more preferably on the order of 3 or more; and (b) endogenous to FRAP or the host cell to be produced. Of the binding of the FKBP: rapalog complex to the FRB fusion protein is preferably at least 1, more preferably at least 2, and even more preferably 3 better than by a specific FRB-containing protein. Produce one or both of them.

【0124】 また、FKBPキメラは少なくとも1つの異種作用ドメイン、すなわち、非−
FKBPペプチド配列を含有するタンパク質ドメインを含有する。作用ドメイン
は、例えば、ここにまたはPCT/US94/01617または他の引用文献に
記載されているごとく、DNA−結合ドメイン、転写活性化ドメイン、細胞局所
化ドメイン、細胞内シグナル導入ドメイン等であり得る。一般的に言えば、作用
ドメインはキメラタンパク質を選択された細胞位置に向けるか、またはもう1つ
の作用ドメインとの会合または凝集に際して、例えば、同一または異なる作用ド
メインを含有するタンパク質の多量体化に際して生物学的効果を開始させること
ができる。
Also, the FKBP chimera has at least one heterologous action domain, ie, a non-
It contains a protein domain containing the FKBP peptide sequence. The action domain can be, for example, a DNA-binding domain, a transcriptional activation domain, a cell localization domain, an intracellular signal transduction domain, etc., as described herein or in PCT / US94 / 01617 or other references. . Generally speaking, an action domain directs a chimeric protein to a selected cellular location or upon association or aggregation with another action domain, for example, upon multimerization of a protein containing the same or a different action domain. Biological effects can be triggered.

【0125】 かかる融合タンパク質をコードする組換え核酸は、親FKBPタンパク質、例
えばヒトFKBP12をコードするDNAに選択的にハイブリダイズすることが
できるか、あるいは遺伝暗号の縮重を除いてかかるハイブリダイゼーションが可
能である。これらのキメラタンパク質はもう1つのタンパク質、例えばGal4
、VPI6、FAS、CD3ゼータ鎖等に由来する作用ドメインを含有するので
、キメラタンパク質をコードする組換えDNAは他のタンパク質をコードするD
NAに選択的にハイブリダイズすることができるか、あるいは遺伝暗号の縮重を
除いてかかるハイブリダイゼーションが可能であろう。
A recombinant nucleic acid encoding such a fusion protein can selectively hybridize to a parent FKBP protein, for example, DNA encoding human FKBP12, or can undergo such hybridization except for the degeneracy of the genetic code. It is possible. These chimeric proteins comprise another protein, such as Gal4
, VPI6, FAS, CD3 zeta chain, etc., the recombinant DNA encoding the chimeric protein can be used as a recombinant DNA encoding other proteins.
It will be able to selectively hybridize to NA, or will be capable of such hybridization without the degeneracy of the genetic code.

【0126】 後記でさらに詳細に記載する本発明のFKBP融合タンパク質、ならびに議論
したFRB融合タンパク質は1以上の異なるリガンド結合ドメインの1以上のコ
ピーおよび1以上の作用ドメインの1以上のコピーを含有することができる。リ
ガンド結合ドメイン(すなわち、FKBPおよびFRBドメイン)はN−末端、
C−末端であるか、または作用ドメインに関して散在し得る。リガンド結合ドメ
インの複数のコピーを含む具体例は、通常、2、3または4つのかかるコピーを
有する。例えば、FKBP融合タンパク質は2、3または4個のFKBPドメイ
ンを含有することができる。FKBP融合タンパク質の(および後記で議論する
FRB融合タンパク質の)種々のドメインは、所望により、隣接ドメインの1つ
に由来し得るリンキングペプチド領域によって分離されているか、あるいは異種
であり得る。
The FKBP fusion proteins of the invention, described in further detail below, as well as the discussed FRB fusion proteins, contain one or more copies of one or more different ligand binding domains and one or more copies of one or more action domains. be able to. The ligand binding domains (ie, FKBP and FRB domains) are N-terminal,
It can be C-terminal or interspersed with respect to the action domain. Embodiments containing multiple copies of the ligand binding domain typically have 2, 3 or 4 such copies. For example, an FKBP fusion protein can contain 2, 3 or 4 FKBP domains. The various domains of the FKBP fusion protein (and of the FRB fusion protein discussed below) may be separated by a linking peptide region, which may be derived from one of the adjacent domains, or heterologous, as desired.

【0127】 本発明の実施で有用なFKBP融合タンパク質の例示は、PCT/US94/
01617(Stanford&Harvard)、PCT/US94/080
08(Stanford&Harvard)、Spencerら(前掲)、PC
T/US95/10591(ARIAD)、PCT/US95/06722(M
itorix, Inc.)およびそこに引用された他の文献に開示されたFK
BP融合タンパク質;後記実施例に開示されたFKBP融合タンパク質;1以上
のFKBPドメインにおいて10個までの(好ましくは1−5個の)アミノ酸の
挿入、欠失または置換を含有し、依然としてラパマイシンまたはラパログに結合
することができる前記FKBP融合タンパク質のいずれかの変異体;天然に生じ
るFKBPドメインをコードするDNA配列に選択的にハイブリダイズすること
ができるDNAによってコードされるFKBPの1以上のコピーを含有し、依然
としてラパマイシンまたはラパログに結合することができる前記FKBP融合タ
ンパク質のいずれかのFKBP融合タンパク質の変異体;1以上の異種作用ドメ
インが欠失され、異なる異種作用ドメインで置換されまたは補足されている前記
のいずれかの変異体;ラパマイシンまたはラパログに結合することができ、非ヒ
ト源に由来するFKBPドメインを含有する前記FKBP由来タンパク質のいず
れかの変異体;およびヒトFKBP12のTyr26、Phe36、Asp37
、Arg42、Phe46、Phe48、Glu54、Val55またはPhe
99に対応する1以上のアミノ酸残基を含有し、ここに、1以上のアミノ酸残基
が異なるアミノ酸によって置き換えられた前記FKBP融合タンパク質のいずれ
かの変異体(該変異体はラパマイシンまたはラパログに結合することができる)
を含む。
An example of a FKBP fusion protein useful in the practice of the present invention is PCT / US94 /
01617 (Stanford & Harvard), PCT / US94 / 080
08 (Stanford & Harvard), Spencer et al., Supra, PC
T / US95 / 10591 (ARIAD), PCT / US95 / 06722 (M
itorix, Inc. ) And the FKs disclosed in other references cited therein
A BP fusion protein; a FKBP fusion protein disclosed in the Examples below; containing up to 10 (preferably 1-5) amino acid insertions, deletions or substitutions in one or more FKBP domains and still containing rapamycin or rapalog A variant of any of the foregoing FKBP fusion proteins that is capable of binding to a DNA sequence encoding one of the FKBP domains that encodes a naturally occurring FKBP domain. A variant of the FKBP fusion protein of any of the foregoing FKBP fusion proteins that is still capable of binding to rapamycin or rapalog; one or more heterologous domains are deleted and replaced or supplemented with a different heterologous domain Any of the above mutants It can bind to rapamycin or rapalog, or variants of the FKBP-derived protein containing the FKBP domain derived from a non-human source; and human FKBP12 Tyr26, Phe36, Asp37
, Arg42, Phe46, Phe48, Glu54, Val55 or Phe
99. A variant of any of the above FKBP fusion proteins comprising one or more amino acid residues corresponding to 99, wherein one or more of the amino acid residues has been replaced by a different amino acid, wherein the variant binds to rapamycin or rapalog. can do)
including.

【0128】 例えば、多数の場合において、FKBP融合タンパク質は、ACTAGA、制
限エンドヌクレアーゼSpeIおよびXbaIで各々消化されたDNAの連結産
物によってコードされた2−アミノ酸リンカーThr−Argによって離された
、ヒトFKBP12のアミノ酸1−107を含有するFKBPドメインの複数の
コピーを含む。以下の表は前記FKBP12配列に基づく突然変異体FKBPド
メインの例示的サブセットを提供する。
For example, in many cases, the FKBP fusion protein is human FKBP12, separated by the 2-amino acid linker Thr-Arg, encoded by the ligation products of DNA digested with ACTAGA, restriction endonucleases SpeI and XbaI, respectively. Contains multiple copies of the FKBP domain containing amino acids 1-107. The following table provides an exemplary subset of mutant FKBP domains based on the FKBP12 sequence.

【0129】 例示的突然変異体FKBPExemplary Mutant FKBP

【表6】 注意:エントリーは一文字符合および配列位置、続いての突然変異体における
置換アミノ酸によって天然アミノ酸を同定する。かくして、F36Vは、位置3
6におけるフェニルアラニンがビリンによって置き換えられたヒトFKBP12
配列を示す。F36V/F99Aは、36位および99位のフェニルアラニンが
、各々、バリンおよびアラニンによって置き換えられた二重突然変異を示す。
[Table 6] Note: Entries identify natural amino acids by one letter code and sequence position, followed by the replacement amino acid in the mutant. Thus, F36V is at position 3
FKBP12 in which phenylalanine in SEQ ID No. 6 has been replaced by villin
Shows the sequence. F36V / F99A shows a double mutation in which phenylalanine at positions 36 and 99 has been replaced by valine and alanine, respectively.

【0130】 FRBドメインおよびFRB融合タンパク質 FRB融合タンパク質は、少なくとも1つのFRBドメイン(他で記述したように、F
RAPタンパク質又はその変異体のペプチド配列の全て、又は一部を構成し得る) 及び少なくとも1つのヘテロエフェクタ−ドメインを包含する。
FRB Domain and FRB Fusion Protein The FRB fusion protein comprises at least one FRB domain (as described elsewhere,
And may comprise all or part of the peptide sequence of the RAP protein or a variant thereof) and at least one heteroeffector domain.

【0131】 一般的に言って、FRBドメイン、又はFRBドメインを包含するキメラタンパク質
は、例えば、ヒト若しくは他の哺乳類のFRAPタンパク質又は酵母タンパク質の1 つであるTor-1若しくはTor-2、或いは既述のカンジダ菌のFRB包含タンパク質を コードするDNA分子のような、天然に存在するFRBドメイン包含タンパク質をコー
ドするDNA分子に対して選択的にハイブリッド形成し得るようなDNA分子によって
コードされている。本発明のFRBドメインとして、FKBPタンパク質と本発明のC3 ラパログの複合体に結合し得るようなFRBドメインを含む。
Generally speaking, the FRB domain, or a chimeric protein comprising the FRB domain, is, for example, a human or other mammalian FRAP protein or one of the yeast proteins, Tor-1 or Tor-2, or It is encoded by a DNA molecule capable of selectively hybridizing to a DNA molecule encoding a naturally occurring FRB domain-containing protein, such as a DNA molecule encoding a Candida FRB-containing protein described above. The FRB domain of the present invention includes an FRB domain capable of binding to a complex of the FKBP protein and the C3 rapalog of the present invention.

【0132】 FRB融合タンパク質は、本発明のC3ラパログとFKBP融合タンパク質によって形 成される複合体に結合し得るものでなければならない。従来の方法で測定して、
そのFRB融合タンパク質は、好ましくは200μM以下のKd値でその複合体に結合し 、より好ましくは10μM以下のKd値でその複合体に結合する。そのFRBドメインは
、FKBP融合タンパク質とラパログとの複合体に対する高い親和性を維持するため
に十分な長さと構成を有するであろう。ある実施例において、FRBドメインは、 約150アミノ酸以下の長さであり、更にある場合には、約100アミノ酸以下の長さ
である。1つのこのような領域は、ヒトFRAPのVal2012からTyr2144まで伸びてい る133アミノ酸領域を包含する。Chiu et al, 1994,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 91:
12574-12578を参照。特に関心のあるFRB領域は、ヒトFRAPのGlu2025からGln2114
の長さで、FKBP12−ラパマイシン複合体又はFKBP−ラパログ複合体に対する親和
性を保持している。ある実施例において、90アミノ酸配列からQ2214が除去され て、89アミノ酸FRBドメインを提供している。そのFRBペプチド配列は、結合特異
性を調節するために、通常10以下の、好ましくは5以下のアミノ酸の置換、挿入 、又は欠失によって、修飾できる。内因性FKBP及びFRAPタンパク質とC3ラパログ
との複合体の形成よりも、FKBP融合タンパク質、FRB融合タンパク質、及びC3ラ パログの1つ以上の分子を包含する複合体を選択的に形成させるために、ある実 施例においてこのような修飾を選択している。その優先傾向は、好ましくは少な
くとも10倍、更に好ましくは102倍、更に好ましくは103倍である(任意の指標に
よって)。
The FRB fusion protein must be able to bind to the complex formed by the C3 rapalog of the invention and the FKBP fusion protein. Measured in the traditional way,
The FRB fusion protein preferably binds to the complex with a Kd value of 200 μM or less, and more preferably binds to the complex with a Kd value of 10 μM or less. The FRB domain will be of sufficient length and composition to maintain high affinity for the complex of FKBP fusion protein and rapalog. In certain embodiments, the FRB domain is less than about 150 amino acids in length, and in some cases, less than about 100 amino acids in length. One such region encompasses a 133 amino acid region extending from Val2012 to Tyr2144 of human FRAP. Chiu et al, 1994, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91:
See 12574-12578. FRB regions of particular interest are Glu2025 to Gln2114 of human FRAP.
And retains affinity for the FKBP12-rapamycin complex or FKBP-rapalog complex. In one embodiment, Q2214 has been removed from the 90 amino acid sequence to provide an 89 amino acid FRB domain. The FRB peptide sequence can be modified to modulate binding specificity, usually by substitution, insertion, or deletion of 10 or less, preferably 5 or less amino acids. To selectively form a complex comprising one or more molecules of a FKBP fusion protein, a FRB fusion protein, and a C3 rapalog, rather than forming a complex of an endogenous FKBP and FRAP protein with a C3 rapalog, In some embodiments, such modifications are selected. The preference is preferably at least 10 times, more preferably 10 2 times, more preferably 10 3 times (by any indicator).

【0133】 そのようなタンパク質をコードしている組換え型DNAは、FRAP種をコードして いるDNAに対して選択的にハイブリッド形成し得るか、又はもし遺伝暗号の縮重 がなければそのようなハイブリダイゼーションが可能であろう。更に、これらの
キメラタンパク質は、例えば、Gal4、VP16、Fas、CD3ゼ−タ(ξ)鎖等のような
別のタンパク質由来のエフェクタ−ドメインを包含するため、そのキメラタンパ
ク質をコードしている組換え型DNAは、その別のタンパク質をコードしているDNA
に対して選択的にハイブリッド形成し得るか、又はもし遺伝暗号の縮重が無けれ
ばそのようなハイブリダイゼーションが可能であろう。
Recombinant DNA encoding such a protein can selectively hybridize to DNA encoding a FRAP species or, if there is no degeneracy of the genetic code. Hybridization will be possible. In addition, these chimeric proteins include effector domains from other proteins, such as, for example, Gal4, VP16, Fas, CD3 zeta (ξ) chain, etc., and thus encode the chimeric protein. Recombinant DNA is DNA that encodes another protein
May hybridize selectively to, or such hybridization would be possible if, without the degeneracy of the genetic code.

【0134】 本発明の実施に役立つFRBキメラの具体例として、そのキメラがFKBPタンパク 質と本発明のC3ラパログによって形成された複合体に結合し得る限り、1つ以上 のヘテロドメインが代わりのヘテロドメインによって置換されており又は1つ以 上の更なるヘテロドメインを補足されているその変異体、1つ以上のFRBドメイン
が非ヒトペプチド配列由来(例えばTor2又はカンジタ菌)ドメインである変異体
、及びここに記述されているように、FRBドメインがアミノ酸の交換、置換又は 挿入によって修飾されている変異体といった例示において開示されているものを
含む。実例となるFRB融合タンパク質は少なくとも、既述したようにSpeI-XbaI部
位の連結反応によって形成されるThr-Argリンカ−によって分離されている、ヒ トFRAPの2025-2113残基にわたる配列を含む少なくとも89アミノ酸から成る1つ以
上のFRBを包含する。例えば特定部位での突然変異誘発のような従来技術を用い て、本発明の任意の融合タンパク質におけるこのような制限酵素認識部位又はリ
ンカ−を削除、置換、又は伸長し得ることを評価すべきである。
As a specific example of an FRB chimera useful in the practice of the present invention, one or more heterodomains may be substituted for the heterologous heterologous domain as long as the chimera can bind to the complex formed by the FKBP protein and the C3 rapalog of the present invention. A variant thereof, wherein the variant has been replaced by a domain or supplemented by one or more additional heterodomains, wherein one or more FRB domains is a domain derived from a non-human peptide sequence (eg, Tor2 or Candida), And as described herein, including those disclosed in the examples such as variants in which the FRB domain has been modified by amino acid exchanges, substitutions or insertions. An illustrative FRB fusion protein comprises at least a sequence spanning residues 2025-2113 of human FRAP, separated by a Thr-Arg linker formed by a SpeI-XbaI site ligation reaction as described above. Includes one or more FRBs consisting of 89 amino acids. Conventional techniques such as site-directed mutagenesis, for example, should be used to evaluate the ability to delete, replace, or extend such restriction sites or linkers in any of the fusion proteins of the invention. is there.

【0135】 混合キメラタンパク質 FRB融合タンパク質のところで記述したように、第3型のキメラタンパク質は、
1つ以上のFKBPドメイン、1つ以上のヘテロエフェクタ−ドメイン、および1つ以 上のFRBドメインを包含する。
Mixed Chimeric Proteins As described for FRB fusion proteins, a third type of chimeric protein is
Includes one or more FKBP domains, one or more heteroeffector domains, and one or more FRB domains.

【0136】 混合キメラタンパク質分子は、それらが結合するC3ラパログの存在下、ホモ二
量体の又はホモ多量体タンパク質複合体を形成し得る。混合キメラを含む実施例
は、別の方法でFKBP融合タンパク質とFRB融合タンパク質の両方を発現させるよ う導くために要求される2本の組換え型核酸の代わりに、1本の単一の組換え型核
酸を細胞に導入すればよいという利点を有する。
[0136] Mixed chimeric protein molecules can form homodimeric or homomultimeric protein complexes in the presence of the C3 rapalog to which they bind. An example involving a mixed chimera is one single set instead of the two recombinant nucleic acids required to direct the expression of both FKBP and FRB fusion proteins in a different way. This has the advantage that the recombinant nucleic acid may be introduced into cells.

【0137】 混合キメラタンパク質をコードしている組換え型DNAは、FKBPタンパク質をコ ードしているDNA、FRAPをコードしているDNA、及び1つ以上のエフェクタ−ドメ インが由来するタンパク質(例えばGal4、VP16、Fas、CD3ゼ−タ(ξ)鎖等)を
コードしているヘテロDNA配列に対して選択的にハイブリッド形成し得るか、又 はもし遺伝暗号の縮重が無ければそのようなハイブリダイゼーションが可能であ
ろう。
[0137] The recombinant DNA encoding the mixed chimeric protein includes the DNA encoding the FKBP protein, the DNA encoding the FRAP, and the protein from which one or more effector domains are derived. (E.g., Gal4, VP16, Fas, CD3 zeta (ξ) chain, etc.) can selectively hybridize to a heterologous DNA sequence or, if there is no degeneracy in the genetic code. Hybridization will be possible.

【0138】 ヘテロドメイン 上述したように、FKBP融合タンパク質及びFRB融合タンパク質のヘテロエフェ クタ−ドメインは、それらを有するキメラタンパク質が相互結合して、DNA結合 及び/又は標的遺伝子の転写を誘発(又は阻害)し得る;細胞の成長、分化、増
殖、又はアポト−シスを作動させ;タンパク質を特定の細胞位置に方向付け;又
は他の生物学的事象を作動させる;タンパク質ドメインである。
Heterodomain As described above, the heteroeffector domains of the FKBP fusion protein and the FRB fusion protein are capable of inducing (or inhibiting) DNA binding and / or transcription of a target gene when chimeric proteins having them are mutually bound. Act on cell growth, differentiation, proliferation, or apoptosis; direct proteins to specific cell locations; or activate other biological events; protein domains.

【0139】 調節可能な遺伝子転写を含む実施例は、第1、及び第2キメラタンパク質ヘテロ
ドメインの会合または多量体化の原因となるDNAエレメントの転写制御の下、標 的遺伝子(関心のあるポリペプチド、アンチセンスRNA、リボザイム等をコード している)を包含する標的遺伝子構成を使用している。
[0139] Examples involving regulatable gene transcription are directed to the transcription of DNA elements responsible for the association or multimerization of the first and second chimeric protein heterodomains, under the transcriptional control of the target gene (poly- (Encoding peptides, antisense RNAs, ribozymes, etc.).

【0140】 直接転写を活性化することを含む本発明の実施例において、第1及び第2キメラ
タンパク質ヘテロドメインは、Gal4又は例えば以下で検討しているZFHD1のよう なキメラDNA結合ドメイン等のDNA結合ドメイン、及びそれぞれVP16又はp65から 由来するような転写活性化ドメインを包含する。このような転写活性化ドメイン
包含キメラタンパク質のDNA結合ドメイン包含キメラタンパク質に対する多量体 化は、DNA結合ドメインが結合するプロモ−タ−エレメントに対する転写活性化 物質を標的としており、かつ従って、そのプロモ−タ−エレメントに連結する標
的遺伝子の転写を活性化する。標的遺伝子が転写活性化ドメインより前にあると
、又は転写活性化ドメインに代えてリプレッサ−ドメイン(PCT/US94/01617参照
)に置き換えると、標的遺伝子の転写阻害に役立つ類似のキメラを提供する。合
成DNA結合ドメイン及びそれらが結合するDNA配列がPomerantz et al,1995,supra
に開示されており、その内容を引例によってここに組み込んでいる。そのような
合成DNA結合ドメインは、本発明の実施において、それが結合する同起源のDNA配
列を包含する標的遺伝子構成といっしょに、DNA結合ドメインとして用いること ができる 間接的な転写活性化を含む実施例において、キメラのヘテロドメインは、凝集
又は多量体化すると応答プロモ−タ−の制御の下、転写活性化を引き起こすシグ
ナルタンパク質のエフェクタ−ドメインである。例えば、シグナルドメインは、
凝集するとIL-2プロモ−タ−又はその誘導体(例えば繰り返されたNF-AT結合部 位)に連結している遺伝子の転写を引き起こすT細胞受容体のゼ−タ(ξ)サブ ユニットの細胞内ドメインであり得る。
In embodiments of the invention that include activating direct transcription, the first and second chimeric protein heterodomains may be a DNA such as Gal4 or a chimeric DNA binding domain such as, for example, ZFHD1 discussed below. Includes a binding domain, and a transcriptional activation domain as derived from VP16 or p65, respectively. Such multimerization of a transcriptional activation domain-containing chimeric protein to a DNA-binding domain-containing chimeric protein targets a transcriptional activator to a promoter element to which the DNA-binding domain binds, and therefore, promotes the promoter. Activates transcription of the target gene linked to the tar element. When the target gene precedes the transcriptional activation domain, or when the transcriptional activation domain is replaced with a repressor domain (see PCT / US94 / 01617), a similar chimera is provided that is useful for inhibiting transcription of the target gene. Synthetic DNA binding domains and the DNA sequences to which they bind are described in Pomerantz et al, 1995, supra
, The contents of which are incorporated herein by reference. Such synthetic DNA binding domains include indirect transcriptional activation that can be used as a DNA binding domain in the practice of the present invention, along with a target gene construct that includes the cognate DNA sequence to which it binds. In an embodiment, the heterodomain of the chimera is the effector domain of a signal protein that, when aggregated or multimerized, causes transcriptional activation under the control of a response promoter. For example, the signal domain is
Intracellular zeta (ξ) subunit of the T cell receptor that when aggregated causes transcription of a gene linked to the IL-2 promoter or a derivative thereof (eg, a repeated NF-AT binding site) Can be a domain.

【0141】 本発明の別の状況において、ヘテロドメインは、相互結合して細胞死を誘発し 得るタンパク質ドメインである。そのようなドメインの例として、Fas抗原又はT
NF R1の細胞内ドメインが挙げられる。Fasドメインを包含するキメラタンパク質
は、PCT/US94/01617に開示されたものを類推することによって設計し、かつ調製
できる。
In another context of the invention, a heterodomain is a protein domain that can bind to and induce cell death. Examples of such domains are Fas antigen or T
And the intracellular domain of NF R1. Chimeric proteins that include a Fas domain can be designed and prepared by analogy to those disclosed in PCT / US94 / 01617.

【0142】 組換え型レセプタ−ドメイン 前述したように、FKBPおよびFRBドメインは、自然に生じたFKBP及びFRBドメイ
ンのペプチド配列から選択されたペプチド配列を包含してもよい。自然に生じた
配列は、ヒトFKBP12のFKBPドメインおよびヒトFRAPのFRBドメインを包含する。 或いは、ペプチド配列は、そのような自然に生じたペプチド配列に由来し得るが
、そのようなペプチド配列の1方又は両方に通常、最高10までの突然変異を含み 、更に好ましくは1-5の突然変異を含む。この中の他の箇所でより詳細に開示さ れているように、このような突然変異は、多数の重要な特徴を与えることができ
る。例えば、FKBPドメインは、未修飾のFKBPドメインによるラパログ結合よりも
、例えば、少なくとも10倍、好ましくは102倍、更に好ましくは103倍又は104以 上のより高い効率で、C3ラパログに選択的に結合し得るように修飾できる。FRB ドメインは、未修飾のFRBドメインよりも、例えば少なくとも10倍、好ましくは1
02倍、更に好ましくは103倍のより高い効率で、(修飾された又は未修飾の)FKB
P:ラパログ複合体に選択的に結合し得るように修飾できる。FKBP及びFRBドメイ
ンは、未修飾のFKBP及びFRBドメインよりも、例えば少なくとも10倍、好ましく は102倍、更に好ましくは103倍のより高い効率で、C3ラパログと3者からなる複 合体を形成し得るように修飾できる。
Recombinant Receptor Domain As described above, the FKBP and FRB domains may include a peptide sequence selected from the peptide sequences of naturally occurring FKBP and FRB domains. Naturally occurring sequences include the FKBP domain of human FKBP12 and the FRB domain of human FRAP. Alternatively, the peptide sequence may be derived from such a naturally occurring peptide sequence, but usually contains up to 10 mutations in one or both of such peptide sequences, more preferably 1-5 Including mutations. As disclosed in more detail elsewhere herein, such mutations can confer a number of important features. For example, FKBP domains than rapalog binding by FKBP domain of unmodified, e.g., at least 10 fold, preferably 10 2 times, more preferably 10 3 fold or 10 4 higher than Ueno efficiency, selected C3 rapalog Can be modified so as to be able to bind together. The FRB domain is, for example, at least 10 times, preferably 1
0 2 times, more preferably 10 3 times higher efficiency, (modified or unmodified) FKB
P: Can be modified to selectively bind to the rapalog complex. FKBP and FRB domains, than FKBP and FRB domains of unmodified, such as at least 10 fold, preferably 10 2 times, more preferably 10 3 times higher efficiency, forming a double coalescence consisting C3 rapalog and 3 persons Can be modified to

【0143】 (a) FKBP 各種置換基(“バンプス(bumps))を含むFK506誘導体に対する結合能を強化さ せるようなFKBP突然変異を特定する方法がPCT/US94/01617に開示された。同様の
方法を、バンプ−ラパマイシン誘導体(bumped rapamycin derivatives)に選択的
に結合するような修飾されたFKBPを得るために用いることができる。ラパマイシ
ンとFKBP12の複合体の構造は公知である(例えば、Van Duyne et al.,J.Am.Chem
.Soc.(1991)113,7433-7434を参照)。このような情報は、各種ラパログ置換基と
衝突するようなアミノ酸を明らかにするために用いることができる。この研究方
法において、ラパログ置換基に適合するであろうFKBPドメインにおける候補アミ
ノ酸置換を特定するために分子モデリングが用いられており、更に、特定された
タンパク質突然変異を企てるために、特定部位の突然変異誘発を用いることがで
きる。その突然変異体は、標準方法によって発現し、もしその突然変異体が適当
な活性/親和性を保持していれば、それらのラパログに対する結合親和性を、例
えばロ−タマ−ゼ活性の阻害によって、又はFK506のような分子との結合に対す る競合によって測定する。
(A) FKBP Methods for identifying FKBP mutations that enhance binding to FK506 derivatives containing various substituents (“bumps”) have been disclosed in PCT / US94 / 01617. The method can be used to obtain a modified FKBP that selectively binds to bumped rapamycin derivatives.The structure of the complex of rapamycin and FKBP12 is known (eg, Van Duyne). et al., J. Am. Chem
Soc. (1991) 113,7433-7434). Such information can be used to identify amino acids that collide with various rapalog substituents. In this approach, molecular modeling was used to identify candidate amino acid substitutions in the FKBP domain that would fit into the rapalog substituent, and further, a sudden mutation at a specific site was attempted to attempt the identified protein mutation. Mutagenesis can be used. The mutants are expressed by standard methods and if the mutants retain the appropriate activity / affinity, their binding affinity for rapalogs can be determined, for example, by inhibiting rotamase activity. Or by competition for binding to a molecule such as FK506.

【0144】 より詳細には、学説に固執することなく、例えば、ラパマイシンのC-13又はC-
14で修飾されているラパログのような本発明のあるC3ラパログは、Tyr26、Phe36
、Asp37、Tyr82、及びPhe99残基の1つ以上がより小さい側鎖をもつアミノ酸(例
えばGly、Ala、Val、Met、及びSer)によって置換されているFKBPに対して選択 的に結合すると考えている。アミノ酸の26位又は36位が修飾されている突然変異
したFKBPの例示を、上記の“実例となる突然変異したFKBP”表において言及して
いる。同様に、C20で修飾されているラパログ(例えばR4が-H以外であるような ラパログ)は、Tyr82および/又はIle56が他のアミノ酸、特に小さな側鎖を持つ
アミノ酸で置換されているFKBPに対して選択的に結合すると考えている。他の例
示において、C24で修飾されているラパログ(例えばWが=O以外である)はPhe46 、Phe48およびVal55の1つ以上が他のアミノ酸、先と同様とりわけ小さな側鎖を 有するアミノ酸で置換されているFKBPに対して選択的に結合すると考えている。
更には、C28及び/又はC30で修飾されているラパログ(例えばR3がH以外であり 及び/又はVが=O以外である)は、Glu54が他のアミノ酸、とりわけより小さな側
鎖を持つアミノ酸で置換されているFKBPに対して選択的に結合すると考えている
。前記例示の全てにおいて、単一の、又は複合的なアミノ酸置換を行ってよい。
また、具体例が前記表に示されている。単一の又は複合的な突然変異を繰り返し
設計しかつ試す代わりに、1つ以上のラパログ若しくはラパマイシン置換基と接 触し又は隣接している、或いは接触し又は隣接しているであろう構造的に特定さ
れた残基を同時にランダム化する方法がある。特定された位置(前記の段落で言
及されたような位置)でランダム化されたFKBPドメインを含むポリペプチド試料
を、従来の合成法、または遺伝子法を用いて調製する。そのような試料は、1つ 以上の特定された位置でアミノ酸の置換を含むFKBPドメインの集合物に相当する
。その試料を検査し、望みのラパログ結合性をもたらすFKBP突然変異体を選択す
る。側鎖間の有益な協力的相互作用の可能性を最大にするような特定のバンプ- ラパログ(bumped rapalog)に対してより高い親和性および特異性をもつ補償的
突然変異体をもたらすために、同時に複数の残基をランダム化することが期待さ
れている。別々の位置でランダム化されたライブラリ−を調製する技術は公知で
あり、オリゴヌクレオチドを用いたプライマ−指向性突然変異誘発(primer-dire
cted mutagenesis)、縮退オリゴヌクレオチドを用いたPCR、及び縮退オリゴヌク
レオチドを用いたカセット式変異誘発を含む(例えばLowman,H.B.and Wells,J.A
.Methods:Comp. Methods Enzymol.1991.3,205-216;Dennis,M.S.and Lazarus,R.
A.1994,J.Biol. Chem. 269,22129-22136;及びそれらの中の引例を参照)。
More specifically, without sticking to the theory, for example, the C-13 or C-
C3 rapalogs of the present invention, such as rapalogs modified at 14, are Tyr26, Phe36
, Asp37, Tyr82, and Phe99 residues preferentially bind to FKBPs that have been replaced by amino acids with smaller side chains (eg, Gly, Ala, Val, Met, and Ser). I have. Examples of mutated FKBPs in which amino acids at positions 26 or 36 have been modified are mentioned in the "Illustrative Mutated FKBPs" table above. Similarly, rapalogs modified at C20 (e.g., rapalogs where R4 is other than -H) are relative to FKBP where Tyr82 and / or Ile56 are replaced with other amino acids, especially amino acids with small side chains. Believes that they are selectively combined. In another illustration, a rapalog modified at C24 (e.g., W is other than = O) has one or more of Phe46, Phe48, and Val55 replaced with another amino acid, again an amino acid having a particularly small side chain. Are thought to selectively bind to FKBP.
Furthermore, rapalogs modified at C28 and / or C30 (eg, where R3 is other than H and / or V is other than OO) are those in which Glu54 is another amino acid, especially an amino acid having a smaller side chain. It is believed that it selectively binds to the substituted FKBP. In all of the above examples, single or multiple amino acid substitutions may be made.
Specific examples are shown in the above table. Instead of repeatedly designing and testing single or multiple mutations, structurally in contact with or adjacent to, or likely to be in contact with, one or more rapalog or rapamycin substituents And randomizing the residues specified at the same time. A polypeptide sample containing a FKBP domain randomized at the specified location (as referred to in the preceding paragraph) is prepared using conventional synthetic or genetic methods. Such a sample represents a collection of FKBP domains containing amino acid substitutions at one or more specified positions. The sample is examined and the FKBP mutant that results in the desired rapalog binding is selected. To provide compensatory mutants with higher affinity and specificity for certain bumped rapalogs that maximize the potential for beneficial cooperative interactions between side chains, It is expected that multiple residues will be randomized simultaneously. Techniques for preparing randomized libraries at discrete locations are known, and primer-directed mutagenesis (primer-dire
cted mutagenesis), PCR using degenerate oligonucleotides, and cassette mutagenesis using degenerate oligonucleotides (eg, Lowman, HBand Wells, JA
.Methods: Comp. Methods Enzymol. 1991.3, 205-216; Dennis, MSand Lazarus, R.
A. 1994, J. Biol. Chem. 269, 22129-22136; and the references therein).

【0145】 更に、多くの場合、ラパマイシンにおける特定の位置に直接接触し、または隣
接するわずか数残基をランダム化しただけでは、ラパログ置換基(バンプ(bump)
)に最適に適合し得るようなFKBP形態における全ての可能性のある突然変異体を
完全には探求することはできないと考えている。従って、バンプ-ラパログ(bum
ped rapalogs)に対して選択的に結合させるような微妙な変異又はそれらの組合
せを特定するために、その構造は、構造的な配慮に基づかない偏見の無いランダ
ムな置換を含んだライブラリ−であると考えている。アラニン−スキャン変異誘
発(alanine-scanning mutagenesis)(Cunningham and Wells(1989)Science 24
4,1081-1085)、PCRミスインコ−ポレ−ション変異誘発(PCR misincorporation
mutagenesis)(Cadwell and Joyce,1992 PCR Meth.Applic.2, 28-33等を参照 )、及びDNAシャフリング(DNA shuffling)(Stemmer,1994,Nature 370,38-391 a
nd Crameri et al,1996,Nature Medicine 2,100-103)を含むいくつかの適切な 変異誘発計画が示されている。これらの技術によってランダム突然変異体ライブ
ラリ−、又は単一の突然変異体の集合を作製し、更に、それらをスクリ−ニング
又は選別することによって探究する。
Furthermore, in many cases, direct contact at a particular position in rapamycin or randomization of only a few adjacent residues will result in a rapalog substituent (bump)
It is not possible to fully explore all possible mutants in the FKBP form that can be optimally matched to ()). Therefore, bump-rapalog (bum
In order to identify subtle mutations or combinations thereof that selectively bind to ped rapalogs), the structure is a library containing unbiased random substitutions that are not based on structural considerations. I believe. Alanine-scanning mutagenesis (Cunningham and Wells (1989) Science 24
4,1081-1085), PCR misincorporation mutagenesis (PCR misincorporation)
mutagenesis) (see Cadwell and Joyce, 1992 PCR Meth. Applic. 2, 28-33), and DNA shuffling (Stemmer, 1994, Nature 370, 38-391a).
Several suitable mutagenesis schemes have been proposed, including nd Crameri et al, 1996, Nature Medicine 2,100-103). These techniques create random mutant libraries, or collections of single mutants, which are then explored by screening or sorting.

【0146】 多くの場合、特定のバンプ(bump)に選択的に結合するような最良の突然変異体
を特定する効率的な方法は、構造に基づいたやり方と不偏的なやり方を組み合わ
せたものである。Clackson and Wells,1994,Trends Biotechnology 12,173-184 (review)を参照。例えば、縮退オリゴヌクレオチドを用いるがランダムな部位
に更に突然変異を誘導するためにエラ−促進条件を用いて増幅するようなPCRに よって重要な接触残基がランダム化されているライブラリ−構造を考えている。
他の例示は、構造に基づいたライブラリ−とDNAシャフリング(DNA shuffling)を
用いて不偏的にランダム化したライブラリ−からのDNA断片を組み合わせている 。
In many cases, an efficient way to identify the best mutant to selectively bind to a particular bump is to combine a structure-based approach and an unbiased approach. is there. See Clackson and Wells, 1994, Trends Biotechnology 12,173-184 (review). Consider, for example, a library structure in which important contact residues are randomized by PCR using degenerate oligonucleotides but amplified using error-promoting conditions to induce further mutations at random sites. ing.
Another example combines DNA fragments from a library based on structure and a library that is unbiasedly randomized using DNA shuffling.

【0147】 2-ハイブリッド系(Fields and Song(1989)Nature 340,245-246)を用いて、
好ましい突然変異体を得るためのライブラリ−のスクリ−ニングを行うことがで
きる。例えばFRB-VP16融合体をあるベクタ−に導入し、更にランダム化されたFK
BP配列のライブラリ−を個々のGAL4融合ベクタ−にクロ−ン化する。酵母の同時
形質転換体をラパログで処理し、用いているベクタ−に適切であるように例えば
β−ガラクトシダ−ゼ若しくはルシフェラ−ゼの産生(1つのスクリ−ニング) 、又は必須栄養素が欠損しているプレ−トでの生存(1つの選別)によって、相 補的なFKBP突然変異体を含む形質転換体を特定する。バンプ-ラパマイシン(bum
ped rapamycin)がFKBP-FRAP相互作用を橋渡しするための要件が、偽陽性を排除
するために有用な選別となる。
Using a two-hybrid system (Fields and Song (1989) Nature 340, 245-246),
Screening of the library to obtain preferred mutants can be performed. For example, a FB-VP16 fusion is introduced into a vector, and further randomized FK
The library of BP sequences is cloned into individual GAL4 fusion vectors. The yeast co-transformants are treated with a rapalog and, for example, production of β-galactosidase or luciferase (one screen) or deletion of essential nutrients as appropriate for the vector used. Transformants containing the complementary FKBP mutant are identified by survival on one plate (one selection). Bump-rapamycin (bum
The requirement that ped rapamycin) bridge the FKBP-FRAP interaction would be a useful screen to eliminate false positives.

【0148】 FKBP(又はFRB)突然変異体のライブラリ−から修飾されたリガンド結合ドメイ
ンを単離するための他の方法は、機能的な二量体形成のための遺伝的選別を利用
する(Hu,J.C.,et al.1990,Science 250:1400-1403;Hu,J.C. 1995,Structure
3:431-433)。この方法は、ラムダ(λ)バクテリオファ−ジのcIリプレッサ− がホモダイマ−としてDNAに結合し、さらにそのようなホモダイマ−がオペレ− タ−DNAに結合するとファ−ジ生活環の溶菌経路に含まれるファ−ジ遺伝子の転 写を阻害するという事実を利用している。従って、機能的なラムダ(λ)リプレ
ッサ−を発現している細菌細胞は、ラムダ(λ)ファ−ジに重複感染することに
よる溶菌の影響を受けない。リプレッサ−タンパク質は、アミノ末端DNA結合ド メイン(アミノ酸1-92)を包含し、40アミノ酸の柔軟なリンカ−によってカルボ
キシル末端の二量体化ドメインに接合している。単離されたN-末端ドメインは、
非効率的な二量体形成のため、低い親和性でDNAに結合する。高い親和性のDNA結
合は、GCN4“ロイシンジッパ−”のようなヘテロ二量体化ドメインで回復できる
。Huらは、多数の配列から、ラムダ(λ)リプレッサ−二量体形成を仲介し得る
GCN4ロイシンジッパ−突然変異体を単離するための遺伝子選択としてファ−ジの
免疫性を用いる系について示している(Hu et.al.,1990)。
Another method for isolating modified ligand binding domains from a library of FKBP (or FRB) mutants utilizes genetic selection for functional dimer formation (Hu , JC, et al. 1990, Science 250: 1400-1403; Hu, JC 1995, Structure
3: 431-433). In this method, the cI repressor of lambda (λ) bacteriophage binds to DNA as a homodimer, and when such homodimer binds to operator DNA, it is included in the lysis pathway of the phage life cycle. It takes advantage of the fact that it inhibits the transcription of phage genes. Thus, bacterial cells expressing a functional lambda (λ) repressor are not affected by lysis by superinfection with lambda (λ) phage. The repressor protein contains an amino-terminal DNA binding domain (amino acids 1-92) and is joined to the carboxyl-terminal dimerization domain by a flexible 40 amino acid linker. The isolated N-terminal domain is
Binds to DNA with low affinity due to inefficient dimer formation. High affinity DNA binding can be restored with heterodimerization domains such as GCN4 "leucine zipper". Hu et al. Can mediate lambda (λ) repressor-dimer formation from multiple sequences
A system using phage immunity as a gene selection to isolate GCN4 leucine zipper mutants is shown (Hu et. Al., 1990).

【0149】 例えば、バンプ-ラパログ(bumped rapalogs)に相補的なFRAP突然変異体を特定
するためラムダ(λ)リプレッサ−系を用いるために、突然変異したFRAP配列を
有するラムダ(λ)リプレッサ−FRAPライブラリ−を、野生型のラムダ(λ)リ
プレッサ―-FKBPタンパク質を発現している大腸菌(E.coli.)細胞に入れて形質転
換させる。FRAP突然変異体を発現しているプラスミドは、高い力価のラムダ(λ
)ファ−ジと“バンプ(bumped)”ラパマイシン化合物を含む細菌プレ−ト上で溶
菌して生存するそれらのコロニ−から単離する。更には、FKBP突然変異体を単離
するため、前記の方法を繰り返し、突然変異したFKBP配列を有するラムダ(λ)
リプレッサ―−FKBPライブラリ−を、野生型のラムダ(λ)リプレッサ―−FRAP
タンパク質を発現している大腸菌(E.coli)細胞に入れて形質転換させる。
For example, to use a lambda (λ) repressor system to identify FRAP mutants complementary to bumped rapalogs, a lambda (λ) repressor-FRAP with a mutated FRAP sequence The library is transformed into E. coli cells expressing the wild-type lambda (λ) repressor-FKBP protein. Plasmids expressing FRAP mutants have high titers of lambda (λ
3.) Isolate from those colonies that have lysed and survived on bacterial plates containing phage and "bumped" rapamycin compounds. Furthermore, to isolate the FKBP mutant, the above method was repeated to obtain a lambda (λ) having a mutated FKBP sequence.
Repressor-FKBP library-is replaced with wild type lambda (λ) repressor-FRAP
Transform into E. coli cells expressing the protein.

【0150】 更に別の手段として、ラパログに対して最もよく結合する変異体のイン・ビト ロでの選別を可能とするファ−ジディスプレイのためのベクタ−にランダム化さ
れたFKBP配列をクロ−ン化する。イン・ビトロでの親和性選別を多数の方法で行
うことができる。例えば、親和性ハンドル(例えば、ヘキサ-ヒスチヂンタグ、 又はGST)が付いた組換え型FRAPが存在する溶液中、ラパログをライブラリ−の ファ−ジプ−ルと混合し、更に相補的な突然変異を有するFKBPを表示しているフ
ァ−ジの純度を高めるため、反応複合体を適切な親和性基質に捕獲する。ファ−
ジディスプレイ技術は既に記述されており、更に他のイン・ビトロ選別系も考え
得る(例えば、ラムダ(λ)ファ−ジでの表示、プラスミドでの表示、バキュロ
ウイルスでの表示)。更には、選別方法及びスクリ−ニング方法は、例えばイン
・ビボでの安定性の強化のような、本発明の出願における他の利点を改善するた
めに用いることができる。要約のため、Clackson,T.&Wells,J.A.1994,Trends Bi
otechnol. 12,173-184を参照。
As a further alternative, FKBP sequences randomized to vectors for phage display that allow in vitro selection of variants that bind best to rapalogs can be cloned. Be converted. Affinity sorting in vitro can be performed in a number of ways. For example, in a solution in which a recombinant FRAP with an affinity handle (eg, hexa-histidine tag, or GST) is present, the rapalog is mixed with the library's phadipool and has a complementary mutation. To increase the purity of the phage displaying FKBP, the reaction complex is captured on a suitable affinity substrate. Far
The didisplay technology has already been described and further in vitro selection systems are conceivable (eg display on lambda (λ) phage, display on plasmid, display on baculovirus). Furthermore, screening and screening methods can be used to improve other advantages in the present application, such as enhanced stability in vivo. For summary, Clackson, T. & Wells, JA1994, Trends Bi
See otechnol. 12,173-184.

【0151】 (b) FRAP マクロサイクル(macrocycle)のFRAP-結合部分において、ラパマイシンと比較し
て、修飾を含むC3ラパログ(例えば“バンプ(bumped)”である)に対して選択的
に結合するような突然変異したFRBドメインを作成するために、類似の考えを適 用する。例えば、ヒトFRAP FRBペプチド配列に基づくがTyr2038、Phe2039、Thr2
098、Gln2099、Trp2101、Ser2035、Tyr2105、Pro2095、及びラパマイシントリエ
ン、ラパマイシントリエン近くの残基並びにAsp2102に接近している任意の他の 残基の1つ以上がアミノ酸置換されているFRB といっしょに、C7位で-OMe以外の 置換基を有するラパログを用いて優先的な結合を得ることができる。例示的な突
然変異体として、Y2038H、Y2038L、Y2038V、Y2038A、F2039H、F2039L、F2039A、F
2039V、D2102A、T2098A、T2098N、およびT2098Sを含む。C28において-OH以外で 置換され及び/又はC30において=O以外で置換されているラパログは、Glu2032が
アミノ酸置換されているFRAPタンパク質に対して選択的に結合し得る。例示的な
突然変異体として、E2032A及びE2032Sを含む。バンプ-ラパログ(bumped rapalo
gs)に対して選択的に結合するような突然変異したFRAPを特定するため、前記の
場所で1つ以上のアミノ酸の置換を含むFRBを包含するタンパク質、それらの場所
(例えば、それらの残基に各種置換された残基を含む)でランダム化したタンパ
ク質若しくはペプチドライブラリ−、全体のタンパク質ドメインをランダム化し
たライブラリ−、又はこれらの突然変異体を組み合わせたものを、前記の方法を
用いて作成した。
(B) FRAP In the FRAP-binding portion of the macrocycle, bind selectively to the C3 rapalog containing the modification (eg, being “bumped”), as compared to rapamycin. Similar ideas apply to create different mutated FRB domains. For example, based on the human FRAP FRB peptide sequence but Tyr2038, Phe2039, Thr2
098, Gln2099, Trp2101, Ser2035, Tyr2105, Pro2095, and the FRB in which one or more of rapamycin triene, a residue near the rapamycin triene and any other residue approaching Asp2102 has been substituted with one or more amino acids. A preferential bond can be obtained using a rapalog having a substituent other than -OMe at the C7 position. Exemplary mutants include Y2038H, Y2038L, Y2038V, Y2038A, F2039H, F2039L, F2039A, F
2039V, including D2102A, T2098A, T2098N, and T2098S. Rapalogs substituted at C28 other than -OH and / or substituted at C30 other than = O can selectively bind to FRAP proteins in which Glu2032 has an amino acid substitution. Exemplary mutants include E2032A and E2032S. Bumped rapalo
gs) to identify those mutated FRAPs that selectively bind to the protein, including those FRBs containing one or more amino acid substitutions at the aforementioned locations, at those locations (eg, at those residues). Using the method described above, a protein or peptide library randomized by various methods (including various substituted residues), a library in which entire protein domains are randomized, or a combination of these mutants. did.

【0152】 ラパログと複合体形成したFKBPタンパク質複合体に対する、候補となる突然変 異したFRBの親和性を多数の技術によって測定できる;例えば、薬物の存在下に おける、イン・ビトロで翻訳されたFRB突然変異体のGST-FKBPに対する結合(Che
n et al.1995,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 92,4947-4951);又は、酵母、哺乳類の
2-又は3-ハイブリッドアッセイにおいて、適切なFKBP融合タンパク質とともにラ
パログ依存的転写活性複合体に加わる能力。
The affinity of a candidate mutated FRB for a FKBP protein complex complexed with a rapalog can be measured by a number of techniques; for example, in vitro translated in the presence of a drug. Binding of FRB mutant to GST-FKBP (Che
USA et al. 1995, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 92, 4947-4951);
Ability to participate in a rapalog-dependent transcriptional activation complex with the appropriate FKBP fusion protein in a 2- or 3-hybrid assay.

【0153】 各種分類方法を用いて、ファ−ジに発現させたライブラリ−から好ましい結合
性を有するFRBを単離することができる。例えば、親和性ハンドル(例えば、ヘ キサ−ヒスチヂンタグ、又はGST)を付けた組換え型FRAPが存在する溶液中、ラ パログをライブラリ−のファ−ジプ−ルと混合し、更に、相補的な突然変異体を
有するFKBPを表示しているファ−ジの純度を高めるため、反応複合体を適切な親
和性基質に捕獲する。
Using various classification methods, FRBs with favorable binding properties can be isolated from phage-expressed libraries. For example, in a solution in which a recombinant FRAP with an affinity handle (eg, a hex-histidine tag, or GST) is present, the rapalog is mixed with the library's phage pool, The reaction complex is captured on a suitable affinity substrate to increase the purity of the phage displaying FKBP with the mutant.

【0154】 本発明の各種実施例において異なるようなFRB融合タンパク質の追加の特徴は 、用いられるFRBドメインの正確な配列である。ある応用においては、最小の(8
9アミノ酸)FRBドメインよりも大きいFRBの一部分を用いることが好ましいであ ろう。それらはN末端がGlu2025残基まで伸長しており(好ましくは少なくともAr
g2018又はIle2021まで伸長している)、更にC末端は、例えば2113、2141、又は2
174或いはそれを越えて、2113位を越えて伸長しており、ある場合には、それら の伸長により折りたたまれたFRBドメインの安定性及び/又は発現効率を改善で きる。異なるFRB配列終点を用い得る他の応用として、例えば、細胞膜又はDNAに
おけるFRBが介在するタンパク質−タンパク質結合に要求されるポリペプチド鎖 の歪みを調整するために、FRBドメインの片側、又は両側における立体構造上の 理由で長いリンカ−が好ましいようなものを含む。逆に言えば、他の応用におい
て、生物学的機能のためにヘテロエフェクタ−ドメインを適切に提示するために
、FRBドメインの片側又は両側において短いリンカ−が、好ましく、又は要求さ れる。ヒトの遺伝子治療用途において、そのようなリンカ−として天然に生じた
ヒトFRAP配列を使用することが、ヘテロ配列を導入するため、又は宿主生物体に
おける免疫反応を引き起こす危険性を減らすために一般的に好ましいであろう。
An additional feature of the FRB fusion proteins that differs in various embodiments of the present invention is the exact sequence of the FRB domain used. In some applications, the minimum (8
It may be preferable to use a portion of the FRB that is larger than the (9 amino acids) FRB domain. They are N-terminally extended to Glu2025 residues (preferably at least Ar
g2018 or Ile2021), and the C-terminus is, for example, 2113, 2141, or 2
174 or beyond, extending beyond position 2113, and in some cases, their extension can improve the stability and / or expression efficiency of the folded FRB domain. Other applications in which different FRB sequence endpoints may be used include, for example, stereochemistry on one or both sides of the FRB domain to adjust for polypeptide chain distortions required for FRB-mediated protein-protein binding in cell membranes or DNA. Includes those where long linkers are preferred for structural reasons. Conversely, in other applications, short linkers on one or both sides of the FRB domain are preferred or required to properly present the heteroeffector domain for biological function. In human gene therapy applications, the use of naturally occurring human FRAP sequences as such linkers is commonly used to introduce heterologous sequences or reduce the risk of causing an immune response in the host organism. Would be preferred.

【0155】 いくつかのラパログ、とりわけ、C28、C30、C7及びC24のようにFKBP結合ドメイ
ンとFRAP結合ドメインの境界の近くにあると信じられている位置で、修飾又は置
換を有する(ラパマイシンと比較して)ラパログは、ラパマイシンと比べて哺乳
類のFKBPドメイン及びFRBドメインの両方と、とりわけ自然に生じたヒトペプチ ド配列を包含するそれらのドメインと複合体を形成する能力が低下している。そ
の能力の低下は、この中で述べられている任意の直接的又は間接的測定手段によ
って決定される低下した結合親和性として、又はT細胞増殖アッセイのような適 切な評価法で決定される低下した免疫抑制活性として明示される。このような場
合、対応する自然に生じたヒトペプチド配列を包含するドメインよりも、より効
率的にラパログと複合体を形成し得るような1組の突然変異したFKBP及び突然変 異したFRBを特定するために、反復処置する。例えば、上述したように、ラパロ グに対して結合することができるような相補的に修飾されたFKBPドメインをまず
特定し、更にそれから、この突然変異したFKBPドメインをラパログと複合体を形
成した親和性基質として用いることによって、その複合体と結合することができ
る相補的に修飾されたFRBドメインを選択できる。このような突然変異誘発及び スクリ−ニングを何回か繰り返すことによってタンパク質対を最適化することが
できる。
[0155] Some rapalogs have modifications or substitutions at positions believed to be near the border between the FKBP binding domain and the FRAP binding domain, such as C28, C30, C7 and C24 (compared to rapamycin). Rapalogs have a reduced ability to complex with both mammalian FKBP and FRB domains, and especially those domains that include naturally occurring human peptide sequences, as compared to rapamycin. The reduction in capacity is determined as reduced binding affinity as determined by any of the direct or indirect measurement means described herein, or as determined by an appropriate assay such as a T cell proliferation assay. As demonstrated immunosuppressive activity. In such cases, identify a set of mutated FKBPs and a mutated FRB that can form a complex with the rapalog more efficiently than the domain encompassing the corresponding naturally occurring human peptide sequence. To be repeated. For example, as described above, first a complementarily modified FKBP domain capable of binding to a rapalog is identified, and then the mutated FKBP domain is identified as an affinity complexed with a rapalog. By using as a sexual substrate, a complementarily modified FRB domain that can bind to the complex can be selected. By repeating such mutagenesis and screening several times, a protein pair can be optimized.

【0156】 ある実施例においては、タンパク質−タンパク質相互作用に影響し得るような 突然変異を含むFRB/及び又はFKBPドメインを用いることが好ましいであろう。 例えば、特定のラパログに結合した場合に、突然変異したFRBに対してより、適 度に低い効率で、内因性FRBと複合体を形成し得るような突然変異したFKBPドメ インが特に興味深い。また、内因性FKBPとラパログの複合体よりも、適度に高い
効率で、突然変異したFKBPと特定のラパログの複合体に結合し得るような突然変
異したFRBドメインも興味深い。前述したものと類似の選別方法およびスクリ− ニング方法を用いて、(i)そのドメインが、特定のラパログ及び内因性FRBと3体 からなる複合体を形成する能力を適度に低下させるような、FKBPドメインに対す
るアミノ酸の置換、欠損、又は挿入を特定し、(ii)そのドメインが、特定のラパ
ログ及び内因性FKBPと3体からなる複合体を形成する能力を適度に低下させるよ うな、FRBドメインに対するアミノ酸の置換、欠損、又は挿入を特定し、(iii)
パ−トナ−タンパク質において相殺するような突然変異を選別し及び/又は特定
することができる。低下した効率で3体からなる複合体を形成するような適当な 突然変異したFKBPの例示として、His87とIle90の1つ又は両方が、大きな側鎖基 を含むArg、Trp、Phe、Tyr、又はLysのようなアミノ酸で置換されている哺乳類 、好ましくはヒトのFKBPを含む;好ましくは哺乳類、更に好ましくはヒトのペプ
チド配列を含むFRBドメインを、突然変異したFKBP及び特定のラパログと3体から
なる複合体を形成し得るような相補的変異体を生成するために、更に前記のよう
に突然変異させる。H87W、又はH87R hFKBP12と共に有用となり得る実例となるF
RB突然変異体としては、Y2038がV、S、A、又はLで置換されているヒトFRBを含む
;F2039はAで置き換えられており;及び/又はR2042はL、A、またはSで置換され
ている。I90W又はI90R hFKBP12と共に有用となり得るような実例となるFRB突然 変異体としては、K2095がL、S、A、又はTで置換されているヒトFRBを含む。
In certain embodiments, it may be preferable to use FRB / and / or FKBP domains that contain mutations that can affect protein-protein interactions. For example, mutated FKBP domains that are capable of forming a complex with the endogenous FRB at a reasonably lower efficiency than the mutated FRB when bound to a particular rapalog are of particular interest. Also of interest are mutated FRB domains that can bind to mutated FKBP-specific rapalog complexes with a reasonably high efficiency over endogenous FKBP-rapalog complexes. Using selection and screening methods similar to those described above, (i) the domain may have a modest reduction in its ability to form a tripartite complex with a particular rapalog and endogenous FRB. An FRB domain that identifies amino acid substitutions, deletions, or insertions in the FKBP domain, and (ii) moderately reduces the ability of the domain to form a triple complex with a particular rapalog and endogenous FKBP. (Iii) identifying amino acid substitutions, deletions or insertions with respect to
Mutating mutations in the partner protein can be selected and / or identified. As examples of suitable mutated FKBPs that form triplicate complexes with reduced efficiency, one or both of His87 and Ile90 have Arg, Trp, Phe, Tyr, or Tyr containing large side chain groups. Mammalian, preferably human FKBP, which is substituted with an amino acid such as Lys; preferably a FRB domain comprising a peptide sequence of a mammal, more preferably human, comprising a mutated FKBP and a specific rapalog Mutations are further made as described above to generate complementary mutants that can form a complex. Illustrative F that may be useful with H87W, or H87R hFKBP12
RB mutants include human FRBs in which Y2038 has been replaced with V, S, A, or L; F2039 has been replaced with A; and / or R2042 has been replaced with L, A, or S. ing. Illustrative FRB mutants that may be useful with I90W or I90R hFKBP12 include human FRBs in which K2095 has been replaced with L, S, A, or T.

【0157】 更に、本発明の受容体ドメインの最適化において、ポリペプチド配列の免疫原 生は、ペプチドがMHCタンパク質に結合し、かつ内因性T細胞受容体によって異物
として本ペプチドが認識されることが必要であると考えている。少なくとも、ヒ
ト遺伝子治療用途においては、ヒトにおいて免疫原生が生じる可能性を最小限に
するために、連結ペプチド配列を含む特定の外来ペプチド配列を要件に合わせて
用意することが好ましい。例えば、ヒトMHCクラスI分子に結合するペプチドは、
結合したペプチド内の重要な“アンカ−”部位の特定残基に対する厳しい要件が
ある;例えば、HLA-A2は部位2がロイシン、メチオニン、又はイソロイシンであ ることを要件とし、かつC末端がロイシン又はバリンであることを要件とする(S
trem and Wiley(1994)Structure 2,145-251を要約のために参照)。従って、本 発明の実施でのタンパク質操作において、とりわけヒト遺伝子治療用途において
は、このような残基の周期性を避けることが好ましい。前記のことは、限定する
ことなく、受容体ドメインに対する部分的突然変異操作を含む本発明の全てのタ
ンパク質工学の状況、及び各種タンパク質ドメイン間の境界の選択又は設計に適
用する。
Furthermore, in optimizing the receptor domain of the present invention, the immunogenicity of the polypeptide sequence is determined by the fact that the peptide binds to the MHC protein and the peptide is recognized as a foreign substance by the endogenous T cell receptor. I think it is necessary. At least for human gene therapy applications, it is preferable to prepare a specific foreign peptide sequence including a connecting peptide sequence according to requirements in order to minimize the possibility of immunogenicity in humans. For example, a peptide that binds to a human MHC class I molecule is:
There are stringent requirements for specific residues at key "anchor" sites in the attached peptide; for example, HLA-A2 requires that site 2 be leucine, methionine, or isoleucine and the C-terminus is leucine. Or valine (S
trem and Wiley (1994) Structure 2,145-251 for summary). Therefore, in protein engineering in the practice of the present invention, and especially in human gene therapy applications, it is preferable to avoid the periodicity of such residues. The foregoing applies, without limitation, to all protein engineering situations of the present invention, including partial mutations to the receptor domain, and to the selection or design of boundaries between various protein domains.

【0158】 他の成分、設計の特徴、及び応用 キメラタンパク質は、ヘテロドメインとして膜保持ドメインのような細胞局 在性ドメインを包含してもよい。例えばPCT/US94/01617、とりわけ26−27ペ
−ジを参照。詳細には、膜保持ドメインは、宿主細胞に対して内因性であろうが
なかろうが、任意の便宜的な膜結合タンパク質から単離することができる。膜保
持ドメインは、例えば、多くの受容体を含む細胞表面タンパク質の場合のように
膜を通して伸長しているアミノ酸配列のような膜貫通保持ドメインであってもよ
い。膜貫通ペプチド配列はスパン部分(span part)又は全ての細胞外及び/又は 細胞内ドメインに伸長してもよい。更に、膜保持ドメインは、細胞表面膜の脂質
と結合し得るミリストイル化、又はパルミトイル化部位のような脂質膜保持ドメ
インであってもよい。脂質膜保持ドメインは通常、膜に対するN末端結合のため のコ−ド配列の5’末端に、及びC末端結合のための3’末端に近接して加えられ る。脂質膜結合のために翻訳後のプロセシングを必要とするペプチド配列がCarr
,et al,PNAS USA(1988)79,6128;Aitken,etal.,FEBS Lett.(1982)150, 314;Hen
derson et al.,PNAS USA(1983)80,319;Schulz, et al.,Virology (1984),123, 2131;Dellman,et al.,Nature(1985)314,374に記述されており;さらにAnn.Re
v. of Biochem,(1988)57,69に要約されている。関心のあるアミノ酸配列は、配
列M-G-S-S-K-P-K-D-P-S-Q-Rを含む。本発明の種種のキメラタンパク質中のこの ような配列をコードするために、種種のDNA配列を用いることができる。特に( 直接)転写調節のために設計されたキメラタンパク質に有用である核の局在性配
列と同様、他の局在性ドメインは、細胞小器官タ−ゲッティングドメイン(organ
ella-targeting domains)、並びに小胞体にそれらを運ぶタンパク質を標的とす るK-D-E-LおよびH-D-E-Lのような配列を含む。各種細胞局在性配列及び細胞局在
性シグナルは従来技術において周知である。
Other Components, Design Features, and Applications The chimeric protein may include a cell localization domain as a heterodomain, such as a membrane-retaining domain. See, for example, PCT / US94 / 01617, especially pages 26-27. In particular, the membrane retention domain, whether endogenous to the host cell or not, can be isolated from any convenient membrane bound protein. The membrane retention domain may be a transmembrane retention domain, such as an amino acid sequence extending through a membrane, as in the case of cell surface proteins containing many receptors. The transmembrane peptide sequence may extend into the span part or all extracellular and / or intracellular domains. Further, the membrane retention domain may be a lipid membrane retention domain, such as a myristoylated or palmitoylated site capable of binding cell surface membrane lipids. A lipid membrane-retaining domain is usually added at the 5 'end of the coding sequence for N-terminal attachment to the membrane and proximate the 3' end for C-terminal attachment. Carr is a peptide sequence that requires post-translational processing for lipid membrane binding
, et al, PNAS USA (1988) 79,6128; Aitken, et al., FEBS Lett. (1982) 150, 314; Hen
derson et al., PNAS USA (1983) 80, 319; Schulz, et al., Virology (1984), 123, 2131; Dellman, et al., Nature (1985) 314, 374;
v. of Biochem, (1988) 57,69. Amino acid sequences of interest include the sequence MGGSKPKDPSQR. Various DNA sequences can be used to encode such sequences in various chimeric proteins of the invention. Other localization domains, as well as nuclear localization sequences useful in chimeric proteins designed specifically for (direct) transcriptional regulation, may be organelle targeting domains.
ella-targeting domains) as well as sequences such as KDEL and HDEL that target proteins that carry them to the endoplasmic reticulum. Various cell localization sequences and signals are well known in the art.

【0159】 CD3ゼ−タ(ξ)鎖、他のものの中にVP16及びGAL4を含む核酸転写因子ドメイン
、Fas細胞質ドメインを含むアポト−シスを誘導し得るドメイン等のような細胞 質シグナル開始ドメインを含む各種エフェクタ−ドメインを包含するキメラタン
パク質をコードする構造を設計し、組立て、使用することに関して、本発明の実
施において用いられ得る更に詳細な記述が、PCT/US94/01617及びPCT/US95/10591
に開示されている。後者の国際出願は、生物薬剤学的研究における疾患モデルと
して用いられ得る遺伝子操作動物の作成に特に適用できる追加の特徴を更に開示
している。それらの特徴は、キメラタンパク質発現のための構成内の組織特異的
調節要素を用いること、及びLoxP配列によって挟まれている関心遺伝子の放出に
つながる、標的遺伝子としてのCre組換え型酵素の発現に転写調節を応用するこ とを含む。或いは、flp及びそのコグネイト(cognate)認識配列をCre及びloxの
代わりに用いてもよい。それらの特徴を主題発明に適合させてもよい。
[0159] Cytoplasmic signal initiation domains such as the CD3 zeta (核酸) chain, nucleic acid transcription factor domains including VP16 and GAL4 among others, apoptotic domains including the Fas cytoplasmic domain, etc. More detailed descriptions that can be used in the practice of the present invention with respect to designing, assembling and using structures encoding chimeric proteins including various effector domains including PCT / US94 / 01617 and PCT / US95 / 10591
Is disclosed. The latter international application further discloses additional features that are particularly applicable to the generation of genetically engineered animals that can be used as disease models in biopharmaceutical research. Their features include the use of tissue-specific regulatory elements within the construct for chimeric protein expression, and the expression of Cre recombinant enzyme as a target gene, leading to the release of the gene of interest flanked by LoxP sequences. Including the application of transcriptional regulation. Alternatively, flp and its cognate recognition sequence may be used instead of Cre and lox. Those features may be adapted to the subject invention.

【0160】 種種の場合、とりわけ本発明に従って設計された細胞を有するまるごとの動物 を含む実施例において、キメラタンパク質の各種ドメインが宿主細胞と同じ種の
タンパク質から派生したものであることが、しばしば好ましく、又ある場合には
必要とされるであろう。従って、ヒト細胞の遺伝子操作のためには、ヘテロドメ
インは(FKBP及びFRBドメインと同様に)、細菌、酵母、又は他のヒト以外に由 来するものよりも、むしろヒトに由来するものが好ましい。 また、検出に便利なように、エピト−プタグ(epitope tags)を本発明のキメラ タンパク質に組み込んでもよい。
In the case of species, especially in embodiments involving whole animals having cells designed in accordance with the present invention, it is often preferred that the various domains of the chimeric protein be derived from a protein of the same species as the host cell. And in some cases it may be needed. Thus, for genetic manipulation of human cells, heterodomains (as well as FKBP and FRB domains) are preferably derived from humans, rather than from bacteria, yeast, or other non-humans . Also, for convenience in detection, epitope tags may be incorporated into the chimeric proteins of the present invention.

【0161】 組織特異的又は細胞型特異的な発現 ある実施例において、キメラタンパク質が細胞特異的又は組織特異的な様式で 発現することが望ましいであろう。このような発現特異性は、キメラタンパク質
をコードしている1つ以上のDNA配列と細胞型特異的転写調節配列(例えばプロモ
−タ−/エンハンサ−)を実施可能に連結することによって達成される。多数の
細胞型特異的転写調節配列が公知である。他の配列は、細胞特異的な様式で発現
している遺伝子から得られる。PCT/US95/10591、とりわけ36-37ペ−ジを参照。
Tissue-Specific or Cell-Type Specific Expression In certain embodiments, it may be desirable for the chimeric protein to be expressed in a cell-specific or tissue-specific manner. Such expression specificity is achieved by operably linking one or more DNA sequences encoding the chimeric protein to a cell type-specific transcriptional regulatory sequence (eg, a promoter / enhancer). . Numerous cell type-specific transcriptional regulatory sequences are known. Other sequences are obtained from genes that are expressed in a cell-specific manner. See PCT / US95 / 10591, especially pages 36-37.

【0162】 例えば、キメラタンパク質を発現させるための構成は、選択された組織にお いて特異的に発現させるために、公知遺伝子由来の調節配列を包含してもよい。For example, a construct for expressing a chimeric protein may include a regulatory sequence from a known gene for specific expression in a selected tissue.

【0163】 以下に代表例を表にする:The following are representative examples:

【表7】 [Table 7]

【表8】 標的遺伝子構造 その多量体化が標的遺伝子の転写を活性化するようにキメラタンパク質を設
計している本発明の実施例では、組換え型細胞において適切な標的遺伝子構造を
用いている。適切な標的遺伝子構造は、標的遺伝子及びキメラタンパク質の多量
体化に感応性のプロモ−タ−及び/又はエンハンサ−のようなコグネイト転写調
節要素を包含する構造である。転写の直接的な活性化を含む実施例において、そ
の感応性は、本発明のキメラタンパク質のDNA結合ドメインによって認識される 1つ以上のDNA配列(例えば、キメラタンパク質が結合するDNA配列)が標的遺伝
子構造内に存在することによってもたらされる。転写の間接的な活性化を含む実
施例において、反応性は、キメラタンパク質の多量体化によって生じる細胞内シ
グナルによって活性化されるプロモ−タ−及び/又はエンハンサ−配列が標的遺
伝子構造内に存在することによってもたらされる。例えば、キメラタンパク質が
TCRゼ−タ(ξ)鎖の細胞内ドメインを包含する場合には、標的遺伝子がIL-2プ ロモ−タ−部位に連結し、更にIL-2プロモ−タ−部位の発現制御下におかれる。
[Table 8] Target Gene Structure In embodiments of the present invention in which a chimeric protein is designed such that multimerization activates transcription of the target gene, an appropriate target gene structure is used in recombinant cells. Suitable target gene structures are those that include cognate transcriptional regulatory elements such as promoters and / or enhancers that are sensitive to multimerization of the target gene and chimeric protein. In embodiments involving direct activation of transcription, the sensitivity is targeted to one or more DNA sequences recognized by the DNA binding domain of the chimeric protein of the invention (eg, the DNA sequence to which the chimeric protein binds). It is brought about by being within the genetic structure. In embodiments involving indirect activation of transcription, the reactivity may be due to the presence of promoter and / or enhancer sequences in the target gene structure that are activated by intracellular signals resulting from the multimerization of the chimeric protein. It is brought by doing. For example, a chimeric protein
If the target gene includes the intracellular domain of the TCR zeta (標的) chain, the target gene is linked to the IL-2 promoter site, and is further regulated under the expression control of the IL-2 promoter site. I will

【0164】 本発明はまた、(a)例えば本発明のDNA結合キメラタンパク質が結合し得るよ
うな(又は前述したような間接的活性化に対して感受性がある)コグネイトDNA 配列、及び(b)宿主細胞に対して内因性である好ましい標的遺伝子座の隣接DN
A配列を包含する標的DNA構造を提供する。これらの構造は、内因性の標的遺伝子
と関連して、宿主細胞に対してコグネイトDNA配列のホモ相同的組換えを起こさ せる。他の実施例において、その構造は、好ましい遺伝子、及び好ましい遺伝子
座に標的遺伝子のホモ相同的組換えを起こさせる標的遺伝子座由来の隣接DNA配 列を包含する。このような標的構造はまたコグネイトDNA配列を包含してもよく 、又はその遺伝子座がコグネイトDNAを提供してもよい。
The present invention also provides (a) a cognate DNA sequence to which a DNA binding chimeric protein of the invention can bind (or is susceptible to indirect activation as described above), and (b) The flanking DN of a preferred target locus that is endogenous to the host cell
Provide a target DNA structure including the A sequence. These structures, in association with the endogenous target gene, cause homologous recombination of the cognate DNA sequence to the host cell. In another embodiment, the structure includes a preferred gene and adjacent DNA sequences from the target locus that cause homologous recombination of the target gene at the preferred locus. Such a target structure may also include a cognate DNA sequence, or the locus may provide cognate DNA.

【0165】 任意の前記実施例において、標的遺伝子は、例えば表面膜タンパク質(例えば 受容体タンパク質)、分泌タンパク質、細胞質タンパク質、核タンパク質、Cre のような組換え型酵素、リボザイム又はアンチセンスRNAをコードできる。一般 的設計並びに詳細な構造のため、及び遺伝子治療を含む各種応用のためにPCT/US
94/01617を参照、さらに疾患動物モデルへの応用に関してPCT/US95/10591を参照
In any of the foregoing embodiments, the target gene may encode, for example, a surface membrane protein (eg, a receptor protein), a secreted protein, a cytoplasmic protein, a nucleoprotein, a recombinant enzyme such as Cre, a ribozyme or an antisense RNA. it can. PCT / US for general design and detailed construction, and for various applications including gene therapy
See PCT / US95 / 10591 for application to animal models of disease.

【0166】 本発明はキメラタンパク質の種種の構成を含む。標的遺伝子の転写活性化を含 む全ての事例において、しかしながら、キメラタンパク質は重要な特徴:キメラ
タンパク質をコードする構造、および標的遺伝子構造を包含する細胞が、多量体
化リガンドの存在下において、それが存在しない場合よりも少なくとも10倍、好
ましくは少なくとも102倍、さらにより好ましくは少なくとも103倍もしくは104 倍又は105倍多く、標的遺伝子を発現する:を共有する。細胞を多量体化リガン ドに曝さず、又は曝さなかった場合は選択した遺伝子の発現が認められないのが
最適である。要約すると、キメラタンパク質は、その組換え型細胞内で、その細
胞を例えばC3ラパログに曝すと、そのキメラタンパク質の多量体化に続いて、検
出可能なレベルの標的遺伝子の転写を開始することができ、従って、キメラタン
パク質分子が多量体化され得るように細胞がC3ラパログに曝されると続いて、本
発明の遺伝子組換え型細胞において標的遺伝子の転写が活性化される。言い方を
変えると、本発明の遺伝子組換え型細胞は、前述したようにキメラタンパク質を
包含し、更にそれらのキメラタンパク質分子を多量体化し得るC3ラパログの存在
及び/又は濃度に反応する。その反応性は、標的遺伝子の転写活性化によって明
示される。このような転写活性化は、標的遺伝子転写の任意の従来測定法によっ
て容易に検出できる。他の実施例では、キメラタンパク質のリガンドを介した多
量体化に対する生物学的応答は、標的遺伝子の直接的な転写活性化よりもむしろ
、細胞死、又は他の生物学的現象である。
The present invention includes various configurations of chimeric proteins. In all cases involving the transcriptional activation of the target gene, however, the chimeric protein is an important feature: the structure encoding the chimeric protein, and the cell containing the target gene structure, is capable of undergoing the action in the presence of a multimerizing ligand. at least 10 times than that but not present, preferably at least 10 2 times, even more preferably at least 10 3 fold or 10 4 fold or 10 5 fold higher, expressing the target gene: sharing. Optimally, no expression of the selected gene is observed if the cells are not or are not exposed to the multimerizing ligand. In summary, the chimeric protein may initiate detectable levels of transcription of the target gene in the recombinant cell following exposure of the cell to, for example, a C3 rapalog, following multimerization of the chimeric protein. Then, when the cells are exposed to the C3 rapalog so that the chimeric protein molecule can be multimerized, transcription of the target gene is subsequently activated in the recombinant cells of the invention. In other words, the recombinant cells of the present invention include chimeric proteins, as described above, and are responsive to the presence and / or concentration of C3 rapalogs capable of multimerizing those chimeric protein molecules. Its reactivity is manifested by the transcriptional activation of the target gene. Such transcriptional activation can be readily detected by any conventional measure of target gene transcription. In another embodiment, the biological response to ligand-mediated multimerization of the chimeric protein is cell death, or other biological phenomenon, rather than direct transcriptional activation of the target gene.

【0167】 DNA構造の設計及び組立て 原則、実例、或いはこの中に挙げられている特許文献又は科学文献に開示され
ている材料若しくは方法に従って、構造を設計することができ、それらの各々は
、この中に記述しているように、修正および他の例示と共に引例によってこの中
に組み込まれている。構造の構成要素は、コ−ド配列及び調節部位を単離し、連
結し、適切な宿主にクロ−ン化し、制限若しくは配列決定又は他の便利な手段に
よって分析することができるような従来のやり方で調製することができる。とり
わけPCRを用いて、“プライマ−修復”、連結、イン・ビトロ突然変異誘発等に よって1つ以上の突然変異を導入することができる機能ユニットの全部又は一部 を含む個々のフラグメントを単離することができる。融合タンパク質をコードす
るDNA構造の場合、個々のドメイン及びサブドメインをコードするDNA配列が、細
胞または細胞溶解物において全ての成分ドメインを格納する単一ポリペプチドに
翻訳され得るような融合タンパク質コード単一オ−プンリ−ディングフレ−ムを
構成するようにつながれている。融合タンパク質をコードしているDNA構造は、 更に適切な細胞型においてそのタンパク質の発現を導くベクタ−に挿入され得る
。コードされているキメラタンパク質の生化学的分析のために、細菌において、
又は網状赤血球溶解物系においてそのタンパク質の発現を導くプラスミドを構築
することが好ましいであろう。哺乳類細胞でのタンパク質の産生に用いるために
、そのタンパク質をコードしている配列をそれらの細胞において発現を導く発現
ベクタ−に導入する。そのような利用に適した発現ベクタ−は、当業界で周知で
ある。各種のこのようなベクタ−が商業的に利用されている。
Design and Assembly of DNA Structures Structures can be designed according to principles, examples, or materials or methods disclosed in the patent or scientific literature cited therein, each of which As described herein, along with modifications and other illustrations, are incorporated herein by reference. The structural components can be isolated in a conventional manner such that the coding sequence and regulatory sites can be isolated, ligated, cloned into a suitable host, and analyzed by restriction or sequencing or other convenient means. Can be prepared. In particular, using PCR to isolate individual fragments containing all or part of a functional unit capable of introducing one or more mutations by "primer repair", ligation, in vitro mutagenesis, etc. can do. In the case of a DNA structure encoding a fusion protein, the fusion protein encoding unit is such that the DNA sequences encoding the individual domains and subdomains can be translated into a single polypeptide containing all the component domains in a cell or cell lysate. They are connected so as to form an open reading frame. The DNA structure encoding the fusion protein can be further inserted into a vector that directs the expression of the protein in an appropriate cell type. In bacteria, for biochemical analysis of the encoded chimeric protein,
Alternatively, it may be preferable to construct a plasmid that directs the expression of the protein in a reticulocyte lysate system. For use in producing proteins in mammalian cells, sequences encoding the protein are introduced into expression vectors that direct expression in those cells. Expression vectors suitable for such use are well known in the art. A variety of such vectors are commercially available.

【0168】 キメラタンパク質をコードする構造及び本発明の標的遺伝子を、多くの場合そ
の構造を含む宿主細胞の選別を可能にするために1つ以上のマ−カ−と連結させ て1つ以上のDNA分子又は構造として細胞に導入することができる。一度完成し、
かつ適切な配列を有することが立証された構造を、次に任意の便利な手段によっ
て宿主細胞に導入することができる。その構造をエピソ−ム複製が可能なベクタ
−(例えばBPV若しくはEBVベクタ−)、又は宿主細胞の染色体と一体化するよう
に設計されているベクタ−に組み込んでもよい。その構造を、細胞に感染させ又
は形質導入させるために、アデノウイルス、アデノ関連性ウイルス(AAV)、若し くは単純ヘルペスウイルス(HSV)又はレトロウイルスベクタ−を含む他のウイル スのような非複製欠陥ウイルスのゲノムに一体化し、かつ詰め込んでもよい。以
下の更に詳細な記述において、ウイルスデリバリ−システムについて検討してい
る。或いは、その構造をプロトプラスト融合法、エレクトロポレ−ション、バイ
オリスティク(biolistics)、リン酸カルシウム法、リポフェクション法、マイク
ロインジェクション、又は同様の方法によって導入してもよい。ある場合には、
その構造を導入する前に宿主細胞を培養して成長させ、かつ増殖させておき、そ
れからその構造を導入し、かつその構造を一体化させるために適切な処理を行う
。細胞を更に増殖させ、構造中に存在するマ−カ−の効果によって選別する。適
切に用いられ得るような各種マ−カ−はhprt、ネオマイシン耐性、チミジンキナ
−ゼ、ハイグロマイシン耐性等、並びにTac、CD8、CD3、Thyl及びNGF受容体のよ
うな各種細胞表面マ−カ−を含む。
[0168] The structure encoding the chimeric protein and the target gene of the invention are often linked to one or more markers to allow for the selection of host cells containing the structure, resulting in one or more markers. They can be introduced into cells as DNA molecules or structures. Once completed,
The structure, which has been proved to have proper sequence, can then be introduced into the host cell by any convenient means. The structure may be incorporated into a vector capable of episomal replication (eg, a BPV or EBV vector) or a vector designed to integrate with the chromosome of the host cell. The structure can be used to infect or transduce cells, such as adenovirus, adeno-associated virus (AAV), or herpes simplex virus (HSV), or other viruses containing retroviral vectors. It may be integrated and packed into the genome of the non-replication defective virus. The following more detailed description discusses a virus delivery system. Alternatively, the structure may be introduced by protoplast fusion, electroporation, biolistics, calcium phosphate, lipofection, microinjection, or similar methods. In some cases,
Prior to introducing the structure, the host cells are cultured and grown and expanded, and then appropriate treatment is performed to introduce the structure and integrate the structure. The cells are grown further and sorted by the effect of the markers present in the structure. Various markers that can be suitably used include hprt, neomycin resistance, thymidine kinase, hygromycin resistance, etc., and various cell surface markers such as Tac, CD8, CD3, Thyl and NGF receptors. Including.

【0169】 ある実施例において、構造が特定遺伝子座で一体化されていることが好ましい
相同的組換えのための標的部位を有する。例えば、1つの内因性遺伝子を欠損し 、及び/又は本発明の組換え型標的構造で置換できる(同じ遺伝子座で、又は他
の場所で)。相同的組換えのために、一般的に1/2ベクタ−又はO-ベクタ−の何 れかを用いることができる。例えば、Thomas and Capecchi, Cell(1987) 51,503
-512: Mansour,et al.,Nature(1988)336,348-352;Joyner,et al.,Nature (198
9)338,153-156を参照。
In one embodiment, the structure has a target site for homologous recombination, preferably integrated at a particular locus. For example, one endogenous gene can be deleted and / or replaced with a recombinant target structure of the invention (at the same locus or elsewhere). For homologous recombination, generally either the 1/2 vector or the O-vector can be used. For example, Thomas and Capecchi, Cell (1987) 51,503
-512: Mansour, et al., Nature (1988) 336,348-352; Joyner, et al., Nature (198
9) See 338,153-156.

【0170】 構造は、全ての遺伝子をコードする1つの単一DNA分子、又は1つ以上の遺伝子 を有する異なるDNA分子として導入することができる。構造はそれぞれ同じある いは異なるマ−カ−と一緒に、同時に、又は連続して導入してもよい。[0170] The structure can be introduced as one single DNA molecule encoding all genes, or as different DNA molecules having one or more genes. The structures may each be introduced with the same or different markers, simultaneously or sequentially.

【0171】 細菌又は酵母由来の複製、選別可能な及び/又は増幅可能なマ−カ−、原核生
物または真核生物における発現のためのプロモ−タ−/エンハンサ−要素、及び
哺乳類の発現調節要素等の有用な要素を含む構造DNAのストックを調製するため 、更にはトランスフェクションするために用いられ得るベクタ−が当業界で周知
であり、かつ多くのものを商業的に利用することができる。
Replication / selectable and / or amplifiable markers from bacteria or yeast, promoter / enhancer elements for expression in prokaryotes or eukaryotes, and mammalian expression control elements Vectors that can be used to prepare stocks of structural DNA containing useful elements, such as, as well as to transfect, are well known in the art and many are commercially available.

【0172】 核酸の輸送:半ビボ及びイン・ビボ ヘテロ核酸を宿主細胞、とりわけ真核細胞、特に動物細胞、好ましくはヒト若
しくはヒト以外の哺乳類細胞に導入するための任意の手段を本発明の実施に適合
させることができる。これを検討する目的のために、この中に記述されている種
種の核酸構造を導入遺伝子として参照することができる。DNA輸送のための半ビ ボの方法としては、リン酸カルシウム法、エレクトロポレ−ション、リポフェク
ション法、及びウイルスベクタ−を介した感染がある。2つの一般的なイン・ビ ボ遺伝子治療の方法としては、(a)“裸の(naked)”脂質と複合体を形成したD
NA、若しくはリポソ−ムの形態に成形したDNA、又は別の形に成形したDNAの輸送
、及び(b)ウイルスベクタ−を介したヘテロ核酸の輸送がある。前者の方法に
おいて、例えば脂質と一緒にDNAを形成する前に、希望のDNA構造を有する導入遺
伝子を含むプラスミドを発現のためにまず実験的に最適化できる(例えば、5’ の翻訳されていない部位においてイントロンを含み、かつ不要な配列を除去する
)(Felgner,et al.,Ann NY Acad Sci 126-139,1995)。周知の方法、及び材料を 用いて、例えば各種脂質、又はリポソ−ム材料でDNAを成形することができ、更 に移植される哺乳動物に輸送される。
Transport of Nucleic Acids: Any means for introducing ex vivo and in vivo heteronucleic acids into host cells, especially eukaryotic cells, especially animal cells, preferably human or non-human mammalian cells, is contemplated in the practice of the present invention. Can be adapted. For the purpose of examining this, the various nucleic acid structures described herein can be referred to as transgenes. Ex vivo methods for DNA transport include the calcium phosphate method, electroporation, lipofection, and viral vector-mediated infection. Two common methods of in vivo gene therapy include (a) D complexed with “naked” lipids.
There is the transport of DNA shaped in the form of NA or liposomes, or of DNA shaped elsewhere, and (b) the transport of heteronucleic acids via viral vectors. In the former method, for example, a plasmid containing a transgene having the desired DNA structure can be first experimentally optimized for expression (eg, 5 ′ untranslated) before forming DNA with lipids. (Including introns at sites and removing unwanted sequences) (Felgner, et al., Ann NY Acad Sci 126-139, 1995). Using well-known methods and materials, the DNA can be formed, for example, from various lipids or liposomal materials, and transported to a further implanted mammal.

【0173】 各種ウイルスベクタ−を本発明の実施に用い得るが、レトロウイルス、AAA-及
びアデノウイルスに基づく方法が特に興味深い。例えば、Dubensky et al.(1984
)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 81,7529-7533;Kaneda et al.,(1989)Science 243,37
5-378;Hiebert et al.,(1989)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 86,3594-3598;Hatzogl
u et al.,(1990)J.Biol.Chem.265,17285-17293及びFerry et al.,(1991) Proc.N
atl.Acad.Sci.USA 88,8377-8381を参照。以下のウイルスベクタ−の選択及び使 用に関する追加のガイダンスは実施者の参考となるであろう。
Although a variety of viral vectors may be used in the practice of the present invention, methods based on retroviruses, AAA- and adenovirus are of particular interest. For example, Dubensky et al. (1984
Acad. Sci. USA 81, 7529-7533; Kaneda et al., (1989) Science 243, 37).
5-378; Hiebert et al., (1989) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 86, 3594-3598; Hatzogl.
u et al., (1990) J. Biol. Chem. 265, 17285-17293 and Ferry et al., (1991) Proc. N.
See atl.Acad.Sci.USA 88, 8377-8381. The following additional guidance on the selection and use of viral vectors may be helpful to practitioners.

【0174】 レトロウイルスベクタ− レトロウイルスベクタ−は、RNAゲノムが感染細胞において可逆的にDNAに転写
されるRNAウイルス群である。レトロウイルスゲノムは宿主細胞ゲノムに一体化 し、ウイルスロングタ−ミナルリピ−ト(long terminal repeats(LTRs))と同 様に3つの遺伝子gag、pol、及びenvを必要とする。LTRsはまた、ウイルス遺伝子
のためのエンハンサ−及びプロモ−タ−として作用する。ウイルスのパッケ−ジ
配列(packaging sequence)(Y)は、ウイルスRNAを細胞内の他のRNAと区別させ る(Verma et al.,Nature 389:239-242,1997)。外来遺伝子の発現のために、ウイ
ルスベクタ−内でウイルスタンパク質を関心遺伝子で置き換え、その関心遺伝子
を更にウイルスのパッケ−ジ成分を含むパッケ−ジ細胞株にトランスフェクショ
ンする。パッケ−ジウイルスはパッケージ細胞株から培地中に分泌され、さらに
培養細胞を感染させるために用いることができる。レトロウイルスは非分裂細胞
に感染できないので、主に半ビボ遺伝子治療に用いられてきた。
Retroviral Vectors—Retroviral vectors are a group of RNA viruses whose RNA genome is reversibly transcribed into DNA in infected cells. The retroviral genome integrates into the host cell genome and requires three genes, gag, pol, and env, similar to viral long terminal repeats (LTRs). LTRs also act as enhancers and promoters for viral genes. The viral packaging sequence (Y) distinguishes viral RNA from other RNAs in cells (Verma et al., Nature 389: 239-242, 1997). For expression of the foreign gene, the viral protein is replaced in the viral vector by the gene of interest, and the gene of interest is further transfected into a packaged cell line containing the package components of the virus. The package virus is secreted into the medium from the packaged cell line and can be used to further infect cultured cells. Because retroviruses cannot infect non-dividing cells, they have been used primarily for ex vivo gene therapy.

【0175】 AAVベクタ− アデノ関連性ウイルス(AAV)に基づくベクタ−は、筋肉及び肺を含む各種組 織への輸送担体として一般的に興味深い。AAVベクタ−は細胞に感染して、高い 頻度で細胞ゲノムにしっかり一体化する。AAVは成長停止細胞(例えば肺上皮細 胞)に感染、及び一体化することができ、並びに非病原性である。AAV Vectors-Vectors based on adeno-associated virus (AAV) are of general interest as carriers for various tissues, including muscle and lung. AAV vectors infect cells and frequently integrate tightly into the cell genome. AAV can infect and integrate with growth arrest cells (eg, lung epithelial cells) and is non-pathogenic.

【0176】 一般的に用いられるAAVに基づく発現ベクタ−は、直接有効な制限酵素部位を 用いるか、又は制限酵素でその導入遺伝子を切り取った後続いてその末端を平滑
化し、適切なDNAリンカ−を連結し、制限的に消化し、さらにITRs間部位に連結 させるかの何れかによってその導入遺伝子のサブクロ−ニングに用い得るような
制限酵素認識部位に隣接する145ヌクレオチドAAV逆方向末端反復(ITRs)を包含す
る。AAVベクタ−の最大受容能力は約4.4kbである。以下のタンパク質は各種AAV に基づくベクタ−及び各種プロモ−タ−/エンハンサ−を用いて発現される:ネ
オマイシンホスホトランスフェラ−ゼ、クロラムフェニコ−ルアセチルトランス
フェラ−ゼ、ファンコン貧血遺伝子、嚢胞性線維症膜貫通伝導性調節タンパク質
、及び顆粒球マクロファ−ジコロニ−刺激因子(Kotin,R.M.,Human Gene Therap
y 5:793-801,1994,Table1)。本発明の各種DNA構造を組み込んだ導入遺伝子を同
様にAAVに基づくベクタ−に包含させることができる。融合タンパク質をコード する組換え型DNAを発現させるためにCMVのような構造プロモ−タ−を含める代わ
りに、AAVプロモ−タ−を用いることができる(ITR itself or AAV p5(Flottr,e
t al.,J.Biol.Chem.268: 3781-3790,1993))。
[0176] Commonly used AAV-based expression vectors are available using direct available restriction enzyme sites, or blunting their ends following truncation of the transgene with a restriction enzyme to provide an appropriate DNA linker. 145 nucleotide AAV inverted terminal repeats (ITRs) adjacent to a restriction enzyme recognition site that can be used for subcloning of the transgene either by ligation, restriction digestion, and ligation to a site between ITRs Is included. The maximum capacity of the AAV vector is about 4.4 kb. The following proteins are expressed using various AAV-based vectors and various promoters / enhancers: neomycin phosphotransferase, chloramphenicol acetyltransferase, Fancon anemia gene, cystic fibrosis. Transmembrane conductivity regulatory proteins and granulocyte macrophage colony-stimulating factors (Kotin, RM, Human Gene Therap
y 5: 793-801, 1994, Table 1). Transgenes incorporating the various DNA structures of the present invention can likewise be included in AAV-based vectors. Instead of including a structural promoter such as CMV to express recombinant DNA encoding the fusion protein, an AAV promoter can be used (ITR itself or AAV p5 (Flottr, e
etal., J. Biol. Chem. 268: 3781-3790, 1993)).

【0177】 このようなベクタ−は、報告された方法によってAAVビリオンに詰め込むことが できる。例えば、293のようなヒト細胞株を、内因性AAVプロモ−タ−又はヘテロ
プロモ−タ−の制御下、AAVに基づく発現ベクタ−とAAV レップ(rep)及びキ ャップ(cap)をコードするオ−プンリ−ディングフレ−ムを包含する別のプラ スミドで同時トランスフェクションを行うことができる。ヘルパ−ウイルスを欠
くときは、レップタンパク質(rep protein)Rep68及びRep78は複製型分子の蓄 積を防ぐが、アデノウイルス又はヘルペスウイルスに重感染すると、これらのタ
ンパク質はITRs(導入遺伝子を含む構造内にのみ存在する)からの複製及びウイ
ルスのカプシドタンパク質の発現を生じさせる。この系は結果として導入遺伝子
DNAをAAVビリオンに詰め込む(Carter,B.J.,Current Opinion in Biotechnology
3:553-539,1992;Kotin,R.M.,Human Gene Therapy 5:793-801, 1994)。また 、AAVビリオンにおいて導入遺伝子を発現させるために、AAVの力価を改善する方
法を用いることができる。このような方法は、それらに限定されないが、:細胞
株においてITR隣接導入遺伝子を安定に発現させ、続いてウイルスの詰め込みを 導くために第二のプラスミドによってトランスフェクションすること;温度感受
性誘導発現又は薬物誘導発現のように、誘導されてAAVタンパク質を発現する細 胞株を用いることを含む。更には、Wilson et al.,WO96/39530に記述されている
ように、1本鎖分子から2本鎖分子への転換を促進するような薬剤で細胞を処理す
ることによって、AAV形質導入の効率を向上させることができる。
[0177] Such vectors can be packed into AAV virions by the reported methods. For example, a human cell line such as 293 may be transformed into an AAV-based expression vector and an AAV rep (cap) encoding cap under the control of an endogenous AAV promoter or heteropromoter. Co-transfection can be performed with another plasmid, including a packaging frame. In the absence of the helper virus, the rep proteins Rep68 and Rep78 prevent the accumulation of replicative molecules, but upon superinfection with adenovirus or herpes virus, these proteins are reduced to ITRs (in the structure containing the transgene). ) And expression of the viral capsid protein. This system results in a transgene
Packing DNA into AAV virions (Carter, BJ, Current Opinion in Biotechnology
3: 553-539, 1992; Kotin, RM, Human Gene Therapy 5: 793-801, 1994). In addition, in order to express the transgene in the AAV virion, a method for improving the titer of AAV can be used. Such methods include, but are not limited to: stably expressing the ITR flanking transgene in a cell line, followed by transfection with a second plasmid to direct viral packing; temperature-sensitive inducible expression or This involves using a cell line that is induced to express the AAV protein, such as drug-induced expression. Further, as described in Wilson et al., WO 96/39530, the efficiency of AAV transduction can be improved by treating cells with an agent that promotes the conversion of single-stranded molecules to double-stranded molecules. Can be improved.

【0178】 イン・ビボでの AAVベクタ−発現の最初の報告で用いられた塩化セシウム密度
勾配遠心分離法(Flotte,et al.,J.Biol.Chem.268:3781-3790,1993)、又はO’Rio
edan et al.,WO97/08298に記述されているクロマトグラフィ−精製法のような報
告された方法によって、ウイルスを濃縮及び精製できる。
The cesium chloride density gradient centrifugation method used in the first report of AAV vector expression in vivo (Flotte, et al., J. Biol. Chem. 268: 3781-3790, 1993), or O'Rio
Viruses can be concentrated and purified by reported methods, such as the chromatography-purification method described in edan et al., WO 97/08298.

【0179】 導入遺伝子の組込み、導入遺伝子を含む組換え型AAVベクタ−の増殖並びに精 製、及びトランスフェクションした細胞及び哺乳類におけるその利用のための方
法並びに材料を含む、主題発明の実施に役立ち得るAAV技術のさらに詳細なガイ ダンスのために、例えば、Carter et al.,米国特許第4,797,368号(10 Jan 1989)
;Muzyczka et al.,米国特許第5,139,941号(18 Aug 1992);Lebkowski et al., 米国特許第5,173,414号(22 Dec 1992);Srivastava,米国特許第5,252,479号(12
Oct 1993);Lebkowski et al.,米国特許第5,354,678号(11 Oct 1994);Shenk et
al.,米国特許第5,436,146号(25 July 1995);Charterjee et al.,米国特許第5,
454,935号(12 Dec 1995)、Carter et al WO93/24641(9 Dec 1993公開)、及びFlo
tte et al.,米国特許第5,658,776号(19 Aug 1997)を参照。
[0179] The invention may be useful in practicing the subject invention, including methods and materials for integration of the transgene, propagation and purification of the recombinant AAV vector containing the transgene, and its use in transfected cells and mammals. For more detailed guidance on AAV technology, see, for example, Carter et al., U.S. Pat.No. 4,797,368 (10 Jan 1989).
Muzyczka et al., U.S. Patent No. 5,139,941 (18 Aug 1992); Lebkowski et al., U.S. Patent No. 5,173,414 (22 Dec 1992); Srivastava, U.S. Patent No. 5,252,479 (12
Oct 1993); Lebkowski et al., U.S. Patent No. 5,354,678 (11 Oct 1994); Shenk et
al., U.S. Pat.No. 5,436,146 (25 July 1995); Charterjee et al., U.S. Pat.
454,935 (12 Dec 1995), Carter et al WO93 / 24641 (9 Dec 1993 published), and Flo
See tte et al., U.S. Patent No. 5,658,776 (19 Aug 1997).

【0180】 アデノウイルスベクタ− 各種アデノウイルスベクタ−がヒトを含む哺乳類に遺伝子を運搬するのに有用
であることが分かっている。肺上皮にマ−カ−タンパク質及びCFTRを発現させる
ために複製不完全アデノウイルスベクタ−を用いている。第一世代のE1a欠損ア デノウイルスベクタ−が温度感受性E2aウイルスタンパク質を含む第二世代で改 良され、より少ないウイルスタンパク質を発現し、さらにその結果ウイルス感染
細胞が免疫系の標的となりにくいように設計されている(Glodman et al.,Human
Gene Therapy 6:839-851,1995)。より最近では、全てのウイルスオ−プンリ−
ディングフレ−ムを欠損しているウイルスベクタ−が報告されている(Fisher e
t al.,Virology 217:11-22,1996)。更には、ウイルスIL-10の発現がアデノウイ
ルス抗原に対する免疫応答を阻害することが分かっている(Qin江Tal.,HumanGen
eTherapy8:1365-1374,1997)。
Adenovirus Vectors-Various adenovirus vectors have been found to be useful in delivering genes to mammals, including humans. Incompletely replicating adenovirus vectors have been used to express marker proteins and CFTR in lung epithelium. The first-generation E1a-deficient adenovirus vector is improved in the second generation, which contains a temperature-sensitive E2a virus protein, expresses less viral protein, and thus makes virus-infected cells less likely to be targeted by the immune system (Glodman et al., Human
Gene Therapy 6: 839-851, 1995). More recently, all virus open
A viral vector lacking the ding frame has been reported (Fisher e
tal., Virology 217: 11-22, 1996). Furthermore, it has been shown that expression of viral IL-10 inhibits the immune response to adenovirus antigens (Qin Jiang Tal., HumanGen.
eTherapy 8: 1365-1374, 1997).

【0181】 多数のアデノウイルス型のDNA配列を遺伝子バンク(Genbank)から入手できる
。そのアデノウイルスDNA配列は、現在までに特定された41のヒトアデノウイ ルス型から得ることができる。各種アデノウイルス種をアメリカンタイプカルチ
ャ−コレクション(American Type Culture Collection),Rockville,Marylandか ら、又は多数の商業的及び学術的供給元に申請することによって入手できる。こ
の中に記述したような導入遺伝子を、CFTR又は他の遺伝子をベクタ−に挿入する
ために用いられる方法と同じ方法(制限的消化、末端へのリンカ−連結若しくは
充填、及び連結)によって、任意のアデノウイルスベクタ−、及び輸送プロトコ
ルに組み込むことができる。アデノウイルス配列の選択された部位、導入遺伝子
に隣接する5’及び3’AAV ITR配列、及び他の従来のベクタ−調節要素を包含す るアデノウイルスカプシドによって代表されるハイブリッドアデノウイルス−AA
Aベクタ−を用いてもよい。例えば、Wilson et al., 国際特許出願公開番号WO96
/13598を参照。導入遺伝子の組み込み、導入遺伝子を包含する組換えAAVベクタ −の増殖及び精製、並びにトランスフェクションした細胞及び哺乳類におけるそ
の利用のための方法並びに材料を含む本発明の実施において参考になるアデノウ
イルス及びハイブリッドアデノウイルス−AAV技術のさらに詳細なガイダンスの ために、Wilsonet al.,WO94/28938、WO96/13597及びWO96/26285、並びにそれら の中で挙げられた引例を参照。
A number of adenovirus-type DNA sequences are available from Genbank. The adenovirus DNA sequence can be obtained from 41 human adenovirus types identified to date. Various adenovirus species are available from the American Type Culture Collection, Rockville, Maryland, or by applying to a number of commercial and academic sources. The transgene as described herein can be optionally ligated by the same methods used to insert CFTR or other genes into the vector (restrictive digestion, linker ligation or filling into ends, and ligation). Adenovirus vectors, and transport protocols. Hybrid adenovirus-AA represented by an adenovirus capsid including selected sites in adenovirus sequences, 5 'and 3' AAV ITR sequences flanking the transgene, and other conventional vector-regulatory elements
The A vector may be used. For example, see Wilson et al., International Patent Application Publication No.
See / 13598. Adenoviruses and hybrids useful in the practice of the present invention, including methods and materials for transgene integration, propagation and purification of recombinant AAV vectors containing the transgene, and their use in transfected cells and mammals For further guidance on adenovirus-AAV technology, see Wilson et al., WO 94/28938, WO 96/13597 and WO 96/26285, and the references cited therein.

【0182】 一般的に、DNA又はウイルス粒子は、多数の例が当業界で周知である滅菌生理 食塩水、又はリンガ−リン酸緩衝液若しくは他の同様の溶媒を含む他の水溶性若
しくは非水溶性の等張滅菌注射液若しくは懸濁液のような生物学的に相性の良い
液或いは薬学的に好ましい輸送溶媒に移す。
In general, the DNA or virus particles may be in sterile saline, many examples of which are well known in the art, or other water-soluble or water-insoluble, including Ringer-phosphate buffers or other similar solvents. Transfer to a biologically compatible liquid such as an isotonic sterile injectable solution or suspension or a pharmaceutically acceptable transport solvent.

【0183】 好ましくは、遺伝子治療用途において、DNA又は組換え型ウイルスは、過度の副
作用無しに治療効果をもたらすレベルで細胞をトランスフェクションさせるため
に十分な量を注入する。DNA又はウイルスの最適投薬量は、他のところで検討し たように、各種因子に依存し、従って患者によって多少異なる可能性がある。ま
た、治療上有効なウイルスの量は、約1x107から約1x1010pfu virus/ml、例えば1
x108から1x109pfu virus/mlの濃度の生理食塩水溶液を約20mlから約50mlの範囲 であると考えられている。
Preferably, in gene therapy applications, the DNA or recombinant virus is injected in an amount sufficient to transfect cells at a level that produces a therapeutic effect without undue side effects. The optimal dosage of DNA or virus, as discussed elsewhere, depends on a variety of factors and may therefore vary somewhat from patient to patient. Also, the amount of therapeutically effective virus can be from about 1 × 10 7 to about 1 × 10 10 pfu virus / ml, such as 1
From x10 8 the saline solution at a concentration of 1x10 9 pfu virus / ml is believed to approximately 20ml in the range of about 50 ml.

【0184】 宿主細胞 本発明は、動物細胞工学、及びその様な組換え型動物細胞を利用する応用にお
いてとりわけ有用である。動物細胞は、昆虫、寄生虫、又は哺乳類細胞であって
もよい。一例として、ウマ、ウシ、ヒツジ、イヌ、ネコ、ネズミ、及びヒト以外
の霊長類細胞を含む各種哺乳類細胞を用い得るが、ヒト細胞が特に興味深い。さ
まざまな種の中で、造血細胞、神経細胞、グリア細胞、間葉細胞、皮膚細胞、粘
膜細胞、基質細胞、筋肉細胞(平滑筋細胞を含む)、脾臓細胞、細網内皮細胞、
上皮細胞、内皮細胞、肝細胞、腎細胞、胃腸細胞、肺細胞、線維芽細胞等の各種
型の細胞を用いることができる。特に関心がある細胞は、筋芽細胞及び線維芽細
胞と同様に、赤血球、リンパ、又は骨髄性の系統に関係し得る任意の凝集細胞を
含む造血細胞である。また、造血細胞、神経細胞、基質細胞、筋肉細胞、肝細胞
、肺細胞、胃腸細胞、及び間葉幹細胞のような幹細胞及び前駆細胞に関心がある
Host Cells The present invention is particularly useful in animal cell engineering, and in applications utilizing such recombinant animal cells. The animal cell can be an insect, parasite, or mammalian cell. As an example, a variety of mammalian cells can be used, including horses, cows, sheep, dogs, cats, rats, and non-human primate cells, with human cells being of particular interest. Among various species, hematopoietic cells, nerve cells, glial cells, mesenchymal cells, skin cells, mucosal cells, stromal cells, muscle cells (including smooth muscle cells), spleen cells, reticuloendothelial cells,
Various types of cells such as epithelial cells, endothelial cells, hepatocytes, kidney cells, gastrointestinal cells, lung cells, fibroblasts and the like can be used. Cells of particular interest are hematopoietic cells, including myoblasts and fibroblasts, as well as any agglutinating cells that may be involved in the red blood cells, lymph, or myeloid lineage. Also of interest are stem cells and progenitor cells such as hematopoietic cells, nerve cells, stromal cells, muscle cells, hepatocytes, lung cells, gastrointestinal cells, and mesenchymal stem cells.

【0185】 細胞は、対象とする生物体に対して自家細胞、同系細胞、同種細胞、及び場合 によっては異種細胞であり得る。機能的なMHCクラスI分子の形成を防止するため
β2−ミクログロブリンを不活性化し、クラスII分子を不活性化し、1つ以上のMH
Cの発現を提供し、細胞障害活性と関連する遺伝子の発現を増強、若しくは阻害 して細胞障害能を増強若しくは不活性化等して主要組織適合複合体(“MHC”)の 特徴を変えることによって、細胞を修飾することができる。
The cells can be autologous, syngeneic, allogeneic, and optionally heterologous to the organism of interest. Inactivate β2-microglobulin to prevent the formation of functional MHC class I molecules, inactivate class II molecules, and
To provide the expression of C and enhance or inhibit the expression of genes associated with cytotoxicity to enhance or inactivate cytotoxicity, thereby altering the characteristics of major histocompatibility complex (“MHC”) Can modify cells.

【0186】 ある例示において、特有の抗原特異性、又はホ−ミング標的部位特異性を有す るT細胞及びB細胞のように細胞が特定の特異性を有するような特定のクロ−ン、
又はオリゴクロ−ン細胞に関心がある。
In certain embodiments, certain clones, such as T cells and B cells, which have unique antigen specificity or homing target site specificity, such that the cells have specific specificity,
Or interested in oligoclonal cells.

【0187】 動物への構造の導入 DNA構造を用いて半ビボ修飾された細胞は、選択的な条件下で培養して育てる ことができ、さらに希望の構造を有するとして選択された細胞は次に例えば宿主
細胞にその構造が存在することを決定するためのポリメラ−ゼ連鎖反応を用いて
及び/又は希望の遺伝子産物の産生のためのアッセイを用いて展開し、かつ更に
分析する。修飾された宿主細胞が一度特定されると、例えば培養して、又は宿主
生物体に導入して、それらを計画通りに用いることができる。
Introduction of Structures into Animals Cells ex vivo modified with DNA structures can be cultured and grown under selective conditions, and cells selected as having the desired structure can be For example, using a polymerase chain reaction to determine the presence of the structure in the host cell and / or using an assay for production of the desired gene product, and further analyzed. Once the modified host cells are identified, they can be used as designed, for example, in culture or introduced into a host organism.

【0188】 細胞の性質に依存して、幅広い方法で、例えば哺乳類のような宿主生物体に細 胞を導入することができる。造血細胞は、通常、少なくとも約104細胞、及び一 般的には約1010細胞以下を脈管系に注入することによって投与できる。使用する
細胞の数は多くの状況、導入の目的、細胞の寿命、例えば投与の回数のような使
用されるプロトコル、細胞の増殖能、治療用薬剤の安定性、治療用薬剤に対する
生理学的な必要性等に依存するであろう。一般的に、例えば筋芽細胞又は線維芽
細胞では、細胞数は約104以上約109以下で、分散して用い、一般的に関心部位に
又はその近くに注入する。細胞は通常、生理学的に好ましい培地中におかれる。
Depending on the nature of the cells, the cells can be introduced into the host organism, eg, a mammal, in a wide variety of ways. Hematopoietic cells can usually be administered by injecting at least about 10 4 cells, and generally about 10 10 cells or less, into the vascular system. The number of cells used depends on the situation, the purpose of the transfer, the lifetime of the cells, the protocol used, such as the number of doses, the growth potential of the cells, the stability of the therapeutic agent, the physiological requirements for the therapeutic agent. It will depend on gender etc. Generally, for example, for myoblasts or fibroblasts, the number of cells is from about 10 4 to about 10 9 , used in a dispersed manner and generally injected at or near the site of interest. The cells are usually in a physiologically preferred medium.

【0189】 本発明に従って操作された細胞はまた、治療的タンパク質を産生させるために 宿主有機体又は患者に移植する前に、例えば従来の生物学的適合性材料及び方法
を用いてカプセルに詰め込んでもよい。例えば、guyen et al. Tissue Implant
Systems and Methods for Sustaining viable High Cell Densities within a H
ost, 米国特許第5,314,471号(Baxter International,Inc.);Uludag and Sefton
1993,J.Biomed.Master.Res. 27(10):1213-24(HepG2 cells/hydroxyethyl metha
crylate-methyl methacrylate membrane);Chang et al.,1993,Hum Gene Ther 4
(4):433-40(mouse Ltk-cells expressing hGH/immunoprotective perm-selectiv
e alginate microcapsules;Reddy et al.,1993,J.Infect Dis 168(4): 1082-3(
alginate):Tai and Sum,1993,FASEB J7(11):1061-9(mouse fibroblasts express
ing hGH/alginate-poly-L-lysine-alginate membrane);Ao,et al.,1995, Trans
plantation Proc.38(6):3349,3350(alginate);Rajotte,et al.,1995, Transpla
ntation Proc.27(6):3389(alginase);Lakey,et al.,1995,Transplantation Pro
c.27(6):3266(alginate);Korbutt,et al,1995,Transplantation Proc.27(6):32
12 (alginate);Dirian,et al.,米国特許第5,429,821号(alginate);Emerich,et
al., 1993, Exp Neurol 122(1):37-47( polymer-encapsulated PC12 cells);S agen ,et al., 1993,J.Neurosci 13(6):2415-23(bovine chromaffin cells enca psulated in semipermeable polymer membrane and implanted into rat spinal subarachnoid space);Aebischer ,et al.,1994,Exp.Neurol 126(2):151-8 (po lymer-encapsulated rat PC12 cells implanted into monkeys;Albischer, WO9 2/19595も参照);Savelkoul,et al.,1994,J.Immunol Methods 170(2):185-96 (e ncapsulated hybridomas producing antibodies; encapsulated transfected ce ll lines expressing various cytokines);Winn,et al.,1994,PNAS USA 91(6) :2324-8 (engineered NHK cells expressing human nerve growth factor encap sulated in an immunoisolation polymeric device and transplanted into rat s);Emerich,et al.,1994,Prog.Neuropsychopharmacol Biol.Psychiatry 18(5): 935-46 (polymer-encapsulated PC12 cells implanted into rats);Kordower,e t al.,1994,PNAS USA 91(23):10898-902(polymer-encapsulated engineered BHK cells expressing hNGF implanted into monkeys)及びButler,et al.,WO95/045 21 (encapsulated device)を参照。次に、細胞をカプセル化した形態で動物宿 主、好ましくは哺乳類、更に好ましくは、それを必要とする患者に導入できる。 好ましくは、カプセル材料は半透性で、カプセル化された細胞によって産生され る分泌タンパク質を宿主に放出できる。多くの実施例において、半透性カプセル 化によって、カプセル化細胞をそれが細胞導入される宿主生物体から免疫学的に 単離できる。それらの実施例において、カプセル化された細胞は、宿主種のタン パク質及び/又はウイルスタンパク質由来の、或いは宿主種以外の種由来の構造 ドメインを包含する1つ以上のキメラタンパク質を発現できる。例えば、そのよ うな場合、キメラタンパク質はGAL4及びVP16由来の要素を包含できる。細胞は、 移植者以外の1つ以上の個体に由来してもよく、さらには移植される生物体又は 患者以外の種に由来してもよい。
Cells engineered in accordance with the present invention may also be encapsulated, eg, using conventional biocompatible materials and methods, prior to implantation into a host organism or patient to produce a therapeutic protein. Good. For example, guyen et al. Tissue Implant
Systems and Methods for Sustaining viable High Cell Densities within a H
ost, U.S. Patent No. 5,314,471 (Baxter International, Inc.); Uludag and Sefton
1993, J. Biomed.Master.Res. 27 (10): 1213-24 (HepG2 cells / hydroxyethyl metha
crylate-methyl methacrylate membrane); Chang et al., 1993, Hum Gene Ther 4
(4): 433-40 (mouse Ltk-cells expressing hGH / immunoprotective perm-selectiv
e alginate microcapsules; Reddy et al., 1993, J. Infect Dis 168 (4): 1082-3 (
alginate): Tai and Sum, 1993, FASEB J7 (11): 1061-9 (mouse fibroblasts express
ing hGH / alginate-poly-L-lysine-alginate membrane); Ao, et al., 1995, Trans
plantation Proc. 38 (6): 3349, 3350 (alginate); Rajotte, et al., 1995, Transpla
ntation Proc. 27 (6): 3389 (alginase); Lakey, et al., 1995, Transplantation Pro
c.27 (6): 3266 (alginate); Korbutt, et al, 1995, Transplantation Proc.27 (6): 32
12 (alginate); Dirian, et al., US Pat. No. 5,429,821 (alginate); Emerich, et.
al., 1993, Exp Neurol 122 (1): 37-47 (polymer-encapsulated PC12 cells); Sagen, et al., 1993, J. Neurosci 13 (6): 2415-23 (bovine chromaffin cells enca psulated in Semipermeable polymer membrane and implanted into rat spinal subarachnoid space); Aebischer, et al., 1994, Exp. Neurol 126 (2): 151-8 (polymer-encapsulated rat PC12 cells implanted into monkeys; Albischer, WO9 2/19595 Savelkoul, et al., 1994, J. Immunol Methods 170 (2): 185-96 (encapsulated hybridomas producing antibodies; encapsulated transfected cell lines expressing various cytokines); Winn, et al., 1994, PNAS USA. 91 (6): 2324-8 (engineered NHK cells expressing human nerve growth factor encap sulated in an immunoisolation polymeric device and transplanted into rat s); Emerich, et al., 1994, Prog. Neuropsychopharmacol Biol. Psychiatry 18 (5): 935-46 (polymer-encapsulated PC12 cells implanted into rats); Kordower, et al., 1994, PNAS USA 91 (23): 10898-902 (polymer-encapsulated engineered BHK cells expressing hNGF implanted into monkeys). And Butler, et al., WO 95/04521 (encapsulated device). The cells can then be introduced in encapsulated form into an animal host, preferably a mammal, more preferably a patient in need thereof. Preferably, the encapsulant is semi-permeable and capable of releasing secreted proteins produced by the encapsulated cells to the host. In many embodiments, semipermeable encapsulation allows the encapsulated cells to be immunologically isolated from the host organism into which they are introduced. In these embodiments, the encapsulated cells can express one or more chimeric proteins that include structural domains from protein and / or viral proteins of the host species or from species other than the host species. For example, in such a case, the chimeric protein can include elements from GAL4 and VP16. The cells may be from one or more individuals other than the transplant recipient, and may also be from a species other than the organism or patient being transplanted.

【0190】 細胞の半ビボ修飾の代わりに、多くの状況においてイン・ビボでの細胞修飾 を希望できる。この目的のために、イン・ビボで細胞を修飾するための各種技術
が開発されてきた。前述したように、アデノウイルス、アデノ関連性ウイルス、
及びレトロウイルスのような、トランスフェクションを可能とし、さらにある場
合には、ウイルスを宿主に連結させる多数のウイルスベクタ−が開発されてきた
。例えば、Dubensky, et al.,(1984)Proc.Natl.Acad.USA 81,7529-1533;Kaneda
, et al.,(1989)Science 243,375-378;Hiebert,et al.,(1989)Proc.Natl.Acad.
Sci.USA 86,3594-3598;Hatzoglu,et al.,(1990)J.Biol.Chem.265,17285-17293 及びFerry,et al.,(1991)Pro.Natl.Acad.Sci.USA 88,8377-8381を参照。例えば 血管注射若しくは筋肉注射、又は吸入、或いは他の非経口法でベクタ−を投与で
きる。リポソ−ムと複合体を形成して、又は注射、カテ−テル若しくはバイオリ
スト(biolistics)によってDNAを投与するような、非ウイルス輸送法も使用でき る。
As an alternative to ex vivo modification of cells, in many situations, it may be desirable to modify cells in vivo. To this end, various techniques for modifying cells in vivo have been developed. As mentioned above, adenovirus, adeno-associated virus,
Numerous viral vectors have been developed that allow transfection, and in some cases, link the virus to a host, such as and retroviruses. For example, Dubensky, et al., (1984) Proc. Natl. Acad. USA 81, 7529-1533; Kaneda.
, et al., (1989) Science 243, 375-378; Hiebert, et al., (1989) Proc. Natl. Acad.
Sci. USA 86, 3594-3598; Hatzoglu, et al., (1990) J. Biol. Chem. 265, 17285-17293 and Ferry, et al., (1991) Pro. Natl. Acad. Sci. USA 88, See 8377-8381. For example, the vector can be administered by vascular or intramuscular injection, or by inhalation, or other parenteral methods. Non-viral delivery methods may also be used, such as administering the DNA in complex with the liposome or by injection, catheter or biolistics.

【0191】 イン・ビボ遺伝子修飾に基づき、修飾の態様は、組織の性質、要求される細胞
修飾の効率、特定細胞を修飾する機会、導入されるべきDNA構造に対する組織の 接近性等に依存する。転写開始領域を運搬する弱毒化、又は修飾レトロウイルス
を用いることによって、もし望むならば、ウイルスが産生されかつ隣接細胞にト
ランスフェクションするように、対象の転写因子構造の1つを用いてそのウイル スを活性化できる。
Based on in vivo gene modification, the mode of modification depends on the nature of the tissue, the required efficiency of cell modification, the opportunity to modify particular cells, the accessibility of the tissue to the DNA structure to be introduced, etc. . By using an attenuated or modified retrovirus carrying the transcription initiation region, if desired, the virus can be produced using one of the transcription factor structures of interest such that the virus is produced and transfected into adjacent cells. Can be activated.

【0192】 DNA導入は、結果的に一体化することを全ての場合において必要とするわけで はない。ある状況では、導入されたDNAを一時的に保持すれば十分である。この 場合、細胞が宿主に導入され、次に所定時間後、例えば細胞が特定位置に存在し
得るようになった後、作用するといった短期効果となる。
DNA transfer does not require integration in all cases in all cases. In some situations, it may be sufficient to keep the introduced DNA temporarily. In this case, there is a short-term effect that the cells are introduced into the host and then act after a certain period of time, for example, after the cells can be present at a particular location.

【0193】 結合特性、アッセイ ラパマイシンはヒトタンパク質FKBP12に結合し、更に酵母のTOR1及びTOR2のヒ ト対応物であるhFKBP12及びFRAPと3者からなる複合体を形成することが知られて
いる。ラパログは、ヒトFKBP12に対する結合能力及び/又はヒトFKBP12及びヒト
FRAP(又は融合タンパク質若しくはそのFRBドメインを包含するフラグメント) と3者からなる複合体を形成する能力に関して、特徴づけし、並びにラパマイシ ンと比較できる。WO96/41865(Clackson,et al.)を参照。その特許出願は、化合 物がヒトFKBP12に結合する能力又はヒトFKBP12及びヒトFRAPのFRBドメインを包 含する(例えば“ヘテロダイマ−(heterodimerize)”)タンパク質と3者から成 る複合体を形成する能力を定量化するために用い得る材料並びに方法を開示する
。このようなアッセイは、結合を測定するための蛍光偏光測定法を含む。また、
化合物が3者から成る複合体を形成する能力は、その化合物の存在下、操作され た哺乳類細胞によって産生される遺伝子産物の観察されるレベルとの相関によっ
て間接的に測定する、細胞に基づいた転写アッセイも含まれる。対応する細胞に
基づくアッセイ(cell-based assay)が、操作された酵母細胞においても行われて
いる。例えばWO95/33052(Berlin,et al.) 本発明のラパログが生理学的に好ましく(それが用いられる細胞又は生物体に
対して過度の副作用が無い)、動物に経口投与でき(例えば、遺伝子治療を含む
動物における応用で経口投与しても活性がある)及び/又は特定の応用で必要と
されるように、細胞膜及び他の膜を通過できることが、しばしば好ましいであろ
う。
Binding Properties, Assay Rapamycin is known to bind to the human protein FKBP12 and form a triad with hFKBP12 and FRAP, the human counterparts of yeast TOR1 and TOR2. Rapalog has binding ability to human FKBP12 and / or human FKBP12 and human
The ability to form a tripartite complex with FRAP (or a fusion protein or a fragment encompassing the FRB domain thereof) can be characterized and compared to rapamycin. See WO96 / 41865 (Clackson, et al.). The patent application discloses the ability of the compound to bind to human FKBP12 or to form a ternary complex with a protein comprising human FKBP12 and the FRB domain of human FRAP (eg, a "heterodimerize") protein. Disclosed are materials and methods that can be used to quantify Such assays include fluorescence polarimetry to measure binding. Also,
The ability of a compound to form a tripartite complex is cell-based, as measured indirectly by correlation with the observed levels of gene products produced by engineered mammalian cells in the presence of the compound. Transcription assays are also included. A corresponding cell-based assay has also been performed on engineered yeast cells. For example, WO95 / 33052 (Berlin, et al.) The rapalogs of the invention are physiologically preferred (without undue side effects on the cells or organisms in which they are used) and can be administered orally to animals (eg, gene therapy It will often be preferable to be able to cross cell and other membranes, as required for certain applications, and / or active for oral administration in applications including animals).

【0194】 更には、好ましいラパログは、天然の、又は自然に生じたイムノフィリンより
も突然変異したイムノフィリン(非限定的な例示として、Phe36が異なるアミノ 酸好ましくは、バリン、アラニンのような大きなR基がより少ないアミノ酸で置 換されているヒトFKBP)に対して選択的に結合するようなラパログである。例え
ば、このような化合物は、任意の科学的に正当な又は技術的に一般に認められた
アッセイによって決定したところ、ヒトFKBP12に対して結合するよりも少なくと
も10倍以上の効率で突然変異したFKBPに対して選択的に結合でき、更にある場合
には、ヒトFKBP2に対して結合するよりも102倍以上又は103倍以上又はそれ以上 の効率で、突然変異したFKBPに対して結合できる。ヒトFKBP12、その変異体又は
他のイムノフィリンタンパク質に対する、本発明の各種ラパログの結合親和性は
、FKBPの場合に用いられる公知の方法を適応させることによって決定できる。例
えば、実施者は、関心タンパク質に対する公知リガンドの結合に競合する本発明
の化合物の能力を測定できる。Sierkierka,et al.,1989,Nature 341,755-757(te
st compound competes with binding of labeled FK506 derivative to FKBP)を
参照。
Further, preferred rapalogs are immunophilins that are more mutated than natural or naturally occurring immunophilins (by way of non-limiting example, amino acids in which Phe36 differs, preferably large amino acids such as valine, alanine). It is a rapalog that selectively binds to human FKBP (where the R group is replaced with fewer amino acids). For example, such compounds can be mutated to FKBP mutated at least 10-fold more efficiently than they bind to human FKBP12, as determined by any scientifically sound or technically accepted assay. can be selectively coupled against, in some cases even at 10 2 times or more, or 10 3 times or more efficient than binding to human FKBP2, it can bind to the mutated FKBP. The binding affinity of various rapalogs of the present invention to human FKBP12, its variants or other immunophilin proteins can be determined by adapting known methods used for FKBP. For example, a practitioner can measure the ability of a compound of the invention to compete for binding of a known ligand to the protein of interest. Sierkierka, et al., 1989, Nature 341,755-757 (te
st compound competes with binding of labeled FK506 derivative to FKBP).

【0195】 1組の本発明の好ましいラパログは、ヒトFKBP12に対して、又は上述したその 突然変異体に対して、又はそのようなFKBPドメインを包含する融合タンパク質に
対して、直接結合測定法(例えば蛍光消光)、競合結合測定法(例えばFK506に 対する)、FKBP酵素活性の阻害(ロ−タマ−ゼ)、又は他のアッセイ法で測定し
て、約200nM以下、より好ましくは約50nM以下、更に好ましくは約10nM以下、更 に好ましくは約1nM以下のKd値で結合する。このような化合物の1つのサブセット
において、FKBPドメインは、36位のフェニルアラニンがアラニン、バリン、メチ
オニン又はセリンのような大きな側鎖を余り含まないアミノ酸で置換されている
。競合結合FPアッセイが、WO96/41865に詳細に記述されている。その方法は、標
識された例えばFK506のようなFKBPリガンドと競合してFKBPタンパク質に結合す る能力を反映する、特定化合物のIC50値のイン・ビトロ測定を可能とする。
One set of preferred rapalogs of the present invention is a direct binding assay for human FKBP12, or a mutant thereof as described above, or a fusion protein comprising such an FKBP domain ( Less than about 200 nM, more preferably less than about 50 nM, as measured by competitive binding assays (eg, against FK506), inhibition of FKBP enzyme activity (rotamase), or other assays. More preferably, it binds with a Kd value of about 10 nM or less, more preferably about 1 nM or less. In one subset of such compounds, the FKBP domain has the phenylalanine at position 36 replaced with an amino acid that does not contain much large side chains, such as alanine, valine, methionine, or serine. Competitive binding FP assays are described in detail in WO96 / 41865. The method allows for an in vitro measurement of the IC50 value of a particular compound, reflecting the ability to compete with a labeled FKBP ligand, eg, FK506, to bind to FKBP protein.

【0196】 本発明の化合物の1つの好ましい部類は、例えば、ヒトFKBP12又は10アミノ酸 以上、好ましくは5アミノ酸以上が置換されたその変異体と蛍光標識したFK506の
ような、特定のFKBPドメインとリガンドの対に対して、競合結合FPアッセイで10
00nM以下、好ましくは300nM以下、更に好ましくは100nM以下、更に好ましくは10
nM以下のIC50を持つラパログである。その部類の1つのサブセットにおいて、36 位において、FKBPドメインは、上述した修飾の1つを有する。
One preferred class of compounds of the present invention is specific FKBP domains and ligands, such as, for example, human FKBP12 or a variant thereof having at least 10 amino acids, preferably at least 5 amino acids, and a fluorescently labeled FK506. 10 pairs in a competitive binding FP assay
00 nM or less, preferably 300 nM or less, more preferably 100 nM or less, more preferably 10 nM or less.
Rapalog with an IC50 of nM or less. In one subset of that class, at position 36, the FKBP domain has one of the modifications described above.

【0197】 ラパログがキメラタンパク質を多量体化する能力は、このような多量体化によ
って誘発される事象の発生を測定することによって、細胞に基づくアッセイ(cel
l-based assay)で測定できる。例えば、1つ以上のFKBPドメイン及び1つ以上のエ
フェクタ−ドメインを包含する第一キメラタンパク質をコードするDNA 及び1つ のFRBドメイン及び多量体化して生物反応を作動させ得る1つ以上のエフェクタ−
ドメインを包含する第二キメラタンパク質をコードするDNAを両方含み、かつ発 現し得る細胞を用いることができる。キメラタンパク質の多量体化に反応する調
節因子(例えばプロモ−タ−)の転写制御下にある受容体遺伝子をさらに包含す
る細胞を使用することが好ましい。具体的な化合物の設計及び調製、並びに操作
された細胞におけるその使用について、WO96/41865並びにこの段落及び前段落で
参照された他の国際特許出願に記述されている。細胞を培養して増殖させ又は維
持する。ラパログを培地に加え、適当な時間インキュべ−トした後(遺伝子の発
現及び分泌を可能とする、例えば1時間又は1昼夜)、レポ−タ−遺伝子の遺伝子
産物を測定する。例えば多量体化といった陽性の結果は、レポ−タ−遺伝子産物
の出現によって観察されるようなレポ−タ−遺伝子の転写と相互に関連する。レ
ポ−タ−遺伝子産物は、便利に検出可能なタンパク質(例えばELISAによって) であり、又は便利に検出可能な産物(例えば着色した)の産生を触媒できる。そ
のようなアッセイを実施するための適切な細胞株を作成するための材料及び方法
が、この段落で先に挙げられた国際特許出願において開示されている。一般的に
用いられている標的遺伝子は、一例としてSEAP、hGH、ベ−タ(β)ガラクトシ ダ−ゼ、グリ−ン蛍光タンパク質、及びルシフェラ−ゼを含み、それらのための
便利なアッセイを商業的に利用できる。
The ability of rapalogs to multimerize chimeric proteins can be measured by measuring the occurrence of events induced by such multimerization, using a cell-based assay (cel).
l-based assay). For example, DNA encoding a first chimeric protein comprising one or more FKBP domains and one or more effector domains, and one FRB domain and one or more effectors capable of multimerizing and activating a biological reaction.
Cells containing and capable of expressing both DNAs encoding the second chimeric protein encompassing the domain can be used. It is preferable to use cells that further contain a receptor gene that is under transcriptional control of a regulator (eg, a promoter) that responds to multimerization of the chimeric protein. The design and preparation of specific compounds, and their use in engineered cells, is described in WO 96/41865 and other international patent applications referenced in this and the preceding paragraphs. The cells are cultured for growth or maintenance. After the rapalog is added to the medium and incubated for a suitable period of time (allowing expression and secretion of the gene, eg, one hour or one day and night), the gene product of the reporter gene is measured. Positive results, such as multimerization, are correlated with reporter gene transcription as observed by the appearance of the reporter gene product. The reporter gene product is a conveniently detectable protein (eg, by ELISA) or can catalyze the production of a conveniently detectable product (eg, colored). Materials and methods for generating suitable cell lines for performing such assays are disclosed in the international patent applications cited earlier in this paragraph. Commonly used target genes include, by way of example, SEAP, hGH, beta (β) galactosidase, green fluorescent protein, and luciferase, for which convenient assays are commercially available. Can be used

【0198】 本発明の化合物の別の好ましい部類は、FKBPドメインを包含する融合タンパク
質に基づく2−ハイブリッド転写アッセイにおいて検出可能なシグナルを誘導し
得るものである。好ましくは、FKBPドメインは、野生型のヒトFKBP12以外のFKBP
ドメインである。
Another preferred class of compounds of the present invention are those that are capable of inducing a detectable signal in a two-hybrid transcription assay based on a fusion protein that includes an FKBP domain. Preferably, the FKBP domain is an FKBP other than wild-type human FKBP12.
Domain.

【0199】 ラパログがキメラタンパク質を多量体化する能力を測定する他のアッセイは、
このような多量体化によって誘発される事象の発生を測定する細胞に基づくアッ
セイ(cell-based assay)である。この場合、検出可能な産物を構造的に発現する
細胞を用いる。細胞は又、1つ以上のイムノフィリン誘導リガンド結合ドメイン 及び多量体化して細胞死を誘導し得るFASの細胞内ドメインのような1つ以上のエ
フェクタ−ドメインを包含するキメラタンパク質をコードするDNAを含みかつ発 現できる。具体的な構成要素の設計及び調製、並びに操作された細胞内でのその
使用についてWO95/02684に記述されている。WO96/41865を参照。細胞は、細胞増
殖又は連続した生存を可能とするような培地中で維持し、又は培養する。細胞又
は培地中の構造性細胞産物を測定し、続いてベ−スラインレベルのレポ−タ−を
確立する。hGH又はレポ−タ−として働く他の任意の便利に検出可能な産物を構 造的に産生させるために操作された細胞を用いることができる。テストする化合
物を培地に加え、細胞をインキュベ−トし、更に複数の時点で細胞溶解液又は培
地中のレポ−タ−の存在をテストする。レポ−タ−産生の減少は細胞死を表わし
、融合タンパク質の多量体化の間接的な測定となる。
Other assays that measure the ability of rapalogs to multimerize chimeric proteins include:
It is a cell-based assay that measures the occurrence of events induced by such multimerization. In this case, cells that structurally express the detectable product are used. The cell may also contain a DNA encoding a chimeric protein that includes one or more immunophilin-derived ligand binding domains and one or more effector domains, such as the intracellular domain of FAS that can multimerize and induce cell death. Can include and manifest. The design and preparation of specific components and their use in engineered cells is described in WO 95/02684. See WO96 / 41865. Cells are maintained or cultured in a medium that allows for cell growth or continued viability. The structural cell products in the cells or medium are measured and subsequently a baseline level reporter is established. Engineered cells can be used to constructively produce hGH or any other conveniently detectable product that acts as a reporter. The compound to be tested is added to the medium, the cells are incubated, and the presence of the reporter in the cell lysate or medium is tested at multiple time points. Decreased reporter production indicates cell death and is an indirect measure of multimerization of the fusion protein.

【0200】 本発明の化合物の別の好ましい部類は、このようなFKBP/FRBに基づくアポト−
シスアッセイにおいて検出可能なシグナルを誘導し得るものである。好ましくは
、FKBPドメインは野生型ヒトFKBP12以外のFKBPドメインである。ある場合には、
FKBPドメインは前述したように修飾される。また好ましくは、FRBドメインはヒ トFRAPの野生型FRB以外のFRBドメインである。ある場合には、FRBドメインは前 述したように2098位で修飾される。
Another preferred class of compounds of the present invention is the FKBP / FRB-based apopto-
It can induce a signal detectable in a cis assay. Preferably, the FKBP domain is an FKBP domain other than wild-type human FKBP12. In some cases,
The FKBP domain is modified as described above. Also preferably, the FRB domain is a FRB domain other than the wild-type FRB of human FRAP. In some cases, the FRB domain is modified at position 2098 as described above.

【0201】 このようなアッセイを実施することは、好ましいIC50を有し及び/又は野生型
ヒトFKBP12よりも突然変異したFKBPに選択的に結合するようなラパログを実施者
が選択することを可能とする。競合結合FPアッセイは、好ましいIC50を有し及び
/又はFK506のようなコントロ−ルに比べて突然変異したFKBP又は野生型FKBPに 対して選択的に結合するようなモノマ−又はラパログの選択を可能とする。
Performing such an assay allows the practitioner to select a rapalog that has a preferred IC50 and / or binds preferentially to FKBP mutated over wild-type human FKBP12. I do. Competitive binding FP assays allow selection of monomers or rapalogs that have a preferred IC50 and / or that bind selectively to mutated or wild-type FKBP relative to a control such as FK506. And

【0202】 用途 WO94/18317、WO95/02684、WO96/20951、WO95/41865に記述されているように、
ラパログは、遺伝子治療用途する場合を含み、例えば培養液中増殖している操作
された細胞中、若しくは完全な生物体内で、調節可能に希望の遺伝子の転写を活
性化し、標的遺伝子を欠損させ、アポト−シスを作動させ、又は他の生物学的事
象を引き起こすために使用できる。以下は本発明の非限定的応用例である。
Uses As described in WO94 / 18317, WO95 / 02684, WO96 / 20951, WO95 / 41865,
Rapalog includes gene therapy applications, for example, in engineered cells growing in culture or in an intact organism, regulatablely activates transcription of the desired gene, causing the target gene to be deleted, It can be used to activate apoptosis or cause other biological events. The following are non-limiting applications of the present invention.

【0203】 1. 調節された遺伝子治療 多くの例示において、治療遺伝子を自由にオンオフ切換えられること又は正確に
発現を測定できることが治療効果のために重要である。本発明は特に、ヒト遺伝
子治療という状況で、標的治療遺伝子の調節された発現を達成するのに非常に適
している。1例では、1対のキメラタンパク質(あるものは少なくとも1つのFRBド
メインを含み、他のものは少なくとも1つのFKBPドメインを含む)、キメラタン パク質と二量体形成し得る本発明のC3ラパログ、及び発現されるべき標的遺伝子
構造を用いる。キメラタンパク質の1つは、ヘテロエフェクタ−ドメインとして のDNA結合ドメイン、好ましくは、Pomerantz, et al,suppraに記述されているよ
うな合成DNA結合ドメインを包含する。第二キメラタンパク質は、ヘテロエフェ クタ−ドメインとしての転写活性化ドメインを包含する。C3ラパログは、両方の
キメラタンパク質に結合し、効率的にキメラタンパク質を架橋できる。これらの
キメラタンパク質をコードしかつ発現させ得るDNA分子を、操作されるべき細
胞に導入する。さらに、DNA結合ドメインが結合し得るようなDNA配列に連結され
た標的遺伝子も導入する。操作された細胞又はそれらの子孫細胞をC3ラパログと
接触させると(動物又は患者に投与することによって)、転写因子複合体の組立
てを引き起こし、従って結果として標的遺伝子の発現を誘導する。同様の構成要
素の設計及び仕様について、PCT/US93/01617及びWO96/41865 (Clackson,et al.
)に開示されている。実際には、標的遺伝子発現のレベルは、C3ラパログ濃度に 依存すべきキメラ転写因子複合体の数又は濃度に依存すべきである。用量(C3ラ
パログの)反応性遺伝子発現が一般的に観察される。
1. Regulated Gene Therapy In many instances, being able to freely turn on or off a therapeutic gene or being able to accurately measure expression is important for therapeutic efficacy. The invention is particularly well-suited for achieving regulated expression of target therapeutic genes in the context of human gene therapy. In one example, a pair of chimeric proteins (one containing at least one FRB domain and another containing at least one FKBP domain), a C3 rapalog of the invention that is capable of dimerizing with the chimeric protein, And the target gene structure to be expressed. One of the chimeric proteins comprises a DNA binding domain as a heteroeffector domain, preferably a synthetic DNA binding domain as described in Pomerantz, et al, suppra. The second chimeric protein includes a transcription activation domain as a heteroeffector domain. The C3 rapalog binds to both chimeric proteins and can efficiently crosslink the chimeric proteins. DNA molecules encoding and capable of expressing these chimeric proteins are introduced into the cells to be manipulated. In addition, a target gene linked to the DNA sequence so that the DNA binding domain can bind is also introduced. Contacting the engineered cells or their progeny with a C3 rapalog (by administration to an animal or patient) causes the assembly of the transcription factor complex and, consequently, the expression of the target gene. For similar component designs and specifications, see PCT / US93 / 01617 and WO96 / 41865 (Clackson, et al.
). In practice, the level of target gene expression should depend on the number or concentration of the chimeric transcription factor complex, which should depend on the C3 rapalog concentration. Dose-responsive (C3 rapalog) responsive gene expression is commonly observed.

【0204】 C3ラパログは、標的遺伝子の転写を活性化されるべき患者に投与できる。C3ラ
パログの結合親和性、希望の反応、投与様式、ラパログ及び/又は標的遺伝子mR
NAの生物学的半減期、存在する操作された細胞の数に依存して、各種プロトコル
を用いることができる。C3ラパログは、非経口又は経口を含む各種経路で投与で
きる。投与する数は前述した因子に依存する。C3ラパログは、錠剤、粉末、分散
剤として経口投与;口腔内投与;舌下投与;血管内、腹腔内、筋肉内、皮下注射
;吸入等によって投与できる。C3ラパログ(及び単量体であるアンタゴニスト化
合物)は、各種投与経路のための当業界で周知の従来の方法及び材料を用いて形
成できる。正確な投与量及び特定の投与方法は、前記因子に依存し、かつ主治医
又はヒト若しくは動物の医療関係者によって特定されるであろう。主として、投
与様式は経験的に特定される。
[0204] The C3 rapalog can be administered to a patient to be activated for transcription of a target gene. C3 rapalog binding affinity, desired response, mode of administration, rapalog and / or target gene mR
Various protocols can be used depending on the biological half-life of the NA and the number of engineered cells present. C3 rapalog can be administered by various routes including parenteral or oral. The number to be administered depends on the factors mentioned above. C3 rapalog can be administered orally as a tablet, powder, or dispersion; buccal administration; sublingual administration; intravascular, intraperitoneal, intramuscular, subcutaneous injection; inhalation and the like. C3 rapalogs (and monomeric antagonist compounds) can be formed using conventional methods and materials well known in the art for various routes of administration. The exact dosage and particular mode of administration will depend on the factors and will be specified by the attending physician or human or veterinary medical personnel. Primarily, the mode of administration is specified empirically.

【0205】 C3ラパログによる転写活性化を無効にし又は終了させるべき場合には、C3ラパ
ログと競合し得る単量体化合物を投与できる。従って、副作用が生じた場合又は
治療効果を終わりにさせたい場合には、その二量体化薬剤に対するアンタゴニス
トを任意の便利な方法、もし迅速に無効にしたければ特に血管内注射、で投与で
きる。或いは、リガンド結合ドメインに不活性化ドメイン(又は転写サイレンサ
−)を設けてもよい。別の方法では、他で記述したようなFas 又はTNF受容体を
介するシグナルを経由するアポト−シスによって細胞を除去しても良い。国際特
許出願PCT/US94/01617及びPCT/US94/08008を参照。
If transcriptional activation by C3 rapalog is to be abolished or terminated, a monomeric compound capable of competing with C3 rapalog can be administered. Thus, if side effects occur or if one wishes to end the therapeutic effect, the antagonist to the dimerizing agent can be administered in any convenient way, especially if intravenous injection is desired if it is to be quickly reversed. Alternatively, an inactivation domain (or transcription silencer) may be provided in the ligand binding domain. Alternatively, cells may be removed by apoptosis via a signal via the Fas or TNF receptor as described elsewhere. See International Patent Applications PCT / US94 / 01617 and PCT / US94 / 08008.

【0206】 特定レベルの発現が長期間、例えば約2週間以上要求され、又は短期間で長い 間隔、例えば2週間以上あけて個々の若しくは繰り返しのC3ラパログ量による反 復治療が行われるような任意の応用のためのC3ラパログの特定投薬量は、治療投
薬量モニタリングに用いられる手順に従って特定する。予定範囲内にあるC3ラパ
ログ量を投与し、治療反応を観察すると同様、時間−発現レベル相関を得るため
に反応をモニタ−する。その期間中に観察された薬物レベル及び治療反応に従っ
て、この次には、より多くの量又はより少ない量を投与できる。治療範囲内の投
薬量が得られるまでこの過程を繰り返す。C3ラパログを慢性的に投与する場合に
、一度C3ラパログの維持量が特定されると、細胞系が適切な反応及び発現産物の
レベルをもたらすことを確実にするために長期間隔をあけてアッセイすればよい
Any such that a specific level of expression is required for an extended period of time, eg, about 2 weeks or more, or that repetitive treatment with individual or repeated amounts of C3 rapalog is performed over a short period of time, eg, 2 weeks or more. The specific dosage of C3 rapalog for the application of is specified according to the procedure used for therapeutic dosage monitoring. Administer a dose of C3 rapalog that is within the expected range and monitor the response to obtain a time-expression level correlation, as well as observe the therapeutic response. Higher or lower doses can then be administered, depending on the drug levels and therapeutic response observed during that period. This process is repeated until a dosage within the therapeutic range is obtained. Once C3 rapalog is administered chronically, once a maintenance dose of C3 rapalog is identified, it should be assayed at long intervals to ensure that the cell line produces the appropriate response and level of expression product. Just fine.

【0207】 その系は、C3ラパログに対する細胞の反応性、発現効率、並びに特有のものと
して、分泌レベル、発現産物の活性、時と状況によって変化し得る患者の格別の
必要性、細胞損失又は個々の細胞の発現活性損失の結果としての細胞活性損失速
度等の多くの変数の影響を受けることが分かる。
The system is based on the cell response to C3 rapalog, the efficiency of expression, and, in particular, the level of secretion, the activity of the expressed product, the special needs of the patient, which may vary with time and circumstances, cell loss or individual loss. It can be seen that many variables are affected, such as the rate of cell activity loss as a result of the loss of cell expression activity.

【0208】 2. 組換え型タンパク質及びウイルスの作製。2. Production of recombinant proteins and viruses.

【0209】 商業的及び研究的目的のための組換え型治療タンパク質の作製は、そのタンパ ク質を高いレベルで発現するように操作された哺乳類細胞株を使用することによ
って達成される。細菌又は酵母ではなく哺乳類細胞を使用するのは、タンパク質
が適切に機能するには、異種細胞では一般的に行われない翻訳後修飾を必要とす
ることを示す。この方法で商業的に製造されるタンパク質の例として、エリスロ
ポイチン、組織プラスミノ−ゲン活性化因子、VIII:c因子のような凝固因子、抗
体等が含まれる。このやり方でタンパク質を製造するコストは、操作された細胞
における発現レベルに直接関係する。このようなタンパク質の製造における第二
の制限は、宿主細胞に対する毒性である:タンパク質発現は、細胞が高密度に増
殖して急に産生レベルが低下するのを妨げ得る。従って、調節された遺伝子治療
で記述したように、タンパク質発現をきちんと調節する能力によって、タンパク
質産物の無い状態で細胞を高密度に増殖させることができる。最適な細胞密度と
なった後でのみ遺伝子発現が活性化され、さらに続いてタンパク質産物が収穫さ
れる。
Production of recombinant therapeutic proteins for commercial and research purposes is accomplished by using mammalian cell lines that have been engineered to express high levels of the protein. The use of mammalian cells rather than bacteria or yeast indicates that proper functioning of the protein requires post-translational modifications not commonly performed in heterologous cells. Examples of proteins commercially produced by this method include erythropoitin, tissue plasminogen activator, coagulation factors such as factor VIII: c, antibodies, and the like. The cost of producing a protein in this manner is directly related to the level of expression in the engineered cells. A second limitation in the production of such proteins is toxicity to host cells: protein expression can prevent cells from growing at high density and suddenly reducing production levels. Thus, the ability to properly regulate protein expression, as described for regulated gene therapy, allows cells to grow at high density in the absence of protein products. Gene expression is only activated after optimal cell density, followed by harvesting of the protein product.

【0210】 商業的(例えば遺伝子治療)及び実験的使用のための組換え型ウイルスを製造
するための“パッケ−ジ細胞株”の構造及び使用において、同様の問題に直面す
る。これらの細胞株は、欠損組換え型ゲノムを包含する感染性ウイルス粒子の組
立てのために要求されるウイルスタンパク質を産生するように操作されている。
このようなパッケ−ジ細胞株に依存するウイルスベクタ−として、レトロウイル
ス、アデノウイルス、及びアデノ関連性ウイルスを含む。後者の場合、パッケ−
ジ細胞株から得られる貯蔵ウイルスの力価はウイルスのレップ(rep)及びコアタ ンパク質の産生レベルに直接関係する。しかし、これらのタンパク質は宿主細胞
に対して高い毒性を持つ。従って、高い力価の組換え型AAVウイルスの作製は困 難であることが分かっている。本発明は、レップ(rep)及びコア遺伝子が、ここ で記述されているように設計された調節可能な転写因子の制御下に置かれている
ようなパッケ−ジ細胞株を構築することによって、この問題の解決法を提供して
いる。パッケ−ジ細胞株は、高密度に増殖させ、ヘルパ−ウイルスを感染させ、
更に組換え型ウイルスゲノムをトランスフェクションすることができる。従って
、高密度のウイルスを作製するために二量体化薬剤を加えることによって、パッ
ケ−ジ細胞によってコードされているウイルスタンパク質の発現が誘導される。
[0210] Similar problems are encountered in the construction and use of "package cell lines" for producing recombinant viruses for commercial (eg, gene therapy) and experimental use. These cell lines have been engineered to produce the required viral proteins for the assembly of infectious virions containing the defective recombinant genome.
Viral vectors depending on such packaged cell lines include retroviruses, adenoviruses, and adeno-associated viruses. In the latter case, the package
The titer of storage virus obtained from dicell lines is directly related to the rep of the virus and the level of core protein production. However, these proteins are highly toxic to host cells. Therefore, it has been found that it is difficult to produce a high titer recombinant AAV virus. The present invention provides for a packaged cell line in which the rep and core genes are placed under the control of a regulatable transcription factor designed as described herein. It offers a solution to this problem. The packaged cell line is grown to high density, infected with a helper virus,
Further, a recombinant virus genome can be transfected. Thus, the addition of a dimerizing agent to produce a high-density virus induces the expression of viral proteins encoded by the packaged cells.

【0211】 3. 生物学的研究 本発明は、標的遺伝子の正確な調節が要求される広範囲の生物学的実験に応用 できる。これらは(1)生化学的精製のために関心のあるタンパク質又はRNAの発
現;(2)その生物学的機能を評価する目的のために関心のある組織培養細胞中 (若しくは操作された細胞によって、イン・ビボで)のタンパク質又はRNAの調 節された発現;(3)形質転換動物においてその生物学的機能を評価する目的の ために関心のあるタンパク質又はRNAの調節された発現;(4)別の調節タンパク
質であるリボザイム又は遺伝子の生物学的機能を評価する目的のために内因性遺
伝子に作用するアンチセンス分子をコードする遺伝子の発現調節を含む。形質転
換動物モデル及び本発明の構造が適用され得る他の応用として、PCT/US95/10591
に開示されたものを含む。
3. Biological Studies The present invention is applicable to a wide range of biological experiments that require precise regulation of target genes. These include (1) expression of a protein or RNA of interest for biochemical purification; (2) in tissue culture cells of interest (or by engineered cells) for the purpose of assessing its biological function. (3) regulated expression of a protein or RNA of interest for the purpose of assessing its biological function in transgenic animals; (4) And / or) regulating the expression of a gene encoding an antisense molecule that acts on an endogenous gene for the purpose of assessing the biological function of another regulatory protein, a ribozyme or gene. Transformed animal models and other applications to which the structures of the present invention may be applied include PCT / US95 / 10591
Including those disclosed in US Pat.

【0212】 本発明は更に前記の応用に有用なキットを提供する。このようなキットは本発 明のキメラタンパク質をコードしかつ発現を導き得るDNA構造(かつ前述したよ うな追加のドメインを包含しうる)、及び調節された遺伝子転写を含む実施例に
おいて、キメラタンパク質の多量体化によって活性化される1つ以上の転写調節 要素に連結された標的遺伝子を包含する標的遺伝子構造を含む。或いは、標的遺
伝子構造は、実施者が希望する標的遺伝子を挿入するためのクロ−ニング部位を
包含できる。このようなキットはまた、2つの組換え型タンパク質を二量体化し て更に標的遺伝子の転写を活性化し得るような二量体化薬剤を含んでいても良い
[0212] The present invention further provides kits useful for the above applications. Such a kit may comprise a DNA structure encoding a chimeric protein of the present invention and capable of directing expression (and which may include additional domains as described above), and an embodiment comprising regulated gene transcription. And a target gene structure including a target gene linked to one or more transcriptional regulatory elements activated by multimerization of the target gene. Alternatively, the target gene structure can include a cloning site for the practitioner to insert the desired target gene. Such kits may also include a dimerizing agent that can dimerize the two recombinant proteins and further activate transcription of the target gene.

【0213】 配合、投与量、及び投与 タンパク質−タンパク質相互作用を促進する能力によって、本発明のラパログ は、本発明の遺伝子操作された細胞を含むヒト又はヒト意外の哺乳類において本
発明のキメラタンパク質の複合体形成を促進するための製剤組成物、及び製剤方
法に使用できる。
Formulation, Dosage, and Administration Due to the ability to promote protein-protein interactions, the rapalogs of the present invention can be used in humans or mammals other than humans, including the genetically engineered cells of the present invention. It can be used in a pharmaceutical composition for promoting complex formation and a pharmaceutical method.

【0214】 好ましいこのような治療若しくは予防方法は、操作された細胞においてこの ような複合体形成を促進するために、又は好ましくは、例えば標的遺伝子の転写
、操作された細胞のアポト−シスのような、このような複合体形成によって誘導
される望みの生物学的事象の適度な作動を促進するために有効量の化合物を哺乳
類に投与することによってなされる。
Preferred such treatment or prevention methods are to promote such complex formation in the engineered cells, or preferably, such as for transcription of the target gene, apoptosis of the engineered cells. It is done by administering to a mammal an effective amount of a compound to promote the proper operation of the desired biological event induced by such complex formation.

【0215】 治療的/予防的投与及び製剤構成 ラパログはフリーの形、又はそれが適切な場合には、塩の形で存在できる。多
くの型の化合物の医薬的に好ましい塩及びそれらの調製は等業者に周知である。
本発明の化合物の医薬的に好ましい塩としては、例えば塩基の無機酸若しくは有
機酸から形成されるこのような化合物の従来の毒性のない塩又は第四級アンモニ
ウム塩が含まれる。
Therapeutic / Prophylactic Administration and Formulation Composition Rapalog can be present in free form or, where appropriate, in salt form. Pharmaceutically preferred salts of many types of compounds and their preparation are well known to those skilled in the art.
Pharmaceutically preferred salts of the compounds of the present invention include the conventional non-toxic salts or the quaternary ammonium salts of such compounds, formed, for example, from the inorganic or organic acids of the base.

【0216】 本発明の化合物は、水和物又は溶媒和物を形成できる。荷電した化合物は水で
凍結乾燥した場合には水和物を形成し、又は適切な有機溶媒で濃縮した場合には
溶媒和物を形成することが当業者に周知である。
The compounds of the present invention can form hydrates or solvates. It is well known to those skilled in the art that charged compounds form hydrates when lyophilized with water or form solvates when concentrated with a suitable organic solvent.

【0217】 本発明はまた治療上(又は予防的に)有効量の化合物、及び1つ以上の医薬的 に好ましい担体及び/又は他の賦形剤を含む製剤組成物に関する。担体は、例え
ば生理食塩水、緩衝液、デキストロ−ス、水、グリセロ−ル、エタノ−ル及びそ
れらの組合せを含み、更に詳しく以下に検討されている。もし望むならば、その
構成は、少量の界面活性剤若しくは乳化剤、又はpH緩衝剤も含む。その構成は、
溶液、懸濁液、エマルジョン、錠剤、丸剤、カプセル、徐放性形態、又は粉末で
あり得る。その構成は、伝統的な結合剤及びトリグリセリドのような担体で座薬
として形成できる。経口剤では、製剤等級(pharmaceutical grade)のマンニト−
ル、ラクト−ス、デンプン、ステアリン酸マグネシウム、サッカリンナトリウム
、セルロ−ス、カルボンサンマグネシウム等を含むことができる。形成は、望み
の調製に合わせて、混合、粒状化、圧縮、又は材料の溶解を含む。
The present invention also relates to pharmaceutical compositions comprising a therapeutically (or prophylactically) effective amount of a compound, and one or more pharmaceutically acceptable carriers and / or other excipients. Carriers include, for example, saline, buffers, dextrose, water, glycerol, ethanol, and combinations thereof, and are discussed in further detail below. If desired, the composition will also include small amounts of surfactants or emulsifiers, or pH buffers. Its composition is
It can be a solution, suspension, emulsion, tablet, pill, capsule, sustained release form, or powder. The composition can be formed as a suppository, with traditional binders and carriers such as triglycerides. For oral preparations, pharmaceutical grade mannite-
, Lactose, starch, magnesium stearate, sodium saccharine, cellulose, magnesium carboxane, and the like. Forming includes mixing, granulating, compacting, or dissolving the ingredients, as desired.

【0218】 用いられる製剤担体は、例えば固体か液体のいずれかである。The formulation carrier used is, for example, either solid or liquid.

【0219】 具体的な固体担体としては、ラクト−ス、石膏、スクロ−ス、タルク、ゼラチ ン、寒天、ペクチン、アカシアゴム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸
等を含む。固体担体は、矯味剤、潤滑剤、可溶化剤、懸濁剤、充填剤、圧縮補助
剤、結合剤又は錠剤崩壊剤;それはカプセル化材料にもなり得る;を含む。粉末
における担体は、細かく粉砕した活性成分と混合した細かく粉砕した固体である
。錠剤では、活性成分は、必要な圧縮性を有する担体と適当な割合で混合し、さ
らに希望の形状並びに大きさに圧縮する。粉末及び錠剤は、好ましくは99%に至 る活性成分を含む。適当な固体担体は、例えばリン酸カルシウム、ステアリン酸
マグネシウム、タルク、砂糖、ラクト−ス、デキストリン、デンプン、ゼラチン
、セルロ−ス、メチルセルロ−ス、カルボキシメチルセルロ−スナトリウム、ポ
リビニ-ルピロリジン、低溶解性ワックス及びイオン交換樹脂を含む。
Specific solid carriers include lactose, gypsum, sucrose, talc, gelatin, agar, pectin, gum acacia, magnesium stearate, stearic acid and the like. Solid carriers include flavoring agents, lubricants, solubilizers, suspending agents, fillers, compression aids, binders or tablet disintegrants; which can also be encapsulating materials. The carrier in powder is a finely divided solid that is in admixture with the finely divided active ingredient. In tablets, the active component is mixed with the carrier having the necessary compression properties in suitable proportions and compacted in the shape and size desired. Powders and tablets preferably contain up to 99% of the active ingredient. Suitable solid carriers are, for example, calcium phosphate, magnesium stearate, talc, sugar, lactose, dextrin, starch, gelatin, cellulose, methylcellulose, sodium carboxymethylcellulose, polyvinylpyrrolidine, low solubility waxes And an ion exchange resin.

【0220】 具体的な液状担体としては、シロップ、ピ−ナッツ油、オリ−ブ油等を含む。 液状担体は、溶液、懸濁液、エマルジョン、シロップ、エリキシル剤及び加圧成
分を用いる。活性成分は、水、有機溶媒、水と有機溶媒の混合液又は医薬的に好
ましい油若しくは脂肪のような医薬的に好ましい液状担体中に溶解し、或いは懸
濁する。液状担体は、可溶化剤、乳化剤、緩衝剤、防腐剤、甘味料、矯味剤、懸
濁剤、濃化剤、色素、粘性調節剤、安定剤又は浸透圧調節剤のような他の適当な
製剤添加物を含めることができる。経口及び非経口投与のための液状担体の適当
な例示として、水(例えばセルロ−ス誘導体、好ましくはカルボキシメチルセル
ロ−スナトリウム溶液のような前記添加剤の一部を含む)、アルコ−ル(一価ア
ルコ−ル並びにグリコ−ルのような多価アルコ−ルを含む)並びにそれらの誘導
体、及び油(例えばヤシ油並びにラッカセイ油)を含む。非経口投与のために、
担体は、メチルオレイン酸、イソプロピルミリスチン酸のような油状エステルで
もよい。滅菌液状担体は非経口投与のための滅菌液状構成において有用である。
加圧構成のための液状担体は、ハロゲン化炭化水素又は他の医薬的に好ましい高
圧ガスでよい。滅菌溶液又は懸濁液である液状製剤構成は、例えば筋肉注射、腹
腔内注射、又は皮下注射に利用できる。滅菌溶液はまた血管内投与できる。化合
物は液状又は固体の何れかで経口投与もできる。
[0220] Specific liquid carriers include syrup, peanut oil, olive oil and the like. Liquid carriers include solutions, suspensions, emulsions, syrups, elixirs and pressurized ingredients. The active ingredient is dissolved or suspended in water, an organic solvent, a mixture of water and an organic solvent, or a pharmaceutically acceptable liquid carrier such as a pharmaceutically acceptable oil or fat. Liquid carriers include solubilizers, emulsifiers, buffers, preservatives, sweeteners, flavoring agents, suspending agents, thickeners, pigments, viscosity modifiers, stabilizers or other suitable osmotic agents. Pharmaceutical additives can be included. Suitable examples of liquid carriers for oral and parenteral administration include water (including some of the aforementioned additives such as cellulose derivatives, preferably sodium carboxymethyl cellulose solution), alcohol ( Monohydric alcohols and polyhydric alcohols such as glycols) and their derivatives, and oils (eg, coconut oil and peanut oil). For parenteral administration,
The carrier may be an oily ester such as methyl oleate, isopropyl myristate. Sterile liquid carriers are useful in sterile liquid form for parenteral administration.
The liquid carrier for pressurized configurations may be halogenated hydrocarbon or other pharmaceutically preferred propellant. Liquid formulation preparations, which are sterile solutions or suspensions, can be used, for example, for intramuscular, intraperitoneal, or subcutaneous injection. Sterile solutions can also be administered intravascularly. The compounds can also be administered orally, either liquid or solid.

【0221】 担体又は賦形剤は、ワックス、エチルセルロ−ス、ヒドロキシプロピルメチル セルロ−ス、メチルメタクリル酸等といっしょにモノステアリン酸グリセリン又
はジステアリン酸グリセリンのような当業界で周知の時間遅延物質を含んでも良
い。経口投与のための成形に際して、PHOSAL PG-50(1-2-プロピレングリコ−ル
によるリン脂質濃縮液、Nattermann & Cie. GmbH)中の0.01% Tween 80 が他の
化合物のための好ましい経口用の成形をもたらすと認められており、本発明の各
種化合物の配合に適用できる。
The carrier or excipient can be a time delay material well known in the art, such as glyceryl monostearate or glyceryl distearate, along with wax, ethyl cellulose, hydroxypropylmethyl cellulose, methyl methacrylic acid, and the like. May be included. Upon molding for oral administration, 0.01% Tween 80 in PHOSAL PG-50 (a phospholipid concentrate with 1-2-propylene glycol, Nattermann & Cie. GmbH) is a preferred oral dosage form for other compounds. It has been found to result in molding and is applicable to the formulation of the various compounds of the present invention.

【0222】 広範囲の製剤形態を用いることができる。固体担体を用いる場合は、錠剤にし 、又は粉末若しくはペレット状で固いゼラチンカプセル中に封入し、又はトロ−
チ若しくは菱形の形状に成形できる。固体担体の量は広く変化するが、好ましく
は約25mgから1gの範囲である。液状担体を用いる場合は、シロップ、エマルジョ
ン、ソフトゼラチン、カプセル、アンプル若しくはバイアル中の滅菌注射液若し
くは懸濁液、又は非水性懸濁液の形態に成形できる。
A wide variety of formulation forms can be used. If a solid carrier is used, it may be tabletted or enclosed in a hard gelatin capsule in powder or pellet form.
It can be formed into a helix or rhombus shape. The amount of solid carrier varies widely but preferably will be in the range of about 25 mg to 1 g. If a liquid carrier is used, it can be formed into a syrup, emulsion, soft gelatin, capsule, sterile injectable solution or suspension in an ampoule or vial, or non-aqueous suspension.

【0223】 安定な水溶性の投与形態を得るために、0.3Mのコハク酸或いはクエン酸のよ うな多量体化の医薬的に好ましい塩を有機酸又は無機酸の水溶液に溶解できる。
或いは、酸性誘導体を適当な塩基溶液に溶かすことができる。もし可溶性の塩を
利用できない場合には、化合物は適当な補溶媒(cosolvent)又はそれらを組み合 わせたものに溶解する。このような適当な補溶媒(cosolvent)の例として、それ らに限定されないが、全容積の0-60%の濃度範囲のアルコ−ル、プロピレングリ コ−ル、ポリエチレングリコ−ル300、ポリソルベ−ト80、グリセリン、脂肪酸 ポリオキシエチレン、脂肪アルコ−ル又はグリセリン、グリセリンヒドロキシ脂
肪酸エステル等を含む。
To obtain a stable, water-soluble dosage form, a pharmaceutically acceptable salt of a multimer such as 0.3 M succinic or citric acid can be dissolved in an aqueous solution of an organic or inorganic acid.
Alternatively, the acidic derivative can be dissolved in a suitable base solution. If a soluble salt is not available, the compound is dissolved in a suitable cosolvent or a combination thereof. Examples of such suitable cosolvents include, but are not limited to, alcohol, propylene glycol, polyethylene glycol 300, polysorbate in a concentration range of 0-60% of the total volume. G, glycerin, fatty acid polyoxyethylene, fatty alcohol or glycerin, glycerin hydroxy fatty acid ester and the like.

【0224】 各種輸送系が知られており、多量体化剤、又はそれらを錠剤、カプセル剤、注 射可能な溶液、リポソ−ム、微粒子、マイクロカプセル等に成形したものを投与
するために、それら輸送系を用いることができる。導入方法として、それらに限
定はされないが、皮膚、皮内、筋肉内、腹腔内、血管内、皮下、鼻腔内、肺、硬
膜外、眼球、及び(一般的に好ましくは)経口経路が含まれる。化合物は、例え
ば上皮又は皮膚と粘膜の内層(例えば口腔粘膜、直腸及び小腸粘膜等)を通した
吸収によって、輸液若しくは静脈内ボ−ラス等の任意の便利な又は適切な経路で
投与でき、並びに他の生物学的に活性な薬剤といっしょに投与できる。投与は全
身的であっても局所的であってもよい。鼻、気管支若しくは肺の状態の治療又は
予防のために好ましい投与経路は、経口、経鼻又は気管支エアゾ−ル若しくはネ
ブライザ−を介するものである。
Various delivery systems are known for administering multimerizing agents or those formed into tablets, capsules, injectable solutions, liposomes, microparticles, microcapsules and the like. These transport systems can be used. Methods of introduction include, but are not limited to, skin, intradermal, intramuscular, intraperitoneal, intravascular, subcutaneous, intranasal, lung, epidural, ocular, and (generally preferably) oral routes It is. The compounds can be administered by any convenient or suitable route, such as by infusion or an intravenous bolus, for example, by absorption through the epithelium or the lining of the skin and mucous membranes (eg, oral mucosa, rectal and small intestinal mucosa, etc.); Can be co-administered with other biologically active agents. Administration can be systemic or local. Preferred routes of administration for the treatment or prevention of nasal, bronchial or pulmonary conditions are oral, nasal or via a bronchial aerosol or nebulizer.

【0225】 ある実施例において、治療が必要な特定範囲に局所的に化合物を投与すること
が好ましい;これは、限定はされないが、例えば、外科手術中の局所的な輸液、
或いは、注射による、カテ−テルを用いた、座薬を用いた、又はスキンパッチ(s
kin patch)による局所適用、或いはシアラスティック(sialastic membranes)の ような膜若しくは繊維を含む多孔性の若しくは非多孔性の若しくはゼラチン状の
材料から成るインプラントによって達成することができる。
In certain embodiments, it is preferable to administer the compound locally to the specific area in need of treatment; this includes, but is not limited to, local infusion during surgery,
Alternatively, by injection, using a catheter, using a suppository, or a skin patch (s
It can be achieved by topical application with kin patches, or by implants made of porous or non-porous or gelatinous materials containing membranes or fibers, such as sialastic membranes.

【0226】 具体的な実施例において、その構成は、人間に対する血管内投与に適合させた 製剤組成物として、決まった手順に従って成形する。一般的に、血管内投与の組
成物は滅菌等張緩衝水溶液中の溶液である。必要な場合には、その組成物は、可
溶化剤及び注射部位の苦痛を和らげるため局所麻酔薬を含めてもよい。一般的に
、活性薬剤の量を表示したアンプル若しくは袋のような密封容器中の例えば凍結
乾燥粉末又は水のない濃縮液として、成分を別々に、又は投与単位量ごとに一緒
に混合して提供される。その構成が輸液によって投与されるべき場合は、製剤等
級(pharmaceutical grade)の滅菌水又は滅菌生理食塩水を含む輸液ボトルで調剤
できる。注射によってその構成を投与する場合は、投与前に成分を混合し得るよ
うに、アンプルに入った注射用の滅菌水又は生理食塩水が提供される。
In a specific embodiment, the composition is shaped according to routine procedures as a pharmaceutical composition adapted for intravascular administration to humans. Generally, compositions for intravascular administration are solutions in sterile isotonic aqueous buffer. Where necessary, the composition may also include a solubilizing agent and a local anesthetic to ease pain at the site of the injection. Generally, the components are provided separately or in a unit dose, for example as a lyophilized powder or a water-free concentrate, in a sealed container such as an ampoule or pouch indicating the quantity of active agent. Is done. If the composition is to be administered by infusion, it can be dispensed with an infusion bottle containing sterile pharmaceutical grade water or saline. Where the composition is administered by injection, sterile water for injection or saline is provided in an ampoule so that the ingredients may be mixed prior to administration.

【0227】 個々の皮膚患部に直接化合物を投与することによって、個々に対する有効量の 化合物を局所的に投与できる。この目的のために、化合物は、それらに限定され
ないが、水、アルコ−ル、プロピレングリコ−ル、脂肪アルコ−ル、トリグリセ
リド、脂肪酸エステル、若しくは鉱油のような担体を含む、ゲル、軟膏、ロ−シ
ョン、クリ−ムのような薬剤学的に好ましい局所担体を含む構成で投与し、又は
使用する。
By administering a compound directly to an individual skin lesion, an effective amount of the compound for an individual can be administered locally. For this purpose, the compounds may include, but are not limited to, gels, ointments, salves, carriers including carriers such as water, alcohols, propylene glycol, fatty alcohols, triglycerides, fatty acid esters, or mineral oils. Administration or use in a composition comprising a pharmaceutically preferred topical carrier such as a cream or cream.

【0228】 他の局所担体は、鉱油、イソプロピルパルミチン酸、ポリエチレングリコ−ル 、エタノ−ル(95%)、モノラウリン酸ポリエチレン(5%)水溶液、又はラウリル硫 酸ナトリウム(5%)水溶液を含む。抗酸化剤、湿潤剤、粘度安定化剤等の他の材料
を必要に応じて添加できる。アゾン(Azone)のような経皮浸透エンハンサ−を含 めてもよい。
Other topical carriers include mineral oil, isopropyl palmitic acid, polyethylene glycol, ethanol (95%), aqueous polyethylene monolaurate (5%), or aqueous sodium lauryl sulfate (5%). Other materials, such as antioxidants, wetting agents, viscosity stabilizers, can be added as needed. A transdermal penetration enhancer, such as Azone, may also be included.

【0229】 更に、ある例示においては、皮膚上、皮膚内又は皮膚下に置かれた仕掛け内に 化合物を処置し得ることが要求される。このような仕掛けとしては、受動的又は
能動的放出メカニズムによって化合物を皮膚内に放出するパッチ、埋め込まれた
もの、及び注入されたものを含む。
[0229] Further, in some examples, it is required that the compound be able to be treated on the skin, in the skin or in a device placed under the skin. Such devices include patches, implants, and infusions that release the compound into the skin by a passive or active release mechanism.

【0230】 各種形態を製造するための材料及び方法は当業界で周知であり、主題発明の実 施に適用できる。米国特許第5,182,293号並びに第4,837,311号(血管内投与の形
態と同様に錠剤、カプセル並びに他の経口投与の形態)及び欧州特許出願公開番
号第0 649 659号(1995年4月26日公開;IV投与のための具体的形態)並びに第0
648 494号(1995年4月19日公開;経口投与のための具体的形態)を参照。
Materials and methods for producing various forms are well known in the art and can be applied to practice of the subject invention. U.S. Patent Nos. 5,182,293 and 4,837,311 (tablets, capsules and other oral dosage forms as well as intravascular dosage forms) and European Patent Application Publication No. 0 649 659 (published April 26, 1995; IV Specific forms for administration) and
See 648 494 (published April 19, 1995; specific forms for oral administration).

【0231】 化合物の有効量は一般的に、約0.01から約50mg/kgの範囲にあるであろう。通常
、化合物は、患者当たりの1日投与量約1mgから2000mgの範囲でこのような治療を
必要とする患者に投与できる。
An effective amount of the compound will generally be in the range from about 0.01 to about 50 mg / kg. Typically, the compounds can be administered to patients in need of such treatment in a daily dosage range of about 1 mg to 2000 mg per patient.

【0232】 特定の疾患若しくは状態の治療又は予防に有効である化合物の量は、多量体化 される融合タンパク質の特徴、遺伝子操作細胞の特徴並びに分布、及び標準の臨
床技術によって特定し得る疾患又は状態の性質に部分的に依存するであろう。更
には、最適投与量範囲の特定を助けるために、イン・ビトロ又はイン・ビボアッ
セイを随意に行うことができる。有効量は、イン・ビトロ又は動物モデル評価系
で得られた用量反応曲線から外挿できる。正確な投与量レベルは、主治医又は他
の医療関係者が特定すべきであり、かつ投与経路並びに年齢、体重、性別及び個
人の身体全体の健康;疾患の性質、重篤度、並びに臨床病期;付随する療法士の
使用(又は不使用);患者における細胞の遺伝子操作の性質並びに程度;等の周
知の因子に依存するであろう。
The amount of a compound that is effective in the treatment or prevention of a particular disease or condition will depend on the characteristics of the fusion protein being multimerized, the characteristics and distribution of the engineered cells, and the disease or condition that can be identified by standard clinical techniques. It will depend in part on the nature of the state. In addition, in vitro or in vivo assays may optionally be employed to help identify optimal dosage ranges. Effective doses can be extrapolated from dose-response curves obtained in in vitro or animal model evaluation systems. The exact dosage level should be specified by the attending physician or other healthcare professional, and should be determined by the route of administration and the age, weight, sex, and overall physical health of the individual; the nature, severity, and clinical stage of the disease. The use (or absence) of an attending therapist; the nature and extent of genetic manipulation of the cells in the patient;

【0233】 本発明はまた、本発明の製剤組成物の1つ以上の成分を含む1つ以上の容器から 成る製剤パック又はキットを提供する。化学薬品若しくは生物学商品の製造、使
用又は販売を統制する政府機関によって規定された形における注意は、随意にこ
のような容器に関連しており、そのような注意はヒトへの投与のための製造、使
用又は販売を統制する機関による認定を反映する。注意又は添付文書は、ここで
開示されたものと一致する本発明のC3ラパログを使用するための使用説明を含む
The present invention also provides a pharmaceutical pack or kit consisting of one or more containers containing one or more components of the pharmaceutical composition of the present invention. Precautions in the form prescribed by governmental agencies governing the manufacture, use or sale of chemicals or biological products are optionally associated with such containers, and such precautions may be taken for administration to humans. Reflects accreditation by the agency controlling production, use or sales. The notice or package insert contains instructions for using the C3 rapalog of the present invention, consistent with those disclosed herein.

【0234】 本発明は、更なる限定を構成するものではないが、更に以下の例示によって説 明されている。本出願を通じて挙げられている、全ての参考文献、継続中の特許
出願及び公開特許の内容が引例によってここに明白に含まれている。
The present invention is not intended to constitute a further limitation, but is further described by the following examples. The contents of all references, pending patent applications and published patents cited throughout this application are hereby expressly incorporated by reference.

【0235】 実験例 C3−メタリル−ラパマイシンおよびC3−アリル−ラパマイシンの合成Experimental Example Synthesis of C3-methallyl-rapamycin and C3-allyl-rapamycin

【化18】 我々が現在使用する合成手法は、C7ラパログの調整についてはLiberl
esら, 1997年7月、Proc. Natl. Acad. Sci.
USA. 94:7825 7830に記載された手法の修飾バージョンである
(ここに言及するC7およびC3は、Liberlesらの命名法では、各々、
環位置C16およびC20をいう)。22mgのラパマイシンを撹拌棒を備えた
3mlの火炎乾燥Wheatonバイアルに入れる。ラパマイシンを200μl
の塩化メチレンに溶解させ−40℃まで冷却させる。低温は効果的には働かない
ことが判明した。50μlのメタリル(またはアリル)トリメチルシダン(12
当量)、続いて40μlの純物BFエーテレート(13当量)を添加する。2
時間後、TLCによって測定して反応は終了し、飽和NaHCOの添加によっ
てクエンチする。次いで、反応混合物をブラインで洗浄し、硫酸ナトリウムで乾
燥する(水性洗液を塩化メチレンで逆抽出し、反応混合物と合わせる)。試料を
0.45ミクロンのナイロンフィルターで濾過し、溶媒を真空中で蒸発させる。
Embedded image The synthesis technique we currently use is Liberl for C7 rapalog adjustment.
es et al., July 1997, Proc. Natl. Acad. Sci.
USA. 94: 7825 7830. (C7 and C3 referred to herein are, respectively, in the nomenclature of Liberles et al.,
Ring positions C16 and C20). 22 mg of rapamycin is placed in a 3 ml flame dried Wheaton vial equipped with a stir bar. 200 μl of rapamycin
And cooled to -40 ° C. It has been found that low temperatures do not work effectively. 50 μl of methallyl (or allyl) trimethylsidan (12
Eq) followed by 40 μl of neat BF 3 etherate (13 eq). 2
After time, the reaction is terminated as determined by TLC, and quenched by addition of saturated NaHCO 3. The reaction mixture is then washed with brine and dried over sodium sulfate (the aqueous wash is back-extracted with methylene chloride and combined with the reaction mixture). Filter the sample through a 0.45 micron nylon filter and evaporate the solvent in vacuo.

【0236】 粗製生成物を後記するJAIリサイクリングHPLCでの注入用に100μl
のクロロホルムに溶解させる。ほぼ15−20サイクル後にベースライン分解能
にて分離できる3つの顕著なピークが得られる(ある条件下では他の3つよりも
前に溶出する第4のピークが出現する)。3つの支配的なピークのうち、第1の
ものは、H−NMRで測定するとC7−5メタリルラパマイシンである。中央
のピークは注目する化合物、C3−メタリルラパマイシンであり、第4のピーク
はラパマイシンの過剰シリル化からの副産物よりなる。この手法に続き、我々は
4.2mgの純粋のC3−メタリルラパマイシンを得た。修飾されていないラパ
マイシンはC3−メタリルラパマイシンと正確に同時に移動し、JAIでは効果
的に除去されず、反応の間にラパマイシンは完全に消費されることは非常に重要
である。過剰付加生成物は未反応出発物よりもはるかに容易に除去される。
The crude product was 100 μl for injection on a JAI recycling HPLC described below.
Dissolve in chloroform. After approximately 15-20 cycles, three prominent peaks are obtained that can be separated at baseline resolution (under certain conditions a fourth peak eluting before the other three appears). The first of the three dominant peaks is C7-5 methallyl rapamycin as measured by 1 H-NMR. The middle peak is the compound of interest, C3-methallyl rapamycin, and the fourth peak consists of by-products from hypersilylation of rapamycin. Following this procedure, we obtained 4.2 mg of pure C3-methallyl rapamycin. It is very important that unmodified rapamycin coexists with C3-methallyl rapamycin, is not effectively removed by JAI, and that rapamycin is completely consumed during the reaction. Excess addition products are removed much more easily than unreacted starting materials.

【0237】 JAI−精製メタリルラパマイシンはUV、NMR、ならびに質量分析および
生物学的活性によって証明することができる。ラパマイシンのごとき汚染物の存
在は後記するごとくUVによって容易に測定することができる。
[0237] JAI-purified methallyl rapamycin can be demonstrated by UV, NMR, and mass spectrometry and biological activity. The presence of contaminants such as rapamycin can be easily measured by UV as described below.

【0238】 この同一手法を用いて、C3アルキル−ラパマイシンが合成され、種々の他の
C3誘導体を合成するように容易に拡大される。
Using this same approach, C3 alkyl-rapamycin is synthesized and easily extended to synthesize various other C3 derivatives.

【0239】 分析的考慮 1つの特別に便宜な診断はUV分光分析である。トリエンの消失と合致して、
C3化合物のUVスペクトルは、典型的にはC7(R)(S)化合物で観察され
る、274−282よりもむしろラムダ238における最大吸収を有する。C3
化合物はラパマイシンが最良に吸収する領域においてベースライン吸収を有する
ので、UV分析は試料純度の良好なインジケータであっていずれの毒性汚染物の
存在である。
Analytical Considerations One particularly convenient diagnosis is UV spectroscopy. Consistent with the disappearance of triene,
The UV spectrum of the C3 compound has the maximum absorption at lambda 238 rather than 274-282, typically observed with the C7 (R) (S) compound. C3
UV analysis is a good indicator of sample purity and the presence of any toxic contaminants since the compound has a baseline absorption in the region where rapamycin best absorbs.

【0240】 また、C3−メタリルラパマイシンにおけるトリエンの喪失はHNMRに反
映されている。CDCL3において採取したメタリルラパマイシンのH−NM
Rは6.0ppmにおけるC5の診断ピークを明らかにする。オレフィン性プロ
トンの残りは5および5.6ppmの間で全て高磁場にある。
Also, the loss of triene in C3-methallyl rapamycin is reflected in 1 HNMR. 1 H-NM methallyl rapamycin taken in CDCL3
R reveals a diagnostic peak of C5 at 6.0 ppm. The rest of the olefinic protons are all upfield between 5 and 5.6 ppm.

【0241】 C3ラパログのクロマトグラフィー回収 Japan Analytical Industry Co.Ltd.(J
AI) によって作成された装置C3ラパログを効率的に精製する。我々が用い
た該装置は「LC−908リサイクリング分取HPLC」であり、我々が使用し
たコラムは「2×500mm」の寸法の「JAIGEL GS 310」であっ
た。
Chromatographic Recovery of C3 Rapalog Japan Analytical Industry Co. Ltd. (J
AI) to efficiently purify the device C3 rapalog produced. The instrument we used was "LC-908 recycling preparative HPLC" and the column we used was "JAIGEL GS 310" with dimensions of "2 x 500 mm".

【0242】 C3ラパログの機能的特徴 先導的化合物の毒性は、IL−2依存性であって、ラパマイシンに対して高度
に感受性である(IC50<1nM)CTLL−2細胞の増殖を阻害するその能
力によってテストした。1μm C3−メタリルラパマイシン と一緒でのCT LL−2細胞のインキュベーションは増殖に対する検出可能な効果を有しなかっ
た。
Functional Features of C3 Rapalog The toxicity of the lead compound is IL-2-dependent and its ability to inhibit the growth of CTLL-2 cells that is highly sensitive to rapamycin (IC50 <1 nM) Tested by. Incubation of CTLL-2 cells with 1 μm C3-methallyl rapamycin had no detectable effect on proliferation.

【0243】 同様に、C3−アリルラパマイシンおよびC3−メタリルラパマイシンは、G
al4−FKBP3、野生型FRB−VP16、およびUAS−SEAPでトラ
ンスフェクトしたジァーケット細胞において転写を活性化するその能力が失われ
た(これらの構築体は前記Liberlesらに記載されており、ここに出典明
示してその内容を本明細書の一部とみなす)。FRB#−VP16(T2098
L、W2101F、およびK2095P)は野生型FRB−VP16を置き換え
、レポーター遺伝子活性は10nM C3−メタリルラパマイシン、C3−アリ
ルラパマイシン近くでEC50を検出することができ;同様に、レポーター遺伝
子活性の振幅はラパマイシン/野生型FRB−VP16システムによって誘導さ
れるものよりも高い。ラパマイシンのC3誘導体は改良された毒性(免疫抑制活
性)は作成されたFRBドメインと一緒に効果的に二量体化することができる。
Similarly, C3-allyl rapamycin and C3-methallyl rapamycin have G
Al4-FKBP3, wild-type FRB-VP16, and its ability to activate transcription in transfected Phuket cells with UAS-SEAP were lost (these constructs are described in Liberles et al., supra; The contents of which are expressly considered part of this specification). FRB # -VP16 (T2098
L, W2101F, and K2095P) displace wild-type FRB-VP16 and reporter gene activity can detect EC50 near 10 nM C3-methallyl rapamycin, C3-allyl rapamycin; likewise, the amplitude of reporter gene activity is It is higher than that induced by the rapamycin / wild-type FRB-VP16 system. The C3 derivative of rapamycin can be effectively dimerized with improved toxicity (immunosuppressive activity) together with the generated FRB domain.

【0244】 24(S)、30(S)−テトラヒドロ−C3−ラパログの調製Preparation of 24 (S), 30 (S) -tetrahydro-C3-rapalog

【化19】 24,30−テトラヒドロラパマイシンはどこかに記載したごとく調整され、
前記した方法によって所望のC3−置換ラパログに変換される。
Embedded image 24,30-tetrahydrorapamycin is prepared as described elsewhere,
It is converted to the desired C3-substituted rapalog by the method described above.

【0245】 13−フルオロ−C3−ラパログの調整Preparation of 13-Fluoro-C3-rapalog

【化20】 ラパマイシンに代えて13−フルオロラパマイシンで置き換え、標記化合物を
前記したごとく調製する。
Embedded image The title compound is prepared as described above, substituting 13-fluororapamycin for rapamycin.

【0246】 28−フルオロ−C3−ラパログの調製Preparation of 28-Fluoro-C3-rapalog

【化21】 ラパマイシンに代えて28−フルオロラパマイシンで置き換え、標記化合物を
前記したごとく調製する。
Embedded image The title compound is prepared as described above, substituting 28-fluororapamycin for rapamycin.

【0247】 43−エピ−C3−ラパログの調製Preparation of 43-epi-C3-rapalog

【化22】 ラパマイシンを43−エピラパマイシンで置き換え、標記化合物を前記したご
とく調製する。
Embedded image Replace rapamycin with 43-epirapamycin and prepare the title compound as described above.

【0248】 同等物 当業者であれば、日常的実験を用いてさえ、本明細書中に記載した本発明の特
別の具体例に対して多くの同等物を認識し、あるいはそれを確認することができ
るであろう。かかる同等物は以下の請求の範囲に含まれることを意図する。
Equivalents One skilled in the art will recognize, or be able to ascertain using no more than routine experimentation, many equivalents to the specific embodiments of the invention described herein. Will be able to. Such equivalents are intended to be included in the following claims.

───────────────────────────────────────────────────── 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) C07K 1/14 C07K 1/14 4H045 19/00 19/00 C12N 15/00 C12P 21/02 C C12P 21/02 (C07D 498/18 //(C07D 498/18 311:00 311:00 273:00 273:00 211:00) 211:00) C12N 15/00 (72)発明者 クラブトゥリー,ジェラルド アール アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94062 ウッドサイド ダーラム ロード 7 (72)発明者 リバールズ,ステファン ディー アメリカ合衆国 マサチューセッツ州 02143 サマーヴィル デイン ストリー ト 68アール Fターム(参考) 4B024 AA01 BA21 BA80 DA02 EA02 GA11 HA17 4B064 AE01 AG01 CA03 CA10 CC24 CD12 DA01 4C072 AA03 BB03 CC01 CC12 UU01 4C084 AA13 BA32 BA50 CA18 CA53 CA56 CA59 NA14 ZB081 ZB082 ZB261 ZB262 4C086 AA01 AA02 AA03 AA04 CB22 MA01 NA14 ZB08 ZB26 4H045 AA10 AA20 BA51 CA11 DA01 EA20 FA73 FA74 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) C07K 1/14 C07K 1/14 4H045 19/00 19/00 C12N 15/00 C12P 21/02 C C12P 21 / 02 (C07D 498/18 // (C07D 498/18 311: 00 311: 00 273: 00 273: 00 211: 00) 211: 00) C12N 15/00 (72) Inventor Club Tree, Gerald Earl United States of America California 94062 Woodside Durham Road 7 (72) Inventors Rivers, Stephen Dee, Massachusetts, United States 02143 Summerville, Dane Street 68 R F-term (reference) 4B024 AA01 BA21 BA80 DA02 EA02 GA11 HA17 4B064 AE01 AG01 CA03 CA10 CC24 CD12 DA01 4C072A03 CC01 CC12 UU01 4C084 AA13 BA32 BA50 CA18 CA53 CA56 C A59 NA14 ZB081 ZB082 ZB261 ZB262 4C086 AA01 AA02 AA03 AA04 CB22 MA01 NA14 ZB08 ZB26 4H045 AA10 AA20 BA51 CA11 DA01 EA20 FA73 FA74

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 実質的に純粋な立体異性体または立体異性体の混合物として
の、必要に応じて炭素1ないし8にわたる1以上の炭素−炭素結合において不飽
和の、1以上の必要に応じての置換基を有する構造: 【化1】 [式中、RC3はH以外である] を含む化合物またはその医薬上許容される誘導体。
1. One or more optionally unsaturated, at one or more carbon-carbon bonds, optionally spanning 1 to 8 carbons, as substantially pure stereoisomers or a mixture of stereoisomers. A structure having the substituent: embedded image [Wherein R C3 is other than H] or a pharmaceutically acceptable derivative thereof.
【請求項2】 実質的に純粋な立体異性体または立体異性体の混合物として
の式: 【化2】 [式中、RC3はH以外であり、 aは: 【化3】 であり; RC30はハロ、−ORまたは(=O)であり、 RC24は=O、=NR、=NOR、=NNHR、−NHOR、−N
HNHR、−OR、−OC(O)R、−OC(O)NR、ハロまたは−
Hであり; RC13およびRC28は独立してH、ハロ、−OR、−OR、−OC(
O)R、−OC(O)NHR、−SR、−SC(O)R、−SC(O)
NHR、−NR’または−N(R)(CO)R’であり; RC14はO、−OR、−NR、−H、NC(O)R、−OC(O)R または−OC(O)NRであり; RはH、−R、−C(O)Rまたは−C(O)NHRまたはC28お
よびC30を架橋する環状基(例えば、カーボネート)であり; RC29はHまたはOR11(例えば、OHまたはOMe)であり; ここに、別記しない限り、各置換基はいずれかの立体化学的向きで存在でき、
ここに、R、R、R、R、R、R、R10およびR11の各出現は
独立してH、脂肪族、ヘテロ脂肪族、アリールおよびヘテロアリールより選択さ
れ;および RはH、ハロ、−CN、=O、−OH、−NR10、OSOCF
OSOF、OSO’、OCOR’、OCONR’R’、またはO
CON(OR’)R’である] の化合物またはその医薬上許容される誘導体。
2. As substantially pure stereoisomers or a mixture of stereoisomers.
Formula: embedded image[Wherein, RC3Is other than H, and a is:RC30Is halo, -OR3Or (= O), RC24Is = O, = NR4, = NOR4, = NNHR4, -NHOR4, -N
Hnhr4, -OR4, -OC (O) R4, -OC (O) NR4, Halo or-
H; RC13And RC28Is independently H, halo, -OR3, -OR5, -OC (
O) R5, -OC (O) NHR5, -SR5, -SC (O) R5, -SC (O)
NHR5, -NR5R5’Or -N (R5) (CO) R5’; RC14Is O, -OR6, -NR6, -H, NC (O) R6, -OC (O) R 6 Or -OC (O) NR6R3Is H, -R7, -C (O) R7Or -C (O) NHR7Or C28
And a cyclic group bridging C30 (eg, carbonate); RC29Is H or OR11(Eg, OH or OMe); wherein, unless otherwise specified, each substituent can be in any stereochemical orientation;
Where R1, R4, R5, R6, R7, R9, R10And R11Each occurrence of
Independently selected from H, aliphatic, heteroaliphatic, aryl and heteroaryl
And R8Is H, halo, -CN, = 0, -OH, -NR9R10, OSO2CF3,
OSO2F, OSO2R4’, OCOR4’, OCONR4'R5’Or O
CON (OR4’) R5'Or a pharmaceutically acceptable derivative thereof.
【請求項3】 RC3が式: 【化4】 [式中、R、R、R、RおよびRは置換された脂肪族、芳香族、ヘテ
ロ脂肪族またはヘテロ芳香族基である] の基を含むことを特徴とする請求項1または2記載の化合物。
3. The method according to claim 1, wherein R C3 is of the formula: Wherein R 1 , R 4 , R 5 , R 6 and R 7 are substituted aliphatic, aromatic, heteroaliphatic or heteroaromatic groups. 3. The compound according to 1 or 2.
【請求項4】 【化5】 よりなる群から選択されることを特徴とする請求項2または3記載の化合物。(4) The compound according to claim 2, wherein the compound is selected from the group consisting of: 【請求項5】 RC3がアリルまたはメタリルであることを特徴とする請求
項1ないし4いずれか1項記載の化合物。
5. The compound according to claim 1, wherein R C3 is allyl or methallyl.
【請求項6】 式(3)の化合物の形成を可能とする条件下で基(1)を含
む化合物をシリルエーテル(2)と反応させる工程を含み、ここに、R、R’お
よびR”が脂肪族、芳香族、ヘテロ脂肪族、ヘテロ芳香族基であり、RC3が置
換されたまたは置換されていないアリル基であることを特徴とする式(3)の化
合物の製造方法。
6. A process comprising reacting a compound containing group (1) with a silyl ether (2) under conditions which allow the formation of a compound of formula (3), wherein R, R ′ and R ″ Is an aliphatic, aromatic, heteroaliphatic, or heteroaromatic group, and R C3 is a substituted or unsubstituted allyl group.
【請求項7】 さらに、反応混合物中の他の物質から化合物(3)を別々に
回収する工程を含むことを特徴とする請求項6記載の方法。
7. The method according to claim 6, further comprising a step of separately recovering the compound (3) from other substances in the reaction mixture.
【請求項8】 (a)(i)ラパマイシンに結合する第1のキメラタンパク
質をコードする第1の組換え核酸またはそのアナログ、これは少なくとも1つの
FKBPドメインおよびそれに異種の少なくとも1つのタンパク質ドメインを含
み、ここに、FKBPドメインは: (1)天然に生じるFKBP、 (2)10個以上のアミノ酸残基が欠失され、挿入され、あるいは代替アミノ
酸で置換されている天然に生じるFKBPの変異体、 (3)(i)または(ii)のFKBPをコードするDNAに選択的にハイブ
リダイズすることができるDNA配列によってコードされるFKBP から選択されるペプチド配列を含み; (ii)(a)ラパマイシンまたはラパマイシンアナログと(b)第1のキメ
ラタンパク質双方とで複合体を形成する第2のキメラタンパク質をコードする第
2の組換え核酸、これは、少なくとも1つのFRBドメインおよびそれに異種の
少なくとも1つのドメインを含み、ここに、FRBドメインは: (1)天然に生じるFRBドメイン、 (2)10個以上のアミノ酸残基が欠失され、挿入され、あるいは代替アミノ
酸で置換されている天然に生じるFRBドメインの変異体、 (3)(iv)または(v)のFRBをコードするDNAに選択的にハイブリ
ダイズすることができるDNA配列によってコードされるFRBドメインから選
択されるペプチド配列を含み; を含有する細胞を供し;次いで、 (b)それ自体および第1および第2のキメラタンパク質の各々の少なくとも
1つの分子を含有する複合体を形成する請求項1−5のいずれかのラパログと細
胞とを接触させることを特徴とする細胞中でキメラタンパク質を多量体化する方
法。
8. (a) (i) a first recombinant nucleic acid encoding a first chimeric protein that binds to rapamycin or an analog thereof, which comprises at least one FKBP domain and at least one heterologous protein domain. The FKBP domain includes: (1) a naturally occurring FKBP, (2) a naturally occurring FKBP variant in which 10 or more amino acid residues have been deleted, inserted, or substituted with alternative amino acids. (3) comprising a peptide sequence selected from FKBP encoded by a DNA sequence capable of selectively hybridizing to the DNA encoding FKBP of (i) or (ii); (ii) (a) rapamycin Alternatively, a rapamycin analog and (b) a first chimeric protein forming a complex with both A second recombinant nucleic acid encoding a chimeric protein of SEQ ID NO: 1, which comprises at least one FRB domain and at least one domain heterologous thereto, wherein the FRB domains are: (1) a naturally occurring FRB domain; A) a variant of a naturally occurring FRB domain in which 10 or more amino acid residues have been deleted, inserted or substituted with an alternative amino acid; (3) a DNA encoding the FRB of (iv) or (v); Comprising a peptide sequence selected from a FRB domain encoded by a DNA sequence capable of selectively hybridizing; and (b) itself and the first and second chimeric proteins. 6. The rapalog of claim 1 which forms a complex containing at least one molecule of each. A method for multimerizing a chimeric protein in a cell, which comprises contacting the cell with a cell.
【請求項9】 第1の組換え核酸によってコードされるキメラタンパク質が
、そのペプチド配列が天然に生じるFKBPペプチド配列に対して3個までのア
ミノ酸置換を含有することを特徴とする請求項8記載の方法。
9. The chimeric protein encoded by the first recombinant nucleic acid, wherein the peptide sequence contains up to three amino acid substitutions with respect to the naturally occurring FKBP peptide sequence. the method of.
【請求項10】 第1の組換え核酸によってコードされるキメラタンパク質
が、そのペプチド配列が天然に生じるFKBPペプチド配列に対して1個のアミ
ノ酸置換を含有することを特徴とする請求項9記載の方法。
10. The chimeric protein encoded by the first recombinant nucleic acid, wherein the peptide sequence contains one amino acid substitution relative to a naturally occurring FKBP peptide sequence. Method.
【請求項11】 第2の組換え核酸によってコードされるキメラタンパク質
が、そのペプチド配列が天然に生じるFRBペプチド配列に対して4個までのア
ミノ酸置換を含有する少なくとも1つのFRBを含むことを特徴とする請求項8
ないし10いずれか1項記載の方法。
11. The chimeric protein encoded by the second recombinant nucleic acid, wherein the peptide sequence comprises at least one FRB containing up to four amino acid substitutions relative to a naturally occurring FRB peptide sequence. Claim 8
11. The method according to any one of claims 10 to 10.
【請求項12】 第2の組換え核酸によってコードされるキメラタンパク質
が、そのペプチド配列が天然に生じるFRBペプチド配列に対して3個のアミノ
酸置換を含有する少なくとも1つのFRBを含むことを特徴とする請求項11記
載の方法。
12. The chimeric protein encoded by the second recombinant nucleic acid, wherein the peptide sequence comprises at least one FRB containing three amino acid substitutions relative to a naturally occurring FRB peptide sequence. The method of claim 11, wherein
【請求項13】 第2の組換え核酸によってコードされるキメラタンパク質
が、そのペプチド配列が天然に生じるFRBペプチド配列におけるThr209
8,Trp2101およびLys2095の1以上につき置換アミノ酸を含有す る少なくとも1つのFRBを含むことを特徴とする請求項12記載の方法。
13. The chimeric protein encoded by the second recombinant nucleic acid comprises a Thr209 in the FRB peptide sequence whose peptide sequence occurs naturally.
13. The method of claim 12, comprising at least one FRB containing a substituted amino acid for one or more of Trp2101 and Lys2095.
【請求項14】 第2の組換え核酸によってコードされるキメラタンパク質
が、そのペプチド配列が天然に生じるFRBペプチド配列におけるThr209
8Leu、Trp2101PheおよびLys2095Proの1以上につき置 換アミノ酸を含有する少なくとも1つのFRBを含むことを特徴とする請求項1
3記載の方法。
14. The chimeric protein encoded by the second recombinant nucleic acid has a Thr209 in the FRB peptide sequence whose peptide sequence is naturally occurring.
2. The method according to claim 1, wherein at least one of 8Leu, Trp2101Phe and Lys2095Pro contains at least one FRB containing a replacement amino acid.
3. The method according to 3.
【請求項15】 キメラタンパク質の少なくとも1つは、少なくとも1つの
かかるシグナリングドメインを含有するもう1つのタンパク質での多量体化に際
して成長、増殖、分化またはアポトーシスをトリガーするためのDNA−結合ド
メイン、転写活性化ドメインまたは細胞シグナリングドメインである作用ドメイ
ンを含むことを特徴とする請求項8ないし14いずれか1項記載の方法。
15. A DNA-binding domain for triggering growth, proliferation, differentiation or apoptosis upon multimerization with at least one such protein containing at least one such signaling domain, transcription, 15. The method according to any one of claims 8 to 14, wherein the method comprises an activation domain or an action domain that is a cell signaling domain.
【請求項16】 細胞が培養培地中で増殖され、前記ラパログとの接触が改
良されたラパログを培養培地に添加することによって行われることを特徴とする
請求項8ないし15いずれか1項記載の方法。
16. The method according to claim 8, wherein the cells are grown in a culture medium, and the contact with the rapalog is carried out by adding the improved rapalog to the culture medium. Method.
【請求項17】 前記細胞が完全な生物中に存在し、改良されたラパログと
の接触がラパログを生物に投与することによって行われることを特徴とする請求
項8ないし15いずれか1項記載の方法。
17. The method according to claim 8, wherein the cells are present in an intact organism, and the contact with the improved rapalog is effected by administering the rapalog to the organism. Method.
【請求項18】 細胞が哺乳動物のものであって、生物が哺乳動物であるこ
とを特徴とする請求項17記載の方法。
18. The method according to claim 17, wherein the cell is a mammal and the organism is a mammal.
【請求項19】 前記細胞が霊長類起源のものであって前記生物が霊長類で
あることを特徴とする請求項18記載の方法。
19. The method of claim 18, wherein said cells are of primate origin and said organism is a primate.
【請求項20】 霊長類がヒトであることを特徴とする請求項19記載の方
法。
20. The method according to claim 19, wherein the primate is a human.
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