JP2002505341A - Enhanced prodrug activation - Google Patents

Enhanced prodrug activation

Info

Publication number
JP2002505341A
JP2002505341A JP2000534657A JP2000534657A JP2002505341A JP 2002505341 A JP2002505341 A JP 2002505341A JP 2000534657 A JP2000534657 A JP 2000534657A JP 2000534657 A JP2000534657 A JP 2000534657A JP 2002505341 A JP2002505341 A JP 2002505341A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vector
prodrug
cells
nucleic acid
cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000534657A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ストラトフォード,イアン,ジェームズ
パターソン,アダム,ボーン
キングスマン,スーザン,メアリー
カン,オン
グリフィスズ,レイ
ミトロフェイナス,キリアコス
Original Assignee
オックスフォード バイオメディカ(ユーケイ)リミテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from GBGB9804841.6A external-priority patent/GB9804841D0/en
Priority claimed from GBGB9818103.5A external-priority patent/GB9818103D0/en
Priority claimed from GBGB9902081.0A external-priority patent/GB9902081D0/en
Application filed by オックスフォード バイオメディカ(ユーケイ)リミテッド filed Critical オックスフォード バイオメディカ(ユーケイ)リミテッド
Publication of JP2002505341A publication Critical patent/JP2002505341A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y5/00Nanobiotechnology or nanomedicine, e.g. protein engineering or drug delivery
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00Medicinal preparations containing peptides
    • A61K38/16Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • A61K38/43Enzymes; Proenzymes; Derivatives thereof
    • A61K38/44Oxidoreductases (1)
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/50Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates
    • A61K47/51Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent
    • A61K47/62Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent the modifying agent being a protein, peptide or polyamino acid
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/50Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates
    • A61K47/51Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent
    • A61K47/68Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent the modifying agent being an antibody, an immunoglobulin or a fragment thereof, e.g. an Fc-fragment
    • A61K47/6891Pre-targeting systems involving an antibody for targeting specific cells
    • A61K47/6899Antibody-Directed Enzyme Prodrug Therapy [ADEPT]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P29/00Non-central analgesic, antipyretic or antiinflammatory agents, e.g. antirheumatic agents; Non-steroidal antiinflammatory drugs [NSAID]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P35/00Antineoplastic agents
    • 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
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61PSPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P9/00Drugs for disorders of the cardiovascular system
    • A61P9/10Drugs for disorders of the cardiovascular system for treating ischaemic or atherosclerotic diseases, e.g. antianginal drugs, coronary vasodilators, drugs for myocardial infarction, retinopathy, cerebrovascula insufficiency, renal arteriosclerosis
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N9/00Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
    • C12N9/0004Oxidoreductases (1.)
    • C12N9/0071Oxidoreductases (1.) acting on paired donors with incorporation of molecular oxygen (1.14)
    • C12N9/0077Oxidoreductases (1.) acting on paired donors with incorporation of molecular oxygen (1.14) with a reduced iron-sulfur protein as one donor (1.14.15)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12YENZYMES
    • C12Y114/00Oxidoreductases acting on paired donors, with incorporation or reduction of molecular oxygen (1.14)
    • C12Y114/14Oxidoreductases acting on paired donors, with incorporation or reduction of molecular oxygen (1.14) with reduced flavin or flavoprotein as one donor, and incorporation of one atom of oxygen (1.14.14)
    • C12Y114/14001Unspecific monooxygenase (1.14.14.1)
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K35/00Medicinal preparations containing materials or reaction products thereof with undetermined constitution
    • A61K35/12Materials from mammals; Compositions comprising non-specified tissues or cells; Compositions comprising non-embryonic stem cells; Genetically modified cells
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K48/00Medicinal preparations containing genetic material which is inserted into cells of the living body to treat genetic diseases; Gene therapy
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K2319/00Fusion polypeptide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2799/00Uses of viruses
    • C12N2799/02Uses of viruses as vector
    • C12N2799/021Uses of viruses as vector for the expression of a heterologous nucleic acid
    • C12N2799/022Uses of viruses as vector for the expression of a heterologous nucleic acid where the vector is derived from an adenovirus
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2799/00Uses of viruses
    • C12N2799/02Uses of viruses as vector
    • C12N2799/021Uses of viruses as vector for the expression of a heterologous nucleic acid
    • C12N2799/027Uses of viruses as vector for the expression of a heterologous nucleic acid where the vector is derived from a retrovirus
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/30Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Rheumatology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Pain & Pain Management (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 a)局在化ドメインおよびb)標的細胞中でプロドラッグを活性化するためのプロドラッグ活性化ドメインを含むプロドラッグ活性化剤。 (57) Abstract: A prodrug activator comprising a) a localization domain and b) a prodrug activation domain for activating the prodrug in a target cell.

Description

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

【0001】 本発明は、標的細胞中でプロドラッグを活性化するための薬剤に関する。また
、本発明は、新規薬剤を用いてプロドラッグを活性化する方法にも関する。
[0001] The present invention relates to an agent for activating a prodrug in a target cell. The present invention also relates to a method of activating a prodrug using a novel drug.

【0002】 酵素プロドラッグ療法(EPT)は、治療において酵素を用いてプロドラッグを活 性化することに関するものである。プロドラッグは、通常、薬理学的に不活性な
化合物または相対的に不活性な化合物であり、in vivoで治療効果を有する活性 種に変換され得るものである(Connors 1995 Gene Therapy 2, 702; Springerお よびNiculescu-Duvaz 1996 Adv Drug Deliv Res 22, 351に概説)。EPTの特定の 用途の1つは腫瘍の治療である。
[0002] Enzyme prodrug therapy (EPT) involves the use of enzymes to activate prodrugs in therapy. Prodrugs are typically pharmacologically inactive or relatively inactive compounds that can be converted in vivo to an active species that has a therapeutic effect (Connors 1995 Gene Therapy 2, 702; Springer and Nicolescu-Duvaz 1996 Adv Drug Deliv Res 22, 351). One particular use of EPT is in the treatment of tumors.

【0003】 最初、活性化のために身体の生得的酵素を利用するプロドラッグが開発された
。例えば、シクロホスファミド(CP)およびその異性体、ならびにイホスファミド
(IF)は、酵素のP450ファミリーによって活性化されてDNAを損傷させるナイトロ ジェンマスタードを生成し、マイトマイシンC(MMC)は、主としてNADPH:シトクロ
ムC(P450)レダクターゼによって活性化されて強力なアルキル化剤を生成する(例
えば、Blighら, 1990, Cancer Research 50, 7789)。これらの最初のプロドラッ
グの治療指数は、標的細胞への選択的送達ではなく、DNA損傷に対する標的細胞 の差異感受性に依存する。このDNA損傷は、細胞が分裂する場合にのみ問題とな り、したがって活発に分裂しているか、または細胞分裂に移行するであろう腫瘍
標的細胞は損傷を受けるであろうが、正常な器官または組織の分化細胞は分裂し
ないので、生存したままである。腫瘍は、このクラスのプロドラッグを活性化し
得る酵素を特に高レベルで含有することは示されていない(Forresterら 1990 Ca
rcinogenesis 11, 2163)。CP、IFおよびMMCのようなプロドラッグは大部分が肝 臓で治療的代謝産物に活性化され、次いで該治療的代謝産物は循環によって腫瘍
部位に分配されるものと考えられる。腫瘍がプロドラッグを代謝する能力を多少
有する場合でさえ、その活性のダウンレギュレーションが薬剤耐性の一因となる
と考えられる(例えば、Blighら 1990 前掲)。
[0003] Initially, prodrugs were developed that utilize the body's innate enzymes for activation. For example, cyclophosphamide (CP) and its isomers, and ifosfamide
(IF) produces a nitrogen mustard that is activated by the P450 family of enzymes and damages DNA, and mitomycin C (MMC) is activated mainly by NADPH: cytochrome C (P450) reductase and is strongly alkylated. An agent is produced (eg, Bligh et al., 1990, Cancer Research 50, 7789). The therapeutic index of these first prodrugs depends on the differential susceptibility of the target cells to DNA damage, rather than on selective delivery to the target cells. This DNA damage is only a problem when the cells divide, and therefore, tumor target cells that are actively dividing or will undergo cell division will be damaged, but not normal organs or The differentiated cells of the tissue do not divide and remain alive. Tumors have not been shown to contain particularly high levels of enzymes that can activate this class of prodrugs (Forrester et al. 1990 Ca
rcinogenesis 11, 2163). It is believed that prodrugs such as CP, IF and MMC are largely activated in the liver to therapeutic metabolites, which are then distributed by circulation to tumor sites. Even if the tumor has some ability to metabolize the prodrug, down-regulation of its activity is likely to contribute to drug resistance (eg, Bligh et al. 1990 supra).

【0004】 腫瘍細胞がプロドラッグ代謝の点で比較的効率が悪いという知見から、活性化
化合物の高局所的濃度を得るために、正常ヒト酵素を腫瘍に直接送達するという
概念が生まれた(例えば、Chenら 1996 Cancer Research 56, 1331)。最近、例え
ば、実験系において、P450をコードする遺伝子を腫瘍細胞にウイルスベクターを
用いて直接導入するとCPの効力を高めることができ、その結果腫瘍が著しい増殖
の低下および退行を示すようになるということが分かった(Chenら 1996 前掲)。
この関連酵素活性は、いくつかある手段のうちの1つによって腫瘍細胞を選択的
に標的とすることができる。その手法の一つでは、1本鎖抗体(scFv)などの腫瘍 選択モノクローナル抗体または断片を、合成的に、または組換えタンパク質の産
生により酵素に結合させる。このタンパク質を患者に投与して、抗体による腫瘍
表面の特異的認識によって腫瘍に局在化させる。非毒性プロドラッグを投与し、
結合したコンジュゲートにより腫瘍部位のみにおいて活性とすることができる(B
agshawe 1987 Br J Cancer 56, 531に概説)。この手法はADEPT(抗体依存性プロ ドラッグ活性化)と呼ばれる。別の手法は、酵素をコードするDNAを、プラスミド
のようなDNAに基づく送達システムを用いて(遺伝子依存性酵素プロドラッグ療法
、GDEPT)(例えばVileら 1993 Cancer Res 53, 3860)またはウイルスベクターを 用いて(ウイルス依存性酵素プロドラッグVDEPT)(例えばHuberら 1991 PNAS 88,
8039)標的細胞に送達することである。これらの場合には、腫瘍特異性は、ター ゲッティングリガンドを送達ビヒクルに組み込むことによって、または腫瘍特異
的プロモーターを用いることによってもたらされ得る(例えばHarrisら 1994 Gen
e Therapy 1, 170およびその中の参考文献)。最近の開発では、ADEPT法とGDEPT 法の組み合わせが記載されている。この方法によって抗体ターゲッティング部分
をコードする遺伝子がプロドラッグ活性化酵素をコードする遺伝子に融合される
ように遺伝子融合物が構築される。遺伝子融合物は、DNAとしてまたはウイルス ベクターのような遺伝子送達ビヒクル中で標的組織に送達される(WO98/55607)。
The finding that tumor cells are relatively inefficient in terms of prodrug metabolism has led to the concept of delivering normal human enzymes directly to tumors in order to obtain high local concentrations of activating compounds (eg, Chen et al. 1996 Cancer Research 56, 1331). Recently, for example, in experimental systems, direct introduction of a gene encoding P450 into tumor cells using a viral vector can increase the efficacy of CP, resulting in tumors that exhibit markedly reduced growth and regression. (Chen et al., 1996, supra).
This related enzyme activity can selectively target tumor cells by one of several means. In one such approach, a tumor-selective monoclonal antibody or fragment, such as a single-chain antibody (scFv), is conjugated to the enzyme, either synthetically or by production of a recombinant protein. The protein is administered to the patient and is localized to the tumor by specific recognition of the tumor surface by the antibody. Administering a non-toxic prodrug,
The bound conjugate allows activation only at the tumor site (B
agshawe 1987 Br J Cancer 56, 531). This technique is called ADEPT (antibody-dependent prodrug activation). Another approach is to use a DNA-based delivery system, such as a plasmid, to transfer DNA encoding the enzyme (gene-dependent enzyme prodrug therapy, GDEPT) (e.g., Vile et al. 1993 Cancer Res 53, 3860) or viral Using (virus-dependent enzyme prodrug VDEPT) (e.g. Huber et al. 1991 PNAS 88,
8039) delivery to target cells. In these cases, tumor specificity may be provided by incorporating a targeting ligand into the delivery vehicle, or by using a tumor-specific promoter (eg, Harris et al. 1994 Gen.
e Therapy 1, 170 and references therein). Recent developments have described a combination of the ADEPT and GDEPT methods. By this method, a gene fusion is constructed such that the gene encoding the antibody targeting moiety is fused to the gene encoding the prodrug activating enzyme. The gene fusion is delivered to the target tissue as DNA or in a gene delivery vehicle such as a viral vector (WO98 / 55607).

【0005】 別のクラスのプロドラッグは、腫瘍特有の生理学的特徴である厳しい低酸素環
境で生じる還元的活性化によって腫瘍に対して選択的毒性を示す。低酸素症は酸
素のレベルが異常に低い状態であり、直径約1mmを超える大部分の固形腫瘍にお いて見られる(Coleman 1988 J Nat Canc Inst 80, 310; Vaupelら Cancer Res 4
9, 6449)。低酸素環境は、種々の化学基の還元型誘導体を生成させ得る還元的イ
ベントを誘導する(WorkmanおよびStratford 1993 Cancer and Metastasis Revie
ws, 12, 73-82)。典型的な生物還元的薬剤は、抗生物質であるマイトマイシンC(
MMC)およびポルフィロマイシン(POR)であるが、N-オキシド類、例えばチラパザ ミン(Tirapazamine, TRZ)(Zeemanら 1986 Inst J Radiot Oncol Biol Phys 12,
1239)、ならびにキノン類、例えばインドールキノンE09(Baileyら 1992 Int J R
adiot Oncol Biol Phys 22, 649)、シクロプロパミトセンス(cyclopropamitosen
es)(EP-A-0868137)およびミトザントロン(シトクロムP450 3A4によって活性化 される(Patterson 1993 Cancer Metast Rev 12, 119; Patterson 1994 Biochem
Pharm Oncol Res 6, 533))の第3級アミン-N-オキシドアナログ(AQ4N)を含むそ の他多くの化合物が評価されている。現在までにこれらの化合物の中で最も有望
とされているものはチラパザミン(TRZ、3-アミノ-1,2,4-ベンゾトリアジン-1,4-
ジオキシド)である。チラパザミンは、モノ-N-オキシド(SR4317)と、より低い程
度ではあるが遊離塩基SR4330とに代謝される。2または4電子還元生成物はいずれ
も遺伝子毒性ではないので、安定な代謝産物ではなくチラパザミンの1電子ラジ カルが関与するものと考えられている(A.CahillおよびI.N.H.White 1990, Carci
nogenesis, 11, 1407)。ニトロオキシドアニオン遊離基が生じ、これがDNAに直 接作用してDNA鎖の切断を引き起こすものと考えられている(J.M.Brown 1993 Br
J Cancer 67, 1163に概説)。チラパザミンは低酸素状態で細胞致死を増大させる
が、中程度の酸素分圧でもかなりのレベルの毒性を示す。これは有益である。な
ぜなら低酸素の程度は腫瘍全体で変動し、酸素の絶対的に低いレベルはどんな期
間であっても維持され得るものではないからである。したがって、チラパザミン
は、例えば、かなり低い酸素分圧においてのみ活性化されるマイトマイシンCよ りも高い腫瘍細胞致死の潜在能力を備えている(J.M.Brown(前掲)に概説)。チラ パザミンは、高用量で用いると骨髄に作用して骨髄抑制を生じさせるため、毒性
を示す。したがって、現在の臨床使用は毒性を抑える用量の支配下にあり、実際
、はっきりと認められる治療効果に必要な用量は最大耐量に近い(Adamら 1992 I
nt J Radiat Onc Biol Phys 22, 717)。初期の研究では、シトクロムP450がチラ
パザミンの代謝において重要な役割を果たすことが示されたが、活性化および細
胞傷害におけるその役割はまだ解明されていない(Waltonら Biochem Pharmacol
44, 251)。しかしながら、P450レダクターゼがより重要な役割を果たすという証
拠は増えつつある。Pattersonら(Pattersonら 1995 Br J Cancer 72, 1144)は、
乳癌系のパネルにおいて、P450レダクターゼの活性には一定の範囲があり、チラ
パザミンの低酸素毒性は、内因性P450レダクターゼレベルと直接相関するという
ことを示した。同様の相関が2つの膀胱癌系で見られた(Xuら 1994 Br J Cancer
242)。最近、ヒトP450レダクターゼについての全長cDNAの腫瘍細胞への導入、 およびP450レダクターゼについての遺伝子の腫瘍細胞における過剰発現がチラパ
ザミン(TRZ)に対する感受性を有意に増大させるということを示すことによって 、チラパザミンの代謝におけるP450レダクターゼの重要性についての正式な証拠
が得られた(Pattersonら 1997 Br J Cancer 76(10), 1338-1347)。これらは、P4
50レダクターゼが遺伝子治療用途において用いられ得ることを示す最初のデータ
である。
[0005] Another class of prodrugs exhibits selective toxicity to tumors through reductive activation that occurs in a severe hypoxic environment, a unique physiological feature of tumors. Hypoxia is an abnormally low level of oxygen that is found in most solid tumors larger than about 1 mm in diameter (Coleman 1988 J Nat Canc Inst 80, 310; Vaupel et al. Cancer Res 4
9, 6449). A hypoxic environment induces reductive events that can generate reduced derivatives of various chemical groups (Workman and Stratford 1993 Cancer and Metastasis Revie
ws, 12, 73-82). A typical bioreducing drug is the antibiotic mitomycin C (
MMC) and porphyromycin (POR), but N-oxides such as tirapazamine (Tirapazamine, TRZ) (Zeeman et al. 1986 Inst J Radiot Oncol Biol Phys 12,
1239), and quinones such as indolequinone E09 (Bailey et al. 1992 Int JR
adiot Oncol Biol Phys 22, 649), cyclopropamitosen
es) (EP-A-0868137) and mitozantrone (activated by cytochrome P450 3A4 (Patterson 1993 Cancer Metast Rev 12, 119; Patterson 1994 Biochem.
Many other compounds have been evaluated, including the tertiary amine-N-oxide analog (AQ4N) of Pharm Oncol Res 6, 533). To date, the most promising of these compounds are tirapazamine (TRZ, 3-amino-1,2,4-benzotriazine-1,4-
Dioxide). Tirapazamine is metabolized to mono-N-oxide (SR4317) and to a lesser extent the free base SR4330. Because neither the two- or four-electron reduction products are genotoxic, they are thought to involve the one-electron radical of tirapazamine rather than a stable metabolite (A. Cahill and INHWhite 1990, Carci
nogenesis, 11, 1407). It is thought that nitroxide anion free radicals are generated, which act directly on DNA and cause DNA strand breaks (JMBrown 1993 Br).
J Cancer 67, 1163). Although tirapazamine increases cell killing in hypoxic conditions, it exhibits significant levels of toxicity even at moderate oxygen tensions. This is beneficial. This is because the degree of hypoxia varies throughout the tumor, and absolutely low levels of oxygen cannot be maintained at any time. Thus, tirapazamine, for example, has a higher tumor cell killing potential than mitomycin C, which is activated only at significantly lower oxygen tensions (reviewed in JMBrown, supra). Tirapazamine is toxic because it acts on the bone marrow when used at high doses, causing myelosuppression. Therefore, current clinical use is dominated by doses that reduce toxicity, and in fact, the doses required for a pronounced therapeutic effect are close to the maximum tolerated dose (Adam et al. 1992 I
nt J Radiat Onc Biol Phys 22, 717). Early studies have shown that cytochrome P450 plays a key role in the metabolism of tirapazamine, but its role in activation and cytotoxicity has not yet been elucidated (Walton et al. Biochem Pharmacol.
44, 251). However, there is increasing evidence that P450 reductase plays a more important role. Patterson et al. (Patterson et al. 1995 Br J Cancer 72, 1144)
In a panel of breast cancer lines, the activity of P450 reductase has a range, indicating that the hypoxic toxicity of tirapazamine directly correlates with endogenous P450 reductase levels. Similar correlations were found in two bladder cancer lines (Xu et al. 1994 Br J Cancer
242). Recently, the introduction of full-length cDNA for human P450 reductase into tumor cells, and showing that overexpression of the gene for P450 reductase in tumor cells significantly increases the sensitivity to tirapazamine (TRZ), indicated that tirapazamine metabolism Formal evidence for the importance of P450 reductase in E. coli was obtained (Patterson et al. 1997 Br J Cancer 76 (10), 1338-1347). These are P4
This is the first data showing that 50 reductases can be used in gene therapy applications.

【0006】 P450およびP450レダクターゼのような正常ヒト酵素を細胞に導入することによ
るプロドラッグ活性化の増大に関するこれらの研究から、正常な哺乳動物酵素を
様々の利用可能な手法で活用し得るということがわかる。これらには、上記のGD
EPT法、VDEPT法およびADEPT手法が含まれる。一方、ex vivoで遺伝子工学的に操
作してその遺伝子を含ませた造血細胞を、酵素の送達に用いることができる(WO9
8/55607)。P450およびP450レダクターゼのようなプロドラッグ活性化酵素を腫瘍
に直接送達すると、患者に全身投与するプロドラッグの用量を低減することがで
き、よって全身毒性を低下させることができる。酵素プロドラッグ療法による手
法はすべて、正常組織と比較した場合の病気の組織におけるプロドラッグの活性
化の差異を達成することに依存する (Chenら 1996; T.Connors(前掲); Patterso
nら 1997)。
[0006] These studies of increased prodrug activation by introducing normal human enzymes, such as P450 and P450 reductase, into cells indicate that normal mammalian enzymes can be utilized in a variety of available ways. I understand. These include the above GD
EPT, VDEPT and ADEPT methods are included. On the other hand, hematopoietic cells engineered ex vivo to include the gene can be used for enzyme delivery (WO9
8/55607). Delivery of prodrug activating enzymes, such as P450 and P450 reductase, directly to tumors can reduce the dose of prodrug that is administered systemically to patients, and thus reduce systemic toxicity. All approaches with enzyme prodrug therapy rely on achieving a difference in prodrug activation in diseased tissue compared to normal tissue (Chen et al. 1996; T. Connors (supra); Patterso
n et al. 1997).

【0007】 EPT手法に天然酵素を利用することは、例えば、望ましくない免疫応答を回避 しうるので魅力的であるが、依然としてP450などのいくつかの薬物には肝臓にお
いて何らかの全身毒性を引き起こし得る薬物変換が存在するという欠点がある。
したがって、種々の異なる非ヒト酵素プロドラッグの組み合わせが探求された。
これらは、定義上、どのヒト細胞にも存在しない。よって、送達が腫瘍に特異的
である場合には、肝臓のような正常組織におけるプロドラッグ活性化から誘導さ
れる毒性の副作用はないだろう。例えば、単純ヘルペスウイルス由来のチミジン
キナーゼ酵素(HSVTk)は、プロドラッグであるガンシクロビル(GCV)をリン酸化し
てヌクレオシド類似体を製造することができ、その後、該類似体はさらに細胞キ
ナーゼによってリン酸化されてDNA合成のブロック機能を有するヌクレオチド(ガ
ンシクロビル三リン酸)を生成する(F.L.Moolten 1986 Cancer Res 46, 5276)。 このHSVTk手法はS期特異的であり、よって活発に増殖している腫瘍細胞のみを死
滅させる。したがってすべての場合に適しているわけではない。別の例には、CB
1954に関連した化合物を還元してDNA損傷代謝産物を生じさせるE.coliニトロレ ダクターゼの使用がある(Anlezarkら 1992 Biochem Pharmacol 44, 2289)。その
他多くの異なる酵素プロドラッグの組み合わせが案出されており、例えば、カル
ボキシペプチダーゼG2、ペニシリンアミダーゼ、アルカリホスファターゼ、β- ラクタマーゼおよびシトシンデアミナーゼは加水分解によってプロドラッグを活
性化しうる(Knoxら 1995 Biochem Pharmacol 49, 1641の序論、ならびにT.Conno
rs(前掲); SpringerおよびNiculescu-Duvaz 1996(前掲)に概説)。
[0007] The use of natural enzymes in the EPT approach is attractive, for example, because it can avoid unwanted immune responses, but some drugs, such as P450s, still cause some systemic toxicity in the liver The disadvantage is that there is a transformation.
Thus, a variety of different non-human enzyme prodrug combinations were sought.
These are, by definition, not present in any human cells. Thus, if the delivery is tumor specific, there would be no toxic side effects derived from prodrug activation in normal tissues such as the liver. For example, the thymidine kinase enzyme (HSVTk) from herpes simplex virus can phosphorylate the prodrug ganciclovir (GCV) to produce a nucleoside analog, which is then further phosphorylated by cellular kinases. To produce a nucleotide (ganciclovir triphosphate) having a function of blocking DNA synthesis (FLMoolten 1986 Cancer Res 46, 5276). This HSVTk approach is S-phase specific, thus killing only actively growing tumor cells. Therefore, it is not suitable in all cases. Another example is CB
There is the use of E. coli nitroreductase to reduce compounds related to 1954 to produce DNA damaging metabolites (Anlezark et al. 1992 Biochem Pharmacol 44, 2289). The combination of many different enzymes prodrug others have been devised, for example, carboxypeptidase G 2, penicillin amidase, alkaline phosphatase, beta-lactamase and cytosine deaminase capable of activating a prodrug by hydrolysis (Knox et al. 1995 Biochem Introduction to Pharmacol 49, 1641, as well as T. Conno
rs (supra); Springer and Nicolescu-Duvaz 1996 (supra).

【0008】 いくつかの要因が、現在までに記載された種々の酵素プロドラッグ治療法のす
べてを複雑化させている。異なる薬物/酵素の組み合わせおよび異なる送達様式
には特有の問題がある。ADEPTでは、例えば、酵素は細胞の外部に送達されるが 、大部分の場合、活性薬物は細胞膜を通過しなければならず、これは化学的デザ
インに制約を与える。また、この活性薬物は効果を及ぼすために腫瘍全体に拡散
しなければならない。親和性の高い抗体を用いることで生じる1つの部位での高
レベルの活性化によって、大部分の腫瘍においてプロドラッグが枯渇し、血液循
環中に活性化合物が簡単に流出し、よって効力が低下しかつ全身毒性の可能性が
増大しうる。さらに、プロドラッグの繰返し投与が必要となる。したがって、一
般的に、ADEPT法は、活性化合物を血液循環中に送達する可能性を有するので欠 陥がある。さらに、NADPHなどの細胞内補因子が酵素活性に必要な場合、代用補 因子を細胞外環境に共投与しなければならない。これが、例えば、ADEPT法にお ける細菌ニトロレダクターゼの利用を制限する(Knoxら 1995 Biochem Pharmacol 49, 1641)。VDEPT/GDEPT法は、細胞内補因子が存在する場合、有利である。な ぜなら、この酵素は細胞内においてのみ薬物を活性化し、よって酵素の血液循環
中への偶発的な放出によって全身活性化および毒性が生じることがないからであ
る。しかしながら、GDEPTおよびVDEPT法は、関連遺伝子を腫瘍中の細胞すべてに
送達することができず、これは腫瘍中の多くの細胞が死滅しないことを意味し、
それゆえ酵素の細胞内拘束が明白な欠点になる。したがってVDEPTおよびGDEPT法
では、初めに遺伝子工学的に操作された細胞を超えて細胞致死を拡大する何らか
の方法が存在することが望ましい。これは、「バイスタンダー効果(bystander e
ffect)」と呼ばれる(Freemanら 1993 Cancer Res 53, 5274)。そのような効果は
、例えば、HSV Tkで観察されており、Tk遺伝子を含む細胞のほかに多くの細胞が
死滅している。しかしながら、このメカニズムは少々議論の余地がある。なぜな
ら、活性代謝産物である高荷電トリホスフェートは、ギャップ結合を介する代謝
協同の助けがなければ細胞膜を通過することができないからである(T.Connors( 前掲)およびHamelら 1996 Cancer Res 56, 2697に概説)。事実、Tkの「バイスタ
ンダー効果」は、実際の代謝効果ではなく、偶然の、よって予測不能な免疫学的
応答の結果であり得る。バイスタンダー効果は、腫瘍でのP450によるシクロホス
ファミド活性化で観察されている。この場合、非常に毒性の高いアクレオリン(a
creolin)代謝産物がこの効果を媒介するが、比較的寿命が短いので全身毒性を引
き起こすことはない(ChenおよびWaxman 1995 Cancer Res 55, 581)。一方、隣接
する細胞は、4-ヒドロキシシクロホスファミドのような中間代謝産物を取り込み
得る。バイスタンダー効果は、アジリジン、CB1954でも観察されており、これは
DTジアホラーゼによって還元されて、または細菌ニトロレダクターゼによってか
なり高効率で還元されて、強力なアルキル化剤を生成することができるが(Knox
1988 Biochem Pharmacol 37, 4661; Bridgewater 1997 Hum Gene Therapy 8, 70
9)、これはいつでも観察されるわけではなかった(Clarkら 1997 Gene Therapy 4
, 101-110; PattersonおよびStratford, 観察結果は公表されていない)。どのバ
イスタンダー効果も、生じる活性代謝産物の濃度に比例して増大する。それゆえ
、活性代謝産物の濃度を増大させるためにプロドラッグ活性化酵素の活性を高め
ることが望ましい。
[0008] Several factors complicate all of the various enzyme prodrug therapies described to date. There are unique problems with different drug / enzyme combinations and different modes of delivery. In ADEPT, for example, the enzyme is delivered to the outside of the cell, but in most cases the active drug must cross the cell membrane, which restricts the chemical design. Also, this active drug must spread throughout the tumor to be effective. The high level of activation at one site resulting from the use of high affinity antibodies results in the depletion of the prodrug in most tumors and the easy efflux of the active compound into the circulation, thus reducing efficacy. And the potential for systemic toxicity may increase. In addition, repeated administration of the prodrug is required. Thus, in general, the ADEPT method is deficient because it has the potential to deliver the active compound into the circulation. In addition, if an intracellular cofactor such as NADPH is required for enzyme activity, a surrogate cofactor must be co-administered to the extracellular environment. This limits, for example, the use of bacterial nitroreductase in the ADEPT method (Knox et al. 1995 Biochem Pharmacol 49, 1641). The VDEPT / GDEPT method is advantageous when intracellular cofactors are present. This is because the enzyme activates the drug only intracellularly, so that accidental release of the enzyme into the blood circulation does not result in systemic activation and toxicity. However, GDEPT and VDEPT methods cannot deliver the relevant gene to all cells in the tumor, which means that many cells in the tumor do not die,
Therefore, intracellular binding of the enzyme is an obvious disadvantage. Therefore, it is desirable for the VDEPT and GDEPT methods to have some way of extending cell killing beyond cells that have been initially engineered. This is due to the `` bystander e
ffect) "(Freeman et al. 1993 Cancer Res 53, 5274). Such effects have been observed, for example, with HSV Tk, where many cells have died in addition to cells containing the Tk gene. However, this mechanism is a bit controversial. This is because the active metabolite, the highly charged triphosphate, cannot cross the cell membrane without the help of metabolic cooperation via gap junctions (T. Connors (supra) and Hamel et al. 1996 Cancer Res 56, 2697). Outlined in). In fact, the "bystander effect" of Tk may not be the actual metabolic effect, but rather the result of an accidental and thus unpredictable immunological response. Bystander effects have been observed with cyclophosphamide activation by P450 in tumors. In this case, the highly toxic acreolin (a
(creolin) metabolites mediate this effect but do not cause systemic toxicity due to their relatively short lifespan (Chen and Waxman 1995 Cancer Res 55, 581). On the other hand, neighboring cells can take up intermediate metabolites such as 4-hydroxycyclophosphamide. Bystander effects have also been observed with aziridine, CB1954,
It can be reduced by DT diaphorase or by bacterial nitroreductase with fairly high efficiency to produce powerful alkylating agents (Knox
1988 Biochem Pharmacol 37, 4661; Bridgewater 1997 Hum Gene Therapy 8, 70
9), which was not always observed (Clark et al. 1997 Gene Therapy 4).
, 101-110; Patterson and Stratford, observations not published). Any bystander effect increases in proportion to the concentration of active metabolite produced. Therefore, it is desirable to increase the activity of the prodrug activating enzyme to increase the concentration of the active metabolite.

【0009】 したがって、酵素プロドラッグ療法の魅力にもかかわらず、現在までに用いら
れている手法のそれぞれにはいくつかの欠点がある。酵素プロドラッグ療法の潜
在能力を最大にするために、効果的な標的細胞特異的細胞致死を示す送達システ
ムおよび酵素/薬物の組み合わせを用いることが重要である。好ましくは、破壊
される標的細胞の数も、最小の全身毒性を示す大きなバイスタンダー効果を創出
することによって増大させる。本発明は、これらのニーズに応えることを意図す
るものである。
Thus, despite the appeal of enzyme prodrug therapy, each of the approaches used to date has several disadvantages. To maximize the potential of enzyme prodrug therapy, it is important to use delivery systems and enzyme / drug combinations that exhibit effective target cell-specific cell killing. Preferably, the number of target cells to be destroyed is also increased by creating a large bystander effect with minimal systemic toxicity. The present invention is intended to meet these needs.

【0010】 本発明の1つの態様によれば、 a) 局在化ドメイン(ただし該局在化ドメインは腫瘍選択抗体ではない);およ
び b) 標的細胞中でプロドラッグを活性化するためのプロドラッグ活性化ドメイ ン を含む、プロドラッグ活性化剤が提供される。
According to one aspect of the present invention, a) a localization domain (where the localization domain is not a tumor selection antibody); and b) a prodrug for activating a prodrug in target cells. A prodrug activator is provided, comprising a drug activated domain.

【0011】 局在化ドメインおよびプロドラッグ活性化ドメインは、好ましくはアミノ酸配
列を含むか、またはそのようなドメインをコードする核酸配列の形態である。
[0011] The localization domain and the prodrug activation domain preferably comprise an amino acid sequence or are in the form of a nucleic acid sequence encoding such a domain.

【0012】 好ましい実施形態においては、本発明のプロドラッグ活性化剤は融合タンパク
質の形態である。タンパク質には、ペプチドおよびポリペプチドが含まれる。
[0012] In a preferred embodiment, the prodrug activator of the invention is in the form of a fusion protein. Proteins include peptides and polypeptides.

【0013】 一方、これらのドメインは共投与してもよい。共投与は、必ずしも同時投与を
意味するものではない。1つのドメインを他方のドメインの前または後に投与す
ることも可能である。
On the other hand, these domains may be co-administered. Co-administration does not necessarily mean simultaneous administration. It is also possible to administer one domain before or after the other domain.

【0014】 「標的細胞」は、単に、活性化剤が天然にもしくは標的化して、または送達シ ステムの一部がトランスフェクション能または形質導入能を有する細胞を意味す
る。
“Target cell” simply refers to a cell in which the activator is naturally or targeted, or in which a portion of the delivery system is capable of transfection or transduction.

【0015】 本発明の別の態様においては、シトクロムP450をコードする少なくとも1つの 発現可能な核酸配列を含むプロドラッグ活性化剤が提供され、ここで、その1つ
またはそれぞれの核酸配列は、1つ以上の構成的発現制御調節エレメント、また
は1つ以上の誘導的発現制御調節エレメントに機能し得るように連結されている
In another aspect of the invention, there is provided a prodrug activator comprising at least one expressible nucleic acid sequence encoding a cytochrome P450, wherein one or each nucleic acid sequence comprises 1 It is operably linked to one or more constitutive expression control regulatory elements, or one or more inducible expression control regulatory elements.

【0016】 別の実施形態においては、プロドラッグ活性化剤またはプロドラッグ活性化ド
メインを含むか、プロドラッグ活性化剤またはプロドラッグ活性化ドメインを発
現するように遺伝子工学的に操作された改変型造血幹細胞の形態である。
[0016] In another embodiment, a modified form comprising a prodrug activator or prodrug activation domain or engineered to express a prodrug activator or prodrug activation domain It is a form of hematopoietic stem cells.

【0017】 したがって、本発明の別の態様によれば、プロドラッグ活性化ドメインをコー
ドする少なくとも1つの発現可能なヌクレオチド配列を含む改変型造血幹細胞(M
HSC)を含有してなるプロドラッグ活性化剤が提供される。ここで、その1つまた
はそれぞれのヌクレオチド配列は、1つ以上の構成的発現制御調節エレメントま
たは1つ以上の誘導的発現制御調節エレメントに機能し得るように連結されてい
る。
Thus, according to another aspect of the present invention, a modified hematopoietic stem cell (M) comprising at least one expressible nucleotide sequence encoding a prodrug activation domain
A prodrug activator comprising HSC) is provided. Here, the one or each nucleotide sequence is operably linked to one or more constitutive expression control regulatory elements or one or more inducible expression control regulatory elements.

【0018】 本発明は、本発明の核酸配列を含む核酸ベクターも提供する。The present invention also provides a nucleic acid vector comprising the nucleic acid sequence of the present invention.

【0019】 本発明は、本発明の核酸配列を含むウイルスベクターも提供する。The present invention also provides a viral vector comprising the nucleic acid sequence of the present invention.

【0020】 本発明は、医薬に使用するための、本発明のプロドラッグ活性化剤、核酸ベク
ター、ウイルスベクター、または形質導入細胞も提供する。
The present invention also provides a prodrug activator, nucleic acid vector, viral vector, or transduced cell of the present invention for use in medicine.

【0021】 本発明は、医薬に使用するための、本発明のプロドラッグ活性化剤、核酸ベク
ター、ウイルスベクター、または形質導入細胞を含む医薬組成物も提供する。
The present invention also provides a pharmaceutical composition comprising a prodrug activator, nucleic acid vector, viral vector, or transduced cell of the present invention for use in medicine.

【0022】 さらなる態様においては、本発明は、癌(特に固形腫瘍)、大脳マラリア、虚血
性心疾患または慢性関節リウマチのような症状を患うヒトまたは動物患者の治療
方法、または虚血、低酸素または低グルコースを特徴とする症状の治療方法を提
供する。
In a further aspect, the invention relates to a method of treating a human or animal patient suffering from a condition such as cancer (especially solid tumors), cerebral malaria, ischemic heart disease or rheumatoid arthritis, or ischemia, hypoxia. Alternatively, there is provided a method for treating a condition characterized by low glucose.

【0023】 さらなる態様においては、本発明は、本発明の核酸配列をウイルスのゲノムに
導入することを含むウイルス株の産生方法を提供する。好ましくは、本発明の方
法は、該ゲノムと本発明のベクターとの間の相同的組換えによって核酸配列を該
ゲノムに導入することを含む。
In a further aspect, the present invention provides a method of producing a virus strain comprising introducing a nucleic acid sequence of the present invention into the genome of a virus. Preferably, the method of the invention comprises introducing a nucleic acid sequence into said genome by homologous recombination between said genome and a vector of the invention.

【0024】 さらなる態様においては、本発明は、造血株細胞(HSC)に本発明のベクターを 導入することを含む、MHSCの産生方法を提供する。[0024] In a further aspect, the present invention provides a method of producing MHSC, comprising introducing a vector of the present invention into a hematopoietic cell line (HSC).

【0025】 本発明の種々の好ましい特徴および実施形態を、添付の図面とともに非限定的
な実施例によって記載する。
Various preferred features and embodiments of the present invention are described by way of non-limiting examples in conjunction with the accompanying drawings.

【0026】図面の詳細な説明 図1Aは、P450レダクターゼ(P450R)の配列を示している。配列番号1は、mRNA
配列(部分的、GenBank受託番号:S90469)であり、配列番号2は、アミノ酸配列
を示している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG . 1A shows the sequence of P450 reductase (P450R). SEQ ID NO: 1 is an mRNA
SEQ ID NO: 2 shows the amino acid sequence (partial, GenBank accession number: S90469).

【0027】 図1Bは、P450レダクターゼの機能ドメインを示している。FIG. 1B shows the functional domains of P450 reductase.

【0028】 図2Aは、アンカーを含まないP450Rを示している。配列番号3は、コードDNA配 列を示している。配列番号4は、アミノ酸配列を示している。FIG. 2A shows P450R without anchor. SEQ ID NO: 3 shows the coding DNA sequence. SEQ ID NO: 4 shows the amino acid sequence.

【0029】 図2Bは、FADおよびNADPH結合(FN)断片を示している。このうち、配列番号5は 、コードDNA配列を示し、配列番号6は、アミノ酸配列を示している。FIG. 2B shows FAD and NADPH binding (FN) fragments. Among them, SEQ ID NO: 5 shows a coding DNA sequence, and SEQ ID NO: 6 shows an amino acid sequence.

【0030】 図3AはSV40大型T抗原NLS断片を示している。配列番号10は、コードDNA配列( 相補鎖4442−4422)を示し、配列番号11は、アミノ酸配列を示している。FIG. 3A shows the SV40 large T antigen NLS fragment. SEQ ID NO: 10 shows the coding DNA sequence (complementary strands 4442-4422), and SEQ ID NO: 11 shows the amino acid sequence.

【0031】 図3Bは、塩基性線維芽細胞増殖因子(bFGF)を示している。配列番号19は、18
kDアイソフォームに対するコードDNA配列を示し、配列番号20は、アミノ酸配列 を示している。
FIG. 3B shows basic fibroblast growth factor (bFGF). SEQ ID NO: 19 is 18
The coding DNA sequence for the kD isoform is shown, and SEQ ID NO: 20 shows the amino acid sequence.

【0032】 図3Cは、アンテナペディアホメオボックスペプチド(pAntp)を示している。 配列番号53は、ホメオボックスドメインのコード配列を示し、配列番号54は、ア
ミノ酸配列を示している。
FIG. 3C shows the Antennapedia homeobox peptide (pAntp). SEQ ID NO: 53 shows the coding sequence of the homeobox domain, SEQ ID NO: 54 shows the amino acid sequence.

【0033】 図3Dは、1型単純ヘルペスウイルス(HSV-1)のテグメントタンパク質VP-22を
示している。配列番号55は、コードDNA配列(GenBank配列X14112の相補配列1063
91〜105486)を示し、配列番号56は、アミノ酸配列を示している。
FIG. 3D shows the herpes simplex virus type 1 (HSV-1) segment protein VP-22. SEQ ID NO: 55 is a coding DNA sequence (complementary sequence 1063 of GenBank sequence X14112).
91-105486), and SEQ ID NO: 56 shows the amino acid sequence.

【0034】 図3Eは、緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa)の外毒素A(PEA)を示している。
配列番号33は、ドメインIIに対するコードDNA配列を示し、配列番号34は、アミ ノ酸配列を示している。
FIG. 3E shows exotoxin A (PEA) of Pseudomonas aeruginosa.
SEQ ID NO: 33 shows the coding DNA sequence for domain II, and SEQ ID NO: 34 shows the amino acid sequence.

【0035】 図3Fは、翻訳開始シグナルおよび分泌シグナルペプチドを有するST4に対する 一本鎖Fv断片(ScFv)を示している。配列番号25は、ST4-ScFvの翻訳開始シグナ
ルおよびシグナルペプチドに対するDNA配列を示し(WO98/55607)、配列番号27 は、アミノ酸配列を示している。
FIG. 3F shows a single-chain Fv fragment (ScFv) for ST4 with a translation initiation signal and a secretory signal peptide. SEQ ID NO: 25 shows the DNA sequence for the translation initiation signal and signal peptide of ST4-ScFv (WO98 / 55607), and SEQ ID NO: 27 shows the amino acid sequence.

【0036】 図4は、ヒトシトクロムP450 2B6を示している。配列番号45は、mRNA配列を示 し、配列番号46は、アミノ酸配列を示している。FIG. 4 shows human cytochrome P450 2B6. SEQ ID NO: 45 shows an mRNA sequence, and SEQ ID NO: 46 shows an amino acid sequence.

【0037】 図5は、IRES(内部リボソームエントリー配列)を示している。配列番号52に は、FMDV(R100) + SacI(開始)およびXhoI(終了)リンカーに由来するIRES配 列を示している。FIG. 5 shows an IRES (internal ribosome entry sequence). SEQ ID NO: 52 shows the IRES sequence derived from the FMDV (R100) + SacI (start) and XhoI (end) linkers.

【0038】 図6Aは、MLV系単一転写ユニットベクターであるPKAHREを表している。治療用 遺伝子の発現は、低酸素応答性プロモーター(3xPGK)によって制御される。プロ ドラッグ活性化酵素をコードする遺伝子は、記載のnlsLAcZ遺伝子と置換される 。FIG. 6A shows PKAHRE, an MLV-based single transcription unit vector. Expression of the therapeutic gene is controlled by a hypoxia-responsive promoter (3xPGK). The gene encoding the prodrug activating enzyme is replaced with the described nlsLAcZ gene.

【0039】 図6Bは、MLVエンハンサー(網掛け枠)の代わりにCMVエンハンサーを用いたML
V系ベクターであるCOIを示している。プロドラッグ活性化酵素をコードする遺伝
子は、Bam/Sal/HpaポリリンカーまたはStu/Xhoポリリンカーのいずれかに挿入さ
れる。このほか、各ポリリンカー中に異なる遺伝子を挿入することもできる。
FIG. 6B shows an ML using the CMV enhancer instead of the MLV enhancer (shaded frame).
The V-type vector COI is shown. The gene encoding the prodrug activating enzyme is inserted into either the Bam / Sal / Hpa polylinker or the Stu / Xho polylinker. In addition, a different gene can be inserted into each polylinker.

【0040】 図8は、多剤感受性を付与するためのレトロウィルスベクターを示している。V
P22-FNは、チラパザミンに対する増強された感受性を付与する。P450-FNは、シ クロホスファミドに対する増強された感受性を付与する。P450-FN+VP22-FNは、
マイトマイシンC、チラパザミン、およびシクロホスファミドに対する増強され た感受性を付与する。
FIG. 8 shows a retroviral vector for conferring multidrug susceptibility. V
P22-FN confers enhanced sensitivity to tirapazamine. P450-FN confers enhanced sensitivity to cyclophosphamide. P450-FN + VP22-FN is
Confers enhanced sensitivity to mitomycin C, tirapazamine, and cyclophosphamide.

【0041】プロドラッグ活性化ドメイン プロドラッグ活性化ドメインは、典型的には、プロドラッグ活性化酵素または
プロドラッグ活性化酵素の活性断片であるが、プロドラッグを活性化する任意の
ドメインであってよい。当技術分野で周知のプロドラッグ活性化酵素の数は増え
続けているが、これらはいずれも利用可能であると考えられる。好適なプロドラ
ッグ活性化酵素は、天然のものであっても遺伝子工学的に作製したものであって
もよく、具体的には、シトクロムP450、シトクロムP450レダクターゼ、チミジン
キナーゼ、ニトロレダクターゼ、シトシンデアミナーゼ、DT-ジアホラーゼ、NAD
PH:シトクロムc P450レダクターゼ、およびカルボキシ-ペプチターゼG2が挙げら
れる。
Prodrug Activation Domain The prodrug activation domain is typically a prodrug activating enzyme or an active fragment of a prodrug activating enzyme, but is any domain that activates a prodrug. Good. Although the number of prodrug activating enzymes known in the art continues to grow, it is believed that any of these may be available. Suitable prodrug activating enzymes may be natural or genetically engineered, and specifically, cytochrome P450, cytochrome P450 reductase, thymidine kinase, nitroreductase, cytosine deaminase, DT-diaphorase, NAD
PH: Cytochrome c P450 reductase, and carboxy - peptidases G 2 and the like.

【0042】 プロドラッグ活性化酵素は、癌の治療のために腫瘍部位へ送達することが可能
である。いずれの場合においても、患者を治療する際には、適切なプロドラッグ
活性化酵素と組み合わせて、好適なプロドラッグが使用される。適切なプロドラ
ッグは、ベクターと一緒に投与される。プロドラッグとしては、例えば、エトポ
シドホスフェート(アルカリ性ホスファターゼとの併用、Senterら 1988 Proc N
atl Acad Sci 85: 4842-4846);5-フルオロシトシン(シトシンデアミナーゼと
の併用、 Mullenら 1994 Cancer Res 54: 1503-1506);ドキソルビシン-N-p- ヒドロキシフェノキシアセトアミド(ペニシリン-V-アミターゼとの併用、Kerr ら 1990 Cancer Immunol Immunother 31: 202-206);パラ-N-ビス(2-クロロエ チル)アミノベンゾイルグルタメート(カルボキシペプチダーゼG2との併用); セファロスポリンナイトロジェンマスタードカルバメート(β-ラクタマーゼと の併用);SR4233(P410レダクターゼとの併用);ガンシクロビル(HSVチミジ ンキナーゼとの併用、Borrelliら 1988 Proc Natl Acad Sci 85: 7572-7576);
マスタードプロドラッグとニトロレダクターゼとの併用(Friedlosら 1997 J Me
d Chem 40: 1270-1275);およびシクロホスファミド(P450との併用、Chenら 1
996 Cancer Res 56: 1331-1340)が挙げられる。
The prodrug activating enzyme can be delivered to a tumor site for the treatment of cancer. In each case, when treating the patient, a suitable prodrug is used in combination with the appropriate prodrug activating enzyme. Appropriate prodrugs are administered together with the vector. Prodrugs include, for example, etoposide phosphate (in combination with alkaline phosphatase, Senter et al. 1988 Proc N
atl Acad Sci 85: 4842-4846); 5-fluorocytosine (in combination with cytosine deaminase; Mullen et al. 1994 Cancer Res 54: 1503-1506); doxorubicin-Np-hydroxyphenoxyacetamide (in combination with penicillin-V-amidase) Kerr et al. 1990 Cancer Immunol Immunother 31: 202-206); para-N-bis (2-chloroethyl) aminobenzoylglutamate (in combination with carboxypeptidase G2); cephalosporin nitrogen mustard carbamate (in combination with β-lactamase) ); SR4233 (in combination with P410 reductase); ganciclovir (in combination with HSV thymidine kinase, Borrelli et al. 1988 Proc Natl Acad Sci 85: 7572-7576);
Combination of mustard prodrug and nitroreductase (Friedlos et al. 1997 J Me
d Chem 40: 1270-1275); and cyclophosphamide (in combination with P450, Chen et al. 1
996 Cancer Res 56: 1331-1340).

【0043】 本発明に使用するための好適なプロドラッグ活性化酵素としては、例えば、5-
フルオロ-ウラシルプロドラッグであるカプセタビン(capcetabine)およびフルツ
ロンを活性化するチミジンホスホリラーゼ;ガンシクロビルを活性化する単純ヘ
ルペスウイルス由来のチミジンキナーゼ;シクロホスファミドのようなプロドラ
ッグを活性化してDNA損傷剤に変化させるシトクロムP450;5-フルオロシトシン を活性化するシトシンデアミナーゼが挙げられる。好ましくは、ヒト由来の酵素
を使用する。
Suitable prodrug activating enzymes for use in the present invention include, for example, 5-
Thymidine phosphorylase, which activates the fluoro-uracil prodrugs capcetabine and fluturon; thymidine kinase from herpes simplex virus, which activates ganciclovir; Cytochrome P450 to alter; cytosine deaminase to activate 5-fluorocytosine. Preferably, a human-derived enzyme is used.

【0044】 先に述べたように、好ましくは、これはプロドラッグ活性化酵素の形態である
。患者の治療に使用されるプロドラッグ活性化酵素は、適切なプロドラッグと組
み合わせて投与されるであろう。
As mentioned above, preferably this is in the form of a prodrug activating enzyme. The prodrug activating enzyme used to treat the patient will be administered in combination with a suitable prodrug.

【0045】 好ましくは、酵素は、シトクロムP450またはシトクロムP450レダクターゼであ
る。
[0045] Preferably, the enzyme is cytochrome P450 or cytochrome P450 reductase.

【0046】 シトクロムP450は、膜結合ヘムチオレートタンパク質のスーパーファミリーで
あり(Nelsonら 1996 Pharmacogenetics 6: 1-42)、原核生物および真核生物の
両方に存在する。これらの酵素がシトクロムと命名されているのは、それらが還
元条件下で一酸化炭素と複合体を形成して約450nmに吸収極大を生じるからであ る。細胞内では、これらの酵素は、小胞体(ミクロソーム)またはミトコンドリ
アのいずれかで検出される。これらは、ステロイドホルモンの代謝、薬剤の不活
性化、毒素/生体異物の解毒、更に、食品添加剤、環境汚染物質、発癌物質、そ
の他の天然または合成薬品の酸化に関与する重要なモノオキシゲナーゼである。
また、シトクロムP450の中には、更に、イソメラーゼ、レダクターゼ、デヒドラ
ーゼ、一酸化窒素シンターゼ、またはエステラーゼの活性を有するものもある(
Rendic & Di Carlo 1997 Drug Metab Rev 29 :413-580を参照のこと)。
[0046] Cytochrome P450 is a superfamily of membrane-bound hemethiolate proteins (Nelson et al. 1996 Pharmacogenetics 6: 1-42) and is present in both prokaryotes and eukaryotes. These enzymes are named cytochromes because they form a complex with carbon monoxide under reducing conditions to produce an absorption maximum at about 450 nm. In cells, these enzymes are detected in either the endoplasmic reticulum (microsomes) or mitochondria. These are important monooxygenases involved in the metabolism of steroid hormones, inactivation of drugs, detoxification of toxins / xenobiotics, and also in the oxidation of food additives, environmental pollutants, carcinogens and other natural or synthetic drugs. is there.
Some cytochrome P450s also have isomerase, reductase, dehydrase, nitric oxide synthase, or esterase activity (
Rendic & Di Carlo 1997 Drug Metab Rev 29: 413-580).

【0047】 シトクロムP450は、電子伝達系の末端オキシダーゼであり、その酵素作用は、
NADPHのような還元型ピリジンヌクレオチドからの2電子供与を必要とする。この
電子伝達過程には、P450と、その酸化還元パートナー(フラビンタンパク質)で
あるNADPH依存性シトクロムP450オキシドレダクターゼおよびシトクロムb5との 相互作用が必要である。還元型シトクロムP450は、酸素およびその基質に結合す
る。その際、この酵素は、基質への一方の酸素原子の導入および水への他方の酸
素原子の導入を触媒する。典型的な酵素反応の1つは、P450による基質へのヒド
ロキシル基の導入であり、例えば、シトクロムP450 2B6によるシクロホスファミ
ドの4-ヒドロキシル化が挙げられる。更に、シトクロムP450タンパク質の発現お
よび酵素活性を、特定の生体異物、有機基質、または薬剤によって、誘発または
阻害することができる。具体例としては、バルビツレートによるCYP2Bアイソフ ォームの誘導が挙げられる。
[0047] Cytochrome P450 is a terminal oxidase of the electron transfer system, and its enzymatic action is
Requires two-electron donation from reduced pyridine nucleotides such as NADPH. This electron transfer process, and P450, are necessary interaction with NADPH-dependent cytochrome P450 oxidoreductase and cytochrome b 5 is the redox partner (flavoprotein). Reduced cytochrome P450 binds oxygen and its substrate. In doing so, the enzyme catalyzes the introduction of one oxygen atom into the substrate and the other oxygen atom into water. One typical enzymatic reaction is the introduction of a hydroxyl group to a substrate by P450, for example, 4-hydroxylation of cyclophosphamide by cytochrome P450 2B6. In addition, the expression and enzymatic activity of cytochrome P450 proteins can be induced or inhibited by certain xenobiotics, organic substrates, or drugs. A specific example is induction of the CYP2B isoform by barbiturate.

【0048】 この酵素の定義には、次のものが含まれる: モノオキシゲナーゼ ヘムチオレート 天然では膜に関連したもの 酵素活性に電子伝達系が必要であるもの 分子酸素を必要とするもの 本明細書中で使用されているシトクロムP450という用語には、哺乳動物シトク
ロムP450遺伝子、例えば、P450 2B1、P450 2B6、P450 2A6、P450 2C6、P450 2C8
、P450 2C9、P450 2C11、P450 3A4が含まれる。これらの遺伝子はそれぞれ、抗 癌剤であるシクロホスファミドまたはイホスファミドの活性化に関連付けされて
いる。
The definition of this enzyme includes: monooxygenase hemethiolate, which is naturally associated with the membrane, which requires an electron transfer system for enzyme activity, which requires molecular oxygen, as used herein. The term cytochrome P450 as used includes mammalian cytochrome P450 genes, e.g., P450 2B1, P450 2B6, P450 2A6, P450 2C6, P450 2C8.
, P450 2C9, P450 2C11, and P450 3A4. Each of these genes has been linked to the activation of the anticancer drug cyclophosphamide or ifosfamide.

【0049】改良されたP450ベース酵素のプロドラッグ療法のためのP450突然変異体の生成 シトクロムP450の酵素活性は、ランダムな部位特異的突然変異誘発または定方
向進化により改良することができる。部位特異的突然変異誘発を行うためには、
アミノ酸置換がシトクロムP450の構造および機能に及ぼす影響について十分に理
解しなければならない。これとは対照的に、P450に関するこうした先立つ知識は
、定方向進化にはそれほど重要でない。更に、有益な突然変異の出現頻度は、一
般に、有害な突然変異と比較して低い。有益な突然変異を組み合わせて改良され
た遺伝子を得るためには、組換えと選択のサイクルを何度も繰り返す必要がある
と考えられる。この場合、1ラウンドあたり、1回の有益な突然変異ではなく複
数回の有益な突然変異が起こる可能性があり、従って、定方向進化(特に、DNA シャッフリング)の方が、ランダムな突然変異誘発よりも優れている。それでも
、どちらのアプローチを採用するにしても、何百万という異なる突然変異体のラ
イブラリーから優れた突然変異体を得るには、強力で効率的な選択またはスクリ
ーニングの方法が必要である。
Generation of P450 Mutants for Improved P450-based Enzyme Prodrug Therapy The enzymatic activity of cytochrome P450 can be improved by random site-directed mutagenesis or directed evolution. To perform site-directed mutagenesis,
The impact of amino acid substitutions on cytochrome P450 structure and function must be well understood. In contrast, this prior knowledge of P450 is less important for directed evolution. Furthermore, the frequency of beneficial mutations is generally low compared to deleterious mutations. It may be necessary to repeat the recombination and selection cycle many times in order to combine the beneficial mutations to obtain an improved gene. In this case, multiple beneficial mutations may occur per round instead of one, and directed evolution (especially DNA shuffling) is more likely to be random mutagenesis. Better than. Nevertheless, regardless of which approach is taken, obtaining excellent mutants from a library of millions of different mutants requires a powerful and efficient method of selection or screening.

【0050】 定方向進化は、ランダムオリゴヌクレオチド突然変異誘発(Horwitz & Loeb 19
86 PNAS 83:7405-9)、化学的突然変異誘発(Sweasy & Loeb 1993 PNAS 90:4626-3
0)、誤りがちのPCR(Cadwell & Joyce 1994 PCR Methods Appl. 3:S136-40)、ま たはDNAシャッフリング(Stemmer 1994a Nature 370:389-91; Zhao & Arnold 199
7 PNAS 94:7997-8000)により行うことができる。これらの方法ではいずれも、細
菌または哺乳動物細胞の環境で選択またはスクリーニングを行うために発現ベク
ター中に連結させることのできるDNAインサートのライブラリーが得られる。し かしながら、DNAシャッフリング以外の方法は、操作可能なDNAインサートのサイ
ズによる制約を受ける。1つの典型的な研究によると、1kbの断片は大きすぎて 誤りのあるPCRを引き起こすことができないが、DNAシャッフリングでは、2.7kb までのサイズのDNA断片を再構築可能であることが判明した(Stemmer 1994b PNAS
91: 10747-51)。
Directed evolution involves random oligonucleotide mutagenesis (Horwitz & Loeb 19
86 PNAS 83: 7405-9), chemical mutagenesis (Sweasy & Loeb 1993 PNAS 90: 4626-3)
0), error-prone PCR (Cadwell & Joyce 1994 PCR Methods Appl. 3: S136-40), or DNA shuffling (Stemmer 1994a Nature 370: 389-91; Zhao & Arnold 199).
7 PNAS 94: 7997-8000). All of these methods result in libraries of DNA inserts that can be ligated into expression vectors for selection or screening in a bacterial or mammalian cell environment. However, methods other than DNA shuffling are limited by the size of the operable DNA insert. One typical study found that a 1 kb fragment was too large to cause erroneous PCR, but that DNA shuffling could reconstruct DNA fragments up to 2.7 kb in size ( Stemmer 1994b PNAS
91: 10747-51).

【0051】 ほとんどのP450のコード配列は1kbよりも大きいので、P450の遺伝子改良を行 うためには、DNAシャッフリングが適切な方法である。Stemmerの方法(Stemmer 1
994a Nature 370:389-91; Stemmer 1994b PNAS 91: 10747-51)を用いて、関連P4
50コード配列を、DNase Iによってランダムに断片化する。10〜50bp長の断片を プールし精製する。DNAポリメラーゼの存在下でプライマーを用いずに熱サイク ルを繰り返すことによって、これらの断片のオーバーラップ伸長を行う。次いで
、特異的5'-および3'-プライマーの存在下でPCRを行うと、完全長遺伝子が得ら れる。またこのプロセスにおいて、ポリメラーゼによって点突然変異が導入され
る。あるいは、Arnoldの付着伸長法(StEP, Zhaoら 1998 Nat Biotechnol 16:258
-61)を利用することもできる。関連P450コード配列は変性され、所定の5'-およ び3'-プライマーによって伸長開始される。そして該プライマーは、DNAポリメラ
ーゼにより触媒されて非常に短い伸長がなされる。これらの伸長されたプライマ
ーは、熱により鋳型から分離され、その後、再び、鋳型にランダムにアニールさ
れる。変性およびアニーリング/伸長の各サイクルにおいて、伸長断片の中には
、異なる鋳型にランダムにアニールし(鋳型交換)、その結果、組換え体の生成
につながるものもある。この組換えサイクルは、完全長遺伝子が生成するまで繰
り返される。
Since most P450 coding sequences are larger than 1 kb, DNA shuffling is an appropriate method for gene modification of P450. Stemmer Method (Stemmer 1
994a Nature 370: 389-91; Stemmer 1994b PNAS 91: 10747-51)
The 50 coding sequence is randomly fragmented by DNase I. Pool and purify the 10-50 bp fragment. Overlap extension of these fragments is performed by repeated thermal cycles without primers in the presence of DNA polymerase. Subsequently, PCR is performed in the presence of the specific 5'- and 3'-primers to obtain the full-length gene. Also in this process, point mutations are introduced by the polymerase. Alternatively, Arnold's attachment extension method (StEP, Zhao et al. 1998 Nat Biotechnol 16: 258
-61) can also be used. The relevant P450 coding sequence is denatured and extension initiated by the given 5'- and 3'-primers. The primer is then catalyzed by DNA polymerase and undergoes very short extension. These extended primers are separated from the template by heat, and then again randomly annealed to the template. In each denaturation and annealing / extension cycle, some of the extension fragments will randomly anneal to different templates (template exchange), resulting in the production of recombinants. This recombination cycle is repeated until a full-length gene is generated.

【0052】 より小規模での例として、オキサアザホスホリン(例えば、シクロホスファミ
ド)を代謝できることが知られている関連ヒトP450アイソフォームのコードDNA 配列をシャッフルすることにより、このプロドラッグに対するより望ましい酵素
を得ることが可能である。この例としては、CYP2A6(Yamanoら 1990 Biochemistr
y 29:1322-9 & Genbank受託番号M33316)、CYP2B6(Yamanoら 1989 Biochemistry
28:7340-8 & Genbank受託番号M29874)、CYP2C8(Okinoら. 1987 J Biol Chem. 26
2: 16072-9 & Genbank受託番号M17397)、CYP2C9(Romkesら 1991 Biochemistry 3
0: 3247-3255;正誤表 1993 Biochemistry 32:1390 & Genbank受託番号M61855 または M61857)、CYP2C18(Goldsteinら 1991 Biochemistry 30, 3247-3255 & Ge
nbank受託番号M61856)、CYP2C19(Romkesら 1991 Biochemistry 30: 3247-3255; 正誤表 1993 Biochemistry 32:1390 & Genbank受託番号M61854)、CYP3A4(Gonzal
ezら 1988 DNA 7: 79-86 & Genbank受託番号M18907; Beauneら 1986 Proc. Natl
. Acad. Sci. U.S.A. 83: 8064-8068 & Genbank受託番号M14096; Spurr 1989 Hu
m. Genet. 81:171-4 & Genbank受託番号X12387; Borkら 1989 J. Biol. Chem. 2
64: 910-919 & Genbank受託番号J04449)が挙げられる。
As a smaller example, shuffling the coding DNA sequence of a related human P450 isoform known to be capable of metabolizing oxaazaphosphorins (eg, cyclophosphamide) provides a means for this prodrug. It is possible to obtain more desirable enzymes. Examples of this include CYP2A6 (Yamano et al. 1990 Biochemistr
y 29: 1322-9 & Genbank accession number M33316), CYP2B6 (Yamano et al. 1989 Biochemistry
28: 7340-8 & Genbank accession number M29874), CYP2C8 (Okino et al. 1987 J Biol Chem. 26
2: 16072-9 & Genbank accession number M17397), CYP2C9 (Romkes et al. 1991 Biochemistry 3).
0: 3247-3255; Errata 1993 Biochemistry 32: 1390 & Genbank accession number M61855 or M61857), CYP2C18 (Goldstein et al. 1991 Biochemistry 30, 3247-3255 & Ge
nbank accession number M61856), CYP2C19 (Romkes et al. 1991 Biochemistry 30: 3247-3255; errata 1993 Biochemistry 32: 1390 & Genbank accession number M61854), CYP3A4 (Gonzal
ez et al. 1988 DNA 7: 79-86 & Genbank accession number M18907; Beaune et al. 1986 Proc. Natl
Acad. Sci. USA 83: 8064-8068 & Genbank accession number M14096; Spurr 1989 Hu.
m. Genet. 81: 171-4 & Genbank accession number X12387; Bork et al. 1989 J. Biol. Chem. 2
64: 910-919 & Genbank accession number J04449).

【0053】 より大規模なアプローチとして、哺乳動物P450の2つ以上のサブファミリーを シャッフルすることにより、シクロホスファミドまたは他の関連プロドラッグに
対する改良された酵素を得ることができる。この例としては、ラットCYP2A1(Mat
sunaga 1990 Biochemistry 29: 1329-41 & Genbank受託番号M33312)、マウスCYP
2A4(Squires および Negishi 1988 J. Biol. Chem. 263: 4166-71 & Genbank受 託番号M19319)、ヒトCYP2A6、ウサギCYP2A10(Pengら 1993 J. Biol. Chem. 268:
17253-60 & Genbank受託番号L10236)、ラットCYP2B1(Fujii-Kuriyamaら 1982 P
roc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 79:2793-7 & Genbank受託番号J00719)、ウサギC
YP2B4(Gasserら 1988 Mol. Pharmacol. 33: 22-30 & Genbank受託番号M20856)、
ヒトCYP2B6、マウスCYP2B9(Noshiro 1988 Biochemistry 27: 6434-6443 & Genba
nk受託番号M21855)、イヌCYP2B11(Gravesら 1990 Arch. Biochem. Biophys. 281
: 106-115 & Genbank受託番号M92447)、ウサギCYP2C1(Leightonら 1984 Biochem
istry 23: 204-210 & Genbank受託番号K01521)、ヒトCYP2C8、ヒトCYP2C9、ラッ
トCYP2C11(Yoshiokaら 1987 J. Biol. Chem. 262:1706-11 & Genbank受託番号U3
3173またはJ02657)、ヒトCYP2C18、ヒトCYP2C19、モンキーCYP2C20(Komoriら 19
92 Biochim. Biophys. Acta 1171: 141-6 & Genbank受託番号S53046)、ハムスタ
ーCYP2C25(Sakumaら 1994 Mol.Pharmacol. 45:228-36 & Genbank受託番号X63022
)、マウスCYP2C29(Matsunagaら 1994 Biochim. Biophys. Acta 1184: 299-301 &
Genbank受託番号D17674)、ヤギCYP2C31(Zeilmakerら 1994 Biochem. Biophys.
Res. Commun. 200: 120-5 & Genbank受託番号X76502)、ブタCYP2C42 (Nissenら
1998 Anim. Genet. 29:7-11 & Genbank受託番号Z93098)、ラットCYP3A1(Gonzale
zら 1985 J. Biol. Chem. 260: 7435-7441& Genbank受託番号M10161)、ヒトCYP3
A3(Molowaら 1986 Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 83:5311-5 & Genbank受託番
号D00003)、ヒトCYP3A4、ヒトCYP3A5、ヒトCYP3A7(Komori ら J.1989 Biochem. 105: 161-3 & Genbank受託番号D00408)、モンキーCYP3A8(Komori ら 1992 Bio
chim. Biophys. Acta 1171: 141-6 & Genbank受託番号S53047)、およびイヌCYP3
A12(Ciaccio ら 1991 Biochim. Biophys. Acta 1088: 319-322 & Genbank受託番
号X54915)が挙げられる。しかしながら、上記のアイソフォームのいくつかは、 オキサアザホスホリンを代謝する能力が、依然として不明である。
As a larger approach, improved enzymes for cyclophosphamide or other related prodrugs can be obtained by shuffling two or more subfamilies of mammalian P450s. An example of this is rat CYP2A1 (Mat
sunaga 1990 Biochemistry 29: 1329-41 & Genbank accession number M33312), mouse CYP
2A4 (Squires and Negishi 1988 J. Biol. Chem. 263: 4166-71 & Genbank accession number M19319), human CYP2A6, rabbit CYP2A10 (Peng et al. 1993 J. Biol. Chem. 268:
17253-60 & Genbank accession number L10236), rat CYP2B1 (Fujii-Kuriyama et al. 1982 P
roc. Natl. Acad. Sci. USA 79: 2793-7 & Genbank accession number J00719), rabbit C
YP2B4 (Gasser et al. 1988 Mol. Pharmacol. 33: 22-30 & Genbank accession number M20856),
Human CYP2B6, mouse CYP2B9 (Noshiro 1988 Biochemistry 27: 6434-6443 & Genba
nk accession number M21855), dog CYP2B11 (Graves et al. 1990 Arch.Biochem.Biophys. 281
: 106-115 & Genbank accession number M92447), rabbit CYP2C1 (Leighton et al. 1984 Biochem
istry 23: 204-210 & Genbank accession number K01521), human CYP2C8, human CYP2C9, rat CYP2C11 (Yoshioka et al. 1987 J. Biol. Chem. 262: 1706-11 & Genbank accession number U3
3173 or J02657), human CYP2C18, human CYP2C19, monkey CYP2C20 (Komori et al. 19
Acta 1171: 141-6 & Genbank accession number S53046), hamster CYP2C25 (Sakuma et al. 1994 Mol. Pharmacol. 45: 228-36 & Genbank accession number X63022)
), Mouse CYP2C29 (Matsunaga et al. 1994 Biochim. Biophys. Acta 1184: 299-301 &
Genbank accession number D17674), goat CYP2C31 (Zeilmaker et al. 1994 Biochem. Biophys.
Res. Commun. 200: 120-5 & Genbank accession number X76502), pig CYP2C42 (Nissen et al.
1998 Anim.Genet. 29: 7-11 & Genbank accession number Z93098), rat CYP3A1 (Gonzale
1985 J. Biol. Chem. 260: 7435-7441 & Genbank accession number M10161), human CYP3
A3 (Molowa et al. 1986 Proc. Natl.Acad.Sci. USA 83: 5311-5 & Genbank Accession No. No.D00408), monkey CYP3A8 (Komori et al. 1992 Bio
chim. Biophys. Acta 1171: 141-6 & Genbank accession number S53047), and dog CYP3
A12 (Ciaccio et al. 1991 Biochim. Biophys. Acta 1088: 319-322 & Genbank accession number X54915). However, the ability of some of the above isoforms to metabolize oxaazaphosphorins remains unknown.

【0054】局在化ドメイン 細胞内局在化ドメイン 第1の実施形態において、局在化ドメインは、細胞内局在化ドメインである。 Localization Domain Intracellular Localization Domain In the first embodiment, the localization domain is an intracellular localization domain.

【0055】 細胞内局在化ドメインは、プロドラッグ活性化ドメインを細胞内の部位と結び
付ける働きをし、この働きによりプロドラッグ活性化ドメインの効力を増大させ
る。この結果、必要なプロドラッグの用量が減少し、治療指数が増大する。
The intracellular localization domain serves to link the prodrug activation domain to a site in the cell, thereby increasing the efficacy of the prodrug activation domain. As a result, the required dose of prodrug is reduced and the therapeutic index is increased.

【0056】 この好ましい実施形態において、標的細胞中の標的部位は、活性化されたプロ
ドラッグが作用する細胞内の部位である。従って、融合蛋白質は、プロドラッグ
活性化ドメインを標的細胞中の適合位置まで送達する。このため、活性化された
プロドラッグの効力が改良される。
In this preferred embodiment, the target site in the target cell is the site in the cell where the activated prodrug acts. Thus, the fusion protein delivers the prodrug activation domain to a compatible location in the target cell. This improves the potency of the activated prodrug.

【0057】 細胞内局在化ドメインは、典型的には、オルガネラのような細胞中の部位に優
先的にまたは特異的に結合することのできるペプチドまたはポリペプチドである
。例えば、細胞内局在化ドメインは、核膜やミトコンドリア膜のような細胞内の
膜中に特異的結合パートナーを有するものであり得る。あるいは、またはこれに
加えて、細胞内局在化ドメインは、標的細胞内のオルガネラ(例えば、核または
ミトコンドリア)によって特異的に取り込まれるものであり得る。この場合、細
胞内局在化ドメインは、好ましくは、核局在化ドメインである。本発明に使用す
るのに好適な核局在化ドメインとしては、SV40大型T抗原、ヌクレオプラスミン 、c-mycに由来する核局在化シグナルが挙げられる。
An intracellular localization domain is typically a peptide or polypeptide that can bind preferentially or specifically to a site in a cell, such as an organelle. For example, an intracellular localization domain can have a specific binding partner in an intracellular membrane, such as a nuclear or mitochondrial membrane. Alternatively, or in addition, the intracellular localization domain may be one that is specifically taken up by an organelle (eg, nucleus or mitochondria) in the target cell. In this case, the intracellular localization domain is preferably a nuclear localization domain. Suitable nuclear localization domains for use in the present invention include nuclear localization signals derived from SV40 large T antigen, nucleoplasmin, c-myc.

【0058】 活性プロドラッグの効力は、細胞中の作用部位における活性代謝産物の濃度に
比例すると考えられる。活性化合物の多くは、腫瘍細胞のDNAに直接作用するこ とによって、毒作用を引き起こす。フリーラジカルは、活性化チラパザミン(TPZ
)を用いた場合と同様にDNA鎖の切断を引き起こすが(Cahill および White 前掲
)、CP、マイトマイシンC、およびCB1954のようなアルキル化剤は、DNAを架橋し
て複製時の切断を引き起こす(Blighら 1990, Cancer Res. 50, 7789; Knoxら 19
88, Biochem. Pharmacol. 37, 4661)。これらの化合物のいくつかは半減期が短 いため、活性化酵素のいくつかは核中に見出されるのではないかと推定された(J
.M. Brown 前掲)。実際に、シトクロムP450活性およびP450レダクターゼ活性の 両方を核画分中で検出することができる(Cahill and White 前掲; Friedmanら 1
989 Biochem. Pharmacol. 38, 3075)。我々は、完全長P450レダクターゼcDNAを 標的細胞に導入するとP450レダクターゼタンパク質が細胞質中の小胞体(ER)に局
在化されることを示した[A.V. Patterson 1997 前掲、図1]。このタンパク質は 、ER膜アンカー配列を有しており、通常、この部位で見出される(G.C.M Smithら
1994 Proc. Natl. Acad. Sci 91, 8710)。この酵素の活性部分は、サイトゾル 中に突出するため、ERにおいて活性化代謝産物が生成するであろう。また、この
場合、これらの活性化代謝産物は、核中に自然に受動的に拡散するはずである。
ERアンカー配列が欠失しても、タンパク質のフォールディングが阻害されること
はなく、補因子との結合能力や電子供与能力が阻害されることもない(Smithら 前掲)。P450レダクターゼは、天然ではERの膜関連成分であるが、標的部位にお けるプロドラッグの毒性の局所的活性化を増大させるべく、この酵素を核および
クロマチンに再ターゲッティングできると我々は考えた。従って、好ましい実施
形態において、細胞内局在化ドメインは、核関連ドメインである。DNAへの代謝 産物の送達を強化するための最初のステップは、P450レダクターゼを核にターゲ
ッティングすることである。核中へのタンパク質の輸送を媒介する多種多様なペ
プチドシグナルが同定されている(E.A. Nigg 1997, Nature 386, 779に概説され
ている)。例えば、限定されるものではないが、以下のタンパク質中に核局在化 シグナルが同定された。
The potency of an active prodrug will be proportional to the concentration of the active metabolite at the site of action in the cell. Many active compounds cause toxic effects by acting directly on the DNA of tumor cells. Free radicals are activated tirapazamine (TPZ
) Causes DNA strand breaks as in (Cahill and White, supra), but alkylating agents such as CP, mitomycin C, and CB1954 crosslink DNA and cause breakage during replication (Bligh 1990, Cancer Res. 50, 7789; Knox et al. 19
88, Biochem. Pharmacol. 37, 4661). Due to the short half-life of some of these compounds, it was speculated that some of the activating enzymes might be found in the nucleus (J
.M. Brown supra). Indeed, both cytochrome P450 and P450 reductase activity can be detected in nuclear fractions (Cahill and White, supra; Friedman et al. 1).
989 Biochem. Pharmacol. 38, 3075). We have shown that transduction of full-length P450 reductase cDNA into target cells localizes the P450 reductase protein to the endoplasmic reticulum (ER) in the cytoplasm [AV Patterson 1997, supra, FIG. 1]. This protein has an ER membrane anchor sequence and is usually found at this site (GCM Smith et al.
1994 Proc. Natl. Acad. Sci 91, 8710). The active portion of this enzyme will protrude into the cytosol, so that activated metabolites will be generated in the ER. Also, in this case, these activated metabolites should naturally and passively diffuse into the nucleus.
Deletion of the ER anchor sequence does not inhibit protein folding, nor does it impair the ability to bind to cofactors and the ability to donate electrons (Smith et al., Supra). Although P450 reductase is naturally a membrane-associated component of the ER, we thought that it could be retargeted to the nucleus and chromatin to increase the local activation of prodrug toxicity at the target site. Thus, in a preferred embodiment, the intracellular localization domain is a nuclear-associated domain. The first step to enhance the delivery of metabolites to DNA is to target P450 reductase to the nucleus. A wide variety of peptide signals have been identified that mediate the transport of proteins into the nucleus (reviewed in EA Nigg 1997, Nature 386, 779). For example, nuclear localization signals have been identified in, but not limited to, the following proteins:

【0059】 SV40大型T抗原:PKKKRKV ヌクレオプラスミン:KRPAATKKAGQAKKKK c-myc:PAAKRVKLD [シグナルは、従来の単一文字によるアミノ酸コードで表されている。] P450レダクターゼのERアンカー配列(残基1〜60として規定されている:T.D.
Porterら 1990, Biochem 29, 9814)を除去することにより、該アンカーを含ま ないP450レダクターゼ(alP450レダクターゼ)が得られる。アンカーを核局在化シ
グナル(NLS)で置換すると、P450レダクターゼは、もはや、ERに局在化されるこ とはなく、主に、核中で見出される。更に、P450レダクターゼの核中局所濃度を
増大させれば、チラパザミン(TPZ)による細胞殺傷に対する感度は増大する。こ の誘導体は、NLS-alP450レダクターゼと称されている。
SV40 large T antigen: PKKKRKV nucleoplasmin: KRPAATKKAGQAKKKK c-myc: PAAKRVKLD [Signal is represented by conventional single letter amino acid code. ER anchor sequence for P450 reductase (defined as residues 1-60: TD
Removal of Porter et al. 1990, Biochem 29, 9814) yields P450 reductase without the anchor (alP450 reductase). When the anchor is replaced with a nuclear localization signal (NLS), P450 reductase is no longer localized to the ER and is found primarily in the nucleus. Furthermore, increasing the local concentration of P450 reductase in the nucleus increases the sensitivity to cell killing by tirapazamine (TPZ). This derivative is called NLS-alP450 reductase.

【0060】 P450レダクターゼ遺伝子は、遺伝子のエキソン構造に対応する機能性ドメイン
中に組織化されていることが明らかにされた。特に、FMN、FAD、およびNADPHに 結合するドメインが同定された(T.D. Porterら 1990 Biochem. 29, 9814)。これ
らのドメインは、構造的および機能的に分離されているので、タンパク質断片と
して発現させることができるとともに、依然としてそれらの個々の補因子と結合
することができる。例えば、残基242〜677に及ぶペプチドはFADおよびNADPHに結
合し、更に、このドメイン(FN断片)が、一連の1電子受容体に電子を伝達するこ
とができることが明らかにされた(Smithら 前掲)。核へのターゲッティング効率
を増大させるために、外来性電子受容体への電子伝達に関与する活性領域だけを
含むFN断片を使用する。この核ターゲッティングシグナルを、P450レダクターゼ
の残基242〜677に融合させる。こうして得られるより小さなタンパク質は、核へ
の接近が容易である。このほかの利点として、FMNやP450への伝達による電子の 消失がないので、外来性電子受容体への伝達が可能になる。更なる利点として、
サイズがより小さいので、容量の制約がある特定のGDV(例えば、レトロウイル スベクター)中に他の遺伝子を導入できる余地が生まれる。この誘導体は、NLS-
FNと称されている。
The P450 reductase gene was shown to be organized in a functional domain corresponding to the exon structure of the gene. In particular, domains that bind to FMN, FAD, and NADPH have been identified (TD Porter et al. 1990 Biochem. 29, 9814). Because these domains are structurally and functionally separated, they can be expressed as protein fragments and still associate with their individual cofactors. For example, peptides ranging from residues 242 to 677 bind to FAD and NADPH, and furthermore, this domain (FN fragment) has been shown to be able to transfer electrons to a series of one-electron receptors (Smith et al.). Supra). To increase the efficiency of targeting to the nucleus, an FN fragment containing only the active region involved in electron transfer to the foreign electron acceptor is used. This nuclear targeting signal is fused to residues 242 to 677 of P450 reductase. The smaller proteins thus obtained have easier access to the nucleus. Another advantage is that there is no loss of electrons due to transfer to FMN or P450, so transfer to foreign electron acceptors is possible. As a further advantage,
The smaller size allows room for the transfer of other genes into certain GDVs (eg, retroviral vectors) that have limited capacity. This derivative is NLS-
It is called FN.

【0061】 P450レダクターゼは荷電分子であり、リシンやアルギニンに富んだ領域を含む
(E.A. Shephardら 1992, Arch. Biochem. BioPhys., 294, 168)。この正電荷は 、核中に保持する上で有利であり、更に、DNAへのタンパク質の配置も可能にす る。しかしながら、核中への保持およびクロマチンへの局在化を最適化するため
に、更に、他の融合を考えることもできる。こうした融合の例としては、転写因
子、高速移動群タンパク質、核膜タンパク質、または所望の核局在化能を有する
任意のタンパク質との融合が挙げられる。
P450 reductase is a charged molecule and contains a lysine and arginine rich region
(EA Shephard et al. 1992, Arch. Biochem. BioPhys., 294, 168). This positive charge is advantageous in retaining it in the nucleus, and also allows for the placement of proteins in DNA. However, in order to optimize the retention in the nucleus and the localization to chromatin, further fusions are also conceivable. Examples of such fusions include fusion with a transcription factor, a fast-moving group protein, a nuclear membrane protein, or any protein with the desired nuclear localization ability.

【0062】経細胞局在化ドメイン 第2の実施形態において、局在化ドメインは、経細胞局在化ドメインである。Transcellular Localization Domain In the second embodiment, the localization domain is a transcellular localization domain.

【0063】 この態様では、局在化ドメインは、プロドラッグ活性化ドメインを隣接細胞に
送達し、処置可能な細胞の数を増大させる。活性化細胞外へのプロドラッグ作用
の拡大は、「バイスタンダー」効果と呼ばれる。こうした処置は、活性代謝産物
を隣接細胞に拡散させることによって、既に行われている。この手法には、2つ
の大きな欠点がある。すなわち、代謝産物が同時に全身に送達されるため、全身
が毒に晒される危険があること、および細胞間輸送の際に代謝産物が希釈される
ことである。本発明は、活性代謝産物の膜透過性が低いプロドラッグ、例えば、
チミジンキナーゼやシトシンデアミナーゼにより生成されるヌクレオチド類似体
、シトクロムP450代謝により生成されるナイトロジェンマスタード、P450レダク
ターゼにより生成されるチラパザミンラジカルを用いる場合に特に有用である。
このようなプロドラッグにおいて有用であるのは、代謝産物ではなく活性化酵素
を膜通過させるからである。有用な経細胞活性化ドメインとしては、ショウジョ
ウバエアンテナペディアホメオボックスペプチドの第3ヘリックスドメイン、単
純ヘルペスウイルスVP22タンパク質、塩基性線維芽細胞増殖因子(bFGF/FGF2)、 分泌1本鎖抗体(s.scFv)、および緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa)外毒素(PE
A)のような毒素由来膜貫通輸送シグナルが挙げられる。このほか、カポージ線 維芽細胞増殖因子や転写因子kBのような膜移行配列(membrane translocating se
quence)も有用である。
In this aspect, the localization domain delivers the prodrug activation domain to neighboring cells and increases the number of cells that can be treated. The spread of prodrug action outside the activated cells is called the "bystander" effect. Such treatment has already been done by spreading active metabolites to neighboring cells. This approach has two major disadvantages. That is, because the metabolites are delivered to the whole body at the same time, there is a risk that the whole body will be exposed to the poison, and that the metabolites will be diluted during the transport between cells. The present invention relates to prodrugs with low membrane permeability of active metabolites, for example,
It is particularly useful when using nucleotide analogs produced by thymidine kinase or cytosine deaminase, nitrogen mustard produced by cytochrome P450 metabolism, and tirapazamine radical produced by P450 reductase.
Such prodrugs are useful because they allow the activating enzyme, but not the metabolite, to cross the membrane. Useful transcellular activation domains include the third helix domain of Drosophila antennapedia homeobox peptide, herpes simplex virus VP22 protein, basic fibroblast growth factor (bFGF / FGF2), secreted single chain antibody (s.scFv ), And Pseudomonas aeruginosa exotoxin (PE
Toxin-derived transmembrane transport signals such as A). In addition, membrane translocating sequences such as Kaposi fibroblast growth factor and transcription factor kB.
quence) is also useful.

【0064】 チラパザミン(TPZ)の活性代謝産物は、バイスタンダー効果が制限されるほど 十分に不安定である。このため、多数の細胞が遺伝子を収容できない可能性のあ
るVDEPT法やGDEPT法では、この酵素の効力は損なわれる。チラパザミン(TPZ)の ような薬剤のバイスタンダー効果を増大させるために、我々は、以前から行われ
てきたような代謝産物の分配を行う代わりに、酵素を標的組織全体にわたって分
配するための新規な手法を考案した。この目的を達成するために、ER膜アンカー
の代わりに、細胞からのエクスポートおよび隣接細胞中へのインポートを可能に
する経細胞ターゲッティングシグナル(TTS)を用いる。1実施形態において、TSS
はまた、標的細胞特異性を付与する。
The active metabolite of tirapazamine (TPZ) is unstable enough to limit bystander effects. For this reason, the efficacy of this enzyme is impaired by the VDEPT method or GDEPT method, in which many cells may not be able to accommodate the gene. To increase the bystander effect of drugs such as tirapazamine (TPZ), we have developed a novel method for distributing enzymes across target tissues, instead of doing the metabolite distribution as previously done. A method was devised. To this end, a transcellular targeting signal (TTS) is used instead of the ER membrane anchor, which allows export from cells and import into neighboring cells. In one embodiment, the TSS
Also confers target cell specificity.

【0065】 エクスポート/インポートすなわち経細胞ターゲッティングシグナル(TSS)は 、多種多様な生体系から得られるが、必ずしも、エクスポート/インポートを媒
介する機構に機械的に関連付けられている必要はない。
The export / import or transcellular targeting signal (TSS) can be obtained from a wide variety of biological systems, but need not necessarily be mechanically linked to the mechanism that mediates export / import.

【0066】 好適なTTSとしては、例えば、以下のものが挙げられる。Suitable TTSs include, for example, the following:

【0067】 ・塩基性線維芽細胞増殖因子(bFGFまたはFGF2):古典的分泌シグナル配列が欠損
しているのもかかわらず、この因子は多くの細胞中で分泌される。bFGF受容体は
、多くの腫瘍タイプでアップレギュレートされ、bFGFとの相互作用により、リガ
ンドおよびそれに連結された任意の巨大分子を迅速に内部に取り込ませる[Baldi
n et al 1990 EMBO J. 9, 1511; Sosnowski et al 1996, J. Biol. Chem. 271,
33647,およびその中で引用されている文献]。bFGFがP450レダクターゼまたはFAD
/NADPH断片に融合すると、エクスポートされてFGF受容体をディスプレイする任 意の細胞により取り込まれるタンパク質が形成される。この複合体は、核中に輸
送される。古典的分泌シグナルやNLSのような他のシグナルを追加して、任意の 産生細胞からの効率的なエクスポートおよび任意の標的細胞中での効率的な核イ
ンポートを保証することができる。これらの誘導体は、bFGF-P450RおよびbFGF-F
Nである。
Basic fibroblast growth factor (bFGF or FGF2): This factor is secreted in many cells, despite the lack of the classic secretory signal sequence. The bFGF receptor is up-regulated in many tumor types and interacts with bFGF to rapidly internalize the ligand and any macromolecules linked to it [Baldi
n et al 1990 EMBO J. 9, 1511; Sosnowski et al 1996, J. Biol. Chem. 271,
33647, and references cited therein]. bFGF is P450 reductase or FAD
Fusion to the / NADPH fragment forms a protein that is exported and taken up by any cell that displays the FGF receptor. This complex is transported into the nucleus. Other signals such as classical secretion signals and NLS can be added to ensure efficient export from any producer cell and efficient nuclear import in any target cell. These derivatives include bFGF-P450R and bFGF-F
N.

【0068】 ・pAntp:これは、ショウジョウバエアンテナペディアタンパク質の第3エキソ ン中に含まれるホメオボックスドメインに対応する60アミノ酸ポリペプチドであ
る。これは、細胞を透過して核に移行する性質を有する(Joliot et al 1991 Pro
c. Nat. Acad. Sci., 88, 1864)。pAntp由来のより小さなペプチドもインポート
活性を有しているので、融合タンパク質は内部に取り込まれる可能性がある(Der
ossi et al 1994, J. Biol. Chem. 269, 1044)。このペプチドが細胞から如何に
してうまくエクスポートされるかは明確になっていないため、融合体中に古典的
分泌シグナルが導入される。ショウジョウバエアンテナペディアタンパク質のホ
メオボックスドメインからのエクスポートを媒介し、隣接細胞の核中へのインポ
ートを媒介すべく、アンカーを含まないP450レダクターゼを分泌シグナル配列に
融合させる。これらの誘導体は、Ant-P450およびAnt-FNである。
• pAntp: This is a 60 amino acid polypeptide corresponding to the homeobox domain contained in the third exon of the Drosophila antennapedia protein. It has the property of penetrating cells and translocating to the nucleus (Joliot et al 1991 Pro).
c. Nat. Acad. Sci., 88, 1864). Because smaller peptides from pAntp also have import activity, the fusion protein may be internalized (Der
ossi et al 1994, J. Biol. Chem. 269, 1044). Since it is unclear how successful this peptide is exported from the cell, a classical secretion signal is introduced into the fusion. An anchor-free P450 reductase is fused to a secretory signal sequence to mediate export of the Drosophila antennapedia protein from the homeobox domain and mediate import into the nucleus of adjacent cells. These derivatives are Ant-P450 and Ant-FN.

【0069】 ・単純ヘルペスウイルス由来のVP22タンパク質:これは301aaビリオン構造タン パク質である。このタンパク質は、天然で、感染細胞からエクスポートされ、隣
接細胞にインポートされ、更に、核中に移動してクロマチンに合体される。VP22
に融合されたタンパク質も、同様に、エクスポート/インポートされて、所定の
位置に配置される。[Elliott and O'Hare 1997; WO97/05265] アンカーを含ま ないP450レダクターゼをVP22に融合させると、融合タンパク質は隣接細胞の核に
分配される。これらの誘導体は、VP-P450レダクターゼおよびVP-FNである。好ま
しくは、VP22ドメインとP450レダクターゼドメインとを、可撓性のリンカーで分
離する(Somia et al、後述)。
• VP22 protein from herpes simplex virus: This is a 301 aa virion structural protein. This protein is naturally exported from infected cells, imported into neighboring cells, and further translocated into the nucleus and incorporated into chromatin. VP22
Is similarly exported / imported and placed in a predetermined position. [Elliott and O'Hare 1997; WO97 / 05265] When P450 reductase without anchor is fused to VP22, the fusion protein is distributed to the nucleus of adjacent cells. These derivatives are VP-P450 reductase and VP-FN. Preferably, the VP22 domain and the P450 reductase domain are separated by a flexible linker (Somia et al, infra).

【0070】 ・トランスロケーションドメイン(II)をコードする末端切断型緑膿菌(Pseudomo
nas aeruginosa)外毒素A(PEA)(I. Pastan and D. Fitzgerald 1991 Science
, 254, 1173; J. Hwang et al 1987, Cell, 48, 129):トランスロケーション ドメインは、1本鎖抗体のようなターゲッティングリガンド(好ましくは、腫瘍
細胞特異的抗原を認識するリガンド)(例えば、S.I. Chen et al 1997 Nature,
385, 78およびその中で引用されている文献)およびNLS-alP450レダクターゼに
融合させる。この融合タンパク質は、分泌されると、腫瘍細胞表面に合体して転
座を起こし、細胞中にインポートされる。これらの誘導体は、PEA-5T4-P450レダ
クターゼおよび5T4-PEA-FNである。具体的には、ターゲッティングリガンドは、
腫瘍胎児性抗原5T4を指向する1本鎖抗体であるが、任意のscFv、例えば、HER-2
に対するscFvなどを用いることが可能である(J.K. Batra et al 1992, Proc Nat
l Acad Sci 89, 5867)。本発明は、必ずしも、1本鎖抗体の使用に限定されるも
のではなく、2本鎖抗体Fabドメインを用いることが好ましい場合もある。
Truncated Pseudomonas aeruginosa (Pseudomo) encoding translocation domain (II)
nas aeruginosa) Exotoxin A (PEA) (I. Pastan and D. Fitzgerald 1991 Science)
254, 1173; J. Hwang et al 1987, Cell, 48, 129): A translocation domain is a targeting ligand such as a single-chain antibody, preferably a ligand that recognizes a tumor cell-specific antigen (eg, SI Chen et al 1997 Nature,
385, 78 and references cited therein) and NLS-alP450 reductase. When secreted, the fusion protein coalesces on the tumor cell surface, undergoes translocation, and is imported into the cell. These derivatives are PEA-5T4-P450 reductase and 5T4-PEA-FN. Specifically, the targeting ligand is
A single chain antibody directed against the oncofetal antigen 5T4, but with any scFv, eg, HER-2
It is possible to use scFv or the like (JK Batra et al 1992, Proc Nat
l Acad Sci 89, 5867). The present invention is not necessarily limited to the use of single-chain antibodies, and it may be preferable to use double-chain antibody Fab domains.

【0071】 ・合成または天然の膜移行配列(MTS):もう1つの好適な経細胞ターゲッティン グドメインは、シグナルペプチドの疎水性領域であり、一般に、膜移行配列(MTS
)と呼ばれている。これらは、多くの天然の遺伝子中に見出されているが(例え ば、転写因子kB、カポージ線維芽細胞増殖因子)、MTS機能をもたせるべく選択 された合成のペプチドであってもよい。これらのMTSは、生きている細胞中に短 いペプチドを送達するための担体として使用することができる(例えば、Lin et
al 1995, 細胞膜透過性モチーフおよび核局在化配列を含有する合成ペプチドに よる転写因子NG-kBの核トランスロケーションの阻害、J. Biol. Chem 270, 1425
5)。このようなペプチドは、ペプチドのN末端またはC末端に配置することができ
、全長タンパク質をトランスロケーションする能力を有することが示されている (例えば、Rojas et al 1998, 細胞膜透過性を有する融合タンパク質の遺伝子工
学的産生, Nature Biotechnology, 16, 370)。例えば、カポージ線維芽細胞増殖
因子MTSは、グルタチオン-S-トランスフェラーゼをコードする細菌酵素に融合さ
れた。MTS-酵素タンパク質をE. coli中で発現したところ、精製されたタンパク 質は、マウス細胞中に容易に取り込まれることが分かった。
• Synthetic or natural membrane translocation sequence (MTS): Another suitable transcellular targeting domain is the hydrophobic region of the signal peptide, generally a membrane translocation sequence (MTS).
)is called. These are found in many naturally occurring genes (eg, transcription factor kB, kaposi fibroblast growth factor), but may also be synthetic peptides selected to have MTS function. These MTSs can be used as carriers to deliver short peptides into living cells (e.g., Lin et.
al 1995, Inhibition of nuclear translocation of transcription factor NG-kB by synthetic peptides containing a cell-penetrating motif and a nuclear localization sequence, J. Biol. Chem 270, 1425
Five). Such peptides can be located at the N-terminus or C-terminus of the peptide and have been shown to have the ability to translocate full-length proteins (e.g., Rojas et al 1998, fusion proteins with cell membrane permeability). Engineering production of Nature, Biotechnology, 16, 370). For example, Kaposi fibroblast growth factor MTS has been fused to a bacterial enzyme encoding glutathione-S-transferase. Expression of the MTS-enzyme protein in E. coli showed that the purified protein was readily incorporated into mouse cells.

【0072】 次に、遺伝子治療用途におけるMTSの使用法について説明する。MTSは、P450レ
ダクターゼやニトロレダクターゼのようなプロドラッグ活性化酵素の全体または
その活性部分に融合されて、好ましくは、産生細胞から分泌されうる酵素の誘導
体、例えば、5T4scFv融合タンパク質に変換される。こうして得られる融合タン パク質は、周囲の細胞によって取り込まれ、結果として、プロドラッグを活性化
できる細胞の数が増大する。分泌シグナルは、必ずしも、scFvのようなターゲッ
ティングリガンドに関連付ける必要はなく、任意の好適な分泌シグナル配列を使
用することができる。分泌シグナルを付加すると、細胞が天然でタンパク質を放
出できない場合、または細胞が細胞死の結果としてタンパク質を放出できない場
合、産生細胞から融合タンパク質を放出することができる。
Next, the use of MTS in gene therapy applications will be described. MTS is fused to all or an active part of a prodrug activating enzyme such as P450 reductase or nitroreductase, and is preferably converted to a derivative of an enzyme that can be secreted from a producer cell, for example, a 5T4scFv fusion protein. The resulting fusion protein is taken up by surrounding cells, resulting in an increase in the number of cells that can activate the prodrug. The secretion signal need not necessarily be associated with a targeting ligand, such as a scFv, and any suitable secretion signal sequence can be used. The addition of a secretion signal can release the fusion protein from the producing cell if the cell cannot release the protein naturally or if the cell cannot release the protein as a result of cell death.

【0073】生化学関連ドメイン 第3の実施形態において、局在化ドメインは生化学関連ドメインである。生化
学関連ドメインとは、1つのプロドラッグ活性化ドメインの産物が別のプロドラ
ッグ活性化ドメインに送達される場合の、第2のプロドラッグ活性化ドメインを
意味する。好ましい1実施形態において、この追加のドメインは第1の酵素の産
物が直接第2の酵素に送達される場合の、もう1つの酵素とすることができる。
これによって、核および細胞貫通の標的化と関係がある場合とない場合の生化学
的連携が達成される。生化学的連携の1例は、シトクロムP450およびNADPHシト クロムレダクターゼがプロドラッグの代謝に関与する場合である。P450レダクタ
ーゼはシトクロムP450に電子を供与し、生化学的反応は近接化によって強化され
る。この2つのタンパク質を融合させることによって近接化を増大させることが
でき、それによって隣接するタンパク質ドメインへの電子の転移の効果が強化さ
れる。これは例えばシクロホスファミドの活性化にとって有用である。これは過
剰のシトクロムP450の供給によって強化することができる(例えば、Chenら、19
96,Cancer res.56,1331;特許公開番号 WO96/04789)が、これらの酵素が等モル 比の場合であっても、P450レダクターゼによって、シトクロムP450活性にとって
は最適以下のものであることが知られている割合に制限される(例えば、G.Trua
nら、1993 Gene,125,49)。P450レダクターゼとの生化学的連携によるシトクロ ムP450の活性の強化が細菌系について記載されている(A.Parikhら、1997,Natur
e Biotechnology,15,784)が、遺伝子治療についての提案はされていない。
[0073] In Biochemistry related domains third embodiment, the localization domain is the biochemical related domains. Biochemistry-related domain refers to a second prodrug activation domain when the product of one prodrug activation domain is delivered to another prodrug activation domain. In one preferred embodiment, this additional domain can be another enzyme when the product of the first enzyme is delivered directly to the second enzyme.
This achieves biochemical coordination with and without nuclear and cell penetration targeting. One example of a biochemical association is where cytochrome P450 and NADPH cytochrome reductase are involved in prodrug metabolism. P450 reductase donates electrons to cytochrome P450, and biochemical reactions are enhanced by proximity. The fusion can be increased by fusing the two proteins, thereby enhancing the effect of electron transfer to the adjacent protein domain. This is useful, for example, for the activation of cyclophosphamide. This can be enhanced by the supply of excess cytochrome P450 (eg, Chen et al., 19
96, Cancer res. 56,1331; Patent Publication No. WO 96/04789), it is known that P450 reductase is suboptimal for cytochrome P450 activity even when these enzymes are in equimolar ratio. Is limited to the percentage that is
n et al., 1993 Gene, 125, 49). Enhancement of cytochrome P450 activity by biochemical cooperation with P450 reductase has been described for bacterial systems (A. Parikh et al., 1997, Natur).
e Biotechnology, 15,784), but there is no proposal for gene therapy.

【0074】 形質転換に関与するプロドラッグ活性化ドメインに応じてある種のプロドラッ
グが別の産物に代謝されるか、またはプロドラッグ活性化ドメインの組合せによ
って、あるプロドラッグの代謝が可能になることがある。例えば、P450およびP4
50レダクターゼの両方がTirapazamineの低酸素毒性に寄与することの証拠がいく
つかある(Waltonら、1992 前掲書、J.M.Brown ip.cit.)。同様に、シクロホス
ファミドを水酸化するP450の能力はP450レダクターゼからの電子の移動如何にか
かっており、両酵素の活性の上昇がプロドラッグの代謝を強化し得ることを示唆
している。我々はプロドラッグ活性化ドメインの組合せによって1以上のプロド
ラッグの毒性能力を最高にすることができることを示す。この組合せの配置は特
定のプロドラッグの組合せによって指定されることになる。例示として、以下に
多数の配置について概説する。
Certain prodrugs are metabolized to another product depending on the prodrug activation domain involved in the transformation, or a combination of prodrug activation domains allows metabolism of one prodrug Sometimes. For example, P450 and P4
There is some evidence that both 50 reductases contribute to the hypoxic toxicity of Tirapazamine (Walton et al., 1992 supra, JMBrown ip.cit.). Similarly, the ability of P450 to hydroxylate cyclophosphamide depends on the transfer of electrons from P450 reductase, suggesting that increased activity of both enzymes may enhance prodrug metabolism. We show that the combination of prodrug activation domains can maximize the toxic potential of one or more prodrugs. The arrangement of this combination will be specified by the particular prodrug combination. By way of example, a number of arrangements are outlined below.

【0075】 P450のコード領域をP450レダクターゼのコード領域または上に概説したような
P450Rの誘導体の1つに融合させる。シトクロムP450およびP450レ ダクターゼ間
の融合については以前に記載があるが、本明細書に記載する特定のコード配列に
ついては記載がなく、また遺伝子治療への応用の関係でも記載されたことはない
(Blakeら、1996 FEBS Lett 397:210;P450レダクターゼに融合さ せたシトクロ
ムP450 3A4、M.S.Shetら、1993 Proc.Natl.Acad.Sci.90,11748;酵母P450レダク
ターゼに融合させたラットシトクロムP4501A1、T.Sakakaら、1994 Cytochrome P
450 8th Int.conference Ed.M.C.Lechner pp429-432;Chunら、1996 Arch Bio
chem Biophys 330:48)。融合物中のタンパク質の近接化がP450への 電子の転移
を強化し、それによってシクロホスファミドなどのプロドラッグの代謝が増強さ
れる。
[0075] The P450 coding region may be a P450 reductase coding region or as outlined above.
Fused to one of the derivatives of P450R. Although fusions between cytochrome P450 and P450 reductase have been described previously, none of the specific coding sequences described herein have been described, nor have they been described in the context of gene therapy applications ( Blake et al., 1996 FEBS Lett 397: 210; cytochrome P450 3A4 fused to P450 reductase, MSShet et al., 1993 Proc. Natl. Acad. Sci. 90, 11748; rat cytochrome P4501A1, fused to yeast P450 reductase. Sakaka et al., 1994 Cytochrome P
450 8 th Int.conference Ed.MCLechner pp429-432; Chun et al., 1996 Arch Bio
chem Biophys 330: 48). Proximalization of the protein in the fusion enhances the transfer of electrons to P450, thereby enhancing the metabolism of prodrugs such as cyclophosphamide.

【0076】 生化学関連ドメインはマクロファージの形態でもよい。この実施形態において
は、マクロファージがプロドラッグを活性化する酵素を発現することになる。
The biochemistry-related domain may be in the form of a macrophage. In this embodiment, the macrophages will express the enzyme that activates the prodrug.

【0077】 上に示したように、P450がP450レダクターゼに近接していることが好ましい。
今回我々はP450レダクターゼがヒトマクロファージ中に存在することを発見した
。今回我々はP450がマクロファージ中では発現されないことを発見したが、マク
ロファージを操作してP450を発現させることができることをも発見した。さらに
、そのような操作したマクロファージを使用してシクロホスファミドなどのプロ
ドラッグを活性化することができることを示した。プロドラッグのその他の例は
本明細書中の別の部分に示されている。
[0077] As indicated above, it is preferred that P450 is in close proximity to P450 reductase.
Here we have discovered that P450 reductase is present in human macrophages. Here we have found that P450 is not expressed in macrophages, but also found that macrophages can be engineered to express P450. Furthermore, it has been shown that such engineered macrophages can be used to activate prodrugs such as cyclophosphamide. Other examples of prodrugs are provided elsewhere herein.

【0078】 好ましくは、マクロファージを操作して、プロドラッグ活性化酵素をコードす
る遺伝子を構成的に、あるいは調節的に発現させる。好適なプロモーターの例は
サイトメガロウイルス CMVプロモーターおよび低酸素応答エレメント(HRE )で
ある。ただし、その他のプロモーターを使用してもよく、それらは当業者が知る
ことができる。
Preferably, the macrophages are engineered to constitutively or regulatedly express the gene encoding the prodrug activating enzyme. Examples of suitable promoters are the cytomegalovirus CMV promoter and the hypoxia response element (HRE). However, other promoters may be used and those skilled in the art will know.

【0079】 マクロファージによって発現させることができるプロドラッグ活性化剤はP450
に限定されない。シトシンデアミナーゼなどのその他のプロドラッグ活性化剤を
使用することもできる。こうした薬剤は当業者が知ることができる。
The prodrug activator that can be expressed by macrophages is P450
It is not limited to. Other prodrug activators such as cytosine deaminase can also be used. Such agents are known to those skilled in the art.

【0080】 本発明の特に好ましい実施形態において、P450を発現する能力があるマクロフ
ァージが提供される。好ましくはP450はCYP2B6である。好ましくはp450はCMVプ ロモーターの制御下にある。こうしたプロドラッグ活性化剤をプロドラッグであ
るシクロホスファミドと組合せて、治療において使用することができる。
In a particularly preferred embodiment of the present invention, there is provided a macrophage capable of expressing P450. Preferably, P450 is CYP2B6. Preferably, p450 is under the control of a CMV promoter. These prodrug activators can be used in therapy in combination with the prodrug cyclophosphamide.

【0081】 後に記載するように、マクロファージを送達の1方法として使用することもで
きる。
As described below, macrophages can also be used as one method of delivery.

【0082】化学関連ドメイン 第4の実施形態において、局在化ドメインは化学関連ドメインである。化学関
連ドメインとは、プロドラッグ活性化ドメインの活性のための条件を最適化する
ように、細胞内の化学的環境を変更するドメインを意味する。例えば、ある種の
プロドラッグの生物還元的活性化は低酸素環境に依存する。活性化が分子酸素に
よって逆行する、Tirapazamineなどの薬剤がある(J.M.Brown Br.J.Cancer 1993
,67,1163、の総説)。TirapazamineはP450レダクターゼなどのNADPH依存性レダ クターゼによって活性化される。本発明においては、Tirapazamineの生物還元の
ための条件にとって好都合になるように、細胞から分子酸素を減少させるため、
別のタンパク質をさらに使用する。1例はP450RへのシトクロムP450酵素の補充
である。シトクロムP450はモノオキシゲナーゼであり、分子酸素を還元すること
によって、Tirapazamineを活性化するP450レダクターゼのための低酸素環境を増
強する。P450レダクターゼによるシトクロムP450の活性の強化は微生物系におい
て提案されているが、シトクロムP450によるP450レダクターゼの活性の強化はど
んな分野でも以前には提案されていない。
Chemically Related Domains In a fourth embodiment, the localization domain is a chemical related domain. By chemical-related domain is meant a domain that alters the intracellular chemical environment so as to optimize conditions for the activity of the prodrug activation domain. For example, the bioreductive activation of certain prodrugs depends on a hypoxic environment. There are drugs such as Tirapazamine, whose activation is reversed by molecular oxygen (JMBrown Br. J. Cancer 1993
, 67, 1163). Tirapazamine is activated by NADPH-dependent reductases such as P450 reductase. In the present invention, in order to reduce molecular oxygen from the cells, in order to favor the conditions for the bioreduction of Tirapazamine,
Another protein is further used. One case is the supplementation of cytochrome P450 enzyme to P450R.
It is. Cytochrome P450 is a monooxygenase that enhances the hypoxic environment for P450 reductase that activates Tirapazamine by reducing molecular oxygen. Enhancement of cytochrome P450 activity by P450 reductase has been proposed in microbial systems, but enhancement of P450 reductase activity by cytochrome P450 has not previously been proposed in any field.

【0083】 化学関連ドメインを細胞内、細胞貫通または生物関連ドメインと協同させて使
用することもできる。
The chemical-related domains can also be used in conjunction with intracellular, cell-penetrating or biological-related domains.

【0084】 我々は、P450が分子酸素を利用することから、低酸素環境の維持を支援するこ
とによって、Tirapazamine(TPZ)およびMMCなどの薬剤の活性化をさらに増強す
るためにこれを使用することができることを提案する。マウスにシクロホスファ
ミドをTirapazamineと共に同時投与すると腫瘍細胞殺傷力が強化されることが示
されている(S.A.Holdenら、1992,J.Nat.Canc.Inst 84,187)。何らかの理論に よって制約するつもりではないが、これは上記の増強の概念のin vivoでの発見 の1つであると考えられる。ここで我々は、シトクロムP450およびP450レダクタ
ーゼの同時投与の結果、Tirapazamineに対する細胞の感受性が強化されることを
示す。シトクロムP450とP450レダクターゼの組合せのさらに別の利点はシクロホ
スファミドおよびTirapazamineによる組合せ薬剤治療での有用性があることであ
る。プロドラッグ活性化酵素および誘導体のその他の組合せには以下のものがあ
る:例えば、CP活性化およびTirapazamine活性化を増強するため、融合タンパク
質450FNをP450レダクターゼまたは誘導体と共発現させることができる。その他
の薬剤の組合せとして、マイトマイシンCおよびTirapazamineが含まれる。
We will use P450s to utilize molecular oxygen to further enhance the activation of drugs such as Tirapazamine (TPZ) and MMC by assisting in maintaining a hypoxic environment. Suggest that you can. Co-administration of cyclophosphamide with Tirapazamine to mice has been shown to enhance tumor cell killing (SAHolden et al., 1992, J. Nat. Canc. Inst 84, 187). Without intending to be bound by any theory, this is believed to be one of the in vivo discoveries of the concept of enhancement described above. Here we show that co-administration of cytochrome P450 and P450 reductase results in enhanced sensitivity of cells to Tirapazamine. Yet another advantage of the combination of cytochrome P450 and P450 reductase is its utility in combination drug treatment with cyclophosphamide and Tirapazamine. Other combinations of prodrug activating enzymes and derivatives include the following: For example, the fusion protein 450FN can be co-expressed with a P450 reductase or derivative to enhance CP and Tirapazamine activation. Other
Drug combinations include mitomycin C and Tirapazamine.

【0085】ミトコンドリア関連 ミトコンドリアDNA(mt-DNA)はDNA付加物形成に対して高度に感受性な標的で
ある。mt-DNAゲノムはほとんど重複していない、機能し得る必須のコード配列で
飽和されており(94.4%)、mt-DNAの損傷は核DNAの損傷よりも潜在的に細胞毒 性が強い。なぜならば、重要なコード領域中に損害が生じる確率がはるかに大き
いからである。さらに、mt-DNAは攻撃からDNAを保護するためのヒストンを持た ないので、活性な代謝物またはラジカルを産生する鎖断裂剤によるアルキル化に
対して高度に感受性である。ミトコンドリアはMMCなどの薬剤のための重要な標 的であることが示された(Pritsosら、1997 Oncol Res 6-7,333)。
Mitochondrial-associated mitochondrial DNA (mt-DNA) is a highly sensitive target for DNA adduct formation. The mt-DNA genome is saturated (94.4%) with barely overlapping, functional, essential coding sequences, and mt-DNA damage is potentially more cytotoxic than nuclear DNA damage. This is because the probability of causing damage in important code areas is much greater. In addition, mt-DNA is highly susceptible to alkylation by chain scissors that produce active metabolites or radicals because it does not have histones to protect the DNA from attack. Mitochondria has been shown to be an important target for drugs such as MMC (Pritsos et al., 1997 Oncol Res 6-7,333).

【0086】 アポトーシス応答におけるミトコンドリアに関する中心的な役割については、
証拠によっても指摘されている(Henkart and Grinstein 1996 J Exp Med 183,1
293;Papa and Skulachev 1996;Decaudinら、1998 Int J Oncol 12,141)。核 のアポトーシス状態以前にミトコンドリアの機能および構造の変更が先行する(
Petitら、1997 Mol Cell Biochem 174,185)。これには、正常では膜間腔に隔離
されているプロテアーゼ様のアポトーシス誘導性タンパク質の放出が関与してい
るものと見られる。これはその内膜中のいわゆる透過性遷移孔の開放に起因する
ミトコンドリアの膨潤によるミトコンドリア膜の破壊に応答して、放出される。
決定的なことに、活性酸素類(ROS)のレベルの増加がミトコンドリアの開孔 を
誘導することが知られている(Skulachev 1996 FEBS Lett 397,7;Susinら、199
7)。
For a central role for mitochondria in the apoptotic response,
Evidence also points out (Henkart and Grinstein 1996 J Exp Med 183,1
293; Papa and Skulachev 1996; Decaudin et al., 1998 Int J Oncol 12, 141). Changes in mitochondrial function and structure precede the apoptotic state of the nucleus (
Petit et al., 1997 Mol Cell Biochem 174,185). This appears to involve the release of protease-like apoptosis-inducing proteins normally sequestered in the intermembrane space. It is released in response to disruption of the mitochondrial membrane by mitochondrial swelling due to the opening of so-called permeable transition pores in its inner membrane.
Definitively, increasing levels of reactive oxygen species (ROS) are known to induce mitochondrial porosity (Skulachev 1996 FEBS Lett 397,7; Susin et al., 199).
7).

【0087】 プロドラッグ活性化酵素をミトコンドリアに標的化することによって、細胞に
対するプロドラッグの毒性を増大させ、そしてアポトーシス応答経路を刺激する
ことを意図している。
By targeting the prodrug activating enzyme to mitochondria, it is intended to increase the toxicity of the prodrug to cells and stimulate the apoptotic response pathway.

【0088】 プロドラッグ代謝物のミトコンドリアDNAへの送達を強化するための第1ステ ップは、プロドラッグ活性化酵素をミトコンドリア内にインポートすることであ
る。ミトコンドリアへのインポート経路は十分記載されている。ミトコンドリア
タンパク質はアミノ末端のプレ配列を含有するプレタンパク質前駆体として合成
される。こうしたアミノ末端エクステンションを持たないタンパク質でミトコン
ドリアに局在化するものはほとんどない。これらのプレ配列は必要であり、場合
によってはインポートのためにこれで十分である(Verner and Schatz 1988 Sci
ence 241,1307;Fenton 1995 Amer J Human Genetics 57,235)。プレ配列は一
次配列の相同性は欠失しているが、塩基性およびヒドロキシル化アミノ酸の両方
が富化され、酸性アミノ酸および長鎖疎水性部分の両方を欠失しているので、両
親媒性αヘリックスおよびβシートコンホメーションを形成することができる。
本発明においては、ミトコンドリアインポートシグナルをコードするDNA配列を
プロドラッグ活性化酵素のためのコード配列に融合させる。好適なインポート配
列はVerner and Schatz 1988およびFenton 1995に記載されている。融合タンパ ク質を標的細胞中で発現させて、その融合タンパク質をミトコンドリア内にイン
ポートする。
The first step to enhance the delivery of prodrug metabolites to mitochondrial DNA is to import the prodrug activating enzyme into mitochondria. The import pathway to mitochondria is well documented. Mitochondrial proteins are synthesized as preprotein precursors containing an amino-terminal presequence. Few proteins without these amino-terminal extensions are localized in mitochondria. These presequences are necessary and in some cases this is sufficient for import (Verner and Schatz 1988 Sci.
ence 241,1307; Fenton 1995 Amer J Human Genetics 57,235). Pre-array is one
Although the homology of the following sequence is deleted, both the basic and hydroxylated amino acids are enriched, and both the acidic amino acids and the long chain hydrophobic portion are deleted, so that the amphipathic α helix and Beta sheet conformation can be formed.
In the present invention, the DNA sequence encoding the mitochondrial import signal is
Fused to coding sequence for prodrug activating enzyme. Suitable import sequences are described in Verner and Schatz 1988 and Fenton 1995. The fusion protein is expressed in target cells and the fusion protein is imported into mitochondria.

【0089】造血幹細胞(HSC) 背景情報として、単球およびそれから分化した誘導体、マクロファージは、各
種の別個の細胞型を生じさせることができるHSCと称される胚性細胞の貯蔵所か ら誘導される。HSCは哺乳類中では胎児肝臓、脾臓および骨髄内に見られるが、 出生後および成人の一生を通して、正常では骨髄中のみに見られる。HSCは細胞-
細胞相互作用および可溶性細胞サイトカインの存在などの微環境因子の影響下で
各種の細胞系に分化する。
As background information on hematopoietic stem cells (HSCs) , monocytes and derivatives differentiated from them, macrophages, are derived from a repository of embryonic cells called HSCs, which can give rise to a variety of distinct cell types. You. HSCs are found in fetal liver, spleen and bone marrow in mammals, but are normally only found in bone marrow after birth and throughout adult life. HSC is cell-
Differentiates into various cell lines under the influence of microenvironmental factors such as cell interactions and the presence of soluble cellular cytokines.

【0090】 4種の主要な細胞系がHSCから生起する。これらとして、赤血球性(赤血球) 、巨核球性(血小板)、骨髄性(顆粒球および単核食細胞)ならびにリンパ性(
リンパ球)が含まれる。特に、骨髄性およびリンパ性細胞系は免疫系の機能化の
ために重要である。
[0090] Four major cell lines arise from HSCs. These include erythroid (erythroid), megakaryocytic (platelets), myeloid (granulocytes and mononuclear phagocytes) and lymphoid (
Lymphocytes). In particular, myeloid and lymphoid cell lines are important for the functioning of the immune system.

【0091】 骨髄造血はヒト胎児の肝臓内で妊娠の約6週目に開始される。個々の幹細胞か
らin vitroでどのコロニーが生育したかの研究から、HSCから誘導される第1の 前駆細胞は顆粒球、赤血球、単球および巨核球になることができるコロニー形成
単位(CFU)、(CFU-GEMM)であることが示された。
Bone marrow hematopoiesis is initiated in the liver of a human fetus at approximately 6 weeks of gestation. From studies of which colonies grew in vitro from individual stem cells, the first progenitor cells derived from HSCs were colony forming units (CFU), which could become granulocytes, erythrocytes, monocytes and megakaryocytes, (CFU-GEMM).

【0092】 これらの細胞の成熟は成長因子、サイトカインおよびインターロイキンを含む
各種の名称が与えられた組織特異的タンパク質調節因子のネットワークの影響下
で生起する。概して、別種のクラスの成長因子を区別する機能的または構造的な
特徴はない。大部分の因子はそれらのターゲット細胞の分化の状態に決定的に依
存する多数の生物学的応答を刺激することができるものと見られる。例えば、造
血成長因子の1つ、顆粒球コロニー刺激因子(G-CSF)は未成熟骨髄細胞の増殖 を刺激するとともに、成熟好中球による細菌殺傷を活性化する。エリトロポエチ
ン(EPO)およびトロンボポエチン(TPO)は構造的に類似したサイトカインで、
それぞれ赤血球および巨核球系、ならびにより原始的な前駆体の増殖および分化
を支援する(Gotohら、1997 Ann Hematol 75:207-213)。TPOは造血受容体ファ ミリーの1メンバーであるMpl受容体に結合することによって、その生物学的効 果を開始する(Broudyら、1997 Blood 89:1896-1904)。HOXB4は造血細胞増殖の
非常に早期の重要な調節因子であるが、後期ではないことが示された(Sauvagea
uら、1995 Genes Dev 9:1753-1765)。可溶性Kitリガンドタンパク質(Kl)は膜
貫通チロシンキナーゼ受容体 C-kitのためのリガンドとして作用し、マスト細胞
および赤血球前駆体(91EP-810609)を刺激する。インターロイキンとして、IL-
1、Il-2、IL-3、IL-4、IL-5、Il-6およびIL-12が含まれ、これらはHSCを活性化
する能力がある(“Molecular biology and Biotechnology Ed RA Meyers 1995
VCH Publishers Inc p392-397参照)。
The maturation of these cells occurs under the influence of a network of variously named tissue-specific protein regulators, including growth factors, cytokines and interleukins. In general, there are no functional or structural features that distinguish different classes of growth factors. Most factors appear to be able to stimulate a number of biological responses that are critically dependent on the state of differentiation of their target cells. For example, one of the hematopoietic growth factors, granulocyte colony stimulating factor (G-CSF), stimulates the proliferation of immature bone marrow cells and activates bacterial killing by mature neutrophils. Erythropoietin (EPO) and thrombopoietin (TPO) are structurally similar cytokines,
Supports the growth and differentiation of the erythroid and megakaryocyte lines, respectively, and more primitive precursors, respectively (Gotoh et al., 1997 Ann Hematol 75: 207-213). TPO initiates its biological effects by binding to the Mpl receptor, a member of the hematopoietic receptor family (Broudy et al., 1997 Blood 89: 1896-1904). HOXB4 has been shown to be a key regulator of hematopoietic cell proliferation very early but not late (Sauvagea
u et al., 1995 Genes Dev 9: 1753-1765). Soluble Kit ligand protein (Kl) acts as a ligand for the transmembrane tyrosine kinase receptor C-kit, stimulating mast cells and erythroid precursors (91EP-810609). IL- as an interleukin
1, Includes Il-2, IL-3, IL-4, IL-5, Il-6 and IL-12, which activate HSC
(“Molecular biology and Biotechnology Ed RA Meyers 1995
VCH Publishers Inc p392-397).

【0093】 これらの仲介体は造血の陽性調節において重要であり、主として骨髄中のスト
ローマ(stromal)細胞から誘導されるが、分化した骨髄系およびリンパ系細胞の 成熟形態からも生成される。使用に際して多数の有効な成長因子の組合せがある
が、霊長類細胞に対して活性な幹細胞因子(SCF)などのその他の因子を含むか または含まないIL-3とIL-6の組合せが最良の結果を達成した(Bodineら、1989 P
roc Natl Acad Sci 86:8897-8901;luskeyら、1992 Blood 80:396-402;Fraser ら 、1990 Blood 76:1071-1076)。その他のサイトカイン(TGFβなど)は造血 を低下調節するようである。
[0093] These mediators are important in the positive regulation of hematopoiesis and are mainly derived from stromal cells in the bone marrow, but are also produced from the mature forms of differentiated myeloid and lymphoid cells. Although there are many effective growth factor combinations to use, the combination of IL-3 and IL-6 with or without other factors such as stem cell factor (SCF) active on primate cells is best. Achieved results (Bodine et al., 1989 P
roc Natl Acad Sci 86: 8897-8901; luskey et al., 1992 Blood 80: 396-402; Fraser et al., 1990 Blood 76: 1071-1076). Other cytokines (such as TGFβ) appear to down regulate hematopoiesis.

【0094】 CFU-GM細胞は好中球および単核食細胞の両方の前駆体である。CFU-GMは好中球
経路に沿って分化するので、いくつかの識別し得る形態学的段階が認められる。
骨髄芽球は前骨髄球および骨髄球に発育し、これが成熟して好中球として循環系
中に放出される。CFU-GMから成熟好中球への細胞の一方向性分化はおそらく発生
の各段階で特異的な成長/分化因子受容体を獲得する結果であろう。
[0094] CFU-GM cells are precursors to both neutrophils and mononuclear phagocytes. As CFU-GM differentiates along the neutrophil pathway, several distinct morphological stages are observed.
Myeloblasts develop into promyelocytes and myelocytes, which mature and are released into the circulation as neutrophils. Unidirectional differentiation of cells from CFU-GM to mature neutrophils is probably the result of acquiring specific growth / differentiation factor receptors at each stage of development.

【0095】 表面の分化マーカーは細胞上でそれらが顆粒球に発育するにつれて消失したり
出現したりする。例えば、MHCクラスII分子およびCD38はCFU-GM上で発現するが 成熟好中球上では発現しない。分化過程中に獲得されるその他の表面分子として
CD13、低密度のCD14、CD15、βインテグリン(integrin)、VLA-4、CD18β鎖 に結合したβインテグリン CD11a、bおよびc、補体受容体ならびにCD16Fcγ受
容体が含まれる。
Surface differentiation markers disappear or appear on the cells as they develop into granulocytes. For example, MHC class II molecules and CD38 are expressed on CFU-GM but not on mature neutrophils. As other surface molecules acquired during the differentiation process
CD13, the low-density CD14, CD15, β 1 integrins (integrin), VLA-4, CD18β 2 attached to a chain beta 2 integrin CD11a, b and c, include complement receptors as well as CD16Fcγ receptor.

【0096】 単球経路をとるCFU-GMは最初に増殖する単芽球をもたらす。これらは前単球に
分化し、最後に成熟した循環単球になる。循環単球は組織滞留マクロファージの
ための置換プールと考えられている。マクロファージの別の形態は網内系を含む
[0096] CFU-GM, which takes the monocyte pathway, results in the first proliferating monoblast. These differentiate into promonocytes and eventually become mature circulating monocytes. Circulating monocytes are considered a replacement pool for tissue-retaining macrophages. Another form of macrophage involves the reticulum system.

【0097】 成熟好中球と同様に、成熟単球およびマクロファージはCD34を失う。しかし、
好中球とは異なり、これらはMHCクラスII分子の顕著なレベルを発現し続ける。 これらの分子は抗原のT細胞への提示にとって明らかに重要である。また、単球
は成熟好中球と同一の表面分子の多くを獲得する。
As with mature neutrophils, mature monocytes and macrophages lose CD34. But,
Unlike neutrophils, they continue to express significant levels of MHC class II molecules. These molecules are clearly important for the presentation of antigen to T cells. Monocytes also acquire many of the same surface molecules as mature neutrophils.

【0098】 マクロファージの他に、ろ胞樹状細胞、ランゲルハンス細胞および指状突起細
胞を含む古典的な抗原提示細胞(APC)が出生時に存在する。これらの起源はま だ明確でないが、大部分は骨髄幹細胞に由来すると考えられる。可能性の1つは
、これらが同一のCFU-GEMM前駆細胞に由来することである。形態学的、細胞化学
的および機能的差異はしたがってサイトカインなどの局所的微環境の影響による
ことになる。あるいは、APCは別の幹細胞から誘導され、別々の分化系統を表す 可能性もある。
[0098] In addition to macrophages, classical antigen presenting cells (APCs), including follicular dendritic cells, Langerhans cells, and finger process cells, are present at birth. Although their origin is still unclear, it is likely that most are derived from bone marrow stem cells. One possibility is that they are from the same CFU-GEMM progenitor cells. Morphological, cytochemical and functional differences will therefore be due to local microenvironmental effects such as cytokines. Alternatively, APCs may be derived from different stem cells and represent distinct lineages.

【0099】 コロニー形成細胞(CFU-GEMMなど)への分化の第1段階において、HSCはCD33
およびCD34を発現する。こうして、HSCは通常、細胞表面の細胞糖タンパク質 CD
34(およびおそらくCD33)の存在によって特徴付けられる。
In the first stage of differentiation into colony forming cells (such as CFU-GEMM), HSCs
And express CD34. Thus, HSCs usually contain cell surface cell glycoprotein CD
It is characterized by the presence of 34 (and possibly CD33).

【0100】 赤血球、骨髄単球および巨核球系の細胞への分化の次の段階において、赤血球
系の生きたバースト形成単位-赤血球系(BFUE)細胞は抗原CD33およびCD34を保 有 するが、これらの抗原はその後の分化中に消失する。CFU-GM細胞を含む骨髄 単球系はCD33を保有するがCD34は保有せず、そしてこのCD33はその後消失する。
巨核球系は当初CD34を保有するCFUMega細胞になるが、これもその後消失する。
In the next stage of erythroid, myeloid monocyte and megakaryocytic differentiation, the erythroid live burst forming unit-erythroid (BFUE) cells carry the antigens CD33 and CD34, Antigens disappear during subsequent differentiation. The bone marrow monocytic lineage containing CFU-GM cells carries CD33 but not CD34, and this CD33 subsequently disappears.
The megakaryocyte lineage initially becomes CFUMega cells bearing CD34, which also disappears thereafter.

【0101】 HSCおよびその他の細胞上の抗原の別の重要な系はMHC(主要組織適合性遺伝子
複合体)クラスIIグループである。HSCの大部分がDRと称する抗原を保有し、分 化中にDPと称する抗原を発現し、その後さらにDQと称する抗原を発現することが
認められた。したがって、MHCクラスII DR抗原は比較的早期の幹細胞を特徴づけ
る。
Another important system of antigens on HSCs and other cells is the MHC (major histocompatibility complex) class II group. The majority of HSCs were found to carry the antigen designated DR, express the antigen designated DP during differentiation, and subsequently express the antigen designated DQ. Thus, MHC class II DR antigens characterize relatively early stem cells.

【0102】 HSCの単離ならびに培養中のその維持および分化の方法は文献(Santiago-Schw
artzら 1992 J Leuk Biol 52:274-281;Charbordら、1996 Br J Haematol 94:44
9-454;Daoら、1997 Blood 89:446-456;Piacibelloら、1997 Blood 89:2644-26
53)ならびにWO91/09938で既知である。HSCのレトロウイルス仲介遺伝子導入お よび患 者への導入の方法も記載されている(Dunbarら、1996 Hum Gene Ther 7:
231-253)。
Methods for the isolation of HSCs and their maintenance and differentiation in culture are described in the literature (Santiago-Schw
artz et al. 1992 J Leuk Biol 52: 274-281; Charbord et al., 1996 Br J Haematol 94:44
9-454; Dao et al., 1997 Blood 89: 446-456; Piacibello et al., 1997 Blood 89: 2644-26.
53) as well as in WO 91/09938. Methods for retrovirus-mediated gene transfer of HSCs and transfer to patients have also been described (Dunbar et al., 1996 Hum Gene Ther 7:
231-253).

【0103】融合タンパク質 本発明中、融合タンパク質が必要な場合は、ハイブリッドDNA分子を構築する ことによって、ドメインを融合させる。ハイブリッド分子はプロドラッグ活性化
ドメインの全部または活性な部分を特定するDNA配列に共有結合で連結された追 加の分子のアミノ酸配列を特定するものである。融合物よりも同時投与が必要と
される場合は、プロドラッグ活性化ドメインおよび追加のタンパク質をコードす
る2つの遺伝子を、1細胞中に同時投与を確実にするように設計した好適な遺伝
子送達ベクター(GDV)に組み込む。例えば、独特のプロモーター/エンハンサ
ーを使用することによって、同一のベクター中の別の発現カセットから追加のタ
ンパク質を発現させることができるし、あるいは、内部リボソームエントリー部
位 IRESによって分離された2つのコード配列のインクルージョンが同時投与を
達成させる。
Fusion Protein In the present invention, if a fusion protein is required, the domains are fused by constructing a hybrid DNA molecule. A hybrid molecule specifies the amino acid sequence of an additional molecule that is covalently linked to a DNA sequence that specifies all or an active portion of the prodrug activation domain. If co-administration is required rather than a fusion, a suitable gene delivery vector designed to ensure co-administration in one cell, with two genes encoding a prodrug activation domain and an additional protein (GDV). For example, a unique promoter / enhancer
Can be used to express additional proteins from separate expression cassettes in the same vector, or the inclusion of two coding sequences separated by an internal ribosome entry site IRES allows co-administration.
To achieve.

【0104】 こうして、別の態様において、本発明は本明細書中に記載する薬剤の少なくと
も1成分をコードする核酸であって、標的細胞中でこの薬剤の少なくとも1成分
を発現する能力がある核酸を提供する。好ましくは、本発明は本明細書中に記載
する融合タンパク質をコードする核酸であって、標的細胞中でこの融合タンパク
質を発現する能力がある核酸を提供する。
Thus, in another aspect, the invention is a nucleic acid encoding at least one component of an agent described herein, wherein the nucleic acid is capable of expressing at least one component of the agent in a target cell. I will provide a. Preferably, the invention provides a nucleic acid encoding a fusion protein described herein, wherein the nucleic acid is capable of expressing the fusion protein in a target cell.

【0105】 別の態様において、本発明はこのシステムの少なくとも1成分をコードする核
酸を含有する核酸ベクターであって、標的細胞にこの核酸を送達する能力がある
ベクターを提供する。好ましくは、本発明は融合タンパク質をコードする核酸を
含有する核酸ベクターであって、標的細胞にこの核酸を送達する能力があるベク
ターを提供する。本発明に従う好適なベクターとしてウイルスベクター、特にレ
トロウイルスベクターが含まれる。
In another aspect, the invention provides a nucleic acid vector containing a nucleic acid encoding at least one component of the system, wherein the vector is capable of delivering the nucleic acid to a target cell. Preferably, the invention provides a nucleic acid vector containing a nucleic acid encoding a fusion protein, wherein the vector is capable of delivering the nucleic acid to a target cell. Suitable vectors according to the invention include viral vectors, especially retroviral vectors.

【0106】核酸 本発明は本発明の融合タンパク質をコードする核酸をも提供する。これらは標
準的な一連の組換えDNA方法を使用して構築することができる。核酸はRNAでもDN
Aでもよいが、好ましくはDNAである。RNAの場合、cDNA中間体を経由して操作を 実施することができる。一般的に、第1の領域をコードする核酸配列を調製し、
好適な制限部位を5'および/または3'末端に設ける。好都合なのは、pBR322また
はpUC19に基づくプラスミドベクターなどの標準的実験用ベクター(下記参照 )
中で、配列を操作する。適切な技法の正確な詳細については、Sambrookらによる
Molecular Cloning(Cold Spring Harbor,1989)または類似の標準的参考書を参
照するのがよい。
[0106] Nucleic Acids The present invention also provides a nucleic acid encoding the fusion protein of the present invention. These can be constructed using a standard set of recombinant DNA methods. Nucleic acid is RNA or DN
Although it may be A, it is preferably DNA. In the case of RNA, the operation can be performed via a cDNA intermediate. Generally, a nucleic acid sequence encoding a first region is prepared,
Suitable restriction sites are provided at the 5 'and / or 3' end. Advantageously, standard laboratory vectors, such as plasmid vectors based on pBR322 or pUC19 (see below)
Manipulate the array inside. For the exact details of the appropriate technique, see Sambrook et al.
Reference may be made to Molecular Cloning (Cold Spring Harbor, 1989) or similar standard reference book.

【0107】 第2の領域をコードする核酸を同様のベクター系に同様に配置することができ
る。出版物またはGenbankなどのデータベースを参照して、核酸の起源を確認す ることができる。
[0107] The nucleic acid encoding the second region can be similarly located in a similar vector system. Publications or databases such as Genbank can be referenced to confirm the origin of the nucleic acid.

【0108】 発現ベクターおよび宿主細胞 本発明に従う融合タンパク質をコードする核酸またはその構成部分をベクター
中に組み込んで、さらに操作することができる。本明細書で使用するベクター(
またはプラスミド)とは、異種DNAをその発現または複製のために細胞中 に導入
するのに使用する別個のエレメントを称する。こうしたビヒクルの選択および使
用は当業者の技術範囲内のものである。多くのベクターが利用可能であり、適切
なベクターの選択は、ベクターの使用目的、すなわちこれをDNA増幅またはDNA発
現のいずれに使用するか、ベクター中に挿入するDNAのサイズ、およびベクター で形質転換する宿主細胞、に応じて決まる。各ベクターはその機能(DNAの増幅 またはDNAの発現)およびこれに適合する宿主細胞に応じて、各種の成分を含有 する。ベクター成分として限定するわけではないが、一般的に以下のものの1個
以上が含まれる:複製起源、マーカー遺伝子1以上、エンハンサーエレメント、
プロモーター、転写終結配列およびシグナル配列。
Expression Vectors and Host Cells Nucleic acids encoding the fusion proteins according to the invention or components thereof can be incorporated into vectors and further manipulated. Vectors used herein (
Or plasmid) refers to a discrete element used to introduce heterologous DNA into a cell for its expression or replication. The choice and use of such vehicles is within the skill of the art. Many vectors are available and the selection of the appropriate vector depends on the purpose of the vector, whether it is used for DNA amplification or DNA expression, the size of the DNA to be inserted into the vector, and transformation with the vector. Host cells to be used. Each vector contains various components depending on its function (amplification of DNA or expression of DNA) and its compatible host cells. Vector components include, but are not limited to, one or more of the following in general: origin of replication, one or more marker genes, enhancer elements,
Promoter, transcription termination and signal sequences.

【0109】 発現ベクターとして、DNAを発現させる能力があるプロモーター領域などの調 節配列に機能し得るように連結した核酸を発現させる能力があるあらゆるベクタ
ーが含まれる。したがって、発現ベクターには、適切な宿主細胞中に導入させた
時にクローン化DNAの発現をもたらす、プラスミド、ファージ、組換えウイル ス
若しくはその他のベクターなどの組換えDNAまたはRNA構築物が該当する。適切な
発現ベクターは当業者にとって公知であり、これらとして、真核および/または
原核細胞中で複製し得るもの、ならびにエピソームのままで留まるもの、あるい
は宿主細胞ゲノム中に組み込まれるものが含まれる。例えば、本発明に従う融合
タンパク質をコードするDNAを、哺乳動物細胞中のcDNAの発現に好適なベクター 、例えばpEVRF(Matthiasら、(1989)NAR 17,6418)などのCMVエンハンサーに基 づくベクター中に挿入することができる。
[0109] Expression vectors include any vector capable of expressing a nucleic acid operably linked to a regulatory sequence, such as a promoter region capable of expressing DNA. Thus, an expression vector includes a recombinant DNA or RNA construct, such as a plasmid, phage, recombinant virus or other vector, that when introduced into a suitable host cell, results in expression of the cloned DNA. Suitable expression vectors are known to those of skill in the art, and include those that can replicate in eukaryotic and / or prokaryotic cells, as well as those that remain episomal or those that integrate into the host cell genome. For example, a DNA encoding the fusion protein according to the invention may be placed in a vector suitable for expression of the cDNA in mammalian cells, for example, a vector based on the CMV enhancer, such as pEVRF (Matthias et al., (1989) NAR 17,6418). Can be inserted.

【0110】 本発明に従うベクターの構築では通常の連結技法を利用する。必要なプラスミ
ドを作製するため、単離したプラスミドまたはDNA断片を切断し、改造し、そし
て所望の形態に再連結する。所望ならば、構築したプラスミド中の正当な配列を
確認するための分析を既知の方式で実施する。発現ベクターを構築し、in vitro
転写物を調製し、DNAを宿主細胞中に導入し、そして発現および機能を評価する
ための分析を実施する、好適な方法は当業者に知られている。遺伝子の存在、増
幅および/または発現は、例えば、本明細書において提供される配列を基礎とし
て適切に標識したプローブを使用し、従来技術のサザンブロット、mRNAの転写を
定量するためのノーザンブロット、ドットブロット(DNA若しくはRNA分析)また
はin situ ハイブリダイゼーションによって、サンプルから直接測定することが
できる。当業者は、所望ならば、これらの方法をどのように改変するかを容易に
想起するであろう。
The construction of the vector according to the invention utilizes conventional ligation techniques. Cut, remodel, and isolate the isolated plasmid or DNA fragment to create the required plasmid.
To reconnect to the desired configuration. If desired, analysis to confirm the correct sequence in the constructed plasmid is performed in a known manner. Construction of expression vector, in vitro
Prepare transcripts, introduce DNA into host cells, and evaluate expression and function
Suitable methods for performing an analysis for the same are known to those skilled in the art. The presence, amplification and / or expression of the gene can be determined, for example, by using appropriately labeled probes based on the sequences provided herein, using Southern blots of the prior art, Northern blots for quantifying mRNA transcription, It can be measured directly from the sample by dot blot (DNA or RNA analysis) or in situ hybridization. Those skilled in the art will readily recall how to modify these methods, if desired.

【0111】 送達システム 本発明において、ハイブリッドDNA分子を任意の好適な遺伝子送達ビヒクルGDV
によって標的細胞集団に送達することができる。GDVとして、限定するわけでは ないが、脂質若しくはタンパク質複合体中に製剤されるか、または注入もしくは
ビオリスティック(biolistic)送達を介して裸のDNAとして投与するDNA、レトロ ウイルス、アデノウイルス、ヘルペスウイルス、ワクシニアウイルス、アデノ随
伴ウイルスなどのウイルスが含まれる。GDVは、組換えDNA技術および遺伝子発現
の分野の当業者によって、特定の用途に要請される適切なレベルでかつ細胞特異
性を有して融合タンパク質を発現するように、設計することができる。あるいは
、この新規なプロドラッグ活性化酵素の組合せを単球、マクロファージ、リンパ
球または造血幹細胞などの細胞によって送達する。特に、新規な細胞依存性送達
システムを使用する。このシステムにおいて、プロドラッグ活性化タンパク質お
よびタンパク質の組合せをコードする遺伝子をマクロファージ、単球または単球
幹細胞前駆体中にex vivo導入し、その後患者に導入する。
Delivery System In the present invention, the hybrid DNA molecule is transferred to any suitable gene delivery vehicle GDV
Can be delivered to a target cell population. GDV includes, but is not limited to, DNA formulated in a lipid or protein complex, or administered as naked DNA via injection or biolistic delivery, retrovirus, adenovirus, herpes Viruses, such as viruses, vaccinia virus, and adeno-associated virus. GDV can be designed by those skilled in the art of recombinant DNA technology and gene expression to express a fusion protein at the appropriate level and cell specificity required for a particular application. Alternatively, the novel combination of prodrug activating enzymes is delivered by cells such as monocytes, macrophages, lymphocytes or hematopoietic stem cells. In particular, a novel cell-dependent delivery system is used. In this system, genes encoding prodrug activating proteins and protein combinations are introduced ex vivo into macrophages, monocytes or monocyte stem cell precursors, and then into a patient.

【0112】 当分野で公知のように、ベクターは、ある物質をある環境から別の環境に移送
することを可能にするかまたは促進する手段である。本発明においては、実例と
して、組換えDNA技法で使用するいくつかのベクターがDNAのセグメント(異種cD
NAセグメントなどの異種DNAセグメント)などの物質を標的細胞中に導入するこ とを可能にする。場合によっては、標的細胞内に入った後、ベクターがその異種
DNAを細胞内に維持する役割を持つか、またはDNA複製の単位として作用すること
もある。組換えDNA技法に使用するベクターの例として、プラスミド、染色 体、
人工染色体またはウイルスが含まれる。
As is known in the art, a vector is a means that allows or facilitates the transfer of one substance from one environment to another. In the present invention, by way of illustration, some vectors used in recombinant DNA technology contain segments of DNA (heterologous cD
It allows the introduction of substances such as heterologous DNA segments such as NA segments) into target cells. In some cases, after entering the target cell, the vector
It has a role in maintaining DNA inside cells or may act as a unit of DNA replication. Examples of vectors used in recombinant DNA techniques include plasmids, chromosomes,
Artificial chromosomes or viruses are included.

【0113】 ベクターをウイルスまたは非ウイルス技法によって送達することができる。[0113] Vectors can be delivered by viral or non-viral techniques.

【0114】 非ウイルス送達システムとしては、限定するわけではないが、DNAトランスフ ェク ション法が含まれる。ここでは、トランスフェクションに、遺伝子を標的 哺乳動物細胞に送達するために非ウイルスベクターを使用するプロセスが含まれ
る。
Non-viral delivery systems include, but are not limited to, DNA transfection methods. Here, transfection involves the process of using a non-viral vector to deliver a gene to a target mammalian cell.

【0115】 典型的なトランスフェクション法として、エレクトロポレーション、DNAビ オ
リスティック、脂質仲介トランスフェクション、コンパクトDNA仲介トランス フ
ェクション、リポソーム、イムノリポソーム、リポフェクチン、カチオン剤仲介
、カチオンフェイシャル両親媒性物質(cationic facial amphiphiles)(CFA)(
Nature Biotechnology 1996 14;556)、スペルミン、カチオン脂質若しくはポリ
リシンなどの多価カチオン、1,2,-bis(オレオイルオキシ)-3-(トリメチルア ンモニオ)プロパン(DOTAP)-コレステロール複合体(Wolff and Trubetskoy 1
998 Nature Biotechnology 16:421)およびこれらの組合せが含まれる。
Typical transfection methods include electroporation, DNA biolistics, lipid-mediated transfection, compact DNA-mediated transfection, liposomes, immunoliposomes, lipofectin, cationic agent-mediated, cationic facial amphiphiles ( cationic facial amphiphiles) (CFA) (
Nature Biotechnology 1996 14; 556), polyvalent cations such as spermine, cationic lipids or polylysine, 1,2, -bis (oleoyloxy) -3- (trimethylammonio) propane (DOTAP) -cholesterol complex (Wolff and Trubetskoy 1
998 Nature Biotechnology 16: 421) and combinations thereof.

【0116】 ウイルス送達システムとして、限定するわけではないが、アデノウイルスベク
ター、アデノ随伴ウイルス(AAV)ベクター、ヘルペスウイルスベクター、レト
ロウイルスベクター、レンチウイルスベクター、ポックスウイルスベクター、ポ
ックス随伴ウイルスベクター、ポックス-レンチウイルスベクターまたはバキュ ロウイルスベクターが含ま れる。
[0116] Virus delivery systems include, but are not limited to, adenovirus vectors, adeno-associated virus (AAV) vectors, herpes virus vectors,
Rovirus vector, lentivirus vector, poxvirus vector, pox-associated virus vector, pox-lentivirus vector or baculovirus vector.

【0117】 レトロウイルスの例として、限定するわけではないが、以下のものが含まれる
:マウス白血病ウイルス(MLV)、ヒト免疫不全ウイルス(HIV)、ウマ感染性貧
血ウイルス(EIAV)、マウス乳癌ウイルス(MMTV)、ラウス肉腫ウイルス(RSV
)、フジナミ肉腫ウイルス(FuSV)、モロニーマウス白血病ウイルス(Mo-MLV)
、FBRマウス骨肉腫ウイルス(FBR MSV)、モロニーマウス肉腫ウイルス(Mo-MSV
)、エーベルソンマウス白血病ウイルス(A-MLV)、鳥類骨髄球症ウイルス-29(
MC29)、および鳥類赤芽球症ウイルス(AEV)。
Examples of retroviruses include, but are not limited to: mouse leukemia virus (MLV), human immunodeficiency virus (HIV), equine infectious anemia virus (EIAV), mouse mammary tumor virus (MMTV), Rous sarcoma virus (RSV)
), Fujinami sarcoma virus (FuSV), Moloney mouse leukemia virus (Mo-MLV)
, FBR mouse osteosarcoma virus (FBR MSV), Moloney mouse sarcoma virus (Mo-MSV)
), Eberson mouse leukemia virus (A-MLV), avian myelocytosis virus-29 (
MC29), and avian erythroblastosis virus (AEV).

【0118】 レトロウイルスの詳細なリストはCoffinら(“Retroviruses"1997 Cold Sprin
g Harbour Laboratory Press Eds:JM Coffin,SM Hughes,HE Varmus pp 758-763 )の中に見出すことができる。
A detailed list of retroviruses can be found in Coffin et al. (“Retroviruses” 1997 Cold Sprin
g Harbor Laboratory Press Eds: JM Coffin, SM Hughes, HE Varmus pp 758-763).

【0119】 いくつかのレトロウイルスのゲノム構造の詳細を文献中に見出すことができる
。例示すると、HIVおよびMo-MLVについての詳細がNCBI Genbankから見出す こと
ができる(それぞれゲノム受託番号 AF033819およびAF033811)。
Details of the genomic structure of some retroviruses can be found in the literature. To illustrate, details about HIV and Mo-MLV can be found in the NCBI Genbank (Genome Accession Nos. AF033819 and AF033811, respectively).

【0120】 レトロウイルスは大まかに2つのカテゴリー、すなわち「単純」と「複合」に
分類される。レトロウイルスはさらに7グループに分類することさえもできる。
これらの内5グループは発癌潜在力を有するレトロウイルスを提示する。残りの
2グループはレンチウイルスおよびスプマウイルスである。これらのレトロウイ
ルスの総説がCoffinら、1997(同書)中にある。
[0120] Retroviruses fall into two broad categories: "simple" and "complex." Retroviruses can even be divided into seven groups.
Five of these groups present retroviruses with oncogenic potential. The remaining two groups are lentiviruses and spumaviruses. A review of these retroviruses can be found in Coffin et al., 1997 (ibid).

【0121】 レンチウイルスグループはさらに「霊長類」および「非霊長類」に分けること
さえもできる。霊長類レンチウイルスの例として、ヒト免疫不全ウイルス(HIV )、ヒト後天性免疫不全症候群(AIDS)の原因となる病原体、およびサル免疫不
全ウイルス(SIV)が含まれる。非霊長類レンチウイルスグループには始原型「 スローウイルス」ビスナ/マエディウイルス(VMV)、ならびに関連するヤギ関 節炎-脳炎ウイルス(CAEV)、ウマ感染性貧血ウイルス(EIAV)、そしてさらに 最近になって記述があるネコ免疫不全ウイルス(FIV)およびウシ免疫不全ウイ ルス(BIV)が含まれる。
Lentivirus groups can even be further divided into “primates” and “non-primates”. Examples of primate lentiviruses include human immunodeficiency virus (HIV), the pathogen responsible for human acquired immunodeficiency syndrome (AIDS), and simian immunodeficiency virus (SIV). The non-primate lentivirus group includes the archetyped "slow virus" visna / maedivirus (VMV) and related goat arthritis-encephalitis virus (CAEV), equine infectious anemia virus (EIAV), and more recently Includes feline immunodeficiency virus (FIV) and bovine immunodeficiency virus (BIV).

【0122】 レンチウイルスファミリーとその他のタイプのレトロウイルス間の差異は、レ
ンチウイルスが分裂および非分裂細胞の両方に感染する能力があることである。
対照的に、MLVなどのその他のレトロウイルスは、例えば筋肉、脳、肺および肝
臓組織を形成するものなどの非分裂細胞に感染する能力がない。
The difference between the lentivirus family and other types of retroviruses is that the lentivirus is capable of infecting both dividing and non-dividing cells.
In contrast, other retroviruses, such as MLV, are used, for example, in muscle, brain, lung and liver.
Inability to infect non-dividing cells, such as those that form visceral tissue.

【0123】 各レトロウイルスゲノムはビリオンタンパク質および酵素をコードする、gag
、polおよびenvと称される遺伝子を含む。プロウイルス中で、これらの遺伝子は
両末端で長末端反復(LTR)と称される領域に隣接する。LTRはプロウイルスの組
み込みおよび転写に関与する。LTRはエンハンサー-プロモーター配列としての役
割も持ち、ウイルス遺伝子の発現を制御できる。レトロウイルスRNAの包膜化は ウイルスゲノムの5'末端に位置するpsi配列によって起こる。
Each retroviral genome encodes virion proteins and enzymes, gag
, Pol and env. In the provirus, these genes are flanked on both ends by a region called the long terminal repeat (LTR). LTRs are involved in proviral integration and transcription. LTRs also serve as enhancer-promoter sequences and can regulate viral gene expression. Encapsulation of retroviral RNA occurs by a psi sequence located at the 5 'end of the viral genome.

【0124】 LTR自体はU3、RおよびU5と称される3つのエレメントに分割することができる
同一の配列である。U3はRNAの3'末端に独特な配列に由来する。RはRNAの両末端
で反復される配列に由来し、U5はRNAの5'末端に独特な配列に由来する。3つのエ
レメントのサイズは別種のレトロウイルス間ではかなり異なり得る。
The LTR itself is an identical sequence that can be divided into three elements called U3, R and U5. U3 is derived from a unique sequence at the 3 'end of RNA. R is both ends of RNA
And U5 is derived from a unique sequence at the 5 'end of the RNA. The size of the three elements can vary considerably between different retroviruses.

【0125】 感染性レトロウイルスRNAゲノムの基本的な分子構成は(5')R-U5-gag,pol,env-
U3-R(3')である。欠損レトロウイルスベクターにおいては、gag、polおよびenv
が不在であるかまたは機能しない。RNAの両末端のR領域は反復配列である。U5お
よびU3はそれぞれRNAゲノムの5'末端および3'末端の独特の配列を表す。
The basic molecular organization of the infectious retroviral RNA genome is (5 ′) R-U5-gag, pol, env-
U3-R (3 '). In defective retroviral vectors, gag, pol and env
Is absent or does not work. The R regions at both ends of the RNA are repetitive sequences. U5 and U3 represent unique sequences at the 5 'and 3' ends of the RNA genome, respectively.

【0126】 宿主の範囲および組織への向性は別種のレトロウイルス間で異なる。いくつか
の場合には、この特異性が組換えレトロウイルスベクターの形質導入能力を制限
することがある。この理由により、多くの遺伝子治療法ではMLVを使用してきた 。4070Aと称されるエンベロープを有する特定のMLVが両栄養性ウイルスとして知
られ、これはヒト細胞にも感染することができる。なぜならば、そのエンベロー
プタンパク質は人間とマウスとの間で保存されているリン酸塩輸送タンパク質と
「ドッキング」するからである。この輸送体は遍在性であるので、これらのウイ
ルスは多くの細胞タイプに感染可能である。
The range and tropism for the host varies between different types of retroviruses. In some cases, this specificity may limit the transduction ability of the recombinant retroviral vector. For this reason, many gene therapy methods have used MLV. A specific MLV with an envelope called 4070A is known as an amphotropic virus, which can also infect human cells. This is because the envelope protein "docks" with a phosphate transport protein that is conserved between humans and mice. Because this transporter is ubiquitous, these viruses can infect many cell types.

【0127】 しかし、いくつかの場合には、特に安全面の観点から、特異的に限定した細胞
を標的とするのが有益である。env遺伝子を異種env遺伝子で置換することは、特
異的に一定の細胞タイプを標的とするために使用する技法または手法の1例であ
る。この技法はシュードタイピング(pseudotyping)と称され、その例をWO-A-98/
05759、WO-A-98/05754、WO-A-97/17457、WO-A-96/09400およびWO-A-91/00047中 に見出すことができる。
However, in some cases, particularly from a safety perspective, it is beneficial to target specifically restricted cells. Replacing the env gene with a heterologous env gene is one example of a technique or approach used to specifically target certain cell types. This technique is called pseudotyping, an example of which is WO-A-98 /
05759, WO-A-98 / 05754, WO-A-97 / 17457, WO-A-96 / 09400 and WO-A-91 / 00047.

【0128】 用語「組換えレトロウイルスベクター」(RRV)とは、標的細胞に感染する能
力があるウイルス粒子中にRNAゲノムをパッケージング成分の存在下でパッケー ジングさせるために十分なレトロウイルスの遺伝情報を備えたベクターを称する
。標的細胞の感染には標的細胞ゲノム中への逆転写および組み込みが含まれる。
使用時のRRVは典型的には、そのベクターによって標的細胞に送達すべき非ウイ ルスコード配列を保有する。RRVは最終標的細胞内で独自に複製して感染性レト ロウイルス粒子を産生する能力はない。
The term “recombinant retroviral vector” (RRV) refers to the ability to infect a target cell.
A vector with sufficient retroviral genetic information to package an RNA genome in the presence of a packaging component in a virulent viral particle. Infection of a target cell involves reverse transcription and integration into the target cell genome.
The RRV in use typically carries a non-viral coding sequence to be delivered to the target cells by the vector. RRV has no ability to replicate independently in the final target cell to produce infectious retrovirus particles.

【0129】 遺伝子治療に使用するための典型的な組換えレトロウイルスにおいては、複製
のために必須のgag、polおよびenvタンパク質コード領域の1以上の少なくとも 一部分をウイルスから除去され得る。これによってレトロウイルスが複製能欠損
になる。除去した部分をさらにNOI 1個で置換して、宿主ゲノム中にそのゲノム を組み込む能力はあるが、構造性タンパク質を欠失しているために改変ウイルス
ゲノムそれ自体は増殖することができないウイルスを作製してもよい。宿主ゲノ
ム中に組み込まれた時、NOIの発現が起こり、その結果、例えば治療および/ま たは診断効果が得られる。こうして、目的の部位中へのNOIの転移は典型的には 、NOIを組換えウイルスベクター中に組み込み、改変したウイルスベクターをビ リオンコート内にパッケージングし、標的細胞または標的細胞集団などの目的の
部位に形質導入させることによって達成される。
In a typical recombinant retrovirus for use in gene therapy, at least a portion of one or more of the gag, pol and env protein coding regions essential for replication can be removed from the virus. This renders the retrovirus replication defective. A virus that has the ability to replace the removed portion with an additional NOI to integrate the genome into the host genome, but cannot propagate the modified virus genome itself due to deletion of structural proteins. It may be produced. When integrated into the host genome, expression of the NOI occurs, resulting in, for example, a therapeutic and / or diagnostic effect. Thus, transfer of the NOI into the site of interest is typically accomplished by incorporating the NOI into a recombinant viral vector, packaging the modified viral vector into a virion coat, and treating the target cell or population of target cells, such as a target cell population. By transducing the site.

【0130】 複製能欠損レトロウイルスベクターを典型的には増殖させ、例えばパッケージ
ング若しくはヘルパー細胞系とこの組換体ベクターの組合せを使用することによ
って、その後の形質導入のために好適な力価のレトロウイルスベクターを調製す
る。すなわち、3個のパッケージングタンパク質をin transで配置することがで
きる。
The replication defective retroviral vector is typically propagated and, for example, by using a combination of this recombinant vector with a packaging or helper cell line, suitable retroviral vectors for subsequent transduction. Prepare a viral vector. That is, three packaging proteins can be arranged in trans.

【0131】 「パッケージング細胞系」は1以上のレトロウイルス gag、polおよびenv遺伝
子を含有する。パッケージング細胞系はレトロウイルスDNAのパッケージングに 必要なタンパク質を産生するが、psi領域を欠失しているため、包膜化を完遂で きない。しかし、NOIおよびpsi領域を保有する組換えベクターをパッケージング
細胞系に導入した場合、ヘルパータンパク質がpsi陽 性組換えベクターをパッケ
ージすることができ、組換えウイルス原株を産生する。このウイルス原株を使用
して、細胞を形質転換し、標的細胞のゲノム中にNOIを導入することができる。 スプライスドナー(splice donor)の上流からgag開始コドンの下流までを網羅す る追加の配列を含有している、psiプラスと称されるpsiパッケージングシグナル
を使用するのが好ましい(Benderら、1987)。なぜならば、これによってウイル
スの力価が増大することが示されたからである。
A “packaging cell line” contains one or more retroviral gag, pol and env genes. Packaging cell lines produce the proteins required for retroviral DNA packaging, but lack the psi region and cannot complete encapsulation. However, when a recombinant vector carrying the NOI and psi region is introduced into a packaging cell line, a helper protein can package the psi-positive recombinant vector, producing a recombinant virus stock. This viral stock can be used to transform cells and to introduce NOI into the genome of target cells. Preference is given to using a psi packaging signal called psiplus, which contains additional sequences spanning from upstream of the splice donor to downstream of the gag start codon (Bender et al., 1987). . This has been shown to increase the titer of the virus.

【0132】 ゲノムがウイルスのタンパク質を作成するのに必要な遺伝子の全部を欠失して
いる組換えウイルスは1度形質導入されるのみで増殖することができない。標的
細胞の1回目の形質導入のみが可能なこれらのウイルスベクターは複製能欠損ベ
クターとして知られている。したがって、潜在的に有害なレトロウイルスの産生
をともなわずに、NOIを宿主/標的細胞中に導入することができ る。利用可能な
パッケージング系統の概要がCoffinら、1997(前書)中に示されている。
Recombinant viruses whose genomes lack all of the genes necessary to make the proteins of the virus are only transduced once and cannot grow. These viral vectors that allow only the first transduction of target cells are known as replication-defective vectors. Thus, the NOI can be introduced into a host / target cell without the production of potentially harmful retroviruses. A summary of available packaging lines is given in Coffin et al., 1997 (ibid).

【0133】 独立してパッケージング細胞系中にトランスフェクトされる別々の発現プラス
ミド中にgag、polおよびenvウイルスコード領域が保有されているレトロウイル
スパッケージング細胞系を使用するのが好ましい。3プラスミドトランスフェク
ション法と称されることもある(Soneokaら、1995)この手法では、野生型ウイ
ルスの産生のためには3回の組換え現象が必要であるので、複製能を有するウイ
ルスが産生される可能性が低下する。組換えは相同性によって大きく促進される
ので、ベクターおよびヘルパーのゲノム間の相同性を低下させるかまたは排除し
て、複製能を有するヘルパーウイルスの産生の問題を減少させることもできる。
Retroviruses carrying the gag, pol and env viral coding regions in separate expression plasmids that are independently transfected into packaging cell lines
Preferably, a packaging cell line is used. This method is sometimes referred to as the three-plasmid transfection method (Soneoka et al., 1995).
Since three recombination events are required for the production of ruth, the possibility of producing a replication-competent virus is reduced. Since recombination is greatly facilitated by homology, it is also possible to reduce or eliminate homology between the vector and helper genomes to reduce the problem of producing replication-competent helper viruses.

【0134】 安定的にトランスフェクトされたパッケージング細胞系に対する別法は一時的
にトランスフェクトされた細胞系の使用である。一時的なトランスフェクション
はベクターの開発中にベクターの産生のレベルを測定するために有用に使用され
得る。これに関して、一時的なトランスフェクションは安定的なベクター産生細
胞系を作成するのに長時間を要することが回避され、またベクターまたはレトロ
ウイルスパッケージング成分が細胞に対して毒性である場合にも使用され得る。
レトロウイルスベクターを作製するために典型的に使用する成分として、gag/po
lタンパク質をコードするプラスミド、envタンパク質をコードするプラスミドお
よびNOIを含有するプラスミドが含まれる。ベクターの産生には、これらの成分 の1以上を、他の必要成分を含有する細胞中に一時的にトランスフェクトするこ
とが関与する。ベクターが毒性遺伝子または細胞周期の阻害剤若しくはアポトー
シスを誘導する遺伝子などの宿主細胞の複製を妨害する遺伝子をコードする場合
は、安定的なベクター産生細胞系を作製することは困難なことがあるが、一時的
トランスフェクションを使用して、細胞が死滅する前にベクターを産生させるこ
とができる。また、一時的トランスフェクションを使用して、安定的なベクター
産生細胞系から得られるレベルに匹敵するベクターの力価レベルを産生する細胞
系が開発されている(Pearら、1993)。
An alternative to a stably transfected packaging cell line is to use a transiently transfected cell line. Transient transfection can be usefully used to measure the level of vector production during vector development. In this regard, transient transfection avoids the time required to create a stable vector-producing cell line and is also used where the vector or retroviral packaging components are toxic to the cells. Can be done.
The components typically used to make retroviral vectors include gag / po
Included are a plasmid encoding the l protein, a plasmid encoding the env protein, and a plasmid containing the NOI. Vector production involves the transient transfection of one or more of these components into cells containing other necessary components. If the vector encodes a gene that interferes with host cell replication, such as a toxic gene or a cell cycle inhibitor or a gene that induces apoptosis, it may be difficult to create a stable vector-producing cell line. One can use transient transfection to produce the vector before the cells die. Also, cell lines have been developed that use transient transfection to produce titer levels of vector comparable to those obtained from stable vector-producing cell lines (Pear et al., 1993).

【0135】 実験的用途および実践的用途の両方において、高力価のウイルス調製品を使用
することがきわめて望ましい。ウイルス力価を増大させる技術として、上述のps
iプラスパッケージングシグナルの使用、およびウイルス株の濃縮が含まれる。 その他に、10/mlまで濃縮した後で、水疱性口内炎ウイルス由来のGタンパク質
などの別のエンベロープタンパク質を使用することにより、力価を改善した(Co
ssetら、1995)。また別の技法はレトロウイルスベクター構築のためのスプリッ
トイントロンシステムである。これについては後に記載する。
In both experimental and practical applications, it is highly desirable to use high titer virus preparations. As a technique to increase virus titer,
Includes the use of i-plus packaging signals and the concentration of virus strains. Alternatively, the titer was improved by using another envelope protein such as the G protein from vesicular stomatitis virus after concentration to 10 9 / ml (Co
sset et al., 1995). Another technique is a split intron system for retroviral vector construction. This will be described later.

【0136】 ベクター力価を増大させる観点からレトロウイルスベクターを操作する他に、
形質転換された細胞中で特異的NOIの産生を誘導するために、レトロウイルスベ クターが設計されている。すでに述べたように、最も一般的なレトロウイルスベ
クターの設計には、複製能欠損ベクターを作製するために、レトロウイルスの配
列を1以上のNOIで置換することが関与する。NOIの発現の調節に関しては、現在
使用されている3つの主要な技法がある。
In addition to manipulating retroviral vectors in terms of increasing vector titers,
Retroviral vectors have been designed to induce the production of specific NOIs in transformed cells. As already mentioned, the most common design of retroviral vectors involves replacing the retroviral sequence with one or more NOIs to create a replication defective vector. There are three main techniques currently used for regulating NOI expression.

【0137】 1.最も単純な技法は、NOIをコードするcDNAの発現を制御するためにレトロ ウ イルスの5'LTR中のプロモーターを使用するもの、または組織特異的発現もし
くは 誘導性を与えるためにLTRのエンハンサー/プロモーターを変更するもので
ある。複数のNOIが挿入されている場合は、内部リボソームエントリー部位 の使
用によって、ポリシストロン性mRNAから付加的な下流NOIを発現させることがで きる。
[0137] 1. The simplest techniques are to use the promoter in the retrovirus 5 'LTR to control the expression of the cDNA encoding the NOI, or to enhance the LTR enhancer / promoter to provide tissue-specific expression or inducibility. Is to change. If multiple NOIs have been inserted, additional downstream NOIs can be expressed from polycistronic mRNA by using internal ribosome entry sites.

【0138】 2.NOIを内部異種プロモーターに機能し得る形態で連結することができる。
この構成ではプロモーターの選択がさらに弾力的なものとされる。付加的なNOI は5'LTRからそのまま発現されるか、または標的細胞への感染後は発現を抑制す るようにLTRを突然変異させることもできる。
[0138] 2. The NOI can be operably linked to an internal heterologous promoter.
This configuration makes the choice of promoter more flexible. The additional NOI can be expressed directly from the 5 'LTR, or the LTR can be mutated to repress expression following infection of the target cell.

【0139】 3.NOIを調節性制御エレメントとともに5'LTRに逆配向で挿入する。エンハン
サー、プロモーター、イントロンおよび3'領域を含むゲノム配列を含めてもよい
。この方法によって、厳密に調節された組織特異的遺伝子発現を達成することが
可能となるであろう。
[0139] 3. The NOI is inserted in the 5 'LTR with the regulatory control element in the reverse orientation. Genomic sequences including enhancers, promoters, introns and 3 'regions may be included. By this method, it would be possible to achieve tightly regulated tissue-specific gene expression.

【0140】 更に、我々は本明細書において、レトロウイルスベクター、特にレンチウイル
スベクターを単一転写単位ベクターとして構成し、本発明のHRE/プロモーター構
築物を3'LTR内に配置して、その結果生じる3'LTRの重複が調節配列の重複をもも
たらすようにする(すなわちプロウイルスの5'LTRに3'LTRから重複したHRE/プロ
モーター構築物を含有させる)ことが特に有利であることを示した。我々はここ
で、この構成が低酸素に対する活性化応答を相乗的に強化することを示した。結
論としては、本発明のHRE/プロモーターをLTR内に含むレトロウイルスベクター を使用するのが好ましい。さらに特定すると、HRE/プロモーター構築物を(場合
によって組織特異的エンハンサーエレメントなどの追加的調節配列とともに)レ
トロウイルスベクターの3'U3領域、または5'U5領域、最も好ましくは3'U3領域中
にインサートすることができる。好ましくは、NOIを共にLTR中にインサートしな
い。なぜならばプロウイルス中に生成させる2つのコピーによって、レトロウイ
ルスが収容することができるNOIのサイズは減少し得るからである。代わりに、N
OIは好ましくは通常ではenv遺伝子によって占有されるレトロウイルスベクター の領域中に挿入する。
In addition, we herein configure retroviral vectors, particularly lentiviral vectors, as single transcription unit vectors and place the HRE / promoter constructs of the present invention within the 3 ′ LTR, resulting in It has been shown to be particularly advantageous to make the 3 'LTR duplication also result in duplication of regulatory sequences (i.e. the provirus 5' LTR contains an HRE / promoter construct overlapping from the 3 'LTR). We have now shown that this configuration synergistically enhances the activation response to hypoxia. In conclusion, it is preferable to use a retroviral vector that contains the HRE / promoter of the present invention in the LTR. More specifically, the HRE / promoter construct is inserted (optionally with additional regulatory sequences such as tissue-specific enhancer elements) into the 3'U3 region, or 5'U5 region, most preferably the 3'U3 region of the retroviral vector. can do. Preferably, neither NOI is inserted into the LTR. This is because the two copies produced in the provirus can reduce the size of the NOI that can be accommodated by the retrovirus. Instead, N
The OI is preferably inserted into the region of the retroviral vector normally occupied by the env gene.

【0141】 NOIには選択性マーカーを含ませても含ませなくてもよい。ベクターが選択性 マーカーではないNOIを含有する場合は、該ベクターを別のプラスミド上に存在 する選択性マーカーとともにパッケージング細胞中に同時トランスフェクション
によって導入することができる。この戦略は、最終の標的細胞中では単一のタン
パク質が発現し、そして選択性マーカーの毒性または抗原性の可能性が回避され
るという、遺伝子治療にとって魅力的な利点を有する。しかし、インサートされ
た遺伝子が選択性でない場合は、この技法は高力価のベクター株を産生する細胞
を作製することがより困難であるという短所を有する。その上、ベクターの力価
を測定するのは、通常さらに困難である。
The NOI may or may not include a selectable marker. If the vector contains a NOI that is not a selectable marker, the vector can be introduced by co-transfection into packaging cells with a selectable marker present on another plasmid. This strategy has the attractive advantage for gene therapy that a single protein is expressed in the final target cell and the potential for toxicity or antigenicity of the selectable marker is avoided. However, if the inserted gene is not selective, this technique has the disadvantage that it is more difficult to generate cells that produce high titer vector strains. Moreover, it is usually more difficult to determine the titer of the vector.

【0142】 2種類以上のタンパク質を発現するレトロウイルスベクターを設計するための
従来の方法論は3つの一般的な戦略に依拠してきた。これらには以下のものが含
まれる:(i)1つのプロモーターから転写され、異なる様式でスプライスされたm
RNAに由来する異なる種類のタンパク質の発現、(ii)異なるcDNAの転写を駆動す るための5'LTR中のプロモーターおよび内部プロモーターの使用、ならびに(iii)
単一mRNA、または融合タンパク質(オープンリーディングフレームより後に発現
され得る)の複数のコード領域の翻訳を可能にするための内部リボソームエント
リー部位(IRES)の使用。
Conventional methodologies for designing retroviral vectors expressing two or more proteins have relied on three general strategies. These include: (i) m transcribed from one promoter and spliced in different ways
Expression of different types of proteins derived from RNA, (ii) the use of promoters and internal promoters in the 5 'LTR to drive transcription of different cDNAs, and (iii)
Use of an internal ribosome entry site (IRES) to allow translation of a single mRNA, or multiple coding regions of a fusion protein, which may be expressed after an open reading frame.

【0143】 内部異種プロモーターを含有するベクターは複数遺伝子を発現させるために広
く使用されてきた。内部プロモーターは遺伝子発現を駆動するための、ウイルス
LTR以外のプロモーター/エンハンサーの組合せの利用を可能にする。複数の内 部プロモーターを1つのレトロウイルスベクター中に含ませることができ、それ
によって少なくとも3種の異なるcDNAをそれぞれ専用のプロモーターから発現さ
せることが可能なことが証明された。
Vectors containing internal heterologous promoters have been widely used to express multiple genes. An internal promoter is a virus that drives gene expression.
Allows use of promoter / enhancer combinations other than LTR. It has been demonstrated that multiple internal promoters can be included in one retroviral vector, thereby allowing at least three different cDNAs to be expressed from their respective promoters.

【0144】レンチウイルス レンチウイルスグループは「霊長類性」および「非霊長類性」に分けることが
できる。霊長類レンチウイルスの例としてヒト後天性免疫不全症候群(AIDS)の
原因物質であるヒト免疫不全ウイルス(HIV)、およびサル免疫不全ウイルス(S
IV)が含まれる。非霊長類レンチウイルスグループとして始原型「スローウイル
ス」ビスナ/マエディウイルス(VMV)および関連するヤギ関節炎-脳炎ウイルス
(CAEV)、ウマ感染性貧血ウイルス(EIAV)ならびにごく最近になって記述があ
るネコ免疫不全ウイルス(FIV)およびウシ免疫不全ウイルス(BIV)が含まれる
Lentivirus Lentivirus groups can be divided into "primate" and "non-primate". Examples of primate lentiviruses include human immunodeficiency virus (HIV), which is the causative agent of human acquired immunodeficiency syndrome (AIDS), and simian immunodeficiency virus (S
IV) is included. Non-primate lentivirus groups include the archetype "slow virus" Visna / Maedivirus (VMV) and related goat arthritis-encephalitis virus (CAEV), equine infectious anemia virus (EIAV) and only recently Includes feline immunodeficiency virus (FIV) and bovine immunodeficiency virus (BIV).

【0145】 レンチウイルスファミリーとその他のタイプのレトロウイルス間の差異は、レ
ンチウイルスが分裂および非分裂細胞の両方に感染する能力があることである。
対照的に、MLVなどのその他のレトロウイルスは、例えば筋肉、脳、肺および肝 臓組織を形成する細胞などの非分裂細胞には感染する能力がない。したがって、
本発明において使用するのにはレンチウイルスベクターが有利である。なぜなら
ば、安定した取り込みのためには細胞分裂が必要なその他の特定のレトロウイル
スとは対照的に、レンチウイルスは広範囲にわたる非分裂細胞に感染する能力が
あるからである。
The difference between the lentivirus family and other types of retroviruses is that the lentivirus is capable of infecting both dividing and non-dividing cells.
In contrast, other retroviruses, such as MLV, are incapable of infecting non-dividing cells, such as cells forming muscle, brain, lung, and liver tissue. Therefore,
Lentiviral vectors are advantageous for use in the present invention. This is because, in contrast to certain other retroviruses, which require cell division for stable uptake, lentiviruses are capable of infecting a wide range of non-dividing cells.

【0146】 レトロウイルス科のレンチウイルス亜科の各種メンバーに基づく多数のベクタ
ーが開発され、そしてこれらの多くは特許出願の対象である(WO-A-98/18815 ;
WO-A-97/12622)。好ましいレンチウイルスベクターはHIV、SIVまたはEIAVに基 づくものである。HIV-1から構築された最も単純なベクターはenvコード領域の一
部欠失またはnefコード領域の置換を除いて、完全なHIVゲノムを有する。これら
のベクターは明らかにgag/polおよび補助遺伝子の全部を発現するので、感染性 ウイルス粒子を製造するためにはエンベロープのみを必要とする。補助遺伝子の
中、vif、vpr、vpuおよびnefは必須ではない。しかし、さらに最近になって、補
助因子の大部分または全部を欠失していても、なお有効なベクターが例えばBlom
erら、1997およびKimら、1998に記載されている。したがって、本発明のレンチ ウイルスベクターは好ましくは少なくとも1個の補助遺伝子、より好ましくは補
助遺伝子の全部を欠失している。
A number of vectors have been developed based on various members of the lentivirus subfamily of the retroviridae, and many of these are the subject of patent applications (WO-A-98 / 18815;
WO-A-97 / 12622). Preferred lentiviral vectors are based on HIV, SIV or EIAV. The simplest vectors constructed from HIV-1 have the complete HIV genome, except for a partial deletion of the env coding region or replacement of the nef coding region. Since these vectors clearly express gag / pol and all of the accessory genes, only the envelope is required to produce infectious virions. Among the accessory genes, vif, vpr, vpu and nef are not essential. However, more recently, vectors that have deleted most or all of the cofactors, but still are effective vectors, such as Blom
er et al., 1997 and Kim et al., 1998. Thus, the lentiviral vectors of the invention preferably lack at least one accessory gene, more preferably all of the accessory genes.

【0147】 HIVに基づくレンチウイルスベクターの好ましい一般的なフォーマットの1つ はHIV 5'LTRおよびリーダー、(パッケージング機能を供給するための)いくつ かのgagコード領域配列、リポーターカセット、rev応答エレメント(RRE)なら びに3'LTRである。これらのベクター中で、gag/pol、補助遺伝子産物およびエン
ベロープ機能は単一プラスミドまたは2種類以上の同時トランスフェクトプラス
ミドから、あるいはベクター含有細胞にHIVを同時感染させることによって供給 される 。さらに最近になって、レンチウイルスベクターの構成はさらに洗練さ れた。例えば、内部カセットの発現を制限するためにHIV LTRを欠失した、自己 不活性化HIVベクターが製造されている(Myoshiら、1998)。
One of the preferred general formats of HIV-based lentiviral vectors is the HIV 5 'LTR and leader, some gag coding region sequences (to provide packaging functions), a reporter cassette, a rev response element. (RRE) and 3 'LTR. In these vectors, gag / pol, accessory gene products and envelope function are supplied from a single plasmid or two or more co-transfected plasmids or by co-infection of vector-containing cells with HIV. More recently, the construction of lentiviral vectors has become more sophisticated. For example, self-inactivating HIV vectors have been produced in which the HIV LTR has been deleted to limit expression of the internal cassette (Myoshi et al., 1998).

【0148】 好ましい1実施形態において、本発明のレンチウイルスベクターは非霊長類レ
ンチウイルスベクター、例えばEIAVである。我々は最近、有効なクローニングベ
クターを製造するために非霊長類レンチウイルスから必要とされるベクターゲノ
ム配列の量は、HIVベクターについて記載されたものよりもかなり少ないことを 示した。我々はgag遺伝子の領域の多くを欠失している最小のEIAVベクターが 有
効なパッケージングのために十分であり、実際により高いウイルス力価をもたら
すことを示した。例えば、最小EIAVゲノムベクターは典型的にはプロモーター1
個と場合によってはレトロウイルスベクターゲノムの発現を誘導する能力がある
エンハンサーを1個含み、このエンハンサーはEIAV由来の以下のエレメントを順
番に含む:R領域1個およびU5領域1個を含有する5'LTRの一部;機能的パッケー
ジングシグナル1個およびgagコード配列の一部を含有するgag遺伝子の5'非翻訳
領域由来の配列;目的の遺伝子のためのインサート部位、およびEIAVからの3'LT
R。この3'LTRはEIAVから少なくともポリプリン領域およびR-U5領域、ならびにU3
領域の全部若しくは一部を置換するための別の起源からの配列を含有するハイブ
リッドLTRとすることができる。あるいは、5'および3'LTR中のR領域を置換して もよい 。WO-A-96/33623には、レトロウイルスベクターゲノムのU3およびR領域 の両方を置換するための方法が記載されている。
In one preferred embodiment, the lentiviral vector of the invention is a non-primate lentiviral vector, for example, EIAV. We have recently shown that the amount of vector genomic sequence required from non-primate lentiviruses to produce an effective cloning vector is significantly less than that described for HIV vectors. We have shown that the smallest EIAV vector lacking much of the region of the gag gene is sufficient for effective packaging and indeed results in higher virus titers. For example, a minimal EIAV genomic vector typically contains a promoter 1
And optionally one enhancer capable of inducing the expression of the retroviral vector genome, which in turn contains the following elements from EIAV: one R region and one U5 region 5 'Part of the LTR; sequence from the 5' untranslated region of the gag gene containing one functional packaging signal and part of the gag coding sequence; insert site for the gene of interest, and 3 'from the EIAV LT
R. The 3 'LTR is at least polypurine and R-U5 regions from EIAV, and U3
It may be a hybrid LTR containing sequences from another source to replace all or part of the region. Alternatively, the R region in the 5 ′ and 3 ′ LTRs may be replaced. WO-A-96 / 33623 describes a method for replacing both the U3 and R regions of the retroviral vector genome.

【0149】 好ましくは、gag遺伝子の一部はgagコード領域の最初の350ヌクレオチドより 短いものを含むものであり、さらに好ましくはgagコード領域の最初の150または
109ヌクレオチドのみを含むものであり、最初のおよそ109ヌクレオチドのみを含
むものが特に好ましい。
Preferably, a portion of the gag gene comprises less than the first 350 nucleotides of the gag coding region, more preferably the first 150 or the gag coding region.
Those containing only 109 nucleotides, particularly those containing only the first approximately 109 nucleotides, are particularly preferred.

【0150】 本発明の第1の態様である特に好ましい実施形態においては、レトロウイルス
RNA転写物の発現を誘導するために、hCMV-MIEプロモーターエンハンサーを使用 する。例えばU3領域エンハンサーを本発明の低酸素応答性エンハンサー(HRE) およびSV40若しくはMLVプロモーターと置換してもよい。
In a particularly preferred embodiment of the first aspect of the invention, the retrovirus
Use the hCMV-MIE promoter enhancer to drive RNA transcript expression. For example, the U3 region enhancer may be replaced with the hypoxia responsive enhancer (HRE) of the present invention and the SV40 or MLV promoter.

【0151】 最小EIAVベクターはS2、Tat、RevおよびdUTPアーゼ遺伝子をも欠失しているが
、それでもベクターの製造または分裂および非分裂細胞の形質導入のために使用
することができる。このウイルスゲノムは典型的にはgagpolおよびenv機能をin
transで供給することによって、細胞中でパッケージングすることができる。例 えば、レトロウイルスについて一般的に上述したように、gagpolおよびenvをコ ードするDNA配列を最小ベクターとともに細胞中に同時トランスフェクトするこ とができる。好ましくは、gagpol配列は非霊長類レンチウイルス起源のものであ
る。gagpol発現を最大限に引き起こさせるためには、5'LTRの末端と、gagpolコ ード配列の上流のgagのATG開始コドンとの間にリーダー配列を含ませると特に有
利である。Revおよび/またはRRE配列を含ませるのも望ましい。ただし、これは
必須ではなく、EIAV gagpolのコドン最適化によって排除され得る。
The minimal EIAV vector also lacks the S2, Tat, Rev and dUTPase genes, but can still be used for vector production or transduction of dividing and non-dividing cells. This viral genome typically integrates gagpol and env functions
By supplying in trans, it can be packaged in cells. For example, gagpol and env encoding DNA sequences can be co-transfected into a cell with a minimal vector, as described generally above for retroviruses. Preferably, the gagpol sequence is of non-primate lentiviral origin. To maximize gagpol expression, it is particularly advantageous to include a leader sequence between the end of the 5 'LTR and the ATG start codon of gag upstream of the gagpol code sequence. It may also be desirable to include Rev and / or RRE sequences. However, this is not essential and can be eliminated by codon optimization of EIAV gagpol.

【0152】レトロウイルスのスプリットイントロン技術 プロウイルスDNAの転写では、完全長ウイルスRNAゲノム分子およびRNAプロセ シングによって作製されるサブゲノムサイズのRNA分子が再形成される。典型的 には、全RNA産物がウイルスタンパク質の製造のための鋳型としてはたらく。RNA
産物の発現はRNA転写物のスプライシングおよび翻訳中のリボソームフレームシ フトを組合せることによって達成される。
Retroviral Split Intron Technology Transcription of proviral DNA regenerates full-length viral RNA genomic molecules and subgenomic-sized RNA molecules produced by RNA processing. Typically, the total RNA product serves as a template for the production of viral proteins. RNA
Product expression is achieved by combining RNA transcript splicing and ribosomal frameshifting during translation.

【0153】 RNA転写物のスプライシングは高等真核細胞中で、スプライスすべき配列の境 界の短い共通配列を認識する核RNAプロセシング装置(スプライセオソーム)に よって行われる。これらの共通スプライス部位はいわゆる「GT-AG則」に従う( ただしRNA配列中ではGTはもちろんGUである)。5'部位、若しくはスプライス供 与部(SD)は第1のエクソン-イントロン境界に高度に保存されたGTジヌクレオ チドを持ち、また3'部位、若しくはスプライス受容部(SA)は第2のエクソン- イントロン境界に高度に保存されたAGジヌクレオチドを持つ。これらの共通配列
はスプライシングプロセスに方向性を与える。スプライス部位は一般性であるこ
とが示された。すなわち、これは特定のRNA前駆体について特異的ではなく、ど の細胞によってもスプライスすることができる。スプライスプロセスはブランチ
部位と称されるスプライスによって排除される領域内の1配列の存在にも依存す
る。ブランチ部位は通常3'SAの上流の18〜40ヌクレオチドの間にあり、5'SDとの
接続のために最も近いSAを正当なスプライス部位として同定するものと考えられ
る。
[0153] Splicing of RNA transcripts is performed in higher eukaryotic cells by a nuclear RNA processing apparatus (spliceosomes) that recognizes consensus sequences with short boundaries between sequences to be spliced. These common splice sites follow the so-called "GT-AG rule" (however, GT is of course GU in the RNA sequence). The 5 'site, or splice donor (SD), has a highly conserved GT dinucleotide at the first exon-intron boundary, and the 3' site, or splice acceptor (SA), is the second exon-intron. It has highly conserved AG dinucleotides at intron boundaries. These consensus sequences direct the splicing process. Splice sites were shown to be general. That is, it is not specific for a particular RNA precursor and can be spliced by any cell. The splice process also relies on the presence of a sequence within the region that is eliminated by the splice, called the branch site. The branch site is usually between 18 and 40 nucleotides upstream of the 3 'SA and will identify the closest SA for connection to the 5' SD as a valid splice site.

【0154】 全イントロンが効果的にスプライスされる大部分の細胞mRNAとは異なり、新た
に合成されたレトロウイルスRNAは2つの群に分類する必要がある。1群はスプ ライスされないままでゲノムRNAとしてはたらき、他方の群はスプライスされて サブゲノムRNAとなる。
Unlike most cellular mRNAs in which all introns are spliced effectively, newly synthesized retroviral RNAs need to be classified into two groups. One group acts as genomic RNA unspliced, while the other group is spliced into subgenomic RNA.

【0155】 単純なレトロウイルスにおいて、新しく合成されたレトロウイルスRNAの1群 はスプライスされないままでゲノムRNAとして、ならびにgagおよびpolのためのm
RNAとして機能する。他方の群はスプライスされて、ゲノムRNAの5'部分を下流の
遺伝子、最も一般的にはenvに融合する。スプライシングはgagの上流に位置する
スプライス供与部とpolの3'末端近くのスプライス受容部を使用して行われる。 スプライシングによって除去される、スプライス供与部とスプライス受容部の間
のイントロンはgagおよびpol遺伝子を含んでいる。このスプライシングによって
エンベロープ(Env)タンパク質のためのmRNAが生成される。典型的には、スプ ライス供与部はgagの上流であるが、ASLVなどのウイルスにおいては、スプライ ス供与部がgag遺伝子の内部の2,3コドン目に位置し、その結果、Gagと共通する2
,3のアミノ末端アミノ酸残基を含む一次Env翻訳産物を生成する。Envタンパク質
は膜に結合したポリリボソーム上で合成され、細胞の小胞輸送経路によって形質
膜に輸送され、そこでウイルス粒子中に組み込まれる。
In a simple retrovirus, a group of newly synthesized retroviral RNAs remain unspliced as genomic RNA and m for gag and pol.
Functions as RNA. The other group is spliced, fusing the 5 'portion of the genomic RNA to a downstream gene, most commonly env. Splicing is performed using a splice donor located upstream of gag and a splice acceptor near the 3 'end of pol. The intron between the splice donor and the splice acceptor, which is removed by splicing, contains the gag and pol genes. This splicing produces mRNA for the envelope (Env) protein. Typically, the splice donor is upstream of gag, but in viruses such as ASLV, the splice donor is located at the second and third codons inside the gag gene, and consequently is common to Gag. Two
Generates a primary Env translation product containing the three amino-terminal amino acid residues. The Env protein is synthesized on membrane-bound polyribosomes and transported to the plasma membrane by the cell's vesicle transport pathway, where it is incorporated into viral particles.

【0156】 複雑なレトロウイルスはenv遺伝子産物ばかりでなく、これらのウイルスにユ ニークな調節および補助タンパク質のセットをもコードする、1回および複数回
スプライスされる転写物の両方を産生する。レンチウイルスなどの複雑なレトロ
ウイルス、および特にHIVは、レトロウイルスの感染中に起こし得る異なるスプ ライシングの複雑性の顕著な例を提供する。例えば、HIV-1は一次ゲノム転写物 から次善のスプライシングによって、30種を超える異なるmRNAを産生する能力が
あることが現在知られている。この選択プロセスは調節することができるものと
見られる。なぜならば、競合するスプライス受容部を破壊する突然変異はスプラ
イスパターンの変動をもたらすことができ、またウイルスの感染力に影響を及ぼ
すことができるからである。
Complex retroviruses produce both single and multiple spliced transcripts that encode not only the env gene product, but also a set of unique regulatory and accessory proteins in these viruses. Complex retroviruses, such as lentiviruses, and especially HIV, provide a striking example of the different splicing complexity that can occur during retroviral infection. For example, it is now known that HIV-1 is capable of producing more than 30 different mRNAs by suboptimal splicing from primary genomic transcripts. This selection process appears to be adjustable. This is because mutations that disrupt competing splice receptors can result in altered splice patterns and can affect the infectivity of the virus.

【0157】 本発明のレトロウイルスベクターによって、高等真核細胞の5'SDと3'SAの間の
配列をスプライスする能力を利用することができる。スプリット-イントロン技 術において、機能し得るスプライス供与部(FSDS)を生じ得る第1ヌクレオチド
配列(NS)および機能し得るスプライス受容部(FSAS)を生じ得る第2NSを含む
レトロウイルスベクターを構築する。この場合、第1NSは第2NSの下流に、レト
ロウイルスベクターの3'LTR内の配列(U3領域)中に存在する。これら3'LTR内の
配列は、そのレトロウイルスベクターのRNA形態を宿主細胞ゲノムに組み込まれ るDNA形態へ逆転写した結果として、5'LTR中にて重複している。FSDSを生じ得る
第1NSはFSASを生じ得る第2NSの下流にあるので、レトロウイルス中でこれらの
部位を使用するスプライシングは起こらない。しかし、組み込まれたプロウイル
スなどの、ベクターの逆転写DNA形態では、第1NSが第2NSの上流になり、した がって機能し得る5'スプライス供与部-3'スプライス受容部の組合せ(pairing)が
形成される。結果的に、プロウイルスから転写が起こる時、生成するRNAは、FSD
SおよびFSAS間に介在する配列を除去するように、スプライスされる能力がある 。プロウイルスから産生されたRNA転写物からスプライスされる配列の性質に応 じて、このプロセスにはいくつかの応用がある。
The retroviral vectors of the present invention can take advantage of the ability of higher eukaryotic cells to splice sequences between 5'SD and 3'SA. In a split-intron technique, a retroviral vector is constructed that includes a first nucleotide sequence (NS) capable of generating a functional splice donor (FSDS) and a second NS capable of generating a functional splice acceptor (FSAS). In this case, the first NS is present in the sequence (U3 region) in the 3 ′ LTR of the retroviral vector, downstream of the second NS. The sequences within these 3 'LTRs overlap in the 5' LTR as a result of reverse transcription of the RNA form of the retroviral vector into a DNA form that integrates into the host cell genome. Splicing using these sites in the retrovirus does not occur because the first NS that can produce FSDS is downstream of the second NS that can produce FSAS. However, in the reverse transcribed DNA form of the vector, such as an integrated provirus, the first NS is upstream of the second NS and can therefore function in a 5 ′ splice donor-3 ′ splice acceptor pairing. ) Is formed. As a result, when transcription occurs from the provirus, the RNA produced is FSD
It is capable of being spliced to remove intervening sequences between S and FSAS. Depending on the nature of the sequence spliced from the RNA transcript produced from the provirus, this process has several applications.

【0158】 スプリット-イントロン技術を使用した方がよい好ましい1実施形態はハイブ リッドベクター系と関連する(上記参照)。この系において、アデノウイルスベ
クターなどの第1次ウイルスベクターによって第1次標的細胞に送達されたレト
ロウイルスゲノムは、第1NSが第2NSの下流になるように配置されている。した
がって、スプライス供与部として第1NS、ならびにスプライス受容部として第2
NSを使用する、第1NSと第2NSの間の配列のスプライシングによる除去は起こら
ないはずである。なぜならば、これらは正しくない方向性になっているからであ
る。しかし、第1次標的細胞によってパッケージされたウイルス粒子を使用して
、第2次標的細胞に感染させることができる。この第2次標的細胞において、ウ
イルスゲノムの逆転写および組み込みが典型的に起こる。この結果として、FSDS
は5'LTR中、すなわちFSASの上流に位置することになるので、機能し得るスプラ イス供与部/スプライス受容部の配置になる。そして、FSDSおよびFSAS間の配列
を除去するスプライシングが引き起こされる。
One preferred embodiment in which it is better to use split-intron technology involves a hybrid vector system (see above). In this system, the retroviral genome delivered to a primary target cell by a primary viral vector, such as an adenovirus vector, is positioned such that the first NS is downstream of the second NS. Therefore, the first NS as a splice donor and the second NS as a splice acceptor
Splice removal of the sequence between the first NS and the second NS using NS should not occur. Because they are in the wrong direction. However, viral particles packaged by the primary target cells can be used to infect secondary target cells. In this secondary target cell, reverse transcription and integration of the viral genome typically occurs. This results in the FSDS
Will be located in the 5 'LTR, ie upstream of the FSAS, so that a functional splice donor / splice acceptor arrangement is obtained. Then, splicing is performed to remove the sequence between the FSDS and FSAS.

【0159】 レトロウイルスベクター中の5'LTRと第2NSの間にあり、プロウイルス中のFSA
SとFSDSの間に見出だされるヌクレオチド配列に、目的の核酸配列(NOI)を含ま
せることができる。ウイルス粒子の産生のために必須の配列、例えばenvまたはg
agpol配列をNOIに含ませることができる。このNOIはプロウイルス転写物からス プライシングによって除去されるので、そのプロウイルスは生存可能なウイルス
粒子を生み出すことができない。これによって、例えば、ウイルス成分および治
療用ポリペプチドなどの目的の遺伝子産物をコードするNOI群を含有するアデノ レトロウイルスベクターであって、第1次標的細胞中で形成されたウイルス粒子
を第2次標的細胞中に導入した時に、このウイルス成分を産生することができな
いという安全特性が付加されたベクターの構築が可能になる。
[0159] Between the 5 'LTR and the second NS in the retroviral vector, FSA in the provirus
The nucleotide sequence found between S and FSDS can include the nucleic acid sequence of interest (NOI). Sequences essential for the production of virus particles, e.g. env or g
The agpol sequence can be included in the NOI. Since this NOI is removed by splicing from the proviral transcript, the provirus cannot produce viable viral particles. Thus, for example, an adenoretroviral vector containing a NOI group encoding a gene component of interest, such as a viral component and a therapeutic polypeptide, wherein the virus particles formed in the primary target cells are subjected to secondary This makes it possible to construct a vector having the added safety property that the virus component cannot be produced when introduced into a target cell.

【0160】 別の実施形態では、NOIを第2次標的細胞中で発現させて、第1次標的細胞中 では発現させないことが可能になる。この実施形態の別法において、プロウイル
スRNA転写物中のFSDSとFSASの間の介在配列の除去によって、プロウイルスゲノ ム中のFSDSに対し5'側にある調節配列の1つがプロウイルスゲノム中のFSASに対
し3'側にあったNOIの5'末端の近くに存在することになり、この介在配列が存在 していた時にはこの調節配列はNOIに機能し得る形で連結されていなかったので あるが、これによってこの調節配列がNOIに機能し得る形で連結されることにな り、NOIからの転写を誘導することができる。この調節配列はレトロウイルスベ クター中でNOIの上流にあってもよいが、好ましい1実施形態では、調節配列がN
OIの下流になるように、レトロウイルスベクター中の第1NSの上流かつ3'LTRのU
3領域内に調節配列が存在する。したがって、第2次標的細胞中でレトロウイル スRNAの逆転写が起きるのは、調節配列がNOIの5'側に位置する場合のみである。
In another embodiment, it is possible for the NOI to be expressed in a secondary target cell and not in the primary target cell. In an alternative of this embodiment, the removal of the intervening sequence between FSDS and FSAS in the proviral RNA transcript causes one of the regulatory sequences 5 'to the FSDS in the proviral genome to be deleted in the proviral genome. Is located near the 5 'end of the NOI that was 3' to the FSAS, and when this intervening sequence was present, this regulatory sequence was not operably linked to the NOI. However, this results in the regulatory sequence being operably linked to the NOI, and can induce transcription from the NOI. This regulatory sequence may be upstream of the NOI in the retroviral vector, but in one preferred embodiment the regulatory sequence is N
So that it is downstream of the OI, upstream of the first NS in the retrovirus vector and U of the 3 ′ LTR.
There are regulatory sequences in three regions. Therefore, reverse transcription of retroviral RNA occurs in secondary target cells only when the regulatory sequence is located 5 'to the NOI.

【0161】 したがって要約すると、FSDSとFSASの間(したがってレトロウイルスベクター
中の第2NSの上流)に位置するNOIは、典型的には第2次標的細胞中でプロウイ ルスによって産生されるウイルスRNA転写物からスプライシングによって除去さ れる配列である。したがって、こうしたNOIには、限定するわけではないが、第 1次標的細胞中のレトロウイルス粒子の構築に必要なレトロウイルス配列が含ま
れる。これらにはenv配列、gagpol配列、必須の補助遺伝子をコードする配列お よび/またはパッケージング配列が含まれる。したがって一般的に限定するわけ
ではないが、プロウイルスゲノム中のFSASの下流(したがってレトロウイルスベ
クター中の第2NSの下流でもある)に位置するNOIとして、典型的には治療用産
物などの第2次標的細胞中で発現することが望まれる遺伝子産物をコードする配
列が含まれる。
Thus, in summary, the NOI located between the FSDS and the FSAS (and thus upstream of the second NS in the retroviral vector) typically contains the viral RNA transcripts produced by provirus in secondary target cells. Sequence that is removed from the product by splicing. Thus, such NOIs include, but are not limited to, retroviral sequences necessary for the assembly of retroviral particles in the primary target cell. These include env sequences, gagpol sequences, sequences encoding essential accessory genes and / or packaging sequences. Thus, but not by way of general limitation, NOIs located downstream of FSAS in the proviral genome (and therefore also downstream of the second NS in a retroviral vector) typically include therapeutic production.
A sequence encoding a gene product that is desired to be expressed in a secondary target cell, such as a product.

【0162】 アデノレトロウイルスハイブリッド系に関連する文脈では、レトロウイルスベ
クターとして、第1次アデノレトロウイルスベクター中に存在するレトロウイル
スゲノム配列だけでなく、第1次標的細胞中で産生し、その後ウイルス粒子中に
パッケージされる後続のRNAゲノムも含んで言及するものと理解されたい。
In the context of the adenoretroviral hybrid system, the retroviral vector includes not only the retroviral genomic sequences present in the primary adenoretroviral vector, but also the virus produced in the primary target cell, It should be understood that reference is made to include subsequent RNA genomes packaged in the particle.

【0163】 上に考察したように、機能し得るスプライシング配列にはFSAS(そしてつまり
第2NS)の5'側でその近くに見出されるブランチ配列も必要であり、したがって
好適なブランチ配列が存在しなければならない。また、スプリット-イントロン ベクターの構築のためには、例えば第1次標的細胞中で転写されたレトロウイル
スRNAゲノム中でのスプライシングを防止するため、存在する機能し得るスプラ イス供与部の機能面の不活性化が必要とされる。典型的には、これは標準的技法
を使用して、GTジヌクレオチド共通配列を例えばGCに突然変異させることによっ
て達成することができる。
As discussed above, a functional splicing sequence also requires a branch sequence that is found on the 5 'side of FSAS (and thus the second NS), and therefore a suitable branch sequence must be present. Must. For the construction of the split-intron vector, for example, in order to prevent splicing in the retroviral RNA genome transcribed in the primary target cell, the functional aspects of the existing functional splice donor are considered. Inactivation is required. Typically, this can be achieved using standard techniques by mutating the GT dinucleotide consensus sequence to, for example, a GC.

【0164】アデノウイルス アデノウイルスは、RNA中間体を経由しない2本鎖、線状DNAウイルスである。
50種以上の異なるヒト血清型のアデノウイルスがあり、遺伝子配列の相同性に基
づいて6つの亜属に分けられ、それらは全て比較しうる遺伝子組織を示す。ヒト
アデノウイルスC亜属2血清型と5血清型(95%の配列相同性をもつ)が最も一般
的にアデノウイルスベクター系に使われ、通常、若年者の上気道感染症に関与す
る。
Adenovirus Adenovirus is a double-stranded, linear DNA virus that does not pass through an RNA intermediate.
There are more than 50 different adenoviruses of different human serotypes, divided into six subgenus based on the homology of the gene sequences, all showing comparable genetic organization. Human adenovirus C subgenus serotypes 2 and 5 (with 95% sequence homology) are most commonly used in adenovirus vector systems and are usually involved in younger upper respiratory tract infections.

【0165】 本発明のアデノウイルス/アデノウイルスベクターは、ヒトまたは動物起源で
あってよい。ヒト起源のアデノウイルスについては、好ましいアデノウイルスは
、C亜属に分類され、特に2型(Ad2)、5型(Ad5)、7型(Ad7)または12型(Ad12
)のアデノウイルスである。さらに好ましくは、Ad2またはAd5のアデノウイルス
である。動物起源の様々なアデノウイルスのうち、イヌアデノウイルス、マウス
アデノウイルスまたはCELOウイルス(Cottonら, 1993)のようなトリアデノウイ
ルスを使うことができる。動物アデノウイルスについては、イヌ起源のアデノウ
イルス、特にCAV2アデノウイルスの株[例えば、マンハッタン(manhattan)株ま
たはA26/61(ATCC VR-800)]を使うのが好ましい。動物起源の他のアデノウイルス
は、本明細書に参照により組み入れられる特許出願WO-A-94/26914に引用された ものを含む。
The adenovirus / adenovirus vector of the invention may be of human or animal origin. For adenoviruses of human origin, preferred adenoviruses are classified into subgenus C, and in particular type 2 (Ad2), type 5 (Ad5), type 7 (Ad7) or type 12 (Ad12).
) Is an adenovirus. More preferably, it is an Ad2 or Ad5 adenovirus. Of the various adenoviruses of animal origin, avian adenovirus such as canine adenovirus, mouse adenovirus or CELO virus (Cotton et al., 1993) can be used. For animal adenoviruses, it is preferred to use adenoviruses of canine origin, especially CAV2 adenovirus strains (eg, the Manhattan strain or A26 / 61 (ATCC VR-800)). Other adenoviruses of animal origin include those cited in patent application WO-A-94 / 26914, which is incorporated herein by reference.

【0166】 以上述べたように、アデノウイルスゲノムの組織は全てのアデノウイルス属で
類似しており、特定の機能は、一般的に、研究されたそれぞれの血清型について
同一の場所に位置する。アデノウイルスのゲノムは、それぞれの末端に逆方向末
端反復(ITR)、キャプシド形成(encapsidation)配列(Psi)、初期遺伝子および
後期遺伝子を含む。主な初期遺伝子は、中間初期(E1a)、遅延性初期(E1b、E2a
、E2b、E3およびE4)、および中間領域の配列に分類されている(以下のダイア グラムを参照)。これらの中で、E1領域に含まれる遺伝子は、特にウイルス伝播
に必要である。主な後期遺伝子は、L1からL5領域に含まれる。Ad5アデノウイル スのゲノムは完全に配列決定されており、データーベースにおいて利用可能であ
る(特にGenbank受託番号M73260を参照)。同様に、他のアデノウイルスゲノム の部分または場合によっては全ての配列が決定されている。
As mentioned above, the organization of the adenovirus genome is similar in all adenovirus genera, and specific functions are generally located in the same place for each serotype studied. The adenovirus genome contains at each end an inverted terminal repeat (ITR), an encapsidation sequence (Psi), an early gene and a late gene. The main early genes are intermediate early (E1a), delayed early (E1b, E2a
, E2b, E3 and E4), and intermediate region sequences (see diagram below). Among these, the genes contained in the E1 region are particularly required for virus transmission. Major late genes are contained in the L1 to L5 regions. The genome of the Ad5 adenovirus has been completely sequenced and is available in the database (see in particular Genbank accession number M73260). Similarly, the sequences of other adenoviral genomes or, in some cases, all sequences have been determined.

【0167】 組換えベクターとして使うために、アデノウイルスは典型的には感染細胞中で
複製能力が無くなるように改変される。
For use as a recombinant vector, adenoviruses are typically modified to be incapable of replicating in infected cells.

【0168】 したがって、先行技術で記載された構築物は、ウイルス複製に不可欠なE1領域
が欠失し、そこに異種DNA配列が挿入されたアデノウイルス(Levreroら, 1991;
Gosh-Choudhuryら, 1986)を含む。さらに、ベクターの性質を改善するために、
アデノウイルスゲノムの他の欠失または改変を作製することが提案されてきた。
そして、熱感受性点突然変異がts125突然変異体に導入され、72kDaのDNA結合タ ンパク質(DBP)を不活性化することを可能にした。好ましくは、本発明に使わ れる組換えアデノウイルスベクターは、該ゲノムのE1領域に欠失を含む。さらに
特定すれば、該アデノウイルスベクターはE1aおよびE1b領域に欠失を含む。特に
好ましい方法によれば、E1領域は、Ad5アデノウイルス配列中のヌクレオチド454
からヌクレオチド3328に伸びるPvuII-BglII断片の欠失によって不活性化される (Genbank受託番号M73260)。他の好ましい実施形態においては、E1領域は、ヌ クレオチド382からヌクレオチド3446に伸びるHinfII-Sau3A断片の欠失により不 活性化される。
Thus, the constructs described in the prior art are adenoviruses in which the E1 region essential for viral replication has been deleted and a heterologous DNA sequence has been inserted therein (Levrero et al., 1991;
Gosh-Choudhury et al., 1986). In addition, to improve the properties of the vector,
It has been proposed to create other deletions or modifications of the adenovirus genome.
Then, a heat-sensitive point mutation was introduced into the ts125 mutant, making it possible to inactivate the 72 kDa DNA binding protein (DBP). Preferably, the recombinant adenovirus vector used in the present invention contains a deletion in the E1 region of the genome. More specifically, the adenovirus vector contains deletions in the E1a and E1b regions. According to a particularly preferred method, the E1 region comprises nucleotide 454 in the Ad5 adenovirus sequence.
Inactivated by the deletion of a PvuII-BglII fragment extending from nt to nucleotide 3328 (Genbank accession number M73260). In another preferred embodiment, the E1 region is inactivated by deletion of a HinfII-Sau3A fragment extending from nucleotide 382 to nucleotide 3446.

【0169】 他のアデノウイルスベクターは、ウイルス複製および/または伝播に不可欠な
他の領域であるE4領域の欠失を含む。E4領域は後期遺伝子発現の調節に、後期核
RNAの安定に、宿主細胞のタンパク質発現の減少に、およびウイルスDNAの複製の
効率に関わる。したがって、E1およびE4領域が欠失したアデノウイルスベクター
は、非常に低下したウイルス遺伝子発現および転写バックグラウンドノイズを有
する。このようなベクターは例えば、特許出願WO-A-94/28152、WO-A-95/02697、
WO-A-96/22378に記載されている。さらに、IVa2遺伝子の改変体を運ぶベクター も記載されている(WO-A-96/10088)。
Other adenoviral vectors contain a deletion of the E4 region, another region essential for viral replication and / or transmission. The E4 region regulates late gene expression,
Involved in stabilizing RNA, reducing protein expression in host cells, and in the efficiency of viral DNA replication. Thus, adenoviral vectors lacking the E1 and E4 regions have greatly reduced viral gene expression and transcriptional background noise. Such vectors include, for example, patent applications WO-A-94 / 28152, WO-A-95 / 02697,
WO-A-96 / 22378. Furthermore, a vector carrying a variant of the IVa2 gene has been described (WO-A-96 / 10088).

【0170】 好ましい変異体によれば、本発明に使われる組換えアデノウイルスベクターは
、さらに、該ゲノムのE4領域に欠失を含む。さらに特定すれば、該E4領域の欠失
はオープンリーディングフレーム全てに影響を与える。正確な例として、ヌクレ
オチド33466-35535または33093-35535の欠失を挙げることができる。特に、好ま
しいベクターにはE4領域全体の欠失が含まれる。これは、ヌクレオチド35835-32
720に対応するMaeII-MscI断片の欠失また切除を有することができる。E4領域の 欠失の他のタイプは、本明細書に参照により組み入れられる特許出願WO-A-95/02
697およびWO-A-96/22378に記載されている。
According to a preferred variant, the recombinant adenovirus vector used in the present invention further comprises a deletion in the E4 region of said genome. More specifically, deletion of the E4 region affects all open reading frames. The exact example may include a deletion of nucleotides 33466-35535 or 33093-35535. In particular, preferred vectors include deletions of the entire E4 region. This is nucleotides 35835-32
It may have a deletion or excision of the MaeII-MscI fragment corresponding to 720. Another type of deletion of the E4 region is described in patent application WO-A-95 / 02, hereby incorporated by reference.
697 and WO-A-96 / 22378.

【0171】 あるいは、E4の機能の部分のみを欠失させる。この部分は、少なくともORF3お
よびORF6フレームを含む。例として挙げれば、これらのコード配列は、それぞれ
PvuII-AluIおよびBglII-PvuII断片の形態で、それぞれヌクレオチド34801-34329
および34115-33126に対応してゲノムから欠失させることができる。ウイルスAd2
dl808のE4領域またはウイルスAd5 dl1004、Ad5 dl1007、Ad5 dl1011もしくはAd
5 dl1014のE4領域の欠失もまた、本発明のフレームワーク内で使うことができる
Alternatively, only the functional part of E4 is deleted. This part contains at least the ORF3 and ORF6 frames. As an example, each of these coding sequences
Nucleotides 34801-34329, respectively, in the form of PvuII-AluI and BglII-PvuII fragments
And 34115-33126 can be deleted from the genome. Virus Ad2
E4 region of dl808 or virus Ad5 dl1004, Ad5 dl1007, Ad5 dl1011 or Ad
Deletion of the E4 region of 5 dl1014 can also be used within the framework of the present invention.

【0172】 上記の位置は、公開されている、およびデータベースでアクセス可能な、野生
型Ad5アデノウイルス配列にある。各種のアデノウイルス血清型の間には小さい 変化がありうるが、これらの位置は、任意の血清型、特にアデノウイルスAd2お よびAd7から本発明の組換えアデノウイルスを構築するために、一般的に応用す ることができる。
The above positions are in the wild-type Ad5 adenovirus sequences, which are publicly available and accessible in the database. Although there may be small variations between the various adenovirus serotypes, these positions are common for constructing the recombinant adenovirus of the present invention from any serotype, especially adenoviruses Ad2 and Ad7. It can be applied to

【0173】 さらに、作製されるアデノウイルスは、該ゲノム中に他の改変を有することが
できる。特に、ウイルスの能力を増加しかつウイルス遺伝子の発現に関係する副
作用を減少するために、他の領域を欠失させてもよい。したがって、特に、E3ま
たはIVa2領域の全てまたは部分的に欠失させることができる。しかし、E3領域に
ついては、特に、gp19Kタンパク質をコードする部分を保存することが好ましい であろう。このタンパク質は、実に、アデノウイルスベクターが、(i)その作用 を制限し、かつ(ii)望ましくない副作用を有しうる、免疫反応の対象とならない
ようにすることができる。特定の方法によれば、E3領域を欠失させ、そしてgp19
Kタンパク質をコードする配列を異種プロモーターの制御下で再導入する。
In addition, the adenovirus produced can have other modifications in the genome. In particular, other regions may be deleted to increase the capacity of the virus and reduce side effects related to the expression of the viral genes. Thus, in particular, all or part of the E3 or IVa2 region can be deleted. However, for the E3 region, it may be particularly preferable to preserve the portion encoding the gp19K protein. This protein can, indeed, allow an adenoviral vector not to be subject to an immune response that (i) limits its action and (ii) may have undesirable side effects. According to a particular method, the E3 region is deleted and gp19
The sequence encoding the K protein is reintroduced under the control of a heterologous promoter.

【0174】 本発明のポリヌクレオチド/NOIは、組換えゲノムの様々な部位に挿入するこ とができる。E1、E3またはE4領域に、欠失または余剰配列の置換体として挿入す
ることができる。それはまた、ウイルス作製にシスで(in cis)必要な配列(IT
R配列およびキャプシド形成配列)の外側の、任意の他の部位に挿入することが できる。
The polynucleotide / NOI of the present invention can be inserted at various sites in the recombinant genome. It can be inserted into the E1, E3 or E4 region as a replacement for a deleted or extra sequence. It also contains the necessary sequences in cis for virus production (IT
(R sequence and capsid forming sequence) at any other site.

【0175】 E2領域は、72kDaのDNA結合タンパク質、DNAポリメラーゼ、およびDNA合成を開
始するタンパク質プライミングに必要な55kDaの末端タンパク質(TP)の前駆体(8
0kDa)をコードするので不可欠である。
The E2 region is a precursor of the 72 kDa DNA binding protein, DNA polymerase, and the 55 kDa terminal protein (TP) required for protein priming to initiate DNA synthesis (8
0kDa) is essential.

【0176】 より欠陥のあるウイルスを作るための他の方法は、ウイルス複製に必要な末端
反復のみを完全に維持して、ウイルスを「取り出すこと(gut)」である。「取 り出された」または「中味の無い」ウイルスは、293細胞系の第1世代ヘルパー ウイルスを用いて高力価に増殖させることができる。
Another method for making more defective viruses is to "gut" the virus, keeping only the terminal repeats necessary for virus replication. "Removed" or "empty" viruses can be propagated to high titers using a 293 cell line first generation helper virus.

【0177】 組換えアデノウイルスは、典型的には、組換えアデノウイルスゲノム中の1つ
以上の欠損した機能をトランスで(in trans)補完する能力をもつ細胞系である
、キャプシド形成細胞系で産生される。これらの細胞系の1つは、例えば、アデ
ノウイルスゲノムの部分が組み込まれた細胞系293である。さらに正確に説明す れば、細胞系293は、ヒト腎胚細胞系であり、アデノウイルス5血清型(Ad5)の ゲノムの左末端(約11-12%)を含有し、左ITR、キャプシド形成領域、E1aおよび
E1bを含むE1領域、タンパク質pIXをコードする領域およびタンパク質pIVa2をコ ードする領域の一部を含む。この細胞系は、E1領域に欠陥のある、すなわちE1領
域の全てまたは一部を欠く組換えアデノウイルスをトランス補完し、そして高力
価をもつウイルスストックを産生する能力を有する。この細胞系はまた、許容可
能な温度(32℃)で、さらに熱感受性E2突然変異を含むウイルスストックを産生
する能力を有する。
Recombinant adenoviruses are typically used in capsid forming cell lines, cell lines capable of complementing one or more defective functions in the recombinant adenovirus genome in trans. Produced. One of these cell lines is, for example, cell line 293, which has incorporated a portion of the adenovirus genome. More precisely, cell line 293 is a human renal germ cell line, containing the left end (approximately 11-12%) of the genome of adenovirus 5 serotype (Ad5), the left ITR, the capsid formation. Region, E1a and
It includes the E1 region including E1b, the region encoding the protein pIX, and part of the region encoding the protein pIVa2. This cell line is capable of transcomplementing a recombinant adenovirus defective in the E1 region, ie, lacking all or part of the E1 region, and producing a viral stock with a high titer. This cell line also has the ability to produce a virus stock that contains a heat-sensitive E2 mutation at an acceptable temperature (32 ° C.).

【0178】 E1領域を補完する能力のある他の細胞系は、特にヒト胚癌細胞A549(WO-A-94/
28152)またはヒト網膜芽細胞(Hum. Gen. Ther. (1996) 215)を基にして記載 されている。さらに、複数のアデノウイルス機能をトランス補完する能力のある
細胞系も記載されており、例えばE1およびE4領域を補完する細胞系(Yehら, 199
6a,b;Krougliakら, 1995)ならびにE1およびE2領域を補完する細胞系(WO-A-94
/28152、WO-A-95/02697、WO-A-95/27071)がある。
Other cell lines capable of complementing the E1 region are particularly human embryonic carcinoma cells A549 (WO-A-94 /
28152) or human retinoblasts (Hum. Gen. Ther. (1996) 215). In addition, cell lines capable of transcomplementing multiple adenovirus functions have been described, for example, cell lines that complement the E1 and E4 regions (Yeh et al., 199
6a, b; Krougliak et al., 1995) and cell lines that complement the E1 and E2 regions (WO-A-94
/ 28152, WO-A-95 / 02697, WO-A-95 / 27071).

【0179】 組換えアデノウイルスは、通常、ウイルスDNAをキャプシド形成系に導入し、 続いて約2日または3日後に(アデノウイルスサイクルの動力学は24〜36時間で
あるので)該細胞を溶解することによって作られる。該プロセスを実施するため
に、導入されるウイルスDNAは、任意に細菌で(WO-A-96/25506)または酵母で(
WO-A-95/03400)構築され、該細胞にトランスフェクトされた完全な組換えウイ ルスゲノムであってよい。キャプシド形成系を感染するのに、組換えウイルスを
使うこともできる。ウイルスDNAはまた、それぞれが組換えウイルスゲノムの部 分および相同性領域を運搬する断片の形態で導入することができ、この方法では
、キャプシド形成細胞に導入の後、様々な断片の間の相同的組換えによって組換
えウイルスゲノムを再構築することが可能である。
Recombinant adenovirus usually introduces viral DNA into the encapsidation system and then lyses the cells after about 2 or 3 days (as the kinetics of the adenovirus cycle is 24-36 hours). Made by doing. In order to carry out the process, the viral DNA introduced is optionally in bacteria (WO-A-96 / 25506) or in yeast (WO-A-96 / 25506).
WO-A-95 / 03400) may be a complete recombinant virus genome constructed and transfected into the cells. Recombinant viruses can also be used to infect the capsid formation system. Viral DNA can also be introduced in the form of fragments, each of which carries a portion of the recombinant viral genome and a region of homology, in which homology between the various fragments after introduction into the capsid forming cells is obtained. It is possible to reconstruct the recombinant viral genome by strategic recombination.

【0180】 複製能力のあるアデノウイルスも、遺伝子治療に使うことができる。例えば、
E1a遺伝子を腫瘍特異的プロモーターの調節下にある第1世代ウイルスに挿入す ることができる。理論的には、該ウイルスを腫瘍に注入すると、腫瘍内で特異的
に複製が可能になるが周囲の正常細胞内では複製しない。このタイプのベクター
を使って、腫瘍細胞を溶菌により直接死滅させるか、または単純ヘルペスウイル
スのチミジンキナーゼ遺伝子(HSV tk)のような「自殺遺伝子」を送達して感染
細胞およびバイスタンダー細胞(bystander cell)をガンシクロビルの治療後に
死滅させることができる ウイルス遺伝子は、低酸素応答調節エレメントの制御のもとに置くことができ
る。
[0180] Replicating adenoviruses can also be used for gene therapy. For example,
The E1a gene can be inserted into a first generation virus under the control of a tumor-specific promoter. Theoretically, when the virus is injected into a tumor, it can specifically replicate in the tumor but not in surrounding normal cells. This type of vector can be used to kill tumor cells directly by lysis or to deliver “suicide genes” such as the herpes simplex virus thymidine kinase gene (HSV tk) to infected and bystander cells. ) Can be killed after treatment with ganciclovir. Viral genes can be placed under the control of hypoxia response regulatory elements.

【0181】ハイブリッドベクター系 ハイブリッドアデノウイルス/レトロウイルス系を使うこともでき、その場合
、アデノウイルスの特徴がレトロウイルスの遺伝的安定性と組み合せられる。こ
れらのハイブリッドウイルスベクターはアデノウイルスを使って標的細胞に形質
導入し、そしてその後、該標的細胞は隣接細胞に安定して感染することができる
一過性のレトロウイルスプロデューサー細胞になる。
A hybrid vector system A hybrid adenovirus / retrovirus system can also be used, where the characteristics of the adenovirus are combined with the genetic stability of the retrovirus. These hybrid viral vectors transduce target cells with an adenovirus, and the target cells then become transient retroviral producer cells that can stably infect neighboring cells.

【0182】 本発明のハイブリッドウイルスベクター系は2次ウイルスベクターをコードす
る1つ以上の1次ウイルスベクターを含み、(1つ以上の)該1次ベクターは第
1標的細胞に感染し、かつそこで2次ウイルスベクターを発現する能力があり、
該2次ベクターは第2標的細胞に形質導入する能力がある。
The hybrid viral vector system of the present invention comprises one or more primary viral vectors encoding a secondary viral vector, wherein the primary vector (s) infects a first target cell, and wherein Capable of expressing a secondary viral vector,
The secondary vector is capable of transducing a second target cell.

【0183】 したがって、本発明の遺伝子ベクターは、in vivoで2次ベクターを産生する のに必要な遺伝子をコードする、in vitroで製造される1次ベクターからなる。
使用において、該2次ベクターは第2標的細胞に挿入するための1つ以上の選択
遺伝子を運ぶ。選択遺伝子は1つ以上のマーカー遺伝子および/または治療用遺
伝子であってもよい(上記参照)。
[0183] Thus, the gene vector of the present invention comprises a primary vector produced in vitro that encodes a gene necessary for producing a secondary vector in vivo.
In use, the secondary vector carries one or more selection genes for insertion into a second target cell. The selection gene may be one or more marker genes and / or therapeutic genes (see above).

【0184】 (1つ以上の)1次ウイルスベクターは、レトロウイルス(レンチウイルスを
含む)、アデノウイルス、ヘルペスウイルスもしくはポックスウイルスのベクタ
ーのような各種の異なるウイルスベクターであってもよいし、または多重1次ウ
イルスベクターの場合には、異なるウイルス起源のベクターの混合物であっても
よい。いずれの場合でも、1次ウイルスベクターは好ましくは独立複製の能力が
ない点で欠陥(defective)である。したがって、これらは標的細胞に入り、2 次ベクター配列を送達する能力はあるが、複製してさらに標的細胞に感染し続け
る能力はない。
The primary viral vector (s) may be any of a variety of different viral vectors, such as retroviral (including lentiviral), adenoviral, herpes viral or poxviral vectors, or In the case of multiple primary virus vectors, a mixture of vectors of different viral origins may be used. In each case, the primary viral vector is preferably defective in its inability to replicate independently. Thus, they have the ability to enter the target cell and deliver the secondary vector sequence, but not to replicate and continue to infect the target cell.

【0185】 ハイブリッドウイルスベクター系が2次ベクターをコードする1つ以上の1次
ベクターを含む場合、全ての1次ベクターが第1標的細胞集団に感染するために
、通常、同時に使用される。好ましいのは、2次ウイルスベクターの全成分をコ
ードする単一の1次ウイルスベクターである。
Where the hybrid viral vector system includes one or more primary vectors encoding a secondary vector, all primary vectors are usually used simultaneously to infect the first target cell population. Preferred is a single primary viral vector that encodes all components of the secondary viral vector.

【0186】 好ましい単一または多重の1次ウイルスベクターはアデノウイルスベクターで
ある。アデノウイルスベクターは、in vitro培養から得ることができる力価にお
いて、他のウイルスベクターを超える有意な利点をもつ。アデノウイルス粒子は
また、エンベロープウイルスの粒子と比較して比較的安定であり、したがって精
製および貯蔵がより容易である。
A preferred single or multiple primary viral vector is an adenoviral vector. Adenovirus vectors have significant advantages over other viral vectors in the titers obtainable from in vitro culture. Adenovirus particles are also relatively stable compared to enveloped virus particles, and are therefore easier to purify and store.

【0187】 2次ウイルスベクターは、好ましくはレトロウイルスベクター、さらに好まし
くはレンチウイルスベクターである。2次ベクターは、第1標的細胞内で、欠陥
ウイルスベクター粒子の構築とパッケージングに不可欠な遺伝子の発現によって
産生される。2次ベクターは独立複製の能力が無い点で欠陥である。したがって
、2次レトロウイルスベクターが第2標的細胞に形質導入すると、それ以上の標
的細胞への複製による伝播の能力はなくなる。
[0187] The secondary viral vector is preferably a retroviral vector, more preferably a lentiviral vector. The secondary vector is produced in the first target cell by expression of genes essential for the construction and packaging of the defective viral vector particle. Secondary vectors are defective in their inability to replicate independently. Thus, when a secondary retroviral vector transduces a second target cell, it loses its ability to propagate further by replication to the target cell.

【0188】 2次ベクターは、1次ベクターのDNAにコードされたレトロウイルスベクター の産生に不可欠な遺伝子の発現から産生させることができる。このような遺伝子
は、1つ以上の治療用遺伝子を含有する、レトロウイルスからのgag-pol遺伝子 、エンベロープウイルスからのエンベロープ遺伝子および欠陥レトロウイルスゲ
ノムを含む。欠陥レトロウイルスゲノムは、概して、逆転写を可能にする末端配
列、少なくとも長い5'末端反復(LTR)の一部、少なくとも3'LTRの一部、および
パッケージングシグナルを含有する。
[0188] Secondary vectors can be produced from expression of genes essential for the production of retroviral vectors encoded by the DNA of the primary vector. Such genes include the gag-pol gene from a retrovirus, the envelope gene from an enveloped virus, and a defective retroviral genome containing one or more therapeutic genes. Defective retroviral genomes generally contain terminal sequences that allow reverse transcription, at least a portion of the long 5 'terminal repeat (LTR), at least a portion of the 3' LTR, and a packaging signal.

【0189】 重要なことは、2次ベクターが、その中に、独立した複製能力のある感染性ウ
イルスを産生する、組換えの可能性を排除する1つ以上の安全特性が組込まれて
いる点において、in vivoでの使用でも安全であることである。
Importantly, the secondary vector has incorporated therein one or more safety features that eliminate the possibility of recombination, producing an independently replicating infectious virus. Is safe in use in vivo.

【0190】 複製欠陥をもつことを保証するために、2次ベクターを、単一または2種以上
のアデノウイルスベクターまたは他の1次ベクター中に位置しうる複数の転写ユ
ニットによりコードすることができる。したがって、2次ベクターゲノムをコー
ドする転写ユニット、gag-polをコードする転写ユニットおよびenvをコードする
転写ユニットとすることができる。あるいは、これらの2つ以上を組合わせるこ
とができる。例えば、gag-polおよびenv、またはenvおよびゲノムをコードする 核酸配列を、単一転写ユニット中に組み合わせることができる。これを達成する
方法は当業界では公知である。
To ensure that there is a replication defect, the secondary vector can be encoded by multiple transcription units, which can be located in one or more adenovirus vectors or other primary vectors. . Therefore, a transcription unit encoding the secondary vector genome, a transcription unit encoding gag-pol, and a transcription unit encoding env can be obtained. Alternatively, two or more of these can be combined. For example, nucleic acid sequences encoding gag-pol and env, or env and genome, can be combined in a single transcription unit. Methods for accomplishing this are known in the art.

【0191】 本明細書に記載の転写ユニットは、いずれの他のコード配列とも独立して、こ
れらのコード配列の発現を達成するためのコード配列およびシグナルを含有する
核酸領域である。したがって、各転写ユニットは、一般的に少なくとも1つのプ
ロモーター、1つのエンハンサーおよび1つのポリアデニル化シグナルを含む。
2次ベクターをコードする転写ユニットのプロモーターおよびエンハンサーは、
好ましくは、2次ウイルスベクターを産生する条件下で、第1標的細胞内で強い
活性を有し、または強い被誘導性を有する。プロモーターおよび/またはエンハ
ンサーは構成的に有効であってもよく、または組織もしくは時間的にその活動が
制限されてもよい。
A transcription unit as described herein is a nucleic acid region containing coding sequences and signals for achieving expression of these coding sequences, independently of any other coding sequences. Thus, each transcription unit generally comprises at least one promoter, one enhancer and one polyadenylation signal.
The promoter and enhancer of the transcription unit encoding the secondary vector are as follows:
Preferably, it has a strong activity or a strong inducibility in the first target cell under the conditions for producing the secondary viral vector. Promoters and / or enhancers may be constitutively effective or may be tissue or temporally restricted in their activity.

【0192】 ハイブリッドウイルスベクター系に組み込まれうる安全特性を以下に記載した
。1つ以上の特性が存在しうる。
The safety properties that can be incorporated into the hybrid viral vector system are described below. One or more properties may be present.

【0193】 第1に、2次ベクターの成分をコードする配列間の配列相同性を相同性領域の
欠失により避けることができる。相同性領域は遺伝子組換えが起こることを可能
にする。1つの特定の実施形態においては、3種の転写ユニットを使って2次レ
トロウイルスベクターを構築する。第1の転写ユニットは、非レトロウイルスの
プロモーターおよびエンハンサーの制御下でレトロウイルスgag-pol遺伝子を含 有する。第2の転写ユニットは、非レトロウイルスのプロモーターおよびエンハ
ンサーの制御下でレトロウイルスenv遺伝子を含有する。第3転写ユニットは、 非レトロウイルスのプロモーターおよびエンハンサーの制御下で欠陥レトロウイ
ルスゲノムを含む。生来のレトロウイルスゲノムでは、パッケージングシグナル
は、適当な機能遂行にgag配列の一部が必要であるように配置されている。した がって通常は、レトロウイルスベクター系が構築されると、gag遺伝子の一部を 含むパッケージングシグナルがベクターゲノムに残る。しかし、本発明の場合に
は、欠陥レトロウイルスゲノムは最小のパッケージングシグナルを含有し、それ
は第1の転写ユニット中にgag配列に相同性である配列を含有しない。また、レ トロウイルス、例えばモロニーマウス白血病ウイルス(MMLV)中には、polをコ ードする配列の3'末端とenvの5'末端の間に小さい重複領域がある。第1と第2 の転写ユニットの間の対応する相同性領域は、polをコードする配列の3'末端ま たはenvの5'末端のいずれかの配列を改変することによって除去し、コードされ たタンパク質のアミノ酸配列を変えることなくコドン使用を変えることができる
First, sequence homology between sequences encoding components of the secondary vector can be avoided by deletion of regions of homology. The regions of homology allow genetic recombination to occur. In one particular embodiment, a secondary retroviral vector is constructed using three transcription units. The first transcription unit contains the retroviral gag-pol gene under the control of a non-retroviral promoter and enhancer. The second transcription unit contains the retroviral env gene under the control of a non-retroviral promoter and enhancer. The third transcription unit contains the defective retroviral genome under the control of a non-retroviral promoter and enhancer. In the native retroviral genome, the packaging signal is arranged such that a portion of the gag sequence is required for proper functioning. Thus, usually, when a retroviral vector system is constructed, a packaging signal containing a part of the gag gene remains in the vector genome. However, in the case of the present invention, the defective retroviral genome contains minimal packaging signals, which do not contain sequences in the first transcription unit that are homologous to the gag sequence. Also, in retroviruses such as Moloney murine leukemia virus (MMLV), there is a small overlapping region between the 3 'end of the pol coding sequence and the 5' end of env. The corresponding region of homology between the first and second transcription units has been removed by altering the sequence at either the 3 'end of the sequence encoding pol or the 5' end of env and the encoded region. Codon usage can be changed without changing the amino acid sequence of the protein.

【0194】 第2に、複製能力のある2次ウイルスベクターの可能性を、envとgag-pol成分
の間の相同性領域を避けるように、他のレトロウイルスまたは他のエンベロープ
ウイルスのエンベロープタンパク質を用いて、1つのレトロウイルスのゲノムを
偽型化(pseudotyping)することによって、避けることができる。1つの特定の
実施形態においては、レトロウイルスベクターを次の3つの成分から構築する。
第1の転写ユニットは、非レトロウイルスのプロモーターおよびエンハンサーの
制御下でレトロウイルスgag-pol遺伝子を含有する。第2の転写ユニットは、非 レトロウイルスのプロモーターおよびエンハンサーの制御下で代わりのエンベロ
ープウイルスからのenv遺伝子を含有する。第3転写ユニットは、非レトロウイ ルスのプロモーターおよびエンハンサーの制御下で欠陥レトロウイルスゲノムを
含む。欠陥レトロウイルスゲノムは最小のパッケージングシグナルを含有し、そ
れは第1転写ユニットのgag配列と相同的な配列を含有しない。
Second, the potential of a replication-competent secondary viral vector was determined by reducing the envelope proteins of other retroviruses or other enveloped viruses so as to avoid regions of homology between the env and gag-pol components. And can be avoided by pseudotyping the genome of one retrovirus. In one particular embodiment, a retroviral vector is constructed from three components:
The first transcription unit contains the retroviral gag-pol gene under the control of a non-retroviral promoter and enhancer. The second transcription unit contains the env gene from an alternative enveloped virus under the control of a non-retroviral promoter and enhancer. The third transcription unit contains the defective retroviral genome under the control of a non-retroviral promoter and enhancer. The defective retroviral genome contains minimal packaging signals, which do not contain sequences homologous to the gag sequence of the first transcription unit.

【0195】 偽型化は、例えば、HIVまたはウマ感染性貧血ウイルス(EIAV)のようなレン チウイルスに基づくレトロウイルスゲノムを含むこともでき、エンベロープタン
パク質は、例えば、4070Aと呼ばれる両栄養性(amphotropic)エンベロープタン
パク質であってよい。あるいは、レトロウイルスゲノムはMMLVに基づいてよく、
エンベロープタンパク質は、インフルエンザ赤血球凝集素または水泡性口内炎ウ
イルスGタンパク質のような第1標的細胞内で非毒性量が産生されうる他ウイル スからのタンパク質であってよい。他の代替法では、エンベロープタンパク質は
、突然変異体または遺伝子操作エンベロープタンパク質のような改変エンベロー
プタンパク質であってよい。ターゲッティング能力を導入するため、または毒性
を低下するため、あるいは他の目的のために、改変を行うかまたは選択すること
ができる。
[0195] Pseudotyping can also include, for example, a retroviral genome based on a lentivirus, such as HIV or equine infectious anemia virus (EIAV), and the envelope protein has an amphotropic, termed, for example, 4070A. ) It can be an envelope protein. Alternatively, the retroviral genome may be based on MMLV,
The envelope protein may be a protein from another virus that can produce a non-toxic amount in the first target cell, such as influenza hemagglutinin or vesicular stomatitis virus G protein. In other alternatives, the envelope protein may be a mutant or a modified envelope protein, such as a genetically engineered envelope protein. Modifications can be made or selected to introduce targeting ability, or to reduce toxicity, or for other purposes.

【0196】 第3に、複製能を有するレトロウイルスの可能性を、特定の方法で構築した2
種の転写ユニットを使うことにより消去することができる。第1転写ユニットは
、hCMVプロモーター-エンハンサーまたは組織限定的プロモーター-エンハンサー
のような第1標的細胞内で活性のあるプロモーター-エンハンサーの制御下でgag
-polコード領域を含有する。第2の転写ユニットは、レトロウイルス粒子中にパ
ッケージングされる能力のあるレトロウイルスゲノムRNAをコードする。第2転 写ユニットは、パッケージング、組込みおよび逆転写に必要なレトロウイルス配
列を含有し、そしてまたエンベロープウイルスのenvタンパク質をコードする配 列および1つ以上の治療用遺伝子のコード配列も含有する。
Third, the potential of a replication-competent retrovirus was constructed in a specific way.
It can be erased by using a different transfer unit. The first transcription unit gags under the control of a promoter-enhancer that is active in the first target cell, such as an hCMV promoter-enhancer or a tissue-restricted promoter-enhancer.
-Contains pol coding region. The second transcription unit encodes a retroviral genomic RNA capable of being packaged into a retroviral particle. The second transcription unit contains retroviral sequences necessary for packaging, integration and reverse transcription, and also contains sequences encoding the envelope virus env protein and one or more therapeutic gene coding sequences. .

【0197】 好ましい実施形態においては、本発明によるハイブリッドウイルスベクター系
は、レトロウイルス2次ベクターをコードする単一または多重のアデノウイルス
1次ベクターを含む。本発明に使用するアデノウイルスベクターは、ヒトアデノ
ウイルス、または通常はヒトに感染しないアデノウイルスから誘導することがで
きる。好ましくは、該ベクターはアデノウイルス2型またはアデノウイルス5型
(Ad2またはAd5)あるいはマウスアデノウイルスまたはCELOウイルスのようなト
リアデノウイルスから誘導される。ベクターは複製能力のあるアデノウイルスベ
クターであってよいが、さらに好ましくは欠陥アデノウイルスベクターである。
アデノウイルスベクターは、ウイルスの複製に必要な1つ以上の成分を欠失する
ことにより欠陥化することができる。典型的には、各アデノウイルスベクターは
E1領域に少なくとも1つの欠失を含む。感染性アデノウイルスベクター粒子を産
生するには、E1遺伝子などの、Ad5の残り部分の組み込まれたコピーを含有する ヒト293細胞系のような、ヒト胚織維芽細胞系におけるウイルスの継代により、 この欠失を補完することができる。異種DNAのこのようなベクター中への挿入の 容量はほぼ7kbまでである。したがって、このようなベクターは、それぞれレト ロウイルス2次ベクター構築に不可欠な転写ユニットの1つを含有する3つの別
々の組換えベクターを含む本発明の系の構築に有用である。
In a preferred embodiment, the hybrid virus vector system according to the invention comprises a single or multiple adenovirus primary vectors encoding a retrovirus secondary vector. The adenovirus vector used in the present invention can be derived from a human adenovirus or an adenovirus that does not normally infect humans. Preferably, the vector is derived from adenovirus type 2 or adenovirus type 5 (Ad2 or Ad5) or an avian adenovirus such as a mouse adenovirus or a CELO virus. The vector may be a replication-competent adenovirus vector, but is more preferably a defective adenovirus vector.
Adenovirus vectors can be defective by deleting one or more components required for viral replication. Typically, each adenovirus vector is
It contains at least one deletion in the E1 region. To produce infectious adenoviral vector particles, passage of the virus in a human embryonic fibroblast cell line, such as a human 293 cell line containing an integrated copy of the remainder of Ad5, such as the E1 gene, This deletion can be complemented. The capacity for insertion of heterologous DNA into such vectors is up to approximately 7 kb. Thus, such vectors are useful for constructing a system of the invention that includes three separate recombinant vectors, each containing one of the transcription units essential for retrovirus secondary vector construction.

【0198】 他のアデノウイルス遺伝子がさらに欠失した他のアデノウイルスベクターが当
業界で公知であり、これらのベクターも本発明の使用に適している。これらの第
2世代アデノウイルスベクターのいくつかは、免疫原性の低下を示す(例えば、
E1+E2欠失、Gorzigliaら, 1996;E1+E4欠失、Yehら, 1996)。広い欠失は、ベク
ターに複数の遺伝子を導入するための追加のクローニング容量を与えることに役
立つ。例えば、25kbの欠失が記載されており(Lieberら, 1996)、また35kb以上
の異種DNAの導入を可能にする全ウイルスゲノムが欠失したクローニングベクタ ーが報じられている(Fisherら, 1996)。このようなベクターを使って、レトロ
ウイルス2次ベクター構築のための2つまたは3つの転写ユニットをコードする
本発明のアデノウイルス1次ベクターを作製することができる。
Other adenovirus vectors, in which other adenovirus genes have been further deleted, are known in the art, and these vectors are also suitable for use in the present invention. Some of these second generation adenovirus vectors exhibit reduced immunogenicity (eg,
E1 + E2 deletion, Gorziglia et al., 1996; E1 + E4 deletion, Yeh et al., 1996). Wide deletions serve to provide additional cloning capacity to introduce multiple genes into the vector. For example, a 25 kb deletion has been described (Lieber et al., 1996) and a cloning vector has been reported in which the entire viral genome has been deleted which allows the introduction of heterologous DNA of 35 kb or more (Fisher et al., 1996). ). Using such a vector, the adenovirus primary vector of the present invention encoding two or three transcription units for the construction of a retrovirus secondary vector can be prepared.

【0199】 上記の本発明の実施形態はアデノウイルスおよび他のウイルスベクターに関連
する大きな問題の1つ、すなわちこのようなベクターからの遺伝子発現が一過性
であることを解決する。1次標的細胞から生成するレトロウイルス粒子は2次標
的細胞に感染し、レトロウイルスベクターのゲノムが宿主細胞ゲノム中に組み込
まれるので2次標的細胞の遺伝子発現は安定して維持される。2次標的細胞は、
顕著な量のウイルスタンパク質抗原を発現せず、アデノウイルスベクターを用い
て形質導入された細胞より免疫原性が低い。
The embodiments of the present invention described above solve one of the major problems associated with adenovirus and other viral vectors, namely, the transient expression of genes from such vectors. Retroviral particles generated from the primary target cell infect the secondary target cell, and the gene expression of the secondary target cell is stably maintained because the genome of the retroviral vector is integrated into the host cell genome. The secondary target cells are
It does not express significant amounts of viral protein antigens and is less immunogenic than cells transduced with adenovirus vectors.

【0200】 レトロウイルスベクターの2次ベクターとしての使用はまた、例えば高速分裂
細胞のターゲッティングが可能になることによって細胞識別がある程度可能にな
るので、有利である。さらに、レトロウイルス組み込みにより、増殖標的細胞内
の安定な発現を含む標的組織内の治療遺伝子の安定な発現が可能になる。
The use of a retroviral vector as a secondary vector is also advantageous, as it allows for some degree of cell discrimination, for example by being able to target fast dividing cells. In addition, retroviral integration allows for stable expression of therapeutic genes in target tissues, including stable expression in proliferating target cells.

【0201】 好ましくは、1次ウイルスベクターはある特定の細胞型または1つ以上の細胞型
に選択的に感染する。さらに好ましくは、1次ベクターは標的化ベクターであり
、すなわち天然のウイルスと比較して改変された組織親和性を有し、該ベクター
は特定の細胞を標的にする。用語「標的化ベクター」は用語「標的細胞」と必ず
しも繋がりはない。「標的細胞」は、単に、天然ベクターまたは標的化ベクター
を問わずベクターが感染または形質導入することが可能な細胞を指す。
Preferably, the primary viral vector selectively infects a particular cell type or one or more cell types. More preferably, the primary vector is a targeting vector, i.e. has an altered tissue tropism as compared to the native virus, said vector targeting a particular cell. The term "targeting vector" is not necessarily linked to the term "target cell". "Target cell" simply refers to a cell that can be infected or transduced by a vector, whether a natural vector or a targeting vector.

【0202】 本発明によるベクターシステムのための1次標的細胞は、限定されるものでな
いが、造血細胞(単球、マクロファージ、リンパ球、顆粒球またはこれらのいず れかの前駆細胞)、内皮細胞、腫瘍細胞、ストローマ細胞、星状細胞またはグリ ア細胞、筋細胞、および上皮細胞を含む。
[0202] Primary target cells for the vector system according to the present invention include, but are not limited to, hematopoietic cells (monocytes, macrophages, lymphocytes, granulocytes or any of these precursor cells), endothelium. Includes cells, tumor cells, stromal cells, astrocytes or glial cells, muscle cells, and epithelial cells.

【0203】 したがって、本発明による、2次ウイルスベクターを産生する能力のある1次
標的細胞は、上記細胞型のいずれかであってよい。好ましい実施形態では、本発
明による1次標的細胞は、レトロウイルスgag-polのための1次転写ユニットお よびパッケージング可能な欠陥レトロウイルスゲノムを産生する能力のある2次
転写ユニットを含有する欠陥アデノウイルスベクターが感染した、単球またはマ
クロファージである。この場合、少なくとも第2転写ユニットは、虚血部位また
は固形腫瘍のミクロ環境のような体内の疾患部位に選択的に活性をもつプロモー
ター-エンハンサーの制御下にあるのが好ましい。本発明のこの態様の特に好ま しい実施形態では、第2転写ユニットは、該ゲノムを2次標的細胞に挿入すると
、ウイルスenv遺伝子の発現を低下させ、治療遺伝子の効率的発現を可能にする イントロンが作製されるように構築される。
Thus, a primary target cell capable of producing a secondary viral vector according to the present invention may be any of the above cell types. In a preferred embodiment, the primary target cells according to the invention are defective containing the primary transcription unit for the retrovirus gag-pol and a secondary transcription unit capable of producing a packaged defective retroviral genome. Monocytes or macrophages infected with the adenovirus vector. In this case, it is preferred that at least the second transcription unit is under the control of a promoter-enhancer that is selectively active at a site of disease in the body, such as an ischemic site or the microenvironment of a solid tumor. In a particularly preferred embodiment of this aspect of the invention, the second transcription unit, when the genome is inserted into a secondary target cell, reduces the expression of the viral env gene and allows for efficient expression of the therapeutic gene. Is constructed to be produced.

【0204】 2次ウイルスベクターも標的化ベクターであってよい。レトロウイルスベクタ
ーについては、これは、エンベロープタンパク質を改変して達成することができ
る。レトロウイルス2次ベクターのエンベロープタンパク質は、非毒性エンベロ
ープ、または、例えばMMLV両栄養性エンベロープもしくは改変両栄養性エンベロ
ープのような1次標的細胞内で非毒性的な量で産生されうるエンベロープである
必要がある。このような場合の安全特性は、好ましくはレトロウイルス成分間の
領域または配列相同性の欠失である。
[0204] The secondary viral vector may also be a targeting vector. For retroviral vectors, this can be achieved by modifying the envelope protein. The envelope protein of the retroviral secondary vector must be a non-toxic envelope or an envelope that can be produced in non-toxic amounts in the primary target cell, such as an MMLV amphotropic envelope or a modified amphotropic envelope. There is. The safety feature in such cases is preferably the lack of region or sequence homology between the retroviral components.

【0205】 2次標的細胞集団は1次標的細胞集団と同様であってよい。例えば、本発明の
1次ベクターの腫瘍細胞への送達は、さらに腫瘍細胞に形質導入することができ
るさらなるベクター粒子の複製および生成をもたらす。あるいは、2次標的細胞
集団は、1次標的細胞集団と異なっていてもよい。この場合は、1次標的細胞は
、治療する個体の体内の内因性工場(endogenous factory)としての役割を果た
し、2次標的細胞集団に感染することができるさらなるベクター粒子を産生する
。例えば、1次標的細胞集団は、1次ベクターによりin vivoまたは ex vivoで 形質導入された造血細胞であってよい。1次標的細胞は、その後、腫瘍のような
体内の部位に送達されるかまたは移動して、例えば固形腫瘍内の腫瘍細胞に形質
導入する能力のある2次ベクター粒子を産生する。
[0205] The secondary target cell population may be similar to the primary target cell population. For example, delivery of a primary vector of the invention to tumor cells results in the replication and generation of additional vector particles that can further transduce tumor cells. Alternatively, the secondary target cell population may be different from the primary target cell population. In this case, the primary target cells serve as endogenous factories in the body of the individual to be treated, producing additional vector particles that can infect the secondary target cell population. For example, the primary target cell population may be hematopoietic cells transduced in vivo or ex vivo by a primary vector. The primary target cells are then delivered or migrate to a site in the body, such as a tumor, to produce secondary vector particles capable of transducing, for example, tumor cells in a solid tumor.

【0206】 本発明は、治療タンパク質が必要とされる部位またはその近傍で、in vivoで 欠陥レトロウイルスベクター粒子の高力価の局在化産生を可能にし、2次標的細
胞の効率的な形質導入をもたらす。これは、欠陥アデノウイルスベクターまたは
欠陥レトロウイルスベクターを単独で使うより効率的である。
The present invention allows for the localized production of high titers of defective retroviral vector particles in vivo at or near the site where the therapeutic protein is required, enabling efficient characterization of secondary target cells. Bring introduction. This is more efficient than using defective adenovirus or retrovirus vectors alone.

【0207】 本発明はまた、in vivoで分裂しない細胞および分裂の遅い細胞内で、MMLV系 ベクターのようなレトロウイルスベクターの産生を可能にする。MMLV系レトロウ
イルスベクターの産生は従来、in vitroで増殖する組織培養適合細胞またはin v
ivoで高速分裂する腫瘍細胞のような高速分裂細胞でのみ可能であった。レトロ ウイルスベクター産生能力のある細胞型の範囲を広げることは、そのほとんどが
分裂の遅い固形腫瘍細胞に遺伝子を送達し、ならびに内皮細胞および様々な造血
性系列細胞のような非分裂細胞を治療タンパク質産物の産生のための内因性工場
として使用するのに有利である。
The present invention also allows for the production of retroviral vectors, such as MMLV-based vectors, in cells that do not divide and that divide slowly in vivo. Conventionally, production of MMLV-based retroviral vectors has been performed in tissue culture compatible cells or in v
It was only possible with fast dividing cells, such as tumor cells dividing fast in vivo. Extending the range of cell types capable of producing retroviral vectors can deliver genes to solid tumor cells, most of which are slow to divide, and transform non-dividing cells such as endothelial cells and various hematopoietic lineage cells into therapeutic proteins. Advantageously used as an endogenous factory for the production of the product.

【0208】 プロモーター/エンハンサー 「誘導可能な」または「調節された」とは、発現が選択的に活性化されうる、
例えば発現が細胞外の刺激に応答して改変されうることを意味する。「構成的発
現」とは、「調節された」とは反対に、実質的に一定の量が産生されることを意
味する。構成的発現は、例えば、外界刺激を必要とせず連続的に起こる。
The promoter / enhancer "inducible" or "regulated" means that expression can be selectively activated.
For example, it means that expression can be altered in response to extracellular stimuli. "Constitutive expression", as opposed to "regulated", means that a substantially constant amount is produced. Constitutive expression occurs, for example, continuously without the need for external stimuli.

【0209】 好ましくは、本発明によるベクター内の核酸は、標的細胞内の融合タンパク質
の選択的発現を引き起こす能力のある発現制御配列に機能しうる形で連結されて
いる。該発現制御配列は、例えば、標的細胞を含むある特定の細胞型に選択的に
活性があるプロモーターもしくはエンハンサー、または低酸素条件のようなある
特定の条件下で選択的に活性があるプロモーターもしくはエンハンサーであって
よい。低酸素の条件下で選択的発現を起こす能力のある発現制御配列は、低酸素
応答エレメントとして公知である(Dachsら, 1997 Nature Medicine 3, 515)。
Preferably, the nucleic acid in the vector according to the invention is operably linked to an expression control sequence capable of causing the selective expression of the fusion protein in the target cell. The expression control sequence may be, for example, a promoter or enhancer that is selectively active in certain cell types, including target cells, or a promoter or enhancer that is selectively active in certain conditions, such as hypoxic conditions. It may be. Expression control sequences capable of causing selective expression under hypoxic conditions are known as hypoxia response elements (Dachs et al., 1997 Nature Medicine 3, 515).

【0210】 該核酸は、マクロファージが腫瘍に入ったときにのみ、例えば低酸素により、
特異的に活性化されるプロモーターの制御下に置くことができる。これにより、
プロドラッグ活性化酵素の局所送達が容易になる。本発明のこの態様は、腫瘍に
選択的に存在する低酸素のような条件で自身が著しく活性化されるプロドラッグ
、例えばチラパザミン(Tirapazamine)、RSU1069、EO9およびマイトマイシンC に、特に有用である。
[0210] The nucleic acid is released only when macrophages enter the tumor, eg, due to hypoxia.
It can be under the control of a specifically activated promoter. This allows
Facilitates local delivery of the prodrug activating enzyme. This aspect of the invention is particularly useful for prodrugs that themselves are significantly activated under conditions such as hypoxia that are selectively present in tumors, such as Tirapazamine, RSU1069, EO9 and mitomycin C.

【0211】 該核酸は、ある発現調節エレメント、通常、プロモーターまたはプロモーター
およびエンハンサーの発現制御下にあり得る。該エンハンサーおよび/またはプ
ロモーターは、核酸が腫瘍、関節炎の関節または他の虚血部位の環境にある特定
の対象組織に選択的に発現されるように、低酸素また虚血または低グルコース環
境で選択的に活性がある。したがって治療を受ける個体に対する核酸のなんらか
の顕著な生物学的影響または有害な影響は、軽減するか排除することができる。
調節された発現を与えるエンハンサーエレメントまたは他のエレメントは多重コ
ピーで存在することができる。同様に、またはさらに、エンハンサーおよび/ま
たはプロモーターは、マクロファージ、内皮細胞またはそれらの組合わせのいず
れか1つ以上のような、1つ以上の特定の細胞型に選択的に活性をもつことがで
きる。さらなる例は、呼吸気道上皮細胞、肝細胞、筋細胞、心筋細胞、滑膜細胞
、原発性哺乳動物上皮細胞、およびマクロファージニューロンのような分裂後に
最終的に分化する非複製細胞を含む。
The nucleic acid may be under the control of the expression of certain expression control elements, usually a promoter or promoter and enhancer. The enhancer and / or promoter is selected in a hypoxic or ischemic or low glucose environment such that the nucleic acid is selectively expressed in a particular tissue of interest in the environment of a tumor, arthritic joint or other ischemic site. Active. Thus, any significant biological or detrimental effects of the nucleic acid on the treated individual can be reduced or eliminated.
Enhancer elements or other elements that provide for regulated expression can be present in multiple copies. Similarly, or in addition, enhancers and / or promoters can be selectively active in one or more specific cell types, such as any one or more of macrophages, endothelial cells, or combinations thereof. . Further examples include non-replicating cells that ultimately differentiate after division, such as respiratory airway epithelial cells, hepatocytes, myocytes, cardiomyocytes, synovial cells, primary mammalian epithelial cells, and macrophage neurons.

【0212】 用語「プロモーター」は、当業界の通常の意味、例えば遺伝子発現のJacob-Mo
nod理論におけるRNAポリメラーゼ結合部位に使われる。
The term “promoter” has its ordinary meaning in the art, for example, Jacob-Mo
Used for RNA polymerase binding site in nod theory.

【0213】 用語「エンハンサー」は、転写開始複合体の他のタンパク質成分に結合するDN
A配列を含み、これによって、その関連プロモーターにより指令される転写の開 始を容易にする。
[0213] The term "enhancer" refers to a DN that binds to other protein components of the transcription initiation complex.
A sequence, which facilitates the initiation of transcription dictated by its associated promoter.

【0214】 好ましくは、本発明のプロモーターは組織特異的である。すなわち、それらは
他の組織型内ではほとんど「サイレント(silent)」なままであるが、1つの組
織内では核酸の転写を駆動することができる。
Preferably, the promoter of the invention is tissue-specific. That is, they remain almost "silent" in other tissue types, but can drive transcription of nucleic acids in one tissue.

【0215】 用語「組織特異的」は、ある単一の組織型に活性が制限されないが、それにも
関わらず1つの組織群では活性があり、別の群では活性が低いかサイレントであ
るという選択性を示すプロモーターを意味する。本発明のプロモーターの望まし
い特性は、標的組織内にあっても、活性化低酸素調節エンハンサーエレメントの
非存在下では、該プロモーターが比較的低い活性を持つことである。これを達成
する1つの方法は、低酸素の非存在下で、選択されたプロモーターの活性を抑制
する「サイレンサー」エレメントを使うことである。
The term “tissue-specific” refers to the selection that activity is not restricted to one single tissue type, but nevertheless is active in one group of tissues and less active or silent in another group. Means a sexually active promoter. A desirable property of the promoters of the present invention is that they have relatively low activity, even in target tissues, in the absence of an activated hypoxic regulatory enhancer element. One way to achieve this is to use a "silencer" element that represses the activity of the selected promoter in the absence of hypoxia.

【0216】 上記の、いくつかの組織特異的プロモーターは、本発明の実施に特に有利であ
るうる。ほとんどの場合、これらのプロモーターは、選択されたベクターにクロ
ーニングするのに適当な、便利な制限酵素消化断片として単離することができる
。あるいは、プロモーター断片は、ポリメラーゼ連鎖反応を使って単離すること
ができる。増幅した断片のクローニングは、プライマーの5'末端に制限部位を組
み込むことによって容易にすることができる。
[0216] Some of the tissue-specific promoters described above may be particularly advantageous in the practice of the present invention. In most cases, these promoters can be isolated as convenient restriction digests, which are suitable for cloning into the chosen vector. Alternatively, the promoter fragment can be isolated using the polymerase chain reaction. Cloning of the amplified fragment can be facilitated by incorporating a restriction site at the 5 'end of the primer.

【0217】 心臓特異的発現に適当なプロモーターとしては、マウス心臓α-ミオシン重鎖 (MHC)遺伝子からのプロモーターが挙げられる。適当な血管内皮特異的プロモ ーターとしてはEt-1プロモーターおよびvon Willebrand因子プロモーターが挙げ
られる。
Suitable promoters for cardiac-specific expression include promoters from the mouse heart α-myosin heavy chain (MHC) gene. Suitable vascular endothelial-specific promoters include the Et-1 promoter and the von Willebrand factor promoter.

【0218】 前立腺特異的プロモーターとしては、ヒト腺状カリクレイン-1(hKLK2)遺伝 子および前立腺特異的抗原(hKLK3)の5'隣接領域が挙げられる。Prostate-specific promoters include the human glandular kallikrein-1 (hKLK2) gene and the 5 ′ flanking region of the prostate-specific antigen (hKLK3).

【0219】 細胞特異的であるプロモーター/エンハンサーの例としては、CSF-1プロモー ター-エンハンサーなどのマクロファージ特異的プロモーターもしくはエンハン サー、またはマンノース受容体遺伝子プロモーター-エンハンサーからのエレメ ント(Roulexら, 1994 Exp Cell Res 214:113-119)が挙げられる。あるいは、 好中球に選択的に活性のあるプロモーターもしくはエンハンサーエレメント、ま
たはIL-2遺伝子エンハンサーなどのリンパ球特異的エンハンサーを使うことがで
きる。
Examples of promoters / enhancers that are cell-specific include macrophage-specific promoters or enhancers, such as the CSF-1 promoter-enhancer, or elements from the mannose receptor gene promoter-enhancer (Roulex et al., 1994). Exp Cell Res 214: 113-119). Alternatively, a promoter or enhancer element selectively active on neutrophils, or a lymphocyte-specific enhancer such as the IL-2 gene enhancer can be used.

【0220】 低酸素条件下の治療遺伝子の高度の発現は、1つ以上の低酸素応答エンハンサ
ー(HRE)エレメントの存在により誘導することができる。HREエレメントは、プ
ロモーターおよび/または治療遺伝子の上流(5')または下流(3')のいずれか
に位置し得るポリヌクレオチド配列を含有する。HREエンハンサーエレメント(H
REE)は、典型的にはシス作用エレメントで、通常、約10〜300bpの長さであり、
プロモーターに作用してプロモーターの制御下で遺伝子の転写を増大させる。好
ましくは、該プロモーターおよびエンハンサーエレメントは、これらのエレメン
トにより調節される遺伝子の発現が酸素の健康な供給が存在すると最小になり、
低酸素または無酸素条件下ではアップレギュレートされるように選択される。
[0220] High expression of therapeutic genes under hypoxic conditions can be induced by the presence of one or more hypoxic response enhancer (HRE) elements. The HRE element contains a polynucleotide sequence that can be located either upstream (5 ') or downstream (3') of the promoter and / or therapeutic gene. HRE enhancer element (H
REE) is typically a cis-acting element, usually about 10-300 bp long,
Acts on the promoter to increase transcription of the gene under the control of the promoter. Preferably, said promoter and enhancer elements are such that expression of genes regulated by these elements is minimized in the presence of a healthy supply of oxygen,
It is selected to be up-regulated under hypoxic or anoxic conditions.

【0221】 用語「低酸素」は、その条件下では、特定の器官または組織が酸素供給を十分
に受けない条件を意味する。
The term “hypoxia” refers to a condition under which a particular organ or tissue does not receive sufficient oxygen supply.

【0222】 低酸素応答エレメントはまた、例えば、エリスロポエチンHREエレメント(HRE
E1)、筋ピルビン酸キナーゼ(PKM)、HREエレメント、B-エノラーゼ(エノラー
ゼ3;ENO3)HREエレメント、エンドセリン-1(ET-1)HREエレメントおよびメタ
ロチオネインII(MTII)HREエレメントから選択することができる。
[0222] Hypoxia responsive elements also include, for example, erythropoietin HRE elements (HRE
E1), muscle pyruvate kinase (PKM), HRE element, B-enolase (enolase 3; ENO3) HRE element, endothelin-1 (ET-1) HRE element and metallothionein II (MTII) HRE element .

【0223】 低酸素調節エンハンサーのさらなる例は、転写因子HIF-1に対する結合エレメ ントである(Dachsら, 1997 Nature Med 5:515; WangおよびSememnza 1993 Proc
Natl Acad Sci USA 90:4304;Firthら, 1994 Proc Natl Acad Sci USA 91:6496
)。低酸素応答エンハンサーエレメントはまた、エリスロポエチン(EPO)遺伝 子を含む複数の遺伝子に関連して見出されている(Madanら, 1993 Proc Natl Ac
ad Sci 90: 3928;SemenzaおよびWang 1992 Mol Cell Biol 1992 12: 5447-5454
)。他のHREEは、筋解糖酵素ピルビン酸キナーゼ(PKM)遺伝子(Takenakaら, 1
989 J Biol Chem 264:2363-2367)、ヒト筋特異的β-エノラーゼ遺伝子(ENO3;
PeshavariaおよびDay 1991 Biochem J 275: 427-433)およびエンドセリン-1(E
T-1)遺伝子(Inoueら, 1989 J Biol Chem 264: 14954-14959)の両方の調節領 域から単離されている。
A further example of a hypoxia-regulating enhancer is the binding element for the transcription factor HIF-1 (Dachs et al., 1997 Nature Med 5: 515; Wang and Sememnza 1993 Proc.
Natl Acad Sci USA 90: 4304; Firth et al., 1994 Proc Natl Acad Sci USA 91: 6496.
). Hypoxia response enhancer elements have also been found to be associated with multiple genes, including the erythropoietin (EPO) gene (Madan et al., 1993 Proc Natl Ac
ad Sci 90: 3928; Semenza and Wang 1992 Mol Cell Biol 1992 12: 5447-5454
). Another HREE is the muscle glycolytic enzyme pyruvate kinase (PKM) gene (Takenaka et al., 1
989 J Biol Chem 264: 2363-2367), the human muscle-specific β-enolase gene (ENO3;
Peshavaria and Day 1991 Biochem J 275: 427-433) and endothelin-1 (E
T-1) gene (Inoue et al., 1989 J Biol Chem 264: 14954-14959).

【0224】 酵素活性化ドメインがマクロファージから発現されるときは、該プロモーター
および/またはエンハンサーは構成的に効率的であるに違いない。サイトメガロ
ウイルス(CMV)のような構成的プロモーターの例は、当業界で公知であり、そ のうちのどれでもを使うことができる。1つの好ましいプロモーター-エンハン サーの組合わせは、ヒトサイトメガロウイルス(hCMV)主要極初期(MIE)プロ モーター/エンハンサーの組合わせである。本発明者らは、P450のようなプロド
ラッグ活性化酵素を発現するように遺伝子操作したマクロファージは、例えば癌
の治療において構成的に特に良い結果を与えることを見出した。これは特に驚く
べきことである。
[0224] When the enzyme activation domain is expressed from macrophages, the promoter and / or enhancer must be constitutively efficient. Examples of constitutive promoters such as cytomegalovirus (CMV) are known in the art and any of them can be used. One preferred promoter-enhancer combination is the human cytomegalovirus (hCMV) major immediate early (MIE) promoter / enhancer combination. The present inventors have found that macrophages engineered to express a prodrug activating enzyme such as P450 give particularly good results constitutively, for example in the treatment of cancer. This is particularly surprising.

【0225】 宿主細胞および標的細胞 本発明のポリ核酸構築物、核酸ベクターおよびウイルスベクターは、様々な宿
主細胞に導入することができる。宿主細胞は、原核生物細胞、例えば細菌細胞、
ならびに真核生物細胞、例えば酵母細胞および高等真核生物細胞(昆虫細胞、ヒ
トなどの哺乳動物細胞など)を含む。例えば本発明のポリヌクレオチドを含んで
なる核酸ベクターを調製するためにまたは高力価ウイルスストックを調製するた
めに、宿主細胞を使って非ウイルスおよびウイルスベクターを増殖することがで
きる。
Host Cells and Target Cells The polynucleic acid constructs, nucleic acid vectors and viral vectors of the present invention can be introduced into various host cells. A host cell is a prokaryotic cell, for example, a bacterial cell,
And eukaryotic cells, such as yeast cells and higher eukaryotic cells (insect cells, mammalian cells such as humans, etc.). Non-viral and viral vectors can be propagated using host cells, for example, to prepare a nucleic acid vector comprising a polynucleotide of the invention or to prepare a high titer viral stock.

【0226】 あるいは、本発明のポリ核酸配列/NOIを含んでなる宿主細胞を、以下に考察 した、例えばex vivo治療にマクロファージを使用するような治療に使うことが できる。Alternatively, host cells comprising a polynucleic acid sequence / NOI of the invention can be used in therapies discussed below, for example, using macrophages for ex vivo therapy.

【0227】 非ウイルス核酸およびウイルスベクターは、典型的には、形質転換またはトラ
ンスフェクションのような当業界で公知の技術を使って宿主細胞中に導入される
。ウイルスベクターはまた、感染によって宿主細胞に導入することもできる。
[0227] Non-viral nucleic acids and viral vectors are typically introduced into host cells using techniques known in the art, such as transformation or transfection. Viral vectors can also be introduced into host cells by infection.

【0228】 本発明の文脈における標的細胞は、典型的には、単に細胞系というよりも、治
療することが望まれる生物のまたは生物由来の細胞を意味する。標的細胞は、該
生物から取り出して処置した後に戻すことも、またはin vivoで標的にすること もできる。したがって例えば、in vivoの腫瘍細胞は標的細胞とみなすことがで きる。
A target cell in the context of the present invention typically means a cell of or from an organism that one wishes to treat, rather than merely a cell line. Target cells can be removed from the organism and returned after treatment, or can be targeted in vivo. Thus, for example, tumor cells in vivo can be considered target cells.

【0229】 標的細胞の例としては、腫瘍細胞(下記の腫瘍の表を参照すること)、特に低
酸素条件下の腫瘍細胞が挙げられる。標的細胞は、固形腫瘍塊の中央部の細胞の
ような細胞分裂を行う能力のある増殖停止細胞またはHSCもしくはCD34+細胞のよ
うな幹細胞であってよい。あるいはさらに、標的細胞は、単球前駆体であるCD33 + 細胞、または骨髄前駆細胞のような分化細胞の前駆体であってよい。標的細胞 はまた、ニューロン、星状細胞、グリア細胞、ミクログリア細胞、マクロファー
ジ、単球、上皮細胞、内皮細胞または肝細胞のような分化細胞であってよい。標
的細胞は、個体から単離した後にin vitroでトランスフェクトもしくは形質導入
するかまたはin vivoで直接、トランスフェクトもしくは形質導入することがで きる。
Examples of target cells include tumor cells (see tumor table below), especially low
Tumor cells under oxygen conditions. The target cells are located in the center of the solid tumor mass.
Arrested cells or HSC or CD34 capable of undergoing such cell division+Like a cell
Such stem cells may be used. Alternatively or additionally, the target cell is the monocyte precursor CD33 + It may be a cell or a precursor of a differentiated cell such as a bone marrow progenitor cell. Target cells are also neurons, astrocytes, glial cells, microglial cells, macrophages
It can be a differentiated cell such as a diocyte, monocyte, epithelial cell, endothelial cell or hepatocyte. Mark
Target cells are transfected or transduced in vitro after isolation from the individual
Or transfected or transduced directly in vivo.

【0230】 望ましい宿主細胞/標的細胞は、EPASが発現される細胞、さらに好ましくはEP
ASが発現されるがHIF-1は発現されない(もしくは遥かに低いレベルしか)細胞 を含む。
[0230] Desirable host cells / target cells are cells in which EPAS is expressed, and more preferably EPAS.
Includes cells that express AS but not HIF-1 (or much lower levels).

【0231】 特に好ましい実施形態においては、マクロファージのような造血幹細胞が宿主
細胞/標的細胞として使われる。先に記載したように、HSCは、哺乳動物の全て の血球系列に生じる多能性幹細胞である。HSCは、細胞間相互作用などのミクロ 環境因子の影響および可溶細胞サイトカインの存在のもとで様々な細胞系列に分
化する。4つの主な細胞系列がHSCから生じる。これらは赤血球系(赤血球); 巨核球系(血小板)、骨髄球系(顆粒球および単球)、およびリンパ球系(リン
パ球)を含む。これらの細胞の成熟は、増殖因子、サイトカインおよびインター
ロイキンを含む様々な名称が与えられている組織特異的タンパク質調節因子のネ
ットワークの影響のもとで起こる。
In a particularly preferred embodiment, hematopoietic stem cells such as macrophages are used as host cells / target cells. As described above, HSCs are pluripotent stem cells that arise in all blood cell lines of mammals. HSCs differentiate into various cell lines under the influence of microenvironmental factors such as cell-cell interactions and the presence of soluble cell cytokines. Four major cell lines arise from HSCs. These include the erythroid lineage (red blood cells); the megakaryocyte lineage (platelets), the myeloid lineage (granulocytes and monocytes), and the lymphocyte lineage (lymphocytes). The maturation of these cells occurs under the influence of a network of variously named tissue-specific protein regulators, including growth factors, cytokines and interleukins.

【0232】 血流由来の単球から誘導されるマクロファージは、固形腫瘍にターゲッティン
グ薬物および治療遺伝子を送達するためのビヒクルとして使われてきた。マクロ
ファージは、絶えず固形腫瘍に入って、乳癌の血管新生が乏しい虚血部位に集合
することが示されている。さらに、これらの腫瘍において虚血により誘導される
壊死の程度は腫瘍内マクロファージ浸潤の程度と正の相関があった。
Macrophages derived from blood stream derived monocytes have been used as vehicles to deliver targeting drugs and therapeutic genes to solid tumors. Macrophages have been shown to continually enter solid tumors and aggregate at sites of poor angiogenesis in breast cancer. Moreover, the extent of ischemia-induced necrosis in these tumors was positively correlated with the extent of intratumoral macrophage infiltration.

【0233】 単球およびマクロファージはまた、脳性マラリア、冠状動脈心疾患および慢性
関節リューマチを含む他疾患の症状の特徴である虚血性病変部に浸潤する。この
ように単球およびマクロファージは、本発明で使用するのに適当な宿主細胞であ
る。特に、本発明のポリヌクレオチドおよび/またはウイルスベクターのような
ベクターを含んでなる単球および/またはマクロファージは、低酸素を伴なう疾
患を治療するためのex vivoおよびin vivo法で使用するのに適当である。
Monocytes and macrophages also infiltrate ischemic lesions that are characteristic of the symptoms of other diseases including cerebral malaria, coronary heart disease and rheumatoid arthritis. Thus, monocytes and macrophages are suitable host cells for use in the present invention. In particular, monocytes and / or macrophages comprising vectors such as the polynucleotides and / or viral vectors of the invention may be used in ex vivo and in vivo methods for treating diseases associated with hypoxia. Suitable for

【0234】 HSCの単離ならびに培養におけるそれらの維持と識別の方法は当業界で(Santi
ago-Schwartzら, 1992;Charbordら, 1996;Daoら, 1997;Piacibelloら, 1997 )およびWO-A-91/09938で公知である。ヒトHSCへのレトロウイルス遺伝子の移入
は一般的な意味で報じられている(DupharおよびEmmons, 1994)。レトロウイル
スを介するHSCの形質導入および患者への移入の方法もDunbarら, 1996により記 載されている。
Methods for the isolation of HSCs and their maintenance and identification in culture are described in the art (Santi
ago-Schwartz et al., 1992; Charbord et al., 1996; Dao et al., 1997; Piacibello et al., 1997) and WO-A-91 / 09938. Transfer of retroviral genes into human HSCs has been reported in a general sense (Duphar and Emmons, 1994). Methods for transducing HSCs via retroviruses and transferring them to patients have also been described by Dunbar et al., 1996.

【0235】 in vivoにおけるマウスの研究により、骨髄採取に先だつドナーマウスの5-フ ルオロウラシルを用いた前処理は、始原細胞の分裂を誘導し、レトロウイルス感
染および組み込みの感受性を増大させることによって、形質導入効率を改善する
ことが示された。標的細胞とレトロウイルス産生細胞系との同時培養および1ml 当たり少なくとも105ウイルス粒子を産生する能力のある細胞系の使用も、効率 を改善した(Bodineら, 1991)。長期再増殖細胞内への遺伝子移入の成功は、1 〜50%以上のプロウイルスゲノムを担持する細胞を用いて安定して多重造血細胞 系を再構築することによって、実質的に全てのレシピエントマウスにおいて達成
された(Fraserら, 1990)。
According to in vivo mouse studies, pretreatment of donor mice with 5-fluorouracil prior to bone marrow harvest induced progenitor cell division and increased the susceptibility to retroviral infection and integration by It has been shown to improve transduction efficiency. Use of cell lines capable of producing at least 10 5 viral particles co-culture and 1ml per target cell and the retrovirus producer cell line was also improved the efficiency (Bodine et al., 1991). Successful gene transfer into long-term repopulating cells can be achieved by stably reconstituting multiple hematopoietic cell lines with cells carrying 1 to 50% or more of the proviral genome, effectively eliminating all recipients. Achieved in mice (Fraser et al., 1990).

【0236】 本発明において核酸配列のHSCへのin vivo送達にベクターを使う場合、該ベク
ターは好ましくはCD34+HSCをターゲッティングする能力のある標的化ベクター である。
When a vector is used in the present invention for in vivo delivery of a nucleic acid sequence to HSC, the vector is preferably a targeting vector capable of targeting CD34 + HSC.

【0237】 用語「標的化ベクター」は、該ベクターの細胞に感染/トランスフェクトする
または標的細胞内で発現される能力が宿主生物内の特定の細胞型、通常は共通ま
たは類似の表現型を有する細胞に制限されているベクターを意味する。標的化ベ
クターの一例は、宿主生物の限られた数の細胞型上にのみ見出される細胞表面分
子と結合する遺伝的に改変されたエンベロープタンパク質をもつ標的化レトロウ
イルスベクターである。標的化ベクターの別の例は、1つ以上のレトロウイルス
転写物の発現を宿主生物の該細胞型の比率でのみ許容するプロモーターおよび/
またはエンハンサーエレメントを含有する標的化ベクターである。したがって、
該ベクターは、CD34を指向する抗体または免疫グロブリン様分子のような、CD34
に特異的なリガンドを備えることができる。治療すべき個体に導入すると、この
ようなベクターは、特異的にCD34+ HSCをトランスフェクトするであろう。該ベ クターを全身に投与して、末梢に循環させることができる。
The term “targeting vector” refers to a specific cell type, usually a common or similar phenotype, in a host organism whose ability to infect / transfect cells in a cell or to be expressed in a target cell. Means a vector that is restricted to cells. One example of a targeting vector is a targeting retroviral vector that has a genetically modified envelope protein that binds to cell surface molecules found only on a limited number of cell types in the host organism. Another example of a targeting vector is a promoter and / or that allows the expression of one or more retroviral transcripts only in the proportions of the cell type of the host organism.
Alternatively, it is a targeting vector containing an enhancer element. Therefore,
The vector contains a CD34, such as an antibody or immunoglobulin-like molecule directed against CD34.
May be provided. When introduced into an individual to be treated, such a vector will specifically transfect CD34 + HSC. The vector can be administered systemically and circulated peripherally.

【0238】治療上の使用 本発明は、なかんずく、1つ以上のNOI、プロドラッグ活性化ドメインおよび /またはプロドラッグの選択によって、広い治療上の応用可能性を有すると考え
られる。さらに、または代わりに、本発明は、WO-A-98/09985に掲げられた表の 障害の治療に有用である。参照を容易にするために、その表の部分をここに挙げ
る:マクロファージ阻害活性および/またはT細胞阻害活性そしてその結果とし て消炎性活性;抗免疫活性、すなわち炎症に関連しない応答を含む細胞性および
/または体液性免疫応答に対する阻害効果;細胞外マトリックス成分およびフィ
ブロネクチンに接着するマクロファージおよびT細胞の能力ならびにT細胞内のア
ップレギュレーションされたfas受容体発現の阻害;次のものを含む望ましくな い免疫反応および炎症の阻害、すなわち関節炎、慢性関節リュウマチ、過敏症に
関連する炎症、アレルギー反応、喘息、全身性エリテマトーデス、膠原病、およ
び他の自己免疫性疾患、アテローム性動脈硬化症に関連する炎症、動脈硬化症、
アテローム性動脈硬化性心疾患、再潅流障害、心停止、心筋梗塞、血管炎症障害
、呼吸困難症候群もしくは他の心肺疾患、消化性潰瘍に関連する炎症、潰瘍性大
腸炎および他の消化管疾患、肝線維症、肝硬変または他の肝疾患、甲状腺炎また
は他の腺性疾患、糸球体腎炎または他の腎および泌尿器疾患、耳炎または他の耳
鼻咽頭疾患、皮膚炎または他の皮膚疾患、歯周病または他の歯疾患、睾丸炎また
は精巣上体睾丸炎(epididimo-orchitis)、不妊症、睾丸外傷または他の免疫に
関係する精巣疾患、胎盤機能障害、胎盤機能不全、習慣性流産、子癇、前子癇お
よび他の免疫および/または炎症に関係する婦人科疾患、後部ぶどう膜炎、中部
ぶどう膜炎、前部ぶどう膜炎、結膜炎、脈絡網膜炎、ぶどう膜網膜炎、視覚神経
炎、眼内炎症、例えば、網膜炎または胞状黄斑性浮腫、交換神経眼炎、強膜炎、
網膜色素変性症、退行性眼底疾患(degenerative fondus disease)の免疫およ び炎症成分、眼外傷の炎症成分、感染で起こった眼の炎症、増殖性硝子体-網膜 症、急性虚血視覚神経障害、過剰瘢痕(例えば緑内障濾過手術後の)、眼移植に
対する免疫および/または炎症反応ならびに他の免疫および炎症に関係した眼科
疾患、中枢神経系(CNS)または他の器官の両方における免疫および/または炎 症抑制が有益である自己免疫疾患または症状または障害に関連する炎症、パーキ
ンソン病、パーキンソン病の治療に由来する複合症および/または副作用、AIDS
に関係する痴呆複合症、HIVに関係する脳炎、デヴィック(Devic)病、シデナム
(Sydenham)舞踏病、アルツハイマー病および他の退行性疾患、CNSの症状また は障害、発作の炎症成分、ポリオ後遺症候群(post-polio syndrome)、精神障 害の免疫および炎症成分、脊髄炎、脳炎、亜急性硬化性全脳炎、脳脊髄炎、急性
神経障害、亜急性神経障害、慢性神経障害、ギラム-バール(Guillaim-Barre) 症候群、シデナム舞踏病(Sydenham chora)、重症筋無力症、偽大脳腫瘍、ダウ
ン症候群、ハンチントン舞踏病、筋萎縮性側索硬化症、CNS圧迫またはCNS外傷ま
たはCNSの感染の炎症成分、筋萎縮症およびジストロフィーの炎症成分、および 中枢神経系および末梢神経系の免疫および炎症に関係する疾患、症状もしくは障
害、外傷後の炎症、敗血症ショック、感染性疾患、外科手術の炎症合併症もしく
は副作用、骨髄移植または他の移植の合併症および/または副作用、遺伝子治療
の炎症および/または免疫合併症および副作用(例えばウイルスキャリアによる
感染による)、またはAIDSに関連する炎症、体液性および/または細胞性免疫応
答を抑制または阻害すること、単球または白血球増殖性疾患(例えば白血病)を
単球またはリンパ球の量を減少することにより治療または軽減すること、角膜、
骨髄、器官、レンズ、ペースメーカー、天然もしくは人工皮膚組織のような天然
もしくは人工細胞、組織および器官の移植の場合の移植片拒絶の予防および/ま
たは治療。
Therapeutic Uses The present invention is believed to have broad therapeutic potential, inter alia, depending on the choice of one or more NOIs, prodrug activation domains and / or prodrugs. Additionally or alternatively, the present invention is useful for treating the disorders listed in WO-A-98 / 09985. For ease of reference, the parts of the table are listed here: macrophage inhibitory activity and / or T cell inhibitory activity and consequently anti-inflammatory activity; anti-immune activity, ie cellular activity including responses not associated with inflammation. And / or an inhibitory effect on the humoral immune response; the ability of macrophages and T cells to adhere to extracellular matrix components and fibronectin and the inhibition of up-regulated fas receptor expression in T cells; Inhibition of immune response and inflammation, i.e. arthritis, rheumatoid arthritis, inflammation associated with hypersensitivity, allergic reactions, asthma, systemic lupus erythematosus, collagen disease, and other autoimmune diseases, inflammation associated with atherosclerosis , Arteriosclerosis,
Atherosclerotic heart disease, reperfusion injury, cardiac arrest, myocardial infarction, vascular inflammation disorder, dyspnea syndrome or other cardiopulmonary disease, inflammation associated with peptic ulcer, ulcerative colitis and other gastrointestinal disorders, Liver fibrosis, cirrhosis or other liver diseases, thyroiditis or other glandular diseases, glomerulonephritis or other renal and urinary diseases, otitis or other ENT diseases, dermatitis or other skin diseases, periodontal Disease or other dental disease, orchitis or epididymal-orchitis, infertility, testicular disease related to testicular trauma or other immunity, placental dysfunction, placental dysfunction, habitual miscarriage, eclampsia, Preeclampsia and other immune and / or inflammation related gynecological disorders, posterior uveitis, middle uveitis, anterior uveitis, conjunctivitis, chorioretinitis, uveoretinitis, optic neuritis, intraocular Inflammation, for example, the net Flame or alveolar macular edema, sympathetic ophthalmia, scleritis,
Retinitis pigmentosa, immunity and inflammatory components of degenerative fondus disease, inflammatory components of eye trauma, eye inflammation caused by infection, proliferative vitreous-retinopathy, acute ischemic optic neuropathy Excessive scarring (eg after glaucoma filtration surgery), immune and / or inflammatory response to eye transplantation and other immune and inflammation related ophthalmic diseases, immunity and / or in both the central nervous system (CNS) or other organs Inflammation associated with an autoimmune disease or condition or disorder for which inflammation suppression is beneficial, Parkinson's disease, complex and / or side effects from treatment of Parkinson's disease, AIDS
Dementia complications associated with HIV, encephalitis associated with HIV, Devic's disease, Sydenham's chorea, Alzheimer's disease and other degenerative diseases, CNS symptoms or disorders, inflammatory component of seizures, polio sequelae (Post-polio syndrome), immune and inflammatory components of mental illness, myelitis, encephalitis, subacute sclerosing panencephalitis, encephalomyelitis, acute neuropathy, subacute neuropathy, chronic neuropathy, Guillaim-Bar (Guillaim) -Barre) syndrome, Sydenham chora, myasthenia gravis, pseudocerebral tumor, Down syndrome, Huntington's chorea, amyotrophic lateral sclerosis, CNS compression or inflammatory component of CNS trauma or infection of the CNS, Inflammatory components of muscular atrophy and dystrophy, and diseases, symptoms or disorders related to immune and inflammation of the central and peripheral nervous systems, post-traumatic inflammation, septic shock, infectious diseases Inflammatory complications or side effects of surgery, complications and / or side effects of bone marrow transplantation or other transplants, inflammation and / or immune complications and side effects of gene therapy (eg, due to infection by a viral carrier), or inflammation associated with AIDS Inhibiting or inhibiting a humoral and / or cellular immune response, treating or reducing a monocyte or leukocyte proliferative disorder (eg, leukemia) by reducing the amount of monocytes or lymphocytes, the cornea,
Prevention and / or treatment of transplant rejection in the case of transplantation of natural or artificial cells, tissues and organs, such as bone marrow, organs, lenses, pacemakers, natural or artificial skin tissue.

【0239】 特に、本発明のポリヌクレオチド、核酸ベクター、ウイルスベクターおよび宿
主細胞は、腫瘍の治療に使うことができる。本発明により治療することができる
腫瘍の例は、限定されるものでないが、次のものを含む:骨原性および軟部組織
肉腫を含む肉腫、乳(breast)、肺、膀胱、甲状腺、前立腺、大腸、直腸、膵、
胃、肝、子宮、および卵巣癌のような癌、ホジキン病および非ホジキン病リンパ
腫を含むリンパ腫、神経芽細胞腫、黒色腫、骨髄腫、ウィルムス(Wilms)腫瘍 、ならびに急性リンパ芽球白血病および急性骨髄芽球白血病を含む白血病、神経
膠腫および網膜芽細胞腫。
In particular, the polynucleotides, nucleic acid vectors, viral vectors and host cells of the present invention can be used for treating tumors. Examples of tumors that can be treated according to the present invention include, but are not limited to: sarcomas, including osteogenic and soft tissue sarcomas, breast, lung, bladder, thyroid, prostate, Colon, rectum, pancreas,
Cancers such as stomach, liver, uterus, and ovarian cancer, lymphomas including Hodgkin's disease and non-Hodgkin's disease lymphoma, neuroblastoma, melanoma, myeloma, Wilms tumor, and acute lymphoblastic leukemia and acute Leukemias, including myeloblastic leukemias, gliomas and retinoblastomas.

【0240】 本発明の特に有利な特徴は、核酸配列が低酸素細胞内で発現され、正常酸素条
件下の細胞内で発現されないことにある。したがって、本発明の核酸配列、核酸
ベクター、ウイルスベクターおよび宿主細胞は、低酸素で特徴づけられるある範
囲の症状の臨床管理において使うことができる。低酸素の症候により特徴づけら
れる症状の例は、発作、深部静脈血栓、肺塞栓、および腎不全を含む。心筋梗塞
と呼ばれる心組織の細胞死は、大部分、虚血および/または虚血後の再潅流によ
り引き起こされる組織損傷による。他の例は、脳性マラリア、関節リュウマチを
含む。
A particularly advantageous feature of the invention is that the nucleic acid sequence is expressed in hypoxic cells and not in cells under normoxic conditions. Thus, the nucleic acid sequences, nucleic acid vectors, viral vectors and host cells of the invention can be used in the clinical management of a range of conditions characterized by hypoxia. Examples of symptoms characterized by the symptoms of hypoxia include stroke, deep vein thrombosis, pulmonary embolism, and renal failure. Cardiac tissue cell death, called myocardial infarction, is largely due to tissue damage caused by ischemia and / or reperfusion after ischemia. Other examples include cerebral malaria, rheumatoid arthritis.

【0241】 本発明の核酸配列、核酸ベクター、ウイルスベクターおよび宿主細胞は、卵巣
腫瘍のような固形腫瘍、特に低酸素症状下の腫瘍細胞を含む腫瘍、の臨床管理に
使うことが特に好ましい。治療は、腫瘍増殖速度の低下、腫瘍増殖速度の休止ま
たは実に腫瘍塊の縮小にも影響を与えうるが、患者の全ての悪性細胞の完全なア
ポトーシス/ネクローシス死を必ずしももたらさない。
The nucleic acid sequences, nucleic acid vectors, viral vectors and host cells of the present invention are particularly preferably used for clinical management of solid tumors such as ovarian tumors, especially tumors including tumor cells under hypoxic conditions. Treatment may also affect the rate of tumor growth, slow the rate of tumor growth or even shrink the tumor mass, but does not necessarily result in complete apoptotic / necrotic death of all malignant cells in the patient.

【0242】 本発明の核酸配列、核酸ベクター、ウイルスベクターおよび宿主細胞はまた、
予防医薬にも使うことができる。したがって、例えば、本発明で使われるプロド
ラッグはまた、予防を介する治療効果を有しうる。例えば、癌発生のリスクが高
いと診断された場合、本発明を使ってリスクのある個人にワクチン接種すること
ができる。
The nucleic acid sequences, nucleic acid vectors, viral vectors and host cells of the present invention also include
It can also be used for preventive medicine. Thus, for example, the prodrugs used in the present invention may also have a therapeutic effect through prophylaxis. For example, if the risk of developing cancer is determined to be high, the present invention can be used to vaccinate at-risk individuals.

【0243】 予防法の適合性は、癌の遺伝的素因に基づくと考えられ、例えば乳癌または卵
巣癌はBRCA-1遺伝子、BRCA-2遺伝子または他の関係遺伝子の1つ以上の突然変異
による(Cornelisseら, 1996)。
The suitability of prophylaxis is believed to be based on a genetic predisposition to cancer, for example, breast or ovarian cancer due to one or more mutations in the BRCA-1, BRCA-2, or other related genes ( Cornelisse et al., 1996).

【0244】投与 したがって、本発明の核酸配列、核酸ベクター、およびウイルスベクターは、
治療の必要なヒトまたは動物に治療遺伝子を送達するために使うことができる。
Administration Thus, the nucleic acid sequences, nucleic acid vectors, and viral vectors of the present invention
It can be used to deliver a therapeutic gene to a human or animal in need of treatment.

【0245】 本発明の核酸配列は、裸の核酸構築物として、好ましくはさらに宿主細胞ゲノ
ムと相同なフランキング配列を含んでなる核酸構築物として直接投与することが
できる。哺乳類動物細胞による裸の核酸構築物の取込みは、バイオリスティック
形質転換(biolistic transformation)およびリポフェクション(lipofection )を含む複数の公知の技術により向上させることができる。あるいは、核酸配列
は、プラスミドベクターまたはウイルスベクター、好ましくはレンチウイルスベ
クターを含む核酸ベクターの部分として投与することができる。
The nucleic acid sequences of the present invention can be administered directly as naked nucleic acid constructs, preferably further as nucleic acid constructs comprising flanking sequences homologous to the host cell genome. Uptake of naked nucleic acid constructs by mammalian cells can be enhanced by a number of known techniques, including biolistic transformation and lipofection. Alternatively, the nucleic acid sequence can be administered as part of a nucleic acid vector, including a plasmid vector or a viral vector, preferably a lentiviral vector.

【0246】 好ましくは、送達ビヒクル(すなわち、裸の核酸構築物または例えばポリヌク
レオチドを含むウイルスベクター)を製薬上許容される担体または希釈剤と組み
合わせて、医薬組成物を製造する。したがって、本発明はまた、遺伝子治療によ
り個人を治療するための医薬組成物を提供し、該組成物は、1つ以上の送達可能
な治療用および/もしくは診断用のNOIまたはそれらから作られたまたは得られ たウイルス粒子を含んでなる本発明の治療上有効な量の核酸配列、ベクターまた
はウイルスベクター、ならびに、製薬上許容される担体、希釈剤、賦形剤または
アジュバントを含む。該医薬組成物はヒトまたは動物用に使うことができる。
Preferably, a pharmaceutical composition is prepared by combining a delivery vehicle (ie, a naked nucleic acid construct or a viral vector containing, for example, a polynucleotide) with a pharmaceutically acceptable carrier or diluent. Accordingly, the present invention also provides a pharmaceutical composition for treating an individual by gene therapy, the composition comprising one or more deliverable therapeutic and / or diagnostic NOIs or made therefrom. Or a therapeutically effective amount of a nucleic acid sequence, vector or viral vector of the invention comprising the resulting virus particles, and a pharmaceutically acceptable carrier, diluent, excipient or adjuvant. The pharmaceutical composition can be used for humans or animals.

【0247】 医薬担体、賦形剤または希釈剤の選択は、意図する投与経路および標準的な医
薬実施に対して選ぶことができる。適当な担体および希釈剤は、等張塩類溶液、
例えばリン酸緩衝塩類溶液を含む。医薬組成物は、担体、賦形剤もしくは希釈剤
として、任意の適当な結合剤、滑沢剤、懸濁剤、コーティング剤、溶解剤、およ
びウイルスが標的部位に入るのを助けるまたは増加しうる(例えば脂質送達シス
テムのような)他の担体剤を(または追加して)含むことができる; 医薬組成物は、非経口、筋内、静脈内、脳内、皮下、眼内、または経皮投与用
に製剤化することができる。
The choice of pharmaceutical carrier, excipient or diluent can be selected for the intended route of administration and standard pharmaceutical practice. Suitable carriers and diluents are isotonic saline,
For example, a phosphate buffered saline solution is included. Pharmaceutical compositions may assist or augment any suitable binders, lubricants, suspensions, coatings, lysing agents, and viruses as carriers, excipients, or diluents, and enter the target site. The pharmaceutical composition can include (or in addition to) other carrier agents (eg, a lipid delivery system); the pharmaceutical composition can be parenteral, intramuscular, intravenous, intracerebral, subcutaneous, intraocular, or transdermal. It can be formulated for administration.

【0248】 適当な場合には、医薬組成物は、吸入、座剤または膣座薬の形態で、局所的に
ローション、溶液、クリーム、軟膏もしくは粉末の形態で、皮膚パッチを使って
、経口的にデンプンまたはラクトースのような賦形剤を含有する錠剤の形態で、
またはカプセルもしくはオビュール(ovule)で単独にもしくは賦形剤との混合 物で、または風味剤または着色剤を含有するエリキシル、溶液または懸濁液の形
態で、のいずれかの1つ以上の形態により投与することができるし、あるいは該
医薬組成物は、非経口的に、例えば空洞内(intracavernosally)、静脈内、筋内 または皮下に注射することができる。非経口的投与のためには、該組成物は、他
の物質、例えば血液と等張な溶液を作るのに十分な塩類または単糖類を含有する
無菌水溶液の形態で使うのが最良であろう。バッカルまたは舌下錠投与のために
は、該組成物は、通常の方法で製剤化できる錠剤またはトローチ剤の形で投与す
ることができる。
Where appropriate, the pharmaceutical compositions can be administered orally, in the form of inhalants, suppositories or vaginal suppositories, topically in the form of lotions, solutions, creams, ointments or powders, by means of skin patches. In the form of tablets containing excipients such as starch or lactose,
Or in capsules or ovules, alone or in admixture with excipients, or in the form of elixirs, solutions or suspensions containing flavoring or coloring agents, or Alternatively, the pharmaceutical composition can be administered parenterally, for example, intratraversally, intravenously, intramuscularly, or subcutaneously. For parenteral administration, the compositions will best be used in the form of a sterile aqueous solution which may contain other substances, for example, enough salts or monosaccharides to make the solution isotonic with blood. . For buccal or sublingual administration, the compositions may be administered in the form of tablets or lozenges which can be formulated in a conventional manner.

【0249】 該医薬組成物は、遺伝子治療用の治療遺伝子を含有する核酸配列/ベクターが
適当な場所の細胞に組込まれる方法で投与される。
The pharmaceutical composition is administered in such a way that the nucleic acid sequence / vector containing the therapeutic gene for gene therapy is incorporated into cells at an appropriate location.

【0250】 このような組成物中の有効成分は、重量で製剤の約0.1%から約99%を含む。「
製薬上許容される」は、該有効成分が組成物の他成分と相容性であると共に患者
にとって生理学的に受入れ可能でなければならないことを意味する。
The active ingredient in such compositions comprises from about 0.1% to about 99% by weight of the formulation. "
"Pharmaceutically acceptable" means that the active ingredient must be compatible with the other ingredients of the composition and must be physiologically acceptable to the patient.

【0251】 本発明による使用のための医薬組成物は、容易に利用可能な製薬学または獣医
学の方法を使い、通常の方法で製剤化することができる。したがって、該有効成
分は、場合により他の有効物質とともに、1つ以上の通常の担体、希釈剤および
/または賦形剤に取り込んで、錠剤、丸剤、粉末、トローチ剤、薬袋(sachet)
、カシェ剤(cachet)、エリキシル剤(elixir)、懸濁液、乳化液、溶液、シロ
ップ、エーロゾル、軟質および硬質ゼラチンカプセル、座薬、無菌注射溶液、無
菌パッケージ粉末などのような通常のガレニックな(galenic)製剤を作ること ができる。
Pharmaceutical compositions for use according to the present invention can be formulated in conventional manner using readily available pharmaceutical or veterinary methods. Thus, the active ingredient may be incorporated into one or more of the usual carriers, diluents and / or excipients, optionally with other active substances, to produce tablets, pills, powders, troches, sachets and the like.
Common galenic (such as, cachet, elixir, suspensions, emulsions, solutions, syrups, aerosols, soft and hard gelatin capsules, suppositories, sterile injectable solutions, sterile package powders, etc. galenic) Formulation can be made.

【0252】 適当な担体、賦形剤、および希釈剤の例は、ラクトース、デキストロース、ス
クロース、ソルビトール、マンニトール、デンプン、アカシアガム、燐酸カルシ
ウム、アルギン酸塩、トラガカント、ゼラチン、珪酸カルシウム、微結晶セルロ
ース、ポリビニルピロリドン、セルロース、水シロップ水、水/エタノール、水
/グリコール、水/ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、メチルセ
ルロース、メチルヒドロキシ安息香酸、プロピルヒドロキシ安息香酸、タルク、
ステアリン酸マグネシウム、鉱油または硬脂肪のような脂肪物質またはそれらの
適当な混合物である。該組成物は、さらに潤滑剤、湿潤剤、乳化剤、懸濁剤、保
存剤、甘味剤、風味剤などを含むことができる。該製剤は、患者投与後に有効成
分が迅速に、持続してまたは遅延して放出されるように、当業界で周知の方法を
使用して製剤化することができる。
Examples of suitable carriers, excipients, and diluents include lactose, dextrose, sucrose, sorbitol, mannitol, starch, acacia gum, calcium phosphate, alginate, tragacanth, gelatin, calcium silicate, microcrystalline cellulose, Polyvinylpyrrolidone, cellulose, water syrup water, water / ethanol, water / glycol, water / polyethylene glycol, propylene glycol, methylcellulose, methylhydroxybenzoic acid, propylhydroxybenzoic acid, talc,
Fatty substances such as magnesium stearate, mineral oil or hard fats or suitable mixtures thereof. The composition can further include lubricants, wetting agents, emulsifying agents, suspending agents, preservatives, sweetening agents, flavoring agents, and the like. The formulations may be formulated so as to provide quick, sustained or delayed release of the active ingredient after administration to the patient, using methods well known in the art.

【0253】 該組成物は、好ましくは、単位用量形態で、例えば各用量は有効成分約0.1か ら約500mgを含有するように製剤化される。The compositions are preferably formulated in a unit dosage form, for example, so that each dose contains from about 0.1 to about 500 mg of the active ingredient.

【0254】 有効成分の正確な用量および治療の長さは、患者の年齢および体重、治療され
る特定の症状およびその重篤度、ならびに投与経路を含む複数の因子に依存する
であろう。一般的に、有効用量は、1日当たり約0.01mg/kgから約20mg/kg体重の
オーダー、例えば1日当たり約0.05から約10mg/kgであり、1日に1回以上投与 される。したがって、成人の適当な用量は、1日当たり10から100mg、例えば1 日当たり20から50mgであってよい。
The exact dose of the active ingredient and the length of treatment will depend on a number of factors, including the age and weight of the patient, the particular condition being treated and its severity, and the route of administration. Generally, an effective dose will be on the order of about 0.01 mg / kg to about 20 mg / kg body weight per day, for example, about 0.05 to about 10 mg / kg per day, and will be administered one or more times per day. Thus, a suitable dose for an adult may be 10 to 100 mg per day, for example 20 to 50 mg per day.

【0255】 投与は、当業界で公知の任意の適当な方法であってよく、例えば経口、非経口
(例えば、筋内、皮下、腹腔内または静脈内)、直腸または局所投与を含む。
Administration can be by any suitable method known in the art and includes, for example, oral, parenteral (eg, intramuscular, subcutaneous, intraperitoneal or intravenous), rectal or topical administration.

【0256】 本発明の核酸配列が本発明のウイルスベクターにより細胞に送達されるとき、
投与されるウイルスの量は、103から1010pfu、好ましくは105から108pfu、さら に好ましくは106から107pfuの範囲である。注入されるとき、典型的には、製薬 上許容される適当な担体または希釈剤中のウイルス1-10mlが投与される。
When a nucleic acid sequence of the invention is delivered to a cell by a viral vector of the invention,
The amount of virus administered ranges from 10 3 to 10 10 pfu, preferably 10 5 to 10 8 pfu, more preferably 10 6 to 10 7 pfu. When injected, typically 1-10 ml of virus in a suitable pharmaceutically acceptable carrier or diluent is administered.

【0257】 核酸配列/ベクターが裸の核酸として投与されるとき、投与される核酸の量は
、典型的には1μgから10mg、好ましくは100μgから1mgの範囲である。
When a nucleic acid sequence / vector is administered as a naked nucleic acid, the amount of nucleic acid administered typically ranges from 1 μg to 10 mg, preferably from 100 μg to 1 mg.

【0258】 NOIが誘導可能な調節配列の制御下にある場合、治療期間に遺伝子発現を誘導 することだけが必要である。症状が治療されてしまうと、該誘導物質は除去され
、NOIの発現は停止される。これは明らかに臨床上有利である。例えば、このよ うなシステムは、抗生物質テトラサイクリンを投与し、そのtetリプレッサー/V
P16融合タンパク質に対する作用を介して遺伝子発現を活性化することに関わる 。他のシステムは、デスフェリオキサミンを使用してHREを誘導することに関わ る。
When the NOI is under the control of an inducible regulatory sequence, it is only necessary to induce gene expression during the treatment. Once the condition has been treated, the inducer is removed and NOI expression ceases. This is clearly a clinical advantage. For example, such a system administers the antibiotic tetracycline and its tet repressor / V
It is involved in activating gene expression through action on the P16 fusion protein. Other systems involve inducing HRE using desferrioxamine.

【0259】 組織特異的プロモーターの使用は、本発明のポリヌクレオチド/ベクターを使
う疾患の治療に助けとなるであろう。例えば、いくつかの神経性障害はごく小さ
い細胞サブセットにおける特定遺伝子産物の異常発現による。治療遺伝子を関係
する冒された細胞型でのみ発現することが可能であることは、特にこのような遺
伝子が他の細胞型で発現すると毒性のある場合に有利である。
The use of a tissue-specific promoter will aid in the treatment of diseases using the polynucleotides / vectors of the invention. For example, some neurological disorders are due to aberrant expression of specific gene products in tiny cell subsets. Being able to express the therapeutic gene only in the affected cell type concerned is advantageous, especially if such a gene is toxic if expressed in other cell types.

【0260】 本発明の改変HSCは、患者またはリスクのある個人に適当な製剤で投与される 。該製剤は、等張塩類溶液、緩衝化塩類溶液または組織培養培地を含むことがで
きる。該細胞は、ボーラス注射によりまたは静脈注射によりまたは直接、腫瘍部
位にまたは骨髄に、例えば約106と1012細胞/用量のオーダーの間、好ましくは 少なくとも108または1010細胞/用量の濃度で投与される。
The modified HSCs of the present invention are administered to a patient or at-risk individual in an appropriate formulation. The formulation can include isotonic saline, buffered saline or tissue culture media. The cells may be administered by bolus injection or by intravenous injection or directly into the tumor site or into the bone marrow, for example at a concentration of between about 10 6 and 10 12 cells / dose, preferably at least 10 8 or 10 10 cells / dose. Is administered.

【0261】 個人は、最初、幹細胞の骨髄を枯渇する処置をとることができるし、または1
つ以上のG-CSFのようなサイトカインを用いて幹細胞の末梢血中への移動性を増 加するか、もしくは1つ以上のサイトカインを用いて骨髄の再増殖を増強する処
置をとることができる。これらの治療の組合わせも考えられる。本発明の治療は
また、現在利用可能な抗癌治療と組み合わせることもできる。
The individual can initially take treatment to deplete the bone marrow of stem cells, or
One or more cytokines, such as G-CSF, can be used to increase the mobility of stem cells into the peripheral blood, or one or more cytokines can be used to enhance bone marrow regrowth . Combinations of these treatments are also contemplated. The treatments of the present invention can also be combined with currently available anti-cancer treatments.

【0262】 幹細胞遺伝子操作に使われるベクターがプロドラッグ活性化酵素をコードする
場合は、癌を患う個人はさらに、当業界で公知の原理による適当な養生法を使い
投与される、対応するプロドラッグを用いて治療される。
If the vector used for stem cell genetic engineering encodes a prodrug activating enzyme, the individual afflicted with cancer can further be administered to a corresponding prodrug using a suitable regimen according to principles known in the art. Is treated with

【0263】 HSCを、治療する個人から除去し、in vitroでベクターによりトランスフェク トまたは形質導入する場合には、該細胞は一般的に1つ以上のNOIの導入前およ び導入後に培養で増殖される。HSCは、適当な条件下でin vitroで培養されるか または適当なシグナルをin vivoで受けると、他の細胞型、中でも内皮細胞、骨 髄細胞、樹状細胞、ならびに好中球、リンパ球、単核貪食細胞およびNK細胞のよ
うな免疫エフェクター細胞に分化する能力を有する。
When HSCs are removed from the individual to be treated and transfected or transduced with the vector in vitro, the cells are typically cultured before and after the introduction of one or more NOIs. Proliferated in HSCs can be cultured in vitro under appropriate conditions or subjected to appropriate signals in vivo, resulting in other cell types, including endothelial cells, bone marrow cells, dendritic cells, and neutrophils and lymphocytes. Has the ability to differentiate into immune effector cells such as mononuclear phagocytes and NK cells.

【0264】 これは、当業界で公知である組織培養法の使用に関わり、サイトカインおよび
/またはHSCの維持のための増殖因子への曝露を含む(Santiago-Schwartzら, 19
92;Charbordら, 1996;Daoら, 1997;Piacibelloら, 1997)。HSCの分化を誘導
する薬剤を添加してもよい。
This involves the use of tissue culture methods known in the art, including exposure to cytokines and / or growth factors for the maintenance of HSCs (Santiago-Schwartz et al., 19
92; Charbord et al., 1996; Dao et al., 1997; Piacibello et al., 1997). An agent that induces HSC differentiation may be added.

【0265】 低酸素に応答することに加えて、HREエレメントは低酸素を模擬する化学誘導 剤に応答することが知られている。これらの化学誘導剤の2つは公知であり、こ
れらは塩化コバルトおよびデスフェリオキサミンである(Meliilloら, 1996;Wa
ngおよびSemenza 1993b)。したがって、HREを使った本発明の産物はまた、低酸
素を模擬する化合物、例えば、神経芽細胞腫(Blatt, 1994)、βサラセミア(b
eta thalassemia)(GiardinaおよびGrady, 1995)、アルツハイマー病(Crappe
rら, 1994)、VEGF欠乏症(Beerrepootら, 1996)、エリスロポエチン欠乏症(W
angおよびSemenza, 1993b)を治療するためおよび腫瘍化学療法の強化(Voestら
, 1993)のために使われる化学活性化剤デスフェリオキサミンまたは類似化学薬
剤が投与される場合の障害を治療するために使うことができる。本発明の産物は
、低酸素を模擬する化合物と同時に、逐次的に、または別々に投与することがで
きる。
In addition to responding to hypoxia, HRE elements are known to respond to chemical inducers that mimic hypoxia. Two of these chemical inducers are known and these are cobalt chloride and desferrioxamine (Meliillo et al., 1996; Wa
ng and Semenza 1993b). Thus, the products of the present invention using HRE are also compounds that mimic hypoxia, such as neuroblastoma (Blatt, 1994), β thalassemia (b
eta thalassemia) (Giardina and Grady, 1995), Alzheimer's disease (Crappe
r et al., 1994), VEGF deficiency (Beerrepoot et al., 1996), erythropoietin deficiency (W
ang and Semenza, 1993b) and enhanced tumor chemotherapy (Voest et al.)
1993) can be used to treat disorders where the chemical activator desferrioxamine or similar chemicals are administered. The products of the present invention can be administered simultaneously, sequentially or separately with a compound that mimics hypoxia.

【0266】 記載した投与経路および用量は指針としてのみ意図されており、熟練した従事
者(医師)は任意の特定の患者および症状に対する最適の投与経路および用量を
容易に決定することができるであろう。
The routes of administration and dosages described are intended only as a guide and a skilled practitioner (physician) can readily determine the optimal route and dosage for any particular patient and condition. Would.

【0267】 予防法の適合性は、癌の遺伝的素因に基づくと考えられ、例えば乳癌または卵
巣癌はBRCA-1遺伝子、BRCA-2遺伝子または他の関係遺伝子の1つ以上の突然変異
による(Cornelisseら, 1996 Pathol Res Pract 192:684-693)。
The suitability of a prophylaxis is believed to be based on a genetic predisposition to cancer, for example, breast or ovarian cancer due to one or more mutations in the BRCA-1, BRCA-2, or other related genes ( Cornelisse et al., 1996 Pathol Res Pract 192: 684-693).

【0268】 今回、ある特定の産物が安全かつ有効であるかについて患者を確認することが
重要であることが認識された。これは、遺伝子変化が異なる個人における薬物の
可変的な効果に寄与しうるという認識に基づく。
It has now been recognized that it is important to identify patients as to whether a particular product is safe and effective. This is based on the recognition that genetic alterations can contribute to the variable effects of drugs in different individuals.

【0269】 したがって、本発明は、個人のDNAを薬物代謝酵素の多形について試験し、そ の後、もし適当であれば本発明のプロドラッグ活性化剤を投与する方法を提供す
る。
Thus, the present invention provides a method of testing an individual's DNA for polymorphisms of drug metabolizing enzymes, and then administering, if appropriate, a prodrug activator of the invention.

【0270】 本発明に準じて、当業界の技術水準内にある標準的な分子生物学技術を使うこ
とができる。このような技術は文献に全て記載されている。例えば次を参照する
こと;Sambrookら, (1989) Molecular Cloning; laboratory manual(分子クロー
ニング;実験マニュアル);HamesおよびGlover (1985-1997) DNA Cloning:a pr
actical approach(DNAクローニング:実用的手法),I-IV巻(第2版);免疫グ
ロブリン遺伝子の遺伝子操作の方法はマッカファティら(McCaffertyら, (1996)
"Antibody Engineerging: A Practical Approach(抗体遺伝子操作:実用的手 法)")に記載されている。
In accordance with the present invention, standard molecular biology techniques within the skill of the art can be used. Such techniques are fully described in the literature. See, for example, Sambrook et al., (1989) Molecular Cloning; laboratory manual; Hames and Glover (1985-1997) DNA Cloning: apr.
actical approach (DNA cloning: a practical approach), Volume I-IV (2nd edition); Methods for genetic manipulation of immunoglobulin genes are described in McCafferty et al. (McCafferty et al., (1996)
"Antibody Engineering: A Practical Approach".

【0271】 上に記載した本発明の様々な部分、様態および実施形態からの特徴は、必要な
変更を加えて、他の部分、様態および実施形態に一般的に等しく応用可能である
ことは認められるべきである。
It is recognized that features from the various parts, aspects and embodiments of the invention described above are generally equally applicable to other parts, aspects and embodiments, mutatis mutandis. Should be done.

【0272】 本発明は、これから、次の非限定の実施例を参照して、さらに詳細に記載され
るであろう。
The present invention will now be described in more detail with reference to the following non-limiting examples.

【0273】 本発明は、ヒトNADPH:シトクロムcレダクターゼの遺伝子治療での使用を参照
して例示されるが、本発明は、任意の種に由来しかつタンパク質工学の方法によ
り酵素活性を改善するため改変されたいずれのP450レダクターゼにも、ならびに
いずれの他の天然の、遺伝子操作されたまたは合成のプロドラッグ活性化酵素、
例えばDTジアフォラーゼ、チミジンキナーゼ、E.coliニトロレダクターゼおよび
カルボキシペプチダーゼG2にも応用することができる。
Although the invention is illustrated with reference to the use of human NADPH: cytochrome c reductase in gene therapy, the invention is intended to improve enzyme activity from any species and by methods of protein engineering. Any modified P450 reductase, as well as any other natural, engineered or synthetic prodrug activating enzyme;
For example DT diaphorase, thymidine kinase, in E.coli nitroreductase and carboxypeptidase G 2 can be applied.

【0274】実施例1 :核ターゲッティングペプチドのP450Rへの付加[図7.1] ペプチドまたはタンパク質融合物は、組換えDNA技術の当業者に周知の標準的 方法を使いハイブリッドDNA分子を作ることによって調製される。例えば、文献 、例えばSambrookら, 1989 Molecular Cloning; A Laboratory Approach(分子ク
ローニング;実験室手法);HamesおよびGlover (1985-1997) DNA Cloning: a pr
actical approach(DNAクローニング:実用的手法),I-IV巻(第2版)に記載さ
れている。ハイブリッド遺伝子は、哺乳動物細胞への導入に適したベクターに挿
入される。利用できる多くの型のベクターが詳細に記載されており(例えば、Le
verおよびGoodfellow 1995, Brit. Med. Bull. 51, Number 1, Gene Therapy) これらは通常の従事者に公知であろう。例えば、本実施例および以下の実施例で
記載されたプロドラッグ活性化酵素を発現する能力のあるレトロウイルスベクタ
ーを産生するには、関連コード領域を、P450コード配列を含有する転写物がhCMV
-MIEプロモーターのような強いプロモーターから産生されるレトロウイルスベク
ターに挿入する。適当なプラスミドはpHIT111であり(Soneokaら, 1995 Nucl. A
cids Res. 23; 628-633)、そして必要な遺伝子を標準技術を使ってLacZ遺伝子 の代わりに挿入する。得られたプラスミドを、その後、FLYRD18またはFLYA13パ ッケージング細胞系にトランスフェクトさせ(Cosseら, 1995 J. Virol. 69; 74
30-7436)、そしてトランスフェクタントをG418耐性について1mg/mlで選択する 。G418耐性パッケージング細胞は、ヒト細胞に感染能力のある高力価の組換えレ
トロウイルスを産生する。その後、該ウイルス調製物を使ってヒト癌細胞に感染
させ、in vivoで腫瘍中に注入することができる。プロドラッグ活性化酵素はそ の後、腫瘍細胞から発現される。
Example 1 : Addition of nuclear targeting peptide to P450R [Figure 7.1] Peptide or protein fusions are prepared by making hybrid DNA molecules using standard methods well known to those skilled in recombinant DNA technology. You. See, for example, the literature, for example, Sambrook et al., 1989 Molecular Cloning; A Laboratory Approach; Molecular Cloning; Laboratory Methods; Hames and Glover (1985-1997) DNA Cloning: apr.
Actical approach (DNA cloning: practical approach), I-IV (second edition). The hybrid gene is inserted into a vector suitable for introduction into a mammalian cell. Many types of vectors available are described in detail (eg, Le
ver and Goodfellow 1995, Brit. Med. Bull. 51, Number 1, Gene Therapy) These will be known to the ordinary practitioner. For example, to produce a retroviral vector capable of expressing the prodrug activating enzyme described in this and the following examples, the relevant coding region may be modified by using a transcript containing the P450 coding sequence in hCMV.
-Insert into a retroviral vector produced from a strong promoter such as the MIE promoter. A suitable plasmid is pHIT111 (Soneoka et al., 1995 Nucl. A
cids Res. 23; 628-633), and insert the required gene in place of the LacZ gene using standard techniques. The resulting plasmid is then transfected into a FLYRD18 or FLYA13 packaging cell line (Cosse et al., 1995 J. Virol. 69; 74).
30-7436), and select transfectants at 1 mg / ml for G418 resistance. G418 resistant packaging cells produce high titers of recombinant retrovirus capable of infecting human cells. The virus preparation can then be used to infect human cancer cells and injected in vivo into tumors. The prodrug activating enzyme is then expressed from the tumor cells.

【0275】 pHIT111では、MoMLV LTRプロモーター-エンハンサーが標的細胞内の治療遺伝 子の発現に使われる。該ベクターはまた、該治療遺伝子が、腫瘍細胞内で主に活
性があるかまたは低酸素調節エレメントを有する内部プロモーター-エンハンサ ーから、転写されるように改変することができる。適当なHRE含有エンハンサー は、マウスPGK HREの3コピーを持つ末端切断型HSV TKプロモーターからなる(F
irthら, 1994 Proc Natl Acad Sci USA 91:6496-6500)。例えばWO95/21927に記
載された合成オリゴヌクレオチドを、pHIT111の3'LTR中のNhe1およびXba1部位の
間に挿入して(Soneokaら, 前掲)、標的細胞内の遺伝子発現が低酸素制御下に あるレトロウイルスベクターを作製する。同じ方法で構築される代わりのレトロ
ウイルスベクターは図6aに示されたpKAHREである。使うことができる他のベクタ
ー主鎖を図6bに示す。
In pHIT111, the MoMLV LTR promoter-enhancer is used for expression of a therapeutic gene in target cells. The vector can also be modified such that the therapeutic gene is transcribed from an internal promoter-enhancer that is primarily active or has hypoxia regulatory elements in tumor cells. A suitable HRE-containing enhancer consists of the truncated HSV TK promoter with three copies of mouse PGK HRE (F
irth et al., 1994 Proc Natl Acad Sci USA 91: 6496-6500). For example, a synthetic oligonucleotide described in WO95 / 21927 is inserted between the Nhe1 and Xba1 sites in the 3 ′ LTR of pHIT111 (Soneoka et al., Supra), and the gene expression in the target cell is under hypoxic control Create a retroviral vector. An alternative retroviral vector constructed in the same way is pKAHRE shown in FIG. 6a. Another vector backbone that can be used is shown in FIG. 6b.

【0276】 P450R遺伝子のコード配列を操作し解析する目的で、これを次のように哺乳動 物細胞発現ベクターにサブクローニングする。In order to manipulate and analyze the coding sequence of the P450R gene, it is subcloned into a mammalian cell expression vector as follows.

【0277】 配列番号1。ヒトP450R cDNA(Shephardら, 1992, Arch. Biochem. Biophy. 2
94:168, GenBank受託番号S90469、図1aを参照) P450レダクターゼcDNAは、ヒト胎盤cDNAから通常のPCR増幅によりEcoRI断片と
して得られ、pBlueScript IIベクターと連結反応してP450R.1を形成する。
SEQ ID NO: 1. Human P450R cDNA (Shephard et al., 1992, Arch. Biochem. Biophy. 2
94: 168, GenBank accession number S90469, see FIG. 1a.) P450 reductase cDNA is obtained as a EcoRI fragment from human placenta cDNA by conventional PCR amplification and ligated with pBlueScript II vector to form P450R.1.

【0278】 P450レダクターゼの核標的指向性誘導体を構築する目的で、ERアンカードメイ
ンを除去してアンカーレスP450レダクターゼ(alP450)を作製し、核局在化シグ
ナル(nuclear localisation signal)を加える。
In order to construct a nuclear targeting derivative of P450 reductase, the ER anchor domain is removed to create an anchorless P450 reductase (alP450) and a nuclear localization signal is added.

【0279】 P450レダクターゼの機能ドメインを図1bに示す。[0279] The functional domain of P450 reductase is shown in Figure 1b.

【0280】 配列番号:。alP450R配列を図2Aに示す。SEQ ID NO :. The alP450R sequence is shown in FIG. 2A.

【0281】 ERドメインに代えて置換されたSV40NLSを有するP450レダクターゼ(alP450R、
配列は図2a、配列番号3を参照)の任意の誘導体は、プラスミドpP450R.1からPC
R増幅により次のプライマーを使って得られる: NLS-alP450 5'-プライマー:配列番号7。
P450 reductase with SV40NLS substituted for the ER domain (alP450R,
The sequence (see FIG. 2a, SEQ ID NO: 3) is derived from plasmid pP450R.1.
Obtained by R amplification using the following primers: NLS-alP450 5'-primer: SEQ ID NO: 7.

【0282】 これは次の成分を含有する: 1. コザック(Kozak)リーダー配列(Peakmanら, 1992, 特許公開番号EP048617
0-A/2, GenBank受託番号A18727)。下線を引いた小文字。
[0282] It contains the following components: 1. Kozak leader sequence (Peakman et al., 1992, Patent Publication No. EP048617)
0-A / 2, GenBank accession number A18727). Underlined lowercase letters.

【0283】 2. SV40ラージT抗原核インポートシグナル配列(Fiersら, 1978, Nature 273:1
13、Nigg 1997, Nature 386:779も参照、GenBank受託番号V01380)。
2. SV40 large T antigen nuclear import signal sequence (Fiers et al., 1978, Nature 273: 1
13, see also Nigg 1997, Nature 386: 779, GenBank accession number V01380).

【0284】 3. alP450Rの5'領域(Smithら, 1994, PNAS 91:8710、図3A)。3. 5 ′ region of alP450R (Smith et al., 1994, PNAS 91: 8710, FIG. 3A).

【0285】 alP450 3'-プライマー:配列番号8。alP450Rの3'領域。AlP450 3′-primer: SEQ ID NO: 8. The 3 'region of alP450R.

【0286】 CTAGCTCCAC ACGTCCAGGG AGTAG (25マー) 得られたPCR断片を、pCIneoベクター(Promegaから)のマルチクローニング領域
のSmaI部位にサブクローニングする。
CTAGCTCCAC ACGTCCAGGG AGTAG (25 mer) The resulting PCR fragment is subcloned into the SmaI site of the multiple cloning region of the pCIneo vector (from Promega).

【0287】 配列番号9。pCINeoのマルチクローニング部位 gctagctcga gaattcacgcg tggtacctct agagtcgaCC CGGGcggccg c (NheI-XhoI-EcoRI-MluI-XbaI-AccI/SalI-SmaI-NotI) 最終融合コンフィギュレーションを図7.1に示す。SEQ ID NO: 9. pCINeo multicloning site gctagctcga gaattcacgcg tggtacctct agagtcgaCC CGGGcggccg c (NheI-XhoI-EcoRI-MluI-XbaI-AccI / SalI-SmaI-NotI) The final fusion configuration is shown in FIG. 7.1.

【0288】実施例2 核ターゲッティングペプチドのP450Rの機能性ドメイン(FN)への付 加[図7.2] P450レダクターゼの機能性断片(FN断片;(Smithら, 1994, PNAS 91:8710)) は図2Bに示す。核標的化FNは次のとおり構築する: 次の融合タンパク質をコードするDNA配列のPCR断片を作製する。 Example 2 Addition of Nuclear Targeting Peptide to Functional Domain (FN) of P450R [FIG. 7.2] Functional fragment of P450 reductase (FN fragment; (Smith et al., 1994, PNAS 91: 8710)) Shown in 2B. The nuclear targeting FN is constructed as follows: Generate a PCR fragment of the DNA sequence encoding the following fusion protein.

【0289】 配列番号10および11。SV40NLS(図3) 配列番号5および6。P450レダクターゼのFN断片(P450レダクターゼFN断片は図
2Bに示す) 該PCR断片を、pP450R.1(実施例1)から次のプライマーを使って増幅する: FN 5'プライマー:配列番号12。これは、以下の配列に示したように、コザック 翻訳開始配列(小文字)、SV40NLS (大文字)およびFN断片の5'領域(太字、下 線)を含有する: FN 3'-プライマー:配列番号13.FN断片の3'コード領域 CTAGCTCCAC ACGTCCAGGG AGTAG (24マー) 該PCR断片をpCIneoベクターのSmaI部位にサブクローニングしてSV40NLS-FN ( 図7.2)を作製する。
SEQ ID NOs: 10 and 11. SV40NLS (FIG. 3) SEQ ID NOS: 5 and 6. FN fragment of P450 reductase (P450 reductase FN fragment is shown in FIG. 2B) The PCR fragment is amplified from pP450R.1 (Example 1) using the following primers: FN 5 ′ primer: SEQ ID NO: 12. It contains the Kozak translation initiation sequence (lowercase), the SV40NLS (uppercase) and the 5 'region of the FN fragment (bold, underlined), as shown in the following sequence: FN 3'-primer: SEQ ID NO: 13. 3 ′ coding region of FN fragment CTAGCTCCAC ACGTCCAGGG AGTAG (24 mer) The PCR fragment is subcloned into the SmaI site of the pCIneo vector to prepare SV40NLS-FN (FIG. 7.2).

【0290】実施例3 bFGF-alP450R発現ベクターの構築[図7.3] 融合物は実施例1に記載のとおり調製する。 Example 3 Construction of bFGF-alP450R Expression Vector [FIG. 7.3] The fusion is prepared as described in Example 1.

【0291】 bFGFの18kDイソ型(Pratsら, 1989, PNAS 86:1836、図4Bを参照;GenBank 受 託番号J04513) N末端にbFGFの18kDイソ型およびC末端にアンカーレスP450レダクターゼを含 んでなるハイブリッドタンパク質(図2A)を構築する。これは、bFGF-pUC18プラ
スミド(R & D systemsから入手)からbFGFを起こしてbFGF断片を作る、およびp
450R.1からalP450Rを起こす2つのPCR反応を使って行われる。2つの断片は、そ
の後、SalIで消化し、一緒に連結反応させる。次のプライマーが使われる: bFGF 5'プライマー:配列番号14。これはコザックリーダー配列(下線部)を もつ18kDイソ型の5'コード領域のプライマーである。
The 18 kD isoform of bFGF (Prats et al., 1989, PNAS 86: 1836, see FIG. 4B; GenBank accession number J04513) comprising the 18 kD isoform of bFGF at the N-terminus and the anchorless P450 reductase at the C-terminus Build the hybrid protein (FIG. 2A). This raises bFGF from the bFGF-pUC18 plasmid (obtained from R & D systems) to create a bFGF fragment, and
It is performed using two PCR reactions that generate alP450R from 450R.1. The two fragments are then digested with SalI and ligated together. The following primers are used: bFGF 5 'primer: SEQ ID NO: 14. This is a primer for the 5 'coding region of the 18 kD isoform with the Kozak leader sequence (underlined).

【0292】cccgccgcca ccatgg cagc cgggagcatc accacg(36マー) bFGF 3'プライマー:配列番号15。これはリーディングSalI制限部位(大文字で 示した)をもつbFGFの3'コード領域のプライマーである。 Cccgccgcca ccatgg cagc cgggagcatc accacg (36 mer) bFGF 3 ′ primer: SEQ ID NO: 15. This is a primer for the 3 'coding region of bFGF with a leading SalI restriction site (shown in uppercase).

【0293】 ggcgGTCGACgct cttagcagac attggaaga (32マー) a1P450R 5'プライマー:配列番号16。これは、リーディングSalI制限部位(大文
字で示した)をもつa1P450Rの5'コード領域のプライマーである。
GgcgGTCGACgct cttagcagacat attggaaga (32 mer) a1P450R 5 ′ primer: SEQ ID NO: 16. This is a primer for the 5 'coding region of a1P450R with a leading SalI restriction site (shown in uppercase).

【0294】 ggcgGTCGAC tcc tctgtcagag agagcagctt tg (35マー) a1P450R 3'プライマー:配列番号17。これは、a1P450Rの3'コード領域のプライ マーである。GgcgGTCGAC tcc tctgtcagag agagcagctt tg (35 mer) a1P450R 3 ′ primer: SEQ ID NO: 17. It is a primer for the 3 'coding region of a1P450R.

【0295】 ctagctccac acgtccaggg agtag (24マー) 2つのPCR断片bFGFおよびalP450Rは、その後、SalIで消化し、精製し、続いて
互いに連結反応させる。連結反応したDNAは、その後、哺乳動物発現ベクターpCI
neo(図7.3)のSmaI部位にサブクローニングされる(図7.3)。
Ctagctccac acgtccaggg agtag (24 mer) The two PCR fragments bFGF and alP450R are then digested with SalI, purified and subsequently ligated together. The ligated DNA was then used to prepare the mammalian expression vector pCI
It is subcloned into the Smal site of neo (Figure 7.3) (Figure 7.3).

【0296】 複数の事例では、タンパク質のドメインをフレキシブルリンカーにより分離す
ることが好ましい。例えば、限定されるものでないが、配列(Gly-Gly-Gly-Gly-
Ser)3(Somiaら, 1993 PNAS 90, 7889)。これは組換えDNA技術およびタンパク
質発現の当業者によく知られている方法である。
In some cases, it is preferred that the domains of the protein be separated by a flexible linker. For example, but not limited to, the sequence (Gly-Gly-Gly-Gly-
Ser) 3 (Somia et al., 1993 PNAS 90, 7889). This is a method well known to those skilled in recombinant DNA technology and protein expression.

【0297】 例えば、TTSとalP450またはFNタンパク質ドメインの接合部の間にフレキシブ ルリンカー(flexlink)を置く目的で、代わりのPCRプライマーセットを使って 次の断片を作製する。For example, to place a flexiblelink between the junction of TTS and the alP450 or FN protein domain, the following fragment is generated using an alternative set of PCR primers.

【0298】 プライマーSalI-flexlink-alP450R:配列番号18。太字の配列は高度に発現した 遺伝子中の稀なコドンを表す(Haasら, 1996 Curr. Biol., 6, 315)。下線部の
配列は、alP450Rの5'領域である。
Primer SalI-flexlink-alP450R: SEQ ID NO: 18. Bold sequences represent rare codons in highly expressed genes (Haas et al., 1996 Curr. Biol., 6, 315). The underlined sequence is the 5 'region of alP450R.

【0299】 実施例4 bFGF-FN発現ベクターの構築[図7.4] 18 kD bFGFタンパク質(図3Bを参照)とFNドメイン(図2B)の融合タンパク質
産物をコードするcDNA断片は、bFGF/PUC18プラスミド(R&D systems)からのPCR増
幅により得られ、FN断片は次のプライマーを使いプラスミドpP450R.1から得られ
る。
[0299] Example 4 Construction of bFGF-FN Expression Vector [FIG. 7.4] A cDNA fragment encoding a fusion protein product of an 18 kD bFGF protein (see FIG. 3B) and an FN domain (FIG. 2B) was obtained using a bFGF / PUC18 plasmid (R & D systems). And the FN fragment is obtained from plasmid pP450R.1 using the following primers:

【0300】 bFGFプライマー:bFGF 5'および3'プライマーは実施例3を参照。BFGF Primer: See Example 3 for bFGF 5 ′ and 3 ′ primers.

【0301】 FN 5'-cプライマー:配列番号21。これはリーディングSalI制限部位をもつFNの5
'コード領域のプライマーである。
FN 5'-c primer: SEQ ID NO: 21. This is the 5th of FN with a leading SalI restriction site.
'Coding region primer.

【0302】 ggcgGTCGAC cgc cagtacgagc ttgtggtcca ca (35マー) FN 3'プライマー:配列番号13。FN断片の3'コード領域。GgcgGTCGAC cgc cagtacgagc ttgtggtcca ca (35 mer) FN 3 ′ primer: SEQ ID NO: 13. 3 'coding region of FN fragment.

【0303】 CTAGCTCCAC ACGTCCAGGG AGTAG (24マー) 2つのPCR断片bFGFおよびFNは、その後、SalIで消化し、精製し、続いて互い に連結反応させる。連結反応したDNAは、その後、哺乳動物発現ベクターpCIneo のSmaI部位にサブクローニングされる(図7.4)。CTAGCTCCAC ACGTCCAGGG AGTAG (24 mer) The two PCR fragments bFGF and FN are then digested with SalI, purified and subsequently ligated to each other. The ligated DNA is then subcloned into the SmaI site of the mammalian expression vector pCIneo (FIG. 7.4).

【0304】 bFGFとFNドメインの間にフレキシブルリンカーを置くために、代わりの5'プラ
イマーを使う: プライマーSalI-flexlink-FN:配列番号22 太字の配列は高度発現遺伝子中の稀なコドンを表す(Haasら, 1996 Curr. Biol.,
6, 315)。下線部の配列はFNの5'領域である。
To place a flexible linker between the bFGF and FN domains, use an alternative 5 ′ primer: Primer SalI-flexlink-FN: SEQ ID NO: 22 Bold sequences represent rare codons in highly expressed genes (Haas et al., 1996 Curr. Biol.,
6, 315). The underlined sequence is the 5 'region of FN.

【0305】実施例5 pAntp-alP450R発現ベクターの構築[図7.5] 配列番号53および54。ショウジョウバエDrosophila melanogasterのアンテナ ペディアタンパク質ホメオボックスペプチド(pAntp, Laughonら, 1986 Mol. Ce
ll. Biol. 6:4676)。
Example 5 Construction of pAntp-alP450R Expression Vector [FIG. 7.5] SEQ ID NOS: 53 and 54. Antenna pedia protein homeobox peptide of Drosophila melanogaster (pAntp, Laughon et al., 1986 Mol. Ce
ll. Biol. 6: 4676).

【0306】 PAntpとalP450Rとの融合タンパク質産物をコードするcDNA断片は、プラスミド
p903GからのpAntpのPCR増幅(Joliotら, 1991 PNAS 88:1864)およびプラスミド
pP450R.1からのアンカーレスP450Rの増幅により、次のプライマーを使って得ら れる。
A cDNA fragment encoding a fusion protein product of PAntp and alP450R was prepared by using a plasmid
PCR amplification of pAntp from p903G (Joliot et al., 1991 PNAS 88: 1864) and plasmid
Amplification of anchorless P450R from pP450R.1 is obtained using the following primers:

【0307】 pAntp 5'プライマー:配列番号23。これはコザックリーディング配列(下線部)
をもつpAntpの5'コード領域のプライマーである。
PAntp 5 'primer: SEQ ID NO: 23. This is the Kozak reading sequence (underlined)
Is a primer for the 5 'coding region of pAntp.

【0308】cccgccgcca ccatgg aacg caaacgcgga aggcagacat (40マー) pAntp 3'プライマー:配列番号24。これはSalI制限部位をもつ3'コード領域のプ
ライマーである。
Cccgccgcca ccatgg aacg caaacgcgga aggcagacat (40 mer) pAntp 3 ′ primer: SEQ ID NO: 24. This is a primer for the 3 'coding region with a SalI restriction site.

【0309】 ggcgGTCGACgtt ctccttcttc cacttcatgc gccga (38マー) alP450R 5'プライマー:配列番号16。これは、リーディングSalI制限部位をもつ
5'コード領域のプライマーである。
GgcgGTCGACgtt ctccttcttc cacttcatgc gccga (38 mer) alP450R 5 'primer: SEQ ID NO: 16. It has a leading SalI restriction site
Primer for 5 'coding region.

【0310】 ggcgGTCGACtcc tctgtcagag agagcagctt tg (35マー) a1P450R 3'プライマー:配列番号17。これは、3'コード領域のプライマーである
GgcgGTCGACtcc tctgtcagag agagcagctt tg (35 mer) a1P450R 3 ′ primer: SEQ ID NO: 17. This is a primer for the 3 'coding region.

【0311】 ctagctccac acgtccaggg agtag 2つのPCR断片pAntpおよびalP450Rは、その後、SalIで消化し、精製し、続い て互いに連結反応させる。連結反応したDNAは、その後、哺乳動物発現ベクターp
CIneoのSmaI部位にサブクローニングされる(図8.5)。
Ctagctccac acgtccaggg agtag The two PCR fragments pAntp and alP450R are then digested with SalI, purified and subsequently ligated together. The ligated DNA is then transferred to a mammalian expression vector p
It is subcloned into the Smal site of CIneo (Figure 8.5).

【0312】 先の実施例で記載したように、代わりのプライマーを使ってフレキシブルなリ
ンカーを挿入することができる。
As described in the previous examples, alternative primers can be used to insert flexible linkers.

【0313】 細胞からpAntp融合の分泌を増強するために、分泌シグナルをN末端に付加する
ことができる。適当なシグナルは5T4の1本鎖抗体配列(図3F)から誘導される。
To enhance the secretion of the pAntp fusion from the cell, a secretion signal can be added to the N-terminus. A suitable signal is derived from the single chain antibody sequence of 5T4 (FIG. 3F).

【0314】 pAntp分泌5'プライマー:配列番号28。これは、pAntpペプチドの5'末端に、コザ
ック翻訳開始部位および分泌シグナルを置く。pAntpに対応する配列は大文字で 、コザック開始配列には下線が引かれている。
The pAntp secretion 5 ′ primer: SEQ ID NO: 28. This places a Kozak translation initiation site and secretion signal at the 5 'end of the pAntp peptide. The sequence corresponding to pAntp is in upper case and the Kozak start sequence is underlined.

【0315】ccaccatgggatgg agctgtatcatcctcttcttggtagcaacagctacaggtgtccactccaaacgcggaa
ggcagacaGAACGCAAACGCGGAAGGCAGACAT(105マー)実施例6 pAntp-FN発現ベクターの構築[図7.6] 実施例5のように、pAntpの融合タンパク質産物をコードするcDNA断片は、pAn
tpを含有するプラスミド、例えばp903GからPCR増幅よって得る。FN断片(図2Bを
参照)は、次のプライマーを使ってプラスミドpP450R.1から得られる: pAntpの5'プライマーおよび3'プライマーは実施例5を参照すること。
Ccaccatgggatgg agctgtatcatcctcttcttggtagcaacagctacaggtgtccactccaaacgcggaa
ggcagacaGAACGCAAACGCGGAAGGCAGACAT (105 mer) Example 6 Construction of pAntp-FN Expression Vector [FIG. 7.6] As in Example 5, the cDNA fragment encoding the fusion protein product of pAntp is pAntp.
Obtained by PCR amplification from a plasmid containing tp, such as p903G. The FN fragment (see FIG. 2B) is obtained from plasmid pP450R.1 using the following primers: See Example 5 for the 5 ′ and 3 ′ primers of pAntp.

【0316】 FNの5'プライマーおよび3'プライマーは実施例4を参照すること。See Example 4 for FN 5 ′ and 3 ′ primers.

【0317】 2つのPCR断片pAntpおよびFNは、その後、SalIで消化し、精製し、続いて互い
に連結反応させる。連結反応したDNAは、その後、哺乳動物発現ベクターpCIneo のSmaI部位にサブクローニングされる(図7.6)。代わりに、pAntp分泌5'プライ
マー、配列番号28を使うことができる。
The two PCR fragments pAntp and FN are then digested with SalI, purified and subsequently ligated together. The ligated DNA is then subcloned into the SmaI site of the mammalian expression vector pCIneo (FIG. 7.6). Alternatively, the pAntp secretion 5 'primer, SEQ ID NO: 28, can be used.

【0318】実施例7 VP-alP450R発現ベクターの構築[図7.7] 配列番号55および56。ヘルペスシンプレックスウイルス1型テグメントタンパク
質VP22(ElliotおよびO'Hare 1997 Cell 88:223、GenBank受託番号:X14112) alP450Rと融合したVP22の融合タンパク質産物は、VP-22を含有するプラスミド
、pGE109からPCR増幅によりおよびプラスミドpP450R.1からPCR増幅により、次の
プライマーを使って得られる: VP22 5'プライマー:配列番号29。これはコザックリーディング配列(下線部) をもつ5'コード領域のプライマーである。
Example 7 Construction of VP-alP450R expression vector [FIG. 7.7] SEQ ID NOS: 55 and 56 Herpes simplex virus type 1 segment protein VP22 (Elliot and O'Hare 1997 Cell 88: 223, GenBank accession number: X14112) The fusion protein product of VP22 fused to alP450R was amplified by PCR from a plasmid containing VP-22, pGE109. And by PCR amplification from plasmid pP450R.1, using the following primers: VP225 5 ′ primer: SEQ ID NO: 29. This is a primer for the 5 'coding region with the Kozak reading sequence (underlined).

【0319】cccgccgcca ccatg acctc tcgccgctcc gtgaag (36マー) VP22 3'プライマー:配列番号30。これは3'コード領域のプライマーでありSalI 制限部位を含有する。 Cccgccgcca ccatg acctc tcgccgctcc gtgaag (36 mer) VP22 3 ′ primer: SEQ ID NO: 30. This is a primer for the 3 'coding region and contains a SalI restriction site.

【0320】 ggcgGTCGACctc gacgggccgt ctggggcgag a (34マー) alP450Rの5'および3'プライマーは実施例3を参照すること。GgcgGTCGACctc gacgggccgt ctggggcgag a (34mer) See Example 3 for the 5 'and 3' primers of alP450R.

【0321】 2つのPCR断片、VP-22およびalP450Rは、その後、SalIで消化し、精製し、続 いて互いに連結反応させる。連結反応したDNAは、その後、哺乳動物発現ベクタ ーpCIneoのSmaI部位にサブクローニングされる(図7.7)。The two PCR fragments, VP-22 and alP450R, are then digested with SalI, purified and subsequently ligated together. The ligated DNA is then subcloned into the Smal site of the mammalian expression vector pCIneo (Figure 7.7).

【0322】実施例8 VP-FN発現ベクターの構築[図7.8] 実施例7のように、VP22の融合タンパク質産物をコードするcDNA断片(図3D参
照)はpGE109からPCR増幅により、かつFN断片(図2B参照)はプラスミドpP450R.
1から、次のプライマーを使って得られる。
Example 8 Construction of VP-FN Expression Vector [FIG. 7.8] As in Example 7, a cDNA fragment encoding a VP22 fusion protein product (see FIG. 3D) was amplified from pGE109 by PCR amplification and an FN fragment (see FIG. 3D). FIG. 2B) is the plasmid pP450R.
Obtained from 1 using the following primers:

【0323】 VP22 5'および3'プライマーは、実施例7を参照すること。See Example 7 for VP22 5 'and 3' primers.

【0324】 FN 5'および3'プライマーは、実施例4を参照すること。See Example 4 for FN 5 ′ and 3 ′ primers.

【0325】 その後、2つのPCR断片、pAntpおよびFNを、SalIで消化し、精製し、続いて、
互いに連結する。その後、連結反応したDNAを、哺乳動物発現ベクターpCIneoのS
maI部位にサブクローニングする(図7.8)。
Subsequently, the two PCR fragments, pAntp and FN, were digested with SalI and purified, followed by
Connect with each other. Thereafter, the ligated DNA was transferred to the mammalian expression vector pCIneo S
Subcloning into the maI site (Fig. 7.8).

【0326】実施例9A 5T4scFv-PEA-alP450R発現ベクターの構築[図7.9] この融合タンパク質の構築は、3つのDNA断片のPCR増幅およびその後の連結を
経て全長インサートを形成することを含む。その第1断片は、腫瘍抗原5T4に対
する1本鎖可変抗体フラグメントのタンパク質産物をコードする。
Example 9A Construction of 5T4scFv-PEA-alP450R Expression Vector [FIG. 7.9] Construction of this fusion protein involves PCR amplification of three DNA fragments and subsequent ligation to form a full-length insert. The first fragment encodes the protein product of a single chain variable antibody fragment against the tumor antigen 5T4.

【0327】 配列番号26。5T4 scFVのコード配列(図3F)。これは、この配列を含有する便
利なプラスミド、pPs-5T4から、PCRにより次のプライマーを使って得られる。
[0327] SEQ ID NO: 26. 5T4 scFV coding sequence (Figure 3F). It is obtained from a convenient plasmid containing this sequence, pPs-5T4, by PCR using the following primers:

【0328】 断片1:5T4 scFv 5T4scFv 5'プライマー:配列番号31。このプライマーは、5T4scFv配列(図3F )から翻訳開始シグナルおよび分泌シグナル領域を与える。Fragment 1: 5T4 scFv 5T4 scFv 5 'primer: SEQ ID NO: 31. This primer provides the translation initiation and secretion signal regions from the 5T4scFv sequence (FIG. 3F).

【0329】 ccaccatggg atggagctgt atca (24マー) 5T4scFv 3'プライマー:配列番号32。これは、HindIII制限部位をもつ5T4scFv断
片の3'領域のプライマーである。
Ccaccatggg atggagctgt atca (24-mer) 5T4scFv 3 ′ primer: SEQ ID NO: 32. This is a primer for the 3 'region of the 5T4scFv fragment with a HindIII restriction site.

【0330】 ggccAAGCTTccg tttgatttcca gcttggag (32マー) 断片2:PEA断片 配列番号:33および34。Pseudomonas aeruginosa外毒素A(PEA、GenBank受託 番号K01397およびM23348)のドメインIIのタンパク質(図3E)。これはPCR増幅に より次のプライマーを使って得られる。GgccAAGCTTccg tttgatttcca gcttggag (32 mer) Fragment 2: PEA fragment SEQ ID NOs: 33 and 34. Protein of domain II of Pseudomonas aeruginosa exotoxin A (PEA, GenBank accession numbers K01397 and M23348) (FIG. 3E). This is obtained by PCR amplification using the following primers:

【0331】 PEA 5'-プライマー:配列番号35。これはHindIII制限部位をもつ5'コード領域の
プライマーである。
PEA 5′-primer: SEQ ID NO: 35. This is a primer for the 5 'coding region with a HindIII restriction site.

【0332】 ggcgAAGCTTggc agcctggccg cgctgaccgcg ca (36マー) PEA 3'プライマー:配列番号36。これは、EcoRI制限部位をもつ3'コード領域 のプライマーである。GgcgAAGCTTggc agcctggccg cgctgaccgcg ca (36 mer) PEA 3 ′ primer: SEQ ID NO: 36. This is a primer for the 3 'coding region with an EcoRI restriction site.

【0333】 ggcgGAATTCgtt ggccgcgccc cggtcgtcgt t (34マー) 断片3:alP450R alP450Rをコードする第3のcDNA(図2A参照)は、PCR増幅によりプラスミドpP
450R.1から次のプライマーを使って得られる。
GgcgGAATTCgtt ggccgcgccc cggtcgtcgtt (34 mer) Fragment 3: alP450R The third cDNA encoding alP450R (see FIG. 2A) was transformed into plasmid pP by PCR amplification.
Obtained from 450R.1 using the following primers:

【0334】 alP450R 5'-プライマー:配列番号37。これはEcoRI部位をもつ5'コード領域の
プライマーである。
AlP450R 5'-primer: SEQ ID NO: 37. This is a primer for the 5 'coding region with an EcoRI site.

【0335】 ggcgGAATTCtca gctcttagca gacattggaa g (34マー) alP450R 3'プライマー:実施例3の配列番号17の通りである。GgcgGAATTCtca gctcttagca gacattggaa g (34 mer) alP450R 3 ′ primer: As in SEQ ID NO: 17 of Example 3.

【0336】 第1と第2のPCR断片をHindIIIで消化し、その後、一緒に連結する。その後、
連結産物と第3のPCR断片をEcoRIで消化し、連結して全長インサートを形成する
。全長インサートを、pCIneo発現ベクターのSmaI部位にサブクローニングする(
図7.9)。
The first and second PCR fragments are digested with HindIII and then ligated together. afterwards,
The ligation product and the third PCR fragment are digested with EcoRI and ligated to form a full-length insert. The full length insert is subcloned into the SmaI site of the pCIneo expression vector (
(Figure 7.9).

【0337】実施例9B 5T4scFv-alP450R-MTS発現ベクターの構築[図7.13] この融合タンパク質の構築は、全長インサートを形成するための3つのDNA断 片のPCR増幅およびその後の連結を必要とする。第1断片は、実施例9Aのように 、腫瘍抗原5T4に対する1本鎖可変抗体フラグメントのタンパク質産物をコード する。 Example 9B Construction of 5T4scFv-alP450R-MTS Expression Vector [FIG. 7.13] Construction of this fusion protein requires PCR amplification of three DNA fragments and subsequent ligation to form a full-length insert. The first fragment encodes the protein product of a single-chain variable antibody fragment against tumor antigen 5T4, as in Example 9A.

【0338】 配列番号26。5T4scFV 図3Fのコード配列。これは、PCRにより、この配列を含
有する便利なプラスミド、pPs-5T4から、次のプライマーを使って得られる。
SEQ ID NO: 26. 5T4scFV The coding sequence of FIG. 3F. It is obtained by PCR from a convenient plasmid containing this sequence, pPs-5T4, using the following primers:

【0339】 断片1:5T4scFv 5T4scFv 5'プライマー:配列番号31。このプライマーは、5T4scFv配列から翻 訳開始シグナルおよび分泌シグナル領域を与える(図3F)。Fragment 1: 5T4scFv 5T4scFv 5 'primer: SEQ ID NO: 31. This primer provides a translation initiation signal and a secretory signal region from the 5T4scFv sequence (FIG. 3F).

【0340】ccaccatggg atggagctgt atca (24マー) 5T4 scFv 3'プライマー:配列番号32。これは、HindIII制限部位をもつ3'領域
のプライマーである。
Ccaccatggg atggagctgt atca (24-mer) 5T4 scFv 3 ′ primer: SEQ ID NO: 32. This is a primer for the 3 'region with a HindIII restriction site.

【0341】 ggccAAGCTTccg tttgatttcca gcttggag (32マー) 断片2:alP450R alP450Rをコードする第2のcDNA(図2A参照)は、PCR増幅によりプラスミドpP
450R.1から次のプライマーを使って得られる。
GgccAAGCTTccg tttgatttcca gcttggag (32 mer) Fragment 2: alP450R The second cDNA encoding alP450R (see FIG. 2A) was transformed into plasmid pP by PCR amplification.
Obtained from 450R.1 using the following primers:

【0342】 alP450R 5'-プライマー:配列番号38。これはHindIII制限部位をもつ5'コード
領域のプライマーである。
AlP450R 5′-primer: SEQ ID NO: 38. This is a primer for the 5 'coding region with a HindIII restriction site.

【0343】 ggccAAGCTTtca gctcttagca gacattggaa g (34マー) alP450R 3'プライマー:配列番号39。これはEcoRI制限部位をもつalP450Rの3'
コード領域のプライマーである。
GgccAAGCTTtca gctcttagca gacattggaa g (34 mer) alP450R 3 ′ primer: SEQ ID NO: 39. This is the 3 'of alP450R with EcoRI restriction site
Primer for coding region.

【0344】 gccgGAATTCgct ccacacgtcc agggagtag (32マー) 断片3:MTS 膜移行配列(MTS)をコードする第3の断片は、PCR増幅により次のプライマー
を使って得られる。
GccgGAATTCgct ccacacgtcc agggagtag (32-mer) Fragment 3: The third fragment encoding the MTS membrane translocation sequence (MTS) is obtained by PCR amplification using the following primers.

【0345】 MTS 5'-プライマー:配列番号40。これはEcoRI制限部位をもつ5'コード領域の
プライマーである。
MTS 5′-primer: SEQ ID NO: 40. This is a primer for the 5 'coding region with an EcoRI restriction site.

【0346】 gccgGAATTCgca gccgttcttc tccctgttct tcttgccgca ccc (46マー) MTS 3'プライマー:配列番号41。これは3'コード領域のプライマーである。GccgGAATTCgca gccgttcttc tccctgttct tcttgccgca ccc (46 mer) MTS 3 ′ primer: SEQ ID NO: 41. This is the primer for the 3 'coding region.

【0347】 ttagggtgcg gcaagaagaa cagggagaag aacggctgc (39 mer) 第1と第2のPCR断片をHindIIIで消化し、その後、一緒に連結する。その後、
連結産物と第3のPCR断片をEcoRIで消化し、連結して全長インサートを形成する
。全長インサートを、pCIneo発現ベクターのSmaI部位にサブクローニングする(
図7.13)。
Ttagggtgcg gcaagaagaa cagggagaag aacggctgc (39 mer) The first and second PCR fragments are digested with HindIII and then ligated together. afterwards,
The ligation product and the third PCR fragment are digested with EcoRI and ligated to form a full-length insert. The full length insert is subcloned into the SmaI site of the pCIneo expression vector (
(Figure 7.13).

【0348】実施例10A:ST4scFv-PEA-FN発現ベクターの構築[図7.10] このベクターの構築にはPCR増幅し、次いでこれらDNA断片を連結してインサー
トを構築することが含まれる。第1の断片は腫瘍抗原5T4に対する一本鎖可変抗体
フラグメントのタンパク質産物をコードし、実施例9Aのように得られる。
Example 10A: Construction of ST4scFv-PEA-FN expression vector [FIG. 7.10] The construction of this vector involves PCR amplification and subsequent ligation of these DNA fragments to construct an insert. The first fragment encodes the protein product of a single chain variable antibody fragment against the tumor antigen 5T4 and is obtained as in Example 9A.

【0349】 Pseudomonas aernginosa外毒素A(PEA, GenBank受託番号K01397およびM23348) のドメインIIのタンパク質をコードする第2のcDNA断片は、実施例9Aのように得 られる。A second cDNA fragment encoding the domain II protein of Pseudomonas aernginosa exotoxin A (PEA, GenBank accession numbers K01397 and M23348) is obtained as in Example 9A.

【0350】 PEA5'および3'プライマーは実施例9Aの通りである。The PEA 5 ′ and 3 ′ primers are as in Example 9A.

【0351】 FNをコードする第3のcDNA断片(図2Bを参照)は、以下のプライマーを用い、プ ラスミドpP450R.1からのPCR増幅により得られる: FN5'プライマー:配列番号32。これはEcoRI制限部位を有する5'コード領域の プライマーである。A third cDNA fragment encoding FN (see FIG. 2B) is obtained by PCR amplification from plasmid pP450R.1, using the following primers: FN5 ′ primer: SEQ ID NO: 32. This is a primer for the 5 'coding region with an EcoRI restriction site.

【0352】 ggcgGAATTCcgc cagtacgagc ttgtggtcca ca (35マー) FN3'プライマー:これらは実施例4の通りである。GgcgGAATTCcgc cagtacgagc ttgtggtcca ca (35 mer) FN3 ′ primers: These are as in Example 4.

【0353】 第1および第2のPCR断片をHindIIIで消化し、次いでともに連結する。この連結
産物と第3のPCR断片をEcoRIで消化して連結し、全長インサートを構築する。こ の全長インサートをpCIneo発現ベクターのSmaI部位にサブクローニングする[図7
.10]。
The first and second PCR fragments are digested with HindIII and then ligated together. The ligation product and the third PCR fragment are digested with EcoRI and ligated to construct a full-length insert. This full-length insert is subcloned into the SmaI site of the pCIneo expression vector [Fig.
.Ten].

【0354】実施例10B:5T4scFv-FN-MT8発現ベクターの構築 このベクターの構築には、PCR増幅し、次いで3つのDNA断片を連結してインサ ートを構築することが含まれる。第1の断片は腫瘍抗原5T4に対する一本鎖可変抗
体フラグメントのタンパク質産物をコードし、実施例9Aのように得られる。
Example 10B: Construction of 5T4scFv-FN-MT8 expression vector Construction of this vector involves PCR amplification and then ligating the three DNA fragments to construct an insert. The first fragment encodes the protein product of a single chain variable antibody fragment against the tumor antigen 5T4 and is obtained as in Example 9A.

【0355】 FNをコードする第2の断片(図2Bを参照)は、以下のプライマーを用い、プラス ミドpP450R.1からのPCR増幅により得られる: FN5'プライマー:配列番号43。これはHindIII制限部位を有する5'コード領域 のプライマーである。The second fragment encoding FN (see FIG. 2B) is obtained by PCR amplification from plasmid pP450R.1, using the following primers: FN5 ′ primer: SEQ ID NO: 43. This is a primer for the 5 'coding region with a HindIII restriction site.

【0356】 ggccAGGTTCcgc cagtacgagc ttgtggtcca ca (35マー) FN3'プライマー:配列番号44。これはEcoRI制限部位を有する3'コード領域を 誘導する。GgccAGGTTCcgc cagtacgagc ttgtggtcca ca (35 mer) FN3 ′ primer: SEQ ID NO: 44. This induces a 3 'coding region with an EcoRI restriction site.

【0357】 gccgGAATTCcta gctccacacg tccagggagt ag (35マー) MTSをコードする第3の断片は、実施例9BのようにPCR増幅により得られる。The third fragment encoding gccgGAATTCcta gctccacacg tccagggagt ag (35 mer) MTS is obtained by PCR amplification as in Example 9B.

【0358】 第1および第2のPCR断片をHindIIIで消化し、次いでともに連結する。次ぎにこ
の連結産物と第3のPCR断片をEcoRIで消化して連結し、全長インサートを構築す る。この全長インサートをpCIneo発現ベクターのSmaI部位にサブクローニングす
る[図7.14]。
The first and second PCR fragments are digested with HindIII and then ligated together. Next, the ligation product and the third PCR fragment are digested with EcoRI and ligated to construct a full-length insert. This full-length insert is subcloned into the Smal site of the pCIneo expression vector [Figure 7.14].

【0359】実施例11:P4502B6/FN融合タンパク質の構築[図7.11] 配列番号33。P4502B6のコード領域(Yamanoら 1989 Biochemistry, 28, 7340;
GenBank受託番号JO2864)(図4)。これを以下のプライマーを用いて、NheIからXho
I断片としてpCI-Neo中にサブクローニングする。
Example 11: Construction of P4502B6 / FN fusion protein [FIG. 7.11] SEQ ID NO: 33 P4502B6 coding region (Yamano et al. 1989 Biochemistry, 28, 7340;
GenBank accession number JO2864) (Figure 4). This was converted from NheI to Xho using the following primers:
Subcloning into pCI-Neo as an I fragment.

【0360】 2B6Nhe5'プライマー:配列番号34 ggcgGCTAGCcagaccatggaactcagcg (29マー) 2B6 3'プライマー:配列番号35。このプライマーは、停止コドンを除去してそ
れをXhoI部位と置き換えて、このタンパク質のC末端を改変したものである。こ のPCR断片をNheIおよびXhoIで消化し、pCINeo中にサブクローニングし、末端切 断型P450を含むpCI-Neoを産生させる。
2B6Nhe5 ′ primer: SEQ ID NO: 34 ggcgGCTAGCcagaccatggaactcagcg (29 mer) 2B6 3 ′ primer: SEQ ID NO: 35 This primer has a modified C-terminus of the protein by removing the stop codon and replacing it with an XhoI site. This PCR fragment is digested with NheI and XhoI and subcloned into pCINeo to produce pCI-Neo containing truncated P450.

【0361】 ggcgCTCGAGgcggggcaggaagcggatctgg (32マー) フレキシ結合FN断片を以下のプライマーを用いて構築する。GgcgCTCGAGgcggggcaggaagcggatctgg (32 mer) A flexi-linked FN fragment is constructed using the following primers.

【0362】 フレキシ-FN5'プライマー:配列番号36。これはSalI制限部位の後にFN断片のN
末端の可変リンカーを置いたものである。このリンカー中の希少なコドンは太小
文字であり、FN中の配列は下線で示されている。SalI部位は上のケースである。
Flexi-FN5 ′ primer: SEQ ID NO: 36. This is the SalI restriction site followed by the N of the FN fragment.
A variable linker at the end is placed. Rare codons in this linker are in lower case and the sequence in FN is underlined. The SalI site is the case above.

【0363】 FN3'プライマー:実施例4に同じ CTAGCTCCAC ACGTCCAGGG AGTAG (24マー) 2B6 PCR断片をNheIおよび XhoIで消化し、SalIで消化したFN断片に連結し、こ
の断片を精製し、次いでXhoI/SmaIで消化したpCIneoに連結する[図7.11]。
[0363] FN3 ′ primer: same as in Example 4 CTAGCTCCAC ACGTCCAGGG AGTAG (24mer) 2B6 PCR fragment was digested with NheI and XhoI, ligated to the FN fragment digested with SalI, this fragment was purified and then digested with XhoI / SmaI Link to pCIneo [Figure 7.11].

【0364】実施例12:P450およびP450Rの二重発現カセットの構築[図7.12] P4502B6を以下のプライマーを用い、NheI/XhoI断片としてpCINeoにサブクロー
ニングする: 2B6 Neo5'プライマー:配列番号37 ggcgGCTAGC cagaccatggaactcagcg 2B6末端3'プライマー:配列番号38。このプライマーは真の翻訳停止シグナル を有する。
Example 12: Construction of dual expression cassette of P450 and P450R [FIG. 7.12] P4502B6 is subcloned as a NheI / XhoI fragment into pCINeo using the following primers: 2B6 Neo5 ′ primer: SEQ ID NO: 37 ggcgGCTAGC cagaccatggaactcagcg 2B6 Terminal 3 'primer: SEQ ID NO: 38. This primer has a true translation termination signal.

【0365】 5' ggcgCTCGAG tcagcggggcaggaagcggatctgg 配列番号39。FMDV R100(IRES, 図5、Escarmisら、1992 Vinus res. 26, 113) 由来の内部リボゾームエントリー部位。5 ′ ggcgCTCGAG tcagcggggcaggaagcggatctgg SEQ ID NO: 39. Internal ribosome entry site from FMDV R100 (IRES, FIG. 5, Escarmis et al., 1992 Vinus res. 26, 113).

【0366】 これを前記のように2B6配列を含むプラスミドpCI-NeoのXhoI部位へ挿入する。
図6に示された配列に由来する適切な5'および3'プライマーを用い、IRESをXhoI/
SalI断片として単離する。得られたプラスミドをSalIで消化し、P450R.1由来のX
hoI/SalI断片を挿入する。最終の構成は図7.12に示されている。
This is inserted into the XhoI site of the plasmid pCI-Neo containing the 2B6 sequence as described above.
Using appropriate 5 ′ and 3 ′ primers from the sequence shown in FIG. 6, IRES was converted to XhoI /
Isolated as a SalI fragment. The resulting plasmid was digested with SalI and X derived from P450R.1.
Insert the hoI / SalI fragment. The final configuration is shown in Figure 7.12.

【0367】実施例13:P450/FNおよびVP-FNの二重発現カセットの構築 P450とP450Rの活性部分を有するコード領域の組合せを構築する。一例に、P45
0FNとVP-FNとの同時発現がある。
Example 13: Construction of a dual expression cassette for P450 / FN and VP-FN A combination of a coding region having an active portion of P450 and P450R is constructed. For example, P45
There is co-expression of 0FN and VP-FN.

【0368】 実施例8の図8.8に記載の融合構築物を、レトロウイルスベクターCOIのHpaI部 位へ挿入し(図6b)、実施例11の図7.11に記載の融合構築物をCOIのXhoI部位へ挿 入する。これにより、シクロホスファミド、チラパザミンおよびマイトマイシン
C最大感受性を付与するベクターが生じる(図8)。
The fusion construct described in FIG. 8.8 of Example 8 was inserted into the HpaI site of the retroviral vector COI (FIG. 6b), and the fusion construct described in FIG. 7.11 of Example 11 was inserted into the XhoI site of the COI. Enter. This results in cyclophosphamide, tirapazamine and mitomycin.
A vector conferring C-maximal sensitivity results (FIG. 8).

【0369】実施例14A:改変型プロドラッグ活性化酵素を発現するレトロウイルスベクター の構築 FLYRD18(Cossetら)などのパッケージング細胞系システムを用いて、RRVを作製
する。パッケージングするベクターゲノムを含むプラスミドベクターを記載のよ
うにして(Cosset FLら, 1995、J Virol 69、7430-7436)パッケージング細胞系に
トランスフェクトしてプロデューサー細胞系を得る。ベクターゲノムを含む好適
なプラスミドとしてはpHIT111がある(Soneoka Yら、1995、Nucl Acids Res 23、
628-633)。標準的な分子生物学的技術を用い、pHIT111中のLacZ遺伝子の代わり に必要な治療遺伝子を挿入する。同様に、レトロウイルスエンハンサーの代わり
に、HREなどの調節エレメントおよび/またはエンハンサーエレメントをpHIT111
中のレトロウイルスLTRに導入し、治療遺伝子の発現が確実に調節されるように することができる。次いでこのプラスミドをFLYRD18細胞(例えばpSV2neo)に適当
な選択マーカー遺伝子とともに同時トランスフェクトし、トランスフェクト細胞
を1mg/mlのG418(Sigma)中で選択する。別のベクターとしては、MLVに基づく単一
転写単位ベクターであるPKAHREがある(図6)。治療遺伝子の発現は、低酸素応答 プロモーター(3xPGK、Dachsら、op. cit.)により制御される。プロドラッグ活性
化酵素をコードする遺伝子を、示されたnlsLAcZと置換する。多重転写単位の発 現に特に好適な代わりのベクターとしては、COIがある(図6)。これはMLVエンハ ンサーに代えてCMVエンハンサー(ドットを付したボックス)を有するMLVに基づく
ベクターである。プロドラッグ活性化酵素をコードする遺伝子を、Bam/Sal/Hpa ポリリンカーかまたはStu/Xhoポリリンカーのいずれかへ挿入する。必要に応じ て、挿入される断片の末端を好適なリンカーで改変して適当な適合制限部位を作
製する。あるいは、種々の遺伝子を各ポリリンカー部位へ挿入することもできる
(図8)。
Example 14A: Construction of Retrovirus Vector Expressing Modified Prodrug Activating Enzyme An RRV is prepared using a packaging cell line system such as FLYRD18 (Cosset et al.). The plasmid vector containing the vector genome to be packaged is transfected into the packaging cell line as described (Cosset FL et al., 1995, J Virol 69, 7430-7436) to obtain a producer cell line. A suitable plasmid containing the vector genome is pHIT111 (Soneoka Y et al., 1995, Nucl Acids Res 23,
628-633). Using standard molecular biology techniques, insert the required therapeutic gene in place of the LacZ gene in pHIT111. Similarly, in place of the retroviral enhancer, regulatory and / or enhancer elements such as HRE may be replaced with pHIT111.
Into the retroviral LTR in the cell to ensure that the expression of the therapeutic gene is regulated. This plasmid is then co-transfected into FLYRD18 cells (eg, pSV2neo) with the appropriate selectable marker gene, and the transfected cells are selected in 1 mg / ml G418 (Sigma). Another vector is PKAHRE, a single transcription unit vector based on MLV (FIG. 6). The expression of the therapeutic gene is controlled by a hypoxia responsive promoter (3xPGK, Dachs et al., Op. Cit.). The gene encoding the prodrug activating enzyme is replaced with the indicated nlsLAcZ. An alternative vector that is particularly suitable for expression of multiple transcription units is COI (FIG. 6). This is an MLV-based vector with a CMV enhancer (dotted box) in place of the MLV enhancer. The gene encoding the prodrug activating enzyme is inserted into either the Bam / Sal / Hpa polylinker or the Stu / Xho polylinker. If necessary, the end of the fragment to be inserted is modified with a suitable linker to create a suitable compatible restriction site. Alternatively, various genes can be inserted into each polylinker site.
(FIG. 8).

【0370】 あるいは、レンチウイルスを使用してもよく、これを実施例14Bでさらに詳細 に説明する。Alternatively, a lentivirus may be used, which is described in more detail in Example 14B.

【0371】実施例14B:P450を発現するEIAVベクターゲノムの作製 構築の詳細 peg HRElacZは特許出願第9901906.9に記載されているが、以下に繰り返す。pE
GASUS4(またはpEGASUS1)、pONY4.0、pONY4.1、pONY3.1、pHORSE3.1はPCT/GB98/0
3876に記載されているが、以下にも記載する。
Example 14B Construction of EIAV Vector Genome Expressing P450 Construction Details peg HRElacZ is described in Patent Application No. 9901906.9, and is repeated below. pE
GASUS4 (or pEGASUS1), pONY4.0, pONY4.1, pONY3.1, pHORSE3.1 are PCT / GB98 / 0
3876, but also described below.

【0372】OBhrel SV40プロモーターに連結した天然の方向のマウスPGKの-307/-290配列を包含す
る三量体(Firthら, 1995)(イタリック)。
A trimer containing the -307 / -290 sequence of mouse PGK in the native orientation linked to the OBhrel SV40 promoter (Firth et al., 1995) (italic).

【0373】 このプロモーター配列はOBhrelと定義されている。得られるプラスミドはプラ
スミドOB37と呼ばれる。
[0373] This promoter sequence is defined as OBhrel. The resulting plasmid is called plasmid OB37.

【0374】pEGASUS-4(またはpEGASUS-1) 低酸素応答プロモーターはレンチウイルスベクターpEGASUS-1(またはpEGASUS-
4(+))および関連ベクターpONY2.1内に配列されている。両者とも感染性プロウイ
ルスEIAVクローンpSPEIAV19(Payneら, 1998; 受託番号U01866)に由来するもの である。これらのプラスミド構築は以下に記載されている(U.K.特許出願第97271
35.7から抜粋)。
The pEGASUS-4 (or pEGASUS-1) hypoxia responsive promoter is a lentiviral vector pEGASUS-1 (or pEGASUS-
4 (+)) and the related vector pONY2.1. Both are derived from the infectious provirus EIAV clone pSPEIAV19 (Payne et al., 1998; accession number U01866). The construction of these plasmids is described below (UK patent application 97271).
Excerpt from 35.7).

【0375】pONY2.1 プラスミドpONY1は、pBluescript II KS+(Stratagene)にELAV 5' LTRを挿入す
ることにより構築した。ELAV 5' LTRは、pfuポリメラーゼならびに以下のプライ
マー、すなわち、5' GCATGGACCTGTGGGGTTTTTATGAGGおよび3' GCATGAGCTCTGTAGGA
TCTCGAACAGACを用い、pSPEIAV19からPCRにより増幅した。この増幅産物を5'突出
部を埋めることにより平滑末端化し、T4 DNAポリメラーゼを用い、3'突出部を除
去することによって平滑末端化したBssHII切断pBluescript II KSへ挿入した 。この構築物をpONY1と呼び、その方向はpBluescript II KSのβ-ガラクトシ ダーゼに対して5'→3'であった。pONY1の配列決定からは突然変異は存在しない ことが明らかであった。
The pONY2.1 plasmid pONY1 was constructed by inserting the ELAV 5 ′ LTR into pBluescript II KS + (Stratagene). The ELAV 5 'LTR is composed of pfu polymerase and the following primers: 5'GCATGGACCTGTGGGGTTTTTATGAGG and 3'GCATGAGCTCTGTAGGA
It was amplified by PCR from pSPEIAV19 using TCTCGAACAGAC. The amplified product was blunt-ended by filling in the 5 'overhang, and inserted into BssHII-cut pBluescript II KS + , which was blunt-ended by removing the 3' overhang using T4 DNA polymerase. This construct was called pONY1 and its orientation was 5 ′ → 3 ′ to β-galactosidase of pBluescript II KS + . Sequencing of pONY1 revealed no mutations.

【0376】 Hind III/Hind III断片を除去することによりpSPEIAV19のenv領域を欠失させ 、pSPEIAV19△Hを作製した。次いで、pSPEIAV19△HのMluI/MluI(216/8124)断片 をMluIで切断したpONY1へ挿入してpBluescript II KS中の野生型プロウイルス
クローン(pONY2△H)を作製した。pBluescript II KSのBssHII消化(619/792)を
行って多重クローニング部位を得た。これを、5'突出部を埋めることによって平
滑末端化し、BglIIおよびNcoIで切断(1901/4949 pol内)して5'突出部を埋めるこ
とによって平滑末端化してpONY2△Hに連結した。その方向はEIAV配列に対し3'→
5'であった。これはpONY2.1と呼ばれた。
The env region of pSPEIAV19 was deleted by removing the HindIII / HindIII fragment, thereby preparing pSPEIAV19ΔH. Next, the MluI / MluI (216/8124) fragment of pSPEIAV19 △ H was inserted into pONY1 cut with MluI to prepare a wild-type provirus clone (pONY2 △ H) in pBluescript II KS + . BssHII digestion of pBluescript II KS + (619/792) yielded a multiple cloning site. This was blunt ended by filling in the 5 'overhang, cut with BglII and NcoI (within 1901/4949 pol), blunt ended by filling in the 5' overhang and ligated into pONY2ΔH. The direction is 3 'to the EIAV sequence.
5 '. This was called pONY2.1.

【0377】 pSPCMVはpSP72(Promega; Genbank受託番号X65332)にpLNCX(Genbank受託番号M2
8246)(PstI/HindIII)を挿入することによって作製された。β-ガラクトシダーゼ
遺伝子をpTIN414(Cannonら, 1996)からpSPCMV(XhoI/SphI)へ挿入してpSPlacZを 作製した。β-ガラクトシダーゼ遺伝子の5'末端はpAD.RSVbgal(Stratford-Perri
caudetら, 1992)由来のSV40T抗原核局在化シグナルで置き換え、pSPnlslacZ(Xho
I/ClaI)を作製した。pSPlacZおよびpSPnlslacZ由来のCMV核局在化および非核局 在化β-ガラクトシダーゼをPstIで切り出し、EIAVの5'→3'方向で、pONY2.1のPs
tI部位へ挿入した。これらはpONY2.1nlslacZおよびpONY2.1lacZと呼ばれた。
PSPCMV was added to pSP72 (Promega; Genbank accession number X65332) with pLNCX (Genbank accession number M2).
8246) (PstI / HindIII). The β-galactosidase gene was inserted from pTIN414 (Cannon et al., 1996) into pSPCMV (XhoI / SphI) to generate pSPlacZ. The 5 'end of the β-galactosidase gene is pAD.RSVbgal (Stratford-Perri
caudet et al., 1992) and replaced with the SV40T antigen nuclear localization signal, pSPnlslacZ (Xho
I / ClaI). The CMV nuclear-localized and non-nuclear-localized β-galactosidase from pSPlacZ and pSPnlslacZ was excised with PstI, and in the 5 ′ → 3 ′ direction of EIAV, the Ps of pONY2.1 was removed.
Inserted at the tI site. These were called pONY2.1nlslacZ and pONY2.1lacZ.

【0378】pEGASUS-1 これは、EIAV配列(268nt-675ntおよび7942nt-8292nt)の759ntだけを含むEIAV に基づくベクターである。EIAVポリプリントラクト(PPT)および3'LTRを包含する
配列を、プライマーPPTEIAV+(Y8198): GACTACGACTAGTGTATGTTTAGAAAAACAAGGおよ
び3'NEGSpeI(Y8199): CTAGGCTACTAGTACTGTAGGATCTCGAACAGを用い、pONY2.1からP
CR増幅により得た。この産物を精製し、SpeIで消化し、SpeIで消化してアルカリ
性ホスファターゼで処理することにより調製したpBS II KS+に連結した。大腸菌
XL-1Blueに形質転換した後に得られたコロニーを、3'LTRのU5領域がpBS II KS+ リンカーのNotI部位から遠位にある方向に3'LTRが存在しているものをスクリー ニングした。クローン化インサートの配列を決定し、EIAVクローンpSPEIAV19か らただ1つの変異を含むことが示された。これはR領域の塩基3と4の間の「C」の
挿入であった。同じ変異がPCR反応で使用した鋳型にも見られた。このクローン はpBS.3'LTRと呼ばれた。
PEGASUS-1 This is an EIAV-based vector containing only 759 nt of the EIAV sequence (268nt-675nt and 7942nt-8292nt). Using the primers PPTEIAV + (Y8198): GACTACG ACTAGT GTATGTTTAGAAAAACAAGG and 3 ′ NEGSpeI (Y8199): CTAGGCT ACTAGT ACTGTAGGATCTCGAGAAG, pONY2.1 to P
Obtained by CR amplification. This product was purified, digested with SpeI, ligated into pBSII KS + prepared by digestion with SpeI and treating with alkaline phosphatase. E. coli
The colonies obtained after transformation into XL-1Blue were screened for those in which the 3'LTR was present in the direction in which the U5 region of the 3'LTR was distal to the NotI site of the pBSIIKS + linker. The cloned insert was sequenced and shown to contain only one mutation from the EIAV clone pSPEIAV19. This was an insertion of a "C" between bases 3 and 4 of the R region. The same mutation was found in the template used in the PCR reaction. This clone was called pBS.3'LTR.

【0379】 次ぎに、リポーター遺伝子カセットCMVプロモーター/LacZをpBS.3'LTRのPstI 部位へ挿入した。CMV/LacZカセットはpONY2.1由来のPstI断片として得た。前記 断片を結合する連結反応物を、大腸菌XL-1 Blue中に形質転換した。CMV/LacZイ ンサートがLacZ遺伝子が3'LTRの遠位にあるような方向のいくつかのクローンを 、標準的な方法を用いて細胞系293Tにトランスフェクトすることにより、CMV/La
cZカセットの活性に関して評価した。X-galで顕色させた後トランスフェクショ ン48時間後に青い細胞を示したクローンを、さらに使用するために選抜し、pBS
CMVLacZ.3'LTRと呼んだ。
Next, the reporter gene cassette CMV promoter / LacZ was inserted into the PstI site of pBS.3′LTR. The CMV / LacZ cassette was obtained as a PstI fragment from pONY2.1. The ligation reaction that ligated the fragments was transformed into E. coli XL-1 Blue. The CMV / LacZ insert was transfected into cell line 293T using standard methods by transfecting several clones with the LacZ gene distal to the 3 'LTR, using standard methods.
The activity of the cZ cassette was evaluated. Clones showing blue cells 48 hours after transfection after development with X-gal were selected for further use and pBS
Called CMVLacZ.3'LTR.

【0380】 これまでに定義された全長CMVプロモーターの5'末端に由来するおよそ400塩基
対を包含させることにより、pCI-Neo(Promega; Genbank受託番号U47120)の誘導 体である発現ベクターpCI-ENeo中にEIAVベクターの5'領域を構築した。この400 塩基対の断片は、プライマーVSAT1(GGGCTATATGAGATCTTGAATAATAAAATG TGT)およ びVSAT2(TATTAATAAC TAGT)および鋳型としてpHIT60(Soneokaら, 1995)を用い、P
CR増幅により得た。この産物をBglIIおよびSpeIで消化し、同様に消化したpCI-N
eoに連結した。
By including approximately 400 base pairs from the 5 ′ end of the full length CMV promoter as defined above, the expression vector pCI-ENeo, an inducer of pCI-Neo (Promega; Genbank accession number U47120) The 5 ′ region of the EIAV vector was constructed therein. This 400 bp fragment was prepared using primers VSAT1 (GGGCTATATG AGATCT TGAATAATAAAATG TGT) and VSAT2 (TATTAATA AC TAGT ) and pHIT60 as template (Soneoka et al., 1995).
Obtained by CR amplification. This product was digested with BglII and SpeI and similarly digested pCI-N
Connected to eo.

【0381】 R領域からgagコード領域(nt 268から675)のnt150にわたるEIAVゲノム断片を、
鋳型DNAとしてpSPEIAV19を用いて、プライマー [下線の配列はEIAV R領域へアニーリングする])および3'PSLNEG(GCTGAGCTCTAGAG
TCCTTTTCTTT TACAAAGTTGG)で増幅した。プライマーCMV5'EIAV2の5'領域はCMVプ ロモーター転写開始部位のすぐ上流の配列を含み、SacIで切断できる(太字)。3'
PSINEGは、欠失分析により決定されたEIAVパッケージング配列の3'と結合し、Xb
aI部位を含む。
An EIAV genomic fragment spanning the R region to nt 150 of the gag coding region (nt 268 to 675) was
Using pSPEIAV19 as template DNA, primer [The underlined sequence anneals to the EIAV R region.]) And 3'PSLNEG (GCTGAGC TCTAGA G
TCCTTTTCTTT TACAAAGTTGG). The 5 'region of primer CMV5'EIAV2 contains the sequence immediately upstream of the transcription start site of the CMV promoter and can be cut with SacI (bold). 3 '
PSINEG binds 3 'of the EIAV packaging sequence determined by deletion analysis and Xb
Includes aI site.

【0382】 このPCR産物をSacIおよびXbaIで末端切断し、同じ酵素で消化することにより 連結のために調製したpCI-Eneoに連結した。この操作により、EIAV R領域の開始
部位はCMVプロモーターの転写開始点に配置され、このようにして作製された転 写物が、EIAVに使用されてパッケージングシグナルの3'側に伸びる本当の開始部
位に置かれる。制限解析により評価した場合に正確であると考えられるクローン
を配列決定した。pCI-Eneo 5'EIAVと呼ばれるクローンをさらなる研究のために 選択した。
The PCR product was truncated with SacI and XbaI and ligated into pCI-Eneo prepared for ligation by digestion with the same enzymes. By this operation, the start site of the EIAVR region is located at the transcription start site of the CMV promoter, and the transcript thus generated is used for EIAV to extend to the 3 'side of the packaging signal and to the true start position. Placed on the site. Clones that were deemed correct when evaluated by restriction analysis were sequenced. A clone called pCI-Eneo 5'EIAV was selected for further study.

【0383】 次の工程では、pBS.CMVLacZ.3'LTRのCMVLacZおよび3'LTRカセットをpCI-Eneo.
5'EIAVへ導入した。pBS.CMVLacZ.3'LTRをApaIで消化し、3'突出部をT4 DNAポリ メラーゼで除去し、次いでNotIで消化した。このCMVLacZ.3'LTRを含む断片を、 標準的な分子生物学的技術により精製した。この断片との連結のためのベクター
を、SalIで消化した後にT4 DNA ポリメラーゼを用いて5'突出部を埋めることに より、pCIEneo.5'EIAVから作製した。次いでこのDNAをNotIで消化し、連結反応 で使用する前に精製した。大腸菌XL-1Blueへ形質転換した後、コロニーを、制限
解析によりインサートの存在に関してスクリーニングして、pEGASUS-1で表され る、必要なクローンを同定した(実際にはEIAV R-U5-psi領域のすぐ下流にEIAV
RREを含むpEGASUS-1の変異体pEGASUS-4(+)を示すものを参照、詳細には下記を参
照)。
In the next step, the CMVLacZ and 3 ′ LTR cassettes of pBS.CMVLacZ.3′LTR were transferred to pCI-Eneo.
Introduced to 5'EIAV. pBS.CMVLacZ.3'LTR was digested with ApaI, the 3 'overhang was removed with T4 DNA polymerase, and then digested with NotI. The fragment containing the CMVLacZ.3'LTR was purified by standard molecular biology techniques. A vector for ligation with this fragment was made from pCIEneo.5'EIAV by digesting with SalI and then filling in the 5 'overhangs with T4 DNA polymerase. This DNA was then digested with NotI and purified before use in the ligation reaction. After transformation into E. coli XL-1Blue, colonies were screened for the presence of the insert by restriction analysis to identify the required clone, designated pEGASUS-1 (actually the EIAV R-U5-psi region). EIAV just downstream
See the one that shows the mutant pEGASUS-4 (+) of pEGASUS-1 containing RRE (see below for details).

【0384】pEGASUS-4(+) 力価を向上させるためにさらなるエレメントを導入することにより、EIAVベク
ターpEGASUS-1へのさらなる改良を行った。かかるエレメントの導入に都合のよ い部位としては、XbaIとパッケージングシグナルの3'の間で、かつpEGASUS-1のC
MV/LacZカセットの上流にあるSalI部位がある。例えば、EIAV由来のRREをこの部
位へ挿入できる。
Further improvements were made to the EIAV vector pEGASUS-1 by introducing additional elements to enhance the pEGASUS-4 (+) titer. A convenient site for the introduction of such an element is between XbaI and 3 ′ of the packaging signal, and the CE of pEGASUS-1.
There is a SalI site upstream of the MV / LacZ cassette. For example, an RRE from EIAV can be inserted into this site.

【0385】 これまでに定義されたEIAV RREは以下のようにPCR増幅により得られた。EIAV
RREの2つの部分を得るため、鋳型としてpONY2.10LacZを用いて、2種の増幅を 行った。5'エレメントはプライマーERRE1(TTCTGTCGACGAATCCCAGGGGGAATCTCAAC) およびERRE2(GTCACCTTCCAG AGGGCCCTGGCTAAGCATAACAG)を用いて得、3'エレメン トはERRE3(CTGTTATG CTTAGCCAGGGCCCTCTGGAAGGTGAC)およびERRE4(AATTGCTGACCCC
CAAA ATAGCCATAAG)を用いて得た。これらの産物は互いにアニーリングするので 、第2のPCR反応で使用してEIAV RREを「コードする」DNAを得ることができる。 第2のPCR増幅は、最初の10サイクルはプライマーERRE1とERRE4を用いずに設定 し、次ぎにこれらのプライマーを反応液に加え、さらに10サイクルの増幅を行う
。得られたPCR産物およびpEGASUS-1をSalIで消化して連結し、大腸菌XL-1Blueへ
形質転換した。EIAV RREが正または負の向きのいずれかであるクローンをさらな
る研究のために選択した。これらのベクタープラスミドはpEGASUS-4(+)(図20を 参照)およびpEGASUS-4(-)と呼ばれた。
The EIAV RRE as defined above was obtained by PCR amplification as follows. EIAV
To obtain two parts of RRE, two amplifications were performed using pONY2.10LacZ as template. The 5 'element is obtained using primers ERRE1 (TTCTGTCGACGAATCCCAGGGGGAATCTCAAC) and ERRE2 (GTCACCTTCCAG AGGGCCCTGGCTAAGCATAACAG), and the 3' element is ERRE3 (CTGTTATG CTTAGCCAGGGCCCTCTGGAAGGTGAC) and ERRE4 (AATTGCTGACCCC
CAAA ATAGCCATAAG). As these products anneal to each other, they can be used in a second PCR reaction to obtain DNA "encoding" the EIAV RRE. In the second PCR amplification, the first 10 cycles are set without using the primers ERRE1 and ERRE4, then these primers are added to the reaction solution, and the amplification is further performed for 10 cycles. The obtained PCR product and pEGASUS-1 were digested with SalI, ligated, and transformed into Escherichia coli XL-1Blue. Clones in which the EIAV RRE was in either positive or negative orientation were selected for further study. These vector plasmids were called pEGASUS-4 (+) (see FIG. 20) and pEGASUS-4 (-).

【0386】pONY HRE luc/lac pONY2.1のCMVプロモーターはXbaI/AscI断片として切り出し、MluI/XbaI部位を
含むオリゴヌクレオチドで置き換えた。この結果、OB37から単離したMluI/XbaI 断片が挿入され、pONY HRE luc/lacが作製される。ルシフェラーゼコード配列を
NcoI断片として除去し、主鎖を再び連結してpONY HRElacを作製する。同様に、l
acZをXbaI/SalIとして除去し、次いで主鎖を再び連結してpONY HRElucを作製す る。
PONY HRE luc / lac The CMV promoter of pONY2.1 was excised as an XbaI / AscI fragment and replaced with an oligonucleotide containing a MluI / XbaI site. As a result, the MluI / XbaI fragment isolated from OB37 is inserted, and pONY HRE luc / lac is produced. Luciferase coding sequence
It is removed as an NcoI fragment and the backbone is religated to create pONY HRElac. Similarly, l
The acZ is removed as XbaI / SalI, then the backbone is religated to create pONY HREluc.

【0387】pEGHRELacZ/luc CMPプロモーターlacZカセットをEcoRIでEIAVベクタープラスミドpEGASUS-1か ら切り出し、SacIおよびBsu36部位を含む合成オリゴヌクレオチドで置き換える 。これにより、それぞれSacI/Bsu36およびSacI/EcoRI断片としてのpONY HRE luc
およびpONY HRE lac由来のHREluc/HRE lacカセットのクローニングが可能となる
。最終ベクターはpEG-HRE-lacZおよびpEG-HRE-lucと呼ばれる。
The pEGHRELacZ / luc CMP promoter lacZ cassette is excised from the EIAV vector plasmid pEGASUS-1 with EcoRI and replaced with a synthetic oligonucleotide containing SacI and Bsu36 sites. This resulted in pONY HRE luc as SacI / Bsu36 and SacI / EcoRI fragments, respectively.
And cloning of the HREluc / HRE lac cassette derived from pONY HRE lac. The final vectors are called pEG-HRE-lacZ and pEG-HRE-luc.

【0388】 同様のアプローチを用い、pEGHREベクターを構築して、lacZまたはluc遺伝子 の代わりに前記に挙げた治療遺伝子のいずれかのような治療遺伝子を発現させて
もよい。これらは、それぞれSacI/Bsu36およびSacI/EcoRIでpEG-HRE-lacZまたは
pEG-HRE-lucからlacZ/luc断片を切り出し、コード配列を含む好適な断片を連結 することによりpEGHREベクターにクローニングしてもよい。使用できる治療遺伝
子の例としては、抗血管形成因子トロンボスポンジン-1をコードする遺伝子があ
る(Genbank受託番号X04665)。
Using a similar approach, the pEGHRE vector may be constructed to express a therapeutic gene, such as any of the therapeutic genes listed above, in place of the lacZ or luc genes. These were pEG-HRE-lacZ or SacI / Bsu36 and SacI / EcoRI, respectively.
The lacZ / luc fragment may be excised from pEG-HRE-luc and cloned into the pEGHRE vector by ligating a suitable fragment containing the coding sequence. An example of a therapeutic gene that can be used is the gene encoding the anti-angiogenic factor thrombospondin-1 (Genbank accession number X04665).

【0389】 複製非コンピテントEIAVベクター系を構築するために、発明者らは開始点とし
て、Payneら(1994, J Gen Virol. 75:425-9)により記載されている感染性プロウ
イルスクローンpSPEIAV19(受託番号U01866)を用いた。最初のEIAVに基づくベク ターは、Payneら(同書)のナンバリングシステムに従う座標5835/6571に対応する
Hind III/Hind III断片を除去することによってenv部分を単純に欠失させること
により構築した。この断片を、pTIN500(Cannonら 1996 J. Virol. 70:8234-8240
)由来のSV40初期プロモーター制御下でピューロマイシン耐性遺伝子で置き換え 、pESPを作製した。
To construct a replication-incompetent EIAV vector system, we started with the infectious proviral clone pSPEIAV19 described by Payne et al. (1994, J Gen Virol. 75: 425-9). (Accession number U01866) was used. The first vector based on EIAV corresponds to coordinates 5835/6571 according to the numbering system of Payne et al. (Ibid).
It was constructed by simply deleting the env portion by removing the HindIII / HindIII fragment. This fragment was converted to pTIN500 (Cannon et al. 1996 J. Virol. 70: 8234-8240
) Was replaced with a puromycin resistance gene under the control of the SV40 early promoter to create pESP.

【0390】 従って、3つの転写単位を含んでなるさらなるベクター系を構築し、以下のも の、すなわち1)ベクターゲノムRNA;2)envおよび3)gag-polを産生させた。各成 分を十分産生させることを確実にするため、選択したヒトパッケージング細胞系
で活性なプロモーター-エンハンサーから、envおよびgag-pol転写単位を転写さ せた。このようにして、十分なgag-polおよび、最も可能性が高くはtatを産生さ
せて、形質導入能を有するベクター粒子の十分な産生を確実なものとする。
Thus, a further vector system comprising three transcription units was constructed, producing the following: 1) vector genomic RNA; 2) env and 3) gag-pol. To ensure that each component was fully produced, the env and gag-pol transcription units were transcribed from promoter-enhancers active in the selected human packaging cell line. In this way, sufficient gag-pol and, most likely, tat is produced to ensure sufficient production of transducible vector particles.

【0391】 ゲノムのpol領域内にリポーター遺伝子を有するベクターゲノムを、以下のよ うに構築した。pONY1で表されるプラスミドは、pSPEIAV19からPCRにより増幅し たEIAV LTRを、pBluescript II KS+(Stratagene)へ挿入することにより構築した
。EIAVクローンpSPEIAV19の5'LTRは、以下のプライマー: 5' GCATGGACCTGTGGGGTTTTTATGAGG 3' GCATGAGCTCTGTAGGATCTCGAACAGAC で、pfuポリメラーゼを用いてPCR増幅した。
A vector genome having a reporter gene in the pol region of the genome was constructed as follows. The plasmid represented by pONY1 was constructed by inserting the EIAV LTR amplified by PCR from pSPEIAV19 into pBluescript II KS + (Stratagene). The 5 'LTR of the EIAV clone pSPEIAV19 was amplified with the following primers: 5' GCATGGACCTGTGGGGTTTTTATGAGG 3 'GCATGAGCTCTGTAGGATCTCGAACAGAC with pfu polymerase.

【0392】 この増幅産物を5'突出部を埋めることにより平滑末端化し、T4 DANポリメラー
ゼを用いて3'突出部を除去することにより平滑末端化したBss HII切断pBluescri
pt II KS+へ挿入した。この構築物はpONY1と呼ばれ、その向きはpBluescript II
KS+のβ−ガラクトシダーゼに対して5'→3'であった。pONY1の配列決定から突 然変異は存在しないことが明らかであった。
The amplification product was blunt-ended by filling in the 5 ′ overhang, and blunt-ended by removing the 3 ′ overhang using T4 DAN polymerase, Bss HII-cut pBluescri.
Inserted into pt II KS +. This construct is called pONY1 and its orientation is pBluescript II
5 ′ → 3 ′ for β-galactosidase of KS +. Sequencing of pONY1 revealed no sudden mutations.

【0393】 HindIII/HindIII部位でpSEIAV19のenv領域を欠失させてpSPEIAV19DHを作製し た。ベクターゲノムpSPEIAV19DHをMluI(216/8124)で切断し、MluIで切断した(21
6)pONY1へ挿入してpONY2を作製した。pBluescript II KS+のBss HII消化(619/79
2)を行い、複数のクローニング部位を得た。これを、5'突出部を埋めることによ
り平滑末端化し、Bgl IIおよびNco I(1901/4949)で切断し、かつ、5'突出部を埋
めることにより平滑末端化したpONY2へ連結した。その向きはEIAV配列に対して3
'→5'であった。これはpONY2.1と呼ばれた。pSPCMVはpLNCK(受託番号M28246)(Ps
t I/Hind III)をpSP72(Promega)へ挿入するにより作製した。β-ガラクトシダー
ゼ遺伝子をpTIN414(Cannon PMら、J. Virol. 70, 8234-8240) からpSP72(Xho I
/Spn I)へ挿入し、pSPlacZを作製した。β-ガラクトシダーゼ遺伝子の5'末端をp
AD.RSVbgal(J. Clin. Invet. 90:626-630, 1992)由来のSV40T抗原核局在化シグ ナルで置き換えた。pAD.RSVbgalをXho I/Cla Iで切断し、Xho I/Cla I pSPlacZ へ挿入してpSPnlslacZを作製した。pSPlacZおよびpSPnlslacZ由来のCMV核局在化
および非核局在化β-ガラクトシダーゼをPst Iで切断し、EIAVの5'→3'方向に、
pONY2.1のPst I部位へ挿入した。これらはpONY2.1nlslacZおよびpONY2.1lacZと 呼ばれた。
The pSEIAV19 env region was deleted at the HindIII / HindIII sites to create pSPEIAV19DH. The vector genome pSPEIAV19DH was cut with MluI (216/8124) and cut with MluI (21
6) Inserted into pONY1 to make pONY2. Bss HII digestion of pBluescript II KS + (619/79
2) was performed to obtain a plurality of cloning sites. It was blunt-ended by filling in the 5 'overhang, cut with Bgl II and Nco I (1901/4949), and ligated to pONY2, which was blunt-ended by filling in the 5' overhang. Its orientation is 3 with respect to the EIAV sequence
'→ 5'. This was called pONY2.1. pSPCMV is pLNCK (Accession number M28246) (Ps
tI / HindIII) was inserted into pSP72 (Promega). The β-galactosidase gene was converted from pTIN414 (Cannon PM et al., J. Virol. 70, 8234-8240) to pSP72 (XhoI
/ Spn I) to produce pSPlacZ. p-terminal 5'-end of β-galactosidase gene
Replaced with SV40T antigen nuclear localization signal from AD.RSVbgal (J. Clin. Invet. 90: 626-630, 1992). pAD.RSVbgal was cut with XhoI / ClaI and inserted into XhoI / ClaI pSPlacZ to produce pSPnlslacZ. Cleavage of CMV nuclear-localized and non-nuclear-localized β-galactosidase from pSPlacZ and pSPnlslacZ with Pst I, in the 5 ′ → 3 ′ direction of EIAV,
It was inserted into the PstI site of pONY2.1. These were called pONY2.1nlslacZ and pONY2.1lacZ.

【0394】 gag-pol遺伝子を、hCMV-MIEプロモーター-エンハンサーから発現させる。特に
、gagpol pSPEIAV19DHをMlu I(216/8124)で切断し、Mlu I切断(216)pCI-Neo(Pro
mega)へ挿入してpONY3を作製した。
The gag-pol gene is expressed from the hCMV-MIE promoter-enhancer. In particular, gagpol pSPEIAV19DH was cut with Mlu I (216/8124) and Mlu I cut (216) pCI-Neo (Pro
mega)) to produce pONY3.

【0395】 ベクターゲノムpONY2.1lacZはgagの1377ntを含む。RNAの二次構造予測()を用 いて、リーダー内の可能性ある基幹ループ構造およびgagの5'末端を同定した。 これらの予測を基に、pONY2.1lacZのgag領域内に4つの欠失を作製した。欠失は
標準的な技術を用いてPCR突然変異誘発により作製した。
The vector genome pONY2.1lacZ contains 1377 nt of gag. RNA secondary structure prediction () was used to identify potential core loop structures in the leader and the 5 'end of gag. Based on these predictions, four deletions were made in the gag region of pONY2.1lacZ. Deletions were made by PCR mutagenesis using standard techniques.

【0396】pONY2.11lacZ pONY2.11lacZはgagの1377ntを含む(1901nt位からの欠失)。 PONY2.11lacZ pONY2.11lacZ contains 1377 nt of gag (deletion from position 1901 nt).

【0397】 pONY2.11lacZはgagの354ntを含む(878nt位からの欠失)。PONY2.11lacZ contains 354 nt of gag (deletion from position 878 nt).

【0398】pONY3.1 pONY3では、gagpolコード配列の開始部の前に延長した5'非翻訳領域がある。 この独特の長い配列はgagpolカセットの発現を弱めるものであると考えられる。
gagpolの発現を向上させるため、pONY3を残りの5'LTRが除かれるよう改変する。
これはpONY3をNar IおよびEcoRVで切断することにより行う。この2.4kb断片をpB
luescript KS+(Stratagene)のCla IおよびEcoRV部位へ挿入して、構築物pBSpONY
3.0を作製する。pBSpONY3.0をXho IおよびEco RVで切断する。この2.4kb断片をp
ONY3のXho IおよびEco RVに挿入して、pONY3.1を作製する。
PONY3.1 In pONY3, there is an extended 5 'untranslated region before the start of the gagpol coding sequence. This unique long sequence is thought to attenuate the expression of the gagpol cassette.
To improve gagpol expression, pONY3 is modified to remove the remaining 5 'LTR.
This is done by cutting pONY3 with Nar I and EcoRV. This 2.4 kb fragment is called pB
Inserted into the Cla I and EcoRV sites of luescript KS + (Stratagene), construct pBSpONY
Make 3.0. Cut pBSpONY3.0 with XhoI and EcoRV. This 2.4kb fragment is p
Insertion into Xho I and Eco RV of ONY3 to create pONY3.1.

【0399】 この操作により、プライマー結合領域(386nt)内のNar I部位までの5'LTRが除 去される。この構築物は力価を2倍高め、タンパク質発現を増大させる(図9)。By this operation, the 5 ′ LTR up to the Nar I site in the primer binding region (386nt) is removed. This construct doubles the titer and increases protein expression (FIG. 9).

【0400】 pONY3同様pONY3.1はgag、gagpol、Tat、S2およびRevをコードする。S2の突然 変異誘発実験では、S2は産生系またはEIAVベクターゲノムのいずれかに必要とさ
れないことが示されたので、S2を含まないgagpol発現構築物を設計することがで
きる。かかる2種の構築物pHORSEおよびpHORSE3.1を作製する。
Like pONY3, pONY3.1 encodes gag, gagpol, Tat, S2 and Rev. Since S2 mutagenesis experiments showed that S2 was not required in either the production system or the EIAV vector genome, gagpol expression constructs without S2 could be designed. The two constructs pHORSE and pHORSE3.1 are made.

【0401】pHORSE pHORSEは鋳型DNAとしてpONY3を用いて、EGAGP5'OUTER/EGAGPINNER3およびEGAGP
3'OUTER/EGAGPINNER5によるPCR増幅によって作製される。2種のPCR産物を精製、
プールし、プライマーEGAGP5'OUTER/EGAGP3'OUTERを用いて再び増幅する。この 産物をpSP72のXho IおよびSal I部位に挿入してpSP72EIAVgagpolO'lapを作製す る。pONY3をPvu IIおよびNco Iで切断し、4.3kb断片を、Pvu IIおよびNco Iで切
断したpSP72EIAVgagpolO'lapへ挿入してpSPEGPを作製する。これをXho IおよびS
al Iで切断し(4.7kb)、pCI-NeoのXho IおよびSal I部位に挿入する。この構築物
をpCIEGPと呼ぶ。pEGASUSからSal IによりRREを切り出し(0.7kb)、pCIEGP構築物
のSal I部位へ挿入し、pHORSEを作製する。
PHORSE pHORSE uses pONY3 as the template DNA to prepare EGAGP5'OUTER / EGAGPINNER3 and EGAGP
Prepared by PCR amplification with 3'OUTER / EGAGPINNER5. Purify two PCR products,
Pool and re-amplify using primers EGAGP5'OUTER / EGAGP3'OUTER. This product is inserted into the XhoI and SalI sites of pSP72 to create pSP72EIAVgagpolO'lap. pONY3 is cut with PvuII and NcoI and the 4.3 kb fragment is inserted into pSP72EIAVgagpolO'lap cut with PvuII and NcoI to create pSPEGP. This is Xho I and S
Cut with al I (4.7 kb) and insert into XCI and Sal I sites of pCI-Neo. This construct is called pCIEGP. RRE is excised from pEGASUS with Sal I (0.7 kb) and inserted into the Sal I site of the pCIEGP construct to produce pHORSE.

【0402】 この構築物を、pCI-Rev(EIAV Revオープンリーディングフレームを発現する構
築物、前記を参照)の存在下または不在下でタンパク質発現に関してアッセイす る場合、期待されたようにRev依存が認められる。しかしながら、タンパク質発 現は、pONY3.1からの場合よりもかなり低い。さらに、ウイルス産生に用いる場 合、力価はpONY3.1からの場合より100倍低いことがわかる。
When this construct is assayed for protein expression in the presence or absence of pCI-Rev (construct expressing the EIAV Rev open reading frame, see above), Rev dependence is observed as expected. . However, protein expression is significantly lower than from pONY3.1. Furthermore, when used for virus production, the titer is found to be 100 times lower than that from pONY3.1.

【0403】pHORSE3.1 予期しないことに、pONY3.1のリーダー配列(5'LTRのU5の末端からgag383-524n
tのATG開始部までの配列を含む)をpHORSEへ挿入してpHORSE3.1を作製する場合、
タンパク質発現とウイルス産生が向上した。pHORSE3.1を、pHORSEの1.5kbのXhoI
/XbaIをpONY3.1の1.6kbのXhoI/XbaIで置き換えることにより作製する。pHORSE3.
1により得られる力価はpONY3.1の場合と同様である。pONY3.1に比べpHORSE3.1の
力価が若干低いのは、pHORSE3.1による4つのプラスミドの同時トランスフェクシ
ョンの必要性による(この系のRev依存性による)ものと考えられる。よって、最 大のgagpol発現を得るには最小のEIAVベクター系がこのリーダーを有するべきで
あると結論づけることができる。
PHORSE3.1 Unexpectedly, the leader sequence of pONY3.1 (gag383-524n from the end of U5 of the 5 ′ LTR)
tOR (including the sequence up to the start of ATG) into pHORSE to create pHORSE3.1,
Improved protein expression and virus production. pHORSE3.1, pHORSE 1.5 kb XhoI
It is made by replacing / XbaI with the 1.6 kb XhoI / XbaI of pONY3.1. pHORSE3.
The titer obtained by 1 is the same as for pONY3.1. The slightly lower titer of pHORSE3.1 compared to pONY3.1 may be due to the need for co-transfection of the four plasmids with pHORSE3.1 (due to the Rev dependency of this system). Thus, it can be concluded that a minimal EIAV vector system should have this leader in order to obtain maximum gagpol expression.

【0404】pONY4およびpONY4.1 pONY2.11 lacZは373bpのgagORFだけが残るようなgagの欠失を含む。pONY4は、
5'LTRをpEGASUS-1由来のCMV LTRで置き換えることにより作製された。PEGASUS-1
をBgl II/Xho Iで切断して3.2kb断片(CMV LTRを含む)を遊離させ、これをBgl II
/Xho Iで切断したpSP72へ挿入した。この構築物をpSPPEG213と命名した。これを
Hpa I/Nar Iで切断し、1.3kb断片(CMV LTRを含む)をNae I/Nar Iで切断したpONY
2.11 lacZへ挿入した。pONY4.1はlacZ遺伝子の下流(Sfu IとSal I部位の間)に、
tat、S2、env、revおよびRREが除かれているかまたはかなり末端切断されている
ような欠失(2.1kb)を含む。pONY4.1を、Sfu I/Sal Iで切断し、クレノーポリメ ラーゼで平滑末端化して再び連結することにより作製した。pONY4Gを、pONY4のl
acZ遺伝子(Sac II/Kpn I次いでクレノウポリメラーゼで平滑化)を平滑断片とし てのpEGFP-N1(Clontech)由来のGFPのもの(HI/Xba I次いでクレノーポリメラーゼ
で平滑化)で置き換えることにより作製した。
PONY4 and pONY4.1 pONY2.11 lacZ contains a deletion of gag such that only the 373 bp gagORF remains. pONY4 is
It was created by replacing the 5 'LTR with the CMV LTR from pEGASUS-1. PEGASUS-1
Was digested with Bgl II / Xho I to release a 3.2 kb fragment (including the CMV LTR).
Inserted into pSP72 cut with / XhoI. This construct was named pSPPEG213. this
PONY digested with Hpa I / Nar I and digested with 1.3 kb fragment (including CMV LTR) with Nae I / Nar I
2.11 Inserted into lacZ. pONY4.1 is located downstream of the lacZ gene (between the Sfu I and Sal I sites).
Includes deletions (2.1 kb) where tat, S2, env, rev and RRE have been removed or significantly truncated. pONY4.1 was prepared by cutting with Sfu I / Sal I, blunt-ending with Klenow polymerase, and religating. pONY4G, pONY4 l
By replacing the acZ gene (Sac II / Kpn I and then blunted with Klenow polymerase) with that of GFP from pEGFP-N1 (Clontech) as a blunt fragment (HI / Xba I then blunted with Klenow polymerase) Produced.

【0405】誘導性HRE pEGHREP450 Not IでpegHRElacZを切断する(HREエンハンサー/SV40プロモーターおよびlacZ
遺伝子を含む3.9kb断片を精製する)。次いでこの断片をNot Iで切断したpBluesc
ript KS+(Stratagene)へ挿入してpBHRElacZを作製する。その方向はlac Z遺伝子
とAmp遺伝子が同じ方向となるようなものである。ここでこのプラスミドを用い て、HREの制御下でNco I/sph I部位を介し、lacZの代わりに目的のいずれかのヌ
クレオチド配列を挿入することができる。次いでこのカセットをNot I部位を介 してEIAVベクターゲノムプラスミドpegHRElacZへ挿入することができる。
Cleavage pegHRElacZ with the inducible HRE pEGHREP450 NotI (HRE enhancer / SV40 promoter and lacZ
The 3.9 kb fragment containing the gene is purified). This fragment was then cut with NotI pBluesc
Insert into ript KS + (Stratagene) to create pBHRElacZ. The direction is such that the lac Z gene and the Amp gene are in the same direction. Here, this plasmid can be used to insert any nucleotide sequence of interest instead of lacZ via the NcoI / sphI site under the control of HRE. This cassette can then be inserted into the EIAV vector genomic plasmid pegHRElacZ via the Not I site.

【0406】 (受託番号M29874、CYP2Bとしても知られる)プライマー5' P450および3' P450 を用いP450をPCR増幅する。PCRの標的は肝臓cDNAであってもよいし、P450を含む
プラスミドであってもよい。
The P450 is PCR amplified using primers 5 ′ P450 and 3 ′ P450 (accession number M29874, also known as CYP2B). The target for PCR may be liver cDNA or a plasmid containing P450.

【0407】 5' P450(配列番号59) TTTTCAGACCATGGAACTCAGCGTCC (下線=Not I) 3' P450(配列番号60) ATCGCATGCTCAGCGGGGCAGGAAGCGGATC(下線=Sph I) P450 PCR断片をNco Iで切断し、0.3kb断片を精製し、Nco Iで切断したpBHREla
cZへ挿入する。これによりプラスミドpBHREP450delが得られる。このPCR断片をA
at II/Sph Iで切断し、1.3kb断片を、Aat II/Sph Iで切断したプラスミドpBHREP
450del(3.9kb精製)へ挿入する。これによりプラスミドpBHREP450が得られる。こ
れをNot Iで切断し、Not Iで切断したpegHRElacZへ挿入するとpegHREP450が得ら
れる。
5 ′ P450 (SEQ ID NO: 59) TTTTCAGA CCATGG AACTCAGCGTCC (underlined = Not I) 3 ′ P450 (SEQ ID NO: 60) ATC GCATGC TCAGCGGGGCAGGAAGCGGATC (underlined = SphI) P450 PCR fragment was cut with NcoI, and 0.3 kb fragment Was purified and cut with NcoI
Insert into cZ. This gives the plasmid pBHREP450del. This PCR fragment is
AtII / SphI digested, 1.3 kb fragment, AatII / SphI digested plasmid pBHREP
Insert into 450del (3.9 kb purification). This gives the plasmid pBHREP450. This is cut with Not I and inserted into Not I cut pegHRElacZ to obtain pegHREP450.

【0408】pONY4HREP450 pBHREP450をNot I/sph Iで切断して1.8kbのHRE P450を遊離させ、これはT4 DN
Aポリメラーゼで平滑末端化でき、これをPst Iで切断して平滑末端化したpONY4.
0へ挿入し、pONY4HREP450を得る。
PONY4HREP450 pBHREP450 was cut with NotI / sphI to release a 1.8 kb HREP P450, which was
PONY4, which can be blunt-ended with A polymerase, and cut with Pst I to blunt-end.
Insert into 0 to obtain pONY4HREP450.

【0409】pONY4.1HREP450 pBHREP450をNot I/sph Iで切断して1.8kbのHRE P450を遊離させ、これはT4 DN
Aポリメラーゼで平滑末端化でき、これをPst Iで切断して平滑末端化したpONY4.
1へ挿入し、pONY4.1HREP450を得る。
PONY4.1HREP450 pBHREP450 was cut with NotI / sphI to release a 1.8 kb HRE P450, which was
PONY4, which can be blunt-ended with A polymerase, and cut with Pst I to blunt-end.
Insert into 1 to obtain pONY4.1HREP450.

【0410】構成的CMV pEGASUS4P450 pBHREP450をBsm I/Sph Iで切断して1.5kb断片を得、これはT4 DNAポリメラー ゼで平滑末端化でき、Xho I/Spl Iで切断し、T4 DNAポリメラーゼで平滑末端化 したpEGASUS4へ挿入してpEGASUS4P450を作製する。The constitutive CMV pEGASUS4P450 pBHREP450 was cut with BsmI / SphI to give a 1.5 kb fragment, which could be blunt-ended with T4 DNA polymerase, cut with XhoI / SplI, and blunted with T4 DNA polymerase. Insert into the terminated pEGASUS4 to create pEGASUS4P450.

【0411】pONY4.0P450 pBHREP450をBsm I/Sph Iで切断して1.5kb断片を得、これはT4 DNAポリメラー ゼで平滑末端化でき、Xho Iで切断し、T4 DNAポリメラーゼで平滑末端化したpON
Y4.0へ挿入してpONY4.0P450を作製する。
PONY4.0P450 pBHREP450 was cut with BsmI / SphI to give a 1.5 kb fragment, which could be blunt-ended with T4 DNA polymerase, cut with XhoI, and blunt-ended with T4 DNA polymerase.
Insert into Y4.0 to create pONY4.0P450.

【0412】pONY4.1P450 pBHREP450をBsm I/Sph Iで切断して1.5kb断片を得、これはT4 DNAポリメラー ゼで平滑末端化でき、Xho Iで切断し、T4 DNAポリメラーゼで平滑末端化したpON
Y4.0へ挿入してpONY4.1P450を作製する。
PONY4.1P450 pBHREP450 was cut with BsmI / SphI to give a 1.5 kb fragment, which could be blunt-ended with T4 DNA polymerase, cut with XhoI, and blunt-ended with T4 DNA polymerase.
Insert into Y4.0 to create pONY4.1P450.

【0413】生産 VSV-G偽型化EIAV 上記ベクターゲノムは、EIAVgagpol発現プラスミドpONY3.1およびVSV-Gエンベ
ロープと共に3つのプラスミドの共トランスフェクションに用いてEIAVウイルス ベクターを生産することができる。
Production VSV-G pseudotyped EIAV The above vector genome can be used for co-transfection of three plasmids with the EIAV gagpol expression plasmid pONY3.1 and the VSV-G envelope to produce an EIAV virus vector.

【0414】 VSV-Gの毒性のため、いくつかの形態の発現調節を有する必要がある。温度感 受性VSV-G細胞系はTE671に記載されている。Due to the toxicity of VSV-G, it is necessary to have some form of expression regulation. Temperature sensitive VSV-G cell lines are described in TE671.

【0415】 また、tet誘導系も記載されている(J Virol 1999 Jan; 73(1):576-84 A packa
ging cell line for lentivirus vectors.(レンチウイルスベクターのためのパ
ッケージング細胞系)Kafri T, van Praag H, Ouyang L, Gage FH, Verma IM.) 。
A tet induction system has also been described (J Virol 1999 Jan; 73 (1): 576-84 Apacka).
ging cell line for lentivirus vectors. (Kafri T, van Praag H, Ouyang L, Gage FH, Verma IM.).

【0416】狂犬病−G偽型化EIAV 上記ベクターゲノムは、EIAVgagpol発現プラスミドpONY3.1および狂犬病−Gエ
ンベロープと共に3つのプラスミドの共トランスフェクションに用いてEIAVウイ ルスベクターを生産することができる。
Rabies-G pseudotyped EIAV The above vector genome can be used for co-transfection of three plasmids with the EIAV gagpol expression plasmid pONY3.1 and the rabies-G envelope to produce an EIAV virus vector.

【0417】実施例15:増強されたプロドラッグ活性化酵素を送達するための単球/マクロフ ァージまたは幹細胞の使用 標準的な手法により実験室スケールで(SandlieおよびMichaelsen 1996「抗体 技術:実用的アプローチ(Antibody engineering: a practical approach)」Mc
Caffertyら編, 第9章)、またエラトリエーションによる大規模で(例えばCellPro
製のCeprate)、ヒト末梢血から末梢血単核細胞を単離する。一晩プラスチックに
付着させることで付着細胞(特に単球)の存在密度を高め、1〜3週間にわたって付
着細胞を培養することにより、マクロファージ分化経路に沿って細胞を分化させ
ることができる。あるいは、CD14免疫磁気細胞選別により細胞の存在密度を高め
ることもできる。CD14:LPSおよびLBP受容体(Wright SDら (1990) Science 249:1
431)。この方法によって、末梢血から95〜99%の純度で、生存能力の損失なく>90
%の回収率で分離収量を得ることができる。粒子媒介型DNA送達(バイオリスティ ックス(biolistics))、エレクトロポレーション、陽イオン性物質媒介型トラン スフェクション(例えば、Superfect, Qiagenを使用)をはじめとする種々のトラ ンスフェクション法を用いて、ベクターを単球やマクロファージに導入すること
ができる。これらの方法は各々、個々の製造業者により明記された最適結果を得
るために変更すべきパラメーターを考慮し、製造業者の使用説明書に従い行う。
あるいは、欠陥アデノウイルスベクター(Microbix IncまたはQuantum Biotechno
logies Inc)または図6に記載されているもののようなレトロウイルスベクターな
どのウイルスベクターを用いてもよい。
[0417] Example 15: Enhanced prodrug-activating enzyme in laboratory scale by standard techniques using the monocyte / macrophage or stem cells for delivering (Sandlie and Michaelsen 1996 "Antibody Technology: A Practical Approach (Antibody engineering: a practical approach) "Mc
Cafferty et al., Eds., Chapter 9), and on a large scale (e.g., CellPro
Peripheral blood mononuclear cells are isolated from human peripheral blood. By increasing the density of adherent cells (especially monocytes) by attaching to plastic overnight, and culturing the adherent cells for one to three weeks, cells can be differentiated along the macrophage differentiation pathway. Alternatively, the density of cells can be increased by CD14 immunomagnetic cell sorting. CD14: LPS and LBP receptors (Wright SD et al. (1990) Science 249: 1
431). By this method, 95-99% purity from peripheral blood and> 90 without loss of viability
Separation yields can be obtained with% recovery. Using a variety of transfection methods, including particle-mediated DNA delivery (biolistics), electroporation, and cationic material-mediated transfection (e.g., using Superfect, Qiagen) Alternatively, the vector can be introduced into monocytes or macrophages. Each of these methods is performed according to the manufacturer's instructions, taking into account the parameters to be modified to obtain optimal results as specified by the individual manufacturer.
Alternatively, defective adenovirus vectors (Microbix Inc or Quantum Biotechno
logies Inc) or a viral vector such as a retroviral vector such as those described in FIG.

【0418】 幹細胞は、G-CSFおよび/またはシクロホスファミド(Casselら 1993 Exp Hema
tol. 21, 585)による可動化の後、末梢血から採取する。G-CSF(Amgen)は7日間
、10g/kg/日の用量を皮下投与する。幹細胞のアフェレーシスと濃縮はCellPro幹
細胞セパレーターシステム(Casselら、前掲)を用いて行う。濃縮された幹細胞集
団を、4g/ml硫酸プロタミンおよび20ng/ml IL-3(Sandoz)、50ng/ml IL-6(Sandoz
)、100ng/ml SCF(Amgen)の存在下で、PPVプロデューサー細胞(実施例1)の使用済
培地にて105細胞/mlで培養する(Santiago-Schwartzら 1992, J. Leuk. Biol. 52
, 274; Charboedら, 1996, Br. J. Haematol. 94, 449; Daoら, 1997, Blood, 8
9, 446; Piacibelloら, 1997 Blood 89, 2644)。Dunbarら(1996 Hum Gene Ther
7, 231)が記載のようにして調製したその他のサイトカイン類および/または 自己間質細胞を加えてもよい。24時間後、該細胞を遠心分離し、成長因子および
前記の硫酸プロタミンを含有する培地を含む、新鮮なRRVに再懸濁する。さらに2
4時間後にこの操作を繰り返し、該細胞をさらに最高48時間まで培養する。その 後、該細胞をトリプシン処理し、遠心分離と再注入用の血漿ライトA(Plasma-Lyt
e A)への再懸濁により新鮮な培地中で数回洗浄する。再注入の総容量はおよそ25
〜50mlである。最高2時間までの時間にわたって患者に注入する。注入細胞数は 少なくとも105細胞で、1012のオーダーまでの細胞数であればよい。
[0418] Stem cells were obtained from G-CSF and / or cyclophosphamide (Cassel et al. 1993 Exp Hema
After mobilization according to tol. 21, 585), it is collected from peripheral blood. G-CSF (Amgen) is administered subcutaneously at a dose of 10 g / kg / day for 7 days. Apheresis and enrichment of stem cells is performed using the CellPro stem cell separator system (Cassel et al., Supra). The enriched stem cell population was treated with 4 g / ml protamine sulfate and 20 ng / ml IL-3 (Sandoz), 50 ng / ml IL-6 (Sandoz
), 100 ng / ml in the presence of SCF (Amgen), and cultured at 10 5 cells / ml in spent culture medium of PPV producer cells (Example 1) (Santiago-Schwartz et al 1992, J. Leuk. Biol. 52
Charboed et al., 1996, Br. J. Haematol. 94, 449; Dao et al., 1997, Blood, 8
9, 446; Piacibello et al., 1997 Blood 89, 2644). Dunbar et al. (1996 Hum Gene Ther
Other cytokines and / or autologous stromal cells prepared as described in 7, 231) may be added. After 24 hours, the cells are centrifuged and resuspended in fresh RRV containing medium containing growth factors and protamine sulfate as described above. 2 more
This operation is repeated after 4 hours, and the cells are further cultured for up to 48 hours. The cells were then trypsinized and plasma light A (Plasma-Lyt
e Wash several times in fresh medium by resuspension in A). Total reinfusion volume is approximately 25
~ 50ml. Inject into the patient for up to 2 hours. The number of cells to be injected should be at least 10 5 cells, up to the order of 10 12 .

【0419】 また細胞は公開された方法(Haylockら (1992) Blood 80: 1405-1412)に従う再
注入に先立ち、骨髄分化経路に沿って成熟し得る。
Cells can also mature along the bone marrow differentiation pathway prior to re-infusion according to published methods (Haylock et al. (1992) Blood 80: 1405-1412).

【0420】 単球、マクロファージまたは幹細胞を、ヒト細胞で増強されたプロドラッグ活
性化酵素を発現することができる発現ベクターでトランスフェクトする。前記の
レンチウイルスベクターをはじめとするレトロウイルスベクターが好適である。
構成的な高レベル発現のためには、hCMV-MIEプロモーター−エンハンサーpCI(Pr
omega)を使用するベクターで、増強されたプロドラッグ活性化酵素を発現させる
。低酸素誘導発現のためには、hCMVプロモーターを少なくとも1つのHREを含む プロモーターで置き換える。
[0420] Monocytes, macrophages or stem cells are transfected with an expression vector capable of expressing the enhanced prodrug activating enzyme in human cells. Retroviral vectors including the lentiviral vectors described above are preferred.
For constitutive high level expression, the hCMV-MIE promoter-enhancer pCI (Pr
omega) to express enhanced prodrug activating enzymes. For hypoxia-induced expression, the hCMV promoter is replaced with a promoter containing at least one HRE.

【0421】実施例16:シクロホスファミド、チラパザミンおよびマイトマイシンCに対する 改変型プロドラッグ活性化酵素含有ヒト腫瘍細胞の感受性 ヒト腫瘍細胞系(Houlbrookら 1994, Oncol (Life Aci. Adv.) 13, 69)はAmeri
can Type Culture Collectionから入手し、2mMグルタミンおよび10%(v/v)ウシ胎
児血清を添加したRPMI 1640培地中で単層として増殖させる。
Example 16: Sensitivity of human tumor cells containing modified prodrug activating enzyme to cyclophosphamide, tirapazamine and mitomycin C. Human tumor cell lines (Houlbrook et al. 1994, Oncol (Life Aci. Adv.) 13, 69). ) Is Ameri
Obtained from can Type Culture Collection and grown as a monolayer in RPMI 1640 medium supplemented with 2 mM glutamine and 10% (v / v) fetal calf serum.

【0422】 Pattersonら(同書)に記載のようなエレクトロポレーションの技術を用い、プ ラスミドをヒト癌細胞系、特に乳癌MCF-7、MDA468、T47DおよびNSCLC細胞系に導
入する。便宜には、指数関数的に増殖中の細胞を、細胞スクレーパーで回収し、
洗浄し、「細胞混合(cytomix)」バッファー(Van den Hoffら 1992, Nucl. Acid
Res. 20, 2902。5×106個の細胞を10μgの線状化プラスミドと混合)に再懸濁さ せ、4℃、960μF、280V、BioRadでエレクトロポレーションにかける。細胞を低 密度で平板培養し、抗生物質G418中での生存に関して選択する。個々のG418耐性
コロニーを採取し、増殖させて、独立したクローンを産生させる。これらのクロ
ーンをP450Rタンパク質の細胞内分布に関し、さらに以下に、またPattersonらに
よって記載された酵素活性に関して分析する。あるいは、Soneokaら(前掲)によ って記載された細胞のレトロウイルストランスフェクションによって遺伝子を送
達する。
Using the technique of electroporation as described in Patterson et al. (Ibid), plasmids are introduced into human cancer cell lines, particularly breast cancer MCF-7, MDA468, T47D and NSCLC cell lines. Conveniently, exponentially growing cells are harvested with a cell scraper,
After washing, a `` cytomix '' buffer (Van den Hoff et al. 1992, Nucl.
Res. 20, 2902. Resuspend 5 × 10 6 cells with 10 μg of linearized plasmid) and electroporate at 4 ° C., 960 μF, 280 V, BioRad. Cells are plated at low density and selected for survival in antibiotic G418. Individual G418 resistant colonies are picked and expanded to produce independent clones. These clones are analyzed for the subcellular distribution of the P450R protein and further below and for the enzymatic activities described by Patterson et al. Alternatively, the gene is delivered by retroviral transfection of the cells described by Soneoka et al. (Supra).

【0423】 P450レダクターゼをアッセイするため、まず10mM HEPES(pH7.4)、1mM EDTA、0
.5mMベンズアミド、0.5mM PMSF、1μg/mlトリプシン阻害剤を含むバッファー中 で、細胞を液体窒素凍結および解凍することにより細胞溶解物を調製する。1600
g、4℃での遠心分離により残渣を除去する。得られた上清を2つのアリコートに 分ける。一方のアリコートは、グリセロールを10%まで加えた後に完全細胞溶解 物として保存する。もう一方のアリコートは105,000gにて2℃で45分間遠心分離 する。得られた膜ペレットを乾燥させ、TRIS緩衝化生理食塩水(pH7.4)に再懸濁 させる。
To assay for P450 reductase, first 10 mM HEPES (pH 7.4), 1 mM EDTA, 0 mM
Prepare cell lysates by freezing and thawing cells in liquid nitrogen in a buffer containing 0.5 mM benzamide, 0.5 mM PMSF, 1 μg / ml trypsin inhibitor. 1600
g, remove residue by centrifugation at 4 ° C. Divide the resulting supernatant into two aliquots. One aliquot is stored as a complete cell lysate after adding glycerol to 10%. The other aliquot is centrifuged at 105,000g for 45 minutes at 2 ° C. The resulting membrane pellet is dried and resuspended in TRIS buffered saline (pH 7.4).

【0424】 P450レダクターゼ活性は、シトクロムcのNADPH依存性還元を測定することによ
り分光側光法にて求める。反応物は400μlのシトクロムc(最終濃度50μM)、100 μlの10mM KCN(最終濃度1mM)および10〜300μgのタンパク質溶解物(完全細胞溶 解物か、または膜画分のいずれか(10〜100μl容量))を含む。この反応物を100mM
リン酸バッファーpH7.6で100μlにする。反応を37℃に平衡化し、20μlの10mM N
ADPH(最終濃度200μl)の添加により開始させる。シトクロムcの還元速度は、NAD
PHを含まないブランクに対して550nmで3分間モニターする。反応の初速度を計算
し、吸光係数21mM-1と仮定して還元されたシトクロムc(nmol/分/溶解タンパク 質mg)で表す。P450の濃度はCO(一酸化炭素)結合スペクトルから求める(Omuraお
よびSato, 1964, J. Biol. Chem. 239, 2370)。
P450 reductase activity is determined spectrophotometrically by measuring NADPH-dependent reduction of cytochrome c. Reactions were 400 μl cytochrome c (50 μM final concentration), 100 μl 10 mM KCN (1 mM final concentration) and 10-300 μg protein lysate (whole cell lysate or membrane fraction (10-100 μl) Capacity)). 100 mM of this reaction
Make up to 100 μl with phosphate buffer pH 7.6. The reaction was equilibrated to 37 ° C and 20 μl of 10 mM N
Start by adding ADPH (final concentration 200 μl). The reduction rate of cytochrome c is NAD
Monitor for 3 min at 550 nm against a blank without PH. The initial rate of the reaction is calculated and expressed as reduced cytochrome c (nmol / min / mg dissolved protein) assuming an extinction coefficient of 21 mM -1 . The concentration of P450 is determined from the CO (carbon monoxide) binding spectrum (Omura and Sato, 1964, J. Biol. Chem. 239, 2370).

【0425】 細胞内の酵素の位置を求めるため、共焦点顕微鏡により分析する。共焦点顕微
鏡による分析のために、カバーガラス上で前記細胞を増殖させる。細胞単層を洗
浄し、1:1のアセトン:エタノールで固定し、0.1%BSAでブロッキングし、次いで1
/100希釈のウサギ抗ヒトP450レダクターゼポリクローナル抗体(Smith GCM, Tew
DGおよびWolf CR 1994 PNAS USA 91 8710-8714)と共にインキュベートした後、 抗ウサギIgG FITC結合二次抗体(Becton Dickinson)で処理する。細胞をBioRad M
RC1000またはMRC1004を用いて調べる。野生型P450R、alP450RおよびFNの分布をN
LS誘導体の分布と比較する。
The location of the enzyme in the cells is analyzed by confocal microscopy. The cells are grown on coverslips for analysis by confocal microscopy. The cell monolayer is washed, fixed with 1: 1 acetone: ethanol, blocked with 0.1% BSA, and then
Rabbit anti-human P450 reductase polyclonal antibody (Smith GCM, Tew
After incubation with DG and Wolf CR 1994 PNAS USA 91 8710-8714), the cells are treated with an anti-rabbit IgG FITC-conjugated secondary antibody (Becton Dickinson). Transfer cells to BioRad M
Check using RC1000 or MRC1004. Distribution of wild-type P450R, alP450R and FN
Compare with the distribution of LS derivative.

【0426】 細胞のプロドラッグ感受性は以下のようにして分析する。The prodrug sensitivity of the cells is analyzed as follows.

【0427】i) チラパザミンIC 50 チラパザミンは、SengおよびLey(1972, Angew., Chem., Int.XI. 1009)およ
びAdamsら(1984, Br. J. Cancer, 49, 571)により記載されている標準的な化 学手法を用いて合成する。
I) Tirapazamine IC 50 Tirapazamine is described by Seng and Ley (1972, Angew., Chem., Int. XI. 1009) and Adams et al. (1984, Br. J. Cancer, 49, 571). Synthesize using standard chemical techniques.

【0428】 用量応答曲線はMTT増殖アッセイを用いて求める。これは可溶性テトラゾリウ ム塩MTTを紫色のホルマザン結晶に転換する、生存可能な細胞の能力に基づくも のである(Mossman 1983 J. Immunol. Methods. 65, 55)。103個/ウェルの密度 で播種した細胞を含む並列96ウェルプレートを最高8日までインキュベートする 。このプレートを毎日ホルマザン産生に関してアッセイし、細胞数は日毎に生じ
た細胞数に対する光学密度の標準曲線から得られる。IC50値、すなわち非処理対
照に比べ50%だけ光学密度を低下させるのに必要な薬剤の濃度を、特定の処理に 対する細胞の感受性の尺度として用いる。細胞を低酸素条件下で3時間にわたっ てチラパザミンに曝し、MTTアッセイに先立ち96時間増殖させる。低酸素状態は 一般に、触媒誘導性低酸素状態を窒素を除去したプラスチック製品と試薬とを併
用する、Pattersonら 1997 (前掲)により改良されたPattersonら 1995 (前掲)に
より記載されたようにして維持する。
A dose response curve is determined using the MTT proliferation assay. This is based on the ability of viable cells to convert soluble tetrazolium salt MTT to purple formazan crystals (Mossman 1983 J. Immunol. Methods. 65, 55). Incubating the parallel 96-well plates containing 10 3 cells / well Cells were seeded at a density of up to 8 days. The plates are assayed daily for formazan production, and cell numbers are obtained from a standard curve of optical density versus cell number generated daily. The IC 50 value, the concentration of drug required to reduce the optical density by 50% relative to the untreated control, is used as a measure of the sensitivity of the cells to a particular treatment. The cells are exposed to tirapazamine for 3 hours under hypoxic conditions and grown for 96 hours prior to the MTT assay. Hypoxia is generally maintained as described by Patterson et al. 1995 (ibid.), Modified by Patterson et al. I do.

【0429】ii) シクロホスファミドIC 50 シクロホスファミド(CP)はSigma Chemical Companyから入手する。薬剤感受
性試験のため、6ウェル培養ディッシュの1ウェル当たり4×104個の細胞を平板培
養する。播種後20時間でCPを添加する。細胞を最高7日間まで増殖させる。最終 の生存細胞数は前記のMTTアッセイにより、またはChenら(1996 前掲)により記
載されているようなトリパンブルー染料排除による生存細胞の染色により求める
Ii) Cyclophosphamide IC 50 Cyclophosphamide (CP) is obtained from Sigma Chemical Company. Plate 4 × 10 4 cells per well of a 6-well culture dish for drug sensitivity testing. Add CP 20 hours after sowing. The cells are allowed to grow for up to 7 days. Final viable cell numbers are determined by the MTT assay described above or by staining live cells with trypan blue dye exclusion as described by Chen et al. (1996 supra).

【0430】iii) マイトマイシンC(MMC)IC 50 マイトマイシンCはSigma Chemical Companyから入手する。薬剤感受性試験の ため、96ウェルマイクロタイタープレートのウェルに5×10個の細胞を平板培 養し、16時間後、それらをMMC希釈液で3時間処理する。細胞を7日間増殖させ、 次いで細胞の生存を前記のMTTアッセイによりアッセイする(Blighら 1990 前掲)
Iii) Mitomycin C (MMC) IC 50 Mitomycin C is obtained from Sigma Chemical Company. For drug sensitivity testing, 5 × 10 3 cells are plated in wells of a 96-well microtiter plate, and after 16 hours, they are treated with MMC diluent for 3 hours. Cells are grown for 7 days and cell viability is then assayed by the MTT assay described above (Bligh et al. 1990 supra).
.

【0431】実施例17:共存培養によるバイスタンダー効果の分析 TTS-P450R融合タンパク質を発現するように操作した細胞と非操作細胞(対照細
胞)を種々の比率で混合する。プロドラッグで処理した後の細胞生存率を評価し 、同様に培養した操作細胞と対照細胞のIC50を比較する。バイスタンダー効果は
、細胞死のパーセンテージが混合物中の操作細胞の最初のパーセンテージを越え
た場合に誘導される。細胞同士の接触が必要とされるかどうかを調べるため、対
照細胞をデッィシュに播種し、操作細胞をCOSTARインサートに導入する。薬剤を
加え、対照細胞の生存を操作細胞から生じる拡散因子の指標とする。epに関して
バイスタンダー効果を調べる方法はChenら(前掲)に記載されている。
Example 17: Analysis of Bystander Effect by Co-Culture Cells engineered to express the TTS-P450R fusion protein and non-engineered cells (control cells) are mixed at various ratios. The cell viability after treatment with the prodrug is evaluated, and the IC 50 of the similarly cultured cultured cells and control cells is compared. A bystander effect is induced when the percentage of cell death exceeds the initial percentage of engineered cells in the mixture. To determine whether cell-to-cell contact is required, control cells are seeded on a dish and engineered cells are introduced into the COSTAR insert. Drug is added, and the survival of control cells is used as an indicator of the diffusion factor arising from the engineered cells. A method for examining the bystander effect for ep is described in Chen et al. (supra).

【0432】実施例18:増強されたプロドラッグ活性化酵素のin vivo効力の分析 種々の増強されたプロドラッグ活性化酵素またはその組合せを発現するように
操作した腫瘍細胞系の異種移植片をヌードマウスで作製する。マウスを暫増濃度
の関連するプロドラッグで処理し、腫瘍の成長および細胞の生存を、代わりの側
腹部の対照異種移植片と比較する。
Example 18 Analysis of the In Vivo Efficacy of Enhanced Prodrug Activating Enzymes Tumor cell line xenografts engineered to express various enhanced prodrug activating enzymes or combinations thereof are nude Prepare with mouse. Mice are treated with increasing concentrations of the relevant prodrug and tumor growth and cell survival are compared to alternative flank control xenografts.

【0433】 雌の同型接合(nu+/nu+)の無胸腺症スイスヌードマウス20〜30gを用いる。指数
関数的増殖期の腫瘍細胞、例えばMCF-7またはMDA231(2×107/0.2ml/注射部位)を
側腹部に皮下注射する。各マウスには2種の移植片を、すなわち一方の側腹部に 対照腫瘍を、他方にはプロドラッグ活性化酵素を発現する腫瘍を注入する。場合
により、さらなる処理を行い、例えばMCF-7細胞を用いる場合には、マウスには 腫瘍細胞を注入する1日前に17-βエストラジオールペレットを予め注入する(Che
nら1996 前掲)。腫瘍が約50〜100mm2の大きさになったとき、通常注入後5〜6週 間後に薬剤処理を開始する。薬剤は適当な用量で腹膜内または腫瘍内注射により
、通常は24時間おいて2回投与する。
Female homozygous (nu + / nu + ) athymic Swiss nude mice 20-30 g are used. Exponentially growing tumor cells, such as MCF-7 or MDA231 (2 × 10 7 /0.2 ml / injection site) are injected subcutaneously in the flank. Each mouse is injected with two grafts, one on the flank with a control tumor and the other with a tumor expressing a prodrug-activating enzyme. Optionally, further processing is performed, for example, when using MCF-7 cells, mice are pre-injected with a 17-β estradiol pellet one day before injection of tumor cells (Che
n et al. 1996 supra). When tumors reached a size of about 50 to 100 mm 2, to start the chemical treatment after between normal after injection 5-6 weeks. The drug is administered at appropriate doses by intraperitoneal or intratumoral injection, usually twice in 24 hours.

【0434】 何匹かの動物については、適当な時点、通常薬剤処理後4〜48時間で犠牲にし 、その腫瘍をプロドラッグの発現および作用に関して分析する。腫瘍は腫瘍細胞
型に応じて、切り刻む、凍結解凍、超音波処理およびコラゲナーゼ処理(500μg/
ml)など標準的な手法で破壊する。酵素活性および細胞の生存に関するアッセイ は前記の通りである。何匹かの動物は維持し、外用カリパスを用いて腫瘍の大き
さを測定する。
Some animals are sacrificed at appropriate time points, usually 4 to 48 hours after drug treatment, and their tumors are analyzed for prodrug expression and effects. Tumors are chopped, freeze-thawed, sonicated and collagenase treated (500 μg /
destroy by standard methods such as (ml). Assays for enzyme activity and cell viability are as described above. Some animals are maintained and tumor size is measured using topical calipers.

【0435】実施例19:増強されたプロドラッグ活性化酵素を発現するベクターの腫瘍内送達 の効果の分析 ヒト腫瘍異種移植片は前記のように調製する。異種移植片が約50mmに達したら
、22ゲージの注射針でベクター調製物を注射する。各腫瘍には少なくとも5回注 射し、腫瘍全体に該ベクターを分布させる。ベクター注射後48時間で、動物をプ
ロドラッグで処理し、前記のように腫瘍を分析する。
Example 19 Analysis of the Effect of Intratumoral Delivery of Vectors Expressing Enhanced Prodrug Activating Enzymes Human tumor xenografts are prepared as described above. When the xenograft reaches approximately 50 mm, the vector preparation is injected with a 22 gauge needle. Each tumor is injected at least 5 times to distribute the vector throughout the tumor. Forty-eight hours after vector injection, animals are treated with prodrug and tumors are analyzed as described above.

【0436】実施例20:プロドラッグ活性化酵素を発現するマクロファージ 標準的な方法により、末梢血からヒト一次マクロファージを単離した。それら
をP450遺伝子およびP450レダクターゼ遺伝子の発現に関して分析した。驚くこと
に、それらはP450レダクターゼを発現していたが、P450は発現していなかった。
Example 20 Macrophages Expressing Prodrug Activating Enzyme Human primary macrophages were isolated from peripheral blood by standard methods. They were analyzed for the expression of P450 gene and P450 reductase gene. Surprisingly, they expressed P450 reductase, but not P450.

【0437】 CMVプロモーター(Ad.CMV)または低酸素応答HREプロモーター(ad.ObHRE)を含む
アデノウイルスベクターを構築した。ヒトシトクロムP4502B6の遺伝子をこれら のベクターに挿入した。P450の発現は操作型マクロファージで検出できた。この
マクロファージをシクロホスファミドで処理し、同様に操作した腫瘍細胞などの
他の細胞と違って、それらは死滅しなかった。しかしながら、P450操作型マクロ
ファージを腫瘍細胞または立体的腫瘍球体に加えた場合、それらはシクロホスフ
ァミドの存在下で死滅した。マクロファージをマーカータンパク質(この場合GFP
)で操作した場合、腫瘍細胞は全て生き残った。この効果は、おそらくは構成的 発現のため、Ad.CMV-P450を伴うと最も効果的になる。しかしながら、Ad.HRE-P4
50はまた著しい死滅をもたらし、このことはこの系に腫瘍選択性を課し得ること
を示している。
An adenovirus vector containing the CMV promoter (Ad.CMV) or the hypoxia responsive HRE promoter (ad.ObHRE) was constructed. The human cytochrome P4502B6 gene was inserted into these vectors. P450 expression could be detected in engineered macrophages. The macrophages were treated with cyclophosphamide and, unlike other cells such as similarly engineered tumor cells, they did not die. However, when P450 engineered macrophages were added to tumor cells or steric tumor spheres, they died in the presence of cyclophosphamide. Macrophages can be used as marker proteins (in this case, GFP
), All tumor cells survived. This effect is most effective with Ad.CMV-P450, probably due to constitutive expression. However, Ad.HRE-P4
50 also resulted in significant killing, indicating that this system could impose tumor selectivity.

【0438】実施例21:ヒトP450を発現するように操作されたマクロファージによるヒト腫瘍 球体の死滅化 この実験の結果は図9に示されている。上の3つのパネルは操作型マクロファー
ジで処理したが、シクロホスファミド(CPA)では処理しなかった球体を示して いる。それらはいずれも不連続な端部を持ち、固形に見える。下のパネルはシク
ロホスファミド(CPA)を加えた場合どうなるかを示している。Ad.CMV-P450マク
ロファージを用いた場合、球体は完全に破壊され、次の分析で取り扱えない。Ad
.HRE-P450を用いた場合、球体は小さくなり、外観上更に拡散し、非常に脆くて 扱いにくい。Ad.CMV-GFPを用いた場合、球体は常態である。腫瘍標的はAd.CMV-P
450によって全面的に破壊されることが特に強調される。
Example 21: Killing of human tumor spheres by macrophages engineered to express human P450 The results of this experiment are shown in FIG. The top three panels show spheres treated with engineered macrophages but not with cyclophosphamide (CPA). They all have discontinuous edges and appear solid. The lower panel shows what happens when cyclophosphamide (CPA) is added. When Ad.CMV-P450 macrophages are used, the spheres are completely destroyed and cannot be handled in the next analysis. Ad
When HRE-P450 is used, the spheres become smaller and more diffuse in appearance, very brittle and difficult to handle. When Ad.CMV-GFP is used, the sphere is normal. Tumor target is Ad.CMV-P
Particular emphasis is placed on total destruction by 450.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 図1Aは、P450レダクターゼ配列を示す図である。 図1Bは、P450レダクターゼの機能的ドメインを示す図である。FIG. 1A is a diagram showing a P450 reductase sequence. FIG. 1B shows a functional domain of P450 reductase.

【図2】 図2は、P450レダクターゼの誘導体を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing derivatives of P450 reductase.

【図3】 図3は、経細胞ターゲッティング配列を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a transcellular targeting sequence.

【図4】 図4は、ヒトシトクロムP450 2B6を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing human cytochrome P450 2B6.

【図5】 図5は、IRESを示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an IRES.

【図6】 図6は、レトロウイルスベクターを示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a retroviral vector.

【図7】 図7は、遺伝子融合構築物を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a gene fusion construct.

【図8】 図8は、多剤感受性を付与するレトロウイルスベクターを示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a retroviral vector that confers multidrug susceptibility.

【図9】 図9は、P450のマクロファージ送達の結果を示す図である。FIG. 9 shows the results of macrophage delivery of P450.

【図10】 図10は、P450 PCR断片を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a P450 PCR fragment.

【図11】 図11は、pegHRELacZを示す図である。FIG. 11 is a diagram showing pegHRELacZ.

【図12】 図12は、pBHRELacZを示す図である。FIG. 12 is a diagram showing pBHRELacZ.

【図13】 図13は、pBHREp450delを示す図である。FIG. 13 is a diagram showing pBHREp450del.

【図14】 図14は、pBHREP450を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing pBHREP450.

【図15】 図15は、pegHREP450を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing pegHREP450.

【図16】 図16は、pONY4を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing pONY4.

【図17】 図17は、pONY4.1を示す図である。FIG. 17 is a diagram showing pONY4.1.

【図18】 図18は、pONY4HREP450を示す図である。FIG. 18 is a diagram showing pONY4HREP450.

【図19】 図19は、pONY4.1HRE450を示す図である。FIG. 19 is a diagram showing pONY4.1HRE450.

【図20】 図20は、pEGASUS-4を示す図である。FIG. 20 is a diagram showing pEGASUS-4.

【図21】 図21は、pEGASUS4P450を示す図である。FIG. 21 is a diagram showing pEGASUS4P450.

【図22】 図22は、pONY4.0P450を示す図である。FIG. 22 is a diagram showing pONY4.0P450.

【図23】 図23は、pONY4.1P450を示す図である。FIG. 23 is a diagram showing pONY4.1P450.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) A61P 9/10 A61P 29/00 4C087 29/00 35/00 35/00 43/00 111 43/00 111 C12N 7/00 C12N 5/10 9/02 7/00 A61K 37/50 9/02 C12N 5/00 B 15/09 ZNA 15/00 ZNAA (31)優先権主張番号 9902081.0 (32)優先日 平成11年1月29日(1999.1.29) (33)優先権主張国 イギリス(GB) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,UG,ZW),E A(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ,BA,BB ,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CU,CZ, DE,DK,EE,ES,FI,GB,GD,GE,G H,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP ,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR, LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,MN,M W,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD ,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR, TT,UA,UG,US,UZ,VN,YU,ZW (72)発明者 パターソン,アダム,ボーン イギリス国 オーエル5 0エスエヌ ラ ンクス,アシュトン−アンダー−ライン, モスリー,ウッドエンド ビュー 1 (72)発明者 キングスマン,スーザン,メアリー イギリス国 オーエックス5 2エスエフ オクソン,イスリップ,ミドル ストリ ート,グレイストーンズ (72)発明者 カン,オン イギリス国 オーエックス14 1エックス エス オクソン.アビンドン,ギブソン クローズ 59 (72)発明者 グリフィスズ,レイ イギリス国 オーエックス11 7アールユ ー オクソン.ディドコット,レディーグ ローブ,ザ ヘッジロウズ,ハンバー ク ローズ 1 (72)発明者 ミトロフェイナス,キリアコス イギリス国 オーエックス4 1エスゼッ ト オクスフォード,ワーイック ストリ ート 85 Fターム(参考) 4B024 AA01 AA11 BA08 CA04 CA07 CA10 CA20 DA02 DA03 EA02 EA04 FA02 FA20 GA14 HA17 4B050 CC04 CC05 DD11 LL01 LL05 4B065 AA93Y AA94X AB01 AC14 BA03 CA24 CA28 CA44 CA46 4C076 AA95 FF68 4C084 AA02 BA44 CA01 CA53 NA15 ZA451 ZA452 ZB111 ZB112 ZB261 ZB262 ZC751 ZC752 4C087 BC83 NA15 ZA45 ZB11 ZB26 ZC75 【要約の続き】 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) A61P 9/10 A61P 29/00 4C087 29/00 35/00 35/00 43/00 111 43/00 111 C12N 7/00 C12N 5/10 9/02 7/00 A61K 37/50 9/02 C12N 5/00 B 15/09 ZNA 15/00 ZNAA (31) Priority claim number 9902081.0 (32) Priority date 1999 January 29, 1999 (Jan. 29, 1999) (33) Priority claim country United Kingdom (GB) (81) Designated country EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG) , AP (GH, GM, K E, LS, MW, SD, SL, SZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AL, AM, AT, AU, AZ, BA , BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, CU, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO , RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZW (72) Inventor Patterson, Adam, Bourne United Kingdom Orel 5 0 SNL, Ashton-under-line, Mosley , Woodend View 1 (72) Inventors Kingsman, Susan, Mary United Kingdom OEX 52 2S F Oxon, Islip, Middle Street, Greystones (72) Inventor Kang, On United Kingdom OEX 14 1 EX S Oxon. Abingdon, Gibson Closed 59 (72) Inventor Griffiths, Ray United Kingdom O.X.117 Earl Oxon. Didcot, Lady Glove, The Hedgelows, Humber Close 1 (72) Inventor Mitropheinas, Kyriakos United Kingdom OEX 41 Esset Oxford, Warwick Street 85 F-term (reference) 4B024 AA01 AA11 BA08 CA04 CA07 CA10 CA20 DA02 DA03 EA02 EA04 FA02 FA20 GA14 HA17 4B050 CC04 CC05 DD11 LL01 LL05 4B065 AA93Y AA94X AB01 AC14 BA03 CA24 CA28 CA44 CA46 4C076 AA95 FF68 4C084 AA02 BA44 CA01 CA53 NA15 ZA451 ZA452 ZB1 1 ZB1 ZB1 ZB1 ZB1 ZB1 ZB1 ZB1 ZB1 ZB1 ZB1 ZB1 ZB1 ZB1 ZB2 Z1 ZB1 ZB1 ZB1 ZB1 ZB1 ZB1 ZB1 not Continued】

Claims (30)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 a) 局在化ドメイン(ただし該局在化ドメインは腫瘍選択抗体
ではない);および b) 標的細胞中でプロドラッグを活性化するためのプロドラッグ活性化ドメイ ンを含む、プロドラッグ活性化剤。
1. a) a localization domain (where the localization domain is not a tumor selection antibody); and b) a prodrug activation domain for activating the prodrug in a target cell. Prodrug activator.
【請求項2】 局在化ドメインが細胞内または経細胞局在化ドメインを含む
、請求項1に記載のプロドラッグ活性化剤。
2. The prodrug activator according to claim 1, wherein the localization domain comprises an intracellular or transcellular localization domain.
【請求項3】 局在化ドメインが生化学関連ドメインを含む、請求項1に記
載のプロドラッグ活性化剤。
3. The prodrug activator of claim 1, wherein the localization domain comprises a biochemistry-related domain.
【請求項4】 局在化ドメインが化学関連ドメインを含む、請求項1に記載
のプロドラッグ活性化剤。
4. The prodrug activator of claim 1, wherein the localization domain comprises a chemically related domain.
【請求項5】 局在化ドメインがミトコンドリアインポートドメインを含む
、請求項1に記載のプロドラッグ活性化剤。
5. The prodrug activator according to claim 1, wherein the localization domain comprises a mitochondrial import domain.
【請求項6】 プロドラッグ活性化ドメインがプロドラッグ活性化酵素であ
る、請求項1〜5のいずれか1項に記載のプロドラッグ活性化剤。
6. The prodrug activator according to claim 1, wherein the prodrug activation domain is a prodrug activating enzyme.
【請求項7】 プロドラッグ活性化酵素が、シトクロムP450またはシトクロ
ムP450レダクターゼである、請求項6に記載のプロドラッグ活性化剤。
7. The prodrug activator according to claim 6, wherein the prodrug activating enzyme is cytochrome P450 or cytochrome P450 reductase.
【請求項8】 シトクロムP450がシトクロムP450 2B6である、請求項7に記
載のプロドラッグ活性化剤。
8. The prodrug activator according to claim 7, wherein the cytochrome P450 is cytochrome P450 2B6.
【請求項9】 融合タンパク質形態の請求項1〜8のいずれか1項に記載の プロドラッグ活性化剤。9. The prodrug activator according to claim 1, which is in the form of a fusion protein. 【請求項10】 局在化ドメインおよびプロドラッグ活性化ドメインをコー
ドする核酸配列の形態の請求項1〜8のいずれか1項に記載のプロドラッグ活性 化剤。
10. The prodrug activator according to claim 1, which is in the form of a nucleic acid sequence encoding a localization domain and a prodrug activation domain.
【請求項11】 シトクロムP450をコードする少なくとも1つの発現可能な 核酸配列を含んでなり、その1つもしくはそれぞれの核酸配列が、1つ以上の構
成的発現制御調節エレメントまたは1つ以上の誘導的発現制御調節エレメントに 機能しうるように連結されている、プロドラッグ活性化剤。
11. At least one expressible nucleic acid sequence encoding a cytochrome P450, wherein one or each of the nucleic acid sequences comprises one or more constitutive expression control regulatory elements or one or more inducible nucleic acid sequences. A prodrug activator operably linked to an expression control regulatory element.
【請求項12】 プロドラッグ活性化ドメインをコードする少なくとも1つ の発現可能な核酸配列を含む改変型造血幹細胞(MHSC)を含有してなり、その1つ
またはそれぞれの核酸配列が、1つ以上の構成的発現制御調節エレメントまたは
1つ以上の誘導的発現制御調節エレメントに機能しうるように連結されている、
プロドラッグ活性化剤。
12. A modified hematopoietic stem cell (MHSC) comprising at least one expressible nucleic acid sequence encoding a prodrug activation domain, wherein one or each of the nucleic acid sequences comprises one or more Operably linked to a constitutive expression control regulatory element or one or more inducible expression control regulatory elements of
Prodrug activator.
【請求項13】 MHSCがマクロファージである、請求項12に記載のプロド
ラッグ活性化剤。
13. The prodrug activator according to claim 12, wherein the MHSC is a macrophage.
【請求項14】 核酸配列がプロドラッグ活性化酵素をコードする、請求項
12または13に記載のプロドラッグ活性化剤。
14. The prodrug activator according to claim 12, wherein the nucleic acid sequence encodes a prodrug activating enzyme.
【請求項15】 プロドラッグ活性化酵素がシトクロムP450またはシトクロ
ムP450レダクターゼである、請求項14に記載のプロドラッグ活性化剤。
15. The prodrug activator according to claim 14, wherein the prodrug activating enzyme is cytochrome P450 or cytochrome P450 reductase.
【請求項16】 シトクロムP450がシトクロムP450 2B6である、請求項15
に記載のプロドラッグ活性化剤。
16. The cytochrome P450 is cytochrome P450 2B6.
2. The prodrug activator according to item 1.
【請求項17】 構成的発現制御調節エレメントがサイトメガロウイルスプ
ロモーターである、請求項11〜16のいずれか1項に記載のプロドラッグ活性 化剤。
17. The prodrug activator according to claim 11, wherein the constitutive expression control regulatory element is a cytomegalovirus promoter.
【請求項18】 請求項10〜17のいずれか1項に記載の核酸配列を含む
核酸ベクター。
18. A nucleic acid vector comprising the nucleic acid sequence according to claim 10.
【請求項19】 請求項10〜17のいずれか1項に記載の核酸配列を含む
ウイルスベクター。
19. A viral vector comprising the nucleic acid sequence according to claim 10.
【請求項20】 ウイルスベクターがレトロウイルスベクター、アデノウイ
ルスベクター、アデノ随伴ウイルスベクター、ポックスウイルスベクターまたは
ポックス随伴ウイルスベクターである、請求項19に記載のウイルスベクター。
20. The virus vector according to claim 19, wherein the virus vector is a retrovirus vector, an adenovirus vector, an adeno-associated virus vector, a poxvirus vector, or a pox-associated virus vector.
【請求項21】 ウイルスベクターがレンチウイルスベクターである、請求
項20に記載のウイルスベクター。
21. The virus vector according to claim 20, wherein the virus vector is a lentivirus vector.
【請求項22】 医薬に使用するための、請求項1〜17のいずれか1項に 記載のプロドラッグ活性化剤、請求項18に記載の核酸ベクターまたは請求項1
9〜21のいずれか1項に記載のウイルスベクター。
22. A prodrug activator according to any one of claims 1 to 17, a nucleic acid vector according to claim 18, or a nucleic acid vector according to claim 18, for use in medicine.
22. The virus vector according to any one of 9 to 21.
【請求項23】 任意に、製薬上許容される希釈剤、賦形剤または担体と混
合した、請求項1〜17のいずれか1項に記載のプロドラッグ活性化剤、請求項 18に記載の核酸ベクターまたは請求項19〜21のいずれか1項に記載のウイ ルスベクターを含む医薬組成物。
23. The prodrug activator according to any one of claims 1 to 17, optionally mixed with a pharmaceutically acceptable diluent, excipient or carrier. A pharmaceutical composition comprising a nucleic acid vector or the virus vector according to any one of claims 19 to 21.
【請求項24】 腫瘍、炎症、アテローム性動脈硬化血管およびジストロフ
ィー性筋線維末端の治療用の医薬製造における、請求項1〜17のいずれか1項 に記載のプロドラッグ活性化剤、請求項18に記載の核酸ベクターまたは請求項
19〜21のいずれか1項に記載のウイルスベクターの使用。
24. A prodrug activator according to any one of claims 1 to 17, in the manufacture of a medicament for the treatment of tumors, inflammation, atherosclerotic vessels and dystrophic muscle fiber terminals. Use of the nucleic acid vector according to any one of claims 19 to 21 or the virus vector according to any one of claims 19 to 21.
【請求項25】 請求項1〜17のいずれか1項に記載のプロドラッグ活性 化剤、請求項18に記載の核酸ベクターまたは請求項19〜21のいずれか1項 に記載のウイルスベクターで形質導入された細胞。25. A prodrug activator according to any one of claims 1 to 17, a nucleic acid vector according to claim 18, or a virus vector according to any one of claims 19 to 21. Introduced cells. 【請求項26】 1つ以上のレトロウイルス非ウイルス発現ベクター、アデ
ノウイルスまたはプラスミドを含む、請求項1〜11のいずれか1項に記載のプ
ロドラッグ活性化剤の送達システム。
26. The prodrug activator delivery system of any one of claims 1 to 11, comprising one or more retroviral non-viral expression vectors, adenoviruses or plasmids.
【請求項27】 請求項1〜17のいずれか1項に記載のプロドラッグ活性
化剤が局在化した場合にプロドラッグが活性化されるように、標的細胞とプロド
ラッグとを該標的細胞による取込みを可能にする条件下で接触させることを含む
、プロドラッグの活性化方法。
27. A target cell and a prodrug, such that the prodrug is activated when the prodrug activator according to any one of claims 1 to 17 is localized. A method for activating a prodrug, which comprises contacting under conditions that allow uptake by a prodrug.
【請求項28】 請求項10〜16のいずれか1項に記載の核酸配列をウイ ルスのゲノムに導入することを含む、ウイルス株の産生方法。28. A method for producing a virus strain, comprising introducing the nucleic acid sequence according to any one of claims 10 to 16 into the genome of a virus. 【請求項29】 ゲノムと請求項18に記載のベクターとの間の相同的組換
えによってウイルスのゲノムに核酸配列を導入することを含む、請求項28に記
載の方法。
29. The method of claim 28, comprising introducing a nucleic acid sequence into the genome of the virus by homologous recombination between the genome and the vector of claim 18.
【請求項30】 請求項19〜21のいずれか1項に記載のウイルスベクタ
ーを造血幹細胞に導入することを含む、請求項12〜16のいずれか1項に記載
のMHSCの産生方法。
30. The method for producing MHSC according to any one of claims 12 to 16, comprising introducing the viral vector according to any one of claims 19 to 21 into hematopoietic stem cells.
JP2000534657A 1998-03-06 1999-03-05 Enhanced prodrug activation Pending JP2002505341A (en)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB9804841.6A GB9804841D0 (en) 1998-03-06 1998-03-06 Enhanced pro-drug activation
GB9804841.6 1998-03-06
GB9818103.5 1998-08-19
GBGB9818103.5A GB9818103D0 (en) 1998-08-19 1998-08-19 Enhanced pro-drug activation
GB9902081.0 1999-01-29
GBGB9902081.0A GB9902081D0 (en) 1999-01-29 1999-01-29 Enhanced prodrug activation
PCT/GB1999/000672 WO1999045126A2 (en) 1998-03-06 1999-03-05 Enhanced prodrug activation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002505341A true JP2002505341A (en) 2002-02-19

Family

ID=27269233

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000534657A Pending JP2002505341A (en) 1998-03-06 1999-03-05 Enhanced prodrug activation

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP1068338A2 (en)
JP (1) JP2002505341A (en)
CN (1) CN1357048A (en)
AU (2) AU3266899A (en)
CA (1) CA2322664A1 (en)
WO (2) WO1999045126A2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009510165A (en) * 2005-10-03 2009-03-12 ジェネティックス ファーマシューティカルズ, インク. Methods for selectively depleting hypoxic cells
JP2011250833A (en) * 2010-05-31 2011-12-15 Mitsubishi Electric Corp Cyclone separator and vacuum cleaner with the same

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE419273T1 (en) * 1998-11-13 2009-01-15 Cyclacel Ltd TRANSLOCATION VECTORS DERIVED FROM THE ANTENNAPEDIA HOMEODOMAIN HELIX 3
GB0400443D0 (en) 2004-01-09 2004-02-11 Oxford Biomedica Ltd Cascade
DE19933492B4 (en) * 1999-07-16 2008-01-10 Deutsches Krebsforschungszentrum Stiftung des öffentlichen Rechts Conjugate for the mediation of a cell-, compartment- or membrane-specific transport of active substances, process for its preparation and its use
GB2371803A (en) * 1999-11-18 2002-08-07 Oxford Biomedica Ltd Antibodies
AU1290001A (en) * 1999-11-18 2001-05-30 Oxford Biomedica (Uk) Limited Antibodies
CA2396149A1 (en) * 2000-01-07 2001-07-12 Artemis Pharmaceuticals Gmbh Transduction of recombinases for inducible gene targeting
DK1272663T3 (en) * 2000-02-09 2010-04-26 Pgxhealth Llc Polymorphisms in the human CYP2B6 gene and their use in diagnostic and therapeutic applications
CN1312283A (en) * 2000-03-07 2001-09-12 上海博德基因开发有限公司 Human cytochrome constituting protein 14 as one new polypeptide and polynucleotides encoding this polypeptide
ES2634424T3 (en) 2002-02-01 2017-09-27 Oxford Biomedica (Uk) Limited Multicistronic Lentiviral Vector
GB0608941D0 (en) * 2006-05-05 2006-06-14 Univ Montfort Methods
US20100316702A1 (en) * 2008-01-08 2010-12-16 The Regents Of The University Of California Compositions and methods for regulating erythropoeitin expression and ameliorating anemia and stimulating erythropoiesis
CN109608550B (en) * 2012-12-05 2020-09-11 生控基因疫苗股份有限公司 Fusion proteins as immunogenic enhancers for inducing antigen-specific T cell responses
GB201318804D0 (en) 2013-10-24 2013-12-11 Adaptimmune Ltd Vectors for transgene expression
CN106030311B (en) * 2014-02-17 2019-10-18 雀巢产品有限公司 The method and purposes of Mitofusin
MX2015006813A (en) * 2015-05-29 2016-11-28 Univ Nac Autónoma De México Cyp-p22 biocatalytic nanoparticles with cytochrome p450 activity for prodrug activation.
EP3214092A1 (en) 2016-03-04 2017-09-06 Bayer Pharma Aktiengesellschaft Prodrugs of the selective progesterone receptor modulator (sprm) (11.beta.,17.beta.)-17-hydroxy-11-[4-(methylsulphonyl)phenyl]-17-(pentafluoroethyl)estra-4,9-dien-3-one
US20190390221A1 (en) * 2016-11-02 2019-12-26 David Kiewlich Plasmid vectors for expression of large nucleic acid transgenes
LT7046B (en) 2022-04-15 2024-02-12 Vilniaus Universitetas Hydrolases and uses thereof

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4233152A1 (en) * 1992-10-02 1994-04-07 Behringwerke Ag Antibody-enzyme conjugates for prodrug activation
GB9415167D0 (en) * 1994-07-27 1994-09-14 Springer Caroline J Improvements relating to cancer therapy
JP4118327B2 (en) * 1994-08-20 2008-07-16 ゲンダック・リミテッド Improvements in or related to binding proteins for DNA recognition
GB9601640D0 (en) * 1996-01-26 1996-03-27 Cancer Res Campaign Tech Ligand directed enzyme prodrug therapy

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009510165A (en) * 2005-10-03 2009-03-12 ジェネティックス ファーマシューティカルズ, インク. Methods for selectively depleting hypoxic cells
JP2011250833A (en) * 2010-05-31 2011-12-15 Mitsubishi Electric Corp Cyclone separator and vacuum cleaner with the same

Also Published As

Publication number Publication date
WO1999045126A2 (en) 1999-09-10
WO1999045126A3 (en) 2000-02-10
AU763020B2 (en) 2003-07-10
CA2322664A1 (en) 1999-09-10
WO1999045127A3 (en) 2000-02-24
EP1068338A2 (en) 2001-01-17
AU3267099A (en) 1999-09-20
CN1357048A (en) 2002-07-03
AU3266899A (en) 1999-09-20
WO1999045127A2 (en) 1999-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2002505341A (en) Enhanced prodrug activation
US7303910B2 (en) Retroviral vectors comprising a functional splice donor site and a functional splice acceptor site
AU747609B2 (en) Expression of genes in hematopoietic stem cells in hischaemic conditions
US10617721B2 (en) Methods for genetic modification of stem cells
US20040234505A1 (en) Polynucleotide constructs and uses thereof
AU2014338555A1 (en) Method
Mroz et al. Retrovirally transduced Escherichia coli gpt genes combine selectability with chemosensitivity capable of mediating tumor eradication
JP5484897B2 (en) Vector for gene therapy
EP1115877B1 (en) Polynucleotide constructs and uses thereof
EP1923468A1 (en) Lentiviral vectors for gene transfer in quiescent (G0) cells
KR20020003215A (en) Retroviral vectors comprising functional and non-functional splice donor and splice acceptor sites
EP1442057B1 (en) Use of a half-transporter protein of the abcg-family for selecting cells and in gene therapy
Bellantuono Gene therapy for chronic granulomatous disease
CA2343324A1 (en) Polynucleotide constructs and uses thereof
ZA200101494B (en) Polynucleotide contructs and uses therof.
Scaife Truncated Cell Surface Markers Fused with Mutant Human Tmpk: Versatile Cell Fate Control Safety Cassettes for Lentiviral Vector Mediated Correction of Fabry Disease
WO1999011761A1 (en) Suspension culture of retroviral producer cells
HU227274B1 (en) Use of a half-transporter protein of the abcg-family for selecting cells and in gene therapy