JP2002530057A - レンチウイルスベクターに対する効率的なパッケージング細胞を産生するための選択システム - Google Patents
レンチウイルスベクターに対する効率的なパッケージング細胞を産生するための選択システムInfo
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Abstract
Description
ag遺伝子およびpol遺伝子のいくつかの産物の細胞傷害性(cytotox
icity)によって妨害される。従って、gagおよびpolの誘導性発現を
有し、その結果、必要な場合に、高レベルでgagおよびpolを発現する最適
クローンが、gag/pol発現の非存在下で選択され得ることが望ましい。
な細胞を選択する方法は、gag/pol遺伝子の発現は抑制されるが、gag
/pol遺伝子の発現を制御する同じプロモーターによってマーカーが発現され
るような方法において、選択可能なマーカーを、パッケージングベクターのga
g/pol発現カセットに連結することによって得られる。マーカーの効率的な
発現は、誘導におけるgag/pol遺伝子の効率的な発現を予測する。
調節タンパク質であるRevによって、後期ウイルス遺伝子であるgag/po
lおよびenvの発現を調節する、HIVおよび他のレンチウイルスのスプライ
シング制御メカニズムを利用する。スプライス制御エレメントの戦略的配置によ
って、gag/pol発現構築物におけるスイッチが、基底状態における下流の
選択マーカー遺伝子の発現、および誘導したときのみの上流のgag/pol遺
伝子の発現を可能にする。両方の遺伝子が、同じ構成的なプロモーターによって
駆動されるため、スイッチの作動が、選択マーカーの発現レベルに関連する発現
レベルまでのgag/polの誘導を可能にする。
イスドナー部位および1つ以上のスプライスアクセプター部位内で含まれ、ここ
でこのアクセプター部位の配列は、マーカー遺伝子の上流の、最適なコンセンサ
ススプライスアクセプター配列と一致しないこと(Lewin、「Genes」
、John Wiley & Sons、NY);2)gag/pol遺伝子が
、gag/polの発現を拮抗する配列を含むこと(Schneiderら、J
.Virol.71:4892−4903、1997;Schwartzら、J
.Virol.66:7176−7182、1992);および3)gag/p
ol遺伝子が、シスにおいてRREエレメントに連結され、ならびにRevコー
ド配列から隔てられていること。
、作動可能にそれらの遺伝子に(一般的にgag/pol配列から上流に)配置
される。
って、HIV−1のRRE/Rev調節システムまたは任意の他のレンチウイル
スのRRE/Rev調節システムが、用いられ得る。また、本明細書中で記載さ
れる通り、gag/polの発現を制御する選択的スプライシングをもたらす、
任意の他のトランス補完制御システムが、本発明の実施において用いられ得る。
制する。3番目の特徴は、スプライシングされていないRNAの輸送のRev依
存性刺激(すなわち、誘導)、およびその後のgag/pol遺伝子の発現を可
能にする。
の5’主要スプライスドナーのスプライスドナー部位)と1つ以上のスプライス
アクセプター部位との組み合わせが用いられ、ここで、このスプライスアクセプ
ター部位は、最適なコンセンサスに正確には一致しない。従って、目的のスプラ
イスアクセプターは、当業者が、効率的でも、強力でも良好でもないと認識する
ものである。それにもかかわらず、最適未満の速度の効率ではあるが、スプライ
スアクセプター部位は作動可能である。最適未満のスプライス部位が、Rev−
RREシステムによる、スプライシングされていない転写物からの、より効率的
な発現を可能にするようである。このような最適未満のスプライスアクセプター
部位の一例は、HIV−1 tat遺伝子およびHIV−1 rev遺伝子の3
番目のエキソンのスプライスアクセプター部位である。
クセプター部位もまた、gag/pol遺伝子のスプライシング、従って発現が
、トランス作用性因子(例えば、Rev)の存在によって制御される限りは、本
発明の実施において用いられ得る。
の内因性の不安定性が、スプライス部位の最適未満の性質に起因して、蓄積し得
るスプライシングされていない転写物からの、基底状態における発現を相殺する
。転写物の不安定性に関連することが公知である任意の配列が、本発明の実施に
おいて用いられ得る。しかし、不安定性配列(例えば、Schneiderら、
およびSchwartzら、前出、において記載され、同定される、gag/p
ol配列における、不安定性配列)は、スイッチの作動を厳密には必要としない
かもしれない。
能なマーカーが、望ましい。例えば、マーカーは、抗原性である細胞表面分子(
例えば、CD分子またはリンパ球抗原)、あるいは発光分子(例えば、緑色蛍光
タンパク質)であり得る。当業者は、当該分野において公知のものから、目的の
選択マーカーを自由に選択できる。
、当該分野において公知である。
節エレメント(HIV−1の場合はRev)の発現は、同様に誘導性であり得る
。別の誘導性のRev発現構築物の存在下においては、gag/pol遺伝子の
発現が誘導性になる。例えば、Revの発現は、Oryら(Proc.Natl
.Acad.Sci.93:11400−11406、1996)の、テトラサ
イクリン依存性調節システムを用いて誘導性であり得、ここでRevが、tet
オペレーターに隣接してサブクローン化される。tetの存在下において、Re
vは発現されない。しかし、tetが培地で使用中止とされる場合に、Revの
発現が生じる。
る。従って、適切かつ公知のプロモーターが、構築物において作動可能に配置さ
れ得、gag/pol遺伝子およびマーカー遺伝子の発現を調節する。他の調節
エレメント(例えば、ポリアデニル化部位)が、所望の通りに用いられ得る。
対してなされ得、所望でない活性を取り除くか、または所望の活性を増強する。
当業者は、意図されたエレメントの公知の活性に依存し得、そして公知の技術を
実施して、所望の変化(例えば、選択的サブクローニングによる配列欠失、部位
特異的変異誘発による遺伝子の不活化など)をもたらし得る。
IV由来ベクター)に対して最適なパッケージングクローンの選択である。連鎖
選択(linked selection)についての表面マーカーを用いて、
安定な、高レベルの発現体(expressor)の集団が、構築物のトランス
フェクトによって選別され得、その後性能を維持することが必要とされる毎に選
別され得る。以前に記載された連鎖選択システムにおいて、マーカー遺伝子の発
現が、所望の遺伝子の発現と対になっており、そして逆方向においては作動され
得ない。
位置するインデューサー分子の存在下において機能的に同等に作動して、gag
/pol配列の選択可能なスプライシングが得られる限りは、HIV−1 Re
v−RREシステム、または他のレンチウイルスの相同エレメントのいずれかを
用いて、HIV−1以外のレンチウイルスベクターのためのパッケージングクロ
ーンを選択するために用いられ得る。
4(図1)を、以下を含むように構築した:ヒトのサイトメガロウイルス(CM
V)の前/初期 エンハンサー/プロモーター;HIV主要5’スプライスドナ
ー;Kozakコンセンサス配列に一致する最適化された翻訳開始配列を有する
、HIV gag/polコード領域(Dullら、J.Virol.72:8
463−8471、1998);HIV RREエレメント;tatおよびre
vの3番目のエキソン由来のHIVスプライスアクセプター部位;ヒトCD4コ
ード領域;ならびにラットインスリンポリアデニル化配列。
Spl CD4が、HIV−1 gag/pol遺伝子の非常に低い発現を伴
った、表面マーカーCD4の高レベルの発現の選択を可能にする。gag/po
l遺伝子へのCD4マーカーの結合に起因して、CD4の高発現は、gag/p
olの高い誘導性発現に相関する。HIV Revの非存在下において、HIV
スプライスドナーとHIVスプライスアクセプターとの間のgag/pol配列
のスプライシングが、gagおよびpolの検出可能な発現を伴わずに、CD4
の効率的な発現をもたらす(図2A)。Revの存在下において、スプライシン
グされていないgag/polメッセージのRRE媒介性輸送が、gag po
lタンパク質の発現を可能にする(図2B)。
ラスミド(Dullら、前出)を用いて、または用いずに、および選択マーカー
である緑色蛍光タンパク質(GFP)のレンチウイルスベクター送達を引き起こ
すために必要とされる他のプラスミドの組み合わせを用いて、293T(Dul
lら、前出)にトランスフェクトした。
の夜に、プレーティングした。以下のプラスミドのCaPO4同時トランスフェ
クションを行った:pMDH L g/p RRE Spl CD4、7μg(
HIV由来gag/pol発現プラスミド);pRSV Rev、2.5μg;
pCMV tat、1μg;pMD VSVG env、3.5μg;およびp
RRLhPGKGFPSIN−18、10μg(PGKプロモーターに連結され
た緑色蛍光タンパク質コード配列を保有する自己不活化HIV由来移入ベクター
)。同一のトランスフェクションをまた、pRSV Revプラスミドを用いず
に、およびpMDH L g/p RRE Spl CD4の代わりに親のパッ
ケージングベクターpMD L g/p RREを用いて行った。トランスフェ
クションから20時間後、新鮮な培地を添加し、そして24時間後、馴化培地を
、免疫捕獲(immunocapture)(Dupont)によってHIV
gag産物であるp24の含有量を測定するため、および形質導入をアッセイす
るために、収集した。トランスフェクトされた細胞を収集し、フィコエリトリン
で標識された抗CD4抗体とともにインキュベートし、そしてフィコエリトリン
およびGFP蛍光について、FACSによって分析した。
GFPの両方の発現について分析した。両方の場合において、細胞の大部分が、
CD4およびGFPに対して二重にポジティブであった。期待されるように、C
D4の平均発現レベルが、Revを発現しない細胞において、より高かった。R
evの存在下における、基底レベルのCD4の発現は、Revは、RRE含有転
写物のスプライシングを完全には妨げない、という事実に起因する。
CD4の代わりに親のパッケージングベクターpMD L g/p RREを
用いて行った。ベクターpMD L g/p RREは、βグロビン遺伝子由来
の構成的にスプライシングされたイントロンの下流で、Rev依存性様式で、H
IVのgag/polを発現する。pMD L g/p RREパッケージング
ベクターおよびRevを用いて同時トランスフェクトされた細胞は、gag/p
olを発現したが、一方、Revの非存在下において、gag/polは、検出
されなかった。
、免疫捕獲(immunocapture)(DuPont)によって、馴化培
地における、gag遺伝子産物であるp24の含有量を測定することによって分
析した。図3は、HIV Revの存在下およびHIV Revの非存在下にお
いて、両方のパッケージングベクターを用いてトランスフェクトされた細胞の馴
化培地における、p24濃度を示す。両方のプラスミドに対するgag/pol
発現のRev依存性が、明らかである。CD4コード配列を含むプラスミドは、
Revの存在下において、非常に高レベルのp24タンパク質を発現し、これは
、コントロールプラスミドを用いて得られたものと類似する。
伝子を形質導入することにより分析した。HeLa細胞を、pMDH L g/
p RRE Spl CD4パッケージングベクターを用いてトランスフェクト
された細胞、またはHIV Revの存在下(a)および非存在下(b)におい
て、pMD L g/p RREパッケージングベクターを用いてトランスフェ
クトされた細胞によって馴化された、10μlの培地に曝露した。形質導入実験
を、感染の前の夜に、6ウェルプレート中に、1ウェルあたり5×104個の細
胞をプレーティングすることによって行った。翌日、凍結293T馴化培地を解
凍し、そして1:10、1:100、1:1000に希釈し、そして各々の希釈
物の1mlを用いて、細胞を感染させた。感染から20時間後、新鮮な培地を添
加し、そして24時間後、細胞を、GFP発現について、FACSによって分析
した。
vが、ベクタープロデューサー細胞において発現される場合においてのみ、標的
HeLa細胞は、GFPを発現する。さらに、いずれかのプラスミドによって産
生されたベクターの感染性(1ngのp24あたりの形質導入単位)は類似して
おり、このことは、CD4連結プラスミドが、コントロールプラスミドと同じく
らい効率的に作動することを示す。
プライスドナー部位およびスプライスアクセプター部位に隣接する。RRE(R
ev応答性エレメント)もまた、スプライスドナー部位およびスプライスアクセ
プター部位内に含まれる。
ーが、マーカー遺伝子のみの誘導可能な発現を提供するメカニズムを示し、この
マーカーはCD4である。Revの非存在下において、スプライシングは、スプ
ライスドナー部位とスプライスアクセプター部位との間で生じ、それによって、
gag/pol配列を排除する。CD4のみが発現される。Revが存在する場
合、スプライシングは生じず、そしてgag/pol遺伝子が発現される。
いて増殖する場合の、培養培地におけるp24(gag遺伝子の産物)の量を示
すグラフである。2つの異なるベクター(MDH spl CD4およびMD
L g/p RRE)が用いられた。両方のベクターにおいて、gag/pol
遺伝子は、スプライスドナー部位およびスプライスアクセプター部位によって囲
まれ、従って、Revが培養物中に存在する場合に、p24が発現される。
Claims (2)
- 【請求項1】 核酸構築物であって、5’から3’方向で、作動可能に連結
した、以下: (1)プロモーター; (2)スプライスドナー部位; (3)gag/polコード配列; (4)Rev応答性エレメントまたはその機能的等価物; (5)スプライスアクセプター部位;および (6)選択可能なマーカーコード配列 を含む、核酸構築物。 - 【請求項2】 組成物であって、以下: (a)第一発現カセットであって、5’から3’方向で、作動可能に連結した
、以下: (1)プロモーター; (2)スプライスドナー部位; (3)gag/polコード配列; (4)Rev応答性エレメントまたはその機能的等価物; (5)スプライスアクセプター部位;および (6)選択可能なマーカーコード配列、 を含む、第一発現カセット;ならびに (b)第二発現カセットであって、5’から3’方向で作動可能な結合におい
て、以下: (1)プロモーター;および (2)該第一発現カセットのエレメント(4)に結合する因子をコードする
核酸であって、該因子はこのように結合しているとき、mRNAが該第一発現カ
セットから転写される場合に、該第一発現カセットの該部位(2)および該部位
(5)でのスプライシングを調節する、核酸、 を含む、第二発現カセット、 を含む、組成物。
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