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

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Abstract

(57)【要約】 高レベルのgag/polを発現するパッケージング細胞を選択するための方法を提供する。gagおよびpolを発現し、そして従って、パッケージング細胞として有用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gag/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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (発明の背景) 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株の産生は、g
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。
【0002】 (発明の要旨) gagおよびpolを発現し、そして従って、パッケージング細胞として有用
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。
【0003】 (発明の詳細な説明) 本発明は、シス作用性RNAエレメントであるRRE、およびトランス作用性
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。
【0004】 3つの特徴が、スイッチを作動させる:1)gag/pol遺伝子が、スプラ
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。
【0005】 gag/polおよびマーカー遺伝子の両方の発現を制御するプロモーターが
、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。
【0006】 RRE/Rev調節システムは、レンチウイルスにおいて見出され、そして従
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。
【0007】 最初の2つの特徴は組合わさって、基底状態におけるgag/pol発現を抑
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。
【0008】 スプライス部位に関しては、効率的なスプライスドナー部位(例えば、HIV
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。
【0009】 非レンチウイルススプライスドナー部位および非レンチウイルススプライスア
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。
【0010】 レンチウイルスgag/polコード配列(特にイントロンに含まれる配列)
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。
【0011】 多くの可能性のある選択マーカーのいずれもが、用いられ得る。容易に検出可
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。
【0012】 本発明の種々のエレメントを目的のベクターにクローニングするための方法は
、当該分野において公知である。
【0013】 さらに別のレベルの調節を導入する手段として、トランス作用性スプライス調
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。
【0014】 他の公知の調節エレメントが、当該分野において公知であるように用いられ得
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。
【0015】 さらに、種々の改変が、目的のベクターに含まれる任意の1つのエレメントに
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。
【0016】 本発明の利点は、ベクター(例えば、レンチウイルス由来ベクター、特に、H
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。
【0017】 本方法はまた、相同調節エレメントが、目的のコード配列に対してトランスに
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。
【0018】 さて本発明は、以下の非制限的な実施例において例示される。
【0019】 (実施例) パッケージングベクターであるpMDH L g/p RRE Spl CD
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。
【0020】 レンチウイルスパッケージングベクターであるpMDH L g/p RRE
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)。
【0021】 pMDH L g/p RRE Spl CD4プラスミドを、Rev発現プ
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。
【0022】 10センチ皿あたり約4×106個の293T細胞を、トランスフェクトの前
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。
【0023】 トランスフェクト体を、HIV Revを伴うおよび伴わない、CD4および
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。
【0024】 同様のトランスフェクションをまた、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。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。
【0025】 トランスフェクトされた293T細胞におけるgag/pol遺伝子の発現を
、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。
【0026】 機能的ベクターの産生を、293T馴化培地を用いてHeLa細胞へGFP遺
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。
【0027】 形質導入のRev依存性は、両方のプラスミドについて明らかであった。Re
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。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、本発明を例示する組換えベクターを示す。gag/pol配列が、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。
【図2】 図2は、図1の例示的な組換えベクターの場合において、RREを含むベクタ
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。
【図3】 図3は、本発明のベクターを含む細胞が、Revの存在下または非存在下にお
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。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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,TZ,UG,ZW ),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU, TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ, BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,C R,CU,CZ,DE,DK,DM,EE,ES,FI ,GB,GD,GE,GH,GM,HR,HU,ID, IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,KR,K Z,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MA ,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ, PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,S K,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG ,US,UZ,VN,YU,ZA,ZW (72)発明者 ナルディニ, ルイジ アメリカ合衆国 カリフォルニア 94404, フォスター シティー, レイクサイド ドライブ 342, セル ジェネシス, インコーポレイテッド Fターム(参考) 4B024 AA11 AA20 BA80 CA03 DA02 EA02 FA20 GA11 4B065 AA95X AA95Y AB01 BA01 CA46

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
JP2000582408A 1998-11-13 1999-11-12 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 Expired - Lifetime JP4482639B2 (ja)

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