JP2002531113A - Protein transduction system and methods of use - Google Patents

Protein transduction system and methods of use

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JP2002531113A
JP2002531113A JP2000586751A JP2000586751A JP2002531113A JP 2002531113 A JP2002531113 A JP 2002531113A JP 2000586751 A JP2000586751 A JP 2000586751A JP 2000586751 A JP2000586751 A JP 2000586751A JP 2002531113 A JP2002531113 A JP 2002531113A
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    • C12N2740/16311Human Immunodeficiency Virus, HIV concerning HIV regulatory proteins
    • C12N2740/16322New viral proteins or individual genes, new structural or functional aspects of known viral proteins or genes

Abstract

(57)【要約】 本発明は、蛋白質形質導入ドメインおよび細胞毒ドメインからなる融合蛋白質を細胞に導入することによって、患部細胞または病原体感染細胞を選択的に死滅または損傷する蛋白質の形質導入システムに関する。本発明は、ひとつまたはそれ以上の病原性ウイルスまたはプラスモジウムが感染した死滅細胞または損傷細胞に対する抗病原体システムとして用いることができる。本発明は、患部細胞の種に特異で、ほかの細胞にはみられない細胞内プロテアーゼの発現に関与するいずれのヒトの疾患にも適用することができる。さらに、特異的な細胞の種を標的にするために、細胞に特異的なほかの性質、たとえば高水準の重金属、DNA損傷、コントロールされていない細胞分裂などにも利用することができる。   (57) [Summary] The present invention relates to a protein transduction system that selectively kills or damages diseased cells or pathogen-infected cells by introducing a fusion protein comprising a protein transduction domain and a cytotoxic domain into cells. The invention can be used as an anti-pathogen system against dead or damaged cells infected with one or more pathogenic viruses or plasmodium. The present invention is applicable to any human disease that is involved in the expression of intracellular proteases that are specific to the affected cell species and are not found in other cells. In addition, other cell-specific properties can be exploited to target specific cell types, such as high levels of heavy metals, DNA damage, and uncontrolled cell division.

Description

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

【0001】 本願は、1998年12月10日出願の米国仮出願番号第60/111,70
1の利益を請求するものであり、その内容全体を本願明細書に引用したものとす
る。
[0001] This application is related to US Provisional Application No. 60 / 111,70, filed Dec. 10, 1998.
No. 1 benefit, the entire contents of which are incorporated herein by reference.

【0002】 (発明の背景) 1.産業上の利用分野 本発明は、蛋白質形質導入ドメインおよび細胞毒ドメインからなる融合蛋白質
を細胞に導入することによって、患部細胞または病原体感染細胞を選択的に死滅
または損傷する蛋白質の形質導入システムに関する。この細胞毒ドメインは、特
有の特徴を示す細胞において特異的な活性化が可能である。さらに、融合蛋白質
の形質導入能を高める特異な形質導入ドメインが備えられている。本発明は、ひ
とつまたはそれ以上の病原性ウイルスまたはプラスモジウムが感染した死滅細胞
または損傷細胞に対する抗病原体システムとして用いることができる。本発明は
、患部細胞の種に特異で、ほかの細胞にはみられない細胞内プロテアーゼの発現
に関与するいずれのヒトの疾患にも適用することができる。さらに、特異的な細
胞の種を標的にするために、細胞に特異的なほかの性質、たとえば高水準の重金
属、DNA損傷、コントロールされていない細胞分裂などにも利用することができ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION TECHNICAL FIELD The present invention relates to a protein transduction system that selectively kills or damages diseased cells or pathogen-infected cells by introducing a fusion protein comprising a protein transduction domain and a cytotoxic domain into cells. This cytotoxic domain is capable of specific activation in cells that exhibit unique characteristics. In addition, a unique transduction domain is provided which enhances the transduction ability of the fusion protein. The present invention can be used as an anti-pathogen system against dead or damaged cells infected with one or more pathogenic viruses or plasmodium. The present invention is applicable to any human disease that is involved in the expression of intracellular proteases that are specific to the affected cell type and are not found in other cells. In addition, other cell-specific properties can be exploited to target specific cell types, such as high levels of heavy metals, DNA damage, and uncontrolled cell division.

【0003】 2.背景 種々の病原体が哺乳類、特にヒトなどの霊長類に感染している。たとえば、あ
る種のウイルス、細菌、真菌、酵母菌、蠕形動物、プラスモジウムおよび原虫が
ヒトの病原体として認識されている。たとえばHarrison’s Principles of Int
ernal Medicine, 12th ed. McGraw~Hill, Inc.(1991年)を参照のこと。
[0003] 2. BACKGROUND Various pathogens infect mammals, especially primates such as humans. For example, certain viruses, bacteria, fungi, yeast, helminths, plasmodium and protozoa have been recognized as human pathogens. For example, Harrison's Principles of Int
ernal Medicine, 12th ed. McGraw ~ Hill, Inc. (1991).

【0004】 病原体は、形態学的特徴を発現する機序によって細胞を死滅または損傷させる
ことが多い。たとえば、アポトーシスまたは壊死を生じた病原体感染細胞は容易
に細胞の変化を特定することができる。
[0004] Pathogens often kill or damage cells by mechanisms that develop morphological features. For example, pathogen-infected cells that have undergone apoptosis or necrosis can easily identify cell changes.

【0005】 アポトーシスに関与する細胞の蛋白質および特に酵素への理解が進んでいる。
たとえば、caspases(すなわち、システイニルアスパラギン酸特異性プロテアー
ゼ(cysteinyl aspartate~specific proteases))などのある種の細胞内プロテ
アーゼ、C. elegans ced~3およびグランザイムBはアポトーシスに関わっている
。アポトーシスのために複数のcaspasesおよび蛋白質分解基質をコード化する核
酸配列が明らかになっている。たとえば、caspase~3(すなわちCPP32)は特によ
く研究されている。Thompson, C.B. Science, 267:1456(1995年); Walker, N.
P.C.ら、Cell,78:343(1994年)参照のこと。
[0005] There is an increasing understanding of cellular proteins and especially enzymes involved in apoptosis.
For example, certain intracellular proteases, such as caspases (ie, cysteinyl aspartate-specific proteases), C. elegans ced-3 and granzyme B are involved in apoptosis. Nucleic acid sequences encoding multiple caspases and proteolytic substrates for apoptosis have been identified. For example, caspase ~ 3 (ie, CPP32) has been particularly well studied. Thompson, CB Science, 267: 1456 (1995); Walker, N.
See PC et al., Cell, 78: 343 (1994).

【0006】 壊死に関与する蛋白質を特定しようとするこれに関連した試みもある。たとえ
ば、壊死はヘルペスウイルスなどの特定のDNAウイルスが発現した後に生じると
考えられている。
[0006] There are also related attempts to identify proteins involved in necrosis. For example, necrosis is believed to occur after the expression of certain DNA viruses such as herpes virus.

【0007】 病原体は特定の蛋白質、特にプロテアーゼなどの酵素の合成を誘発することが
よくある。ほぼすべての病原体が増殖性感染を達成するために、ひとつまたはそ
れ以上の特異なプロテアーゼを必要とすると考えられている。たとえば、次のよ
うな典型的なヒトの病原体は少なくともひとつの病原体特異性プロテアーゼの発
現を要すると考られている:典型的なヒトの病原体とは、サイトメガウイルス(
CMV);単純疱疹ウイルス、たとえば単純疱疹ウイルス1型(HSV~1);肝炎ウイ
ルス、例えばC型肝炎ウイルス(HCV);ある種のプラスモジウム、たとえばP. f
alciparum;1型ヒト免疫不全ウイルス(HIV~1、ほかにHTLV~III, LAVまたはHTLV
~III/LAVとも呼ばれる);2型ヒト免疫不全ウイルス(HIV~2);カポジ肉腫関連
ヘルペスウイルス(KSHVまたはヒトヘルペスウイルス8);黄熱ウイルス;ある
種のフラビウイルス;およびライノウイルスである。
[0007] Pathogens often trigger the synthesis of certain proteins, particularly enzymes such as proteases. It is believed that almost all pathogens require one or more specific proteases to achieve a productive infection. For example, it is believed that the following typical human pathogens require the expression of at least one pathogen-specific protease: a typical human pathogen is a cytomegavirus (
CMV); herpes simplex virus, such as herpes simplex virus type 1 (HSV ~ 1); hepatitis virus, such as hepatitis C virus (HCV); certain plasmodium, such as P. f
alciparum; human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1 and HTLV-III, LAV or HTLV
Human immunodeficiency virus type 2 (HIV ~ 2); Kaposi's sarcoma-associated herpesvirus (KSHV or human herpesvirus 8); yellow fever virus; certain flaviviruses; and rhinovirus.

【0008】 時にプロテアーゼは、病原体そのものによってコード化されることがある。こ
の場合、プロテアーゼは病原体特異性プロテアーゼと呼ばれることが多い。たと
えば、CMV, HCV, HIV~1, HIV~2, KSHVおよびP. falciparumは、病原体特異性プ
ロテアーゼをコード化する病原体の好例である。このようなプロテアーゼは、種
々の機能を有し、増殖性感染にはまず欠くことができないといえる。
[0008] Sometimes proteases are encoded by the pathogen itself. In this case, the protease is often called a pathogen-specific protease. For example, CMV, HCV, HIV-1, HIV-2, KSHV and P. falciparum are good examples of pathogens that encode pathogen-specific proteases. Such proteases have various functions and can be said to be indispensable for productive infection.

【0009】 特定の病原体特異性プロテアーゼ、たとえばHCVによってコード化されるセリ
ンプロテアーゼ、P. falciparumによってコード化されるアスパラギン酸プロテ
アーゼ(すなわちプラスメプシンIおよびII)およびHSV~1によってコード化され
る成熟プロテアーゼなどを解析するいくつかの試みも行われている。Dilanni, C
.L.ら, J. Biol. Chem., 268:2048(1993年);およびFrancis, S.E.ら, EMBOJ.
, 13:306(1994年)参照のこと。
Certain pathogen-specific proteases, such as serine proteases encoded by HCV, aspartic proteases encoded by P. falciparum (ie, plasmepsins I and II), and mature proteases encoded by HSV-1 Some attempts have been made to analyze. Dilanni, C
L. et al., J. Biol. Chem., 268: 2048 (1993); and Francis, SE et al., EMBOJ.
, 13: 306 (1994).

【0010】 これに対して、ある種の宿主細胞プロテアーゼの誘導的発現は、ほかの病原菌
による増殖性感染を変調すると考えられている。このような宿主細胞プロテアー
ゼは誘導的宿主細胞プロテアーゼと呼ばれることがある。たとえば、ある種の植
物など真核細胞の細菌感染が通常静止している宿主細胞プロテアーゼの発現を誘
導することがある。宿主細胞プロテアーゼの誘導は、病原菌を損傷しようとする
ものであると考えられ、これによって宿主細胞は感染から防護される。
[0010] In contrast, inducible expression of certain host cell proteases is thought to modulate productive infection by other pathogens. Such host cell proteases are sometimes referred to as inducible host cell proteases. For example, bacterial infection of eukaryotic cells, such as certain plants, may induce the expression of normally quiescent host cell proteases. Induction of host cell proteases is thought to attempt to damage the pathogen, thereby protecting the host cell from infection.

【0011】 HIVウイルスによる感染はかなり耳目をひくところである。このようなレトロ
ウイルスのヒト型のファミリーは、後天性免疫不全症候群(AIDS)および関連疾
患の病因学的媒介物であることは、現在ほぼ全般に意見の一致をみている。ほと
んどすべてのHIVウイルスによる増殖性感染には、ある種のHIV特異性プロテアー
ゼの発現を要する。たとえば、Barre~Sinoussiら、Science, 220:868~871(1983
年); Galloら、Science, 224:500~503(1984年)参照のこと。
[0011] Infection by the HIV virus is quite noticeable. It is now almost universally agreed that the human family of such retroviruses is an etiological mediator of acquired immunodeficiency syndrome (AIDS) and related disorders. Productive infection by almost all HIV viruses requires the expression of certain HIV-specific proteases. For example, Barre ~ Sinoussi et al., Science, 220: 868-871 (1983
See Gallo et al., Science, 224: 500-503 (1984).

【0012】 HIV感染症などの病原体感染を標的にした治療薬の開発が進められている。一
般的なひとつのアプローチは、病原体感染に関して明らかなステージを中断させ
ることに焦点を当てている。特に、逆転写酵素(RT)および病原体特異性プロテ
アーゼなどのある種のHIV特異性酵素と戦うために治療薬が開発されている。
[0012] The development of therapeutic agents targeting pathogen infections such as HIV infection has been promoted. One common approach focuses on disrupting the apparent stages of pathogen transmission. In particular, therapeutics have been developed to combat certain HIV-specific enzymes, such as reverse transcriptase (RT) and pathogen-specific proteases.

【0013】 CMVおよびHSV感染症を治療する試みのなかで、あるのサイトカインなどのほか
の薬剤が用いられている。
[0013] In attempts to treat CMV and HSV infections, other drugs, such as certain cytokines, have been used.

【0014】 病原体感染症を治療するために提唱されているほかの方法は、「細胞内免疫法
」と呼ばれるものである。簡潔に述べるとこの方法は、宿主細胞が増殖性感染を
支持できないようにする意図で、遺伝的に修飾された宿主細胞に関する。たとえ
ば、ある種の真核細胞は、この方法を用いて病原体感染に対する免疫を得られる
ことが示されている。たとえば、Baltimore, Nature, 335:7395(1988年); Har
risonら、Human Gene Therapy, 3:461(1992年);およびHarrisonらに対する米
国特許第5,554,528号を参照のこと。
[0014] Another proposed method for treating pathogen infections is called "intracellular immunization." Briefly, the method involves a genetically modified host cell with the intent of rendering the host cell incapable of supporting a productive infection. For example, certain eukaryotic cells have been shown to be immunized against pathogen infection using this method. For example, Baltimore, Nature, 335: 7395 (1988); Har
See rison et al., Human Gene Therapy, 3: 461 (1992); and U.S. Patent No. 5,554,528 to Harrison et al.

【0015】 さらに具体的な遺伝的修飾の形とは、細胞毒をコード化する遺伝子構成を管理
することに関わると報告されている。この場合、その構成がデザインされており
、これによって遺伝子が細胞内で一度細胞毒を発現することができる。
[0015] More specific forms of genetic modification have been reported to involve managing the genetic makeup encoding the cytotoxin. In this case, the configuration is designed so that the gene can once express cytotoxin in the cell.

【0016】 しかし、病原体感染症を治療する従来の方法はいくつかの制約がある。 たとえば、細胞を死滅させる細胞毒を用いる方法には、必ずしも成功するとは
限らない。ひとつの説明としては、多くの細胞内細胞毒について報告されている
多面的作用に関すると考えられている。このような作用は細胞死滅に関する解析
を複雑にすることが多い。さらに、細胞毒をコード化する多くの遺伝子構成が、
宿主細胞内の基礎活性を不適当に高くすると考えられている。このような問題は
、「リーキーな」細胞毒発現と言われる状態を生じ、感染細胞および非感染細胞
の死滅につながる。
However, conventional methods for treating pathogen infections have some limitations. For example, methods that use cytotoxins to kill cells are not always successful. One explanation is believed to relate to the pleiotropic effects reported for many intracellular cytotoxins. Such effects often complicate analysis of cell killing. In addition, many genetic constructs that encode cytotoxins
It is believed that the basal activity in the host cell is inappropriately increased. Such problems result in what is referred to as "leaky" cytotoxic expression, leading to the death of infected and uninfected cells.

【0017】 病原体感染症を治療するほかの方法にも問題がある。たとえば、薬剤の使用に
依存する方法は完全に有効ではない。具体的には、活動的な病原体または持続的
な病原体に感染した患者は、長期の治療的介入が必要になることが多く、時には
数ヵ月または数年にも及ぶ。薬剤耐性病原体の増殖はさらに多くの問題をはらん
でいる。このように、この方法に関する長期的な有用性は異論が多い。
Other methods of treating pathogen infections also have problems. For example, methods that rely on the use of drugs are not completely effective. Specifically, patients infected with active or persistent pathogens often require long-term therapeutic intervention, sometimes for months or years. The growth of drug-resistant pathogens presents even more problems. Thus, the long-term utility of this method is controversial.

【0018】 特に、HIVの現在の治療は、HIVプロテアーゼを標的にした小分子阻害物質を活
用したものである。しかし、耐性HIV株の出現は大きな問題になりつつある。た
とえば、Coffin, J.M.,ら、Retroviruses, Cold Spring Harbor Press, Cold Sp
ring Harbor, NY(1997年);Kaplan, A.H.ら、「ウイルスプロテアーゼの阻害
物質に対する感受性が小さく、ウイルスプロテアーゼをコード化する複数の1型
ヒト免疫不全症ウイルス変異株の選択(Selection of multiple human immunode
ficiency virus type 1 variants that encode viral proteases with decrease
d sensitivity to an inhibitor of the viral protease)」、Proc. Natl. Aca
d. Sci. USA 91:5597(1994年);Condra, J.H.ら、「複数のプロテアーゼ阻害
物質に耐性をもつHIV~1変異株のイン・ビボでの出現(In vivo emergence of HI
V~1 variants resistant o multiple protease inhibitors)」、Nature 374:56
9(1995年); Gulnik, S.V.ら、「薬剤による圧力のもとで選択されたHIV~1プ
ロテアーゼ変異株の動態学的特徴および交差耐性パターン(Kinetic characteri
zation and cross~resistance patterns of HIV~1 protease mutants selected
under drug pressure)」、Biochemistry, 34:9282(1995年);およびTisdale,
M.ら、「5つの異なるプロテアーゼ阻害物質に対する耐性のために個々に選択さ
れた1型ヒト免疫不全症ウイルス変異株の交差耐性解析(Cross~resistance anal
ysis of human immunodeficiency virus type 1 variants individually select
ed for resistance to five different protease inhibitors)」、Antimicrob.
Agents Chemother. 39:1704(1995年)参照のこと。
In particular, current therapies for HIV utilize small molecule inhibitors that target HIV protease. However, the emergence of resistant HIV strains is becoming a major problem. For example, Coffin, JM, et al., Retroviruses, Cold Spring Harbor Press, Cold Sp.
Ring Harbor, NY (1997); Kaplan, AH et al., "Selection of multiple human immunodeficiency virus 1 variants with low sensitivity to viral protease inhibitors and encoding the viral protease.
ficiency virus type 1 variants that encode viral proteases with decrease
d sensitivity to an inhibitor of the viral protease) ”, Proc. Natl. Aca
d. Sci. USA 91: 5597 (1994); Condra, JH, et al., "In Vivo emergence of HIV-1 mutants resistant to multiple protease inhibitors."
V ~ 1 variants resistant o multiple protease inhibitors) ", Nature 374: 56
9 (1995); Gulnik, SV et al., "Kinetic characteri and kinetic characteristics of HIV-1 protease mutants selected under drug pressure.
zation and cross ~ resistance patterns of HIV ~ 1 protease mutants selected
under drug pressure), Biochemistry, 34: 9282 (1995); and Tisdale,
M. et al., "Cross-resistance analysis of human immunodeficiency virus type 1 variants individually selected for resistance to five different protease inhibitors.
ysis of human immunodeficiency virus type 1 variants individually select
ed for resistance to five different protease inhibitors), Antimicrob.
See Agents Chemother. 39: 1704 (1995).

【0019】 ある治療状況でレトロウイルスTAT蛋白質の利用法が明らかになったことが知
られている。TATは、ある種のHIV遺伝子をトランス活性化すると報告されており
、ほとんどのヒトHIVレトロウイルスの増殖的感染に不可欠であると考えられて
いる。TAT蛋白質は、ある種類の融合蛋白質を細胞に導入するために用いられて
いる。このプロセスは一般に形質導入と呼ばれる。Frankelらに対する米国特許
第5,652,122;およびChen, L.L.ら、Anal. Biochem., 227:168(1995年)参照の
こと。
It is known that the use of the retroviral TAT protein has been elucidated in certain therapeutic settings. TAT has been reported to transactivate certain HIV genes and is believed to be essential for the productive transmission of most human HIV retroviruses. TAT proteins have been used to introduce certain types of fusion proteins into cells. This process is commonly called transduction. See U.S. Patent No. 5,652,122 to Frankel et al .; and Chen, LL et al., Anal. Biochem., 227: 168 (1995).

【0020】 しかし、細胞への融合蛋白質の導入にTATを用いることには、著明な欠点が関
わっている。
However, the use of TAT for introducing a fusion protein into cells has significant drawbacks.

【0021】 たとえば、細胞内で融合蛋白質を適切な濃度に保つことは困難である。この問
題を克服するには、適切な細胞内濃度の維持に有用である大量の融合蛋白質を投
与することが考えられる。融合蛋白質の大量投与の必要性は、数種の治療用融合
蛋白質を普及させる妨げになるおそれがある。たとえば、数種のTAT融合蛋白質
を大量に使用することは、いくつかの宿主細胞の生存度に負の影響を及ぼすとも
考えられる。
For example, it is difficult to keep the fusion protein in a cell at an appropriate concentration. To overcome this problem, it is conceivable to administer large amounts of the fusion protein, which is useful for maintaining an appropriate intracellular concentration. The need for large doses of the fusion protein may hinder the spread of some therapeutic fusion proteins. For example, the use of large amounts of several TAT fusion proteins may negatively affect the viability of some host cells.

【0022】 さらに、従来の形質導入融合蛋白質の多くを治療に相当するコンホメーション
に維持することは困難である。実例として、多くの従来型TAT融合蛋白質は、形
質導入中に部分的または完全に変性すると考えられている。多くの場合、この変
性は、形質導入を有意に減少させるか、形質導入ができない可能性を有する。
In addition, it is difficult to maintain many conventional transduction fusion proteins in a conformation that is compatible with therapy. By way of illustration, many conventional TAT fusion proteins are believed to be partially or completely denatured during transduction. In many cases, this denaturation has the potential to significantly reduce or prevent transduction.

【0023】 その上、従来型の形質導入融合蛋白質を正しく折りたたむ必要性は、蛋白質を
精製し、保存するための試みを複雑にしている。
In addition, the need to properly fold conventional transduction fusion proteins complicates attempts to purify and store the protein.

【0024】 TATに融合された蛋白質またはある種のTAT断片に関わって、そのほかの欠点も
報告されている。このような欠点は、TATがどのように細胞内で作用すると考え
られているかに関わる。具体的には、TATまたはTAT断片が融合蛋白質に、ある生
物学的特徴を与えているという認識がある。このような特徴のいくつかは、また
特に核局在化およびRNA結合は、必ずしも好ましいものとは限らない。特に多く
のTAT融合蛋白質は、核外またはRNAから離れて位置することが困難であるという
懸念がある。たとえば、Dangら、J. Biol. Chem., 264:18109(1989年);TAT関
連特性に関する考察についてはCalnan, B.J.ら、Genes Dev., 5:201(1991年)
を参照のこと。
[0024] Other disadvantages have been reported with proteins or certain TAT fragments fused to TAT. These drawbacks relate to how TAT is thought to act intracellularly. Specifically, there is recognition that TAT or a TAT fragment confers certain biological characteristics to the fusion protein. Some of these features, and especially nuclear localization and RNA binding, are not always preferred. In particular, there is concern that many TAT fusion proteins are difficult to locate extranuclear or away from RNA. For example, Dang et al., J. Biol. Chem., 264: 18109 (1989); for a discussion of TAT-related properties, see Calnan, BJ et al., Genes Dev., 5: 201 (1991).
checking ...

【0025】 高い形質誘導効率を示し、病原体感染細胞に細胞毒を特異的に輸送できる抗病
原体システムが望まれる。さらに、病原体感染細胞によって活性化されることが
可能で、本質的には不活化分子として細胞毒を輸送できる抗病原体システムが望
まれる。
An anti-pathogen system that exhibits high transduction efficiency and can specifically transport cytotoxins to pathogen-infected cells is desired. Further, an anti-pathogen system that can be activated by pathogen-infected cells and that can transport cytotoxins essentially as inactivating molecules is desired.

【0026】 (発明の要約) 本発明は、細胞内にタンパク質を形質導入するため、および固有の特性を示し
ている細胞を選択的に傷つけまたは殺すための方法に関する。一般的に、タンパ
ク質形質導入系には、形質導入領域および細胞傷害性領域を遺伝子的に含み、故
にインフレーム融合分子として一緒に共有結合した融合分子を含む。本発明はさ
らに、融合分子の形質導入効率を増大する形質導入領域に関する。この系は、と
りわけ病原体感染細胞を傷つけるかまたは殺すのに使用できる。抗病源体系は、
感染していない細胞では本質的に不活性であるが、病原体によって感染された細
胞では特異的に活性化する。さらに、病原体、とりわけ特定のウイルスおよびプ
ラスモディウムのようなヒト病原体による感染を治療するために抗病原体系を使
用する方法が提供される。本発明はまた、多の細胞ではなくとりわけ疾病細胞型
での細胞プロテアーゼの発現を含む任意のヒト疾患に適用することができる。さ
らに、他の細胞特異的性質は、高濃度の重金属、DNA損傷、制御されていない
細胞分裂などのような標的特異的細胞型に対して活用してもよい。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to methods for transducing proteins into cells and for selectively damaging or killing cells that exhibit unique properties. In general, protein transduction systems include fusion molecules that comprise a transduction region and a cytotoxic region genetically, and thus are covalently linked together as an in-frame fusion molecule. The invention further relates to a transduction region that increases the transduction efficiency of the fusion molecule. This system can be used, inter alia, to injure or kill pathogen-infected cells. The anti-pathogen system is
It is essentially inactive in uninfected cells, but specifically activated in cells infected by the pathogen. Further, there is provided a method of using the anti-pathogen system to treat infection by pathogens, particularly certain viruses and human pathogens such as Plasmodium. The present invention is also applicable to any human disease involving the expression of cellular proteases, especially in diseased cell types but not many cells. In addition, other cell-specific properties may be exploited for target-specific cell types, such as high concentrations of heavy metals, DNA damage, uncontrolled cell division, and the like.

【0027】 抗病原体系の好ましい使用は、病原体感染が少なくとも1つの病原体特異的プ
ロテアーゼを誘導することを必然的にともなう。好ましくは、プロテアーゼは標
的アミノ酸配列を特異的に開裂することができる。標的アミノ酸配列は、融合分
子の1つの成分であり、本明細書で時折プロテアーゼ認識または開裂部位として
示す。プロテアーゼ認識部位の特異的開裂は、融合分子を、一般的に細胞傷害性
領域においてか、またはその近くで開裂し、細胞毒を形成する。そのようにして
形成された細胞毒は、病原体に感染した細胞を殺すか、または傷つけることがで
きる。
[0027] The preferred use of the anti-pathogen system involves that the pathogen infection induces at least one pathogen-specific protease. Preferably, the protease is capable of specifically cleaving the target amino acid sequence. The target amino acid sequence is one component of the fusion molecule and is sometimes referred to herein as a protease recognition or cleavage site. Specific cleavage of the protease recognition site cleaves the fusion molecule, generally at or near the cytotoxic region, forming a cytotoxin. The cytotoxin so formed can kill or hurt cells infected by the pathogen.

【0028】 特に、本抗病原体系は、病原体誘導プロテアーゼの存在に対する細胞毒の形成
に関連し、それによって感染した細胞に対する強く集中した細胞毒性活性を提供
する。細胞毒の形成は非感染細胞および病原体不活性化を保つ感染細胞内で最小
化されかまたは除去される。したがって抗病原体系は、効率よくそして特異的に
、生産的な感染および非感染細胞間の区別が可能である。
In particular, the present anti-pathogenic system is associated with the formation of a cytotoxin against the presence of a pathogen-inducing protease, thereby providing a strongly focused cytotoxic activity against infected cells. The formation of cytotoxins is minimized or eliminated in uninfected cells and infected cells that retain pathogen inactivation. Thus, the antipathogenic system can efficiently and specifically distinguish between productive infected and non-infected cells.

【0029】 本抗病原体系は多くの重要な利点がある。たとえば、病原体抗原型の変化に応
答するために簡単に処理することができる。すなわち、本抗病原体系は、1つま
たはそれ以上の病原体種に感染した細胞を殺すかまたは傷つけることを特異的に
行うことができる。一方で、感染を阻害する先行方法、とりわけ薬剤に基づいた
方法は通常病原体抗原型の変化に応答する応答するようには設計されていない。
この不足はしばしば薬剤耐性病原体種の制御されていない増殖となる。以下の論
議でさらに明らかになるであろうように、本抗病原体系は、病原体抗原型によっ
て感染した細胞を殺すか傷つけるための1またはそれ以上の病原体誘導プロテア
ーゼの産出を利用する能力を持つ。特に一方で、ほとんどの先行する薬物に基づ
く方法は、たとえば病原体遺伝子産物の活性を阻害することによって、単に病原
性工程を阻害することを試みている。本抗病原体系は、より柔軟性があり、特に
感染細胞を細胞毒に曝露することで病原体種の出現を減少させ、または除去さえ
させるために使用できる。
The present anti-pathogen system has a number of important advantages. For example, it can be easily processed to respond to changes in pathogen serotype. That is, the anti-pathogenic system can specifically kill or injure cells infected with one or more pathogen species. On the other hand, prior methods of inhibiting infection, especially drug-based methods, are not usually designed to respond to changes in pathogen serotype.
This deficiency often results in uncontrolled growth of drug-resistant pathogen species. As will become clearer from the discussion below, the present anti-pathogenic system is capable of exploiting the production of one or more pathogen-inducing proteases to kill or damage cells infected by the pathogen serotype. In particular, on the other hand, most prior drug-based methods attempt to simply inhibit the pathogenic process, for example, by inhibiting the activity of the pathogen gene product. The anti-pathogen system is more flexible and can be used to reduce or even eliminate the emergence of pathogen species, particularly by exposing infected cells to cytotoxins.

【0030】 本発明の柔軟性の実例として、抗病原体系はHIV抗原型の出現に対してとり
わけ有用である。たとえば、HIVに感染した多くの患者はさまざまなウイルス
種を表している。従来の薬物に基づく治療は通常、RTまたはHIVプロテアー
ゼのようなHIV酵素の活性を阻害することを試みる。そのような治療は臨床的
な結果としてしばしばHIV抗原型のスペクトルの出現となる。HIV抗原型が
治療に対する部分的な、または完全でさえある耐性を発展させることができるこ
とが認識されてきた。多重抗HIV薬剤を使用した「カクテル(cocktai
l)」治療と呼ばれるものさえも問題を抱えてきた。対照的に、本発明の抗病原
体系はとても柔軟性があり、HIVプロテアーゼを使用することによってHIV
抗原型を産出する細胞を殺すかまたは傷つけることに適用できる。明らかに、抗
病原体系はまた、そのようなHIVプロテアーゼの活性の増加またはこの系の活
性化の増強をともなった感染細胞の数の増加に対処するように処方される。
As an illustration of the flexibility of the present invention, anti-pathogenic systems are particularly useful for the emergence of HIV serotypes. For example, many patients infected with HIV represent different viral species. Conventional drug-based therapies usually attempt to inhibit the activity of HIV enzymes such as RT or HIV protease. Such treatment often results in a spectrum of HIV serotypes as a clinical consequence. It has been recognized that HIV serotypes can develop partial or even complete resistance to treatment. "Cocktail" using multiple anti-HIV drugs
l) Even what is called "treatment" has been problematic. In contrast, the antipathogenic system of the present invention is very flexible, and by using HIV protease,
It is applicable to killing or damaging cells that produce serotypes. Clearly, anti-pathogenic systems are also formulated to address the increased activity of such HIV proteases or the number of infected cells with enhanced activation of this system.

【0031】 それがほぼ任意の数のHIV抗原型によって感染した細胞を殺すかまたは傷つ
けるように調製することができるので、本抗病原体系の柔軟性が、ある部分で現
れる。したがって、本発明にしたがって、抗病原体系を特定の患者での1つまた
はそれ以上のHIV種と戦うように抗病原体系を設定することが可能である。こ
の特徴は、いくつかの観点でとても有用である。たとえば、本質的に有害である
か無効な薬剤の投与に頼ることなしに、1人の患者でのHIV感染と戦う特異的
な方法を提供する。明らかに、抗病原体系はナノモル用量またはそれ以下で効果
的なように設定することができる。この低濃度の抗ウイルス活性は、明らかに多
くの既存の薬物に基づいた治療よりも低い。本発明のこの特徴は、抗病原体系に
対する患者の耐性に有利な影響を与える。
The flexibility of the present anti-pathogenic system appears in some parts, as it can be prepared to kill or hurt cells infected by almost any number of HIV serotypes. Thus, according to the present invention, it is possible to configure an anti-pathogen system to combat one or more HIV species in a particular patient. This feature is very useful in several respects. For example, it provides a specific way to fight HIV infection in a single patient without resorting to the administration of drugs that are inherently harmful or ineffective. Clearly, the antipathogenic system can be designed to be effective at nanomolar doses or less. This low concentration of antiviral activity is clearly lower than many existing drug-based therapies. This feature of the invention has a beneficial effect on the patient's resistance to the antipathogenic system.

【0032】 さらに、本抗病原体系は、感染細胞を殺すか、または傷つけるために「カクテ
ル」形式(すなわち抗HIV薬剤の組み合わせ)で使用するもののような認知さ
れている抗HIV治療と完全に互換性がある。
In addition, the present anti-pathogen system is fully compatible with recognized anti-HIV therapies, such as those used in a “cocktail” format (ie, a combination of anti-HIV drugs) to kill or hurt infected cells There is.

【0033】 本発明の特定の実施様態において、抗病原体系を、ウイルスによって産出され
たHIVプロテアーゼを利用することによってHIV抗原系の発現を減少させる
か、除去するために使用する。
In certain embodiments of the invention, an anti-pathogenic system is used to reduce or eliminate expression of the HIV antigenic system by utilizing an HIV protease produced by the virus.

【0034】 HIV−感染細胞を殺す例示の融合タンパク質は以下の実施例11および12
で提供する。
Exemplary fusion proteins that kill HIV-infected cells are described in Examples 11 and 12 below.
To provide.

【0035】 さらに、本抗病原体系は、細胞内に予想外に大きな融合分子を形質導入するこ
とができる。とりわけ、抗病原体系は間違えて折り畳まれた(すなわち部分的に
または完全に折り畳まれていない)融合分子に適応し、細胞内へのこれらの分子
の効率よい形質導入を提供することが発見された。とりわけ、抗病原体系が約1
〜約500kDaまたはそれ以上の範囲の分子量を持っている間違えて折り畳ま
れた融合タンパク質に適用することが信じられている。したがって、本抗病原体
系は、細胞内への広範囲の融合分子の形質導入に広くて着よう可能である。
Furthermore, the present anti-pathogenic system is capable of transducing unexpectedly large fusion molecules into cells. In particular, it has been discovered that the antipathogenic system adapts to misfolded (ie, partially or completely unfolded) fusion molecules and provides for efficient transduction of these molecules into cells. . Above all, about 1
It is believed to apply to misfolded fusion proteins having molecular weights ranging from 500 kDa or more. Thus, the present antipathogenic system is broadly capable of transducing a wide range of fusion molecules into cells.

【0036】 さらにとりわけ、間違えて折り畳まれた融合分子を形質導入する能力は、従来
の形質導入方法に対して本質的な利点を持つ。たとえば、本発明に関して使用し
た間違えて折り畳まれた融合タンパク質は、時折約10倍かそれ以上まで、あき
らかに形質導入効率を増強する。さらに、融合タンパク質を間違えて折り畳むこ
とによって、細胞内の融合タンパク質の量を最適化することが可能であることが
わかってきた。融合分子の調製と保存はまた、間違えて折り畳まれることによっ
て有利な影響を与える。
More particularly, the ability to transduce a misfolded fusion molecule has substantial advantages over conventional transduction methods. For example, the misfolded fusion protein used in connection with the present invention will apparently enhance transduction efficiency, sometimes by about 10-fold or more. Furthermore, it has been found that by improperly folding the fusion protein, it is possible to optimize the amount of the fusion protein in the cell. Preparation and storage of the fusion molecule also has an advantageous effect by misfolding.

【0037】 議論したように、本抗病原体系は柔軟性である。たとえば、病原体が少なくと
も1つの特定されたプロテアーゼを細胞内で誘導することができるでのあるなら
ば、任意の特定の病原体または細胞の型に限定はされない。プロテアーゼは、特
にインターフェロンに対する反応で誘導される(すなわち合成されるか活性化さ
れる)病原体誘導または宿主催細胞導、プロテアーゼであってよい。しかしなが
ら、特定したプロテアーゼは細胞毒素を活性化するために、融合分子上のプロテ
アーゼ認識部位を開裂可能でなければならない。
As discussed, the present anti-pathogenic system is flexible. For example, it is not limited to any particular pathogen or cell type, provided that the pathogen is capable of inducing at least one specified protease in the cell. The protease may in particular be a pathogen-inducible or host-derived, protease induced in response to (ie, synthesized or activated by) a reaction to interferon. However, the specified protease must be able to cleave the protease recognition site on the fusion molecule in order to activate the cytotoxin.

【0038】 本抗病原体系およびそれを使用する方法は、イン・ビトロまたはイン・ビボで
使用できる。さらに、融合分子の成分の順番または数は、分子上のそれぞれの成
分が作動可能に連結し、意図した特異的な機能を行うことができるならば、重要
ではない。
The present anti-pathogen system and methods of using it can be used in vitro or in vivo. Furthermore, the order or number of the components of the fusion molecule is not critical, provided that each component on the molecule is operably linked and can perform its intended specific function.

【0039】 抗病原体系によって産出された細胞毒素は、好ましくは1つまたはそれ以上の
細胞プロテアーゼおよび通常病原体または宿主細胞誘導プロテアーゼの存在下で
、感染細胞を殺すかまたは傷つけるために選別される。好ましくは細胞毒素は、
標準細胞生存試験で査定したものとして、少なくとも約20%、25%、50%
、75%、80%または90%の細胞、好ましくは約95%、98%または10
0%までの病原体に感染した細胞を殺すことができる。好ましい生存試験は、他
のアッセイを必要に応じて使用してもよいが、標準トリパンブルー(Trypa
n Blue)排除アッセイである。細胞毒素活性が産出した細胞に限定される
ことも好ましい。
The cytotoxins produced by the anti-pathogenic system are screened to kill or damage infected cells, preferably in the presence of one or more cellular proteases and usually a pathogen or host cell-derived protease. Preferably the cytotoxin is
At least about 20%, 25%, 50% as assessed by standard cell viability tests
, 75%, 80% or 90% of cells, preferably about 95%, 98% or 10%
Cells infected with up to 0% of pathogens can be killed. The preferred survival test uses standard trypan blue (Trypa blue), although other assays may be used if desired.
n Blue) exclusion assay. It is also preferred that the cytotoxin activity is limited to the producing cells.

【0040】 すでに述べたように、本抗病原体系はインフレーム融合分子を含む。融合は従
来の組換え体核酸方法によって行うことができる。もし望むのならば、融合はま
た、以下で記述した従来の方法にしたがって、形質導入タンパク質の細胞毒性領
域への化学的結合によって行うこともできる。
As already mentioned, the present anti-pathogenic system comprises an in-frame fusion molecule. The fusion can be performed by conventional recombinant nucleic acid methods. If desired, the fusion can also be performed by chemical conjugation of the transducing protein to a cytotoxic region, according to conventional methods described below.

【0041】 一般的に、融合分子の形質導入領域は、ほとんど融合分子の形質導入において
形質導入しまたは補助することのできる任意の合成または天然に存在するアミノ
酸配列であり得る。たとえば、形質導入は、タンパク質配列、とりわけ融合分子
に共有結合するHIV TATタンパク質またはその断片を使用して本発明にし
たがって行うことができる。あるいは、形質導入タンパク質は、アンテナペディ
ア(Antennapedia)ホメオドメインまたはHSV VP22配列、
または本技術分野で公知のもののようなその好適な形質導入タンパク質でありう
る。
In general, the transduction region of the fusion molecule can be almost any synthetic or naturally occurring amino acid sequence capable of transducing or assisting in transduction of the fusion molecule. For example, transduction can be performed according to the present invention using an HIV TAT protein or a fragment thereof that covalently binds to a protein sequence, particularly a fusion molecule. Alternatively, the transducing protein is an Antennapedia homeodomain or HSV VP22 sequence,
Alternatively, it can be a suitable transducing protein such as those known in the art.

【0042】 形質導入アミノ酸配列の型と大きさは、望ましい形質導入の程度を含むさまざ
まなパラメータによって導かれる可能性がある。好ましい配列は、少なくとも約
20%、25%、50%、75%、80%または90%の対象細胞、より好まし
くは少なくとも約95%、98%または約100%までの細胞を形質導入するこ
とが可能である。一般的に形質導入された細胞のパーセントとして表現された形
質導入効率は、以下で議論した特異的な顕微鏡方法のようないくつかの従来の方
法によって決定できる(たとえばフローサイトメトリー解析)。
The type and size of the transducing amino acid sequence can be guided by various parameters, including the desired degree of transduction. Preferred sequences will transduce at least about 20%, 25%, 50%, 75%, 80% or 90% of the cells of interest, more preferably at least about 95%, 98% or up to about 100%. It is possible. Transduction efficiency, typically expressed as a percentage of transduced cells, can be determined by several conventional methods, such as the specific microscopy methods discussed below (eg, flow cytometry analysis).

【0043】 さらに好ましい形質導入配列は、細胞内で少なくともピコモル量の融合分子が
好ましい、細胞挿入および排出速度(時折それぞれk1およびk2として示され
る)を表す可能性がある。アミノ酸配列の挿入および排出速度は、検出可能な標
識化融合分子を使用した標準の速度論解析によって簡単に決定できるか、または
少なくとも予想できる。典型的には、排出速度に対する挿入速度の比は、約5か
ら約100までの間、約1000までの範囲内である。
More preferred transducing sequences may exhibit cell insertion and elimination rates (sometimes designated as k1 and k2, respectively), where at least picomolar amounts of the fusion molecule are preferred in the cell. Amino acid sequence insertion and elimination rates can be easily determined, or at least predictable, by standard kinetic analysis using a detectable labeled fusion molecule. Typically, the ratio of insertion speed to ejection speed is between about 5 and about 100, up to about 1000.

【0044】 とりわけ好ましいのは、少なくとも本質的なアルファ−らせん性を特徴とする
ペプチドを含む形質導入アミノ酸配列を形質導入することである。形質導入は、
形質導入アミノ酸配列が明白なアルファ−らせん性を示す場合に最適化されるこ
とが発見された。また、少なくとも1つペプチド表面で、本質的に配列している
塩基性アミノ酸残基を持っている配列が好ましい。一般的に、そのような好まし
い形質導入ペプチドは合成タンパク質またはペプチド配列である。
Particularly preferred is to transduce a transducing amino acid sequence comprising a peptide characterized by at least an intrinsic alpha-helix. Transduction is
It has been found that the transduced amino acid sequence is optimized when it exhibits a pronounced alpha-helix. Further, a sequence having at least one basic amino acid residue essentially arranged on the peptide surface is preferable. Generally, such preferred transducing peptides are synthetic proteins or peptide sequences.

【0045】 さらに好ましい形質導入アミノ酸配列は、クラスI形質導入領域、または同様
の語で表され、らせんシリンダーの下にアルギニン(Arg)残基の平面をもつ
強力なアルファらせん構造を含む。
Further preferred transduction amino acid sequences are class I transduction regions, or similar terms, and include a strong alpha helix structure with a plane of arginine (Arg) residues below the helix cylinder.

【0046】 1つの実施様態において、クラスI形質導入領域は、以下の一般式によって表
されるペプチドである。B1−X1−X2−X3−B2−X4−X5−B3、式
中B1、B2およびB3はそれぞれ独立して、同一または異なる塩基性アミノ酸
であり、X1、X2、X3、X4およびX5はそれぞれ独立して、同一または異
なるアルファ−ヘリックス促進アミノ酸である。
In one embodiment, the class I transduction region is a peptide represented by the following general formula: B1-X1-X2-X3-B2-X4-X5-B3, wherein B1, B2 and B3 are each independently the same or different basic amino acids, and X1, X2, X3, X4 and X5 are each independently And the same or different alpha-helix promoting amino acids.

【0047】 他の実施様態において、クラスI形質導入ペプチドは、以下の一般式で表され
る。B1−X1−X2−B2−B3−X3−X4−B4、式中B1、B2、B3
およびB4はそれぞれ独立して、同一のまたは異なる塩基性アミノ酸であり、X
1、X2、X3、およびX4はそれぞれ独立して、同一の又は異なるアルファ−
ヘリックス促進アミノ酸である。
In another embodiment, the class I transducing peptide has the general formula: B1-X1-X2-B2-B3-X3-X4-B4, wherein B1, B2, B3
And B4 are each independently the same or different basic amino acids;
1, X2, X3 and X4 are each independently the same or different alpha-
Helix-promoting amino acids.

【0048】 さらに好ましい形質導入ペプチドはしばしば「クラスII」領域または類似の
語として本明細書で表される。これらの領域は一般的に塩基性残基、たとえばリ
シン(Lys)またはアルギニン(Arg)、好ましくはアルギニン(Arg)
を必要とし、さらに領域内に「ねじれ(kinks)」を導入するのに十分な少
なくとも1つのプロリン(Pro)残基を含む。
Further preferred transducing peptides are often referred to herein as “Class II” regions or similar terms. These regions are generally basic residues such as lysine (Lys) or arginine (Arg), preferably arginine (Arg).
And contains at least one proline (Pro) residue sufficient to introduce "kinks" within the region.

【0049】 1つの実施様態において、クラスII領域は、以下の配列によって表されたペ
プチドである。X−X−R−X−(P/X)−(B/X)−B−(P/X)−X
−B−(B/X)、式中Xは任意のアルファヘリックス促進残基、好ましくはア
ラニンであり、P/Xはプロリンまたはすでに定義されたXであり、Bは塩基性
アミノ酸残基、たとえばアルギニン(Arg)またはリシン(Lys)、好まし
くはアルギニン(Arg)であり、Rはアルギニン(Arg)、B/Xは以上で
定義したようなBまたはXである。
In one embodiment, the class II region is a peptide represented by the following sequence: X-X-R-X- (P / X)-(B / X) -B- (P / X) -X
-B- (B / X), where X is any alpha helix promoting residue, preferably alanine, P / X is proline or X as previously defined, and B is a basic amino acid residue, e.g. Arginine (Arg) or lysine (Lys), preferably arginine (Arg), R is arginine (Arg) and B / X is B or X as defined above.

【0050】 本発明にしたがったさらなる形質導入配列には、TATの少なくともアミノ酸
49〜56から約全長TAT配列までを含むTAT断片が含まれる。好ましいT
AT断片には、その断片のアルファ−らせん性を増加させるのに十分な1つまた
はそれ以上のアミノ酸変化が含まれる。ほとんどの例において、導入されたアミ
ノ酸変化は、認知されたアルファ−ヘリックス促進アミノ酸の添加を含む。ある
いは、アミノ酸変化は、アルファヘリックス形成または安定化を妨害するTAT
断片から1つまたはそれ以上のアミノ酸を除去することが含まれる。さらに特異
的な実施様態において、TAT断片は、アルファ−ヘリックス促進アミノ酸での
少なくとも1つのアミノ酸置換物を含む可能性がある。好ましくはTAT断片は
、組換え体DNAアプローチがいくつかの場合で好ましい可能性があるが、標準
のペプチド合成技術によって作製される。
Further transducing sequences according to the invention include a TAT fragment comprising at least amino acids 49-56 of TAT up to about the full length TAT sequence. Preferred T
An AT fragment contains one or more amino acid changes that are sufficient to increase the alpha-helicality of the fragment. In most instances, the amino acid change introduced will include the addition of a recognized alpha-helix promoting amino acid. Alternatively, the amino acid change is a TAT that interferes with alpha helix formation or stabilization.
Removing one or more amino acids from the fragment is included. In a more specific embodiment, the TAT fragment may include at least one amino acid substitution with an alpha-helix promoting amino acid. Preferably, the TAT fragment is made by standard peptide synthesis techniques, although a recombinant DNA approach may be preferred in some cases.

【0051】 本発明のさらなる形質導入タンパク質には、その中でTAT49−56配列が
、配列内の少なくとも2つの塩基性アミノ酸が本質的にTATの少なくとも1つ
の表面にそって並んでおり、好ましくはTAT49−56配列であるように改変
されたようなTAT断片が含まれる。1つの実施様態において、そのような配列
は、TAT49−56配列に対して少なくとも1つの特定化されたアミノ酸添加
または置換を作製することで行う。例示的なTAT断片は、置換物が少なくとも
1つの区画表面にそって49−56配列の塩基性アミノ酸残基を配列させ、好ま
しくはTAT49−56配列を配列させるような、少なくともTATのアミノ酸
49−56内での少なくとも1つの特定化されたアミノ酸置換物を含む。
A further transduction protein of the invention includes a TAT49-56 sequence in which at least two basic amino acids in the sequence are essentially aligned along at least one surface of the TAT, preferably Included are TAT fragments as modified to be TAT49-56 sequences. In one embodiment, such sequences are made by making at least one specified amino acid addition or substitution to the TAT49-56 sequence. An exemplary TAT fragment is at least amino acid 49- of TAT, such that the replacement sequences 49-56 basic amino acid residues along at least one compartment surface, and preferably sequences the TAT 49-56 sequence. At least one specified amino acid substitution within 56.

【0052】 本発明にしたがったさらなる形質導入タンパク質には、TAT49−56配列
が、アルファ−ヘリックス促進アミノ酸での少なくとも1つの置換を含むような
TAT断片が含まれる。1つの実施様態において、置換は、TAT断片内の少な
くとも2つの塩基性アミノ酸残基が本質的にそのTAT断片の少なくとも1つの
表面にそって配列されるように選択される。さらに特定の実施様態において、置
換は、TAT49−56配列中の少なくとも2つの塩基性アミノ酸配列が、本質
的にその配列の少なくとも1つの表面にそって配列するように選択される。
Further transducing proteins according to the invention include TAT fragments wherein the TAT49-56 sequence contains at least one substitution with an alpha-helix promoting amino acid. In one embodiment, the substitutions are selected such that at least two basic amino acid residues within the TAT fragment are arranged essentially along at least one surface of the TAT fragment. In a more particular embodiment, the substitutions are selected such that at least two basic amino acid sequences in the TAT49-56 sequence are arranged essentially along at least one surface of the sequence.

【0053】 さらに、少なくとも2つの異なる形質導入タンパク質の部分を含むキメラ形質
導入タンパク質が提供される。たとえば、キメラ形質導入タンパク質は、2つの
異なるTAT断片、たとえばHIV−1からの1つとHIV−2からのもう一つ
を融合することで形成できる。あるいは、他の形質導入タンパク質を、望ましい
形質導入タンパク質を6XHis(時折「HIS」と表される)、EE、HAま
たはMycのような非対称アミノ酸配列へ融合することで形成できる。
Further provided is a chimeric transduction protein comprising at least two different transduction protein portions. For example, a chimeric transducing protein can be formed by fusing two different TAT fragments, eg, one from HIV-1 and another from HIV-2. Alternatively, other transducing proteins can be formed by fusing the desired transducing protein to an asymmetric amino acid sequence such as 6XHis (sometimes referred to as "HIS"), EE, HA or Myc.

【0054】 上述したように、本発明の融合分子はまた融合した細胞毒性領域を含む。一般
的に、細胞毒性領域は、潜在的に毒性分子および1つまたはそれ以上の特定化さ
れたプロテアーゼ開裂部位を含む。語句「潜在的に毒性(potentiall
y toxic)」によって、分子が、細胞毒性領域の部分として存在する場合
、感染または非感染細胞に対して有意に細胞毒性ではない(好ましくは、標準の
細胞生存力試験によってアッセイしたものとして約30%、20%、10%、5
%、3%または2%より少ない細胞生存力。さらに好ましくは1%かそれ以下の
生存力)ことを意味する。上述したように、プロテアーゼ開裂部位は、病原体感
染によって誘導された1つ、または1つ以上のプロテアーゼによって特異的に開
裂されうる。
As mentioned above, the fusion molecules of the invention also include a fused cytotoxic region. Generally, a cytotoxic region contains a potentially toxic molecule and one or more specialized protease cleavage sites. The phrase "potentially toxic"
"y toxic" means that when the molecule is present as part of a cytotoxic area, it is not significantly cytotoxic to infected or uninfected cells (preferably about 30 as assayed by standard cell viability tests). %, 20%, 10%, 5
%, Less than 3% or 2% cell viability. More preferably 1% or less viability). As mentioned above, a protease cleavage site may be specifically cleaved by one or more proteases induced by a pathogen infection.

【0055】 とりわけ、プロテアーゼ開裂部位は、非感染細胞内では本質的に非開裂のまま
残すように選択し、それによって不活性状態で細胞毒性領域を保持している。こ
れらのプロテアーゼ開裂部位はまた、病原体が不活性である細胞内で本質的に非
開裂のまま残すように選択されてよい。しかしながら、特定化された病原体誘導
または宿主細胞誘導プロテアーゼの存在下で、プロテアーゼ開裂部位は、潜在的
な毒性分子から細胞毒を産出するように特異的に開裂される。すなわち、プロテ
アーゼ部位の開裂は、融合分子から細胞毒性領域を放出し、これによって活性細
胞毒を形成している。1つまたはそれ以上のプロテアーゼ開裂部位は、融合タン
パク質からのすべてまたは部分領域の放出を最適化するため、および細胞毒の形
成を増大させるために、一般的に細胞毒性領域内に位置する。
In particular, the protease cleavage site is chosen to remain essentially uncleaved in uninfected cells, thereby retaining the cytotoxic region in an inactive state. These protease cleavage sites may also be chosen to remain essentially uncleaved in cells where the pathogen is inactive. However, in the presence of a specialized pathogen-derived or host cell-derived protease, the protease cleavage site is specifically cleaved to produce a cytotoxin from a potentially toxic molecule. That is, cleavage of the protease site releases a cytotoxic region from the fusion molecule, thereby forming an active cytotoxin. One or more protease cleavage sites are generally located within the cytotoxic region to optimize release of all or a partial region from the fusion protein and to increase cytotoxin formation.

【0056】 さらに好ましいプロテアーゼ開裂部位は、非感染細胞に通常関連したプロテア
ーゼによって開裂されないように選択される。これらのプロテアーゼは、一般的
に「ハウスキーピング(housekeeping)」プロテアーゼとして表さ
れ、よく公知である。
Further preferred protease cleavage sites are chosen such that they are not cleaved by proteases normally associated with uninfected cells. These proteases are commonly referred to as "housekeeping" proteases and are well known.

【0057】 プロテアーゼ開裂部位は時折本明細書で、病原体感染によって誘導された1つ
またはそれ以上のプロテアーゼによって特異的に開裂される能力を表すために、
「病原体−特異的(pathogen−specific)」開裂部位と表され
る。プロテアーゼ開裂部位は、そのような部位の開裂が融合分子から細胞毒性領
域を放出し、それによって細胞毒素を活性化する限りは、病原体(または1つ以
上の病原体)に「反応性(responsive)」である。
A protease cleavage site is sometimes referred to herein as indicating its ability to be specifically cleaved by one or more proteases induced by a pathogen infection.
It is referred to as the "pathogen-specific" cleavage site. A protease cleavage site is "responsive" to a pathogen (or one or more pathogens) as long as cleavage of such a site releases a cytotoxic region from the fusion molecule, thereby activating a cytotoxin. It is.

【0058】 細胞毒性性領域は、議論したように融合分子から放出可能であるならば、1つ
またはそれ以上のさまざまな潜在的な毒性分子を含むことができる。融合分子内
での使用のための例示的な細胞毒性領域には、未熟酵素が含まれる。これらの未
熟酵素は、時折ザイモゲン、プロエンザイム、プレプロエンザイムとして、また
は単により成熟な酵素の「プレ−(pre−)」、「プレ−プロ(pre−pr
o)」または「プロ−(pro−)」形態として表される。
[0058] The cytotoxic region can include one or more of a variety of potentially toxic molecules, provided that they are releasable from the fusion molecule as discussed. Exemplary cytotoxic regions for use in fusion molecules include immature enzymes. These immature enzymes are sometimes referred to as zymogens, proenzymes, preproenzymes, or simply the more mature enzymes "pre-", "pre-pro" (pre-pr).
o) "or" pro- "form.

【0059】 好ましいザイモゲンは、ザイモゲン上の1つまたはそれ以上の天然に存在する
プロテアーゼ開裂部位での部位特異的タンパク質分解によって細胞毒(すなわち
細胞毒性酵素)へと特異的に活性化されうる。ザイモゲンはさらに、自己タンパ
ク質分解によっていくつかの例で処理されうる。
Preferred zymogens can be specifically activated to cytotoxins (ie cytotoxic enzymes) by site-specific proteolysis at one or more naturally occurring protease cleavage sites on the zymogen. Zymogens can be further processed in some instances by autoproteolysis.

【0060】 とりわけ、好ましいザイモゲンを含む細胞毒性領域は、ザイモゲン内および/
または周辺に加えられた1つまたはそれ以上の特定化されたプロテアーゼ開裂部
位を含む可能性がある。開裂部位は、ザイモゲンの放出と、成熟またはより成熟
した細胞毒性酵素への処理を促進するために選択的に配置される。
In particular, preferred cytotoxic regions containing zymogens are within the zymogen and / or
Or it may include one or more specialized protease cleavage sites added to the periphery. The cleavage site is selectively positioned to facilitate release of the zymogen and processing to the mature or more mature cytotoxic enzyme.

【0061】 とりわけ、ザイモゲンへのプロテアーゼ開裂部位の添加は、そのザイモゲン内
での天然に存在するプロテアーゼ開裂部位に関してでありうる。しかしながら、
開裂部位は、1つまたはそれ以上の天然に存在する開裂部位のかわりに置換され
ることが好ましい。この実施様態において、ザイモゲン内の置換されたプロテア
ーゼ開裂部位は、1つまたはそれ以上の病原体特異的プロテアーゼによって特異
的に開裂可能である。ザイモゲンの天然に存在するプロテアーゼ開裂部位の、1
つまたはそれ以上の病原体反応性開裂部位での部分的な、または完全な置換、ザ
イモゲンの細胞毒素への成熟化は、病原体感染による本質的なまたは完全な制御
下で行われることが知られてきた。
In particular, the addition of a protease cleavage site to the zymogen can be with respect to the naturally occurring protease cleavage site within the zymogen. However,
Preferably, the cleavage site is substituted for one or more naturally occurring cleavage sites. In this embodiment, the substituted protease cleavage site in the zymogen is specifically cleavable by one or more pathogen-specific proteases. One of the naturally occurring protease cleavage sites of zymogen
Partial or complete replacement at one or more pathogen-reactive cleavage sites, maturation of zymogens to cytotoxins, has been known to occur under essential or complete control by pathogen infection. Was.

【0062】 さまざまな特異的ザイモゲンは、以下で議論するように細胞毒性領域内での含
包に好適である。これらのザイモゲンの活性形態は、一般的に細菌毒素、とりわ
けエキソトキシン、植物毒素およびコノトキシン、ヘビおよびクモ毒素を含む無
脊椎動物毒素を含む。
Various specific zymogens are suitable for inclusion within the cytotoxic area, as discussed below. These active forms of zymogens generally include bacterial toxins, in particular exotoxins, plant toxins and invertebrate toxins, including conotoxins, snakes and spider toxins.

【0063】 さらに企画された細胞毒性領域には、遺伝的に優性な特性を発揮する潜在性を
持つ公知のタンパク質が含まれる。すなわち、タンパク質は、融合タンパク質よ
り特異的に開裂され得、本質的に、細胞複製のような1つまたはそれ以上の細胞
機能を無効にしうる。この実施様態において、潜在的な優性タンパク質は、その
タンパク質が融合タンパク質から放出されるまで、(時折優性表現型として公知
の)優性特性表してはいけない。本発明にしたがった潜在的に優性なタンパク質
の例には、レチノブラストーマタンパク質(Rb)、p16およびp53のよう
な細胞複製を阻害するタンパク質が含まれる。
Further designed cytotoxic regions include known proteins with the potential to exert genetically dominant properties. That is, the protein may be more specifically cleaved than the fusion protein and essentially abolish one or more cellular functions, such as cell replication. In this embodiment, the potential dominant protein must not exhibit dominant properties (sometimes known as the dominant phenotype) until the protein is released from the fusion protein. Examples of potentially dominant proteins according to the invention include proteins that inhibit cell replication, such as Retinoblastoma protein (Rb), p16 and p53.

【0064】 さらに企画された細胞毒性領域には、特定のヌクレオシドまたはその類似体を
細胞毒に変換する能力を持つ本質的に不活性な酵素が含まれる。この実施様態に
おいては、細胞毒性領域には、好ましくは融合タンパク質から不活性酵素を放出
するように配置された 1つまたはそれ以上の特定化されたプロテアーゼ開裂部
位を含む可能性がある。放出に続いて、酵素はヌクレオシドまたはその類似体を
細胞毒に変換する。そのような酵素の例には、ウイルスチミジンキナーゼおよび
シトシンデアミナーゼのようなヌクレオシドデアミナーゼが含まれる。本技術分
野で一般的に公知であるもののような酵素の触媒的活性断片を含む細胞毒性領域
も企画される。
Further designed cytotoxic regions include essentially inactive enzymes that have the ability to convert a particular nucleoside or analog thereof into a cytotoxic. In this embodiment, the cytotoxic region may include one or more specialized protease cleavage sites, preferably arranged to release an inactive enzyme from the fusion protein. Following release, the enzyme converts the nucleoside or analog thereof to a cytotoxin. Examples of such enzymes include viral thymidine kinase and nucleoside deaminase such as cytosine deaminase. Cytotoxic regions containing catalytically active fragments of enzymes such as those commonly known in the art are also contemplated.

【0065】 本抗病原体系は、多くのさらなる重要な利点を提供する。たとえば、抗病原体
系は間違えて折り畳まれた融合タンパク質を意外にも適応させる。以下の議論お
よび実施例からさらに明らかになるであろうように、この性質は、細胞内の融合
タンパク質の濃度を本質的に増加させることが明らかになった。一般的に、投与
した融合タンパク質量の相当する増加は必要ではない。理論に結びつける意図は
ないが、間違えて折り畳まれた融合タンパク質の形質導入は、適度の数の分子が
必要であり、それらのほんの2、3が、効果的な細胞毒性効果を明らかにするよ
うに再折り畳みされる必要があることが信じられている。たとえば、実施例5〜
6にて以下で記述されたもののような特定の好ましい融合タンパク質で、ただ約
10〜100の正確に再折り畳みされた融合タンパク質が感染細胞を殺すかまた
は傷つけるのに必要であることが信じられている。したがって、本発明は、有意
な抗病原体活性を実施するための細胞内の多量の細胞毒性分子を濃縮する必要を
減少させるか、または除去さえできる。
The present anti-pathogen system offers a number of further important advantages. For example, the antipathogenic system unexpectedly adapts a misfolded fusion protein. As will become more apparent from the discussion below and the examples, it has been found that this property essentially increases the concentration of the fusion protein in the cell. Generally, no corresponding increase in the amount of fusion protein administered is necessary. Without intending to be bound by theory, transduction of a misfolded fusion protein requires a modest number of molecules, and only a few of them may reveal effective cytotoxic effects. It is believed that it needs to be refolded. For example, Example 5
With certain preferred fusion proteins, such as those described below at 6, it is believed that only about 10-100 correctly refolded fusion proteins are required to kill or damage infected cells. I have. Thus, the present invention can reduce or even eliminate the need to concentrate large amounts of cytotoxic molecules in cells to perform significant anti-pathogen activity.

【0066】 さらに、本抗病原体系の活性が、多くの場合量活性によって増強されることが
知られてきた。さらにとりわけ、細胞毒性領域の特異的開裂が、感染細胞内へ追
加的な融合分子を引き入れることができることが知られている。この特徴は、好
ましくは副最適用量で投与される細胞毒性領域を含む融合タンパク質に対してと
りわけ有利であり得る。そのような例において、融合タンパク質は、とりわけ感
染細胞内で濃縮され、それによって細胞毒素の濃度が致死、または致死に近い濃
度まで上昇する。重要なことに、細胞毒性は、非感染細胞内で副最適濃度のまま
残っている。
In addition, it has been found that the activity of the present antipathogenic system is often enhanced by quantitative activity. More particularly, it is known that specific cleavage of the cytotoxic region can attract additional fusion molecules into infected cells. This feature may be particularly advantageous for fusion proteins that contain a cytotoxic region, which is preferably administered at a suboptimal dose. In such instances, the fusion protein is enriched, inter alia, in infected cells, thereby increasing the concentration of cytotoxin to a lethal or near-lethal concentration. Importantly, cytotoxicity remains suboptimal in uninfected cells.

【0067】 またさらなる利点が、上述したTAT断片を含む本発明の特定の融合タンパク
質に関して提供される。たとえば、TAT断片に融合したタンパク質の細胞毒性
領域は、細胞核またはRNAに向かう必要はない。さらにとりわけ、本融合分子
は、感染細胞内部でTAT断片からの細胞毒性領域を分離するように設定され、
それによって核内のタンパク質またはRNAでの必要のない濃縮を避ける。非感
染細胞においては、そのような融合タンパク質は、核またはRNAに向かう可能
性があることが認識される。したがって、感染および非感染細胞での融合タンパ
ク質の異なる局在化は、たとえば観察による、それぞれからのそのような細胞の
区別の方法を提供する可能性がある。
[0067] Still further advantages are provided for certain fusion proteins of the present invention that include a TAT fragment as described above. For example, the cytotoxic region of a protein fused to a TAT fragment need not be directed to the cell nucleus or RNA. More particularly, the fusion molecules are configured to separate cytotoxic regions from TAT fragments inside infected cells,
Thereby avoiding unnecessary enrichment with proteins or RNA in the nucleus. It is recognized that in uninfected cells, such fusion proteins may be directed to the nucleus or RNA. Thus, different localization of the fusion protein in infected and uninfected cells may provide a way of distinguishing such cells from each other, for example, by observation.

【0068】 本発明の抗病原体系はまた、特定に薬剤に基づいた抗病原体治療に有効な影響
を与えうる。さらにとりわけ、レトロウイルス、とりわけHIVに感染した細胞
は、長期間、ときおり数ヶ月または数年もの間感染性粒子を含みうる。この時間
を超えて、レトロウイルスは、ときおり1つまたはただ数個のゲノム配列を変更
することによって、ほとんどの薬物に対して実質的な耐性を発達できる。いった
んレトロウイルスが1種の薬物に対して耐性になると、そのようなウイルスは広
い薬物に対して耐性になることが認識されてきた。したがって、薬物に基づいた
アプローチを用いた治療は、一般的に柔軟性がなく、耐性ウイルスの存在に容易
には適用しない。関連した関心事は、特定のプラスモディウム原虫のような他の
耐性病原体種の発達に関しても考えられた。
The anti-pathogen system of the present invention may also have a beneficial effect on certain drug-based anti-pathogen treatments. More particularly, cells infected with retroviruses, especially HIV, can contain infectious particles for long periods, sometimes months or even years. Beyond this time, retroviruses can develop substantial resistance to most drugs, sometimes by altering one or only a few genomic sequences. It has been recognized that once a retrovirus becomes resistant to one drug, such virus becomes resistant to a wide range of drugs. Thus, treatment using a drug-based approach is generally inflexible and does not readily apply to the presence of resistant viruses. A related concern was also considered regarding the development of other resistant pathogen species, such as certain Plasmodium protozoa.

【0069】 反対に、本抗病原体系は、病原体の薬物耐性を獲得する能力に関わらず、病原
体に感染した細胞を殺すかまたは傷つける。薬物耐性病原体、とりわけ薬物耐性
HIV種の発達は、この系が適応できる多数のプロテアーゼ開裂部位のために、
本抗病原体系でほとんど不可能である。例示として、HIVウイルスは約8〜1
0のそのような開裂部位を持つことが報告されてきた。系が1つまたはそれ以上
のそのような部位を含むことができた抗病原体系に対する本質的な耐性を発展さ
せるためには、そのウイルスは、その開裂部位および相当するウイルスプロテア
ーゼを改変しなければならないであろう。
In contrast, the present anti-pathogen system kills or injures cells infected with the pathogen, regardless of the pathogen's ability to acquire drug resistance. The development of drug resistant pathogens, especially drug resistant HIV species, is due to the large number of protease cleavage sites to which this system can accommodate,
Almost impossible with this antipathogenic system. By way of example, the HIV virus is about 8 to 1
It has been reported to have 0 such cleavage sites. In order for the system to develop intrinsic resistance to an anti-pathogenic system that could contain one or more such sites, the virus must modify its cleavage site and the corresponding viral protease. Will not be.

【0070】 したがって、本抗病原体系は、多くの病原体耐性種、とりわけある種の薬物耐
性HIV種の存在を有意に減少させ、または除去さえすることが予想される。
Thus, the present anti-pathogenic system is expected to significantly reduce or even eliminate the presence of many pathogen-resistant species, especially certain drug-resistant HIV species.

【0071】 さらに、本発明の抗病原体系はさまざまな薬物に基づく治療に適合する。した
がって、抗病原体系は、たとえば病原体、とりわけ薬物耐性病原体種を最小化し
、または除去するために、単独の活性薬剤として、または1つまたはそれ以上の
治療薬剤との組み合わせで使用できる。
Furthermore, the antipathogenic system of the present invention is compatible with various drug-based therapies. Thus, the anti-pathogenic system can be used as the sole active agent or in combination with one or more therapeutic agents, for example, to minimize or eliminate pathogens, especially drug-resistant pathogen species.

【0072】 さらに、本質的に純粋な本発明の融合分子が提供される。 本発明はまた、融合タンパク質、とりわけ自律的に複製しているDNAベクタ
ーとして組織化されるクロモソーム外DNA配列をコードしている核酸配列が提
供される。
Further, there is provided an essentially pure fusion molecule of the invention. The invention also provides nucleic acid sequences encoding extrachromosomal DNA sequences that are organized as fusion proteins, especially autonomously replicating DNA vectors.

【0073】 本発明はまた、哺乳動物、とりわけヒトのような霊長類での1つまたはそれ以
上の病原体での感染を抑制、または除去するための方法も提供する。この方法は
、さらにとりわけ、本抗病原体系の治療的に効果量を投与することを含む。本方
法はさらに、1つまたはそれ以上の病原体による感染を受けたか、または疑わし
い哺乳動物の処置を含む。
The present invention also provides a method for controlling or eliminating infection with one or more pathogens in a primate, such as a mammal, especially a human. The method further includes, inter alia, administering a therapeutically effective amount of the antipathogenic system. The method further includes treating a mammal infected or suspected of being infected by one or more pathogens.

【0074】 1つまたはそれ以上の病原体による感染を抑制し、または除去するための本発
明にしたがった好ましい方法には、エアゾルとして抗病原体系を提供すること、
および同様の、たとえば鼻または口経路を介した投与が含まれる。とりわけ肺上
皮との接触を促進し、血流中への輸送を増強するように、肺組織へ抗病原体系を
投与するように特に設計した投与方法が企画される。
A preferred method according to the invention for controlling or eliminating infection by one or more pathogens comprises providing the anti-pathogen system as an aerosol,
And similar, such as administration via the nasal or oral route. Dosage regimens are specifically designed to administer the antipathogenic system to lung tissue, particularly to facilitate contact with the lung epithelium and enhance transport into the bloodstream.

【0075】 また、この方法が霊長類、とりわけヒトのような哺乳動物に対して、1つ以上
の病原体の存在下で治療的に効果量の抗病原体系を投与することを含むような、
先に決定した細胞集団でのアポトーシスを誘導する方法が提供される。
Also, the method comprises administering to a mammal such as a primate, especially a human, a therapeutically effective amount of an anti-pathogen system in the presence of one or more pathogens.
Methods are provided for inducing apoptosis in a previously determined cell population.

【0076】 1つまたはそれ以上の病原体に感染した細胞は、培養中で維持された細胞、た
とえば不滅化細胞株または細胞または組織の初代培養、イン・ビボでの組織また
は器官(たとえば肺)の部分でありうる細胞であってよい。したがって、本抗病
原体系は、必要に応じて、イン・ビトロおよびイン・ビボで使用できる。
Cells infected with one or more pathogens may be cells maintained in culture, eg, primary cultures of immortalized cell lines or cells or tissues, tissues or organs (eg, lungs) in vivo. It can be a cell that can be a part. Thus, the anti-pathogen system can be used in vitro and in vivo as needed.

【0077】 本発明はまた、本質的に純粋な融合分子、とりわけ前述の形質導入に加えて細
胞毒性領域がまた必要に応じて他の成分を含んでよい融合タンパク質を提供する
。これらの成分は、それに共有的に、または非共有的に結合することができ、と
りわけ1つまたはそれ以上のポリペプチド配列を含んでよい。加えられたポリペ
プチド配列は、時折本明細書で、タンパク質同定または精製「タグ(tag)」
として表される。そのようなタグの例は、EE、6×his、HAおよびMYC
である。
The present invention also provides essentially pure fusion molecules, especially fusion proteins in which, in addition to the transduction described above, the cytotoxic region may also optionally contain other components. These components can be covalently or non-covalently attached thereto and may include, among other things, one or more polypeptide sequences. The added polypeptide sequence is sometimes referred to herein as a protein identification or purification “tag”.
It is expressed as Examples of such tags are EE, 6 × his, HA and MYC
It is.

【0078】 議論したように、いくつかの場合正確に折り畳まれた融合タンパク質が望まし
い可能性があるが、本明細書で記述された融合タンパク質が、間違えて折り畳ま
れた形で提供されることが好ましい。間違えて折り畳まれた融合タンパク質は一
般的には、必要であれば、天然に付随する細胞成分から望ましい融合分子を精製
することができうるクロマトグラフィーアプローチによって精製する。典型的に
は、このアプローチには、好適な宿主細胞からの融合体の単離、間違えて折り畳
まれた融合タンパク質の変性、および融合分子を精製するための従来のクロマト
グラフィー方法の使用が含まれる。封入体内での間違えて折り畳まれた融合タン
パク質の発現は、宿主細胞プロテアーゼによる分解から間違えて折り畳まれた融
合タンパク質を保護することを含むいくつかの利点を持つ。さらに、間違えて折
り畳まれた形での融合タンパク質の提供によって、時間消費およびお金のかかる
タンパク質折り畳み技術が回避される。
As discussed, although correctly folded fusion proteins may be desirable in some cases, the fusion proteins described herein may be provided in a misfolded form. preferable. Misfolded fusion proteins are generally purified, if necessary, by a chromatographic approach capable of purifying the desired fusion molecule from naturally associated cellular components. Typically, this approach involves isolating the fusion from a suitable host cell, denaturing the misfolded fusion protein, and using conventional chromatographic methods to purify the fusion molecule. . Expression of a misfolded fusion protein in inclusion bodies has several advantages, including protecting the misfolded fusion protein from degradation by host cell proteases. In addition, providing the fusion protein in a misfolded form avoids time consuming and costly protein folding techniques.

【0079】 さらに、本発明によって、融合タンパク質の実質的な量を作製する方法が提供
される。一般的に述べると、方法には、本質的に純粋な融合分子を得るために、
好適な宿主細胞内で望ましい融合分子を発現すること、細胞を培養すること、お
よびそれより融合分子を精製することが含まれる。この方法は、ローラーボトル
、スピナーフラスコ、組織培養プレート、バイオリアクターまたは発酵素を含む
さまざまな器具から、大規模で(すなわち少なくともミリグラム量で)望ましい
融合タンパク質を発現し、精製するために使用できる。
Further, the invention provides a method of making a substantial amount of a fusion protein. Generally speaking, the method involves obtaining an essentially pure fusion molecule,
It involves expressing the desired fusion molecule in a suitable host cell, culturing the cell, and purifying the fusion molecule therefrom. This method can be used to express and purify the desired fusion protein on a large scale (ie, at least in milligram quantities) from various devices including roller bottles, spinner flasks, tissue culture plates, bioreactors or enzymes.

【0080】 本発明の融合タンパク質を単離し、精製するための本方法はとても有用である
。たとえば、望ましい殺傷活性を示している融合タンパク質に関して、融合タン
パク質を発現し、精製するための方法を持つことはとても有用である。大量に融
合タンパク質を産出できる方法を持つことはとりわけ有用であり、融合分子は医
学、研究、家庭または商業的使用に好適なキットの1つの成分として作製できる
。さらに、構造解析を簡単にでき、および望むのならさらなる精製および/また
は試験のために大規模量の融合タンパク質を持つことが有用である。
This method for isolating and purifying the fusion proteins of the present invention is very useful. For example, for fusion proteins that exhibit desirable killing activity, it would be very useful to have a method for expressing and purifying the fusion protein. It is particularly useful to have a method that can produce fusion proteins in large quantities, and the fusion molecule can be made as a component of a kit suitable for medical, research, home or commercial use. In addition, it is useful to be able to simplify structural analysis and to have large amounts of the fusion protein for further purification and / or testing if desired.

【0081】 本発明はまた、タンパク質、とりわけ病原体感染によって誘導されたプロテア
ーゼを調節し、好ましくは阻害する治療的能力を持つ化合物を検出するためのイ
ン・ビトロおよびイン・ビボでの選別を特徴とする。たとえば、1つの方法は一
般的に、望ましい細胞を病原体に感染させること、細胞を本発明の融合タンパク
質と接触させること、融合タンパク質を形質導入すること、化合物を細胞に加え
ること、融合タンパク質によって殺されたまたは傷つけられた細胞を検出するこ
とを含む。特定の化合物の効力は、加えた化合物の濃度の関数として細胞殺傷の
量を決定することで簡単に評価できる。
The invention also features in vitro and in vivo selection for detecting compounds with therapeutic potential that modulate, and preferably inhibit, proteins induced by pathogen infection, especially proteases. I do. For example, one method generally involves infecting a desired cell with a pathogen, contacting the cell with a fusion protein of the invention, transducing the fusion protein, adding a compound to the cell, killing with the fusion protein. Detecting damaged or damaged cells. The efficacy of a particular compound can be easily assessed by determining the amount of cell kill as a function of the concentration of the compound added.

【0082】 さらに、治療的に効果量の抗病原体系を哺乳動物に投与することを含む、哺乳
動物、とりわけヒトのような霊長類での病原体感染を抑制する方法が提供される
。1つの実施様態において、融合タンパク質には、共有結合したタンパク質形質
導入領域および細胞毒性領域が含まれる。本方法には、融合タンパク質を哺乳動
物の細胞内に形質導入すること、融合タンパク質から細胞毒性領域を放出するの
に十分な融合タンパク質を開裂すること、細胞内で細胞毒性領域を濃縮すること
、および哺乳動物での病原体感染を抑制するのに十分なように細胞毒を産出する
ことが含まれる。病原体の例は、レトロウイルス、ヘルペスウイルス、インフル
エンザまたは肝炎を引き起こす可能性のあるウイルス、およびマラリアの原因と
なる可能性のあるプラスモディウムが含まれるが、限定はされない。好ましい細
胞毒性領域および細胞毒は以下でより詳細に記述した。
Further provided is a method of inhibiting pathogen infection in a mammal, especially a primate such as a human, comprising administering to the mammal a therapeutically effective amount of an anti-pathogenic system. In one embodiment, the fusion protein includes a covalently linked protein transduction region and a cytotoxic region. The method includes transducing the fusion protein into a mammalian cell, cleaving the fusion protein sufficient to release a cytotoxic region from the fusion protein, enriching the cytotoxic region in the cell, And producing a cytotoxin sufficient to suppress pathogen infection in mammals. Examples of pathogens include, but are not limited to, retroviruses, herpes viruses, viruses that can cause influenza or hepatitis, and Plasmodium, which can cause malaria. Preferred cytotoxic areas and cytotoxins are described in more detail below.

【0083】 哺乳動物での病原体感染を抑制するための方法の他の実施様態において、プロ
ドラッグ(たとえば好適なヌクレオシドまたはその類似体)を投与し、細胞毒を
、プロドラッグを濃縮した細胞毒性領域と接触させることで産出する。
In another embodiment of the method for inhibiting pathogen infection in a mammal, a prodrug (eg, a suitable nucleoside or analog thereof) is administered to remove the cytotoxin and the prodrug-enriched cytotoxic region. Produced by contact with.

【0084】 さらに、本発明によって、配列内で共有結合した、1)A TAT区画、とり
わけそのタンパク質形質導入断片、および2)病原体誘導または宿主細胞誘導プ
ロテアーゼ、たとえばHIVプロテアーゼまたはその触媒的活性断片、を含む融
合タンパク質が提供される。
Further, according to the present invention, 1) an A TAT compartment, especially a protein transducing fragment thereof, and 2) a pathogen-derived or host cell-derived protease, such as an HIV protease or a catalytically active fragment thereof, covalently linked in sequence. There is provided a fusion protein comprising:

【0085】 さらに、本発明によって、抗病原体系が提供され、そこで、融合タンパク質は
配列内で共有結合した、1)形質導入領域、2)第一ザイモゲンサブユニット、
3)プロテアーゼ開裂部位、4)第二ザイモゲンサブユニットを含む。また、形
質導入領域がTATであり、第一ザイモゲンサブユニットがp5 Bidであり
、プロテアーゼ開裂部位がHIVプロテアーゼ開裂部位であり、第二ザイモゲン
サブユニットがp15 Bidである、抗病原体系が提供される。
In addition, the present invention provides an anti-pathogenic system, wherein the fusion protein is covalently linked in sequence: 1) a transduction region, 2) a first zymogen subunit,
3) Protease cleavage site, 4) Contains second zymogen subunit. Also provided is an antipathogenic system wherein the transduction region is TAT, the first zymogen subunit is p5 Bid, the protease cleavage site is an HIV protease cleavage site, and the second zymogen subunit is p15 Bid. Is done.

【0086】 本発明はまた、融合タンパク質が、配列内で共有結合した、1)形質導入領域
、2)第一プロテアーゼ開裂部位、3)第一ザイモゲンサブユニット、3)第二
プロテアーゼ開裂部位、4)第二ザイモゲンサブユニットからなる、抗病原体系
も提供する。また、形質導入領域がTATであり、第一プロテアーゼ開裂部位が
HIV p7−p1プロテアーゼ開裂部位であり、第一ザイモゲンサブユニット
がp17 カスパーゼ−3であり、第二プロテアーゼ開裂部位がHIV p17
−p24プロテアーゼ開裂部位であり、第二ザイモゲンサブユニットがp12
カスパーゼ−3である、抗病原体系が提供される。
The present invention also provides that the fusion protein is covalently linked in sequence, 1) transduction region, 2) first protease cleavage site, 3) first zymogen subunit, 3) second protease cleavage site, 4) Also provides an anti-pathogenic system consisting of a second zymogen subunit. The transduction region is TAT, the first protease cleavage site is an HIV p7-p1 protease cleavage site, the first zymogen subunit is p17 caspase-3, and the second protease cleavage site is HIV p17.
A p24 protease cleavage site, wherein the second zymogen subunit is p12
An anti-pathogenic system is provided that is caspase-3.

【0087】 本発明はまた、HIV感染細胞を殺す方法を提供する。1つの実施様態におい
て、本方法は、細胞を、効果用量の融合タンパク質と接触させることを含み、そ
こで、融合タンパク質は、配列内で共有結合した、1)形質導入領域、2)第一
ザイモゲンサブユニット、3)プロテアーゼ開裂部位、4)第二ザイモゲンサブ
ユニット、または1)形質導入領域、2)第一プロテアーゼ開裂部位、3)第一
ザイモゲンサブユニット、3)第二プロテアーゼ開裂部位、4)第二ザイモゲン
サブユニットからなる。融合タンパク質は、必要に応じてイン・ビトロまたはイ
ン・ビボで投与できる。たとえば、融合タンパク質は、イン・ビボでそのような
治療が必要な哺乳動物、たとえば霊長類、とりわけHIVウイルスによって感染
したヒト患者へ投与できる。
The present invention also provides a method of killing HIV infected cells. In one embodiment, the method comprises contacting the cell with an effective dose of a fusion protein, wherein the fusion protein is covalently linked in sequence: 1) a transduction region, 2) a first zymogen. Subunit, 3) protease cleavage site, 4) second zymogen subunit, or 1) transduction region, 2) first protease cleavage site, 3) first zymogen subunit, 3) second protease cleavage site, 4) Consists of a second zymogen subunit. The fusion protein can be administered in vitro or in vivo as needed. For example, the fusion protein can be administered in vivo to a mammal in need of such treatment, such as a primate, especially a human patient infected by the HIV virus.

【0088】 本発明の方法はまた、ヒト疾患に対して適用できる。実際、とりわけ他の細胞
でなく、疾患細胞型での細胞性プロテアーゼの発現を含むヒト疾患が、その細胞
を特異的に殺すように活用することができる。さらに、他の細胞特異的性質をま
た、高濃度の重金属、DNA障害、制御されていない細胞分裂などのような特異
的細胞型を標的にするように利用することもできる。
The method of the present invention is also applicable to human diseases. In fact, human diseases involving the expression of cellular proteases, especially in diseased cell types, but not other cells, can be exploited to specifically kill that cell. In addition, other cell-specific properties can also be exploited to target specific cell types, such as high concentrations of heavy metals, DNA damage, uncontrolled cell division, and the like.

【0089】 前立腺癌は、本発明の非病原体関連ヒト疾患の治療に対する柔軟性の例である
。前立腺細胞は、前立腺特異的抗原(Prostate Specific A
ntigen(PSA))のような特異的細胞プロテアーゼを発現し、またヒト
の残りの体と比較して、1000倍増加した重金属亜鉛濃度を持つ。重要なこと
に、これらの特性両方は前立腺癌細胞内で保持される。さらに、モデル系として
、患者が子供であり、前立腺は任意の体の機能に必要ではない。したがって、悪
性であるかまたは悪性でないすべての前立腺細胞は、患者に対する生存力の欠失
なしに体からとることができる。
Prostate cancer is an example of the flexibility of the present invention for treating non-pathogen-related human diseases. Prostate cells are prostate specific antigen (Prostate A).
It expresses specific cellular proteases such as N.tingen (PSA) and has a 1000-fold increase in heavy metal zinc concentration as compared to the rest of the human body. Importantly, both of these properties are retained in prostate cancer cells. Further, as a model system, the patient is a child and the prostate is not required for any body function. Thus, all malignant or non-malignant prostate cells can be removed from the body without loss of viability to the patient.

【0090】 PSAは細胞性プロテアーゼのカリクレインファミリーのサブファミリーメン
バーである(Lilja et al.,1985、Watt et al.)
が、しかしながらキモトリプシンおよびトリプシンと同様に、他のカリクレイン
ファミリーメンバーからそれを区別するキモトリプシン型の基質特異性を持つ(
Christensson et al.、Lilja et al.1989
)。PSAは前立腺細胞によって特異的に合成され、前立腺管腔内に分泌される
。PSAの機能は、SgI&IIのような精液中に存在するゲル形成タンパク質
を開裂することである(Lilja et al.1985)。キモトリプシン
に対するPSAの配列特異的開裂との比較によって、配列「HSSKLQ」(単
一文字アミノ酸コード)がPSAによって十分に開裂されるが(Q残基の後ろで
開裂される)(、キモトリプシンによって開裂されない部位として突き止められ
たDenmeade et al)。
[0090] PSA is a member of the subfamily of the kallikrein family of cellular proteases (Lilja et al., 1985, Watt et al.).
However, like chymotrypsin and trypsin, it has a chymotrypsin-type substrate specificity that distinguishes it from other kallikrein family members (
Christenson et al. Lilja et al. 1989
). PSA is specifically synthesized by prostate cells and secreted into the prostate lumen. The function of PSA is to cleave gel-forming proteins present in semen such as SgI & II (Lilja et al. 1985). By comparison with the sequence-specific cleavage of PSA to chymotrypsin, the sequence "HSSKLQ" (single letter amino acid code) is sufficiently cleaved by PSA (cleaved after the Q residue) (the site not cleaved by chymotrypsin). Denmeade et al).

【0091】 前立腺での強力な細胞−細胞連結のために、PSAは、血流中内に漏れること
はなく、または血流中で検出されることはない。しかしながら、前立腺癌のはや
い増殖の間では、連結がより緩く、PSAの血流内への低濃度の放出が可能にな
る。さらに、前立腺癌細胞の転移は、結果として血流中のPSAのさらなる放出
および検出となる。病原体特異的プロテアーゼを、感染細胞を識別し、殺すため
に使用することに際し、PSAは、1)特異的に悪性前立腺細胞に発現し、2)
特異的基質特異性または開裂部位を持つ。したがって、PSAは形質導入可能殺
傷タンパク質による標的となりうるヒト疾患の優れた例である。
Because of the strong cell-cell connection in the prostate, PSA does not leak into the bloodstream or is detected in the bloodstream. However, during rapid growth of prostate cancer, the connection is looser and allows the release of low concentrations of PSA into the bloodstream. In addition, metastasis of prostate cancer cells results in further release and detection of PSA in the bloodstream. In using pathogen-specific proteases to identify and kill infected cells, PSA is 1) specifically expressed on malignant prostate cells and 2)
Has specific substrate specificity or cleavage site. Thus, PSA is a good example of a human disease that can be targeted by transducable killing proteins.

【0092】 PSA活性化形質導入可能殺傷分子の設計は、すでに議論したように、病原体
活性化殺傷分子が可能なように、いくつかの形態をとることができる。まず、排
出小包に存在するPSAは、形質導入したザイモゲンを細胞内で、以上で概略し
たような殺傷形態に活性化するために使用できる。第二に、細胞外PSAは、最
も近い細胞、すなわち前立腺細胞内へ形質導入し、アポトーシスを誘導するザイ
モゲンを活性化するのに使用できる。
The design of a PSA-activating transducible killing molecule can take several forms, as discussed above, to allow for a pathogen-activating killing molecule. First, PSA present in the shedding parcel can be used to activate the transduced zymogen intracellularly into a killed form as outlined above. Second, extracellular PSA can be used to transduce the closest cells, prostate cells, and activate zymogens that induce apoptosis.

【0093】 前立腺細胞での1000倍過剰な亜鉛はまた、二量体化、したがって活性化の
ために高濃度のZnを必要とする不活性タンパク質の形質導入によって活用する
こともできた。そのような例には、細胞転写因子(T×F)の二量体化領域およ
びHPV E7タンパク質の二量体化領域を使用することが含まれる。カスパー
ゼpl7およびpl2領域は、E7またはT×F二量体化領域の末端タグを持つ
ように設計することができる。形質導入したカスパーゼ−3 pl7およびpl
2サブユニットの必須二量体化は、閾値濃度以上のZnの配位を介するE7/T
×F領域の二量体化に依存する。したがって、アポトーシス誘導は、E7/Tf
F領域がZnによって二量体化した場合にのみ起こる。したがって、そのような
形質導入可能殺傷分子は、前立腺細胞のような高濃度のZnを含んでいる細胞で
のみ特異的に活性化される。
[0093] A 1000-fold excess of zinc in prostate cells could also be exploited by dimerization and therefore transduction of inactive proteins that require high concentrations of Zn for activation. Such examples include using the dimerization region of the cellular transcription factor (T × F) and the dimerization region of the HPV E7 protein. The caspase pl7 and pl2 regions can be designed to have an end tag for the E7 or TxF dimerization region. Transduced caspase-3 pl7 and pl
The essential dimerization of the two subunits is due to the E7 / T
Depends on dimerization of the XF region. Therefore, induction of apoptosis is due to E7 / Tf
It occurs only when the F region is dimerized by Zn. Thus, such transducible killing molecules are specifically activated only in cells containing high concentrations of Zn, such as prostate cells.

【0094】 本発明のタンパク質形質導入系はまた、一般的に正常細胞と比較した場合のそ
の高増殖活性に基づいて癌細胞を標的にし、殺すためにも使用できる。たとえば
、野生型p53腫瘍抑制タンパク質を含む腫瘍は、変異体p53を含む腫瘍に比
べて、放射線照射または化学療法のような伝統的な抗腫瘍養生法に対して有意に
よく反応する(Lowe et al)。実際、p53状態は現在、処置の後の
患者結果に関する単一の最も明らかな決定基である。したがって、野生型p53
を腫瘍内へ導入することは、これらの癌の従来の抗癌治療に対する感受性を回復
させる可能性があり、重要なことに、癌細胞を殺すのに必要な抗癌治療の量の明
らかな減少を可能にする可能性がある。このことは、患者における正常細胞の非
特異的殺傷ともなる高濃度の抗癌治療をさけることで、患者に対する異なった利
点を提供する可能性がある。さらに、p53−変異体/有害な腫瘍で存在する連
続的なレベルのDNA障害のために、野生型p53の導入は、明らかな抗癌治療
および/または劇的な抗癌治療のレベルの減少(副閾値)がない状態でアポトー
シスをとてもよく誘導する可能性ある。
The protein transduction system of the present invention can also be used to target and kill cancer cells, generally based on their high proliferative activity when compared to normal cells. For example, tumors containing wild-type p53 tumor suppressor protein respond significantly better to traditional anti-tumor regimens such as irradiation or chemotherapy than tumors containing mutant p53 (Lowe et al.) ). In fact, p53 status is currently the single most obvious determinant of patient outcome after treatment. Therefore, wild-type p53
Into tumors may restore the sensitivity of these cancers to conventional anticancer therapies, and, importantly, significantly reduce the amount of anticancer therapy needed to kill the cancer cells May be possible. This may offer a different benefit to the patient by avoiding high concentrations of anti-cancer treatment that also results in non-specific killing of normal cells in the patient. Furthermore, due to the continuous level of DNA damage present in p53-mutants / harmful tumors, the introduction of wild-type p53 reduces the apparent and / or dramatic levels of anti-cancer therapy ( Apoptosis can be very well induced in the absence of a minor threshold).

【0095】 本発明者らは、p53の形質導入可能バージョン(TAT−p53 l−36
4)を作製し、ヒトジャーカット白血病T細胞および正常ヒト二倍体繊維芽細胞
にそれを添加した。TAT−p53 l−364タンパク質の添加は、結果とし
て腫瘍細胞の特異的細胞死となり、一方で正常細胞は最小の毒性を示した。
We have determined that a transducible version of p53 (TAT-p53 1-36
4) was prepared and added to human Jurkat leukemia T cells and normal human diploid fibroblasts. Addition of the TAT-p531-364 protein resulted in specific cell death of tumor cells, while normal cells showed minimal toxicity.

【0096】 TAT−p53タンパク質との組み合わせでの、TAT−pl6またはTAT
−p27のようなさらなる抗細胞周期腫瘍抑制タンパク質の形質導入は、殺傷の
さらなる増加の作用を助ける可能性がある。さらに、DNA障害を誘導する従来
の小分子化学療法との組み合わせでのTAT−p53タンパク質の形質導入が、
形質導入したp53のさらなる活性化、したがって相乗効果となる可能性がある
。 本発明の他の観点は以下に開示する。
TAT-pl6 or TAT in combination with TAT-p53 protein
-Transduction of additional anti-cell cycle tumor suppressor proteins such as p27 may help to effect a further increase in killing. Furthermore, transduction of TAT-p53 protein in combination with conventional small molecule chemotherapy to induce DNA damage,
Further activation of transduced p53, and thus a synergistic effect, is possible. Other aspects of the invention are disclosed below.

【0097】 上述したように、本発明は、高い形質導入効率を示し、病原体感染、細胞性増
殖等のような独特の特徴を示す細胞を特異的に殺す又は傷つけるのに使用するこ
とができるタンパク質形質導入システムを特徴とする。タンパク質形質導入シス
テム又は抗病原体システムは、一般に、遺伝的にインフレームでの融合タンパク
質として細胞傷害性ドメインに融合した形質導入ドメインを含む融合タンパク質
を包含する。好ましい融合タンパク質は、例えば、後で行うアッセイで測定され
るような高い形質導入効率を示す。形質導入ドメインは、融合タンパク質を細胞
内に導入し、一旦細胞内に入ると融合タンパク質から細胞傷害性ドメインを放出
して、感染細胞内で細胞毒素を形成する。好ましい実施態様では、例えば、形質
導入ドメイン構造を最適化することにより、及び融合分子を誤って折り畳むこと
により融合タンパク質の機能は特異的に高められる。
As described above, the present invention provides proteins that exhibit high transduction efficiencies and can be used to specifically kill or injure cells that exhibit unique characteristics such as pathogen infection, cellular growth, etc. It features a transduction system. Protein transduction or anti-pathogen systems generally include a fusion protein comprising a transduction domain genetically fused to a cytotoxic domain as an in-frame fusion protein. Preferred fusion proteins exhibit high transduction efficiencies, for example, as measured in later assays. The transduction domain introduces the fusion protein into the cell and once inside the cell releases the cytotoxic domain from the fusion protein to form a cytotoxin in the infected cell. In a preferred embodiment, the function of the fusion protein is specifically enhanced, for example, by optimizing the transduction domain structure and by misfolding the fusion molecule.

【0098】 本発明の方法はヒトの疾患にも適用することができる。実際、疾患の細胞種で
特異的に細胞性プロテアーゼが発現し、他の細胞ではそれが発現しないようない
かなるヒトの疾患も利用でき、その細胞を特異的に殺すことができる。更に、特
性に特異的なその他の細胞も利用することができ、例えば重金属レベルが高いよ
うな特定の種類の細胞を標的にすることができる。
The method of the present invention can also be applied to human diseases. Indeed, any human disease in which a cellular protease is specifically expressed in the cell type of the disease and not in other cells can be used to kill the cell specifically. In addition, other cells specific for the property can be utilized, for example, to target specific types of cells with high levels of heavy metals.

【0099】 好ましい融合タンパク質は、以下で議論される細胞の生存率に関する通常の試
験によって評価されるように、病原体が感染した細胞を少なくとも約25%、4
0%、50%、60%又は70%、好ましくは80%、90%、更に好ましくは
少なくとも95%から100%まで殺す能力がある。
Preferred fusion proteins reduce the pathogen infected cells by at least about 25%, as assessed by routine tests for cell viability, discussed below.
It is capable of killing 0%, 50%, 60% or 70%, preferably 80%, 90%, more preferably at least 95% to 100%.

【0100】 発明に基づいた『抗病原体システム』には、本明細書に記載された1又はそれ
より多くの融合分子並びに溶解性、安定性及び/又は形質導入効率を含む活性を
促進する可能性があるもののような、それに添加してもよい追加的成分が包含さ
れる。例には、ウシ血清アルブミンのような血清タンパク質、リン酸緩衝液生理
食塩水のような緩衝液、又は薬事上許容可能なビヒクル又は安定剤が挙げられる
が、これに限定されない。薬事上許容可能なビヒクル、安定剤等の議論について
は、一般に『レミングトンの製薬科学(Remington's Pharmaceutical Science)
』を参照のこと。好ましい抗病原体システムには、水又は緩衝作用のある生理食
塩水のような薬事上許容可能なキャリアに溶解した約1〜3の間、好ましくは1
つの融合タンパク質が包含される。
An “anti-pathogen system” according to the invention includes one or more of the fusion molecules described herein and the potential to enhance activity, including solubility, stability and / or transduction efficiency. Included are additional components that may be added to it, such as those that are present. Examples include, but are not limited to, serum proteins such as bovine serum albumin, buffers such as phosphate buffered saline, or pharmaceutically acceptable vehicles or stabilizers. For a discussion of pharmaceutically acceptable vehicles, stabilizers, etc., see generally Remington's Pharmaceutical Science.
"checking. Preferred anti-pathogen systems include between about 1 and 3 and preferably 1 to 3 dissolved in a pharmaceutically acceptable carrier such as water or buffered saline.
Two fusion proteins are included.

【0101】 以下で更に詳細に議論されるように、抗病原体システムは、単独の活性剤とし
て、若しくは1又はそれより多くの以下に具体的に提供されるもののような薬物
と組合せて投与することができる。
As discussed in more detail below, the anti-pathogen system may be administered as the sole active agent or in combination with one or more drugs such as those specifically provided below. Can be.

【0102】 本明細書で使用されるとき、用語『融合分子』によって、形質導入する分子を
意味し、通常、組換え法、化学的な方法又はその他の好適な方法によって細胞傷
害性ドメインに共有結合した(即ち、融合した)タンパク質又はペプチド配列を
意味する。 所望であれば、融合分子は、ペプチドリンカー配列を介して1又は
数ヵ所で融合することができる。そのペプチド配列は、病原体が誘導する、又は
宿主細胞が誘導するプロテアーゼによる切断のための部位を1又はそれより多く
包含する。別の方法としては、融合分子の構築を助けるのにペプチドリンカーを
使用してもよい。細胞傷害性ドメインは通常、時にはそのような分子が約2から
約5までの間〜10である、チモーゲンのような1つの潜在的毒性分子を包含す
る。具体的に好ましい融合分子は融合タンパク質である。
As used herein, by the term “fusion molecule” is meant a molecule to be transduced, which is usually shared by recombinant, chemical or other suitable methods with the cytotoxic domain. A bound (ie, fused) protein or peptide sequence is meant. If desired, the fusion molecule can be fused in one or several places via a peptide linker sequence. The peptide sequence includes one or more sites for cleavage by a pathogen-induced or host-cell-induced protease. Alternatively, a peptide linker may be used to help construct the fusion molecule. The cytotoxic domain usually includes one potentially toxic molecule, such as a zymogen, sometimes such a molecule is between about 2 and about 5 to 10. Specifically preferred fusion molecules are fusion proteins.

【0103】 述べているように、本明細書で開示される融合タンパク質の構成成分、例えば
、形質導入アミノ酸配列、細胞傷害性ドメイン、プロテアーゼ切断部位及びペプ
チドリンカーは、融合タンパク質が意図された機能を有するという条件で、ほと
んどいかなる方法でも編成することができる。特に、所望であれば、融合タンパ
ク質の各構成成分は、少なくとも1つの好適なペプチドリンカー配列によって他
の構成成分と間隔を空けることができる。更に、融合タンパク質は、例えば、融
合タンパク質の同定及び/又は精製を円滑にするためにタグを包含してもよい。
更に具体的な融合タンパク質を以下で説明する。
As noted, components of the fusion proteins disclosed herein, such as the transducing amino acid sequence, cytotoxic domain, protease cleavage site and peptide linker, provide the fusion protein with the intended function. It can be organized in almost any way, provided that it has. In particular, if desired, each component of the fusion protein can be separated from other components by at least one suitable peptide linker sequence. Further, the fusion protein may include a tag, for example, to facilitate identification and / or purification of the fusion protein.
More specific fusion proteins are described below.

【0104】 好ましいペプチドリンカー配列は典型的には、約20又は30までのアミノ酸
、更に好ましくは約10又は15までのアミノ酸、一層更に好ましくは約1〜5
のアミノ酸を含む。リンカー配列は、融合分子を単一の柔軟でない構造に抑えこ
まないように一般に柔軟である。例えば、融合分子からDNA結合タンパク質を
離すのにもリンカー配列を使用することができる。具体的には、ペプチドリンカ
ー配列は、例えば、化学的に架橋するために、及び分子に柔軟性を提供するため
にタンパク質形質導入ドメインと細胞傷害性ドメインとの間に置くことができる
Preferred peptide linker sequences are typically up to about 20 or 30 amino acids, more preferably up to about 10 or 15 amino acids, and even more preferably about 1-5 amino acids.
Amino acids. The linker sequence is generally flexible so as not to confine the fusion molecule to a single, inflexible structure. For example, a linker sequence can be used to separate a DNA binding protein from a fusion molecule. Specifically, a peptide linker sequence can be placed between the protein transduction domain and the cytotoxic domain, for example, to chemically crosslink and to provide flexibility to the molecule.

【0105】 融合タンパク質に関連した、用語『誤って折り畳まれる』は、部分的に又は完
全に折り畳まれない(即ち変性した)タンパク質を意味する。以下に議論するよ
うな1又はそれより多くのカオトロピック剤と接触することにより、融合タンパ
ク質を部分的に又は完全に誤って折り畳むことができる。
The term “misfolded” in reference to a fusion protein refers to a protein that is partially or completely unfolded (ie, denatured). By contacting with one or more chaotropic agents as discussed below, the fusion protein can be partially or completely misfolded.

【0106】 更に一般的には、本明細書で開示される誤って折り畳まれた融合タンパク質は
、相当する未変性のタンパク質のギブズのフリーエネルギー(■G)が高い形態
を代表している。好ましいのは、水溶液に完全に溶解可能な誤って折り畳まれた
融合タンパク質である。対照的に、未変性の融合たんぱく質は通常、正しく折り
畳まれ、水溶液では完全に溶解可能であり、相対的に低い■Gを有する。従って
、ほとんどの例では、その未変性の融合タンパク質は安定である。
More generally, the misfolded fusion proteins disclosed herein represent high Gibbs free energy (ΔG) forms of the corresponding native protein. Preferred are misfolded fusion proteins that are completely soluble in aqueous solution. In contrast, native fusion proteins usually fold correctly, are completely soluble in aqueous solution, and have a relatively low ΔG. Thus, in most instances, the native fusion protein is stable.

【0107】 従来の戦略の1つ又はその組合せによって融合タンパク質の誤った折り畳みを
検出することは可能である。例えば、未変性の(対照)分子及び誤って折り畳ま
れた分子を用いた旋光度の測定を含む種々の従来の生体物理的な技法によって誤
った折り畳みを検出することができる。述べているように、抗病原体システムの
投与には、イン・ビトロ及びイン・ビボにおける誤って折り畳まれた融合タンパ
ク質の形質導入が関与する。理論に拘束されることを望まなければ、融合タンパ
ク質を細胞に形質導入した後、誤って折り畳まれた融合タンパク質は、例えばシ
ャペロンによって再び十分に折り畳まれ、病原体感染に反応して活性化されるこ
とができる融合たんぱく質を産生するのに十分であると考えられている。
[0107] It is possible to detect misfolding of the fusion protein by one or a combination of conventional strategies. Misfolding can be detected by a variety of conventional biophysical techniques, including, for example, measuring optical rotation with native (control) and misfolded molecules. As stated, administration of the anti-pathogen system involves transduction of the misfolded fusion protein in vitro and in vivo. Without wishing to be bound by theory, after transducing the fusion protein into the cell, the misfolded fusion protein may be fully refolded, for example, by a chaperone and activated in response to a pathogen infection. Is believed to be sufficient to produce a fusion protein that can be produced.

【0108】 用語『完全に溶解可能な』又は類似の用語によって、低いG力の遠心(例えば
、通常の遠心機で1分当り約30,000回転未満)では例えば、細胞培養液の
ような水性緩衝液から容易に沈殿しない融合分子及び特に融合タンパク質を意味
する。更に、融合分子は、約5〜37℃より高い温度で、且つ、中性又はほぼ中
性のPHにてアニオン系又は非イオン系界面活性剤が低濃度で存在する又は存在
しない場合に置かれたとき、融合分子は溶解可能である。このような条件下では
、可溶性タンパク質は、低い沈降値、例えば10〜50のスベドベルグ単位未満
を有することが多い。
By the term “fully lysable” or similar terms, low G force centrifugation (eg, less than about 30,000 revolutions per minute in a conventional centrifuge) requires, for example, an aqueous solution such as a cell culture. By fusion molecules and especially fusion proteins that do not readily precipitate from the buffer. In addition, the fusion molecule is placed at temperatures greater than about 5-37 ° C. and at low or neutral concentrations of anionic or nonionic surfactant at neutral or near neutral PH. When fused, the fusion molecule is soluble. Under such conditions, soluble proteins often have low sedimentation values, for example, less than 10 to 50 Svedberg units.

【0109】 本明細書で引用される水溶液は、pH、典型的には約5〜9の範囲のpH、及
び約2mMと500mMの間の範囲のイオン強度を定めるための緩衝作用のある
化合物を有する。プロテアーゼ阻害剤又は弱い非イオン系海面活性剤を加えるこ
ともある。更に、所望であれば、ウシ血清アルブミン(BSA)のようなキャリ
アタンパク質をmg/ml程度加えてもよい。例となる水性緩衝液には、通常の
リン酸緩衝生理食塩水、トリス緩衝生理食塩水、又はその他の周知の緩衝液及び
細胞培養液製剤が挙げられる。
The aqueous solutions cited herein include buffering compounds to determine the pH, typically a pH in the range of about 5-9, and an ionic strength in the range between about 2 mM and 500 mM. Have. Protease inhibitors or weak nonionic surfactants may be added. Further, if desired, a carrier protein such as bovine serum albumin (BSA) may be added in the order of mg / ml. Exemplary aqueous buffers include normal phosphate buffered saline, Tris buffered saline, or other well-known buffers and cell culture formulations.

【0110】 『ポリペプチド』は、好ましくは、そのサイズにかかわらず、20の天然アミ
ノ酸のいくつかから本質的に成るポリマーをいう。用語『タンパク質』は相対的
に大きなたんぱく質を引用して用いられることが多く、『ペプチド』は小さなポ
リペプチドを引用して用いられることが多いが、当該分野におけるこのような用
語の使用はオーバーラップすることが多い。 用語『ポリペプチド』は、特に注
意しない限り、タンパク質、ポリペプチド及びペプチドをいう。
“Polypeptide” preferably refers to a polymer consisting essentially of some of the 20 natural amino acids, regardless of its size. Although the term "protein" is often used to refer to relatively large proteins, and "peptide" is often used to refer to small polypeptides, the use of such terms in the art overlaps Often do. The term "polypeptide" refers to proteins, polypeptides and peptides unless otherwise noted.

【0111】 用語『潜在的毒性分子』は、以下で議論するような所望の毒性効果を産生する
ことができるタンパク質、ポリペプチド又はペプチドのようなアミノ酸配列;糖
又は多糖類;脂質又は糖脂質、糖タンパク質又はリポタンパク質を意味する。ま
た、考えられるのは、毒性又は毒性の可能性があるタンパク質、ペプチド又はペ
プチドをコードする毒性の可能性がある核酸である。従って、好適な分子には、
調節因子、酵素、抗体、又は薬剤及びDNA、RNA、並びにオリゴヌルレオチ
ドが挙げられる。潜在的毒性分子は、自然発生したものでもよく、例えば組換え
合成又は化学合成によって既知の化合物から合成してもよく、不均質な成分を含
むことができる。潜在的毒性分子は一般に、遠心分離又はSDSポリアクリルア
ミドゲル電気泳動のような通常の分子サイズを決める技法によって判定されるよ
うに、約0.1〜100KD又はそれより大きく1000KDまで、好ましくは
約0.1、0.2、0.5、1、2、5、10、20、 30及び50KDであ
る。
The term “potential toxic molecule” refers to an amino acid sequence such as a protein, polypeptide or peptide capable of producing the desired toxic effect as discussed below; a sugar or polysaccharide; a lipid or glycolipid; Mean glycoprotein or lipoprotein. Also contemplated are potentially toxic nucleic acids that encode toxic or potentially toxic proteins, peptides or peptides. Thus, preferred molecules include
Regulators, enzymes, antibodies, or drugs and DNA, RNA, and oligonucleotides. Potentially toxic molecules may be naturally occurring, may be synthesized from known compounds by, for example, recombinant or chemical synthesis, and may include heterogeneous components. Potentially toxic molecules are generally from about 0.1 to 100 KD or more, up to about 1000 KD, preferably about 0.1 KD, as determined by conventional molecular sizing techniques such as centrifugation or SDS polyacrylamide gel electrophoresis. .1, 0.2, 0.5, 1, 2, 5, 10, 20, 30, and 50 KD.

【0112】 本明細書で使用されるとき、用語『細胞』は、いかなる一次細胞又は不死化細
胞株、組織及び器官におけるそのような細胞のいかなる群も包含することが意図
される。好ましくは、細胞は、哺乳類のものであり、特にヒト起源であり、1又
はそれより多くの病原体により感染させることができる。発明に合致した『宿主
細胞』は、感染されられた細胞であってもよく、又は、本明細書に記載される核
酸を増やすのに使うことができるE.coli(大腸菌)のような細胞であって
もよい。
As used herein, the term “cell” is intended to encompass any primary cell or any group of such cells in immortalized cell lines, tissues and organs. Preferably, the cells are of mammalian origin, especially of human origin, and can be infected by one or more pathogens. A "host cell" in accordance with the invention may be an infected cell, or may be an E. coli that can be used to propagate a nucleic acid described herein. It may be a cell such as E. coli.

【0113】 本抗病原体システムは、1又はそれより多くの病原体で感染させられる、又は
感染させられてもよい種々の細胞と共にイン・ビトロ及びイン・ビボの使用に好
適である。
The present anti-pathogen system is suitable for use in vitro and in vivo with a variety of cells that are infected or may be infected with one or more pathogens.

【0114】 抗病原体システムの使用で説明したように、単一血清型の病原体で培養細胞を
感染させることができる。感染させられた細胞は、次いでイン・ビトロにて特定
の融合タンパク質と接触させられる。前に議論したように、融合タンパク質は、
病原体感染によって誘導される1又はそれよりも多くのプロテアーゼの存在下で
細胞傷害性ドメインが活性化されるように構成されている。細胞への形質導入を
提供した後(通常、約30分未満)、細胞は、約2〜24時間までの間で、典型
的には約18時間の間で融合タンパク質を切断することができる。この時間の後
、好適な緩衝液又は細胞培養液で細胞を洗浄し、次いで生存率を評価する。融合
タンパク質によって細胞を殺す又は傷つけるのに割り当てられる時間は、選択さ
れる特定の細胞傷害性ドメインによって変化する。しかしながら、生存率は多く
の場合、約2〜6時間〜約24時間後までに評価することができる。以下で更に
詳細に説明するように、細胞の生存率は、周知の色素(例えば、トリパンブルー
)又は蛍光の取り込みをモニターすることにより容易に測定又は定量することが
できる。
As described for the use of anti-pathogen systems, cells in culture can be infected with a single serotype of pathogen. The infected cells are then contacted in vitro with the particular fusion protein. As discussed earlier, the fusion protein
The cytotoxic domain is configured to be activated in the presence of one or more proteases induced by the pathogen infection. After providing for transduction of the cells (typically less than about 30 minutes), the cells can cleave the fusion protein for up to about 2 to 24 hours, typically about 18 hours. After this time, the cells are washed with a suitable buffer or cell culture and then assessed for viability. The time allotted to kill or damage cells by the fusion protein will vary depending on the particular cytotoxic domain chosen. However, viability can often be assessed after about 2-6 hours to about 24 hours. As described in more detail below, cell viability can be easily measured or quantified by monitoring uptake of well-known dyes (eg, trypan blue) or fluorescence.

【0115】 本抗病原体システムは、細胞性プロテアーゼの発現が疾患の細胞型において特
異的に生じ、その他の細胞では生じないようなヒトの種々の疾患のイン・ビトロ
又はイン・ビボの治療にも好適である。その上、特性に特異的なほかの細胞は、
重金属の高いレベル、DNAの損傷、制御できない細胞分裂などのような特定の
細胞型を標的とするのにも利用することができる。
The present anti-pathogen system is also useful for the treatment of various human diseases in vitro or in vivo where the expression of cellular proteases occurs specifically in the cell types of the disease and not in other cells. It is suitable. In addition, other cells that are specific for properties
It can also be used to target specific cell types such as high levels of heavy metals, DNA damage, uncontrolled cell division and the like.

【0116】 発明の好ましい実施態様は、乳腺、前立腺、卵巣、中枢神経系、脳、結腸、肺
、皮膚などにおける腫瘍、又は白血病細胞などのような播種性腫瘍を含む一次又
は二次腫瘍を担っている動物を治療するための方法を提供する。
Preferred embodiments of the invention carry primary or secondary tumors, including tumors in the mammary gland, prostate, ovary, central nervous system, brain, colon, lung, skin, etc., or disseminated tumors such as leukemia cells. Methods for treating an animal that is in need.

【0117】 特に好ましいのは、前立腺癌の治療法である。 癌の好ましい治療法は、形質導入可能な形態のp53タンパク質を使用するこ
とである。融合タンパク質は、完全長のp53タンパク質を含んでもよく、又は
腫瘍抑制因子として作用することが可能なp53タンパク質の一部を含んでもよ
い。特に好ましいのは、TAT−p53 1−364融合コンストラクトである
Particularly preferred are methods of treating prostate cancer. A preferred treatment for cancer is to use a transducible form of the p53 protein. The fusion protein may include the full-length p53 protein, or may include a portion of the p53 protein that can act as a tumor suppressor. Particularly preferred is the TAT-p53 1-364 fusion construct.

【0118】 上述したように、抗病原体システムは柔軟であり、具体的な用途に誂えられた
形態で提供することができる。例えば、該システムは、第1の融合タンパク質が
形質導入ドメインと細胞傷害性ドメインを含み、第2の融合タンパク質が形質導
入ドメインと病原体誘導のプロテアーゼ又は宿主細胞誘導のプロテアーゼを含む
2つの融合タンパク質を提供することができる。
As mentioned above, the anti-pathogen system is flexible and can be provided in a form tailored to a particular application. For example, the system comprises two fusion proteins, wherein the first fusion protein comprises a transduction domain and a cytotoxic domain and the second fusion protein comprises a transduction domain and a pathogen-derived protease or a host cell-derived protease. Can be provided.

【0119】 通常の方法により生存率について、本発明の融合分子によって形質導入された
細胞を評価することができる。1つのアプローチでは、形質導入後、又はその最
中にDNA複製を測定することにより細胞の生存率を容易に評価することができ
る。例えば、好ましいアッセイは、放射性標識したチミジンのような検出可能に
標識された1又はそれより多くのヌクレオシドの細胞への取り込みを含む。トリ
クロロ酢酸(TCA)沈殿後にシンチレーションでカウントすることを含む数種
の従来のアプローチによって都合よく取り込みを測定することができる。その他
の細胞生存率測定法には、周知のトリパンブルー色素排除法が挙げられる。
[0119] Cells transduced with the fusion molecules of the invention can be assessed for viability by conventional methods. In one approach, cell viability can be easily assessed by measuring DNA replication after or during transduction. For example, a preferred assay involves the incorporation of one or more detectably labeled nucleosides, such as radiolabeled thymidine, into cells. Incorporation can be conveniently measured by several conventional approaches, including trichloroacetic acid (TCA) precipitation followed by scintillation counting. Other methods for measuring cell viability include the well-known trypan blue exclusion method.

【0120】 述べているように、本発明の融合分子は、標的細胞又はそのような細胞群に効
率良く形質導入される。所望であれば、単一の戦略又は様々な戦略の組合せによ
って、形質導入効率をモニターすることができ、定量することができる。
As mentioned, the fusion molecules of the present invention efficiently transduce target cells or groups of such cells. If desired, transduction efficiency can be monitored and quantified by a single strategy or a combination of various strategies.

【0121】 例えば、1つのアプローチには、細胞による融合タンパク質の取り込みを測定
するイン・ビトロアッセイが含まれる。該アッセイは、例えば、放射性原子、蛍
光、リン光、又は化学発光のタグ(例えば、フルオレセイン、ローダミン、又は
FITC)で検出可能に融合タンパク質を標識すること、次いで標識された融合
タンパク質の取り込みを測定することが包含される。別の方法としては、西洋ワ
サビペルオキシターゼ、β−ガラクトシダーゼ、クロラムフェニコールアセチル
トランスフェラーゼ又はルシフェラーゼのような検出可能な標識を形成すること
ができる酵素によって融合タンパク質を標識することができる。好ましいアプロ
ーチでは、所望の融合タンパク質を周知の緑色蛍光タンパク質(GFP)に遺伝
的に融合し、次いで融合タンパク質をアッセイすることが可能である。通常のセ
ルソーター(例えばFACS)で標識された細胞を定量することにより、蛍光顕
微鏡により、又はオートラジオグラフィによるような数種の従来の方法によって
取り込みを測定することができる。アッセイに関連した開示については、以下の
Sambrook et al. 及びAusubel et alを一般的に参照のこと。
For example, one approach involves an in vitro assay that measures the uptake of the fusion protein by cells. The assay measures, for example, detectably labeling the fusion protein with a radioactive, fluorescent, phosphorescent, or chemiluminescent tag (eg, fluorescein, rhodamine, or FITC), and then measures incorporation of the labeled fusion protein. Is included. Alternatively, the fusion protein can be labeled with an enzyme capable of forming a detectable label, such as horseradish peroxidase, β-galactosidase, chloramphenicol acetyltransferase or luciferase. In a preferred approach, it is possible to genetically fuse the desired fusion protein to the well-known green fluorescent protein (GFP) and then assay the fusion protein. Uptake can be measured by quantifying cells labeled with a conventional cell sorter (eg, FACS), by fluorescence microscopy, or by several conventional methods, such as by autoradiography. For disclosure related to the assay, see
See generally Sambrook et al. And Ausubel et al.

【0122】 発明の好ましい融合タンパク質は、細胞によるタンパク質の取り込みのモニタ
ーに関して、いかなる従来法によっても測定される、特に、FACS又は関連す
る顕微鏡法によって測定されるように、少なくとも標的細胞の総数の約20%〜
80%、更に好ましくは少なくとも約90%、95%、99%、100%まで形
質導入することができる。標的細胞の総数は、標準法により算出することができ
る。
Preferred fusion proteins of the invention are measured by any conventional method for monitoring the uptake of proteins by cells, in particular at least about the total number of target cells, as measured by FACS or related microscopy. 20% ~
Transduction can be as high as 80%, more preferably at least about 90%, 95%, 99%, 100%. The total number of target cells can be calculated by a standard method.

【0123】 述べているように、本発明は、融合タンパク質及び融合タンパク質をコードす
る核酸(例えば、DNA)に関する。細胞傷害性ドメインがポリペプチド配列で
ある場合、用語、融合タンパク質は、典型的には異なった源に由来し、操作可能
に連結される少なくとも2つのポリペプチドを記述することを意図する。ポリペ
プチドに関して、用語『操作可能に連結される』は、各ポリペプチドが意図され
た機能を果すことができるような方法で2つのポリペプチドが連結されることを
意味することを意図する。典型的には、2つのポリペプチドはペプチド結合を介
して共有結合する。議論したように、所望であれば、2つのポリペプチドはペプ
チドリンカーによって分離してもよい。
As noted, the present invention relates to fusion proteins and nucleic acids (eg, DNA) encoding the fusion proteins. Where the cytotoxic domain is a polypeptide sequence, the term fusion protein is intended to describe at least two polypeptides, typically from different sources and operably linked. With respect to polypeptides, the term "operably linked" is intended to mean that two polypeptides are linked in such a way that each polypeptide can perform its intended function. Typically, the two polypeptides are covalently linked via a peptide bond. As discussed, if desired, the two polypeptides may be separated by a peptide linker.

【0124】 本明細書に記載される融合タンパク質は好ましくは通常の組換えDNA法で作
製される。例えば、第1のポリペプチドをコードするDNA分子を第2のポリペ
プチドをコードするもう1つのDNAに繋ぐことができる。この例では、生じた
ハイブリッドDNAは、好適な宿主細胞で発現することができ、融合タンパクを
生産する。繋いだ後、コードされたポリペプチドの翻訳フレームが変化しないよ
うに(即ち、DNA分子が互いにインフレームで繋がれる)互いに3’から5’
方向にDNA分子を繋ぐ。生じたDNA分子はインフレームで融合タンパク質を
コードする。
[0124] The fusion proteins described herein are preferably made by conventional recombinant DNA techniques. For example, a DNA molecule encoding a first polypeptide can be joined to another DNA encoding a second polypeptide. In this example, the resulting hybrid DNA can be expressed in a suitable host cell, producing a fusion protein. After splicing, the translational frames of the encoded polypeptides are not altered (ie, the DNA molecules are spliced in frame with each other) and are 3 'to 5' to each other.
Connect DNA molecules in the direction. The resulting DNA molecule encodes the fusion protein in frame.

【0125】 それぞれが意図された機能を実行できるという条件で、融合タンパク質の構成
成分は、ほとんどいかなる順にも編成することができる。例えば、1つの実施態
様では、タンパク質形質導入ドメインは、細胞傷害性ドメイン内に包含される病
原体特異的プロテアーゼ切断部位に隣接する。更に、細胞傷害性ドメインは、病
原体特異的プロテアーゼ切断部位を隣接することができ、その一方又は双方がタ
ンパク質形質導入ドメインに隣接することができる。本発明は環状融合タンパク
質も熟慮する。
The components of the fusion protein can be organized in almost any order, provided that each is capable of performing its intended function. For example, in one embodiment, the protein transduction domain is adjacent to a pathogen-specific protease cleavage site contained within the cytotoxic domain. Further, the cytotoxic domain can be flanked by pathogen-specific protease cleavage sites, one or both of which can be flanked by protein transduction domains. The present invention also contemplates circular fusion proteins.

【0126】 病原体特異的切断部位を含む好ましい細胞傷害性ドメインは、そのようなドメ
インが意図されている機能を実施できるサイズを有する。特に好ましい細胞傷害
性ドメインは少なくとも約0.1、0.2、0.5、0.75、1、5、10、
25、30、50、100、200、500kD 約1000kD以上でありう
る。細胞傷害性ドメインのサイズが通常、融合たんぱく質のサイズを上回るのは
明らかなはずである。好ましい病原体特異的切断部位は、約4〜約30又は40
、好ましくは約8〜約20、更に好ましくは約14のアミノ酸の長さである。
Preferred cytotoxic domains that contain a pathogen-specific cleavage site are of a size such that such domains can perform their intended function. Particularly preferred cytotoxic domains are at least about 0.1, 0.2, 0.5, 0.75, 1, 5, 10,
25, 30, 50, 100, 200, 500 kD It can be about 1000 kD or more. It should be clear that the size of the cytotoxic domain usually exceeds the size of the fusion protein. Preferred pathogen-specific cleavage sites are from about 4 to about 30 or 40
, Preferably about 8 to about 20, more preferably about 14 amino acids in length.

【0127】 以下の表1を参照のこと。周知の化学的架橋法を含む種々の方法によって、病
原体特異的プロテアーゼ切断部位を作製し、細胞傷害性ドメインに融合すること
ができる。例えば、Chemical Modification of Proteins (タンパク質の化学修
飾)(Holden~Day) 中のMeans, G. E. and Feeney, R. E. (1974)を参照のこと
。また、Chemistry of Protein Conjugation and Cross~Linking(タンパク質の
共役と架橋の化学) (CRC Press)中の S. S. Wong (1991)を参照のこと。しかし
ながら、一般的にインフレームの融合タンパク質を作製するには組換え操作が好
まれる。
See Table 1 below. Pathogen-specific protease cleavage sites can be created and fused to the cytotoxic domain by various methods, including well-known chemical cross-linking methods. See, for example, Means, GE and Feeney, RE (1974) in Chemical Modification of Proteins (Holden ~ Day). See also SS Wong (1991) in Chemistry of Protein Conjugation and Cross-Linking (CRC Press). However, recombination is generally preferred for producing in-frame fusion proteins.

【0128】 述べているように、数種の方法で発明に合致する融合分子を編成することがで
きる。例示となる構成では、形質導入ドメインのC末端を細胞傷害性ドメインの
N末端に操作可能に連結する。所望ならば、組換え法によりその連結を達成する
ことができる。しかしながら、もう1つの構成では、形質導入ドメインのN末端
を細胞傷害性ドメインのC末端に連結する。細胞傷害性ドメインの中で、第1の
病原体特異的プロテアーゼ切断部位のN末端を形質導入ドメインのC末端に操作
可能に連結することができ、プロテアーゼ切断部位のC末端を潜在的毒性分子の
N末端に操作可能に連結することができる。更にもう1つの構成では、細胞傷害
性ドメインのC末端を、第1の病原体特異的部位と同一又は異なっている第2の
病原体特異的プロテアーゼ切断部位のN末端に連結することができる。好ましく
は、第1及び第2の病原体−切断部位は、病原体感染により誘導される同一のプ
ロテアーゼにより特異的に切断される。
As mentioned, fusion molecules consistent with the invention can be organized in several ways. In an exemplary configuration, the C-terminus of the transduction domain is operably linked to the N-terminus of the cytotoxic domain. If desired, the ligation can be achieved by recombinant methods. However, in another configuration, the N-terminus of the transduction domain is linked to the C-terminus of the cytotoxic domain. Within the cytotoxic domain, the N-terminus of the first pathogen-specific protease cleavage site can be operably linked to the C-terminus of the transduction domain, and the C-terminus of the protease cleavage site can be linked to the N of the potential toxic molecule. It can be operably linked to a terminus. In yet another configuration, the C-terminus of the cytotoxic domain can be linked to the N-terminus of a second pathogen-specific protease cleavage site that is the same or different from the first pathogen-specific site. Preferably, the first and second pathogen-cleavage sites are specifically cleaved by the same protease induced by the pathogen infection.

【0129】 別の方法として、又は更に、1又はそれより多くのプロテアーゼ切断部位を、
必要に応じて潜在的毒性分子に挿入することができる。 本発明に合致する好ましい融合タンパク質には、配列において(N〜C末端)
操作可能に連結された、1)形質導入ドメイン/1又はそれより多くの病原体特
異的プロテアーゼ切断部位/及び潜在的毒性分子;2)形質導入ドメイン/病原
体特異的プロテアーゼ切断部位/及びチモーゲン;及び3)形質導入ドメイン/
第1の病原体特異的プロテアーゼ切断部位/第1のチモーゲンサブユニット/第
2の病原体特異的プロテアーゼ切断部位/及び第2のチモーゲンサブユニットが
挙げられる。更に、EE、HA、Myc、及びポリヒスチジン、特に6Xhis
のような1又はそれより多くのタンパク質タグを、例えば、溶解性を改善する、
又は融合タンパク質の単離及び同定を円滑にするために、所望ならば、形質導入
ドメインのN末端に融合することができる。以下の実施例を参照のこと。
Alternatively or additionally, one or more protease cleavage sites may be
It can be inserted into potentially toxic molecules as needed. Preferred fusion proteins consistent with the present invention include (N-C-terminal)
Operably linked: 1) transduction domain / one or more pathogen-specific protease cleavage sites / and potential toxic molecules; 2) transduction domain / pathogen-specific protease cleavage sites / and zymogen; and 3 ) Transduction domain /
A first pathogen-specific protease cleavage site / first zymogen subunit / second pathogen-specific protease cleavage site / and a second zymogen subunit. Further, EE, HA, Myc, and polyhistidine, especially 6Xhis
One or more protein tags, such as to improve solubility,
Alternatively, it can be fused to the N-terminus of the transduction domain, if desired, to facilitate isolation and identification of the fusion protein. See the examples below.

【0130】 一般的には好まれないが、細胞核への輸送を円滑にするためにポリペプチド配
列を操作可能に融合タンパク質に連結することが可能である。タンパク質に包含
されるとタンパク質の核への輸送を促進するように働くアミノ酸配列は公知であ
り、核局在シグナル(NLS)と呼ばれている。核局在シグナルは典型的には1
本の塩基性アミノ酸で構成される。不均質なタンパク質(例えば、発明の融合タ
ンパク質)に結合されると、核局在シグナルは、タンパク質の細胞核への輸送を
促進する。細胞表面に露出され、タンパク質の機能を妨害しないように核局在シ
グナルを不均質なタンパク質に結合する。好ましくは、NLSは、例えば、N末
端のようなタンパク質の一方の端に結合する。SV40核局在シグナルはNLS
の非限定例であり、発明の融合タンパク質に包含することができる。SV40の
核局在シグナルは以下のようなアミノ酸配列を有する:Thr−Pro−Lys
−Lys−Lys−Lys−Arg−Lys−Val(SEQ ID NO:3
)。 好ましくは、核局在シグナルをコードする核酸はインフレームにて通常の
組換えDNA法により融合タンパク質をコードする核酸に繋ぎ合わされる(例え
ば、5’末端)。
Although not generally preferred, the polypeptide sequence can be operably linked to a fusion protein to facilitate transport to the cell nucleus. Amino acid sequences that, when included in a protein, act to promote transport of the protein to the nucleus are known and are referred to as nuclear localization signals (NLS). The nuclear localization signal is typically 1
It is composed of basic amino acids. When bound to a heterogeneous protein (eg, a fusion protein of the invention), the nuclear localization signal facilitates transport of the protein to the cell nucleus. It is exposed on the cell surface and binds a nuclear localization signal to the heterogeneous protein so as not to interfere with the function of the protein. Preferably, the NLS binds to one end of the protein, for example, the N-terminus. SV40 nuclear localization signal is NLS
And can be included in the fusion proteins of the invention. The SV40 nuclear localization signal has the following amino acid sequence: Thr-Pro-Lys
-Lys-Lys-Lys-Arg-Lys-Val (SEQ ID NO: 3
). Preferably, the nucleic acid encoding the nuclear localization signal is spliced in-frame (eg, at the 5 'end) to the nucleic acid encoding the fusion protein by conventional recombinant DNA techniques.

【0131】 上述したように、発明の融合タンパク質は、部分的には、本明細書で、タンパ
ク質形質導入ドメイン、形質導入ドメイン、形質を導入するドメイン又は『PT
D』ともいわれ、融合タンパク質の細胞への侵入を提供する、第1のポリペプチ
ドで構成される。連結されたペプチドの細胞への侵入を提供する能力を有するペ
プチドは、既知であり、TAT、『ペネトラチン』Ala−Lys−Ile−T
rp−Phe−Gln−Asn−Arg−Arg−Met−Lys−Trp−L
ys−LysGlu−Asn(SEQ ID NO:1)(Derossi et al., J.
Bio. Chem., 269:10444(1994))ともいわれるアンテナペディア・ホメオドメイ
ン及びHSV V22(Elliot and O'Hare, Cell, 88:223(1997))のような前
述したものが挙げられる。
As mentioned above, the fusion proteins of the invention may be partially referred to herein as protein transduction domains, transduction domains, transduction domains or “PT
D ", which comprises the first polypeptide, which provides for entry of the fusion protein into the cell. Peptides having the ability to provide entry of the ligated peptide into cells are known and are described in TAT, "Penetratin" Ala-Lys-Ile-T.
rp-Phe-Gln-Asn-Arg-Arg-Met-Lys-Trp-L
ys-LysGlu-Asn (SEQ ID NO: 1) (Derossi et al., J. Am.
Bio. Chem., 269: 10444 (1994)), and those described above, such as Antennapedia homeodomain and HSV V22 (Elliot and O'Hare, Cell, 88: 223 (1997)).

【0132】 例となる形質導入タンパク質は、少なくともTATの基本領域(天然型TAT
タンパク質のアミノ酸49〜57)を含むTAT断片である。TAT断片はアミ
ノ酸の長さで、約9、10、12、15、20、25、30、又は50アミノ酸
から86アミノ酸までの間であることができる。TAT断片は好ましくは、TA
Tシステインリッチ領域(天然型TATのアミノ酸22〜36)及びカルボキシ
ル末端ドメイン(天然型TATのアミノ酸73〜86)をコードするTATエク
ソン2を欠く。TAT形質導入ドメインは以下のアミノ酸配列を有する:YGR
KKRRQRRR(SEQ ID NO:2)。そのアミノ酸配列は本明細書で
は『最小TAT配列』と呼ばれることもある。米国特許第5,674,980号
及びTAT構造に関してその中で引用されている引用文献を参照のこと。また、
TAT配列については、Green, M. and Lowenstein, P. M. (1988)を参照のこと
An exemplary transducing protein comprises at least the basic region of TAT (natural TAT).
TAT fragment containing amino acids 49-57) of the protein. The TAT fragment can be between about 9, 10, 12, 15, 20, 25, 30, or 50 amino acids up to 86 amino acids in length. The TAT fragment is preferably TA
It lacks TAT exon 2 which encodes a T-cysteine rich region (amino acids 22-36 of native TAT) and a carboxyl terminal domain (amino acids 73-86 of native TAT). The TAT transduction domain has the following amino acid sequence: YGR
KKRRQRRR (SEQ ID NO: 2). The amino acid sequence is sometimes referred to herein as "minimal TAT sequence." See U.S. Patent No. 5,674,980 and the references cited therein for the TAT structure. Also,
For TAT sequences, see Green, M. and Lowenstein, PM (1988).

【0133】 上で議論したように、及び以下の実施例の中で、TAT断片に関して形質導入
を高める種々の修飾が熟慮されている。例えば、自由に回転できるように、タン
パク質形質導入ドメインにはグリシン残基が隣接することができる。例えば、図
面の図2を参照のこと。別の方法として、所望ならば、その他のアミノ酸配列及
び特に中性及び/又は親水性残基をTAT断片に加えてもよい。当該分野で知ら
れているもののようなタンパク質タグをTAT断片に加えてもよい。そのような
タンパク質タグの例には、6XHis、HA、EE及びMycが挙げられる。一
般に、修飾されたTAT断片のサイズはアミノ酸の長さで、少なくとも10、1
2、15、20、25、30、50、100、200〜約500アミノ酸である
As discussed above, and in the examples below, various modifications that enhance transduction with respect to the TAT fragment are contemplated. For example, glycine residues can be flanked by protein transduction domains to allow free rotation. See, for example, FIG. 2 of the drawings. Alternatively, if desired, other amino acid sequences and especially neutral and / or hydrophilic residues may be added to the TAT fragment. A protein tag such as those known in the art may be added to the TAT fragment. Examples of such protein tags include 6XHis, HA, EE and Myc. Generally, the size of the modified TAT fragment is at least 10, 1
2, 15, 20, 25, 30, 50, 100, 200 to about 500 amino acids.

【0134】 融合タンパク質の細胞への侵入を手助けするタンパク質及びその一部のいかな
るものからも融合タンパク質の形質導入ドメインを得ることができる。述べてい
るように、好ましいタンパク質には、例えば、非天然型配列と同様に、TAT、
アンテナペディア・ホメオドメイン及びHSA V22が挙げられる。例えば、
合成したタンパク質形質導入ドメインが、所望のように融合タンパク質の細胞へ
の侵入を可能にするかどうかを判定するために簡単に融合タンパク質を調べるこ
とによって、合成したタンパク質形質導入ドメインの適応性を容易に評価するこ
とができる。
The transduction domain of the fusion protein can be obtained from any of the proteins and any of the proteins that facilitate entry of the fusion protein into cells. As noted, preferred proteins include, for example, TAT, as well as non-naturally occurring sequences.
Antennapedia homeodomain and HSA V22. For example,
Facilitates the adaptability of the synthesized protein transduction domain by simply examining the fusion protein to determine if the synthesized protein transduction domain allows the fusion protein to enter the cell as desired Can be evaluated.

【0135】 用語『合成したタンパク質』又は類似の用語、非天然型アミノ酸配列は、組換
え法又は化学的なペプチド合成を含む方法で作られる。 形質導入TATタンパク質の多数の変異体が当該分野で記載されている。本発
明に合致してこのような変異体を使用することができる。参考として組み入れら
れる開示である、形質導入TATタンパク質を作製する及び使用する方法を報告
している米国特許第5,652,122号を参照のこと。
The term “synthesized protein” or similar terms, non-natural amino acid sequences, are made by methods involving recombinant methods or chemical peptide synthesis. Numerous variants of the transduced TAT protein have been described in the art. Such variants can be used in accordance with the present invention. See U.S. Patent No. 5,652,122, which discloses a method for making and using transduced TAT proteins, the disclosure of which is incorporated by reference.

【0136】 従来の技法によって、追加的な形質導入ドメイン及び特に形質を導入するタン
パク質を容易に同定することができる。例えば、1つのアプローチでは、所望の
TAT断片のような形質導入ドメイン候補を通常の組換え操作を用いて、細胞傷
害性ドメインに融合し、インフレームの融合タンパク質を形成する。続いて、例
えば、放射性原子又はFITCのような蛍光標識によって融合タンパク質を検出
可能に標識する。次いで検出可能に標識された融合タンパク質を上述したような
細胞に加え、融合タンパク質のレベルを測定する。好ましい形質導入ドメインは
、約1ピコモル〜約100マイクロモル、好ましくは約50ピコモル〜約75マ
イクロモル、更に好ましくは約1〜約100ナノモルの間の融合タンパク質の細
胞内濃度を達成することができる。
By conventional techniques, additional transduction domains and, in particular, proteins that transduce, can be readily identified. For example, in one approach, a candidate transduction domain, such as the desired TAT fragment, is fused to the cytotoxic domain using conventional recombination techniques to form an in-frame fusion protein. Subsequently, the fusion protein is detectably labeled, for example by a radioactive atom or a fluorescent label such as FITC. The detectably labeled fusion protein is then added to the cells as described above, and the level of the fusion protein is measured. Preferred transduction domains can achieve intracellular concentrations of the fusion protein of between about 1 picomolar to about 100 micromolar, preferably between about 50 picomolar to about 75 micromolar, more preferably between about 1 to about 100 nanomolar. .

【0137】 特に熟慮された形質を導入するタンパク質は、例えば上述したようなTAT、
VP22又はアンテナペディアのような既知の形質導入タンパク質又は断片の標
的変異誘発によって得られるようなものである。典型的には、相当する完全長の
形質導入タンパク質配列を含む同じ融合タンパク質と比べたとき、変異を誘発さ
れた形質導入タンパク質は、少なくとも約2、3、4、5、10、20、30、
40、又は50倍良好な、所望の融合タンパク質の形質導入を示す。
Particularly contemplated trait-introducing proteins include, for example, TAT, as described above,
As obtained by targeted mutagenesis of a known transducing protein or fragment such as VP22 or Antennapedia. Typically, when compared to the same fusion protein containing the corresponding full-length transduction protein sequence, the mutated transduction protein will have at least about 2, 3, 4, 5, 10, 20, 30,
Shows 40- or 50-fold better transduction of the desired fusion protein.

【0138】 本発明に合致する好ましい形質導入タンパク質は、クラスIアミノ酸配列であ
り、好ましくは以下の一般式によって表されるペプチドを少なくとも包含するペ
プチド配列である:B1−X1−X2−X3−B2−X4−X5−B3(式中、
B1、B2およびB3はそれぞれ独立して塩基性アミノ酸であり、同一又は異な
っており;及びX1、X2、X3、X4及びX5はそれぞれ独立してアルファ−
螺旋増強アミノ酸であり、同一又は異なっている)。典型的にはこのような配列
は合成されたものである。
A preferred transducing protein consistent with the present invention is a class I amino acid sequence, preferably a peptide sequence that includes at least a peptide represented by the following general formula: B1-X1-X2-X3-B2 -X4-X5-B3 (wherein,
B1, B2 and B3 are each independently basic amino acids and are the same or different; and X1, X2, X3, X4 and X5 are each independently alpha-
Helix enhancing amino acids, which are the same or different). Typically, such sequences are synthetic.

【0139】 本明細書で使用されるとき、用語『塩基性アミノ酸』又は類似の用語は、第一
級、第二級又は第三級アミン若しくは窒素環構成を含む環状基のような塩基性残
基を有するアミノ酸をいう。好ましい塩基性アミノ酸は、リジン(Lys)及び
アルギニン(Arg)であり、アルギニンが特に好まれる。ヒスチジン(His
)も好適な塩基性アミノ酸でありうる。
As used herein, the term “basic amino acid” or similar terms refers to basic residues such as primary, secondary or tertiary amines or cyclic groups containing a nitrogen ring configuration. Refers to an amino acid having a group. Preferred basic amino acids are lysine (Lys) and arginine (Arg), with arginine being particularly preferred. Histidine (His)
) Can also be a suitable basic amino acid.

【0140】 用語『アルファ−螺旋』増強アミノ酸及び類似の用語は、当該分野で周知のア
ッセイにより測定されるような、アルファ−螺旋を形成する又は安定化すること
が認識された傾向を有するアミノ酸を意味する。一般に、O'Neil, K. T. and D
eGrado, W. F. (1990) Science 250:646及びそのようなアッセイのためにそこで
引用されている引用文献を参照のこと。好ましいアルファ−螺旋増強アミノ酸に
は、アラニン(Ala)、アルギニン(Arg)、リジン(Lys)、ロイシン
(Leu)、及びメチオニン(Met)が挙げられる。特に好ましいアルファ−
螺旋増強アミノ酸はアラニンである。用語『実質的なアルファ螺旋性』は、特定
のペプチドが、例えば螺旋ホイールダイアグラム又はその他の従来の手段によっ
て判定されるような認識可能なアルファ螺旋構造を有することを意味する。
The term “alpha-helix” enhancing amino acids and similar terms refer to amino acids that have a recognized tendency to form or stabilize an alpha-helix, as measured by assays well known in the art. means. In general, O'Neil, KT and D
See eGrado, WF (1990) Science 250: 646 and the references cited therein for such assays. Preferred alpha-helix enhancing amino acids include alanine (Ala), arginine (Arg), lysine (Lys), leucine (Leu), and methionine (Met). Particularly preferred alpha-
The helix enhancing amino acid is alanine. The term "substantially alpha-helical" means that the particular peptide has a recognizable alpha-helical structure, as determined, for example, by a helical wheel diagram or other conventional means.

【0141】 1つの実施態様では、ペプチドは式、B1−X1−X2−X3−B2−X4−
X5−B3(式中、B1、B2およびB3の少なくとも1つはアルギニンであり
、好ましくはB1、B2およびB3の全てがアルギニンであり;及びX1、X2
、X3、X4及びX5はそれぞれ独立してアルファ−螺旋増強アミノ酸であり、
同一又は異なっている)で表される。好ましくは、X1、X2、X3、X4及び
X5の少なくとも1つはアラニンであり、更に好ましくはX1、X2、X3、X
4及びX5の全てがアラニンである。もう1つの実施態様では、ペプチドは式、
B1−X1−X2−X3−B2−X4−X5−B3(式中、B1、B2およびB
3はそれぞれ独立して塩基性アミノ酸であり、同一又は異なっており;及びX1
、X2、X3、X4及びX5の少なくとも1つはアラニンであり、更に好ましく
はX1、X2、X3、X4及びX5の全てがアラニンである)で表される。この
ような実施態様では、アルギニンのような塩基性アミノ酸残基は、実質的にペプ
チドの少なくとも一面に沿って並び、典型的には、一面に沿って並ぶ。
In one embodiment, the peptide has the formula: B1-X1-X2-X3-B2-X4-
X5-B3 wherein at least one of B1, B2 and B3 is arginine, preferably all of B1, B2 and B3 are arginine; and X1, X2
, X3, X4 and X5 are each independently an alpha-helix enhancing amino acid;
The same or different). Preferably, at least one of X1, X2, X3, X4 and X5 is alanine, more preferably X1, X2, X3, X
4 and X5 are all alanine. In another embodiment, the peptide has the formula:
B1-X1-X2-X3-B2-X4-X5-B3 (wherein B1, B2 and B
3 are each independently a basic amino acid and are the same or different; and X1
, X2, X3, X4 and X5 are alanine, and more preferably all of X1, X2, X3, X4 and X5 are alanine). In such embodiments, a basic amino acid residue such as arginine is substantially aligned along at least one surface of the peptide, typically along one surface.

【0142】 本発明に合致する追加的な好ましい形質導入タンパク質は、合成アミノ酸配列
であり、好ましくは、以下の一般式で表されるペプチドを少なくとも包含するペ
プチドである:B1−X1−X2−B2−B3−X3−X4−B4(式中、B1
、B2B3およびB4はそれぞれ独立して塩基性アミノ酸であり、同一又は異な
っており;及びX1、X2、X3、及びX4はそれぞれ独立してアルファ−螺旋
増強アミノ酸であり、同一又は異なっている)。1つの実施態様では、B1、B
2、B3およびB4の少なくとも1つはアルギニンであり、好ましくはB1、B
2、B3およびB4の全てがアルギニンであり;及びX1、X2、X3、及びX
4はそれぞれ独立してアルファ−螺旋増強アミノ酸であり、同一又は異なってい
る。もう1つの実施態様では、B1、B2、B3およびB4はそれぞれ独立して
塩基性アミノ酸であり、同一又は異なっており;及びX1、X2、X3、及びX
4の少なくとも1つはアラニンであり、更に好ましくはX1、X2、X3、及び
X4の全てがアラニン残基である。このような実施態様では、アルギニンのよう
な塩基性アミノ酸残基は、実質的にペプチドの少なくとも一面に沿って並び、典
型的には、一面に沿って並ぶ。
An additional preferred transducing protein consistent with the present invention is a synthetic amino acid sequence, preferably a peptide comprising at least a peptide represented by the following general formula: B1-X1-X2-B2 -B3-X3-X4-B4 (wherein B1
, B2B3 and B4 are each independently basic amino acids and are the same or different; and X1, X2, X3 and X4 are each independently alpha-helix enhancing amino acids and are the same or different). In one embodiment, B1, B
At least one of 2, B3 and B4 is arginine, preferably B1, B
2, B3 and B4 are all arginine; and X1, X2, X3 and X
4 are independently alpha-helix enhancing amino acids, which are the same or different. In another embodiment, B1, B2, B3 and B4 are each independently a basic amino acid and are the same or different; and X1, X2, X3, and X
At least one of 4 is alanine, more preferably all of X1, X2, X3 and X4 are alanine residues. In such embodiments, a basic amino acid residue such as arginine is substantially aligned along at least one surface of the peptide, typically along one surface.

【0143】 用語、塩基性アミノ酸残基の『実質的な配列』又は類似の用語は、各残基が概
念化されたアルファ螺旋上で約3〜4オングストロームの間、好ましくは約3.
6オングストローム、他との間隔を空けることができるように、塩基性アミノ酸
残基が少なくとももう1つの塩基性アミノ酸残基に関して位置を取ることを意味
する。以下、図11及び12に示すもののような通常の螺旋ホイールダイアグラ
ムの検査を含む数種の従来の方法によって配列を実行することができる。好まし
い形質導入ドメインは、約2、3、4、5、6、又は約7〜約10までの実質的
に配列された塩基性アミノ酸残基を示す。
The term “substantial sequence” of basic amino acid residues or similar terms refers to each residue being between about 3-4 Angstroms on the conceptualized alpha helix, preferably about 3.
6 Angstroms, meaning that a basic amino acid residue positions with respect to at least another basic amino acid residue so that it can be spaced apart from the others. In the following, the arrangement can be performed by several conventional methods, including inspection of a conventional spiral wheel diagram such as that shown in FIGS. Preferred transduction domains exhibit about 2, 3, 4, 5, 6, or about 7 to about 10 substantially ordered basic amino acid residues.

【0144】 本発明の更に好ましい形質導入タンパク質は、以下の具体的なペプチド配列に
よって表されるペプチドを少なくとも包含する:YARKARRQARR(SE
Q ID NO:3)、YARAAARQARA(SEQ ID NO:4)、
YARAARRAARR(SEQ ID NO:5)、YARAARRAARA
(SEQ ID NO:6)、YARRRRRRRRR(SEQ ID NO:
7)及びYAAARRRRRRR(SEQ ID NO:8)。特に好ましいの
は以下のペプチド配列から成る、形質を導入するペプチド配列である:YARK
ARRQARR(SEQ ID NO:3)、YARAAARQARA(SEQ
ID NO:4)、YARAARRAARR(SEQ ID NO:5)、Y
ARAARRAARA(SEQ ID NO:6)、YARRRRRRRRR(
SEQ ID NO:7)及びYAAARRRRRRR(SEQ ID NO:
8)。
Further preferred transducing proteins of the present invention include at least the peptides represented by the following specific peptide sequences: YARKARRQARR (SE
Q ID NO: 3), YAARAAARQARA (SEQ ID NO: 4),
YARAARRAARR (SEQ ID NO: 5), YARAARRAARA
(SEQ ID NO: 6), YARRRRRRRRRR (SEQ ID NO:
7) and YAAARRRRRRRR (SEQ ID NO: 8). Particularly preferred is a transducing peptide sequence consisting of the following peptide sequence: YARK
ARRQARR (SEQ ID NO: 3), YARAAARQARA (SEQ
ID NO: 4), YARAARRAARR (SEQ ID NO: 5), Y
ARAARRAARA (SEQ ID NO: 6), YARRRRRRRRRR (
(SEQ ID NO: 7) and YAAARRRRRRRR (SEQ ID NO:
8).

【0145】 本発明の追加的な形質導入タンパク質は、アミノ酸配列であり、好ましくは、
TATの少なくとも49〜56において少なくとも1つのアミノ酸修飾を包含す
る合成配列である。例えば、1つの実施態様では、合成ペプチドは、好適なTA
T対照配列に比べて、そのTAT配列のアルファ螺旋性を高めるようにTAT配
列を修飾した、TATの少なくとも47〜56、48〜56、47〜57、48
〜57、又は49〜57のアミノ酸を包含する。好ましくは、TAT配列はアラ
ニンのようなアルファ螺旋増強アミノ酸による少なくとも1つのアミノ酸置換を
包含する。
An additional transducing protein of the invention is an amino acid sequence, preferably
A synthetic sequence comprising at least one amino acid modification in at least 49-56 of TAT. For example, in one embodiment, the synthetic peptide is a suitable TA
At least 47-56, 48-56, 47-57, 48 of TAT wherein the TAT sequence has been modified to increase the alpha-helicality of the TAT sequence relative to the T control sequence.
-57, or 49-57 amino acids. Preferably, the TAT sequence includes at least one amino acid substitution with an alpha helix enhancing amino acid such as alanine.

【0146】 追加的な形質導入タンパク質は、アミノ酸配列であり、好ましくは、2つ以上
のアルギニンのような塩基性アミノ酸がそのTAT配列の少なくとも一面に沿っ
て実質的に配列するようにTAT配列が修飾された、TATの少なくとも47〜
56、48〜56、47〜57、48〜57、又は49〜57のアミノ酸を包含
する合成ペプチド配列である。 螺旋ホイール上のアルファ螺旋としてTAT配
列を視覚化することを含めた種々のアプローチにより配列を促進することができ
る。以下の図11及び12を参照のこと。
The additional transducing protein is an amino acid sequence, preferably a TAT sequence such that two or more basic amino acids, such as arginine, are arranged substantially along at least one side of the TAT sequence. Modified at least 47-
A synthetic peptide sequence comprising 56, 48-56, 47-57, 48-57, or 49-57 amino acids. The alignment can be facilitated by a variety of approaches, including visualizing the TAT sequence as an alpha helix on a helical wheel. See FIGS. 11 and 12 below.

【0147】 本発明の更なる形質導入タンパク質は、TAT配列がアルファ螺旋増強アミノ
酸による少なくとも1つのアミノ酸置換を包含する、TATの少なくとも49〜
56、好ましくは47〜56、48〜56、47〜57、48〜57、又は49
〜57のアミノ酸を包含するペプチド配列である。この実施態様では、2つ以上
のアルギニンを実質的にTAT配列の少なくとも一面に沿って、好ましくは一面
に沿って並べるためにアミノ酸置換が選択される。1つの実施態様では、好まし
くは、約2、3、4、又は5個のアルギニン残基が、螺旋の少なくとも一面に沿
って、更に特別には螺旋の一面に沿って実質的に並べられる。例えば、アルファ
螺旋性を高め、螺旋の少なくとも一面にアルギニン残基を並べるために、TAT
配列中の約1、2、3、4又は5個のアミノ酸残基〜6個までのアミノ酸残基を
アラニン残基で置換することができる。
Further transduction proteins of the present invention are those wherein the TAT sequence includes at least one amino acid substitution with an alpha helix enhancing amino acid at least 49- to a TAT.
56, preferably 47-56, 48-56, 47-57, 48-57, or 49
1 is a peptide sequence that includes ~ 57 amino acids. In this embodiment, an amino acid substitution is selected to align two or more arginines substantially along at least one surface of the TAT sequence, preferably along one surface. In one embodiment, preferably, about 2, 3, 4, or 5 arginine residues are substantially aligned along at least one side of the helix, and more particularly, along one side of the helix. For example, to increase alpha helicality and align arginine residues on at least one side of the helix, TAT
About 1, 2, 3, 4, or 5 amino acid residues up to 6 amino acid residues in the sequence can be replaced with alanine residues.

【0148】 本発明に合致する追加的な形質導入タンパク質は、Antp配列(SEQ I
D NO:10、以下の表2を参照のこと)、好ましくは、特定のTAT配列に
ついて上述したことに従って修飾されたAntp配列の形質導入部分を少なくと
も含むアミノ酸配列を包含する。特に、修飾は、形質導入タンパク質のアルファ
螺旋性を高めるために、Antp配列の少なくとも一面にそって塩基性アミノ酸
残基(例えば、アルギニン)を並べるために、又はその両方のために選択される
、少なくとも1個のアミノ酸置換、欠失または付加を包含することができる。例
は、好適な対照ペプチド、例えばAntp配列(SEQ ID NO:10)に
比べて、約2、5又は10〜100倍以上までの間で形質導入効率を高めるのに
十分な少なくとも1つのアミノ酸修飾を含むようにAntp配列が修飾された、
Antp配列(SEQ ID NO:10)を包含する形質導入タンパク質であ
る。
An additional transducing protein consistent with the present invention is an Antp sequence (SEQ I
DNO: 10, see Table 2 below), preferably comprising an amino acid sequence comprising at least the transducing portion of the Antp sequence modified according to what has been described above for a particular TAT sequence. In particular, the modification is selected to align basic amino acid residues (eg, arginine) along at least one side of the Antp sequence, or both, to increase the alpha-helicality of the transducing protein. At least one amino acid substitution, deletion or addition can be included. Examples include a suitable control peptide, eg, at least one amino acid modification sufficient to increase transduction efficiency by about 2, 5, or 10 to 100 or more times compared to the Antp sequence (SEQ ID NO: 10). The Antp sequence has been modified to include
It is a transduction protein that includes the Antp sequence (SEQ ID NO: 10).

【0149】 更に好ましいのは、上述したようなクラスII形質導入アミノ酸配列である。
1つの実施態様では、クラスII配列は、以下の式で表されるペプチドである:
X1−X2−R−X3−(P/X4)−(B/X5)−B−(P/X6)−X4
−B−(B/X7);(式中、X1、X2、X3、X4、X5、X6、及びX7
はそれぞれアルファ螺旋助長残基であり、同一又は異なっており;(P/X4)
及び(P/X6)は独立して、プロリン又はアルファ螺旋助長残基であり;Bは
塩基性アミノ酸残基であり;(B/X5)及び(B/X7)はそれぞれ独立して
B又はアルファ螺旋助長残基であり;及びRはアルギニン(Arg)である)。
好ましいアルファ螺旋助長残基はアラニン(Ala)である。好ましい塩基性ア
ミノ酸は、アルギニン(Arg)、リジン(Lys)、特にArgである。特に
好ましいクラスII形質導入アミノ酸配列は、少なくとも1個のプロリン残基、
通常約1〜3個の間のプロリン残基を包含する。
Further preferred are the class II transducing amino acid sequences as described above.
In one embodiment, the class II sequence is a peptide represented by the formula:
X1-X2-R-X3- (P / X4)-(B / X5) -B- (P / X6) -X4
-B- (B / X7); wherein X1, X2, X3, X4, X5, X6, and X7
Are each alpha-helical facilitating residues and are the same or different; (P / X4)
And (P / X6) are independently proline or alpha helix-assisting residues; B is a basic amino acid residue; (B / X5) and (B / X7) are each independently B or alpha And R is arginine (Arg)).
A preferred alpha helix-promoting residue is alanine (Ala). Preferred basic amino acids are arginine (Arg), lysine (Lys), especially Arg. Particularly preferred class II transducing amino acid sequences are at least one proline residue,
Usually it will contain between about 1-3 proline residues.

【0150】 更に具体的には、クラスIIペプチド配列は、以下の実施例13(SEQ I
D NO:36〜41)において提供される。
More specifically, the class II peptide sequence is described in Example 13 below (SEQ I
D NO: 36-41).

【0151】 本明細書に記載される形質導入ドメインの分子量は、意図される用途及び所望
の形質導入効率のようなパラメータに従って変化する。一般に、形質導入ドメイ
ンは、SDS−PAGEゲル電気泳動又はその他の好適なアッセイで判定される
ように、約1、2、3、5、10、20〜約50kDの間の分子量を示す。具体
的に好ましい形質導入ドメインは以下に、及び以下の実施例中に更に完全に記載
されている。
The molecular weight of the transduction domains described herein will vary according to parameters such as the intended use and the desired transduction efficiency. Generally, the transduction domain exhibits a molecular weight between about 1, 2, 3, 5, 10, 20 to about 50 kD, as determined by SDS-PAGE gel electrophoresis or other suitable assay. Specific preferred transduction domains are described more fully below and in the Examples below.

【0152】 述べているように、本発明に合致する好ましい形質導入ドメインは、増強され
た形質導入効率を呈する。この増強は以下に具体的に説明されるような標準法の
1つ又は変法によって評価することができる。本明細書では形質導入効率アッセ
イ又は類似の用語で呼ばれることがある、1つの一般的なアプローチでは、1又
はそれより多い好適な対照分子を所望の形質導入タンパク質と並行して細胞に形
質導入する対照アッセイを参考にして形質導入効率を判定する。好ましくは、形
質導入率及び特定の形質導入ドメインの細胞内の量が測定され、対照分子と比較
される。例となる好適な対照分子には、TATの47〜57(SEQ ID N
O:1)アミノ酸、TATの49〜57アミノ酸、及びAntp配列(SEQ
ID NO:10)が挙げられる。
As noted, preferred transduction domains consistent with the present invention exhibit enhanced transduction efficiencies. This augmentation is performed using standard methods, as specifically described below.
It can be assessed by one or a variant. One common approach, sometimes referred to herein as a transduction efficiency assay or similar term, is to transduce cells with one or more suitable control molecules in parallel with the desired transducing protein. Transduction efficiency is determined with reference to a control assay. Preferably, the transduction rate and the intracellular amount of a particular transduction domain are measured and compared to a control molecule. Exemplary suitable control molecules include TAT 47-57 (SEQ ID N
O: 1) amino acids, 49-57 amino acids of TAT, and the Antp sequence (SEQ
ID NO: 10).

【0153】 本発明の2個以上のタンパク質形質導入ドメイン、例えば、約2、3、4、5
、6〜約10個以上までのタンパク質形質導入ドメインは、形質導入される所望
の分子に共有結合することができる。この実施態様では、タンパク質形質導入ド
メインを直列に結合することができ、又は所望のような1つの好適なペプチドリ
ンカーによって分離することができる。
Two or more protein transduction domains of the invention, for example, about 2,3,4,5
, 6 to up to about 10 or more protein transduction domains can be covalently linked to the desired molecule to be transduced. In this embodiment, the protein transduction domains can be linked in tandem or separated by one suitable peptide linker as desired.

【0154】 本発明の好ましいタンパク質形質導入ドメインは、例えば最小TAT配列又は
その他の好適な対照分子のような好適な対照分子と比べると、約5〜10〜10
0倍以上までの間で形質導入に増強を示す。好ましい形質導入アッセイの例は以
下の実施例7に記載されている。
[0154] Preferred protein transduction domains of the present invention have a range of about 5-10-10 when compared to a suitable control molecule, such as, for example, a minimal TAT sequence or other suitable control molecule.
Transduction is enhanced up to 0-fold or more. An example of a preferred transduction assay is described in Example 7 below.

【0155】 本発明の形質導入タンパク質は、種々の従来の方法によって作製することがで
きる。例えば、所望の形質導入タンパク質をコードしているDNAを、例えばリ
ン酸三エステル法のような既知の合成法によって天然資源からDNAを単離する
ことによって得ることができる。例えば、Ologonucleotide Synthesis(オリゴ
ヌクレオチド合成)(M, Gait ed., 1984, IRL Press)を参照のこと。市販の自
動オリゴヌクレオチド合成機を用いて合成オリゴヌクレオチドを調製してもよい
。形質導入タンパク質をコードする合成オリゴヌクレオチドを種々の好適なベク
ター(例えば、TATベクター)に挿入し、適当な宿主細胞内で発現させてもよ
い。下のAusubel et al. 及びSambrook et al.を参照のこと。
The transducing proteins of the present invention can be made by various conventional methods. For example, DNA encoding a desired transducing protein can be obtained by isolating DNA from natural resources by known synthetic methods, such as, for example, the phosphotriester method. See, eg, Oligonucleotide Synthesis (M, Gaited., 1984, IRL Press). A synthetic oligonucleotide may be prepared using a commercially available automatic oligonucleotide synthesizer. A synthetic oligonucleotide encoding the transducing protein may be inserted into a variety of suitable vectors (eg, a TAT vector) and expressed in a suitable host cell. See Ausubel et al. And Sambrook et al. Below.

【0156】 議論しているように、いくつかの方法によって融合タンパク質の構成成分を結
合することができる。1つの実施態様では、融合タンパク質の形質導入ドメイン
は、細胞傷害性ドメイン(本明細書では『CD』と呼ばれることもある)に操作
可能に結合される。やはり議論しているように、この実施例における細胞傷害性
ドメインの機能は、特定の条件下で感染した細胞を殺す又は損傷することができ
る細胞毒素を産生することである。細胞傷害性ドメインは融合タンパク質の一部
として細胞に形質導入され、病原体感染により誘導される1又はそれより多くの
特定のプロテアーゼの存在下で融合タンパク質から放出されるように具体的に意
図されている。一部の例では、細胞毒素の放出には宿主細胞の更なるプロセッシ
ング又は成熟が伴う。形質導入ドメインと細胞傷害性ドメインを操作可能に結合
する好ましい方法は、インフレームの遺伝的融合タンパク質を共に形成するため
の同一のリガンドをコードする核酸配列を使用することである。
[0156] As discussed, the components of the fusion protein can be linked in several ways. In one embodiment, the transduction domain of the fusion protein is operably linked to a cytotoxic domain (sometimes referred to herein as "CD"). As also discussed, the function of the cytotoxic domain in this example is to produce a cytotoxin that can kill or damage infected cells under certain conditions. The cytotoxic domain is transduced into cells as part of the fusion protein and is specifically intended to be released from the fusion protein in the presence of one or more specific proteases induced by pathogen infection. I have. In some cases, release of the cytotoxin involves further processing or maturation of the host cell. A preferred method of operatively linking the transduction domain and the cytotoxic domain is to use a nucleic acid sequence encoding the same ligand to form together an in-frame genetic fusion protein.

【0157】 前に述べたように、本発明は種々の細胞傷害性ドメインに適合する。好ましい
細胞傷害性ドメインには、既知のチモーゲンのような潜在的毒性分子が挙げられ
る。一般に、ほとんどのチモーゲンは、不十分な触媒活性しか示さない。しかし
ながら、一旦、タンパク質修飾、及び特に1又はそれより多くのプロテアーゼ切
断部位におけるタンパク質分解によって活性化されると、チモーゲンは成熟酵素
に変換される。変換(成熟)がタンパク質分解を含む例では、切断はチモーゲン
における位置に特異的な部位で起きる。チモーゲンから放出された断片自体が触
媒としての活性を持ち、放出によって未成熟酵素を未成熟でない、又は完全に成
熟した形態に更に進めることもある。そのような断片を含むチモーゲンは、自己
触媒酵素と呼ばれることが多い。しかしながら、他の場合、断片は十分な触媒活
性を欠いており、成熟酵素を形成するには切断されなければならない。特別な触
媒断片は、チモーゲンに自然に会合していてもよく、又は通常の技法に合致して
チモーゲンに組換え的に付加され、不均質酵素を形成してもよい。チモーゲンに
おける天然のプロテアーゼ切断部位は通常、チモーゲン内部でサブユニットを区
分するように働く。本明細書で議論する方法に従ってこれらを置き換える又は加
えることができる。
As noted above, the present invention is compatible with various cytotoxic domains. Preferred cytotoxic domains include potential toxic molecules such as known zymogens. In general, most zymogens show poor catalytic activity. However, once activated by protein modification, and especially proteolysis at one or more protease cleavage sites, the zymogen is converted to the mature enzyme. In instances where the transformation (maturation) involves proteolysis, the cleavage occurs at a site specific to the zymogen. The fragment released from the zymogen itself has catalytic activity, and the release may further advance the immature enzyme to a lesser or fully mature form. Zymogens containing such fragments are often called autocatalytic enzymes. However, in other cases, the fragments lack sufficient catalytic activity and must be cleaved to form the mature enzyme. Particular catalytic fragments may be naturally associated with the zymogen, or may be added recombinantly to the zymogen in accordance with conventional techniques to form a heterogeneous enzyme. The natural protease cleavage site in a zymogen usually serves to partition subunits within the zymogen. These can be replaced or added according to the methods discussed herein.

【0158】 本発明に合致して使用するための特別なチモーゲンには、アポトーシスに関連
するようなもの、特に、アスパラギン酸システイニル特異的プロテイナーゼ(カ
スパーゼ)及び特に、カスパーゼ−3(CPP32、アポパイン、Yama)、
カスパーゼ−5(ICErel−III、TY)、カスパーゼ−4(ICEre
l−II TX、ICH−2)、カスパーゼ−1(ICE)、カスパーゼ−7(
Mch3、ICE−LAP3、CMH−1)、カスパーゼ−6(Mch2)、カ
スパーゼ−8(MACH、FLICE、Mch5)、カスパーゼ−10(Mch
4)、カスパーゼ−2(ICH−1)、カスパーゼ−9(ICH−LAP6、M
ch6)及び相対的に不活性なチモーゲン断片であるそれらの触媒として活性の
ある断片が挙げられる。
Particular zymogens for use in accordance with the present invention include those associated with apoptosis, especially cysteinyl aspartate-specific proteinase (caspase) and, in particular, caspase-3 (CPP32, apopain, Yama ),
Caspase-5 (ICErel-III, TY), Caspase-4 (ICEre
1-II TX, ICH-2), caspase-1 (ICE), caspase-7 (
Mch3, ICE-LAP3, CMH-1), caspase-6 (Mch2), caspase-8 (MACH, FLICE, Mch5), caspase-10 (Mch
4), caspase-2 (ICH-1), caspase-9 (ICH-LAP6, M
ch6) and their catalytically active fragments which are relatively inactive zymogen fragments.

【0159】 特に、カスパーゼ−3(Casp3)の活性化は、以前からカスパーゼ活性化
DNA分解酵素(ICAD)の阻害剤の切断のよるアポトーシスのルビコンであ
ることが示され、CADの活性化そして最終的には細胞死を生じる。例えば、Sa
lvesen G. S. et al. カスパーゼ:タンパク質分解による細胞内シグナル伝達
(Cell, 91:443, 1997)、Henkart, P. A. ICEファミリープロテアーゼ:あら
ゆるアポトーシス細胞死のメディエータなのか?(Immunity 4:195, 1996)、Co
hen, G. M., カスパーゼ:アポトーシスの殺し屋(J. Biochem., 326:1, 1997)
、Woo, M., et al., カスパーゼ3/Casp3のアポトーシスへの本質的な寄
与及びそれに関連した核変化(Gene & Deve., 12:806, 1998)、Enari, M., et
al., アポトーシス中にDNAを分解するカスパーゼ活性化DNA分解酵素とそ
の阻害剤(Nature, 391:43, 1998)、Liu, X., et al., DFF40はアポトー
シス中にDNAの断片化とクロマチンの凝集を誘導する(Proc. Natl. Acad. Sc
i. USA 15:8461, 1998)を参照のこと。更に、Casp3の活性化は不活性のC
asp3の活性化を触媒し、それによって更にアポトーシスのシグナルを増幅す
る。
In particular, activation of caspase-3 (Casp3) has previously been shown to be a rubicon of apoptosis by cleavage of inhibitors of caspase-activating DNAse (ICAD), activation and final activation of CAD. Eventually causes cell death. For example, Sa
lvesen GS et al. Caspases: Intracellular signaling through proteolysis
(Cell, 91: 443, 1997), Henkart, PA ICE family proteases: mediators of any apoptotic cell death? (Immunity 4: 195, 1996), Co
hen, GM, Caspase: a killer of apoptosis (J. Biochem., 326: 1, 1997)
Woo, M., et al., Essential contribution of caspase 3 / Casp3 to apoptosis and nuclear changes associated therewith (Gene & Deve., 12: 806, 1998), Enari, M., et.
al., Caspase-activating DNase and its inhibitor, which degrade DNA during apoptosis (Nature, 391: 43, 1998); Liu, X., et al., DFF40 demonstrate DNA fragmentation and chromatin during apoptosis. Acad. Sc is induced.
i. USA 15: 8461, 1998). In addition, activation of Casp3 results in inactive C
It catalyzes the activation of asp3, thereby further amplifying the apoptotic signal.

【0160】 Casp3チモーゲンの構造は、N末端Proドメイン、続いてカスパーゼ切
断認識部位、次いで触媒のCys残基を含有するp17ドメイン、2番目のカス
パーゼ切断部位及び最後にp12ドメインを含むことが知られている(図16を
参照のこと)。Casp3のチモーゲン型は不活性のままである;しかしながら
、アポトーシスのシグナル伝達の間に、T細胞におけるカスパーゼ−8のような
上流のカスパーゼによってそれは切断され、Proドメインを喪失し、活性のあ
るp17:p12ヘテロダイマーを生じる。 Woo, M. et al.(上記)を参照の
こと。
The structure of Casp3 zymogen is known to include an N-terminal Pro domain, followed by a caspase cleavage recognition site, then a p17 domain containing the catalytic Cys residue, a second caspase cleavage site, and finally a p12 domain. (See FIG. 16). The zymogen form of Casp3 remains inactive; however, during apoptotic signaling, it is cleaved by upstream caspases such as caspase-8 in T cells, losing the Pro domain, and active p17: This results in a p12 heterodimer. See Woo, M. et al. (Supra).

【0161】 下の実施例12は、HIV感染細胞を治療するためのHIVウイルス複製装置
の特異的な不活性化を説明している。戦略は、非感染細胞は無傷のままで、感染
細胞を殺すためにHIVプロテアーゼを利用する。実施例12で更に完全に記載
するように、修飾したカスパーゼ3タンパク質である、TAT−Casp3を作
製した。この融合タンパク質を、感染及び非感染細胞に〜100%形質導入する
。しかしながら、HIVタンパク質分解部位に対する内因性分解部位の置換のた
めに、TAT−Casp3は感染細胞におけるHIVプロテアーゼによってのみ
特異的に活性化され、アポトーシスを生じるが、非感染細胞では、それは不活性
チモーゲンの形態のままである。Ratner, L. et al., AIDSウイルス、HT
LV−IIIの完全なヌクレオチド配列(Nature, 313:277, 1985)を参照のこ
と。タンパク質分解切断部位の置換によって、この戦略は、C型肝炎ウイルス、
サイトメガロウイルス及びマラリアのような特異的なプロテアーゼをコードする
その他の病原体に適用することができる。Rice, C. M., Flaviviridae:ウイル
スとその複製(Fields Virology中[eds. Fields, B. N. , Knipe, D. M., & Ho
wley, P. M.]931〜960ページ[Lipponcott~Raven Publishers, Philadelph
ia]、1996年);Welch, A. R. et al., ヘルペスウイルス変異プロテアーゼ
、アセンブリン:その遺伝子、推定上の活性部位ドメイン及び切断部位の同定、
Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88:10792 (1991);Fransis, S. E. et al., マラ
リア寄生虫、Plasmodium falciparumにおけるヘモグロビン代謝、Ann. Rev. Mic
robiol., 51:97(1997)を参照のこと。
Example 12 below describes the specific inactivation of the HIV virus replication apparatus to treat HIV infected cells. The strategy utilizes HIV protease to kill infected cells, while leaving uninfected cells intact. As described more fully in Example 12, a modified caspase-3 protein, TAT-Casp3, was generated. This fusion protein transduces infected and uninfected cells by -100%. However, due to the replacement of the endogenous degradation site for the HIV proteolytic site, TAT-Casp3 is specifically activated only by HIV protease in infected cells, resulting in apoptosis, whereas in uninfected cells, it is the inactive zymogen. It remains in form. Ratner, L. et al., AIDS virus, HT
See the complete nucleotide sequence of LV-III (Nature, 313: 277, 1985). By replacement of the proteolytic cleavage site, this strategy allows the hepatitis C virus,
It is applicable to other pathogens that encode specific proteases, such as cytomegalovirus and malaria. Rice, CM, Flaviviridae: Virus and its replication (Fields Virology [eds. Fields, BN, Knipe, DM, & Ho
wley, PM] pp. 931-960 [Lipponcott ~ Raven Publishers, Philadelph
ia], 1996); Welch, AR et al., Herpesvirus Mutant Protease, Assembin: Identification of Its Gene, Putative Active Site Domain and Cleavage Site,
Natl. Acad. Sci. USA 88: 10792 (1991); Francis, SE et al., Malaria parasite, hemoglobin metabolism in Plasmodium falciparum, Ann. Rev. Mic.
robiol., 51:97 (1997).

【0162】 AIDSウイルスの完全なヌクレオチド配列の開示についてはRatner, L. et
al. (1985)(上記)も参照のこと。HIV感染の治療に関する開示についてはWon
g, J. K (1997) Science 278: 1291及びFinzi, D. et al. (1997) Science 278:
1295も参照のこと。 HIVウイルスの構造と機能に関連する更に具体的な情報に関しては以下の引
用文献を参照のこと。Wu, X. et al. ENBO J. (1997) 16: 5113; Lillehoj, E.
P. et al. (1998); Kohl, N. E. et al. (1998) PNAS(USA) 85: 4686; Gottling
er, H. G. et al., (1989) PNAS(USA) 86: 5781。
For disclosure of the complete nucleotide sequence of the AIDS virus, see Ratner, L. et al.
See also al. (1985) (supra). Won for disclosure on treating HIV infection
g, J.K (1997) Science 278: 1291 and Finzi, D. et al. (1997) Science 278:
See also 1295. See the following references for more specific information relating to the structure and function of the HIV virus. Wu, X. et al. ENBO J. (1997) 16: 5113; Lillehoj, E.
P. et al. (1998); Kohl, NE et al. (1998) PNAS (USA) 85: 4686; Gottling
er, HG et al., (1989) PNAS (USA) 86: 5781.

【0163】 特に、実施例12は、内因性部位についてHIVタンパク質分解切断部位を置
換する、形質導入可能な、修飾されたアポトーシス促進カスパーゼ−3タンパク
質(即ち、TAT−Casp3)の作製を示す。更に、融合分子は〜100%の
細胞に効率的に形質導入するが、非感染細胞では不活性のままである。HIV感
染細胞では、TAT−Casp3はHIVプロテアーゼによって活性化型に処理
され、感染細胞でアポトーシスを生じる。添付の実施例及び議論で明らかなよう
に、この特異的な戦略は一般的に適用可能であり、C型肝炎ウイルス、サイトメ
ガロウイルス及びマラリアのような特異的なプロテアーゼをコードするその他の
病原体と闘うのに使用することができる。
In particular, Example 12 shows the generation of a transducible, modified pro-apoptotic caspase-3 protein (ie, TAT-Casp3) that replaces the HIV proteolytic cleavage site for an endogenous site. Further, the fusion molecule efficiently transduces ~ 100% of the cells, but remains inactive in uninfected cells. In HIV infected cells, TAT-Casp3 is activated by HIV protease and becomes apoptotic in infected cells. As will be apparent from the accompanying examples and discussions, this specific strategy is generally applicable and is compatible with other pathogens encoding specific proteases such as hepatitis C virus, cytomegalovirus and malaria. Can be used to fight.

【0164】 更に好ましいチモーゲンはグランザイムBである。A further preferred zymogen is granzyme B.

【0165】 更に好ましいチモーゲンはBidである。Bidタンパク質は、アポトーシス
調節タンパク質であるBcl2/Baxファミリーに関連する20kDのタンパ
ク質であることが報告されている。Luo et al. (1998) Cell 94:481; Li et a
l. (1998) Cell 94:491;Wang et al. (1996) Gene & Dev., (1996) 10: 2859を
参照のこと。マウスのBid配列は、GenBank受入番号U75506;NID:
g1669513で見い出すことができる。実施例11を参照のこと。
A further preferred zymogen is Bid. The Bid protein has been reported to be a 20 kD protein related to the Bcl2 / Bax family of apoptosis regulating proteins. Luo et al. (1998) Cell 94: 481; Li et a
l. (1998) Cell 94: 491; see Wang et al. (1996) Gene & Dev., (1996) 10: 2859. Mouse Bid sequence is GenBank accession number U75506; NID:
g1669513. See Example 11.

【0166】 前述のように、質量作用は抗病原体システムの特定の実施態様の活性を高める
ことが見い出されている。更に詳しくは、多くの場合、極めて低い用量(即ち、
ナノモルレベル)で抗病原体システムを投与することが可能であると考えられる
。この特徴は、抗病原体システムに対する細胞(及び患者)の認容性を高めるこ
とができるので、特に有利であることができる。
As mentioned above, it has been found that mass action enhances the activity of certain embodiments of the anti-pathogen system. More specifically, often very low doses (ie,
It is believed that it is possible to administer the anti-pathogen system at the nanomolar level). This feature can be particularly advantageous because it can increase the tolerance of cells (and patients) to the anti-pathogen system.

【0167】 更に具体的には、細胞傷害性ドメインの切断は融合分子を更に感染細胞に引き
付けると思われ、それによってこのような感染細胞内で細胞傷害性ドメインの特
定の濃度及び細胞毒素が生じる。その濃度は一部の細胞毒素、特に最適な効果を
示すために高い濃度を必要とするもので特に重要でありうる。そのような細胞毒
素の説明的な例には、トロンビン及びフィブリンのような血液凝集プロテアーゼ
のチモーゲン;トリプシン、キモトリプシン、ジフテリア毒素、リシン、シガ毒
素、アブリン、コレラ毒素、サポニン、シュードモナス外毒素(PE)、ヤマゴ
ボウ抗ウイルスタンパク質、及びゲロニンから得られるものが挙げられる。追加
的な例には、ジフテリア毒素A鎖及びリシンA鎖の生物活性のある断片が挙げら
れる。
More specifically, cleavage of the cytotoxic domain appears to further attract the fusion molecule to infected cells, thereby producing a particular concentration of cytotoxic domain and cytotoxin within such infected cells. . The concentration may be particularly important for some cytotoxins, especially those that require high concentrations for optimal effect. Illustrative examples of such cytotoxins include the zymogens of hemagglutinating proteases such as thrombin and fibrin; trypsin, chymotrypsin, diphtheria toxin, ricin, shiga toxin, abrin, cholera toxin, saponin, pseudomonas exotoxin (PE) , Pokeweed antiviral proteins, and those obtained from gelonin. Additional examples include biologically active fragments of diphtheria toxin A chain and ricin A chain.

【0168】 更に好ましいのは、タンパク質及び特に、壊死に関連した特定のキナーゼ及び
ヌクレオシドデアミナーゼのような酵素を含む細胞傷害性ドメインである。その
ような酵素には、チミジンキナーゼ、例えばHIVチミジンキナーゼ、及びシト
シンデアミナーゼ、並びにそれぞれ触媒活性のあるその断片が挙げられる。
Even more preferred are cytotoxic domains that include proteins and, in particular, certain kinases associated with necrosis and enzymes such as nucleoside deaminase. Such enzymes include thymidine kinases, such as HIV thymidine kinase, and cytosine deaminase, and their respective catalytically active fragments.

【0169】 更に好ましいチモーゲンには、ホスホリパーゼ酵素、特にホスホリパーゼCの
ような病原体に感染した細胞の表面で活性のあるものが挙げられる。
Further preferred zymogens include those active on the surface of cells infected with a pathogen such as a phospholipase enzyme, especially phospholipase C.

【0170】 好ましいチモーゲン及び酵素は、例えばトリパンブルー排除法のような細胞の
生存率に関する好適なアッセイによって判定されるように細胞を殺す能力がある
。更に好ましいチモーゲン及び酵素は、標準法で測定されるように約5、10、
20、30、10、50kDから100〜500kD以上までの間の分子量を有
する。SDS−PAGEゲル電気泳動。遠心沈降、及びカラムクロマトグラフィ
のような多数の従来の方法によって分子量を測定することができる。
Preferred zymogens and enzymes are capable of killing cells as determined by a suitable assay for cell viability, eg, trypan blue exclusion. More preferred zymogens and enzymes are about 5, 10, as determined by standard methods.
It has a molecular weight between 20, 30, 10, 50 kD and 100-500 kD or more. SDS-PAGE gel electrophoresis. The molecular weight can be measured by a number of conventional methods, such as centrifugation and column chromatography.

【0171】 特に好ましいチモーゲンはカスパーゼ−3(CPP32、アポパイン、Yam
a)又は触媒活性のあるその断片である。下の実施例5〜6を参照のこと。 もう1つの特に好ましい酵素は、HSV−1チミジンキナーゼ又は触媒活性の
あるその断片である。下の実施例8を参照のこと。
Particularly preferred zymogens are caspase-3 (CPP32, apopain, Yama
a) or a catalytically active fragment thereof. See Examples 5-6 below. Another particularly preferred enzyme is HSV-1 thymidine kinase or a catalytically active fragment thereof. See Example 8 below.

【0172】 一般に、発明の融合タンパク質の調製には、例えば、ポリメラーゼ鎖増幅反応
(PCR)、プラスミドDNAの調製、制限酵素によるDNAの切断、オリゴヌ
クレオチドの調製、DNAの連結、mRNAの単離、好適な細胞へのDNAの導
入、及び細胞を培養することを含む、従来の組換え工程が挙げられる。更に、カ
オトロピック剤及び周知の電気泳動、遠心分離及びクロマトグラフィ法を用いて
、融合分子を単離し、精製することができる。一般的に、このような方法に関連
する開示についてはSambrook et alの分子クローニング:実験室マニュアル(第
2版、1989年)及びAusubel et alの分子生物学における現代のプロトコー
ル(John Wiley & Sons, New York, 1989)を参照のこと。
In general, the preparation of fusion proteins of the invention includes, for example, polymerase chain amplification reaction (PCR), preparation of plasmid DNA, cleavage of DNA with restriction enzymes, preparation of oligonucleotides, ligation of DNA, isolation of mRNA, Conventional recombination steps include introducing the DNA into suitable cells and culturing the cells. In addition, fusion molecules can be isolated and purified using chaotropic agents and well-known electrophoresis, centrifugation and chromatography methods. In general, see the molecular cloning of Sambrook et al: Laboratory Manual (Second Edition, 1989) for a disclosure related to such methods and the modern protocol in molecular biology of Ausubel et al (John Wiley & Sons, New York, 1989).

【0173】 以下の表1は病原体特異的プロテアーゼ及び多数の既知の病原体のプロテアー
ゼ切断部位を提供している。リストに挙げられたプロテアーゼ切断部位は本発明
に合致して使用することができるものの例である。
Table 1 below provides pathogen-specific proteases and protease cleavage sites for a number of known pathogens. The protease cleavage sites listed are examples of those that can be used in accordance with the present invention.

【0174】[0174]

【表1】 [Table 1]

【0175】 参考として組み入れられる開示である Gluzman, I. Y. et al., J. Clin. Inv
est., 94: 1602 (1994);Grakoui, A. et al., J. of Virol., 67: 2832 (1993)
;Koiykholov, AA et al., J. of Virol., 68: 7525 (1994);及びBarrie, K. A
. et al., Virology 219: 407 (1996)も参照のこと。 追加的な病原体特異的プロテアーゼ及び特定の切断部位が記載されており、本
抗病原体システムに合致して使用することができる。
The disclosure of Gluzman, IY et al., J. Clin. Inv, which is incorporated by reference.
est., 94: 1602 (1994); Grakoui, A. et al., J. of Virol., 67: 2832 (1993).
Koiykholov, AA et al., J. of Virol., 68: 7525 (1994); and Barrie, K. A .;
See also et al., Virology 219: 407 (1996). Additional pathogen-specific proteases and specific cleavage sites have been described and can be used in accordance with the present anti-pathogen system.

【0176】 例えば、HIV−1成熟プロテアーゼ及びプロテアーゼ切断部位が記載されて
いる。参考として組み入れられる開示である、Hall, M. R. and W. Gibson, Vir
ology, 227:160(1997)を参照のこと。
For example, HIV-1 mature proteases and protease cleavage sites have been described. Hall, MR and W. Gibson, Vir, disclosures incorporated by reference.
ology, 227: 160 (1997).

【0177】 更に、プラスメプシンI及びIIとして引用される2つのアスパラギン酸プロ
テイナーゼがP. falciparumの消化液胞中に見い出されている。相当するプロテ
イナーゼ切断部位も開示されている。例えば、Moon, R. P., Eur. J. Biochem.,
224: 552 (1997)を参照のこと。 病原体特異的プロテアーゼによって部位が、意図されるように特異的に切断さ
れる限り、上で引用したプロテアーゼ切断部位のいかなるものも所望(例えば、
部位特異的変異誘発によって)のように修飾することができることはよく認識さ
れている。一部の場合では、例えば、融合タンパク質に関するサイズ及び空間的
配慮を最適化するために、特異的タンパク質分解切断に必要な最小配列を決定す
ることが有用である可能性がある。多数の病原体特異的プロテアーゼ切断部位に
ついて、そのような最小配列が報告されている。別の方法としては、変異誘発、
特に欠失分析及び部位特異的変異誘発によって、所望のタンパク質切断部位に対
する最小配列を容易に得ることができる。以下に説明するように、通常のプロテ
アーゼ切断アッセイによって修飾された切断部位を容易に測定することができる
In addition, two aspartic proteinases, referred to as plasmepsins I and II, have been found in the digestive vacuole of P. falciparum. Corresponding proteinase cleavage sites are also disclosed. For example, Moon, RP, Eur. J. Biochem.,
224: 552 (1997). Any of the above-cited protease cleavage sites is desired, as long as the site is specifically cleaved by the pathogen-specific protease as intended (eg,
It is well recognized that such modifications can be made by site-directed mutagenesis. In some cases, it may be useful to determine the minimum sequence required for specific proteolytic cleavage, for example, to optimize size and spatial considerations for the fusion protein. Such minimal sequences have been reported for a number of pathogen-specific protease cleavage sites. Other methods include mutagenesis,
In particular, by deletion analysis and site-directed mutagenesis, the minimum sequence for the desired protein cleavage site can be readily obtained. As described below, the modified cleavage site can be easily measured by a conventional protease cleavage assay.

【0178】 用語、『特異的に切断される』によって、病原体感染によって誘導された1又
はそれより多いプロテアーゼによって、特異的なプロテアーゼ切断部位における
ペプチド結合が特異的に壊される(即ち、加水分解される)ことを意味する。即
ち、細胞の生存に基本的に必要なプロテアーゼといわれるようなプロテアーゼと
して感染及び非感染細胞で自然に生じるプロテアーゼによっては、プロテアーゼ
切断部位は破壊されない。このようなプロテアーゼ切断部位の特異的切断は、S
DS−PAGEポリアクリルアミドゲル電気泳動を含む種々の技法によりモニタ
ーすることができる。
By the term “specifically cleaved”, a peptide bond at a specific protease cleavage site is specifically broken (ie, hydrolyzed) by one or more proteases induced by a pathogen infection. ). That is, the protease cleavage site is not destroyed by proteases that occur naturally in infected and uninfected cells as proteases that are basically required for cell survival. The specific cleavage of such a protease cleavage site is based on S
It can be monitored by various techniques, including DS-PAGE polyacrylamide gel electrophoresis.

【0179】 好ましい病原体特異的切断部位には、HIV−1プロテアーゼ切断部位p17
〜p24(SQVSQNY−−PIVQNLQ;SEQ ID NO:9)、p
7〜p1(CTERQN−−FLGKIWP;SEQ ID NO:10)及び
pr−RT(IGCTLNF−−PISPIET;SEQ ID NO:11)
が挙げられる。上の表1及び下の実施例を参照のこと。
A preferred pathogen-specific cleavage site includes the HIV-1 protease cleavage site p17
To p24 (SQVSQNY--PIVQNLQ; SEQ ID NO: 9), p
7 to p1 (CTERQN--FLGKIWP; SEQ ID NO: 10) and pr-RT (IGCTLNF--PISPIET; SEQ ID NO: 11)
Is mentioned. See Table 1 above and Examples below.

【0180】 特に好ましい融合タンパク質には、配列で(N末端からC末端)操作可能に結
合された、1)最小TAT配列/p17〜p24又はプロテアーゼ−RT切断部
位/HSVTKのようなTAT又はその好適な形質導入断片;2)最小TAT配
列/プロテアーゼ−RT切断部位/CPP32の大型ドメイン/p17〜p24
切断部位及びCPP32の小型サブユニットのようなTAT又はその好適な形質
導入断片;3)最小TAT配列/p17〜p24又はプロテアーゼ−RT切断部
位/及びp16野生型又はその変異型のようなTAT又はその好適な形質導入断
片;及び4) 最小TAT配列/(p7〜p1)プロテアーゼ変更部位/HIV
プロテアーゼのようなTAT又はその好適な形質導入断片が挙げられる。
Particularly preferred fusion proteins include 1) a minimal TAT sequence / p17-p24 or a TAT such as a protease-RT cleavage site / HSVTK or a suitable one thereof, operably linked in sequence (N-terminal to C-terminal). 2) minimal TAT sequence / protease-RT cleavage site / large domain of CPP32 / p17-p24
A cleavage site and a TAT such as a small subunit of CPP32 or a suitable transducing fragment thereof; 3) a minimal TAT sequence / p17-p24 or a protease-RT cleavage site / and a TAT such as p16 wild-type or a variant thereof or a TAT thereof. Suitable transducing fragments; and 4) minimal TAT sequence / (p7-p1) protease alteration site / HIV
TAT, such as a protease, or a suitable transducing fragment thereof.

【0181】 上述したように、本抗病原体システムの利用は、誤って折り畳まれた形態で融
合タンパク質を提供することによって促進されることが判っている。例えば、本
抗病原体システムに合致して使用されるとき、未変性の融合タンパク質は、相当
する誤って折り畳まれた配列よりもはるかに低い効率で形質導入することが判っ
ている。従って、本抗病原体システムで使用するに先だって本融合タンパク質を
完全に又は部分的に変性させることが一般的に好まれる。タンパク質を完全に又
は部分的に変性させる方法は周知であり、尿素、特に約6〜8Mの尿素、β−メ
ルカプトエタノール、DTT、SDSまたはその他の界面活性剤、特にイオン系
界面活性剤のような認められたカオトロピック剤による処理が挙げられる。更に
、熟慮されているのは、加熱又は超音波処理のようなタンパク質及びポリペプチ
ドを変性することができる物理的処理である。また、想定されるのは、1又はそ
れより多くのカオトロピック剤及び物理的処理を含む方法である。
As mentioned above, it has been found that utilization of the present anti-pathogen system is facilitated by providing the fusion protein in a misfolded form. For example, when used in accordance with the present anti-pathogen system, native fusion proteins have been shown to transduce much less efficiently than the corresponding misfolded sequences. Therefore, it is generally preferred that the fusion protein be completely or partially denatured prior to use in the present anti-pathogen system. Methods for fully or partially denaturing proteins are well known and include urea, especially about 6-8 M urea, β-mercaptoethanol, DTT, SDS or other detergents, especially ionic detergents such as Treatment with a recognized chaotropic agent may be mentioned. Further contemplated are physical processes that can denature proteins and polypeptides, such as heating or sonication. Also envisioned are methods that include one or more chaotropic agents and physical treatment.

【0182】 発明の好ましい方法では、融合タンパク質は、誤って折り畳まれた融合タンパ
ク質として細胞に導入される。前述したように、低いエネルギー且つ、本質的に
未変性の構造で同じ細胞に導入された同じ融合タンパク質と比べると、融合タン
パク質の細胞への取り込み率及び量が有意に高められていることが判っている。
[0182] In a preferred method of the invention, the fusion protein is introduced into a cell as a misfolded fusion protein. As mentioned above, it has been found that the rate and amount of fusion protein uptake into cells is significantly increased when compared to the same fusion protein introduced into the same cell with low energy and an essentially native structure. ing.

【0183】 発明は更に、本融合タンパク質をコードする核酸配列及び特にDNA配列を提
供する。好ましくは、DNA配列は、ファージ、ウイルス、プラスミド、ファー
ジミド、コスミド、YAC又はエピソームのような染色体外複製に適応したベク
ターによって運ばれる。特に、所望の融合タンパク質をコードするDNAベクタ
ーは、本明細書に記載する調製用の方法を円滑にするために、及び十分量の融合
タンパク質を得るために使用することができる。適当な発現ベクター、即ち、挿
入されたタンパク質をコードする配列の転写及び翻訳に必要な要素を含有するベ
クターに該DNA配列を挿入することができる。タンパク質をコードする配列を
発現させるために、種々の宿主−ベクター系が利用されてもよい。これらには、
ウイルス感染させた哺乳類細胞系;ウイルスを感染させた昆虫細胞系(例えば、
バキュロウイルス)酵母ベクターを含有する酵母のような微生物、又はバクテリ
オファージDNA、プラスミドDNA又はコスミドDNAで形質転換した細菌が
挙げられる。利用する宿主−ベクター系によって、多数の好適な転写及び翻訳要
素のいすれか1つを使用してもよい。一般に、上のSambrook et al. 及びAusub
el et al.を参照のこと。
The invention further provides nucleic acid sequences, and particularly DNA sequences, encoding the fusion proteins. Preferably, the DNA sequence is carried by a vector adapted for extrachromosomal replication, such as a phage, virus, plasmid, phagemid, cosmid, YAC or episome. In particular, DNA vectors encoding the desired fusion protein can be used to facilitate the preparative methods described herein and to obtain sufficient amounts of the fusion protein. The DNA sequence can be inserted into an appropriate expression vector, that is, a vector containing elements necessary for transcription and translation of the sequence encoding the inserted protein. Various host-vector systems may be used to express the protein-encoding sequence. These include
A virus-infected mammalian cell line; a virus-infected insect cell line (eg,
Microorganisms such as yeast containing baculovirus) yeast vectors, or bacteria transformed with bacteriophage DNA, plasmid DNA or cosmid DNA. Depending on the host-vector system utilized, any one of a number of suitable transcription and translation elements may be used. In general, see Sambrook et al.
See el et al.

【0184】 一般に、発明に基づいた好ましいDNAベクターは、5’から3’方向に、タ
ンパク質形質導入ドメインをコードする第1のヌクレオチド配列の導入のための
第1のクローニング部位を含み、細胞傷害性ドメインをコードする配列に操作可
能に結合された、ホスホジエステル結合により結合されたヌクレオチド配列を含
む。好ましくは、コードされた細胞傷害性ドメインはチモーゲンのような潜在的
毒性分子をコードしたものに対する追加のクローニング部位を包含する。細胞傷
害性ドメインはコードされたプロテアーゼ切断部位のための追加のクローニング
部位を包含することが更に好ましい。
In general, preferred DNA vectors according to the invention comprise a first cloning site for the introduction of a first nucleotide sequence encoding a protein transduction domain in the 5 ′ to 3 ′ direction, Includes a nucleotide sequence linked by a phosphodiester bond operably linked to a sequence encoding the domain. Preferably, the encoded cytotoxic domain includes an additional cloning site for those encoding potential toxic molecules such as zymogens. More preferably, the cytotoxic domain includes an additional cloning site for the encoded protease cleavage site.

【0185】 図3〜6は、発明の特に好ましいDNAベクターを描いている。DNAベクタ
ーは図1に説明されているpTAT/pTAT−HAベクターに由来する。pT
AT/pTAT−HAベクターと共に使用するのに好ましい核酸リンカー配列を
図2に示す。
FIGS. 3-6 depict particularly preferred DNA vectors of the invention. The DNA vector is derived from the pTAT / pTAT-HA vector illustrated in FIG. pT
Preferred nucleic acid linker sequences for use with the AT / pTAT-HA vector are shown in FIG.

【0186】 ほとんどの例では、DNAベクターによりコードされる融合タンパク質の構成
成分は『カセット』形式で提供されることが好ましい。用語『カセット』によっ
て、通常の組換え法によって各構成成分が他の成分に容易に置換されうることを
意味する。特に、血清型を有する又は、血清型を生じる能力を有する可能性があ
る病原体に対して、コードされた融合タンパク質を使用すべきとき、カセット形
式に組込まれたDNAベクターは特に望ましい。
In most instances, it is preferred that the components of the fusion protein encoded by the DNA vector be provided in "cassette" format. By the term "cassette" it is meant that each component can be easily replaced by another component by conventional recombinant methods. DNA vectors incorporated in a cassette format are particularly desirable, especially when the encoded fusion protein is to be used against pathogens that have or may have the ability to generate serotypes.

【0187】 更に具体的には、特定の病原体の血清型がその血清型に特異的な個々のプロテ
アーゼ切断部位に関係している可能性がある場合があることを想定する。この場
合、カセットとして組込まれているDNAベクターにおける1又はそれより多く
の既存のプロテアーゼ切断部位を、必要に応じて事前に決定した他のプロテアー
ゼ切断部位と置き換えることができる。個々の患者における病原体の存在に合致
して特定のプロテアーゼ切断部位を選択することができる。
More specifically, it is assumed that the serotype of a particular pathogen may be associated with individual protease cleavage sites specific to that serotype. In this case, one or more existing protease cleavage sites in the DNA vector integrated as a cassette can be replaced by other predetermined protease cleavage sites as needed. Specific protease cleavage sites can be selected to match the presence of the pathogen in an individual patient.

【0188】 更に一般的には、カセットとして組込まれている発明に基づくDNAベクター
は、必要に応じて融合タンパク質の構成成分を加える又は置き換えるための手段
を提供することによって、哺乳類及び特にヒトを治療する間、病原体の血清型の
発生を最小限にする、又は排除する。
More generally, a DNA vector according to the invention incorporated as a cassette treats mammals and especially humans by providing a means to add or replace components of the fusion protein as needed. Minimize or eliminate the occurrence of serotypes of pathogens during

【0189】 特に、HIVのような病原性ウイルスに関しては、新しいHIVタンパク質分
解切断部位を融合タンパク質の中で置換する手段を提供することによって、ウイ
ルスの具体的な株及びウイルスの将来の突然変異に適応するように具体的にDN
Aベクターを組込む。通常のオリゴヌクレオチドプライマーを用いた、患者から
得られたDNAのポリメラーゼ鎖反応(PCR)の増幅及びウイルスの切断部位
を横切ったDNAの配列決定によって、このような部位は患者において容易に決
定することができる。例えば、公開された配列に合致した増幅について種々の好
適なオリゴヌクレオチドプライマーを選択することができる。新しい/変化させ
た切断部位を融合タンパク質、例えば、以下の実施例に記載されるpTAT−C
PP32細菌の発現ベクターに挿入し、タンパク質を精製し、誤って折り畳み、
次いで相対的に短い時間枠(約3〜4週間)で患者に投与することができる。
In particular, with respect to pathogenic viruses such as HIV, by providing a means to replace new HIV proteolytic cleavage sites in the fusion protein, specific strains of the virus and future mutations of the virus may be introduced. Specifically DN to adapt
Integrate the A vector. Such sites can be readily determined in patients by amplification of the polymerase chain reaction (PCR) of DNA obtained from the patient using conventional oligonucleotide primers and sequencing of the DNA across the sites of viral cleavage. Can be. For example, various suitable oligonucleotide primers can be selected for amplification consistent with the published sequence. The new / altered cleavage site may be replaced by a fusion protein, such as pTAT-C described in the Examples below.
Inserted into the PP32 bacterial expression vector, purified the protein, misfolded,
It can then be administered to the patient in a relatively short time frame (about 3-4 weeks).

【0190】 意味深いことに、本抗病原体システムは、イン・ビトロ又はイン・ビボで病原
体の血清型における変化を記録することができる効果的な『警告システム』とし
ても作用することができる。特に、抗病原体システムによる殺傷の低下によって
病原体血清型の発生が証明される。遺伝的に変化した病原体血清型の出現を迅速
に検出する能力は、特に理論的根拠のある治療を開発するのに関連し、例えば、
上述した融合タンパク質を修飾することによって、及び/又は以下に記載する『
カクテル』療法へのアプローチを実施することによってそれを是正することがで
きる。
Significantly, the present anti-pathogen system can also act as an effective “warning system” that can record changes in the serotype of the pathogen in vitro or in vivo. In particular, reduced killing by the anti-pathogen system demonstrates the development of pathogen serotypes. The ability to rapidly detect the emergence of genetically altered pathogen serotypes is particularly relevant for developing rationally-based therapies, for example,
By modifying the fusion proteins described above, and / or
It can be corrected by implementing an approach to cocktails' therapy.

【0191】 用語『クローニング部位』は、少なくとも1つの制限エンドヌクレアーゼ部位
を包含することを意図する。典型的には、核酸の中には、複数の異なった制限エ
ンドヌクレアーゼ部位(例えば、ポリリンカー)が含有される。DNAベクター
におけるクローニング部位を最適に位置決定することはカセット組込みを円滑に
する。
The term “cloning site” is intended to include at least one restriction endonuclease site. Typically, a nucleic acid contains a plurality of different restriction endonuclease sites (eg, a polylinker). Optimal localization of the cloning site in a DNA vector facilitates cassette integration.

【0192】 本発明の融合タンパク質は、既知の技法を適当に組合せることによって分離さ
れ、精製されることができる。このような方法には、例えば、塩析及び溶媒沈殿
のような溶解性を利用する方法、透析、限外濾過、ゲル濾過及びSDS−ポリア
クリルアミドゲル電気泳動のような分子量の差異を利用する方法、イオン交換カ
ラムクロマトグラフィのような電荷の差異を利用する方法、アフィニティクロマ
トグラフのような特定の親和性を利用する方法、逆相高速液体クロマトグラフの
ような疎水性の差異を利用する方法、及び等電点電気泳動、Ni−NTAのよう
な金属アフィニティカラムのような等電点の差異を利用する方法が挙げられる。
このような方法に関連した開示については、上のSambrook et al.及びAusubel e
t al.を参照のこと。
The fusion proteins of the present invention can be separated and purified by appropriate combination of known techniques. Such methods include, for example, methods utilizing solubility such as salting out and solvent precipitation, and methods utilizing differences in molecular weight such as dialysis, ultrafiltration, gel filtration and SDS-polyacrylamide gel electrophoresis. A method utilizing a difference in charge such as ion exchange column chromatography, a method utilizing a specific affinity such as affinity chromatography, a method utilizing a difference in hydrophobicity such as reverse phase high performance liquid chromatography, and Isoelectric focusing, a method using a difference in isoelectric point such as a metal affinity column such as Ni-NTA can be used.
For disclosures related to such methods, see Sambrook et al. And Ausubel e, supra.
See t al.

【0193】 本発明の融合タンパク質は実質的に純粋であることが好ましい。即ち、融合タ
ンパク質が好ましくは少なくとも80%又は90%〜95%の均質性(w/w)
で存在するように、 天然に伴っている細胞置換物から融合タンパク質を単離す
る。多数の医薬、臨床及び研究適用にとって、少なくとも98〜99%の均質性
(w/w)を有する融合タンパク質が最も好ましい。治療適用については、一旦
精製された融合タンパク質は実質的に汚染をがないようにすべきである。一旦部
分的に又は実質的に純粋に精製されると、治療的に、又は本明細書で開示するよ
うなイン・ビトロ又はイン・ビボのアッセイの実行に可溶性融合タンパク質を使
用することができる。実質的な純度は、クロマトグラフィ及びゲル電気泳動のよ
うな通常の種々の技法によって決定することができる。
Preferably, the fusion proteins of the invention are substantially pure. That is, the fusion protein preferably has at least 80% or 90% to 95% homogeneity (w / w).
The fusion protein is isolated from the naturally occurring cell replacement as present in For many pharmaceutical, clinical and research applications, fusion proteins with at least 98-99% homogeneity (w / w) are most preferred. For therapeutic applications, the fusion protein once purified should be substantially free of contamination. Once partially or substantially purely purified, the soluble fusion protein can be used therapeutically or in performing in vitro or in vivo assays as disclosed herein. Substantial purity can be determined by various conventional techniques such as chromatography and gel electrophoresis.

【0194】 上で議論したように、発明の融合タンパク質は不溶性形態で発現されることが
できる。それによって、融合タンパク質のタンパク質分解による分解を回避でき
、タンパク質の収量を有意に高め、標的細胞への融合タンパク質の送達を高める
ことができる。不溶性タンパク質は、アフィニティクロマトグラフィのような既
知の方法又は上で詳述したようなその他の方法によって精製することができる。
As discussed above, the fusion proteins of the invention can be expressed in an insoluble form. Thereby, the proteolytic degradation of the fusion protein can be avoided, the protein yield can be significantly increased, and the delivery of the fusion protein to target cells can be enhanced. Insoluble proteins can be purified by known methods such as affinity chromatography or other methods as detailed above.

【0195】 一般に上述したように、所望の融合タンパク質をコードする核酸を増やすため
に調製用目的で宿主細胞を使うことができる。従って、宿主細胞は、融合タンパ
ク質の生産が具体的に意図される原核細胞又は真核細胞を包含することができる
。従って、宿主細胞は具体的に、融合をコードする核酸を増やす能力がある酵母
、ハエ、虫、植物、カエル、哺乳類の細胞及び器官を包含する。使用することが
できる哺乳類細胞の非限定例には、CHOdhfr細胞(Urlaub and Chasm, Pr
oc. Natl. Acad. Sci. USA, 77:4216, 1980)、293細胞(Graham et al., J.
Gen. Virol., 36:59, 1977)、又はSP2又はNSOのような骨髄腫細胞(Gal
fre and Milstein, Meth. Enzymol., 73(B):3, 1981)が挙げられる。
As described generally above, host cells can be used for preparative purposes to expand the nucleic acid encoding the desired fusion protein. Thus, a host cell can include a prokaryotic or eukaryotic cell for which fusion protein production is specifically intended. Thus, host cells specifically include yeast, flies, insects, plants, frogs, mammalian cells and organs capable of increasing the nucleic acid encoding the fusion. Non-limiting examples of mammalian cells that can be used include CHO dhfr cells (Urlaub and Chasm, Pr.
oc. Natl. Acad. Sci. USA, 77: 4216, 1980), 293 cells (Graham et al., J.
Gen. Virol., 36:59, 1977) or myeloma cells such as SP2 or NSO (Gal
fre and Milstein, Meth. Enzymol., 73 (B): 3, 1981).

【0196】 所望の融合タンパク質をコードする核酸を増やす能力のある宿主細胞には、昆
虫(例えば、Sp. Frugiperda)、酵母(例えば、一般にFleer, RのCurrent Opin
ion in Biotechnology, 3(5):486496, 1992で概説されるようなS. cerevisiae、
S. pombe、P. pastoris、K. lactis、H. polymorpha)、真菌及び植物の細胞を
含む非哺乳類細胞も同様に含まれる。また熟慮されるのは、E. coli(大腸菌)
及びBacillus(桿菌)のような特定の原核細胞である。
Host cells capable of increasing the nucleic acid encoding the desired fusion protein include insects (eg, Sp. Frugiperda), yeasts (eg, Current Opin of Fleer, R generally).
S. cerevisiae, as outlined in ion in Biotechnology, 3 (5): 486496, 1992,
Non-mammalian cells including S. pombe, P. pastoris, K. lactis, H. polymorpha), fungal and plant cells are also included. Also considered is E. coli.
And certain prokaryotic cells, such as Bacillus.

【0197】 細胞への遺伝子導入に関する通常の技法によって、所望の融合タンパク質をコ
ードする核酸を宿主細胞に導入することができる。用語『遺伝子導入する』又は
『遺伝子導入』は、 リン酸カルシウム共沈殿、DEAE−デキストランによる
遺伝子導入、リポフェクション、エレクトロポレーション、マイクロインジェク
ション、ウイルス形質導入及び/又は組込みを含む、核酸を宿主細胞に導入する
あらゆる従来の技法を包含するように意図される。宿主細胞に遺伝子導入する好
適な方法は、上のSanbrook et al及びその他の実験用教科書に見い出すことがで
きる。
Nucleic acids encoding the desired fusion proteins can be introduced into host cells by conventional techniques for gene transfer into cells. The terms "transfect" or "transfection" refer to introducing a nucleic acid into a host cell, including calcium phosphate co-precipitation, transfection with DEAE-dextran, lipofection, electroporation, microinjection, viral transduction and / or integration. It is intended to encompass any conventional techniques. Suitable methods for transfecting host cells can be found in Sanbrook et al, supra, and other laboratory textbooks.

【0198】 本発明は更に、関心のある融合タンパク質を単離するための生産工程を提供す
る。該工程では、調節配列に操作可能に結合された関心のある融合タンパク質を
コードする核酸を導入する宿主細胞(例えば、酵母、真菌、昆虫、細菌又は動物
細胞)は、関心のある融合タンパク質をコードするヌクレオチド配列の転写を刺
激するために、融合タンパク質の存在下で、培養培地において製造スケールで増
殖する。続いて、回収した宿主細胞又は培養培地から関心のある融合タンパク質
を単離する。培養培地又は回収した宿主細胞から関心のある融合タンパク質を単
離するために、通常のタンパク質精製技法を使用することができる。特に、ロー
ラーボトル、回転フラスコ、組織培養プレート、生物反応器、又は発酵器を含む
種々の道具から大規模(即ち、少なくともミリグラム量)に所望の融合タンパク
質を発現し、精製するために精製技法を使用することができる。
The present invention further provides a production process for isolating a fusion protein of interest. In the process, a host cell (eg, a yeast, fungus, insect, bacterial or animal cell) that introduces a nucleic acid encoding a fusion protein of interest operably linked to a regulatory sequence encodes the fusion protein of interest. Proliferate on a production scale in culture medium in the presence of the fusion protein to stimulate transcription of the nucleotide sequence. Subsequently, the fusion protein of interest is isolated from the recovered host cells or culture medium. Conventional protein purification techniques can be used to isolate the fusion protein of interest from the culture medium or harvested host cells. In particular, purification techniques are used to express and purify the desired fusion protein on a large scale (ie, at least milligram quantities) from various tools, including roller bottles, rotating flasks, tissue culture plates, bioreactors, or fermenters. Can be used.

【0199】 更に詳しくは、種々の方法によって、発明に基づいた誤って折り畳まれた融合
タンパク質を生産することができる。例えば、好ましい方法では、好適な細菌細
胞において所望の融合タンパク質が発現され、次いでそのような細胞から封入体
として単離される。約6〜8Mの尿素のような強力なカオトロピック剤で融合タ
ンパク質を実質的に変性させた後、それに伴うその他の細菌細胞成分から融合タ
ンパク質を分離するために第1のカラムでクロマトグラフを行う。次いで通常の
手段によって結合した融合タンパク質を溶出した後、好適な緩衝液中で透析する
、又は尿素を除くために第2のカラムでクロマトグラフを行う。 そのような透
析又はクロマトグラフィは、最小エネルギーで正しく再び折り畳まれた構造であ
る主要でない部分との混合構造の融合タンパク質を提供する。例えば、タンパク
質の約25%は低エネルギーで折り畳まれた状態にある。本明細書で引用するよ
うに、少なくとも部分的に変性させた融合タンパク質は、実質的に純粋な融合タ
ンパク質試料におけるアミノ酸残基の総数の、例えば少なくとも約10、15、
20、30、40、50、60、70、又は75パーセントの少なくとも部分は
、最低エネルギーで再び折り畳まれた構造以外の構造にあることを意味する。
More particularly, various methods can produce misfolded fusion proteins according to the invention. For example, in a preferred method, the desired fusion protein is expressed in suitable bacterial cells and then isolated as inclusion bodies from such cells. After substantially denaturing the fusion protein with a strong chaotropic agent such as about 6-8 M urea, the first column is chromatographed to separate the fusion protein from other bacterial cell components involved. The bound fusion protein is then eluted by conventional means and then dialyzed in a suitable buffer or chromatographed on a second column to remove urea. Such dialysis or chromatography provides a fusion protein with a mixed structure with a minor portion that is a correctly refolded structure with minimal energy. For example, about 25% of the protein is in a low energy folded state. As cited herein, an at least partially denatured fusion protein has a total number of amino acid residues in a substantially pure fusion protein sample, for example, at least about 10,15,
At least a portion of 20, 30, 40, 50, 60, 70, or 75 percent means being in a structure other than the lowest energy refolded structure.

【0200】 混合構造の中に誤って折り畳まれた融合タンパク質を次いで所望の細胞に形質
導入することができる。例えば、培養細胞又はそのような細胞が増殖している培
地に直接、融合タンパク質を加えることができる。
The fusion protein misfolded into a mixed structure can then be transduced into the desired cells. For example, the fusion protein can be added directly to the cultured cells or the medium in which such cells are growing.

【0201】 理論に拘束されることを望まなければ、本発明の融合タンパク質の高エネルギ
ーで変性された形態は、関心のある細胞に更に容易に形質導入することができる
低エネルギー構造を取りこむことができると考えられている。対照的に、正しく
折り畳まれた構造のタンパク質は必然的に低エネルギー状態に存在し、更に容易
に細胞に導入される相対的に高エネルギーで従って不安定な構造を取り込むこと
ができない。
Without wishing to be bound by theory, the high energy, denatured forms of the fusion proteins of the present invention incorporate low energy structures that can more easily transduce cells of interest. It is considered possible. In contrast, proteins with properly folded structures are necessarily in a low energy state and cannot take up relatively high energy and thus unstable structures that are more easily introduced into cells.

【0202】 前述したように、従って発明は、ウイルス感染及びウイルスに関わりのある疾
患のような病原体感染に対する治療法であって、方法が一般に、1又はそれより
多くの融合タンパク質を治療的に有効な量で病原体感染に苦しんでいる又はそれ
に敏感な哺乳類、特にヒトに投与することを含むものを提供する。
[0202] As mentioned above, the invention is thus a method of treating pathogen infections, such as viral infections and diseases associated with the virus, wherein the method generally comprises treating one or more fusion proteins therapeutically. It comprises administering to a mammal, especially a human, suffering from or susceptible to a pathogen infection in large amounts.

【0203】 例えば、発明の融合タンパク質は、特にヒトにおいて免疫不全疾患を起こす能
力があるウイルスが感染した細胞を治療するのに有用である。融合タンパク質は
、細胞及びヒト、特にHIV感染したヒトの細胞においてレトロウイルス感染を
治療するのに有用である。発明に基づいて治療してもよいレトロウイルス感染の
具体例には、HIV−1、HIV−2、及びHTLV−I又はHTLV−IIの
ようなヒトT細胞リンパ指向性ウイルス(HTLV)感染のようなヒトのレトロ
ウイルス感染が挙げられる。
For example, the fusion proteins of the invention are useful for treating cells infected with a virus capable of causing an immunodeficiency disorder, especially in humans. The fusion proteins are useful for treating retroviral infection in cells and cells of humans, especially HIV-infected humans. Specific examples of retroviral infections that may be treated according to the invention include HIV-1, HIV-2, and human T-cell lymphotropic virus (HTLV) infections such as HTLV-I or HTLV-II. Retroviral infection of humans.

【0204】 発明はまた、インフルエンザA及びBを含むインフルエンザ、並びに単純性ヘ
ルペス1型及び2型ウイルス(HSV1、HSV2)を含む例えば単純性ヘルペ
スウイルス、帯状ヘルペスウイルス(VZV;帯状疱疹)、ヒトヘルペスウイル
ス6、サイトメガロウイルス(CMV)、エプスタインバーウイルス(EBV)
のようなヘルペスファミリーのウイルス、及びネコヘルペスウイルス感染のよう
なその他のヘルペスウイルス感染のようなウイルスにより起きる又はさもなくば
それに関連する疾患、及びC型肝炎(HCV)を含む肝炎ウイルスに関連した疾
患を治療する方法も提供する。 そのようなウイルスで起きる臨床症状の例には
、特に腎移植並びに骨髄移植患者及び後天性免疫不全症候群(AIDS)患者を
含む免疫不全状態の患者におけるヘルペス性角膜炎、ヘルペス性脳炎、ヘルペス
(単純ヘルペス)及び生殖器感染(単純性ヘルペスによる)、水痘並びに帯状疱
疹(帯状ヘルペスによる)及びCMV肺炎並びに網膜炎が挙げられる。エプスタ
インバーウイルスは、感染性単球増加症を起こすことができ、上咽頭癌、免疫芽
球性リンパ腫及びバーキットリンパ腫の原因としても示唆されている。
The invention also relates to influenza, including influenza A and B, and for example, herpes simplex virus, including herpes simplex type 1 and 2 virus (HSV1, HSV2), herpes zoster virus (VZV; herpes zoster), human herpes. Virus 6, cytomegalovirus (CMV), Epstein Barr virus (EBV)
Diseases caused by or otherwise associated with viruses of the herpes family, such as herpes virus infection, and other herpes virus infections, such as feline herpes virus infection, and associated with hepatitis viruses, including hepatitis C (HCV). Also provided are methods of treating the disease. Examples of clinical symptoms caused by such viruses include herpetic keratitis, herpetic encephalitis, herpes (simple), especially in patients with immunodeficiency, including kidney and bone marrow transplant patients and patients with acquired immunodeficiency syndrome (AIDS). Herpes) and genital infections (due to herpes simplex), varicella and shingles (due to herpes zoster) and CMV pneumonia and retinitis. Epstein-Barr virus can cause infectious monocytosis and has also been suggested as a cause of nasopharyngeal carcinoma, immunoblastic lymphoma and Burkitt lymphoma.

【0205】 病原体は、毒性の強い形態、潜在的な形態又は減弱化された形態で存在する可
能性があることが熟慮されている。また、これらの形態の混在を含む病原体の集
団も熟慮されている。関心のある特定の病原体の例は、例えば、CMV、HSV
−1、HCV,特にHCVのC型、HIV−1、HIV−2、KSH、黄熱病ウ
イルス、ある種のフラビウイルス及びライノウイルスのようなウイルスである。
更に、病原体は、マラリア又はP. falciparum、P. vivax、P. ovale、又はP. ma
lariaeと同じものに関連する医学症状を起こす能力があるもののいかなるもので
もありうる。典型的には、マラリア原虫がマラリア及びマラリアに関連した種々
の医学的合併症を起こす。既存の症状を治療するために発明を用いることができ
、若しくは1又はそれより多い病原体による感染を防ぐために予防的に発明を使
用することができる。
It is contemplated that pathogens may exist in a highly toxic, latent or attenuated form. Also, populations of pathogens containing a mixture of these forms have been considered. Examples of particular pathogens of interest include, for example, CMV, HSV
-1, HCV, especially viruses such as HCV type C, HIV-1, HIV-2, KSH, yellow fever virus, certain flaviviruses and rhinoviruses.
Furthermore, the pathogen may be malaria or P. falciparum, P. vivax, P. ovale, or P. ma
It can be anything that is capable of causing a medical condition related to the same as lariae. Typically, malaria parasites cause malaria and various medical complications associated with malaria. The invention can be used to treat an existing condition, or can be used prophylactically to prevent infection by one or more pathogens.

【0206】 単一の戦略又は戦略を組み合わせることによってイン・ビボ又はイン・ビトロ
において発明の抗病原体システム及び特に融合タンパク質を細胞に投与すること
ができる。 例えば、上述したように、一般に細胞を融合タンパク質に接触させ、特定の期
間、細胞を介して融合タンパク質を形質導入させることを含む従来の細胞培養法
によってイン・ビトロにて、一次細胞又は培養中で増殖している不死化した細胞
に融合タンパク質を投与することができる。典型的には、融合タンパク質の濃度
を高めるために、接触に先だって細胞から培地を除く。
The anti-pathogen systems of the invention and especially the fusion proteins can be administered to cells in vivo or in vitro by a single strategy or a combination of strategies. For example, as described above, primary cells or cells are cultured in vitro, typically by conventional cell culture methods, including contacting the cells with the fusion protein and transducing the fusion protein through the cells for a specified period of time. The fusion protein can be administered to immortalized cells growing at Typically, the medium is removed from the cells prior to contacting to increase the concentration of the fusion protein.

【0207】 更に、イン・ビボにて、例えば、このような細胞に融合タンパク質を導入する
のに好適な特定の送達メカニズムを用いて、融合タンパク質を細胞に投与するこ
とができる。一般に、選択される送達メカニズムの種類は、細胞の位置、病原体
で感染した細胞を殺傷するのに必要な形質導入の程度、及び細胞の一般的な健康
状態を含む考慮によって導かれる。
In addition, the fusion protein can be administered to the cells in vivo, for example, using a specific delivery mechanism suitable for introducing the fusion protein into such cells. In general, the type of delivery mechanism chosen will be guided by considerations including the location of the cells, the degree of transduction needed to kill the cells infected with the pathogen, and the general health of the cells.

【0208】 特に、発明の融合タンパク質は、経口、局所(経皮、口腔、又は舌下を含む)
、経鼻、及び非経口(腹腔内、皮下、静脈内、皮内又は筋肉内注射を含む)を含
む種々の好適な経路を用いて、哺乳類、特にヒトのような霊長類に投与してもよ
い。一般に、RemingtonのPharmaceutical Science(製薬科学) (Mack Pub. Co.
, Eaton, PA, 1980)を参照のこと。十分な接触を招く経鼻又は経口経路は、1又
はそれより多くの融合タンパク質が気道上皮、肺組織と共に一般に好まれると考
える。
In particular, the fusion proteins of the invention can be administered orally, topically (including transdermal, buccal, or sublingual).
Can also be administered to mammals, especially primates such as humans, using a variety of suitable routes, including intranasal, nasal, and parenteral (including intraperitoneal, subcutaneous, intravenous, intradermal, or intramuscular injection). Good. In general, Remington's Pharmaceutical Science (Mack Pub. Co.
, Eaton, PA, 1980). Nasal or oral routes that result in sufficient contact are considered one or more fusion proteins to be generally preferred along with airway epithelium, lung tissue.

【0209】 本発明の融合タンパク質は、単独の活性剤として、また、本明細書で提供され
る1又はそれより多くの融合タンパク質と組合せて、又はAZT、ddI、dd
C、3TC、FTC、DAPD、1592U89又はCS92を含むジデオキシ
ヌクレオシドのような逆転写酵素阻害剤;Ro3−3335及びRo24−74
29のような拮抗剤;並びに9−(2−ヒドロキシエトキシメチル)グアニン(
アシクロビル)、ガンシクロビル又はペニシクロビル、例えばアルファ−インタ
ーフェロンのようなインターフェロン若しくはインターロイキンのようなその他
の作用物質のようなその他の薬物と組合せて、又は骨髄移植又はリンパ球移植を
含むその他の免疫調節剤若しくは然るべくリンパ球の数及び/又は機能を高める
レバミソール又はサイモシンのようなその他の薬剤と共に投与することができる
The fusion proteins of the invention can be used as the sole active agent and in combination with one or more fusion proteins provided herein, or AZT, ddI, dd
Reverse transcriptase inhibitors such as dideoxynucleosides, including C, 3TC, FTC, DAPD, 1592U89 or CS92; Ro3-3335 and Ro24-74
Antagonists such as 29; and 9- (2-hydroxyethoxymethyl) guanine (
Acyclovir), ganciclovir or penicyclovir, in combination with other drugs such as interferons such as alpha-interferon or other agents such as interleukins, or other immunomodulatory agents including bone marrow transplantation or lymphocyte transplantation or It can be administered with other agents, such as levamisole or thymosin, which increase the number and / or function of lymphocytes accordingly.

【0210】 発明の1つ又はそれより多くの融合タンパク質と共に投与することができる追
加の薬物には、Goodman, G. et al. (1993) The Pharmacological Basis of The
rapeutics, 第8版、(McGraw~Hill Inc)978〜998ページに開示されてい
るもののような通常の抗マラリア剤が挙げられる。好ましい抗マラリア剤には、
クロロキン、クロログアニジン、ピリメタミン、メフロキン、プリマクアニン及
びキニンが挙げられる。
Additional drugs that can be administered with one or more fusion proteins of the invention include Goodman, G. et al. (1993) The Pharmacological Basis of The
rapeutics, 8th edition, (McGraw ~ Hill Inc) pages 978-998. Preferred antimalarial agents include
Chloroquine, chloroganidine, pyrimethamine, mefloquine, primaquinine and quinine are mentioned.

【0211】 発明の融合タンパク質を含む、上で引用した物質を2つ以上投与することが、
『カクテル』又は『カクテル』療法の例である。 発明の1又はそれより多くの融合タンパク質はそれだけで投与されてもよいが
、従来の賦形剤、好ましくは前述したように、経口又は経鼻送達に一般的に好適
な薬事上許容可能な有機又は無機キャリア物質との混合で医薬組成物の一部とし
て存在してもよい。しかしながら、投与のほかの方式、即ち、非経口、経口又は
その他の投与に好適で、融合タンパク質と有害に反応せず、その受入者に有害で
はないビヒクルと融合タンパク質を組合せることができる場合もある。薬事上許
容可能な好適なキャリアには、水、塩溶液、アルコール、植物油、ポリエチレン
グリコール、ゼラチン、ラクトース、アミロース、ステアリン酸マグネシウム、
タルク、珪酸、粘性のあるパラフィン、芳香油、脂肪酸モノグリセリド並びにジ
グリセリド、石油エーテル脂肪酸エステル、ヒドロキシメチルセルロース、ポリ
ビニルピロリドンなどが挙げられるが、これに限定されない。医薬組成物は、滅
菌することができ、所望であれば、融合タンパク質と有害に反応しない、例えば
、潤滑剤、保存剤、安定剤、保湿剤、乳化剤、浸透圧に影響を与えるための塩、
緩衝液、着色剤、矯味剤、及び/又は芳香剤などのような補助剤と混合すること
ができる。
[0211] Administering two or more of the above-cited substances, including fusion proteins of the invention, comprises:
Examples of "cocktail" or "cocktail" therapy. One or more fusion proteins of the invention may be administered by itself, but may be administered by conventional excipients, preferably pharmaceutically acceptable organic compounds generally suitable for oral or nasal delivery, as described above. Or they may be present as part of a pharmaceutical composition in admixture with an inorganic carrier material. However, it may be possible to combine the fusion protein with a vehicle that is suitable for other modes of administration, i.e., parenteral, oral, or other administration, does not adversely react with the fusion protein, and is not harmful to the recipient. is there. Suitable pharmaceutically acceptable carriers include water, saline, alcohol, vegetable oils, polyethylene glycol, gelatin, lactose, amylose, magnesium stearate,
Examples include, but are not limited to, talc, silicic acid, viscous paraffin, aromatic oils, fatty acid monoglycerides and diglycerides, petroleum ether fatty acid esters, hydroxymethylcellulose, polyvinylpyrrolidone, and the like. The pharmaceutical compositions can be sterilized and, if desired, do not deleteriously react with the fusion protein, e.g., lubricants, preservatives, stabilizers, humectants, emulsifiers, salts to affect osmotic pressure,
It can be mixed with adjuvants such as buffers, colorants, flavors and / or fragrances.

【0212】 非経口適用については、特に好適なのは、溶液であり、好ましくは油性又は水
性溶液並びに懸濁液、エマルション、又は座薬を含む埋め込み剤である。アンプ
ルは都合の良い単位用量である。
For parenteral application, particularly suitable are solutions, preferably oily or aqueous solutions as well as suspensions, emulsions or implants, including suppositories. Ampules are a convenient unit dosage.

【0213】 腸内に投与する上で、特に適したものは、タルク及び/又は糖質担体結合剤等
を有する錠剤、糖衣剤、又はカプセルであり、担体は好ましくはラクトース及び
/又はコーンスターチ及び/又はポテトスターチである。甘味賦形剤を用いるシ
ロップ、エリキシル等を使用することができる。適当な放出組成物を処方するこ
とができ、活性成分が、例えばマイクロカプセル化、マルチコーティング等によ
る特異的に分解するコーティングよって保護されているものが含まれる。
Particularly suitable for enteral administration are tablets, dragees or capsules having talc and / or a saccharide carrier binder and the like, wherein the carrier is preferably lactose and / or corn starch and / or Or potato starch. Syrups, elixirs and the like using sweet excipients can be used. Suitable release compositions can be formulated, including those in which the active ingredient is protected by a specifically degrading coating, for example, by microencapsulation, multi-coating, and the like.

【0214】 本発明の治療用融合タンパク質をリポソームに取り込むこともできる。取り込
みは周知のリポソーム調製方法、例えば音波処理及び押出によって行うことがで
きる。
The therapeutic fusion proteins of the invention can also be incorporated into liposomes. Incorporation can be performed by well-known liposome preparation methods, such as sonication and extrusion.

【0215】 所定の治療で使用される活性融合タンパク質の実際の好ましい量は、利用され
る特定の融合タンパク質、確立された特定の抗病原体系、適用方法、特定投与部
位等によって異なることが的確に認識されるであろう。所定の投与プロトコルに
とって最適な投与速度は、上述のガイドラインに関して行われる従来の投与量定
量試験を用いて当業者が容易に把握することができる。
[0215] The actual preferred amount of active fusion protein used in a given treatment will precisely depend on the particular fusion protein utilized, the particular anti-pathogen system established, the method of application, the particular site of administration and the like. Will be recognized. Optimal dosing rates for a given dosing protocol can be readily ascertained by one skilled in the art using conventional dosage assays performed with respect to the above guidelines.

【0216】 一般に、病原体感染、例えばHIV感染等のウィルス感染の治療にとって、1
種類以上の融合タンパク質の適当な有効量は、1日あたり受容個体の体重1kg
に対して0.01乃至100ミリグラム、好ましくは1日あたり受容個体の体重
1kgに対して0.1乃至50ミリグラム、より好ましくは1日あたり受容個体
の体重1kgに対して1乃至20ミリグラムの範囲内である。所望の投与量を1
日に1回適当に投与するか、いくつかの分割投与量、例えば2乃至5回分の分割
投与量を1日に適当な間隔で、又は適当なスケジュールで投与する。 既に指摘したように、好ましい投与方法は噴霧方式であり、特に経鼻又は経口
による。
Generally, for the treatment of a pathogen infection, eg, a viral infection such as an HIV infection,
An appropriate effective amount of more than one fusion protein is 1 kg body weight of the recipient individual per day.
0.01 to 100 mg / kg, preferably 0.1 to 50 mg / kg body weight of recipient individual per day, more preferably 1 to 20 mg / kg body weight of recipient individual per day Is within. The desired dose is 1
It is suitably administered once daily, or in several divided doses, for example in 2 to 5 divided doses, at appropriate intervals during the day or on a suitable schedule. As already pointed out, the preferred mode of administration is by spraying, in particular nasal or oral.

【0217】 本発明の別の態様は、本発明の抗病原体系の含有成分を含むキットに関する。
そのようなキットは、1種類以上の既に突き止められた病原体によって感染した
細胞を致死又は損傷させるために使用することができる。一実施態様では、キッ
トは少なくとも2つのコンテナ手段、すなわち本発明の融合タンパク質を一種類
以上含む第1のコンテナ手段と該融合タンパク質をコード化する組み換えベクタ
ーを含む任意の第2のコンテナ手段とを内部に密閉したかたちで持つ担体手段を
有する。 キットの含有成分を用いて提供される抗病原体系を使用するために、上記した
方法に基づいてイン・ビトロ又はイン・ビボで融合タンパク質を細胞に投与する
Another aspect of the present invention relates to a kit comprising the components of the antipathogenic system of the present invention.
Such kits can be used to kill or damage cells infected by one or more previously identified pathogens. In one embodiment, the kit comprises at least two container means, a first container means comprising one or more of the fusion proteins of the invention and an optional second container means comprising a recombinant vector encoding said fusion protein. It has a carrier means that is held in a sealed form inside. To use the antipathogenic system provided using the components of the kit, the fusion protein is administered to the cells in vitro or in vivo based on the methods described above.

【0218】 本発明は、1種類の病原体又は複数の病原体の組み合わせによって感染した細
胞の致死又は損傷が必要とされる様々な状況に対して幅広く適用可能である。上
記した特定の使用に加えて、本発明は、例えば霊長類、及びある種の鳥、犬、猫
、馬、羊、牛等を含む家畜等の他のほ乳類動物由来細胞にあるような、植物、昆
虫、又は動物起源の細胞等、真核細胞の病原体感染メカニズムを研究することに
も適用可能である。
The present invention is widely applicable to a variety of situations where killing or damaging cells infected by a single pathogen or a combination of multiple pathogens is required. In addition to the specific uses described above, the present invention relates to plants, such as those found in cells from other mammals such as primates and livestock, including certain birds, dogs, cats, horses, sheep, cattle and the like. It is also applicable to study the pathogen transmission mechanism of eukaryotic cells, such as cells of insect, insect or animal origin.

【0219】 本発明の別の態様では、感染細胞においてある種のタンパク質、特に病原体特
異的プロテアーゼを阻害する治療能力について候補化合物をスクリーニングする
際に、抗病原体系を使用することができる。特に、好ましいスクリーニング法と
して、抗病原体を所望の細胞、好ましくは不死化又はプライマリ細胞等を含む培
養細胞に形質導入し、該細胞に病原体を感染させ、病原体特異的プロテアーゼを
阻害する強力な治療能力を持つ候補化合物を添加し、さらに病原体に対する耐性
について細胞を、例えば従来の細胞生死判別アッセイを実施することで試験する
In another aspect of the invention, an anti-pathogenic system can be used in screening candidate compounds for their ability to inhibit certain proteins, particularly pathogen-specific proteases, in infected cells. In particular, as a preferred screening method, a strong therapeutic ability to transduce an anti-pathogen into a desired cell, preferably a cultured cell including an immortalized or primary cell, infect the cell with the pathogen, and inhibit a pathogen-specific protease And testing the cells for resistance to pathogens, for example, by performing a conventional cell viability assay.

【0220】 アッセイは、一般に基準対照と比較することによって細胞に対する対象化合物
の効果、例えば結果として生ずる表現型を判断する。さらに、候補化合物を、抗
病原体システムによる細胞の形質導入の前、後、又はその間に加えることができ
る。
Assays generally determine the effect of a compound of interest on cells, for example, the resulting phenotype, by comparison to a reference control. In addition, candidate compounds can be added before, after, or during transduction of cells with the anti-pathogen system.

【0221】 基準対照は、融合タンパク質が導入される前の細胞、融合タンパク質を導入さ
れていない細胞、又は非機能性の、例えば非機能性転写活性領域を有していない
細胞であってもよい。化合物の投与の前、後、又はその間に1種類以上の所定の
病原体を細胞に加えることができる。
The reference control can be a cell before the fusion protein has been introduced, a cell not having the fusion protein introduced, or a cell that is non-functional, eg, does not have a non-functional transcriptionally active region. . Before, after, or during the administration of the compound, one or more defined pathogens can be added to the cells.

【0222】 対象とする候補化合物は、例えばサイトカイン、腫瘍サプレッサー、抗体、受
容体、突然変異タンパク質、フラグメント、又はそれらのタンパク質の一部分、
さらにアンチセンスRNA分子又はリボザイム等の活性RNA分子、又は医薬物
質を含むいくつかの分子の一つである。例えば、AZT等の既知のHIV RT
阻害剤の誘導体からなる組み合わせライブラリを本法によって容易に試験するこ
とができる。本発明にもとづく好ましい化合物は、トリパンブルー除去試験等の
標準的な細胞生死判別試験によってアッセイされるように、致死細胞を少なくと
も約40%、50%、60%、70%、好ましくは少なくとも約80%、さらに
よりいっそう好ましくは少なくとも90%以上まで減少させることができる。
The candidate compounds of interest include, for example, cytokines, tumor suppressors, antibodies, receptors, muteins, fragments, or portions of those proteins,
It is also an active RNA molecule such as an antisense RNA molecule or a ribozyme, or one of several molecules including a drug substance. For example, known HIV RT such as AZT
Combinatorial libraries consisting of derivatives of inhibitors can be easily tested by this method. Preferred compounds according to the present invention reduce at least about 40%, 50%, 60%, 70%, preferably at least about 80% of dead cells as assayed by standard cell viability assays such as the trypan blue elimination test. %, Even more preferably at least 90% or more.

【0223】 病原体特異的プロテアーゼを阻害する治療能力について候補化合物をスクリー
ニングするための好ましい方法は、以下の工程から構成されている。 a)本発明の融合タンパク質を一群の細胞に形質導入し、病原体特異的プロテ
アーゼを発現又は誘導する能力を有する病原体を細胞に感染させ、 b)サイトキシンを産生させるに十分な程度に融合タンパク質を病原体特異的
プロテアーゼに接触させ、さらに c)病原体特異的プロテアーゼを変化させるために任意のサイトキシン効果と
候補化合物の治療能力との相関を取ること。 タンパク質形質導入ドメインは、TAT、アンテナペディアホメオドメイン、
HSV VP22、それらの適当なフラグメント、又は形質導入能を有する自然
には生じない配列から選択することができる。細胞毒性ドメインとして、例えば
カスパーゼ及び1つ以上のプロテアーゼ切断部位を挙げることができる。
A preferred method for screening candidate compounds for a therapeutic ability to inhibit a pathogen-specific protease comprises the following steps. a) transducing a group of cells with the fusion protein of the present invention, infecting the cells with a pathogen capable of expressing or inducing a pathogen-specific protease; Contacting with a pathogen-specific protease, and c) correlating any cytoxin effect with the therapeutic potential of the candidate compound to alter the pathogen-specific protease. Protein transduction domains include TAT, antennapedia homeo domain,
HSV VP22, suitable fragments thereof, or non-naturally occurring sequences capable of transducing. Cytotoxic domains can include, for example, caspases and one or more protease cleavage sites.

【0224】 ここで記述したDNA及びタンパク質配列は、具体的に指摘したものを含む一
般に知られている様々なソースから得ることができ、好ましいソースは、Nation
al Library of Medicine (所在地:38A, 8N05, Rockville Pike, Bethesda, MD
20894)にあるNational Center for Biotechnology Information (NCBI)~Genet
ic Sequence Data Bank (Genbank)である。また、Genbankはインターネット(ht
tp://www.ncbi.nlm.nih.gov)上でも利用可能であり、Genbankの詳細については
主にBenson, D. A. et al., Nucl. Acids. Res., 25:l (1997)を参照せよ。
The DNA and protein sequences described herein can be obtained from a variety of commonly known sources, including those specifically mentioned; preferred sources are Nation
al Library of Medicine (located at 38A, 8N05, Rockville Pike, Bethesda, MD
20894) National Center for Biotechnology Information (NCBI) ~ Genet
ic Sequence Data Bank (Genbank). Genbank is also on the Internet (ht
tp: //www.ncbi.nlm.nih.gov), and for details on Genbank, refer mainly to Benson, DA et al., Nucl. Acids. Res., 25: l (1997). Please.

【0225】 実施例で使用される他の試薬、例えば抗体、細胞、及びウィルスは、公認の民
間又は公共のソース、例えば、Linscott's Directory (所在地:40 Glen Drive
, Mill Valley California 94941)、及びAmerican Type Culture Collection (
ATCC) (所在地:12301 Parklawn Drive, Rockvill, Md 20852)から得ることが
できる。 ここで指摘する全ての文献は、ここに参照によって取り込まれる。
[0225] Other reagents used in the examples, such as antibodies, cells, and viruses, may be obtained from recognized private or public sources, such as Linscott's Directory (40 Glen Drive).
, Mill Valley California 94941) and the American Type Culture Collection (
ATCC) (located at 12301 Parklawn Drive, Rockvill, Md 20852). All documents mentioned herein are hereby incorporated by reference.

【0226】 以下の実施例によって本発明をさらに説明する。これらの実施例は、本発明の
理解を助けるために提供されるものであって、本発明の限定として構成されるも
のではない。
The following examples further illustrate the invention. These examples are provided to aid the understanding of the present invention and are not to be construed as limiting the invention.

【0227】 実施例1−TAT融合タンパク質発現ベクターの産生 TAT融合タンパク質発現のための好ましいプラスミドを以下のようにして調
製した。図1は、そのプラスミドのマップを示す。図2はpTAT−HAリンカ
ーの核酸配列(配列番号14)及びアミノ酸配列(配列番号15)とともにpT
ATリンカーの核酸配列(配列番号12)及びアミノ酸配列(配列番号13)を
示す。
Example 1 Production of TAT Fusion Protein Expression Vector A preferred plasmid for TAT fusion protein expression was prepared as follows. FIG. 1 shows a map of the plasmid. FIG. 2 shows the pTAT-HA linker nucleic acid sequence (SEQ ID NO: 14) and amino acid sequence (SEQ ID NO: 15) together with pTAT-HA linker.
Figure 4 shows the nucleic acid sequence (SEQ ID NO: 12) and amino acid sequence (SEQ ID NO: 13) of the AT linker.

【0228】 pTAT及びpTAT−HA(tag)バクテリア発現ベクターは、TATド
メイン(G−RKKRRQRRR−G)(配列番号16)の自由結合回転を許す
ためにグリシン残基によってフランキングされた11アミノ酸TATドメインに
一致するオリゴヌクレオチドをpRSET−AのBamHI部位に挿入すること
によって生成される。ポリリンカーは、第2のオリゴヌクレオチドをNcoI−
KpnI−AgeI−XhoI−SphI−EcoRIクローニング部位を含む
NcoI部位(5’又はN’)及びEcoRI部位に挿入することによってTA
Tドメイン(図1参照)にC’末端が加えられる。この後に、BstBI−Hi
ndIII部位を含むpRET−Aプラスミドの残りのオリジナルポリリンカー
が続く。
The pTAT and pTAT-HA (tag) bacterial expression vectors comprise an 11 amino acid TAT domain flanked by glycine residues to allow free binding rotation of the TAT domain (G-RKKKRRQRRR-G) (SEQ ID NO: 16). Is inserted into the BamHI site of pRSET-A. The polylinker converts the second oligonucleotide to NcoI-
By inserting into the NcoI site (5 'or N') containing the KpnI-Agel-XhoI-SphI-EcoRI cloning site and the EcoRI site, the TA
A C-terminus is added to the T domain (see FIG. 1). After this, BstBI-Hi
The remaining original polylinker of the pRET-A plasmid containing the ndIII site follows.

【0229】 グリシンによってフランキングされたHAタグ(YPYDVPDYA;配列番
号17;図2参照(配列は太字))をコード化するオリゴヌクレオチドをpTA
TのNcoI部位に挿入することによってpTAT−HAプラスミドを作成した
。5’又はN’のNcoI部位が不活性化され、3’又はC’のみがHAタグ、
それに続いて上記ポリリンカーによって処理された。HAタグは、12CA5抗
HA抗体を用いた免役ブロット法、免役沈降法、又は免役組織染色法による融合
タンパク質の検出を可能とする。
The oligonucleotide encoding the HA tag flanked by glycine (YPYDVPDYA; SEQ ID NO: 17; see FIG. 2 (sequence in bold)) was identified as pTA
The pTAT-HA plasmid was created by insertion into the NcoI site of T. The 5 'or N' NcoI site is inactivated and only 3 'or C' is HA tag,
It was subsequently treated with the polylinker described above. The HA tag allows detection of the fusion protein by immunoblotting, immunoprecipitation, or immunohistochemistry using a 12CA5 anti-HA antibody.

【0230】 各リンカーのヌクレオチド及びアミノ酸を図2に示す。pRSET−A主鎖は
、アンピシリン耐性、fl、ori、ColE1 ori(プラスミド複製)を
コード化し、転写はT7RNAポリメラーゼプロモータによって駆動される。
The nucleotides and amino acids of each linker are shown in FIG. The pRSET-A backbone encodes ampicillin resistance, fl, ori, ColE1 ori (plasmid replication), and transcription is driven by the T7 RNA polymerase promoter.

【0231】 実施例2−ミスフォールディングTAT融合タンパク質 以下に記述するTAT融合タンパク質を宿主細胞から精製し、形質導入を向上
させるために意図的にミスフォールディングした。すなわち、5時間1リットル
培養液から得た形質移入BL21(DE3)pLysS細胞(Novagen)を超音
波処理して融合タンパク質の精製を行った。その培養液に対して10mlのバッ
ファA(8M尿素/20mM HEPES(pH7.2(100mM NaCl)
で一晩培養した培養液からの100mlを接種した。細胞溶解産物を遠心によっ
て分離し、20mMイミダゾールが加えられたバッファAを用いたNi−NAT
カラム(Qiagen)に載せた。次に、該カラムをカラム容積の10倍の量で洗浄し
、バッファAに含まれるイミダゾールの濃度を(段階的に)高めることで溶出を
行い、さらに4M尿素/20mM HEPES(pH7.2(50mM NaCl
))を用いたMono−Qカラムにかけた。TAT融合タンパク質を1M Na
Clステップで溶出し、PBS又は20mM HEPES[pH7.2]/13
7mM NaClを用いてPD−10脱塩カラム(Pharmacia)上で脱塩し、さら
に−80℃で10%グリセロール中に凍結させた。 FITC標識TAT融合タンパク質は、フルオレセイン標識(Pierce)を行い
、その後FPLC(Pharmacia)に取り付けられたS−12カラム上でPBSを
用いたゲル精製を行って得られた。
Example 2-Misfolded TAT fusion protein The TAT fusion protein described below was purified from host cells and intentionally misfolded to improve transduction. That is, the transfected BL21 (DE3) pLysS cells (Novagen) obtained from a 1-liter culture solution for 5 hours were subjected to ultrasonic treatment to purify the fusion protein. 10 ml of buffer A (8 M urea / 20 mM HEPES (pH 7.2 (100 mM NaCl)) was added to the culture solution.
Was inoculated with 100 ml from a culture solution cultured overnight. Cell lysates were separated by centrifugation and Ni-NAT using buffer A supplemented with 20 mM imidazole.
Loaded on column (Qiagen). Next, the column was washed with 10 times the column volume, elution was carried out by increasing the concentration of imidazole contained in buffer A (stepwise), and 4M urea / 20 mM HEPES (pH 7.2 (50 mM NaCl
)) Was applied to a Mono-Q column. The TAT fusion protein was converted to 1M Na
Elution with Cl step, PBS or 20 mM HEPES [pH 7.2] / 13
It was desalted on a PD-10 desalting column (Pharmacia) using 7 mM NaCl, and further frozen at −80 ° C. in 10% glycerol. The FITC-labeled TAT fusion protein was obtained by performing fluorescein labeling (Pierce) and then performing gel purification using PBS on an S-12 column attached to FPLC (Pharmacia).

【0232】 実施例3−TATp16融合タンパク質の産生 HIVプロテアーゼ切断部位(p17−p24又はp7−p1)を有するTA
Tp16融合タンパク質を以下の方法に基づいて合成した。 A.pTAT−(HIV切断部位)構成体の調製 このプラスミドは、p17−p14及びp7−p1 HIV切断部位をコード
化する二重鎖オリゴマーをpTAT及びpTAT−HAのNcoI部位に挿入す
ることによって作られた。切断部位は14アミノ酸からなり、HIV切断部位の
各々の末端が7個のアミノ酸からなる。
Example 3 Production of TATp16 Fusion Protein TA with HIV Protease Cleavage Site (p17-p24 or p7-p1)
The Tp16 fusion protein was synthesized based on the following method. A. Preparation of pTAT- (HIV cleavage site) construct This plasmid was made by inserting a double-stranded oligomer encoding the p17-p14 and p7-p1 HIV cleavage sites into the NcoI site of pTAT and pTAT-HA. . The cleavage site consists of 14 amino acids and each end of the HIV cleavage site consists of 7 amino acids.

【0233】 p17−p24部位(57 mer)、ポジティブな鎖: 5’ CAT GTC AGG CTC CCA GGT GTC ACA GAA CTA TCC AAT CGT GCA GAA CCT GCA
GGG CGC 3’(配列番号18) p7−p1 HIV切断部位(60 mer)、ポジティブ鎖: 5’ CAT GCA TTC AGG CTG CAC CGA ACG CCA GGG TAA CTT CCT GGG CAA AAT CTG
GCC AGG CGC 3’(配列番号19)
P17-p24 site (57 mer), positive strand: 5 ′ CAT GTC AGG CTC CCA GGT GTC ACA GAA CTA TCC AAT CGT GCA GAA CCT GCA
GGG CGC 3 ′ (SEQ ID NO: 18) p7-p1 HIV cleavage site (60 mer), positive strand: 5 ′ CAT GCA TTC AGG CTG CAC CGA ACG CCA GGG TAA CTT CCT GGG CAA AAT CTG
GCC AGG CGC 3 '(SEQ ID NO: 19)

【0234】 HIV切断部位p17−p24(配列番号18)又はp7−p1(配列番号)
に対応するオリゴヌクレオチドを実施例1に記載されたpTATベクターに融合
(3’からPTD部位へ)させてpTAT−HIV1又はpTAT−HIV2ベ
クターをそれぞれ産生した。pTAT−HIV1,2ベクターを例えば図3〜5
に示す構成体の親ベクターとした。p16タンパク質のcDNA配列をp17−
p24 HIV切断部位に融合させてフレーム内TAT−p16融合タンパク質
cDNAを産生した(図5)。p16cDNAをpTAT−HIV2ベクターに
融合させることによって、第2のp16融合タンパク質を作った。各ベクター構
成体の構成要素の順番(N’末端からC’末端に向けて)は、HIS−TAT−
PTD−切断部位−p16−タンパク質であり、「切断部位」はp17−p24
又はp7−p1切断部位をそれぞれ示した。融合タンパク質に対して、上記実施
例2に記載した方法にもとづいて各々精製及びミスフォールディングを施した。
TAT−p16cDNAベクターをDH5−α細菌内で増殖させた。
The HIV cleavage site p17-p24 (SEQ ID NO: 18) or p7-p1 (SEQ ID NO :)
Was fused (3 ′ to PTD site) with the pTAT vector described in Example 1 to produce a pTAT-HIV1 or pTAT-HIV2 vector, respectively. The pTAT-HIV1,2 vector is used, for example, in FIGS.
The parent vector of the construct shown in Table 1 was used. The cDNA sequence of p16 protein was replaced with p17-
Fusion to the p24 HIV cleavage site produced the in-frame TAT-p16 fusion protein cDNA (FIG. 5). A second p16 fusion protein was made by fusing the p16 cDNA to the pTAT-HIV2 vector. The order of the components of each vector construct (from the N 'end to the C' end) is HIS-TAT-
PTD-cleavage site-p16-protein, "cleavage site" is p17-p24
Alternatively, p7-p1 cleavage sites are indicated. The fusion protein was purified and misfolded according to the method described in Example 2 above.
The TAT-p16 cDNA vector was grown in DH5-α bacteria.

【0235】 精製されたp16融合タンパク質をHIV感染Jurkat T細胞に個々に導入し
た。HIVによるJurkat T細胞への感染方法及び融合タンパク質の形質導入方
法は、後に続く実施例に記載されている。4、8及び12時間後、市販の抗P1
6抗体(Santa Cruz)を用いたウェスタン免疫ブロットによる融合タンパク質の
切断について細胞を分析する。対照として、図6に示すベクター(HIVプロテ
ーアゼ切断部位)を作製するために、p16cDNAを実施例1に記載したpT
ATベクターに融合させた。p16融合タンパク質をコード化したそのベクター
を感染細胞内で切断されなかったTATに融合させた。しかし、有効な切断は、
HIV切断部位を含んだ図5に示すベクターによってコード化されたp16融合
タンパク質では観察されなかった。
The purified p16 fusion proteins were individually transfected into HIV infected Jurkat T cells. Methods for infecting Jurkat T cells with HIV and transducing fusion proteins are described in the Examples that follow. After 4, 8 and 12 hours, commercial anti-P1
Cells are analyzed for cleavage of the fusion protein by Western immunoblot using Antibody 6 (Santa Cruz). As a control, to construct the vector (HIV protease cleavage site) shown in FIG.
It was fused to an AT vector. The vector encoding the p16 fusion protein was fused to uncleaved TAT in infected cells. However, a valid disconnect is
Nothing was observed with the p16 fusion protein encoded by the vector shown in FIG. 5 containing the HIV cleavage site.

【0236】 実施例4−形質導入細胞内でのp16融合タンパク質の検出 HIV感染細胞の細胞サイトソルに融合タンパク質が残存することが可能であ
ったかどうかを確かめるために、実施例3で産生したTAT−HIV1,2p1
6融合タンパク質を精製し、上記のようにFITC標識した。次に、以下の実施
例6に基づいて、約35乃至45ナノモルの標識融合タンパク質をHIV感染(
NLHX染色)及び未感染Jurkat T細胞に添加した。その後、形質導入したJur
kat T細胞をFACSによって分析した。HIV感染/未感染細胞からなる混合
群内の細胞の全て(100%)がFITC結合融合タンパク質の添加後1、2、
4、8、及び16時間で形質導入された。しかし、細胞を新鮮なメジウムで洗浄
し、濃度勾配(現在、内側が高く、外側がゼロ)によって細胞からPTDが排除
された場合、感染細胞は切断された基質(p16部分)を保持したが、未感染対
照群は、FACSで分析されるようにFITC標識p16の連続的存在によって
決定されるように形質導入されたタンパク質の全てを失った(それが形質導入し
尽くした)。
Example 4-Detection of p16 fusion protein in transduced cells To determine if the fusion protein could remain in the cell cytosol of HIV infected cells, the TAT-produced in Example 3 was used. HIV1,2p1
The 6 fusion proteins were purified and FITC labeled as described above. Next, based on Example 6 below, about 35-45 nanomolar of the labeled fusion protein was added to
NLHX staining) and uninfected Jurkat T cells. Then the transduced Jur
Kat T cells were analyzed by FACS. All (100%) of the cells in the mixed group of HIV infected / uninfected cells were 1,2,2 after the addition of the FITC binding fusion protein.
Transduced at 4, 8, and 16 hours. However, if the cells were washed with fresh medium and the PTD was eliminated from the cells by a concentration gradient (currently high inside and zero outside), the infected cells retained the cleaved substrate (p16 portion), The uninfected control group lost all of the transduced protein as determined by the continuous presence of FITC-labeled p16 as analyzed by FACS (it was transduced).

【0237】 実施例5−TAT−CPP32融合タンパク質 ヒトCPP32cDNA(Alnemri et al., J. Biol. Chem., 269: 30761 (19
94); Genbank Accession No. U13737)をCPP32p17及びp12ドメイン
をそれぞれ別個にPCR処理(すなわち、ポリメラーゼ鎖増殖(PCR)ステッ
プの実行)によって産生し、該DNAフラグメントを一緒に加え、外部PCRプ
ライマーを用いてPCR処理した。プロトコルの概略を図8に示す。これは、二
重PCRクローニング法と呼ばれるもので、下記の通り、2つの別個のDNAフ
ラグメントを一緒に結合させる一般的な方法論的アプローチである。
Example 5 TAT-CPP32 Fusion Protein Human CPP32 cDNA (Alnemri et al., J. Biol. Chem., 269: 30761 (19
94); Genbank Accession No. U13737) was generated by separately PCR-treating the CPP32 p17 and p12 domains (ie, performing a polymerase chain amplification (PCR) step), adding the DNA fragments together, and using external PCR primers. PCR treatment. An outline of the protocol is shown in FIG. This is called the double PCR cloning method and is a general methodological approach of joining two separate DNA fragments together, as described below.

【0238】 A(+鎖)及びB(−鎖)プライマー(以下を参照せよ)を用いてCPP32
cDNAのp17ドメインを、またB(+鎖)及びC(−鎖)プライマーを用い
てp12ドメインをPCR処理した。AプライマーはCPP32p17ドメイン
コード配列によってフレーム内p17−p1HIV切断部位をコード化し、またB
プライマーはp17−p24HIV切断部位をコード化する。この最初のPCR
後、2つの精製フラグメントを混ぜ合わせ、A(+鎖)及びC(−鎖)プライマ
ーのみを用いてPCR処理した。p17PCR処理ドメインの3’末端がp12
PCR処理ドメインの5’末端の(−)鎖を有することから、2つのDNAフラ
グメントが塩基対を形成する。このPCR後、得られたDNAフラグメントを5
’末端をXhoIで、3’末端をEcoRIで消化することで約900bpのフ
ラグメントを生成した。このフラグメントをpTAT及びpTAT−HAプラス
ミドのXhoI及びEcoRI部位にクローン化した。既に概要を述べたように
、タンパク質、TAT−CPP32野生型がPL2I(DE3)細胞で産生され
た。
CPP32 using A (+ strand) and B (-strand) primers (see below)
The p17 domain of the cDNA and the p12 domain were PCR treated with B (+ strand) and C (-strand) primers. The A primer encodes a p17-p1 HIV cleavage site in frame with the CPP32p17 domain coding sequence, and
Primers encode the p17-p24 HIV cleavage site. This first PCR
Thereafter, the two purified fragments were mixed and subjected to PCR using only the A (+ strand) and C (-strand) primers. The 3 'end of the p17 PCR processing domain is p12
Due to having the (-) strand at the 5 'end of the PCR treatment domain, the two DNA fragments form a base pair. After this PCR, the obtained DNA fragment was
A digest of about 900 bp was generated by digesting the 'end with XhoI and the 3' end with EcoRI. This fragment was cloned into the XhoI and EcoRI sites of the pTAT and pTAT-HA plasmids. As already outlined, the protein, TAT-CPP32 wild type, was produced in PL2I (DE3) cells.

【0239】 A(+鎖)プライマー、(90 mer): 5’ CGC CTC GAG GGC GGC TGC ACC GAA CGC CAG GCT AAC TTC CTG GGC AAA ATC
TGG CCA GGC GGA ATA TCC CTG GAC AAC AGT TAT AAA ATG 3’(配列番号20
) B(+鎖)プライマー、(72 mer): 5’ GGC GGC TCC CAG GTG TCA CAG AAC TAT CCA ATC GTG CAG AAC CTG CAG GGG
GGT GTT GAT GAT GAC ATG GCG 3’(配列番号21) B(−鎖)プライマー、(75 mer): 5’ ACC GCC CTG CAG GTT CTG CAC GAT TGG ATA GTT CTG TGA CAC CTG GGA GCC
GCC TGT CTC AAT GCC ACA GTC CAG 3’(配列番号22) C(−鎖)プライマー、(37 mer): 5’ CGA GCT ACG CGA ATT CTT AGT GAT AAA AAT AGA GTT C 3’(配列番号2
3)
A (+ strand) primer, (90 mer): 5 ′ CGC CTC GAG GGC GGC TGC ACC GAA CGC CAG GCT AAC TTC CTG GGC AAA ATC
TGG CCA GGC GGA ATA TCC CTG GAC AAC AGT TAT AAA ATG 3 '(SEQ ID NO: 20
) B (+ strand) primer, (72 mer): 5 'GGC GGC TCC CAG GTG TCA CAG AAC TAT CCA ATC GTG CAG AAC CTG CAG GGG
GGT GTT GAT GAT GAC ATG GCG 3 ′ (SEQ ID NO: 21) B (−strand) primer, (75 mer): 5 ′ ACC GCC CTG CAG GTT CTG CAC GAT TGG ATA GTT CTG TGA CAC CTG GGA GCC
GCC TGT CTC AAT GCC ACA GTC CAG 3 '(SEQ ID NO: 22) C (-strand) primer, (37 mer): 5' CGA GCT ACG CGA ATT CTT AGT GAT AAA AAT AGA GTT C 3 '(SEQ ID NO: 2)
3)

【0240】 得られる構成体の構成要素の順序(N’末端からC’末端に向けて)は、HI
S−TAT−PTD−HIV2−CPP32~HIV1のサブユニット−CPP
32の小さなサブユニットであった。HIS−TAT−PTD−HIV2−CP
P32~HIVの大きいサブユニット−CPP32cDNA融合タンパク質の小
さいサブユニットをコード化するベクターの各々がDH5−α細菌内で増殖した
。HIS−TAT−PTD−HIV2−CPP32−HIV1の大きいサブユニ
ット−CPP32融合タンパク質の小さなサブユニットを「TAT−CPP32
」と呼ぶ。
The order of the components of the resulting construct (from N ′ end to C ′ end) is HI
S-TAT-PTD-HIV2-CPP32 to HIV1 subunit-CPP
There were 32 small subunits. HIS-TAT-PTD-HIV2-CP
Each of the vectors encoding the large subunit of the P32-HIV-small subunit of the CPP32 cDNA fusion protein grew in DH5-α bacteria. The large subunit of HIS-TAT-PTD-HIV2-CPP32-HIV1-the small subunit of the CPP32 fusion protein is referred to as "TAT-CPP32
".

【0241】 実施例6−TAT−CPP32融合タンパク質による特異的細胞致死 実施例5で産生されたTAT−CPP32融合タンパク質がHIV感染細胞を
死滅させる能力を有することを示すために、融合タンパク質を生成し、実施例2
で説明したようにFITCによって検出可能なかたちで標識した。標識されたT
AT−CPP32融合タンパク質を以下の方法で試験した。 5x106のJurkat T細胞をHIV(NLHX株、1mlあたり1x105
乃至1x106感染性ウィルス)感染させた。細胞をRPMI培養液で増殖させ
た。感染から約4乃至7日後、培養液をプレートから除去し、35乃至45ナノ
モルのTAT−CPP32融合タンパク質を細胞に添加した。細胞を融合タンパ
ク質とともに約30分間にわたってインキュベートすることで細胞への形質導入
を行った。FACS分析を用いることで、細胞の約100%が融合タンパク質に
よって形質導入されたことがわかった。次に、培養液をプレートに戻し、形質導
入後約18時間での細胞致死を従来のトリパンブルー抽出及び顕微鏡を用いて調
べた。 感染された細胞のほとんど全てがTAT−CPP32によって致死したことが
わかった。この結果は重要である。なぜなら、それはTAT−CPP32融合タ
ンパク質が特異的にHIV感染細胞を死滅させるが、その群の中の未感染細胞は
致死させないことを示すからである。
Example 6 Specific Cell Killing by TAT-CPP32 Fusion Protein To demonstrate that the TAT-CPP32 fusion protein produced in Example 5 has the ability to kill HIV infected cells, a fusion protein was generated. Example 2
Labeled in a form detectable by FITC as described in. Labeled T
The AT-CPP32 fusion protein was tested in the following manner. 5 × 10 6 Jurkat T cells were transformed with HIV (NLHX strain, 1 × 10 5 per ml).
11 × 10 6 infectious virus). Cells were grown in RPMI medium. Approximately 4-7 days after infection, the culture was removed from the plates and 35-45 nanomolar TAT-CPP32 fusion protein was added to the cells. Transduction of the cells was performed by incubating the cells with the fusion protein for about 30 minutes. Using FACS analysis, it was found that about 100% of the cells were transduced by the fusion protein. The culture was then returned to the plate and cell killing approximately 18 hours after transduction was examined using conventional trypan blue extraction and microscopy. It was found that almost all of the infected cells were killed by TAT-CPP32. This result is significant. This is because it indicates that the TAT-CPP32 fusion protein specifically kills HIV-infected cells but does not kill uninfected cells in that group.

【0242】 実施例7−TAT CPP32致死活性の阻害 1. HIVプロテアーゼ阻害剤の投与 TAT−CPP32融合タンパク質がHIVプロテアーゼの特異的導入を必要
とするメカニズムによってHIV感染Jurkat T細胞が致死したことを示すため
に、融合タンパク質の導入後に感染細胞に対してプロテアーゼ阻害剤であるリト
ナビル(Abbott)を添加した。すなわち、上記実施例6に記載したようにして細
胞に対する感染及び形質導入を行った。形質導入後、約1μg/mlのリトナビ
ルを細胞培養液に添加し、該細胞を約18時間インキュベートした。次に、細胞
に対して従来のトリパンブルー抽出及び顕微鏡を用いて細胞致死に関するアッセ
イを行った。 リトナビルの投与によって基本的にTAT−CPP32の能力が阻害されて感
染細胞致死が生ずるという知見が得られた。したがって、TAT−CPP32融
合タンパク質によるHIV感染細胞の致死は、活性HIVプロテアーゼを必要と
する。
Example 7-Inhibition of TAT CPP32 Lethal Activity Administration of HIV Protease Inhibitors To demonstrate that the TAT-CPP32 fusion protein killed HIV-infected Jurkat T cells by a mechanism that required specific introduction of HIV protease, protease inhibition of infected cells after introduction of the fusion protein was performed. The agent ritonavir (Abbott) was added. That is, the cells were infected and transduced as described in Example 6 above. After transduction, about 1 μg / ml of ritonavir was added to the cell culture and the cells were incubated for about 18 hours. The cells were then assayed for cell killing using conventional trypan blue extraction and microscopy. It has been found that administration of ritonavir basically inhibits the ability of TAT-CPP32 to cause killing of infected cells. Thus, killing of HIV infected cells by the TAT-CPP32 fusion protein requires active HIV protease.

【0243】 2.CPP32融合タンパク質の突然変異(TAT−CPP32突然変異体C1 63M) TAT−CPP32細胞致死がHIV特異的切断後のCPP32タンパク質の
活性化によるものであったことを示すために、残基163にある触媒システイン
をメチオニンに変異させることで不活性化させた。すなわち、活性部位の触媒活
性Cys残基(第163番目)を部位特異的突然変異誘発によってMetに変化
させるために、実施例5で作ったTAT−CPP32分子に対して突然変異を誘
発させた。以下の二重鎖オリゴマーヌクレオチドをTAT−CPP32のp17
及びp12ドメイン間のp17−p24HIV切断部位に存在するPSI部位と
StuI部位(挿入配列の5’末端にあるp17ドメイン内)とに挿入した。二
重鎖オリゴマーは、StuI5’部位にブラント末端を有し、またPstI3’
末端に3’オーバーハングを有する。
[0243] 2. Mutation of the CPP32 fusion protein (TAT-CPP32 mutant C163M). Cysteine was inactivated by mutating it to methionine. That is, the TAT-CPP32 molecule prepared in Example 5 was mutated in order to change the catalytically active Cys residue (163rd position) of the active site to Met by site-directed mutagenesis. The following double-stranded oligomer nucleotides were replaced with p17 of TAT-CPP32.
And the StuI site (in the p17 domain at the 5 'end of the inserted sequence) at the p17-p24 HIV cleavage site between the p12 and p12 domains. The duplex oligomer has a blunt end at the StuI 5 'site and PstI 3'
It has a 3 'overhang at the end.

【0244】 ポジティブ鎖オリゴ(85 mer): 5’ CCA TGC GTG CTA CCG AAC TGG ACT GTG GCA TTG AGA CAG GCG GCT CCC AGG
TGT CAC AGA ACT ATC CAA TCG TGC AGA ACC TGC A 3’ (配列番号24)(太字はCysからMetへのコドンの変化を示す)。
Positive strand oligo (85 mer): 5 'CCA TGC GTG CTA CCG AAC TGG ACT GTG GCA TTG AGA CAG GCG GCT CCC AGG
TGT CAC AGA ACT ATC CAA TCG TGC AGA ACC TGC A 3 '(SEQ ID NO: 24) (bold letters indicate codon changes from Cys to Met).

【0245】 CPP32融合タンパク質の位置163にある突然変異触媒Cys残基を示す
ために、融合タンパク質を「TAT−CPP32mut」又は「TAT−CPP
32突然変異体」と呼ぶことにした。 TAT−CPP32mut融合タンパク質を精製し、実施例6に上述したよう
にHIV感染Jurkat T細胞に形質導入した。融合タンパク質はHIV感染細胞
を死滅させることができないという知見が得られた。それとは対照的に、実施例
6の結果では、TAT−CPP32融合タンパク質(野生型触媒Cys残基)が
HIV感染Jurkat細胞を特異的に致死させたことが示されている。
To indicate the mutated catalytic Cys residue at position 163 of the CPP32 fusion protein, the fusion protein was labeled “TAT-CPP32mut” or “TAT-CPP”.
32 mutants ". The TAT-CPP32mut fusion protein was purified and transduced into HIV infected Jurkat T cells as described above in Example 6. The finding was that the fusion protein was unable to kill HIV infected cells. In contrast, the results of Example 6 show that the TAT-CPP32 fusion protein (wild-type catalytic Cys residue) specifically killed HIV-infected Jurkat cells.

【0246】 カスパーゼ、特にCPP32の活性によってアポトーシスが誘発されることが
認められており、それが当該分野において「復帰限界点」として知られている。
結果は、この認識と一致している。結果は、TAT−CPP32融合タンパク質
が特異的にHIV感染細胞を、おそらくアポトーシスを引き起こすことによって
、死滅させることを示している。特に、放出されたCPP32分子は、切断によ
って内生カスパーゼを活性化させることによって、またPARP等の特異的基質
の切断によって、感染細胞内のみでアポトーシスを開始させると思われる。
It has been observed that the activity of caspases, especially CPP32, induces apoptosis, which is known in the art as the “return point”.
The results are consistent with this recognition. The results indicate that the TAT-CPP32 fusion protein specifically kills HIV-infected cells, probably by causing apoptosis. In particular, the released CPP32 molecule appears to initiate apoptosis only in infected cells by activating endogenous caspases by cleavage and by cleavage of specific substrates such as PARP.

【0247】 HIVの感染生活環の一部として成熟するためのgag及びgag−pol等
のウィルスポリタンパク質を切断及び処理するために、HIV複製は一般にHI
Vプロテアーゼの存在及び特異的活性を必要とすることが当該分野において認識
されている。HIVが複製されるHIV感染細胞(しかし未感染細胞ではない)
に対するHIV致死分子の形質導入は、本発明の任意の抗HIV致死分子にある
改変HIV切断部位の特異的認識をもたらし、それを不活性タンパク質から活性
致死分子へ変換させる。しかし、未感染細胞はHIV特異的プロテアーゼを含ま
ないため、たとえ不活性細胞に存在していたとしてもそれが不活性の形態のまま
であろう。
In order to cleave and process viral polyproteins such as gag and gag-pol for maturation as part of the HIV infection life cycle, HIV replication generally involves HIV replication.
It is recognized in the art that it requires the presence and specific activity of V protease. HIV infected cells in which HIV is replicated (but not uninfected cells)
The transduction of the HIV lethal molecule against E. coli results in the specific recognition of a modified HIV cleavage site on any of the anti-HIV lethal molecules of the invention, converting it from an inactive protein to an active lethal molecule. However, uninfected cells do not contain HIV-specific protease, so if they were present in inactive cells, they would remain in an inactive form.

【0248】 特定の理論に結びつけられるとは思われず、TAT−CPP32分子等の抗H
IV融合タンパク質によって誘導された細胞がアポトーシスを受け、それによっ
て新たに包まれたウィルス粒子のウィルスバーストが減少すると考えられる。ま
た、プロテアーゼ及びRTを含むいくつかのタンパク質がビリオンの内部に封入
されるので、任意の回避梱包ウィルス粒子は、1)新たな細胞の感染に先立って
粒子を殺し、2)新たに感染した細胞でアポトーシスを引き起こすことができる
活性抗HIV致死分子を含むものであってもよく、もしそうであるならば任意の
ウィルス粒子の複製に先立ってそれが生ずるべきである。
[0248] It is not believed to be bound to any particular theory, and anti-H such as TAT-CPP32 molecule
It is believed that cells induced by the IV fusion protein undergo apoptosis, thereby reducing the viral burst of newly encapsulated viral particles. Also, since some proteins, including proteases and RT, are encapsulated inside the virion, any evasion-packed viral particles will 1) kill the particles prior to infection of new cells, and 2) kill newly infected cells. May contain an active anti-HIV lethal molecule capable of inducing apoptosis, and if so, it should occur prior to replication of any viral particles.

【0249】 実施例8−TAT−TK融合タンパク質によって死滅する特異的細胞及び産生 図7は、TKを有する融合タンパク質を細胞に形質導入し、次に形質導入され
た細胞をプロドラッグ(アシクロビル(Glaxo Wellcome))と接触させることで、
HIV感染Jurkat T細胞を死滅させる方法の概略を示す。融合タンパク質から
放出されたTKは、アシクロビルを活性致死分子に変換させ、それによって感染
細胞を死滅させる。しかし、未感染(対照)細胞はTK融合タンパク質の形質導
入及びアシクロビルの投与によっては害されることはない。 TAT−TK融合タンパク質を以下の方法によって構成した。HSV−1TK
配列はGenbank(寄託番号J02224)から入手した。TKのN’及びC’に対応す
るPCRプライマーを生成した。PCR後、DNAフラグメントをNcoI及び
EcoRIによって切断し、pTAT−(HIVp17−p24切断部位)又は
pTAT−(HIVp7−p1切断部位)のNcoI及びEcoI部位に挿入し
た。
Example 8 Specific Cells Killed by TAT-TK Fusion Protein and Production FIG. 7 transduces cells with a fusion protein having TK and then transduces the prodrug (acyclovir (Glaxo Wellcome))
1 shows an outline of a method for killing HIV-infected Jurkat T cells. TK released from the fusion protein converts acyclovir to an active lethal molecule, thereby killing infected cells. However, uninfected (control) cells are not harmed by transduction of the TK fusion protein and administration of acyclovir. The TAT-TK fusion protein was constructed by the following method. HSV-1TK
The sequence was obtained from Genbank (Accession No. J02224). PCR primers corresponding to N 'and C' of TK were generated. After PCR, the DNA fragment was cut with NcoI and EcoRI and inserted into the NcoI and EcoI sites of pTAT- (HIVp17-p24 cleavage site) or pTAT- (HIVp7-p1 cleavage site).

【0250】 TK正方向PCRプライマー(34 mer): 5’ CGG GCC GGC CCC ATG GCT TCG TAC CCC TGC CAT C 3’(配列番号25) TK逆方向プライマー(39 mer): 5’ GGC GGG CCG GGA ATT CTC AGT TAG CCT CCC CCA TCT CCC 3’(配列番号
26)
TK forward PCR primer (34 mer): 5 ′ CGG GCC GGC CCC ATG GCT TCG TAC CCC TGC CAT C 3 ′ (SEQ ID NO: 25) TK reverse primer (39 mer): 5 ′ GGC GGG CCG GGA ATT CTC AGT TAG CCT CCC CCA TCT CCC 3 '(SEQ ID NO: 26)

【0251】 実施例2で既に説明したようにして融合タンパク質の各々の精製及びミスフォ
ールディングを行った。 実施例6で既に説明したようにして約5x106のJurkat T細胞にHIV(
NLHX株)を感染させた。感染させてから約4乃至7日後にプレートから培養
液を取り除き、約35乃至45ナノモルのTAT−TK融合タンパク質(p17
−p24又はp7−p1切断部位)を細胞に添加した。細胞を融合タンパク質と
ともに約30分間インキュベートすることで細胞に対する形質導入を行った。F
ACS分析を用いることで、細胞の約100%が融合タンパク質によって形質導
入されたことがわかった。
Each of the fusion proteins was purified and misfolded as previously described in Example 2. About 5 × 10 6 Jurkat T cells were transformed with HIV (as described above in Example 6).
NLHX strain). About 4 to 7 days after the infection, the culture medium was removed from the plate, and about 35 to 45 nmol of the TAT-TK fusion protein (p17
-P24 or p7-p1 cleavage site) was added to the cells. Cells were transduced by incubating the cells with the fusion protein for about 30 minutes. F
Using ACS analysis, it was found that about 100% of the cells were transduced by the fusion protein.

【0252】 TAT−TK融合タンパク質から切断したTKの構築を可能とするために、形
質導入細胞を約18時間インキュベートした。この時間の後、細胞を培養液で洗
浄し、さらに4時間インキュベートした。この点で、約1乃至100ナノモルの
アシクロビルをプレートに添加した。約3日後、感染及び非感染細胞に対して従
来のトリパンブルー抽出及び顕微鏡による細胞致死の検討を行った。感染細胞全
体数のほぼ100%がTAT−TK融合タンパク質及びアシクロビルの投与によ
って致死したことがわかった。
The transduced cells were incubated for about 18 hours to allow for the construction of TK cleaved from the TAT-TK fusion protein. After this time, the cells were washed with medium and incubated for a further 4 hours. At this point, about 1 to 100 nanomolar acyclovir was added to the plate. About 3 days later, the infected and uninfected cells were examined for cell killing by conventional trypan blue extraction and microscopy. It was found that almost 100% of the total number of infected cells was killed by administration of the TAT-TK fusion protein and acyclovir.

【0253】 結果は、感染細胞内でTK酵素が特異的に濃縮されたことを示している。しか
し、非感染細胞では、TK酵素は濃縮されず、洗浄後にTAT−TK融合がそれ
らの細胞から形質導入を取りやめることがわかった。したがって、HSV TK
はプロドラッグが保持されている細胞、感染細胞のみで該プロドラッグを活性致
死剤に加工し、ヒト/ほ乳類動物TKではできないことによって正常の細胞では
不可能であると考えられる。そのため、結果はTAT−TK融合タンパク質が有
効なHIV致死分子であることを示している。 TKに加えて、HSVシトシン脱アミノ酵素cDNAはTK遺伝子に対して容
易に置換することができ、当該分野において知られているある種のヌクレオシド
類似体と組み合わさってHSV感染細胞に対して特異的致死作用又は損傷を与え
る。
The results show that TK enzymes were specifically enriched in infected cells. However, in uninfected cells, the TK enzyme was not concentrated, indicating that after washing, the TAT-TK fusion abolished transduction from those cells. Therefore, HSV TK
Is considered to be impossible in normal cells because the prodrug is processed into an active lethal agent only in cells in which the prodrug is retained and infected cells, but not in human / mammal TK. Thus, the results indicate that the TAT-TK fusion protein is an effective HIV lethal molecule. In addition to TK, the HSV cytosine deaminase cDNA can be readily substituted for the TK gene and combined with certain nucleoside analogs known in the art to Causes lethal effect or damage.

【0254】 具体的に説明したTAT−TK及びTAT−CPP32融合タンパク質は、注
射可能なかたちで、又は好ましくは血流にそれが導入される肺に送達させるため
の吸入器を介してHIV感染患者に投与することができる。融合タンパク質は、
血流中のある種の免疫細胞等、主にHIVに感染した細胞を含む全ての接触した
細胞(気道及び肺、組織、血液細胞等)に導入されるであろう。
The specifically described TAT-TK and TAT-CPP32 fusion proteins can be used to inject HIV-infected patients in an injectable form or preferably via an inhaler for delivery to the lung where it is introduced into the bloodstream. Can be administered. The fusion protein
It will be introduced into all contacted cells (airways and lungs, tissues, blood cells, etc.), including cells infected primarily with HIV, such as certain immune cells in the bloodstream.

【0255】 実験及び理論的モデリングに基づいて、イン・ビボにおけるHIV感染T細胞
の平均半減期は約1.6日であることが報告されている。したがって、HIV感
染者に対する好ましい治療プロトコルは、数週間の期間にわたる注射、より好ま
しくは吸入によって行われる。それらの方法の有効性は、血液等の生物学的液体
に含まれるHIVウィルス粒子を検出するためによく知られた操作(例えばPC
R)を実施することでモニターすることができる。このプロセスは、しばしば患
者のウィルス負荷を評価するものとして知られている。操作は、融合タンパク質
を単独で、あるいは抗HIV剤、例えば既に指摘したもの等と組み合わせた適当
な投与量の決定に役立つことができる。
Based on experimental and theoretical modeling, it has been reported that the mean half-life of HIV-infected T cells in vivo is about 1.6 days. Thus, a preferred treatment protocol for HIV infected individuals is by injection over a period of several weeks, more preferably by inhalation. The effectiveness of these methods is demonstrated by the well-known procedures for detecting HIV virus particles contained in biological fluids such as blood (eg, PC
It can be monitored by performing R). This process is often known as assessing a patient's viral load. The manipulations can help determine the appropriate dosage of the fusion protein alone or in combination with an anti-HIV agent, such as those already mentioned.

【0256】 実施例9−TAT−HIVプロテアーゼによる非感染Jurkat T細胞の形質導入 HIV感染はイン・ビトロでモニタすることが困難であり、感染した細胞の比
率に応じてしばしば変化することが分かっている。また、病原体によって感染可
能な細胞すべてがHIVウィルスによって感染されるわけではない。それらの問
題を克服する手助けとして、またTAT−CPP32融合タンパク質による誘導
致死をさらに理解する手助けとして、TATに融合したHIVプロテアーゼを用
いて同時形質導入実験を実施した。目標は、細胞致死分子(TAT−CPP32
)を含む第1の融合タンパク質と該第1の融合タンパク質を切断するためのHI
Vプロテアーゼ(TAT−プロテアーゼ)を含む第2の融合タンパク質とからな
る2種類の融合タンパク質を非感染Jurkat T細胞に同時導入することである。 すなわち、HIVのNLHX株由来のプロテアーゼをpTAT−(p7−p1
切断部位)ベクターにPCRクローニングすることによって形質導入可能なHI
Vプロテアーゼを構成した。PCRプライマーを合成して翻訳終了部位及びプロ
テアーゼの開始ATG(メチオニン)に対応させる。DNAフラグメントをNc
oI5’/N’末端及びEcoRI部位3’/C’末端でpTAT−(p7−p
1切断部位)ベクターに挿入した。BL2I(DE3)細胞内でプラスミドから
タンパク質、pTAT−(p7−p1)−プロテアーゼが発現し、該タンパク質
を既に述べたようにして精製した。融合タンパク質を「TATプロテアーゼ」と
呼ぶことにする。
Example 9 Transduction of Uninfected Jurkat T Cells with TAT-HIV Protease HIV infection has been found to be difficult to monitor in vitro and often changes depending on the proportion of infected cells. I have. Also, not all cells that can be infected by a pathogen are infected by the HIV virus. To help overcome these problems and to better understand the induced lethality by the TAT-CPP32 fusion protein, co-transduction experiments were performed with HIV protease fused to TAT. The goal is to target a cell killing molecule (TAT-CPP32
) And a HI for cleaving the first fusion protein
Two types of fusion proteins consisting of a second fusion protein containing V protease (TAT-protease) are co-transfected into non-infected Jurkat T cells. That is, the protease derived from the NLHX strain of HIV was converted to pTAT- (p7-p1
HI transducible by PCR cloning into a vector)
V protease was constructed. PCR primers are synthesized to correspond to the translation termination site and the start ATG (methionine) of the protease. Nc
pTAT- (p7-p) at the oI 5 '/ N' end and the EcoRI site 3 '/ C' end.
One cleavage site) was inserted into the vector. The protein, pTAT- (p7-p1) -protease, was expressed from the plasmid in BL2I (DE3) cells and the protein was purified as previously described. The fusion protein will be referred to as "TAT protease".

【0257】 TATプロテアーゼによるTAT−CPP32の活性を試験するために、2x
106のJurkat T細胞を1mlの培養液(RPMI培地)中に置いた。それら
の細胞に対して、対照及び実験の形質導入可能なタンパク質の様々な組み合わせ
を以下のようにして、50−100nMの範囲で添加した。 1.対照 2.TAT−プロテアーゼ(50〜100nM) 3.TAT−CPP32野生型(50〜100nM) 4.TAT−CPP32突然変異体(50〜100nM) 5.TAT−CPP32野生型 + TATプロテアーゼ 6.TAT−CPP32突然変異体 + TATプロテアーゼ 7.リトナビル(HIVプロテアーゼ阻害剤) 8.TAT−CPP32野生型 + リトナビル 9.TAT−CPP32突然変異体 + リトナビル
To test the activity of TAT-CPP32 by TAT protease, 2x
106 Jurkat T cells were placed in 1 ml of culture medium (RPMI medium). To those cells, various combinations of control and experimental transducible proteins were added in the range of 50-100 nM as follows. 1. Control 2. 2. TAT-protease (50-100 nM) 3. TAT-CPP32 wild type (50-100 nM) 4. TAT-CPP32 mutant (50-100 nM) 5. TAT-CPP32 wild type + TAT protease 6. TAT-CPP32 mutant + TAT protease 7. Ritonavir (HIV protease inhibitor) 8. TAT-CPP32 wild type + ritonavir TAT-CPP32 mutant + ritonavir

【0258】 トリパンブルー排除的染色顕微鏡観察法によって添加後18時間目における生
存について細胞のアッセイを行った。TAT−プロテアーゼ、TAT−CPP3
2野生型及び突然変異型タンパク質は、単独で添加した場合に最小限の細胞毒性
を示した。図9及び図10を参照せよ。しかし、突然変異体ではなくTAT−C
PP32野生型に加えてTATプロテアーゼ添加は、生存可能な細胞の実質的な
損失、TAT−CPP32野生型タンパク質の活性化を生じ、さらにそれによっ
てTAT−CPP32野生型タンパク質の活性化が生ずる。プロテアーゼ阻害剤
をこの実験に添加することで、特異的TAT−CPP32野生型致死の減少が生
じた。したがって、TAT−CPP32の活性化は、HIVプロテアーゼの存在
を必要とする。総合すれば、それらの観察はTAT−CPP32タンパク質の活
性化がHIVプロテアーゼを発現する細胞にのみに特異的であることを示してい
る。
Cells were assayed for survival 18 hours after addition by trypan blue exclusion staining microscopy. TAT-protease, TAT-CPP3
2 Wild-type and mutant proteins showed minimal cytotoxicity when added alone. See FIG. 9 and FIG. However, not the mutant but TAT-C
Addition of TAT protease in addition to PP32 wild-type results in substantial loss of viable cells, activation of TAT-CPP32 wild-type protein, and thereby activation of TAT-CPP32 wild-type protein. The addition of a protease inhibitor to this experiment resulted in a reduction in specific TAT-CPP32 wild-type lethality. Thus, activation of TAT-CPP32 requires the presence of HIV protease. Taken together, these observations indicate that activation of the TAT-CPP32 protein is specific only to cells expressing the HIV protease.

【0259】 同時形質導入方法は、通常はHIVウィルスには感染しない細胞を致死又は損
傷させるために一般に適用可能であると考えられる。そのような細胞の例として
、ある種のCD4−(マイナス)免疫細胞及び繊維芽細胞等の非免疫細胞が挙げ
られる。さらに、プロドラッグ(例えばTAT−TK及びアシクロビル)の投与
に必要な特定のTAT融合タンパク質等、ここに記載した他の形質導入融合タン
パク質を含ませるために、そのような方法が容易に適応されることを理解するこ
とができるだろう。
Co-transduction methods are generally considered to be applicable for killing or damaging cells that are not normally infected with the HIV virus. Examples of such cells include certain CD4- (minus) immune cells and non-immune cells such as fibroblasts. Further, such methods are readily adapted to include other transducing fusion proteins described herein, such as certain TAT fusion proteins required for administration of prodrugs (eg, TAT-TK and acyclovir). You will understand that.

【0260】 実施例10−形質導入の効率が高まった合成の形質導入ドメイン 以下の人工的(すなわち、合成)ペプチドは、既に説明したように従来のペプ
チド合成によって作られた。この実験の目標は、形質導入された細胞の細胞内濃
度によって判断されるようなより効果的に形質導入することができる形質導入ド
メインを産生することであった。形質導入ドメインを、適当な対照、一般には「
天然」のTAT又はAntpである対照に対して試験した。すなわち、各ペプチ
ドの形質導入率及び細胞内濃度が平衡状態で定量化できるように、各ペプチドの
100%のN末端にFITC群を合成的に結合させた。TAT形質導入ドメイン
は、アルファへリックス構造として認識される。各合成ペプチド配列において、
アルファへリックスは一つの面上のArgの量が変化することで形作られた。す
なわち、一連の合成ポリペプチドを、一つの面上で量が異なったArg残基を含
み、かつAla残基によって置換されるように設計した。Ala及びArg残基
ともに、アルファへリックス構造を保つことに関して最も高いプロバビリティ/
エナージェティクスを有する。螺旋状のホイール状突起物として各ペプチドが図
示された図11及び12を参照せよ。ペプチドを以下の表2に示す。
Example 10-Synthetic transduction domain with enhanced transduction efficiency The following artificial (ie, synthetic) peptides were made by conventional peptide synthesis as described previously. The goal of this experiment was to produce a transduction domain that could be transduced more effectively as judged by the intracellular concentration of the transduced cells. The transduction domain is combined with a suitable control, generally "
Tested against controls that are "native" TAT or Antp. That is, the FITC group was synthetically bound to the 100% N-terminal of each peptide so that the transduction rate and intracellular concentration of each peptide could be quantified in an equilibrium state. The TAT transduction domain is recognized as an alpha helix structure. In each synthetic peptide sequence,
Alpha helices were shaped by varying the amount of Arg on one surface. That is, a series of synthetic polypeptides were designed to contain different amounts of Arg residues on one side and to be replaced by Ala residues. Both Ala and Arg residues have the highest probability of maintaining an alpha helix structure /
Has energetics. See FIGS. 11 and 12 where each peptide is illustrated as a helical wheel. The peptides are shown in Table 2 below.

【0261】[0261]

【表2】 [Table 2]

【0262】 合成ペプチドを実施例4の上記行に沿ってJurkat T細胞に形質導入した。表
2から分かるように、合成ペプチドの全てを細胞に形質導入した。データによれ
ば、最も都合のよい率及細胞内ペプチド濃度を有する合成ペプチドが置換Ala
残基によるアルファへリックス構造(自然に生ずるTATと比較して)最も高い
プロバビリティを有した。さらに、最良の合成ペプチドは螺旋状ホイールの図に
よって示唆されたように、へリックスの単一の面上に並んだArg残基を有して
いた。図11及び12を参照せよ。特に、配列番号3乃至8で表した修飾合成ペ
プチドは、天然に生ずるTAT(配列番号1)と比較した場合に細胞内濃度が約
5乃至10倍増加していた。
The synthetic peptide was transduced into Jurkat T cells along the above line of Example 4. As can be seen from Table 2, all of the synthetic peptides were transduced into cells. The data show that the synthetic peptide with the most favorable rate and intracellular peptide concentration was substituted Ala
Alpha helix structure by residue (compared to naturally occurring TAT) had the highest probability. In addition, the best synthetic peptides had Arg residues aligned on a single face of the helix, as suggested by the spiral wheel diagram. See FIGS. 11 and 12. In particular, the modified synthetic peptides represented by SEQ ID NOs: 3 to 8 had about 5 to 10-fold increase in intracellular concentration when compared to naturally occurring TAT (SEQ ID NO: 1).

【0263】 データは、TATと比較して形質導入効率が高まった合成ペプチドを設計する
ことが可能であることを示している。例えば、データは、ペプチド内でのアルフ
ァ螺旋状へリックス形成の確率を高めることで、また少なくとも2つのArg残
基を単一ポリペプチドへリックス面上に並べることで、天然に生ずるTATの形
質導入効率を高めることが可能であることを示している。種々の融合アミノ酸、
例えば合成ポリペプチド配列に2、5、10、20、50、及び100個のアミ
ノ酸を添加した融合アミノ酸の形質導入効率を増加させるために、表2に示した
合成ポリペプチド配列を使用することができる。約10、15、20、30、5
0、又は約100、約500kDまで、又はそれ以上のタンパク質配列に対して
、合成ポリペプチド配列を融合することもできる。結果として生ずる融合タンパ
ク質は、上記したように形質導入効率の増加について調べられる。
The data shows that it is possible to design synthetic peptides with increased transduction efficiency compared to TAT. For example, the data show that transduction of naturally occurring TAT by increasing the probability of alpha helical helix formation within the peptide and by aligning at least two Arg residues on a single polypeptide helix surface. This shows that efficiency can be increased. Various fusion amino acids,
For example, to increase the transduction efficiency of a fusion amino acid with 2, 5, 10, 20, 50, and 100 amino acids added to the synthetic polypeptide sequence, the synthetic polypeptide sequence shown in Table 2 can be used. it can. About 10, 15, 20, 30, 5
Synthetic polypeptide sequences can also be fused to protein sequences of 0, or up to about 100, up to about 500 kD, or more. The resulting fusion protein is tested for increased transduction efficiency as described above.

【0264】 天然に生ずるAntpペプチド(配列番号10)は、一般にTATペプチドよ
りも形質導入速度が遅い。したがって、上記した合成ペプチド及び天然に生ずる
TATは、アミノ酸配列、特に大きなタンパク質を細胞内に形質導入する上でた
いていの場合好ましい。
The naturally occurring Antp peptide (SEQ ID NO: 10) generally has a slower transduction rate than the TAT peptide. Accordingly, the synthetic peptides and naturally occurring TATs described above are often preferred for transducing amino acid sequences, particularly large proteins, into cells.

【0265】 表2は、細胞膜を横切る形質導入による急激な移送を生ずる合成ペプチド配列
が細胞内に増大することを示している。データは、1)強力なアルファへリック
ス性、2)Arg残基で覆われている少なくとも1つの面/表面を有するそれら
のペプチドが最良の形質導入ドメインを有することを示している。以下の図11
及び12は、残基の置換を示す螺旋状ホイールプロットを示している。合成ペプ
チドの全てがTAT(47−57)の形質導入速度に近似した形質導入速度を有
する。しかし、いくつかは細胞内濃度の増加となる。特定のポリペプチド配列は
、Arg等の基本的残基を含む螺旋の少なくとも面を有する。
Table 2 shows that synthetic peptide sequences that result in rapid translocation by transduction across cell membranes are increased into cells. The data indicate that those peptides with 1) strong alpha helix properties, 2) at least one face / surface covered with Arg residues have the best transduction domain. Figure 11 below
And 12 show spiral wheel plots showing residue substitutions. All of the synthetic peptides have transduction rates approximating those of TAT (47-57). However, some result in increased intracellular concentrations. Certain polypeptide sequences have at least the face of a helix containing basic residues such as Arg.

【0266】 実施例11−修飾TAT−Bidタンパク質の形質導入によるHIV/病原体感
染細胞の死滅 プロアポトーシスタンパク質Bidは、アポトーシス調節タンパク質のBcl
2/Bax系に関連した20kDaタンパク質である。Bidは細胞質内の酵素
前駆体(チモーゲンプロフォーム)に存在する。Fas等の受容体を介した信号
によってアポトーシスを起こさせる細胞の活性化によって、2つの別個のプロア
ポトーシスカスケード/経路の活性化が起こる。また、カスパーゼ8の活性化に
よって残基Asp59(マウスではアスパラギン酸残基#59、またはヒトでは
Asp60)で細胞質性p20 Bidの直接的切断が起こる。このことによっ
て、Bidの5kd「プロ」ドメインの喪失とミトコンドリアへのp15 Bi
dの転移とが起こり、チトクロームcの放出及びミトコンドリアの被毒及びそれ
に続く死をもたらす。したがって、Bidは、タンパク質分解切断によって特異
的に活性化される不活性プロフォーム/チモーゲンとして存在し、それによって
DNA分解経路を経由してカスパーゼ3(CPP32)よりも異なる経路を通し
てアポトーシスが誘導される。
Example 11-Killing HIV / Pathogen Infected Cells by Transduction with Modified TAT-Bid Protein The pro-apoptotic protein Bid is an apoptosis regulatory protein, Bcl
2/20 kDa protein associated with the Bax system. Bid is present in the cytoplasmic zymogen (zymogen proform). Activation of cells that undergo apoptosis by signals through receptors such as Fas results in activation of two distinct pro-apoptotic cascades / pathways. Activation of caspase 8 also results in a direct cleavage of cytoplasmic p20 Bid at residue Asp59 (aspartic acid residue # 59 in mouse or Asp60 in human). This results in loss of the 5 kd “pro” domain of Bid and p15 Bi to mitochondria.
Transfer of d occurs, resulting in release of cytochrome c and poisoning of mitochondria and subsequent death. Thus, Bid exists as an inactive proform / zymogen that is specifically activated by proteolytic cleavage, thereby inducing apoptosis via a DNA degradation pathway and a different pathway than caspase 3 (CPP32). .

【0267】 形質導入可能なTAT−Bidタンパク質は、TATをN’末端に付加し、B
idの内因性カスパーゼ切断部位を除去し、それをHIV切断部位(TAT−p
5 Bid−HIV切断−p15 Bid)と置換することによって合成すること
ができる。目標は、HIV感染細胞又はHIVプロテアーゼを発現している細胞
を死滅させる融合タンパク質の効果を試験することであった。 2種類の形質導入可能なBidタンパク質間の比較を行うためにTAT−HI
V切断−p15Bidタンパク質も合成することができる。クローニング戦略の
概要を以下に示すとともに、TAT−CPP32タンパク質と同様に、任意の病
原体プロテアーゼ切断部位をこの致死タンパク質にクローン化することができた
。この実施例ではHIV切断部位をモデル系として使用する。また、TAT−B
idによる致死は、ある種の細胞種/疾患においてTAT−CPP32よりもよ
りいっそう効果的であるかもしれず、あるいはどちらかと言えば、両致死タンパ
ク質の同時形質導入によって、感染細胞をさらに死滅させ、かつ場合によっては
よりいっそう低い濃度でも相乗効果が得られるように、TAT−CPP32に対
してコンプリメンタリーなものであってもよい。
The transducible TAT-Bid protein adds TAT to the N ′ terminus and
id endogenous caspase cleavage site is removed and replaced with an HIV cleavage site (TAT-p
5 Bid-HIV cleavage-p15 Bid). The goal was to test the effect of the fusion protein on killing HIV-infected cells or cells expressing HIV protease. To make a comparison between the two transducible Bid proteins, TAT-HI
V-cleaved-p15Bid protein can also be synthesized. A summary of the cloning strategy is given below and, like the TAT-CPP32 protein, any pathogen protease cleavage site could be cloned into this lethal protein. In this example, the HIV cleavage site is used as a model system. Also, TAT-B
Killing by id may be more effective than TAT-CPP32 in certain cell types / diseases, or rather, killing infected cells further by co-transduction of both lethal proteins, and In some cases, it may be complementary to TAT-CPP32 so that a synergistic effect is obtained even at a lower concentration.

【0268】 1.クローニング戦略 二重PCRを実行することによって最終産物がNeo
I(DNA切断部位)−p5Bidドメイン−HIVタンパク質分解切断部位(
コード化したタンパク質上)−p15 Bidドメインとなる以下のDNAプラ
イマーを利用することによって、マウスBidをPCR増幅した。TATーHI
V切断−p15Bidもまた説明するが構築中である。 最初に、p5ドメインをプライマー1F及び2RでPCR増幅し、別のPCR
反応でp15ドメインをプライマー2F及び4RでPCR増幅する。それらのD
NAフラグメントを精製し、一緒に混合し、さらに各々のDNAフラグメントの
3’及び5’末端に存在する2F及び2Rに存在する共通の領域を介して雑種形
成する。このDNAフラグメントの3’フラグメントの末端を延長し、また最終
PCR反応を標準の長さのDNAフラグメントに対して選択されたプライマー1
F及び4Rのみを用いて実行する。これは共通のクローニング方法である。次に
、5’末端でNcoIによって、また3’末端をEcoRIによって切断するこ
とで、標準の長さのフラグメントをpTAT−HAにクローン化/連結する。結
果として得られるプラスミド、pTAT−BidによるE.coli株DH5α
の形質転換を行い、続いてE.coli株BL21(DE3)pLysSの形質
転換を行い、TAT−CPP32タンパク質について概説したようにタンパク質
を精製した。結果として得られるタンパク質は、TAT−p5及びp15ドメイ
ン間にHIVプロテアーゼ切断部位を含み、TAT−p5−HIV−p15Bi
dと呼ばれる。
[0268] 1. Cloning strategy Performing double PCR ensures that the final product is Neo
I (DNA cleavage site)-p5Bid domain-HIV proteolytic cleavage site (
Mouse Bid was PCR amplified by using the following DNA primers that would be the (on the encoded protein) -p15 Bid domain. TAT-HI
V truncation-p15Bid is also described but is under construction. First, the p5 domain is PCR amplified with primers 1F and 2R and another PCR
In the reaction, the p15 domain is PCR amplified with primers 2F and 4R. Those D
The NA fragments are purified, mixed together, and hybridized through the common region present in 2F and 2R present at the 3 'and 5' ends of each DNA fragment. The 3 'fragment of this DNA fragment is extended at the end and the final PCR reaction is performed using primer 1 selected against a DNA fragment of standard length.
Perform using only F and 4R. This is a common cloning method. The standard length fragment is then cloned / ligated into pTAT-HA by cutting at the 5 ′ end with NcoI and at the 3 ′ end with EcoRI. The resulting plasmid, E. coli with pTAT-Bid. coli strain DH5α
Was transformed, followed by E. coli. E. coli strain BL21 (DE3) pLysS was transformed and the protein was purified as outlined for the TAT-CPP32 protein. The resulting protein contains an HIV protease cleavage site between the TAT-p5 and p15 domains, and TAT-p5-HIV-p15Bi.
Called d.

【0269】 単一のPCR反応を必要とすること以外は上記と同様にして、TAT−HIV
−p15Bidを構成することができる。プライマー3Fは、NcoIDNA切
断部位を有し、その後にHIVタンパク質分解切断部位が続き、p15Bidド
メインの5’末端に対して相同なDNA配列を含む。プライマー3F及びプライ
マー4RによるPCR反応から生成されるDNAフラグメントをNcoI及びE
coRIで消化し、既に概要を述べたように、pTAT−HAのNcoI及びE
coRI部位にクローン化する。
[0269] TAT-HIV was performed as described above except that a single PCR reaction was required.
-P15Bid can be configured. Primer 3F has an NcoI DNA cleavage site followed by an HIV proteolytic cleavage site and contains a DNA sequence homologous to the 5 'end of the p15Bid domain. The DNA fragment generated from the PCR reaction with primers 3F and 4R was
digested with coRI and NcoI and E of pTAT-HA, as already outlined.
Clone into the coRI site.

【0270】 2.プライマー: プライマーIF(87 mer):CGC GCC ATG GGC GGC TCC CAG GTG TCA CA
G AAC TAT CCA ATC GTG CAG AAC CTG CAG GGC GGC GAC TCT GAG GTC AGC AAC GG
T TCC(配列番号27) プライマー2F(52 mer):TTC CTG GGC AAA ATC TGG CCA GGC GGC AG
C CAG GCC AGC CGC TCC TTC AAC C(配列番号28) プライマー2R(46 mer):GTT AGC CTG GCG TTC GGT GCA GCC TGT CT
G CAG CTC GTC TTC GAG G(配列番号29) プライマー3F(88 mer):CGC GCC ATG GGC GGC TGC ACC GAA CGC C
AG GCT AAC TTC CTG GGC AAA ATC TGG CCA GGC GGC AGC CAG GCC AGC CGC TCC T
TC AAC C(配列番号30) プライマー4R(71 mer):CGC GAA TTC TCA GTC AGC ATA GTC TGG GA
G GTC ATA TGG ATA GCC GTC CAT CTC GTT TCT AAC CAA GTT CC(配列番号31)
[0270] 2. Primer: Primer IF (87mer): CGC GCC ATG GGC GGC TCC CAG GTG TCA CA
G AAC TAT CCA ATC GTG CAG AAC CTG CAG GGC GGC GAC TCT GAG GTC AGC AAC GG
T TCC (SEQ ID NO: 27) Primer 2F (52 mer): TTC CTG GGC AAA ATC TGG CCA GGC GGC AG
C CAG GCC AGC CGC TCC TTC AAC C (SEQ ID NO: 28) Primer 2R (46 mer): GTT AGC CTG GCG TTC GGT GCA GCC TGT CT
G CAG CTC GTC TTC GAG G (SEQ ID NO: 29) Primer 3F (88 mer): CGC GCC ATG GGC GGC TGC ACC GAA CGC C
AG GCT AAC TTC CTG GGC AAA ATC TGG CCA GGC GGC AGC CAG GCC AGC CGC TCC T
TC AAC C (SEQ ID NO: 30) Primer 4R (71 mer): CGC GAA TTC TCA GTC AGC ATA GTC TGG GA
G GTC ATA TGG ATA GCC GTC CAT CTC GTT TCT AAC CAA GTT CC (SEQ ID NO: 31)

【0271】 TAT−p5−HIV−p15及びTAT−HIV−p15をクローン化する
上記戦略を図13乃至15に示す。
The above strategy for cloning TAT-p5-HIV-p15 and TAT-HIV-p15 is shown in FIGS.

【0272】 実施例12−HIVプロテアーゼ活性化カスパーゼ3タンパク質の形質導入によ
るHIV感染細胞の死滅 HIVウィルスが感染した細胞を特異的に死滅させるために、HIVプロテア
ーゼ活性化カスパーゼ3タンパク質を生成した。融合タンパク質は、以下のよう
に合成した。 最初に、2つの内在性カスパーゼ切断部位(Asp−Ser)から2つの残基
を欠失させ、さらにHIVpl7−p24部位(「A」部位)及びp7−p1切
断部位(「D」部位)を取り囲む14個の残基を挿入することよって、修飾Ca
sp3を合成した(図16)。修飾Casp3タンパク質を細胞に導入するため
に、標準の長さのタンパク質を細胞に直接形質導入する前述の方法を用いた。以
下の文献を参照せよ。 Barrie, K. A., et al., Natural variation in HIV~1 protease, gag p7
and p6, and protease cleavage sites within gag/pol polyproteins: amino a
cid substitutions in the absence of protease inhibitors in mother and ch
ildren infected by human immunodeficiency virus type 1. Virology 219: 40
7 (1996); Ezhevsky, S. A., et al., Hypo~phosphorylation of the retinoblastoma
protein by cyclin D; Cdk4/6 complexes results in active pRb. Proc. Natl
. Acad. Sci. USA 94: 10699 (1997); Lissy, N. A., et al., TCR~antigen induced cell death (AID) occurs f
rom a late G1 phase cell cycle check point. Immunity 8: 57 (1998); Nagahara, H, et al., Highly efficient transduction of full length T
AT fusion proteins directly into mammalian cell; p27kipl mediates cell m
igration. Nature Med. (in press) (1998); Vocero~Akbani, A., et al., Transaction of full length TAT fusion pr
oteins directly into mammalian cells: analysis of TCR~activation induced
cell death (AID). In Methods in Enzymology (ed. Read, J. C.) (Academic
Press San Diego)(in press) (1998)
Example 12 Killing HIV-Infected Cells by Transduction with HIV Protease-Activated Caspase 3 Protein To specifically kill cells infected with the HIV virus, HIV protease-activated caspase 3 protein was generated. The fusion protein was synthesized as follows. First, two residues are deleted from the two endogenous caspase cleavage sites (Asp-Ser), further surrounding the HIVpl7-p24 site ("A" site) and the p7-pl cleavage site ("D" site). By inserting 14 residues, the modified Ca
sp3 was synthesized (FIG. 16). To introduce the modified Casp3 protein into cells, the previously described method of directly transducing cells of standard length protein was used. See the following references. Barrie, KA, et al., Natural variation in HIV ~ 1 protease, gag p7
and p6, and protease cleavage sites within gag / pol polyproteins: amino a
cid substitutions in the absence of protease inhibitors in mother and ch
ildren infected by human immunodeficiency virus type 1.Virology 219: 40
7 (1996); Ezhevsky, SA, et al., Hypo ~ phosphorylation of the retinoblastoma
protein by cyclin D; Cdk4 / 6 complexes results in active pRb. Proc. Natl
Acad. Sci. USA 94: 10699 (1997); Lissy, NA, et al., TCR ~ antigen induced cell death (AID) occurs f.
rom a late G1 phase cell cycle check point.Immunity 8: 57 (1998); Nagahara, H, et al., Highly efficient transduction of full length T
AT fusion proteins directly into mammalian cell; p27kipl mediates cell m
igration.Nature Med. (in press) (1998); Vocero ~ Akbani, A., et al., Transaction of full length TAT fusion pr
oteins directly into mammalian cells: analysis of TCR ~ activation induced
cell death (AID) .In Methods in Enzymology (ed.Read, JC) (Academic
Press San Diego) (in press) (1998)

【0273】 すなわち、細菌によって産生され、HIV TATのインフレームN’末端タ
ンパク質形質導入ドメインを含むミスフォールディング融合タンパク質は、全て
の標的細胞種の〜100%に急速かつ濃度依存的方法で形質導入することができ
、該標的細胞種としては、例えば末梢血リンパ球(PBL)、全血中に存在する
全ての細胞、2倍体線維芽細胞体、線維肉腫細胞、肝細胞癌、及び白血病T細胞
が挙げられる。Ezhevsky, D. A. et al., Lissy, N. A, et al., Nagahara, H.,
et al., 及びVocerro~Akbani, A, et al.(上掲)を参照せよ。修飾Casp3
のプロドメインを除去し、TAT形質導入ドメインと置換することでTAT−C
asp3WT融合タンパク質が得られる(図16)。また、触媒的に不活性のT
AT−Casp3突然変異タンパク質の生成は、Casp3活性部位Cys63
残基(TAT−Casp3MUT)に対してMet残基を置換することによって
行った。 細胞に対する形質導入についてのTAT−Casp3タンパク質の能力を試験
するために、TAT−Casp3タンパク質をフルオレセイン(FITC)に結
合させ、次にJurkat T細胞の培養液に直接加え、さらにフローサイトメトリー
(FACS)で分析した(図17乃至18)。TAT−Casp3WT及びTA
T−Casp3MUTタンパク質の両方とも〜100%の細胞に急速に形質導入
し、20分未満で細胞内濃度が最大となった。また、FITC標識タンパク質の
添加前後の狭いピーク幅に基づいて、群の中の個々の細胞がTAT−Casp3
−FITCタンパク質の個々の近似細胞内濃度を含む。共焦点顕微鏡分析によれ
ば、単に細胞膜に結合することのみではなく、細胞質及び核のコンパートメント
の両方に存在するTAT−Casp3FITCタンパク質の存在が認められた。
3、6、及び12nMのTAT−Casp3WT−FITCタンパク質添加1時
間後の平衡状態にある形質転換細胞のFACS分析は、タンパク質形質導入の濃
度依存性を示した(図20)。したがって、TAT−Casp3タンパク質は容
易に全細胞の〜100%に急速かつ濃度依存的な方法で形質導入される。
That is, misfolded fusion proteins produced by bacteria and containing the in-frame N'-terminal protein transduction domain of HIV TAT transduce ~ 100% of all target cell types in a rapid and concentration-dependent manner. Such target cell types include, for example, peripheral blood lymphocytes (PBL), all cells present in whole blood, diploid fibroblasts, fibrosarcoma cells, hepatocellular carcinoma, and leukemia T cells Is mentioned. Ezhevsky, DA et al., Lissy, N.A, et al., Nagahara, H.,
See, et al., and Vocerro-Akbani, A, et al., supra. Modified Casp3
Of TAT-C by removing the prodomain of
The asp3WT fusion protein is obtained (FIG. 16). In addition, catalytically inactive T
The generation of the AT-Casp3 mutein is based on the Casp3 active site Cys63.
This was done by substituting the Met residue for the residue (TAT-Casp3MUT). To test the ability of the TAT-Casp3 protein to transduce cells, the TAT-Casp3 protein was conjugated to fluorescein (FITC) and then added directly to the culture of Jurkat T cells, followed by flow cytometry (FACS). (FIGS. 17 and 18). TAT-Casp3WT and TA
Both T-Casp3MUT proteins rapidly transduced 〜100% of the cells, with maximal intracellular concentrations in less than 20 minutes. Also, based on the narrow peak width before and after the addition of the FITC-labeled protein, individual cells in the group were identified as TAT-Casp3.
-Includes individual approximate intracellular concentrations of FITC protein. Confocal microscopy analysis revealed the presence of TAT-Casp3FITC protein present in both cytoplasmic and nuclear compartments, not just binding to cell membranes.
FACS analysis of transformed cells in equilibrium 1 hour after addition of 3, 6, and 12 nM TAT-Casp3WT-FITC protein showed a concentration dependence of protein transduction (FIG. 20). Thus, the TAT-Casp3 protein is easily transduced to 100100% of the total cells in a rapid and concentration-dependent manner.

【0274】 形質転換されたヘテロ基質のHIVプロテアーゼ切断の概念を試験するために
、HIVタンパク質分解切断部位を既に特徴付けられたTAT−p16融合タン
パク質に挿入することによって合成した。Ezhevsky, S. A. et al., Lissy, N.
A., et al., 及びVoccro~Akbani, A., et al. (上掲)を参照せよ。HIV A
切断部位をTATドメインとp16ドメインとの間に挿入したところ、TAT−
A−p16融合タンパク質が得られた(図16)。また、形質転換可能なHIV
プロテアーゼ(TAT−HIVPr)を合成した。図16を参照せよ。FITC
標識TAT−A−p16、TAT−16タンパク質、(Ezhevsky, S. A. et al.
, 及びVoccro~Akbani, A., et al. (上掲)を参照せよ)、及びTAT−HI
VPrタンパク質(図19)が急速に細胞の〜100%に形質導入されるのを見
いだした。
To test the concept of HIV protease cleavage of the transformed heterosubstrate, it was synthesized by inserting an HIV proteolytic cleavage site into a previously characterized TAT-p16 fusion protein. Ezhevsky, SA et al., Lissy, N.
See A., et al., And Voccro ~ Akbani, A., et al., Supra. HIV A
When the cleavage site was inserted between the TAT domain and the p16 domain, TAT-
The A-p16 fusion protein was obtained (FIG. 16). In addition, transformable HIV
Protease (TAT-HIVPr) was synthesized. See FIG. FITC
Labeled TAT-A-p16, TAT-16 protein, (Ezhevsky, SA et al.
And Voccro ~ Akbani, A., et al. (Supra), and TAT-HI.
The VPr protein (Figure 19) was found to rapidly transduce ~ 100% of the cells.

【0275】 以下、図16乃至20に示すTAT融合タンパク質の生成及び形質導入をより
詳細に説明する。図16は、HIV切断部位配列及びTAT融合タンパク質のド
メインを示す図である。図17乃至18は、0、20、及び30分で細胞に添加
されたフルオレセイン(FITC)標識TAT−Casp3WT、TAT−Ca
sp3MUT、及びTAT−HIVPrタンパク質のFACS反応速度分析を示
す。図20は、添加後1時間で添加された3、6及び12nMのTAT−Cas
p3Wt−FITCタンパク質のFACS投与量分析を示す。急速、かつ濃度依
存的な細胞の〜100%へのFITC標識形質導入と、対照及び形質導入細胞の
FACSピークによって測定されるようなほぼ同一である群内の細胞内濃度とに
注目せよ。
Hereinafter, the production and transduction of the TAT fusion protein shown in FIGS. 16 to 20 will be described in more detail. FIG. 16 is a diagram showing an HIV cleavage site sequence and a domain of a TAT fusion protein. FIGS. 17-18 show fluorescein (FITC) labeled TAT-Casp3WT, TAT-Ca added to cells at 0, 20, and 30 minutes.
Figure 4 shows FACS kinetic analysis of sp3MUT and TAT-HIVPr protein. FIG. 20 shows 3, 6, and 12 nM of TAT-Cas added 1 hour after addition.
Figure 5 shows FACS dose analysis of p3Wt-FITC protein. Note the rapid and concentration-dependent FITC-labeled transduction of 100100% of the cells and the intracellular concentrations within the group that are nearly identical as measured by the FACS peaks of the control and transduced cells.

【0276】 イン・ビボ切断をアッセイするために、p16(−)Jurkat T細胞を100
nM TAT−Ap16又は対照TAT−p16タンパク質(HIV切断部位な
し)単独で、又は50nMTATHIVpr融合タンパク質と組み合わせて5時
間にわたって形質導入を行った。その後、HIV Aタンパク質分解切断部位でイ
ン・ビトロ切断のための抗p16免疫ブロットによる分析を行った(図21)。
TAT−A−p16タンパク質基質とTAT−HIVPrとの同時形質導入によ
って特異的な基質切断が誘導され、一方対照TAT−p16タンパク質(HIV
切断部位なし)は切断されなかった。切断されたTAT−A−p16タンパクの
寸法分析は、p16のN’末端上に存在する残りのHIV半部位の保持によって
構成される(図21、行4乃至5)。HIV A部位はこのようにしたTAT−
Dp16を含むD部位に対して優先的に切断されたことも注目に値する。
To assay for in vivo cleavage, p16 (−) Jurkat T cells were transformed with 100 cells.
Transduction was performed for 5 hours with nM TAT-Ap16 or control TAT-p16 protein alone (no HIV cleavage site) or in combination with 50 nM ATHIV pr fusion protein. Subsequently, anti-p16 immunoblot analysis for in vitro cleavage at the HIV A proteolytic cleavage site was performed (FIG. 21).
Co-transduction of the TAT-A-p16 protein substrate with TAT-HIVPr induces specific substrate cleavage while the control TAT-p16 protein (HIV
(No cleavage site) was not cleaved. Dimensional analysis of the truncated TAT-A-p16 protein consists of retaining the remaining HIV half-sites present on the N 'end of p16 (FIG. 21, rows 4-5). The HIV A site is the TAT-
It is also noteworthy that the D site containing Dp16 was preferentially cleaved.

【0277】 さらに、TAT−Casp3MUTタンパク質はTAT−HIVPrタンパク
質と組合わさって細胞に形質導入された(図22)。TAT−Casp3とTA
T−HIVPrとの同時形質導入によって、HIVプロテアーゼに依存したやり
方でp17ドメインとp12ドメインとの間のHIV「A」部位でTAT−Ca
sp3の特異的切断が検出されるので、TAT部位−p17−A半部位タンパク
質が得られる。これらの観察は、ヘテロなHIV結合部位を含む形質導入された
TAT−Ap16及びTAT−Casp3タンパク質がイン・ビボでTAT−H
IVプロテアーゼによて基質として認識することができることを示している。
Furthermore, the TAT-Casp3MUT protein was transduced into cells in combination with the TAT-HIVPr protein (FIG. 22). TAT-Casp3 and TA
Co-transduction with T-HIVPr allows TAT-Ca at the HIV "A" site between the p17 and p12 domains in an HIV protease-dependent manner.
As a specific cleavage of sp3 is detected, a TAT site-p17-A half site protein is obtained. These observations indicate that transduced TAT-Ap16 and TAT-Casp3 proteins containing a heterologous HIV binding site were
It shows that it can be recognized as a substrate by IV protease.

【0278】 図21及び図22に示す同時形質導入細胞でのイン・ビボ処理を以下のように
より詳細に説明する。図21。p16(−)Jurkat T細胞の培養をTATHI
VPrタンパク質と組み合わせってTAT−p16又はTAT−A−p16基質
タンパク質によって形質転換された。TATA−p16タンパク質とTAT−H
IVPrタンパク質との同時形質導入によって、HIV A部位で特異的な切断
が得られた。WCE、HepG2細胞全体の溶菌産物は野生型の内在性p16、
すなわちA−p16を含むもので、p16上のHIV半部位が保持されるTAT
−A−16産物を切断した。図22。TATCasp3MUTタンパク質(TA
T−「D]部位−p17ドメイン−「A」部位−p12ドメイン)単独又はTA
T−HIVPr(Pr)タンパク質と指摘した通りに組み合わせてJurkat T細
胞の培養を形質導入させ、p17ドメインに対して特異的な抗カスパーゼ3抗体
による免疫ブロットした。TAT−D−p17−A、TAT−Casp3の切断
産物にN’末端N’末端HIV A半部位を含む。
The in vivo treatment with the co-transduced cells shown in FIGS. 21 and 22 is described in more detail as follows. FIG. Culture of p16 (-) Jurkat T cells was performed with TATHI
Transformed with TAT-p16 or TAT-A-p16 substrate protein in combination with VPr protein. TATA-p16 protein and TAT-H
Co-transduction with the IVPr protein resulted in specific cleavage at the HIV A site. WCE, lysate of whole HepG2 cells is wild-type endogenous p16,
That is, TAT containing A-p16 and retaining the HIV half-site on p16
-The A-16 product was cleaved. FIG. TATCasp3MUT protein (TA
T— “D” site—p17 domain— “A” site—p12 domain) alone or TA
Cultures of Jurkat T cells were transduced in combination with T-HIVPr (Pr) protein as indicated and immunoblotted with anti-caspase 3 antibody specific for the p17 domain. The cleavage product of TAT-D-p17-A, TAT-Casp3 contains an N'-terminal N'-terminal HIV A half-site.

【0279】 さらに、TAT−HIVPrタンパク質によって同時形質導入された細胞にア
ポトーシスを誘導するTAT−Casp3タンパク質の能力を試験した。Jurkat
T細胞を100nMのTAT−Casp3WT又はTATCasp3MUTタ
ンパク質単独又は50mMTAT−HIVPrタンパク質との組み合わせによっ
て処理し、該処理後16時間で細胞の生存可能性についてアッセイした(図23
)。TAT−Casp3WTタンパク質が単独で細胞毒性のレベルが小さい細胞
に形質導入される。しかし、TAT−Caps3WTとTATHIVprタンパ
ク質との同時形質導入は、ぎりぎりの細胞毒性しか示さず、また細胞に対してT
AT−HIVプロテアーゼ細胞毒性作用がないことも示された。TAT−Cas
p3タンパク質を活性化させるHIVプロテアーゼに関する要求さらに説明する
ために、最初にHIVプロテアーゼ阻害剤であるリトナビル(1μg/ml)に
よって細胞を事前処理し、続いてTAT−Casp3WT又はTAT−Casp
3MUTとTAT−HIVPrタンパク質とを同時形質導入した(図23).リ
トナビルによる細胞の事前処理によって、TAT−HIVPrタンパク質と同時
形質転換した場合、TAT−Casp3WTの細胞毒性効果から保護される。T
AT−Casp3−依存性細胞死のカイネティク分析は、形質導入後4日目ほど
で検出される細胞死によって一次致死曲線によって示される(F.11B)。こ
れらの結果は、細胞毒性が触媒的活性TAT−Casp3WTタンパク質の存在
下でのみ生じ、またTAT−Casp3WTの活性化は、TAT−Casp3の
HIVタンパク質切断活性を有するHIVプロテアーゼを特に必要とする(図2
2)。Salvensen, G. S., et al., Henkart, P.A., Cohen., G, M., Moo, M., e
t al., Enari, M. et al., Liu, X,, et al. (上掲)を参照せよ。
Additionally, the ability of the TAT-Casp3 protein to induce apoptosis in cells co-transduced with the TAT-HIVPr protein was tested. Jurkat
T cells were treated with 100 nM TAT-Casp3WT or TATCasp3MUT protein alone or in combination with 50 mM TAT-HIVPr protein and assayed for cell viability 16 hours after the treatment (FIG. 23).
). The TAT-Casp3WT protein alone transduces cells with low levels of cytotoxicity. However, co-transduction of TAT-Caps3WT with the TATHIVpr protein shows only marginal cytotoxicity and has
No AT-HIV protease cytotoxic effect was also shown. TAT-Cas
Requirement for HIV protease to activate p3 protein To further illustrate, cells were first pretreated with the HIV protease inhibitor ritonavir (1 μg / ml) followed by TAT-Casp3WT or TAT-Casp.
3MUT and TAT-HIVPr protein were co-transduced (FIG. 23). Pretreatment of cells with ritonavir protects against the cytotoxic effects of TAT-Casp3WT when co-transformed with TAT-HIVPr protein. T
Kinetic analysis of AT-Casp3-dependent cell death is shown by a primary lethal curve with cell death detected as early as day 4 after transduction (F.11B). These results indicate that cytotoxicity occurs only in the presence of the catalytically active TAT-Casp3WT protein, and activation of TAT-Casp3WT specifically requires an HIV protease having the TAT-Casp3 HIV protein cleavage activity (FIG. 2
2). Salvensen, GS, et al., Henkart, PA, Cohen., G, M., Moo, M., e
See t al., Enari, M. et al., Liu, X ,, et al., supra.

【0280】 以下、図11A及び図11Bに示す同時形質導入細胞におけるTAT−Cas
p3の活性化及びアポトーシス誘導を詳細に説明する。図11A。Jurkat T細
胞の培養をTAT−Casp3WT(WT)、TAT−Casp3MUT(MU
T)及びTAT−HIVプロテアーゼ(Pr)タンパク質と組み合わせて16時
間にわたって形質導入を行い、細胞の生存率を分析した。TAT−HIVPrタ
ンパク質によるTAT−Casp3WTの同時形質導入は、特異的な細胞毒性を
生ずる。一方、TAT−HIVPrによるTAT−Casp3MUTの形質導入
では生じない。HIVプロテアーゼの阻害剤であるリトナビル(Rit)の含ま
せることで、活性TAT−Casp3WTタンパク質をブロックし、さらに細胞
毒性効果から細胞を保護する。図11B.JurkatT細胞の培養をTAT−Cas
p3WT(WT)、TAT−HIVPr(Pr)タンパク質と組合わさったTA
T−Casp3MUT(MUT)タンパク質と同時形質導入を行い、既に指摘し
たように細胞の生存率のカイネティクスの分析を行った。
Hereinafter, TAT-Cas in the co-transduced cells shown in FIGS. 11A and 11B
The activation of p3 and the induction of apoptosis will be described in detail. FIG. 11A. Culture of Jurkat T cells was performed using TAT-Casp3WT (WT), TAT-Casp3MUT (MU
Transduction was performed for 16 hours in combination with T) and TAT-HIV protease (Pr) protein and cell viability was analyzed. Co-transduction of TAT-Casp3WT with TAT-HIVPr protein results in specific cytotoxicity. On the other hand, transduction of TAT-Casp3MUT by TAT-HIVPr does not occur. The inclusion of ritonavir (Rit), an inhibitor of the HIV protease, blocks active TAT-Casp3WT protein and further protects cells from cytotoxic effects. FIG. 11B. Culture of Jurkat T cells by TAT-Cas
p3WT (WT), TA in combination with TAT-HIVPr (Pr) protein
Co-transduction with T-Casp3 MUT (MUT) protein was performed and the kinetics of cell viability was analyzed as previously indicated.

【0281】 さらに、形質導入された培養をTUNELアッセイを用いて劣化したゲノムD
NAについて試験した。Coates, P. J., Molecular methods for the identific
ation of apoptosis in tissues. J. Histotechnology 17: 261 (1994) を参照
せよ。100nMのTAT−Casp3WT、100nMのTAT−casp3
MUT又は50nMのTAT−HIVPrタンパク質を単独で細胞に形質導入す
ることで、TUNEL陽性細胞の背景強度のみが示される(図25)。しかし、
TAT−Casp3WTとTAT−HIVPrタンパク質との同時形質導入によ
ってTUNEL陽性細胞が著しく増加する。TAT−Casp3MUTとTAT
−HIVタンパク質との同時形質導入によって、TUNEL陽性細胞の背景強度
のみが示される(図25)。TAT−Casp3の活性化もまた、人工のカスパ
ーサ3基質を切断する能力によってアッセイされる。JurkatT細胞は、100m
MのTAT−Casp3WT又はTAT−CaspMUTタンパク質を単独で、
又は50mMのTAT−HIV Prタンパク質と組み合わせて6時間にわたっ
て形質導入され、さらにフルオレセンAFC(図26)の放出によってDEVD
−AFC増加についてアッセイした。Xiang, J. et al., Bax~induced cell de
ath may not require interleukin 1B~converting enzyme~like process. Proc
., Natl., Acad. Sci. USA 93: 14550 (1996) を参照せよ。TUNELの上記結
果に一致して、TAT−Casp3WT及びTAT−HIVPrタンパク質を細
胞に同時形質導入することで、αFASよりも大きくカスパーセ活性が増加する
In addition, transduced cultures were degraded using Genome D using the TUNEL assay.
Tested for NA. Coates, PJ, Molecular methods for the identific
ation of apoptosis in tissues. See J. Histotechnology 17: 261 (1994). 100 nM TAT-Casp3WT, 100 nM TAT-casp3
Transduction of cells with MUT or 50 nM TAT-HIVPr protein alone shows only the background intensity of TUNEL-positive cells (FIG. 25). But,
Cotransduction of TAT-Casp3WT and TAT-HIVPr protein significantly increases TUNEL-positive cells. TAT-Casp3MUT and TAT
-Co-transduction with HIV protein shows only background intensity of TUNEL positive cells (Figure 25). Activation of TAT-Casp3 is also assayed by its ability to cleave an artificial casper3 substrate. Jurkat T cells are 100m
M TAT-Casp3WT or TAT-CaspMUT protein alone,
Alternatively, transduction for 6 hours in combination with 50 mM TAT-HIV Pr protein and further release of fluorescein AFC (FIG. 26) by DEVD
-Assayed for AFC increase. Xiang, J. et al., Bax ~ induced cell de
ath may not require interleukin 1B ~ converting enzyme ~ like process.Proc
., Natl., Acad. Sci. USA 93: 14550 (1996). Consistent with the above results for TUNEL, co-transduction of TAT-Casp3WT and TAT-HIVPr proteins into cells results in a greater increase in caspase activity than αFAS.

【0282】 HIVプロテアーゼは、図25乃至図26に示すTAT−Casp3WTタン
パク質を活性化させるが、その詳細を以下に挿入する。図25。JurkatT細胞の
培養をTAT−Casp3WT(WT)及びTAT−HIVPr(Pr)タンパ
ク質によって同時形質導入を行うことで、特定のTUNEL陽性細胞、アポトー
シスエンドマーカーが得られた。しかし、TAT−Casp3MUT(MUT)
をTAT−HIVPrタンパク質と組み合わせた形質導入、又はTAT−Cas
p3WT、TAT−Casp3MUT、又はTAT−HIVPrタンパク質によ
る単一の形質導入は、TUNEL陽性細胞の背景強度にとどまった。横軸:高倍
率顕微鏡視野ごとのTUNEL陽性細胞;Ctrl 培地へのPBS添加を制御
;エラーバーはSDを表す。図26。TAT−HIVプロテアーゼと組み合わせ
たTAT−Casp3WTの形質導入は、DEVDAFC切断によってまた酵素
活性として報告されるAFC蛍光によって測定されるカスパーゼ3の特異的活性
をもたらす。Ctr、PBS添加制御;ocFAS クロスリンク、ポジティブ
制御。
The HIV protease activates the TAT-Casp3WT protein shown in FIGS. 25 and 26, details of which are inserted below. FIG. Co-transduction of Jurkat T cell cultures with TAT-Casp3WT (WT) and TAT-HIVPr (Pr) proteins resulted in specific TUNEL-positive cells and apoptosis end markers. However, TAT-Casp3MUT (MUT)
In combination with TAT-HIVPr protein, or TAT-Cas
Single transduction with p3WT, TAT-Casp3MUT, or TAT-HIVPr protein remained at the background intensity of TUNEL-positive cells. Horizontal axis: TUNEL-positive cells per high-power microscope field; control of PBS addition to Ctrl medium; error bars represent SD. FIG. Transduction of TAT-Casp3WT in combination with TAT-HIV protease results in specific activity of caspase-3 as measured by DEVDAFC cleavage and by AFC fluorescence reported as enzyme activity. Ctr, PBS addition control; ocFAS crosslink, positive control.

【0283】 TAT−Casp3WT、TAT−Casp3MUT、又はTAT−HIVP
r単独の形質導入は、カスパーゼ活性の背景強度のみを示した。また、DNAの
含有量が<2Nである細胞の出現がTAT−Casp3及びTA−HIVPr同
時形質導入細胞で検出され、カスパーゼ3の標準的な特徴が壊死とは対照的にア
ポトーシスを誘導した。Woo, M, et al. (上掲)を参照せよ。これらの観察は
、形質導入されたTAT−Casp3WTタンパク質がHIVプロテアーゼを欠
いた細胞内では不活性のままであるが、アポトーシス及び最終的には死に至る顕
著な特徴を有する活性HIVプロテアーゼが宿る細胞では特異的に活性化される
ようになる。
TAT-Casp3WT, TAT-Casp3MUT, or TAT-HIVP
Transduction with r alone showed only background intensity of caspase activity. Also, the appearance of cells with DNA content <2N was detected in TAT-Casp3 and TA-HIVPr co-transduced cells, and standard features of caspase 3 induced apoptosis in contrast to necrosis. See Woo, M, et al. (Supra). These observations indicate that the transduced TAT-Casp3WT protein remains inactive in cells lacking HIV protease, but in cells harboring active HIV protease with prominent features leading to apoptosis and ultimately death. It becomes specifically activated.

【0284】 HIVに対する一般的な動物モデルが存在していないことから、TATCas
p3WTタンパク質が培地中で生きたHIVによる感染を受けた細胞を死滅させ
ることができるかどうかを判断することに興味が持たれている。 このような判断を下すために、JurkatT細胞を7〜14日間にわたってHIV
−IのNLHX株によって感染させ、顕微鏡を用いて細胞病理学的なHIVの影
響を調べた。Westervelt, P. et al., Identification of a determinant withi
n the HIV~I surface envelope glycoprotein critical for productive infect
ion of cultured primary monocytes. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88: 3097 (
1991)を参照せよ。各形質導入実験の開始にあたって、培養液の約50%がHI
V陽性であった。HIV感染培養液を100mMTAT−Casp3WT又はT
ATCasp3MUTタンパク質による形質導入を16時間にわたって行い、そ
の後細胞の生存率を調べた(図27)。TAT−Casp3WTタンパク質によ
るHIV感染細胞の処置によって、培養液からHIV陽性細胞が著しく減少した
。また、我々はDNA含有量が<2Nである細胞の出現と縮小した核の出現とを
TAT−Casp3処理細胞で検出した。しかし、TATCasp3MUTタン
パク質の形質導入は無視できるほどの効果を示したにすぎなかった。
The absence of a general animal model for HIV suggests that TATCas
It is of interest to determine whether the p3WT protein can kill cells infected by live HIV in culture. To make such a determination, Jurkat T cells were recruited to HIV for 7-14 days.
-I was infected with the NLHX strain, and the effects of HIV on cytopathology were examined using a microscope. Westervelt, P. et al., Identification of a determinant withi
n the HIV ~ I surface envelope glycoprotein critical for productive infect
Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88: 3097 (ion of cultured primary monocytes.
(1991). At the start of each transduction experiment, approximately 50% of the culture is HI
V-positive. The HIV-infected culture was subjected to 100 mM TAT-Casp3WT or T
Transduction with ATCasp3MUT protein was performed for 16 hours, after which cell viability was examined (FIG. 27). Treatment of HIV infected cells with the TAT-Casp3WT protein significantly reduced HIV positive cells from the culture. We also detected the appearance of cells with a DNA content <2N and the appearance of reduced nuclei in TAT-Casp3 treated cells. However, transduction of the TATCasp3MUT protein had only negligible effects.

【0285】 TAT−Casp3WT誘導アポトーシスが感染培養液中の活性HIVプロテ
アーゼに依存したものであるかどうかを判断するために、HIV感染培養液を1
00nM TAT−Casp3WTタンパク質による形質導入に先立って1μg
/mlのリトナビルでHIV感染培養液を前処理した(図8)。上記の実験に一
致して、HIV感染培養液をリトナビルで前処理することで、TAT−Casp
3WT誘導アポトーシスを防止することができた。また、リトナビル処理細胞の
生存率が高まったことが観察されたが、このことはプロテアーゼ阻害剤処理のH
IV感染細胞の寿命が増加したことと一致する。Coffin, J. M., et al. (上掲
)。これらの観察は、活性HIVプロテアーゼを有するTAT−Casp3WT
タンパク質によってHIV感染細胞が特異的に死滅したことを示し、またHIV
プロテアーゼ活性を欠いた細胞においてアポトーシスが誘導されないことを示し
ている。
To determine whether TAT-Casp3WT-induced apoptosis was dependent on active HIV protease in infected cultures, HIV-infected cultures were incubated for 1 hour.
1 μg prior to transduction with 00nM TAT-Casp3WT protein
HIV-infected cultures were pretreated with ritonavir / ml (FIG. 8). Consistent with the above experiment, pretreatment of the HIV-infected culture with ritonavir resulted in TAT-Casp.
3WT-induced apoptosis could be prevented. It was also observed that the viability of ritonavir-treated cells was increased, which was due to the protease inhibitor-treated H
Consistent with increased life span of IV infected cells. Coffin, JM, et al. (Supra). These observations indicate that TAT-Casp3WT with active HIV protease
Shows that the HIV-infected cells were specifically killed by the protein,
This shows that apoptosis is not induced in cells lacking protease activity.

【0286】 図8に示すHIV感染細胞の特異的死滅を以下に詳しく説明する。JurkatT細
胞をHIV株NLHXで7乃至10日間にわたって感染させ、続いてTAT−C
asp3WT(WT)又はTAT−Casp3MUT(MUT)タンパク質で1
6時間にわたって形質導入を行い、細胞の生存率についてのアッセイを行った。
TAT−Casp3WTタンパク質は1回の投与で効率的にHIV陽性細胞の大
部分を死滅させる。この際、触媒的に不活性なTAT−Casp3MUTタンパ
ク質は何ら効果を示さない。HIVプロテアーゼ阻害剤リトナビル(Rit)に
よるHIV感染細胞の前処理によって、TAT−Casp3WTタンパク質によ
る致死から感染細胞を保護する。Ctrl、培養液へのPBSの追加を制御;横
軸、形質導入開始時における一群のHIV陽性細胞の生存率;SDを表すエラー
バー。
The specific killing of HIV-infected cells shown in FIG. 8 is described in detail below. Jurkat T cells were infected with the HIV strain NLHX for 7-10 days, followed by TAT-C
1 for asp3WT (WT) or TAT-Casp3MUT (MUT) protein
Transduction was performed for 6 hours and assayed for cell viability.
The TAT-Casp3WT protein efficiently kills most HIV-positive cells in a single dose. At this time, the catalytically inactive TAT-Casp3MUT protein has no effect. Pretreatment of HIV infected cells with the HIV protease inhibitor ritonavir (Rit) protects infected cells from killing by TAT-Casp3WT protein. Ctrl, controls addition of PBS to culture; horizontal axis, viability of group of HIV-positive cells at the start of transduction; error bar representing SD.

【0287】 本実施例はHIV感染細胞を死滅させる新規の戦略を説明する。重要なことは
、この戦略は、タンパク質形質導入搬送系と組み合わせ、アポトーシス誘導剤、
Casp3の修飾前駆体を利用することで、HIVコード化プロテアーゼを利用
することである。結果は、細胞内へのタンパク質の形質導入が素早く、かつ細胞
の〜100%を標的とした濃度依存プロセスであることを示している。重要なこ
とは、TAT−Casp3タンパク質が非感染細胞中では不活性のままであり、
HIV感染細胞内のHIVプロテアーゼ依存切断によって特異的に活性化される
ことである。この特異性の度合いは、そのような戦略でHIV感染細胞を死滅さ
せることは、患者に対して高い治療指数をもたらすことが可能である。
This example describes a novel strategy for killing HIV infected cells. Importantly, this strategy combined with a protein transduction delivery system,
Utilizing a modified precursor of Casp3 is to utilize an HIV-encoding protease. The results show that transduction of the protein into the cells is a rapid and concentration-dependent process targeting ~ 100% of the cells. Importantly, the TAT-Casp3 protein remains inactive in uninfected cells,
Specifically activated by HIV protease-dependent cleavage in HIV-infected cells. Due to this degree of specificity, killing HIV-infected cells with such a strategy can result in a high therapeutic index for the patient.

【0288】 既に述べたように、プロテアーゼ阻害剤を有するHIV感染細胞に対する現在
の処置は、感染細胞の寿命を増加させる。プロテアーゼ阻害剤による処置と比較
して、TAT−Casp3タンパク質は特異的にHIV感染細胞を死滅させる。
また、幅広い範囲の阻害剤に対して耐性のあるHIVプロテアーゼを提供する突
然変異体の選択は、HIV伝染病と戦う上で継続かつ高まりつつある問題である
。しかし、HIV切断部位を置換することで、この実施例で提供されたアプロー
チ及びこの開示のほかの部分で、HIV株タンパク質分解切断部位の多様性及び
/又は突然変異に対するTAT−Casp3タンパク質の連続的適応性を可能と
する。
As already mentioned, current treatments for HIV infected cells with protease inhibitors increase the lifespan of infected cells. Compared to treatment with protease inhibitors, TAT-Casp3 protein specifically kills HIV infected cells.
Also, the selection of mutants that provide HIV proteases that are resistant to a wide range of inhibitors is a continuing and growing problem in fighting HIV epidemics. However, by replacing the HIV cleavage site, in the approach provided in this example and elsewhere in this disclosure, the TAT-Casp3 protein contiguous to the diversity and / or mutation of the HIV strain proteolytic cleavage site Enables adaptability.

【0289】 ここで記述されたTAT−Casp3タンパク質は、関連する病原体に特異的
なプロテアーゼ切断部位を持つようにタンパク質を操作することによって、他の
病原体との戦いに用いることができる。
The TAT-Casp3 proteins described herein can be used to combat other pathogens by engineering the protein to have a protease cleavage site specific for the relevant pathogen.

【0290】 以下の方法が本実施例において使用された。 1.細胞培養−p16(−)Jurkat T細胞(ATCC)を記載される
ように増殖した。Lissy,N.A.ら(前出)を参照のこと。インビボ基質切断のた
めに、1×106細胞を100nM TAT−p16、TAT−A−p16、T
AT−Casp3MUT、および/または50nM TAT−HIV Prタン
パク質で示されるように1、5、または8時間形質導入し、そして抗p16(Sa
nta Cruz)または抗Casp3(Pharmingen)イムノブロット分析によって分析
した。Ezhevsky,S.A.ら(前出)を参照のこと。未感染の細胞に対するTAT−
Casp3の細胞傷害について、1×106細胞を100nM TAT−Cas
p3WT、TAT−Casp3MUT、および/または50nM TAT−HI
V Prタンパク質で16時間形質導入し、そしてトリパンブルー排除および/
またはTUNELアッセイ(Trevigen)によるゲノムDNA障害によって生存度
についてアッセイした。高倍率の顕微鏡場当たり報告されるTUNELポジティ
ブ細胞の数を、実験当たり4場で平均した。TAT−Casp3活性を、20μ
gの全細胞溶解物と50μM DEVD−AFCとのインキュベーションによっ
て測定し、そして蛍光AFC形成を、記載されるようにFL500マイクロプレ
ート蛍光読み取り器(Bio~Tek)において測定した。Xiang,J.ら(前出)を参照
のこと。細胞を形質導入の前に1μg/ml Ritonavir(Abbott Lab
s)で1時間予めインキュベートした。感染された細胞に対するTAT−Cas
p3の細胞傷害について、Jurkat培養物を100ng p24 Ag相当
のNLHX HIV−1株で7〜14日間感染し、細胞変性効果について顕微鏡
でアッセイし、次いで1×106/mlで反復し、そして100nMのTAT−
Casp3WTまたはTAT−Casp3MUTタンパク質で16時間形質導入
し、続いて排除色素生存度アッセイを行った。感染された細胞を、TAT−Ca
sp3WTタンパク質での形質導入の前に1μlg/ml Ritonavir
で24時間予め処理した。Xiang, J.ら(前出)を参照のこと。フローサイトメ
トリー(FACS)分析について、フルオレセイン(FITC)結合TAT融合
タンパク質をJurkat T細胞培養培地に添加し、そして1×104細胞を
記載されるようにFACSによって分析した。Ezhevsky,S.A.ら(前出)を参照
のこと。
The following method was used in this example. 1. Cell culture-p16 (-) Jurkat T cells (ATCC) were expanded as described. See Lissy, NA et al. (Supra). For in vivo substrate cleavage, 1 × 10 6 cells were treated with 100 nM TAT-p16, TAT-A-p16,
Transduced for 1, 5, or 8 hours as indicated by AT-Casp3MUT and / or 50 nM TAT-HIV Pr protein, and anti-p16 (Sa
nta Cruz) or anti-Casp3 (Pharmingen) immunoblot analysis. See Ezhevsky, SA et al., Supra. TAT- for uninfected cells
For Casp3 cytotoxicity, 1 × 10 6 cells were treated with 100 nM TAT-Cas.
p3WT, TAT-Casp3MUT, and / or 50 nM TAT-HI
Transduced with V Pr protein for 16 hours and excluded trypan blue and / or
Alternatively, viability was assayed by genomic DNA damage by TUNEL assay (Trevigen). The number of TUNEL positive cells reported per high power microscopy field was averaged over 4 fields per experiment. TAT-Casp3 activity was increased by 20 μl
g of whole cell lysate and incubation with 50 μM DEVD-AFC and fluorescent AFC formation was measured on a FL500 microplate fluorescence reader (Bio-Tek) as described. See Xiang, J. et al., Supra. Cells were transfected with 1 μg / ml Ritonavir (Abbott Lab) prior to transduction.
Incubated for 1 hour in s). TAT-Cas for infected cells
For p3 cytotoxicity, Jurkat cultures were infected with 100 ng p24 Ag equivalent of the NLHX HIV-1 strain for 7-14 days, assayed microscopically for cytopathic effects, then repeated at 1 x 106 / ml and repeated at 100 nM. TAT-
Transduction with Casp3WT or TAT-Casp3MUT protein for 16 hours followed by exclusion dye viability assay. Infected cells were treated with TAT-Ca
1 μg / ml Ritonavir prior to transduction with sp3WT protein
For 24 hours. See Xiang, J. et al., Supra. For flow cytometry (FACS) analysis, fluorescein (FITC) -conjugated TAT fusion protein was added to Jurkat T cell culture medium and 1 x 104 cells were analyzed by FACS as described. See Ezhevsky, SA et al., Supra.

【0291】 2.TAT融合タンパク質−pTAT−A/D−p16発現ベクターをHIV
p17−p24(「A」)切断部位(単一のアミノ酸コード:SQVSQNY−
PIVQNLQ 配列番号9)またはHIV p7−p1(「D」)切断部位(
CTERQAN−FLGKIWP;配列番号10)の14残基をコードする2本
鎖オリゴマー核酸を、pTAT−p16のNcoI部位に挿入することによって
構築した。Ratner,L.ら、Welch,A.R.ら、Nagahara, H.ら、およびVocero~Akba
ni,Aら(前出)を参照のこと。pTAT−Casp3WTベクターを、プライ
マー(p17正方向プライマー: 5’- CGCCTCGAGGGCGGCTGCACCGAACGCCAGGCTAACTTCCTGGGCAAAATCTGGCCAGGCGGAATA
TCCCTGGACAACAGTTATAAAATG~3’(配列番号32); p17逆方向プライマー: 5’~CCGCCCTGCAGGTTCTGCACGATTGGATAGTTCTGTGACACCTGGGAGCCGCCTGT CTCAATGCCACAGTCCAG 3’(配列番号33); p12正方向プライマー: 5’~GGCGGCTCCCAGGTGTCACAGAACTATCCAATCGTGCAGAACCTGCAGGGCGGTGTTGATGATGACA
TGGCG 3’(配列番号34); p12逆方向プライマー: 5’~CGAGCTACGCGAATTCTTAGTGATAAAAATAGAGTTC 3’(配列番号35)) 中に操作されたHIV AおよびD切断部位を含有するp17およびp12ドメ
インを独立してPCR増幅し、次いでPCR産物を混合し、そしてp17正方向
プライマーおよびp12逆方向プライマー(p17逆方向プライマー配列および
p12正方向プライマー配列は重複する)を使用してPCR増幅することによっ
て構築した。得られるPCRフラグメントをpTAT−HA23 24にサブク
ローン化して、TAT−D−p17−A−p12配座を得た(図25及び26を
参照のこと)。pTAT−Casp3MUTベクターを2本鎖オリゴマーヌクレ
オチド(ポジティブ鎖: 5’CCATGCGTGGTACCGAACTGGACTGTGGCATTGAGACAGGCGGCTCCCAGGTGTCACAGAACTATCCA
ATCGTGCAGAACCTGCA~3’(配列番号36) 活性部位Cys’63残基の代わりにMet残基を含有する)をTAT−Cas
p3WTベクターのStuIおよびPstI部位に挿入することによって構築し
た。
[0291] 2. TAT fusion protein-pTAT-A / D-p16 expression vector
p17-p24 ("A") cleavage site (single amino acid code: SQVSQNY-
PIVQNLQ SEQ ID NO: 9) or HIV p7-p1 (“D”) cleavage site (
A double-stranded oligomer nucleic acid encoding 14 residues of CTERQAN-FLGKIWP; SEQ ID NO: 10) was constructed by inserting it into the NcoI site of pTAT-p16. Ratner, L. et al., Welch, AR et al., Nagahara, H. et al., And Vocero ~ Akba
See ni, A et al., supra. The pTAT-Casp3WT vector was ligated with a primer (p17 forward primer: 5′-CGCCTCGAGGGCGGCTGCACCGAACGCCAGGCTAACTTCCTGGGCAAAATCTGGCCAGGCGGAATA
TCCCTGGACAACAGTTATAAAATG ~ 3 '(SEQ ID NO: 32); p17 reverse primer: 5' ~ CCGCCCTGCAGGTTCTGCACGATTGGATAGTTCTGTGACACCTGGGAGCCGCCTGT CTCAATGCCACAGTCCAG 3 '(SEQ ID NO: 33);
TGGCG 3 ′ (SEQ ID NO: 34); p12 reverse primer: 5 ′ to CGAGCTACGCGAATTCTTAGTGATAAATAATAGAGTTC 3 ′ (SEQ ID NO: 35) The PCR products were then mixed and constructed by PCR amplification using p17 forward and p12 reverse primers (p17 reverse and p12 forward primer sequences overlap). The resulting PCR fragment was subcloned into pTAT-HA2324 to obtain the TAT-D-p17-A-p12 conformation (see FIGS. 25 and 26). pTAT-Casp3MUT vector was converted to a double-stranded oligomer nucleotide (positive strand: 5'CCATGCGTGGTACCGAACTGGACTGTGGCATTGAGACAGGCGGCTCCCAGGTGTCACAGAACTATCCA
ATCGTGCAGAACCTGCA ~ 3 '(SEQ ID NO: 36) Contains Met residue in place of active site Cys' 63 residue) by TAT-Cas
It was constructed by insertion into the StuI and PstI sites of the p3WT vector.

【0292】 pTAT−HIV Prベクターを、HXBR HIV株からHIVプロテア
ーゼ遺伝子をPCRクローン化し(正方向プライマー: 5’CGGTCCATGGGCGGCGGCCCTCAGGTCACTCTTTGGCAACG 3’(配列番号37);逆方
向プライマー: 5’CGGGAATTCTCAAAAATTTAAAGTGCAACCAATCTG~3’(配列番号38))、 そしてpTAT23 24にクローン化することによって構築した。簡潔には、
TAT融合タンパク質を、高発現するBL21(DE3)pLysS(Novagen
)の8M尿素中での超音波処理によって精製し、Ni−NTAカラム上で精製し
、そして23 24に記載されるようにMono Sカラム上で誤って折畳んだ
。FITC結合TAT融合タンパク質を、フルオレセインイソチオシアネート標
識(Pierce)によって作製し、次いでFPLC(Pharmacia)またはPD
−10脱塩カラム(Pharmacia)に付着されるS−12カラム上でPBS中でゲ
ル精製し、次いで細胞培地中の細胞に直接的に添加して、FACSまたは顕微鏡
によって分析した。
The pTAT-HIV Pr vector was obtained by PCR cloning the HIV protease gene from the HXBR HIV strain (forward primer: 5′CGGTCCATGGGCGGCGGCCCTCAGGTCACTCTTTGGCAACG 3 ′ (SEQ ID NO: 37); reverse primer: 5′CGGGAATTCTCAAAAATTTAAAGTGCAACCAATCTG-3 ′ 38)), and was constructed by cloning into pTAT2324. Briefly,
BL21 (DE3) pLysS (Novagen) that highly expresses the TAT fusion protein
) Was purified by sonication in 8 M urea, purified on a Ni-NTA column, and misfolded on a Mono S column as described in 2324. FITC-conjugated TAT fusion proteins were generated by fluorescein isothiocyanate labeling (Pierce) and then FPLC (Pharmacia) or PD
Gel purification in PBS on an S-12 column attached to a -10 desalting column (Pharmacia) was then added directly to cells in cell culture medium and analyzed by FACS or microscopy.

【0293】 実施例13−クラスII合成形質導入ドメインの生成および試験 螺旋円柱の下方のアルギニン残基の面を伴う強力なα螺旋構造を必要とする合
成形質導入ドメイン(現在クラスI型の合成形質導入ドメインと呼ばれる)のさ
らなる調査の過程において、明らかな第2のクラスの形質導入ドメイン(クラス
II型と呼ばれる)が発見された。クラスII合成形質導入ドメインはまた、ア
ルギニンまたはリシン(しかし、好ましくはアルギニン)のような塩基残基を必
要とするが、プロリン残基の包含に起因する二次構造におけるよじれの導入が、
クラスIドメインからこれらを区別する。 以下は、クラスII型の合成形質導入ドメインおよびHIV TAT 47−
57に比較される相対的な形質導入能の列挙される6つの例であり、一文字アミ
ノ酸コードを使用する。
Example 13 Generation and Testing of Class II Synthetic Transduction Domains A synthetic transduction domain that requires a strong α-helical structure with a face of arginine residues below the helical cylinder (now a class I synthetic trait) In the course of further investigation of the transduction domain), an apparent second class of transduction domain (termed class II) was discovered. Class II synthetic transduction domains also require base residues such as arginine or lysine (but preferably arginine), but the introduction of kinks in the secondary structure due to the inclusion of proline residues,
These are distinguished from Class I domains. The following is a class II synthetic transduction domain and HIV TAT 47-
6 are six examples of relative transduction abilities compared to 57, using the one letter amino acid code.

【0294】[0294]

【表3】 [Table 3]

【0295】 実施例14 殺傷タンパク質の形質導入による前立腺癌細胞の殺傷 特定のプロテアーゼにコードされた病原体の特異性に基づいた標的の病原体が
細胞を冒している細胞形質導入可能な殺傷タンパク質についての上記の方法及び
実施例は、ヒトの疾病にも適用が可能である。すなわち、病気の細胞のタイプに
おける及び細胞以外における細胞性プロテアーゼの特異な発現を含むどのような
ヒトの疾病に、特異的にその細胞を殺傷することを活用し得る。さらに、他の細
胞の特性も、重金属類を高水準の量で含有している等の特定の細胞のタイプにも
活用し得る。一つの良い例としては、前立腺特異抗原(PSA)などの特定の細
胞性プロテアーゼを発現している前立腺細胞があり、さらに、他の人体の部位と
比較して1000倍量の水準で重金属の亜鉛を含有する前立腺細胞がある。重要
なのは、これらの双方の特質とも、前立腺癌細胞において続く状態だということ
である。さらに、モデルとなるシステムとして、患者に子供が授かった後に前立
腺の身体的機能が不要となった場合がある。このように、すべての前立腺細胞は
、悪性であってもなくても、患者の生存能力の損失なしに、患者の身体から切除
が可能と言える。
Example 14 Killing Prostate Cancer Cells by Transducing Killer Proteins The above for transducible killer proteins that target cells that affect cells based on the specificity of the pathogen encoded by a particular protease The methods and embodiments of the present invention are also applicable to human diseases. That is, any human disease that involves the differential expression of a cellular protease in a diseased cell type and non-cellularly can be exploited to specifically kill the cell. In addition, other cell properties may be exploited for certain cell types, such as those containing high levels of heavy metals. One good example is prostate cells that express certain cellular proteases, such as prostate specific antigen (PSA), and at 1000 times the level of the heavy metal zinc compared to other parts of the human body. There are prostate cells that contain Importantly, both of these attributes are persistent in prostate cancer cells. Further, as a model system, the physical function of the prostate may not be required after the patient has been given a child. Thus, all prostate cells, whether malignant or not, can be excised from the patient's body without loss of the patient's viability.

【0296】 PSAは細胞性プロテアーゼのカリクレイン・ファミリーのサブ・ファミリー
・メンバーである(「リルハら(Lilja, et al)、1985」及び「ワットら(
Watt, et al)」を参照のこと)が、キモトリプシン及びトリプシンと同様にカ
リクレイン・ファミリーに属する他のメンバーからは識別するキモトリプシン型
基質特異性を有している(「クリステンセンら(christensson et al)」及び「
リルハら(Lilja et al)、1989」を参照のこと)。PSAは、特異的に前
立腺細胞により合成され、前立腺の管腔中に分泌される。PSAの機能は、Sg
I及びIIのような精液中に存在しているゲル形成タンパク質を開裂することで
ある(「リルハら(Lilja, et al)、1985」を参照のこと)。キモトリプシ
ンに対するPSAの配列特異的開裂と較べると、配列「HSSKLQ」(アミノ
酸1文字コード)は、PSAにより直接的に開裂された部位(Q残基の後で開裂
)として解明されているが、キモトリプシンにより開裂されているのではない(
デンミードら(Denmeade et al))。
PSA is a subfamily member of the kallikrein family of cellular proteases (see “Lilja, et al., 1985” and “Wat et al.
Watt, et al)) has a chymotrypsin-type substrate specificity that distinguishes it from other members of the kallikrein family, like chymotrypsin and trypsin ("Christensen et al."). "as well as"
Lilja et al., 1989 "). PSA is specifically synthesized by prostate cells and secreted into the prostate lumen. The function of PSA is Sg
Cleavage of gel-forming proteins present in semen such as I and II (see Lilja, et al., 1985). Compared to the sequence-specific cleavage of PSA to chymotrypsin, the sequence "HSSKLQ" (amino acid single letter code) has been elucidated as a site directly cleaved by PSA (cleaved after the Q residue). Is not cleaved by (
Denmeade et al.).

【0297】 前立腺中の密着細胞−細胞連結(tight cell~cell junctions)のために、P
SAは、決して血流中に漏れたり、あるいは検出されたりすることはない。だが
、前立腺の腫瘍が急速に成長している間は、結合が緩やかになり血流中にPSA
が低いレベルで放出されていくことになる。加えて、前立腺腫瘍細胞の転移の結
果として、血流中にさらにPSAが放出されて検出されるようなことが起こる。
病原体特異的プロテアーゼを、感染細胞を識別したり殺傷したりするために活用
することに際し、PSAが、(1)悪性前立腺細胞において特異的に発現してい
る、及び、(2)特定の基質特異性又は開裂部位を有している。このように、P
SAは、形質導入可能な殺傷タンパク質により標的とされ得るヒトの疾病につい
ての優れた例である。
For tight cell-cell junctions in the prostate, P
SA is never leaked into the bloodstream or detected. However, during rapid growth of the prostate tumor, the binding is loose and PSA is present in the bloodstream.
Will be released at low levels. In addition, metastasis of prostate tumor cells may result in additional release and detection of PSA in the bloodstream.
In utilizing pathogen-specific proteases to identify and kill infected cells, PSA is (1) specifically expressed in malignant prostate cells, and (2) specific substrate specificity. Sex or cleavage sites. Thus, P
SA is a good example of a human disease that can be targeted by a transducible killing protein.

【0298】 PSA活性化形質導入可能な殺傷分子の設計は、病原体活性化殺傷分子に可能
なように、いくつかの形態を取り得る(上記の実施例を参照されたい)。第一に
、排泄小包(excretory vesicles)中に存在するPSAを、上記の概略のように
殺傷体に細胞内で形質導入されたチモーゲンを活性化するために利用することが
可能である。次に、細胞外PSAを、最も近い細胞、例えば前立腺細胞、に形質
導入し、アポトーシスを導くチモーゲンを活性化するために利用することが可能
である。
The design of PSA-activating transducible killing molecules can take several forms, as is possible with pathogen-activating killing molecules (see examples above). First, PSA present in excretory vesicles can be used to activate zymogens that have been transduced intracellularly into the killer as outlined above. The extracellular PSA can then be used to transduce the closest cells, eg, prostate cells, and activate zymogens that lead to apoptosis.

【0299】 「形質導入可能な殺傷タンパク質に活性化されたPSAの実施例」“Example of PSA Activated by Transducable Killing Protein”

【0300】 PSA−Bid−TAT 構造:p5 Bid−PSA開裂−p15 Bid−TAT・STD 形質導
入ドメイン PSAによる開裂は、もし細胞外でPSAにより活性化されたなら細胞中に、
または、もし細胞内でPSAに活性化されたなら排泄小包の外の細胞質中に、形
質導入が依然可能である活性p15タンパク質を生じることになる。ここで、S
TDとは、合成形質導入ドメイン(synthetic transduction domain)でる。
PSA-Bid-TAT Structure: p5 Bid-PSA Cleavage-p15 Bid-TAT STD Transduction Domain Cleavage by PSA will result in cells if activated extracellularly by PSA.
Alternatively, if activated to PSA intracellularly, it will produce an active p15 protein in the cytoplasm outside of the excretory parcel that is still capable of transduction. Where S
TD is a synthetic transduction domain.

【0301】 PSA−カスパーゼ3−TAT 構造:TAT/STD−p17 Casp3−PSA開裂−p12 Casp
3−TAT/STD PSAによる開裂は、最も近い細胞中に、又は、排泄小包の外に形質導入する
p17及びp12ドメインの双方、活性の組立、p17:p12カスパーゼ−3
ヘテロ二量体を誘発するアポトーシスを生じることになる。p17及びp12の
双方のサブユニットへの形質導入ドメインの保持(retention)は、これらのサ
ブユニットに、PSAによる開裂の後に、細胞への非依存的な形質導入をさせる
ことになる。
PSA-Caspase3-TAT Structure: TAT / STD-p17 Casp3-PSA cleavage-p12 Casp
Cleavage by the 3-TAT / STD PSA results in the assembly of activity, both p17 and p12 domains, transducing into the nearest cell or out of the excretory parcel, p17: p12 caspase-3.
Heterodimer-induced apoptosis will result. Retention of the transduction domain in both the p17 and p12 subunits will cause these subunits to transduce cells independently after cleavage by PSA.

【0302】 TAT−HSV TK−PSA 構造:TAT/STD−UB−HSV TK−PSA開裂−TK抑制ドメイン PSAによる開裂は、上記の概略にあるような細胞の細胞質に酵素の形質導入
を依然させておく一方、C末端の抑制ドメインを取り除く。ユビキチンプロテア
ーゼ1(UBP−1)のような2番目に本質的な(second constitutive)細胞
性プロテアーゼによる形質導入ドメイン(TAT/STD)−ユビキチンモチー
フ(Ubiquitin motif)とHSV TKとの間の開裂は、前立腺細胞において特
異的にHSV TKを保持させることになる。HSV TKのためのアシクロビ
ルのようなプロドラッグの付加は、捕獲されたHSV TKにより細胞障害性形
態(cytotoxic form)へと特異的に進行していき、身体の他の細胞に不活性な状
態を残す。
TAT-HSV TK-PSA Structure: TAT / STD-UB-HSV TK-PSA Cleavage-TK Repression Domain Cleavage by PSA still allows transduction of the enzyme into the cytoplasm of cells as outlined above. Meanwhile, the C-terminal repression domain is removed. The cleavage between the transduction domain (TAT / STD) -ubiquitin motif and HSV TK by a second constitutive cellular protease such as ubiquitin protease 1 (UBP-1) It will specifically retain HSV TK in prostate cells. The addition of a prodrug such as acyclovir for HSV TK causes the captured HSV TK to specifically progress to a cytotoxic form and render it inactive to other cells in the body. leave.

【0303】 この種の戦略の他の例は、形質導入ドメインを奪い合って、サブユニットのオ
ーダーを殺傷することを含み、さらにPSA活性化分子を生じさせることになる
Another example of this type of strategy involves competing for transduction domains to kill orders of subunits, which will further generate PSA activating molecules.

【0304】 細胞の特性を活用する他の方法としては、次のような例がある。 TAT/STD−17 Casp3−E71TfFドメイン プラス TAT/
STD−p12 Casp6−E7/TfFドメイン さらに、前立腺細胞中に1000倍量を超える亜鉛が、不活性タンパク質の形
質導入により除かれ得るが、このタンパク質は二量体化、このような活性のため
に高濃度の亜鉛を必要とする。これらのような例には、細胞性転写因子(TxF
)の二量体化ドメイン及びHPV E7タンパク質の二量体化ドメインを有用す
ることを含んでいる。Caspase−3 p17及びp12ドメインは、E7
又はTxF二量体化ドメインのターミナルタッグを有するように加工され得る。
形質導入されたCaspase−3 p17及びp12サブユニットの必須の二
量体化は、上記の亜鉛の閾値濃度の配位を介して(via coordination)E7/T
xFドメインの二量体化に依存する。そのため、アポトーシス誘導は、亜鉛によ
ってE7/TfFドメインが二量体化されるときにのみ起こる。このような形質
導入可能な殺傷分子は、そのため、亜鉛を高濃度で含有する細胞、例えば前立腺
細胞など、においてのみ特異的に活性化される。
[0304] Other methods for utilizing the characteristics of cells include the following examples. TAT / STD-17 Casp3-E71 TfF domain plus TAT /
STD-p12 Casp6-E7 / TfF domain In addition, more than 1000 times the amount of zinc in prostate cells can be removed by transduction of an inactive protein, which dimerizes, due to such activity. Requires high concentrations of zinc. Examples such as these include cellular transcription factors (TxF
) And the dimerization domain of the HPV E7 protein. The Caspase-3 p17 and p12 domains are E7
Alternatively, it can be engineered to have a terminal tag for the TxF dimerization domain.
The essential dimerization of transduced Caspase-3 p17 and p12 subunits is via coordination of E7 / T via the above described threshold concentration of zinc.
Depends on xF domain dimerization. Therefore, induction of apoptosis only occurs when the E7 / TfF domain is dimerized by zinc. Such transducible killing molecules are therefore specifically activated only in cells containing high concentrations of zinc, such as prostate cells.

【0305】 この種の戦略の他の例は、他の細胞型特性の結合(incorporation of cell ty
pe specific properties)と同様、形質導入ドメインを奪い合って、サブユニッ
トのオーダーを殺傷することを含む。
Another example of this type of strategy is the incorporation of cell type characteristics.
As with pe specific properties), involves scrambling for transduction domains and killing subunit orders.

【0306】 以下の文献が、この例に引用されている。 Lilja et al, 1985. J. Clin. Invest. 76: 1899-1903. Watt et al. 1986. PNAS 83:31663170. Christensson et al. 1990. JBC 194:755-765. Lilja et al. 1997. Cancer Res. 4924-4930. Denmeade et al. 1997. Cancer Res. 4924-4930.The following documents are cited in this example. Lilja et al, 1985. J. Clin. Invest. 76: 1899-1903. Watt et al. 1986. PNAS 83: 31663170. Christensson et al. 1990. JBC 194: 755-765. Lilja et al. 1997. Cancer Res. 4924-4930. Denmeade et al. 1997. Cancer Res. 4924-4930.

【0307】 実施例15 p53タンパク質の形質導入及びp53機能の修復による腫瘍細胞
の特異的な殺傷 文献にもよく記されていることだが、野生型p53腫瘍抑圧タンパク質を含有
する腫瘍は、変異型p53を含有する腫瘍よりも、放射線療法及び化学療法など
の従来の抗ガン療法に対して著しく良好な反応を見せる(Low et al)。すなわ
ち、p53の状態は、今のところ、患者の治療後の成果にとって唯一にして最も
明白な決定要因なのである。このように、野生型p53の不要への導入は、従来
からある抗ガン療法に対するこれらの腫瘍の感度を修復し、重要な点であるが、
腫瘍細胞を殺傷するために必要とされる抗ガン療法を明らかに減らせることにな
ろう。このことは、非特異的に患者の正常細胞の殺傷までも引き起こしてしまう
集中的な抗ガン療法を避けられる事により、患者にとっては紛れもない利点であ
る。加えて、DNA損傷の連続したレベルがp53変異型/マイナス腫瘍におい
て存在することにより、野生型p53の導入は、抗ガン療法がまったく無くても
、及び/又は、抗ガン療法の劇的に減少したレベル(閾値を下回る)において、
アポトーシスをよく引き起こし得る。
Example 15 Specific Killing of Tumor Cells by Transduction of p53 Protein and Repair of p53 Function As is well documented in the literature, tumors containing the wild-type p53 tumor suppressor protein were mutant p53 Show significantly better response to conventional anti-cancer therapies such as radiation and chemotherapy than tumors containing (Low et al). Thus, p53 status is currently the sole and most obvious determinant of patient outcome after treatment. Thus, the unnecessary introduction of wild-type p53 restores the sensitivity of these tumors to traditional anti-cancer therapies and, while important,
The anticancer therapy needed to kill the tumor cells would be significantly reduced. This is an undeniable advantage for patients by avoiding intensive anticancer therapies that nonspecifically even kill the patient's normal cells. In addition, due to the continuous level of DNA damage present in p53 mutant / minus tumors, the introduction of wild-type p53 can be dramatically reduced without and / or without anticancer therapy. Level (below the threshold)
It can cause apoptosis well.

【0308】 この問題を解決するために、本発明者らは、いくつかの形質導入可能なp53
に手を加えたものを育成したが、その用いた手法については以前に文献に記され
ている(Nagahara et al, 1998; Vocero-Akbani et al., 1999)。本発明者らは
以前にも、N’及びC’末端タンパク質形質導入ドメイン(PTD)を有するバ
クテリア中に発現させた組み換え融合タンパク質がイン・ビトロにおける細胞と
イン・ビボのすべての組織に存在する細胞に急速に形質導入可能となることを示
したが、そこには血管や脳障壁(brain barrier)も含まれている(Scwarze et
al., 1999)。ヒトp53は、393アミノ酸配列(aa)長であり、pTAT
−HAにクローンを作成された全オープンリーディングフレーム(ORF)にコ
ードされているcDNAであり(図28)、TATp53WTに延ばされている
。さらに、最後の30aaは、DNA(refs.1−4)に接触させているこ
とからDNA結合ドメイン(DBD:DNA binding domain)を立体的にブロック
しているネガティブな調節ドメインである。それゆえ、TATp53、1〜36
4は標準的な分子生物学的技術により、p53aaの1〜364のORFをpT
AT−HAへとクローニングすることにより育成された。TAT−p53WT及
びTAT−p53の1〜364タンパク質をコードしているプラスミドは、BL
21(DE3)LysS細胞へと形質転換され、融合タンパク質は、ナガハラら
(Nagahara et al., 1998)に記載されているように、融合タンパク質のN’末
端にある6x HISリーダーを用いて、精製された。しかし、標準的手法との
いくつかの重要な相違点が、TAT−p53タンパク質を精製するために、必要
となった(図29及び30)。まず、バクテリアの細胞がPBSにおいて超音波
処理され、不溶性組み換えTAT−p53タンパク質が遠心分離により小片化さ
れた。この試料の小片は、6M−GuHCl/20mM−HEPES/100m
M−NaCl中に再懸濁され、再び超音波処理にかけられた。これは、TAT−
p53タンパク質の8M尿素におけるNi−NTAカラムへの結合が弱いために
行われる処理である。重要なことは、最初のPBS超音波処理の工程が、溶解性
の細胞性タンパク質と通常分解生成物に含有される溶解性のどのTAT−p53
タンパク質も取り除くということである。このように、二つの超音波処理の工程
が、高度に精製された全長タンパク質を劇的に増加させることになるのである。
To solve this problem, we introduced some transducible p53
The method used was previously described in the literature (Nagahara et al, 1998; Vocero-Akbani et al., 1999). We have previously expressed recombinant fusion proteins in bacteria having N 'and C' terminal protein transduction domains (PTDs) in cells in vitro and in all tissues in vivo. They have shown that cells can be rapidly transduced, including blood vessels and brain barriers (Scwarze et al.).
al., 1999). Human p53 has a 393 amino acid sequence (aa) length,
-CDNA encoded in the entire open reading frame (ORF) cloned in HA (Figure 28), extended to TATp53WT. Furthermore, the last 30aa is a negative regulatory domain that sterically blocks a DNA binding domain (DBD) because it is in contact with DNA (refs. 1-4). Therefore, TATp53, 1-36
4 uses standard molecular biology techniques to convert ORFs 1-364 of p53aa into pT
It was raised by cloning into AT-HA. Plasmids encoding TAT-p53WT and 1-364 proteins of TAT-p53 were BL
21 (DE3) LysS cells, and the fusion protein was purified using a 6 × HIS reader at the N ′ end of the fusion protein as described by Nagahara et al., 1998. Was done. However, some important differences from the standard procedure were required to purify the TAT-p53 protein (FIGS. 29 and 30). First, bacterial cells were sonicated in PBS, and the insoluble recombinant TAT-p53 protein was fragmented by centrifugation. A small piece of this sample was 6 M-GuHCl / 20 mM-HEPES / 100 m
Resuspended in M-NaCl and sonicated again. This is TAT-
This process is performed because the binding of the p53 protein to the Ni-NTA column with 8 M urea is weak. Importantly, the first step of PBS sonication was to determine whether soluble TAT-p53 was soluble in cellular proteins and soluble
It also means removing proteins. Thus, the two sonication steps dramatically increase highly purified full-length protein.

【0309】 TAT−p53の1〜364タンパク質は、2x10ヒト・ジュルカット白
血病T細胞及び2.5x10正常ヒト二倍体繊維芽細胞に、50、100、及
び200nMの最終濃度で、0及び24時間、加えられた。200nM最終濃度
において、PBSの付加にのみ一つのネガティブな対照が、他はTAT−Bid
MUTタンパク質が非特異性タンパク質形質導入効果のための対照に含められ
た。これらの細胞は、付加後48時間の最初の適用で、トリパンブルー排除染色
により、細胞生存率のためにアッセイされた(図32)。TAT−p53の1〜
364タンパク質の濃度の増加が、最小の毒性を示したTAT−p53の1〜3
64タンパク質を正常細胞が治療する一方で、腫瘍細胞の特定の細胞死を引き起
こした。さらに、TAT−Bid MUTタンパク質のネガティブな対照は、毒
性のバックグラウンド・レベルのみ示した。
The TAT-p53 1-364 proteins were expressed in 2 × 10 5 human Julkat leukemia T cells and 2.5 × 10 5 normal human diploid fibroblasts at a final concentration of 50, 100, and 200 nM at 0 and Added for 24 hours. At 200 nM final concentration, one negative control only for the addition of PBS, the other was TAT-Bid.
MUT protein was included as a control for non-specific protein transduction effects. These cells were assayed for cell viability by trypan blue exclusion staining at the first application 48 hours after addition (FIG. 32). 1 of TAT-p53
Increasing the concentration of the 364 protein resulted in TAT-p53 1-3 with minimal toxicity.
Normal cells treated the 64 protein while causing specific cell death of tumor cells. In addition, negative controls for TAT-Bid MUT protein showed only background levels of toxicity.

【0310】 これらのデータは、残された正常細胞は損傷されなかった一方で、わずか48
時間にTAT−p53タンパク質の形質導入によるp53機能の再構成が腫瘍細
胞の特異的なアポトーシス(細胞死)を引き起こすということを如実に示してい
る。腫瘍脂肪がTAT−p53タンパク質にさらされる時間の長さが増加するこ
とは、腫瘍細胞の殺傷パーセンテージがおそらくはさらに増加していくことにな
るであろう。
[0310] These data show that while the remaining normal cells were not damaged, only 48
Demonstrates that reconstitution of p53 function by transduction of the TAT-p53 protein over time causes specific apoptosis (cell death) of tumor cells. Increasing the length of time that tumor fat is exposed to the TAT-p53 protein will likely increase the percentage killing of tumor cells.

【0311】 さらに、TAT−p16又はTAT−p27などの、TAT−p53タンパク
質で組み換えられた付加抗細胞周期腫瘍(additional anti-cell cycle tumor)
抑圧タンパク質の形質導入は、おそらくさらに殺傷を増加するよう合成されるこ
とになるであろう。またさらに、DNAに損傷を与える従来からの低分子化学療
法薬を加えたTAT−p53タンパク質は、p53をさらに相乗作用も引き起こ
す。
In addition, additional anti-cell cycle tumors, such as TAT-p16 or TAT-p27, that have been recombined with a TAT-p53 protein.
Transduction of the suppressor protein will likely be synthesized to further increase killing. Still further, the TAT-p53 protein with the addition of conventional small molecule chemotherapeutic agents that damage DNA also causes p53 to further synergize.

【0312】 実施例16 Cdk阻害剤(Cdk Inhibitor)による腫瘍細胞における不適切
な細胞周期阻害剤が腫瘍細胞に特異的にアポトーシス(細胞死)を引き起こす 正常細胞は、引き続いて、G(静止状態)からの細胞周期から始まって、G への細胞周期へ戻っていく。だが、腫瘍細胞は実質的に引き続き分割していく
(Sherr, 1996を参照されたい)。それゆえ、Cdk抑止因子のような不適切な
細胞周期阻害剤が顕在化する形質導入可能タンパク質を適用することは、アポト
ーシスを導く腫瘍細胞内での衝突を引き起こす可能性がある。だが、正常細胞は
このような不安材料には慣れているといえる。ジュルカット白血病T細胞は、0
及び24時間、TAT−p16(Ezhevsky et al., 1997)、TAT−p27(N
agahara et al., 1998)、及びTAT−Cdk2−DN(ドミナント−ネガティ
ブ;Nagahaea et al., 1998)などの200nMの形質導入可能Cdk抑制因子
で処理され、最初の適用の添加から48時間後にトリパンブルー排除染色により
細胞生存率をアッセイされた(図33及び34)。TAT−p27は、腫瘍細胞
の特異的細胞死を>70%引き起こした。一方で、TAT−Cdk2DNは60
%を殺傷し、TAT−p16は40%を殺傷した。これらのタンパク質の対照へ
の形質導入、正常二倍体細胞繊維芽は5%未満の毒性を生じた。これらの観察結
果は、正常細胞は耐性があるのに対し、アポトーシス媒介の抑制された細胞周期
に感応し得ることを示す。
Example 16 Inadequacy in Tumor Cells by Cdk Inhibitor
Cell cycle inhibitors specifically induce apoptosis (cell death) in tumor cells.0Starting from the cell cycle from (static), G 0 Going back to the cell cycle. But the tumor cells continue to divide virtually
(See Sherr, 1996). Therefore, improper Cdk inhibitors such as
Applying a transducible protein in which a cell cycle inhibitor is manifested
Can cause collisions in tumor cells leading to lysis. But normal cells
It can be said that we are accustomed to such anxiety. Jurkat leukemia T cells are 0
And 24 hours, TAT-p16 (Ezhevsky et al., 1997), TAT-p27 (N
agahara et al., 1998), and TAT-Cdk2-DN (dominant-negative
200 nM transducible Cdk inhibitor such as Nagahaea et al., 1998).
48 hours after addition of the first application by trypan blue exclusion staining
Cell viability was assayed (FIGS. 33 and 34). TAT-p27 is a tumor cell
Caused> 70% specific cell death. On the other hand, TAT-Cdk2DN is 60
% And TAT-p16 killed 40%. To control these proteins
, Normal diploid cell fibroblasts produced less than 5% toxicity. These observations
The result is that normal cells are resistant, whereas apoptosis-mediated suppressed cell cycle
Indicates that it can respond to

【0313】 実施例17 サイクイリン依存性キナーゼ(Cdks)に特異的に結合し、他
の未知のタンパク質に非特異的に結合する低分子量タンパク質の形質導入による
腫瘍細胞の殺傷 腫瘍細胞は、p16のようなCdk抑制因子のペプチド擬制(peptidyl mimet
ics)の形質導入により引き起こされる細胞周期抑止に、より感応し得る。正常
細胞、及び、グリシンが続くN’末端PTDとp16の20アミノ酸(84−1
03残基:5’−DAAREGFLATLVVLHRAGAR−3’(配列番号
42))を含有する形質導入可能なタンパク質で非腫瘍形成性の不朽化された細
胞の処理が、低濃度(<100μM)が保持される時、G1細胞周期抑止を引き
起こす(Gius et al., 1999を参照されたい)。だが、ジュルカット白血病T細
胞への、0及び24時間でのTAT−p16タンパク質の250及び500μM
などの高投与量の処置は、トリパンブルー排除染色により測定した48時間の時
点で、>99%の特許出願的なアポトーシス(細胞死)を引き起こした(図35
を参照)。重要なのは、正常二倍体細胞繊維芽のネガティブな対照(図35)及
び不朽化ケラチノサイトがG1状態において抑止され、2%未満の細胞障害を示
したことである(図示はされていない)。これらの結果は、p16INK4a
瘍抑制タンパク質の領域の形質導入が、非腫瘍形成性細胞を損傷しないまま、細
胞の特異的細胞死を引き起こすことを示している。
Example 17 Killing of tumor cells by transduction of a low molecular weight protein that binds specifically to cyclin-dependent kinases (Cdks) and non-specifically to other unknown proteins. Peptidyl mimet
ics) can be more responsive to cell cycle arrest caused by transduction. Normal cells and N-terminal PTD followed by glycine and 20 amino acids of p16 (84-1
Treatment of non-tumorigenic immortalized cells with a transducable protein containing residue 03: 5'-DAAREGFLATLVVLHRAGAR-3 '(SEQ ID NO: 42) retains low concentrations (<100 μM) At times, it causes G1 cell cycle arrest (see Gius et al., 1999). However, 250 and 500 μM of TAT-p16 protein at 0 and 24 hours on Jurkat leukemia T cells
High dose treatment such as caused> 99% of patent pending apoptosis (cell death) at 48 hours as measured by trypan blue exclusion staining (FIG. 35).
See). Importantly, the negative control of normal diploid cell fibroblasts (FIG. 35) and immortalized keratinocytes were arrested in the G1 state and showed less than 2% cytotoxicity (not shown). These results indicate that transduction of a region of the p16 INK4a tumor suppressor protein causes specific cell death of cells without damaging non-tumorigenic cells.

【0314】 以下の文献は実施例15〜17に引用されているものである。 Hupp et al., Cell 71, 875-886 (1992). Halazonetis et al., EMBO J 12, 10211028 (1993). Waterman et al., Embo J 14, 512-519 (1995). Wieczorek et al., Nature Medicine 2, 1143-1146 (1996). Nagahara et al., Nature Medicine 4:1449-1452 (1998). Vocero-Akbani, A. et al., Nature Medicine, Jan. '99 5:29-33 (1999). Gius et al., Cancer Research 59:2577-2580 (1999). Ezhevsky et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94:10699-10704 (1997).The following documents are cited in Examples 15 to 17. Hupp et al., Cell 71, 875-886 (1992) .Halazonetis et al., EMBO J 12, 10211028 (1993) .Waterman et al., Embo J 14, 512-519 (1995) .Wieczorek et al., Nature Medicine 2, 1143-1146 (1996) .Nagahara et al., Nature Medicine 4: 1449-1452 (1998) .Vocero-Akbani, A. et al., Nature Medicine, Jan. '99 5: 29-33 ( Gius et al., Cancer Research 59: 2577-2580 (1999) .Ezhevsky et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 94: 10699-10704 (1997).

【0315】 本発明は、その好ましい実施態様に関して詳細に記載された。しかし、本開示
を考慮して、当業者が改変および改良を本発明の精神および範囲内でなし得るこ
とが理解される。
The present invention has been described in detail with reference to its preferred embodiments. However, it will be understood that modifications and improvements can be made by those skilled in the art, in light of the present disclosure, within the spirit and scope of the invention.

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

【図1】 図1はpTAT/pTAT−HAのプラスミドマップである。FIG. 1 is a plasmid map of pTAT / pTAT-HA.

【図2】 図2は、pTATリンカーおよびpTAT HAリンカーのヌクレオチドおよ
びアミノ酸配列を示す。最小TAT領域は太字である。下線配列はグリシン残基
によって隣接した最小TAT領域を図示している。
FIG. 2 shows the nucleotide and amino acid sequences of the pTAT linker and the pTAT HA linker. The minimum TAT area is bold. The underlined sequence illustrates the minimal TAT region flanked by glycine residues.

【図3】 図3は、pTAT/pTAT−HAプラスミドに基づいた本発明にしたがった
例示DNAベクターのうち、TAT−HSV TK融合タンパク質ベクターを示
している。四角で示したHISは、6×HISタグ、タンパク質形質導入領域(
PTD)、HIVプロテアーゼ−RT開裂部位(HIV1)、単純ヘルペスウイ
ルスチミジンキナーゼ(HSV TK)、大カスパーゼ−3領域(Lg)、小カ
スパーゼ−3領域(Sm)、HIV p17−p24プロテアーゼ開裂部位(H
IV2)、p16(変異体または野生型p16タンパク質)の選択的な添加を示
す。ベクターのおよその分子量を記述する。
FIG. 3 shows a TAT-HSV TK fusion protein vector among exemplary DNA vectors according to the present invention based on the pTAT / pTAT-HA plasmid. HIS indicated by a square is 6 × HIS tag, protein transduction region (
PTD), HIV protease-RT cleavage site (HIV1), herpes simplex virus thymidine kinase (HSV TK), large caspase-3 region (Lg), small caspase-3 region (Sm), HIV p17-p24 protease cleavage site (H
IV2), selective addition of p16 (mutant or wild-type p16 protein). Describe the approximate molecular weight of the vector.

【図4】 図4は、pTAT/pTAT−HAプラスミドに基づいた本発明にしたがった
例示DNAベクターのうち、TAT−カスパーゼ−3融合タンパク質ベクターを
示している。四角で示したHISは、6×HISタグ、タンパク質形質導入領域
(PTD)、HIVプロテアーゼ−RT開裂部位(HIV1)、単純ヘルペスウ
イルスチミジンキナーゼ(HSV TK)、大カスパーゼ−3領域(Lg)、小
カスパーゼ−3領域(Sm)、HIV p17−p24プロテアーゼ開裂部位(
HIV2)、p16(変異体または野生型p16タンパク質)の選択的な添加を
示す。ベクターのおよその分子量を記述する。
FIG. 4 shows a TAT-caspase-3 fusion protein vector among exemplary DNA vectors according to the present invention based on the pTAT / pTAT-HA plasmid. HIS shown in squares are 6 × HIS tag, protein transduction region (PTD), HIV protease-RT cleavage site (HIV1), herpes simplex virus thymidine kinase (HSV TK), large caspase-3 region (Lg), small Caspase-3 region (Sm), HIV p17-p24 protease cleavage site (
HIV2), selective addition of p16 (mutant or wild-type p16 protein). Describe the approximate molecular weight of the vector.

【図5】 図5は、pTAT/pTAT−HAプラスミドに基づいた本発明にしたがった
例示DNAベクターのうち、TAT−p16融合タンパク質ベクターを示してい
る。四角で示したHISは、6×HISタグ、タンパク質形質導入領域(PTD
)、HIVプロテアーゼ−RT開裂部位(HIV1)、単純ヘルペスウイルスチ
ミジンキナーゼ(HSV TK)、大カスパーゼ−3領域(Lg)、小カスパー
ゼ−3領域(Sm)、HIV p17−p24プロテアーゼ開裂部位(HIV2
)、p16(変異体または野生型p16タンパク質)の選択的な添加を示す。ベ
クターのおよその分子量を記述する。
FIG. 5 shows a TAT-p16 fusion protein vector among exemplary DNA vectors according to the present invention based on the pTAT / pTAT-HA plasmid. HIS indicated by a square is 6 × HIS tag, protein transduction region (PTD
), HIV protease-RT cleavage site (HIV1), herpes simplex virus thymidine kinase (HSV TK), large caspase-3 region (Lg), small caspase-3 region (Sm), HIV p17-p24 protease cleavage site (HIV2)
), Selective addition of p16 (mutant or wild-type p16 protein). Describe the approximate molecular weight of the vector.

【図6】 図6は、pTAT/pTAT−HAプラスミドに基づいた本発明にしたがった
例示DNAベクターのうち、PTD−p16融合ベクターを示している。四角で
示したHISは、6×HISタグ、タンパク質形質導入領域(PTD)、HIV
プロテアーゼ−RT開裂部位(HIV1)、単純ヘルペスウイルスチミジンキナ
ーゼ(HSV TK)、大カスパーゼ−3領域(Lg)、小カスパーゼ−3領域
(Sm)、HIV p17−p24プロテアーゼ開裂部位(HIV2)、p16
(変異体または野生型p16タンパク質)の選択的な添加を示す。ベクターのお
よその分子量を記述する。
FIG. 6 shows a PTD-p16 fusion vector among exemplary DNA vectors according to the present invention based on the pTAT / pTAT-HA plasmid. HIS shown in squares is 6 × HIS tag, protein transduction region (PTD), HIV
Protease-RT cleavage site (HIV1), herpes simplex virus thymidine kinase (HSV TK), large caspase-3 region (Lg), small caspase-3 region (Sm), HIV p17-p24 protease cleavage site (HIV2), p16
4 shows the selective addition of (mutant or wild-type p16 protein). Describe the approximate molecular weight of the vector.

【図7】 図7は、プロドラッグを活性薬剤に変換することができる酵素を含む融合タン
パク質での細胞殺傷を概略した図である。HIV1,2は上記図3〜6で定義し
ている。
FIG. 7 is a diagram schematically illustrating cell killing with a fusion protein containing an enzyme capable of converting a prodrug into an active agent. HIV1 and HIV2 are defined in FIGS.

【図8】 図8は、本発明にしたがってTAT−CPP32融合タンパク質を構築する1
つの方法を示した概略図である。
FIG. 8 shows the construction of a TAT-CPP32 fusion protein according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram showing two methods.

【図9】 図9は、さまざまなTAT融合タンパク質の形質導入および抗HIV薬剤での
処置の後の生細胞の割合を示している棒グラフである。
FIG. 9 is a bar graph showing the percentage of viable cells after transduction of various TAT fusion proteins and treatment with anti-HIV agents.

【図10】 図10は、図9の棒グラフで使用した生細胞(カラム2以下)の割合を示した
表である。
FIG. 10 is a table showing the ratio of living cells (column 2 and below) used in the bar graph of FIG. 9;

【図11】 図11は、本発明の好ましい形質導入タンパク質のらせん輪投影を示している
図である。「TAT(47−57)」は、TATペプチド(SEQ ID NO
:2)のアミノ酸47−57を示す。「SFD」は、特定された形質導入領域配
列を表す。図11の語句「相対的細胞内濃度(relative intrac
ellular concentration)」は、TATペプチドに関係す
る形質導入されたペプチド配列の細胞内量を表す。
FIG. 11 shows a spiral projection of a preferred transducing protein of the invention. “TAT (47-57)” is a TAT peptide (SEQ ID NO:
: 2) shows amino acids 47-57. "SFD" represents the transduced region sequence specified. The phrase “relative intracellular concentration (relative intrac) in FIG.
"ellar concentration" refers to the intracellular amount of transduced peptide sequence related to the TAT peptide.

【図12】 図12は、本発明の好ましい形質導入タンパク質のらせん輪投影を示している
図である。「SFD」は、特定された形質導入領域配列を表す。図12の語句「
相対的細胞内濃度(relative intracellular conc
entration)」は、TATペプチドに関係する形質導入されたペプチド
配列の細胞内量を表す。
FIG. 12 shows a spiral projection of a preferred transducing protein of the invention. "SFD" represents the transduced region sequence specified. The phrase “
Relative intracellular conc
"entration""refers to the intracellular amount of the transduced peptide sequence associated with the TAT peptide.

【図13】 図13は、さまざまなタンパク質構造物のうちのひとつを例示しており、p5
およびp15領域を強調したBidタンパク質の図である。Arg59でのカス
パーゼ開裂部位を示している。
FIG. 13 illustrates one of various protein constructs, p5
FIG. 2 is a diagram of a bid protein in which the p15 region and the p15 region are emphasized. The caspase cleavage site at Arg59 is shown.

【図14】 図14は、さまざまなタンパク質構造物のうちのひとつを例示しており、TA
T−p5−HIV−p15融合タンパク質のクローニングを概略している。アヤ
メ四角=HIV開裂を示しているプライマー2Rおよび2F間の突出部。
FIG. 14 illustrates one of various protein constructs, TA
The cloning of a T-p5-HIV-p15 fusion protein is outlined. Iris square = overhang between primers 2R and 2F indicating HIV cleavage.

【図15】 図15は、さまざまなタンパク質構造物のうちのひとつを例示しており、TA
T−HIV−p15融合タンパク質を示している。プライマー設計の記述文を参
照のこと。
FIG. 15 illustrates one of various protein structures, TA
Figure 2 shows a T-HIV-p15 fusion protein. See primer design description.

【図16】 図16は、TAT融合タンパク質の作製および形質導入を示しており、カスパ
ーゼ3(Caps3)タンパク質およびカスパーゼ3 p17およびp12領域
を使用して作製したさまざまなTAT/HIV融合タンパク質を示す。
FIG. 16 shows the generation and transduction of a TAT fusion protein, showing the caspase 3 (Caps3) protein and various TAT / HIV fusion proteins made using the caspase 3 p17 and p12 regions.

【図17】 図17は、フルオレセイン(FITC)標識化TAT融合タンパク質のFAC
S解析を示しているグラフである。
FIG. 17 shows FAC of fluorescein (FITC) -labeled TAT fusion protein.
It is a graph showing S analysis.

【図18】 図18は、フルオレセイン(FITC)標識化TAT融合タンパク質のFAC
S解析を示しているグラフである。
FIG. 18 shows FAC of fluorescein (FITC) -labeled TAT fusion protein.
It is a graph showing S analysis.

【図19】 図19は、フルオレセイン(FITC)標識化TAT融合タンパク質のFAC
S解析を示しているグラフである。
FIG. 19 shows FAC of fluorescein (FITC) -labeled TAT fusion protein.
It is a graph showing S analysis.

【図20】 図20は、フルオレセイン(FITC)標識化TAT融合タンパク質のFAC
S解析を示しているグラフである。
FIG. 20 shows the FAC of fluorescein (FITC) -labeled TAT fusion protein.
It is a graph showing S analysis.

【図21】 図21は、ジャーカットT細胞でのTAT融合タンパク質のイン・ビボでの処
理を示している免疫ブロットの表示である。免疫ブロットは、抗−p16でプロ
ーブ化した。
FIG. 21 is a representation of an immunoblot showing in vivo treatment of a TAT fusion protein with Jurkat T cells. Immunoblots were probed with anti-p16.

【図22】 図22は、ジャーカットT細胞でのTAT融合タンパク質のイン・ビボでの処
理を示している免疫ブロットの表示である。免疫ブロットは、抗−カスパーゼ−
3抗体でプローブ化した。
FIG. 22 is a representation of an immunoblot showing in vivo treatment of a TAT fusion protein with Jurkat T cells. The immunoblot shows anti-caspase-
Probed with 3 antibodies.

【図23】 図23は、共形質導入細胞でのTAT−Casp3およびアポトーシス誘導の
活性化を示しているグラフで、HIVプロテアーゼインヒビター、リトキビル(
Ritonavir(Rit))と共に、さまざまなTAT融合タンパク質での
形質導入後の細胞生存力を示している。
FIG. 23 is a graph showing the activation of TAT-Casp3 and apoptosis induction in co-transduced cells, showing the HIV protease inhibitor, ritokivir (
(Ritonavir (Rit)) together with cell viability after transduction with various TAT fusion proteins.

【図24】 図24は、共形質導入細胞でのTAT−Casp3およびアポトーシス誘導の
活性化を示しているグラフであり、さまざまなTAT融合タンパク質での形質導
入後の細胞生存力を示している。
FIG. 24 is a graph showing activation of TAT-Casp3 and apoptosis induction in co-transduced cells, showing cell viability after transduction with various TAT fusion proteins.

【図25】 図25は、HIVプロテアーゼがTAT−Casp3wtタンパク質を活性化
することを示しているグラフであり、TAT融合タンパク質を用いたTUNEL
陽性細胞(アポトーシス末マーカー)の結果を示している。
FIG. 25 is a graph showing that HIV protease activates TAT-Casp3wt protein, and TUNEL using TAT fusion protein.
The result of a positive cell (the apoptosis end marker) is shown.

【図26】 図26は、HIVプロテアーゼがTAT−Casp3wtタンパク質を活性化
することを示しているグラフであり、TAT融合タンパク質を用いたカスパーゼ
−3酵素アッセイの結果を示している。
FIG. 26 is a graph showing that HIV protease activates TAT-Casp3wt protein, and shows the results of a caspase-3 enzyme assay using a TAT fusion protein.

【図27】 図27は、HIV感染細胞の特異的殺傷を例示しているグラフである。FIG. 27 is a graph illustrating specific killing of HIV infected cells.

【図28】 図28は、pTAT−p53 WTおよびpTAT−p53 1−364に関
するプラスミドマップを示している図である。p53 ORFの全長野生型(a
a 1−393)およびC’末端切断(aa 1−364)形態をプラスミドp
TW300(R.Brachman,Washington Universi
ty,St.Louis,MO,発行されていないデータ)から単離し、pTA
T−HA(Ezhevsky et al.およびNagahara et a
l.)内にライゲーションし、結果としてプラスミドpTAT−p53 WTお
よびpTAT−p53 1−364となった。
FIG. 28 is a diagram showing a plasmid map for pTAT-p53 WT and pTAT-p53 1-364. p53 ORF full length wild type (a
a 1-393) and the C 'truncated (aa 1-364) form
TW300 (R. Brachman, Washington University)
ty, St. Louis, MO, unpublished data).
T-HA (Ezhevsky et al. And Nagahara et a.
l. ), Resulting in plasmids pTAT-p53 WT and pTAT-p53 1-364.

【図29】 図29は、Ni−NTAカラムを使用して精製したTAT−p53 WTタン
パク質のクーマシーブルー染色ゲルを示している。TAT−p53 WTタンパ
ク質は不溶形態で大腸菌(E.coli)細胞で発現させた。不溶性タンパク質
はペレットにし、6M GuHCl/20mM HEPES/100mM Na
Cl内に懸濁させ、音波処理した。TAT−p53 WTタンパク質の1mL画
分を、示したようにイミダゾール濃度を増加させてNi−NTAカラムから溶出
した。高濃度のTAT−p53 WTが、6M GuHClの存在下でNi−N
TAに結合した。
FIG. 29 shows a Coomassie blue stained gel of TAT-p53 WT protein purified using a Ni-NTA column. The TAT-p53 WT protein was expressed in insoluble form in E. coli cells. The insoluble protein was pelleted and 6 M GuHCl / 20 mM HEPES / 100 mM Na
Suspended in Cl and sonicated. A 1 mL fraction of the TAT-p53 WT protein was eluted from the Ni-NTA column with increasing imidazole concentrations as indicated. High concentrations of TAT-p53 WT were obtained with Ni-N in the presence of 6M GuHCl.
Bound to TA.

【図30】 図30は、(示したように)イミダゾールの濃度を増加させてNi−NTAカ
ラムから溶出した精製TAT−p53 WTおよび精製TAT−p53 1−3
64タンパク質のp53免疫ブロットであり、パネルAはTAT−p53 WT
タンパク質に対するブロットを示す。
FIG. 30 shows purified TAT-p53 WT and purified TAT-p53 1-3 eluted from a Ni-NTA column with increasing concentrations of imidazole (as shown).
64 is a p53 immunoblot of 64 proteins, panel A shows TAT-p53 WT
3 shows a blot for the protein.

【図31】 図31は、(示したように)イミダゾールの濃度を増加させてNi−NTAカ
ラムから溶出した精製TAT−p53 WTおよび精製TAT−p53 1−3
64タンパク質のp53免疫ブロットであり、パネルBはTAT−p53 1−
364タンパク質に対するブロットを示す。
FIG. 31 shows purified TAT-p53 WT and purified TAT-p53 1-3 eluted from a Ni-NTA column with increasing concentrations of imidazole (as shown).
64 is a p53 immunoblot of 64 proteins, panel B shows TAT-p53 1-
4 shows a blot for the 364 protein.

【図32】 図32は、TAT−p53 1−364タンパク質を形質導入した48時間後
の、正常細胞(白棒)と比較した腫瘍細胞(影棒)の細胞生存力のグラフである
。ヒト白血病ジャーカットT細胞および正常二倍体繊維芽細胞をさまざまな濃度
のTAT−p53 1−364タンパク質で、時間=0および24時間の時点で
処理した。次いで細胞を、トリパンブルー排除色素を使用して48時間の時点で
生存力についてアッセイした。PBS添加のみの対照(Ctrl)および200
nMのTAT−Bid MUTタンパク質が含まれる。
FIG. 32 is a graph of the cell viability of tumor cells (shaded bars) compared to normal cells (open bars) 48 hours after transduction with the TAT-p53 1-364 protein. Human leukemia Jurkat T cells and normal diploid fibroblasts were treated with various concentrations of TAT-p53 1-364 protein at time = 0 and 24 hours. Cells were then assayed for viability at 48 hours using trypan blue exclusion dye. PBS-only control (Ctrl) and 200
Includes nM TAT-Bid MUT protein.

【図33】 図33は、Cdkインヒビタータンパク質の形質導入のために強制された細胞
周期停止による腫瘍細胞の殺傷を示している。パネルAはPTD−Cdkインヒ
ビタータンパク質融合(TAT−p27、TAT−Cdk2−DN(ドミナント
ネガティブ)および/またはTAT−p16)での処理で、腫瘍細胞が細胞周期
停止仲介アポトーシスの影響を受けやすく、一方で正常細胞は耐性であることを
示している略図である。
FIG. 33 shows tumor cell killing by forced cell cycle arrest for transduction of Cdk inhibitor protein. Panel A shows treatment with a PTD-Cdk inhibitor protein fusion (TAT-p27, TAT-Cdk2-DN (dominant negative) and / or TAT-p16), where tumor cells are susceptible to cell cycle arrest-mediated apoptosis, 5 is a schematic diagram showing that normal cells are resistant.

【図34】 図34は、Cdkインヒビタータンパク質の形質導入のために強制された細胞
周期停止による腫瘍細胞の殺傷を示している。パネルBは、示したPTD−融合
タンパク質の添加後48時間の時点での腫瘍細胞の%細胞生存率を示しているグ
ラフである。白血病ジャーカットT細胞を時間=0および24時間の時点で、2
00nMのTAT−p27、TAT−Cdk2−DNまたはTAT−p16で処
理した。細胞を、トリパンブルー排除色素を使用して72時間の時点で生存力に
関してアッセイした。
FIG. 34 shows tumor cell killing by forced cell cycle arrest for transduction of Cdk inhibitor protein. Panel B is a graph showing the% cell viability of tumor cells at 48 hours after addition of the indicated PTD-fusion protein. Leukemia Jurkat T cells were collected at time = 0 and 24 hours at 2 hours.
Treated with 00nM TAT-p27, TAT-Cdk2-DN or TAT-p16. Cells were assayed for viability at 72 hours using trypan blue exclusion dye.

【図35】 図35は、TAT−p16ペプチドの形質導入48時間後の、腫瘍細胞(影棒
)対正常細胞(白棒)の細胞生存力を示しているグラフである。ヒト白血病ジャ
ーカットT細胞および正常二倍体繊維芽細胞を、時間=0および24時間の時点
で、さまざまな濃度のTAT−p16ペプチドで処理した。次いで細胞をトリパ
ンブルー排除色素を使用して48時間の時点で生存率に関してアッセイした。
FIG. 35 is a graph showing cell viability of tumor cells (shaded bars) versus normal cells (open bars) 48 hours after transduction with TAT-p16 peptide. Human leukemia Jurkat T cells and normal diploid fibroblasts were treated with various concentrations of TAT-p16 peptide at time = 0 and 24 hours. Cells were then assayed for viability at 48 hours using trypan blue exclusion dye.

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成13年7月31日(2001.7.31)[Submission date] July 31, 2001 (2001.7.31)

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0043[Correction target item name] 0043

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0043】 さらに好ましい形質導入配列は、細胞内で少なくともピコモル量の融合分子が
好ましい、細胞挿入および排出速度(時折それぞれ および として示され
る)を表す可能性がある。アミノ酸配列の挿入および排出速度は、検出可能な標
識化融合分子を使用した標準の速度論解析によって簡単に決定できるか、または
少なくとも予想できる。典型的には、排出速度に対する挿入速度の比は、約5か
ら約100までの間、約1000までの範囲内である。
Further preferred transducing sequences may exhibit cell insertion and elimination rates (sometimes designated as k 1 and k 2, respectively) where at least picomolar amounts of the fusion molecule are preferred in the cell. Amino acid sequence insertion and elimination rates can be easily determined, or at least predictable, by standard kinetic analysis using a detectable labeled fusion molecule. Typically, the ratio of insertion speed to ejection speed is between about 5 and about 100, up to about 1000.

【手続補正2】[Procedure amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0046[Correction target item name] 0046

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0046】 1つの実施様態において、クラスI形質導入領域は、以下の一般式によって表
されるペプチドである。 −X−X−X−B−X−X−B 式中、B および はそれぞれ独立して、同一または異なる塩基性アミ
ノ酸であり、、X、X、X および はそれぞれ独立して、同一また
は異なるアルファ−ヘリックス促進アミノ酸である。
In one embodiment, the class I transduction region is a peptide represented by the following general formula: B 1 -X 1 -X 2 -X 3 -B 2 -X 4 -X 5 -B 3; wherein B 1, B 2 and B 3 are each independently the same or different basic amino acid, X 1, X 2, X 3, X 4 and X 5 are each independently the same or different alpha - a helix promoting amino acid.

【手続補正3】[Procedure amendment 3]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0047[Correction target item name] 0047

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0047】 他の実施様態において、クラスI形質導入ペプチドは、以下の一般式で表され
る。 −X−X−B−B−X−X−B 式中、B、B および はそれぞれ独立して、同一のまたは異なる塩
基性アミノ酸であり、、X、Xおよび はそれぞれ独立して、同一
の又は異なるアルファ−ヘリックス促進アミノ酸である。
In another embodiment, the class I transducing peptide has the general formula: B 1 -X 1 -X 2 -B 2 -B 3 -X 3 -X 4 -B 4 ; wherein B 1 , B 2 , B 3 and B 4 are each independently the same or different basic amino acids And X 1 , X 2 , X 3 , and X 4 are each independently the same or different alpha-helix promoting amino acids.

【手続補正4】[Procedure amendment 4]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0106[Correction target item name] 0106

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0106】 更に一般的には、本明細書で開示される誤って折り畳まれた融合タンパク質は
、相当する未変性のタンパク質のギブズのフリーエネルギー(ΔG)が高い形態
を代表している。好ましいのは、水溶液に完全に溶解可能な誤って折り畳まれた
融合タンパク質である。対照的に、未変性の融合たんぱく質は通常、正しく折り
畳まれ、水溶液では完全に溶解可能であり、相対的に低いΔGを有する。従って
、ほとんどの例では、その未変性の融合タンパク質は安定である。
More generally, the misfolded fusion proteins disclosed herein represent high Gibbs free energy ( ΔG ) forms of the corresponding native protein. Preferred are misfolded fusion proteins that are completely soluble in aqueous solution. In contrast, native fusion proteins usually fold correctly, are completely soluble in aqueous solution, and have a relatively low ΔG . Thus, in most instances, the native fusion protein is stable.

【手続補正5】[Procedure amendment 5]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0138[Correction target item name]

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0138】 本発明に合致する好ましい形質導入タンパク質は、クラスIアミノ酸配列であ
り、好ましくは以下の一般式によって表されるペプチドを少なくとも包含するペ
プチド配列である: −X−X−X−B−X−X−B (式中、、B および はそれぞれ独立して塩基性アミノ酸であり、同
一又は異なっており;及び、X、X、X 及び はそれぞれ独立して
アルファ−螺旋増強アミノ酸であり、同一又は異なっている)。典型的にはこの
ような配列は合成されたものである。
A preferred transducing protein consistent with the present invention is a class I amino acid sequence, preferably a peptide sequence that includes at least a peptide represented by the following general formula: B 1 -X 1 -X 2- X 3 -B 2 -X 4 -X 5 -B 3 wherein B 1 , B 2 and B 3 are each independently a basic amino acid and are the same or different; and X 1 , X 2 , X 3 , X 4 and X 5 are each independently alpha-helix enhancing amino acids and are the same or different). Typically, such sequences are synthetic.

【手続補正6】[Procedure amendment 6]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0141[Correction target item name]

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0141】 1つの実施態様では、ペプチドは式、−X−X−X−B−X −B (式中、、B および の少なくとも1つはアルギニンであり
、好ましくは、B および の全てがアルギニンであり;及び、X 、X、X 及び はそれぞれ独立してアルファ−螺旋増強アミノ酸であり、
同一又は異なっている)で表される。好ましくは、、X、X、X 及び の少なくとも1つはアラニンであり、更に好ましくは、X、X、X 及び の全てがアラニンである。もう1つの実施態様では、ペプチドは式、 −X−X−X−B−X−X−B (式中、、B および はそれぞれ独立して塩基性アミノ酸であり、同
一又は異なっており;及び、X、X、X 及び の少なくとも1つは
アラニンであり、更に好ましくは、X、X、X 及び の全てがアラ
ニンである)で表される。このような実施態様では、アルギニンのような塩基性
アミノ酸残基は、実質的にペプチドの少なくとも一面に沿って並び、典型的には
、一面に沿って並ぶ。
In one embodiment, the peptide has the formula: B 1 -X 1 -X 2 -X 3 -B 2 -X 4 -X 5 -B 3  (WhereB 1 , B 2 andB 3 At least one is arginine
,PreferablyB 1 , B 2 andB 3 Are all arginines; andX 1 , X 2 , X 3 , X 4  as well asX 5 Are each independently an alpha-helix enhancing amino acid;
The same or different). Preferably,X 1 , X 2 , X 3 , X 4 as well as X 5  At least one is alanine, more preferablyX 1 , X 2 , X 3 , X 4  as well asX 5 Are all alanine. In another embodiment, the peptide has the formula:B 1 -X 1 -X 2 -X 3 -B 2 -X 4 -X 5 -B 3  (WhereB 1 , B 2 andB 3 Are each independently a basic amino acid,
One or different; andX 1 , X 2 , X 3 , X 4 as well asX 5 At least one of
Alanine, more preferablyX 1 , X 2 , X 3 , X 4 as well asX 5 All of Ara
Nin). In such embodiments, a basic such as arginine
The amino acid residues are substantially aligned along at least one surface of the peptide, typically
, Lined up along one side.

【手続補正7】[Procedure amendment 7]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0142[Correction target item name]

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0142】 本発明に合致する追加的な好ましい形質導入タンパク質は、合成アミノ酸配列
であり、好ましくは、以下の一般式で表されるペプチドを少なくとも包含するペ
プチドである: −X−X−B−B−X−X−B (式中、、B、B および はそれぞれ独立して塩基性アミノ酸であ
り、同一又は異なっており;及び、X、X及び はそれぞれ独立し
てアルファ−螺旋増強アミノ酸であり、同一又は異なっている)。1つの実施態
様では、、B、B および の少なくとも1つはアルギニンであり、好
ましくは、B、B および の全てがアルギニンであり;及び、X 、X 及び はそれぞれ独立してアルファ−螺旋増強アミノ酸であり、同
一又は異なっている。もう1つの実施態様では、、B、B および
それぞれ独立して塩基性アミノ酸であり、同一又は異なっており;及び、X 、X 及び の少なくとも1つはアラニンであり、更に好ましくは 、X 及び の全てがアラニン残基である。このような実施態様では、
アルギニンのような塩基性アミノ酸残基は、実質的にペプチドの少なくとも一面
に沿って並び、典型的には、一面に沿って並ぶ。
An additional preferred transducing protein consistent with the present invention is a synthetic amino acid sequence, preferably a peptide comprising at least a peptide represented by the following general formula: B 1 -X 1 -X 2 -B 2 -B 3 -X 3 -X 4 -B 4 ( wherein, B 1, B 2, B 3 and B 4 are each independently basic amino acids, the same or different and; and X 1, X 2, X 3, and X 4 are each independently an alpha - a spiral enhancing amino acid, the same or different). In one embodiment, at least one of B 1 , B 2 , B 3 and B 4 is arginine, preferably all of B 1 , B 2 , B 3 and B 4 are arginine; and X 1 , X 2 , X 3 , and X 4 are each independently alpha-helix enhancing amino acids and are the same or different. In another embodiment, B 1 , B 2 , B 3 and B 4 are each independently a basic amino acid and are the same or different; and at least one of X 1 , X 2 , X 3 and X 4 One is alanine, and more preferably all of X 1 , X 2 , X 3 , and X 4 are alanine residues. In such an embodiment,
Basic amino acid residues such as arginine are substantially aligned along at least one surface of the peptide, typically along one surface.

【手続補正8】[Procedure amendment 8]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0149[Correction target item name] 0149

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0149】 更に好ましいのは、上述したようなクラスII形質導入アミノ酸配列である。
1つの実施態様では、クラスII配列は、以下の式で表されるペプチドである: −X−RX−(P/X)−(B/X)−B−(P/X)−X −B−(B/X); (式中、、X、X、X、X、X及び はそれぞれアルファ
螺旋助長残基であり、同一又は異なっており;(P/X )及び(P/X )は
独立して、プロリン又はアルファ螺旋助長残基であり;Bは塩基性アミノ酸残基
であり;(B/X)及び(B/X )はそれぞれ独立してB又はアルファ螺旋
助長残基であり;及びRはアルギニン(Arg)である)。好ましいアルファ螺
旋助長残基はアラニン(Ala)である。好ましい塩基性アミノ酸は、アルギニ
ン(Arg)、リジン(Lys)、特にArgである。特に好ましいクラスII
形質導入アミノ酸配列は、少なくとも1個のプロリン残基、通常約1〜3個の間
のプロリン残基を包含する。
Further preferred are the class II transducing amino acid sequences as described above.
In one embodiment, class II sequence is a peptide represented by the following formula: X 1 -X 2 -RX 3 - (P / X 4) - (B / X 5) -B- (P / X 6 ) -X 4 -B- (B / X 7 ); wherein X 1 , X 2 , X 3 , X 4 , X 5 , X 6 , and X 7 are each an alpha-helical assisting residue. ( P / X 4 ) and ( P / X 6 ) are independently proline or alpha helix-assisting residues; B is a basic amino acid residue; (B / X 5 ) And ( B / X 7 ) are each independently a B or alpha helix-assisting residue; and R is arginine (Arg)). A preferred alpha helix-promoting residue is alanine (Ala). Preferred basic amino acids are arginine (Arg), lysine (Lys), especially Arg. Particularly preferred class II
The transducing amino acid sequence includes at least one proline residue, usually between about 1 and 3 proline residues.

【手続補正9】[Procedure amendment 9]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0158[Correction target item name]

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0158】 本発明に合致して使用するための特別なチモーゲンには、アポトーシスに関連
するようなもの、特に、アスパラギン酸システイニル特異的プロテイナーゼ(カ
スパーゼ)及び特に、カスパーゼ−3(CPP32、アポパイン、Yama)、
カスパーゼ−5(ICErel−III、TY)、カスパーゼ−4(ICEre −II TX、ICH−2)、カスパーゼ−1(ICE)、カスパーゼ−7(
Mch3、ICE−LAP3、CMH−1)、カスパーゼ−6(Mch2)、カ
スパーゼ−8(MACH、FLICE、Mch5)、カスパーゼ−10(Mch
4)、カスパーゼ−2(ICH−1)、カスパーゼ−9(ICH−LAP6、M
ch6)及び相対的に不活性なチモーゲン断片であるそれらの触媒として活性の
ある断片が挙げられる。
Particular zymogens for use in accordance with the present invention include those associated with apoptosis, especially cysteinyl aspartate-specific proteinase (caspase) and, in particular, caspase-3 (CPP32, apopain, Yama ),
Caspase -5 (ICE rel -III, TY) , caspase -4 (ICE re l -II TX, ICH-2), Caspase -1 (ICE), caspase-7 (
Mch3, ICE-LAP3, CMH-1), caspase-6 (Mch2), caspase-8 (MACH, FLICE, Mch5), caspase-10 (Mch
4), caspase-2 (ICH-1), caspase-9 (ICH-LAP6, M
ch6) and their catalytically active fragments which are relatively inactive zymogen fragments.

【手続補正10】[Procedure amendment 10]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0234[Correction target item name] 0234

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0234】 HIV切断部位p17−p24(配列番号18)又はp7−p1(配列番号1 )に対応するオリゴヌクレオチドを実施例1に記載されたpTATベクターに
融合(3’からPTD部位へ)させてpTAT−HIV 又はpTAT−HIV ベクターをそれぞれ産生した。pTAT−HIV 1,2 ベクターを例えば図3
〜5に示す構成体の親ベクターとした。p16タンパク質のcDNA配列をp1
7−p24 HIV切断部位に融合させてフレーム内TAT−p16融合タンパ
ク質cDNAを産生した(図5)。p16cDNAをpTAT−HIV ベクタ
ーに融合させることによって、第2のp16融合タンパク質を作った。各ベクタ
ー構成体の構成要素の順番(N’末端からC’末端に向けて)は、HIS−TA
T−PTD−切断部位−p16−タンパク質であり、「切断部位」はp17−p
24又はp7−p1切断部位をそれぞれ示した。融合タンパク質に対して、上記
実施例2に記載した方法にもとづいて各々精製及びミスフォールディングを施し
た。TAT−p16cDNAベクターをDH5−α細菌内で増殖させた。
[0234] fused to pTAT vectors described oligonucleotides corresponding to the HIV cleavage site p17-p24 (SEQ ID NO: 18) or p7-p1 (SEQ ID NO: 1 9) in Example 1 (from 3 'to PTD site) is allowed pTAT-HIV 1 or pTAT-HIV 2 vector were respectively production Te. pTAT-HIV 1, 2 to the vector example 3
5 were used as parent vectors. The cDNA sequence of the p16 protein
Fusion to the 7-p24 HIV cleavage site produced the in-frame TAT-p16 fusion protein cDNA (FIG. 5). by fusing the pTAT-HIV 2 vector P16cDNA, it made second p16 fusion proteins. The order of the components of each vector construct (from the N 'end to the C' end) was determined by HIS-TA
T-PTD-cleavage site-p16-protein, the "cleavage site" is p17-p
24 or p7-p1 cleavage sites are indicated, respectively. The fusion protein was purified and misfolded according to the method described in Example 2 above. The TAT-p16 cDNA vector was grown in DH5-α bacteria.

【手続補正11】[Procedure amendment 11]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0236[Correction target item name] 0236

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0236】 実施例4−形質導入細胞内でのp16融合タンパク質の検出 HIV感染細胞の細胞サイトソルに融合タンパク質が残存することが可能であ
ったかどうかを確かめるために、実施例3で産生したTAT−HIV1,2p1 融合タンパク質を精製し、上記のようにFITC標識した。次に、以下の実施
例6に基づいて、約35乃至45ナノモルの標識融合タンパク質をHIV感染(
NLHX染色)及び未感染Jurkat T細胞に添加した。その後、形質導入したJur
kat T細胞をFACSによって分析した。HIV感染/未感染細胞からなる混合
群内の細胞の全て(100%)がFITC結合融合タンパク質の添加後1、2、
4、8、及び16時間で形質導入された。しかし、細胞を新鮮なメジウムで洗浄
し、濃度勾配(現在、内側が高く、外側がゼロ)によって細胞からPTDが排除
された場合、感染細胞は切断された基質(p16部分)を保持したが、未感染対
照群は、FACSで分析されるようにFITC標識p16の連続的存在によって
決定されるように形質導入されたタンパク質の全てを失った(それが形質導入し
尽くした)。
Example 4 Detection of p16 Fusion Protein in Transduced Cells To determine if the fusion protein could remain in the cell cytosol of HIV infected cells, the TAT- produced in Example 3 was used. purification of the HIV 1, 2 p1 6 fusion protein was labeled with FITC as described above. Next, based on Example 6 below, about 35-45 nanomolar of the labeled fusion protein was added to
NLHX staining) and uninfected Jurkat T cells. Then the transduced Jur
Kat T cells were analyzed by FACS. All (100%) of the cells in the mixed group of HIV infected / uninfected cells were 1,2,2 after the addition of the FITC binding fusion protein.
Transduced at 4, 8, and 16 hours. However, if the cells were washed with fresh medium and the PTD was eliminated from the cells by a concentration gradient (currently high inside and zero outside), the infected cells retained the cleaved substrate (p16 portion), The uninfected control group lost all of the transduced protein as determined by the continuous presence of FITC-labeled p16 as analyzed by FACS (it was transduced).

【手続補正12】[Procedure amendment 12]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0240[Correction target item name] 0240

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0240】 得られる構成体の構成要素の順序(N’末端からC’末端に向けて)は、HI
S−TAT−PTD−HIV −CPP32−HIV のサブユニット−CPP
32の小さなサブユニットであった。HIS−TAT−PTD−HIV −CP
P32−HIVの大きいサブユニット−CPP32cDNA融合タンパク質の小
さいサブユニットをコード化するベクターの各々がDH5−α細菌内で増殖した
。HIS−TAT−PTD−HIV −CPP32−HIV の大きいサブユニ
ット−CPP32融合タンパク質の小さなサブユニットを「TAT−CPP32
」と呼ぶ。
The order of the components of the resulting construct (from N ′ end to C ′ end) is HI
S-TAT-PTD-subunit of HIV 2 -CPP32- HIV 1 -CPP
There were 32 small subunits. HIS-TAT-PTD- HIV 2 -CP
Each of the vectors encoding the large subunit of the P32-HIV-small subunit of the CPP32 cDNA fusion protein grew in DH5-α bacteria. HIS-TAT-PTD- HIV 2 -CPP32- small subunit of large subunit -CPP32 fusion protein of HIV 1 "TAT-CPP32
".

【手続補正13】[Procedure amendment 13]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0241[Correction target item name] 0241

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0241】 実施例6−TAT−CPP32融合タンパク質による特異的細胞致死 実施例5で産生されたTAT−CPP32融合タンパク質がHIV感染細胞を
死滅させる能力を有することを示すために、融合タンパク質を生成し、実施例2
で説明したようにFITCによって検出可能なかたちで標識した。標識されたT
AT−CPP32融合タンパク質を以下の方法で試験した。 5x10 のJurkat T細胞をHIV(NLHX株、1mlあたり1x10
乃至1x10 感染性ウィルス)感染させた。細胞をRPMI培養液で増殖させ
た。感染から約4乃至7日後、培養液をプレートから除去し、35乃至45ナノ
モルのTAT−CPP32融合タンパク質を細胞に添加した。細胞を融合タンパ
ク質とともに約30分間にわたってインキュベートすることで細胞への形質導入
を行った。FACS分析を用いることで、細胞の約100%が融合タンパク質に
よって形質導入されたことがわかった。次に、培養液をプレートに戻し、形質導
入後約18時間での細胞致死を従来のトリパンブルー抽出及び顕微鏡を用いて調
べた。 感染された細胞のほとんど全てがTAT−CPP32によって致死したことが
わかった。この結果は重要である。なぜなら、それはTAT−CPP32融合タ
ンパク質が特異的にHIV感染細胞を死滅させるが、その群の中の未感染細胞は
致死させないことを示すからである。
Example 6 Specific Cell Killing by TAT-CPP32 Fusion Protein To demonstrate that the TAT-CPP32 fusion protein produced in Example 5 has the ability to kill HIV infected cells, a fusion protein was generated. Example 2
Labeled in a form detectable by FITC as described in. Labeled T
The AT-CPP32 fusion protein was tested in the following manner. 5 × 10 6 Jurkat T cells were transformed with HIV (NLHX strain, 1 × 10 5 per ml).
11 × 10 6 infectious virus). Cells were grown in RPMI medium. Approximately 4-7 days after infection, the culture was removed from the plates and 35-45 nanomolar TAT-CPP32 fusion protein was added to the cells. Transduction of the cells was performed by incubating the cells with the fusion protein for about 30 minutes. Using FACS analysis, it was found that about 100% of the cells were transduced by the fusion protein. The culture was then returned to the plate and cell killing approximately 18 hours after transduction was examined using conventional trypan blue extraction and microscopy. It was found that almost all of the infected cells were killed by TAT-CPP32. This result is significant. This is because it indicates that the TAT-CPP32 fusion protein specifically kills HIV-infected cells but does not kill uninfected cells in that group.

【手続補正14】[Procedure amendment 14]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0245[Correction target item name] 0245

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0245】 CPP32融合タンパク質の位置163にある突然変異触媒Cys残基を示す
ために、融合タンパク質を「TAT−CPP32 mut 」又は「TAT−CPP
32突然変異体」と呼ぶことにした。 TAT−CPP32 mut 融合タンパク質を精製し、実施例6に上述したよう
にHIV感染Jurkat T細胞に形質導入した。融合タンパク質はHIV感染細胞
を死滅させることができないという知見が得られた。それとは対照的に、実施例
6の結果では、TAT−CPP32融合タンパク質(野生型触媒Cys残基)が
HIV感染Jurkat細胞を特異的に致死させたことが示されている。
To indicate the mutated catalytic Cys residue at position 163 of the CPP32 fusion protein, the fusion protein was labeled TAT-CPP32 mut ” or “TAT-CPP
32 mutants ". The TAT-CPP32 mut fusion protein was purified and transduced into HIV infected Jurkat T cells as described above in Example 6. The finding was that the fusion protein was unable to kill HIV infected cells. In contrast, the results of Example 6 show that the TAT-CPP32 fusion protein (wild-type catalytic Cys residue) specifically killed HIV-infected Jurkat cells.

【手続補正15】[Procedure amendment 15]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0251[Correction target item name] 0251

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0251】 実施例2で既に説明したようにして融合タンパク質の各々の精製及びミスフォ
ールディングを行った。 実施例6で既に説明したようにして約5x10 のJurkat T細胞にHIV(
NLHX株)を感染させた。感染させてから約4乃至7日後にプレートから培養
液を取り除き、約35乃至45ナノモルのTAT−TK融合タンパク質(p17
−p24又はp7−p1切断部位)を細胞に添加した。細胞を融合タンパク質と
ともに約30分間インキュベートすることで細胞に対する形質導入を行った。F
ACS分析を用いることで、細胞の約100%が融合タンパク質によって形質導
入されたことがわかった。
Each of the fusion proteins was purified and misfolded as previously described in Example 2. About 5 × 10 6 Jurkat T cells were transformed with HIV (as described above in Example 6).
NLHX strain). About 4 to 7 days after the infection, the culture medium was removed from the plate, and about 35 to 45 nmol of the TAT-TK fusion protein (p17
-P24 or p7-p1 cleavage site) was added to the cells. Cells were transduced by incubating the cells with the fusion protein for about 30 minutes. F
Using ACS analysis, it was found that about 100% of the cells were transduced by the fusion protein.

【手続補正16】[Procedure amendment 16]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0257[Correction target item name]

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0257】 TATプロテアーゼによるTAT−CPP32の活性を試験するために、2x 10 のJurkat T細胞を1mlの培養液(RPMI培地)中に置いた。それら
の細胞に対して、対照及び実験の形質導入可能なタンパク質の様々な組み合わせ
を以下のようにして、50−100nMの範囲で添加した。 1.対照 2.TAT−プロテアーゼ(50〜100nM) 3.TAT−CPP32野生型(50〜100nM) 4.TAT−CPP32突然変異体(50〜100nM) 5.TAT−CPP32野生型 + TATプロテアーゼ 6.TAT−CPP32突然変異体 + TATプロテアーゼ 7.リトナビル(HIVプロテアーゼ阻害剤) 8.TAT−CPP32野生型 + リトナビル 9.TAT−CPP32突然変異体 + リトナビル
To test the activity of TAT-CPP32 by TAT protease, 2 × 10 6 Jurkat T cells were placed in 1 ml culture (RPMI medium). To those cells, various combinations of control and experimental transducible proteins were added in the range of 50-100 nM as follows. 1. Control 2. 2. TAT-protease (50-100 nM) 3. TAT-CPP32 wild type (50-100 nM) 4. TAT-CPP32 mutant (50-100 nM) 5. TAT-CPP32 wild type + TAT protease 6. TAT-CPP32 mutant + TAT protease 7. Ritonavir (HIV protease inhibitor) 8. TAT-CPP32 wild type + ritonavir TAT-CPP32 mutant + ritonavir

【手続補正17】[Procedure amendment 17]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0290[Correction target item name] 0290

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【0290】 以下の方法が本実施例において使用された。 1.細胞培養−p16(−)Jurkat T細胞(ATCC)を記載される
ように増殖した。Lissy,N.A.ら(前出)を参照のこと。インビボ基質切断のた
めに、1×10 細胞を100nM TAT−p16、TAT−A−p16、T
AT−Casp3MUT、および/または50nM TAT−HIV Prタン
パク質で示されるように1、5、または8時間形質導入し、そして抗p16(Sa
nta Cruz)または抗Casp3(Pharmingen)イムノブロット分析によって分析
した。Ezhevsky,S.A.ら(前出)を参照のこと。未感染の細胞に対するTAT−
Casp3の細胞傷害について、1×10 細胞を100nM TAT−Cas
p3WT、TAT−Casp3MUT、および/または50nM TAT−HI
V Prタンパク質で16時間形質導入し、そしてトリパンブルー排除および/
またはTUNELアッセイ(Trevigen)によるゲノムDNA障害によって生存度
についてアッセイした。高倍率の顕微鏡場当たり報告されるTUNELポジティ
ブ細胞の数を、実験当たり4場で平均した。TAT−Casp3活性を、20μ
gの全細胞溶解物と50μM DEVD−AFCとのインキュベーションによっ
て測定し、そして蛍光AFC形成を、記載されるようにFL500マイクロプレ
ート蛍光読み取り器(Bio−Tek)において測定した。Xiang,J.ら(前出)を参
照のこと。細胞を形質導入の前に1μg/ml Ritonavir(Abbott L
abs)で1時間予めインキュベートした。感染された細胞に対するTAT−Ca
sp3の細胞傷害について、Jurkat培養物を100ng p24 Ag相
当のNLHX HIV−1株で7〜14日間感染し、細胞変性効果について顕微
鏡でアッセイし、次いで1×10/mlで反復し、そして100nMのTAT
−Casp3WTまたはTAT−Casp3MUTタンパク質で16時間形質導
入し、続いて排除色素生存度アッセイを行った。感染された細胞を、TAT−C
asp3WTタンパク質での形質導入の前に1μg/ml Ritonavir
で24時間予め処理した。Xiang, J.ら(前出)を参照のこと。フローサイトメ
トリー(FACS)分析について、フルオレセイン(FITC)結合TAT融合
タンパク質をJurkat T細胞培養培地に添加し、そして1×10 細胞を
記載されるようにFACSによって分析した。Ezhevsky,S.A.ら(前出)を参照
のこと。
The following method was used in this example. 1. Cell culture-p16 (-) Jurkat T cells (ATCC) were expanded as described. See Lissy, NA et al. (Supra). For in vivo substrate cleavage, 1 × 10 6 cells were treated with 100 nM TAT-p16, TAT-A-p16,
Transduced for 1, 5, or 8 hours as indicated by AT-Casp3MUT and / or 50 nM TAT-HIV Pr protein, and anti-p16 (Sa
nta Cruz) or anti-Casp3 (Pharmingen) immunoblot analysis. See Ezhevsky, SA et al., Supra. TAT- for uninfected cells
For Casp3 cytotoxicity, 1 × 10 6 cells were treated with 100 nM TAT-Cas.
p3WT, TAT-Casp3MUT, and / or 50 nM TAT-HI
Transduced with V Pr protein for 16 hours and excluded trypan blue and / or
Alternatively, viability was assayed by genomic DNA damage by TUNEL assay (Trevigen). The number of TUNEL positive cells reported per high power microscopy field was averaged over 4 fields per experiment. TAT-Casp3 activity was increased by 20 μl
g of whole cell lysate and incubation with 50 μM DEVD-AFC and fluorescent AFC formation was measured on a FL500 microplate fluorescence reader ( Bio-Tek ) as described. See Xiang, J. et al., Supra. Cells were transfected with 1 μg / ml Ritonavir (Abbott L
abs) for 1 hour. TAT-Ca against infected cells
For sp3 cytotoxicity, Jurkat cultures were infected with 100 ng p24 Ag equivalent of the NLHX HIV-1 strain for 7-14 days, assayed microscopically for cytopathic effects, then repeated at 1 × 10 6 / ml and repeated at 100 nM. TAT
Transduction with -Casp3WT or TAT-Casp3MUT protein for 16 hours followed by exclusion dye viability assay. Infected cells were washed with TAT-C
1 μg / ml Ritonavir prior to transduction with asp3WT protein
For 24 hours. See Xiang, J. et al., Supra. For flow cytometry (FACS) analysis, Fluorescein (FITC) binding TAT fusion protein was added to the Jurkat T cell culture medium, and analyzed by FACS as described 1 × 10 4 cells. See Ezhevsky, SA et al., Supra.

【手続補正18】[Procedure amendment 18]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】図面の簡単な説明[Correction target item name] Brief description of drawings

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

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

【図1】 図1はpTAT/pTAT−HAのプラスミドマップである。FIG. 1 is a plasmid map of pTAT / pTAT-HA.

【図2】 図2は、pTATリンカーおよびpTAT HAリンカーのヌクレオチドおよ
びアミノ酸配列を示す。最小TAT領域は太字である。下線配列はグリシン残基
によって隣接した最小TAT領域を図示している。
FIG. 2 shows the nucleotide and amino acid sequences of the pTAT linker and the pTAT HA linker. The minimum TAT area is bold. The underlined sequence illustrates the minimal TAT region flanked by glycine residues.

【図3】 図3は、pTAT/pTAT−HAプラスミドに基づいた本発明にしたがった
例示DNAベクターのうち、TAT−HSV TK融合タンパク質ベクターを示
している。四角で示したHISは、6×HISタグ、タンパク質形質導入領域(
PTD)、HIVプロテアーゼ−RT開裂部位(HIV )、単純ヘルペスウイ
ルスチミジンキナーゼ(HSV TK)、大カスパーゼ−3領域(Lg)、小カ
スパーゼ−3領域(Sm)、HIV p17−p24プロテアーゼ開裂部位( IV )、p16(変異体または野生型p16タンパク質)の選択的な添加を示
す。ベクターのおよその分子量を記述する。
FIG. 3 shows a TAT-HSV TK fusion protein vector among exemplary DNA vectors according to the present invention based on the pTAT / pTAT-HA plasmid. HIS indicated by a square is 6 × HIS tag, protein transduction region (
PTD), HIV protease-RT cleavage site ( HIV 1 ), herpes simplex virus thymidine kinase (HSV TK), large caspase-3 region (Lg), small caspase-3 region (Sm), HIV p17-p24 protease cleavage site ( H IV 2), indicating selective addition of p16 (mutant or wild-type p16 protein). Describe the approximate molecular weight of the vector.

【図4】 図4は、pTAT/pTAT−HAプラスミドに基づいた本発明にしたがった
例示DNAベクターのうち、TAT−カスパーゼ−3融合タンパク質ベクターを
示している。四角で示したHISは、6×HISタグ、タンパク質形質導入領域
(PTD)、HIVプロテアーゼ−RT開裂部位(HIV )、単純ヘルペスウ
イルスチミジンキナーゼ(HSV TK)、大カスパーゼ−3領域(Lg)、小
カスパーゼ−3領域(Sm)、HIV p17−p24プロテアーゼ開裂部位( HIV )、p16(変異体または野生型p16タンパク質)の選択的な添加を
示す。ベクターのおよその分子量を記述する。
FIG. 4 according to the invention based on the pTAT / pTAT-HA plasmid.
Among the exemplary DNA vectors, a TAT-caspase-3 fusion protein vector
Is shown. HIS indicated by a square is 6 × HIS tag, protein transduction region
(PTD), HIV protease-RT cleavage site (HIV 1 ), Herpes simplex
Ilstymidine kinase (HSV TK), large caspase-3 region (Lg), small
Caspase-3 region (Sm), HIV p17-p24 protease cleavage site ( HIV 2  ), Selective addition of p16 (mutant or wild-type p16 protein)
Show. Describes the approximate molecular weight of the vector.

【図5】 図5は、pTAT/pTAT−HAプラスミドに基づいた本発明にしたがった
例示DNAベクターのうち、TAT−p16融合タンパク質ベクターを示してい
る。四角で示したHISは、6×HISタグ、タンパク質形質導入領域(PTD
)、HIVプロテアーゼ−RT開裂部位(HIV、単純ヘルペスウイルスチ
ミジンキナーゼ(HSV TK)、大カスパーゼ−3領域(Lg)、小カスパー
ゼ−3領域(Sm)、HIV p17−p24プロテアーゼ開裂部位(HIV )、p16(変異体または野生型p16タンパク質)の選択的な添加を示す。ベ
クターのおよその分子量を記述する。
FIG. 5 shows a TAT-p16 fusion protein vector among exemplary DNA vectors according to the present invention based on the pTAT / pTAT-HA plasmid. HIS indicated by a square is 6 × HIS tag, protein transduction region (PTD
), HIV protease-RT cleavage site ( HIV 1 ) , herpes simplex virus thymidine kinase (HSV TK), large caspase-3 region (Lg), small caspase-3 region (Sm), HIV p17-p24 protease cleavage site ( HIV 2 ) shows selective addition of p16 (mutant or wild-type p16 protein). Describe the approximate molecular weight of the vector.

【図6】 図6は、pTAT/pTAT−HAプラスミドに基づいた本発明にしたがった
例示DNAベクターのうち、PTD−p16融合ベクターを示している。四角で
示したHISは、6×HISタグ、タンパク質形質導入領域(PTD)、HIV
プロテアーゼ−RT開裂部位(HIV )、単純ヘルペスウイルスチミジンキナ
ーゼ(HSV TK)、大カスパーゼ−3領域(Lg)、小カスパーゼ−3領域
(Sm)、HIV p17−p24プロテアーゼ開裂部位(HIV )、p16
(変異体または野生型p16タンパク質)の選択的な添加を示す。ベクターのお
よその分子量を記述する。
FIG. 6 shows a PTD-p16 fusion vector among exemplary DNA vectors according to the present invention based on the pTAT / pTAT-HA plasmid. HIS shown in squares is 6 × HIS tag, protein transduction region (PTD), HIV
Protease-RT cleavage site ( HIV 1 ), herpes simplex virus thymidine kinase (HSV TK), large caspase-3 region (Lg), small caspase-3 region (Sm), HIV p17-p24 protease cleavage site ( HIV 2 ), p16
4 shows the selective addition of (mutant or wild-type p16 protein). Describe the approximate molecular weight of the vector.

【図7】 図7は、プロドラッグを活性薬剤に変換することができる酵素を含む融合タン
パク質での細胞殺傷を概略した図である。HIV 1,2 は上記図3〜6で定義し
ている。
FIG. 7 is a diagram schematically illustrating cell killing with a fusion protein containing an enzyme capable of converting a prodrug into an active agent. HIV 1 and 2 are defined in FIGS.

【図8】 図8は、本発明にしたがってTAT−CPP32融合タンパク質を構築する1
つの方法を示した概略図である。
FIG. 8 shows the construction of a TAT-CPP32 fusion protein according to the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram showing two methods.

【図9】 図9は、さまざまなTAT融合タンパク質の形質導入および抗HIV薬剤での
処置の後の生細胞の割合を示している棒グラフである。
FIG. 9 is a bar graph showing the percentage of viable cells after transduction of various TAT fusion proteins and treatment with anti-HIV agents.

【図10】 図10は、図9の棒グラフで使用した生細胞(カラム2以下)の割合を示した
表である。
FIG. 10 is a table showing the ratio of living cells (column 2 and below) used in the bar graph of FIG. 9;

【図11】 図11は、本発明の好ましい形質導入タンパク質のらせん輪投影を示している
図である。「TAT(47−57)」は、TATペプチド(SEQ ID NO
:2)のアミノ酸47−57を示す。「SFD」は、特定された形質導入領域配
列を表す。図11の語句「相対的細胞内濃度(relative intrac
ellular concentration)」は、TATペプチドに関係す
る形質導入されたペプチド配列の細胞内量を表す。
FIG. 11 shows a spiral projection of a preferred transducing protein of the invention. “TAT (47-57)” is a TAT peptide (SEQ ID NO:
: 2) shows amino acids 47-57. "SFD" represents the transduced region sequence specified. The phrase “relative intracellular concentration (relative intrac) in FIG.
"ellar concentration" refers to the intracellular amount of transduced peptide sequence related to the TAT peptide.

【図12】 図12は、本発明の好ましい形質導入タンパク質のらせん輪投影を示している
図である。「SFD」は、特定された形質導入領域配列を表す。図12の語句「
相対的細胞内濃度(relative intracellular conc
entration)」は、TATペプチドに関係する形質導入されたペプチド
配列の細胞内量を表す。
FIG. 12 shows a spiral projection of a preferred transducing protein of the invention. "SFD" represents the transduced region sequence specified. The phrase “
Relative intracellular conc
"entration""refers to the intracellular amount of the transduced peptide sequence associated with the TAT peptide.

【図13】 図13は、さまざまなタンパク質構造物のうちのひとつを例示しており、p5
およびp15領域を強調したBidタンパク質の図である。Arg 59 でのカス
パーゼ開裂部位を示している。
FIG. 13 illustrates one of various protein constructs, p5
FIG. 2 is a diagram of a bid protein in which the p15 region and the p15 region are emphasized. The caspase cleavage site at Arg 59 is shown.

【図14】 図14は、さまざまなタンパク質構造物のうちのひとつを例示しており、TA
T−p5−HIV−p15融合タンパク質のクローニングを概略している。アヤ
メ四角=HIV開裂を示しているプライマー2Rおよび2F間の突出部。
FIG. 14 illustrates one of various protein constructs, TA
The cloning of a T-p5-HIV-p15 fusion protein is outlined. Iris square = overhang between primers 2R and 2F indicating HIV cleavage.

【図15】 図15は、さまざまなタンパク質構造物のうちのひとつを例示しており、TA
T−HIV−p15融合タンパク質を示している。プライマー設計の記述文を参
照のこと。
FIG. 15 illustrates one of various protein structures, TA
Figure 2 shows a T-HIV-p15 fusion protein. See primer design description.

【図16】 図16は、TAT融合タンパク質の作製および形質導入を示しており、カスパ
ーゼ3(Caps3)タンパク質およびカスパーゼ3 p17およびp12領域
を使用して作製したさまざまなTAT/HIV融合タンパク質を示す。
FIG. 16 shows the generation and transduction of a TAT fusion protein, showing the caspase 3 (Caps3) protein and various TAT / HIV fusion proteins made using the caspase 3 p17 and p12 regions.

【図17】 図17は、フルオレセイン(FITC)標識化TAT融合タンパク質のFAC
S解析を示しているグラフである。
FIG. 17 shows FAC of fluorescein (FITC) -labeled TAT fusion protein.
It is a graph showing S analysis.

【図18】 図18は、フルオレセイン(FITC)標識化TAT融合タンパク質のFAC
S解析を示しているグラフである。
FIG. 18 shows FAC of fluorescein (FITC) -labeled TAT fusion protein.
It is a graph showing S analysis.

【図19】 図19は、フルオレセイン(FITC)標識化TAT融合タンパク質のFAC
S解析を示しているグラフである。
FIG. 19 shows FAC of fluorescein (FITC) -labeled TAT fusion protein.
It is a graph showing S analysis.

【図20】 図20は、フルオレセイン(FITC)標識化TAT融合タンパク質のFAC
S解析を示しているグラフである。
FIG. 20 shows the FAC of fluorescein (FITC) -labeled TAT fusion protein.
It is a graph showing S analysis.

【図21】 図21は、ジャーカットT細胞でのTAT融合タンパク質のイン・ビボでの処
理を示している免疫ブロットの表示である。免疫ブロットは、抗−p16でプロ
ーブ化した。
FIG. 21 is a representation of an immunoblot showing in vivo treatment of a TAT fusion protein with Jurkat T cells. Immunoblots were probed with anti-p16.

【図22】 図22は、ジャーカットT細胞でのTAT融合タンパク質のイン・ビボでの処
理を示している免疫ブロットの表示である。免疫ブロットは、抗−カスパーゼ−
3抗体でプローブ化した。
FIG. 22 is a representation of an immunoblot showing in vivo treatment of a TAT fusion protein with Jurkat T cells. The immunoblot shows anti-caspase-
Probed with 3 antibodies.

【図23】 図23は、共形質導入細胞でのTAT−Casp3およびアポトーシス誘導の
活性化を示しているグラフで、HIVプロテアーゼインヒビター、リトキビル(
Ritonavir(Rit))と共に、さまざまなTAT融合タンパク質での
形質導入後の細胞生存力を示している。
FIG. 23 is a graph showing the activation of TAT-Casp3 and apoptosis induction in co-transduced cells, showing the HIV protease inhibitor, ritokivir (
(Ritonavir (Rit)) together with cell viability after transduction with various TAT fusion proteins.

【図24】 図24は、共形質導入細胞でのTAT−Casp3およびアポトーシス誘導の
活性化を示しているグラフであり、さまざまなTAT融合タンパク質での形質導
入後の細胞生存力を示している。
FIG. 24 is a graph showing activation of TAT-Casp3 and apoptosis induction in co-transduced cells, showing cell viability after transduction with various TAT fusion proteins.

【図25】 図25は、HIVプロテアーゼがTAT−Casp3 wt タンパク質を活性化
することを示しているグラフであり、TAT融合タンパク質を用いたTUNEL
陽性細胞(アポトーシス末マーカー)の結果を示している。
FIG. 25 is a graph showing that HIV protease activates TAT-Casp3 wt protein, and TUNEL using TAT fusion protein.
The result of a positive cell (the apoptosis end marker) is shown.

【図26】 図26は、HIVプロテアーゼがTAT−Casp3 wt タンパク質を活性化
することを示しているグラフであり、TAT融合タンパク質を用いたカスパーゼ
−3酵素アッセイの結果を示している。
FIG. 26 is a graph showing that HIV protease activates TAT-Casp3 wt protein, and shows the results of a caspase-3 enzyme assay using a TAT fusion protein.

【図27】 図27は、HIV感染細胞の特異的殺傷を例示しているグラフである。FIG. 27 is a graph illustrating specific killing of HIV infected cells.

【図28】 図28は、pTAT−p53 WTおよびpTAT−p53 1−364に関
するプラスミドマップを示している図である。p53 ORFの全長野生型(a
a 1−393)およびC’末端切断(aa 1−364)形態をプラスミドp
TW300(R.Brachman,Washington Universi
ty,St.Louis,MO,発行されていないデータ)から単離し、pTA
T−HA(Ezhevsky et al.およびNagahara et a
l.)内にライゲーションし、結果としてプラスミドpTAT−p53 WTお
よびpTAT−p53 1−364となった。
FIG. 28 is a diagram showing a plasmid map for pTAT-p53 WT and pTAT-p53 1-364. p53 ORF full length wild type (a
a 1-393) and the C 'truncated (aa 1-364) form
TW300 (R. Brachman, Washington University)
ty, St. Louis, MO, unpublished data).
T-HA (Ezhevsky et al. And Nagahara et a.
l. ), Resulting in plasmids pTAT-p53 WT and pTAT-p53 1-364.

【図29】 図29は、Ni−NTAカラムを使用して精製したTAT−p53 WTタン
パク質のクーマシーブルー染色ゲルを示している。TAT−p53 WTタンパ
ク質は不溶形態で大腸菌(E.coli)細胞で発現させた。不溶性タンパク質
はペレットにし、6M GuHCl/20mM HEPES/100mM Na
Cl内に懸濁させ、音波処理した。TAT−p53 WTタンパク質の1mL画
分を、示したようにイミダゾール濃度を増加させてNi−NTAカラムから溶出
した。高濃度のTAT−p53 WTが、6M GuHClの存在下でNi−N
TAに結合した。
FIG. 29 shows a Coomassie blue stained gel of TAT-p53 WT protein purified using a Ni-NTA column. The TAT-p53 WT protein was expressed in insoluble form in E. coli cells. The insoluble protein was pelleted and 6 M GuHCl / 20 mM HEPES / 100 mM Na
Suspended in Cl and sonicated. A 1 mL fraction of the TAT-p53 WT protein was eluted from the Ni-NTA column with increasing imidazole concentrations as indicated. High concentrations of TAT-p53 WT were obtained with Ni-N in the presence of 6M GuHCl.
Bound to TA.

【図30】 図30は、(示したように)イミダゾールの濃度を増加させてNi−NTAカ
ラムから溶出した精製TAT−p53 WTおよび精製TAT−p53 1−3
64タンパク質のp53免疫ブロットであり、パネルAはTAT−p53 WT
タンパク質に対するブロットを示す。
FIG. 30 shows purified TAT-p53 WT and purified TAT-p53 1-3 eluted from a Ni-NTA column with increasing concentrations of imidazole (as shown).
64 is a p53 immunoblot of 64 proteins, panel A shows TAT-p53 WT
3 shows a blot for the protein.

【図31】 図31は、(示したように)イミダゾールの濃度を増加させてNi−NTAカ
ラムから溶出した精製TAT−p53 WTおよび精製TAT−p53 1−3
64タンパク質のp53免疫ブロットであり、パネルBはTAT−p53 1−
364タンパク質に対するブロットを示す。
FIG. 31 shows purified TAT-p53 WT and purified TAT-p53 1-3 eluted from a Ni-NTA column with increasing concentrations of imidazole (as shown).
64 is a p53 immunoblot of 64 proteins, panel B shows TAT-p53 1-
4 shows a blot for the 364 protein.

【図32】 図32は、TAT−p53 1−364タンパク質を形質導入した48時間後
の、正常細胞(白棒)と比較した腫瘍細胞(影棒)の細胞生存力のグラフである
。ヒト白血病ジャーカットT細胞および正常二倍体繊維芽細胞をさまざまな濃度
のTAT−p53 1−364タンパク質で、時間=0および24時間の時点で
処理した。次いで細胞を、トリパンブルー排除色素を使用して48時間の時点で
生存力についてアッセイした。PBS添加のみの対照(Ctrl)および200
nMのTAT−Bid MUTタンパク質が含まれる。
FIG. 32 is a graph of the cell viability of tumor cells (shaded bars) compared to normal cells (open bars) 48 hours after transduction with the TAT-p53 1-364 protein. Human leukemia Jurkat T cells and normal diploid fibroblasts were treated with various concentrations of TAT-p53 1-364 protein at time = 0 and 24 hours. Cells were then assayed for viability at 48 hours using trypan blue exclusion dye. PBS-only control (Ctrl) and 200
Includes nM TAT-Bid MUT protein.

【図33】 図33は、Cdkインヒビタータンパク質の形質導入のために強制された細胞
周期停止による腫瘍細胞の殺傷を示している。パネルAはPTD−Cdkインヒ
ビタータンパク質融合(TAT−p27、TAT−Cdk2−DN(ドミナント
ネガティブ)および/またはTAT−p16)での処理で、腫瘍細胞が細胞周期
停止仲介アポトーシスの影響を受けやすく、一方で正常細胞は耐性であることを
示している略図である。
FIG. 33 shows tumor cell killing by forced cell cycle arrest for transduction of Cdk inhibitor protein. Panel A shows treatment with a PTD-Cdk inhibitor protein fusion (TAT-p27, TAT-Cdk2-DN (dominant negative) and / or TAT-p16), where tumor cells are susceptible to cell cycle arrest-mediated apoptosis, 5 is a schematic diagram showing that normal cells are resistant.

【図34】 図34は、Cdkインヒビタータンパク質の形質導入のために強制された細胞
周期停止による腫瘍細胞の殺傷を示している。パネルBは、示したPTD−融合
タンパク質の添加後48時間の時点での腫瘍細胞の%細胞生存率を示しているグ
ラフである。白血病ジャーカットT細胞を時間=0および24時間の時点で、2
00nMのTAT−p27、TAT−Cdk2−DNまたはTAT−p16で処
理した。細胞を、トリパンブルー排除色素を使用して72時間の時点で生存力に
関してアッセイした。
FIG. 34 shows tumor cell killing by forced cell cycle arrest for transduction of Cdk inhibitor protein. Panel B is a graph showing the% cell viability of tumor cells at 48 hours after addition of the indicated PTD-fusion protein. Leukemia Jurkat T cells were collected at time = 0 and 24 hours at 2 hours.
Treated with 00nM TAT-p27, TAT-Cdk2-DN or TAT-p16. Cells were assayed for viability at 72 hours using trypan blue exclusion dye.

【図35】 図35は、TAT−p16ペプチドの形質導入48時間後の、腫瘍細胞(影棒
)対正常細胞(白棒)の細胞生存力を示しているグラフである。ヒト白血病ジャ
ーカットT細胞および正常二倍体繊維芽細胞を、時間=0および24時間の時点
で、さまざまな濃度のTAT−p16ペプチドで処理した。次いで細胞をトリパ
ンブルー排除色素を使用して48時間の時点で生存率に関してアッセイした。
FIG. 35 is a graph showing cell viability of tumor cells (shaded bars) versus normal cells (open bars) 48 hours after transduction with TAT-p16 peptide. Human leukemia Jurkat T cells and normal diploid fibroblasts were treated with various concentrations of TAT-p16 peptide at time = 0 and 24 hours. Cells were then assayed for viability at 48 hours using trypan blue exclusion dye.

───────────────────────────────────────────────────── 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) A61K 31/708 A61K 39/00 Z 4C085 38/00 39/04 4C086 38/21 39/106 4C206 38/55 48/00 4H045 39/00 A61P 31/00 39/04 31/10 39/106 31/12 48/00 31/18 A61P 31/00 31/20 31/10 31/22 31/12 35/00 31/18 43/00 105 31/20 111 31/22 C07K 7/06 35/00 14/47 43/00 105 19/00 111 C12Q 1/37 C07K 7/06 C12N 15/00 ZNAA 14/47 5/00 E 19/00 A61K 37/02 C12N 5/06 37/64 C12Q 1/37 37/66 (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 U,CZ,DE,DK,EE,ES,FI,GB,GD ,GE,GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN, IS,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,L K,LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK ,MN,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO, RU,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,T M,TR,TT,UA,UG,UZ,VN,YU,ZA ,ZW Fターム(参考) 4B024 AA01 BA10 BA14 BA38 BA80 CA04 HA17 4B063 QA01 QA07 QQ08 QQ36 QQ98 QR16 QR68 QR77 QX01 4B065 AA90X BD13 BD21 CA44 4C076 AA24 BB01 BB25 CC27 CC29 CC31 CC35 FF16 4C084 AA02 AA03 AA06 AA07 AA13 BA03 CA01 CA53 DA01 DA32 DC32 DC43 DC50 MA02 MA13 MA52 MA59 NA14 NA15 ZB212 ZB262 ZB312 ZB332 ZB352 ZB382 ZC202 4C085 AA03 AA05 BA10 BA19 BA20 CC07 CC08 CC12 DD22 DD32 DD42 DD43 EE01 GG08 4C086 AA01 AA02 CB07 EA17 EA18 MA01 MA02 MA03 MA04 MA13 MA52 MA59 NA14 NA15 ZB21 ZB26 ZB31 ZB33 ZB35 ZB38 ZC20 4C206 AA01 AA02 JA71 MA01 MA02 MA03 MA04 MA11 MA33 MA72 MA79 NA14 NA15 ZB21 ZB26 ZB31 ZB33 ZB35 ZB38 ZC20 4H045 AA10 AA30 BA10 BA15 BA16 BA41 CA40 DA83 EA29 FA74──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) A61K 31/708 A61K 39/00 Z 4C085 38/00 39/04 4C086 38/21 39/106 4C206 38/55 48/00 4H045 39/00 A61P 31/00 39/04 31/10 39/106 31/12 48/00 31/18 A61P 31/00 31/20 31/10 31/22 31/12 35/00 31 / 18 43/00 105 31/20 111 31/22 C07K 7/06 35/00 14/47 43/00 105 19/00 111 C12Q 1/37 C07K 7/06 C12N 15/00 ZNAA 14/47 5/00 E 19/00 A61K 37/02 C12N 5/06 37/64 C12Q 1/37 37/66 (81) Designated countries 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, KE, 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 U, 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, UZ, VN, YU, ZA, ZWF terms (reference) 4 B024 AA01 BA10 BA14 BA38 BA80 CA04 HA17 4B063 QA01 QA07 QQ08 QQ36 QQ98 QR16 QR68 QR77 QX01 4B065 AA90X BD13 BD21 CA44 4C076 AA24 BB01 BB25 CC27 CC29 CC31 CC35 FF16 4C084 AA02 AA03 DCA MA03 DC NA14 NA15 ZB212 ZB262 ZB312 ZB332 ZB352 ZB382 ZC202 4C085 AA03 AA05 BA10 BA19 BA20 CC07 CC08 CC12 DD22 DD32 DD42 DD43 EE01 GG08 4C086 AA01 AA02 CB07 EA17 EA18 MA01 MA02 MA03 MA04 MA13 MA52 ZB21 Z33B33 Z14 MA01 MA02 MA03 MA04 MA11 MA33 MA72 MA79 NA14 NA15 ZB21 ZB26 ZB31 ZB33 ZB35 ZB38 ZC20 4H045 AA10 AA30 BA10 BA15 BA16 BA41 CA40 DA83 EA29 FA74

Claims (119)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 共有結合により結合した蛋白質質形質導入ドメインおよび
細胞毒性ドメインを含有してなる融合タンパク質を含んでなる形質導入システム
1. A transduction system comprising a fusion protein comprising a covalently linked protein transduction domain and a cytotoxic domain.
【請求項2】 細胞毒性ドメインが、さらに少なくとも1つの病原体特異
的プロテアーゼ切断部位を含んでなることを特徴とする請求項1に記載の蛋白質
形質導入システム。
2. The protein transduction system according to claim 1, wherein the cytotoxic domain further comprises at least one pathogen-specific protease cleavage site.
【請求項3】 融合タンパク質が、共有結合により結合した、1)形質導
入ドメイン、2)第一の病原体特異的プロテアーゼ切断部位、および3)チモー
ゲン(zymogen)を含有してなる配列を含んでなる請求項2に記載の蛋白質形質
導入システム。
3. The fusion protein comprises, covalently linked, 1) a transduction domain, 2) a first pathogen-specific protease cleavage site, and 3) a sequence comprising a zymogen. The protein transduction system according to claim 2.
【請求項4】 融合タンパク質が、共有結合により結合した、1)形質導
入ドメイン、2)第一の病原体特異的プロテアーゼ切断部位、3)触媒としての
チモーゲン(zymogen)フラグメント、および4)第一のチモーゲン(zymogen)
サブユニットを含有してなる配列を含んでなる請求項2に記載の蛋白質形質導入
システム。
4. The fusion protein is covalently linked: 1) a transduction domain, 2) a first pathogen-specific protease cleavage site, 3) a zymogen fragment as a catalyst, and 4) a first zymogen fragment. Zymogen
3. The protein transduction system of claim 2, comprising a sequence comprising a subunit.
【請求項5】 融合タンパク質が、第一のチモーゲンサブユニットのC−
末端に共有結合により結合した、5)第二の病原体特異的プロテアーゼ切断部位
、および6)第二のチモーゲン(zymogen)サブユニットを含んでなる請求項4
に記載の蛋白質形質導入システム。
5. The fusion protein as claimed in claim 1, wherein the fusion protein comprises a C-zyme of the first zymogen subunit.
5. The method of claim 4, further comprising a 5) second pathogen-specific protease cleavage site, and 6) a second zymogen subunit, covalently attached to the termini.
2. The protein transduction system according to claim 1.
【請求項6】 チモーゲン(zymogen)が、カスパーゼ(caspase)、トロ
ンビン、細菌外毒素、グランザシムBまたは無脊椎動物毒素である請求項3に記
載の蛋白質形質導入システム。
6. The protein transduction system according to claim 3, wherein the zymogen is caspase, thrombin, bacterial exotoxin, granzasim B or invertebrate toxin.
【請求項7】 カスパーゼが、カスパーゼ−3(CPP32アポパイン(a
popain)、ヤーマ(Yama))、カスパーゼ−5(ICErel-III、TY)
、カスパーゼ−4(ICErel-II TX、ICH−2)、カスパーゼ−1(
ICE)、カスパーゼ−7(Mch3、ICE−LAP3、CMH−1)、カス
パーゼ−6(Mch2)、カスパーゼ−8(MACH、FLICE、Mch5)
、カスパーゼ−10(Mch4)、カスパーゼ−2(ICH−1)、カスパーゼ
−9(ICH−LAP6、Mch6)、または触媒様活性を有するチモーゲンか
らなる群から選択されるものである請求項6に記載の蛋白質形質導入システム。
7. The caspase is caspase-3 (CPP32 apopain (a
popain), Yama), Caspase-5 (ICE rel- III, TY)
, Caspase-4 (ICE rel -II TX, ICH-2), caspase-1 (
ICE), caspase-7 (Mch3, ICE-LAP3, CMH-1), caspase-6 (Mch2), caspase-8 (MACH, FLICE, Mch5)
7. Caspase-10 (Mch4), Caspase-2 (ICH-1), Caspase-9 (ICH-LAP6, Mch6), or a zymogen having catalytic-like activity. Protein transduction system.
【請求項8】 カスパーゼが、カスパーゼ−3(CPP32アポパイン、
ヤーナ)またはその触媒様活性を有するフラグメントである請求項7に記載の蛋
白質形質導入システム。
8. The caspase is caspase-3 (CPP32 apopain,
The protein transduction system according to claim 7, wherein the protein transduction system is Jana) or a fragment thereof having a catalytic activity.
【請求項9】 融合タンパク質が、共有結合により結合した、1)形質導
入ドメイン、2)病原体特異的プロテアーゼ切断部位、および3)酵素を含有し
てなる配列を含んでなる請求項2に記載の蛋白質形質導入システム。
9. The fusion protein of claim 2, wherein the fusion protein comprises covalently linked sequences comprising 1) a transduction domain, 2) a pathogen-specific protease cleavage site, and 3) an enzyme. Protein transduction system.
【請求項10】 酵素が、チミジンキナーゼ、シトシンデアミナーゼ、ま
たはその触媒様活性を有する酵素フラグメントである請求項9に記載の蛋白質形
質導入システム。
10. The protein transduction system according to claim 9, wherein the enzyme is thymidine kinase, cytosine deaminase, or an enzyme fragment thereof having catalytic activity.
【請求項11】 酵素が、チミジンキナーゼである請求項10に記載の蛋
白質形質導入システム。
11. The protein transduction system according to claim 10, wherein the enzyme is thymidine kinase.
【請求項12】 病原体特異的プロテアーゼ切断部位が、サイトメガロウ
イルス(CMV)、単純ヘルペスウイルスタイプ−1(HSV−1)、C型肝炎
ウイルス(HCV)、熱帯熱マラリア原虫(P.falciparum)、HIV−1、HI
V−2およびカポジ肉腫関連ヘルペスウイルス(KSHV)プロテアーゼ切断部
位からなる群から選択されるものである請求項2に記載の蛋白質形質導入システ
ム。
12. The pathogen-specific protease cleavage site may be cytomegalovirus (CMV), herpes simplex virus type-1 (HSV-1), hepatitis C virus (HCV), Plasmodium falciparum (P. falciparum), HIV-1, HI
The protein transduction system according to claim 2, which is selected from the group consisting of V-2 and Kaposi's sarcoma-associated herpesvirus (KSHV) protease cleavage site.
【請求項13】 融合タンパク質が、共有結合により結合した、1)TA
Tまたはそのタンパク質形質導入化フラグメント、2)カスパーゼ−3プロドメ
イン、3)第一HSV−1プロテアーゼ切断部位、4)カスパーゼ−3大型サブ
ユニット、5)第二HSV−1プロテアーゼ切断部位、および6)カスパーゼ−
3小型サブユニット(その場合において、これらの大型および小型サブユニット
は二量化して細胞毒性を形成し得るものである)を含有してなる配列からなるも
のである請求項2に記載の蛋白質形質導入システム。
13. The fusion protein is covalently linked, 1) TA
T or its protein transducing fragment, 2) caspase-3 prodomain, 3) first HSV-1 protease cleavage site, 4) caspase-3 large subunit, 5) second HSV-1 protease cleavage site, and 6 ) Caspase-
3. The protein trait of claim 2, comprising a sequence comprising three small subunits (where the large and small subunits are capable of dimerizing to form cytotoxicity). Introduction system.
【請求項14】 タンパク質形質導入ドメインが、TAT、アンテナペデ
ィア・ホメオドメイン(Antonnapedia homeodomain)、HSV VP22または
それらのフラグメントである請求項2に記載の蛋白質形質導入システム。
14. The protein transduction system according to claim 2, wherein the protein transduction domain is TAT, Antennapedia homeodomain, HSV VP22 or a fragment thereof.
【請求項15】 共有結合により結合したタンパク質形質導入ドメインお
よび細胞毒性ドメインを含んでなることを特徴とする実質的に純粋な融合タンパ
ク質。
15. A substantially pure fusion protein comprising a covalently linked protein transduction domain and a cytotoxic domain.
【請求項16】 請求項1に記載の融合タンパク質をコードしている核酸
のセグメント。
A segment of a nucleic acid encoding the fusion protein of claim 1.
【請求項17】 請求項16に記載の核酸のセグメントを含んでなるDN
Aベクター。
17. A DN comprising a segment of the nucleic acid according to claim 16.
A vector.
【請求項18】 請求項1に記載の蛋白質形質導入システムからなる医薬
の治療有効量を哺乳動物に投与することからなる、哺乳動物の病原体感染症を抑
制する方法。
18. A method for suppressing a pathogen-infected disease in a mammal, comprising administering to the mammal a therapeutically effective amount of the medicament comprising the protein transduction system according to claim 1.
【請求項19】 さらに、逆転写酵素阻害剤、サイトカイン、または免疫
調節剤からなる医薬の治療有効量を投与するものである請求項18に記載の方法
19. The method according to claim 18, further comprising administering a therapeutically effective amount of a medicament comprising a reverse transcriptase inhibitor, a cytokine, or an immunomodulator.
【請求項20】 さらに投与される医薬が、AZT、ddI、ddC、d
4T、3TC、FTC、DAPD、1592U89、CS92、アシクロビル、
ガンシクロビル、ペンシクロビル、またはインターフェロンの少なくとも1種を
含んでなる請求項19に記載の方法。
20. The medicament further to be administered is AZT, ddI, ddC, d.
4T, 3TC, FTC, DAPD, 1592U89, CS92, acyclovir,
20. The method of claim 19, comprising at least one of ganciclovir, penciclovir, or interferon.
【請求項21】 蛋白質形質導入システムをエアロゾルとして投与する請
求項18に記載の方法。
21. The method of claim 18, wherein the protein transduction system is administered as an aerosol.
【請求項22】 投与方法が、経口または鼻腔投与である請求項21に記
載の方法。
22. The method according to claim 21, wherein the method of administration is oral or nasal.
【請求項23】 病原体の存在下に請求項1に記載の蛋白質形質導入シス
テムの治療有効量を哺乳動物に投与することからなる、細胞の所定母集団にアポ
トーシスを誘導する方法。
23. A method for inducing apoptosis in a predetermined population of cells, comprising administering to a mammal a therapeutically effective amount of the protein transduction system of claim 1 in the presence of a pathogen.
【請求項24】 病原体が、弱毒化したものである請求項23に記載の方
法。
24. The method of claim 23, wherein the pathogen is attenuated.
【請求項25】 請求項1記載の融合タンパク質を細胞の母集団に形質導
入し、 病原体特異的プロテアーゼを発現又は誘導し得る病原体で該細胞を感染させ、
かつ該プロテアーゼを発現させ、 該融合タンパク質を、細胞毒を産生するのに十分な病原体特異的プロテアーゼ
と接触させ、そして いずれかの細胞毒性効果を、病原体特異的プロテアーゼを調節する候補化合物
の治療能力と相関させること、 からなる病原体特異的プロテアーゼを治療上有効に阻害し得る候補化合物をスク
リーニングする方法。
25. transducing a population of cells with the fusion protein of claim 1 and infecting said cells with a pathogen capable of expressing or inducing a pathogen-specific protease;
And expressing the protease, contacting the fusion protein with a pathogen-specific protease sufficient to produce a cytotoxin, and treating any cytotoxic effect of the candidate compound that modulates the pathogen-specific protease. A method of screening for a candidate compound that can effectively inhibit a pathogen-specific protease consisting of:
【請求項26】 タンパク質形質導入ドメインが、TAT、アンテナペデ
ィア・ホメオドメイン(Antonnapedia homeodomain)、HSV VP22または
それらのフラグメントである請求項25に記載の方法。
26. The method according to claim 25, wherein the protein transduction domain is TAT, Antennapedia homeodomain, HSV VP22 or a fragment thereof.
【請求項27】 細胞毒性ドメインが、カスパーゼおよび1つまたはそれ
以上のプロテアーゼ切断部位を含んでなる請求項26に記載の方法。
27. The method of claim 26, wherein the cytotoxic domain comprises a caspase and one or more protease cleavage sites.
【請求項28】 細胞毒性ドメインが、1つまたはそれ以上のHIV−1
プロテアーゼ切断部位、チミジンキナーゼまたはシトシンデアミナーゼを含んで
なることを特徴する請求項25に記載の方法。
28. The method wherein the cytotoxic domain comprises one or more HIV-1
26. The method of claim 25, comprising a protease cleavage site, thymidine kinase or cytosine deaminase.
【請求項29】 さらに、タンパク質精製または同定タグを含んでなる請
求項1に記載の融合タンパク質。
29. The fusion protein of claim 1, further comprising a protein purification or identification tag.
【請求項30】 タンパク質精製または同定タグが、ポリヒスチジン、E
E、MYCまたはHA配列である請求項1に記載の融合タンパク質。
30. A protein purification or identification tag comprising polyhistidine, E
2. The fusion protein according to claim 1, which is an E, MYC or HA sequence.
【請求項31】 細胞内に融合タンパク質を導入させるためのタンパク質
形質導入ドメイン、および1つまたはそれ以上の病原体による感染に反応(resp
onse)して細胞毒を特異的に産生する細胞毒性ドメインを含有してなる融合タン
パク質からなるタンパク質形質導入システム、を含んでなるキット。
31. A protein transduction domain for introducing a fusion protein into a cell, and responsive to infection by one or more pathogens (resp.
a protein transduction system comprising a fusion protein comprising a cytotoxic domain that specifically produces a cytotoxin.
【請求項32】 共有結合により結合した蛋白質形質導入ドメインと細胞
毒性ドメインを含有してなる融合タンパク質を含んでなる蛋白質形質導入システ
ムの治療有効量を哺乳動物に投与し、 哺乳動物の細胞に該融合タンパク質を形質導入し、 融合タンパク質を切断して、当該融合タンパク質から細胞毒性ドメインを十分
に放出させ、 細胞中の細胞毒性ドメインを濃縮し、そして 哺乳動物において病原性感染を抑制するのに十分な細胞毒を産生させること、
からなる哺乳動物の病原体感染を抑制する方法。
32. administering to a mammal a therapeutically effective amount of a protein transduction system comprising a fusion protein comprising a covalently linked protein transduction domain and a cytotoxic domain; Transducing the fusion protein, cleaving the fusion protein, sufficiently releasing the cytotoxic domain from the fusion protein, enriching the cytotoxic domain in cells, and sufficient to suppress a pathogenic infection in a mammal. Producing a different cytotoxin,
A method for suppressing pathogen infection in a mammal, comprising:
【請求項33】 細胞毒が、トロンビン、フィブリン、トリプシン、キモ
トリプシン、ジフテリア毒素、リシン、志賀毒素、アブリン、コレラ毒素、サポ
ニン、シュードモナス外毒素(PE)、アメリカヤマゴボウ抗ウイルスタンパク
質、ゲロニン、ジフテリア毒素A鎖、リシンA鎖、ホスフォリパーゼCまたはシ
トシンデアミナーゼ、またはそれらの触媒様の活性を有するフラグメントからな
る群から選択される請求項32に記載の方法。
33. The cytotoxin is thrombin, fibrin, trypsin, chymotrypsin, diphtheria toxin, ricin, shiga toxin, abrin, cholera toxin, saponin, pseudomonas exotoxin (PE), pokeweed antiviral protein, gelonin, diphtheria toxin A 33. The method of claim 32, wherein the method is selected from the group consisting of a chain, ricin A chain, phospholipase C or cytosine deaminase, or a fragment thereof having catalytic-like activity.
【請求項34】 さらに、プロドラッグを投与し、当該プロドラッグと濃
縮された細胞毒性ドメインとを接触させることにより細胞毒を産生させることを
からなる請求項32に記載の方法。
34. The method of claim 32, further comprising administering a prodrug and contacting the prodrug with the enriched cytotoxic domain to produce a cytotoxin.
【請求項35】 プロドラッグがアシクロビルであり、濃縮された細胞毒
性ドメインがHSV−1チミジンキナーゼである請求項34に記載の方法。
35. The method of claim 34, wherein the prodrug is acyclovir and the enriched cytotoxic domain is HSV-1 thymidine kinase.
【請求項36】 蛋白質形質導入ドメインが、合成ペプチドまたは他の形
質導入タンパク質である請求項2に記載の蛋白質形質導入システム。
36. The protein transduction system according to claim 2, wherein the protein transduction domain is a synthetic peptide or another transduction protein.
【請求項37】 哺乳動物が、ウイルス感染症またはウイルス関連疾患に
罹患しているか、または罹患し易いものである請求項18、19、20、21ま
たは22のいずれかに記載の方法。
37. The method according to any one of claims 18, 19, 20, 21 or 22, wherein the mammal has, or is susceptible to, a viral infection or a virus-related disease.
【請求項38】 哺乳動物が、レトロウイルス感染症に罹患している請求
項37に記載の方法。
38. The method of claim 37, wherein the mammal has a retroviral infection.
【請求項39】 哺乳動物が、HIV感染症に罹患している請求項38に
記載の方法。
39. The method of claim 38, wherein the mammal has an HIV infection.
【請求項40】 哺乳動物が、プラスモジウム感染症またはプラスモジウ
ム感染症と関連する疾患に罹患しているか、または罹患し易いものである請求項
18、19、20、21または22のいずれかに記載の方法。
40. The mammal of claim 18, 19, 20, 21 or 22, wherein the mammal has or is susceptible to Plasmodium infection or a disease associated with Plasmodium infection. Method.
【請求項41】 哺乳動物が、ウイルス感染症またはウイルス関連疾患に
罹患しているか、または罹患し易いものである請求項23または24に記載の方
法。
41. The method of claim 23 or 24, wherein the mammal has or is susceptible to a viral infection or a virus-related disease.
【請求項42】 哺乳動物が、レトロウイルス感染症に罹患している請求
項41に記載の方法。
42. The method of claim 41, wherein the mammal has a retroviral infection.
【請求項43】 哺乳動物が、HIV感染症に罹患している請求項42に
記載の方法。
43. The method of claim 42, wherein the mammal has an HIV infection.
【請求項44】 哺乳動物が、プラスモジウム感染症またはプラスモジウ
ム感染症と関連する疾患に罹患しているか、または罹患し易いものである請求項
23または24に記載の方法。
44. The method of claim 23 or 24, wherein the mammal has or is susceptible to Plasmodium infection or a disease associated with Plasmodium infection.
【請求項45】 哺乳動物が、ウイルス感染症またはウイルス関連疾患に
罹患しているか、または罹患し易いものである請求項32、33、34または3
5のいずれかに記載の方法。
45. The mammal according to claim 32, 33, 34 or 3 wherein the mammal has or is susceptible to a viral infection or a virus-related disease.
5. The method according to any one of 5.
【請求項46】 哺乳動物が、レトロウイルス感染症に罹患している請求
項45記載の方法。
46. The method of claim 45, wherein the mammal has a retroviral infection.
【請求項47】 哺乳動物が、HIV感染症に罹患している請求項46に
記載の方法。
47. The method of claim 46, wherein the mammal has an HIV infection.
【請求項48】 哺乳動物が、プラスモジウム感染症またはプラスモジウ
ム感染症と関連する疾患に罹患しているか、または罹患し易いものである請求項
32、33、34または35のいずれかに記載の方法。
48. The method of any one of claims 32, 33, 34 or 35, wherein the mammal has or is susceptible to Plasmodium infection or a disease associated with Plasmodium infection.
【請求項49】 哺乳動物が、ヘルペス感染症に罹患しているか、または
罹患し易いものである請求項37、41または45のいずれかに記載の方法。
49. The method of any one of claims 37, 41 or 45, wherein the mammal has or is susceptible to a herpes infection.
【請求項50】 哺乳動物が、肝炎感染症に罹患しているか、または罹患
し易いものである請求項37、41または45のいずれかに記載の方法。
50. The method of claim 37, 41 or 45, wherein the mammal has or is susceptible to a hepatitis infection.
【請求項51】 ウイルスが、サイトメガロウイルス(CMV)、単純ヘ
ルペスウイルス、例えば、タイプ−1(HSV−1)、肝炎ウイルス、例えば、
C型(HCV)、カポジ肉腫関連ヘルペスウイルス(KSHVまたはヒトヘルペ
スウイルス8)、黄熱病ウイルス、フラビウイルス、およびライノウイルスから
なる群から選択されるものである請求項37、41または45のいずれかに記載
の方法。
51. The virus is a cytomegalovirus (CMV), a herpes simplex virus, for example, type-1 (HSV-1), a hepatitis virus, for example,
46. Any of the claims 37, 41 or 45, which is selected from the group consisting of type C (HCV), Kaposi's sarcoma-associated herpesvirus (KSHV or human herpesvirus 8), yellow fever virus, flavivirus, and rhinovirus. The method described in.
【請求項52】 レトロウイルス感染症が、ヒト免疫不全ウイルスタイプ
1(HIV−1、HTLV−III、LAV若しくはHTLV−III/LAV
)またはヒト免疫不全ウイルスタイプ2(HIV−2)と関連しているものであ
る請求項38、41または45のいずれかに記載の方法。
52. The retroviral infection is a human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1, HTLV-III, LAV or HTLV-III / LAV).
46. The method of any of claims 38, 41 or 45, wherein the method is associated with human immunodeficiency virus type 2 (HIV-2).
【請求項53】 プラスモジウム感染症が、以下のプラスモジウムのいず
れか1種またはそれ以上と関連する請求項40、40または48のいずれかに記
載の方法:熱帯熱マラリア原虫、三日熱マラリア原虫、卵形マラリア原虫、また
は四日熱マラリア原虫。
53. The method of any one of claims 40, 40 or 48, wherein the Plasmodium infection is associated with any one or more of the following Plasmodium: Plasmodium falciparum, Plasmodium vivax, Oval malaria parasite, or Plasmodium vivax.
【請求項54】 共有結合により結合したタンパク質形質導入ドメインお
よび細胞毒性ドメインを含有してなる融合タンパク質を、宿主細胞から単離し、
当該融合タンパク質をミスフォールディングし、次いで融合タンパク質を細胞中
に形質導入することからなる、融合タンパク質を細胞に導入する方法。
54. A fusion protein comprising a covalently linked protein transduction domain and a cytotoxic domain, isolated from a host cell,
A method for introducing a fusion protein into a cell, comprising misfolding the fusion protein and then transducing the fusion protein into the cell.
【請求項55】 下記式により示される少なくとも1つのペプチドを含有
してなるタンパク質形質導入ドメイン: B-X-X-X-B-X-X-B 式中、B、BおよびBはそれぞれ独立に同一または異なって塩基性アミ
ノ酸を示し;X、X、X、XおよびXはそれぞれ独立に同一または異な
ってαヘリックス増強アミノ酸を示す。
55. A protein transduction domain comprising at least one peptide represented by the formula: B 1 -X 1 -X 2 -X 3 -B 2 -X 4 -X 5 -B 3 wherein : B 1 , B 2 and B 3 each independently represent the same or different basic amino acids; X 1 , X 2 , X 3 , X 4 and X 5 each independently represent the same or different α-helix enhancing amino acids .
【請求項56】 下記式により示されるタンパク質形質導入ドメイン: B-X-X-X-B-X-X-B 式中、B、BおよびBはそれぞれ独立に同一または異なって塩基性アミ
ノ酸を示し;X、X、X、XおよびXはそれぞれ独立に同一または異な
ってαヘリックス増強アミノ酸を示す。
56. A protein transduction domain represented by the following formula: B 1 -X 1 -X 2 -X 3 -B 2 -X 4 -X 5 -B 3 wherein B 1 , B 2 and B 3 are X 1 , X 2 , X 3 , X 4 and X 5 are each independently the same or different and represent an α-helix enhancing amino acid.
【請求項57】 少なくとも1種の塩基性アミノ酸が、アルギニンである
請求項55または56に記載のタンパク質形質導入ドメイン。
57. The protein transduction domain according to claim 55, wherein the at least one basic amino acid is arginine.
【請求項58】 少なくとも1種のαヘリックス増強アミノ酸が、アラニ
ンである請求項55または56に記載のタンパク質形質導入ドメイン。
58. The protein transduction domain of claim 55 or 56, wherein the at least one α-helix enhancing amino acid is alanine.
【請求項59】 少なくとも1種のαヘリックス増強アミノ酸がアラニン
であり、複数個の塩基性アミノ酸が該ペプチドの少なくとも一面にそって実質的
に配列されているアルギニンである請求項55または56に記載のタンパク質形
質導入ドメイン。
59. The method according to claim 55, wherein the at least one α-helix enhancing amino acid is alanine and the plurality of basic amino acids is arginine substantially arranged along at least one surface of the peptide. Protein transduction domain.
【請求項60】 下記式により示される少なくとも1つのペプチドを含有
してなるタンパク質形質導入ドメイン: B-X-X-B-B-X-X-B 式中、B、B、BおよびBはそれぞれ独立に同一または異なって塩基
性アミノ酸を示し;X、X、XおよびXはそれぞれ独立に同一または異な
ってαヘリックス増強アミノ酸を示す。
60. A protein transduction domain comprising at least one peptide represented by the following formula: B 1 -X 1 -X 2 -B 2 -B 3 -X 3 -X 4 -B 4 wherein : B 1 , B 2 , B 3 and B 4 each independently represent the same or different basic amino acids; X 1 , X 2 , X 3 and X 4 each independently represent the same or different α-helix enhancing amino acids .
【請求項61】 下記式により示されるタンパク質形質導入ドメイン: B-X-X-B-B-X-X-B 式中、B、B、BおよびBはそれぞれ独立に同一または異なって塩基
性アミノ酸を示し;X、X、XおよびXはそれぞれ独立に同一または異な
ってαヘリックス増強アミノ酸を示す。
61. A protein transduction domain represented by the following formula: B 1 -X 1 -X 2 -B 2 -B 3 -X 3 -X 4 -B 4 wherein B 1 , B 2 , B 3 and B 4 each independently represents the same or different basic amino acid; X 1 , X 2 , X 3 and X 4 each independently represent the same or different α-helix enhancing amino acid.
【請求項62】 少なくとも1種の塩基性アミノ酸がアルギニンである請
求項60または61に記載のタンパク質形質導入ドメイン。
62. The protein transduction domain according to claim 60 or 61, wherein the at least one basic amino acid is arginine.
【請求項63】 少なくとも1種のαヘリックス増強アミノ酸がアラニン
である請求項60または61に記載のタンパク質形質導入ドメイン。
63. The protein transduction domain according to claim 60 or 61, wherein the at least one α-helix enhancing amino acid is alanine.
【請求項64】 少なくとも1種のαヘリックス増強アミノ酸がアラニン
であり、複数個の塩基性アミノ酸が該ペプチドの少なくとも一面にそって実質的
に配列されているアルギニンである請求項56または61に記載のタンパク質形
質導入ドメイン。
64. The at least one α-helix enhancing amino acid is alanine, and the plurality of basic amino acids is arginine substantially arranged along at least one surface of the peptide. Protein transduction domain.
【請求項65】 少なくとも以下の配列を含んでなるタンパク質形質導入
ドメイン: AGRKKRRQRRR(配列番号2)。
65. A protein transduction domain comprising at least the following sequence: AGRKKRRQRRR (SEQ ID NO: 2).
【請求項66】 少なくとも以下の配列を含んでなるタンパク質形質導入
ドメイン: YARKARRQARR(配列番号3)。
66. A protein transduction domain comprising at least the following sequence: YARKARRQQARR (SEQ ID NO: 3).
【請求項67】 少なくとも以下の配列を含んでなるタンパク質形質導入
ドメイン: YARAAARQARA(配列番号4)。
67. A protein transduction domain comprising at least the following sequence: YARAAARQARA (SEQ ID NO: 4).
【請求項68】 少なくとも以下の配列を含んでなるタンパク質形質導入
ドメイン: YARAARRAARR(配列番号5)。
68. A protein transduction domain comprising at least the following sequence: YARAARRAARR (SEQ ID NO: 5).
【請求項69】 少なくとも以下の配列を含んでなるタンパク質形質導入
ドメイン: YARAARRAARA(配列番号6)。
69. A protein transduction domain comprising at least the following sequence: YARAARRAARA (SEQ ID NO: 6).
【請求項70】 少なくとも以下の配列を含んでなるタンパク質形質導入
ドメイン: YARRRRRRRRR(配列番号7)。
70. A protein transduction domain comprising at least the following sequence: YARRRRRRRRRR (SEQ ID NO: 7).
【請求項71】 少なくとも以下の配列を含んでなるタンパク質形質導入
ドメイン: YAAARRRRRRR(配列番号8)。
71. A protein transduction domain comprising at least the following sequence: YAAARRRRRRRR (SEQ ID NO: 8).
【請求項72】 形質導入ドメインが、 AGRKKRRQRRR(配列番号2)、 YARKARRQARR(配列番号3)、 YARAAARQARA(配列番号4)、 YARAARRAARR(配列番号5)、 YARAARRAARA(配列番号6)、 YARRRRRRRRR(配列番号7)または、 YAAARRRRRRR(配列番号8) からなる請求項65〜71のいずれかに記載のタンパク質形質導入ドメイン。72. The transduction domain is AGRKKRRQRRR (SEQ ID NO: 2), YARKARRQARRR (SEQ ID NO: 3), YARAAARQARA (SEQ ID NO: 4), YARAARRAARR (SEQ ID NO: 5), YARAARRAARA (SEQ ID NO: 6), and YARRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRR 73. The protein transduction domain according to any one of claims 65 to 71, which comprises YAAARRRRRRRR (SEQ ID NO: 8). 【請求項73】 以下の配列: YARAARRRRRR; YARAPRRARRR; YARAPRRPRRR; YARAAARPARA; YARAPARQARA;または、 YARAPARPARA: の少なくとも1つの配列を含有してなるタンパク質形質導入ドメイン。73. A protein transduction domain comprising at least one of the following sequences: YARAARRRRRRR; YARAPRRRRRR; YARAPRRPRRR; YARAAARPARA; 【請求項74】 形質導入ドメインの分子量が、約1kDaないし50k
Daである請求項58〜73のいずれかに記載のタンパク質形質導入ドメイン。
74. The molecular weight of the transduction domain is from about 1 kDa to 50 k
74. The protein transduction domain of any of claims 58-73, which is Da.
【請求項75】 形質導入効率アッセイにより定量したとき、当該タンパ
ク質形質導入ドメインが約5〜約10倍ないし約100倍まで形質導入効率を上
昇させている請求項58〜73のいずれかに記載のタンパク質形質導入ドメイン
75. The protein of any one of claims 58 to 73, wherein the protein transduction domain increases transduction efficiency by about 5 to about 10 to about 100 times when quantified by a transduction efficiency assay. Protein transduction domain.
【請求項76】 形質導入効率が、形質導入ドメインの細胞内濃度の上昇
として表される請求項75に記載のタンパク質形質導入ドメイン。
76. The protein transduction domain of claim 75, wherein the transduction efficiency is expressed as an increase in the intracellular concentration of the transduction domain.
【請求項77】 請求項58〜73のいずれかに記載のタンパク質形質導
入ドメインのいずれか1つをコードするDNAセグメント。
77. A DNA segment encoding any one of the protein transduction domains according to any of claims 58-73.
【請求項78】 請求項58〜73のいずれかに記載のタンパク質形質導
入ドメインのいずれか1つを含んでなる融合分子。
78. A fusion molecule comprising any one of the protein transduction domains according to any of claims 58-73.
【請求項79】 融合分子が、遺伝子枠内融合として遺伝子的に形質導入
ドメインに結合したアミノ酸配列を含んでなる請求項78に記載の融合分子。
79. The fusion molecule of claim 78, wherein the fusion molecule comprises an amino acid sequence genetically linked to the transduction domain as an in-frame fusion.
【請求項80】 融合分子を供与し、当該融合分子を細胞内に形質導入す
ることからなり、その際の融合分子が細胞に形質導入されるべき分子に共有結合
により結合している請求項58〜73のいずれかに記載のタンパク質形質導入ド
メインのいずれか1つを含有してなる、融合分子を細胞内に形質導入する方法。
80. The method according to claim 58, comprising providing a fusion molecule and transducing the fusion molecule into a cell, wherein the fusion molecule is covalently bound to the molecule to be transduced into the cell. 74. A method for transducing a fusion molecule into a cell, comprising any one of the protein transduction domains according to any one of claims 73 to 73.
【請求項81】 融合タンパク質が、配列内において、1)形質導入ドメ
イン、2)第一のチモーゲンサブユニット、3)プロテアーゼ切断部位、および
4)第二のチモーゲンサブユニットが共有結合により結合していることからなる
融合タンパク質を含んでなる請求項2に記載の蛋白質形質導入システム。
81. A fusion protein comprising, in sequence, 1) a transduction domain, 2) a first zymogen subunit, 3) a protease cleavage site, and 4) a second zymogen subunit covalently linked. 3. The protein transduction system of claim 2, comprising a fusion protein comprising:
【請求項82】 形質導入ドメインがTATであり、第一のチモーゲンサ
ブユニットがp5ビッド(p5 Bid)であり、プロテアーゼ切断部位がHI
Vプロテアーゼ切断部位であり、かつ、該第二のチモーゲンサブユニットがp1
5ビッド(p15 Bid)である請求項81に記載の蛋白質形質導入システム
82. The transduction domain is TAT, the first zymogen subunit is p5 Bid, and the protease cleavage site is HI.
V protease cleavage site and the second zymogen subunit is p1
82. The protein transduction system according to claim 81, which is 5 bids (p15 bid).
【請求項83】 融合タンパク質が、配列内において、1)形質導入ドメ
イン、2)第一のプロテアーゼ切断部位、3)第一のチモーゲンサブユニット、
4)第二のプロテアーゼ切断部位、および5)第二のチモーゲンサブユニットが
共有結合により結合していることからなる融合タンパク質である請求項2に記載
の蛋白質形質導入システム。
83. The fusion protein comprises, in sequence, 1) a transduction domain, 2) a first protease cleavage site, 3) a first zymogen subunit,
The protein transduction system according to claim 2, which is a fusion protein comprising 4) a second protease cleavage site and 5) a second zymogen subunit bound by a covalent bond.
【請求項84】 形質導入ドメインがTATであり、第一のプロテアーゼ
切断部位がHIV p7−p1プロテアーゼ切断部位であり、第一のチモーゲン
サブユニットがp17カスパーゼ−3であり、第二のプロテアーゼ切断部位がH
IV p17−p24プロテアーゼ切断部位であり、かつ、第二のチモーゲンサ
ブユニットがp12カスパーゼ−3である請求項83に記載の蛋白質形質導入シ
ステム。
84. The transduction domain is TAT, the first protease cleavage site is an HIV p7-p1 protease cleavage site, the first zymogen subunit is p17 caspase-3, and the second protease cleavage site is Is H
84. The protein transduction system of claim 83, which is an IV p17-p24 protease cleavage site and wherein the second zymogen subunit is p12 caspase-3.
【請求項85】 p17カスパーゼ−3が、Cys163からMet16
への突然変異を含んでなる請求項84に記載の蛋白質形質導入システム。
85. p17 caspase-3 converts Cys 163 to Met 16
85. The protein transduction system of claim 84 comprising a mutation to 3 .
【請求項86】 細胞を融合タンパク質の有効用量と接触させることから
なり、その際の融合タンパク質が配列内において、1)形質導入ドメイン、2)
第一のチモーゲンサブユニット、3)プロテアーゼ切断部位、および4)第二の
チモーゲンサブユニットを共有結合により結合した融合タンパク質を含んでなる
か、または1)形質導入ドメイン、2)第一のプロテアーゼ切断部位、3)第一
のチモーゲンサブユニット、4)第二のプロテアーゼ切断部位、および5)第二
のチモーゲンサブユニットを共有結合により結合した融合タンパク質である、H
IV感染細胞を殺滅する方法。
86. Contacting a cell with an effective dose of a fusion protein, wherein the fusion protein has within the sequence: 1) a transduction domain;
Or a fusion protein comprising a first zymogen subunit, 3) a protease cleavage site, and 4) a covalently linked second zymogen subunit, or 1) a transduction domain, 2) a first protease cleavage. A site 3) a first zymogen subunit, 4) a second protease cleavage site, and 5) a fusion protein covalently linked to the second zymogen subunit, H
A method of killing IV infected cells.
【請求項87】 細胞毒性がさらに、少なくとも1つの1細胞特異的又は
1疾患に特異的なプロテアーゼ切断部位を含有してなる請求項1に記載の蛋白質
形質導入システム。
87. The protein transduction system of claim 1, wherein the cytotoxicity further comprises at least one cell-specific or disease-specific protease cleavage site.
【請求項88】 融合タンパク質が、共有結合により結合した、1)形質
導入ドメイン、2)第一の細胞特異的又は疾患特異的プロテアーゼ切断部位、お
よび3)チモーゲン(zymogen)を含有してなる配列を含んでなる請求項87に
記載の蛋白質形質導入システム。
88. A sequence wherein the fusion protein comprises covalently linked 1) a transduction domain, 2) a first cell-specific or disease-specific protease cleavage site, and 3) a zymogen. 89. The protein transduction system according to claim 87, comprising:
【請求項89】 融合タンパク質が、共有結合により結合した、1)形質
導入ドメイン、2)第一の細胞特異的又は疾患特異的プロテアーゼ切断部位、3
)触媒としてのチモーゲン(zymogen)フラグメント、および4)第一のチモー
ゲン(zymogen)サブユニットを含有してなる配列を含んでなる請求項87に記
載の蛋白質形質導入システム。
89. The fusion protein is covalently linked: 1) a transduction domain, 2) a first cell-specific or disease-specific protease cleavage site, 3
88. The protein transduction system of claim 87, comprising: (1) a zymogen fragment as a catalyst; and (4) a sequence comprising a first zymogen subunit.
【請求項90】 融合タンパク質が、さらに第一のチモーゲンサブユニッ
トのC−末端に共有結合により結合した、5)第二の細胞特異的又は疾患特異的
プロテアーゼ切断部位、および6)第二のチモーゲン(zymogen)サブユニット
を含んでなる請求項89に記載の蛋白質形質導入システム。
90. The fusion protein further covalently attached to the C-terminus of the first zymogen subunit, 5) a second cell-specific or disease-specific protease cleavage site, and 6) a second zymogen. 90. The protein transduction system of claim 89 comprising a (zymogen) subunit.
【請求項91】 チモーゲン(zymogen)が、カスパーゼ(caspase)、ト
ロンビン、細菌外毒素、グランザシムBまたは無脊椎動物毒素である請求項88
に記載の蛋白質形質導入システム。
91. The zymogen is caspase, thrombin, bacterial exotoxin, granzasim B or invertebrate toxin.
2. The protein transduction system according to item 1.
【請求項92】 カスパーゼが、カスパーゼ−3(CPP32アポパイン
(apopain)、ヤーマ(Yama))、カスパーゼ−5(ICErel-III、TY
)、カスパーゼ−4(ICErel-II TX、ICH−2)、カスパーゼ−1
(ICE)、カスパーゼ−7(Mch3、ICE−LAP3、CMH−1)、カ
スパーゼ−6(Mch2)、カスパーゼ−8(MACH、FLICE、Mch5
)、カスパーゼ−10(Mch4)、カスパーゼ−2(ICH−1)、カスパー
ゼ−9(ICH−LAP6、Mch6)、または触媒様活性を有するチモーゲン
からなる群から選択されるものである請求項91に記載の蛋白質形質導入システ
ム。
92. The caspase is caspase-3 (CPP32 apopain, Yama), caspase-5 (ICE rel- III, TY
), Caspase-4 (ICE rel -II TX, ICH-2), caspase-1
(ICE), caspase-7 (Mch3, ICE-LAP3, CMH-1), caspase-6 (Mch2), caspase-8 (MACH, FLICE, Mch5)
92. The method according to claim 91, wherein the caspase is selected from the group consisting of caspase-10 (Mch4), caspase-2 (ICH-1), caspase-9 (ICH-LAP6, Mch6), or zymogen having catalytic-like activity. A protein transduction system according to any one of the preceding claims.
【請求項93】 カスパーゼが、カスパーゼ−3(CPP32アポパイン
、ヤーマ)またはその触媒様活性を有するフラグメントである請求項92に記載
の蛋白質形質導入システム。
93. The protein transduction system according to claim 92, wherein the caspase is caspase-3 (CPP32 apopain, yama) or a fragment thereof having catalytic activity.
【請求項94】 融合タンパク質が、さらに共有結合により結合した、1
)形質導入ドメイン、2)細胞特異的または疾患特異的プロテアーゼ切断部位、
および3)酵素を含有してなる配列を含んでなる請求項87に記載の蛋白質形質
導入システム。
94. The fusion protein further comprising a covalently bound 1
A) transduction domain, 2) cell-specific or disease-specific protease cleavage site,
And 3) the protein transduction system of claim 87, comprising a sequence comprising an enzyme.
【請求項95】 酵素が、チミジンキナーゼ、シトシンデアミナーゼ、ま
たはその触媒様活性を有する酵素フラグメントである請求項94に記載の蛋白質
形質導入システム。
95. The protein transduction system according to claim 94, wherein the enzyme is thymidine kinase, cytosine deaminase, or an enzyme fragment thereof having catalytic activity.
【請求項96】 酵素が、チミジンキナーゼである請求項95に記載の蛋
白質形質導入システム。
96. The protein transduction system according to claim 95, wherein the enzyme is thymidine kinase.
【請求項97】 細胞特異的または疾患特異的プロテアーゼ切断部位が、
サイトメガロウイルス(CMV)、単純ヘルペスウイルスタイプ−1(HSV−
1)、C型肝炎ウイルス(HCV)、熱帯熱マラリア原虫(P.falciparum)、H
IV−1、HIV−2およびカポジ肉腫関連ヘルペスウイルス(KSHV)およ
びプロテアーゼ特異的抗原(PSA)のプロテアーゼ切断部位からなる群から選
択されるものである請求項87に記載の蛋白質形質導入システム。
97. The cell-specific or disease-specific protease cleavage site comprises:
Cytomegalovirus (CMV), herpes simplex virus type-1 (HSV-
1), hepatitis C virus (HCV), Plasmodium falciparum (P. falciparum), H
88. The protein transduction system of claim 87, wherein the protein transduction system is selected from the group consisting of IV-1, HIV-2 and Kaposi's sarcoma-associated herpesvirus (KSHV) and protease-specific antigen (PSA) protease cleavage sites.
【請求項98】 融合タンパク質が、共有結合により結合した、1)TA
Tまたはそのタンパク質形質導入化フラグメント、2)カスパーゼ−3プロドメ
イン、3)第一HSV−1プロテアーゼ切断部位、4)カスパーゼ−3大型サブ
ユニット、5)第二HSV−1プロテアーゼ切断部位、および6)カスパーゼ−
3小型サブユニット(その場合において、これらの大型および小型サブユニット
は二量化して細胞毒性を形成し得るものである)を含有してなる配列からなるも
のである請求項87に記載の蛋白質形質導入システム。
98. The fusion protein is covalently linked, 1) TA
T or its protein transducing fragment, 2) caspase-3 prodomain, 3) first HSV-1 protease cleavage site, 4) caspase-3 large subunit, 5) second HSV-1 protease cleavage site, and 6 ) Caspase-
89. The protein trait of claim 87, comprising a sequence comprising three small subunits (where the large and small subunits are capable of dimerizing to form cytotoxicity). Introduction system.
【請求項99】 タンパク質形質導入ドメインが、TAT、アンテナペデ
ィア・ホメオドメイン(Antonnapedia homeodomain)、HSV VP22または
それらのフラグメントである請求項87に記載の蛋白質形質導入システム。
99. The protein transduction system according to claim 87, wherein the protein transduction domain is TAT, Antennapedia homeodomain, HSV VP22 or a fragment thereof.
【請求項100】 融合蛋白質が共有結合した以下の配列、1)PSA−
Bid−TAT、2)PSA−カスパーゼ3−TAT、3)TAT/STD−U
B−HSV TK−PSA、4)TAT/STD−17 Casp3−E71T
fF、5)TAT/STD−p12 Casp3−E7/TfF、6)TAT−
p53 WT、7)TAT−p53 1−364、8)TAT−p27、9)T
AT−Cdk2DN、または10)TAT−p16である請求項1に記載の蛋白
質形質導入システム。
100. The following sequence to which the fusion protein is covalently bound: 1) PSA-
Bid-TAT, 2) PSA-caspase 3-TAT, 3) TAT / STD-U
B-HSV TK-PSA, 4) TAT / STD-17 Casp3-E71T
fF, 5) TAT / STD-p12 Casp3-E7 / TfF, 6) TAT-
p53 WT, 7) TAT-p53 1-364, 8) TAT-p27, 9) T
The protein transduction system according to claim 1, which is AT-Cdk2DN or 10) TAT-p16.
【請求項101】 請求項87〜99の何れかに記載の蛋白質形質導入シ
ステムの治療有効量を哺乳動物に投与することからなる細胞特異的または疾患特
異的プロテアーゼを発現している病的細胞による疾患にかかっている哺乳動物を
処置する方法。
101. A method for administering a therapeutically effective amount of the protein transduction system according to any one of claims 87 to 99 to a mammal, wherein the disease is caused by a disease-specific cell expressing a cell-specific or disease-specific protease. A method for treating a mammal having a disease.
【請求項102】 哺乳動物がヒトである請求項101に記載の方法。102. The method of claim 101, wherein said mammal is a human. 【請求項103】 疾患が癌である請求項101に記載の方法。103. The method according to claim 101, wherein the disease is cancer. 【請求項104】 癌が前立腺癌である請求項103に記載の方法。104. The method of claim 103, wherein the cancer is prostate cancer. 【請求項105】 請求項87〜99の何れかに記載の蛋白質形質導入シ
ステムの治療有効量を哺乳動物に投与することからなる、標的細胞に特異的に細
胞特異的な特性を発現している標的細胞による疾患に罹っている哺乳動物を処置
する方法。
105. Expressing a cell-specific property specifically to a target cell, comprising administering a therapeutically effective amount of the protein transduction system according to any one of claims 87 to 99 to a mammal. A method for treating a mammal suffering from a disease caused by a target cell.
【請求項106】 哺乳動物がヒトである請求項105に記載の方法。106. The method of claim 105, wherein said mammal is a human. 【請求項107】 細胞特異的特性が高レベルの重金属である請求項10
5に記載の方法。
107. The cell-specific property is a high level of heavy metal.
5. The method according to 5.
【請求項108】 重金属が亜鉛である請求項107に記載の方法。108. The method according to claim 107, wherein the heavy metal is zinc. 【請求項109】 高レベルの重金属が不活性単量体蛋白質が活性二量体
になるのを促進するものである請求項107に記載の方法。
109. The method of claim 107, wherein the high level of heavy metal promotes the conversion of the inactive monomeric protein to an active dimer.
【請求項110】 不活性化単量体蛋白質が二量化しうる転写因子または
そのフラグメントである請求項109に記載の方法。
110. The method according to claim 109, wherein the inactivated monomeric protein is a dimerizable transcription factor or a fragment thereof.
【請求項111】 不活性単量体蛋白質が二量化しうるHPV E7蛋白
質mたはそのフラグメントである請求項109に記載の方法。
111. The method of claim 109, wherein the inactive monomeric protein is a dimerizable HPV E7 protein or a fragment thereof.
【請求項112】 疾患が癌である請求項105に記載の方法。112. The method of claim 105, wherein said disease is cancer. 【請求項113】 形質導入される蛋白質が細胞周期阻害物質である請求項
105に記載の方法
113. The method of claim 105, wherein the transduced protein is a cell cycle inhibitor.
【請求項114】 形質導入される蛋白質が仲介されたアポトーシスで細胞
周期の停止を促進するものである請求項105に記載の方法。
114. The method of claim 105, wherein the transduced protein promotes cell cycle arrest in apoptosis mediated.
【請求項115】 形質導入される蛋白質が腫瘍抑制剤として作用しうるp
53またはそのフラグメントである請求項114に記載の方法。
115. A p-protein wherein the transduced protein can act as a tumor suppressor
115. The method of claim 114, which is 53 or a fragment thereof.
【請求項116】 細胞周期阻害剤がp16、p27またはCdk2DNで
ある請求項113に記載の方法。
116. The method of claim 113, wherein said cell cycle inhibitor is p16, p27 or Cdk2DN.
【請求項117】 さらに化学療法剤を投与してなる請求項112に記載の
方法。
117. The method of claim 112, further comprising administering a chemotherapeutic agent.
【請求項118】 化学療法剤がDNA合成阻害剤またはDNAダメッジ開
始剤である請求項117に記載の方法。
118. The method of claim 117, wherein said chemotherapeutic agent is a DNA synthesis inhibitor or a DNA damaging initiator.
【請求項119】 DNA合成阻害剤が標的細胞のS−フェイズに相互作用
する化学療法剤である請求項118記載の方法。
119. The method of claim 118, wherein said DNA synthesis inhibitor is a chemotherapeutic agent that interacts with the S-phase of the target cell.
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