JP2003501042A - 非哺乳動物ウイルス由来のキャリアベクターを使用する、組換えウイルスの産生のための組成物および方法 - Google Patents

非哺乳動物ウイルス由来のキャリアベクターを使用する、組換えウイルスの産生のための組成物および方法

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、外来DNA挿入物を含み得るか、または点変異されたかもしくは欠失されたウイルスであり得る、組換えウイルスの高力価の産生において有用である、新規非哺乳動物キャリアベクターおよびウイルス、ならびにそれらのウイルスを産生する方法に関する。本発明は、工業的生産のために容易に大規模化され得るプロセスを用いて汚染ヘルパーウイルスの非存在下で本質的に均質な組換えウイルス調製物を製造するために、非哺乳動物および哺乳動物のウイルスが新規キメラベクターおよびウイルスを作製する特性を利用する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (発明の技術分野) 本発明は、外来DNA挿入物を含み得るか、または点変異されたかもしくは欠
失されたウイルスであり得る、組換えウイルスの高力価の産生において有用であ
る、新規非哺乳動物キャリアベクターおよびウイルス、ならびにそれらのウイル
スを産生する方法に関する。非哺乳動物キャリアベクター(「キャリアベクター
」)は、非哺乳動物宿主細胞における複製を可能にする非哺乳動物ウイルス骨格
のそれらの部分を含むキメラベクターである。このキャリアベクターは、種々の
核酸カセットを含み、このカセットは、所望の導入遺伝子を含む包埋された組換
えウイルスゲノムを含み得る。、その導入遺伝子を含む複製欠損組換えウイルス
の産生のために必要な成分、ならびに哺乳動物細胞にキャリアベクターが結合す
ることを可能にするドメインを含み得る。本発明はまた、実質的に均質な調製物
としての高い濃度の組換えウイルスの産生方法、その組換えウイルスを産生する
ための組成物、および新規組換えウイルスを提供する。
【0002】 (発明の背景) 外来DNA挿入物を有する組換えウイルスを使用して、細胞へ遺伝子が送達さ
れ得る。ここで、その遺伝子は、所望の場合発現されて、インビトロまたはイン
ビボでの組換えタンパク質の産生、ヒト哺乳動物および非ヒト哺乳動物のワクチ
ン接種、またはヒトもしくは非ヒト哺乳動物における疾患または遺伝子血管の処
置または改善を可能にする。疾患または遺伝子欠損は、正常な遺伝子産物、増加
した遺伝子産物のレベルを提供することによるか、または遺伝子(その遺伝子の
発現は、その細胞または生物にとって有害である)の内因性産生をブロックする
ことによって疾患もしくは遺伝子欠損の処置もしくは改善を可能にし得る。
【0003】 外因性遺伝子を哺乳動物細胞へと送達するための方法は、哺乳動物ウイルスベ
クターの使用を包含する(例えば、レトロウイルス、アデノウイルス、ヘルペス
ウイルス、ワクシニアウイルス、ポリオウイルス、アデノ随伴ウイルス、ハイブ
リッドウイルス(例えば、ハイブリッドアデノウイルスAAV、米国特許第5,
856,152号を参照のこと)など)由来のウイルスベクター。他の方法とし
ては、DNAの直接注入、遺伝子銃でのDNA投与、エレクトロポレーション、
リン酸カルシウム沈降、およびリガンドDNA結合体、DNAのリポソーム結合
体、ポリカチオンDNA複合体またはアデノウイルスリガンドDNA結合体を利
用する投与の方法が挙げられる。
【0004】 導入遺伝子は、目的のタンパク質をコードする核酸である。それは、遺伝子選
択または薬物選択を可能にする(例えば、抗生物質に対する耐性を付与する遺伝
子、または検出を可能にするレポーター遺伝子、例えば、緑色蛍光タンパク質の
使用の場合における呈色による)遺伝子である。あるいは、導入遺伝子は、矯正
の適用のために有用であるものであり得る。例えば、導入遺伝子は、患者の欠損
遺伝子の機能を置換または増強する正常遺伝子であり得る。導入遺伝子は、疾患
の効果と対抗するものであり得る(例えば、それが置換または増強するものとは
異なるが。欠損遺伝子の機能と同じ機能を有するかまたは補償する遺伝子の導入
および発現)。導入遺伝子は、患者における機能不全、変異またはウイルス遺伝
子の発現をブロックまたは抑制し、それにより矯正効果を生じる遺伝子であり得
る。導入遺伝子はまた、種々の因子に対する免疫のために用いられ得る。これは
、動物における免疫応答を惹起することによる。従って治療的導入遺伝子の患者
への送達は、欠損の矯正または疾患の予防をもたらす。導入遺伝子はまた、イン
ビトロでタンパク質の産生のために有用であるものであり得る(例えば、治療タ
ンパク質の大規模産生)。
【0005】 細胞における発現のために適切な遺伝子としては以下が挙げられるがそれらに
限定されない:細胞において正常に発現するが、その産物は、不十分な量で産生
される遺伝子。あるいは、発現に適切な遺伝子は、欠損遺伝子産物を置換する正
常遺伝子産物を発現し、変異された遺伝子から発現される細胞の変異体RNAを
修復もしくは破壊するリボザイムもしくはアンチセンス分子をコードし、または
ウイルスRNAを改変もしくは破壊する、遺伝子である。インビトロでタンパク
質の産生のために用いられる導入遺伝子としては、分泌される因子(ホルモン、
増殖因子および酵素を含む)のようなタンパク質が挙げられる。
【0006】 多くの遺伝子治療方法は、患者において遺伝子の発現における欠損を克服する
外因性遺伝子を供給することを包含する。これらの欠損のいくつかは、先天性で
あり、そしてその患者のすべての細胞における特定の遺伝子における変異に起因
する。例えば、嚢胞性線維症において、嚢胞性線維症膜貫通コンダクタンスレギ
ュレーター(CFTR)タンパク質が適切に機能することを妨げる、CFTRを
コードする遺伝子において1つ以上の変異が存在する。他の場合において、遺伝
子発現における欠損は、患者の生活の間に生じる、事故または疾患に起因する。
例えば、I型糖尿病において、インスリンを生産するβ膵島細胞が破壊されてい
る。その結果、この疾患に罹患する患者はもはやインスリンを合成し得ない。他
の症例において、内因性遺伝子は、構造的に正常であり得るが、疾患、医学的処
置もしくは環境的条件、または内因性遺伝子の調節エレメントにおける変異に起
因して充分高い量で産生されない。赤血球細胞が充分産生されない、例えば、多
数の血液障害(例えば、貧血)が存在する。この障害は、エリスロポエチン(E
PO)またはEPOをコードする導入遺伝子を用いて処置され得る。導入遺伝子
はまた、遺伝的免疫のため(すなわち、動物(ヒトを含む)における病原体に対
する免疫応答を惹起するため)に用いられ得る。例えば、導入遺伝子は、ウイル
ス、細菌または真菌の病原体(例えば、インフルエンザウイルス、ヒト免疫不全
ウイルス(HIV)、またはヒト結核菌)由来の配列を包含し得る。
【0007】 特定の方法は、特定の組織(例えば、肝臓組織)へ外因性遺伝子を標的化して
送達することを受け入れる。特定の細胞へ遺伝子を送達する1つの方法は、細胞
特異的なレセプターの機能に依存する。アシアロ糖タンパク質レセプター(AS
GP−R)(これは、肝細胞表面に存在する(Spiess et al.,1
990,Biochem.29:10009−10018))は、糖タンパク質
の末端ガラクトース残基に対する親和性を有するレクチンであり、そして肝臓の
肝細胞へと遺伝子送達を標的化するために用いられてきた。例えば、DNA複合
体が細胞表面上のASGP−Rに結合され、肝臓の肝細胞による続いてのエンド
サイトーシスを可能にする。
【0008】 遺伝子送達適用において通常用いられるウイルスは、ウイルス核酸を所望の導
入遺伝子に置き換えることによって改変される。しばしば、ウイルスから除去さ
れるDNAは、ウイルス複製またはキャプシド形成のために必要なタンパク質を
コードする。この場合、導入遺伝子を含む組換えウイルスは、複製欠損であり、
そして宿主内では複製もキャプシド形成もしない。複製およびキャプシド形成を
可能にするために、現在の方法は、欠失したDNAのその部分が野生型または改
変されたウイルスによってあるいは要求される遺伝子産物をコードするDNAを
含むプラスミドによって、供給されねばらないことを認識する。野生型または改
変されたウイルスの供給は、野生型または改変されたウイルスで汚染された組換
えウイルスストックを生じ得る。要求される遺伝子産物をコードするプラスミド
を同時トランスフェクションによって供給すると、組換えウイルス産生の効率の
低下が起こり、そして野生型ウイルスの汚染を生じる組換え事象も起こる。
【0009】 多数の異なるウイルスが哺乳動物細胞へ導入遺伝子を送達するために用いられ
てきている。これらのウイルスとしては、レトロウイルス、B型肝炎ウイルス(
HBV)、アデノウイルス、アデノ随伴ウイルス(AAV)、およびヘルペスウ
イルスが挙げられる。AAVは、外来DNA(すなわち、導入遺伝子)を細胞へ
送達するためのベクターとして魅力的である特有の特性を有し、そして種々の群
が疾患状態の処置におけるAAVの可能な使用について研究されている。
【0010】 AAVはパルボウイルスであり、このゲノムは、長さがおよそ4.7kbであ
り、145ヌクレオチドの反転末端反復(ITR)を含む。このAAVゲノムは
、2つの遺伝子repおよびcapをコードする。これらの各々は、別個のオー
プンリーディングフレームから関連するタンパク質のファミリーを発現し、そし
て選択的mRNAスプライシングの結果として生じた。Repポリペプチド(r
ep78、rep68、rep52およびrep40)は、AAVゲノムの複製
、レスキューおよび組込みに関与する。Capタンパク質(VP1、VP2およ
びVP3)は、ビリオンキャプシドを形成する。AAVゲノムの、repおよび
capのオープンリーディングフレームの5’および3’末端に隣接して、14
5 ITRが存在する。その最初の125bpは、YまたはTの形状の二重鎖構
造を形成し得る。repおよびcapをコードする核酸全体が切り出され得、そ
して導入遺伝子に置き換えられ得る(B.J.Carter,in「Handb
ook of Parvoviruses」,ed.,P.Tijsser,C
RC Press,pp.155−168(1990))。ITRは、AAVゲ
ノムの複製、レスキュー、パッケージングおよび組込みのための最小限に必要と
される配列を示す。 この非病原性ヒトウイルスがヒト細胞に感染するとき、ウイルスゲノムは、第
19染色体へと組み込まれ、細胞の潜在的感染を生じる。感染性ウイルスの産生
およびウイルスの複製は、溶解ヘルパーウイルス(例えば、アデノウイルス(A
d)またはヘルペスウイルス)と同時感染されない限り生じない。ヘルパーウイ
ルスでの感染の際に、AAVプロウイルスは、レスキューおよび増幅され、そし
てAAVウイルスおよびヘルパーウイルスの両方が産生される。感染する親のs
sDNAは、二重鎖複製形態(RF)DNAへと、rep依存性の様式で変換さ
れる。レスキューされたAAVゲノムは、予備形成されたタンパク質キャプシド
(直径約20nmの二十面体対称性)へとパッケージングされ、そして細胞溶解
後に、+または−のいずれかのパッケージングされたssDNAゲノムを有する
、感染ビリオンとして放出される。しかし、所望の導入遺伝子の形態でDNAを
送達するための形質導入ベクターとしてAAVを樹立するための進歩は種々の理
由から遅々として進んでいない。
【0011】 repおよびcapの配列を所望の導入遺伝子に置き換えることで、導入遺伝
子を送達して宿主細胞へと標的化し得る組換えウイルスが生じる。しかし、AA
Vが特定のゲノムパッケージングサイズを要求することから、導入遺伝子の追加
により、repおよびcapに必要な遺伝子機能の欠損が生じる。現在の方法に
おいて、導入遺伝子によって置換される必要な遺伝子機能は、ウイルスまたはさ
らなるプラスミドによって供給される。さらに、ヘルパーウイルス機能について
AAVが要求することはまた、ヘルパーウイルス(野生型またはクリップルウイ
ルスのいずれか)またはそのヘルパーウイルス機能を含むプラスミドの使用を要
求する。
【0012】 組換えAAV(rAAV)ベクターを産生するために用いられる1つの方法は
、rAAVを含むプラスミド(シスプラスミド)およびrepおよびcapを含
むプラスミド(トランスプラスミド)で真核生物細胞を同時トランスフェクトす
ること、およびヘルパーウイルス(例えば、アデノウイルスまたはヘルペスウイ
ルス)に細胞を感染させることを包含する。以下を参照のこと:米国特許第5,
753,500号。この方法の欠点は、rAAVベクターストックがヘルパーウ
イルスに汚染されていることである。これは、労働集約的であり、かつ、そのヘ
ルパーウイルスから分離することが困難であり、そしてヘルパーウイルスによる
感染と一緒に2つのプラスミドの同時トランスフェクトすることでは不十分であ
り、そしてrAAVの工業的生産のために容易にスケールアップすることはでき
ない。
【0013】 rAAVを産生するために用いられた第二の方法は、真核生物細胞の三連のプ
ラスミドトランスフェクションを含む。この方法において、1つのプラスミドは
、導入遺伝子およびITR(シスプラスミド)を有し、第二のプラスミドは、r
epおよびcapの遺伝子(transプラスミド)をコードし、そして第三の
プラスミドは、ヘルパーウイルス機能(すなわち、アデノウイルス遺伝子(例え
ば、Ela、Elb、E2aおよびE4(ヘルパープラスミド))をコードする
。この方法の欠点は、三連のトランスフェクションがまた不十分であり、そして
スケールアップが困難であることである。
【0014】 第三の方法は、パッケージング細胞株(例えば、AAV機能repおよびca
pを含むもの)の使用を包含する。以下を参照のこと:米国特許第5,658,
785号および米国出願PCT US98/19463。このパッケージング細
胞株は、導入遺伝子およびITRを含むシスプラスミドでトランスフェクトされ
得、そして野生型アデノウイルス(Ad)ヘルパーに感染させられ得る。以下を
参照のこと:米国特許第5,658,785。あるいは、パッケージング細胞株
は、ハイブリッドAd/AAV(このハイブリッドAdベクターは、E1遺伝子
にシスプラスミドを有し(以下を参照のこと:米国特許第5,856,152号
))、およびE1を供給する野生型または変異体Adによって同時感染され得る
。この方法の欠点は、野生型Adが産生され得ることである。これは、患者にお
ける使用の前にrAAVベクターから分離されねばならない。
【0015】 従って、組換えAAVを産生する現在の方法は、容易に大規模化して工業的生
産して、多数の患者の処置のために必要な薬学的組成物に必須の均質のウイルス
を多量に得ることができない。
【0016】 非哺乳動物ウイルスを使用して、哺乳動物または非哺乳動物のいずれかの細胞
において特定の個々の外因性タンパク質を一過的に発現させてきた。例えば、B
aculoviridae科のウイルスすなわちバキュロウイルスのウイルス(
これは、Lepidoptera目のメンバーに通常感染する)が、昆虫細胞に
おいて外因性遺伝子を発現するために用いられてきている。バキュロウイルスは
また、哺乳動物細胞に侵入することが報告されており、そしてバキュロウイルス
DNAは、哺乳動物細胞の核抽出物において検出されている(Volkman
et al.,1983,Appl.Environ.Microbiol.4
5:1085−1093)。哺乳動物細胞におけるバキュロウイルス媒介性遺伝
子発現の1つの報告が出現しているが、この著者は、後のその細胞のそのウイル
スとの長期のインキュベーションの後にその細胞において有されるレポーター遺
伝子産物に、見かけのレポーター遺伝子活性を帰させた(Carbonell
et al.,1987,Appl.Environ.Microbiol.5
3:1412−1417)。これらの著者は、バキュロウイルスゲノムの部分と
してその外因性遺伝子がその細胞へのアクセスを得ると、その外因性遺伝子は、
デノボで発現されないことを報告した。続いての研究によって、哺乳動物細胞に
おいて特定のタンパク質のバキュロウイルス媒介遺伝子発現が実証された(Bo
yce et al.,1996,Proc.Natl.Acad.Sci.U
SA,93:2348−2352)。
【0017】 バキュロウイルスが哺乳動物細胞における特定のタンパク質を発現するために
用いられている(以下を参照のこと:米国特許第5,731,182号)が、バ
キュロウイルスは、容易に大規模化される工業化プロセスを用いて複製欠損組換
えウイルスの薬学的組成物を産生するために用いられていない。米国特許第5,
731,182号において開示されているように、バキュロウイルスのゲノムは
、リガンドDNAの挿入によって改変され得る。このリガンドDNAは、バキュ
ロウイルスが哺乳動物細胞に結合および侵入することを可能にする哺乳動物レセ
プター特異的タンパク質をコードする遺伝子を含有する。哺乳動物細胞に感染す
る非哺乳動物ウイルスは、哺乳動物細胞内の導入遺伝子の一過的発現のみを可能
にする。さらに、米国特許第5,731,182号において開示される方法は、
高力価で、すべて異なるが本質的に均質な組換えウイルスの産生を生じない。
【0018】 ヘルパーウイルスの非存在下および大規模工業生産に適用可能な効率的な方法
によって産生される組換え複製欠損ウイルスを生成する課題は、本発明までは解
決されていなかった。現在のウイルス産生方法は、費用がかかりかつ時間がかか
る精製および濃縮の工程を包含し、そして薬学的な適用に十分な組換えウイルス
を産生し得ない。例えば、AAVの場合、現在の方法は、1プロデューサー細胞
あたり、最大で104〜105の桁のゲノムコピー(gc)の組換えウイルスを産
生する。同様に、現在の方法は、1プロデューサー細胞あたり104の桁の粒子
量で組換えアデノウイルス、および1プロデューサー細胞あたり102〜104
桁のコロニー形成単位(cfu)のレトロウイルスを産生するために適切である
。現在の産生方法は、薬学的適用の前に、不活化されねばならないか、そして/
または最終産物から除去されねばならないヘルパーウイルスの汚染を生じる。従
って、哺乳動物細胞に所望の導入遺伝子を送達し得るか、またはそのような組換
えウイルスの使用によりウイルスもしくは細菌の感染に対して細胞を免疫し得る
組換えウイルスを安定な様式で産生するために、他の汚染ウイルスを含まずに高
力価で組換え哺乳動物ウイルスを製造する方法に対する成就されていない必要性
が存在する。
【0019】 (発明の要旨) 本発明は、工業的生産のために容易に大規模化され得るプロセスを用いて汚染
ヘルパーウイルスの非存在下で本質的に均質な組換えウイルス調製物を製造する
ために、非哺乳動物および哺乳動物のウイルスが新規キメラベクターおよびウイ
ルスを作製する特性を利用する。本質的に均質な組換えウイルスは、種々の目的
で使用され得る。これには、薬学的適用のために、所望の導入遺伝子を哺乳動物
細胞に送達することが含まれる。この薬学的適用には、免疫および遺伝子欠損の
矯正;インビボ、インビトロおよびエキソビボでの一過的および安定な遺伝子移
入;インビボまたはインビトロでのタンパク質の生産;および例えば、化合物を
スクリーニングするための発現ライブラリーの生産において、または容易にトラ
ンスフェクトされない細胞中に遺伝子を導入するために、細胞への高レベルの遺
伝子形質導入が必要とされる他の方法が含まれる。
【0020】 本発明のキャリアベクターは、非哺乳動物ウイルスの核酸に由来するキメラベ
クター骨格であり、そして以下のエレメントのうち1つ以上を含む:1)包埋さ
れた組換えウイルスゲノム;2)組換えウイルスゲノムの複製およびキャプシド
形成のために必要とされるタンパク質をコードする核酸配列;3)ヘルパー機能
をコードする核酸配列(産生されるべき組換えウイルスがヘルパー依存性である
場合(例えば、AAV));4)哺乳動物細胞と相互作用し得るリガンドをコー
ドする核酸配列;ならびに5)非哺乳動物ウイルス骨格において、または複製欠
損部分またはその改変において核酸配列を調節する調節制御配列。このキャリア
ベクターはまた、複製欠損組換えウイルスを産生するために必要である他の任意
の核酸配列を含み得る。
【0021】 本発明の1つの実施形態において、1つ以上のキャリアベクターは、特定の宿
主細胞または細胞株において複製欠損組換えベクターを産生するに必要とされる
エレメントのすべてを含み得る。必要とされるエレメントの数および型は、使用
される特定の宿主細胞および産生される組換えベクターの型に依存する。例えば
、組換えAAVベクターが所望され、そしてその宿主細胞株が、そのゲノムにお
いてrepおよびcapを安定に組み込んだ細胞株である場合、そのキャリアベ
クター(単数または複数)は、以下を含む:1)AAV ITRおよび導入遺伝
子を含む包埋された組換えウイルスゲノム、および2)rAAVの複製およびキ
ャプシド形成のために必要である任意の核酸配列を含み得る。例えば、これらの
ヘルパー機能は、アデノウイルス(Ad)からのE1、E2a、E4ORF6
およびVAIのいずれか1つまたは組合せを含み得る。組換えAAVベクターが
repおよびcapを発現しない宿主細胞株で産生されるべきである場合、その
キャリアベクターまたはベクター(単数または複数)はまた、repおよびca
pをコードするDNA配列を含み得る。
【0022】 あるいは、組換えレトロウイルスが所望される場合、そのキャリアベクターま
たはベクターは以下を含む:1)レトロウイルスLTRまたは異種プロモーター
から駆動される、レトロウイルスLTRおよび目的の導入遺伝子を含む、包埋さ
れた組換えウイルスゲノム、および2)宿主細胞において供給されない、レトロ
ウイルスの複製およびキャプシド形成の機能のためのgag、polおよびen
vの任意の1つまたは組合せをコードするDNA配列。好ましい実施形態におい
て、特定の宿主細胞において組換えウイルスを産生する必要なエレメントのすべ
ては、単一のキャリアベクターにおいて含まれる。なぜなら、宿主細胞によって
供給されないすべての機能を有する、単一のキャリアベクターの使用は、形質導
入の効率を増大させ、そして包埋された組換えウイルスの工業的生産のためによ
り容易に大規模化され得るからである。
【0023】 代替の実施形態において、そのキャリアベクターは、包埋された組換えウイル
スゲノムを含み、そして任意の必要な複製、キャプシド形成および/またはヘル
パーの機能は、ヘルパーウイルスまたはプラスミドによって提供される。
【0024】 包埋される組換えウイルスゲノムは、哺乳動物ウイルスの複製に必要な導入遺
伝子およびDNAエレメントを含み得る。この導入遺伝子は、目的の遺伝子、発
現を調節する調節エレメント、および任意のDNAスペーサ−を含む。この導入
遺伝子には、AAVのITR、レトロウイルスのLTR、またはアデノウイルス
のITRのような、哺乳動物ウイルスの複製のために必要な、DNAエレメント
が隣接する。この組換えウイルスゲノムは、非哺乳動物ウイルス骨格内に包埋さ
れ、必要に応じて、上記に列挙される他のDNA配列の1つ以上が伴い、本発明
のキメラキャリアベクターが生じる。
【0025】 代替の実施形態において、包埋される組換えウイルスゲノムは、導入遺伝子を
含まないが、その組換えウイルスゲノム自体は、点変異または欠失を含む。この
実施形態において、点変異または欠失は、続いて産生される組換えウイルスの複
製を減弱するように機能する。この減弱化される組換えウイルスは、ワクチン摂
取のために有用であり得る任意のウイルスであり得る。これには、以下が挙げら
れるがそれらに限定されない:ピコルナウイルス(例えば、ポリオウイルス);
肝炎ウイルス(例えば、B型肝炎およびC型肝炎のウイルス);風邪適合される
(cold−adapted)RSウイルス(RSV);風邪適合されるインフ
ルエンザウイルス;パラインフルエンザウイルス1型、2型および3型;ならび
にロタウイルス。
【0026】 そのキャリアベクターは、そのネイティブ宿主細胞において複製能を有する。
例えば、バキュロウイルス骨格を使用することで、昆虫細胞において複製能を有
するキメラキャリアベクターを生じる。対照的に、包埋される組換えウイルスゲ
ノム(必要に応じて導入遺伝子を含む)は、切り出され得ず、複製され得ずおよ
びビリオンへとパッケージングされ得ない。なぜなら、そのプロモーターは、昆
虫細胞において不活性であるからである。しかし、一旦そのキメラキャリアベク
ターが、哺乳動物細胞に感染すると、その許容性のネイティブ細胞においてその
キャリアベクターの複製およびパッケージングに必要な、その必須の遺伝子産物
はもはや発現されない。従って、そのキャリアベクターは、哺乳動物細胞におい
て複製されず、そしてその代わりにその哺乳動物細胞内に一過的に存在する。
【0027】 対照的に、一旦そのキャリアベクターが哺乳動物細胞に感染すると、その包埋
される組換えウイルスゲノムおよび他の哺乳動物DNA配列を制御するキャリア
ベクター内のその哺乳動物調節配列が活性化され、その結果、その組換えウイル
スゲノムは、そのキャリアベクターから切除され得、そして複製され得る。その
組換えウイルスのキャプシドを形成するキャプシドタンパク質が発現され、その
結果、その組換えウイルスゲノムがキャプシド形成される。このことにより、感
染性組換えウイルスが生じる。この組換えウイルスは、本質的に、キャリアベク
ターを含まない。なぜなら、そのキャリアベクターは、哺乳動物細胞において複
製されないからである。
【0028】 好ましい実施形態において、その組換えウイルスは、複製欠損である。なぜな
ら、その新たに形成されたビリオンには複製機能もヘルパー機能も存在しないか
らである。すなわち、その組換えウイルスは、ネイティブウイルスゲノムのコー
ド領域の部分またはすべてを欠く。組換えウイルスがヘルパー依存性である本発
明の実施形態(例えば、rAAV)において、その組換えウイルスは、機能的な
複製およびキャプシド形成機能の両方を欠く。その組換えウイルスがヘルパー依
存性ではない本発明の実施形態において、その組換えウイルスは、機能的複製を
コードする領域または他の必須の遺伝子を欠く。
【0029】 ヘルパー機能が組換えウイルス産生に必要である場合、キャリアベクターが必
要なヘルパー機能を含むときに、ヘルパーウイルスの同時感染および続いての産
生を必要とすることなく組換えウイルスが産生され得る。従って、本発明は、ヘ
ルパーウイルスの非存在下で目的の特定の組換えウイルスの実質的に純粋かつ本
質的に均質の調製物の溶解物を得る。
【0030】 従って、本発明は、組換えウイルスを製造するための現在の方法よりも多くの
利点を有する。これらの利点としては以下が挙げられる:(1)非哺乳動物ウイ
ルス骨格は、組換えウイルス産生の効率を犠牲にすることなく大きなDNA配列
の挿入を可能にする;(2)哺乳動物細胞にとって通常毒性である配列(例えば
、AAV rep、VSV−G、レトロウイルスエンベロープタンパク質、真核
生物調節タンパク質など)は、非哺乳動物キャリアベクターの非哺乳動物宿主細
胞においてそれらの哺乳動物調節配列から実質的な量で発現されず、そして従っ
て、非哺乳動物宿主細胞においてその複製の経過の間非哺乳動物キャリアベクタ
ーによって寛容され得る;(3)非哺乳動物ウイルスは、哺乳動物細胞において
複製せず、最終の真核生物ベクターストックに非哺乳動物キャリアベクターが汚
染することを除外する;(4)いくつかの実施形態において、ヘルパーウイルス
は必要ではなく、その結果、最終組換えウイルス調製物は、ヘルパーウイルスを
本質的に有しない;(5)相同または非相同の組換えに起因して野生型ウイルス
産生の頻度が最小限化される;そして(6)本発明の方法は、それら自身が複製
欠損である組換えウイルスの大規模産生に特に適切である。さらに、非哺乳動物
ウイルスは、哺乳動物細胞に対して通常病原性でなく、無血清培地において増殖
し得、そして高力価へと増殖し得る。本発明の他の特徴および利点は、以下の図
面、本明細書において記載される本発明の説明およびその好ましい実施形態、お
よび実施例から明らかである。
【0031】 1つの実施形態において、本発明は、複製欠損組換えウイルスベクターを産生
することが必要であるエレメントを含有する非哺乳動物キャリアベクターを含む
。好ましい実施形態において、非哺乳動物キャリアベクターは、複製欠損組換え
ウイルスベクターを産生することが必要であるエレメントを全て含む。さらによ
り好ましい実施形態において、単一の哺乳動物キャリアベクターは、複製欠損組
換えウイルスベクターを産生するのに必要なエレメントを全て含む。別の好まし
い実施形態において、その非哺乳動物キャリアベクターはバキュロウイルスであ
る。
【0032】 別の実施形態において、本発明は、ヘルパーウイルスも他の汚染ウイルスも含
まない、複製欠損組換えウイルスベクター溶解物およびストックを産生する方法
を包含する。好ましい実施形態において、この方法は、組換えウイルスベクター
の工業的生産のために容易に大規模化される方法である。別の好ましい実施形態
において、この方法は、高力価の組換えウイルスベクターの溶解物およびストッ
クが得られる方法である。
【0033】 別の実施形態において、本発明は、減弱化された複製適合組換えウイルスおよ
びヘルパーウイルスも他の汚染ウイルスも含まないそのようなウイルスを産生す
る方法を包含する。好ましい実施形態において、これらの減弱化され、複製適合
のウイルスは、免疫のために使用され得る。
【0034】 (発明の詳細な説明) (定義および一般的な技術) そうでないと定義されない限り、本明細書において使用されるすべての技術お
よび科学的な用語は、本発明が属する分野の当業者によって通常理解されるのと
同じ意味を有する。本発明の実施では、そうでないと示されない限り、化学、分
子生物学、微生物学、組換えDNA、遺伝学、ウイルス学および免疫学の通常の
技術が使用される。以下を参照のこと:例えば、Sambrook et al
.,1989,Ausubel et al.,1992,Harlow et
al.1989(これらは、本明細書において参考として援用される)。
【0035】 「組換えウイルスゲノム」は、ウイルスゲノムのすべてまたは部分を含む。こ
こで、そのウイルスゲノムは、野生型であってもよく、点変異もしくは欠失を含
んでいてもよく、そして必要に応じて、発現制御配列に作動可能に連結される導
入遺伝子を含む。1つの実施形態において、この導入遺伝子には、隣接エレメン
トが隣接する。本発明の組換えウイルスゲノムは、そのキャリアベクターのゲノ
ム内に包埋され、そしてそれは最終的に組換えウイルスへとパッケージングされ
る。
【0036】 「組換えウイルス」とは、上記の組換えウイルスゲノムに由来するウイルスで
ある。組換えウイルスは、導入遺伝子を含み得、導入遺伝子を含まない、減弱化
され、複製適合のウイルスを含み得、1つ以上の点変異を含む複製適合ウイルス
であり得、あるいは1つ以上の点変異もしくはゲノム欠失またはそれらの組合せ
を有する複製欠失ウイルスであり得る。導入遺伝子を含む組換えウイルスは、哺
乳動物細胞を形質導入し得、そしてその導入遺伝子をそれに送達し得る。
【0037】 「隣接エレメント(flanking element)」または「隣接核酸
」とは、導入遺伝子が隣接する位置に配置される場合、組換えウイルスへのその
導入遺伝子のパッケージングを可能にする、一般に哺乳動物ウイルスに由来する
核酸配列である。隣接エレメントは、組換えウイルスのパッケージングを容易に
する哺乳動物ウイルスに由来する天然に存在する隣接エレメントであり得るか、
または同じもしくは類似のパッケージング機能を有する、人工の核酸エレメント
(例えば、隣接エレメントの変異された配列)であり得る。隣接エレメントとし
ては以下が挙げられるがそれらに限定されない:AAVまたはAdの反転末端反
復(ITR)、レトロウイルスの長末端反復(LTR)、単純ヘルペスウイルス
(HSV)の「α」またはパッケージング配列、ならびに当該分野において公知
の他のウイルスに由来するパッケージングのために必要な他の任意の配列。
【0038】 「導入遺伝子」とは、哺乳動物細胞に送達または移入されるべき核酸配列であ
る。導入遺伝子は、マーカー、レポーターまたは治療分子として有用である、タ
ンパク質、ペプチドまたはポリペプチドをコードし得る。導入遺伝子はまた、タ
ンパク質産生、診断アッセイのため、あるいはインビトロまたはインビボで一過
性もしくは安定な任意の遺伝子移入のために有用である、タンパク質、ポリペプ
チドまたはペプチドをコードし得る。あるいは、導入遺伝子は、タンパク質をコ
ードしなくてもよいが、むしろそれと相補的な核酸の複製、転写もしくは翻訳を
阻害するため、または分解について相補的なmRNAを標的化するための、アン
チセンス分子、リボザイムまたは他の調節核酸として使用され得る。
【0039】 「発現制御配列」とは、目的の遺伝子に作動可能に連結されることによって遺
伝子の発現を調節する核酸配列である。「作動可能に連結される(た)」配列と
は、目的の遺伝子と連続的である発現制御配列、およびトランスまたはある距離
で目的の遺伝子を制御するように作用する発現制御配列の両方を包含する。発現
制御配列は、以下を含む:適切な転写開始配列、終結配列、プロモーター配列お
よびエンハンサー配列;効率的なRNAプロセシングシグナル(例えば、スプラ
イシングシグナルおよびポリアデニル化シグナル);細胞質mRNAを安定化す
る配列;翻訳効率を増強する配列(すなわち、Kozakコンセンサス配列);
タンパク質安定性を増強する配列;ならびに所望の場合、タンパク質分泌を増強
する配列。
【0040】 本明細書において使用される「キャリアベクター」とは、非哺乳動物ウイルス
核酸骨格、ならびに哺乳動物供給源、哺乳動物ウイルス供給源、非哺乳動物供給
源および非哺乳動物ウイルス供給源に由来する核酸配列を含む核酸分子を意味す
る。非哺乳動物ウイルス核酸骨格は、広汎で種々の供給源から選択され得る。例
えば、以下を参照のこと:米国特許第5,731,182号の表1(この特許は
、本明細書に擱いて参考として援用される)。非哺乳動物ウイルス核酸骨格は、
非哺乳動物細胞へキャリアベクター核酸をトランスフェクトする際に、そのキャ
リアベクターへと挿入される核酸配列を含む、パッケージングされたキャリアウ
イルスを産生するに十分である。
【0041】 「キャリアウイルス」とは、哺乳動物細胞に結合し得、そしてそのキャリアベ
クターのゲノムをその細胞の核へと送達し得る、キャプシド形成されたキャリア
ベクターである。
【0042】 本明細書において使用される「リガンド核酸」とは、本発明のキャリアウイル
スを哺乳動物細胞へと結合させ、そして侵入させることを可能にするタンパク質
をコードする核酸を意味する。そのタンパク質をコードする核酸は、そのリガン
ドをコードする核酸の発現を調節する発現制御配列に作動可能に連結され得る。
【0043】 「ヘルパー機能核酸」とは、1つ以上のタンパク質、ペプチドまたはポリペプ
チドをコードするか、またはRNAに転写される、1つ以上の核酸配列であり、
ここで、その1つ以上のタンパク質、ペプチド、ポリペプチドまたはRNAは、
組換えウイルスの産生のために特定のウイルスによって必要とされる。その配列
は、天然に存在するヘルパー機能であり得るか、または変異されたかもしくは変
更されたがそのそれぞれのヘルパー機能を保持する配列であり得る。この配列は
、ヘルパーウイルスに由来し得るか、または組換えウイルスの産生のためのヘル
パー機能として作用する非ウイルスタンパク質をコードする、天然に存在するか
もしくは人工の核酸配列であり得る。RNAに転写されるか、またはタンパク質
、ポリペプチドもしくはペプチドをコードする核酸配列は、ヘルパー機能をコー
ドする核酸の発現を調節する発現制御配列に作動可能に連結され得る。
【0044】 「複製および/またはキャプシド形成核酸」とは、組換えウイルスの複製およ
びキャプシド形成に必要なタンパク質またはポリペプチドをコードする、核酸配
列(単数または複数)である。この配列は、天然に存在する複製またはキャプシ
ド形成の配列であり得るか、あるいは変異されもしくは変更されたが、複製もし
くはキャプシド形成のそれらのそれぞれの機能を保持する配列であり得る。その
タンパク質をコードするその核酸配列は、複製およびキャプシド形成の配列をコ
ードする核酸の発現を調節する発現制御配列に作動可能に連結され得る。
【0045】 「レプリコン」とは、エピソーム性複製起源であり、そして核酸複製を開始す
るそれらの必要なタンパク質(またはこれらのタンパク質をコードするDNA)
である。
【0046】 (キャリアベクター) 本発明のキャリアベクターは、非哺乳動物ウイルスの核酸に由来するキメラベ
クター骨格である。このキャリアベクターは、適切な非哺乳動物宿主細胞で複製
およびキャプシド形成され得るに十分なベクター配列を含む。そのキャリアベク
ターはまた、以下の挿入物のうち1つ以上を含む:包埋された組換えウイルスゲ
ノム;哺乳動物細胞と相互作用し得るタンパク質の発現を提供するリガンド核酸
;組換えウイルスを複製およびキャプシド形成するために必要な複製および/ま
たはキャプシド形成核酸;ならびにヘルパーウイルス機能核酸。
【0047】 好ましい実施形態において、そのキャリアベクターは、非哺乳動物ウイルスゲ
ノム骨格内に包埋される組換えウイルスゲノムを含む。この組換えウイルスゲノ
ムは、発現調節配列に関連する導入遺伝子を含み得る。ここで、その導入遺伝子
および調節配列は、哺乳動物ウイルスの隣接するエレメントに囲まれる。あるい
は、その組換えウイルスゲノムは、導入遺伝子を含まないが、その配列において
欠失もしくは点変異を含み、その結果、それは、減弱化された複製能のある組換
えウイルス、または複製欠損組換えウイルスを産生する他の欠失もしくは点変異
を産生する。
【0048】 より好ましい実施形態において、そのキャリアベクターは、包埋される組換え
ウイルスゲノムおよび以下のいずれかまたはその両方を含む:1)複製および/
またはキャプシド形成をコードする核酸配列、ならびに2)ヘルパー機能をコー
ドする核酸配列。本発明のさらにより好ましい実施形態において、そのキャリア
ベクターは、哺乳動物細胞と相互作用し得るタンパク質の発現を提供するリガン
ド核酸をさらに含む。別の好ましい実施形態において、そのリガンド核酸は、特
定の哺乳動物細胞レセプターに結合し得るタンパク質をコードする。
【0049】 最も好ましい実施形態において、そのキャリアベクターは、包埋される組換え
ウイルスゲノム、および哺乳動物細胞における組換えウイルスの産生に必要なそ
れらの核酸挿入物の全てを含む。例えば、そのキャリアベクターを含むそのキャ
リアウイルスが組換えAAVウイルスについて複製およびキャプシド形成のタン
パク質を発現する細胞株に感染するために使用されるべき場合(例えば、米国特
許第5,658,785号に記載されるA64細胞株、およびPCT US98
/19463に記載されるB50細胞株)、そのキャリアベクターは、包埋され
る組換えウイルスゲノムおよびヘルパー機能、ならびに必要に応じてそのリガン
ド核酸を含む。あるいは、キャリアウイルスが組換えAAVウイルスについてヘ
ルパー機能を発現する細胞株に感染するために使用されるべき場合(例えば、E
1を発現する293細胞株)、そのキャリアベクターは、包埋される組換えウイ
ルスゲノム、AAVについての複製およびキャプシド形成核酸(repおよびc
ap)、ならびにE1に加えて必要されるヘルパー機能(例えば、E2a、E4
ORF6およびVAI RNA)、ならびに必要に応じてそのリガンド核酸を含
む。
【0050】 そのキャリアウイルスが、ヘルパー機能を必要としない組換えレトロウイルス
を産生するために使用されるべき場合、そのキャリアベクターは、包埋される組
換えレトロウイルスウイルスゲノムならびにその複製およびキャプシド形成につ
いて必要とされる核酸(例えば、gag、polおよびenv)、ならびに必要
に応じてそのレトロウイルスがレンチウイルスである場合、調節または補助タン
パク質をコードする核酸(例えば、tat、rev、nef、vpr、vpu)
の1つ以上を含む。そのキャリアウイルスがgag、polおよびenvまたは
レンチウイルスの場合の上記の他の機能を発現する細胞株において、組換えレト
ロウイルスを産生するために使用されるべき場合、そのキャリアウイルスは、包
埋される組換えレトロウイルスゲノムおよび必要に応じてリガンド核酸のみを含
むことが必要である。同様に、そのキャリアウイルスが、組換えアデノウイルス
を産生するために使用されるべき場合、そのキャリアベクターは、包埋される組
換えアデノウイルスゲノムおよびその複製およびキャプシド形成のために必要と
される核酸配列を含む。その組換えアデノウイルスゲノムの複製およびキャプシ
ド形成のために必要とされる核酸配列の型は、組換えアデノウイルスゲノムから
欠失されるアデノウイルス遺伝子、およびキャリアウイルスが感染する哺乳動物
細胞株が任意のアデノウイルス遺伝子を発現する(例えば、293細胞がE1を
発現する)かどうかに依存する。任意のキャリアベクターゲノムハイブリダイゼ
ーション、哺乳動物のキャリアウイルスによる感染を増大させるリガンド核酸を
必要に応じて含み得る。
【0051】 包埋される組換えウイルスゲノムおよび他の核酸挿入物は、別個のキャリアベ
クターに保有され得るが、最も好ましい実施形態において、包埋される組換えウ
イルスゲノムおよび全ての他の所望の核酸挿入物は、単一のキャリアベクター上
に保有される。単一のキャリアベクターの利点は、その哺乳動物宿主細胞のその
キャリアウイルスによる単一の感染のみが組換えウイルスを産生するために必要
とされることである。
【0052】 本発明の別の実施形態において、そのキャリアベクターが哺乳動物細胞におい
て複製することができないことは、そのキャリアベクターに対して哺乳動物レプ
リコンを供給することによって克服される。レプリコンの提供は、そのキャリア
ベクターによって感染される哺乳動物細胞が、増殖しかつ分裂する哺乳動物細胞
の集団のすべてで染色体外でキャリアベクターの十分なコピー数を維持すること
を確実にする。
【0053】 この説明に基づいて、キャリアベクターの他の実施形態は、当業者に容易に明
白である。
【0054】 (非哺乳動物ウイルス骨格) そのキメラキャリアベクターは、非哺乳動物ウイルス骨格から構築される。そ
の骨格は、非哺乳動物ウイルスのゲノム全体である必要はないが、非哺乳動物宿
主における複製に必要なゲノムのその部分のみであり得る。好ましくは、そのベ
クター骨格は、無脊椎動物ウイルスに由来する。米国特許第5,731,182
号の表1は、キメラベクターの骨格を形成するために使用され得るウイルスのい
くつかの例を列挙する。その配列は、Genbankのような種々の供給源から
利用可能である。好ましい実施形態において、無脊椎動物DNAウイルスは、バ
キュロウイルスである。より好ましい実施形態において、バキュロウイルスは、
グラニュロウイルスまたは核多角体ウイルスである。さらにより好ましい実施形
態において、非哺乳動物ウイルス骨格は、バキュロウイルスオートグラファ核多
角体ウイルス(AcNPV)に由来する。例えば、以下を参照のこと:GenB
ank Accession No.L22858。
【0055】 好ましい実施形態において、その非哺乳動物ウイルス骨格は、その通常の宿主
細胞において複製を行ない得なければならないが、哺乳動物細胞において複製を
行ない得ない。例えば、本明細書において例示されるそのバキュロウイルス骨格
は、昆虫細胞においてのみ複製する。
【0056】 (包埋される組換えウイルスゲノム) 本発明の方法は、高力価の組換えウイルス(すなわち、哺乳動物細胞を標的に
するために送達されるようにそこに挿入される導入遺伝子を有する組換えウイル
ス、または導入遺伝子を有しないがむしろウイルス遺伝子において変異もしくは
欠失を有し、そしてワクチンとして使用されるべき組換えウイルス(例えば、減
弱化されおよび複製能のある組換えウイルスまたは複製欠損変異体ウイルス))
の大規模産生を可能にする。その組換えウイルスは、哺乳動物細胞に導入遺伝子
を送達するために使用するため、またはワクチンとして使用するための、任意の
目的のウイルスであり得る。導入遺伝子の送達のための好ましい組換えウイルス
は、アデノウイルス、レトロウイルス、アデノ随伴ウイルス、ヘルペスウイルス
アンプリコン、およびB型肝炎ウイルスを包含する。
【0057】 導入遺伝子を含む組換えウイルスを製造するために、本発明の方法は、所望の
導入遺伝子で開始し、次いで、適切な発現調節配列(ERS)(例えば、プロモ
ーター、エンハンサー、ポリアデニル化部位)と導入遺伝子とを会合させ、次い
でこのERS導入遺伝子構築物を、そこに通常見出される遺伝子の代わりに、製
造されるべきウイルスのパッケージングエレメントの間に挿入する。置換の長さ
が置換されるべきものよりも短く、そしてそのより短い長さが適切なパッケージ
ングに対して障害を提示する場合、必要に応じてスペーサーまたは「スタファー
」(stuffer)配列が、パッケージングのための適切な長さを維持するた
めに挿入され得る。隣接エレメントによって囲まれて構築されるERS導入遺伝
子の構築物全体は、本発明の組換えウイルスのゲノムであり、次いでこれは、そ
のキャリアベクターのゲノム内へと包埋され、その点でそれは、包埋された組換
えウイルスゲノムとして存在する。これらのエレメントの各々は、以下に詳述さ
れる。
【0058】 (導入遺伝子) 導入遺伝子配列の組成は、得られる組換えウイルスのための意図される使用に
依存する。例えば、導入遺伝子配列の1つの型は、レポーターまたはマーカーの
配列を含み、これは、発現の際に、検出可能なシグナルを生成する。そのような
レポーターまたはマーカーの配列としては、以下をコードするDNA配列が挙げ
られるがそれらに限定されない:E.coliβラクタマーゼ、βガラクトシダ
ーゼ(LacZ)、アルカリホスファターゼ、HSVチミジンキナーゼ、グリー
ン蛍光タンパク質(GFP)、細菌クロラムフェニコールアセチルトランスフェ
ラーゼ(CAT)、ホタルルシフェラーゼ、真核生物膜結合タンパク質(例えば
、CD2、CD4、CD8、インフルエンザ赤血球凝集素タンパク質、ならびに
それらに指向される高親和性抗体が存在するか、または慣用的に作製され得る当
該分野において周知の他のものを含む)、ならびにとりわけ赤血球凝集素または
myc由来の抗原タグドメインに適切に融合される膜結合タンパク質を含む融合
タンパク質。
【0059】 調節エレメントと会合するときその発現を駆動するこれらの配列は、酵素、X
線撮影、比色、蛍光または他の分光法のアッセイ、蛍光活性化細胞選別アッセイ
および免疫学的アッセイ(ELISA、RIAおよび免疫組織化学)を含む、従
来の手段によって検出可能な信号を提供する。例えば、その導入遺伝子がLac
Z遺伝子である場合、組換えウイルスの存在は、β−ガラクトシダーゼ活性につ
いてのアッセイによって検出される。同様に、その導入遺伝子がルシフェラーゼ
である場合、その組換えウイルス遺伝子発現は、ルミノメータにおいて光生成に
よって測定され得る。
【0060】 しかし、所望である場合、その導入遺伝子は、この方法によって生成される組
換えウイルスを介して細胞または動物へと送達され得る非マーカー遺伝子である
。その導入遺伝子は、生物学および医学において有用な広汎で種々の遺伝子産物
(タンパク質、アンチセンス核酸(例えば、RNA)、または触媒RNA)から
選択され得る。本発明を使用して、遺伝子欠損を矯正または改善し得る。ここで
、正常な遺伝子は発現されるが、正常レベル未満で発現される。そしてまた、本
発明を使用して遺伝子欠損を矯正または改善し得る。ここで、機能的な遺伝子産
物は発現されない。導入遺伝子配列の好ましい型は、治療遺伝子であり、これは
、宿主細胞内で所望の矯正遺伝子産物を発現する。これらの治療核酸配列は、代
表的には、発現の際に、遺伝性または非遺伝性の遺伝子欠損を矯正し得、補完し
得または補償し得、あるいは後天性の障害または疾患を処置し得る、産物をコー
ドする。しかし、選択される導入遺伝子は、研究にとって所望される任意の産物
をコードし得る。その導入遺伝子配列の選択は、本発明の限定ではない。導入遺
伝子配列の選択は、本願の教示に従って、当業者の技術常識内である。
【0061】 本発明はまた、複数サブユニットタンパク質によって生じる遺伝子欠損を矯正
または改善するために使用され得る、組換えウイルスおよびその組成物を産生す
る方法を包含する。特定の状況において、異なる導入遺伝子を使用して、そのタ
ンパク質の各々のサブユニットをコードし得る。これは、そのタンパク質サブユ
ニットをコードするDNAの大きさが大きな場合(例えば、免疫グロブリンまた
は血小板由来増殖因子レセプターについて)に所望され得る。細胞が複数サブユ
ニットタンパク質を生成するために、細胞は、異なるサブユニットの各々を発現
する組換えウイルスに感染される。
【0062】 あるいは、およびより好ましくは、タンパク質の異なるサブユニットは、同じ
導入遺伝子によってコードされ得る。この場合、単一の導入遺伝子は、そのサブ
ユニットの各々をコードするDNAを含み、各々のサブユニットについてDNA
は、内部リボゾーム進入部位(IRES)によって分離される。IRESの使用
は、複数遺伝子またはポリシストロン性mRNAの作製を可能にする。IRES
エレメントは、5’メチル化cap依存性翻訳のリボゾームスキャニングモデル
を回避し得、そして内部部位で翻訳を開始し得る(Pelletier and
Sonenberg,1988)。ピコルナウイルス科(ポリオウイルスおよ
び脳心筋炎)の2つのメンバーに由来するIRESエレメントが記載されている
(Pelletier and Sonenberg,1988)。同様に、哺
乳動物mRNAに由来するIRESもまた記載されている(Macejak a
nd Sarnow,1991)。IRESエレメントは、異種オープンリーデ
ィングフレームに連結され得る。IRESエレメントにより、各々のオープンリ
ーディングフレームは、効率よい翻訳のためにリボソームにアクセス可能である
。従って、複数の遺伝子は、単一のプロモーター/エンハンサーを用いて発現さ
れて、単一のメッセンジャーを転写し得る。これは、そのサブユニットの各々を
コードするDNAの大きさが十分に小さくそのサブユニットをコードするDNA
およびIRESの合計がそのウイルスが包含し得るDNA挿入物の最大の大きさ
を超えない場合に好ましい。例えば、rAAVについて、挿入物の大きさは、お
よそ4.8キロベースよりも小さくあり得る。しかし、そのヘルパー機能の全て
を欠くアデノウイルスについて、その挿入物の大きさは、およそ28キロベース
である。
【0063】 有用な遺伝子産物は、ホルモン、増殖因子および分化因子を包含し、これらと
しては、以下が挙げられるがそれらに限定されない:インスリン、グルカゴン、
成長ホルモン(GH)、副甲状腺ホルモン(PTH)、カルシトニン、成長ホル
モン放出因子(GRF)、甲状腺刺激ホルモン(TSH)、副腎皮質刺激ホルモ
ン(ACTH)、プロラクチン、メラトニン、バソプレッシン、β−エンドルフ
ィン、met−エンケファリン、leu−エンケファリン、プロラクチン放出因
子、プロラクチン阻害因子、副腎皮質刺激ホルモン放出ホルモン、甲状腺刺激ホ
ルモン放出ホルモン(TRH)、卵胞刺激ホルモン(FSH)、黄体形成ホルモ
ン(LH)、絨毛膜性ゴナドトロピン(CG)、血管内皮増殖因子(VEGF)
、アンギオポイエチン、アンギオスタチン、エンドスタチン、顆粒球コロニー刺
激因子(GCSF)、エリスロポエチン(EPO)、結合組織増殖因子(CTG
F)、塩基性線維芽細胞増殖因子(bFGF)、bFGF2、酸性線維芽細胞増
殖因子(aFGF)、上皮増殖因子(EGF)、トランスフォーミング増殖因子
a(TGFa)、血小板由来増殖因子(PDGF)、インスリン様増殖因子Iお
よびII(IGF−IおよびIGF−II)、TGFβを含むトランスフォーミ
ング増殖因子β(TGFβ)スーパーファミリーのいずれか1つ、アクチビン、
インヒビン、または骨形態形成タンパク質(BMP)のいずれか1つ(BMP
1−15)、ヘレグリン/ニューレグリン/ARIA/neu分化因子(NDF
)増殖因子ファミリーのいずれか1つ、神経増殖因子(NGF)、脳由来神経栄
養性因子(BDNF)、ニューロトロフィンNT−3、NT−4/5およびNT
−6、毛様体神経栄養性因子(CNTF)、神経膠細胞株由来神経栄養性因子(
GDNF)、ニュルトゥイン(neurtuin)、ペルセフィン(perse
phin)、アグリン(agrin)、セマフォリン/コラプシンのファミリー
のいずれか1つ、ネトリン−1およびネトリン−2、肝細胞増殖因子(HGF)
、エフリン、ノギン(noggin)、ソニックヘッジホッグ(sonic h
edgehog)およびチロシンヒドロキシラーゼ。
【0064】 他の有用な遺伝子産物としては、以下が挙げられるがそれらに限定されない、
免疫系を調節するタンパク質が挙げられる:サイトカインおよびリンホカイン(
例えば、トロンボポエチン(TPO)、インターロイキン(IL)(IL−lα
、IL−lβ、IL−2、IL−3、IL−4、IL−5、IL−6、IL−7
、IL−8、IL−9、IL−10、IL−11、IL−12、IL−13、I
L−14、IL−15、IL−16、およびIL−17))、単球化学誘引性タ
ンパク質(MCP−1)、白血病阻害因子(LIF)、顆粒球マクロファージコ
ロニー刺激因子(GM−CSF)、顆粒球コロニー刺激因子(G−CSF)、単
球コロニー刺激因子(M−CSF)、Fasリガンド、腫瘍壊死因子αおよびβ
(TNFαおよびTNFβ)、インターフェロン(IFN)IFN−α、IFN
−βおよびIFN−γ、幹細胞因子、flk−2/flt3リガンド。免疫系に
よって産生される遺伝子産物もまた、本発明に包含される。これらとしては、以
下が挙げられるがそれらに限定されない:免疫グロブリンIgG、IgM、Ig
A、IgDおよびIgE、キメラ免疫グロブリン、ヒト化抗体、単鎖抗体、T細
胞レセプター、キメラT細胞レセプター、単鎖T細胞レセプター、クラスIおよ
びクラスIIのMHC分子、ならびに操作されたMHC分子(単鎖MHC分子を
含む)。有用な遺伝子産物としてはまた、補体調節タンパク質(例えば、膜補因
子タンパク質(MCP)、崩壊促進因子(DAF)、CR1、CR2およびCD
59が挙げられる。
【0065】 なお他の有用な遺伝子産物としては、以下が挙げられる:ホルモン、増殖因子
、サイトカイン、リンホカイン、調節タンパク質および免疫系タンパク質につい
てのレセプターの任意の1つ。そのようなレセプターの例としては、とりわけ以
下が挙げられる:flt−1、flk−l、TIE−2、trkファミリーのレ
セプター(例えば、TrkA、MuSK、Eph、PDGFレセプター、EGF
レセプター、HER2、インスリンレセプター、IGF−1レセプター、FGF
ファミリーのレセプター、TGFβレセプター、インターロイキンレセプター、
インターフェロンレセプター、セロトニンレセプター、αアドレナリン作動性レ
セプター、βアドレナリン作動性レセプター、GDNFレセプター、p75ニュ
ーロトロフィンレセプター。本発明は、細胞外マトリクスタンパク質についての
レセプター(例えば、インテグリン)、膜貫通結合タンパク質についての対向レ
セプター(例えば、細胞間接着分子(ICAM−1、ICAM−2、ICAM−
3およびICAM−4))、血管細胞接着分子(VCAM)、ならびにセレクチ
ン、E−セレクチン、P−セレクチンおよびL−セレクチンを包含する。本発明
は、コレステロール調節のためのレセプターを包含する。これには、LDLレセ
プター、HDLレセプター、VLDLレセプター、およびスカベンジャーレセプ
ターが含まれる。本発明は、これらのレセプターについてのアポリポタンパク質
リガンド(ApoAI、ApoAIVおよびApoEを含む)を包含する。本発
明はまた、ステロイドホルモンレセプタースーパーファミリーのような遺伝子産
物包含する。これには、グルココルチコイドレセプターおよびエストロゲンレセ
プター、ビタミンDレセプターおよび他の核レセプターが含まれる。さらに、有
用な遺伝子産物としては、以下が挙げられる:抗細菌性ペプチド(例えば、デフ
ェンシンおよびマガイニン(maginin))、転写因子(例えば、jun、
fos、max、mad、血清応答因子(SRF)、AP−1、AP−2、my
b、MRG1、CREM、Alx4、FREAC1、NF−κB、ロイシンジッ
パーファミリーのメンバー、C2H4ジンクフィンガータンパク質(Zif26
8を含む、EGR1、EGR2、C6ジンクフィンガータンパク質)(グルココ
ルチコイドレセプターおよびエストロゲンレセプターを含む)、POUドメイン
タンパク質(Pitlに例示される)、ホモドメインタンパク質(HOX−1を
含む)、塩基性へリックス−ループ−へリックスタンパク質(myc、MyoD
およびミオゲニンを含む)、ETS−ボックス含有タンパク質、TFE3、E2
F、ATF1、ATF2、ATF3、ATF4、ZF5、NFAT、CREB、
HNF−4、C/EBP、SP1、CCAATボックス結合タンパク質、インタ
ーフェロン調節因子1(IRF−1)、ウィルムス腫瘍タンパク質、ETS結合
タンパク質、STAT、GATA−ボックス結合タンパク質(例えば、GATA
−3)、ならびにフォークヘッドファミリーのウイング付きへリックスタンパク
質。
【0066】 他の有用な遺伝子産物としては、以下が挙げられる:カルバモイルシンセター
ゼI、オルニチントランスカルバミラーゼ、アルギノスクシネートシンセターゼ
、アルギノスクシネートリアーゼ、アルギナーゼ、フマリルアセトアセテートヒ
ドロラーゼ、フェニルアラニンヒドロキシラーゼ、α−1アンチトリプシン、グ
ルコース−6−ホスファターゼ、ポルホビリノーゲンデアミナーゼ、第VII因
子、第VIII因子、第IX因子、第II因子、第V因子、第X因子、第XII
因子、第XI因子、フォンビルブラント因子、スーパーオキシドジスムターゼ、
グルタチオンペルオキシダーゼおよびグルタチオンレダクターゼ、ヘムオキシゲ
ナーゼ、アンギオテンシン変換酵素、エンドセリン−2、心房ナトリウム利尿性
ペプチド、プロウロキナーゼ、ウロキナーゼ、プラスミノゲンアクチベーター、
ヘパリン補因子II、活性化プロテインC(第V因子Leiden)、プロテイ
ンC、アンチトロンビン、シスタチオンβシンターゼ、分岐鎖ケト酸デカルボキ
シラーゼ、アルブミン、イソバレリルCoAデヒドロゲナーゼ、プロピオニルC
oAカルボキシラーゼ、メチルマロニルCoAムターゼ、グルタリルCoAデヒ
ドロゲナーゼ、インスリン、βグルコシダーゼ、ピルビン酸カルボキシラーゼ、
肝臓ホスホリラーゼ、ホスホリラーゼキナーゼ、グリシンデカルボキシラーゼ(
P−タンパク質とも称される)、Hタンパク質、Tタンパク質、メンケス病タン
パク質、腫瘍サプレッサー(例えば、p53)、嚢胞性線維症膜貫通レギュレー
ター(CFTR)、ウィルソン病遺伝子PWDの産物、Cu/Znスーパーオキ
シドジスムターゼ、芳香族アミノ酸デカルボキシラーゼ、チロシンヒドロキシラ
ーゼ、アセチルコリンシンセターゼ、プロホルモンコンバターゼ、プロテアーゼ
インヒビター、ラクターゼ、リパーゼ、トリプシン、胃腸酵素(キモトリプシン
を含む)、ならびにペプシン、アデノシンデアミナーゼ、α1アンチトリプシン
、メタロプロテイナーゼの組織インヒビター(TIMP)、GLUT−1、GL
UT−2、トレハロースホスフェートシンターゼ、ヘキソキナーゼI、IIおよ
びIII、グルコキナーゼ、コラーゲンの個々の鎖または型の任意の1つ以上、
エラスチン、フィブロネクチン、トロンボスポンジン、ビトロネクチンおよびテ
ネイシン、ならびに自殺遺伝子(例えば、チミジンキナーゼおよびシトシンデア
ミナーゼ)。
【0067】 他の有用な導入遺伝子としては、以下が挙げられる:天然に存在しないポリペ
プチド(例えば、キメラまたはハイブリッドのポリペプチド、または挿入、欠失
、またはアミノ酸置換を含む天然に存在しないアミノ酸配列を有するポリペプチ
ド)。例えば、操作された単鎖免疫グロブリンは、特定の免疫無防備状態の患者
において有用であり得る。他の有用なタンパク質は、それらの膜貫通ドメインお
よび細胞質ドメインを欠く短縮型レセプターを含む。これらの短縮型レセプター
の機能を使用して、それらのそれぞれのリガンドを、そのレセプターによる同時
性のシグナル伝達なしにそれらに結合することによって、アンタゴナイズし得る
。他の型の天然に存在しない遺伝子配列としては、アンチセンス分子および触媒
核酸(例えば、リボザイム)が挙げられる。これは、遺伝子の過剰発現を減少す
るために使用され得る。
【0068】 他の有用な導入遺伝子としては、免疫応答を生成し得る抗原性ペプチドをコー
ドするものが挙げられる。これらの導入遺伝子を含む組換えベクターは、遺伝免
疫のために使用され得る。有用な導入遺伝子としては、以下に特異的なペプチド
をコードする導入遺伝子が挙げられる:エプスタイン−バーウイルス;HIV;
サル免疫不全ウイルス(SIV);ヒトT細胞白血病ウイルスIおよびII(H
TLV−IおよびHTLV−II);A型肝炎、B型肝炎、C型肝炎、D型肝炎
およびE型肝炎;仮性狂犬病ウイルス;狂犬病ウイルス;サイトメガロウイルス
;RSウイルス;パラインフルエンザウイルス1型〜4型;流行性耳下腺炎ウイ
ルス;風疹ウイルス;ポリオウイルス;麻疹ウイルス;インフルエンザウイルス
A型、B型およびC型;ロタウイルス;単純ヘルペスウイルス1型および2型;
水痘帯状疱疹ウイルス;ヒトヘルペスウイルス6型;ハンタウイルス;アデノウ
イルス;chlamydia pneumoniae;chlamydia t
rachomatis;mycobacterium pneumoniae、
mycoplasma tuberculosis;不定型マイコバクテリア;
ネコ白血病ウイルス;ネコ免疫不全ウイルス;ウシ免疫不全ウイルス;ウマ感染
性貧血ウイルス;ヤギ関節炎脳炎ウイルス;ビスナウイルス;Staphylo
coccus種およびStreptococcus種。その導入遺伝子はまた、
腫瘍および癌について免疫を提供するために腫瘍抗原からのペプチドに対して指
向され得る。
【0069】 (発現制御配列) 多数の発現制御配列(ネイティブ、構成的、誘導性、および/または組織特異
的のもの)が当該分野において公知であり、そしてこれを利用してその導入遺伝
子、ならびにその組換えウイルスの複製およびキャプシド形成の機能、そのヘル
パー機能およびそのリガンドをコードする核酸配列の発現を駆動し得る。発現制
御配列の選択は、所望される発現の型に依存する。真核生物の細胞について、発
現制御配列は、代表的に、プロモーター、エンハンサー(例えば、免疫グロブリ
ン遺伝子に由来するもの、SV40、サイトメガロウイルスなど)、およびスプ
ライスドナーおよびアクセプター部位を含み得るポリアデニル化配列を包含する
。そのポリアデニル化配列は概して、導入遺伝子配列の後でかつ、その導入遺伝
子の3’隣接配列の前に挿入される。本発明において有用な導入遺伝子を有する
分子はまた、所望に応じてプロモーター/エンハンサー配列とその導入遺伝子と
の間に配置されるイントロンを含み得る。1つの可能なイントロン配列はまた、
SV−40に由来し、そしてSV−40 Tイントロン配列と称される。使用さ
れ得る別のベクターエレメントは、上記のような内部リボソーム進入部位(IR
ES)である。IRES配列を使用して、単一の遺伝子転写物からの1つを超え
るポリペプチドを産生する。IRES配列導入は、遺伝子のため、または複製お
よびキャプシド形成のポリペプチド、ヘルパー機能もしくはそのリガンドをコー
ドする他の任意の核酸配列のために使用され得る。これらおよび他の一般的なベ
クターエレメントの選択は、慣用的であり、そして多くのそのような配列が利用
可能である[例えば、以下を参照のこと:Sambrook et alおよび
そこに引用される(例えば、3.18−3.26および16.17−16.27
において引用される)参考文献およびAusubel et al.,Curr
ent Protocols in Molecular Biology ,
John Wiley & Sons,New York,1989]。
【0070】 1つの実施形態において、高レベルの構成的発現が所望される。そのようなプ
ロモーターの例としては、以下が挙げられるがそれらに限定されない:レトロウ
イルスのラウス肉腫ウイルス(RSV)LTRプロモーター/エンハンサー、サ
イトメガロウイルス(CMV)前初期プロモーター/エンハンサー[例えば、以
下を参照のこと:Boshart et al,Cell,41:521−53
0(1985)]、SV40プロモーター、ジヒドロ葉酸レダクターゼプロモー
ター、細胞質βアクチンプロモーターおよびホスホグリセロールキナーゼ(PG
K)プロモーター。
【0071】 別の実施形態において、誘導性プロモーターが所望され得る。誘導性プロモー
ターは、シスまたはトランスのいずれかで、外因的に供給される化合物によって
調節されるものであり、これには以下が挙げられるがそれらに限定されない:亜
鉛誘導性ヒツジメタロチオネイン(MT)プロモーター;デキサメタゾン(De
x)−誘導性マウス乳腺腫瘍ウイルス(MMTV)プロモーター;T7ポリメラ
ーゼプロモーター系[WO 98/10088];エクジソン昆虫プロモーター
[No et al,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,93
:3346−3351(1996)];テトラサイクリン抑制性系[Gosse
n et al,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,89:55
47−5551(1992)];テトラサイクリン誘導性系[Gossen e
t al.,Science,268:1766−1769(1995);以下
もまた参照のことHarvey et al.,Curr.Opin.Chem
.Biol.,2:512−518(1998)];RU486−誘導性系[W
ang et al.,Nat.Biotech.,15:239−243(1
997)およびWang et al.,Gene Ther.,4:432−
441(1997)];ならびにラパマイシン誘導性系[Magari et
al.,J.Clin.Invest.,100:2865−2872(199
7);Rivera et al.,Nat.Medicine.2:1028
−1032(1996)]。他の型の誘導性プロモーターであって、この状況に
おいて有用であり得るものは、特定の生理学的状態(例えば、温度、急性期、ま
たは複製細胞のみ)によって調節されるものである。好ましい実施形態において
、導入遺伝子は、AAVのネイティブp5プロモーターの制御下にある。
【0072】 別の実施形態において、導入遺伝子または目的の核酸配列のためのネイティブ
プロモーターが使用される。ネイティブプロモーターは、その導入遺伝子または
核酸配列の発現がネイティブ発現を模倣すべきことが望ましい場合に好ましくあ
り得る。そのネイティブプロモーターは、その導入遺伝子または他の核酸配列の
発現が一過的または発生的、あるいは組織特異的な様式で、あるいは特定の転写
刺激に応答して調節されなければならない場合に使用され得る。さらなる実施形
態において、他のネイティブ発現制御エレメント(例えば、エンハンサーエレメ
ント、ポリアデニル化またはKozakコンセンサス配列)はまた、ネイティブ
発現を模倣するために使用され得る。
【0073】 1つの実施形態において、その組換えウイルスゲノムは、組織特異的なプロモ
ーターに作動可能に連結される導入遺伝子を含む。例えば、骨格筋における発現
が所望される場合、筋肉において活性なプロモーターが使用され得る。これらに
は、とりわけ以下が挙げられる:骨格αアクチン、ミオシン軽鎖2A、ジストロ
フィン、筋肉クレアチンキナーゼをコードする遺伝子に由来するプロモーター、
ならびに天然に存在するプロモーターよりも高い活性を有する合成筋肉プロモー
ター[以下を参照のこと:Li et al.,Nat.Biotech.,1
7:241−245(1999)]。組織特異的であるプロモーターの例は、と
りわけ、以下について公知である:肝臓[アルブミン、Miyatake et
al.J.Virol.,71:5124−32(1997);B型肝炎ウイ
ルスコアプロモーター、Sandig et al.,Gene Ther.,
3:1002−9(1996);αフェトプロテイン(AFP)、Arbuth
not et al.,Hum.Gene Ther..7:1503−14(
1996)]、骨[osteocalcin,Stein et al.,Mo
l.Biol.Rep.,24:185−96(1997);骨シアロタンパク
質、Chen et al.,J.Bone Miner.Res.,11:6
54−64(1996)]、リンパ球[CD2,Hansal et al.,
J.Immunol.,161:1063−8(1998);免疫グロブリン重
鎖;T細胞レセプターα鎖]、神経[ニューロン特異的エノラーゼ(NSE)プ
ロモーター,Andersen et al.Cell.Mol.Neurob
iol.,13:503−15(1993)、神経フィラメント軽鎖遺伝子、P
iccioli et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.US
A.88:5611−5(1991);ニューロン特異的vgf遺伝子、Pic
cioli et al.,Neuron.15:373−84(1995)]
【0074】 当然、全てのベクターおよび発現制御配列が本発明の導入遺伝子または他の核
酸配列のすべてを発現するにおいて等価に良好に機能するとは限らない。しかし
、当業者は、本発明の範囲から逸脱することなくこれらの発現制御配列のなかか
ら選択を行ない得る。選択される適切な宿主細胞において機能する適切なプロモ
ーター/エンハンサーの配列は、本願によって提供されるガイダンスを用いて当
業者によって選択され得る。そのような選択は、慣用的な事項であり、そして分
子または構築物を限定するものではない。
【0075】 所望の核酸配列について適切な発現制御配列を同定する1つの方法において、
1つ以上の発現制御配列を選択し得、そして調節されるべき核酸配列にその発現
制御配列を作動可能に連結し得る。次いで、発現制御配列および調節される配列
を含むこれらの作動可能に連結される配列をキャリアベクターのゲノムへ挿入し
得る。1つの実施形態において、発現制御配列および導入遺伝子を含む組換えウ
イルスゲノムを、本発明の非哺乳動物ベクターへと挿入し得る。本明細書におい
て教示されるような組換えベクターを産生およびパッケージングするための方法
の1つの後に、インビトロまたはインビボで適切な細胞に感染させ得る。その細
胞におけるその導入遺伝子のコピー数は、サザンブロットまたは定量PCRによ
ってモニタリングされ得る;RNA発現のレベルは、ノーザンブロットまたは定
量RT−PCRによってモニタリングされ得;そしてタンパク質発現のレベルは
、ウェスタンブロット、免疫組織化学、ELISA,RIA、導入遺伝子の遺伝
子産物の生物学的活性の試験(インビトロまたはインビボのいずれか)、あるい
は、遺伝子欠損の矯正もしくは改善のための試験によってモニタリングされ得る
。 同様な様式で、1つ以上の発現制御配列を選択し得、そして複製およびキャプ
シド形成タンパク質、ヘルパー機能またはリガンドをコードする核酸配列にその
選択された発現制御配列を作動可能に連結し得、そして本発明のベクターへとそ
の得られた所望の核酸分子を挿入し得る。また、1つ以上のベクター複製配列を
選択肢得、そして本発明のベクターへとそれらを挿入し得る。パッケージングお
よび非哺乳動物細胞への感染後、例えば、そのリガンドの発現に対するまたはそ
のベクターの複製に対するその特定の効果を、上記の方法の一つによって測定し
得る。また、機能的試験を使用して、リガンドをコードする核酸配列に作動可能
に連結される1つ以上の特定の発現制御配列が哺乳動物細胞に効率的に感染し得
るキャリアウイルスを産生するか否かを判定し得る。多数の異なる発現制御配列
をアッセイして、哺乳動物細胞感染についてどれが最も有効であるかを判定し得
る。同じことは、種々のベクター複製配列を用いて行われ得る。
【0076】 さらに、哺乳動物宿主細胞への感染および組換えウイルスの獲得の後、その組
換えウイルスで哺乳動物細胞を感染させ得、次いで複製およびキャプシド形成の
タンパク質ならびに/またはヘルパー機能の発現を、上記の方法のうちの1つに
よって測定し得る。また、機能的試験を使用して、1つ以上のヘルパー機能また
は複製もしくはキャプシド形成機能に作動可能に連結される1つ以上の特定の発
現制御配列が感染性の組換えウイルスの産生を支持し得るか否かを判定し得る。
多くの発現制御配列のうちどれが、高力価の感染性組換えウイルスを産生するに
おいて最も有効であるかを判定し得る。
【0077】 (隣接エレメント) 隣接エレメント(flanking element)は、多くのウイルスの
複製、切除およびパッケージングのために必要とされ、そして各々の型のウイル
スがその自分の型の隣接エレメントを有する。野生型ウイルスにおいて、これら
のエレメントは、そのウイルスDNAが宿主細胞染色体に組み込まれるときに、
そのウイルス遺伝子に隣接する。ウイルスに組み込まれる場合、その野生型ウイ
ルスが宿主染色体からレスキューされるとき、その隣接エレメントは、ウイルス
DNAとともに切除され、そしてビリオンへのパッケージングのために適切な形
態においてレスキューされるウイルスDNAの周りの隣接する位置に残留する。
非組み込み型染色体外ウイルス(例えば、HSV)について、隣接配列は、DN
A複製およびパッケージングにおける機能を果たす。組換えウイルスにおいて、
隣接エレメントの間のウイルス核酸配列の多くまたはすべては、ウイルスから除
去され、そして導入遺伝子およびその関連する発現調節配列に置換される。
【0078】 本発明の1つの実施形態において、その組換えウイルスは、組換えアデノウイ
ルスであり、そして発現調節配列およびそのアデノウイルス隣接エレメントに作
動可能に連結された選択された導入遺伝子を含む。アデノウイルス隣接エレメン
トは、ITRであり、そして100−200bp長である。多数のアデノウイル
ス隣接エレメントが公知である(例えば、ヒトアデノウイルス1型から46型、
チンパンジーアデノウイルス、イヌアデノウイルス、ウシアデノウイルスに由来
するもの(すべて、American Type Culture Colle
ction(ATCC),10801 University Bouleva
rd,Manassas,VA 20110−2209から入手可能である)。
【0079】 別の実施形態において、その組換えウイルスは、組換えレトロウイルスであり
、そして発現調節配列およびレトロウイルス隣接エレメントに作動可能に連結さ
れた選択された導入遺伝子を含む。その隣接エレメントは、レトロウイルスゲノ
ムの5’末端および3’末端に存在する長末端反復(LTR)配列である。これ
らのLTRは、強力なプロモーターおよびエンハンサーの配列を含み、そしてま
た、宿主細胞のゲノムにおける組み込みに必要である(Coffin,1990
)。多数のレトロウイルスLTRが公知である。例えば、以下を参照のこと:米
国特許第5,672,510号。
【0080】 本発明のさらに別の実施形態において、組換えウイルスは、組換えAAVであ
り、そして発現調節配列およびAAV隣接エレメントに作動可能に連結された選
択された導入遺伝子を含む。天然に存在するAAV ITRは、AAVゲノムに
おいて5’および3’末端でのおよそ145bpからなる。AAV ITRは、
野生型および組換えの両方のAAVビリオンの複製、切除およびキャプシド形成
に必要である。
【0081】 別の実施形態において、組換えウイルスは、ウイルス遺伝子の1つ以上の変異
または欠失を含むヘルペスウイルス誘導体であるか、またはヘルペスウイルスの
アンプリコンであるかのいずれかである。いずれの場合においても、隣接エレメ
ントは、ウイルス末端反復である(例えば、そのウイルスがHSVである場合は
「α」配列)。HSVアンプリコンは、所望の発現調節配列に作動可能に連結さ
れた、パッケージング配列(α)、DNAのウイルス複製起点(ori)および
目的の導入遺伝子カセットを含む欠損HSVゲノムである。ヘルパーヘルペスウ
イルスまたは代替のヘルパー機能の存在下で、そのアンプリコンは、複製され、
そしてヘッド−テールコンカテマーとしてパッケージングされて、野生型の大き
さのゲノムを形成する。
【0082】 別の実施形態において、その組換えウイルスは、組換え欠損B型肝炎(HBV
)であり、発現調節配列に作動可能に連結され、そしてHBVゲノムに挿入され
た選択された導入遺伝子を含む。インビトロ研究によって、そのゲノムの80%
までもが欠損されても、組換えB型肝炎ウイルスがヘルパー依存性パッケージン
グおよび逆転写についての能力を保持することが示された(Horwich e
t al.,1990)。これは、そのゲノムの大部分が外来性の遺伝子材料に
置き換えられ得ることを示唆する。この肝臓栄養性(hepatotropis
m)および残存率(組み込み)は、肝臓に指向される遺伝子移入について特に魅
力的な特性であった。
【0083】 (リガンドDNA) ほとんどの非哺乳動物ウイルスは、哺乳動物細胞には感染性ではないが、いく
つかの場合において、非哺乳動物ウイルスが特定の特に感染に感受性の哺乳動物
細胞株に感染することが報告されている[Barsoum et al.,Hu
man Gene Therapy 8:2011−2018(1997年11
月20日)]。組換えウイルスを製造するために用いられるべき宿主細胞が非哺
乳動物ウイルスによる感染に感受性ではない場合、その非哺乳動物ウイルスは、
非哺乳動物骨格においてリガンドDNAを組み込むことにより改変され得る。非
哺乳動物骨格はまた、リガンドDNAを組み込んで非哺乳動物ウイルスによる哺
乳動物宿主細胞の感染を増大させることによって改変され得る。続いて産生され
る非哺乳動物ウイルスによるそのリガンドDNAの発現は、哺乳動物細胞の感染
または感染の増加を可能にする。本発明のキャリアベクターの骨格は、所望の哺
乳動物細胞によって認識されるリガンドを産生するに必要とされる成分をコード
するDNAの付加によって改変される。
【0084】 このリガンドDNAは、発現されるときにキャプシド形成されるキャリアベク
ターの表面に存在し、従って、哺乳動物細胞標的レセプターに対するリガンドを
提示し、そしてそのキャリアベクターが哺乳動物細胞に結合しそして侵入するこ
とを可能にする遺伝子産物を生じる遺伝子から選択される[Barsoum e
t al.,Human Gene Therapy 8:2011−2018
(1997年11月20日)]。そのリガンドDNAは、そのリガンド遺伝子産
物が、そのキャリアベクターの複製されるDNAと共同して発現されて非哺乳動
物細胞における効率的なキメラキャリアベクター産生を可能にすることを確実に
する発現調節配列の調節制御下に配置される。その非哺乳動物発現調節配列は、
それがその非哺乳動物宿主細胞における調節機能を行ない得る限り、その骨格の
ネイティブ調節配列と同一、類似または異なり得る。好ましい実施形態において
、その発現調節配列は、非哺乳動物ベクター骨格が由来するネイティブ非哺乳動
物ウイルスに由来するプロモーターを包含する。より好ましい実施形態において
、そのプロモーターは、多角体病初期プロモーター(polH)であり、そして
その非哺乳動物ベクター骨格は、バキュロウイルスに由来する。
【0085】 一般に、リガンドDNAが非哺乳動物発現調節配列によって調節される場合、
そのリガンドDNAは、その哺乳動物宿主細胞にそのキメラベクターが感染する
場合に発現されない。そのDNAによってコードされるリガンドの発現の非存在
は、そのキャリア非哺乳動物ベクターからコードされる組換えウイルス皮膜への
リガンドの組み込みを妨害するために有用であり得る。これは、その構造的一体
性を破壊し得るかまたは動物における有害な免疫原性反応を生じ得る。しかし、
リガンド発現がその哺乳動物宿主細胞において所望される場合、代替のまたはさ
らなる発現調節配列は、そのリガンドをコードする配列に作動可能に連結されて
、哺乳動物および非哺乳動物の宿主細胞におけるその発現を可能にし得る。ある
いは、そのリガンドDNAが発現されるいくつかの場合が存在し得る。なぜなら
、その非哺乳動物発現調節配列もまたその哺乳動物細胞において活性化されるか
らである。
【0086】 そのリガンドDNAは、それが哺乳動物細胞に結合しそして進入することを可
能にするように成熟非哺乳動物ウイルスを改変するタンパク質、ポリペプチドま
たはペプチドをコードする本質的に任意の核酸であり得る。このリガンドは、天
然に存在するタンパク質、所望の結合能を有する天然に存在するタンパク質のフ
ラグメント、または所望の結合能を有する、人工もしくは変異されたポリペプチ
ドもしくはペプチドであり得る。そのリガンドは、一般的な特異性の一つであり
得、これは、広汎で種々の哺乳動物細胞への結合を可能にする(例えば、水胞性
口内炎ウイルス糖タンパク質G(VSV−G)遺伝子、ウシシンシチウムウイル
ス(BSV)エンベロープ糖タンパク質遺伝子、または以下に例示されるような
両親媒性エンベロープ遺伝子)か、またはそれは、より特異的であり得、標的に
される特定の細胞型への結合を可能にする。例えば、そのリガンドは、静電的相
互作用を介してかまたはその哺乳動物細胞と相互作用する一般的な他の機構を介
してそのウイルスが結合することを生じ得るか、またはそれは、特定のリガンド
−レセプター相互作用であり得る。
【0087】 有用なリガンド核酸は、非哺乳動物ウイルスが哺乳動物細胞と相互作用するこ
とを可能にするリガンドをコードする任意の核酸であり得る。例えば、そのリガ
ンドは、そのウイルスと、そのキャリアウイルスによって感染されるべき哺乳動
物宿主細胞において見出されるレセプターについての哺乳動物細胞との間の静電
的相互作用を増大させるリガンドであり得る。他の有用なリガンド核酸としては
以下が挙げられるがそれらに限定されない:目的の哺乳動物宿主細胞がレセプタ
ーを発現する、ペプチドホルモン、増殖(成長)因子、または他の正常に分泌さ
れた因子をコードする核酸。リガンドとして有用な核酸としては、通常の細胞レ
セプターを有し、そして導入遺伝子について上記に開示される、すべてのそれら
の分泌される因子、ペプチドホルモンおよび増殖因子が挙げられる。例えば、そ
のリガンド核酸は以下をコードし得る:PDGF、EGF、bFGF、aFGF
、インスリン、IGF−I、IGF−II、apoE、apoAl、apoA4
、EPO、PTH、GHまたはGRF。そのリガンド核酸は、ネイティブまたは
遺伝子操作される免疫グロブリン(例えば、ScFv、キメラ免疫グロブリン、
ヒト化免疫グロブリンなど)あるいはその哺乳動物細胞における特定の細胞表面
タンパク質に特異的に結合するMHC分子をコードし得る。目的の他のリガンド
核酸は、コラーゲン、エラスチン、トロンボスポンジン、テネイシンまたはビト
ロネクチンのような細胞外マトリクス(これは、インテグリンおよび他の細胞膜
貫通レセプターに結合する)のメンバーをコードする。通常分泌されるリガンド
をコードする核酸配列は、そのリガンドについてのコード配列の5’末端または
3’末端のいずれかで「アンカードメイン」をコードする核酸配列を取り込むこ
とによって改変され得る。アンカードメインは、ウイルス皮膜におけるリガンド
を確実にする領域である。好ましい実施形態において、そのアンカードメインは
、そのリガンドについてのコード配列の3’末端に存在する。さらに好ましい実
施形態において、そのアンカードメインは、HIV gp41のようなウイルス
皮膜タンパク質に由来する(これは、gp120皮膜タンパク質をウイルスエン
ベロープに固定する)。他の例としては、デングウイルスのEタンパク質または
ワクシニアウイルスの14kDaタンパク質を含む。
【0088】 そのリガンド核酸はまた、哺乳動物細胞の細胞膜に通常固定されるタンパク質
をコードし得る。これは、哺乳動物宿主細胞における特定の細胞表面タンパク質
または対向レセプターに結合する。この型のリガンド核酸の例としては、以下が
挙げられる:多数のCD抗原(例えば、T細胞レセプター(TCR)、CTLA
−4レセプターおよびB−7)、インテグリン(例えば、Mac−1、LFA−
1、およびp150、95)、細胞接着分子(例えば、ICAM−1、ICAM
−2、ICAM−3およびICAM−4)、ならびにセレクチン(例えば、E−
セレクチン、P−セレクチンおよびL−セレクチン)。このリガンドはまた、人
工または変異される対向レセプター(例えば、細胞表面固定またはハイブリッド
免疫グロブリンもしくはTCR)であり得る。
【0089】 1つの実施形態において、そのリガンドは、通常ウイルス上に存在し、そして
哺乳動物への結合を媒介するリガンドである(例えば、HIVのgp120、ま
たはインフルエンザ由来のHA)。別の実施形態において、そのリガンドは、通
常細菌細胞上に存在し、そして哺乳動物細胞への結合を媒介するリガンドである
(例えば、Staphylococcus aureus由来のプロテインAは
免疫グロブリンに結合することが知られる)。
【0090】 別の実施形態において、その哺乳動物宿主細胞株は、遺伝子操作されてリガン
ドに特異的に結合するレセプターを発現させる。従って、その哺乳動物宿主細胞
へのそのキャリアウイルスの高度に特異的な結合を促進する哺乳動物宿主細胞−
キャリアウイルス系を設計し得る。例えば、増殖因子レセプター(例えば、EP
Oレセプター)を発現するように哺乳動物宿主細胞を操作し得、そしてそのEP
O遺伝子を含むリガンド核酸を含むようにそのキャリアベクターを設計し得る。
当業者は、本明細書を参酌して、多数の哺乳動物宿主細胞−キャリアウイルス相
互作用性レセプター−リガンド系を同定し得る。
【0091】 1つの実施形態において、そのリガンドDNAはVSV−G遺伝子である。こ
の遺伝子は、バキュロウイルス多角体病(pPH)初期プロモーターの制御下に
配置され得る。そのVSV−Gタンパク質は、発現されるとき、成熟キャリアウ
イルスを改変して、その結果、それが哺乳動物宿主細胞に結合し得、それによっ
てそれに感染し得る[Barsoum、前出]。本発明の別の実施形態において
、そのリガンドDNAは、BSV env遺伝子であり、これは、本発明の状況
において、屡次の様式で機能する。
【0092】 別の好ましい実施形態において、本発明は、非哺乳動物ウイルスがシアル酸を
有する糖タンパク質を通常終結させないという事実を利用する。従って、そのリ
ガンドDNAは、アシアロ糖タンパク質を発現する遺伝子であり、これは、哺乳
動物れクチン(例えば、肝臓アシアロ糖タンパク質レセプター)に結合し、次い
でその哺乳動物細胞への進入を容易にする。
【0093】 (複製およびキャプシド形成の核酸) 複製およびキャプシド形成の機能は、組換えウイルスゲノムの複製、切除およ
び感染性組換えビリオンまたはウイルスへのキャプシド形成に必要である。各々
の型の組換えウイルスは、異なる型の複製およびキャプシド形成の機能を必要と
する。例えば、その組換えウイルスがレトロウイルスである場合、その複製およ
びキャプシド形成の機能は、レトロウイルスのgag、polおよびenvの遺
伝子(ならびにレンチウイルスの場合には、また、HIV tat、rev、n
ef、vpuまたはvprのような制御または補助遺伝子を含む)を包含するが
、他方、その組換えウイルスがAAVである場合、その複製およびキャプシド形
成の機能は、AAV由来のrepおよびcap遺伝子を包含する。
【0094】 上記のように、そのキャリアベクターまたはその哺乳動物宿主細胞のいずれか
は、特定の組換えウイルスに必要なこれらの複製およびキャプシド形成の機能を
コードする核酸を含み得る。哺乳動物宿主細胞(例えば、米国特許第5,658
,785号において記載されるA64細胞株、およびPCT US98/194
63に記載されるB50細胞株)は、組換えAAVの複製およびパッケージング
のためのAAV repおよびcap遺伝子を発現する。同様に、組換えアデノ
ウイルスの複製およびパッケージングのために必要な、アデノウイルス遺伝子を
発現する哺乳動物宿主細胞は、公知である[例えば、以下を参照のこと:米国特
許第5,851,806号およびAmaltifano et al.,Pro
c.Natl.Acad.Sci.USA 93:3352−6(1996)]
か、または構築され得、そして組換えレトロウイルスの複製およびパッケージン
グのために必要なレトロウイルス遺伝子を発現する多数の哺乳動物宿主細胞が構
築されている[例えば、以下を参照のこと:Cone et al.,Proc
.Natl.Acad.Sci.USA 81:6349−6353(1984
);Miller et al.,Mol.Cell.Biol.6:2895
−2902(1986);Miller et al.,Mol.Cell.B
iol.5:431−437(1985);およびSorge et al.,
Mol.Cell.Biol.4:1730−1737(1984)]。ヘルペ
スウイルスのパッケージングのために必要な遺伝子を含む細胞株(例えば、以下
を参照のこと:米国特許第5,851,826号)もまた公知である。
【0095】 細胞株が特定の組換えウイルスゲノムを複製、切除およびパッケージングする
ための全ての必要な複製およびキャプシド形成の機能を含む場合、そのキャリア
ベクターは、いずれかの複製および/またはキャプシド形成の核酸配列を含む必
要はない。その細胞株は、適切なタンパク質をコードする核酸で一過的にまたは
安定にかのいずれかで形質導入することによって必要な複製およびキャプシド形
成の機能を含み得る。好ましい実施形態において、その細胞株は、複製およびキ
ャプシド形成の機能を安定に含む。さらに、その細胞株は、構成的または誘導的
にその複製およびキャプシド形成の機能を発現し得る。構成的または誘導的な発
現は、当該分野において公知のまたは「発現調節配列」において上記に考察され
るような発現調節配列のいずれかを使用することによって制御され得る。好まし
い実施形態において、その複製およびキャプシド形成の機能の発現は誘導性であ
る。より好ましい実施形態において、その複製およびキャプシド形成の機能は、
安定にトランスフェクトされるかまたは感染され、そして誘導的に発現される。
さらにより好ましい実施形態において、その複製およびキャプシド形成の機能の
発現は、それらのネイティブのプロモーターによって調節される。
【0096】 本発明において用いられる哺乳動物細胞株は、複製またはキャプシド形成に必
要な機能のいずれも含まないか、または複製もしくはキャプシド形成に必要な機
能の一部のみを含み得る。哺乳動物細胞株が複製またはキャプシド形成に必要な
機能をいずれも含まない場合、これらの機能は、その組換えウイルスの産生のた
めのベクターによってその細胞へと導入されなければならない。好ましい実施形
態において、本発明の1つ以上のキャリアウイルスを用いて複製およびキャプシ
ド形成の機能をコードする核酸でその哺乳動物細胞株を形質導入する。より好ま
しい実施形態において、複製およびキャプシド形成の機能を含む単一のキャリア
ウイルスを用いて、その哺乳動物細胞株を形質導入する。さらにより好ましい実
施形態において、その複製およびキャプシド形成の機能、包埋された組換えウイ
ルスゲノムおよび組換えウイルス産生に必要な任意の他の核酸配列を含む単一の
キャリアウイルスを使用して、その哺乳動物細胞株を形質導入する。
【0097】 その哺乳動物細胞株が複製またはキャプシド形成の機能のいくつかを含む場合
、これらの機能は、その組換えウイルスの産生のためのベクターによってその細
胞へと導入されねばならない。好ましい実施形態において、1つ以上のキャリア
ウイルスを使用して、欠失する複製およびキャプシド形成の機能をコードする核
酸でその哺乳動物細胞株を形質導入する。より好ましい実施形態において、欠失
する複製およびキャプシド形成の機能を含む単一のキャリアウイルスを用いてそ
の哺乳動物細胞株を形質導入する。さらにより好ましい実施形態において、欠失
する複製およびキャプシド形成の機能、包埋された組換えウイルスゲノムおよび
組換えウイルス産生のために必要な他の任意の核酸配列を含む単一のキャリアウ
イルスを使用して、その哺乳動物細胞株を形質導入する。
【0098】 組換えウイルスのために必要な複製およびキャプシド形成の機能は、組換えウ
イルスの型に依存して異なる。一般に、必要な複製およびキャプシド形成の機能
は、種々の組換えウイルスについて当該分野において公知である。組換えベクタ
ーの好ましい実施形態において、組換えAAVは、複製およびキャプシド形成の
ためにrepおよびcapを必要とし、組換えレトロウイルスは、gag、po
lおよびenv(ならびにレンチウイルスについてtat、revおよびnef
)を必要とし、組換えアデノウイルスは、E1、E2、E4、L1−L5、pI
XおよびIVa2の遺伝子の単独でまたは組み合わせてコードされる機能のすべ
てまたは部分を必要とし、そして組換えヘルペスウイルスは、必要とされるヘル
ペスウイルス遺伝子を含む、ヘルパーヘルペスウイルスまたはキャリアベクター
によって提供され得る、大多数の遺伝子を必要とする。この宿主哺乳動物細胞お
よびキャリアウイルスは一緒になって、その哺乳動物宿主細胞からの感染性組換
えウイルスを入手するために、特定の組換えウイルスについて必要な複製および
キャプシド形成の機能に寄与しなければならない。
【0099】 1つの実施形態において、複製およびキャプシド形成機能は、複製およびキャ
プシド形成機能を有する天然に存在するタンパク質をコードする核酸によってコ
ードされる。別の実施形態において、複製およびキャプシド形成機能は、なおそ
れぞれの複製およびキャプシド形成機能を維持する天然に存在するタンパク質の
フラグメントまたはムテインをコードする核酸によってコードされる。本発明の
別の実施形態において、他の組換えウイルスは、所望の特定の組換えウイルスに
適切な複製およびキャプシド形成機能をコードする核酸を使用して産生され得る
。他の型の組換えウイルスならびにこれらのウイルスが必要とする複製およびキ
ャプシド形成機能は、当該分野で公知である。
【0100】 好ましい実施形態において、組換えAAVの産生が所望される場合、repお
よびcap配列は、ネイティブAAV p5プロモーターによって調節される。
別の好ましい実施形態において、組換えアデノウイルスの産生が所望される場合
、アデノウイルスのための複製およびキャプシド形成機能をコードする核酸配列
は、それらのネイティブアデノウイルスプロモーターによって調節される。ネイ
ティブプロモーターはまた、他の組換えウイルス(ヘルペスウイルスおよびHB
Vを含むが、これらに限定されない)の複製およびキャプシド形成機能の発現を
調節するために使用され得る。
【0101】 より好ましい実施形態において、複製およびキャプシド形成機能は、キャリア
ベクターに挿入される核酸配列によってコードされる。キャリアベクター上にこ
れらの配列を有する利点は、このキャリアウイルスによる感染前に細胞株を構築
しなくてもよいことである。複製およびキャプシド形成機能を発現する細胞株を
作製および維持することは、しばしば困難である。なぜなら、これらの機能を提
供するタンパク質の多くは、哺乳動物細胞に対して毒性であるからである。従っ
て、キャリアベクター上に複製およびキャプシド形成機能配列を挿入する別の利
点は、複製およびキャプシド形成機能が、組換えウイルスの産生を所望する場合
にこのキャリアウイルスを哺乳動物細胞に感染させたときにのみ、この哺乳動物
細胞において発現されることである。さらに好ましい実施形態において、キャリ
アウイルスは、導入遺伝子およびAAV由来のITRを含む包理された組換えウ
イルスゲノムを有し、さらに、この包理されたAAVゲノムの複製およびキャプ
シド形成のためのrep遺伝子配列およびcap遺伝子配列を有する。さらによ
り好ましい実施形態において、rep遺伝子およびcap遺伝子の発現は、それ
らのネイティブプロモーターによって調節されるか、またはrep/capは、
wt AAVを形成するような相同組換えおよび非相同組換えを減少または排除
するために、プロモーターから離される。同様に、組換えレトロウイルス、アデ
ノウイルス、ヘルペスウイルスおよびHBVを産生するキャリアウイルスの好ま
しい実施形態において、これらのキャリアウイルスは、複製およびキャプシド形
成機能をコードする核酸配列を含む。より好ましい実施形態において、複製およ
びキャプシド形成機能をコードする核酸配列は、それらのネイティブプロモータ
ーによって調節される。
【0102】 (ヘルパー機能) 多くのウイルスは、それら自体で複製、切除およびパッケージングすることが
可能でなく、これらを行うためにヘルパー機能を必要とする。ヘルパー機能はま
た、導入遺伝子の挿入のためにそのゲノムの大部分が欠失された組換えウイルス
の産生にも必要とされる。ヘルパー機能の性質は、組換えウイルスの型および/
または欠失されたゲノム量に依存して異なり得る。ヘルパー機能としては、ウイ
ルスタンパク質、非ウイルスタンパク質、ならびに物理的因子および/または化
学的因子が含まれる。どのヘルパー機能が必要とされるかは、当該分野で公知の
事項から同定し得る。例えば、AAVは、アデノウイルスまたはヘルペスウイル
ス由来のヘルパー機能、あるいは異なる化学的因子または物理的因子由来のヘル
パー機能を必要とすることが公知である。あるいは、当業者は、本明細書中に開
示される組成物および方法を使用する組換えウイルスの産生に、どのヘルパー機
能が必要とされるか決定し得る。
【0103】 高レベルの組換えウイルス産生にどのヘルパー機能が必要とされるかを同定す
るために、ヘルパー機能の非存在下で、哺乳動物宿主細胞にキャリアベクターを
感染させ得、そして感染性組換えウイルスの力価を測定し得る。次いで、この哺
乳動物宿主細胞に、潜在的なヘルパー機能をコードする種々の核酸を形質導入し
得る。このようなヘルパー機能は、ヘルパー機能をコードすることが公知である
か、ヘルパー機能をコードすると考えられている、任意の核酸であり得る。好ま
しい実施形態において、ヘルパー機能は、1以上のウイルスタンパク質である。
より好ましい実施形態において、ヘルパーウイルスタンパク質は、成熟ヘルパー
ウイルスを産生するには不十分である。哺乳動物宿主細胞に潜在的なヘルパー機
能をコードする種々の核酸を形質導入した後、次いで、組換えウイルスの力価を
測定し得る。
【0104】 キャリアウイルスが組換えAAVゲノムを含む場合、ヘルパー機能が、感染性
組換えAAVの産生に必要とされる。好ましい実施形態において、ヘルパー機能
は、ウイルス由来の核酸である。より好ましい実施形態において、ヘルパー機能
は、アデノウイルス、単純ヘルペスウイルス(HSV)、HSV−1、HSV−
2、サイトメガロウイルス(CMV)または仮性狂犬病ウイルス(PRV)由来
である。さらにより好ましい実施形態において、ヘルパー機能は、アデノウイル
ス由来のE1a、E1bおよびE2aであり、そしてE4ORF6およびVAI
もまた含み得る。別の好ましい実施形態において、この核酸は、HSVのヘリカ
ーゼ−プライマーゼ複合体(UL5、UL8およびUL52)およびHSVの主
要一本鎖DNA結合タンパク質(UL29)由来のヘルパー機能をコードする。
ヘルパー機能はまた、7つ全てのHSV DNA複製遺伝子(UL5、UL8、
UL52、UL29、UL30、UL9およびUL42)を含み得る。あるいは
、組換えAAVのためのヘルパー機能は、化学的因子および物理的因子(紫外線
、シクロヘキシミド、ヒドロキシウレアおよび種々の発癌物質を含む)によって
提供され得る。
【0105】 組換えウイルスの産生に必要とされるヘルパー機能は、当該分野で公知の任意
の方法によって哺乳動物宿主細胞に送達され得る。ヘルパー機能は、ベクター(
例えば、プラスミド)でのトランスフェクションによって、ヘルパー機能を含む
ウイルスベクターでの感染によって、または当該分野で公知の他の方法(上記で
議論された方法(例えば、DNAの微粒子銃注射、DNA結合体の使用など)を
含む)によって、送達され得る。トランスフェクションまたは感染は、安定また
は一過性であり得る。あるいは、哺乳動物細胞株は、ヘルパー機能を安定的に発
現し得る(染色体外エピソーム上でか、または細胞ゲノムへの組み込みを介して
かのいずれかで)。さらに、いくつかのヘルパー機能が哺乳動物細胞株によって
発現され、他方、他のヘルパー機能が、ベクターによって導入される。例えば、
293細胞(ATCC CRL−1573)は、アデノウイルスE1aおよびE
1bタンパク質を構成的に産生する。従って、組換えAAVの産生のために、感
染性組換えAAVの産生に必要とされるヘルパー機能(例えば、E2A、E4O
RF6およびVAI)は、ベクターのトランスフェクションまたは感染によって
、宿主細胞に導入される。
【0106】 好ましい実施形態において、ヘルパー機能は、キャリアウイルスによって哺乳
動物細胞に形質導入される。より好ましい実施形態において、いくつかまたは全
てのヘルパー機能が、包理された組換えウイルスゲノムを含むキャリアウイルス
によって哺乳動物細胞に形質導入される。さらにより好ましい実施形態において
、全てのヘルパー機能が、その包理された組換えウイルスゲノム、任意の必要と
される複製およびキャプシド形成機能、ならびに必要に応じてリガンドDNAを
含むキャリアウイルスによって哺乳動物細胞に形質導入される。最も好ましい実
施形態において、キャリアベクターは、バキュロウイルス骨格を有する。内部リ
ボソーム侵入部位(IRES)配列は、単一のプロモーターのみが、E2Aおよ
びE4orf6の2つのタンパク質に使用される場合、このE2AとE4orf
6との間に配置され得る。あるいは、各々のヘルパー機能遺伝子は、それ自身の
プロモーターを用いて供給され得る。これらの遺伝子は、構成的または誘導性の
種々のプロモーター(例えば、それぞれ、CMV最初期プロモーター/エンハン
サーまたはMMTV LTR)の調節制御下にあり得る。ヘルパー機能がキャリ
アベクター自体に提供されるか、または宿主細胞によって提供されるかに拘わら
ず、これらの遺伝子を調節するプロモーターは、構成的または誘導性であり得る
【0107】 ヘルパー機能の発現は、シス(cis)調節またはトランス(trans)調
節を含む、当該分野で公知かまたは上記のような発現調節配列のいずれかによっ
て調節され得る。発現調節配列は、構成的発現、誘導性発現、組織特異的発現、
細胞型特異的発現または分化段階特異的発現、あるいはヘルパー機能タンパク質
のネイティブプロモーターからの発現を提供する。好ましい実施形態において、
ヘルパー機能タンパク質のネイティブプロモーターが使用される。別の好ましい
実施形態において、ヘルパー機能タンパク質の誘導性プロモーターが使用される
。別の好ましい実施形態において、ヘルパー機能タンパク質の構成的プロモータ
ーが使用される。さらに好ましい実施形態において、この構成的プロモーターは
、CMVプロモーターである。別の好ましい実施形態において、1以上の構成的
プロモーターが、特定のヘルパー機能タンパク質のために使用され、そして1以
上のネイティブプロモーターが、他のヘルパー機能タンパク質に使用される。
【0108】 1つの実施形態において、ヘルパー機能に必要とされる各々のタンパク質また
はポリペプチドは、その発現が、それ自体のプロモーターおよびポリアデニル化
シグナルならびに任意の配列(例えば、エンハンサー)によって調節される核酸
によって、コードされる。別の実施形態において、核酸は、単一の転写物に転写
され、この転写物が、ヘルパー機能に必要とされる1より多いタンパク質または
ポリペプチドをコードする。この場合において、IRESは、個々のタンパク質
またはポリペプチドの各々のコード配列の間に配置され、そのポリシストロン性
mRNAの続いての翻訳を可能にし得る。単一のポリシストロン性転写物のみが
産生される場合、単一のプロモーター、任意のエンハンサーおよびポリアデニル
化シグナルのみが、ヘルパー機能をコードする核酸の転写の調節に必要とされる
。また、単一のタンパク質をコードするモノシストロン性mRNAおよび複数の
タンパク質をコードするポリシストロン性mRNAの両方を使用することによっ
て、ヘルパー機能をコードし得る。
【0109】 本発明の好ましい実施形態において、キャリアベクターは、包理された組換え
AAVゲノムおよびヘルパー機能を含む。さらに好ましい実施形態において、ヘ
ルパー機能は、アデノウイルスE1a、E1bおよびE2aを含み、そしてより
好ましくは、E4ORF6およびVAIを含む。さらにより好ましい実施形態に
おいて、ヘルパー機能は、単一のポリシストロン性転写物によってコードされ、
ヘルパー機能のプロモーターは、構成的プロモーター、好ましくはCMVプロモ
ーターである。
【0110】 他の組換えウイルスは、異なるヘルパー機能を必要とするか、または全く必要
とせず、しかし、全ての場合において、これらのヘルパー機能は、この包理され
た組換えウイルスゲノムを保有するキャリアベクター上にか、別々のキャリアウ
イルス上にか、哺乳動物宿主細胞を形質導入し得る異なる型のベクター上に提供
され得るか、あるいは哺乳動物宿主細胞自体において内因的に発現される。
【0111】 (哺乳動物宿主細胞) 細胞培養物に適用され得る任意の型の哺乳動物細胞が、組換えウイルスゲノム
を産生するために使用され得る。一般に、本発明において使用される哺乳動物宿
主細胞は、非哺乳動物キャリアウイルスによって感染され得る哺乳動物宿主細胞
である。この哺乳動物宿主細胞は、リガンド核酸によってコードされるリガンド
を発現しない非哺乳動物キャリアウイルスによって感染され得る哺乳動物宿主細
胞であり得るか、リガンド核酸によってコードされるリガンドを発現する非哺乳
動物キャリアウイルスによって感染され得る哺乳動物宿主細胞であり得るか、あ
るいはリガンド核酸を発現するかまたは発現しないキャリアベクターに感染され
る細胞であり得る。あるいは、この哺乳動物宿主細胞は、キャリアウイルスによ
って通常感染されないが、このキャリアウイルスが非哺乳動物宿主細胞に結合し
得るような細胞レセプターを形質導入され得る、哺乳動物宿主細胞であり得る。
例えば、哺乳動物宿主細胞は、増殖因子レセプターで形質導入され得、これによ
って、この哺乳動物宿主細胞は、その特定の増殖因子をそのレセプターのリガン
ドとして発現するキャリアウイルスによって感染され得る。
【0112】 キャリアウイルスによって感染される能力に加えて、哺乳動物宿主細胞の別の
好ましい特性は、非哺乳動物キャリアウイルスを脱コート化し得ることである。
哺乳動物宿主細胞の第3の好ましい特性は、組換えウイルスを高レベルで複製す
る能力である。好ましい実施形態において、哺乳動物宿主細胞は、非哺乳動物キ
ャリアウイルスを取り込み、このキャリアウイルスを効率的に脱コート化し、そ
してこの組換えウイルスを高レベルで複製する哺乳動物宿主細胞である。
【0113】 適切な哺乳動物宿主細胞としては、以下が挙げられるが、これらに限定されな
い:CHO、BHK、MDCKおよび種々のマウス細胞(例えば、10T1/2
細胞およびWEHI細胞)、アフリカミドリザル細胞(例えば、COS1、CO
S7、BSC1、BSC40およびBMT10)、ならびにヒト細胞(VERO
細胞、WI38細胞、MRC5細胞、A549細胞およびHT1080細胞)。
好ましい実施形態において、適切な哺乳動物細胞としては、293細胞(アデノ
ウイルスE1aおよびE1bタンパク質を発現するヒト胚性腎臓細胞)、B−5
0細胞(AAV repおよびcapを発現するHeLa細胞(PCT US9
8/9463を参照のこと))、3T3細胞(マウス胚性線維芽腫細胞株)、N
IH3T3細胞(3T3細胞の亜系統)、HepG2細胞(ヒト肝臓癌細胞株)
、Saos−2細胞(ヒト骨原性肉腫細胞株)、HuH7細胞またはHeLa細
胞(ヒト癌細胞株)が挙げられる。
【0114】 上記に列挙した哺乳動物宿主細胞に加えて、他の哺乳動物宿主細胞が使用され
得る。当業者は、細胞株が哺乳動物細胞株としての使用に適切であるか否かを決
定し得、これは、この細胞株に、組換えウイルスを産生するために必要とされる
全ての成分を含むキャリアウイルスを感染させ、組換えウイルスが産生される条
件下でこの細胞を培養し、次いで、産生される感染性組換えウイルスの力価を測
定することによる。次いで、当業者は、その潜在的な宿主細胞において産生され
た感染性ウイルスの力価を、他の宿主細胞によって産生された宿主細胞と比較し
て、この細胞株が組換えウイルス産生に良好である否かを決定し得る。
【0115】 非哺乳動物キャリアウイルス(例えば、バキュロウイルス)に対する昆虫細胞
上および哺乳動物細胞上の両方のレセプターは未知であるが、バキュロウイルス
は、これらの細胞表面上に発現される硫酸ヘパリンを介して、少なくとも一部、
それらの細胞に結合し得ると考えられる。いかなる理論にも束縛されることは望
まないが、その細胞表面上に高レベルの硫酸ヘパリンを発現する細胞は、キャリ
アウイルス(特に、バキュロウイルス)によって、その細胞表面上に低レベルの
硫酸ヘパリンを発現する細胞よりも、より容易に感染され得る。従って、特定の
細胞株が潜在的な哺乳動物宿主細胞であるか否かを同定する1つの方法は、その
細胞表面上の硫酸ヘパリンのレベルを測定することである。
【0116】 (キャリアウイルスを作製および産生する方法) 本発明は、上記の新規キャリアベクターを構築し、そして大量のこのキャリア
ベクターを産生する方法を包含する。この方法は、以下の工程を包含する: 1.以下の1以上の核酸挿入物を挿入することによって、非哺乳動物ウイルス
骨格DNAまたはその複製能力部分を改変する工程:1)発現調節配列に作動可
能に連結されかつ隣接エレメントが隣接する導入遺伝子を含む、組換えウイルス
ゲノム;2)発現調節配列に作動可能に連結されているヘルパー機能をコードす
る核酸配列;3)この組換えウイルスの複製および/またはキャプシド形成機能
をコードする核酸配列;4)非哺乳動物細胞において活性である発現調節配列に
作動可能に連結されている、リガンドDNA;および5)この非哺乳動物ウイル
ス骨格、改変された哺乳動物ウイルス骨格あるいはこの骨格または改変された骨
格の複製能力部分の配列を調節する、調節制御配列; 2.得られたキャリアベクターを非哺乳動物宿主細胞に形質導入する工程; 3.この非哺乳動物宿主細胞を、キャリアウイルスが産生される条件下で増殖
させる工程;および 4.この非哺乳動物宿主細胞からこのキャリアウイルスを収集する工程。
【0117】 好ましい実施形態において、このキャリアベクターは、この組換えウイルスゲ
ノムを含むように改変される。より好ましい実施形態において、このキャリアベ
クターは、この組換えウイルスゲノム、ならびに複製および/またはキャプシド
形成機能をコードする核酸挿入物および組換えウイルスの産生に必要とされるヘ
ルパー機能のいずれかまたは両方を含むように改変される。さらにより好ましい
実施形態において、このキャリアベクターは、この組換えウイルスゲノム、複製
および/またはキャプシド形成機能をコードする核酸挿入物および組換えウイル
スの産生に必要とされるヘルパー機能の全て、ならびにリガンドをコードする核
酸挿入物を含むように改変される。
【0118】 非哺乳動物宿主細胞は、当該分野で公知の任意の宿主細胞または米国特許第5
,731,182号の表1に記載される任意の宿主細胞であり得る。非哺乳動物
宿主細胞ウイルス骨格DNAは、非哺乳動物種に感染する任意のウイルスに由来
し。これらの哺乳動物種としては、当該分野で公知の種または米国特許第第5,
731,182号の表1に記載される種が挙げられる。好ましい実施形態におい
て、このキャリアベクターの非哺乳動物骨格は、バキュロウイルス由来であり、
そして非哺乳動物細胞は昆虫細胞である。より好ましい実施形態において、昆虫
細胞においてバキュロウイルスキャリアウイルスにより作製されたキャリアウイ
ルスは、高力価で産生される。好ましくは、バキュロウイルスが用いられる場合
、任意の実施形態において産生されたキャリアバキュロウイルスの力価は、昆虫
細胞において108pfu/mlまたは109pfu/mlより大きく;より好ま
しくは、力価は、1010pfu/mlまたは1011pfu/mlより大きく;そ
してさらにより好ましくは、この力価は1012pfu/mlより大きい。本発明
はまた、同様の力価を有するバキュロウイルスキャリアウイルスを含む哺乳動物
宿主細胞の溶解物および上清を含む。
【0119】 キャリアベクターを含む非哺乳動物細胞は、当該分野で公知の方法または本明
細書中に記載の方法により増殖され得る。大量の非哺乳動物ウイルスを産生する
ための方法は、当該分野で周知であり、米国特許第5,871,986号に記載
される。非哺乳動物キャリアウイルスは、非哺乳動物宿主細胞により産生された
上清からまたは溶解された細胞から、当該分野で公知の方法または本明細書中に
記載の方法により精製され得る。非哺乳動物ウイルスを収集および精製するため
の方法は、当該分野で周知であり、そして米国特許第5,871,986号に記
載される。非哺乳動物ウイルスを収集し、そして精製する方法は、実施例6に記
載される。
【0120】 キャリアベクターがキャプシド形成された場合に産生されるキャリアウイルス
は、必要に応じてリガンドの付加により改変された、通常の野生型キャプシドを
有する。一般に、リガンド核酸の発現は、発現調節配列により調節され、この発
現調節配列は、非哺乳動物宿主細胞において転写および翻訳を促進する。このよ
うな発現調節配列は、目的の非哺乳動物細胞において活性な非哺乳動物細胞プロ
モーターを含み得、そして必要に応じてエンハンサー配列、ポリアデニル化シグ
ナル、または当該分野で公知のもしくは上記に記載の任意の他の発現調節配列を
含み得る。好ましい実施形態において、非哺乳動物骨格における他の核酸挿入物
は、発現されなくてもよいし、より低レベルで発現されてもよい。なぜなら、そ
れらのプロモーターは、非哺乳動物細胞において活性でないか、またはあまり活
性ではないからである。潜在的に毒性のウイルス成分(例えば、ヘルパー機能ま
たは複製/キャプシド形成機能)は発現されないか、またはより低レベルで発現
されるかのいずれかであるので、高力価のキャリアウイルスが非哺乳動物細胞に
おいて産生され得る。
【0121】 (キャリアベクターから組換えウイルスを産生する方法) 本発明の別の局面は、上記の方法により産生されるキャリアウイルスを用いる
ことにより組換えウイルスを産生して、哺乳動物細胞を感染させ、続いてこの哺
乳動物から組換えウイルスを収集し、そして精製する方法である。この方法は、
以下の工程を包含する: 1.キャリアウイルスに哺乳動物宿主細胞を感染させる工程であって、ここで
、このキャリアウイルスが、必要に応じてこのキャリアウイルスの表面上にリガ
ンドを発現する、工程; 2.感染させた哺乳動物宿主細胞を、埋め込まれた組換えウイルスゲノムが複
製され、切り出され、そしてキャプシド形成される条件下で増殖させる工程;お
よび 3.この哺乳動物宿主細胞からこの組換えウイルスを収集する工程。
【0122】 この哺乳動物宿主細胞は、当該分野で公知か、「哺乳動物宿主細胞」の下で本
明細書中上記に記載されるか、または適切な宿主細胞として「哺乳動物宿主細胞
」の下で記載される方法により同定される任意の哺乳動物宿主細胞であり得る。
感染前の哺乳動物宿主細胞は、以下のうちの1つ以上を発現する哺乳動物宿主細
胞であり得る:1)複製機能および/もしくはキャプシド形成機能(例えば、B
−50細胞または以前に記載されたレトロウイルス細胞株にうちの1つ);2)
ヘルパー機能に必要な、いくつかまたは全て(例えば、293細胞);ならびに
/または3)哺乳動物宿主細胞ゲノムにおいて安定に組み込まれた、埋め込まれ
た組換えウイルスゲノム。あるいは、哺乳動物宿主細胞は、キャリアウイルスに
よる感染の前にこれらの他のエレメントのいずれも含まない。
【0123】 哺乳動物宿主細胞は感染され得、そして当該分野で公知の方法または本明細書
中に記載の方法により増殖され得る。哺乳動物宿主細胞を非哺乳動物ウイルスに
感染させるための方法は、本明細書中にまたはBarsoumら(前出)に記載
される。一旦哺乳動物宿主細胞が感染されると、任意の必要とされる複製および
/またはキャプシド形成機能ならびにヘルパー機能に作動可能に連結された発現
調節配列が活性化される。哺乳動物宿主細胞のネイティブな転写および翻訳成分
とともに、複製および/またはキャプシド形成機能ならびにヘルパー機能の発現
は、埋め込まれた組換えウイルスゲノムの複製、切り出し、およびキャプシド形
成を可能にし、それにより組換えウイルスの産生を引き起こす。
【0124】 一般に、非哺乳動物キャリアウイルスは、哺乳動物細胞の感染し得るが、この
キャリアウイルスは、哺乳動物細胞において複製しない。なぜなら、非哺乳動物
キャリアウイルスの複製に必要な成分は、哺乳動物細胞に存在しないからである
。このキャリアウイルスがリガンド核酸を含む場合、リガンド発現を制御する発
現調節配列は、一般に、哺乳動物細胞において機能せず、その結果、リガンド発
現は、哺乳動物宿主細胞において生じない。しかし、キャリアウイルスの複製ま
たはリガンドの発現が、哺乳動物宿主細胞において所望される場合、さらなる発
現調節配列が、哺乳動物キャリアウイルスの複製、切り出し、および/またはパ
ッケージング、ならびに/あるいはリガンドの発現に必要とされる配列に、作動
可能に連結され得る。
【0125】 組換えウイルスは、当該分野で公知の方法または本明細書中に記載の方法によ
り哺乳動物宿主細胞により産生された上清または溶解された細胞から精製され得
る。哺乳動物宿主細胞由来の種々の型の組換えウイルスを収集し、そして精製す
るための方法は、当該分野で周知であり、そしてPCT US97/15716
に記載される。組換えウイルスを収集し、そして精製する方法はまた、実施例6
に記載される。
【0126】 上記で議論されるように、好ましい実施形態において、1つ以上のキャリアウ
イルスは、特定の哺乳動物宿主細胞における組換えウイルスの産生に必要な全て
の核酸挿入物を含む。従って、宿主細胞が複製およびキャプシド形成機能を含む
場合、キャリアウイルスは、埋め込まれた組換えウイルスゲノムおよび任意の必
要なヘルパー機能を含む。同様に、宿主細胞が埋め込まれた組換えウイルスゲノ
ムを含む場合、1つ以上のキャリアウイルスは、必要な複製およびキャプシド形
成機能ならびに任意の必要なヘルパー機能を含むが、宿主細胞が必要なヘルパー
機能を含む場合、1つ以上のキャリアウイルスが、複製およびキャプシド形成機
能ならびに埋め込まれた組換えウイルスゲノムを含む。
【0127】 好ましい実施形態において、単一のキャリアウイルスは、特定の哺乳動物宿主
細胞において組換えウイルスの産生に必要な核酸挿入物の全てを含む。例えば、
組換えAAVがB−50細胞において産生される場合、キャリアウイルスは、埋
め込まれた組換えウイルスゲノムおよびAAV産生に必要なそれらのヘルパー機
能を含む。同様に、組換えAAVが、AAV産生に必要な機能のいずれも発現し
ない哺乳動物宿主細胞において産生される場合、キャリアウイルスは、埋め込ま
れた組換えウイルスゲノム、AAV産生に必要な複製およびキャプシド形成機能
ならびにヘルパー機能を含む。
【0128】 記載された組換えウイルスを産生する方法は、この方法が、精製することなく
、ヘルパーウイルスおよび野生型ウイルスを実質的に含まない本質的に均質な組
換えウイルスを産生するので、有用である。組換えウイルスは、ヘルパーウイル
スおよび野生型ウイルスを含まない。なぜなら、成熟ヘルパーウイルスを産生す
るに十分なヘルパーウイルス遺伝子が存在しないからである。組換えウイルスは
、野生型ウイルスを含まない。なぜなら、相同組換えは種々の技術により避けら
れるからである。例えば、相同組換えにより産生された野生型AAVは、いくつ
かのストラテジーを用いて避けられ得る。rep/cap配列および埋め込まれ
た組換えウイルスゲノムは、キャリアベクター上のいくつかの遺伝子座に配置さ
れて、組換え事象の尤度を最小化し得る。rep/cap配列および埋め込まれ
た組換えウイルスゲノムはまた、それらが相同性の領域を有さないように設計さ
れ得る。さらに、AAVは5.0kbを超えるパッケージには耐えられないので
、当業者は、所望される配列(例えば、rep/cap)とそのプロモーターと
の間に「スタッファー」核酸配列を組み込み得る。従って、組換えが生じた場合
ですら、得られるAAVゲノムは大きすぎて、パッケージできず、wtAAVは
産生されない。rep翻訳の完全性を維持するために、スタッファー配列は、ス
プライスドナー部位およびアクセプター部位を用いて構築され得る。その結果、
得られたmRNAおよび最終的に産生されたrepタンパク質は、変化を受けて
いない。同様な方法を他の型の組換えウイルスについて用いて、野生型ウイルス
の組換えおよび産生を避け得る。
【0129】 この方法はまた、工業的生産に容易に合わせて調節され得る。なぜなら、この
方法は、高力価で大量に産生され得るキャリアウイルスによる哺乳動物宿主細胞
の簡単な感染のみを必要とし得るからである。好ましい実施形態において、本明
細書中に記載された方法により産生された組換えウイルスは、高力価で産生され
る。組換えAAVについては、力価は、好ましくは、1産生細胞につき104
子より大きく、より好ましくは、1産生細胞につき105〜106粒子より大きく
、そしてなおより好ましくは、1産生細胞につき107粒子より大きい。組換え
アデノウイルスについては、力価は、好ましくは、1産生細胞につき104粒子
より大きく、より好ましくは、1産生細胞につき105粒子より大きく、そして
なおより好ましくは、1産生細胞につき106粒子より大きい。組換えヘルペス
ウイルスについては、力価は、好ましくは、1010pfu/mlより大きく、よ
り好ましくは、1011pfu/mlより大きく、そしてなおより好ましくは、1
13pfu/mlより大きい。レトロウイルスについては、力価は、好ましくは
、106〜107コロニー形成単位(cfu)/mlより大きく、より好ましくは
、108cfu/mlより大きく、そしてなおより好ましくは、109cfu/m
lより大きい。本発明はまた、組換えウイルスを含む哺乳動物宿主細胞の溶解物
および上清を含む。これらの溶解物および上清は、従来技術の方法により産生さ
れるものとは異なる。なぜなら、これらは、野生型ウイルスもヘルパーウイルス
も含まないからである。
【0130】 好ましい実施形態において、この方法を用いて高力価の、かつヘルパーウイル
スおよび野生型ウイルスの非存在下で組換えAAVを製造する。所望の導入遺伝
子(これに作動可能に連結された適切な発現調節配列を含む)は、当該分野で公
知の手段により、AAV ITRの間に配置される。実際のパッケージングと適
合する長さに導入物の長さを維持するために、スペーサーDNAが必要に応じて
、所望の導入遺伝子に挿入され得る。次いで、この組換えウイルスゲノムは、必
須でない遺伝子座に、当該分野で公知の手段により、バキュロウイルスに埋め込
まれる。必要とされるヘルパー機能、複製およびキャプシド形成機能、ならびに
/または埋め込まれた組換えウイルスゲノムは、ポリヘドリン遺伝子部位、p1
0遺伝子部位に配置され得る。すなわち、一方がポリヘドリン遺伝子部位に配置
され得、そして他方が、p10遺伝子部位に配置され得る(図1を参照のこと)
。バキュロウイルス骨格はまた、リガンド核酸(例えば、VSV−G遺伝子)を
含むように改変され得る。バキュロウイルスはまた、repおよびcap配列、
ならびにアデノウイルス由来のヘルパー機能(E1a、E1b、E2a、E4O
RF6およびVAI、またはHSV遺伝子UL5、UL8、UL52およびUL
29)を含むように改変され得る。キャリアベクターは、昆虫細胞(例えば、S
f9細胞)に形質導入され、この細胞は、バキュロウイルスが産生される条件下
で増殖され、そしてバキュロウイルスは、収集され、そして精製される。次いで
、バキュロウイルスを用いて、哺乳動物細胞を感染させ、哺乳動物細胞は組換え
ウイルスが複製される条件下で増殖され、切り出され、キャプシド形成され、そ
して組換えAAVウイルスが収集され、そして必要に応じて精製される。
【0131】 別の好ましい実施形態において、この方法を用いて、高力価、かつヘルパーウ
イルスおよび野生型アデノウイルスの非存在下で、アデノウイルス遺伝子の全て
を欠失した組み換え「無能力(gutless)」アデノウイルスを製造する。
以前に、当業者は、アデノウイルス遺伝子の全てを、ITRおよびシス作用性パ
ッケージングシグナルを除いて除去したアデノウイルスゲノム由来の「中身を取
り除いた(gutted)」アデノウイルスプラスミドを作製した。目的の導入
遺伝子、転写調節配列、および必要に応じてスタッファーDNAを含む外来DN
Aが付加されて、約36kbの挿入物を得る。プラスミドは、DNAカセットが
、導入遺伝子およびスタッファーDNAの上流にパッケージングシグナルを含み
、そしてAd ITRがこのようなDNAカセットに隣接するように設計される
。このプラスミドを細胞(例えば、293細胞)にトランスフェクトした。アデ
ノウイルスE1およびE3遺伝子、ならびにアデノウイルスパッケージングシグ
ナル内の配列を欠いたヘルパーアデノウイルスを用いて、中身を取り除いたアデ
ノウイルスプラスミドでトランスフェクトした293細胞に感染させて、トラン
スで複製およびキャプシド形成機能を提供した。この方法を用いると、低レベル
の相同組換えがヘルパーAdにおけるパッケージングシグナルの欠失をレスキュ
ーする。従って、ヘルパーおよび「無能力」アデノウイルス両方が産生される。
CsCl勾配により、組換え「無能力」アデノウイルスベクターからヘルパーア
デノウイルスを分離しなければならない。さらに、他の欠点としては、高レベル
の夾雑するヘルパーウイルスおよび低収率の無能力Adベクターが挙げられた。
【0132】 本発明の方法を用いると、夾雑するヘルパーAdの産生を生じる相同組換えが
避けられ得る。ヘルパーアデノウイルスを使用することよりむしろ、当業者は、
中身を取り除いたAdゲノムの複製およびパッケージングに必要なアデノウイル
ス機能を含むキャリアベクターを構築し得る。1つの実施形態において、キャリ
アベクターは、ITR、E1、パッケージングシグナルを含まず、必要に応じて
E3も含まないアデノウイルスの完全ゲノムを含む。次いで、当業者は、このキ
ャリアウイルスで哺乳動物細胞を感染させ得、そして導入遺伝子、ITRおよび
パッケージングシグナルを含む上記のプラスミドでトランスフェクトし得る。別
の実施形態において、当業者は、2つの別個のキャリアウイルスを構築し得る。
一方は、上記のヘルパーアデノウイルス機能を含み、他方は、Ad ITR、パ
ッケージングシグナルおよび導入遺伝子カセットを含む中身を取り除いたAd構
築物を含む。あるいは、当業者は、ヘルパーアデノウイルス機能ならびに、IT
R、パッケージングシグナルおよび導入遺伝子/スタッファーDNAを含む導入
遺伝子カセットの両方を含む単一のキャリアベクターを構築し得る。アデノウイ
ルス機能および導入遺伝子カセットは、ポリヘドリン遺伝子座、p10遺伝子座
に配置され得る。すなわち、一方は、ポリヘドリン遺伝子座に配置され得、そし
て他方はp10遺伝子座に配置され得る(図1を参照のこと)。
【0133】 別の好ましい実施形態において、この方法を用いて、組換えヘルパーウイルス
アンプリコンベクターを産生する。上記で議論されるように、ヘルペスウイルス
アンプリコンは、パッケージングのための「α」配列、およびHSV複製起点を
必要とする。oriSまたはoriL複製起点のいずれかが使用され得るが、or
S起源が好ましい。当業者は、ヘルペスウイルスアンプリコンを含むキャリア
ベクターを構築し得る。1つの実施形態において、カセットは、5’から3’方
向に、「α」配列、続いて、目的の導入遺伝子、続いてHSV複製起点、続いて
必要に応じてスペーサー、続いて別の「α」配列を含む。これは、例えば、バキ
ュロウイルスにおけるポリヘドリンまたはp10遺伝子座のいずれかに挿入され
得る。その後に産生されるキャリアウイルスを用いて、ヘルパーヘルペスウイル
スと同時感染させた哺乳動物細胞に感染させ得る。あるいは、ヘルパーヘルペス
ウイルス機能は、同じまたは別個のキャリアベクターに配置され得、そしてこれ
を用いて哺乳動物細胞を感染させ得る。次いで、組換えヘルペスウイルスアンプ
リコンベクターは、哺乳動物細胞から単離され、そして精製され得る。
【0134】 (組換えウイルス組成物) 本発明の別の実施形態は、本発明の方法によって産生される組換えウイルスで
ある。他の組換えウイルスの調製物とは異なり、本発明の方法によって産生され
る調製物は、高力価の本質的に相同な組換えウイルスをもたらし、これはヘルパ
ーを有さず、そして野生型のウイルスを有さない。この組換えウイルスは、イン
ビボおよびインビトロでの一過性および安定な遺伝子の任意の形態についての使
用のための薬理学的組成物として処方され得る。この組換えウイルスは、インビ
ボおよびエキソビボの遺伝子治療、遺伝的免疫化、インビトロタンパク質産生お
よび診断アッセイのために使用され得る。
【0135】 遺伝子治療について、この組換えウイルスは、エキソビボまたはインビボで細
胞に導入され得る。このウイルスがエキソビボで細胞に導入される場合、この組
換えウイルスは、インビトロで細胞を感染するために使用され得、次いでこの細
胞は、所望の場合、引き続いて哺乳動物に(例えば、門脈または脾臓に)導入さ
れ得る。あるいは、この組換えウイルスは、哺乳動物に直接(例えば、静脈内ま
たは腹腔内に)投与され得る。徐放性デバイス(例えば、移植可能なポンプ)は
、このウイルスの細胞への送達を容易にするために使用され得る。このウイルス
が哺乳動物に投与される場合、感染される特定の細胞は、送達の方法を制御する
ことによって標的化され得る。例えば、この組換えウイルスの門脈または肝動脈
への血管内投与は、組換えウイルスが肝臓細胞を標的化することを容易にするた
めに使用され得る。
【0136】 上記の方法によって産生される組換えウイルスは、好ましくは生物学的に適合
性の溶液または薬学的に受容可能な送達ビヒクル中に懸濁して、患者に投与され
得る。適切なビヒクルとしては、滅菌した生理食塩水が挙げられる。薬学的に受
容可能なキャリアとして公知であり、そして当業者に周知の他の水性および非水
性滅菌懸濁液は、この目的のために使用され得る。
【0137】 この組換えウイルスは、所望の細胞を感染するために十分な量で投与され、そ
して過度の不利なく、または医学的に受容可能な生理学的効果を有して修正効果
を提供するために、十分なレベルの形質導入および選択した導入遺伝子(または
ワクチンの場合におけるウイルス性遺伝子産物)の発現を提供し、これは医学分
野における当業者によって決定され得る。従来の、および薬学的に受容可能な投
与経路としては、標的器官、組織または部位への直接投与;鼻腔内;静脈内;筋
肉内;皮下;皮内;経口および投与の他の非経口経路が挙げられる。投与経路は
、所望の場合、組合わされ得る。
【0138】 組換えウイルスの投薬量は、主に組換えウイルスの型のような因子(すなわち
、このウイルスがAAV、アデノウイルス、レトロウイルスなどであるか否か)
、処置される状態、および選択される遺伝子に依存する。投薬量はまた、患者の
年齢、体重および健康に依存して変化し得る。例えば、組換えアデノウイルスの
有効なヒト投薬量は、一般に、投与される用量当たりアデノウイルスを1×10 7 または1×108または1×109または1×1010または1×1011または1
×1012または1×1013または1×1014または1×1015粒子の濃度で含む
約0.5ml〜50mlの範囲である。この投薬量は、任意の有害な副作用に対
する修正の利点のバランスを取るように調節される。選択される遺伝子の発現の
レベルは、投薬量投与の型および頻度を決定するためにモニターされ得る。
【0139】 以下の本発明の実施例は例示のみであり、そして本発明の範囲を限定するよう
には意図されない。
【0140】 (実施例1) (細胞株の維持およびウイルスの増殖) ヒト胚腎臓細胞株293(ATCC CRL 1573)を、10%FBS(
Hyclone)ならびに50μgのペニシリン、50μgのストレプトマイシ
ン、および10μgのネオマイシン/ml(GIBCO BRL)を補充したD
ulbecco改変Eagle培地(DMEM;GIBCO BRL)において
維持した。昆虫細胞株IPLB−Sf21(CLONTECH Laborat
ories,Inc.)を、10%FBSならびに50μgのペニシリン、50
μgのストレプトマイシン、および10μgのネオマイシン/mlを補充したS
F900−II培地(GIBCO BRL)中で維持した。ヒトアデノウイルス
5型(ATCC VR−5)を、293細胞中で増殖し、そしてCsCl勾配遠
心分離を介して精製した(JonesおよびShenk,1978)。
【0141】 (実施例2) (組換えプラスミド構築) 標準的なDNA組換え技術を、組換えプラスミドを作製するために使用した(
Sambrookら、1989)。5pプロモーターの上流のDraIII部位
とポリアデニル化シグナルの下流のNcoI部位との間のpAV2(ATCC
37216)のRepおよびCap配列を取り出した。このRepおよびCap
配列を、複数のクローニング工程を通して、伸長因子1α(EF1α)プロモー
ターの制御下でGFPを含むカセットに置換して、pAV2cisEFGFPを
作製した(図2)。次いで、AAV ITRおよびGFP遺伝子の両方を含むカ
セット全体を、複数のクローニング工程を通して、BV−CZPG(ポリヘドリ
ンプロモーターの制御下でVSV−G遺伝子を有するバキュロウイルスシャトル
プラスミド;Biogen,Inc.のDr.Jim Barsoumによって
厚意で提供された)のSpeIおよびBgIII部位中にクローニングして、p
BV−cisEFGFPを得た(図3)。
【0142】 アデノウイルスヘルパー遺伝子E2A、E4ORF6、およびVAIを、Ad
5 DNAからサブクローニングした。手短に言うと、E4ORF6を、最初に
pIRESlneo(CLONTECH Laboratories,Inc.
)のSmaIおよびXbaI部位に挿入し、pIRESORF6を得た。次に、
E2Aコード配列を含むSau3AI−BsrGIフラグメントを、複数のクロ
ーニング工程を介してプラスミドpIRESORF6のBamHI/BstXI
部位中に挿入して、プラスミドpE2AiORF6を得た。この構築物において
、E2AおよびE4ORF6遺伝子は、脳心筋炎ウイルス(ECMV)由来のI
RESによって分離しており、そして両方の遺伝子は、E2A遺伝子の上流の単
一のヒトサイトメガロウイルス(CMV)プロモーターの転写制御下にある。次
に、VAI遺伝子を含むAd5 DNAのNcoI−BamHIフラグメントを
、平滑末端クローニングを通してpE2AiORF6のXhoI部位に挿入して
、pE2AiORF6−VAIを得た。CMV−E2AiORF6−VAIを含
むカセット全体を、バキュロウイルスシャトルプラスミドBV−CZPGのHp
aIおよびSpeI部位にクローニングして、pBV−EiOVを得た(図2)
【0143】 DraIII部位(これは、AAV−2 p5プロモーターの上流である)と
BsaI部位(これは、ポリアデニル化シグナルの下流である)との間に位置す
るAAV−2 repおよびcap遺伝子(図2)を、pBV−EiOVのSp
eIおよびPacI部位にマルチクローニング工程を介してクローニングして、
pBV−EiOV−RCを得た(図3)。Ad5ElおよびcisEFGFPを
、複数工程を介してpBV−EiOVにクローニングして、pBV−EiOV−
cisEFGFP−Elプラスミドを得た(図3)。プラスミドpAc−cis
EFGFを、いくつかのクローニング工程を介して、AAV−2 ITRsに隣
接するGFP遺伝子を含むカセットをpAcUWl(Pharmingen)に
挿入することによって構築した。pEBVHisA(Invitrogen)由
来のEBVOriのXbal−SspIフラグメントを、pBVcisEFGF
PおよびpBV−EiOV−RCに挿入して、pBV−cisEFGFP−EB
VOri(図3)およびpBV−EiOV−RC−EBVOri(図3)を作製
した。AAV−2 repおよびcap遺伝子をpAdAF6(Adヘルパー遺
伝子E2A、E4全体、およびVAIを保有するプラスミド;Universi
ty of PennsylvaniaのDr.Guangping Gaoに
よって厚意で提供された)にクローニングして、pAdAF6−RCを得た(図
3)。
【0144】 「p」が先行する構築物への言及は、プラスミドをいいし、他方、先行する「
p」のない構築物への言及は、ウイルスをいう。例えば、pBV−EiOV−R
Cは、プラスミドをいい、一方、BV−EiOV−RCは、改変されたバキュロ
ウイルスをいう。
【0145】 (実施例3) (293細胞のトランスフェクションおよび293−CG3の安定な細胞株の
選択) 293細胞を、6cm直径の組織培養皿中で約70%のコンフルエンシーまで
増殖させ、そしてリン酸カルシウムトランスフェクション法(Sambrook
ら、1989)によって、1μgのpIRES1neoおよび10μgのpAV
2cisEFGFPで一晩同時トランスフェクトした。細胞に、10%FBSを
含む新鮮な培地を給餌し、そして24時間培養した。トリプシン処理の後、細胞
を、10%FBSを含む新鮮な培地中に1:20の希釈で播種した。さらに24
時間インキュベーションした後、1,250μg/mlのG418(GIBCO
BRL)を含む新鮮な培地を細胞単層に添加して、G418耐性細胞を選択し
た。G418を含む培地を、最初のG418耐性細胞コロニーのほとんどが形成
されるまで、3〜4日毎に交換した。合計50コロニーが選ばれ、このうち6つ
が構成的なGFP発現を実証した。これらの6つのコロニーを、G418の存在
下で拡張させ、そしてプラスミドpBV−EiOV−RCでのトランスフェクト
によって機能的rAAVをレスキューするその能力について試験した。通常、ク
ローンが樹立された場合、全ての非耐性細胞が死滅することを確実にするために
、このクローンを、G418含有培地中に3〜5継代維持した。次いで、この細
胞をG418を含まない培地中に維持した。一つの細胞クローン(293−CG
3)が、rAAVレスキューの高い効率を示し、そしてこれをさらなる実験に使
用した。
【0146】 (実施例4) (rAAV産生についての293−CG3の機能試験) いくつかのプラスミドを用いて、rAAV産生についての293−CG3の効
率を試験した。この細胞を、トランスフェクションの前に、最初に6ウェルプレ
ートに1×106細胞/ウェルの密度で2〜4時間播種した。各ウェルにおける
細胞に、167μlのCaPO4の最終容量で5μgのプラスミドDNAを与え
た(Sambrookら、1989)。16時間インキュベーションした後、細
胞に新鮮な培地を給餌した。3日後、細胞を収集し、そしてrAAV力価(形質
導入単位)を決定した。この結果を、2つの別々の実験から決定された値の平均
として表1に示した。この結果は、293−CG3細胞株が、rAAV産生に非
常に効率的であり、使用するヘルパープラスミドのコンフィギュレーションに依
存して、細胞当たり約30〜170の形質導入単位を産生することを示す。
【0147】
【表1】 (実施例5) (組換えバキュロウイルスの産生) VSV−G偽型組換えバキュロウイルスを作製するために、BacPAKバキ
ュロウイルス発現系(CLONTECH Laboratories,Inc.
)を使用した。プラスミドDNA(pBV−EiOV−RC、pBV−cisE
FGFP、またはpBV−EiOVcisEFGFP−E1のうちの1つ)を、
製造者のプトロコルに従って、Bsu36I消化BacPAK6 DNAでSf
21細胞に同時トランスフェクトした。この培地を、トランスフェクションの3
日後に収集し、そして組換えバキュロウイルスを、制限希釈アッセイによって9
6ウェルプレート上でスクリーニングした。手短に言うと、トランスフェクショ
ンから収集した培地を、2×105細胞/mlのSf21細胞を含む10mlの
昆虫培地の各々において、10-2、10-3、10-4、および10-5に希釈した。
次いで、この混合物を96ウェルプレートに、100μl/ウェルでプレーティ
ングした。
【0148】 5〜7日間感染した後、細胞をウイルス感染の徴候(VSV−G発現によって
媒介される細胞融合;Eidelmanら、1984を参照のこと)について試
験した。最低希釈においてウイルス感染を示したウェルに印をつけ、そしてこの
ウイルスを収集した(Chenら、1994)。この細胞を溶解し、そして組換
えDNAの存在を確認するためにDNAハイブリダイゼーションに使用した。陽
性のクローンを10mlに増殖し、そして各クローンの1mlを6ウェルプレー
トに293細胞増殖を形質導入するために使用した。この293細胞を、rAA
Vレスキューのための組換えバキュロウイルスによって提供されないエレメント
を保有するプラスミドでトランスフェクトした。3日間形質導入した後、細胞を
溶解し、そしてこの溶解物を84−31細胞(293細胞由来のE1/E4二重
相補的細胞株;Fischerら、J.Virol.,70:8934−894
3,1996を参照のこと)を形質導入するために使用した。マーカー遺伝子の
発現は、rAAVのレスキューを示した。純粋な組換えバキュロウイルスを得る
ために、rAAVレスキューを最も良くレスキューし得るクローンを、さらに3
〜4ラウンドスクリーニングし、rAAVレスキューの補助について試験した。
機能性クローンを、96ウェルプレート上でさらに3〜4ラウンドスクリーニン
グして、純粋な組換えバキュロウイルスを得た。
【0149】 非VSV−G偽型組換えバキュロウイルスを作製するために、Baculov
irus Expression Vector System(Pharmi
ngen)を使用した。製造者のプロトコルに従って、プラスミドDNAを、バ
キュロウイルス性DNAでSf21細胞に同時トランスフェクトした。野生型バ
キュロウイルス由来の組換えバキュロウイルスを区別するためにX−gal染色
を使用したことを除いて、上記のVSV−G偽型バキュロウイルスについて記載
したのと同様に、組換えバキュロウイルスを96ウェルプレート上でスクリーニ
ングした。
【0150】 (実施例6) (本発明の方法の使用によるrAAVの産生) (細胞を形質導入する方法) 形質導入のために、組換えバキュロウイルスを、4℃、20,000rpmで
30分間遠心分離することによって、最初にペレットにした。次いで、このペレ
ットを、無血清DMEM中に再懸濁した。この培地を細胞単層から除去し、そし
てバキュロウイルスを細胞に添加した。8〜16時間インキュベーションした後
、細胞に、10%FBSを含む新鮮な培地を給餌した。形質導入の72時間後に
、細胞を収集した。バキュロウイルス形質導入された細胞を収集し、そして氷浴
上で超音波処理(1分毎に、3回の超音波パルス)することによって、DOC溶
解緩衝液(50mM Tris−HCI、pH7.4、1mM MgC12、0
.5%デオキシコール酸ナトリウム)中に溶解した。4℃、13,000rpm
で5分間遠心分離することによって細胞砕片を除去し、そして上清を集めた。こ
の上清を、実施例7に記載されるようなrAAV滴定について使用した。
【0151】 (バキュロウイルスBV−EiOV−RCおよびBV−cisEFGFPによ
る293細胞の形質導入) BV−EiOV−RCは、Adヘルパー遺伝子E2A、E4ORF6、および
VAI、ならびにAAV repおよびキャップ遺伝子を提供する。BV−ci
sEFGFPは、マーカー遺伝子GFPに隣接するAAV IRTの両方を有す
るAAVベクター配列を提供する。293細胞は、E1aおよびE1bを発現す
る。従って、BV−EiOV−RCおよびBV−cisEFGFPの両方での2
93細胞の形質導入は、この細胞に、EF1αプロモーターに作動可能に連結さ
れ、そしてAAV ITRに隣接するGFP導入遺伝子を含む、埋包されたAA
Vウイルス性遺伝子;VSV−Gリガンド;E1a、E1b、E2a、E4OR
F6、およびVAIを含むヘルパー機能;ならびに複製およびキャプシド形成、
repおよびcapを提供する。これらの機能は、この細胞が、組換えAAVを
産生することを可能にする。
【0152】 (バキュロウイルスBV−EiOV−RCTによる293−CG3細胞の形質
導入) AAVベクターは293−GC3細胞において安定に組み込まれたことから、
リガンド核酸、ヘルパー機能および複製、ならびに組換えAAVを産生するため
のキャプシド形成機能を提供するために、BV−EiOV−RCのみが必要とさ
れた。
【0153】 (バキュロウイルスBV−EiOV−cisEF6FP−E1によるRep−
Cap発現細胞の形質導入) バキュロウイルスBV−EiOV−cisEFGFP−E1は、Adヘルパー
遺伝子E1、E2A、E4ORF6、およびVAI、ならびにマーカー遺伝子G
FPに隣接するAAV−ITRSの両方を有するAAVベクターを提供する。A
AV rep−cap遺伝子は、B50のような安定なrep−cap細胞株に
よって提供される(Gaoら、1998)。
【0154】 (実施例7) (バキュロウイルス形質導入によって産生されるrAAVの滴定) 実施例6において記載されるように調製されるバキュロウイルス形質導入細胞
由来のrAAV溶解物を、10%FBSを含むDMEMで、10-2、10-3、お
よび10-4に希釈し、そして滴定アッセイについて使用した。24ウェルプレー
トを、最初に0.1%ゼラチンで30分間コーティングし、次いで293ベース
の84−31細胞の2×105細胞/ウェルでプレーティングした(Fisch
erら、1996)。3〜4時間のインキュベーションの後、この細胞に100
粒子/細胞のアデノウイルスを30分間感染させ(アデノウイルスは、一本鎖A
AVの二本鎖AAVへの転換を助け、そしてこれはAAV滴定のために広く使用
される)、次いで希釈rAAV溶解物を添加した。rAAVによる24時間の形
質導入の後に、この細胞を、PBS中の4%パラホルムアルデヒドで30分間固
定した。このパラホルムアルデヒドをPBSに置換し、そしてGFP発現細胞を
、蛍光顕微鏡によって計数した。
【0155】 (実施例8) (VSV−G偽型バキュロウイルスを使用するrAAVの産生) 組換えバキュロウイルスBV−EiOV−RCを使用して、rAAV産生のた
めに293−CG3細胞を形質導入した。この細胞を、形質導入の前2〜4時間
で、最初に6ウェルプレート上に、1×106細胞/ウェルの密度でプレーティ
ングした。バキュロウイルスBV−EiOV−RCを、4℃、20,000rp
mで30分間遠心分離することによって濃縮し、血清含有DMEM中に再懸濁し
、次いで表2に示される量で細胞に添加した。16時間インキュベーションした
後、細胞を新鮮な培地で給餌した。合計3日間の形質導入の後、細胞を収集し、
そしてrAAV力価(形質導入単位)を決定した。この結果を、2つの別々の実
験から決定された値の平均として、表2に示す。この結果は、Adヘルパーおよ
びAAV rep−cap遺伝子を保有する組換えバキュロウイルスが、293
−CG3細胞を首尾よく形質導入し得、そしてrAAVを産生し得ることを示す
。インプットバキュロウイルスの感染多重度(moi)の増加によって、より高
い力価のrAAVが産生された。
【0156】
【表2】 (実施例9) (VSV−G偽型および非偽型バキュロウイルスによる、異なる哺乳動物細胞
株の形質導入効率) バキュロウイルスによって効率的に形質導入される適切な細胞株を同定するた
めに、多くの細胞株を試験した。細胞を6ウェルプレートに播種し、そして約8
0%のコンフルエンシーまで増殖した。無血清DMEM中で、バキュロウイルス
を、示されたmoiでこの細胞に添加し、この細胞と一晩インキュベートし、そ
して12〜15時間後に新鮮な培地に置き換えた。組換えバキュロウイルスによ
る形質導入の48時間後に、GFP発現細胞を、単層中の全ての細胞のパーセン
テージとして記録した。
【0157】 表3に示される結果は、概してVSV−G偽型バキュロウイルス(BV−ci
sEFGFP)が、非偽型バキュロウイルス(Ac−cisEFGFP)よりも
はるかに効率的に哺乳類細胞を形質導入することを示す。しかし、HepG2お
よびSaos−2細胞株は、バキュロウイルスによるHeLa細胞株および29
3細胞株よりも、より形質導入性(transducible)であることが見
出された。293細胞における筋書きと同様に、Ad E1遺伝子のこれらの細
胞の染色体への挿入は、以前の実施例に列挙される組換えバキュロウイルスを使
用する、これらの細胞からのrAAVの産生をさらに容易にするはずである。S
aos−2細胞が、バキュロウイルスコーティング上のVSV−G糖タンパク質
の存在とも非存在とも無関係に、バキュロウイルスによる感染に対して高度に許
容的であることは、注目すべきである。この細胞株の使用は、非偽型バキュロウ
イルスを使用するrAAV産生についての利点を提供し得る。
【0158】 上記に列挙された全ての文書は、本明細書中に参考として援用される。本発明
の多数の改変および変化は、上記に確認される明細書に含まれ、そしてこれは当
業者に明らかであることが予想される。本発明のプロセスについてのこのような
改変および変化は、本明細書に添付される特許請求の範囲に含まれると考えられ
る。
【0159】
【表3】 (参考文献) 1.Jones N,Shenk T.Isolation of delet
ion and Substitution mutants of aden
ovirus type 5.Cell 1978年1月;13(1):181
−8。 2.Sambrook,J.,Fritsch,E.F.,およびManiat
is,T.「Molecular Cloning−A Laboratory
Manual」Cold Spring Harbor Laborator
y Press.1989。 3.Gao GP,Qu G,Faust LZ,Engdahl RK,Xi
ao W,Hughes JV,Zoltick PW,Wilson JM.
High−titer adeno−associated viral v
ectors from a Rep/Cap cell line and
hybrid shuttle virus.Hum Gene Ther 1
998年11月1日;9(16):2353−62。 4.Fisher KJ,Gao GP,Weitzman MD,DeMat
teo R,Burda JF,Wilson JM.Transductio
n with recombinant adeno−associated
virus for gene therapy is limited by
leading−strand synthesis.J Virol 19
96年1月;70(1):520−32。 5.Eidelman,O.,Schlegel,R.,Tralka,T.S
.,およびBlumenthal,R.J.Biol.Chem.1996,2
59:4622−4628。 6.Chen,H.およびPadmanabhan,R.Biotechniq
ues 1994,17:40−42。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、ポリヘドリン(polyhedrin)またはp10遺伝子のいずれ
かの位置に挿入された標的遺伝子を有する組換えバキュロウイルスの模式図であ
る。
【図2】 図2Aおよび図2Bは、AAV2型の遺伝子マップを表す。図2Aは、ウイル
スゲノムの模式図である。repは複製タンパク質(Rep78、Rep68、
Rep52、およびRep40)をコードし、そしてcapは、キャプシド形成
機能(VP1、VP2、およびVP3)をコードする。右向きの矢印:p5、p
l9、およびp40のウイルスプロモーター;下向きの垂直矢印:3’−ITR
の上流の共通のポリアデニル化シグナル。図2Bは、3つのプロモーターの各々
に由来する転写物を表す。An:ポリアデニル化。
【図3】 図3は、本発明にもいて用いられる構築されたプラスミドの模式図である。
【図4】 図4は、伝統的なアデノウイルス感染/プラスミド同時トランスフェクション
方法によるrAAV産生に関与する工程を示す(Shenk et al.、米
国特許第5,436,146号)。
【図5】 図5は、2つの組換えバキュロウイルス(BV−EiOV−RCおよびBV−
cisEFGFP)の使用によるrAAV産生に必要な工程を示す。
【図6】 図6は、1つの組換えバキュロウイルス(BV EiOV−RC)とともに、
安定な細胞株293−CG3を使用することによるrAAV産生のために必要な
工程を示す。
【図7】 図7は、組換えバキュロウイルス(BV−EiOV−cisEFGFP−E1
)とともに、AAVrepおよびcapの遺伝子を発現する安定な細胞株を使用
することによるrAAV産生のために必要な工程を示す。
───────────────────────────────────────────────────── 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) //(C12N 7/00 C12R 1:93 C12R 1:91) C12N 15/00 ZNAA (C12N 7/00 C12R 1:93) (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,MZ,SD,SL,SZ,TZ,UG ,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD, RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM,AT, AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA,C H,CN,CR,CU,CZ,DE,DK,DM,DZ ,EE,ES,FI,GB,GD,GE,GH,GM, HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE,K G,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,LT ,LU,LV,MA,MD,MG,MK,MN,MW, MX,MZ,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,S D,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR ,TT,TZ,UA,UG,US,UZ,VN,YU, ZA,ZW (72)発明者 チェン, ハイフェン アメリカ合衆国 ペンシルベニア 19063, メディア, アイリス レーン 749 Fターム(参考) 4B024 AA01 BA32 CA03 CA04 DA02 EA02 FA02 FA18 GA11 HA17 4B065 AA90X AA95X AA95Y AB00 AC14 BA02 CA24 CA45 4C084 AA02 AA03 AA13 BA35 CA01 MA17 MA22 MA23 MA52 MA56 MA59 MA66 NA10 4C087 AA01 AA02 AA03 BC83 CA09 CA12 CA20 MA13 MA17 MA22 MA23 MA52 MA56 MA59 MA66 NA05 NA10

Claims (35)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 組換えウイルスを作製するためのキャリアベクターであって
    、ここで、該キャリアベクターは、非哺乳動物の細胞中で複製され得る、非哺乳
    動物ウイルスの骨格、あるいは該骨格の一部または改変体を含む、キャリアベク
    ター。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のキャリアベクターであって、該キャリアベ
    クターは、以下の1以上のエレメント:1)包埋された組換えウイルスゲノム;
    2)該組換えウイルスゲノムの複製およびキャプシド形成に必要とされるタンパ
    ク質をコードする核酸配列;3)ヘルパー機能をコードする核酸配列;4)哺乳
    動物の細胞と相互作用し得るリガンドをコードする核酸配列;および5)非哺乳
    動物ウイルスの骨格あるいは該骨格の複製能を有する部分または改変体中の配列
    を制御する調節制御配列を含む、キャリアベクター。
  3. 【請求項3】 哺乳動物の細胞レセプターに結合し得るリガンドをコードす
    る核酸配列を含む、請求項2に記載のキャリアベクター。
  4. 【請求項4】 包理された組換えウイルスゲノムをさらに含む、請求項1、
    2または3のいずれか1項に記載のキャリアベクター。
  5. 【請求項5】 前記組換えウイルスゲノムの複製およびキャプシド形成に必
    要とされるタンパク質をコードする核酸配列をさらに含む、請求項1、2または
    3のいずれか1項に記載のキャリアベクター。
  6. 【請求項6】 ヘルパー機能をコードする核酸配列をさらに含む、請求項1
    、2または3のいずれか1項に記載のキャリアベクター。
  7. 【請求項7】 非哺乳動物ウイルスの骨格あるいは該骨格の複製能を有する
    部分または改変体中の核酸配列の発現を調節する調節制御配列をさらに含む、請
    求項1、2または3のいずれか1項に記載のキャリアベクター。
  8. 【請求項8】 前記組換えウイルスゲノムの複製およびキャプシド形成に必
    要とされるタンパク質をコードする核酸配列、およびヘルパー機能をコードする
    核酸配列をさらに含む、請求項1、2または3のいずれか1項に記載のキャリア
    ベクター。
  9. 【請求項9】 包埋された組換えウイルスゲノム、ならびに該組換えウイル
    スゲノムの複製およびキャプシド形成に必要とされるタンパク質をコードする核
    酸配列ならびに/またはヘルパー機能をコードする核酸配列をさらに含む、請求
    項1、2または3のいずれか1項に記載のキャリアベクター。
  10. 【請求項10】 感染性組換えウイルスを産生するために、哺乳動物の宿主
    細胞によって必要とされる全ての前記エレメントを含む、請求項1、2または3
    のいずれか1項に記載のキャリアベクター。
  11. 【請求項11】 哺乳動物の細胞と相互作用し得るリガンドをコードする前
    記核酸配列が、非哺乳動物のプロモーターの調節制御下にある、請求項2または
    3に記載のキャリアベクター。
  12. 【請求項12】 前記リガンドが、哺乳動物の細胞レセプターに結合し得る
    、請求項11に記載のキャリアベクター。
  13. 【請求項13】 請求項2または3に記載のキャリアベクターであって、前
    記包埋された組換えウイルスゲノムが、アデノ随伴ウイルス(AAV)、アデノ
    ウイルス、レトロウイルスまたはヘルペスウイルス由来の隣接配列を含む、キャ
    リアベクター。
  14. 【請求項14】 請求項13に記載のキャリアベクターであって、前記包埋
    された組換えウイルスゲノムが、AAV由来の隣接配列を含み、そして該キャリ
    アベクターが、AAVの複製に必要とされるヘルパー機能を提供するタンパク質
    をコードするヘルパー配列をさらに含む、キャリアベクター。
  15. 【請求項15】 請求項14に記載のキャリアベクターであって、前記ヘル
    パー配列が、アデノウイルス(Ad)DNA、単純ヘルペスウイルス(HSV)
    I型DNAもしくは単純ヘルペスウイルス(HSV)II型DNA、仮性狂犬病
    ウイルス(PRV)、サイトメガロウイルス(CMV)またはワクシニアウイル
    ス由来である、キャリアベクター。
  16. 【請求項16】 請求項15に記載のキャリアベクターであって、ここで、
    前記ヘルパー配列が、アデノウイルス遺伝子E1A、E1B、E2A、E4or
    f6およびVAIからなる群から選択される少なくとも1個の遺伝子産物、ある
    いはHSV 1型遺伝子UL5、UL8、UL52およびUL29からなる群か
    ら選択される少なくとも1個の遺伝子産物をコードする、キャリアベクター。
  17. 【請求項17】 AAV repおよびcapタンパク質をコードする核酸
    配列をさらに含む、請求項14に記載のキャリアベクター。
  18. 【請求項18】 前記包埋された組換えウイルスゲノムが、アデノウイルス
    由来の隣接配列およびパッケージングシグナルを含む、請求項13に記載のキャ
    リアベクター。
  19. 【請求項19】 前記包埋された組換えウイルスゲノムが、ヘルペスウイル
    ス「α」パッケージング配列およびヘルペスウイルスの複製起点を含む、請求項
    13に記載のキャリアベクター。
  20. 【請求項20】 前記包埋された組換えウイルスゲノムが、導入遺伝子を含
    み、該導入遺伝子の発現は、該導入遺伝子に作動可能に連結された発現調節配列
    によって調節される、請求項2または3に記載のキャリアベクター。
  21. 【請求項21】 キャリアウイルスを産生するための方法であって、該方法
    、以下: a)非哺乳動物ウイルスの骨格DNA、あるいは該骨格の複製能を有する部分
    または改変体を、以下のi)〜v): i)発現調節配列に作動可能に連結され、そして側方エレメントが隣接
    する導入遺伝子を含む、組換えウイルスゲノム、 ii)発現調節配列に作動可能に連結されたヘルパー機能をコードする核
    酸配列、 iii)組換えウイルスに対して、複製および/またはキャプシド形成機能
    をコードする、核酸配列、 iv)非哺乳動物の細胞において活性である、発現調節配列に作動可能に
    連結される、リガンドDNA、および v)該非哺乳動物ウイルスの骨格、改変された非哺乳動物ウイルスの骨
    格または該骨格もしくは改変された骨格の複製能を有する部分中の配列を調節す
    る、調節制御配列、 を含む1以上の核酸挿入物を挿入することによって改変する工程; b)得られた該キャリアベクターを非哺乳動物の宿主細胞に形質導入する工程
    ; c)キャリアウイルスが産生される条件下で該哺乳動物の宿主細胞を増殖する
    工程;ならびに d)該非哺乳動物の宿主細胞から該キャリアウイルスを収集する工程、 を包含する、方法。
  22. 【請求項22】 前記非哺乳動物ウイルスの骨格が、バキュロウイルス由来
    であり、そして前記非哺乳動物の宿主細胞が、昆虫細胞である、請求項21に記
    載の方法。
  23. 【請求項23】 請求項21または22のいずれか1項に記載の方法によっ
    て産生される、キャリアウイルスを含む、溶解物または上清。
  24. 【請求項24】 前記キャリアウイルスを精製する工程をさらに包含する、
    請求項21または22のいずれか1項に記載の方法。
  25. 【請求項25】 請求項21、22または24のいずれか1項に記載の方法
    によって産生される、キャリアウイルスの精製された調製物。
  26. 【請求項26】 組換えウイルスを産生するための方法であって、該方法は
    、以下: a)哺乳動物の宿主細胞にキャリアウイルスを感染させる工程であって、該キ
    ャリアウイルスは、該ウイルスの表面でリガンドを必要に応じて発現する、工程
    ; b)包埋された組換えウイルスゲノムが複製、切除およびキャプシド形成され
    る条件下で、該感染された哺乳動物の宿主細胞を増殖させる、工程;ならびに c)該哺乳動物宿主細胞から該組換えウイルスを収集する工程、 を包含する、方法。
  27. 【請求項27】 請求項26に記載の方法であって、前記哺乳動物の宿主細
    胞が、CHO、BHK、MDCK、10T1/2、WEHI細胞、COS、BS
    C1、BSC40、BMT10、VERO、WI38、MRC5、A549、H
    T1080、293、B−50、3T3、NIH3T3、HepG2、Saos
    −2、Huh7またはHeLa細胞から選択される、方法。
  28. 【請求項28】 請求項26または27のいずれか1項に記載の方法によっ
    て産生される組換えウイルスを含む、溶解物または上清。
  29. 【請求項29】 前記哺乳動物の宿主細胞から前記組換えウイルスを精製す
    る工程をさらに包含する、請求項26または27のいずれか1項に記載の方法
  30. 【請求項30】 請求項26、27または29のいずれか1項に記載の方法
    によって産生される、精製された組換えウイルス。
  31. 【請求項31】 請求項25に記載のキャリアウイルスまたは請求項30の
    記載の組換えウイルスを含み、そして薬学的に受容可能なキャリアをさらに含む
    、薬学的組成物。
  32. 【請求項32】 所望の導入遺伝子の一過性または安定的な遺伝子移入のた
    めの方法であって、前記哺乳動物の細胞に、請求項30に記載の組換えウイルス
    を感染させる工程を包含する、方法。
  33. 【請求項33】 前記一過性または安定的な遺伝子移入が、遺伝子免疫、遺
    伝子欠損の矯正、またはインビトロ、インビボ、もしくはエキソビボでのタンパ
    ク質の産生のためである、請求項32に記載の方法。
  34. 【請求項34】 ワクチンとして点変異または欠失を含む組換えウイルスを
    使用する方法であって、該方法は、弱毒化した複製能を有する組換えウイルスま
    たは複製欠損組換えウイルスを、請求項26の方法によって産生する工程、およ
    び免疫原性応答を誘導するのに有効な用量で組換えウイルスを投与する工程を包
    含する、方法。
  35. 【請求項35】 請求項31に記載の薬学的組成物であって、前記キャリア
    ウイルスは、前記組換えアデノウイルスの複製およびキャプシド形成に必要とさ
    れるアデノウイルス配列をさらに含む、薬学的組成物。
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