JP2003511037A - AAVrep/cap遺伝子を含むアデノウイルスを使用する組換えAAVの産生 - Google Patents

AAVrep/cap遺伝子を含むアデノウイルスを使用する組換えAAVの産生

Info

Publication number
JP2003511037A
JP2003511037A JP2001528613A JP2001528613A JP2003511037A JP 2003511037 A JP2003511037 A JP 2003511037A JP 2001528613 A JP2001528613 A JP 2001528613A JP 2001528613 A JP2001528613 A JP 2001528613A JP 2003511037 A JP2003511037 A JP 2003511037A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cells
raav
promoter
aav
adenovirus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2001528613A
Other languages
English (en)
Inventor
ハイフェン チェン,
ギャリー カーツマン,
Original Assignee
ジェノボ, インコーポレイテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ジェノボ, インコーポレイテッド filed Critical ジェノボ, インコーポレイテッド
Publication of JP2003511037A publication Critical patent/JP2003511037A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/85Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for animal cells
    • C12N15/86Viral vectors
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K39/00Medicinal preparations containing antigens or antibodies
    • A61K2039/51Medicinal preparations containing antigens or antibodies comprising whole cells, viruses or DNA/RNA
    • A61K2039/525Virus
    • A61K2039/5256Virus expressing foreign proteins
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K48/00Medicinal preparations containing genetic material which is inserted into cells of the living body to treat genetic diseases; Gene therapy
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2710/00MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA dsDNA viruses
    • C12N2710/00011Details
    • C12N2710/10011Adenoviridae
    • C12N2710/10311Mastadenovirus, e.g. human or simian adenoviruses
    • C12N2710/10341Use of virus, viral particle or viral elements as a vector
    • C12N2710/10344Chimeric viral vector comprising heterologous viral elements for production of another viral vector
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2750/00MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA ssDNA viruses
    • C12N2750/00011Details
    • C12N2750/14011Parvoviridae
    • C12N2750/14111Dependovirus, e.g. adenoassociated viruses
    • C12N2750/14141Use of virus, viral particle or viral elements as a vector
    • C12N2750/14143Use of virus, viral particle or viral elements as a vector viral genome or elements thereof as genetic vector
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2830/00Vector systems having a special element relevant for transcription
    • C12N2830/001Vector systems having a special element relevant for transcription controllable enhancer/promoter combination
    • C12N2830/002Vector systems having a special element relevant for transcription controllable enhancer/promoter combination inducible enhancer/promoter combination, e.g. hypoxia, iron, transcription factor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2830/00Vector systems having a special element relevant for transcription
    • C12N2830/42Vector systems having a special element relevant for transcription being an intron or intervening sequence for splicing and/or stability of RNA
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2830/00Vector systems having a special element relevant for transcription
    • C12N2830/75Vector systems having a special element relevant for transcription from invertebrates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2840/00Vectors comprising a special translation-regulating system
    • C12N2840/20Vectors comprising a special translation-regulating system translation of more than one cistron
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2840/00Vectors comprising a special translation-regulating system
    • C12N2840/20Vectors comprising a special translation-regulating system translation of more than one cistron
    • C12N2840/203Vectors comprising a special translation-regulating system translation of more than one cistron having an IRES

Abstract

(57)【要約】 本発明は、外因性DNA挿入物を含む高力価の組み換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)の産生に有用な新規のアデノウイルス、およびこれらのアデノウイルスを作製する方法に関する。これらのアデノウイルスは、AAVrep遺伝子を含み、これは、repのp5プロモーターが最小プロモーターまたはプロモーターなしによって置換される。本発明はまた、rAAVの実質的に同種の調製物および組成物として高レベルのrAAVを産生する方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (発明の技術的分野) 本発明は、外因性DNA挿入物を含む高力価の組み換えアデノ随伴ウイルス(
rAAV)の産生に有用な新規のアデノウイルス、およびこれらのアデノウイル
スを作製する方法に関する。これらのアデノウイルスは、AAVrep遺伝子を
含み、これは、repのp5プロモーターが最小プロモーターまたはプロモータ
ーなしによって置換される。本発明はまた、rAAVの実質的に同種の調製物お
よび組成物として高レベルのrAAVを産生する方法を提供する。
【0002】 (発明の背景) 外因性DNA挿入物を保有する組換えウイルスは、細胞に遺伝子を送達するた
めに使用され得る。この遺伝子は、所望ならば、発現されてインビトロまたはイ
ンビボで組換えタンパク質の産生、ヒト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もしくは遺伝的欠損の処置もし
くは改善を可能にする。いくらか効果的なレベルの正常遺伝子産物、増加したレ
ベルの遺伝子産物を提供することによってか、またはその発現が細胞または生物
に有害である遺伝子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
伝的欠損が処置もしくは改善され得る。
【0003】 哺乳動物細胞に外因性遺伝子を送達する方法は、哺乳動物ウイルスベクター(
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)の使用を含む。他の方法は、DNAの直
接注入、DNAの微粒子銃(biolistic)投与、エレクトロポーレーシ
ョン、リン酸カルシウム沈殿、ならびにリガンド−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を含む。
【0004】 アデノ随伴ウイルス(AAV)の系は、導入遺伝子の送達に活用され得る多く
の利点を有する。AAVは、Dependovirus属に属するヘルパー依存
性DNAパルボウイルスである。AAVは、生産的感染を生じるためにヘルパー
機能を必要とする。ヘルパー機能は、多くの因子によって提供され得るが、一般
に無関係のヘルパーウイルス(アデノウイルス、ヘルペスウイルスまたはワクシ
ニアウイルスのいずれか)との同時感染が使用される。このような同時感染が存
在しない場合、AAVは、宿主細胞染色体へのそのゲノムの挿入によって潜伏性
状態を樹立する。引き続くヘルパーウイルスによる感染は、感染性ウイルス子孫
を産生するために次いで複製し得る組み込まれたコピーをレスキューする。AA
Vは、広範な宿主範囲を有し、そしてこのような細胞の適切なヘルパーウイルス
での首尾良い同時感染が存在する限り、細胞に置いて任意の種から複製され得る
。AAVは、ヒト疾患または動物疾患のいずれとも関連せず、そして組込みに際
して宿主細胞の生物学的特性を変化しないようである。AAVの総説については
、BernsおよびBehenzky(1987)Advances in V
irus Research(Academic Press,Inc.,)3
2:243−307を参照のこと。
【0005】 AAVは、しばしば(ではあるが、必要ではない)145ヌクレオチド長であ
る反転末端反復(ITR)を含む、約4.7kb長のゲノムを有する。AAVゲ
ノムは、repおよびcapの2つの遺伝子をコードする。これらの各々は、別
々のオープンリーディングフレームからの関連したタンパク質のファミリーを発
現し、そして選択的mRNAスプライシングおよび異なる転写開始部位および翻
訳開始部位によって産生される。Repポリペプチド(Rep78、Rep68
、Rep52およびRep40)は、AAVゲノムの複製、レスキューおよび組
込みに関する。Rep78およびRep68は、同一のアミノ末端配列を有し、
かつ同一のプロモーターp5を共有するが、Rep78は、rep68から選択
的にスプライスアウトされるエクソンを含む。同様に、Rep52およびRep
40は、同一のアミノ末端配列を有し、そしてp5プロモーターの下流にあるp
19プロモーターを共有するが、rep52は、rep68において選択的にス
プライスアウトされるエクソンを含む。Capタンパク質(VP1、VP2およ
びVP3)は、ビリオンカプシドを形成する。Cap遺伝子転写は、p40プロ
モーターによって駆動される。rep遺伝子およびcap遺伝子ならびにプロモ
ーターp5、p19およびp40の略図について、図2Bを参照のこと。ITR
は、AAVゲノムの5’末端および3’末端でrepおよびcapのオープンリ
ーディングフレームに隣接する。特定のAAVゲノムにおいて、ITRは、14
5ヌクレオチド長であり、この最初の125bpは、Y−形状の二重構造または
T−形状の二重構造を形成し得る。repおよびcapをコードする核酸の全体
は、切除され得、導入遺伝子で置換され得る[B.J.Carter,「Han
dbook of Parvoviruses」P.Tijsser編、CRC
Press、第155〜168頁(1990)]。他の供給源のrepおよび
capが提供される場合、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に必要とされる最小限の配列を示す。
【0006】 AAVがヒト細胞を感染する場合、ウイルスゲノムは、染色体19に組み込ま
れ、細胞の有害な感染を生じる。ヘルパーウイルスでの感染によるような細胞へ
のヘルパー機能の導入に際して、AAVプロウイルスは、レスキューされかつ増
幅される。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カプシ
ド(直径約20nmの対称性の正二十面体)にパッケージングされ、そしてパッ
ケージされた(+)または(−)のいずれかの単鎖DNAゲノムを有する感染性
ビリオンとして、細胞融解に続いて放出される。
【0007】 rep配列およびcap配列を所望の導入遺伝子で置換することによって、標
的宿主細胞に導入遺伝子を送達し得るrAAVを得る。現在の方法において、欠
失されたrep配列およびcap配列は、一過性にか安定にかで発現される他の
ウイルスまたはプラスミドによって宿主細胞に供給される。repおよびcap
を安定的に発現する数多くの細胞株はまた、存在する。宿主細胞はまた、rAA
Vを複製して宿主細胞ゲノムから切除するためにヘルパー機能を必要とする。通
常ヘルパー機能は、ヘルパーウイルス(野生型ウイルスもしくは不具のウイルス
のいずれか)、ヘルパーウイルス機能を含むプラスミド、または物理的方法によ
って提供される。
【0008】 repがAAVの複製および切除に必要とされることは公知であるが、効果的
なrAAV産生に必要とされるRepタンパク質の量は、未だ明らかではない。
米国特許第5,354,678号は、Repタンパク質が特定の細胞株に対して
毒性であり得ることを示し、WO97/06272、WO98/46728およ
びLiらは、Rep78/68産生の減弱がより高レベルのrAAVの産生を生
じることを示唆する。対照的に、他の技術(例えば、Repタンパク質の高発現
を明白に示す米国特許第5,658,776号、「a result of r
eplacing the native p5 promotor with
a strong promoter,such as the human
immunodeficiency virus long termina
l repeat(HIV LTR)」)は、rAAVの高レベル発現を生じる
。同様に、米国特許第5,837,484号は、p5プロモーターが、Rep自
身の転写による強力なフィードバック阻害を克服するために、強力な構成的プロ
モーターまたは誘導性プロモーター(例えば、メタロチオネインプロモーター)
によって置換されるべきであることを示す。従って、米国特許第5,658,7
76号および同5,837,484号は、Rep78/68の高発現が効果的な
rAAV産生に必要とされることを示唆する。
【0009】 組換えAAV(rAAV)ベクターを産生するために使用されてきた1つの方
法は、真核生物細胞をrAAV配列を含むプラスミド(cisプラスミド)とr
epおよびcapを含むプラスミド(transプラスミド)とで同時感染する
工程、ならびにヘルパーウイルス(例えば、アデノウイルスまたはヘルペスウイ
ルス)でこれらの細胞を感染する工程を包含する。米国特許第5,753,50
0号を参照のこと。Liら(J.Virol.71:5236−5243,19
97)は、transプラスミド中のRep78/68タンパク質の翻訳開始コ
ドンを変更することによって、この方法を改変して、Repタンパク質の翻訳を
減少しかつrAAVの産生を増加した。しかし、ヘルパーウイルスによる感染と
ともに2つのプラスミドを同時トランスフェクションすることは不十分であり、
このことは、貧弱な生産性を示し得、偽の野生型複製コンピテントなAAV(r
cAAV)の作製を生じ得、そしてrAAVの工業的生産に容易に拡大され得な
い、ということが、米国特許第5,753,500号およびLiらによって教示
される方法の不利益である。rep遺伝子およびcap遺伝子が導入遺伝子の欠
失を生じるその導入遺伝子に隣接するITRと再結合する場合、ITRによって
隣接されるrepおよびcapを含むrcAAVは、産生される。
【0010】 rAAVを産生するために使用されてきた第二の方法は、3つのプラスミドの
真核生物細胞への同時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を保有し(cisプラスミド)、第二の
プラスミドは、rep遺伝子およびcap遺伝子をコードし(transプラス
ミド)、そして第三のプラスミドは、ヘルパーウイルス機能をコードする(すな
わち、E1a、E1b、E2aおよびE4のようなアデノウイルス遺伝子(ヘル
パープラスミド)。第一の方法の不利益は、この方法と共有される。
【0011】 第三の方法は、パッケージング細胞株の使用を含み、例えば、AAVを含む細
胞株はrepおよびcapを機能する。米国特許第5,658,785号および
同5,837,484号ならびにPCT US98/19463を参照のこと。
パッケージング細胞株は、導入遺伝子およびITRを含むcis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)ヘルパーによって
感染され得る。米国特許第5,658,785号を参照のこと。あるいは、パッ
ケージング細胞株は、ハイブリッドAdベクターはE1座でcisプラスミドを
保有するハイブリッドAd/AAVによって(米国特許第5,856,152号
)、そしてE1を供給する野生型Adまたは変異Adによって同時感染され得る
。参考文献7を参照のこと。この方法の不利益は、十分なレベルのrepおよび
capを発現する細胞株を作製する工程を必要とし、そしてrAAVを産生する
ために多彩な成分(細胞株、rAAVゲノム、アデノウイルスを含む)を必要と
し、下流の製造工程を用意にかつ簡便にはしない。さらに、これらのパッケージ
ング細胞株のいくつかは、高レベルのrAAVを産生しない。
【0012】 第四の方法は、米国特許第5,354,678号の予言的例示によって提供さ
れる。この方法は、rep遺伝子およびcap遺伝子をヘルパーウイルス機能に
必要でないアデノウイルスゲノムの一部と置換する組換えアデノウイルスを使用
する工程を含む。この方法において、rAAVゲノムを含むAAV/EBVプラ
スミドベクターは、細胞に導入されてrAAV生産細胞を産生する。rep遺伝
子は、そのネイティブなp5プロモーターかまたは強力な誘導性プロモーターに
よって駆動されることが推定される。次いで、repおよびcapを含む組換え
アデノウイルスは、細胞に導入されて、そして、これらの産生は、rAAVがこ
れらの細胞によって産生されるように誘導される。米国特許第5,354,67
8号は、たとえあったとしても、この方法によって産生されるrAAVのレベル
を開示しない。
【0013】 上記のように、現在のrAAV産生方法は、慣用的な様式での薬学的適用のた
めに十分なrAAVの産生について受容されない。しかし、大規模な工業的生産
に適用可能な効果的方法によって、高レベルの実質的に同種な複製欠損rAAV
を再現可能に作製することの問題は、本発明によって解決される。
【0014】 (発明の要旨) 本発明は、高収量のrAAVベクターを生じ、そして大規模な工業的適用に受
容可能な代替の生産方法を提供する。本発明は、rep遺伝子およびcap遺伝
子を含む新規なアデノウイルスを提供し、従って、1つの成分においてAAVr
epおよびcapならびにアデノウイルスヘルパー機能を提供する。本発明のア
デノウイルスベクターにおいて、repの上流のネイティブなAAVp5プロモ
ーターは除去され、そして最小プロモーターかまたはプロモーターなしと置換さ
れる。この新規なベクターは、AAV ITRによって隣接される導入遺伝子を
含む核酸配列を含む細胞に感染される場合、高レベルのrAAVの産生を生じる
。AAV ITRによって隣接される導入遺伝子を含む核酸配列は、宿主細胞染
色体への安定な組込み、アデノウイルスもしくはITRによって隣接される導入
遺伝子を保有する他のウイルスベクターでの二次感染(例えば、米国特許第5,
856,152号を参照のこと)、導入遺伝子を含むrAAVでの感染、または
当該分野において公知の他の任意の方法(例えば、ITRによって隣接される導
入遺伝子を含むプラスミドDNAのトランスフェクション、リポフェクションも
しくはマイクロインジェクション)によって宿主細胞において樹立され得る。
【0015】 本発明の1つの実施形態において、最小プロモーターかまたはプロモーターな
しに制御可能に連結されたrepは、アデノウイルスのE1領域またはE3領域
のいずれかに挿入される。アデノウイルスは、E1またはE3を単独または両方
の組み合わせにおいて欠失される。別の実施形態において、アデノウイルスベク
ターはさらに、E4において欠失される。この実施形態において、rep配列は
E4において挿入され得るが、これらのrep配列の上流にプロモーターはない
かまたは最小プロモーターが存在し得る。好ましい実施形態において、capは
、rep遺伝子とともにアデノウイルスベクターに挿入される。本発明の別の局
面において、最小プロモーターを含むかプロモーターのないrepを含むアデノ
ウイルスベクターは、rAAVを産生するための方法において使用される。この
方法の利点は、rAAVの工業的生産について容易に拡大されることである。
【0016】 本発明の方法において、宿主細胞は、rAAVゲノムを供給され、そして最小
プロモーターを含むかプロモーターのないrepを含むアデノウイルスは、細胞
に感染される。本発明の1つの実施形態において、宿主細胞は、同時にかまたは
連続的にかのいずれかで、2つのアデノウイルスで同時感染され、ここで、1つ
のアデノウイルスは、上記のように最小プロモーターかプロモーターなしから駆
動されるcapおよびrepを含み、そして他のアデノウイルスは、rAAVゲ
ノムを含む。別の実施形態において、最小プロモーターかプロモーターなしから
駆動されるcapおよびrepを含むアデノウイルスは、安定に発現されるrA
AVゲノムを含む宿主細胞を感染するために使用される。
【0017】 本発明の好ましい実施形態において、方法は、高力価の実質的に同種のrAA
V溶解物およびストックが達成される方法である。
【0018】 これらの実施形態のいずれもにおいて、宿主細胞は、repおよびcapを含
むアデノウイルスから欠失されるこれらのアデノウイルス配列を安定に発現し得
る。例えば、細胞株(例えば、E1を発現する293細胞、E1およびE4を発
現する84−31細胞(参考文献1)またはE1およびE4ORF6を発現する
10−3細胞(参考文献11))が使用され得る。あるいは、第二のヘルパーウ
イルスは、宿主細胞に同時感染され、そしてrepおよびcapを含むアデノウ
イルスから欠失されるこれらのアデノウイルス配列を発現する。例えば、導入遺
伝子カセットを含む第二のアデノウイルスが宿主細胞を感染するために使用され
る場合、このアデノウイルスは、欠失されたアデノウイルス配列を供給し得た。
【0019】 本発明の別の実施形態において、rep遺伝子を保有する組換えウイルスは、
repがその複製を緩衝するウイルスのいずれかであり得る。この実施形態にお
いて、組換えウイルスベクターは、rep遺伝子を含み、ここで、repのネイ
ティブなp5プロモーターは除去されかつ最小プロモーターかまたはプロモータ
ーなしと置換される。
【0020】 (発明の詳細な説明) 本発明は、新規アデノウイルスベクターおよびこのベクターを用いてrAAV
の高力価ストックを産生するための方法に関する。このアデノウイルスベクター
は、rep遺伝子を含み、この遺伝子において、repコード配列の上流のネイ
ティブなAAV p5プロモーターは、欠失されているかまたは変異もしくは部
分欠失によって効果的に不活性にされ、そして最小プロモーターによって置換さ
れるかまたはプロモーターが無い。
【0021】 Rep78およびRep68の最大の産生を減少することは、rAAV産生を
増加し得る(WO 97/06272およびWO 98/46728を参照のこ
と)が、p5プロモーターをRep78/68の基底の発現のみを促進する最小
プロモーターによって置換するかまたはプロモーターなしのいずれかに置換する
(すなわち、プロモーター全体を取り除き、そしてrepをアデノウイルスに組
み込む)場合に、rAAV産生を得ることができるという証拠はなかった。
【0022】 好ましい実施形態において、Rep78およびRep68は、最小プロモータ
ー駆動のrep78およびrep68発現を含むアデノウイルスで感染された2
93細胞または他のE1補完細胞株において、Rep52およびRep40より
も十分に低いレベルで産生される。例えば、実施例9および図10を参照のこと
。別の好ましい実施形態において、宿主細胞は、任意のプロモーターが無いre
p遺伝子を含むアデノウイルスベクターで感染される。repコード配列の上流
に任意のプロモーターが無いアデノウイルスによって感染された宿主細胞中で発
現される、Rep78タンパク質およびRep68タンパク質の正確な量は、未
知であるが、Rep78タンパク質レベルおよびRep68タンパク質レベルが
、感染の間に、Rep52およびRep40よりも十分に低いレベルまたは野生
型AAVによって発現されるよりも十分に低いレベルで、この組換えアデノウイ
ルスから発現されることが予想される。
【0023】 本発明の1つの実施形態において、Rep78タンパク質およびRep68タ
ンパク質の総量は、この感染細胞中で産生されるRep52およびRep40の
総量の、80%未満、より好ましくは50%未満である。より好ましい実施形態
において、Rep78およびRep68の総量は、この感染細胞中で産生される
Rep52およびRep40の総量の、25%未満である。さらにより好ましい
実施形態において、Rep78およびRep68の総量は、この感染細胞中で産
生されるRep52およびRep40の総量の、15%未満、より好ましくは1
0%、より好ましくは5%未満である。当該分野で公知の任意の方法によって、
Repタンパク質の量を測定し得る。これらの方法としては、代謝的に標識され
たRepタンパク質の免疫沈降、続くSDSポリアクリルアミドゲル電気泳動上
での分離および標識タンパク質の定量、酵素結合イムノソルベント検定法(EL
ISA)、ラジオイムノアッセイ(RIA)、感染細胞の免疫蛍光、ならびに放
射性標識または酵素標識の抗Rep抗体を用いる定量的ウエスタンブロット分析
が挙げられるが、これらに限定されない。
【0024】 プロモーターが無いrep遺伝子を含むアデノウイルスベクターを用いて実施
される実験は、感染宿主細胞もまたrAAVを産生することを示す。任意の理論
に束縛されることを望まないが、repの上流にプロモーターが無い場合に、R
ep78およびRep68の低いレベルの転写が、アデノウイルスの上流ITR
またはrep遺伝子の上流であるITRの下流の配列から生じ得ることは、可能
である。
【0025】 本発明は、ネイティブなp5プロモーターを有するrep遺伝子を含むアデノ
ウイルスベクターは、宿主細胞へ感染される場合に不安定であるが、最小プロモ
ーターを有するかまたはプロモーターがないrep遺伝子を含むアデノウイルス
ベクターは、宿主細胞中で安定に増殖することを示す。実施例4ならびに図3A
および3Bを参照のこと。実施例4は、Ad−p5−RC(これは、アデノウイ
ルスベクターのE1部位にp5、repおよびcapを含むアデノウイルスであ
る)が、293細胞中で継代される場合に、アデノウイルスベクターのrep−
cap DNA配列において再配列事象または欠失事象を引き起こすことを示す
。対照的に、Ad−HSP−RC(これは、最小限熱ショックタンパク質プロモ
ーター(HSP)、repおよびcapを含む)が、アデノウイルスゲノムのE
1座への挿入後に安定であり、そしてこの同じ細胞中で継代される場合に、再配
列を引き起こし得るようではないことを示す。好ましい実施形態において、本発
明の最小プロモーターrepを含有するアデノウイルスまたはプロモーターが無
いrepを含有するアデノウイルスは、293細胞のような規定された宿主細胞
系における増殖に対して安定であるアデノウイルスである。
【0026】 repおよびcapの欠失または再配列は、実施例8〜9および図8〜10に
よってさらに支持される。サザンブロット分析は、Ad−HSP−RCおよびA
d−AAV−LacZ(AAV ITRによって隣接されるlacZを含む導入
遺伝子カセットがアデノウイルスのE1に挿入されたアデノウイルスベクター)
で同時感染された293細胞由来のHirt DNAは、AAV複製形態(RF
)DNA中にLacZ DNA配列を含むが、Ad−p5−RCおよびAd−A
AV−LacZで同時感染された293細胞由来のHirt DNAは、AAV
RF DNA中にLacZ DNA配列を含まないことを示す。さらに、29
3細胞は、Ad−HSP−RCおよびAd−AAV−LacZで同時感染される
場合Repタンパク質およびCapタンパク質を発現する(図10のレーン5を
参照のこと)が、Ad−p5−RCおよびAd−AAV−LacZで同時感染さ
れる場合、これらのタンパク質を発現しない(図10のレーン4を参照のこと)
【0027】 Ad−p5−RC中の欠失または再配列の効果は、このアデノウイルスベクタ
ーを用いて産生されたrAAVのレベルによって示される。複製rAAVは、A
d−p5−RCおよびAd−AAV−LacZで同時感染された細胞中でほとん
どまたは全く産生されないが、複製rAAVは、Ad−HSP−RCおよびAd
−AAV−LacZで同時感染された293細胞中で観察される。実施例8なら
びに図8、9Aおよび9Bを参照のこと。同様に、十分な量の複製rAAVが、
プロモーターが無い下流にrep配列を含むアデノウイルスベクターを用いて感
染された細胞中で産生される。
【0028】 (定義および一般技術) 他に規定されない限り、本明細書中に使用される全ての技術用語および科学用
語は、本発明が属する当業者によって通常理解される意味を有する。本発明の実
施は、他に示されない限り、従来の、化学技術、分子生物学技術、微生物学技術
、組換えDNA技術、遺伝的技術、ウイルス学技術および免疫学技術を用いる。
例えば、Sambrookら、1989、Ausubelら、1992、Har
lowら、1989(これらは、本明細書中に参考として援用される)を参照の
こと。
【0029】 「組換えアデノ随伴ウイルス(rAAV)ゲノム」は、全てのAAVゲノムま
たは一部分のAAVゲノムを含み、ここで、このウイルスゲノムは、野生型であ
っても、点変異または欠失を含んでもよく、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た導入遺伝子を含んでもよい。この導入遺伝子は、シスま
たはトランスで調節され得る。好ましい実施形態において、このrAAVゲノム
は、AAV逆方向末端反復配列(ITR)が隣接する導入遺伝子を含む。本発明
のrAAVゲノムは、アデノウイルスベクターのゲノム中に組み込まれて、ハイ
ブリッドAd/AAVを形成し得る。米国特許第5,586,152号(本明細
書中に参考として援用される)を参照のこと。あるいは、このrAAVゲノムは
、当該分野で公知の任意の経路によって宿主細胞中へ導入され得る。このrAA
Vゲノムは、宿主細胞中で一過性または安定に発現され得る。
【0030】 「組換えアデノ随伴ウイルス」または「rAAV」は、上記のrAAVゲノム
から誘導されたAAVである。このrAAVは、好ましくは導入遺伝子を含む。
導入遺伝子を含むrAAVは、哺乳動物細胞を形質転換し得、そして導入遺伝子
をそこへ送達し得る。
【0031】 「隣接エレメント」または「隣接核酸」は、導入遺伝子に隣接した位置に配置
される場合、この導入遺伝子のrAAVへのパッケージングを可能にする核酸配
列である。AAVの隣接エレメントは、逆方向末端反復配列(ITR)である。
隣接エレメントは、AAV血清型1〜6のうちのいずれか1つ由来の天然に存在
するITRであり得るか、または同じもしくは等価なパッケージング機能を有す
る人工核酸エレメント(例えば、ITRの変異配列)であり得る。
【0032】 「導入遺伝子」は、哺乳動物細胞に送達されるかまたは哺乳動物細胞へ移入さ
れる核酸配列である。導入遺伝子は、マーカー分子、レポーター分子または治療
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。この導入遺伝子はまた、選択遺伝子(例えば、抗生物質耐性のための選択遺
伝子)であり得る。導入遺伝子はまた、タンパク質産生、診断アッセイまたはイ
ンビトロもしくはインビボでの任意の一過性遺伝子移入もしくは安定遺伝子移入
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得ず、むしろセンス分子もしくはア
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て、相補体であ
る核酸の複製、転写または翻訳を調節するか、あるいは分解に関する相補体mR
NAを標的化する。
【0033】 「発現制御配列」は、目的の遺伝子に作動可能に連結することによって遺伝子
発現を調節する核酸配列である。
【0034】 「作動可能に連結された」配列は、目的遺伝子を制御するための、目的遺伝子
に連結する発現制御配列およびトランスで作用するかもしくは距離をおいて作用
する発現制御配列の両方を含む。発現制御配列は、以下を含む:適切な転写開始
配列、転写終了配列、プロモーター配列およびエンハンサー配列;効率的なRN
A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;お
よび所望される場合、タンパク質分泌を促進する配列。
【0035】 「導入遺伝子カセット」は、発現制御配列に作動可能に連結された導入遺伝子
を含む核酸配列であり、ここで、この導入遺伝子および発現制御配列は、AAV
隣接配列に隣接する。好ましい実施形態において、この隣接配列は、AAV I
TRである。
【0036】 「アデノウイルスゲノム」は、アデノウイルス粒子の核酸分子骨格である。こ
のアデノウイルスゲノムは、ヌクレオチドの点変異、欠失または挿入を含み得る
。このアデノウイルスゲノムは、外来遺伝子をさらに含み得る。
【0037】 「アデノウイルス」は、哺乳動物細胞へ結合し、そしてこのアデノウイルスゲ
ノムを細胞の核へ送達し得る、被包性アデノウイルスゲノムである。用語「アデ
ノウイルス」は、組換えアデノウイルスおよび非組換えアデノウイルスの両方を
含む。用語「アデノウイルス」はまた、野生型アデノウイルスおよび変異アデノ
ウイルスの両方を含む。
【0038】 「組換えアデノウイルス」は、野生型アデノウイルスに対して外来である1つ
以上の遺伝子を含むアデノウイルスである。組換えアデノウイルスとしては、r
epおよび/もしくはcapのような外来遺伝子を含むアデノウイルス、ならび
にrAAVゲノムを含むアデノウイルスが挙げられるが、これらに限定されない
【0039】 「アデノウイルスベクター」は、1つ以上の外来遺伝子を含む組換えアデノウ
イルスであり、ここで、このアデノウイルスベクターは、哺乳動物細胞へ結合し
、そしてこの外来遺伝子を細胞の核へ送達し得る。この外来遺伝子としては、r
epおよびcapのような遺伝子、rAAVゲノム、例えば、導入遺伝子および
発現制御配列、またはrAAVの産生を増加する際に有用である任意の外来遺伝
子が挙げられるが、これらに限定されない。
【0040】 「座」は、特定の遺伝子が通常に存在するウイルス内の部位である。例えば、
「アデノウイルスEl座」は、アデノウイルス中のE1が存在する部位である。
外来遺伝子または外来核酸が座に挿入される場合、これらは、そこに存在する遺
伝子を置換し得るか、またはこれらは、そこに存在する遺伝子に加えてその部位
に挿入され得るかのいずれかである。
【0041】 「AAV p5プロモーター」または「p5プロモーター」は、AAV血清型
1〜6を含む任意のAAV血清型、ならびに非ヒト種を感染する任意のAAV(
例えば、鳥類AAVおよびウシAAV)から誘導されるものである。AAV−2
のp5プロモーターは、rep78およびrep68の発現を指向し、そしてR
epタンパク質によってダウンレギュレートされ、そして特定のアデノウイルス
プロモーター(E1を含む)によってアップレギュレートされる。
【0042】 本明細書中に使用される場合、用語「欠失p5プロモーター」は、AAVゲノ
ムから完全に欠失されたp5プロモーターまたは効果的に欠失もしくは減弱され
たp5プロモーター(その結果、野生型p5プロモーターが導入された細胞にお
いてその野生型p5プロモーターが転写を促進する際と比較した場合に、このp
5プロモーターはより少ない活性である)をいう。このp5プロモーターは、以
下を含むがこれらに限定されない任意の方法によって、効果的に欠失または減弱
され得る:十分な数のヌクレオチドを除去または変異して、このp5プロモータ
ーをほとんど活性でないかまたは不活性にすること、あるいは、プロモーターが
ほとんど活性でないようにrepのコード配列に対してこのプロモーターを異動
させること。代替の実施形態において、プロモーター活性を減少するために、r
ep遺伝子のp5プロモーターと開始コドンとの間の距離を広げ得る。例えば、
p5プロモーターをrep遺伝子の下流に移動させ得るか、またはp5プロモー
ターと下流のATG開始コドンとの間にヌクレオチド配列を挿入し得る。変異さ
れたかまたは部分的に欠失されたp5プロモーターに作動可能に連結された遺伝
子の転写を測定し、そしてこの遺伝子の転写をプロモーターが無い構築物中の遺
伝子の転写と比較することによって、p5プロモーターが効果的に欠失されたか
否かを測定し得る。
【0043】 好ましい実施形態において、p5プロモーターは、野生型p5プロモーター活
性の80%未満で促進する場合、より好ましくは野生型p5プロモーター活性の
50%未満で促進する場合、効果的に欠失されている。より好ましい実施形態に
おいて、p5プロモーターは、野生型p5プロモーター活性の25%未満で促進
する場合、効果的に欠失されている。なおより好ましい実施形態において、p5
プロモーターは、野生型p5プロモーター活性の15%未満を促進、より好まし
くは野生型p5プロモーター活性の10%未満を促進、そしてより好ましくは野
生型p5プロモーター活性の5%未満を促進する場合、効果的に欠失されている
。別の好ましい実施形態において、p5プロモーターは、rep遺伝子(これに
、p5プロモーターが作動可能に連結される)が、効果的に欠失されたp5プロ
モーターおよびrep遺伝子を含むアデノウイルスが宿主細胞(例えば、293
細胞)中へ感染される際に、再配列または欠失されない場合、効果的に欠失され
ている。別の好ましい実施形態において、p5プロモーターは、repおよび欠
失p5プロモーターを含むアデノウイルスで感染された宿主細胞が高い力価でr
AAVを産生する場合、効果的に欠失されている。好ましい実施形態において、
この力価は、1細胞あたり少なくとも102粒子;好ましくは、1細胞あたり少
なくとも103粒子;より好ましくは、1細胞あたり少なくとも104粒子;およ
び、なおより好ましくは、1細胞あたり少なくとも105粒子または106粒子で
ある。一般的に、1形質転換単位(TU)あたり約1×103〜3×103粒子で
ある。1TUを産生するために必要とされる粒子数は、導入遺伝子、精製方法お
よびアッセイ方法に依存して変化する。
【0044】 「最小プロモーター」は、基本的にTATAボックスのみを含み、そして非常
に低いレベルまたは基底レベルのrep78およびrep68の転写のみを促進
するプロモーターである。プロモーターは、細胞の転写機構によって特定部位に
おける転写開始を促進するヌクレオチド配列である。
【0045】 好ましい実施形態において、最小プロモーターは、野生型p5プロモーターの
80%未満、より好ましくは野生型p5プロモーターの50%未満、なおより好
ましくは野生型p5プロモーターの25%未満である転写を促進する。より好ま
しい実施形態において、最小プロモーターは、野生型p5プロモーターの20%
未満、なおより好ましくは野生型p5プロモーターの15%未満である転写を促
進するプロモーターである。なおより好ましい実施形態において、最小プロモー
ターは、野生型p5プロモーターの10%未満、なおより好ましくは5%未満、
なおより好ましくは野生型p5プロモーターの1%未満、である転写を促進する
プロモーターである。
【0046】 最小プロモーターはまた、機能測定によって規定され得る。最小プロモーター
は、rep遺伝子(これに最小プロモーターが作動可能に連結される)が、最小
プロモーターおよびrep遺伝子を含むアデノウイルスが宿主細胞(例えば、2
93細胞)中へ感染される場合に、再配列または欠失されない、プロモーターで
ある。最小プロモーターは、rep78およびrep68の転写を調節する最小
プロモーターを含むアデノウイルスで感染される宿主細胞が高い力価でrAAV
を産生する、最小プロモーターである。好ましい実施形態において、この力価は
、1細胞あたり少なくとも102粒子;好ましくは、1細胞あたり少なくとも1
3粒子;より好ましくは、1細胞あたり少なくとも104粒子;および、なおよ
り好ましくは、1細胞あたり少なくとも105粒子または106粒子である。
【0047】 多くの最小プロモーターが当該分野で公知である。あるいは、人工最小プロモ
ーターが、TATAボックスの配列またはTATAボックスのコンセンサス配列
を用い、ヌクレオチド配列をこのTATAボックスの5’末端および3’末端に
付加することによって構築され得る。この最小プロモーターの活性は、人工最小
プロモーターの転写を測定し、これを天然の最小プロモーター(例えば、Dro
sophila熱ショックタンパク質プロモーター)と比較することによって、
測定され得る。
【0048】 Rep78/68は、p5プロモーターが、上記で規定されるように欠失また
は効果的に欠失され、そしてプロモーターがその場所に挿入されない場合、「プ
ロモーターが無い」かまたは「プロモーターを有さない」。あるいは、rep7
8/68は、p5プロモーターが欠失され、そして宿主細胞(これにアデノウイ
ルスが感染される)における転写を促進しない異種プロモーターによって置換さ
れる場合、プロモーターが無い。例えば、rep78/68は、p5が例えば細
菌細胞または昆虫細胞中では活性であったが哺乳動物宿主細胞において不活性で
あったプロモーターによって置換される場合、プロモーターが無いとみなされる
。別の実施形態において、rep78/68は、p5プロモーターが欠失され、
そして低いレベルのrep78/68発現を可能にする誘導可能なプロモーター
によって置換される場合、プロモーターが無い。
【0049】 (アデノウイルスベクター) 多数のアデノウイルスおよびアデノウイルスベクターが公知であり、これらに
は、ヒトアデノウイルス1型〜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(これらは全て、American Type
Culture Collection(ATCC)、10801 Univ
ersity Boulevard,Manassas,VA 20110−2
209から入手可能である)、およびヒツジアデノウイルス(Bothら、WO
97/06826 Al)が挙げられる。これらのアデノウイルスのうちのい
ずれかが本発明に使用され得、ただし、そのアデノウイルスは、標的宿主細胞を
感染し得る。例えば、ヒトアデノウイルスは、一般的にヒト細胞を感染するため
に使用され、一方、ウシアデノウイルスは、ウシ細胞を感染するために使用され
る。
【0050】 1つの実施形態において、アデノウイルスベクターは、最小プロモーターの下
流にAAV rep遺伝子を含むかプロモーターがないAAV rep遺伝子を
含み(これは、代替的に、最小プロモーターAAV rep遺伝子またはプロモ
ーターが無いAAV rep遺伝子と呼ばれる)、そして宿主細胞中におけるr
AAV産生のための十分なヘルパーウイルス機能を含む。好ましい実施形態にお
いて、アデノウイルスベクターは、AAV cap遺伝子をさらに含む。rAA
Vゲノムの複製および被包に必要とされるアデノウイルス配列の型は、宿主細胞
が任意のヘルパー機能を発現するか否か、または他のベクターもしくはウイルス
がヘルパー機能を発現する宿主細胞中に導入されるか否かに依存する。例えば、
アデノウイルスが使用されてE1を発現する細胞株(例えば、293細胞株)を
感染する場合、アデノウイルスベクターは、repおよびcapを含み得、そし
てまた、E1に加えて必要とされるヘルパーウイルス機能(例えば、E2a、E
4ORF6およびVAI RNA)を含み得る。アデノウイルスを使用してE1
およびE4を発現する84〜31のような細胞株を感染する場合、アデノウイル
スベクターは、rep、cap、E2aおよびVAI RNAを発現し得る。ア
デノウイルスを使用していずれのヘルパー機能も発現しない細胞株を感染する場
合、アデノウイルスベクターは、少なくともE1(E1aおよびE1bの両方)
およびE2aを含み得、そして必要に応じて、E4ORF6およびVAI RN
Aを含み得る。代替の実施形態において、ヘルパー機能は、化学的方法もしくは
物理的方法によって、または他のヘルパーウイルスによって供給され得る。
【0051】 最小プロモーターの下流にrep遺伝子を含むかプロモーターが無いrep遺
伝子を含む組換えアデノウイルスは、当該分野で公知の任意の方法によって産生
され得る。1つの好ましい方法において、本発明の組換えアデノウイルスは、相
同組換えを使用して産生される。別の好ましい方法において、組換えアデノウイ
ルスは、Cre−lox組換えを使用して産生される(12)。
【0052】 代替的な実施形態において、いくつかまたは全てのヘルパーウイルス機能は、
宿主細胞へ導入される核酸配列によって提供され得る。例えば、宿主細胞は、必
要とされるウイルス機能のいくらかまたは全てを発現する第2のウイルス(例え
ば、アデノウイルス)を用いて同時感染され得る。好ましい実施形態において、
第2のアデノウイルスベクターは、導入遺伝子カセットを含み、そしてさらに、
宿主細胞またはrep遺伝子を含むアデノウイルスのいずれによっても発現され
ないヘルパー機能を含む。例えば、実施例6〜8を参照のこと。あるいは、ヘル
パーウイルス機能のいくらかまたは全ては、上記に議論されるようなトランスフ
ェクションまたは直接注入などの当該分野で公知の任意の方法によって、提供さ
れ得る。
【0053】 この記載に基づいて、アデノウイルスベクターの他の実施形態は、当業者に容
易に明らかである。Repがウイルス複製を妨げる他のウイルスベクターがまた
、使用され得る。
【0054】 (Rep核酸およびCap核酸) AAVの生活環において、repとcapとの両方が、組換えウイルスゲノム
の切除、複製および感染性の組換えベクターまたはウイルスへのカプシド化のた
めに必要とされる。Repタンパク質およびCapタンパク質は、AAVの任意
の血清型(血清型1〜6を含む)由来の天然に存在する配列を有し得る。1つの
好ましい実施形態において、rep遺伝子およびcap遺伝子は、同じAAV血
清型由来である。別の好ましい実施形態において、rep遺伝子およびcap遺
伝子は、異なるAAV血清型由来であり、偽型(pseudotyped)rA
AVの産生を可能にする。偽型rAAVは、rAAVが遺伝子治療ベクターとし
て患者に投与されるべきであり、そして1つのAAV血清型のカプシドタンパク
質に対する中和抗体がその患者の血清内に存在し、そして別のAAV血清型に対
しては存在しない場合に、所望である。抗体応答が存在する血清型由来のcap
遺伝子は、抗体応答が存在しないAAVの異なる血清型由来のcap遺伝子によ
って、交換され得る。例えば、AAV−2由来のrep遺伝子が、AAV−1由
来のcap遺伝子とともに使用されて、偽型rAAV−2を産生し得るか、また
はその逆である。
【0055】 代替の実施形態において、Repタンパク質および/またはCapタンパク質
は、変異Repタンパク質および/またはCapタンパク質がこれらのそれぞれ
の切除、複製およびカプシド化の機能を維持する限り、特定のアミノ酸残基の挿
入、欠失、フラグメントまたは点変異を含む変異配列を有し得る。好ましい実施
形態において、AAV−2由来の天然に存在するRepアミノ酸配列およびCa
pアミノ酸配列が使用される。1つの実施形態において、単一のアデノウイルス
は、Repタンパク質およびCapタンパク質をコードする核酸配列を含む。別
の実施形態において、Repタンパク質およびCapタンパク質をコードする核
酸配列は、1つのアデノウイルス内の単一の部位に挿入される。例えば、rep
とcapとの両方が、アデノウイルスのE1、E3またはE4において挿入され
る。あるいは、RepおよびCapをそれぞれコードする核酸配列は、アデノウ
イルスゲノムにおける異なる遺伝子座に各々挿入される。例えば、Repをコー
ドする核酸配列はE1に存在し得、そしてCapをコードする核酸配列はE4に
存在し得、そしてその他の組み合わせ。あるいは、cap遺伝子を含む細胞株が
使用され得、この場合には、rep遺伝子のみが、アデノウイルスベクターにお
いて必要とされる。例えば、WO98/27204を参照のこと。
【0056】 Rep78またはRep68の発現を調節する最小のプロモーターは、宿主細
胞においてrep遺伝子の基本的な発現のみを促進する任意のプロモーターであ
り得る。一般に、このプロモーターは、本質的にTATAボックスをその唯一の
調節エレメントとして含むプロモーターである。好ましい実施形態において、最
小のプロモーターは、Drosophila熱ショックプロモーター(HSP)
である。別の好ましい実施形態において、最小のプロモーターは、基本的なプロ
モーター活性のみを提供するアデノウイルスE1b遺伝子由来の最小のプロモー
ターである。別の好ましい実施形態において、最小のプロモーターは、アデノウ
イルスpIX遺伝子の上流のプロモーター領域由来の70ヌクレオチドのDNA
エレメントである。最小のpIXプロモーターは、TATAボックスおよびSp
lボックスを含み、そしてAd5においては、ヌクレオチド3511〜3580
に対応する。他の多くのアデノウイルス血清型は、pIX遺伝子およびその上流
プロモーターを同様に含み、そしてこれらのpIXプロモーター由来の最小プロ
モーターは、同様に本発明に含まれる。他の最小プロモーターは、当該分野にお
いて周知であり、そして本発明の実施において使用され得る。別の好ましい実施
形態において、p5プロモーターは、ともに欠失され、そしていずれのプロモー
ターによっても全く置換されない。
【0057】 本発明の別の実施形態において、Rep78/68タンパク質の活性は、re
p78/68遺伝子を変異させて野生型Rep78/68より活性の低いRep
78/68タンパク質を産生することによって、弱められる。このことは、Re
p78/68タンパク質の活性を低くするように、Rep78/68タンパク質
のコード配列を変化させることによって、なされ得る。あるいは、この遺伝子に
よってコードされるRNAを不安定化させ、従って産生されるRep78/68
タンパク質の量を減少させるように、rep78/68のDNA配列を変更し得
る。
【0058】 DNA配列が最小のプロモーターとしての使用に適切であるか否かを、rep
78/68のATGコドンの上流のDNA配列をプラスミド構築物またはアデノ
ウイルスベクターに挿入し、そしてrAAVゲノムを含む宿主細胞をそれぞれト
ランスフェクトまたは感染し、この宿主細胞をrAAVが産生される条件下でイ
ンキュベートし、産生されたrAAVの力価を測定し、そしてこの力価を、発現
が最小プロモーターによって調節されるrep遺伝子を含むコントロールプラス
ミドまたはアデノウイルスを使用して産生されたものの力価と比較することによ
って、決定し得る。この宿主細胞は、このrAAVゲノムを、安定に含んでも一
時的に含んでもよい。あるいは、感染後にこの宿主細胞において産生されたRe
p78およびRep68のレベルを測定して、十分に低レベルのRep78およ
びRep68が産生されたか否かを決定し得る。
【0059】 (ヘルパー機能) 上で議論したように、AAVは、AAVの切除、複製およびカプシド化のため
に、ヘルパー機能を必要とする。AAVヘルパー機能は、アデノウイルス、ヘル
ペスウイルス[単純ヘルペスウイルス1型(HSV−1)または2型(HSV−
2)、サイトメガロウイルス(CMV)および仮性狂犬病ウイルス(PRV)を
含む]によってか、または細胞を異なる化学的因子もしくは物理的因子に曝露す
ることによって、提供され得る。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して、rAAVを産生することによって、どのヘルパー
機能が必要とされるかを決定し得る。
【0060】 高レベルのrAAV産生のためにはどのヘルパー機能が必要とされるかを同定
するために、rAAVゲノムを含む宿主細胞を、repおよびcapを含むプラ
スミドでトランスフェクトし得、次いで種々の潜在的なヘルパー機能をコードす
る核酸の1つでトランスフェクトして、どの潜在的なヘルパー機能がrAAV産
生のために必要とされるかを決定し得る。rAAVゲノムは、宿主細胞に安定に
取り込まれ得るか、または当該分野において公知の方法によって、宿主細胞にト
ランスフェクトもしくは感染され得る。潜在的なヘルパー機能をコードする核酸
で宿主細胞をトランスフェクトした後に、次いで、産生されたrAAVの力価を
測定して、その核酸がヘルパー機能をコードするか否かを決定し得る。
【0061】 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2型もしくは5
型、HSV−1、HSV−2、CMVまたはPRVに由来する。なおさらに好ま
しい実施形態において、ヘルパー機能は、E1a、E1b、E2a、E4ORF
6タンパク質、およびアデノウイルス由来のVAI RNAである。別の好まし
い実施形態において、この核酸は、HSV(UL5、UL8およびUL52)と
HSVの主要な一本鎖DNA結合タンパク質(UL29)とのヘリカーゼ−プラ
イマーゼ複合体由来のヘルパー機能をコードする。あるいは、組換えAAVのた
めのヘルパー機能は、化学的因子または物理的因子(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が挙げられる)によって、提供され得
る。
【0062】 rAAVの産生のために必要とされるヘルパー機能は、当該分野において公知
の任意の方法によって、宿主細胞に送達され得る。ヘルパー機能は、プラスミド
のようなベクターを用いるトランスフェクションによるか、ヘルパー機能を含む
ウイルスベクターを用いる感染によるか、または上で議論したものを含む当該分
野において公知の任意の他の方法(例えば、DNAの生体分解(biolist
ic)注射、DNA結合体の使用など)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、安定であっても一時的であってもよい。あるいは、細胞
株は、(染色体外エピソーム上でかまたは細胞のゲノムへの取り込みを介してか
のいずれかで)ヘルパー機能を安定に発現し得る。さらに、ヘルパー機能のいく
つかは、哺乳動物細胞株によって発現され得、一方で他のヘルパー機能は、ベク
ターによって導入される。従って、293細胞(ATCC CRL−1573)
(これは、アデノウイルスE1aタンパク質およびアデノウイルスE1bタンパ
ク質を構成的に産生する)におけるrAAVの産生のためには、E2a、E4O
RF6およびVAIのみが、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なければならない。
【0063】 好ましい実施形態において、ヘルパー機能は、アデノウイルスによって宿主細
胞に形質導入される。より好ましい実施形態において、ヘルパー機能のいくらか
または全てが、rep遺伝子および/またはcap遺伝子を含むアデノウイルス
によって、宿主細胞に形質導入される。好ましい実施形態において、ネイティブ
のヘルパー機能配列が使用される。しかし、変異されたヘルパー機能配列がそれ
らのヘルパー機能活性を維持する限り、変異されたヘルパー機能配列が使用され
得る。ヘルパー機能核酸は、そのネイティブのプロモーターを補充され得るか、
あるいは当該分野において公知であるかまたは上で議論されるように、構造的ま
たは誘導的な種々のプロモーター(例えば、それぞれCMV即時性初期プロモー
ター/エンハンサーまたは亜鉛誘導的メタロチオネリンプロモーター)の調節制
御下にあり得る。
【0064】 (rAAV導入遺伝子カセット) 導入遺伝子を含むrAAV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、次いでこの導入遺伝子を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)と会合させ、次いでこの
ERS−導入遺伝子構築物をAAV隣接配列(例えば、ITR)の間に、通常そ
こに見出されるrep遺伝子およびcap遺伝子の代わりに挿入する。このER
S−導入遺伝子カセットの長さがAAV rep配列およびAAV cap配列
より短く、そしてこのより短い長さが適切なパッケージングに対する妨害を呈す
る場合には、任意のスペーサーまたは「詰め物(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。次いで、A
AV隣接配列と境界を接するERS−導入遺伝子からなる導入遺伝子カセットは
、rep遺伝子を有するものとは別のアデノウイルスベクターに埋包され得る。
あるいは、導入遺伝子カセットは、プラスミドベクターに挿入され得、そして宿
主細胞にトランスフェクトされ得る。導入遺伝子カセットは、宿主細胞ゲノムへ
の取り込みによってかエピソームとしてかのいずれかで、宿主細胞内に安定に維
持され得るか、あるいはハイブリッドAd/AAVウイルスでの感染によっての
ように一時的に導入され得る。例えば、実施例3および6〜8を参照のこと。導
入遺伝子カセットの各エレメントを、以下にさらに記載する。
【0065】 (導入遺伝子) 導入遺伝子とは、目的のタンパク質をコードする核酸である;これは、遺伝選
択もしくは薬物選択を可能にする遺伝子(例えば、抗生物質に対する耐性を与え
る遺伝子)であり得るか、または例えば、緑色蛍光タンパク質を使用する場合に
は色によって、検出を可能にするレポーター遺伝子であり得る。あるいは、導入
遺伝子は、矯正的な適用のために有用な遺伝子であり得る。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大する正常な遺伝子であり得る。導
入遺伝子は、疾患の効果(例えば、置換または増大する遺伝子とは異なる遺伝子
の導入および発現)を阻止するが、欠損遺伝子の機能と同じ機能を有するかまた
はその機能と競合する遺伝子であり得る。導入遺伝子は、機能不全遺伝子、変異
遺伝子、またはウイルス遺伝子の発現を、患者においてブロックまたは抑制し、
これによって矯正的な効果を惹起する遺伝子であり得る。導入遺伝子はまた、保
護遺伝子(例えば、細胞のアポトーシス、傷害、毒性または死を予防する遺伝子
)であり得る。導入遺伝子はまた、動物において免疫原性応答を誘発することに
よる、種々の因子に対する免疫のために使用され得る。従って、患者への治療導
入遺伝子の送達は、欠損のいくらかのレベルの矯正を生じるか、または疾患の予
防のために有用である。導入遺伝子はまた、細胞傷害性を生じる因子に対する感
受性を与える遺伝子であり得る(例えば、ガンシクロビルに対する感受性を与え
るHSVチミジンキナーゼの導入)。導入遺伝子はまた、インビトロでのタンパ
ク質の産生のため(例えば、治療タンパク質の大規模産生のため)に有用な遺伝
子であり得る。
【0066】 多くの遺伝子治療方法は、患者における遺伝子の発現において欠損を克服する
ために、外因性遺伝子を供給することを包含する。これらの欠損のうちのいくら
かは、先天的であり、そして患者の全ての細胞における特定の遺伝子の変異に起
因する。例えば、嚢胞性線維症においては、1つ以上の変異が、嚢胞性線維症膜
貫通コンダクタンス調節因子(CFTR)をコードする遺伝子において存在し、
このことは、CFTRタンパク質が特性を機能させることを防ぐ。他の場合にお
いては、遺伝子発現における欠損は、患者の生活の間に起こる事故または疾患に
起因する。例えば、I型真性糖尿病においては、βランゲルハンス島細胞(これ
は、インスリンを産生する)が破壊され、その結果、この疾患を患う患者は、も
はやインスリンを合成し得ない。他の場合において、内因性遺伝子は構造的に正
常であり得るが、疾患、医療処置もしくは他の環境条件、または内因性遺伝子の
調節エレメントの変異に起因して、十分に高い量では転写および/または翻訳さ
れない。例えば、赤血球の産生が不十分である多くの血液障害(例えば、貧血)
が存在し、これは、エリスロポエチン(EPO)またはEPOをコードする導入
遺伝子によって処置され得る。対照的に、遺伝子治療方法は、特定の遺伝子の過
剰発現が疾患状態を生じる場合に、使用され得る。例えば、免疫グロブリン重鎖
プロモーターによるc−mycの過剰発現は、白血病を生じる。導入遺伝子はま
た、遺伝的免疫のため(すなわち、ヒトを含む動物において病原体に対する免疫
応答を惹起するため)に使用され得る。例えば、導入遺伝子は、ウイルス病原体
、細菌病原体または真菌病原体(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)、またはヒト型結核菌)由来の配列を含み得る。
【0067】 細胞における発現のために適切な遺伝子としては、通常は細胞において発現さ
れるが、過剰発現または過少発現に起因してその産物が異常な量で産生される遺
伝子が挙げられるが、これらに限定されない。あるいは、発現のための適切な遺
伝子は、欠損遺伝子産物を置換する正常な遺伝子産物を発現するか、変異遺伝子
から発現される変異細胞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するか、またはウイルスRNAを改変または破壊する、遺
伝子である。インビトロでタンパク質の産生のために使用される導入遺伝子は、
分泌因子(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を含む。
【0068】 導入遺伝子配列の組成物は、得られるrAAVについての意図される用途に依
存する。例えば、導入遺伝子配列の1つの型は、レポーター配列またはマーカー
配列を含み、これは、発現の際に、検出可能なシグナルを発生する。このような
レポーター配列またはマーカー配列としては、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.coli β−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、緑色蛍光タンパク質(GFP)、細菌性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、
およびそれに対する高親和性の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)、ならびに融合タンパク質(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した膜結合タンパ
ク質を含む)。
【0069】 これらの配列は、これらの発現を駆動する調節エレメントと会合する場合に、
従来の手段(酵素アッセイ、X線アッセイ、比色定量アッセイ、蛍光アッセイま
たは他の分光学的アッセイ、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)が挙げられる)によって検
出可能なシグナルを提供する。例えば、導入遺伝子がLacZ遺伝子である場合
には、rAAV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、導入遺伝子がルシフェラーゼである場合には、rAA
V遺伝子発現は、照度計において光発生によって測定され得る。
【0070】 しかし、望ましくは、導入遺伝子は、この方法によって産生されるrAAVを
介して細胞または動物に送達され得る、非マーカー遺伝子である。導入遺伝子は
、生物学および医学において有用な広範な種々の遺伝子産物(例えば、タンパク
質、センス核酸もしくはアンチセンス核酸(例えば、RNA)、または触媒RN
A)から選択され得る。本発明は、正常な遺伝子が発現されるが正常より多いか
または正常より少ないレベルで発現される遺伝子欠損を、補正または改善するた
めに使用され得、そしてまた、機能的遺伝子産物が発現されない遺伝子欠損を、
矯正または改善するために使用され得る。好ましい型の導入遺伝子配列は、宿主
細胞において疾患を改善する(部分的改善を含む)に十分なレベルで所望の矯正
的遺伝子産物を発現する、治療遺伝子である。これらの治療核酸配列は、代表的
に、発現の際に遺伝したかもしくは遺伝していない遺伝欠損を矯正、補償もしく
は競合し得るか、または後成の障害もしくは疾患を処置し得る産物を、コードす
る。しかし、選択された導入遺伝子は、研究のために望ましい任意の産物をコー
ドし得る。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、当業者の技術の範囲内である。
【0071】 本発明はまた、rAAVおよびその組成物を生成する方法を含み、この組成物
は、マルチサブユニットタンパク質によって引き起こされる遺伝子欠損を補正ま
たは改善するために使用され得る。特定の状況においては、異なる導入遺伝子が
、そのタンパク質の各サブユニットをコードするために使用され得る。このこと
は、このタンパク質サブユニットをコードするDNAの大きさが大きい場合に(
例えば、免疫グロブリンまたは血小板由来の増殖因子レセプターに関して)、望
ましくあり得る。細胞がマルチサブユニットタンパク質を産生するために、細胞
は、異なるサブユニットの各々を発現するrAAVで感染される。
【0072】 あるいは、そしてより好ましくは、タンパク質の異なるサブユニットが、同じ
導入遺伝子によってコードされ得る。この場合には、単一の導入遺伝子が、これ
らのサブユニットの各々をコードするDNAを含み、各サブユニットに対するD
NAが、内部リボソーム入口部位(IRES)によって分離される。IRESを
使用することにより、多重遺伝子またはポリシストロニックmRNAの作製が可
能となる。IRESエレメントは、5’メチル化cap依存性翻訳のリボソーム
走査モデルを回避し得、そして内部の部位において翻訳を開始し得る(Pell
etierおよびSonenberg、1988)。例えば、C型肝炎およびピ
コルナウイルス科のファミリーのメンバー(例えば、ポリオおよび脳心筋炎)由
来のIRESエレメントが、哺乳動物mRNA由来のIRESと同様に、記載さ
れている(Macejakおよび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
によって、各オープンリーディングフレームは、効率的な翻訳のために、リボソ
ームにアクセス可能である。従って、複数の遺伝子が、単一のプロモーター/エ
ンハンサーを使用して効率的に発現されて、単一のメッセージを転写し得る。こ
のことは、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、こ
れらのサブユニットをコードするDNAとIRESとの合計が、そのウイルスが
含み得るDNAインサートの最大の大きさ以下である場合に、好ましい。例えば
、rAAVについては、このインサートの大きさは、約4.8キロベース以下で
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は、
このインサートの大きさは、約28キロベースである。
【0073】 有用な遺伝子産物としては、ホルモンならびに増殖因子および分化因子が挙げ
られ、これに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、バソプレシン、β−エン
ドルフィン、met−エンケファリン、リューエンケファリン、プロラクチン放
出因子、プロラクチン抑制因子、コルチコトロピン放出ホルモン、甲状腺刺激ホ
ルモン放出ホルモン(TRH)、小胞刺激ホルモン(FSH)、黄体化ホルモン
(LH)、絨毛性ゴナドトロピン(CG)、血管内皮増殖因子(VEGF)、ア
ンギオポエチン、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(CTGF)、
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)、トランスホーミング増殖因子α(TG
Fα)、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)、トランスホーミング増殖因子β(TGFβ
)スーパーファミリー(TGFβ、アクチビン、インヒビン、または骨形態発生
タンパク質(BMP)BMP1〜15のいずれかを含む)のいずれかのもの、増
殖因子のヒレグリン/ニューレグリン/ARIA/neu分化因子(NDF)フ
ァミリーのいずれかのもの、神経増殖因子(NGF)、脳由来の神経栄養因子(
BDNF)、ニューロトロフィンNT−3、NT−4/5およびNT−6、シリ
ア線毛神経栄養因子(CNTF)、神経膠細胞株由来の神経栄養因子(GDNF
)、ニュールツイン(neurtuin)、ペルセフィン(persephin
)、アグリン、セマフォリン(semaphorin)/コラプシンのファミリ
ーの任意のもの、ネトリン−1およびネトリン−2、肝実質細胞増殖因子(HG
F)、エフリン(ephrin)、ノギン、ソニックヘッジホッグおよびチロシ
ンヒドロキシラーゼ。
【0074】 他の有用な遺伝子産物としては、免疫系を調節するタンパク質が挙げられ、こ
れには、以下が挙げられるが、それらに限定されない: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−1α、IL−1β、IL−2、IL−3、IL−4、IL−5、IL−6
、IL−7、IL−8、IL−9、IL−10、IL−11、IL−12、IL
−13、IL−14、IL−15、IL−16、およびIL−17、単球化学誘
導タンパク(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、IF
N−βおよびIFN−γ、幹細胞因子、flk−2/flt3リガンド。免疫系
によって産生された遺伝子産物もまた、本発明に含まれる。これらとしては、限
定されないが、以下が挙げられる:免疫グロブリンIgG、IgM、IgA、I
gD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、ならびに単鎖MHC分子を含む操作されたMHC分子。有
用な遺伝子産物はまた、膜補因子タンパク質(MCP)、崩壊加速因子(DAF
)、CR1、CR2およびCD59のような、相補的調節タンパク質を含む。
【0075】 さらに他の有用な遺伝子産物としては、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
いずれか1つが挙げられる。こ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−1、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、EG
Fレセプター、HER2、インスリンレセプター、IGF−1レセプター、FG
F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、p7
5ニューロトロフィンレセプター。本発明は、細胞外マトリックスタンパク質(
例えば、インテグリン)についてのレセプター、細胞内接着分子(例えば、IC
AM−1、ICAM−2、ICAM−3およびICAM−4)、血管細胞接着分
子(VCAM)およびセレクチン(E−セレクチン、P−セレクチンおよびL−
セレクチン)のような膜結合タンパク質の対レセプター(counter−re
ceptor)を含む。本発明は、コレステロール調節についてのレセプター(
LDLレセプター、HDLレセプター、VLDLレセプターが挙げられる)およ
びスカベンジャーレセプターを含む。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が挙げ
られる)を含む。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(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が挙げられ
る)、ビタミンDレセプターならびに他の核レセプターのような遺伝子産物を含
む。さらに、有用な遺伝子産物としては、以下が挙げられる:抗菌ペプチド(例
えば、ディ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、A
P−2、myb、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(Zif268、EGR1、EGR2が挙げられる)、C6ジンクフィンガー
タンパク質(グルココルチコイドおよびエストロゲンのレセプターが挙げられる
)、POUドメインタンパク質(Pit1により例示される)、ホメオドメイン
タンパク質(HOX−1が挙げられる)、塩基性ヘリックス−ループ−ヘリック
スタンパク質(myc、MyoDおよびミオゲニンが挙げられる)、ETSボッ
クス含有タンパク質、TFE3、E2F、ATF1、ATF2、ATF3、AT
F4、ZF5、NFAT、CREB、HNF−4、C/EBP、SP1、CCA
AT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
のウィング化ヘリックスタンパク質(winged helix protei
n)。
【0076】 他の有用な遺伝子産物としては、以下が挙げられる:カルバモイルシンテター
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テターゼ
、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、ポルホル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XI
I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レダクターゼ、ヘムオキシゲナーゼ、
アンジオテンシン変換酵素、エンドセリン−1、心房性ナトリウム利尿ペプチド
、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、活性化タンパク質C(第V因子Leiden)、プロテインC、抗
トロンビン、シスタチオンβ−シンターゼ、分枝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CoA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プロテ
インともよばれる)、Hプロテイン、T−プロテイン、メンケズ病タンパク質、
腫瘍サプレッサ(例えば、p53)、嚢胞性線維症膜貫通レギュレーター(CF
TR)、ウィルソン病遺伝子の産物PWD、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
チルコリンシンテターゼ、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、胃腸管酵素(キモトリプシンおよびペ
プシンが挙げられる)、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、GLUT−
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II
I、グルコキナーゼ、以下の個々の鎖またはタイプのうちの任意の1つ以上:コ
ラーゲン、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)。他の有用なタンパク質としては、リソソームにおける蓄
積症(lysosomal storage disorders)に関与する
もの(酸−グルコシダーゼ、α−ガラクトシダーゼa、α−−1−イズロニダー
ゼ、イズロン酸スルファターゼ、リソソームの酸αグルコシダーゼ、スフィンゴ
ミエリナーゼ、ヘキソサミナーゼ/ヘキソサミダーゼA、ヘキソサミニダーゼA
およびB、アリールスルファターゼA、酸リパーゼ、酸セラミダーゼ、ガラクト
シルセラミダーゼ、α−フコシダーゼ、α−マンノシドーシス、β−マンノシド
ーシス、アスパルチルグルコサミニダーゼ、ノイラミニダーゼ、ガラクトシルセ
ラミダーゼ、ヘパラン−N−スルファターゼ、N−アセチル−α−グルコサミニ
ダーゼ、アセチル−CoA:α−グルコサミニダーゼ N−アセチルトランスフ
ェラーゼ、N−アセチルグルコサミン−6−硫酸スルファターゼ、N−アセチル
ガラクトサミン−6−硫酸スルファターゼ、アリールスルファターゼB、β−グ
ルクロニダーゼ、ならびにヘキソサミニダーゼAおよびB)が挙げられる。
【0077】 他の有用な導入遺伝子としては、天然に存在しないポリペプチドが挙げられる
(例えば、キメラまたはハイブリッドのポリペプチド、またはアミノ酸の挿入、
欠失もしくは置換を含む、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、単鎖の操作された免疫グロブリンは、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としては、膜貫通ドメインおよ
び細胞質ドメインを欠く短縮化レセプターが挙げられる。これらの短縮化レセプ
ターは、レセプターによる付随するシグナル伝達なしで、リガンドに結合するこ
とによりそれらそれぞれのリガンドの機能を拮抗するために用いられ得る。他の
型の天然に存在しない遺伝子配列としては、センス分子およびアンチセンス分子
、ならびに触媒性核酸(例えば、リボザイム)が挙げられ、これらは、遺伝子の
発現を調節するために用いられ得る。
【0078】 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
ドする導入遺伝子が挙げられる。これれらの導入遺伝子を含む組換えベクターは
、遺伝子免疫のために用いられ得る。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;シミアン免疫不全ウイルス(SIV);ヒトT細胞白血病ウイルスIお
よびII(HTLV−IおよびHTLV−II);A型肝炎、B型肝炎、C型肝
炎、D型肝炎、E型肝炎およびSENのウイルス;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、7型および8型;ハンタ熱ウイルス;デング熱ウイルス;シンドビスウ
イルス;アデノウイルス;Chlamydia pneumoniae;Chl
amydia trachomatis;Mycoplasma pneumo
niae;Mycobacterium tuberculosis;非定型的
なマイコバクテリア;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;ウマ伝染性貧血ウイルス;ヤギ関節炎−脳脊髄炎ウイルス;ビスナ
ウイルス;Staphylococcus種およびStreptococcus
種。導入遺伝子はまた、腫瘍および癌についての免疫を提供するために、腫瘍抗
原由来のペプチドに対して指向される。
【0079】 (発現制御配列) 非常に多くの発現制御配列(ネイティブ、構成性、誘導性、および/または組
織特異的)が当該分野で公知であり、そして導入遺伝子ならびにrAAVの複製
およびキャプシド化機能をコードする核酸配列、ヘルパー機能およびリガンドの
発現を駆動するために利用され得る。発現制御配列の選択は、所望される発現の
型に依存する。真核生物細胞については、発現制御配列としては、代表的には、
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、SV40、サイ
トメガロウイルスなどに由来するもの)、およびポリアデニル化配列が挙げられ
る。このポリアデニル化配列は、一般に、導入遺伝子配列の後ろ、かつ導入遺伝
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保有分子
はまた、イントロン(望ましくは、プロモーター/エンハンサー配列と導入遺伝
子との間に位置する)を含み得る。1つの可能なイントロン配列はまた、SV4
0由来であり、そして後期16S/19Sイントロンとよばれる。使用され得る
別のベクターエレメントは、上記のように、内部リボソーム結合部位(IRES
)である。IRESエレメントは、単一の転写物から1つを超えるポリペプチド
を生成するために使用され得る。IRESエレメントは、導入遺伝子、または複
製およびキャプシド化ポリペプチド、ヘルパー機能もしくはリガンドをコードす
る他の核酸配列のいずれか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、従来どおりであり、そして多くのこのような配列が
利用可能である[例えば、Sambrookら(例えば、3.18−3.26頁
および16.17−16.27頁)およびそこで引用された参考文献、ならびに
Ausubelら,Current Protocols in Molecu
lar Biology,John Wiley&Sons,New York
,1989を参照のこと]。
【0080】 1つの実施形態において、高レベルの構成性発現が所望される。このようなプ
ロモーターの例としては、レトロウイルス、ラウス肉腫ウイルス(RSV)のL
TR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、Boshartら,Cell,41:521
−530(1985)を参照のこと]、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(PGK)プロモーターが挙げられるが、これらに限定されない
【0081】 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、外因的に供給された化合物によりシスまたはトランスのいずれかで調節
されるプロモーターであり、これらとしては、以下が挙げられるが、これらに限
定されない:亜鉛誘導性メタロチオネイン(zinc−inducible m
etallothionine)(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[WO98/10088];エクジソン昆虫プロモーター[N
oら,Proc.Natl.Acad.Sci.USA,93:3346−33
51(1996)];テトラサイクリン抑制系[Gossenら,Proc.N
atl.Acad.Sci.USA,89:5547−5551(1992)]
;テトラサイクリン誘導系[Gossenら,Science,268:176
6−1769(1995);Harveyら,Curr.Opin.Chem.
Biol.,2:512−518(1998)もまた参照のこと];RU486
誘導系[Wangら,Nat.Biotech.,15:239−243(19
97)およびWangら,Gene Ther.,4:432−441(199
7)];ならびにラパマイシン誘導系[Magariら,J.Clin.Inv
est.,100:2865−2872(1997);Riveraら,Nat
.Medicine.2:1028−1032(1996)]。この状況におい
て有用であり得る他の型の誘導性プロモーターは、特定の生理学的状態(例えば
、温度、急性相)により、または細胞を複製することのみにおいて調節されるプ
ロモーターである。
【0082】 別の実施形態において、目的の導入遺伝子または核酸配列についてネイティブ
なプロモーターが用いられ得る。このネイティブなプロモーターは、導入遺伝子
または核酸配列の発現がネイティブな発現を模倣することが望まれる場合に好ま
しくあり得る。このネイティブなプロモーターは、導入遺伝子または他の核酸配
列の発現が一時的にもしくは発生的に、または組織特異的様式で、または特定の
転写刺激に応答して調節されねばならない場合に用いられ得る。さらなる実施形
態において、他のネイティブな発現制御配列(例えば、エンハンサーエレメント
、ポリアデニル化部位またはコザックコンセンサス配列)はまた、ネイティブな
発現を模倣するために用いられ得る。
【0083】 1つの実施形態において、組換えウイルスゲノムは、組織特異的プロモーター
に作動可能に連結された導入遺伝子を含む。例えば、骨格筋における発現が望ま
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。これらとしては、
骨格筋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、ならびに天然に存在するプロモーターより高い活性を有する合成筋肉プロ
モーター[Liら,Nat.Biotech.,17:241−245(199
9)を参照のこと]をコードする遺伝子に由来するプロモーターが挙げられる。
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ら、J.Virol.,71:5124−3
2(1997);B型肝炎ウイルスコアプロモーター,Sandigら,Gen
e Ther.,3:1002−9(1996);α−フェトプロテイン(AF
P),Arbuthnotら,Hum.Gene Ther.,7:1503−
14(1996)]、骨[オステオカルシン,Steinら,Mol.Biol
.Rep.,24:185−96(1997);骨シアロタンパク質、Chen
ら,J.Bone Miner.Res.,11:654−64(1996)]
、リンパ球[CD2,Hansalら,J.Immunol.,161:106
3−8(1998);免疫グロブリン重鎖;T細胞レセプターα鎖],神経性[
ニューロン特異的エノラーゼ(NSE)プロモーター,Andersenら、C
ell.Mol.Neurobiol.,13:503−15(1993);神
経線維軽鎖遺伝子,Piccioliら,Proc.Natl.Acad.Sc
i.USA.88:5611−5(1991);ニューロン特異的vgf遺伝子
,Piccioliら,Neuron,15:373−84(1995)]。
【0084】 当然のことながら、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全てを発現するために十分に等しく機能するわけではな
い。しかし、当業者は、本発明の範囲を逸脱することなく、これらの発現制御配
列の中から選択し得る。選択した適切な宿主細胞において機能する適切なプロモ
ーター/エンハンサー配列は、本出願により提供される手引きを用いて当業者に
より選択され得る。このような選択は、慣用的な事項であり、そして分子の制限
でもなく、構築物の制限でもない。
【0085】 当業者は、1以上の発現制御配列を選択し、そして調節される核酸配列に発現
制御配列を作動可能に連結することにより、所望の導入遺伝子についての適切な
を同定し得る。次いで、当業者は、アデノウイルスベクターのゲノムに、発現制
御配列および調節配列を含む、これらの作動可能に連結された配列を挿入し得る
。1つの実施形態において、当業者は、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、本発明のベクターに挿入し得る。本明細書中において教
示されるように、以下のrAAVを生成およびパッケージングする方法の後に、
当業者は、インビトロまたはインビボで適切な細胞を感染させ得る。細胞におけ
る導入遺伝子のコピー数は、サザンブロッティングまたは定量的PCRによりモ
ニターされ得;RNA発現のレベルは、ノザンブロッティングまたは定量的RT
−PCRによりモニターされ得;そしてタンパク質発現のレベルは、ウェスタン
ブロッティング、免疫組織化学、ELISA、RIA、インビトロもしくはイン
ビボでの導入遺伝子の遺伝子産物の生物学的活性の試験、または遺伝子欠損の矯
正または改善についての試験によりモニターされ得る。
【0086】 (隣接エレメント) 天然に存在するAAV ITRは、反復配列、すなわち、通常(しかし、必要
ではない)AAVゲノムの5’末端および3’末端で約145ヌクレオチド長か
らなる。このAAV ITRは、野生型および組換えAAVビリオン両方の複製
、切断およびキャプシド化に必要である。このITRは、AAV DNAが宿主
細胞染色体に組み込まれる場合に、導入遺伝子に隣接している。rAAVが宿主
染色体からレスキューされる場合、ITRは、導入遺伝子とともに切断され、そ
してビリオンへのパッケージングに適切な形態で、レスキューされたDNAを取
り囲む隣接位置に保持される。このITRは、公知のアデノ随伴ウイルス(AA
V血清型1〜6を含む)のいずれか1つに由来し得る。本発明の好ましい実施形
態において、このrAAVは、発現調節配列およびAAV隣接エレメントに作動
可能に連結した、選択された導入遺伝子を含む。
【0087】 (宿主細胞) 細胞培養に適合され得る哺乳動物細胞の任意の型は、組換えウイルスゲノムを
生成するための宿主細胞として用いられ得る。一般に、本発明において用いられ
る宿主細胞は、本発明のアデノウイルスベクターにより感染し得る細胞である。
宿主細胞の別の好ましい特徴は、高レベルでrAAVを複製し得る細胞である。
【0088】 適切な宿主細胞としては、以下が挙げられるが、これらに限定されない:CH
O、BHK、MDCKおよび種々のマウス細胞(例えば、10T1/2およびW
EHI細胞)、アフリカミドリザル細胞(例えば、VERO、COS 1、CO
S 7、BSC 1、BSC 40、およびBMT 10)、ならびにヒト細胞
(例えば、WI38、MRC5、A549、ヒト胚性網膜芽細胞(HER)、ヒ
ト胚性腎臓細胞(HEK)、ヒト胚性肺細胞(HEL)およびHT1080細胞
)。好ましい実施形態において、適切な細胞としては、以下が挙げられる:29
3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)、911またはPER.C6細胞(アデノウイルスE1を発現するヒト胚
性網膜芽細胞;WO97/00326を参照のこと)、B50細胞(AAV r
epおよびcapを発現するHeLa細胞,PCT US98/19463を参
照のこと)、84−31細胞(アデノウイルスE1a、E1bおよびE4を発現
する293ベースの細胞、Ref.4)、10−3細胞(アデノウイルスE1a
、E1bおよびE4ORF6を発現する293ベースの細胞、Ref.11)、
3T3細胞(マウス胚性線維芽細胞株)、NIH3T3細胞(3T3細胞の亜系
)、HepG2細胞(ヒト肝臓癌腫細胞株)、Saos−2細胞(ヒト骨原性肉
腫細胞株)、HuH7細胞またはHeLa細胞(ヒト癌腫細胞株)。
【0089】 上記に列挙した宿主細胞に加えて、他の宿主細胞が使用され得る。当業者は、
細胞株が、rep、capおよび全ての必要なヘルパー機能の存在下で本発明の
アデノウイルスを細胞株に感染させ、rAAVが生成される条件下でこの細胞を
培養し、次いで、感染性rAAVの力価を測定することにより、哺乳動物宿主細
胞としての使用に適切であるか否かを決定し得る。次いで、当業者は、潜在的な
宿主細胞において生成された感染性rAAVの力価と、他の宿主細胞により生成
された力価とを比較して、この細胞株がrAAV生成に良好であるか否かを決定
し得る。
【0090】 (アデノウイルスから組換えアデノ随伴ウイルスを生成する方法) 本発明の別の局面は、本発明のアデノウイルスからrAAVを生成する方法で
ある。この方法は、以下の工程を包含する: 1.rAAVゲノムを含む宿主細胞に、最小のプロモーターの調節制御下で
またはプロモーターなしで、rep遺伝子を含むアデノウイルスを感染させる工
程; 2.この感染した宿主細胞を、rAAVゲノムが切断され、複製され、そし
てキャプシド化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上記のrAAVを回収する工程。
【0091】 この宿主細胞は、当該分野で公知または本明細書中で記載される任意の哺乳動
物宿主細胞であり得る。この宿主細胞は、rep遺伝子を含むアデノウイルスで
感染させる前に、以下の遺伝子エレメントの1つ以上を発現する細胞であり得る
:1)cap遺伝子、2)いくつかまたは全ての必要なヘルパー機能(例えば、
293細胞)、および/または3)rAAVゲノム。あるいは、この宿主細胞は
、アデノウイルスで感染させる前に、これらの遺伝子エレメントのいずれも含ん
でいなくてもよい。この場合に、この遺伝子エレメントは、rep遺伝子、他の
ウイルスベクター、および/またはプラスミドを含むアデノウイルスにより供給
される。
【0092】 この宿主細胞は、当該分野で公知または本明細書中に記載のいずれかの方法に
よりアデノウイルスで感染され得る。宿主細胞にアデノウイルスを感染させる方
法は、当該分野で周知であり、そして本明細書中でも記載される。一旦、この宿
主細胞が感染されると、ヘルパー機能は活性化され、そしてrepおよびcap
が生成される。p5プロモーターが哺乳動物プロモーターで置換され、またはプ
ロモーターなしであるので、低レベルのRep78およびRep68が生成され
る。これは、Rep52およびRep40のレベル(ともに、アデノウイルスp
19プロモーターから発現される)、ならびにキャプシドタンパク質(AAV
p40プロモーターから発現される)と組み合わせると、高力価のrAAVを生
成するに十分である。
【0093】 Repがウイルス複製を妨害する他のウイルスベクターを用いてrAAVを生
成する方法はまた、本明細書中の教示に従って行われ得る。
【0094】 このrAAVは、宿主細胞により生成された上清から、または当該分野で公知
または本明細書中に記載の任意の方法による細胞溶解物から精製され得る。rA
AVを回収し、そして精製する方法は、実施例5および6に記載される。
【0095】 この方法は、工業的生産に対して容易に増減される。なぜなら、これは、rA
AVを生成するために多数の宿主細胞のトランスフェクションを必要としないか
らである。好ましい実施形態において、宿主細胞のアデノウイルスによる単一の
感染のみが、高力価で大量のrAAVを生成するために必要である。例えば、実
施例5を参照のこと。別の好ましい実施形態において、宿主細胞は、2つの異な
るアデノウイルス(一方は、最小のプロモーターの下流に(またはプロモーター
なしで)rep、およびcapを含み、そして他方は、rAAVゲノムを含むア
デノウイルス)で同時感染される。宿主細胞のアデノウイルスによる感染は、非
常に効率的であり、そして多数の細胞に対して容易に増減され得る。
【0096】 本明細書中に記載した方法は、高力価でrAAVを生成する。好ましい実施形
態において、この力価は、少なくとも102粒子/細胞;好ましくは、少なくと
も103粒子/細胞;より好ましくは、104粒子/細胞;およびなおより好まし
くは、105または106粒子/細胞である。本発明はまた、rAAVを含む宿主
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、濃縮することな
く、高力価のrAAVがそこに含まれるので、先行技術の方法により生成された
ものとは異なる。
【0097】 (rAAV組成物) 本発明の方法により生成されたrAAVは、インビボおよびインビトロにおい
て一時的かつ安定な遺伝子移入の任意の形態について使用のために薬学的組成物
または薬理学的組成物として処方され得る。この組成物は、少なくともrAAV
および薬学的に受容可能なキャリアを含む。このrAAVは、インビボおよびエ
キソビボでの遺伝子治療、遺伝子免疫、インビトロでのタンパク質生成および診
断アッセイのために使用され得る。
【0098】 遺伝子治療については、rAAVは、エキソビボまたはインビボで細胞に導入
され得る。ウイルスがエキソビボで細胞に導入される場合、このrAAVは、イ
ンビトロで細胞に感染させるために用いられ得、次いで、所望ならば、続いてこ
の細胞を哺乳動物に(例えば、門脈にまたは脾臓に)導入され得る。あるいは、
このrAAVは、哺乳動物に直接(例えば、静脈内または腹腔内で)投与され得
る。徐放性デバイス(例えば、埋め込み式のポンプ)は、細胞へのウイルス送達
を容易にするために用いられ得る。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、送達方法を制御することにより標的化され得る。例え
ば、rAAVの門脈または肝臓の動脈への血管内投与は、肝臓細胞にrAAVを
標的化することを容易にするために用いられ得る。
【0099】 上記に記載の方法により産生されたrAAVは、好ましくは、生物学的に適合
する溶液または薬学的に受容可能な送達ビヒクル中に懸濁されて患者に投与され
得る。適切なビヒクルは、滅菌生理食塩水を含む。薬学的に受容可能なキャリア
であることが知られ、そして当業者に周知であるその他の水性および非水性滅菌
懸濁液がこの目的のために採用され得る。
【0100】 このrAAVは、所望の細胞を感染するに十分な量で投与され、そして、選択
された移入遺伝子(またはワクチンの場合ウイルス遺伝子産物)の十分なレベル
の形質導入および発現を提供し、過度の副作用なくしてか、または医療的に受容
可能な生理学的効果とともに、医療分野の当業者により決定され得る特定レベル
の矯正効果を提供する。従来および薬学的に受容可能な投与の経路は、標的器官
、組織または部位への直接投与;鼻内;静脈内;筋肉内;皮下;皮内;経口およ
びその他の非経口経路を含む。投与の経路は、所望であれば組み合わされ得る。
【0101】 rAAVの投与量は、主に、処置される症状および選択された遺伝子のような
因子に依存する。この投与量はまた、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、rAAVの有効なヒト投与量は、一般に、投与される用量あ
たり、1×107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
たは1×1016粒子の濃度でrAAVを含む、約0.5ml〜50mlの範囲の
生理食塩水である。この投与量は、任意の副作用に対して矯正利益を釣り合わせ
るために調節され得る。選択された遺伝子の発現のレベルがモニターされて、投
与量の投与のタイプおよび頻度を決定し得る。
【0102】 本発明の以下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意図
ではない。
【0103】 (実施例1:細胞株とウイルスおよびそれらの維持と増殖) すべての細胞株は、10%FBS(Hyclone)および50μg/mlの
ペニシリン、50μg/mlのストレプトマイシン、および10μg/mlのネ
オマイシン(Gibco BRL)を補填した、ダルベッコの改変イーグル培地
(DMEM;Gibco BRL)中で維持される。ヒト胚腎臓細胞株293は
、ATCC(CRL1573)から得られる。アデノウイルスE1/E4または
f6タンパク質を発現する293由来84−31細胞(1)、およびネイティブ
p5プロモーターからAAV−2 RepおよびCapタンパク質を発現するH
eLa由来B50細胞(7)は、Institute for Human G
ene Therapy、University of Pennsylvan
iaのGuangping Gao博士から得られる。293−CG3は、マー
カー遺伝子としてGFPに隣接するAAV ITRの安定に組み込まれたコピー
を保持する293由来細胞株である(Chenら、非公開データ)。5型ヒトア
デノウイルス(ATCC VR−5)およびそれに由来する組換えアデノウイル
スは、293細胞上で増殖され、そしてJonesおよびShenkの改変法(
2)に従って、CsClグラジエント遠心分離により精製される。
【0104】 (実施例2:プラスミドの構築および組換えアデノウイルスの生成) 標準的な組換えDNA技法を採用して組換えプラスミドを作成する(3)。D
raIII部位(AAV−2p5プロモーターの上流、ヌクレオチド241)と
、NcoI部位(ポリAシグナルの下流、ヌクレオチド4489)との間にpA
V2のrepおよびcap配列を含むDNA(ATCC37216)を、切り出
し、そして複数のクローニング工程で、伸長因子1α(EF1α)プロモーター
の転写制御下にあるGFP、およびSV40ポリAシグナルの上流を含むDNA
カセットで置き換え、pAV2シスEFGFPを作成する(図1)。このAAV
−2 repおよびcap遺伝子は、DraIII部位(p5プロモーターの上
流、ヌクレオチド241)と、BsaI部位(ポリAシグナルの下流、ヌクレオ
チド4464)との間に位置し、さらにサブクローン化されてpAd−p5−R
Cを得る(図1)。p5プロモーターを含むpAd−p5−RCのヌクレオチド
241と287との間の小DNAフラグメントを取り出し、そしてpIND(I
nvitrogen)からのDrosophila melanogaster
最小熱ショックタンパク質(HSP)プロモーターで置き換え、pAd−HSP
−RCを作成する(図1)。組換えアデノウイルスAd−p5−RCおよびAd
−HSP−RC(図2)は、当該分野で公知の標準的なプロトコールに従って生
成される(例えば、参考文献4および12を参照のこと)。この組換えアデノウ
イルスは、適切な哺乳動物細胞上を5〜6回継代され、rAAVの産生に用いら
れる組換えアデノウイルスのストックを生成する。
【0105】 (実施例3:293細胞のトランスフェクションおよび293−CG3安定細
胞株の選択) 293細胞を、6cmの組織培養デッシュ中約70%の集密度まで増殖させ、
そしてリン酸カルシウムトランスフェクション法によって、1μgのpIRES
1neoおよび10μgのpAV2シス(cis)EFGFPを用いても一晩、
同時トランスフェクトする。単層に、10%FBS0含む新鮮培地を補給し、そ
して24時間培養する。トリプシン処理の後、細胞を、10%FBSを含む新鮮
培地中に1:20希釈で接種する。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)を含む新鮮培地を、G
418耐性細胞の遺伝的選択のためにこの細胞単層に添加する。G418を含む
培地を、3〜4日毎に置換し、G418耐性細胞コロニーの形成を可能にする。
合計50のコロニーを釣り上げ、そのうち6つが構成的なGFP発現を示す。こ
れら6つのクローンを増殖させ、そしてアデノウイルスE2A、E4ORF6、
およびVAI遺伝子ならびにAAV rep−cap遺伝子を保持するプラスミ
ドであるpBV−EiOV−RCを用いたトランスフェクションによる機能的r
AAVをレスキューするそれらの能力について試験する。1つの細胞クローン2
93−CG3は、高効率のrAAVレスキューを示し、そして増殖させ、そして
さらなる実験に用いる。
【0106】 (実施例4:アデノウイルスゲノム中に挿入されたAAV−2 repおよび
cap遺伝子のPCR分析) アデノウイルスゲノム中に組換えられたAAV−2 repおよびcap遺伝
子の組み込みを決定するために、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)アッセイを採
用する。AAV−2 repおよびcap遺伝子をコードする完全DNA配列を
重複させる4セットのプライマー対、ならびにアデノウイルスとrep−cap
配列との間の接続部を合成する。これらのプライマーは以下のようである: HC#30(5’−CGTAACCGAGTAAGATTTGG−3’;配列番
号1)、HC#31(5’−ATGTTGGTGTTGGAGGTGAC−3’
;配列番号2)、HC#32(5’−TGGACCAGAAATGCAAGTC
C−3’;配列番号3)、HC#33(5’−AGCCTTGACTGCGTG
GTGGT−3’;配列番号4)、HC#34(5’−GTACCTGTATT
ACTTGAGCA−3’;配列番号5)、HC#35(5’−ACGAGTC
AGGTATCTGGTGC−3’;配列番号6)、HC#36(5’−GGA
CTTTACTGTGGACACTA−3’;配列番号7)、およびHC#37
(5’−GACCCAGACTACGCTGACGA−3’;配列番号8)。
【0107】 PCRアッセイのためにアデノウイルスDNAを得るため、ミニプレップ法を
採用する。簡単に述べれば、293細胞を10cmデッシュ中でほぼ集密まで生
育させ、そして次いでAd−HSP−RCまたはAd−p5−RCのいずれかで
3日間の間感染する。感染させた細胞を回収し、ペレット化し、そしてDOC溶
解緩衝液(100mM Tris−HCl、pH9.0、20%エタノール、0
.4%デオキシコール酸ナトリウム)中で溶解する。細胞の核酸をスペルミン−
HClによって沈殿させ、そして上清液を集める。次いで、この上清液をRNa
seAおよびプロナーゼで処理し、その後フェノール−クロロホルム抽出する。
上清液中のアデノウイルスDNAをイソプロパノールで沈殿させ、そしてTE/
RNase緩衝液(10mM Tris−HCl、pH8.0、1mM EDT
A、20μg/ml RNase)中に溶解する。
【0108】 PCRアッセイを、Robocycler Gradient 96サーマル
サイクラー(Stratagene)を用いて実施し、PCR産物を1%アガロ
ースゲル上で分離し、そしてDNAを臭化エチジウムで染色する。図3に示され
るように、テンプレートとしてAd−HSP−RC DNAを用いるとき、すべ
ての4つの予期されたDNA PCR産物が得られ、この組換え体のゲノム中に
完全長AAV−2 rep−cap DNAが存在することを示す。しかし、8
80bpのPCR産物IIIは、Ad−p5−RC DNAから増幅されず、こ
の組換え体のrep−cap DNA配列中の再配列または欠失事象を示唆する
。これらの結果は、アデノウイルスゲノムのE1遺伝子座中への挿入後、HSP
−rep−cap DNAの一体性および安定性を示し、そして同じ遺伝子座中
に挿入されたp5−rep−cap DNA配列は不安定であることを指摘する
【0109】 (実施例5:Ad−HSP−RCでの293−CG3細胞の感染によるrAA
Vの産生) Ad−HSP−RCは、完全長AAV−2 rep−cap DNA配列を含
むことが示されているので、rAAVを産生するその有用性が分析される。29
3−CG3細胞を、6ウェルプレート中に1.0×106細胞/ウェルの密度で
接種する。12〜15時間の後、培養培地を細胞単層から除き、そして0.5m
lの血清フリーのDMEMA中のd−HSP−RCウイルスの希釈物をこの細胞
に添加する。30分のインキュベーションの後、10%FBSを含む2.5ml
のさらなるDMEMを添加し、そして感染を合計3日間進行させる。感染細胞を
回収し、そしてペレット化する。細胞ペレットを、1mlの溶解緩衝液(50m
M Tris−HCl、pH7.4、1.0mM MgCl2、0.5%DOC
)中、3×1分間の音波処理で溶解する。細胞残渣を、Beckman GS−
6R遠心分離を用い、3,000rpmで10分間の遠心分離により除去する。
溶解液上清液を、rAAVの滴定のために回収する。
【0110】 この溶解液中のrAAVを滴定するために、84−31細胞(1)を、24ウ
ェルプレート上で、使用の3〜4時間前に2×105細胞/ウェルの密度のプレ
ートとする。rAAV溶解液を、10%FBSを含むDMEM中で希釈し、そし
て56℃で60分間加熱し、汚染しているAd−HSP−RCを不活性化する。
このrAAV溶解液を単層に添加し、細胞を約24時間インキュベートし、そし
てGFP発現細胞を形質導入単位(TU)としてスコアする。
【0111】 図4に示されるように、結果は、rAAVが293−CG3細胞の組換えAd
−HSP−RCでの感染により首尾良く生成されることを示す。このrAAV力
価は、Ad−HSP−RCの感染の多重度(MOI)を増加することにより増加
する。250粒子/細胞のMOIを用い、70TU/細胞のrAAVが産生され
る。しかし、Ad−HSP−RCウイルスのMOIをさらに増加することは、r
AAVの収率を増加しない。その代わりに、おそらくは、より高いMOIのAd
−HSP−RCウイルスにともなう増加した細胞傷害性に起因する、rAAV収
率におけるわずかな減少が観察される。
【0112】 (実施例6:Ad−HSP−RCおよびAd−AAV−LacZでの293細
胞の同時感染によるrAAVの産生) 先の実施例では、AAVベクター配列は宿主細胞染色体中に安定に組み込まれ
るが、それらのレスキューおよびrAAV中へのパッケージングに必要なrep
−cap機能はAd−HSP−RCにより提供される。Ad−HSP−RC組換
え体の機能性を決定する別の尺度として、AAVベクター配列が293細胞中に
外因的に送達され、Ad−HSP−RCでの感染後、それらがレスキューされ、
かつrAAV粒子中にパッケージングされるか否かを決定する。この実験を実施
するため、293細胞を6ウェルプレート上に1×106細胞/ウェルの密度で
接種する。12〜15時間後、細胞を、Ad−HSP−RCおよびAd−AAV
−LacZ、E1遺伝子座中に挿入されたAAV−2 ITRによって隣接され
るE.coli lacZ遺伝子(4)を含むE1欠失アデノウイルスで同時感
染する。
【0113】 いずれかのウイルスのMOIを変えることのrAAV収率に対する影響をさら
に調査するために、以下の実験を行う。異なる量の2つのウイルス(50〜45
0粒子/細胞)を、一定の500粒子/細胞で総接種材料を維持しながらともに
混合する(図5)。このウイルス混合物を、種々の粒子/細胞比率(50:45
0、100:400、200:300、300:200、400:100、およ
び450:50)で、0.5mlの血清フリーDMEM中で希釈し、そして上記
の細胞単層に添加する。30分後、10%FBSを含む2.5mlのさらなるD
MEMを添加し、そして細胞をウイルス接種材料の存在下、さらに3日間インキ
ュベートする。
【0114】 感染した細胞を回収し、溶解し、そしてrAAV形質導入が、標準的プロトコ
ール(5)に従うX−gal染色によるスコアされた細胞であることを除いて、
実施例5に記載のように、rAAVを滴定する。この実験におけるrAAVは、
移入遺伝子としてlacZを保持するので、細胞染色が可能である。簡単に述べ
れば、このrAAV形質導入細胞を、最初、0.5mlの0.05%グルタルア
ルデヒドで10分間固定し、次いで3×0.5mlのPBSですすぐ。固定され
た細胞を、0.5mlのX−gal溶液を用いて室温で一晩染色する。X−ga
l溶液を除き、0.5mlの70%エタノールを添加して反応を終わらせ、そし
て青色に染色する細胞を形質導入単位としてスコアする。
【0115】 図5に示されるように、結果は、2つの組換え体アデノウイルスAd−HSP
−RCおよびAd−AAV−LacZによる293細胞の同時感染が293細胞
における高力価のrAAVを生成し得ることを明確に示す。このデータは、減少
するMOIのAd−HSP−RCおよび増加するMOIのAd−AAV−Lac
Zを用い、生成されるrAAVの収率は、Ad−HSP−RC MOIが100
粒子/細胞以下に到達するまで比較的安定なままであることを示す。Ad−HS
P−RCのMOIのさらなる減少は、おそらくは、より低いMOIで産生される
低レベルのRepおよびCapタンパク質に起因して、このrAAV収率を劇的
に低減する。その一方、Ad−AAV−LacZのMOIを増加することは、こ
のrAAV収率を増加しない。プラスミド同時トランスフェクションを用いるr
AAV産生のための従来方法は、そのrAAVの収率が制限されるが、本発明は
は、高収率のrAAVを容易かつ効率的に産生する手段を提供する。
【0116】 (実施例7:Ad−HSP−RCおよびAd−AAV−LacZを用いる29
3細胞の同時感染によるrAAV産生の時間経過および粒子比率研究) Ad−HSP−RCおよびAd−AAV−LacZを用いる293細胞の同時
トランスフェクションによるrAAVの最適産生に必要な条件をさらに研究する
ために、別の時間経過およびMOI研究を実施する。293細胞を実施例6に記
載のように6ウェルプレート中に接種し、そして両方のウイルスで、異なる時間
間隔の間、または異なる粒子/細胞比率で感染する。感染した細胞を回収および
溶解し、そして実施例6に記載のようにrAAVを滴定する。時間経過研究には
、各々100粒子/細胞のAd−HSP−RCおよびAd−AAV−LacZを
用いて293細胞を種々の時間の間感染する。
【0117】 図6に示されるように、結果は、rAAVが、2つのウイルスによる感染後、
24時間程度の初期に検出されるが、そのレベルは、感染後72時間にピークと
なることを示す。200TU/細胞より多いrAAVが2つのウイルスによる感
染後48〜96時間の間に生産される。高レベルのrAAV生産のために必要な
2つのウイルスの最適MOIを決定するために、293細胞を、等しいMOIの
2つのウイルスにより72時間感染し、そして回収し、そしてrAAV力価を決
定する。図7に示されるように、増加するインプットのAd−HSP−RCおよ
びAd−AAV−LacZウイルスにより、rAAVの収率が、各ウイルスの1
25粒子/細胞のMOIまで増加することは明らかである。インプットアデノウ
イルスMOIをさらに増加することは、rAAV収率を増加せず、そしてその代
わりにrAAV収率のわずかな減少を生じる。これは、インプットアデノウイル
スのより高いMOIから生じるより高い細胞変性効果に起因し得、これは次に感
染細胞からのrAAV収率に影響し得る。
【0118】 (実施例8:Ad−HSP−RCおよびAd−AAV−LacZを用いた29
3細胞の同時感染後のrAAV DNAの分析) Ad−AAV−LacZハイブリッドゲノムからのrAAV DNAの切除お
よび複製を分析するために、Ad−HSP−RCおよびAd−AAV−LacZ
により同時感染された293細胞中の染色体外DNAをHirt(6)の方法を
用いて分析する。rAAV DNAレスキューおよび複製のポジティブコントロ
ールとして、高力価でrAAVを生成することが先に示されている別のシステム
を平行してアッセイする。コントロール系は、B50細胞株の使用に基づき、こ
れは、先に、HeLa細胞中に、内因性AAV−2プロモーターを利用するre
p/cap含有プラスミド(7)を安定にトランスフェクトすることによって作
成された。この細胞株におけるrAAV生産は、2ステッププロセスで生じる:
B50細胞は、最初、アデノウイルスのE2b遺伝子中の温度感受性変異体su
b100rで感染され、repおよびcap発現を誘導し、そしてヘルパー機能
を提供する。24時間後、細胞を、AAVベクター配列が複製欠損アデノウイル
スのE1領域中にクローン化されるハイブリッドE1欠失アデノウイルスによっ
て感染する。この細胞により発現されるRepおよびCapタンパク質、および
sub100rから発現されるアデノウイルスヘルパー機能の存在下、ハイブリ
ッドベクターにより送達されるrAAVゲノムはレスキューされ、複製され、そ
してrAAV粒子にカプシド化される(7)。
【0119】 293細胞は、10cmディシュ中でほぼ集密まで生育させ、そしてAd−H
SP−RCプラスAd−AAV−LacZまたはAd−p5−RCプラスAd−
AAV−LacZのいずれかを各ウイルス200粒子/細胞で同時感染する。ポ
ジティブコントロールB50/sub100r実験は、Ad−AAV−LacZ
がsub100rの添加後24時間でB50細胞に添加される(各々1,000
粒子/細胞)ことを除いて同様の様式で実施される。ネガティブコントロールは
、Ad−p5−RC、Ad−HSP−RCまたはAd−AAV−LacZ単独の
いずれかを用いた293細胞の単一ウイルス感染を含む。感染細胞を、感染後7
2時間で回収し、そして0.85mlのHirt溶液(10mM Tris−H
Cl、pH7.4、100mM EDTA、0.6%SDS)中で溶解する。溶
解液を0.25mlの5M NaClと混合し、そして4℃で一晩インキュベー
トする。14,000RPMで40分間のSorvall遠心分離機中の遠心分
離後、上清液を集め、そしてフェノール−クロロホルムで3回抽出する。低分子
量DNAをイソプロパノールで沈殿させ、TE/RNase緩衝液中に溶解し、
0.8%アガロースゲル上の電気泳動により分画し、そして臭化エチジウムで染
色する。
【0120】 この実験の結果を図8に示す。Ad−HSP−RCおよびAd−AAV−La
cZによる293細胞の同時感染は、rAAV DNAのモノマーおよび複製す
るダイマー形態に対応する4.8および9.6kbのバンドを生じる(図8のレ
ーン4)。ボジティブコントロールもまた、sub100rおよびAd−AAV
−LacZでのB50細胞の感染後、同じ2つのDNA種を示す(図8のレーン
6)。293細胞が、Ad−p5−RC(図8のレーン1)、Ad−HSP−R
C(図8のレーン2)、またはAd−AAV−LacZ(図8のレーン3)いず
れか単独で感染されるネガティブコントロールでは、いずれのDNAバンドも観
察されない。さらに、Ad−p5−RCおよびAd−AAV−LacZによる2
93細胞の同時感染はまた、いずれのrAAV DNA種も形成せず(図8のレ
ーン5)、Ad−p5−RCがrAAV DNAのレスキューまたは複製のため
のそのrep/cap機能が欠損していることを示す。
【0121】 図8で検出された4.8および9.6kb染色体外DNA種が実際にlacZ
移入遺伝子を含むことを確認するため、そしてこのようなDNA種の小量が実際
にネガティブコントロールレーンに存在しないことを確認するため、サザンブロ
ット分析を実施する。Ad−HSP−RCおよびAd−AAV−LacZにより
同時感染された293細胞またはsub100rおよびAd−AAV−LacZ
により感染されたB50細胞のいずれかから単離されたHirt抽出DNAを、
0.8%アガロースゲル上で分離する(図9A)。このゲルをニトロセルロース
メンブレンにトランスファーし、そしてBoehringer Mannhei
mからのDiG High Prime DNA Labeling Dete
ction Starter Kit IIを用いて、ジゴキシゲニン標識され
たlacZ DNAプローブとハイブリダイズする(図9B)。細菌プラスミド
から単離されたlacZ DNAフラグメントを、サザンブロットのためのポジ
ティブコントロールとして用いる(図9Aおよび9B、レーン1)。
【0122】 Ad−HSP−RCおよびAd−AAV−LacZにより同時感染された29
3細胞(図9Aおよび9B、レーン5)またはsub100rおよびAd−AA
V−LacZにより感染されたB50細胞(図9Aおよび9B、レーン7)のい
ずれかから単離されたrAAV DNAのモノマーおよび複製するダイマー形態
の両方がlacZプローブにハイブリダイズする。サザンブロッティングは、A
d−p5−RCおよびAd−AAV−LacZによる293細胞の同時感染後(
図9Aおよび9B、レーン6)、または、Ad−HSP−RC(図9Aおよび9
B、レーン2)、Ad−p5−RC(図9Aおよび9B、レーン3)、またはA
d−AAV−LacZ(図9Aおよび9B、レーン4)いずれかにより単独感染
された293細胞からのHirt DNAを含むネガティブコントロールからは
、複製されたrAAV DNA種を検出しない。一緒に考慮して、これらの結果
は、Ad−HSP−RCおよびAd−AAV−LacZによる293細胞の同時
感染がAd−AAV−LacZゲノムからrAAV DNAのレスキューおよび
複製を生じ、しかも複製するrAAV DNAが実際にlacZ移入遺伝子を含
むことを示す。さらに、Ad−p5−RCおよびAd−AAV−LacZによる
293細胞の同時感染後の複製rAAV DNAの欠如は、Ad−p5−RCが
実際にrAAV DNAのレスキューまたは複製のためのそのrep/cap機
能欠損であるという先の観察を支持する。
【0123】 (実施例9:Ad−HSP−RCウイルスで感染された293細胞におけるR
ep/Capタンパク質発現の分析) Ad−HSP−RCウイルスによって感染された細胞におけるRepタンパク
質およびCapタンパク質の発現を分析するために、ウエスタンブロッティング
を実施する。293細胞を10cmディッシュ中でサブコンフルエントにまで増
殖し、Ad−HSP−RC、Ad−AAV−LacZまたはAd−p5−RCの
いずれかで、各ウイルス200粒子/細胞を使用して感染する。感染の72時間
後に、細胞を収集し、ペレット化し、そしてXiaoら(8)に記載されるよう
に処理する。簡単には、1つの10cmディッシュからの感染した細胞ペレット
を、0.5mlの溶解緩衝液(10mM Tris−HCl(pH8.2)、1
% TritonX−100、1% SDSおよび150mM NaClを含む
)中で、超音波処理によって溶解する。サンプルを、4〜20%勾配のポリアク
リルアミドゲル上でSDS−ポリアクリルアミドゲル電気泳動(PAGE)によ
って分離し、そしてニトロセルロース膜に転写する。Repタンパク質を、モノ
クローナル抗体303.9を使用して検出し、そしてCapタンパク質を、モノ
クローナル抗体B1(American Research Products
,Inc.)を使用して検出する(両方とも1:20の希釈で)。タンパク質−
抗体複合体を、ECLTMウエスタンブロッティング分析システム(Amersh
am)を使用して可視化する。
【0124】 図10に示されるように、Repタンパク質およびCapタンパク質は、Ad
−HSP−RC単独で感染されるか(レーン3)、またはAd−HSP−RCと
Ad−AAV−LacZとで同時感染される(レーン5)293細胞において発
現されるが、Ad−p5−Rc単独(レーン1)、Ad−p5−RCに加えてA
d−AAV−LacZ(レーン2)もしくはAd−p5−RCに加えてAd−A
AV−LacZ(レーン4)で感染される293細胞では発現されない。Ad−
HSP−RC感染に続いて発現したRep52タンパク質およびRep40タン
パク質のレベルは、産生された高レベルのrAAVに寄与する以前に報告された
事象(9)であるRep78およびRep68のタンパク質発現よりも非常に高
い。HSPプロモーターの低い基底の転写活性は、Ad−HSP−RC組換えア
デノウイルスを首尾よく作製するに重要な役割を実際に担い得る。なぜなら、A
AV Repタンパク質の発現は、アデノウイルス複製を干渉し得ることが公知
であるからである(10)。これらのタンパク質の低レベルの発現は、この干渉
を最小化し得るが、rAAVゲノムの切除および複製についてのRepの機能を
十分に提供し得る。
【0125】 本明細書中に列挙される全ての刊行物および特許出願は、個々の刊行物または
特許出願各々が参考として援用されるべく特定にかつ個々に示された場合は、本
明細書中に参考として援用される。前述の発明は、理解を明らかにするための図
解および例示の目的でいくらか詳細に記載されたが、添付の特許請求の範囲の精
神または範囲から逸脱することなく特定の変化および改変がなされ得ることは、
本発明の教示の観点で当業者には容易に明らかである。
【0126】 (参考文献)
【0127】
【化1】
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、組換えシャトルプラスミドpAV2cisEGFP、pAd−p5−
RCおよびpAd−HSP−RCの構築物を示す。
【図2】 図2Aは、親のE1/E3欠失アデノウイルスのゲノムを示す。図2Bは、A
d−p5−RCまたはAd−HSP−RCを作製するための、それぞれp5−r
ep−cap DNA配列またはHSP−rep−cap DNA配列の、親ウ
イルスゲノムのE1座への挿入を示す、組換えアデノウイルスAd−p5−RC
およびAd−HSP−RCの例示的図表を示す。
【図3】 図3Aは、ウイルスゲノムならびに予期されるPCR DNA産物I、II、
IIIおよびIVに関するPCRプライマーの位置を示す、Ad−p5−RCま
たはAd−HSP−RCのE1座へのrep−cap挿入物の例示的図表を示す
。PCR分析を使用して、アデノウイルスゲノム中に挿入されたAAV rep
−cap DNA配列の補完性を決定する。図3Bは、位置を図3Aに示したプ
ライマーを使用したPCR産物のエチジウムブロマイド染色したアガロースゲル
を示す。レーン1、3、5、7は、Ad−p5−RCのウイルスDNAからのP
CR産物である。レーン2、4、6、8は、Ad−HSP−RCのウイルスDN
AからのPCR産物である。Mは、1kb DNAラダーサイズマーカー(Gi
bco BRL)である。
【図4】 図4は、Ad−HSP−RCでの293−CG3細胞の感染後のrAAVの産
生を示す。
【図5】 図5は、Ad−HSP−RCとAd−AAV−LacZとでの293−CG3
細胞の同時感染後のrAAVの産生を示す。
【図6】 図6は、Ad−HSP−RCとAd−AAV−LacZとでの293細胞の同
時感染後のrAAVの産生の経時的研究を示す。
【図7】 図7は、Ad−HSP−RCとAd−AAV−LacZとでの293細胞の同
時感染後のrAAV産生の感染の多様性の研究を示す。
【図8】 図8は、293細胞(レーン1〜5)またはコントロールB50細胞(レーン
6)におけるrAAV DNA複製を検出するために分画した、Hirt DN
Aのエチジウムブロマイド染色したアガロースゲルを示す。レーン1、293細
胞のAd−p5−RCでの感染;レーン2、293細胞のAd−HSP−RCで
の感染;レーン3、293細胞のAd−AAV−LacZでの感染;レーン4、
293細胞のAd−HST−RCとAd−AAV−LacZとでの同時感染;レ
ーン5、293細胞のAd−p5−RCとAd−AAV−LacZとでの同時感
染;レーン6、B50細胞のsub100rおよびAd−AAV−LacZの段
階的感染。Mは、1kb DNAラダーサイズマーカー(Gibco BRL)
である。
【図9】 図9Aは、293細胞からのHirt DNAサンプル(レーン2〜6)また
はコントロールB−50細胞からのDNAサンプル(レーン7)の、エチジウム
ブロマイド染色したアガロースゲルを示す。図9Bは、図9Aにおいて示したゲ
ルの、lacZ DNAプローブとのサザンブロット分析を示す。レーン1、陽
性コントロールとしてのlacZ DNAフラグメント;レーン2、293細胞
のAd−HSP−RCでの感染;レーン3、293細胞のAd−p5−RCでの
感染;レーン4、293細胞のAd−AAVLacZでの感染;レーン5、29
3細胞のAd−HSP−RCとAd−AAV−LacZとでの同時感染;レーン
6、293細胞のAd−p5−RCとAd−AAV−LacZとでの同時感染;
レーン7、B50細胞のsub100rおよびAd−AAV−LacZの段階的
感染。Mは、1kb DNAラダーサイズマーカー(Gibco BRL)であ
る。
【図10】 図10は、Ad−p5−RCウイルスまたはAd−HSP−RCウイルスで感
染した、293細胞でのRepタンパク質発現およびCapタンパク質発現のウ
エスタンブロット分析を示す。レーン1、Ad−p5−RC単独;レーン2、A
d−p5−RC+Ad−AAV−LacZ;レーン3、Ad−HSP−RC単独
;レーン4、Ad−AAV−LacZ単独;レーン5、Ad−HSP−RC+A
d−AAV−LacZ。
───────────────────────────────────────────────────── 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) C12R 1:91) (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,BZ,C A,CH,CN,CR,CU,CZ,DE,DK,DM ,DZ,EE,ES,FI,GB,GD,GE,GH, GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,K E,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS ,LT,LU,LV,MA,MD,MG,MK,MN, MW,MX,MZ,NO,NZ,PL,PT,RO,R U,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM ,TR,TT,TZ,UA,UG,US,UZ,VN, YU,ZA,ZW (72)発明者 カーツマン, ギャリー アメリカ合衆国 ペンシルベニア 19010, ブリン マー, ヒルブルック ロード 500 Fターム(参考) 4B024 AA01 AA20 BA32 CA03 CA04 DA02 EA02 EA04 FA02 GA11 HA03 HA08 HA09 4B065 AA90X AA95X AA95Y AB01 AC20 BA01 BA02 BA23 CA44 4C084 AA02 AA03 AA06 AA07 AA13 BA35 CA01 CA53 MA13 MA17 MA22 MA23 MA52 MA57 MA59 MA66 NA03 NA05 4C087 AA01 AA02 AA03 BC83 CA09 CA12 CA20 MA13 MA17 MA22 MA23 MA52 MA55 MA57 MA59 MA60 MA66 NA03 NA05

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 rAAVを製造するためのアデノウィルスベクターであって
    、該アデノウィルスベクターがAAV rep遺伝子を含み、そしてAAV p
    5プロモーターが、該AAV rep遺伝子の上流で欠失される、アデノウィル
    スベクター。
  2. 【請求項2】 前記AAV rep遺伝子が、前記p5プロモーターの代わ
    りに最小プロモーターを含む、請求項1に記載のアデノウィルスベクター。
  3. 【請求項3】 前記AAV rep遺伝子が、前記p5プロモーターの代わ
    りにプロモーターを含まない、請求項1に記載のアデノウィルスベクター。
  4. 【請求項4】 前記アデノウィルスベクターが、AAV cap遺伝子をさ
    らに含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載のアデノウィルスベクター。
  5. 【請求項5】 前記最小プロモーターが、TATAボックスを含む、請求項
    2に記載のアデノウィルスベクター。
  6. 【請求項6】 前記最小プロモーターが、最小限のDrosophila熱
    ショックプロモーターである、請求項2に記載のアデノウィルスベクター。
  7. 【請求項7】 前記最小プロモーターが、最小限のアデノウィルスE1bプ
    ロモーターである、請求項2に記載のアデノウィルスベクター。
  8. 【請求項8】 前記rep遺伝子および前記cap遺伝子が、前記アデノウ
    ィルスベクターの位置に、1つ以上のアデノウィルスのE1遺伝子、E3遺伝子
    、またはE4遺伝子の少なくとも一部の代わりに挿入される、請求項4に記載の
    アデノウィルスベクター。
  9. 【請求項9】 前記rep遺伝子および前記cap遺伝子の両方が、前記ア
    デノウィルスベクターの同じ位置内に挿入される、請求項8に記載のアデノウィ
    ルスベクター。
  10. 【請求項10】 前記rep遺伝子および前記cap遺伝子が、前記アデノ
    ウィルスベクターの異なる位置内に挿入される、請求項8に記載のアデノウィル
    スベクター。
  11. 【請求項11】 前記rep遺伝子および前記cap遺伝子が、それぞれ異
    なるAAV血清型に由来する、請求項4に記載のアデノウィルスベクター。
  12. 【請求項12】 組換えrAAVを産生するための方法であって、以下の工
    程: a)請求項1〜11のいずれか1項に記載のアデノウィルスベクターを、rAA
    Vゲノムを含む宿主細胞に感染させる工程; b)rAAVが産生される条件下で該宿主細胞を増殖させる工程;および c)該宿主細胞から該rAAVを収集する工程、 を包含する、方法。
  13. 【請求項13】 前記rAAVゲノムが、前記宿主細胞の染色体に安定に組
    み込まれる、請求項12に記載の方法。
  14. 【請求項14】 アデノウィルスベクターが前記rAAVゲノムを含み、か
    つrep遺伝子を含む前記アデノウィルスベクターと前記宿主細胞に同時感染さ
    れる、請求項12に記載の方法。
  15. 【請求項15】 前記アデノウィルスベクターが、rAAV産生について必
    要なヘルパー機能を提供する、請求項12に記載の方法。
  16. 【請求項16】 前記宿主細胞が293細胞である、請求項12に記載の方
    法。
  17. 【請求項17】 前記rAAVを精製する工程をさらに含む、請求項12〜
    16のいずれか1項に記載の方法。
  18. 【請求項18】 前記宿主細胞が、CHO細胞、BHK細胞、MDCK細胞
    、10T1/2細胞、WEHI細胞、COS細胞、BSC 1細胞、BSC 4
    0細胞、BMT 10細胞、VERO細胞、WI38細胞、MRC5細胞、A5
    49細胞、HT1080細胞、293細胞、B−50細胞、3T3細胞、NIH
    3T3細胞、HepG2細胞、Saos−2細胞、Huh7細胞、HER細胞、
    HEK細胞、HEL細胞、またはHeLa細胞から選択される、請求項12に記
    載の方法。
  19. 【請求項19】 請求項12〜16または請求項18のいずれか1項に記載
    の方法により産生された、前記rAAVを含む溶解物または上清。
  20. 【請求項20】 請求項19に記載の方法により産生された、精製されたr
    AAV。
  21. 【請求項21】 請求項20に記載のrAAVおよび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。
  22. 【請求項22】 請求項20に記載のrAAVで哺乳動物細胞を感染させる
    工程を包含する、所望の導入遺伝子の、該哺乳動物細胞への一過性または安定な
    遺伝子転移のための、方法。
  23. 【請求項23】 前記一過性または安定な遺伝子転移が、インビトロ、イン
    ビボ、またはエキソビボでの遺伝的免疫、遺伝的欠損の修復、またはタンパク質
    の産生のためである、請求項22に記載の方法。
  24. 【請求項24】 前記ヘルパー機能が、アデノウィルス遺伝子E1A、E1
    B、E2A、E4orf6、およびVAIからなる群より選択される少なくとも
    1つの遺伝子産物によりコードされるか、またはHSV1型遺伝子UL5、UL
    8、UL52、およびUL29からなる群より選択される少なくとも1つの遺伝
    子産物によりコードされる、請求項15に記載のベクター。
JP2001528613A 1999-10-01 2000-09-29 AAVrep/cap遺伝子を含むアデノウイルスを使用する組換えAAVの産生 Withdrawn JP2003511037A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15746699P 1999-10-01 1999-10-01
US60/157,466 1999-10-01
PCT/US2000/026948 WO2001025462A1 (en) 1999-10-01 2000-09-29 Production of recombinant aav using adenovirus comprising aav rep/cap genes

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003511037A true JP2003511037A (ja) 2003-03-25

Family

ID=22563855

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001528613A Withdrawn JP2003511037A (ja) 1999-10-01 2000-09-29 AAVrep/cap遺伝子を含むアデノウイルスを使用する組換えAAVの産生

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP1222299A1 (ja)
JP (1) JP2003511037A (ja)
AU (1) AU7841400A (ja)
CA (1) CA2385823A1 (ja)
WO (1) WO2001025462A1 (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010530245A (ja) * 2007-06-21 2010-09-09 アルファバックス, インコーポレイテッド αウイルス構造タンパク質の発現のためのプロモーターレスカセット
JP2013539957A (ja) * 2010-03-26 2013-10-31 ドイチェス クレブスフォルシュングスツェントルム 組換えパルボウイルス生産を促進するためのアデノウイルス由来ヘルパーウイルス
JP2016525347A (ja) * 2013-07-12 2016-08-25 ザ・チルドレンズ・ホスピタル・オブ・フィラデルフィアThe Children’S Hospital Of Philadelphia Aavベクター、及び抗aav(アデノ関連ウイルス)中和抗体についてのアッセイ
KR20170081704A (ko) * 2014-11-28 2017-07-12 유니큐어 아이피 비.브이. 파보바이러스 비리온을 포함하는 조성물 중의 dna 불순물
JP2018505695A (ja) * 2015-01-20 2018-03-01 ジェンザイム・コーポレーション 組換えウイルス粒子の特徴付けのための分析超遠心分離法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10045687B4 (de) * 2000-09-15 2006-07-06 MICROMUN Privates Institut für Mikrobiologische Forschung GmbH Biotechnikum Greifswald Expressionskassetten und Adenovirusvektoren
EP3517134B1 (en) 2001-12-17 2024-01-17 The Trustees of the University of Pennsylvania Adeno-associated virus (aav) serotype 8 sequences, vectors containing same and uses therefor
US8043856B2 (en) 2007-06-14 2011-10-25 Wisconsin Alumni Research Foundation Adenoviral vectors for influenza virus production
KR102390075B1 (ko) 2014-03-09 2022-04-26 더 트러스티스 오브 더 유니버시티 오브 펜실베니아 오르니틴 트랜스카르바밀라아제(otc) 결핍증의 치료에 유용한 조성물
US10053671B2 (en) 2014-06-20 2018-08-21 Wisconsin Alumni Research Foundation (Warf) Mutations that confer genetic stability to additional genes in influenza viruses
WO2020163804A1 (en) 2019-02-08 2020-08-13 Wisconsin Alumni Research Foundation (Warf) Humanized cell line
US11807872B2 (en) 2019-08-27 2023-11-07 Wisconsin Alumni Research Foundation (Warf) Recombinant influenza viruses with stabilized HA for replication in eggs

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5173414A (en) * 1990-10-30 1992-12-22 Applied Immune Sciences, Inc. Production of recombinant adeno-associated virus vectors
US5856152A (en) * 1994-10-28 1999-01-05 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Hybrid adenovirus-AAV vector and methods of use therefor
EP0922110B1 (en) * 1996-08-15 2008-04-16 The Government of the United States of America, represented by the Secretary, Department of Health and Human Services Spatial and temporal control of gene expression using a heat shock protein promoter in combination with local heat
US6548286B1 (en) * 1997-04-14 2003-04-15 Cell Genesys, Inc. Methods for increasing the efficiency of recombinant AAV product

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014230544A (ja) * 2007-06-21 2014-12-11 アルファバックス, インコーポレイテッド αウイルス構造タンパク質の発現のためのプロモーターレスカセット
JP2010530245A (ja) * 2007-06-21 2010-09-09 アルファバックス, インコーポレイテッド αウイルス構造タンパク質の発現のためのプロモーターレスカセット
US9803219B2 (en) 2010-03-26 2017-10-31 Deutsches Krebsforschungszentrum Adenovirus derived helper virus for enhancing recombinant parvovirus production
JP2013539957A (ja) * 2010-03-26 2013-10-31 ドイチェス クレブスフォルシュングスツェントルム 組換えパルボウイルス生産を促進するためのアデノウイルス由来ヘルパーウイルス
JP2022037027A (ja) * 2013-07-12 2022-03-08 ザ・チルドレンズ・ホスピタル・オブ・フィラデルフィア Aavベクター、及び抗aav(アデノ関連ウイルス)中和抗体についてのアッセイ
JP2019162109A (ja) * 2013-07-12 2019-09-26 ザ・チルドレンズ・ホスピタル・オブ・フィラデルフィアThe Children’S Hospital Of Philadelphia Aavベクター、及び抗aav(アデノ関連ウイルス)中和抗体についてのアッセイ
JP2016525347A (ja) * 2013-07-12 2016-08-25 ザ・チルドレンズ・ホスピタル・オブ・フィラデルフィアThe Children’S Hospital Of Philadelphia Aavベクター、及び抗aav(アデノ関連ウイルス)中和抗体についてのアッセイ
US11408899B2 (en) 2013-07-12 2022-08-09 The Children's Hospital Of Philadelphia AAV vector and assay for anti-AAV (adeno-associated virus) neutralizing antibodies
KR20170081704A (ko) * 2014-11-28 2017-07-12 유니큐어 아이피 비.브이. 파보바이러스 비리온을 포함하는 조성물 중의 dna 불순물
KR102528156B1 (ko) 2014-11-28 2023-05-03 유니큐어 아이피 비.브이. 파보바이러스 비리온을 포함하는 조성물 중의 dna 불순물
JP2018505695A (ja) * 2015-01-20 2018-03-01 ジェンザイム・コーポレーション 組換えウイルス粒子の特徴付けのための分析超遠心分離法
JP2021000110A (ja) * 2015-01-20 2021-01-07 ジェンザイム・コーポレーション 組換えウイルス粒子の特徴付けのための分析超遠心分離法
JP2022095863A (ja) * 2015-01-20 2022-06-28 ジェンザイム・コーポレーション 組換えウイルス粒子の特徴付けのための分析超遠心分離法
US11639887B2 (en) 2015-01-20 2023-05-02 Genzyme Corporation Analytical ultracentrifugation for characterization of recombinant viral particles

Also Published As

Publication number Publication date
AU7841400A (en) 2001-05-10
EP1222299A1 (en) 2002-07-17
CA2385823A1 (en) 2001-04-12
WO2001025462A1 (en) 2001-04-12
WO2001025462A9 (en) 2002-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7115391B1 (en) Production of recombinant AAV using adenovirus comprising AAV rep/cap genes
US7056502B2 (en) Recombinant aav vectors with AAV5 capsids and AAV5 vectors pseudotyped in heterologous capsids
US6793926B1 (en) Methods for production of a recombinant adeno-associated virus
EP1163354B1 (en) Compositions and methods for helper-free production of recombinant adeno-associated viruses
US5756283A (en) Method for improved production of recombinant adeno-associated viruses for gene therapy
EP1064393B1 (en) Compositions and methods for helper-free production of recombinant adeno-associated viruses
US7022519B2 (en) Compositions and methods for helper-free production of recombinant adeno-associated viruses
AU2011238708B2 (en) Pharmacologically Induced Transgene Ablation system
AU2001255575A1 (en) Recombinant aav vectors with aav5 capsids and aav5 vectors pseudotyped in heterologous capsids
JP2007082565A (ja) アデノ随伴ウイルス物質および方法
WO2012158757A1 (en) Proviral plasmids for production of recombinant adeno-associated virus
JP2001500497A (ja) 組換えアデノ随伴ウイルスに指図される遺伝子治療の方法
WO2003024502A2 (en) Compositions and methods useful for non-invasive delivery of therapeutic molecules to the bloodstream
JP2003511037A (ja) AAVrep/cap遺伝子を含むアデノウイルスを使用する組換えAAVの産生
US20070134203A1 (en) Compositions and methods for increasing packaging and yields of recombinant adenoviruses using multiple packaging signals
EP1234048A2 (en) Compositions and methods for increasing packaging and yields of recombinant adenoviruses using multiple packaging signals
AU783672B2 (en) Compositions and methods for production of recombinant virus using a carrier vector derived from a nonmammalian virus

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20071204