JP2003520786A - Polynucleotide vaccines expressing codon-optimized and modified HIV-1 POL - Google Patents

Polynucleotide vaccines expressing codon-optimized and modified HIV-1 POL

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JP2003520786A
JP2003520786A JP2001546687A JP2001546687A JP2003520786A JP 2003520786 A JP2003520786 A JP 2003520786A JP 2001546687 A JP2001546687 A JP 2001546687A JP 2001546687 A JP2001546687 A JP 2001546687A JP 2003520786 A JP2003520786 A JP 2003520786A
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    • C12N2800/22Vectors comprising a coding region that has been codon optimised for expression in a respective host

Abstract

(57)【要約】 HIV Pol DNAワクチンを含む医薬組成物ならびにこれらのDNAワクチンの製造および用途を開示する。本発明のpolをベースとするDNAワクチンは、生きた脊椎動物組織内、好ましくはヒトに直接投与され、好ましくは、プロテアーゼ、逆転写酵素活性、RNアーゼH活性およびインテグラーゼ活性を欠く該HIV Polタンパク質の不活性化形態を発現して、ヒト免疫不全ウイルス−1(HIV−1)を特異的に認識する細胞性免疫応答を誘導する。これらのDNAワクチンのオープンリーディングフレームを含むDNA分子は、コドン最適化HIV−1 Polをコードする及び最適化HIV−1 Polのコドン最適化不活性誘導体をコードする合成DNA分子(アミノ末端リーダーペプチドを含む不活性Polタンパク質をコードするDNA分子を含む)である。   (57) [Summary] Pharmaceutical compositions comprising HIV Pol DNA vaccines and the manufacture and use of these DNA vaccines are disclosed. The pol-based DNA vaccines of the invention are administered directly into living vertebrate tissue, preferably directly to humans, and are preferably administered to the HIV Pol lacking protease, reverse transcriptase, RNase H and integrase activities. Expresses an inactive form of the protein to induce a cellular immune response that specifically recognizes human immunodeficiency virus-1 (HIV-1). DNA molecules containing the open reading frame of these DNA vaccines are synthetic DNA molecules encoding codon-optimized HIV-1 Pol and codon-optimized inactive derivatives of optimized HIV-1 Pol (amino-terminal leader peptide, Including an inactive Pol protein-containing DNA molecule).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】 (発明の分野) 本発明は、生きた脊椎動物組織(好ましくは哺乳類宿主、例えばヒトまたは商
業的または家畜獣医学的に重要な非ヒト哺乳類)内に直接導入されると、HIV
Polタンパク質またはその生物学的に関連した部分をその動物内で発現して
、ヒト免疫不全ウイルス−1(HIV−1)を特異的に認識する細胞性免疫応答
を誘導するHIV Polポリヌクレオチド医薬品ならびにその製造および用途
に関する。本発明のポリヌクレオチドは、コドン最適化(すなわち、コドンが最
適化された)HIV−1 Polおよび最適化HIV−1 Polの誘導体をコ
ードする合成DNA分子(HIV−1 Polのプロテアーゼ、逆転写酵素、R
NアーゼHおよびインテグラーゼ活性が不活性化された構築物を含む)である。
本発明のポリヌクレオチドワクチンは、未感染個体に予防上の利点をもたらし、
および/または、感染個体内のウイルス負荷(viral load)レベルを
減少させてHIV−1感染の無症候期を延長させることにより治療効果をもたら
すはずである。
FIELD OF THE INVENTION The invention relates to HIV when introduced directly into living vertebrate tissue, preferably a mammalian host, such as a human or non-human mammal of commercial or veterinary veterinary importance.
An HIV Pol polynucleotide pharmaceutical that induces a cellular immune response that specifically expresses human immunodeficiency virus-1 (HIV-1) by expressing Pol protein or a biologically relevant portion thereof in the animal, and Regarding its manufacture and use. The polynucleotide of the present invention is a synthetic DNA molecule (HIV-1 Pol protease, reverse transcriptase) encoding a codon-optimized (that is, codon-optimized) HIV-1 Pol and a derivative of the optimized HIV-1 Pol. , R
Nase H and integrase activity inactivated constructs).
The polynucleotide vaccine of the present invention provides a prophylactic benefit to uninfected individuals,
And / or it should provide a therapeutic effect by reducing the viral load level within the infected individual and prolonging the asymptomatic period of HIV-1 infection.

【0002】 (発明の背景) ヒト免疫不全ウイルス−1(HIV−1)は、後天性ヒト免疫不全症候群(エ
イズ)および関連障害の病原体である。HIV−1は、レトロウイルス科のRN
Aウイルスであり、すべてのレトロウイルスの5’−LTR−gag−pol−
env−LTR3’体制を示す。プロウイルスとして公知の組込み形態のHIV
−1は約9.8Kb長である。該ウイルスゲノムの各末端は、長い末端反復配列
(LTR)として公知のフランキング配列を含有する。該HIV遺伝子は少なく
とも9個のタンパク質をコードし、主要構造タンパク質(Gag、Polおよび
Env)、調節タンパク質(TatおよびRev)およびアクセサリータンパク
質(Vpu、Vpr、VifおよびNef)の3つのクラスに分けられる。
BACKGROUND OF THE INVENTION Human immunodeficiency virus-1 (HIV-1) is the pathogen of acquired human immunodeficiency syndrome (AIDS) and related disorders. HIV-1 is an RN of the retroviridae family
A virus and 5'-LTR-gag-pol- of all retroviruses.
The env-LTR3 'system is shown. An integrated form of HIV known as a provirus
-1 is about 9.8 Kb long. Each end of the viral genome contains flanking sequences known as long terminal repeats (LTRs). The HIV gene encodes at least 9 proteins and is divided into three classes: major structural proteins (Gag, Pol and Env), regulatory proteins (Tat and Rev) and accessory proteins (Vpu, Vpr, Vif and Nef). .

【0003】 gag遺伝子は、スプライスされていないウイルスmRNAから発現されHI
Vプロテアーゼ(pol遺伝子の産物)によるタンパク質分解によりプロセシン
グされる55キロダルトン(kDa)の前駆体タンパク質(p55)をコードす
る。成熟p55タンパク質産物はp17(マトリックス)、p24(カプシド)
、p9(ヌクレオカプシド)およびp6である。
The gag gene is expressed in HI from unspliced viral mRNA.
It encodes a 55 kilodalton (kDa) precursor protein (p55) that is processed by proteolysis by V protease (the product of the pol gene). The mature p55 protein product is p17 (matrix), p24 (capsid)
, P9 (nucleocapsid) and p6.

【0004】 pol遺伝子は、ウイルスの複製に必要なタンパク質、すなわち、逆転写酵素
、プロテアーゼ、インテグラーゼおよびRNアーゼHをコードする。これらのウ
イルスタンパク質は、リボソームフレームシフトにより産生される160kDa
の前駆体タンパク質であるGag−Pol融合タンパク質として発現される。該
ウイルスコード化プロテアーゼは、Polポリペプチドをタンパク質分解により
成熟タンパク質に切断し、該成熟タンパク質は、プロテアーゼ(Pro、P10
)、逆転写酵素(RT、P50)、インテグラーゼ(IN、p31)およびRN
アーゼH(RNアーゼ、p15)活性をもたらす。
The pol gene encodes proteins required for viral replication, namely reverse transcriptase, protease, integrase and RNase H. These viral proteins are 160 kDa produced by ribosomal frameshifting.
Is expressed as a Gag-Pol fusion protein, which is a precursor protein of. The virus-encoded protease cleaves the Pol polypeptide by proteolysis into a mature protein, which is a protease (Pro, P10
), Reverse transcriptase (RT, P50), integrase (IN, p31) and RN
It results in ase H (RNase, p15) activity.

【0005】 nef遺伝子は、CD4発現のダウンレギュレーション、T細胞活性化の阻害
およびHIV感染性の促進のような幾つかの活性を有することが示されている初
期アクセサリーHIVタンパク質(Nef)をコードする。
The nef gene encodes the early accessory HIV protein (Nef), which has been shown to have several activities such as down-regulation of CD4 expression, inhibition of T cell activation and promotion of HIV infectivity. .

【0006】 env遺伝子は、ウイルスエンベロープ糖タンパク質をコードしており、該糖
タンパク質は、160キロダルトン(kDa)の前駆体(gp160)として翻
訳され、ついで細胞プロテアーゼにより切断されて、細胞膜外120kDaエン
ベロープ糖タンパク質(gp120)および膜貫通41kDaエンベロープ糖タ
ンパク質(gp41)を与える。Gp120およびgp41は会合したままであ
り、ウイルス粒子上およびHIV感染細胞表面上に提示される。
The env gene encodes a viral envelope glycoprotein that is translated as a 160 kilodalton (kDa) precursor (gp160), which is then cleaved by cellular proteases to give an extracellular 120 kDa envelope. Glycoprotein (gp120) and transmembrane 41 kDa envelope glycoprotein (gp41) are provided. Gp120 and gp41 remain associated and displayed on viral particles and on the surface of HIV infected cells.

【0007】 tat遺伝子は、HIV−1の複製に必須の転写アクチベーターであるRNA
結合タンパク質であるTatタンパク質の長い形態および短い形態をコードする
The tat gene is an RNA that is a transcriptional activator essential for HIV-1 replication.
It encodes the long and short forms of the binding protein Tat protein.

【0008】 rev遺伝子は、RNA結合タンパク質である13kDaのRevタンパク質
をコードする。Revタンパク質は、Rev応答配列(RRE)と称されるウイ
ルスRNAの領域に結合する。Revタンパク質は、核から細胞質への、スプラ
イスされていないウイルスRNAの輸送を促進する。Revタンパク質は、HI
V後期遺伝子発現に要求され、そしてHIVの複製に要求される。
The rev gene encodes a 13 kDa Rev protein that is an RNA binding protein. Rev proteins bind to a region of viral RNA called the Rev response element (RRE). Rev proteins facilitate the transport of unspliced viral RNA from the nucleus to the cytoplasm. Rev protein is HI
Required for V late gene expression and for HIV replication.

【0009】 Gp120は、他の補助受容体分子の追加体として、ヘルパーTリンパ球、マ
クロファージおよび他の標的細胞の表面上に存在するCD4/ケモカイン受容体
に結合する。X4(マクロファージ指向性)ウイルスはCD4/CXCR4複合
体に対する指向性を示し、R5(T細胞系指向性)ウイルスはCD4/CCR5
受容体複合体と相互作用する。gp120がCD4に結合した後、gp41が、
ウイルスの侵入をもたらす融合事象を媒介する。該ウイルスは該標的細胞と融合
しそれに侵入し、ついでRNA依存性DNAポリメラーゼにより、その一本鎖R
NAゲノムから二本鎖DNAへの逆転写が生じる。プロウイルスとして公知の該
ウイルスDNAは細胞核に侵入し、そこで、該ウイルスDNAは、該核内での新
たなウイルスRNAの産生、初期および後期HIVウイルスタンパク質の発現、
ならびにそれに続く新たなウイルス粒子の産生および細胞放出を指令する。該一
次感染は、該ウイルスの非常に高い産生および組織分布ならびにそれに続くウイ
ルスの定常状態レベル(ただし、これはこの相における連続的なウイルス産生お
よび代謝回転によるものである)を与え、最終的には、臨床的エイズ発症を招く
更なるウイルス放出をもたらすことが、ウイルス負荷検出能の最近の進歩から示
されている。生産的感染細胞は数日間の半減期を有し、一方、慢性または潜伏感
染細胞は3週間の半減期を有し、それに続く非生産的感染細胞は、長い半減期(
100日以上)を有するが、疾患経過の全体にわたり認められる日々のウイルス
負荷に有意には寄与しない。
Gp120, as an adjunct to other coreceptor molecules, binds to the CD4 / chemokine receptor present on the surface of helper T lymphocytes, macrophages and other target cells. X4 (macrophage tropic) virus shows tropism for CD4 / CXCR4 complex, R5 (T cell line tropic) virus shows CD4 / CCR5
It interacts with the receptor complex. After gp120 binds to CD4, gp41
It mediates fusion events that lead to the entry of viruses. The virus fuses with the target cell and invades it, and then the RNA-dependent DNA polymerase allows its single-stranded R
Reverse transcription occurs from the NA genome to double-stranded DNA. Known as a provirus, the viral DNA enters the cell nucleus where it produces new viral RNA in the nucleus, expresses early and late HIV viral proteins,
And directs the production of new viral particles and cell release. The primary infection gives a very high production and tissue distribution of the virus and subsequent steady-state level of virus, which is due to continuous virus production and turnover in this phase, and finally Have been shown to result in additional viral shedding leading to clinical AIDS development from recent advances in viral load detectability. Productive infected cells have a half-life of several days, whereas chronic or latent infected cells have a half-life of 3 weeks, followed by non-productive infected cells with a long half-life (
100 days or more), but does not contribute significantly to the daily viral load seen throughout the course of the disease.

【0010】 免疫防御に決定的に重要なCD4ヘルパーTリンパ球の破壊が、HIV感染の
特徴である進行性免疫機能不全の主要原因である。CD4 T細胞の喪失は、ほ
とんどの侵入体と戦う身体能力を著しく損なうが、それは、ウイルス、真菌、寄
生生物および或る細菌(マイコバクテリアを含む)に対する防御に対して特に深
刻な影響を及ぼす。
Destruction of CD4 helper T lymphocytes, crucial for immune defense, is a major cause of the progressive immune dysfunction characteristic of HIV infection. Loss of CD4 T cells significantly impairs the body's ability to fight most invaders, but it has a particularly severe impact on protection against viruses, fungi, parasites and certain bacteria, including mycobacteria.

【0011】 最近、HIV−1感染個体に対する有効な治療法が利用可能となった。しかし
、これらの薬物は、世界の多数の地域においては該疾患に対して有意な影響を及
ぼさず、それらは、ヒト集団内の感染の広がりを阻止する最低限の影響しか及ぼ
さないであろう。多数の他の感染症の場合と同様、HIV−1感染の広がりに対
する有意な疫学的効果は、有効なワクチンの開発および導入の後でしか見出され
ないであろう。現在までのワクチン開発の不成功には多数の要因が寄与している
。前記のとおり、慢性感染者においては、抗HIV−1体液性および細胞性免疫
応答ならびにウイルス感染細胞の破壊の存在にもかかわらず、絶え間ないウイル
ス産生が生じている。他の感染症の場合と同様に、疾患の結末は、該免疫応答の
速度論および規模と、該病原体複製速度および該免疫応答の影響の受け易さとの
平衡がどのようになるかによって決まる。急性感染における既存免疫は、確立さ
れた感染における生成免疫応答より有効かもしれない。第2の要因は、該ウイル
スの際立った遺伝的可変性である。細胞培養内ではHIV−1感染性を中和する
抗HIV−1抗体が存在するが、これらの抗体は、一般には、それらの活性にお
いて、ウイルス分離体に特異的である。伝統的な方法を用いてHIV−1の血清
学的分類を定義することは不可能であることが判明している。むしろ、該ウイル
スは血清学的「連続体(continuum)」を特徴づけるようであり、その
ため、個々の中和抗体応答は、せいぜい、少数のウイルス変異体に対して有効で
あるに過ぎない。この後者の見解を考慮すると、抗HIV−1細胞性免疫応答を
惹起しうる免疫原および関連運搬技術を同定することが有用であろう。CTL応
答を得るためには、抗原は細胞内で合成されるか又は細胞内に導入され、ついで
プロテアソーム複合体により、小さなペプチドにプロセシングされ、主要組織適
合遺伝子複合体(MHC)クラスIタンパク質との最終的会合のために小胞体/
ゴルジ複合体分泌経路に輸送されなければならないことが公知である。CD8 Tリンパ球は、T細胞受容体(TCR)およびCD8細胞表面タンパク質を介
して、クラスI MHCと会合した抗原を認識する。活性化エフェクターまたは
記憶細胞へのナイーブCD8 T細胞の活性化は、一般には、前記のとおりの
抗原のTCR関与および共刺激タンパク質の関与の両方を要する。CTL応答の
最適な誘導は、通常、TCRおよびCD4の関与を介してMHCクラスII分子
と会合した抗原を認識するCD4 Tリンパ球からのサイトカインの形態での
「援助」を要する。
Recently, effective treatments for HIV-1 infected individuals have become available. However, these drugs have no significant effect on the disease in many parts of the world, and they will have minimal effects that prevent the spread of infection within the human population. As with many other infectious diseases, a significant epidemiological effect on the spread of HIV-1 infection would only be found after the development and introduction of an effective vaccine. Many factors have contributed to the failure of vaccine development to date. As noted above, chronic virus production occurs in chronically infected individuals despite the presence of anti-HIV-1 humoral and cellular immune responses and destruction of virus-infected cells. As with other infectious diseases, the outcome of the disease depends on how the kinetics and magnitude of the immune response balances the pathogen replication rate and susceptibility of the immune response. Pre-existing immunity in acute infections may be more effective than the productive immune response in established infections. The second factor is the prominent genetic variability of the virus. Although there are anti-HIV-1 antibodies that neutralize HIV-1 infectivity in cell culture, these antibodies are generally specific for viral isolates in their activity. It has proven impossible to define the serological classification of HIV-1 using traditional methods. Rather, the virus appears to characterize the serological "continuum", so that individual neutralizing antibody responses are, at best, effective against a small number of viral variants. In light of this latter view, it would be useful to identify immunogens and associated delivery technologies that could elicit an anti-HIV-1 cellular immune response. To obtain a CTL response, the antigen is either synthesized intracellularly or introduced intracellularly and then processed by the proteasome complex into small peptides, which are associated with major histocompatibility complex (MHC) class I proteins. ER for final assembly /
It is known that it must be transported to the Golgi complex secretory pathway. CD8 + T lymphocytes recognize antigens associated with class I MHC via the T cell receptor (TCR) and CD8 cell surface proteins. Activation of naive CD8 + T cells to activating effectors or memory cells generally requires both TCR engagement of the antigen and co-stimulatory protein engagement as described above. Optimal induction of CTL responses usually requires “help” in the form of cytokines from CD4 + T lymphocytes that recognize antigens associated with MHC class II molecules via TCR and CD4 engagement.

【0012】 Larderら(1987,Nature 327:716−717)および
Larderら(1989,Proc.Natl.Acad.Sci.86:4
803−4807)は、HIV−1 RTの部位特異的突然変異誘発を開示して
おり、また、そのような変化が、RTの公知インヒビターとの相互作用に関連し
たインビトロ活性および感染性に及ぼす影響を開示している。
Larder et al. (1987, Nature 327: 716-717) and Larder et al. (1989, Proc. Natl. Acad. Sci. 86: 4).
803-4807) discloses site-directed mutagenesis of HIV-1 RT and the effect of such changes on in vitro activity and infectivity associated with interaction of RT with known inhibitors. Is disclosed.

【0013】 Daviesら(1991,Science 252:,88−95)は、H
IV−1 PolのRNアーゼHドメインの結晶構造を開示している。
Davies et al. (1991, Science 252 :, 88-95) reported H.
Disclosed is the crystal structure of the RNase H domain of IV-1 Pol.

【0014】 Schatzら(1989,FEBS Lett.257−311−314)
は、完全なHIV−1 RT/RNアーゼH DNA断片内の突然変異Glu4
78GlnおよびHis539Pheが、RT活性に影響を及ぼすことなく欠損
RNアーゼ活性を与えることを開示している。
Schatz et al. (1989, FEBS Lett. 257-311-314).
Mutated Glu4 within the complete HIV-1 RT / RNase H DNA fragment.
It is disclosed that 78Gln and His539Phe confer defective RNase activity without affecting RT activity.

【0015】 Mizrahiら(1990,Nucl.Acids.Res.18:pp.
5359−5353)は、同様に欠損RNアーゼ活性を与えるpol遺伝子のR
Nアーゼ領域内の追加的突然変異Asp443AsnおよびAsp498Asn
を開示している。該著者は、Asp498Asn突然変異体の特徴づけが、この
突然変異体タンパク質の不安定性のために困難であったことを記載している。
Mizura et al. (1990, Nucl. Acids. Res. 18: pp.
5359-5353) is the R of the pol gene that also confers defective RNase activity.
Additional mutations in the Nase region Asp443Asn and Asp498Asn
Is disclosed. The authors describe that characterization of the Asp498Asn mutant was difficult due to the instability of this mutant protein.

【0016】 Leavittら(1993,J.Biol.Chem.268:2113−
2119)は、HIV−1インテグラーゼ(IN)活性に対して異なる効果を示
すAsp64Val突然変異を含む幾つかの突然変異を開示している。
Leavitt et al. (1993, J. Biol. Chem. 268: 2113-).
2119) disclose several mutations, including the Asp64Val mutation, which show different effects on HIV-1 integrase (IN) activity.

【0017】 Wiskerchenら(1995,J.Virol.69:376−386
)は、HIV−1 INおよびウイルス複製機能に影響を及ぼすアスパラギン酸
残基の突然変異を含む一重および二重突然変異体を開示している。
Wiskerchen et al. (1995, J. Virol. 69: 376-386.
), Disclose single and double mutants containing mutations in HIV-1 IN and aspartic acid residues that affect viral replication function.

【0018】 HIV感染に対して強力な細胞性免疫応答を産生する予防および/または治療
に基づくHIVワクチンを得ることが、エイズとの闘いにおいて非常に重要であ
ろう。本発明は、HIV−1遺伝子polの修飾体の宿主運搬および発現に基づ
くDNAワクチンのクラスを開示することにより、この要求を検討し、それを満
足させるものである。
Obtaining a HIV vaccine based on prophylaxis and / or treatment that produces a strong cellular immune response against HIV infection would be of great importance in the fight against AIDS. The present invention addresses and satisfies this need by disclosing a class of DNA vaccines based on host delivery and expression of modified HIV-1 gene pol.

【0019】 (発明の概要) 本発明は、宿主(霊長類、特にヒトを含み、商業的または家畜獣医学的に重要
な非ヒト哺乳類をも含む)に投与されると細胞性免疫および体液性応答を惹起す
る合成DNA分子(本発明では「ポリヌクレオチド」とも称される)および関連
DNAワクチン(本発明では「ポリヌクレオチドワクチン」とも称される)に関
する。本発明の細胞性免疫誘導性ワクチンの効果は、これまでに感染していない
個体に対する、より低い伝達率、および/または、HIV−1感染の無症候期を
延長させる、感染個体内のウイルス負荷のレベルの減少にあるはずである。特に
、本発明は、種々の形態のHIV−1 PolをコードするDNAワクチンに関
するものであり、この場合、関心のあるHIV−1 Pol遺伝子の投与、細胞
内運搬および発現は宿主CTLおよびTh応答を惹起する。本発明の好ましい合
成DNA分子は、宿主細胞内でRT、RNアーゼおよびIN活性をもたらす触媒
領域内の残基が関わるpol修飾を含む(これに限定されるものではない)野生
型HIV−1 Polのコドン最適化形態、HIV−1 Pol融合タンパク質
のコドン最適化体ならびにHIV−1 Polタンパク質および融合タンパク質
のコドン最適化形態をコードする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to cellular immunity and humoral when administered to a host, including primates, especially humans, and also non-human mammals of commercial or veterinary importance. It relates to synthetic DNA molecules (also referred to herein as "polynucleotide") that elicit a response and related DNA vaccines (also referred to herein as "polynucleotide vaccines"). The effect of the cell-mediated immunity-inducing vaccine of the present invention is that the viral load within infected individuals increases the transmission rate to previously uninfected individuals and / or prolongs the asymptomatic period of HIV-1 infection. There should be a decrease in the level of. In particular, the present invention relates to DNA vaccines encoding various forms of HIV-1 Pol, in which administration, intracellular delivery and expression of the HIV-1 Pol gene of interest induces host CTL and Th responses. Provoke. Preferred synthetic DNA molecules of the invention include, but are not limited to, pol modifications involving pol modifications involving residues within the catalytic region that result in RT, RNase and IN activity in host cells. Of the HIV-1 Pol fusion protein and codon-optimized forms of the HIV-1 Pol protein and fusion protein.

【0020】 本発明の特定の実施形態は、プロテアーゼ(PR)活性をコードするDNA配
列が欠失して、RT(逆転写酵素およびRNアーゼ活性)およびINインテグラ
ーゼ活性をコードするコドン最適化「野生型」配列を与える、コドン最適化wt
−pol DNA構築物に関する。このタンパク質をコードするDNA分子のヌ
クレオチド配列は本明細書中には配列番号1として開示されており、発現された
タンパク質の対応アミノ酸配列は本明細書中には配列番号2として開示されてい
る。
A particular embodiment of the present invention is the deletion of the DNA sequence encoding the protease (PR) activity, resulting in codon optimized “RT (reverse transcriptase and RNase activities) and IN integrase activities. Codon optimized wt, giving "wild type" sequences
-For pol DNA constructs. The nucleotide sequence of the DNA molecule encoding this protein is disclosed herein as SEQ ID NO: 1 and the corresponding amino acid sequence of the expressed protein is disclosed herein as SEQ ID NO: 2.

【0021】 本発明は、好ましくは、いずれかのPR活性をコードするDNA配列を欠くH
IV−1 DNA pol構築物であって、RT、RNアーゼおよび/またはI
N活性を少なくとも部分的に、好ましくは実質的に無効にする突然変異を含有す
るHIV−1 DNA pol構築物に関する。HIV−1 pol突然変異体
の1つの型は、HIV−1 PolのRT、RNアーゼHおよび/またはIN機
能に関する少なくとも実質的に減少した酵素活性を与えるよう発現タンパク質の
RT、RNアーゼおよび/またはIN領域内の活性部位を有効に改変する点突然
変異を引き起こす少なくとも1つのヌクレオチド置換を含む突然変異DNA分子
を含みうるが、これに限定されるものではない。本発明のこの形態の好ましい実
施形態においては、HIV−1 DNA pol構築物は、RT、RNアーゼH
およびIN活性を有効に無効にするPolコード領域内に突然変異を含有する。
特に好ましいHIV−1 DNA pol構築物は、各活性を少なくとも実質的
に無効にするようPolのRT、RNアーゼHおよびINドメインの活性部位を
改変する少なくとも1つの点突然変異を含有するDNA分子である。そのような
HIV−1 Pol突然変異は、十中八九、それぞれRT、RNアーゼHおよび
IN活性をもたらす各触媒ドメイン内またはその周囲に少なくとも1つの点突然
変異を含むであろう。この目的において、特に好ましいHIV−1 DNA p
ol構築物が本発明において例示され、それは、PR、RT、RNアーゼまたは
IN活性を有さない不活性化Polタンパク質(IA Pol:配列番号4、図
2A〜C)を与える9個のコドン置換突然変異を含有し、その場合、3個のその
ような点突然変異は該RT、RNアーゼおよびIN触媒ドメインのそれぞれの中
に存在する。本明細書に開示する突然変異の任意の組合せが適している可能性が
あり、したがって、本発明のIA−Polをベースとするワクチンとして利用さ
れうる。付加および欠失突然変異が予想され本発明の範囲内にあるが、好ましい
突然変異は、野生型アミノ酸から別のアミノ酸残基への置換をもたらす点突然変
異である。
The present invention preferably comprises an H sequence lacking a DNA sequence encoding any PR activity.
IV-1 DNA pol construct comprising RT, RNase and / or I
HIV-1 DNA pol constructs containing mutations that at least partially, and preferably substantially, abolish N activity. One type of HIV-1 pol mutant is the RT, RNase and / or of the expressed protein to confer at least substantially reduced enzymatic activity on HIV-1 Pol RT, RNase H and / or IN function. It may include, but is not limited to, a mutated DNA molecule containing at least one nucleotide substitution that causes a point mutation that effectively modifies the active site within the IN region. In a preferred embodiment of this aspect of the invention, the HIV-1 DNA pol construct is RT, RNase H
And a mutation in the Pol coding region that effectively abolishes IN activity.
A particularly preferred HIV-1 DNA pol construct is a DNA molecule containing at least one point mutation that modifies the active site of the RT, RNase H and IN domains of Pol to at least substantially abolish each activity. . Such HIV-1 Pol mutations will include at least one point mutation within or around each catalytic domain that results in RT, RNase H and IN activity, respectively. For this purpose, a particularly preferred HIV-1 DNA p
The ol construct is exemplified in the present invention, which is a 9-codon substitution mutation that results in an inactivated Pol protein (IA Pol: SEQ ID NO: 4, FIGS. 2A-C) without PR, RT, RNase or IN activity. Containing mutations, in which case three such point mutations are present in each of the RT, RNase and IN catalytic domains. Any combination of the mutations disclosed herein may be suitable and therefore can be utilized as an IA-Pol based vaccine of the invention. Although addition and deletion mutations are expected and within the scope of the invention, preferred mutations are point mutations that result in the substitution of a wild-type amino acid for another amino acid residue.

【0022】 本発明のもう1つの態様は、ヒトtPAからのリーダーペプチドのような真核
性輸送(トラフィッキング)シグナルペプチドを含むHIV−1 Polをベー
スとするワクチン構築物の製造に関する。この目的において、本発明は、コドン
最適化wt−pol DNA構築物をコードするDNA分子であって、該プロテ
アーゼ(PR)活性が欠失しており、ヒトtPAリーダー配列が該コード領域の
5’末端に融合していることを特徴とするDNA分子に関する。このタンパク質
をコードするDNA分子は本明細書中には配列番号5として開示されており、該
オープンリーディングフレームは本明細書中には配列番号6として開示されてい
る。
Another aspect of the invention relates to the production of HIV-1 Pol-based vaccine constructs containing a eukaryotic trafficking signal peptide, such as the leader peptide from human tPA. To this end, the present invention relates to a DNA molecule encoding a codon-optimized wt-pol DNA construct, wherein the protease (PR) activity is deleted and the human tPA leader sequence is at the 5'end of the coding region. To a DNA molecule characterized by being fused to The DNA molecule encoding this protein is disclosed herein as SEQ ID NO: 5, and the open reading frame is disclosed herein as SEQ ID NO: 6.

【0023】 本発明は特に、ヒトtPAリーダーのようなリーダーペプチドをアミノ末端部
分に含む、IA−Pol(配列番号4)のようなHIV−1 Pol突然変異体
であって、該リーダーペプチドが、該宿主細胞内の該発現タンパク質の細胞輸送
および従ってその免疫原性に影響を及ぼしうることを特徴とするHIV−1 P
ol突然変異体に関する。前記段落に開示している任意のそのようなHIV−1
pol突然変異体は、ヒトtPAリーダー配列を含む(決してこれに限定され
るものではない)リーダーペプチドの下流における融合に適している。したがっ
て、任意のそのようなリーダーペプチドに基づくHIV−1 pol突然変異体
構築物は、HIV−1 PolのRT、RNアーゼHおよび/またはIN機能の
1以上に関する少なくとも実質的に減少した酵素活性を与えるよう該発現タンパ
ク質のRT、RNアーゼおよび/またはIN領域の触媒活性を有効に改変する突
然変異体DNA分子を含みうるが、これらに限定されるものではない。本発明の
この形態の好ましい実施形態においては、リーダーペプチド/HIV−1 DN
A pol構築物は、RT、RNアーゼHおよびIN活性を有効に無効にする該
Polコード領域内の突然変異を含有する。特に好ましいHIV−1 DNA
pol構築物は、各活性を少なくとも実質的に無効にするよう(好ましくは、完
全に無効にするよう)PolのRT、RNアーゼHおよびINドメイン内の活性
部位および触媒活性を改変する少なくとも1つの点突然変異を含有するDNA分
子である。そのようなHIV−1 Pol突然変異は、十中八九、それぞれRT
、RNアーゼHおよびIN活性をもたらす各触媒ドメイン内またはその周囲に少
なくとも1つの点突然変異を含むであろう。本発明のこの形態の特に好ましい実
施形態は、表1に示す9個の突然変異を含むIA−Polタンパク質に融合した
ヒトtPAリーダーに関する。該DNA分子は本明細書中には配列番号7として
開示されており、該発現tPA−IA Polタンパク質は、図3に示すとおり
の融合結合部を含む。該発現タンパク質の完全なアミノ酸配列を配列番号8に示
す。
The invention especially relates to HIV-1 Pol mutants, such as IA-Pol (SEQ ID NO: 4), which comprise in the amino-terminal part a leader peptide such as the human tPA leader, which leader peptide comprises HIV-1 P characterized by being able to influence the cellular trafficking of said expressed protein in said host cell and thus its immunogenicity
ol mutants. Any such HIV-1 disclosed in the preceding paragraph
Pol mutants are suitable for downstream fusion of leader peptides that include (but are not limited to) the human tPA leader sequence. Thus, an HIV-1 pol mutant construct based on any such leader peptide confers at least a substantially reduced enzymatic activity on one or more of the RT, RNase H and / or IN functions of HIV-1 Pol. As such, it may include, but is not limited to, mutant DNA molecules that effectively modify the catalytic activity of the RT, RNase and / or IN regions of the expressed protein. In a preferred embodiment of this aspect of the invention, the leader peptide / HIV-1 DN
The A pol construct contains mutations within the Pol coding region that effectively abolish RT, RNase H and IN activities. Particularly preferred HIV-1 DNA
The pol construct comprises at least one point that modifies the active site and catalytic activity within the RT, RNase H and IN domains of Pol so as to at least substantially (and preferably completely) abolish each activity. A DNA molecule containing a mutation. Such HIV-1 Pol mutations are reported in 10 out of 89, respectively RT
, RNase H and IN activities will contain at least one point mutation in or around each catalytic domain. A particularly preferred embodiment of this aspect of the invention relates to a human tPA leader fused to an IA-Pol protein containing the 9 mutations shown in Table 1. The DNA molecule is disclosed herein as SEQ ID NO: 7 and the expressed tPA-IA Pol protein comprises a fusion junction as shown in FIG. The complete amino acid sequence of the expressed protein is shown in SEQ ID NO: 8.

【0024】 本発明はまた、本発明のDNAポリヌクレオチドワクチンから発現された実質
的に精製されたタンパク質、特に、後記において配列番号2、4、6および8と
して示す精製されたタンパク質に関する。これらの精製されたタンパク質は、タ
ンパク質をベースとするHIVワクチンとして有用でありうる。
The present invention also relates to the substantially purified proteins expressed from the DNA polynucleotide vaccines of the present invention, in particular the purified proteins shown below as SEQ ID NOs: 2, 4, 6 and 8. These purified proteins may be useful as protein-based HIV vaccines.

【0025】 本発明はまた、本明細書に開示する種々の野生型および修飾形態のHIV P
olタンパク質をコードするDNA分子および関連ポリヌクレオチドおよび関連
DNAワクチンの非コドン最適化形態に関する。部分的または完全にコドンが最
適化されたDNAワクチン発現ベクター構築物が好ましいが、本明細書に開示す
る構築物の「非コドン最適化」形態、特に、宿主投与後の実質的な細胞性免疫お
よび体液性免疫応答を促進することが示されているHIV Polの修飾形態を
使用することは本発明の範囲内である。
The present invention also relates to the various wild-type and modified forms of HIV P disclosed herein.
Non-codon optimized forms of DNA molecules and related polynucleotides encoding ol proteins and related DNA vaccines. Although partially or completely codon optimized DNA vaccine expression vector constructs are preferred, "non-codon optimized" forms of the constructs disclosed herein, particularly substantial cellular immunity and humoral fluids following host administration. It is within the scope of the invention to use modified forms of HIV Pol that have been shown to enhance the sexual immune response.

【0026】 本発明のDNAワクチンのDNAバックボーンは、好ましくは、DNAプラス
ミド発現ベクターである。本発明で使用するDNAプラスミド発現ベクターは、
ウシ成長ホルモン転写終結配列およびイントロンA配列を含有するサイトメガロ
ウイルスプロモーター(CMV−intA)を含む構築物を含むが、これに限定
されるものではない。また、本発明のDNAプラスミドベクターは、好ましくは
、アンピシリン耐性遺伝子、ネオマイシン耐性遺伝子または他の任意の医薬上許
容される抗生物質耐性マーカーを含む(これらに限定されるものではない)抗生
物質耐性マーカーを含む。また、適当なポリリンカークローニング部位および原
核性複製起点配列も好ましい。本明細書に例示する特定のDNAベクターは、V
1、V1J(配列番号13)、V1Jneo(配列番号14)、V1Jns(図
1A、配列番号15)、V1R(配列番号26)および前記のいずれかのベクタ
ー(ここで、リーダーペプチド、好ましくはヒトtPAリーダーをコードするヌ
クレオチド配列は、図1Bおよび配列番号28に示すV1Jns−tpaを含む
(これに限定されるものではない)CMV−intAプロモーターの下流に直接
的に融合している)を含む。
The DNA backbone of the DNA vaccine of the present invention is preferably a DNA plasmid expression vector. The DNA plasmid expression vector used in the present invention is
Includes, but is not limited to, a construct containing a cytomegalovirus promoter (CMV-intA) containing a bovine growth hormone transcription termination sequence and an intron A sequence. In addition, the DNA plasmid vector of the present invention preferably includes, but is not limited to, an ampicillin resistance gene, a neomycin resistance gene, or any other pharmaceutically acceptable antibiotic resistance marker. including. Also suitable are suitable polylinker cloning sites and prokaryotic origins of replication sequences. The specific DNA vectors exemplified herein are V
1, V1J (SEQ ID NO: 13), V1Jneo (SEQ ID NO: 14), V1Jns (FIG. 1A, SEQ ID NO: 15), V1R (SEQ ID NO: 26) and any of the above vectors (wherein a leader peptide, preferably human tPA). The nucleotide sequence encoding the leader includes directly fused to the CMV-intA promoter, including but not limited to V1Jns-tpa shown in Figure 1B and SEQ ID NO: 28.

【0027】 本発明は特に、DNAワクチン、およびこのDNAワクチンを含有する医薬上
活性なワクチン組成物、およびHIV感染に対する又は既存HIV状態に抗する
宿主(好ましくはヒト宿主)免疫化のための、予防用および/または治療用ワク
チンの使用に関する。これらのDNAワクチンは、コドン最適化HIV−1 P
ol(例えば、配列番号2)、アミノ末端局在化リーダー配列(例えば、配列番
号6)に融合したコドン最適化HIV−1 Pol、コドン最適化DNA分子に
より代表され、特に好ましい本発明の核心は、野生型Polに関連した有意なP
R、RT、RNアーゼまたはIN活性を欠く生物学的に不活性なPolタンパク
質(IA Pol,例えば配列番号4)、およびIA Polタンパク質のアミ
ノ末端領域にリーダーペプチドを含有する付随構築物である。これらの構築物を
、機能的リーダーペプチドをコードするヌクレオチド配列と共に又はそれを伴う
ことなく、適当なDNAプラスミドベクター内で連結する。本発明の好ましいD
NAワクチンは、本明細書中に開示するDNAベクターまたは前記の任意のベク
ター内で連結された、コドン最適化HIV−1 PolおよびPolの不活性化
形態をコードするコドン最適化DNA分子を含む。この場合、リーダーペプチド
(好ましくはヒトtPAリーダー)をコードするヌクレオチド配列が、図1Bお
よび配列番号28に示すV1Jns−tpaを含む(これに限定されるものでは
ない)CMV−intAプロモーターの下流に直接的に融合している。
The present invention particularly relates to a DNA vaccine, and a pharmaceutically active vaccine composition containing this DNA vaccine, and for immunization of a host (preferably a human host) against HIV infection or against existing HIV conditions, It relates to the use of prophylactic and / or therapeutic vaccines. These DNA vaccines use codon optimized HIV-1 P
ol (eg, SEQ ID NO: 2), a codon-optimized HIV-1 Pol fused to an amino terminal localization leader sequence (eg, SEQ ID NO: 6), a codon-optimized DNA molecule, and the particularly preferred core of the present invention is , Significant P associated with wild-type Pol
A biologically inactive Pol protein lacking R, RT, RNase or IN activity (IA Pol, eg SEQ ID NO: 4), and ancillary constructs containing a leader peptide in the amino-terminal region of the IA Pol protein. These constructs are ligated in a suitable DNA plasmid vector with or without a nucleotide sequence encoding a functional leader peptide. Preferred D of the present invention
The NA vaccine comprises a codon-optimized DNA molecule encoding a codon-optimized HIV-1 Pol and an inactivated form of Pol, ligated in the DNA vector disclosed herein or any of the aforementioned vectors. In this case, the nucleotide sequence encoding the leader peptide (preferably the human tPA leader) is directly downstream of the CMV-intA promoter, including (but not limited to) V1Jns-tpa shown in Figure 1B and SEQ ID NO: 28. Are fused together.

【0028】 したがって、本発明は、V1Jns−WTPol(配列番号2に記載のWT
PolをコードするDNA分子を含む)、V1Jns−tPA−WTPol(配
列番号6に記載のtPA PolをコードするDNA分子を含む)、V1Jns
−IAPol(配列番号4に記載のIA PolをコードするDNA分子を含む
)およびV1Jns−tPA−IAPol(配列番号8に記載のtPA−IA
PolをコードするDNA分子を含む)を含む(決してこれらに限定されるもの
ではない)DNAワクチンに関する。特に好ましいのは、実施例2に例示するV
1Jns−IAPolおよびV1Jns−tPA−IAPolである。
Therefore, the present invention provides V1Jns-WTPol (WT set forth in SEQ ID NO: 2).
(Including a DNA molecule encoding Pol), V1Jns-tPA-WTpol (including a DNA molecule encoding tPA Pol shown in SEQ ID NO: 6), V1Jns
-IAPol (including the DNA molecule encoding IA Pol set forth in SEQ ID NO: 4) and V1Jns-tPA-IAPol (tPA-IA set forth in SEQ ID NO: 8)
DNA vaccines, including (but not limited to) DNA molecules that encode Pol). Particularly preferred is V shown in Example 2.
1Jns-IAPol and V1Jns-tPA-IAPol.

【0029】 本発明はまた、HIV Polポリヌクレオチド医薬製品ならびにその製造お
よび用途に関する。ここで、該DNAワクチンは、本発明のDNAポリヌクレオ
チドワクチンの免疫原性を増強しうる(すなわち、接種後の細胞性および/また
は体液性応答の増強を促進することにより、それを増強しうる)アジュバントと
共に製剤化される。好ましいアジュバントは、リン酸アルミニウムをベースとす
るアジュバントまたはリン酸カルシウムをベースとするアジュバントであり、リ
ン酸アルミニウムアジュバントが特に好ましい。もう1つの好ましいアジュバン
トは、非イオン性ブロック共重合体、好ましくは、ポリオキシエチレン(POE
)およびポリオキシプロピレン(POP)のブロックを含むもの、例えばPOE
−POP−POEブロック共重合体である。本明細書に開示するDNAワクチン
を含むこれらのアジュバント形態は、DNAワクチンに対する細胞性応答を増強
するのに有用である。
The present invention also relates to HIV Pol polynucleotide pharmaceutical products and their manufacture and uses. Here, the DNA vaccine may enhance the immunogenicity of the DNA polynucleotide vaccine of the present invention (ie, enhance it by promoting an enhanced cellular and / or humoral response after inoculation. ) Formulated with an adjuvant. Preferred adjuvants are aluminum phosphate-based or calcium phosphate-based adjuvants, with aluminum phosphate adjuvants being particularly preferred. Another preferred adjuvant is a nonionic block copolymer, preferably polyoxyethylene (POE).
) And polyoxypropylene (POP) blocks, eg POE
-POP-POE block copolymer. These adjuvant forms, including the DNA vaccines disclosed herein, are useful in enhancing the cellular response to DNA vaccines.

【0030】 本発明で用いるDNAワクチンまたはDNAポリヌクレオチドワクチンは、生
きた脊椎動物細胞内に導入されると、本発明のそれぞれのpol遺伝子にコード
される翻訳産物を産生するよう該細胞装置に指令しうる必須調節要素を含有する
DNA分子(すなわち、「核酸」、「ポリヌクレオチド」)である。
The DNA vaccine or DNA polynucleotide vaccine used in the present invention, when introduced into a living vertebrate cell, instructs the cell device to produce a translation product encoded by each pol gene of the present invention. A DNA molecule (ie, "nucleic acid", "polynucleotide") that contains the possible essential regulatory elements.

【0031】 (図面の簡単な記載) 図1A〜Bは、HIV−1 polおよびHIV−1修飾pol構築物に使用
されるDNAワクチン発現ベクターV1Jns(A)およびV1Jns−tPA
(B)の概要図を示す。
BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES FIGS. 1A-B show DNA vaccine expression vectors V1Jns (A) and V1Jns-tPA used for HIV-1 pol and HIV-1 modified pol constructs.
The schematic diagram of (B) is shown.

【0032】 図2A〜Cは、IA−Polのヌクレオチド(配列番号3)およびアミノ酸配
列(配列番号4)を示す。下線付きのコドンおよびアミノ酸は、表1に挙げた突
然変異を示す。
2A-C show the nucleotide (SEQ ID NO: 3) and amino acid sequence (SEQ ID NO: 4) of IA-Pol. Underlined codons and amino acids indicate the mutations listed in Table 1.

【0033】 図3は、tPA−IA−Polの融合結合部を介したコドン最適化ヌクレオチ
ドおよびアミノ酸配列(それぞれ配列番号7および8内に含有されるもの)を示
す。該下線付き部分は、IA−PolのNH末端領域を表す。
FIG. 3 shows the codon-optimized nucleotide and amino acid sequences (included within SEQ ID NOS: 7 and 8, respectively) through the fusion junction of tPA-IA-Pol. With lower line portion represents the NH 2 -terminal region of the IA-Pol.

【0034】 図4は、1または2用量のコドン最適化V1Jns−IApolおよびV1J
ns−tpa−IApolで免疫されたマウスからの体液性応答の産生(抗RT
終点力価の相乗平均として測定されたもの)を示す。30ugの各プラスミドを
投与したマウス群を、T=8週で追加抗原刺激し、すべてのマウスからの血清を
用量2投与の4週間後に集めた。
FIG. 4 shows 1 or 2 doses of codon optimized V1Jns-IApol and V1J.
Production of humoral response from mice immunized with ns-tpa-IApol (anti-RT
(Measured as the geometric mean of endpoint titers). Groups of mice dosed with 30 ug of each plasmid were boosted at T = 8 weeks and sera from all mice were collected 4 weeks after 2 doses.

【0035】 図5は、漸増単一用量のコドン最適化V1Jns−IApolまたは30ug
のコドン最適化V1Jns−tpa−IApol(用量1投与の13週間後)で
ワクチン接種した対照マウスからの脾細胞(5脾臓/コホートのプール)のCD
(aa641−660、aa731−750)またはCD8(aa201
−220、aa311−330、aa571−590、aa781−800)特
異的ペプチドのプールで刺激した後の10細胞当たりのIFNγ分泌細胞の数
を示す。第2用量の30ngのいずれかのプラスミドでワクチン接種したマウス
(n=5)を、用量2投与の6週間後にElispotアッセイで分析した。各
個のCD8ペプチドで刺激されたスポットの数の総数が示されている。なぜな
ら、該プールを加えたウェル内のスポットは密集し過ぎていて、正確な計数を得
ることができないからである。該CD4細胞計数は、該ペプチドプールに対す
る応答から得られる。誤差の棒線は、抗原当たりサンプル当たりの3通り(3重
)のウェルからの標準偏差を表す。
FIG. 5: Increasing single dose codon optimized V1Jns-IApol or 30 ug
CD of splenocytes (pool of 5 spleens / cohort) from control mice vaccinated with codon-optimized V1Jns-tpa-IApol (13 weeks after dose 1 administration) of
4 + (aa641-660, aa731-750) or CD8 + (aa201
-220, aa311-330, aa571-590, aa781-800) shows the number of IFNγ secreting cells per 10 6 cells after stimulation with a pool of specific peptides. Mice vaccinated with a second dose of 30 ng of either plasmid (n = 5) were analyzed in the Elispot assay 6 weeks after dose 2 administration. The total number of spots stimulated with each individual CD8 + peptide is shown. This is because the spots in the wells to which the pool is added are too dense to get an accurate count. The CD4 + cell count is obtained from the response to the peptide pool. Error bars represent standard deviation from triplicate wells (triplicate) per sample per antigen.

【0036】 図6A〜Cは、5mgのコドン最適化HIV−1 Pol発現プラスミドで3
回(T=0、4、8週)免疫したアカゲザルから集めた末梢血細胞のELIsp
ot分析を示す。ワクチン配列由来の20マーペプチドよりなる2つのプール(
mpo−1,aa1−420;mpol−2,aa411−805)の1つを加
えることにより、抗原特異的IFNγ分泌を刺激した。(A)V1Jns−IA
polでワクチン接種した3匹のサル(Tag No.94R008,94R0
13,94R033)に関する時間の関数としてのスポット形成細胞(SFC)
の度数。示されている値は、ペプチド再刺激を伴わないバックグラウンド応答に
関して補正されている。(B)5mgのV1Jns−tpa−IApolでワク
チン接種した3匹のサル(Tag No.920078,920073,94R
028)に関する時間の関数としてのスポット形成細胞(SFC)の度数。(C
)いずれの免疫も受けていないサル(920072)からのELIspot応答
も測定した。
6A-C show 3 mg of 5 mg codon optimized HIV-1 Pol expression plasmid.
ELIsp of peripheral blood cells collected from rhesus monkeys immunized once (T = 0, 4, 8 weeks)
ot analysis is shown. Two pools of 20-mer peptides derived from the vaccine sequence (
Antigen-specific IFNγ secretion was stimulated by the addition of one of mpo-1, aa1-420; mpol-2, aa411-805). (A) V1Jns-IA
3 monkeys vaccinated with pol (Tag No. 94R008, 94R0
13,94R033) spot forming cells (SFC) as a function of time
Frequency. Values shown are corrected for background response without peptide restimulation. (B) Three monkeys vaccinated with 5 mg of V1Jns-tpa-IApol (Tag No. 920078, 920073, 94R).
Frequency of spot forming cells (SFC) as a function of time for 028). (C
) ELIspot responses from monkeys (920072) not receiving any immunization were also measured.

【0037】 図7A〜Bは、3回目のワクチン接種の8週間後にコドン最適化V1Jns−
IApol(A)またはコドン最適化V1Jns−tpa−IApol(B)で
免疫したアカゲザルからの大量(bulk)のCTL殺傷を示す。polを発現
する組換えワクシニアウイルスを使用して、再刺激を行い、ペプチドプールmp
ol−1およびmpol−2でパルスすることにより、標的細胞を調製した。
7A-B shows codon optimized V1Jns- 8 weeks after the third vaccination.
Figure 7 shows bulk CTL killing from rhesus monkeys immunized with IApol (A) or codon optimized VlJns-tpa-IApol (B). Recombinant vaccinia virus expressing pol was used to restimulate the peptide pool mp
Target cells were prepared by pulsing with ol-1 and mpol-2.

【0038】 図8は、10ugの種々のpol構築物でトランスフェクトした293細胞の
細胞ライセートからのインビトロpol発現の検出を示す。HIV−1血清陽性
ヒト被験者からの抗血清を使用して、バンドを検出した。等量の全タンパク質を
各レーンに対してローディングした。該レーンは、以下をトランスフェクトした
細胞からのライセートを含有する:1:模擬体;2:V1Jns−wt−pol
;3:V1Jns−IApol(コドン最適化);4:V1Jns−tpa−I
Apol(コドン最適化);5:V1Jns−tpa−pol(コドン最適化)
;6:V1R−wt−pol(コドン最適化);7:ブランク;および8:80
ng RT。
FIG. 8 shows detection of in vitro pol expression from cell lysates of 293 cells transfected with 10 ug of various pol constructs. Bands were detected using antisera from HIV-1 seropositive human subjects. Equal amounts of total protein were loaded for each lane. The lane contains lysates from cells transfected with: 1: mimic; 2: V1Jns-wt-pol.
3: V1Jns-IApol (codon optimized); 4: V1Jns-tpa-I
Apol (codon optimization); 5: V1Jns-tpa-pol (codon optimization)
6: V1R-wt-pol (codon optimized); 7: blank; and 8:80
ng RT.

【0039】 図9は、1用量(白丸)または2用量(黒丸)の1、10、100μgのV1
R−wt−pol(コドン最適化)またはV1Jns−wt−polを投与した
5匹のマウスのコホートに関する相乗平均抗RT力価(GMT)および該相乗平
均の標準誤差を示す。すべての動物からの血清を用量2投与の2週間後(または
用量1投与の7週間後)に集め、同時にアッセイした。いずれかのプラスミドの
同じ量および回数の免疫化を受けたコホートを比較するために、統計分析を行っ
た。5%未満のp値(両側検定)は該棒線上に示されており、統計的有意差を反
映するよう該相関コホートに関連づけられている。
FIG. 9 shows one dose (white circles) or two doses (black circles) of 1, 10, 100 μg V1.
Shown are the geometric mean anti-RT titers (GMT) and standard error of the geometric means for a cohort of 5 mice dosed with R-wt-pol (codon optimized) or V1Jns-wt-pol. Sera from all animals were collected 2 weeks after Dose 2 (or 7 weeks after Dose 1) and assayed simultaneously. Statistical analysis was performed to compare cohorts that received the same amount and number of immunizations of either plasmid. A p-value of less than 5% (two-sided test) is shown on the bar and is associated with the correlation cohort to reflect statistically significant differences.

【0040】 図10は、1用量(pd1)または2用量(pd2)の種々の量のwt−po
l(ウイルス由来)またはwt−pol(コドン最適化)プラスミドでワクチン
接種(i.m.)したBALB/cマウスにおける細胞性免疫応答を示す。用量
2投与の3週間後、ペプチド当たり4μg/mLの最終濃度のCD4ペプチド
(aa21−40,aa411−430,aa531−550,aa641−6
60,aa731−750,aa771−790)またはCD8ペプチド(a
a201−220,aa311−330)の混合物に対して、コホート当たり5
個の脾臓のプールから、IFN−γ−分泌脾細胞の度数を測定する。
FIG. 10 shows various doses of wt-po, one dose (pd1) or two doses (pd2).
1 shows the cellular immune response in BALB / c mice vaccinated (im) with 1 (virus derived) or wt-pol (codon optimized) plasmids. Three weeks after dose 2 administration, CD4 + peptides (aa 21-40, aa 411-430, aa 531-550, aa 641-6) at a final concentration of 4 μg / mL per peptide.
60, aa731-750, aa771-790) or CD8 + peptide (a
a201-220, aa311-330) for a mixture of 5 per cohort.
The frequency of IFN-γ-secreting splenocytes is determined from a pool of individual spleens.

【0041】 (発明の詳細な記載) 本発明は、宿主(霊長類、特にヒトを含む)に投与されるとCTLおよびTh
細胞性免疫応答を惹起する合成DNA分子および関連DNAワクチンに関する。
本発明の細胞性免疫誘導性ワクチンの効果は、これまでに感染していない個体に
対する、より低い伝達率、および/または、HIV−1感染の無症候期を延長さ
せる、感染個体内のウイルス負荷のレベルの減少にあるはずである。特に、本発
明は、種々の形態のHIV−1 PolをコードするDNAワクチンに関するも
のであり、この場合、関心のあるHIV−1 Pol遺伝子の投与、細胞内運搬
および発現が宿主CTLおよびTh応答を惹起する。本発明の好ましい合成DN
A分子は、コドン最適化野生型Pol(Pro活性を有さない)および種々のコ
ドン最適化不活性化HIV−1 Polタンパク質をコードする。本明細書に開
示するHIV−1 pol構築物は、医薬用途、特に、DNAワクチンとしての
ヒトへの投与に特に好ましい。該HIV−1ゲノムは、高度に発現されるヒト遺
伝子と比較して一般的でないコドンを優先的に利用する。したがって該polオ
ープンリーディングフレームは、ヒトでの発現のための最適なコドンを用いて合
成的に操作されている。前記のとおり、本発明の好ましい実施形態は、コドン使
用頻度が哺乳類(特にヒト)における発現に関して最適化されたHIV−1 p
olオープンリーディングフレームを含むDNA分子に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is directed to CTL and Th when administered to a host, including primates, especially humans.
It relates to synthetic DNA molecules and related DNA vaccines that elicit a cellular immune response.
The effect of the cell-mediated immunity-inducing vaccine of the present invention is that the viral load within infected individuals increases the transmission rate to previously uninfected individuals and / or prolongs the asymptomatic period of HIV-1 infection. There should be a decrease in the level of. In particular, the present invention relates to DNA vaccines encoding various forms of HIV-1 Pol, in which administration, intracellular delivery and expression of the HIV-1 Pol gene of interest induces host CTL and Th responses. Provoke. Preferred Synthetic DNs of the Invention
The A molecule encodes codon-optimized wild-type Pol (without Pro activity) and various codon-optimized inactivated HIV-1 Pol proteins. The HIV-1 pol constructs disclosed herein are particularly preferred for pharmaceutical use, especially for human administration as a DNA vaccine. The HIV-1 genome preferentially utilizes uncommon codons as compared to highly expressed human genes. Thus, the pol open reading frame has been synthetically engineered with optimal codons for human expression. As mentioned above, a preferred embodiment of the invention is that HIV-1 p with codon usage optimized for expression in mammals, especially humans.
ol open reading frame.

【0042】 本明細書に開示する合成pol遺伝子は、逆転写酵素(または、ポリメラーゼ
およびRNアーゼH活性よりなるRT)およびインテグラーゼ(IN)のコード
配列を含む。該タンパク質配列は、IIBのクローン単離体であるHxb2rの
配列に基づく。この配列はコンセンサス同源系統群B配列に最も近く、848個
の残基中で16個の不一致残基を有するに過ぎないことが示されている(Kor
berら,1998,Human retroviruses and AID
S,Los Alamos National Laboratory,Los
Alamos,New Mexico)。当業者は、本明細書を精査した後、
利用可能な任意のHIV−1またはHIV−2株が、本明細書に開示するHIV
pol DNAワクチン構築物の潜在的鋳型を与えると理解するであろう。突
然変異不活性化にもかかわらず、いずれかの残留プロテアーゼ活性からの安全性
を保証するために、該プロテアーゼ遺伝子が本発明のDNAワクチン構築物から
除去されていることが、更に注目されるであろう。インビボ哺乳類発現を最高に
するために、野生型(wt−pol)および不活性化pol(IA−pol)の
両方の遺伝子配列の設計においては、該配列内の各アミノ酸残基に関するヒトに
とって好ましい(「ヒト化」)コドンの使用が加えられている(Lathe,1
985,J.Mol.Biol.183−12)。配列番号1、3、5および7
におけるコドン使用頻度を調べることにより理解されうるとおり、哺乳類におけ
る最適化のためには以下のコドンの使用が好ましい:Met(ATG)、Gly
(GGC)、Lys(AAG)、Trp(TGG)、Ser(TCC)、Arg
(AGG)、Val(GTG)、Pro(CCC)、Thr(ACC)、Glu
(GAG);Leu(CTG)、His(CAC)、Ile(ATC)、Asn
(AAC)、Cys(TGC)、Ala(GCC)、Gln(CAG)、Phe
(TTC)およびTyr(TAC)。哺乳類(ヒト)におけるコドンの最適化に
関して更に考察するためには、WO 97/31115(PCT/US97/0
2294)(これを参照により本明細書に組み入れることとする)を参照された
い。当業者は別の形態のコドン最適化を用いたり、あるいは本発明の範囲内のH
IV polワクチン構築物の作製の際にはこの工程を省略しうると予想される
。したがって、本発明はまた、本明細書に開示するHIV Polタンパク質の
種々の野生型および修飾形態をコードするDNA分子および関連DNAワクチン
の非コドン最適化形態(すなわち、コドンが最適化されていない形態)に関する
。しかし、これらの構築物のコドン最適化は、本発明の好ましい実施形態である
The synthetic pol gene disclosed herein comprises coding sequences for reverse transcriptase (or RT consisting of polymerase and RNase H activity) and integrase (IN). The protein sequence is based on the sequence of Hxb2r, a clonal isolate of IIB. This sequence is the closest to the consensus cognate B sequence and has been shown to have only 16 mismatch residues out of 848 residues (Kor.
ber et al., 1998, Human retroviruses and AID
S, Los Alamos National Laboratory, Los
Alamos, New Mexico). One of ordinary skill in the art, after reviewing the specification,
Any available HIV-1 or HIV-2 strain may be the HIV disclosed herein.
It will be appreciated that it provides a potential template for the pol DNA vaccine construct. It is further noted that, despite mutational inactivation, the protease gene has been removed from the DNA vaccine construct of the present invention to ensure safety from any residual protease activity. Let's do it. In order to maximize mammalian expression in vivo, the design of both wild-type (wt-pol) and inactivated pol (IA-pol) gene sequences is preferred for humans for each amino acid residue within the sequence ( "Humanized") codon usage has been added (Lathe, 1
985, J. Mol. Biol. 183-12). SEQ ID NOs: 1, 3, 5 and 7
The following codon usages are preferred for optimization in mammals, as can be seen by examining the codon usage in Met (ATG), Gly.
(GGC), Lys (AAG), Trp (TGG), Ser (TCC), Arg
(AGG), Val (GTG), Pro (CCC), Thr (ACC), Glu
(GAG); Leu (CTG), His (CAC), Ile (ATC), Asn
(AAC), Cys (TGC), Ala (GCC), Gln (CAG), Phe
(TTC) and Tyr (TAC). To further discuss codon optimization in mammals (humans), see WO 97/31115 (PCT / US97 / 0).
2294), which is hereby incorporated by reference. Those skilled in the art may use other forms of codon optimization, or use H within the scope of the invention.
It is anticipated that this step may be omitted when making the IV pol vaccine construct. Accordingly, the present invention also relates to non-codon-optimized forms (ie, non-codon-optimized forms) of DNA molecules and related DNA vaccines encoding various wild-type and modified forms of the HIV Pol proteins disclosed herein. ) Concerning. However, codon optimization of these constructs is a preferred embodiment of the invention.

【0043】 本発明の特に好ましい実施形態は、プロテアーゼ(PR)活性をコードするD
NA配列が欠失しており、RT(逆転写酵素およびRNアーゼ活性)およびIN
インテグラーゼ活性をコードするコドン最適化「野生型」配列を与える、コドン
最適化wt−pol DNA構築物(本発明においては、「wt−pol」また
は「wt−pol(コドン最適化)」と称される)に関する。このタンパク質を
コードするDNA分子は本明細書中には配列番号1として開示されており、該オ
ープンリーディングフレームは、ヌクレオチド10−12の開始Met残基から
ヌクレオチド2560−2562の終結コドンにわたり含有される。配列番号1
は以下のとおりである。
A particularly preferred embodiment of the present invention is a D encoding a protease (PR) activity.
NA sequence deleted, RT (reverse transcriptase and RNase activity) and IN
A codon-optimized wt-pol DNA construct (referred to herein as "wt-pol" or "wt-pol (codon-optimized)") that provides a codon-optimized "wild-type" sequence encoding integrase activity. Regarding). A DNA molecule encoding this protein is disclosed herein as SEQ ID NO: 1, and the open reading frame is contained from the starting Met residue at nucleotides 10-12 to the stop codon at nucleotides 2560-2562. . Sequence number 1
Is as follows.

【0044】[0044]

【化1】 [Chemical 1]

【0045】 配列番号1として開示される野生型pol構築物のオープンリーディングフレ
ームは、以下のとおり本明細書中で配列番号2として開示される850アミノ酸
を含有する。
The open reading frame of the wild-type pol construct disclosed as SEQ ID NO: 1 contains 850 amino acids disclosed herein as SEQ ID NO: 2 as follows.

【0046】[0046]

【化2】 [Chemical 2]

【0047】 本発明は特に、該プロテアーゼ活性をコードする野生型配列部分の欠失に加え
て、該発現タンパク質のHIV−1 pol(RT−RH−IN)活性に有害な
活性部位残基突然変異の組合せが導入されたコドン最適化HIV−1 DNA
pol構築物に関する。したがって、本発明は、好ましくは、いずれかのPR活
性をコードするDNA配列を欠くHIV−1 DNA pol構築物であって、
RT、RNアーゼおよび/またはIN活性を少なくとも部分的に、好ましくは実
質的に無効にする突然変異を含有するHIV−1 DNA pol構築物に関す
る。HIV−1 pol突然変異体の1つの型は、HIV−1 PolのRT、
RNアーゼHおよび/またはIN機能に関する少なくとも実質的に減少した酵素
活性を与えるよう該発現タンパク質のRT、RNアーゼおよび/またはIN領域
内の活性部位を有効に改変する点突然変異を引き起こす少なくとも1つのヌクレ
オチド置換を含む突然変異DNA分子を含みうるが、これに限定されるものでは
ない。本発明のこの形態の好ましい実施形態においては、HIV−1 DNA
pol構築物は、RT、RNアーゼHおよびIN活性を有効に無効にするPol
コード領域内に突然変異を含有する。特に好ましいHIV−1 DNA pol
構築物は、各活性を少なくとも実質的に無効にするようPolのRT、RNアー
ゼHおよびINドメインの活性部位を改変する少なくとも1つの点突然変異を含
有するDNA分子である。そのようなHIV−1 Pol突然変異は、十中八九
、それぞれRT、RNアーゼHおよびIN活性をもたらす各触媒ドメイン内また
はその周囲に少なくとも1つの点突然変異を含むであろう。この目的において、
特に好ましいHIV−1 DNA pol構築物が本発明において例示され、そ
れは、PR、RT、RNアーゼまたはIN活性を有さない不活性化Polタンパ
ク質(IA Pol:配列番号4、図2A〜C)を与える9個のコドン置換突然
変異を含有し、その場合、3個のそのような点突然変異は該RT、RNアーゼお
よびIN触媒ドメインのそれぞれの中に存在する。したがって、特に好ましい例
は、IA−polをコードするDNA分子であり、これは、以下の表1に示す全
9個の突然変異を含有する。置換のための追加的な好ましいアミノ酸残基は、P
olのRNアーゼドメイン内に位置するAsp551である。本明細書に開示す
る突然変異の任意の組合せが適している可能性があり、したがって、本発明のI
A−Polをベースとするワクチンとして利用されうる。付加および欠失突然変
異が予想され本発明の範囲内にあるが、好ましい突然変異は、野生型アミノ酸か
ら別のアミノ酸残基への置換をもたらす点突然変異である。
In particular, the present invention relates to the deletion of the wild-type sequence part encoding the protease activity, as well as the active site residue mutation deleterious to the HIV-1 pol (RT-RH-IN) activity of the expressed protein. Optimized HIV-1 DNA in which the combination of
pol constructs. Accordingly, the invention preferably provides an HIV-1 DNA pol construct lacking a DNA sequence encoding any PR activity, comprising:
HIV-1 DNA pol constructs containing mutations that at least partially, and preferably substantially, abolish RT, RNase and / or IN activity. One type of HIV-1 pol mutant is HIV-1 Pol RT,
At least one point mutation that effectively modifies the active site within the RT, RNase and / or IN region of the expressed protein to confer at least substantially reduced enzymatic activity on RNase H and / or IN function It can include, but is not limited to, mutant DNA molecules that include nucleotide substitutions. In a preferred embodiment of this aspect of the invention, HIV-1 DNA
The pol construct effectively reverses RT, RNase H and IN activities.
Contains mutations within the coding region. Particularly preferred HIV-1 DNA pol
The construct is a DNA molecule containing at least one point mutation that modifies the active sites of the RT, RNase H and IN domains of Pol to at least substantially abolish each activity. Such HIV-1 Pol mutations will include at least one point mutation within or around each catalytic domain that results in RT, RNase H and IN activity, respectively. For this purpose,
A particularly preferred HIV-1 DNA pol construct is exemplified in the present invention, which gives an inactivated Pol protein without RP, RT, RNase or IN activity (IA Pol: SEQ ID NO: 4, FIGS. 2A-C). It contains 9 codon substitution mutations, in which case 3 such point mutations are present in each of the RT, RNase and IN catalytic domains. Thus, a particularly preferred example is the DNA molecule encoding IA-pol, which contains all 9 mutations shown in Table 1 below. Additional preferred amino acid residues for substitution are P
is Asp551 located in the RNase domain of ol. Any combination of the mutations disclosed herein may be suitable and is therefore suitable for the I of the present invention.
It can be used as a vaccine based on A-Pol. Although addition and deletion mutations are expected and within the scope of the invention, preferred mutations are point mutations that result in the substitution of a wild-type amino acid for another amino acid residue.

【0048】[0048]

【表1】 [Table 1]

【0049】 HIV−1 Polの活性部位内またはその周囲のエピトープを改変する可能
性が少なくなるよう、本発明のIApol突然変異体ワクチン内に点突然変異を
組込むのが好ましい。
Point mutations are preferably incorporated into the IApol mutant vaccines of the present invention to reduce the possibility of altering epitopes within or around the active site of HIV-1 Pol.

【0050】 この目的において、配列番号3は、表1に示す9個の突然変異を含むコドン最
適化polをコードするヌクレオチド配列を開示しており、これは、以下のとお
り開示され、本発明において「IApol」と称される。
To this end, SEQ ID NO: 3 discloses a nucleotide sequence encoding a codon-optimized pol containing the 9 mutations shown in Table 1, which is disclosed below and in the present invention: It is called "IApol".

【0051】[0051]

【化3】 [Chemical 3]

【0052】 IA−pol DNAワクチン構築物を製造するために、該酵素サブユニット
からの9個の活性部位残基の全てをアラニン側鎖で置換することにより、酵素機
能の不活性化を行った。表1に示すとおり、該ポリメラーゼの触媒性3残基、す
なわちAsp112、Asp187およびAsp188を含む全ての残基を、ア
ラニン(Ala)残基で置換した(Larderら,Nature 1987,
327:716−717;Larderら,1989,Proc.Natl.A
cad.Sci.1989,86:4803−4807)。RNアーゼH活性を
無効にするために、3つの追加的な突然変異をAsp445、Glu480およ
びAsp500に導入し(このIA Pol構築物においてはAsp551は不
変のままとした)、ここで、各残基を、それぞれAla残基で置換した(Dav
iesら,1991,Science 252:,88−95;Schatzら
,1989,FEBS Lett.257:311−314;Mizrahiら
,1990,Nucl.Acids.Res.18:pp.5359−5353
)。HIV polインテグラーゼ機能は、Asp626、Asp678および
Glu714における3つの突然変異により無効となった。この場合も、これら
の残基のそれぞれをAla残基で置換した(Wiskerchenら1995,
J.Virol.69:376−386;Leavittら,1993,J.B
iol.Chem.268:2113−2119)。配列番号4のアミノ酸残基
Pro3は該RT遺伝子の開始部位を示す。IA−Polの完全なアミノ酸配列
は、以下のとおりに本発明においては配列番号4として開示される。
To produce the IA-pol DNA vaccine construct, inactivation of enzyme function was performed by replacing all 9 active site residues from the enzyme subunit with alanine side chains. As shown in Table 1, all catalytic residues of the polymerase, including Asp112, Asp187 and Asp188, were replaced with alanine (Ala) residues (Larder et al., Nature 1987,
327: 716-717; Larder et al., 1989, Proc. Natl. A
cad. Sci. 1989, 86: 4803-4807). Three additional mutations were introduced into Asp445, Glu480 and Asp500 to abolish RNase H activity (Asp551 remained unchanged in this IA Pol construct), where each residue was , Each was replaced with an Ala residue (Dav
ies et al., 1991, Science 252 :, 88-95; Schatz et al., 1989, FEBS Lett. 257: 311-314; Mizurahi et al., 1990, Nucl. Acids. Res. 18: pp. 5359-5353
). HIV pol integrase function was abolished by three mutations in Asp626, Asp678 and Glu714. Again, each of these residues was replaced with an Ala residue (Wiskerchen et al 1995,
J. Virol. 69: 376-386; Leavitt et al., 1993, J. Am. B
iol. Chem. 268: 2113-2119). Amino acid residue Pro3 of SEQ ID NO: 4 represents the start site of the RT gene. The complete amino acid sequence of IA-Pol is disclosed herein as SEQ ID NO: 4 as follows.

【0053】[0053]

【化4】 [Chemical 4]

【0054】 前記のとおり、前記で開示した突然変異の任意の組合せが適している可能性が
あり、したがって本発明のIA−polをベースとするワクチンとして使用され
うる。例えば、それぞれの逆転写酵素、RNアーゼHおよびインテグラーゼコー
ド領域内の3個の残基中の2個だけしか突然変異させないで、尚もこれらの酵素
活性を無効にすることが可能でありうる。しかしながら、前記の及び配列番号3
として開示されているIA−pol構築物ならびに該発現タンパク質(配列番号
4)が好ましい。それらの3つの触媒ドメインのそれぞれにおいて少なくとも1
つの突然変異が存在することも好ましい。
As mentioned above, any combination of the above-disclosed mutations may be suitable and thus can be used as an IA-pol based vaccine according to the invention. For example, it may be possible to mutate only two of the three residues within the respective reverse transcriptase, RNase H and integrase coding regions, yet abolish these enzymatic activities. . However, above and SEQ ID NO: 3
The IA-pol construct disclosed as well as the expressed protein (SEQ ID NO: 4) are preferred. At least one in each of those three catalytic domains
It is also preferred that there are two mutations.

【0055】 本発明のもう1つの態様は、真核性輸送(トラフィッキング)シグナルペプチ
ド[例えば、tPA(組織プラスミノーゲンアクチベーター)由来のもの]または
リーダーペプチド(例えば、免疫グロブリンリーダーペプチドのような高度に発
現される哺乳類タンパク質内で見出されるもの)を含む最適化HIV−1 Po
lをベースとするワクチン構築物の製造に関する。任意の機能的リーダーペプチ
ドを、有効性に関して試験することが可能である。しかしながら、本発明の好ま
しい実施形態は、リーダーペプチド、好ましくはヒトtPA由来のリーダーペプ
チドをも含む本明細書に開示するHIV−1 Pol突然変異体ワクチン構築物
を提供することにある。すなわち、IA−Pol(配列番号4)のようなコドン
最適化HIV−1 Pol突然変異体は、該タンパク質のアミノ末端部分にリー
ダーペプチドをも含むことが可能であり、これは、該宿主細胞内の該発現タンパ
ク質の細胞輸送および従ってその免疫原性に影響を及ぼしうる。DNAベクター
V1Jnsに関して図1A〜Bに示すとおり、本発明を実施するために使用しう
るDNAベクターを、関心のあるリーダーシグナルペプチドを含有するよう公知
組換えDNA法により修飾して、関心のある修飾HIV−1タンパク質の下流ク
ローニングが、修飾HIV−1 tPA/Polタンパク質をコードするヌクレ
オチド配列を与えるようにすることが可能である。別法においては、前記のとお
り、リーダーペプチドをコードするヌクレオチド配列の挿入を、関心のあるPo
lタンパク質のオープンリーディングフレームを収容するDNAベクター内に挿
入することができる。該クローニング方法には無関係に、該最終産物は、関心の
ある修飾HIV−1 Polタンパク質(リーダーペプチドを含有するHIV−
1 Polタンパク質を含むが、これに限定されるものではない)をコードする
ヌクレオチド配列と共に、有効な遺伝子発現のためのベクター成分を含むポリヌ
クレオチドワクチンである。本発明で用いるヒトtPAリーダーのアミノ酸配列
は以下のとおりである:MDAMKRGLCCVLLLCGAVFVSPSEI
SS(配列番号28)。したがって、本発明のもう1つの態様は、真核性輸送シ
グナルペプチド(例えば、tPA由来のもの)を含む、HIV−1 Polをベ
ースとするワクチン構築物を製造することにある。この目的において、本発明は
、コドン最適化wt−pol DNA構築物をコードするDNA分子であって、
該プロテアーゼ(PR)活性が欠失しており、ヒトtPAリーダー配列が該コー
ド領域の5’末端に融合していることを特徴とするDNA分子に関する。このタ
ンパク質をコードするDNA分子は本明細書中には配列番号5として開示されて
おり、該オープンリーディングフレームは本明細書中には配列番号6として開示
されている。
Another aspect of the invention is a eukaryotic trafficking signal peptide [eg, from tPA (tissue plasminogen activator)] or leader peptide (eg, an immunoglobulin leader peptide). HIV-1 Po, including those found within highly expressed mammalian proteins)
It relates to the production of 1-based vaccine constructs. Any functional leader peptide can be tested for efficacy. However, a preferred embodiment of the invention is to provide the HIV-1 Pol mutant vaccine constructs disclosed herein that also include a leader peptide, preferably a leader peptide derived from human tPA. That is, a codon-optimized HIV-1 Pol mutant, such as IA-Pol (SEQ ID NO: 4), may also contain a leader peptide at the amino-terminal portion of the protein, which is present in the host cell. Can affect the cellular trafficking of the expressed protein and thus its immunogenicity. As shown in FIGS. 1A-B for DNA vector V1Jns, a DNA vector that can be used to practice the invention has been modified by known recombinant DNA methods to contain a leader signal peptide of interest to provide the modifications of interest. It is possible that downstream cloning of the HIV-1 protein will provide a nucleotide sequence encoding the modified HIV-1 tPA / Pol protein. Alternatively, as described above, the insertion of the nucleotide sequence encoding the leader peptide may be performed by
l protein can be inserted into a DNA vector containing the open reading frame. Regardless of the cloning method, the final product is the modified HIV-1 Pol protein of interest (HIV-containing a leader peptide.
1 Pol protein, including, but not limited to) a nucleotide sequence encoding a vector sequence for effective gene expression. The amino acid sequence of the human tPA leader used in the present invention is as follows: MDAMKRGLCCVLLLCGAVFVSPSEI.
SS (SEQ ID NO: 28). Therefore, another aspect of the invention is to produce an HIV-1 Pol-based vaccine construct that includes a eukaryotic transport signal peptide (eg, from tPA). To this end, the present invention provides a DNA molecule encoding a codon optimized wt-pol DNA construct comprising:
It relates to a DNA molecule characterized in that the protease (PR) activity is deleted and a human tPA leader sequence is fused to the 5'end of the coding region. The DNA molecule encoding this protein is disclosed herein as SEQ ID NO: 5, and the open reading frame is disclosed herein as SEQ ID NO: 6.

【0056】 この目的において、本発明は、コドン最適化wt−pol DNA構築物をコ
ードするDNA分子であって、該プロテアーゼ(PR)活性が欠失しており、ヒ
トtPAリーダー配列が該コード領域の5’末端に融合していることを特徴とす
るDNA分子(本発明においては、「tPA−wt−pol」と称される)に関
する。このタンパク質をコードするDNA分子は本明細書中には配列番号5とし
て開示されており、該オープンリーディングフレームは、ヌクレオチド8−10
の開始Met残基からヌクレオチド2633−2635の終結コドンにわたり含
まれる。配列番号5は以下のとおりである。
To this end, the present invention provides a DNA molecule encoding a codon-optimized wt-pol DNA construct, wherein the protease (PR) activity is deleted and the human tPA leader sequence is of the coding region. It relates to a DNA molecule (referred to as "tPA-wt-pol" in the present invention) characterized by being fused to the 5'end. A DNA molecule encoding this protein is disclosed herein as SEQ ID NO: 5, and the open reading frame includes nucleotides 8-10.
From the start Met residue to the stop codon at nucleotides 2633-2635. SEQ ID NO: 5 is as follows.

【0057】[0057]

【化5】 [Chemical 5]

【0058】 配列番号5として開示される野生型pol構築物のオープンリーディングフレ
ームは、以下のとおり本明細書中で配列番号6として開示される875アミノ酸
を含有する。
The open reading frame of the wild type pol construct disclosed as SEQ ID NO: 5 contains 875 amino acids disclosed herein as SEQ ID NO: 6.

【0059】[0059]

【化6】 [Chemical 6]

【0060】 本発明はまた、ヒトtPAリーダーのようなリーダーペプチドをアミノ末端部
分に含む、IA−Pol(配列番号4)のようなコドン最適化HIV−1 Po
l突然変異体であって、該リーダーペプチドが、該宿主細胞内の該発現タンパク
質の細胞輸送および従ってその免疫原性に影響を及ぼしうることを特徴とするコ
ドン最適化HIV−1 Pol突然変異体に関する。前記段落に開示している任
意のそのようなHIV−1 DNA pol突然変異体は、ヒトtPAリーダー
配列を含む(これに限定されるものではない)リーダーペプチドの下流における
融合に適している。したがって、任意のそのようなリーダーペプチドに基づくH
IV−1 pol突然変異体構築物は、HIV−1 PolのRT、RNアーゼ
Hおよび/またはIN機能の1以上に関する少なくとも実質的に減少した酵素活
性を与えるよう該発現タンパク質のRT、RNアーゼおよび/またはIN領域の
触媒活性を有効に改変する突然変異体DNA分子を含みうるが、これに限定され
るものではない。本発明のこの形態の好ましい実施形態においては、リーダーペ
プチド/HIV−1 DNA pol構築物は、RT、RNアーゼHおよびIN
活性を有効に無効にする該Polコード領域内の突然変異を含有する。特に好ま
しいHIV−1 DNA pol構築物は、各活性を少なくとも実質的に無効に
するよう(好ましくは、完全に無効にするよう)PolのRT、RNアーゼHお
よびINドメイン内の活性部位および触媒活性を改変する少なくとも1つの点突
然変異を含有するDNA分子である。そのようなHIV−1 Pol突然変異体
は、十中八九、それぞれRT、RNアーゼHおよびIN活性をもたらす各触媒ド
メイン内またはその周囲に少なくとも1つの点突然変異を含むであろう。本発明
のこの形態の特に好ましい実施形態は、表1に示す9個の突然変異を含むIA−
Polタンパク質に融合したヒトtPAリーダーに関する。該DNA分子は本明
細書中には配列番号7として開示されており、該発現tPA−IA Polタン
パク質は、図3に示すとおりの融合結合部を含む。該発現タンパク質の完全なア
ミノ酸配列を配列番号8に示す。この目的において、配列番号7は、表1に示す
9個の突然変異を含むIA Polタンパク質に融合したヒトtPAリーダーを
コードするヌクレオチド配列(本発明においては、「rPA−opt−IApo
l」と称される)を開示する。該オープンリーディングフレームは、開始Met
(ヌクレオチド8−10)で始まり、ヌクレオチド2633−2635の「TA
A」コドンで終結する。tPA−IAPolをコードするヌクレオチド配列はま
た、以下のとおりに開示される。
The present invention also includes codon-optimized HIV-1 Po, such as IA-Pol (SEQ ID NO: 4), which includes a leader peptide, such as the human tPA leader, in the amino terminal portion.
1. A codon-optimized HIV-1 Pol mutant, characterized in that the leader peptide can influence the cellular trafficking of the expressed protein in the host cell and thus its immunogenicity. Regarding Any such HIV-1 DNA pol mutant disclosed in the preceding paragraph is suitable for downstream fusion of a leader peptide that includes (but is not limited to) a human tPA leader sequence. Therefore, H based on any such leader peptide
The IV-1 pol mutant construct provides the RT, RNase and / or of the expressed protein to confer at least substantially reduced enzymatic activity on one or more of the RT, RNase H and / or IN functions of HIV-1 Pol. Alternatively, it may include, but is not limited to, a mutant DNA molecule that effectively modifies the catalytic activity of the IN region. In a preferred embodiment of this aspect of the invention, the leader peptide / HIV-1 DNA pol construct comprises RT, RNase H and IN.
It contains a mutation within the Pol coding region that effectively abolishes activity. A particularly preferred HIV-1 DNA pol construct has active site and catalytic activity within the RT, RNase H and IN domains of Pol to at least substantially abolish (preferably to completely abolish) each activity. A DNA molecule containing at least one modifying point mutation. Such HIV-1 Pol mutants will contain at least one point mutation within or around each catalytic domain that results in RT, RNase H and IN activity, respectively. Particularly preferred embodiments of this aspect of the invention include IA-comprising the 9 mutations shown in Table 1.
Human tPA leader fused to Pol protein. The DNA molecule is disclosed herein as SEQ ID NO: 7 and the expressed tPA-IA Pol protein comprises a fusion junction as shown in FIG. The complete amino acid sequence of the expressed protein is shown in SEQ ID NO: 8. To this end, SEQ ID NO: 7 is a nucleotide sequence encoding the human tPA leader fused to an IA Pol protein containing the 9 mutations shown in Table 1 (in the present invention "rPA-opt-IApo.
"l"). The open reading frame starts with Met
Beginning with (nucleotides 8-10), nucleotides 2633-2635 "TA
It ends with the "A" codon. The nucleotide sequence encoding tPA-IAPol is also disclosed as follows.

【0061】[0061]

【化7】 [Chemical 7]

【0062】 配列番号7として開示されるtPA−IA−pol構築物のオープンリーディ
ングフレームは、以下のとおりにtPA−IA−Polおよび配列番号8として
本明細書中に開示される875アミノ酸を含有する。
The open reading frame of the tPA-IA-pol construct disclosed as SEQ ID NO: 7 contains tPA-IA-Pol and 875 amino acids disclosed herein as SEQ ID NO: 8 as follows.

【0063】[0063]

【化8】 [Chemical 8]

【0064】 本発明はまた、本発明のDNAポリヌクレオチドワクチンから発現された実質
的に精製されたタンパク質、特に、後記において配列番号2、4、6および8と
して示す精製されたタンパク質に関する。これらの精製されたタンパク質は、タ
ンパク質をベースとするHIVワクチンとして有用でありうる。
The present invention also relates to the substantially purified proteins expressed from the DNA polynucleotide vaccines of the present invention, in particular the purified proteins shown below as SEQ ID NOs: 2, 4, 6 and 8. These purified proteins may be useful as protein-based HIV vaccines.

【0065】 本発明のDNAワクチンのDNAバックボーンは、好ましくは、DNAプラス
ミド発現ベクターである。DNAプラスミド発現ベクターは当技術分野で良く知
られており、このDNAベクターワクチンは、RNAポリメラーゼの転写のため
の少なくとも1つのプロモーターと、該HIV polコード配列の3’側の転
写ターミネーターとを含有するそのような任意の発現バックボーンから構成され
うる。1つの好ましい実施形態においては、該プロモーターは、強力な転写プロ
モーターであるラウス肉腫ウイルス(RSV)長末端反復配列(LTR)である
。より好ましいプロモーターは、イントロンA配列を含有するサイトメガロウイ
ルスプロモーター(CMV−intA)である。好ましい転写ターミネーターは
、ウシ成長ホルモンターミネーターである。また、HIV pol DNAベク
ターワクチンの大規模製造を補助するために、好ましくは、抗生物質耐性マーカ
ーも該発現ベクター内に含有させる。アンピシリン耐性遺伝子、ネオマイシン耐
性遺伝子または他の任意の医薬上許容される抗生物質耐性マーカーを使用するこ
とができる。本発明の好ましい実施形態においては、該抗生物質耐性遺伝子は、
ネオマイシン耐性に関する遺伝子産物をコードする。さらに、原核生物における
発酵による医薬の高レベルの製造を補助するためには、該ベクターが複製起点を
含有し高コピー数のものであることが有利である。多数の商業的に入手可能な原
核性クローニングベクターのいずれもが、これらの利点を与える。本発明の好ま
しい実施形態においては、これらの機能は、pUCとして公知の商業的に入手可
能なベクターにより提供される。非必須DNA配列を除去することが望ましい。
したがって、本発明の1つの実施形態においては、pUCのlacZおよびla
cIコード配列を除去する。
The DNA backbone of the DNA vaccine of the present invention is preferably a DNA plasmid expression vector. DNA plasmid expression vectors are well known in the art and the DNA vector vaccine contains at least one promoter for transcription of RNA polymerase and a transcription terminator 3'to the HIV pol coding sequence. It can be composed of any such expression backbone. In one preferred embodiment, the promoter is Rous sarcoma virus (RSV) long terminal repeat (LTR), a strong transcriptional promoter. A more preferred promoter is the cytomegalovirus promoter containing the intron A sequence (CMV-intA). A preferred transcription terminator is the bovine growth hormone terminator. An antibiotic resistance marker is also preferably included in the expression vector to aid in large-scale production of the HIV pol DNA vector vaccine. The ampicillin resistance gene, neomycin resistance gene or any other pharmaceutically acceptable antibiotic resistance marker can be used. In a preferred embodiment of the invention said antibiotic resistance gene is
Encodes the gene product for neomycin resistance. Furthermore, in order to assist in the high level production of the drug by fermentation in prokaryotes, it is advantageous that the vector contains an origin of replication and is of high copy number. Any of a number of commercially available prokaryotic cloning vectors provide these advantages. In a preferred embodiment of the invention, these functions are provided by the commercially available vector known as pUC. It is desirable to remove non-essential DNA sequences.
Therefore, in one embodiment of the invention, pUC lacZ and la
Remove the cI coding sequence.

【0066】 本発明を例示する(が何ら限定するものではない)DNA発現ベクターは、P
CT国際出願番号PCT/US94/02751、国際公開番号WO 94/2
1797(それらを参照により本明細書に組み入れることとする)に開示されて
いる。第1DNA発現ベクターは、ラウス肉腫ウイルス(RSV)長末端反復配
列(LTR)がプロモーターとして使用される発現ベクターpnRSVである。
もう1つの実施形態は、CMVプロモーターおよびBGH転写ターミネーターが
クローニングされた突然変異pBR322ベクターであるプラスミドV1に関す
る。DNAベクターバックボーンに関するもう1つの実施形態はプラスミドV1
Jに関する。プラスミドV1JはプラスミドV1から誘導され、プロモーターお
よび転写終結要素を除去して、より限定(defined)された環境(con
text)内にそれらを配置して、より小型のベクターを得、プラスミド精製収
率を向上させる。したがって、V1Jは、本明細書に開示するHIV polに
基づく遺伝子の発現を制御するCMVintAプロモーターおよびBGH転写終
結要素も含有する。V1JのバックボーンはpUC18により提供される。それ
は、高い収量のプラスミドを与えることが公知であり、配列および機能により十
分に特徴づけられており、最低限のサイズを有する。全lacオペロンを除去し
、残りのプラスミドをアガロース電気泳動ゲルから精製し、T4 DNAポリメ
ラーゼで平滑末端化し、仔ウシ腸アルカリホスファターゼで処理し、CMVin
tA/BGH要素に連結した。好ましいDNA発現ベクターにおいては、アンピ
シリン耐性遺伝子をV1Jから除去し、ネオマイシン耐性遺伝子で置換してV1
Jneoを得る。特に好ましいDNA発現ベクターはJ1Jnsであり、これは
、ユニークSfi1制限部位がV1J−neoの2114位の単一のKpn1部
位内に改変処理されていることを除きV1Jと同じである。ヒトゲノムDNA内
のSfi1部位の頻度は非常に低い(100,000塩基当たり該部位は約1個
)。したがって、このベクターは、抽出されたゲノムDNAの単なるSfi1消
化による宿主DNA内への発現ベクターの組込みに関する注意深いモニターを可
能にする。本発明のHIV−1 polをベースとするDNAワクチンへのバッ
クボーンとして使用する更にもう1つの好ましいDNA発現ベクターは、V1R
である。このベクターにおいては、非常に小型のベクターを得るために、可能な
限り多くの非必須DNAが該ベクターから「除去(trimmed)」されてい
る。このベクターは、V1Jnsの誘導体である。このベクターは、より大きな
インサートの使用を可能にして、望ましくない配列がコードされる懸念を少なく
し、特異的インフルエンザウイルス遺伝子をコードする構築物が周辺組織内に導
入される場合の細胞による取込みを最適化する。本発明の特定のDNAベクター
は、V1、V1J(配列番号13)、V1Jneo(配列番号14)、V1Jn
s(図1A、配列番号15)、V1R(配列番号26)および前記のいずれかの
ベクター(ここで、リーダーペプチド、好ましくはヒトtPAリーダーをコード
するヌクレオチド配列が、図1Bおよび配列番号28に示すV1Jns−tpa
を含む(これに限定されるものではない)CMV−intAプロモーターの下流
に直接的に融合している)を含む。
A DNA expression vector exemplifying (but not limited to) the present invention is P
CT international application number PCT / US94 / 02751, international publication number WO 94/2
1797, which are hereby incorporated by reference. The first DNA expression vector is the expression vector pnRSV in which Rous sarcoma virus (RSV) long terminal repeat (LTR) is used as a promoter.
Another embodiment relates to plasmid V1 which is a mutant pBR322 vector in which the CMV promoter and BGH transcription terminator have been cloned. Another embodiment for the DNA vector backbone is plasmid V1.
Regarding J. Plasmid V1J is derived from plasmid V1 and removes the promoter and transcription termination element to create a more defined environment (con).
Place them in the text) to obtain smaller vectors and improve plasmid purification yield. Thus, V1J also contains the CMVintA promoter and BGH transcription termination element that control the expression of the HIV pol-based genes disclosed herein. The V1J backbone is provided by pUC18. It is known to give high yields of plasmid, is well characterized by sequence and function, and has a minimal size. The entire lac operon was removed and the remaining plasmid was purified from an agarose electrophoresis gel, blunt-ended with T4 DNA polymerase, treated with calf intestinal alkaline phosphatase, and CMVin
It was linked to the tA / BGH element. In a preferred DNA expression vector, the ampicillin resistance gene is removed from V1J and replaced with the neomycin resistance gene to produce V1.
Get Jneo. A particularly preferred DNA expression vector is J1Jns, which is the same as V1J except that the unique Sfi1 restriction site has been engineered into a single Kpn1 site at position 2114 of V1J-neo. The frequency of Sfi1 sites in human genomic DNA is very low (about 1 site per 100,000 bases). Therefore, this vector allows careful monitoring of the integration of the expression vector into the host DNA by simple Sfi1 digestion of the extracted genomic DNA. Yet another preferred DNA expression vector for use as a backbone to the HIV-1 pol-based DNA vaccines of the present invention is V1R.
Is. In this vector, as much non-essential DNA as possible has been "trimmed" from the vector in order to obtain a very small vector. This vector is a derivative of V1Jns. This vector allows the use of larger inserts, reducing the risk of coding unwanted sequences and optimizing cellular uptake when constructs encoding specific influenza virus genes are introduced into surrounding tissues. Turn into. Specific DNA vectors of the present invention include V1, V1J (SEQ ID NO: 13), V1Jneo (SEQ ID NO: 14), V1Jn.
s (FIG. 1A, SEQ ID NO: 15), V1R (SEQ ID NO: 26) and any of the above vectors, wherein the nucleotide sequence encoding the leader peptide, preferably the human tPA leader, is shown in FIG. V1Jns-tpa
Including, but not limited to, directly fused downstream of the CMV-intA promoter.

【0067】 本発明は特に、DNAワクチン、およびこのDNAワクチンを含有する医薬上
活性なワクチン組成物、およびHIV感染に対する又は既存HIV状態に抗する
宿主(好ましくはヒト宿主)免疫化のための、予防用および/または治療用ワク
チンの使用に関する。これらのDNAワクチンは、機能的リーダーペプチドをコ
ードするヌクレオチド配列と共に又はそれを伴わないで適当なDNAプラスミド
ベクター内で連結された、HIV−1 Polまたは生物学的に活性なPol修
飾体もしくはPol含有融合タンパク質をコードするコドン最適化DNA分子に
より代表される。本発明のDNAワクチンは、DNAベクターV1、V1J(配
列番号14)、V1Jneo(配列番号15)、V1Jns(図1A、配列番号
16)、V1R(配列番号26)および前記のいずれかのベクター(ここで、リ
ーダーペプチド、好ましくはヒトtPAリーダーをコードするヌクレオチド配列
が、図1Bおよび配列番号28に示すV1Jns−tpaを含む(これに限定さ
れるものではない)CMV−intAプロモーターの下流に直接的に融合してい
る)に連結された、HIV−1 Polまたは生物学的に活性なPol修飾体も
しくはPol含有融合タンパク質をコードするコドン最適化DNA分子を含みう
る。この目的において、ポリヌクレオチドワクチン構築物は、V1Jns−wt
polおよびV1R−wtpol(配列番号2に記載のWT Polをコードす
るDNA分子を含む)、V1Jns−tPA−WTPol(配列番号6に記載の
tPA PolをコードするDNA分子を含む)、V1Jns−IAPol(配
列番号4に記載のIA PolをコードするDNA分子を含む)およびV1Jn
s−tPA−IAPol(配列番号8に記載のtPA−IA Polをコードす
るDNA分子を含む)を含む。ポリヌクレオチドワクチン構築物V1R−wtp
ol、V1Jns−IAPolおよびV1Jns−tPA−IAPolが実施例
3〜5に例示されている。
The present invention particularly relates to a DNA vaccine, and a pharmaceutically active vaccine composition containing this DNA vaccine, and for immunization of a host (preferably a human host) against HIV infection or against existing HIV conditions, It relates to the use of prophylactic and / or therapeutic vaccines. These DNA vaccines contain HIV-1 Pol or biologically active Pol modifications or Pol, linked in a suitable DNA plasmid vector with or without a nucleotide sequence encoding a functional leader peptide. It is represented by a codon-optimized DNA molecule that encodes a fusion protein. The DNA vaccine of the present invention comprises DNA vectors V1, V1J (SEQ ID NO: 14), V1Jneo (SEQ ID NO: 15), V1Jns (FIG. 1A, SEQ ID NO: 16), V1R (SEQ ID NO: 26) and any of the above vectors (here And the nucleotide sequence encoding the leader peptide, preferably the human tPA leader, is directly downstream of the CMV-intA promoter, including (but not limited to) V1Jns-tpa shown in FIG. 1B and SEQ ID NO: 28. Fused to a codon-optimized DNA molecule encoding HIV-1 Pol or a biologically active Pol modification or Pol-containing fusion protein. To this end, the polynucleotide vaccine construct is V1Jns-wt.
pol and V1R-wtpol (including the DNA molecule encoding WT Pol described in SEQ ID NO: 2), V1Jns-tPA-WTTPol (including the DNA molecule encoding tPA Pol described in SEQ ID NO: 6), V1Jns-IAPol ( (Including a DNA molecule encoding IA Pol set forth in SEQ ID NO: 4) and V1Jn
s-tPA-IAPol (including the DNA molecule encoding tPA-IA Pol set forth in SEQ ID NO: 8). Polynucleotide vaccine construct V1R-wtp
ol, V1Jns-IAPol and V1Jns-tPA-IAPol are illustrated in Examples 3-5.

【0068】 本明細書中の教示を精査すれば、多数のベクター/Pol抗原構築物が作製さ
れうることが明らかであろう。例示されている構築物が好ましいが、多数のベク
ター/Pol抗原の組合せが本発明の範囲内であり、特に、表1に示す突然変異
の少なくとも1個、好ましくは5個以上、特に全9個を、ヒトtPAのようなリ
ーダー配列の含有と共に又はそれを伴わないで含む野生型または修飾/不活性化
Polタンパク質が挙げられる。
Upon review of the teachings herein, it will be apparent that numerous vector / Pol antigen constructs can be made. Although the exemplified constructs are preferred, a large number of vector / Pol antigen combinations are within the scope of the invention, in particular at least one, preferably 5 or more, and especially all 9 of the mutations shown in Table 1. , Wild-type or modified / inactivated Pol protein with or without the inclusion of a leader sequence, such as human tPA.

【0069】 本発明のDNAベクターワクチンは、宿主投与のための任意の医薬上有効な製
剤中に製剤化することができる。そのような任意の製剤は、例えば、リン酸緩衝
食塩水(PBS)のような塩溶液でありうる。本発明のDNAベクターワクチン
の長期安定性をももたらす医薬上許容される製剤を使用することが有用であろう
。医薬物質としての保存中には、DNAプラスミドワクチンは、該スーパーコイ
ルプラスミドが開環状および直鎖状形態に変換される生理化学的変化を受ける。
種々の保存条件(低pH、高温、低イオン強度)がこの過程を促進しうる。した
がって、該DNAプラスミド溶液からの又は該製剤化バッファーからの又は該バ
イアルおよび密閉容器からの微量金属イオンの除去および/またはキレート化(
コハク酸またはリンゴ酸によるもの、あるいは複数のホスファートリガンドを含
有するキレート剤によるもの)は、保存中のこの分解経路から該DNAプラスミ
ドを安定化する。また、エタノールまたはグリセロールのような非還元性フリー
ラジカルスカベンジャーは、見掛け上は脱金属化された溶液中においてさえ尚も
生じうるフリーラジカル生成からの該DNAプラスミドの損傷を予防するのに有
用である。さらに、該DNAワクチンの安定性を最適化するために、該製剤にお
けるバッファーのタイプ、pH、塩濃度、光への暴露、および該バイアルの調製
に用いる滅菌法のタイプを制御することができる。したがって、該DNAワクチ
ンの最高の安定性をもたらす製剤は、7〜8の範囲のpHを有するバッファー(
リン酸塩(ホスファート)または炭酸水素塩(ビカルボナート))、100〜2
00mMの範囲の塩(NaCl、KClまたはLiCl)、金属イオンキレート
剤(例えば、EDTA、ジエチレントリアミン五酢酸(DTPA)、マラート、
イノシトールヘキサホスファート、トリポリホスファートまたはポリリン酸)、
非還元性フリーラジカルスカベンジャー(例えば、エタノール、グリセロール、
メチオニンまたはジメチルスルホキシド)および適当な最高DNA濃度を含有す
る脱金属化溶液を、ヌクレアーゼを含有しない高度に精製されたDNAを光から
防御するようパッケージングされた無菌ガラスバイアル内に含むものであろう。
本発明のDNAベクターワクチンの長期安定性を増強する特に好ましい製剤は、
約8.0〜約9.0のpHのTris−HClバッファー;約3% w/vのエ
タノールまたはグリセロール;約5mMまでの濃度範囲内のEDTAまたはDT
PA;および約50mM〜約500mMの濃度のNaClを含むであろう。その
ような安定化DNAベクターワクチンおよびこの好ましい製剤範囲の種々の代替
物の使用は、PCT国際出願番号PCT/US97/06655およびPCT国
際公開番号WO 97/40839(それらの両方を参照により本明細書に組み
入れることとする)に詳細に記載されている。
The DNA vector vaccine of the present invention can be formulated in any pharmaceutically effective formulation for host administration. Any such formulation can be, for example, a salt solution such as phosphate buffered saline (PBS). It would be useful to use pharmaceutically acceptable formulations that also provide long term stability of the DNA vector vaccines of the present invention. During storage as a medicinal substance, DNA plasmid vaccines undergo physiochemical changes that convert the supercoiled plasmid into open circular and linear forms.
Various storage conditions (low pH, high temperature, low ionic strength) can facilitate this process. Therefore, removal and / or chelation of trace metal ions from the DNA plasmid solution or from the formulation buffer or from the vials and sealed containers (
With succinic acid or malic acid or with chelating agents containing multiple phosphate ligands) stabilizes the DNA plasmid from this degradation pathway during storage. Also, non-reducing free-radical scavengers such as ethanol or glycerol are useful in preventing damage to the DNA plasmid from free-radical formation that can still occur even in apparently demetallated solutions. . In addition, the type of buffer in the formulation, pH, salt concentration, exposure to light, and the type of sterilization method used to prepare the vial can be controlled to optimize the stability of the DNA vaccine. Therefore, the formulation that yields the highest stability of the DNA vaccine should be a buffer having a pH in the range of 7-8 (
Phosphate (phosphate) or hydrogen carbonate (bicarbonate)), 100 to 2
Salts in the range of 00 mM (NaCl, KCl or LiCl), metal ion chelating agents (eg EDTA, diethylenetriaminepentaacetic acid (DTPA), malate,
Inositol hexaphosphate, tripolyphosphate or polyphosphoric acid),
Non-reducing free radical scavengers (eg ethanol, glycerol,
Methionine or dimethylsulfoxide) and a suitable maximum DNA concentration in a demetallation solution in a sterile glass vial packaged to protect nuclease-free highly purified DNA from light. .
Particularly preferred formulations that enhance the long term stability of the DNA vector vaccines of the invention are:
Tris-HCl buffer at a pH of about 8.0 to about 9.0; about 3% w / v ethanol or glycerol; EDTA or DT in a concentration range up to about 5 mM.
PA; and NaCl at a concentration of about 50 mM to about 500 mM. The use of such stabilized DNA vector vaccines and various alternatives to this preferred formulation range is described in PCT International Application No. PCT / US97 / 06655 and PCT International Publication No. WO 97/40839, both of which are incorporated herein by reference. Will be incorporated into the above).

【0070】 また、本発明のDNAベクターワクチンは、本発明のDNAポリヌクレオチド
ワクチンの免疫原性を増強しうるアジュバントと共に製剤化することができる。
多数のこれらのアジュバントが当技術分野で公知であり、DNAワクチン中での
使用に利用可能であり、それらには、DNA被覆金ビーズを使用する粒子射撃、
サイトカイン、ケモカインまたは共刺激分子を発現するプラスミドDNAとのD
NAワクチンの共投与、カチオン性脂質または実験的アジュバント、例えばサポ
ニン、モノホスホリルリピドAまたは該DNAワクチンの免疫原性を増強する他
の化合物でのDNAの製剤化が含まれるが、これらに限定されるものではない。
本発明のDNAベクターワクチン中で使用するもう1つのアジュバントとしては
、1以上の形態のリン酸アルミニウムをベースとするアジュバント(このリン酸
アルミニウムをベースとするアジュバントは約0.9のモルPO/Al比を有
する)が挙げられる。更なる無機質をベースとするアジュバントを1以上の形態
のリン酸カルシウムから得ることが可能である。これらの無機質をベースとする
アジュバントは、DNAワクチンに対する細胞性および体液性応答の増強に有用
である。DNAワクチンアジュバントとして使用するこれらの無機質をベースと
する化合物は、PCT国際出願番号PCT/US98/02414、PCT国際
公開番号WO 98/35562(それを参照により本明細書に組み入れること
とする)に開示されている。もう1つの好ましいアジュバントは、DNAワクチ
ンに関してアジュバント活性を示す非イオン性ブロック共重合体である。該基本
構造は、ポリオキシエチレン(POE)とポリオキシプロピレン(POP)との
ブロック、例えばPOE−POP−POEブロック共重合体を含む。Newma
nら(1998,Critical Reviews in Therapeu
tic Drug Carrier Systems 15(2):89−14
2)は、アジュバント活性を示す非イオン性ブロック共重合体のクラスを概説し
ている。該基本構造は、ポリオキシエチレン(POE)とポリオキシプロピレン
(POP)とのブロック、例えばPOE−POP−POEブロック共重合体を含
む。Newmanら(同誌)は、あるPOE−POP−POEブロック共重合体
(すなわち、約9000ダルトン〜約20,000ダルトンの分子量を有する中
心POPブロックと、該共重合体の全分子量の約20%までを含む隣接POEブ
ロックとを含有する、より高分子量のPOE−POP−POEブロック共重合体
)が、インフルエンザタンパク質をベースとするワクチンに対するアジュバント
として有用でありうることを開示している(これらのPOE−POP−POEブ
ロック共重合体に関しては、すべてEmanueleらに発行された米国再発行
特許第36,665号、米国特許第5,567,859号、米国特許第5,69
1,387号、米国特許第5,696,298号および米国特許第5,990,
241号も参照されたい)。WO 96/04932は更に、界面活性剤特性を
有しワクチンアジュバントとしての生物学的効力を示す、より高分子量のPOE
/POPブロック共重合体を開示している。この段落内の前記引用文献の全体を
、参照により本明細書に組み入れることとする。したがって、非アジュバント化
ポリヌクレオチドワクチンの投与と比較して本発明のポリヌクレオチドワクチン
の免疫応答を増強しうる入手可能なアジュバントを利用することは、当業者の認
識範囲内である。
Further, the DNA vector vaccine of the present invention can be formulated with an adjuvant capable of enhancing the immunogenicity of the DNA polynucleotide vaccine of the present invention.
Many of these adjuvants are known in the art and are available for use in DNA vaccines, including particle bombardment using DNA-coated gold beads,
D with plasmid DNA expressing cytokines, chemokines or costimulatory molecules
Including but not limited to co-administration of NA vaccines, cationic lipids or experimental adjuvants such as saponin, monophosphoryl lipid A or other compounds that enhance the immunogenicity of the DNA vaccine. Not something.
Another adjuvant for use in the DNA vector vaccines of the present invention is one or more forms of aluminum phosphate-based adjuvant (wherein the aluminum phosphate-based adjuvant is about 0.9 mole PO 4 / (Having an Al ratio). Further mineral-based adjuvants can be obtained from one or more forms of calcium phosphate. These mineral-based adjuvants are useful in enhancing cellular and humoral responses to DNA vaccines. Compounds based on these minerals for use as DNA vaccine adjuvants are disclosed in PCT International Application No. PCT / US98 / 02414, PCT International Publication No. WO 98/35562, which is hereby incorporated by reference. Has been done. Another preferred adjuvant is a nonionic block copolymer that exhibits adjuvant activity with DNA vaccines. The basic structure includes a block of polyoxyethylene (POE) and polyoxypropylene (POP), for example, a POE-POP-POE block copolymer. Newma
n et al. (1998, Critical Reviews in Therapeu
tic Drug Carrier Systems 15 (2): 89-14
2) outlines a class of nonionic block copolymers that exhibit adjuvant activity. The basic structure includes a block of polyoxyethylene (POE) and polyoxypropylene (POP), for example, a POE-POP-POE block copolymer. Newman et al. (Ibid.) Reported that some POE-POP-POE block copolymers (ie, a central POP block having a molecular weight of about 9000 daltons to about 20,000 daltons and up to about 20% of the total molecular weight of the copolymer). It has been disclosed that higher molecular weight POE-POP-POE block copolymers containing adjacent POE blocks, including H. -POP-POE block copolymers are all US Reissue Patent No. 36,665, US Patent No. 5,567,859, US Patent No. 5,69, issued to Emanuel et al.
1,387, US Pat. No. 5,696,298 and US Pat. No. 5,990,
See also No. 241). WO 96/04932 also has higher molecular weight POEs which have surfactant properties and exhibit biological efficacy as vaccine adjuvants.
/ POP block copolymers are disclosed. The entire cited references within this paragraph are hereby incorporated by reference. Therefore, it is within the purview of those skilled in the art to utilize available adjuvants that can enhance the immune response of the polynucleotide vaccines of the invention as compared to administration of non-adjuvanted polynucleotide vaccines.

【0071】 本発明のDNAベクターワクチンは、当技術分野で公知のいずれかの手段(例
えば、腸内および非経口経路)により宿主に投与される。これらの運搬経路は、
筋肉内注射、腹腔内注射、静脈内注射、吸入または鼻腔内運搬、経口運搬、舌下
投与、皮下投与、経皮(transdermal)投与、経皮(transcu
taneous)投与、経皮(percutaneous)投与または任意の形
態の粒子射撃、例えばバイオロスチック(biolostic)装置、例えば「
遺伝子銃」または入手可能な任意の無針(needle−free)注射装置に
よるものを含むが、これらに限定されるものではない。本明細書に開示するHI
V−1 PolをベースとするDNAワクチンの好ましい運搬方法は、筋肉内注
射、皮下投与および無針注射である。特に好ましい方法は筋肉内運搬である。
The DNA vector vaccine of the present invention is administered to the host by any means known in the art (eg, enteral and parenteral routes). These transportation routes are
Intramuscular injection, intraperitoneal injection, intravenous injection, inhalation or intranasal delivery, oral delivery, sublingual administration, subcutaneous administration, transdermal administration, transcutaneous (transcu)
Taneous administration, percutaneous administration or any form of particle shooting, eg biolostic device, eg "
The present invention includes, but is not limited to, by a “gene gun” or any needle-free injection device available. HI disclosed herein
Preferred methods of delivering V-1 Pol-based DNA vaccines are intramuscular injection, subcutaneous administration and needle-free injection. A particularly preferred method is intramuscular delivery.

【0072】 ワクチンレシピエントに導入すべき発現可能なDNAの量は、該DNAベクタ
ー中で使用する転写および翻訳プロモーターの強度、ならびに該発現遺伝子産物
の免疫原性に左右されるであろう。一般に、約1μg〜約20mg以上、好まし
くは約1mg〜約5mgの免疫学的または予防的に有効な用量を筋肉組織内に直
接投与する。前記のとおり、皮下注射、皮内導入、皮膚を介した圧入(impr
ession)および他の投与様式、例えば腹腔内、静脈内、吸入および経口運
搬も意図される。ブースターワクチン接種は、本発明のPolをベースとするD
NAベクターワクチンの全体的な免疫応答を最適化する様態で行うべきであると
意図される。
The amount of expressible DNA to be introduced into the vaccine recipient will depend on the strength of the transcriptional and translational promoters used in the DNA vector, and the immunogenicity of the expressed gene product. Generally, an immunologically or prophylactically effective dose of about 1 μg to about 20 mg or more, preferably about 1 mg to about 5 mg is administered directly into muscle tissue. As mentioned above, subcutaneous injection, intracutaneous injection, press-in through the skin (impr
session) and other modes of administration such as intraperitoneal, intravenous, inhalation and oral delivery. Booster vaccination is based on Pol of the invention D
It is intended that this should be done in a manner that optimizes the overall immune response of the NA vector vaccine.

【0073】 前記ポリヌクレオチドは、脊椎動物内にインビボで直接的に導入されると、そ
れぞれのHIV−1 Polタンパク質を該動物内で発現し、そして該発現Po
l抗原に対する該宿主内での細胞性免疫応答を誘導する。この目的において、本
発明はまた、有効な免疫予防を得るための、またはHIV−1ウイルスに対する
暴露の後のHIV−1感染の確立を妨げるための、または有益な長期的結果を伴
う、より低いウイルス負荷の確立がもたらされるよう急性HIV−1感染を緩和
するHIV感染後の治療用ワクチンとしての、本発明のHIV−1 Polをベ
ースとするポリヌクレオチドワクチンの使用方法に関する。前記のとおり、本発
明は、タンパク質の発現を誘導するために生きた組織内にポリヌクレオチドを導
入する公知経路のいずれかを用いる本発明のDNA polをベースとするワク
チンの投与または使用の方法を含む。
The polynucleotide, when introduced directly into a vertebrate in vivo, expresses the respective HIV-1 Pol protein in the animal, and the expressed Po.
Induces a cell-mediated immune response within the host to the 1 antigen. To this end, the invention also has a lower, for obtaining effective immune protection, or for preventing the establishment of HIV-1 infection after exposure to the HIV-1 virus, or with beneficial long-term consequences. It relates to a method of using the HIV-1 Pol-based polynucleotide vaccines of the invention as a therapeutic vaccine after HIV infection to mitigate acute HIV-1 infection so as to bring about the establishment of viral load. As mentioned above, the present invention provides methods of administering or using the DNA pol-based vaccines of the present invention using any of the known routes of introducing polynucleotides into living tissue to induce protein expression. Including.

【0074】 したがって、本発明は、本明細書に開示する種々のパラメーターおよび当技術
分野で公知の追加的なパラメーターを用いてDNA polをベースとするワク
チンを使用する方法であって、哺乳類組織内への導入に際して、これらのDNA
polをベースとするワクチンの細胞内発現を誘導することを特徴とする方法
を提供する。そのPolをベースとする免疫原のこの細胞内発現は、既存HIV
−1感染に対して相当なレベルの防御をもたらす又は現在未感染の宿主における
将来の感染に対して相当な防御をもたらす細胞性免疫応答を誘導する。
Accordingly, the present invention is a method of using a DNA pol-based vaccine with various parameters disclosed herein and additional parameters known in the art, which are used in mammalian tissues. Introduced into these DNA
Provided is a method characterized by inducing intracellular expression of a pol-based vaccine. This intracellular expression of its Pol-based immunogens is associated with the existing HIV
-1 Induces a cellular immune response that provides a significant level of protection against infection or a future protection in presently uninfected hosts.

【0075】 以下の実施例は、本発明を例示するために記載されており、本発明を限定する
ものではない。
The following examples are provided to illustrate the invention, but not to limit the invention.

【0076】 実施例1 ワクチンベクター V1: ワクチンベクターV1は、pCMVIE−AKI−DHFR(Whangら,
1987,J.Virol.61:1796)から構築した。該ベクターをEc
oRIで切断し、自己連結させることにより、該AKIおよびDHFR遺伝子を
除去した。このベクターは、該CMVプロモーター内にイントロンAを含有しな
い。したがって、それを、欠失内部SacI部位を有するPCR断片として付加
した(Chapmanら,1991,Nuc.Acids Res.19:39
79における番号付けで1855位)。該PCR反応に使用する鋳型は、hCM
V−IE1エンハンサー/プロモーターとイントロンAとを含むpCMV6a1
20(Chapmanら、同誌を参照されたい)からのHindIIIおよびN
heI断片をpBL3のHindIIIおよびXbaI部位内に連結してpCM
VIntBLを得ることにより作製したpCMVintA−Luxであった。R
SV−Lux(de Wetら,1987,Mol.Cell Biol.7:
725)からの1881塩基対のルシフェラーゼ遺伝子断片(HindIII−
SmaIクレノウフィルイン)を、クレノウでフィルインされ(すなわち埋めら
れ)ホスファターゼで処理されたpCMVIntBLのSalI部位内に連結し
た。イントロンAに及ぶプライマーは、5’プライマー:5’−CTATATA
AGCAGAGCTCGTTTAG−3’(配列番号10);3’プライマー:
5’−GTAGCAAAGATCTAAGGACGGTGACTGCAG−3’
(配列番号11)である。該SacI部位を除去するのに使用するプライマーは
、センスプライマー:5’−GTATGTGTCTGAAAATGAGCGT
GAGATTGGGCTCGCAC−3’(配列番号12)およびアンチセンス
プライマー:5’−GTGCGAGCCCAATCTCCACGCTCATTT
TCAGACACATAC−3’(配列番号13)である。該PCR断片をSa
cIおよびBal IIで切断し、同じ酵素で切断されたベクター内に挿入した
Example 1 Vaccine Vector V1: Vaccine vector V1 is pCMVIE-AKI-DHFR (Whang et al.,
1987, J. Virol. 61: 1796). The vector is Ec
The AKI and DHFR genes were removed by cutting with oRI and self-ligation. This vector does not contain intron A in the CMV promoter. Therefore, it was added as a PCR fragment with a deleted internal SacI site (Chapman et al., 1991, Nuc. Acids Res. 19:39.
No. 79 numbered 1855). The template used for the PCR reaction is hCM
PCMV6a1 containing V-IE1 enhancer / promoter and intron A
HindIII and N from 20 (Chapman et al., Ibid.)
The heI fragment was ligated into the HindIII and XbaI sites of pBL3 to create pCM
It was pCMVintA-Lux prepared by obtaining VIntBL. R
SV-Lux (de Wet et al., 1987, Mol. Cell Biol. 7:
725) 1881 base pair luciferase gene fragment (HindIII-
The SmaI Klenow fillin) was ligated into the Kalnow fillin (ie, buried) phosphatase treated pCMVIntBL within the SalI site. The primer extending to intron A is 5'primer: 5'-CTATATA.
AGCAGAGCTCGTTTTAG-3 ′ (SEQ ID NO: 10); 3 ′ primer:
5'-GTAGCAAAGATCTAAGGACGGTGACTGCAG-3 '
(SEQ ID NO: 11). The primer used to remove the SacI site was the sense primer: 5'-GTATGTGTCTGAAAATGAGC GT G.
GAGATTGGGCTCCGCAC-3 ′ (SEQ ID NO: 12) and antisense primer: 5′-GTGCGAGCCCAATCTCC AC GCTCATTTT
It is TCAGACACATAC-3 '(sequence number 13). The PCR fragment is Sa
It was cut with cI and Bal II and inserted into a vector cut with the same enzymes.

【0077】 V1J: ベクターV1からのプロモーターおよび転写終結要素を除去して、それらを、
より限定された環境内に配置し、より小型のベクターを得、プラスミド精製収率
を向上させるために、ワクチンベクターV1Jを作製した。V1Jは、ベクター
V1およびpUC18(商業的に入手可能なプラスミド)から誘導される。V1
をSspIおよびEcoRI制限酵素で消化して、2つのDNA断片を得た。C
MVintAプロモーターとウシ成長ホルモン(BGH)転写終結要素(これは
異種遺伝子の発現を制御する)とを含有する、これらの断片のうちの小さい方の
断片を、アガロース電気泳動ゲルから精製した。ついで、T4 DNAポリメラ
ーゼ酵素を使用して、このDNA断片の末端を「平滑化」して、もう1つの「平
滑末端化」DNA断片へのその連結を促進した。該発現ベクターの「バックボー
ン」を得るために、pUC18を選択した。それは、高いプラスミド収率を与え
ることが公知であり、配列および機能により十分に特徴づけられており、小さな
サイズを有する。HaeII制限酵素での部分消化により、全lacオペロンを
このベクターから除去した。残りのプラスミドをアガロース電気泳動ゲルから精
製し、T4 DNAポリメラーゼで平滑末端化し、仔ウシ腸アルカリホスファタ
ーゼで処理し、前記のCMVintA/BGH要素に連結した。該pUCバック
ボーン内のプロモーター要素の2つの可能な配向のいずれかを示すプラスミドを
得た。これらのプラスミドの1つは、大腸菌(E.coli)において、はるか
に高いDNA収量を与え、V1Jと命名された。このベクターの構造は、該結合
領域の配列分析により確認され、ついで、V1と比較しうる又はそれより高い異
種遺伝子発現を与えることが示された。V1Jのヌクレオチド配列は以下のとお
りである。
V1J: Remove the promoter and transcription termination elements from vector V1 to
Vaccine vector V1J was constructed in order to place it in a more restricted environment, obtain a smaller vector and improve plasmid purification yield. V1J is derived from the vectors V1 and pUC18 (a commercially available plasmid). V1
Was digested with SspI and EcoRI restriction enzymes to obtain two DNA fragments. C
The smaller of these fragments, containing the MVintA promoter and the bovine growth hormone (BGH) transcription termination element, which controls expression of heterologous genes, was purified from an agarose electrophoresis gel. The ends of this DNA fragment were then "blunted" using the T4 DNA polymerase enzyme to facilitate its ligation to another "blunt ended" DNA fragment. PUC18 was chosen to obtain the "backbone" of the expression vector. It is known to give high plasmid yields, is well characterized by sequence and function, and has a small size. The entire lac operon was removed from this vector by partial digestion with HaeII restriction enzyme. The remaining plasmid was purified from an agarose electrophoresis gel, blunt ended with T4 DNA polymerase, treated with calf intestinal alkaline phosphatase and ligated to the CMVintA / BGH element described above. Plasmids were obtained that exhibited either of two possible orientations of promoter elements within the pUC backbone. One of these plasmids gave a much higher DNA yield in E. coli and was designated V1J. The structure of this vector was confirmed by sequence analysis of the binding region and was then shown to confer a heterologous gene expression comparable to or higher than V1. The nucleotide sequence of V1J is as follows.

【0078】[0078]

【化9】 [Chemical 9]

【0079】 V1Jneo: ワクチンベクターV1Jneo発現ベクターの構築は、amp遺伝子の除去
およびkan遺伝子(ネオマイシンホスホトランスフェラーゼ)の挿入を伴う
ものであった。V1JのpUCバックボーンからのamp遺伝子を、SspI
およびEam1105I制限酵素での消化により除去した。残存プラスミドをア
ガロースゲル電気泳動により精製し、T4 DNAポリメラーゼで平滑末端化し
、ついで仔ウシ腸アルカリホスファターゼで処理した。トランスポゾン903に
由来しpUC4Kプラスミド内に含有されている商業的に入手可能なkan
伝子を、PstI制限酵素を使用して切り出し、アガロースゲル電気泳動により
精製し、T4 DNAポリメラーゼで平滑末端化した。この断片を該V1Jバッ
クボーンに連結し、kan遺伝子をいずれかの配向で有するプラスミドを誘導
し、それらをV1Jneo#1および3と称することにした。これらのプラスミ
ドのそれぞれは、制限酵素消化分析、結合領域のDNA配列決定により確認され
、V1Jと同様の量のプラスミドを与えることが示された。また、これらのV1
Jnepベクターでは、異種遺伝子産物の発現はV1Jに匹敵した。発現構築物
としてV1J内のamp遺伝子と同じ配向でkan遺伝子を含有し、ネオマ
イシン、カナマイシンおよびG418に対する耐性を与えるV1Jneo#3(
以下、V1Jneoと称する)を選択した。V1Jneoのヌクレオチド配列は
以下のとおりである。
V1Jneo: Construction of vaccine vector V1Jneo expression vector involved removal of amp r gene and insertion of kan r gene (neomycin phosphotransferase). The amp r gene from the V1J pUC backbone was labeled with SspI.
And was removed by digestion with Eam1105I restriction enzyme. The remaining plasmid was purified by agarose gel electrophoresis, blunt ended with T4 DNA polymerase, and then treated with calf intestinal alkaline phosphatase. The commercially available kan r gene derived from transposon 903 and contained within the pUC4K plasmid was excised using PstI restriction enzyme, purified by agarose gel electrophoresis and blunt ended with T4 DNA polymerase. This fragment was ligated into the V1J backbone to induce plasmids with the kan r gene in either orientation, designated V1Jneo # 1 and 3. Each of these plasmids was confirmed by restriction enzyme digestion analysis, DNA sequencing of the binding region and was shown to give similar amounts of plasmid as V1J. Also, these V1
In the Jnep vector, the expression of the heterologous gene product was comparable to V1J. V1Jneo # 3 (contains the kan r gene in the same orientation as the amp r gene in V1J as an expression construct and confers resistance to neomycin, kanamycin and G418 (
Hereinafter referred to as V1Jneo). The nucleotide sequence of V1Jneo is as follows.

【0080】[0080]

【化10】 [Chemical 10]

【0081】 V1Jns: 組込み研究を容易にするために、V1JneoにSfiI部位を付加すること
により、発現ベクターV1Jnsを作製した。商業的に入手可能な13塩基対の
SfiIリンカー(New England BioLabs)を、該ベクター
のBGH配列内のKpnI部位に付加した。V1JneoをKpnIで線状化し
、ゲル精製し、T4 DNAポリメラーゼで平滑化し、該平滑SfiIリンカー
に連結した。クローン単離体を制限マッピングにより選択し、該リンカーに及ぶ
配列決定により確認した。その新たなベクターをV1Jnsと称することにした
。V1Jns(SfiIを有する)における異種遺伝子の発現は、V1Jneo
(KpnIを有する)における同じ遺伝子の発現に匹敵した。
V1Jns: To facilitate integration studies, the expression vector V1Jns was created by adding an SfiI site to V1Jneo. A commercially available 13 base pair SfiI linker (New England BioLabs) was added to the KpnI site within the BGH sequence of the vector. V1Jneo was linearized with KpnI, gel purified, blunted with T4 DNA polymerase and ligated to the blunt SfiI linker. Clonal isolates were selected by restriction mapping and confirmed by sequencing over the linker. The new vector was named V1Jns. Expression of a heterologous gene in V1Jns (having SfiI) is V1Jneo
Comparing the expression of the same gene (with KpnI).

【0082】 V1Jnsのヌクレオチド配列は以下のとおりである。[0082]   The nucleotide sequence of V1Jns is as follows.

【0083】[0083]

【化11】 [Chemical 11]

【0084】 配列番号16の下線付きヌクレオチドは、V1JneoのKpn1部位内に導
入されたSfi1部位を表す。
The underlined nucleotides in SEQ ID NO: 16 represent the Sfi1 site introduced within the Kpn1 site of V1Jneo.

【0085】 V1Jns−tPA: 異種リーダーペプチド配列を本発明のpol DNA構築物に融合させるため
に、ワクチンベクターV1Jns−tPAを構築した。より詳しくは、ヒト組識
特異的プラスミノーゲンアクチベーター(tPA)リーダーを含むよう、ワクチ
ンベクターV1Jnsを修飾した。アミノ末端リーダー配列を含むpol DN
A構築物の作製の例示として(それを何ら限定するものではない)、ヒト組識特
異的プラスミノーゲンアクチベーター(tPA)リーダーを含むよう、プラスミ
ドV1Jneoを修飾した。2個の合成相補的オリゴマーをアニールさせ、つい
でBglIIで消化されたV1Jn内に連結した。該センスおよびアンチセンス
オリゴマーは、5’−GATCACCATGGATGCAATGAAGAGAG
GGCTCTGCTGTGTGCTGCTGCTGTGTGGAGCAGTCT
TCGTTTCGCCCAGCGA−3’(配列番号17)および5’−GAT
CTCGCTGGGCGAAACGAAGACTGCTCCACACAGCAG
CAGCACACAGCAGAGCCCTCTCTTCATTGCATCCAT
GGT−3’(配列番号18)であった。該センスオリゴマー内のコザック配列
に下線が付されている。これらのオリゴマーは、BglIIで切断された配列に
対する連結に適合した突出塩基を有する。連結後、該上流BglII部位を破壊
し、一方、該下流BglIIを後続の連結のために保有させた。該結合部位およ
び全tPAリーダー配列の両方を、DNA配列決定により確認した。また、V1
Jns(=SfiI部位を有するV1Jneo)に適合させるために、KpnI
部位をT4 DNAポリメラーゼで平滑化し、ついでSfiIリンカー(カタロ
グ#1138, New England Biolabs)で連結してV1J
ns−tPAを得ることにより、SfiI制限部位をV1Jneo−tPAのB
GHターミネーター領域内のKpnI部位に配置した。この修飾は、制限消化お
よびアガロースゲル電気泳動により確認された。該V1Jns−tpaベクター
ヌクレオチド配列は以下のとおりである。
V1Jns-tPA: The vaccine vector V1Jns-tPA was constructed in order to fuse the heterologous leader peptide sequence to the pol DNA constructs of the invention. More specifically, vaccine vector V1Jns was modified to include a human tissue-specific plasminogen activator (tPA) leader. Pol DN containing amino terminal leader sequence
As an illustration of the construction of the A construct, without any limitation thereto, plasmid V1Jneo was modified to contain a human tissue-specific plasminogen activator (tPA) leader. The two synthetic complementary oligomers were annealed and then ligated into BglII digested V1Jn. The sense and antisense oligomers are 5'-GATC ACCATGG ATGCAATGAAGAGAG
GGCTCTGCTGTGTGCTGCTGCTGTGTGGAGCAGCTCT
TCGTTTCGCCCAGCGA-3 '(SEQ ID NO: 17) and 5'-GAT
CTCGCTGGGGCGAAACGAAGACTGCTCCCACACAGCAG
CAGCACACAGCAGAGCCCTCTCTTCATTGCATCCAT
It was GGT-3 '(SEQ ID NO: 18). The Kozak sequence in the sense oligomer is underlined. These oligomers have overhanging bases adapted for ligation to the BglII cleaved sequence. After ligation, the upstream BglII site was destroyed, while the downstream BglII was retained for subsequent ligation. Both the binding site and the entire tPA leader sequence were confirmed by DNA sequencing. Also, V1
To adapt to Jns (= V1Jneo with SfiI site), KpnI
The sites were blunted with T4 DNA polymerase and then ligated with SfiI linker (catalog # 1138, New England Biolabs) to V1J.
By obtaining ns-tPA, the SfiI restriction site was transferred to B1 of V1Jneo-tPA.
It was placed at the KpnI site within the GH terminator region. This modification was confirmed by restriction digest and agarose gel electrophoresis. The V1Jns-tpa vector nucleotide sequence is as follows.

【0086】[0086]

【化12】 [Chemical 12]

【0087】 V1R: 最小サイズのワクチンベクター(すなわち、不必要なDNA配列を含有せず、
V1JおよびV1Jnsが与える全体的な最適化異種遺伝子発現特性および高い
プラスミド収量を依然として保有するもの)を得るために、ワクチンベクターV
1Rを構築した。(1)大腸菌(E.coli)複製起点を含むpUCバックボ
ーン内の領域は、細菌からのプラスミド産生に影響を及ぼすことなく除去されう
ること、(2)カナマイシンオープンリーディングフレームに続くkan遺伝
子の3’領域は、その代わりに細菌ターミネーターを挿入すれば除去されうるこ
と、および(3)BGHターミネーターの3’側半分からの〜300bp(BG
H要素内の元のKpnI制限酵素部位の後)は、その調節機能に影響を及ぼすこ
となく除去されうることが確認された。CMVintAプロモーター/BGHタ
ーミネーター、複製起点およびカナマイシン耐性要素にそれぞれ相当するV1J
nsからの3個のDNAセグメントを合成するためにPCRを用いることにより
、V1Rを構築した。該PCRオリゴマーを使用して、各セグメントにおいて唯
一(ユニーク)の以下の制限酵素部位を各セグメント末端に付加した:CMVi
ntA/BGHにはSspIおよびXhoI;kan遺伝子にはEcoRVお
よびBamHI;ならびにoriにはBclIおよびSalI。これらの酵素
部位を選択したのは、それらが、該PCR由来DNAセグメントのそれぞれの一
定方向の連結と、それに続く各部位の喪失とを可能にするからである。すなわち
、EcoRVおよびSspIは、連結に適合した平滑末端化DNAを残し、一方
、BamHIおよびBclIは、SalIおよびXhoIの場合と同様に相補的
な突出を残す。これらのセグメントをPCRにより得た後、各セグメントを前記
の適当な制限酵素で消化し、ついで全3個のDNAセグメントを含有する単一の
反応混合物中で共に連結した。該oriの5’末端は、この領域内に通常存在
するT2 rho非依存性ターミネーター配列を含むように設計して、それがカ
ナマイシン耐性遺伝子に終結情報を付与しうるようにした。該連結産物は、制限
酵素消化(8種類を超える酵素)により及び該連結結合部のDNA配列決定によ
り確認した。V1R内のウイルス遺伝子を使用するDNAプラスミド収量および
異種発現は、V1Jnsと同様であるらしい。得られたベクターサイズの正味の
減少は、1346bp(V1Jns=4.86kb;V1R=3.52kb)で
あった。V1Rを合成するために使用したPCRオリゴマー配列は以下のとおり
である(制限酵素部位が下線で示されており、制限酵素の名称が配列の後に角括
弧で示されている):(1)5’−GGTACAAATATTGGCTATTG
GCCATTGCATACG−3’(配列番号19)[SspI];(2)5’
−CCACATCTCGAGGAACCGGGTCAATTCTTCAGCAC
C−3’(配列番号20)[XhoI](CMVintA/BGHセグメント用
);(3)5’−GGTACAGATATCGGAAAGCCACGTTGTG
TCTCAAAATC−3’(配列番号21)[EcoRV];(4)5’−C
ACATGGATCCGTAATGCTCTGCCAGTGTTACAACC−
3’(配列番号2)[BamHI](カナマイシン耐性遺伝子セグメント用);
(5)5’−GGTACATGATCACGTAGAAAAGATCAAAGG
ATCTTCTTG−3’(配列番号23)[BclI];(6)5’−CCA
CATGTCGACCCGTAAAAAGGCCGCGTTGCTGG−3’(
配列番号24):[SalI](大腸菌(E.coli)複製起点用)。ベクタ
ーV1Rのヌクレオチド配列は以下のとおりである。
V1R: Minimal size vaccine vector (ie, containing no unnecessary DNA sequences,
In order to obtain the overall optimized heterologous gene expression characteristics conferred by V1J and V1Jns and high plasmid yield)
1R was constructed. (1) the region within the pUC backbone containing the E. coli origin of replication can be removed without affecting plasmid production from bacteria, (2) 3 of the kan r gene following the kanamycin open reading frame. The'region can be removed by inserting a bacterial terminator instead, and (3) ~ 300 bp from the 3'half of the BGH terminator (BG
It was confirmed that (after the original KpnI restriction enzyme site within the H element) could be removed without affecting its regulatory function. CMVintA promoter / BGH terminator, origin of replication and V1J corresponding to kanamycin resistance element, respectively
V1R was constructed by using PCR to synthesize three DNA segments from ns. The PCR oligomers were used to add the following unique restriction enzyme sites to each segment end in each segment: CMVi
SspI and XhoI for ntA / BGH; EcoRV and BamHI for kan r gene; and BclI and SalI for ori r . These enzymatic sites were chosen because they allow the unidirectional ligation of each of the PCR-derived DNA segments followed by the loss of each site. That is, EcoRV and SspI leave blunt-ended DNA suitable for ligation, while BamHI and BclI leave complementary overhangs as in SalI and XhoI. After obtaining these segments by PCR, each segment was digested with the appropriate restriction enzymes described above and then ligated together in a single reaction mixture containing all three DNA segments. 5 'end of the ori r is designed to contain normal T2 rho independent terminator sequence present in this region, it has to be granted termination information to the kanamycin resistance gene. The ligation product was confirmed by restriction enzyme digestion (more than 8 enzymes) and by DNA sequencing of the ligation junction. DNA plasmid yields and heterologous expression using viral genes within V1R appear to be similar to V1Jns. The resulting net reduction in vector size was 1346 bp (V1Jns = 4.86 kb; V1R = 3.52 kb). The PCR oligomer sequence used to synthesize V1R is as follows (restriction enzyme sites are underlined and restriction enzyme names are shown in brackets after the sequence): (1) 5 '-GGTACA AATTATT GGCTATTG
GCCATTGCATACG-3 ′ (SEQ ID NO: 19) [SspI]; (2) 5 ′
-CCACAT CTCGAG GAACCGGGTCAATTTCTCCAGCAC
C-3 '(SEQ ID NO: 20) [XhoI] (for CMVintA / BGH segment); (3) 5'-GGTACA GATATC GGAAAGCCACGTTGTG
TCTCAAAATC-3 ′ (SEQ ID NO: 21) [EcoRV]; (4) 5′-C
ACAT GGATCC GTAATGCTCTGCCAGTGTTACAACC-
3 '(SEQ ID NO: 2) [BamHI] (for kanamycin resistance gene segment);
(5) 5'-GGTACA TGATCA CGTAGAAAAGATCCAAAGG
ATCTTTTG-3 '(SEQ ID NO: 23) [BclI]; (6) 5'-CCA
CAT GTCGAC CCGTAAAAAGGCCGCGTTGCTGGG-3 '(
SEQ ID NO: 24): [SalI] (for E. coli origin of replication). The nucleotide sequence of vector V1R is as follows.

【0088】[0088]

【化13】 [Chemical 13]

【0089】 実施例2 DNAベクターワクチンとしてのコドン最適化HIV−1 PolおよびHI
V−1 IA Pol誘導体 WT−optolおよびIA−opt−pol遺伝子の合成: 両遺伝子の構築は、確立された方法に従いMidland Certifie
d Reagent Company(Midland,TX)により実施され
た。全pol遺伝子を含む159〜340塩基長の範囲の二本鎖オリゴヌクレオ
チドを固相法により合成し、pUC18内に別々にクローニングした。該wt−
pol遺伝子の場合、該断片は以下のとおりである。 BglII#1−Ecl136II半分の部位(282位)=pJS6A1−7
。 PmlI半分の部位#285−Ecl136II半分の部位#597=pJS6
B2−5。 SspI半分の部位#600−Ecl136II半分の部位#866=PJS6
C1−4。 SmaI半分の部位#869−ApaI#1095=pJS6D1−4。 ApaI#1095−KpnI#1296=pJS6E1−4。 KpanI#1296−XcmI#1636=pJS6F1−5。 XcmI#1636−NsiI#1847=pJS6G1−2。 NsiI#1847−BacI半分の部位#2174=pJS6H1−14。 BclI半分の部位#2174−SacI#2333=pJS6I1−2。 SacI#2333−BglII#2577=pJS6J1−1。 pUC18のEcoRI−HindIII部位内へのクローニングを可能にする
ために、EcoRI配列およびHindIII配列を、それぞれ各5’末端の上
流および各3’末端の下流に付加した。
Example 2 Codon Optimized HIV-1 Pol and HI as DNA Vector Vaccines
V-1 IA Pol Derivatives Synthesis of WT-optol and IA-opt-pol genes: Both genes were constructed according to established methods, Midland Certify.
d Reagent Company (Midland, TX). Double-stranded oligonucleotides ranging from 159 to 340 bases in length containing the entire pol gene were synthesized by the solid phase method and cloned separately into pUC18. The wt-
In the case of the pol gene, the fragment is: BglII # 1-Ecl136II half site (position 282) = pJS6A1-7
. PmlI half site # 285-Ecl136II half site # 597 = pJS6
B2-5. SspI half site # 600-Ecl136II half site # 866 = PJS6
C1-4. SmaI half site # 869-ApaI # 1095 = pJS6D1-4. ApaI # 1095-KpnI # 1296 = pJS6E1-4. KpanI # 1296-XcmI # 1636 = pJS6F1-5. XcmI # 1636-NsiI # 1847 = pJS6G1-2. NsiI # 1847-BacI half site # 2174 = pJS6H1-14. BclI half site # 2174-SacI # 2333 = pJS6I1-2. SacI # 2333-BglII # 2577 = pJS6J1-1. EcoRI and HindIII sequences were added upstream of each 5'end and downstream of each 3'end, respectively, to allow cloning of pUC18 into the EcoRI-HindIII site.

【0090】 該合成の次工程は、これらのカセットを3つのほぼ等しい断片(アルファ、ベ
ータ、ガンマ)に合体させることであり、以下のとおりに行った。
The next step in the synthesis was to combine these cassettes into three approximately equal fragments (alpha, beta, gamma), which were performed as follows.

【0091】 アルファ: pJS6C1−4のSspI−HindIII小断片をpJS6B2−5のE
cl136II−HindIII部位内に導入して、pJS6BC1−1を得た
。このプラスミドのEcoRI−PmlI部位内に、pJS6A1−7のEco
RI−Ecl136II小断片を挿入して、pJS6α1−8を得た。
Alpha: The SspI-HindIII small fragment of pJS6C1-4 was transformed into E of pJS6B2-5.
Introduced into the cl136II-HindIII site to obtain pJS6BC1-1. In the EcoRI-PmlI site of this plasmid, Eco of pJS6A1-7.
The RI-Ecl136II small fragment was inserted to obtain pJS6α1-8.

【0092】 ベータ: pJS6D1−4のEcoRI−ApaI小断片をpJS6E1−2の対応部
位内に挿入して、pJS6DE1−2を得た。また、pJS6F1−5のEco
RI−XcmI小断片をpJS6G1−2の対応部位内に挿入して、pJS6F
G1−1を得た。ついで、pJS6DE1−2のEcoRI−KpnI小断片を
pJS6FG1−1の対応部位内に挿入して、pJS6β1−1を得た。
Beta: The small EcoRI-ApaI fragment of pJS6D1-4 was inserted into the corresponding site of pJS6E1-2, resulting in pJS6DE1-2. In addition, Eco of pJS6F1-5
The RI-XcmI small fragment was inserted into the corresponding site of pJS6G1-2 to generate pJS6F.
G1-1 was obtained. Then, a small EcoRI-KpnI fragment of pJS6DE1-2 was inserted into the corresponding site of pJS6FG1-1 to obtain pJS6β1-1.

【0093】 ガンマ: pJS6J1−1のSacI−HindIII小断片をpJS6I1−2の対
応部位内に挿入して、pJS6IJ1−1を得た。BclI部位での後続の切断
が可能となるよう、このプラスミドを大腸菌(E.coli)SCS110(d
am−/dcm−)により増殖させた。該未メチル化pJS6IJ1−1のBc
lII−HindIII小断片をpJS6H1−14のBglII−HindI
II部位内に挿入して、pJS6χ1−1を得た。
Gamma: The SacI-HindIII small fragment of pJS6J1-1 was inserted into the corresponding site of pJS6I1-2, resulting in pJS6IJ1-1. This plasmid was cloned into E. coli SCS110 (d) to allow subsequent cleavage at the BclI site.
Am − / dcm −). Bc of the unmethylated pJS6IJ1-1
lII-HindIII small fragment was added to BglII-HindI of pJS6H1-14.
It was inserted into the II site to obtain pJS6χ1-1.

【0094】 該wt−polアルファ、ベータ、ガンマを、以下のとおり全配列に連結した
。 pJS6α1−8のEcoRI−Ecl136II小断片を、pJS6β1−1
のEcoRI−SmaI部位内に挿入して、pJS6αβ2−1を得た。 このプラスミドのNsiI−HindIII部位内に、pJS6χ1−1のNs
iI−HindIII小断片を挿入して、pUC18−wt−polを得た。こ
の最終プラスミドを両方の鎖において完全に再配列決定した。
The wt-pol alpha, beta, gamma were linked to the entire sequence as follows. The EcoRI-Ecl136II small fragment of pJS6α1-8 was added to pJS6β1-1.
Was inserted into the EcoRI-SmaI site of pJS6αβ2-1. Within the NsiI-HindIII site of this plasmid, Ns of pJS6χ1-1
The iI-HindIII small fragment was inserted to obtain pUC18-wt-pol. This final plasmid was completely resequenced on both strands.

【0095】 全IA−pol遺伝子を構築するために、僅か3つの新たな小断片を合成した
。 PmlI半分の部位#285−Ecl136II半分の部位=pJS7B1−1
。 KpnI#1296−XcmI#1636=pJS7F1−2。 NsiI#1847−BglII半分の部位#2174=pJS7H1−5。 ついでこれらを、前記と同じ再構築方法において用いて、pUC18−IA−p
olを得た。
To construct the entire IA-pol gene, only three new small fragments were synthesized. PmlI half site # 285-Ecl136II half site = pJS7B1-1
. KpnI # 1296-XcmI # 1636 = pJS7F1-2. NsiI # 1847-BglII half site # 2174 = pJS7H1-5. These were then used in the same reconstruction method as above to generate pUC18-IA-p
I got ol.

【0096】 発現ベクターの構築: 全pol遺伝子を含有する断片を単離するために、pUC18−wt−pol
およびpUC18−IA−polをBglIIで消化した。V1R、V1Jns
、V1Jns−tpa(Shiverら,1995,Immune respo
nses to HIV gp120 elicited by DNA va
ccination.In Vaccines 95(Chanock,R.M
.,Brown,F.,Ginsberg,H.S.,&Norrby,E.編
),pp.95−98;Cold Spring Harbpr Labora
tory Press,Cold Spring Harbor,New Yo
rk;実施例1も参照されたい)をBglIIで消化した。ついで該切断ベクタ
ーを仔ウシ腸アルカリホスファターゼで処理した。T4 DNAリガーゼを使用
して、wt−polおよびIA−polの両遺伝子を、切断されたV1R内に連
結した(16℃、一晩)。コンピテントDH5α細胞を該連結混合物のアリコー
トで形質転換した。増幅されたプラスミド単離物の制限消化により、コロニーを
スクリーニングした。同様の方法に従い、該IA−polを含有するBglII
断片をV1JnsのBglII部位内にサブクローニングした。該IA−pol
遺伝子をV1Jns−tpa内に連結するために、pfuポリメラーゼおよび以
下のプライマーペアを使用して該IA−pol遺伝子をV1R−IA−polか
らPCR増幅した:5’−GGTACAAGATCTCCGCCCCCATCT
CCCCCATTGAGA−3’(配列番号26)、および5’−CCACAT
AGATCTGCCCGGGCTTTAGTCCTCATC−3’(配列番号2
7)。開始metコドンが除去され、該pol遺伝子がV1Jns−tpaから
のtpaリーダーコード配列とインフレームで配置されるよう、該上流プライマ
ーを設計した。Sigma DNA Purification遠心カラムを使
用して、該PCR産物をアガロースゲルスラブから精製した。該精製産物をBg
lIIで消化し、V1Jns−tpaのBglII部位内にサブクローニングし
た。
Construction of Expression Vector: To isolate the fragment containing the entire pol gene, pUC18-wt-pol
And pUC18-IA-pol were digested with BglII. V1R, V1Jns
, V1Jns-tpa (Shiver et al., 1995, Immuno response).
nsses to HIV gp120 elicited by DNA va
ccination. In Vaccines 95 (Chanock, RM
. , Brown, F .; Ginsberg, H .; S. , & Norrby, E .; Ed.), Pp. 95-98; Cold Spring Harbpr Labora
tory Press, Cold Spring Harbor, New Yo
rk; see also Example 1) was digested with BglII. The cut vector was then treated with calf intestinal alkaline phosphatase. Both wt-pol and IA-pol genes were ligated into the truncated V1R using T4 DNA ligase (16 ° C., overnight). Competent DH5α cells were transformed with an aliquot of the ligation mixture. Colonies were screened by restriction digest of amplified plasmid isolates. According to a similar method, BglII containing the IA-pol
The fragment was subcloned into the BglII site of V1Jns. The IA-pol
The IA-pol gene was PCR amplified from V1R-IA-pol using pfu polymerase and the following primer pair to ligate the gene into V1Jns-tpa: 5′-GGTACAAGATCTCCGCCCCCATCT.
CCCCCATTGGAGA-3 '(SEQ ID NO: 26), and 5'-CCACAT
AGATCTGCCCGGGCTTTAGTCTCCATC-3 ′ (SEQ ID NO: 2
7). The upstream primer was designed such that the start met codon was removed and the pol gene was placed in frame with the tpa leader coding sequence from V1Jns-tpa. The PCR products were purified from agarose gel slabs using a Sigma DNA Purification centrifugation column. Bg of the purified product
It was digested with II and subcloned into the BglII site of V1Jns-tpa.

【0097】 結果: 該コドンヒト化wt−およびIA−pol遺伝子は、10個の合成dsDNA
断片の段階的連結により構築された(Ferrettiら,1986、Proc
.Natl.Acad.Sci.USA 83:599−603)。哺乳類系内
での発現のために、該IA−pol遺伝子をV1R、V1JnsおよびV1Jn
s−tpa内にサブクローニングした。これらの全てのベクターは、該遺伝子を
、ヒトサイトメガロウイルス/イントロンAハイブリッドプロモーター(hCM
VIA)の制御下に配置する。該IA−pol遺伝子のDNA配列および該発現
タンパク質産物を図2A〜Bに示す。V1Jns−tpa内へのサブクローニン
グは、ヒト組織特異的プラスミノーゲンアクチベーター(tpa)からのリーダ
ー配列を該IA−polのN末端に結合させて(Pennicaら,1983、
Nature 301:214−221)、該タンパク質の分泌を可能にする。
該tpaリーダーおよび該融合結合部の配列を図3に示す。
Results: The codon humanized wt- and IA-pol genes contain 10 synthetic dsDNAs.
Constructed by stepwise ligation of fragments (Ferretti et al., 1986, Proc
. Natl. Acad. Sci. USA 83: 599-603). For expression in mammalian systems, the IA-pol gene was cloned into V1R, V1Jns and V1Jn.
Subcloned into s-tpa. All these vectors use the gene for the human cytomegalovirus / intron A hybrid promoter (hCM
VIA). The DNA sequence of the IA-pol gene and the expressed protein product are shown in Figures 2A-B. Subcloning into V1Jns-tpa involves ligation of the leader sequence from human tissue-specific plasminogen activator (tpa) to the N-terminus of the IA-pol (Penica et al., 1983,
Nature 301: 214-221), allowing secretion of the protein.
The sequences of the tpa leader and the fusion junction are shown in Figure 3.

【0098】 実施例3 HIV−1 POLワクチン−げっ歯類での研究 材料: 大腸菌(E.coli)DH5α株、ペニシリン、ストレプトマイシン、AC
K細胞溶解バッファー、ヘペス、L−グルタミン、RPM1640および超純粋
CsClをGibco/BRL(Grand Island、NY)から入手し
た。ウシ胎仔血清(FBS)をHycloneから購入した。カナマイシン、T
ween 20、ウシ血清アルブミン、過酸化水素(30%)、濃硫酸、β−メ
ルカプトエタノール(β−ME)およびコンカナバリンAをSigma(St.
Louis,MO)から入手した。4〜6週齢の雌balb/cマウスをTac
onic Farms(Germantown,NY)から入手した。0.3m
L インスリンシリンジをMyodermから購入した。96ウェル平底Max
isorpプレートをNUNC(Rochester,NY)から入手した。H
IV−1IIIB RT p66組換えタンパク質をAdvanced Bio
technologies,Inc.(Columbia,MD)から入手した
。20マー ペプチドはResearch Genetics(Huntsvi
lle,AL)により合成された。ホースラディッシュペルオキシダーゼ(HR
P)共役ウサギ抗マウスIgG1をZYMED(San Francisco,
CA)から入手した。1,2−フェニレンジアミン二塩酸(OPD)錠剤をDA
KO(Norway)から入手した。精製されたラット抗マウスIFN−ガンマ
(IgG1,クローンR4−6A2)、ビオチン共役ラット抗マウスIFN−ガ
ンマ(IgG1,クローンXMG1.2)およびストレプトアビジン−アルカリ
ホスファターゼ共役体をPharMingen(San Diego,CA)か
ら購入した。1−STEP NBT/BCIP色素をPierce Chemi
cals(Rockford,IL)から入手した。96ウェルMultisc
reen膜プレートをMillipore(France)から購入した。細胞
濾過器をBecton−Dickinson(Franklin Lakes,
NJ)から入手した。
Example 3 HIV-1 POL Vaccine-Rodent Studies Materials: E. coli DH5α strain, penicillin, streptomycin, AC
K cell lysis buffer, Hepes, L-glutamine, RPM1640 and ultrapure CsCl were obtained from Gibco / BRL (Grand Island, NY). Fetal bovine serum (FBS) was purchased from Hyclone. Kanamycin, T
ween 20, bovine serum albumin, hydrogen peroxide (30%), concentrated sulfuric acid, β-mercaptoethanol (β-ME) and concanavalin A were added to Sigma (St.
Louis, MO). 4 to 6-week-old female balb / c mice were subjected to Tac
Obtained from onic Farms (Germantown, NY). 0.3 m
L insulin syringe was purchased from Myoderm. 96-well flat bottom Max
Isorp plates were obtained from NUNC (Rochester, NY). H
IV-1 IIIB RT p66 recombinant protein was added to Advanced Bio
technologies, Inc. (Columbia, MD). The 20-mer peptide is derived from Research Genetics (Huntsvi).
Ile, AL). Horseradish Peroxidase (HR
P) conjugated rabbit anti-mouse IgG1 was added to ZYMED (San Francisco,
Obtained from CA). 1,2-phenylenediamine dihydrochloric acid (OPD) tablets for DA
Obtained from KO (Norway). Purified rat anti-mouse IFN-gamma (IgG1, clone R4-6A2), biotin conjugated rat anti-mouse IFN-gamma (IgG1, clone XMG1.2) and streptavidin-alkaline phosphatase conjugate were added to PharMingen (San Diego, CA). Purchased from. 1-STEP NBT / BCIP dyes with Pierce Chemi
Obtained from cals (Rockford, IL). 96-well Multisc
Reen membrane plates were purchased from Millipore (France). Replace the cell strainer with Becton-Dickinson (Franklin Lakes,
NJ).

【0099】 プラスミドの調製: 該polプラスミドを発現する大腸菌(E.coli)DH5α細胞を、10
0ug/mL カナマイシンで補足されたLBブロス中、飽和するまで増殖させ
た。プラスミドを標準的なCsCl法により精製し、更なる使用まで、5mg/
mLより大きな濃度で食塩水中で可溶化した。
Plasmid preparation: E. coli DH5α cells expressing the pol plasmid were treated with 10
Grow to saturation in LB broth supplemented with 0 ug / mL kanamycin. The plasmid was purified by standard CsCl method, 5 mg / until further use
Solubilized in saline at concentrations greater than mL.

【0100】 ワクチン接種: 該プラスミドをリン酸緩衝食塩水中で調製し、50uL アリコートの針注射
(28−1/2Gインスリンシリンジ)によりbalb/cの各方形筋内に投与
した。V1Jns−IApolを0.3、3、30ugの用量で投与し、比較の
ために、V1Jns−tpa−IApolを30ugの用量で投与した。T=0
およびT=8週に免疫化を行った(30ug用量コホートからの選択動物に対し
て)。
Vaccination: The plasmid was prepared in phosphate buffered saline and administered by bolus / c intramuscular square in balb / c by needle injection (50-1 / 2G insulin syringe) in 50 uL aliquots. V1Jns-IApol was administered at a dose of 0.3, 3, 30 ug, and V1Jns-tpa-IApol was administered at a dose of 30 ug for comparison. T = 0
And T = 8 weeks of immunization (relative to selected animals from the 30 ug dose cohort).

【0101】 ELISAアッセイ: T=12週の時点で、尾静脈を切開することにより血液サンプルを集め、該血
清を分離した。標準的な二次抗体に基づくELISAに従い、抗RT力価を得た
。簡単に説明すると、100ulの1ug/mL HIV−1 RTタンパク質
(PBS中)での一晩のインキュベーションにより、Maxisorpプレート
をコートした。該プレートをPBS/0.05% Tween 20で洗浄し、
200ul/ウェルのブロッキング溶液(PBS/0.05% tween/1
% BSA)と共に約2時間インキュベートした。該ブロッキング溶液をデカン
トした。100uL アリコートの系列希釈血清サンプルをウェルごとに加え、
室温で2時間インキュベートした。該プレートを洗浄し、100uLの1/10
00希釈HRPウサギ抗マウスIgGを、1時間インキュベートしながら加えた
。該プレートを十分に洗浄し、100uLのOPD/HO溶液に15分間浸し
た。100uLの0.5M HSO/ウェルを加えることにより、該反応を
クエンチした。OD492の読み取り値を記録した。
ELISA assay: At T = 12 weeks, blood samples were collected by dissecting the tail vein and the sera were separated. Anti-RT titers were obtained according to a standard secondary antibody-based ELISA. Briefly, Maxisorp plates were coated by overnight incubation with 100 ul of 1 ug / mL HIV-1 RT protein in PBS. The plate was washed with PBS / 0.05% Tween 20
200 ul / well blocking solution (PBS / 0.05% tween / 1
% BSA) for about 2 hours. The blocking solution was decanted. A 100 uL aliquot of serially diluted serum sample was added per well,
Incubated at room temperature for 2 hours. Wash the plate, 100 uL 1/10
00 diluted HRP rabbit anti-mouse IgG was added with 1 hour incubation. The plate was washed thoroughly and immersed in 100 uL of OPD / H 2 O solution for 15 minutes. The reaction was quenched by adding 100 uL of 0.5 MH 2 SO 4 / well. The OD 492 reading was recorded.

【0102】 ELIspot: 脾臓をT=13〜14週の時点で5マウス/コホートから集め、8mL R1
0培地(RPM1640,10% FBS,2mM L−グルタミン,100U
/mL ペニシリン,100u/mL ストレプトマイシン,10mM Hep
es,50uM β−ME)のチューブ内にプールした。Multiscree
n不透明プレートを100μl/ウェルの捕捉mAb(PBS中で5μg/ml
まで希釈した精製R4−6A2)で4℃で一晩コートした。該プレートをフード
中のPBS/Pen/Strepで洗浄し、200μl/ウェルの完全R10培
地で37℃で少なくとも2時間ブロッキングした。該マウス脾臓を鋼鉄メッシュ
上で粉砕し、15ml チューブ内に集め、1200rpmで10分間遠心分離
した。該ペレットACKバッファー(4ml/脾臓の細胞溶解バッファー)中、
室温で5分間処理して、赤血球を細胞溶解した。該細胞ペレットを、前記のとお
りに遠心分離し、K−培地(5ml/マウス脾臓)内に再懸濁させ、細胞濾過器
で濾過し、血球計算盤を使用して計数した。ブロッキング培地を該プレートから
デカントし、100μ/ウェルの細胞サンプル(5.0×10e5細胞/ウェル
)+抗原を加えた。既に同定されている2つのエピトープ含有ペプチド(aa6
41−660,aa731−750)の混合物を使用して、Pol特異的CD4 細胞を刺激した。4つのペプチドエピトープ含有ペプチド(aa201−22
0,aa311−330,aa571−aa590,aa781−800)のプ
ールを使用して又は個々のペプチドで、抗原特異的CD8細胞を刺激した。4
ug/mL/ペプチドの最終濃度を用いた。マイトジェンであるコンカナバリン
Aを加えることにより、各脾細胞サンプルをIFNガンマ分泌に関して試験した
。プレートを37℃、5% COで20〜24時間インキュベートした。該プ
レートをPBS/0.05% Tween 20で洗浄し、100uL/ウェル
の5ug/mL ビオチン共役ラット抗マウスIFN−mAb(クローンXMG
1.2)に4℃で一晩浸した。該プレートを洗浄し、100uL/ウェルの1/
2500希釈度のストレプトアビジン−AP(PBS/0.005% Twee
n/5% FCS中)に37℃で30分間浸した。洗浄後、100μl/ウェル
の1工程(1−step)NBT/BCIPと共に6〜10分間インキュベート
することにより、スポットを現像した。該プレートを水で洗浄し、風乾させた。
各ウェル内のスポットの数を、解剖顕微鏡を使用して測定し、10細胞に対し
て正規化した。
[0102]   ELIspot:   Spleens were collected from 5 mice / cohort at T = 13-14 weeks and 8 mL R1
0 medium (RPM1640, 10% FBS, 2 mM L-glutamine, 100 U
/ ML penicillin, 100u / mL streptomycin, 10mM Hep
es, 50 uM β-ME) in a tube. Multiscreen
100 μl / well of capture mAb (5 μg / ml in PBS)
Coated with purified R4-6A2) diluted to 4 ° C. overnight. Hood the plate
Wash with PBS / Pen / Strep in 200 μl / well complete R10 medium
Blocked at 37 ° C for at least 2 hours in the field. Steel mesh of the mouse spleen
Grind above, collect in a 15 ml tube and centrifuge at 1200 rpm for 10 minutes
did. In the pellet ACK buffer (4 ml / spleen cell lysis buffer),
Red blood cells were lysed by treatment at room temperature for 5 minutes. The cell pellet was treated as above.
Cell suspension, resuspended in K-medium (5 ml / mouse spleen), and cell strainer
Filtered and counted using a hemocytometer. Blocking medium from the plate
Decant and 100 μ / well cell sample (5.0 × 10e5 cells / well
) + Antigen was added. Two previously identified epitope-containing peptides (aa6
41-660, aa731-750), and used for Pol-specific CD4. + The cells were stimulated. Four peptide epitope-containing peptides (aa201-22
0, aa311-330, aa571-aa590, aa781-800).
Antigen-specific CD8+The cells were stimulated. Four
A final concentration of ug / mL / peptide was used. Mitogen Concanavalin
Each splenocyte sample was tested for IFN-gamma secretion by adding A
. Plate at 37 ° C, 5% COTwoAnd incubated for 20-24 hours. The
Wash rate with PBS / 0.05% Tween 20, 100 uL / well
5 ug / mL biotin-conjugated rat anti-mouse IFN-mAb (clone XMG
It was immersed in 1.2) at 4 ° C. overnight. The plate is washed and 100 uL / well of 1 /
Streptavidin-AP at 2500 dilution (PBS / 0.005% Twee
Dipping in n / 5% FCS) at 37 ° C for 30 minutes. After washing, 100 μl / well
Incubation with 1-step NBT / BCIP for 6-10 minutes
To develop the spot. The plate was washed with water and air dried.
The number of spots in each well was measured using a dissecting microscope and 106For cells
And normalized.

【0103】 結果: V1Jns−IApolでのbalb/cマウスの1回のワクチン接種は抗原
特異的抗体(図4)およびT細胞(図5)応答を用量反応的に誘導することが可
能であった。CD4およびCD8T細胞エピトープを含有するペプチドのプ
ールでの刺激後、3および30ugのコホートから、脾細胞からのIFNガンマ
分泌が検出されうる。これらのエピトープは、(1)該全pol配列を含み10
アミノ酸により重複する20マーペプチドを、ワクチン被接種体からのIFNガ
ンマ分泌を刺激する能力に関してスクリーニングすることにより、および(2)
Elispotアッセイにおけるいずれかの集団を枯渇させてT細胞型(CD4 またはCD8)を決定することにより、同定された。該プール遺伝子へのt
paリーダー配列の付加は、若干高くなければ比較しうる度数のpol特異的C
D4およびCD8細胞を誘導しうる。V1Jns−IApolおよびV1J
ns−tpa−IApolのいずれかでの第2免疫化は、該免疫応答の、有効な
追加抗原刺激をもたらした。
[0103]   result:   Single vaccination of balb / c mice with V1Jns-IApol was antigenic
Can induce specific antibody (Figure 4) and T cell (Figure 5) responses in a dose-responsive manner
It was Noh. CD4+And CD8+Peptides containing T-cell epitopes
IFN gamma from splenocytes from 3 and 30 ug cohorts after stimulation with
Secretion can be detected. These epitopes include (1) 10 including the entire pol sequence.
A 20-mer peptide that overlaps with an amino acid was added to the IFN
By screening for the ability to stimulate human secretion, and (2)
Depleting either population in the Elispot assay to T cell type (CD4 + Or CD8+) Was determined. T to the pool gene
The addition of the pa leader sequence has a comparable frequency of pol-specific C if not slightly higher.
D4+And CD8+Can induce cells. V1Jns-IApol and V1J
A second immunization with either ns-tpa-IApol was effective against the immune response.
A boost was produced.

【0104】 実施例4 HIV−1 Polワクチン−非ヒト霊長類での研究 材料: 大腸菌(E.coli)DH5α株、ペニシリン、ストレプトマイシンおよび
超純粋CsClをGibco/BRL(Grand Island、NY)から
入手した。カナマイシンおよびフィトヘマグルチニン(PHA−M)をSigm
a(St.Louis,MO)から入手した。20マー ペプチドはSynPe
p(Dublin,CA)およびResearch Genetics(Hun
tsville,AL)により合成された。96ウェルMultiscreen
膜プレートをMillipore(France)から購入した。ストレプトア
ビジン−アルカリホスファターゼ共役体をPharmingen(San Di
ego,CA)から購入した。1−Step NBT/BCIP色素をPier
ce Chemicals(Rockford,IL)から入手した。ラット抗
ヒトIFN−ガンマmAbおよびビオチン共役抗ヒトIFN−ガンマ試薬をR&
D Systems(Minneapolis,MN)から入手した。Dyna
beads M−450抗ヒトCD4をDynal(Norway)から入手し
た。HIVp24抗原アッセイをCoulter Corporation(M
iami,FL)から購入した。HIVIIIIB RT p66組換えタンパ
ク質をAdvanced Biotechnologies,Inc.(Col
umbia,MD)から入手した。プラスチック8ウェルストリップ/プレート
、平底、MaxisorpをNUNC(Rochester,NY)から入手し
た。HIV+ヒト血清9711234をBiological Special
ty Corp.から入手した。
Example 4 HIV-1 Pol Vaccine-Study in Non-human Primates Materials: E. coli DH5α strain, penicillin, streptomycin and ultrapure CsCl were obtained from Gibco / BRL (Grand Island, NY). . Kanamycin and phytohemagglutinin (PHA-M) were treated with Sigma.
a (St. Louis, MO). The 20-mer peptide is SynPe
p (Dublin, CA) and Research Genetics (Hun
tsville, AL). 96-well Multiscreen
Membrane plates were purchased from Millipore (France). Streptavidin-alkaline phosphatase conjugate was added to Pharmingen (San Di
ego, CA). 1-Step NBT / BCIP dye is Pier
Ce Chemicals (Rockford, IL). R & d rat anti-human IFN-gamma mAb and biotin conjugated anti-human IFN-gamma reagent.
Obtained from D Systems (Minneapolis, MN). Dyna
Beads M-450 anti-human CD4 was obtained from Dynal (Norway). The HIV p24 antigen assay was tested by Coulter Corporation (M
ami, FL). The HIVI IIIB RT p66 recombinant protein was purchased from Advanced Biotechnologies, Inc. (Col
Umbia, MD). Plastic 8-well strips / plates, flat bottom, Maxisorp were obtained from NUNC (Rochester, NY). HIV + Human Serum 9711234 Biological Special
ty Corp. Obtained from.

【0105】 プラスミドの調製: 該polプラスミドを発現する大腸菌(E.coli)DH5α細胞を、10
0ug/mL カナマイシンで補足されたLB中、飽和するまで増殖させた。プ
ラスミドを標準的なCsCl法により精製し、更なる使用まで、5mg/mLよ
り大きな濃度で食塩水中で可溶化した。
Plasmid preparation: E. coli DH5α cells expressing the pol plasmid were treated with 10
Grow to saturation in LB supplemented with 0 ug / mL kanamycin. The plasmid was purified by standard CsCl method and solubilized in saline at concentrations greater than 5 mg / mL until further use.

【0106】 ワクチン接種: 3匹のアカゲザル(約5〜10kg)のコホートを5mgの用量のV1Jns
−IApolまたはV1Jns−tpa−IApolでワクチン接種した。該ワ
クチンは、両方の三角筋内への5mg/mL プラスミド溶液(リン酸緩衝食塩
水中,pH7.2)の2つの0.5mL アリコートの針注射により投与した。
ワクチン接種前、該サルを10mg/kg ケタミンのi.m.注射により化学
的拘束した。該動物を4週間間隔(T=0、4、8週)で3回免疫した。
Vaccination: A cohort of 3 rhesus monkeys (approximately 5-10 kg) was dosed with a dose of 5 mg of V1Jns.
Vaccinated with -IApol or V1Jns-tpa-IApol. The vaccine was administered by needle injection of two 0.5 mL aliquots of 5 mg / mL plasmid solution (phosphate buffered saline, pH 7.2) into both deltoids.
Prior to vaccination, the monkeys were treated with 10 mg / kg ketamine i.v. m. Chemically restrained by injection. The animals were immunized three times at 4-week intervals (T = 0, 4, 8 weeks).

【0107】 サンプルの採集: 血液をT=0、4、8、12、16、18週の時点で集め、確立されたプロト
コールを用いて血清およびPBMCを単離した。
Sample Collection: Blood was collected at T = 0, 4, 8, 12, 16, 18 weeks and serum and PBMC were isolated using established protocols.

【0108】 ELIspotアッセイ: Immobilon−IPプレートを100uL/ウェルのラット抗ヒトIF
N−ガンマmAbで15ug/mLで4℃で一晩コートした。ついで該プレート
をPBSで洗浄し、200uL/ウェルのR10培地の添加によりブロッキング
する。ウェル当たり4×10e5個の末梢血細胞をプレーティングした。各ウェ
ルに、いずれかの培地または該polペプチドプールの1つ(ペプチド当たり4
ug/mLの最終濃度)または公知マイトジェンであるPHAを最終容積100
uLまで加える。抗原当たりサンプル当たり2重のウェルを準備し、37℃で2
0〜24時間にわたり刺激を行った。ついで該プレートを洗浄し、ビオチン化抗
ヒトIFN−ガンマ試薬を加え(0.1ug/mL,100uL/ウェル)、4
℃で一晩インキュベートする。この場合も、該プレートを洗浄し、100uLの
1:2500希釈の該ストレプトアビジン−アルカリホスファターゼ試薬(PB
S/0.005% Tween/5% FCS中)を加え、外界室温温度で2時
間インキュベートする。もう一度洗浄した後、100uL/ウェルの1工程(1
−step)NBT/BCIPと共に6〜10分間インキュベートすることによ
りスポットを現像する。PBSで予め洗浄されたDynabeads M450
抗ヒトCD4の細胞10個当たり1個のビーズ粒子を加え、該シェーカー上で4
℃で30分間インキュベートすることにより、CD4− T細胞枯渇を行った。
該ビーズを磁気的に分画し、未結合細胞を集め、定量した後、ELISpotア
ッセイプレート上にプレーティングする(4×10e5細胞/ウェル)。
ELIspot Assay: Immobilon-IP plates at 100 uL / well of rat anti-human IF.
Coated with N-gamma mAb at 15 ug / mL at 4 ° C overnight. The plate is then washed with PBS and blocked by the addition of 200 uL / well R10 medium. 4 × 10e5 peripheral blood cells were plated per well. Each well contained either medium or one of the pol peptide pools (4 per peptide
final concentration of ug / mL) or a known mitogen PHA in a final volume of 100
Add up to uL. Prepare duplicate wells per sample per antigen and duplicate at 37 ° C.
The stimulation was performed for 0 to 24 hours. The plate was then washed and biotinylated anti-human IFN-gamma reagent was added (0.1 ug / mL, 100 uL / well), 4
Incubate overnight at ° C. Again, the plate was washed and 100 uL of the 1: 2500 dilution of the streptavidin-alkaline phosphatase reagent (PB
S / 0.005% Tween / 5% FCS) and incubate for 2 hours at ambient room temperature. After washing once again, 100 uL / well of one step (1
-Step) Develop spots by incubating with NBT / BCIP for 6-10 minutes. Dynabeads M450 pre-washed with PBS
Add 1 bead particle per 10 cells of anti-human CD4 and
CD4-T cell depletion was performed by incubating at 30 ° C. for 30 minutes.
The beads are magnetically fractionated, unbound cells are collected, quantified and then plated on ELISpot assay plates (4 x 10e5 cells / well).

【0109】 CTLアッセイ: 新鮮な又は低温保存された末梢血単核細胞(PBMC)でバルクCTL培養を
樹立するための方法は以下のとおりである。20%の全PBMCに、0.5ml
の容積中、5の感染多重度(moi)で37℃で1時間、それぞれ組換えワクチ
ンウイルス、Vac−tpaPolを感染させ、ついで残存PBMCサンプルと
一緒にした。該細胞を10mlのR−10培地内で1回洗浄し、12ウェルプレ
ート中の4mlのR−10培地内に約5〜10×10細胞/ウェルでプレーテ
ィングした。組換えヒトIL−7を該培養に330U/mlの濃度で加えた。2
または3日後、組換えヒトIL−2(100U/ml)を含有するR−10(1
ml)を各ウェルに加えた。そしてその後毎週2回、2mlの培養培地を、rh
IL−2(100U/ml)を含有する2mlの新鮮R−10培地と交換した。
該リンパ球を、5% COの存在下、37℃で約2週間培養し、後記のとおり
に細胞傷害アッセイにおいて使用した。バルクCTL培養から回収したエフェク
ター細胞を、ペプチドプールで感作された自己Bリンパ系細胞系(BLCL)に
対して試験した。該ペプチド感作標的を準備するために、該BLCL細胞をR−
10培地で1回洗浄し、計数し、1mlの容積中、ペプチドプール(各個のペプ
チドに関して約4〜8μg/mlの濃度)で一晩にわたりパルスした。該ペプチ
ドパルス化標的におけるDMSO濃度に符合させるために、ペプチドを含有しな
いDMSO希釈液で細胞をパルスすることにより、模擬標的を調製した。翌朝、
該細胞を計数し、1×10個の細胞を0.5mlのR−10培地内に再懸濁さ
せた。5〜10μlのNa51CrOを該チューブに同時に加え、該細胞を3
7℃で1〜2時間インキュベートした。ついで該細胞を3回洗浄し、標的細胞と
して使用する5×10細胞/ml(R−10培地内)で再懸濁させた。該培養
リンパ球を標的細胞と共に、示されているエフェクター:標的(E:T)比で9
6ウェルプレート内に3重にプレーティングし、5% COの存在下、37℃
で4時間インキュベートした。細胞混合物の各ウェルからの30μlの上清のサ
ンプルを、Lumaplate−96(Packard Instrument
,Meriden,CT)のウェル上に回収し、該プレートを一晩にわたり風乾
させた。Packard Instrumentからのプレートカウンターを使
用して、該ウェル内の51Crの量をβ−粒子放出により測定した。特異的細胞
溶解の割合(%)を、式:%特異的細胞溶解=(E−S)/(M−S)を用いて
算出した。記号Eは、エフェクター細胞の存在下で標的細胞から放出された平均
cpmを表し、Sは、培地のみの存在下で放出された自発的cpmであり、Mは
、2% Triton X−100の存在下で放出された最大cpmである。
CTL Assay: The method for establishing bulk CTL cultures on fresh or cryopreserved peripheral blood mononuclear cells (PBMC) is as follows. 0.5 ml to 20% total PBMC
Of the recombinant vaccine virus, Vac-tpaPol, at a multiplicity of infection (moi) of 5 for 1 hour at 37 ° C., respectively, and then combined with the remaining PBMC samples. The cells were washed once in 10 ml R-10 medium and plated at approximately 5-10 x 10 < 6 > cells / well in 4 ml R-10 medium in 12-well plates. Recombinant human IL-7 was added to the culture at a concentration of 330 U / ml. Two
Or after 3 days, R-10 (1 containing recombinant human IL-2 (100 U / ml)
ml) was added to each well. Then, twice a week, 2 ml of the culture medium was added to the rh
The medium was replaced with 2 ml of fresh R-10 medium containing IL-2 (100 U / ml).
The lymphocytes in the presence of 5% CO 2, and cultured for about 2 weeks at 37 ° C., were used in cytotoxicity assays as described below. Effector cells harvested from bulk CTL cultures were tested against a peptide pool-sensitized autologous B lymphoid cell line (BLCL). To prepare the peptide-sensitized target, the BLCL cells were subjected to R-
Washed once with 10 media, counted and pulsed with peptide pool (concentration of about 4-8 μg / ml for each peptide) in a volume of 1 ml overnight. Mock targets were prepared by pulsing the cells with DMSO diluent without peptide to match the DMSO concentration in the peptide-pulsed target. next morning,
The cells were counted and 1 × 10 6 cells were resuspended in 0.5 ml R-10 medium. 5-10 μl of Na 51 CrO 4 was added simultaneously to the tube and the cells were added to 3
Incubated at 7 ° C for 1-2 hours. The cells were then washed 3 times and resuspended at 5 × 10 4 cells / ml (in R-10 medium) used as target cells. The cultured lymphocytes with target cells at the effector: target (E: T) ratios shown were 9
Plate in triplicate in a 6-well plate, 37 ° C in the presence of 5% CO 2.
And incubated for 4 hours. A sample of 30 μl of supernatant from each well of the cell mixture was taken from Lumaplate-96 (Packard Instrument).
, Meriden, CT) and the plates were allowed to air dry overnight. The amount of 51 Cr in the wells was measured by β-particle release using a plate counter from Packard Instrument. The percentage of specific cell lysis was calculated using the formula:% specific cell lysis = (ES) / (MS). The symbol E represents the mean cpm released from target cells in the presence of effector cells, S is the spontaneous cpm released in the presence of medium alone, M is the presence of 2% Triton X-100. Maximum cpm released below.

【0110】 ELISAアッセイ: 該サル内のpol特異的抗体を、競合RT EIAアッセイにおいて測定した
。この場合、サンプルの活性を、該プレートウェル上のコート抗体への結合から
RT抗原を遮断する能力により測定する。簡単に説明すると、Maxisorp
プレートを飽和量のpol陽性ヒト血清(97111234)でコートした。2
50uLの各サンプルを15uLの266ng/mL RT組換えタンパク質(
RCM 563,1% BSA,0.1% tween,0.1% NaN
)および20uLの細胞溶解バッファー(Coulter p24抗原アッセイ
キット)と共に室温で15分間インキュベートする。最大RT結合を定める陰性
対照および標準の系列希釈サンプルを使用して、同様の混合物を調製する。20
0uL/ウェルの各サンプルおよび標準を該洗浄プレートに加え、該プレートを
室温で16〜24時間インキュベートした。結合RTを、Coulter p2
4抗原アッセイキットに記載の方法に従い定量し、選択された標準により任意に
定義されたミリMerck単位/mLで表す。
ELISA assay: Pol-specific antibodies in the monkey were measured in a competitive RT EIA assay. In this case, the activity of the sample is measured by the ability to block the RT antigen from binding to the coat antibody on the plate wells. Briefly, Maxisorp
Plates were coated with saturating amounts of pol positive human serum (9711234). Two
50 uL of each sample was added to 15 uL of 266 ng / mL RT recombinant protein (
RCM 563, 1% BSA, 0.1% tween, 0.1% NaN 3 ) and 20 uL of cell lysis buffer (Coulter p24 antigen assay kit) are incubated for 15 minutes at room temperature. A similar mixture is prepared using negative controls and standard serially diluted samples that define maximum RT binding. 20
0 uL / well of each sample and standard was added to the wash plate and the plate was incubated at room temperature for 16-24 hours. Combine RT with Coulter p2
Quantified according to the method described in the 4-antigen assay kit and expressed in milliMerck units / mL arbitrarily defined by the selected standard.

【0111】 結果: V1Jns−IApolでの反復ワクチン接種は、3匹中1匹のサル(94R
033)において、有意なレベルの抗原特異的T細胞活性化(図6A〜C及び表
2)およびペプチドパルス化自己細胞のCTL殺傷(図7A〜B)を誘導した。
ELIspotアッセイにおけるCD4枯渇PBMCのペプチド刺激により、こ
の動物におけるT細胞応答に対する有意なCD8+ 成分が確認された(表2)
Results: Repeated vaccination with V1Jns-IApol resulted in 1 out of 3 monkeys (94R).
033) induced significant levels of antigen-specific T cell activation (FIGS. 6A-C and Table 2) and CTL killing of peptide-pulsed autologous cells (FIGS. 7A-B).
Peptide stimulation of CD4-depleted PBMCs in the ELIspot assay confirmed a significant CD8 + component to the T cell response in this animal (Table 2).
.

【0112】 V1Jns−tpa−IApolでの免疫は、全3個のワクチンからのT細胞
応答をもたらした(図6A〜C、図7A〜B;表2)。2個(920078,9
4R028)は、CD4枯渇PBMCのElispot分析による測定で、バル
クCTL活性および検出可能なCD8+ 成分を示した。3番目のサル(920
073)では、活性化T細胞は大部分がCD4+であった(表2)。表3は、V
1Jns−IApolまたはV1Jns−tpa−IApol(5mg用量)で
3回ワクチン接種されたサルに対する抗原特異的刺激の際のIFNガンマ分泌細
胞の度数(細胞100万個当たりのSFC)に関する時間経過データを示す。T
=18週の時点で、CD4細胞枯渇を行った。示されている値は分画細胞100
万個当たりのスポットの数であり、生じたCD8+ T細胞富化に関しては補正
されていない。IA polタンパク質(mpo−1,mpol−2)またはw
t Pol(wtpol−1,wtpol−2)に相当するペプチドプールでP
BMCを刺激した。
Immunization with V1Jns-tpa-IApol resulted in T cell responses from all three vaccines (FIGS. 6A-C, FIGS. 7A-B; Table 2). 2 pieces (920078, 9
4R028) showed bulk CTL activity and a detectable CD8 + component as measured by Elispot analysis of CD4-depleted PBMCs. Third monkey (920
In 073), activated T cells were predominantly CD4 + (Table 2). Table 3 shows V
Shows time course data on the frequency of IFN-gamma secreting cells (SFC per million cells) upon antigen-specific stimulation of monkeys vaccinated three times with 1Jns-IApol or V1Jns-tpa-IApol (5 mg dose). . T
= At the 18th week, CD4 cell depletion was performed. Values shown are for fractionated cells 100
The number of spots per million is not corrected for the resulting CD8 + T cell enrichment. IA pol protein (mpo-1, mpol-2) or w
P in the peptide pool corresponding to t Pol (wtpol-1, wtpol-2)
BMC was stimulated.

【0113】[0113]

【表2】 [Table 2]

【0114】 該Elispotアッセイのために、該ワクチン配列に基づく20マーペプチ
ドプールのプールを使用することにより抗原特異的刺激を行った。該ワクチンp
ol配列は、9個の点突然変異により野生型HIV−1配列とは異なり、それに
より、該プールの20マーペプチドの16個に影響を及ぼす。これらのペプチド
を、野生型配列を使用するもので置換した場合、該ワクチンにおいて、比較しう
る応答が観察された。
For the Elispot assay, antigen-specific stimulation was performed by using a pool of 20mer peptide pools based on the vaccine sequence. The vaccine p
The ol sequence differs from the wild-type HIV-1 sequence by 9 point mutations, thereby affecting 16 of the 20-mer peptides of the pool. A comparable response was observed in the vaccine when these peptides were replaced with those using the wild type sequence.

【0115】 該ワクチンのうちの4個は、該プラスミドの3回の投与の後に、バックグラウ
ンドを超える抗RT力価を与えた(表2)。
Four of the vaccines gave anti-RT titers above background after three doses of the plasmid (Table 2).

【0116】[0116]

【表3】 [Table 3]

【0117】 実施例5 wt−polのインビボ発現および細胞性免疫応答に対するコドン最適化の効
果 材料および方法: ウイルス由来のpol遺伝子の抽出: RT−INの遺伝子(wt−pol;HIV IIIBゲノムから直接的に誘
導された非コドン最適化野生型pol遺伝子)を抽出し、2つのプライマー:5
’−CAG GCG AGA TCT ACC ATG GCC CCC AT
T AGC CCT ATT GAG ACT GTA−3’(配列番号29)
および5’−CAG GCG AGA TCT GCC CGG GCT TT
A ATC CTC ATC CTG TCT ACT TGC CAC−3’
(配列番号30)(BglII部位を含有する)を使用してHIV IIIBゲ
ノムから増幅した。該反応は、10mM KCl、10mM (NHSO 、20mM Tris−HCl(pH8.75)、2mM MgSO、0.
1% TritonX−100、0.1mg/ml ウシ血清アルブミン(BS
A)中に200nmolの各プライマー、2.5Uのpfu Turbo DN
Aポリメラーゼ(Stratagene,La Jolla,CA)、0.2m
Mの各dNTP、および該鋳型DNAを含有していた。加熱サイクル条件は以下
のとおりであった:20サイクルの95℃で1分間、56℃で1分間および72
℃で4分間(72℃で15分間のキャップ形成)の20サイクル。消化されたP
CR断片を、前記と同様の方法に従い、発現プラスミドV1Jns(Shive
rら,1995,Immune responses to HIV to g
p120 elicited by DNA vaccination.In
Chanock,R.M.,Brown,F.,Ginsberg,H.S.お
よびNorrby,E.(編)Vaccines 95.Cold Sprin
g Harbor Laboratory Press,Cold Sprin
g Harbor,New York,pp 95−98;本明細書の実施例1
も参照されたい)のBglII部位内にサブクローニングした。ついで該連結混
合物を使用して、コンピテント大腸菌(E.coli)DH5細胞を形質転換し
、個々のコロニーのPCR増幅によりスクリーニングした。該全遺伝子インサー
トの配列を確認した。動物の免疫化のための全てのプラスミド構築物をCsCl
法(Sambrookら,1989,FritschおよびManiatis,
T.(編)Molecular cloning:a laboratory
manual.Cold Spring Harbor Laboratory
Press,Cold Spring Harbor)により精製した。
[0117]   Example 5   Effect of codon optimization on in vivo expression of wt-pol and cellular immune response
Fruit   Materials and methods:   Extraction of virus-derived pol gene:   RT-IN gene (wt-pol; directly derived from the HIV IIIB genome)
Derived non-codon optimized wild type pol gene) and extracted two primers: 5
'-CAG GCG AGA TCT ACC ATG GCC CCC AT
TAGC CCT ATT GAG ACT GTA-3 '(SEQ ID NO: 29)
And 5'-CAG GCG AGA TCT GCC CGG GCT TT
A ATC CTC ATC CTG TCT ACT TGC CAC-3 '
(SEQ ID NO: 30) (containing the BglII site) was used to
Amplified from Nome. The reaction was performed with 10 mM KCl, 10 mM (NHFour)TwoSO Four , 20 mM Tris-HCl (pH 8.75), 2 mM MgSOFour, 0.
1% Triton X-100, 0.1 mg / ml bovine serum albumin (BS
200 nmol of each primer in A), 2.5 U of pfu Turbo DN
A polymerase (Stratagene, La Jolla, CA), 0.2 m
It contained M individual dNTPs and the template DNA. The heating cycle conditions are as follows
Were: 20 cycles of 95 ° C for 1 minute, 56 ° C for 1 minute and 72 cycles.
20 cycles of 4 minutes at 72 ° C (15 minutes cap formation at 72 ° C). Digested P
The CR fragment was treated with the expression plasmid V1Jns (Shive) according to the same method as described above.
r et al., 1995, Immuno responses to HIV to g.
p120 elicited by DNA vacation. In
Chanock, R.M. M. , Brown, F .; Ginsberg, H .; S. Oh
And Norrby, E .; (Edit) Vaccines 95. Cold Spring
g Harbor Laboratory Press, Cold Spring
g Harbor, New York, pp 95-98; Example 1 herein.
(See also)) in the BglII site. Then the connection mixture
The mixture was used to transform competent E. coli DH5 cells.
, Screened by PCR amplification of individual colonies. The whole gene inserter
The sequence of the gut was confirmed. All plasmid constructs for immunization of animals with CsCl
Method (Sambrook et al., 1989, Fritsch and Maniatis,
T. (Ed) Molecular cloning: a laboratory
manual. Cold Spring Harbor Laboratory
  Purified by Press, Cold Spring Harbor).

【0118】 哺乳類細胞内でのインビトロ発現: 1.5×10個の293細胞を、Cell Phectキットを使用して1
または10μgのV1R−wt−pol(コドン最適化)およびV1Jns−w
t−pol(ウイルス由来)でトランスフェクトし、37℃、5% CO、9
0% 湿度で48時間インキュベートした。上清および細胞ライセートを調製し
、Pierce Protein Assay試薬(Rockford,IL)
を使用してタンパク質含量に関してアッセイした。等量の全タンパク質を含有す
るアリコートを、適当な分子量マーカーと共に10〜20% Trisグリシン
ゲル(Novex,San Diego,CA)上にローディングした。1:1
000希釈された血清陽性患者(Scripps Clinic,San Di
ego,CA)からの抗血清を使用して、該pol産物を検出し、1:2000
希釈のヤギ抗ヒトIgG−HRP(Bethyl,Montgomery,TX
)および標準的なECL試薬キット(Pharmacia LKB Biote
chnology,Uppsala,Sweden)を使用して、該バンドを現
像した。
In Vitro Expression in Mammalian Cells: 1.5 × 10 6 293 cells, 1 using the Cell Phect kit
Or 10 μg of V1R-wt-pol (codon optimized) and V1Jns-w
Transfection with t-pol (derived from virus), 37 ° C., 5% CO 2 , 9
Incubated for 48 hours at 0% humidity. Prepare supernatant and cell lysate and use Pierce Protein Assay reagent (Rockford, IL)
Was used to assay for protein content. Aliquots containing equal amounts of total protein were loaded on a 10-20% Tris glycine gel (Novex, San Diego, CA) with appropriate molecular weight markers. 1: 1
000 diluted seropositive patients (Scripts Clinic, San Di
anti-serum from Ego, CA) was used to detect the pol product, 1: 2000
Diluted goat anti-human IgG-HRP (Bethyl, Montgomery, TX
) And a standard ECL reagent kit (Pharmacia LKB Biote).
The band was developed using chnology, Uppsala, Sweden).

【0119】 pol構築物の超高感度RT活性アッセイ: コドン最適化wt−polおよびIA polプラスミドからのRT活性を、
Perkin Elmer 7700、Taqman技術(Arnoldら,1
999,One−step fluorescent probe produ
ct−enhanced reverse transcriptase as
say.In McClelland,M.Pardee,A.(編).Exp
ression genetics:accelerated and hig
h−throughput methods.Biotechniques B
ooks,Natick,MA,pp.201−210)を用いるProduc
t−Enhanced Reverse Transcriptase(PER
T)アッセイにより分析した。模擬(化学処理のみ;ベクター無し)トランスフ
ェクト化293細胞からの1:100,000希釈のライセートを使用して、こ
のアッセイのバックグラウンドレベルを測定した。このバックグラウンドの範囲
は、13.80+/−3標準偏差(sd=14.16)の平均値から選ばれた0
.00〜56.28のRT/反応チューブとして設定される。56.28を超え
る任意の個々の値は、PERTアッセイに関して陽性だとみなされるであろう。
以下のサンプルに関して、細胞ライセートを同様に調製した:空V1Jnsベク
ターでの模擬トランスフェクション、無ベクター対照、V1Jns−tpa−p
ol(コドン最適化)でのトランスフェクション、およびV1Jns−IApo
l(コドン最適化)でのトランスフェクション。サンプルをPERTバッファー
中で1:100,000まで系列希釈し、この希釈度における各サンプルについ
ての24個の重複体をRT活性に関してアッセイした。
Ultrasensitive RT activity assay of pol constructs: RT activity from codon optimized wt-pol and IA pol plasmids was tested.
Perkin Elmer 7700, Taqman technology (Arnold et al., 1
999, One-step fluorescent probe produ
ct-enhanced reverse transcriptase as
say. In McClelland, M .; Pardee, A .; (Edit). Exp
region genetics: accelerated and high
h-throughput methods. Biotechniques B
books, Natick, MA, pp. 201-210)
t-Enhanced Reverse Transcriptase (PER
T) Analyzed by assay. Background levels of this assay were measured using a 1: 100,000 dilution of lysate from mock (chemical treatment only; no vector) transfected 293 cells. This background range is 0 chosen from the mean of 13.80 +/- 3 standard deviations (sd = 14.16).
. Set as RT / reaction tube of 00-56.28. Any individual value above 56.28 would be considered positive for the PERT assay.
Cell lysates were similarly prepared for the following samples: mock transfection with empty V1Jns vector, no vector control, V1Jns-tpa-p.
transfection with ol (codon optimized), and V1Jns-IApo
Transfection with l (codon optimized). Samples were serially diluted 1: 100,000 in PERT buffer and 24 duplicates for each sample at this dilution were assayed for RT activity.

【0120】 最適化およびウイルス由来polプラスミドでのげっ歯類の免疫化: wt−pol(コドン最適化)とウイルス由来pol遺伝子との免疫原性を比
較するために、BALB/cマウスのコホート(N=10)を1μg、10μg
および100μgの用量のV1R−wt−pol(コドン最適化)およびV1J
ns−wt−polプラスミド(ウイルス由来)でワクチン接種した。用量1の
投与の5週間後、コホート当たり10匹中5匹のマウスを、それらが最初に投与
されたプラスミドの同用量で追加抗原刺激した。すべての場合において、該ワク
チンを6mM リン酸ナトリウム、150mM 塩化ナトリウム(pH7.2)
に懸濁または溶解し、28−1/2G針付きの0.3mL インスリンシリンジ
(Becton−Dickinson,Franklin Lakes,NJ)
を使用して全用量を50μM アリコート中で両方の方形筋に注射した。
Optimization and Immunization of Rodents with Virus-Derived Pol Plasmids: To compare the immunogenicity of wt-pol (codon optimized) and virus-derived pol genes, a cohort of BALB / c mice ( N = 10) 1 μg, 10 μg
And V1R-wt-pol (codon optimized) and V1J at a dose of 100 μg
Vaccinated with ns-wt-pol plasmid (virus derived). Five weeks after the administration of dose 1, 5 out of 10 mice per cohort were boosted with the same dose of the plasmid to which they were initially administered. In all cases, the vaccine was treated with 6 mM sodium phosphate, 150 mM sodium chloride (pH 7.2)
Suspended or dissolved in a 0.3 mL insulin syringe with 28-1 / 2G needle (Becton-Dickinson, Franklin Lakes, NJ)
The entire dose was injected into both square muscles in 50 μM aliquots using.

【0121】 抗RT ELISA 標準的な二次抗体に基づくELISAにより、抗RT力価を得た。PBS中の
100μLの1μg/mL HIV−1 RTタンパク質(Advanced
Biotechnologies,Columbia,MD)と共に一晩インキ
ュベートすることにより、Maxisorpプレート(NUNC Roches
ter,NY)をコートした。該プレートを、Titertek MAP装置(
Hunstville,AL)を使用してPBS/0.05% Tween 2
0で洗浄し、200μL/ウェルのブロッキング溶液(PBS/0.05% t
ween/1% BSA)と共に約2時間インキュベートした。該ブロッキング
溶液をデカントし、系列希釈血清サンプルの100μL アリコートをウェルご
とに加え、室温で2時間インキュベートした。100倍の初期希釈を行い、つい
で4倍の系列希釈を行った。該プレートを洗浄し、100μLの1/1000希
釈HRPウサギ抗マウスIgG(ZYMED,San Francisco,C
A)を、1時間インキュベートしながら加えた。該プレートを十分に洗浄し、1
00μL 1,2−フェニレンジアミン二塩酸塩/過酸化水素(DAKO,No
rway)溶液に15分間浸した。ウェル当たり100μLの0.5M H
を加えることにより、該反応をクエンチした。S20スタッカと共にTit
ertek Multiskan MCC/340を使用して、OD492の読
み取り値を記録した。終点力価は、0.1 OD492(該バックグラウンド値
の2.5倍)以上の吸光度値を与えた最高血清希釈度と定義した。
Anti-RT ELISA Anti-RT titers were obtained by standard secondary antibody-based ELISA. 100 μL of 1 μg / mL HIV-1 RT protein (Advanced) in PBS
Maxisorp plates (NUNC Roches) by overnight incubation with Biotechnologies, Columbia, MD).
ter, NY). The plate was mounted on a Titertek MAP device (
PBS / 0.05% Tween 2 using Hunstville, AL)
Wash with 0, 200 μL / well blocking solution (PBS / 0.05% t
Incubated with ween / 1% BSA) for about 2 hours. The blocking solution was decanted and 100 μL aliquots of serially diluted serum samples were added per well and incubated for 2 hours at room temperature. A 100-fold initial dilution was performed, followed by a 4-fold serial dilution. The plate was washed and 100 μL of 1/1000 diluted HRP rabbit anti-mouse IgG (ZYMED, San Francisco, C.
A) was added with incubation for 1 hour. Wash the plate thoroughly,
00 μL 1,2-phenylenediamine dihydrochloride / hydrogen peroxide (DAKO, No
rway) solution for 15 minutes. 100 μL 0.5 MH 2 S per well
The reaction was quenched by adding O 4 . Tit with S20 stacker
An ertek Multiskan MCC / 340 was used to record the OD 492 readings. The endpoint titer was defined as the highest serum dilution that gave an absorbance value of 0.1 OD 492 (2.5 times the background value) or higher.

【0122】 ELIspotアッセイ: マウス脾臓からの抗原特異的INFλ分泌細胞を、ELIspotアッセイ(
Miyahiraら,1995,Quantification of ant
igen specific CD8T cells using ELIS
POT assay.J.Immunol.Methods 1995,181
,45−54)を用いて検出した。典型的には、脾臓を3〜5匹/コホートのマ
ウスから集め、8mLの完全RPMI培地(RPMI1640,10% FBS
,2mM L−グルタミン,100U/mL ペニシリン,100u/mL ス
トレプトマイシン,10mM Hepes,50uM β−ME)のチューブ内
にプールした。Multiscreen不透明プレート(Millipore,
France)をPBS中の100μL/ウェルの5μg/mL 精製ラット抗
マウスIFN−γ IgG1、クローンR4−6A2(Pharmingen,
San Diego,CA)で4℃で一晩にわたりコートした。該プレートをフ
ード中、PBS/ペニシリン/ストレプトマイシンで洗浄し、200μL/ウェ
ルの完全RPMI培地で37℃で少なくとも2時間にわたりブロッキングした。
該マウス脾臓を鉄鋼メッシュ上で粉砕し、15ml チューブ内に集め、120
0rpmで10分間遠心分離した。該ペレットを4mL ACKバッファー(G
ibco/BRL)で室温で5分間処理して赤血球を細胞溶解した。該細胞ペレ
ットを、前記のとおりに遠心分離し、完全RPMI培地(5ml/マウス脾臓)
に再懸濁させ、細胞濾過器により濾過し、血球計算盤を使用して計数した。ブロ
ッキング培地を該プレートからデカントし、各ウェルに、100μLの細胞サン
プル(5×10細胞/ウェル)および100μLの該抗原溶液を加えた。該対
照ウェルに、100μLの該培地を加え、特異的応答のために、CD4または
CD8エピトープを含有するペプチドプールを加えた。すべての場合において
、ペプチド当たり4μg/mLの最終濃度を用いた。各サンプル/抗原混合物は
3重のウェル内で実施された。プレートを37℃、5% CO、90% 湿度
で20〜24時間インキュベートした。該プレートをPBS/0.05% Tw
een 20で洗浄し、100μL/ウェルの1.25μg/mL ビオチン共
役ラット抗マウスIFN−γmAb、クローンXMG1.2(Pharming
en)と共に4℃で一晩インキュベートした。該プレートを洗浄し、PBS/0
.005% Tween/5% FBS中、100μL/ウェルの1/2500
希釈度のストレプトアビジン−アルカリホスファターゼ共役体(Pharmin
gen)と共に37℃で30分間インキュベートした。洗浄後、100μl/ウ
ェルの1工程(1−step)NBT/BCIP(Pierce Chemic
als)と共に6〜10分間インキュベートすることにより、スポットを現像し
た。該プレートを水で洗浄し、風乾した。解剖顕微鏡を使用して各ウェル内のス
ポットの数を測定し、該データを10個の細胞の入力に対して正規化した。
ELIspot Assay: Antigen-specific INFλ secreting cells from mouse spleen were tested for ELIspot assay (
Miyahira et al., 1995, Quantification of ant.
igen specific CD8 + T cells using ELIS
POT assay. J. Immunol. Methods 1995,181
, 45-54). Typically, spleens were collected from 3-5 / cohort of mice and 8 mL of complete RPMI medium (RPMI1640, 10% FBS.
, 2 mM L-glutamine, 100 U / mL penicillin, 100 u / mL streptomycin, 10 mM Hepes, 50 uM β-ME). Multiscreen opaque plate (Millipore,
France) at 100 μL / well in PBS at 5 μg / mL purified rat anti-mouse IFN-γ IgG1, clone R4-6A2 (Pharmingen,
San Diego, CA) at 4 ° C overnight. The plates were washed with PBS / penicillin / streptomycin in the hood and blocked with 200 μL / well complete RPMI medium at 37 ° C. for at least 2 hours.
The mouse spleen was crushed on steel mesh and collected in a 15 ml tube,
Centrifuge for 10 minutes at 0 rpm. The pellet was added to 4 mL ACK buffer (G
red blood cells were lysed by treatment with ibco / BRL) for 5 minutes at room temperature. The cell pellet was centrifuged as above and complete RPMI medium (5 ml / mouse spleen).
Resuspended in, filtered through a cell strainer and counted using a hemocytometer. Blocking medium was decanted from the plate and to each well was added 100 μL of cell sample (5 × 10 5 cells / well) and 100 μL of the antigen solution. To the control wells, 100 μL of the medium was added and peptide pools containing CD4 + or CD8 + epitopes were added for specific response. In all cases a final concentration of 4 μg / mL per peptide was used. Each sample / antigen mixture was run in triplicate wells. The plates were incubated at 37 ° C., 5% CO 2 , 90% humidity for 20-24 hours. Plate the plate with PBS / 0.05% Tw
washed with een 20 and 100 μL / well of 1.25 μg / mL biotin conjugated rat anti-mouse IFN-γ mAb, clone XMG1.2 (Pharming).
en) and incubated overnight at 4 ° C. The plate is washed and PBS / 0
. 1/2500 of 100 μL / well in 005% Tween / 5% FBS
Diluted streptavidin-alkaline phosphatase conjugate (Pharmin
gen) and incubated at 37 ° C. for 30 minutes. After washing, 100 μl / well of one step (1-step) NBT / BCIP (Pierce Chemical)
Spots were developed by incubation with als) for 6-10 minutes. The plate was washed with water and air dried. The number of spots in each well was measured using a dissecting microscope and the data was normalized to an input of 10 6 cells.

【0123】 結果: 哺乳類細胞内でのPolのインビトロ発現: 293細胞内での該最適化wtまたはIA pol遺伝子(V1R−wt−p
ol(コドン最適化)、V1Jns−IApol(コドン最適化)、V1Jns
−tpa−IApol(コドン最適化))の異種発現(図8)は、該RT−IN
融合産物に関する正しいおよその分子サイズ(90−kDa)の単一のポリペプ
チドを与えた。これとは対照的に、該ウイルス由来polを与える1および10
μgのV1Jns−wt−polで細胞をトランスフェクトした場合には、発現
を検出することができなかった。
Results: In vitro expression of Pol in mammalian cells: The optimized wt or IA pol gene (V1R-wt-p in 293 cells.
ol (codon optimization), V1Jns-IApol (codon optimization), V1Jns
-Tpa-IApol (codon-optimized)) heterologous expression (Fig. 8) was detected in the RT-IN.
A single polypeptide of the correct approximate molecular size (90-kDa) for the fusion product was given. In contrast, 1 and 10 giving pol from the virus
No expression could be detected when cells were transfected with μg of V1Jns-wt-pol.

【0124】 Pol構築物でトランスフェクトした細胞の超高感度RTアッセイ: 表4には、模擬(ベクターのみ)対照、IApol(コドン最適化)およびw
t−polプラスミド(コドン最適化)からのポリメラーゼ活性レベルが要約さ
れている。結果は、野生型POLトランスフェクト化細胞が、293細胞のみの
ベースライン値より約4〜5 log 高いRT活性を含有していたことを示し
ている。模擬トランスフェクト化細胞は、ベースライン値以下の活性を含有して
いた。また、opt−IApolトランスフェクト化細胞からのRT活性は、ベ
ースライン値と異ならないことが判明した。個々の反応チューブはいずれも、確
立された56のカットオフ値より高いRT活性を与えなかった。
Ultrasensitive RT assay of cells transfected with Pol constructs: Table 4 shows mock (vector only) controls, IApol (codon optimized) and w.
Polymerase activity levels from the t-pol plasmid (codon optimized) are summarized. The results show that wild type POL-transfected cells contained RT activity about 4-5 log higher than the baseline value of 293 cells alone. Mock-transfected cells contained activity below the baseline value. It was also found that RT activity from opt-IApol transfected cells did not differ from baseline values. None of the individual reaction tubes gave RT activity above the established cut-off value of 56.

【0125】[0125]

【表4】 [Table 4]

【0126】 最適化およびウイルス由来polプラスミドの免疫原性の比較: 両方の構築物のインビボ効力を比較するために、BALB/cマウス(N=1
0/群)を漸増用量(1,10,100μg)のV1Jns−wt−pol(ウ
イルス由来)またはV1R−wt−pol(コドン最適化)でワクチン接種した
。用量1の投与の5週間後、10匹中5匹の動物を、それらが最初に受けたのと
同じワクチンおよび用量で無作為に追加抗原刺激した。図9は、追加抗原刺激の
2週間後に測定したBALB/cコホートの相乗平均力価を示している。1また
は2用量の該wt−polプラスミド(ウイルス由来)で免疫された動物からは
、有意な抗RT力価は観察できない。これに対して、該ヒト化遺伝子構築物でワ
クチン接種された動物は、10ugを超える用量ではバックグラウンドレベルよ
り有意に高いコホート抗RT力価(>1000)を与えた。10および100u
gの用量のV1R−wt−pol(コドン最適化)で認められた応答は、第2免
疫化により約10倍増強されて、10もの力価に達した。該コホートのそれぞ
れにおける全てのマウスからの脾臓を集めて、CD4+ペプチドエピトープまた
はCD8+ペプチドエピトープの混合物での刺激の後に、IFN−γ分泌に関し
て分析した。その結果は図10に示されている。すべてのwt−polワクチン
は、該バックグラウンド対照を上回る有意な細胞性応答を何ら示さなかった。こ
れとは対照的に、1または2用量の10μg以上の該wt−pol(コドン最適
化)構築物でワクチン接種された動物からは、強力な抗原刺激IFN−γ分泌が
用量反応的に観察された。
Comparison of optimization and immunogenicity of virus-derived pol plasmids: To compare the in vivo efficacy of both constructs, BALB / c mice (N = 1.
0 / group) were vaccinated with increasing doses (1,10,100 μg) of V1Jns-wt-pol (virus derived) or V1R-wt-pol (codon optimized). Five weeks after the administration of dose 1, 5 out of 10 animals were randomly boosted with the same vaccine and dose they received initially. FIG. 9 shows the geometric mean titers of the BALB / c cohort measured 2 weeks after boosting. No significant anti-RT titers can be observed from animals immunized with 1 or 2 doses of the wt-pol plasmid (virus-derived). In contrast, animals vaccinated with the humanized gene constructs gave cohort anti-RT titers (> 1000) significantly above background levels at doses above 10 ug. 10 and 100u
The response observed with the g dose of V1R-wt-pol (codon optimized) was enhanced about 10-fold by the second immunization, reaching titers as high as 10 6 . Spleens from all mice in each of the cohorts were collected and analyzed for IFN-γ secretion after stimulation with a mixture of CD4 + peptide epitopes or CD8 + peptide epitopes. The result is shown in FIG. All wt-pol vaccines showed no significant cellular response above the background control. In contrast, strong antigen-stimulated IFN-γ secretion was observed in a dose-responsive manner from animals vaccinated with 1 or 2 doses of 10 μg or more of the wt-pol (codon optimized) construct. .

【0127】 本発明の範囲は、本明細書に記載の特定の実施形態に限定されるものではない
。実際のところ、本明細書に記載のものに加えて本発明の種々の修飾が、前記の
記載から当業者に明らかとなるであろう。そのような修飾は特許請求の範囲の範
囲内に含まれると意図される。
The scope of the invention is not limited to the particular embodiments described herein. Indeed, various modifications of the invention in addition to those described herein will become apparent to those skilled in the art from the foregoing description. Such modifications are intended to fall within the scope of the claims.

【配列表】 [Sequence list]

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

【図1A】 図1Aは、HIV−1 polおよびHIV−1修飾pol構築物に使用され
るDNAワクチン発現ベクターV1Jns(A)の概要図を示す。
FIG. 1A shows a schematic of the DNA vaccine expression vector V1Jns (A) used for HIV-1 pol and HIV-1 modified pol constructs.

【図1B】 図1Bは、HIV−1 polおよびHIV−1修飾pol構築物に使用され
るDNAワクチン発現ベクターV1Jns−tPA(B)の概要図を示す。
FIG. 1B shows a schematic diagram of the DNA vaccine expression vector V1Jns-tPA (B) used for HIV-1 pol and HIV-1 modified pol constructs.

【図2A】 図2A〜Cは、IA−Polのヌクレオチド(配列番号3)およびアミノ酸配
列(配列番号4)を示す。
2A-C depict the nucleotide (SEQ ID NO: 3) and amino acid sequence (SEQ ID NO: 4) of IA-Pol.

【図2B】 図2A〜Cは、IA−Polのヌクレオチド(配列番号3)およびアミノ酸配
列(配列番号4)を示す。
2A-C depict the nucleotide (SEQ ID NO: 3) and amino acid sequence (SEQ ID NO: 4) of IA-Pol.

【図2C】 図2A〜Cは、IA−Polのヌクレオチド(配列番号3)およびアミノ酸配
列(配列番号4)を示す。
2A-C depict the nucleotide (SEQ ID NO: 3) and amino acid sequence (SEQ ID NO: 4) of IA-Pol.

【図3】 図3は、tPA−IA−Polの融合結合部を介したコドン最適化ヌクレオチ
ドおよびアミノ酸配列(それぞれ配列番号7および8内に含有されるもの)を示
す。該下線付き部分は、IA−PolのNH末端領域を表す。
FIG. 3 shows the codon-optimized nucleotide and amino acid sequences (included within SEQ ID NOS: 7 and 8, respectively) through the fusion junction of tPA-IA-Pol. With lower line portion represents the NH 2 -terminal region of the IA-Pol.

【図4】 図4は、1または2用量のコドン最適化V1Jns−IApolおよびV1J
ns−tpa−IApolで免疫されたマウスからの体液性応答の産生(抗RT
終点力価の相乗平均として測定されたもの)を示す。
FIG. 4 shows 1 or 2 doses of codon optimized V1Jns-IApol and V1J.
Production of humoral response from mice immunized with ns-tpa-IApol (anti-RT
(Measured as the geometric mean of endpoint titers).

【図5】 図5は、漸増単一用量のコドン最適化V1Jns−IApolまたは30ug
のコドン最適化V1Jns−tpa−IApol(用量1投与の13週間後)で
ワクチン接種した対照マウスからの脾細胞(5脾臓/コホートのプール)のCD
(aa641−660、aa731−750)またはCD8(aa201
−220、aa311−330、aa571−590、aa781−800)特
異的ペプチドのプールで刺激した後の10細胞当たりのIFNγ分泌細胞の数
を示す。
FIG. 5: Increasing single dose codon optimized V1Jns-IApol or 30 ug.
CD of splenocytes (pool of 5 spleens / cohort) from control mice vaccinated with codon-optimized V1Jns-tpa-IApol (13 weeks after dose 1 administration) of
4 + (aa641-660, aa731-750) or CD8 + (aa201
-220, aa311-330, aa571-590, aa781-800) shows the number of IFNγ secreting cells per 10 6 cells after stimulation with a pool of specific peptides.

【図6A】 図6Aは、5mgのコドン最適化HIV−1 Pol発現プラスミドで3回(
T=0、4、8週)免疫したアカゲザルから集めた末梢血細胞のELIspot
分析を示す。ワクチン配列由来の20マーペプチドよりなる2つのプール(mp
o−1,aa1−420;mpol−2,aa411−805)の1つを加える
ことにより、抗原特異的IFNγ分泌を刺激した。(A)V1Jns−IApo
lでワクチン接種した3匹のサル(Tag No.94R008,94R013
,94R033)に関する時間の関数としてのスポット形成細胞(SFC)の度
数。示されている値は、ペプチド再刺激を伴わないバックグラウンド応答に関し
て補正されている。
FIG. 6A shows 5 mg of codon-optimized HIV-1 Pol expression plasmid three times (
T = 0, 4, 8 weeks) ELIspot of peripheral blood cells collected from immunized rhesus monkeys
Show analysis. Two pools of 20-mer peptides derived from the vaccine sequence (mp
o-1, aa1-420; mpol-2, aa411-805) was added to stimulate antigen-specific IFNγ secretion. (A) V1Jns-IApo
3 monkeys vaccinated with 1 (Tag No. 94R008, 94R013
, 94R033) as a function of time for spot forming cells (SFC). Values shown are corrected for background response without peptide restimulation.

【図6B】 図6Bは、5mgのコドン最適化HIV−1 Pol発現プラスミドで3回(
T=0、4、8週)免疫したアカゲザルから集めた末梢血細胞のELIspot
分析を示す。(B)5mgのV1Jns−tpa−IApolでワクチン接種し
た3匹のサル(Tag No.920078,920073,94R028)に
関する時間の関数としてのスポット形成細胞(SFC)の度数。
FIG. 6B shows 5 mg of codon-optimized HIV-1 Pol expression plasmid three times (
T = 0, 4, 8 weeks) ELIspot of peripheral blood cells collected from immunized rhesus monkeys
Show analysis. (B) Frequency of spot forming cells (SFC) as a function of time for 3 monkeys (Tag No. 920078, 920073, 94R028) vaccinated with 5 mg of V1Jns-tpa-IApol.

【図6C】 図6Cは、5mgのコドン最適化HIV−1 Pol発現プラスミドで3回(
T=0、4、8週)免疫したアカゲザルから集めた末梢血細胞のELIspot
分析を示す。(C)いずれの免疫も受けていないサル(920072)からのE
LIspot応答も測定した。
FIG. 6C shows 5 mg of codon-optimized HIV-1 Pol expression plasmid three times (
T = 0, 4, 8 weeks) ELIspot of peripheral blood cells collected from immunized rhesus monkeys
Show analysis. (C) E from a monkey (920072) who has not received any immunity
The LIspot response was also measured.

【図7A】 図7Aは、3回目のワクチン接種の8週間後にコドン最適化V1Jns−IA
polで免疫したアカゲザルからの大量(bulk)のCTL殺傷を示す。
FIG. 7A shows codon optimized V1Jns-IA 8 weeks after the third vaccination.
10 shows bulk CTL killing from rhesus monkeys immunized with pol.

【図7B】 図7Bは、3回目のワクチン接種の8週間後にコドン最適化V1Jns−tp
a−IApolで免疫したアカゲザルからの大量(bulk)のCTL殺傷を示
す。
FIG. 7B shows codon optimized V1Jns-tp 8 weeks after the third vaccination.
Figure 7 shows bulk CTL killing from rhesus macaques immunized with a-IApol.

【図8】 図8は、10ugの種々のpol構築物でトランスフェクトした293細胞の
細胞ライセートからのインビトロpol発現の検出を示す。
FIG. 8 shows detection of in vitro pol expression from cell lysates of 293 cells transfected with 10 ug of various pol constructs.

【図9】 図9は、1用量(白丸)または2用量(黒丸)の1、10、100μgのV1
R−wt−pol(コドン最適化)またはV1Jns−wt−polを投与した
5匹のマウスのコホートに関する相乗平均抗RT力価(GMT)および該相乗平
均の標準誤差を示す。
FIG. 9 shows 1 dose (white circles) or 2 doses (black circles) of 1, 10, 100 μg V1.
Shown are the geometric mean anti-RT titers (GMT) and standard error of the geometric means for a cohort of 5 mice dosed with R-wt-pol (codon optimized) or V1Jns-wt-pol.

【図10】 図10は、1用量(pd1)または2用量(pd2)の種々の量のwt−po
l(ウイルス由来)またはwt−pol(コドン最適化)プラスミドでワクチン
接種(i.m.)したBALB/cマウスにおける細胞性免疫応答を示す。
FIG. 10 shows various doses of wt-po, one dose (pd1) or two doses (pd2).
1 shows the cellular immune response in BALB / c mice vaccinated (im) with 1 (virus derived) or wt-pol (codon optimized) plasmids.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE,TR),OA(BF ,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW, ML,MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,G M,KE,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,B Z,CA,CH,CN,CR,CU,CZ,DE,DK ,DM,DZ,EE,ES,FI,GB,GD,GE, GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,J P,KE,KG,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 ペリー,ヘレン・シー アメリカ合衆国、ニユー・ジヤージー・ 07065−0907、ローウエイ、イースト・リ ンカーン・アベニユー・126 (72)発明者 カシミロ,ダニーロ・アール アメリカ合衆国、ニユー・ジヤージー・ 07065−0907、ローウエイ、イースト・リ ンカーン・アベニユー・126 (72)発明者 フー,トン−ミン アメリカ合衆国、ニユー・ジヤージー・ 07065−0907、ローウエイ、イースト・リ ンカーン・アベニユー・126 Fターム(参考) 4B024 AA01 BA35 CA03 DA03 EA04 4C084 AA07 AA13 NA14 ZB332 ZC552 4C085 AA03 BA69 BB23 4H045 AA10 AA30 BA10 CA05 EA22 EA31 EA34 FA74 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, I T, LU, MC, NL, PT, SE, TR), OA (BF , BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, G M, KE, 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, B Z, CA, CH, CN, CR, CU, CZ, DE, DK , DM, DZ, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, J P, KE, KG, 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) Inventor Perry, Helen Sea             United States, New Jersey             07065-0907, Lowway, East Re             Nkan Avenyu 126 (72) Inventors Casimiro and Danilo Earl             United States, New Jersey             07065-0907, Lowway, East Re             Nkan Avenyu 126 (72) Inventor Fu, Dong-min             United States, New Jersey             07065-0907, Lowway, East Re             Nkan Avenyu 126 F-term (reference) 4B024 AA01 BA35 CA03 DA03 EA04                 4C084 AA07 AA13 NA14 ZB332                       ZC552                 4C085 AA03 BA69 BB23                 4H045 AA10 AA30 BA10 CA05 EA22                       EA31 EA34 FA74

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (a)DNA発現ベクターと、 (b)Polタンパク質またはその不活性化Pol誘導体をコードするコドン
最適化オープンリーディングフレームを含有するDNA分子とを含んでなる医薬
上許容されるDNAワクチン組成物であって、該DNAワクチンが宿主に投与さ
れると、該Polタンパク質または不活性化Pol誘導体が発現され、HIV−
1感染に対する細胞性免疫応答を引き起こすことを特徴とするDNAワクチン組
成物。
1. A pharmaceutically acceptable DNA comprising (a) a DNA expression vector and (b) a DNA molecule containing a codon-optimized open reading frame encoding a Pol protein or an inactivated Pol derivative thereof. A vaccine composition, wherein the Pol protein or inactivated Pol derivative is expressed when the DNA vaccine is administered to a host, and the HIV-
1. A DNA vaccine composition characterized by eliciting a cellular immune response against infection.
【請求項2】 該DNA分子が野生型Polをコードする、請求項1に記載
のDNAワクチン。
2. The DNA vaccine according to claim 1, wherein the DNA molecule encodes wild-type Pol.
【請求項3】 該DNA分子が、配列番号1に記載のヌクレオチド配列を含
む、請求項2に記載のDNAワクチン。
3. The DNA vaccine of claim 2, wherein the DNA molecule comprises the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 1.
【請求項4】 V1Jns−wt−polである、請求項3に記載のDNA
ワクチン。
4. The DNA according to claim 3, which is V1Jns-wt-pol.
vaccine.
【請求項5】 該DNA分子が、ヒト組織プラスミノーゲンアクチベーター
リーダーペプチドをコードするヌクレオチド配列を含有し、不活性化Pol誘導
体をコードする、請求項1に記載のDNAワクチン。
5. The DNA vaccine according to claim 1, wherein the DNA molecule contains a nucleotide sequence encoding a human tissue plasminogen activator leader peptide and encodes an inactivated Pol derivative.
【請求項6】 該DNA分子が、配列番号5に記載のヌクレオチド配列を含
む、請求項5に記載のDNAワクチン。
6. The DNA vaccine of claim 5, wherein the DNA molecule comprises the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 5.
【請求項7】 V1Jns−tPA−wt−polである、請求項6に記載
のDNAワクチン。
7. The DNA vaccine according to claim 6, which is V1Jns-tPA-wt-pol.
【請求項8】 該不活性化Polタンパク質が実質的な逆転写酵素活性、R
NアーゼH活性およびインテグラーゼ活性を示さないよう、該不活性化Polタ
ンパク質が、逆転写活性、RNアーゼH活性およびインテグラーゼ活性をもたら
す該Polタンパク質の各領域内に少なくとも1つのアミノ酸修飾を含有する、
請求項1に記載のDNAワクチン。
8. The inactivated Pol protein has a substantial reverse transcriptase activity, R
The inactivated Pol protein contains at least one amino acid modification within each region of the Pol protein that results in reverse transcription activity, RNase H activity and integrase activity, such that it does not exhibit Nase H activity and integrase activity. To do
The DNA vaccine according to claim 1.
【請求項9】 該DNA分子が、配列番号3に記載のヌクレオチド配列を含
む、請求項8に記載のDNAワクチン。
9. The DNA vaccine of claim 8, wherein the DNA molecule comprises the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 3.
【請求項10】 V1Jns−IAPolである、請求項9に記載のDNA
ワクチン。
10. The DNA according to claim 9, which is V1Jns-IAPol.
vaccine.
【請求項11】 該DNA分子が、ヒト組織プラスミノーゲンアクチベータ
ーリーダーペプチドをコードするヌクレオチド配列を含有し、不活性化Pol誘
導体をコードする、請求項8に記載のDNAワクチン。
11. The DNA vaccine according to claim 8, wherein the DNA molecule contains a nucleotide sequence encoding a human tissue plasminogen activator leader peptide and encodes an inactivated Pol derivative.
【請求項12】 該DNA分子が、配列番号7に記載のヌクレオチド配列を
含む、請求項11に記載のDNAワクチン。
12. The DNA vaccine of claim 11, wherein the DNA molecule comprises the nucleotide sequence set forth in SEQ ID NO: 7.
【請求項13】 V1Jns−tPA−IAPolである、請求項7に記載
のDNAワクチン。
13. The DNA vaccine according to claim 7, which is V1Jns-tPA-IAPol.
【請求項14】 Polタンパク質またはその不活性化Pol誘導体をコー
ドするコドン最適化オープンリーディングフレームを含有するDNA分子とDN
A発現ベクターとを含む医薬上許容されるDNAワクチン組成物を哺乳類宿主の
組織内に投与することを含んでなる、HIVのビルレント株により引き起こされ
る感染または疾患に対する免疫応答を誘導するための方法であって、該DNAワ
クチンを該脊椎動物宿主に投与すると、該Polタンパク質または不活性化Po
l誘導体が発現され、該免疫応答を引き起こすことを特徴とする方法。
14. A DNA molecule containing a codon-optimized open reading frame encoding a Pol protein or an inactivated Pol derivative thereof, and DN.
A method for inducing an immune response against an infection or disease caused by a virulent strain of HIV comprising administering into a tissue of a mammalian host a pharmaceutically acceptable DNA vaccine composition comprising an A expression vector. When the DNA vaccine is administered to the vertebrate host, the Pol protein or inactivated Po
A method wherein the 1 derivative is expressed and elicits the immune response.
【請求項15】 該哺乳類宿主がヒトである、請求項16に記載の方法。15. The method of claim 16, wherein the mammalian host is human. 【請求項16】 該DNAワクチンが、V1Jns−WTPol、V1Jn
s−tPA−WTPol、V1Jns−IAPolおよびV1Jns−tPA−
IAPolよりなる群から選ばれる、請求項17に記載の方法。
16. The DNA vaccine comprises V1Jns-WTpol, V1Jn
s-tPA-WTol, V1Jns-IAPol and V1Jns-tPA-
18. The method of claim 17, selected from the group consisting of IAPol.
【請求項17】 配列番号4、配列番号6および配列番号8よりなる群から
選ばれるアミノ酸配列を含んでなる実質的に精製されたタンパク質。
17. A substantially purified protein comprising an amino acid sequence selected from the group consisting of SEQ ID NO: 4, SEQ ID NO: 6 and SEQ ID NO: 8.
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