JP2003523722A - 抗新生物性組成物およびその使用 - Google Patents

抗新生物性組成物およびその使用

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Abstract

(57)【要約】 キメラCDKiタンパク質をコードする第一核酸配列、およびアデノウイルスE4タンパク質をコードする第二核酸配列から本質的になる核酸組成物が開示される。ここで、第一および第二の核酸配列は、少なくとも1つの調節配列に作動可能に連結される。本発明はまた、このような核酸組成物、およびその組成物を用いた新生物を有する動物を処置するための方法に関する。この方法において、導入された細胞が、分泌可能なインターナリゼーション可能形態のキメラCDKiタンパク質を分泌し、そして分泌可能なインターナリゼーション可能形態のアデノウイルスE4タンパク質を分泌する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (発明の背景) 本発明は、新生物、特に癌の治療のための治療法に関する。
【0002】 米国において、すべての男性の半数およびすべての女性の三分の一は、かれら
の寿命の間にいくつかの新生物を発生する。例えば、現在、数百万人の米国人が
癌に罹患して生活しているか、またはその疾患が治癒している。癌は、しばしば
致命的であるが、その疾患の迅速な処置は、回復のためのより良好な予後を生じ
る。
【0003】 新生物は、体内における細胞の異常な増殖(growth and prol
iferation)によって引き起こされる。正常な身体の細胞は、順序正し
い様式で増殖、分裂、および死滅するが、新生物性細胞は、無秩序な様式で増殖
および分裂する。新生物の間のこのような無秩序な増殖は、細胞周期の異常な調
節不全によって引き起こされ得、細胞の過剰増殖をもたらす(Sherr(19
96)Science 274:1672−1677)。
【0004】 真核生物細胞において、細胞周期の進行は、機能的に別個のサイクリン依存性
キナーゼ(CDK)によって統合される。複合体は、異なる触媒CDKドメイン
および調節サイクリンサブユニットの会合を介して形成される。CDK4/サイ
クリンDおよびCDK6/サイクリンD複合体は、G1期を通して進行を調節す
る;CDK2/サイクリンEキナーゼは、G1/S移行を調節する;CDK2/
サイクリンA複合体は、S期を通して細胞を駆動する;そしてCDC2/サイク
リンB複合体は、有糸分裂に入ることおよび有糸分裂の終了を制御する(She
rr(1996)Science 274:1672−1677)。CDKの活
性は、種々の細胞外または細胞内シグナルに応答して密接に調節されており、そ
してリン酸化事象およびサイクリン依存性キナーゼインヒビター(CDKi)(
Morgan(1995)Nature 374:131−134)との結合の
組合せを通して媒介される。細胞周期の間の異なるCDK/サイクリン複合体間
のCDKiの再分配は、キナーゼ活性の活性化および不活性化のタイミングと協
調する(SherrおよびRoberts(1995)Genes & Dev
.9:1149−1163)。
【0005】 構造的に別個のCDKiの2つのクラスである、CIP/KIPファミリーお
よびINK4ファミリーが、哺乳動物細胞において同定された。CIP/KIP
ファミリーは、p21/CIP1/WAF1、p27/KIP1、およびp57
/KIP2を含む(SherrおよびRoberts、前出)。CIP/KIP
ファミリーメンバーは、約60アミノ酸の長さを有するN末端領域の保存された
阻害ドメインを共有する。CIP/KIPファミリーのメンバーは、CDK4キ
ナーゼ、CDK2キナーゼ、およびCDC2キナーゼの強力なインヒビターであ
るが、それらのインビボでの過剰発現は、細胞周期のG1期での停止を優勢にも
たらす。INK4ファミリーのメンバーは、p15/INK4a、p16/IN
K4b、p18/INK4c、およびp19/INK4dを含む(Serran
oら、(1993)Nature 366:704−707;Hannonおよ
びBeach(1994)Nature 371:257−261;Hirai
ら(1995)Mol.Cell.Biol.15:2672−2681;Ch
anら(1995)Mol.Cell.Biol.15:2682−2688;
Guanら(1996)Mol.Biol.Cell.7:57−70)。IN
K4タンパク質は、ほぼ独占的に共通の構造モチーフの反復である、アンキリン
反復(Bork(1993)Proteins 17:363−374)から構
成され、そしてCDK4およびCDK6の関連キナーゼの高度に特異的なインヒ
ビターである。
【0006】 CIP/KIPファミリーおよびINK4ファミリーインヒビターのメンバー
の生化学的な分析は、それらの作用の様式が異なるということを示唆する。p1
6は、INK4ファミリーのプロトタイプ的なメンバーであり、これは、単量体
CDK4およびアセンブルされた、完全に活性であるCDK4/サイクリンD1
キナーゼの両方に結合する。p16のCDK4への結合は、CDK4/サイクリ
ンD複合体の形成を妨害するようであるが、アセンブルしたCDK4/サイクリ
ンD複合体へのp16の結合は、触媒的に不活性な3成分複合体を生成する(P
arryら(1995)EMBO J.14:503−511)。p27は、主
に活性なCDK2/サイクリンA複合体およびCDK2/サイクリンE複合体に
結合し、これは、触媒的に不活性な3成分複合体の形成をもたらす(Polya
kら(1994)Cell 78:1156−66;Polyakら(1994
)Genes & Dev.8:9−22)。
【0007】 細胞周期の進行を阻害するために、個々のCDKiレベルは、活性なCDK/
サイクリン複合体の濃度を超えなければならない。細胞増殖の制御は、種々のC
DKiのレベルの調節を通して作用することが示されてきた。例えば、細胞増殖
の停止を誘導する増殖条件下で、p27の量が増加する(Firpoら(199
4)Mol.Cell.Biol.14:4889−4901;Katoら(1
994)Cell 79:487−496;Nourseら(1994)Nat
ure 372:570−573、Slingerlandら(1994)Mo
ol.Cell.Biol.14:3683−3694)。細胞が、細胞周期に
再び入るために刺激される場合に、p27のレベルは、迅速に減少する。同様に
、細胞が老化した場合には、p16は徐々に増加する(Alcortaら(19
96)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 93:13742−1
3747)。
【0008】 多くのヒトの死が新生物に起因するならば、新生物(過形成および癌を含む)
を処置または予防するための有用な方法および組成物を開発する必要性が存在す
る。さらに、いくつかの疾患の表現型において、細胞周期が重要な役割を果たす
ならば、細胞増殖を停止させる試薬は、培養中の細胞の増殖を同期化および制御
することについての細胞周期のさらなる研究を可能にする際に有用である。
【0009】 (発明の要旨) 本発明は、新規なキメラサイクリン依存性キナーゼインヒビター(キメラCD
Ki)を特徴とし、これは、アデノウイルスE4タンパク質(またはその活性フ
ラグメント)と合わされる場合に、新生物性細胞の増殖を阻害するのみでなく、
驚くべきことにまた、新生物性細胞においてアポトーシスを誘導する。キメラC
DKiタンパク質であるW9を使用して、新生物性細胞のp53、Rb、p27
、またはp16の状態にかかわらず、新生物性細胞においてアポトーシスを誘導
した。キメラCDKiとアデノウイルスE4タンパク質との組合せは、大部分の
正常な細胞においてはアポトーシスを誘導せず、むしろ細胞増殖の阻止を誘導す
るのみである。これらの驚くべき発見を利用して、本発明の抗新生物性組成物お
よび方法を提供した。
【0010】 従って、第一の局面において、本発明は、核酸組成物であって、キメラCDK
iタンパク質をコードする第一核酸配列、およびアデノウイルスE4タンパク質
をコードする第二核酸配列から本質的になり、ここで、この第一および第二の核
酸配列は、少なくとも1つの調節配列に作動可能に連結される、核酸組成物を特
徴とする。このような核酸配列は、細胞において発現され得る。特定の実施形態
において、このキメラCDKiタンパク質は、W9タンパク質である。特定の実
施形態においては、このアデノウイルスE4タンパク質は、E4orf6により
コードされる。
【0011】 別の局面において、本発明は、本発明の第一の局面によるキメラCDKiタン
パク質/アデノウイルスE4タンパク質をコードする核酸組成物および薬学的に
受容可能なキャリアを含有する、組成物を特徴とする。1つの実施形態において
、この組成物は、細胞による上記組成物のインターナリゼーションを容易にする
送達系をさらに含有する。好ましくは、この送達系は、組換えウイルス粒子であ
る。別の実施形態において、この組換えウイルス粒子は、アデノウイルス、レン
チウイルス、アデノ随伴ウイルス、レトロウイルス、ヘルペスウイルス、および
ワクシニアウイルスからなる群から選択される。好ましくは、この組換えウイル
ス粒子は、アデノウイルス(例えば、E4領域全体を欠くアデノウイルス)であ
る。別の実施形態において、この送達系は、リポソームである。
【0012】 なお別の局面において、本発明は、核酸組成物であって、分泌可能なインター
ナリゼーション可能形態のキメラCDKiタンパク質をコードする第一核酸配列
、および分泌可能なインターナリゼーション可能形態のアデノウイルスE4タン
パク質をコードする第二核酸配列を含有し、ここで、この第一および第二の核酸
配列は、少なくとも1つの調節配列に作動可能に連結される、核酸組成物を特徴
とする。特定の実施形態において、このキメラCDKiタンパク質は、W9タン
パク質である。特定の実施形態においては、このアデノウイルスE4タンパク質
は、E4orf6によりコードされる。
【0013】 別の局面において、本発明は、核酸組成物であって、分泌可能なインターナリ
ゼーション可能形態のキメラCDKiタンパク質をコードする第一核酸配列、お
よび分泌可能なインターナリゼーション可能形態のアデノウイルスE4タンパク
質をコードする第二核酸配列を含有する、核酸組成物、ならびに薬学的に受容可
能なキャリアを含有する組成物を特徴とし、ここで、この第一および第二の核酸
配列は、少なくとも1つの調節配列に作動可能に連結される。1つの実施形態に
おいて、この組成物は、細胞による上記組成物のインターナリゼーションを容易
にする送達系をさらに含有する。好ましくは、この送達系は、組換えウイルス粒
子である。別の実施形態において、この組換えウイルス粒子は、アデノウイルス
、レンチウイルス、アデノ随伴ウイルス、レトロウイルス、ヘルペスウイルス、
およびワクシニアウイルスからなる群から選択される。好ましくは、この組換え
ウイルス粒子は、アデノウイルス(例えば、E4領域全体を欠くアデノウイルス
)である。別の実施形態において、この送達系は、リポソームである。
【0014】 別の局面において、本発明は、精製されたキメラCDKiタンパク質および精
製されたアデノウイルスE4タンパク質を含有する、タンパク質組成物を特徴と
する。特定の実施形態において、このキメラCDKiタンパク質は、W9タンパ
ク質である。特定の実施形態においては、このアデノウイルスE4タンパク質は
、E4orf6によりコードされる。
【0015】 別のなお局面において、本発明は、精製されたキメラCDKiタンパク質およ
び精製されたアデノウイルスE4タンパク質を含有するタンパク質組成物ならび
に薬学的に受容可能なキャリアを含有する、組成物を特徴とする。1つの実施形
態において、この組成物は、細胞による上記組成物のインターナリゼーションを
容易にする送達系をさらに含有する。
【0016】 なお別の局面において、本発明は、精製されたインターナリゼーション可能形
態のキメラCDKiタンパク質および精製されたインターナリゼーション可能形
態のアデノウイルスE4タンパク質を含有する、タンパク質組成物を特徴とする
。特定の実施形態において、このキメラCDKiタンパク質は、W9タンパク質
である。特定の実施形態においては、このアデノウイルスE4タンパク質は、E
4orf6によりコードされる。
【0017】 別の局面において、本発明は、精製されたインターナリゼーション可能形態の
キメラCDKiタンパク質および精製されたインターナリゼーション可能形態の
アデノウイルスE4タンパク質を含有する、タンパク質組成物ならびに薬学的に
受容可能なキャリアを含有する、組成物を特徴とする。
【0018】 なお別の局面において、本発明は、新生物を有する動物を処置するための方法
を特徴とする。この方法は、この動物に、治療有効量の本発明による組成物を投
与する工程を包含する。
【0019】 別の局面において、本発明は、核酸組成物を含む細胞を特徴とし、この核酸組
成物は、分泌可能なインターナリゼーション可能形態のキメラCDKiタンパク
質をコードする第一核酸配列、および分泌可能なインターナリゼーション可能形
態のアデノウイルスE4タンパク質をコードする第二核酸配列を含有し、ここで
、この第一および第二の核酸配列は、少なくとも1つの調節配列に作動可能に連
結される。特定の実施形態において、このキメラCDKiタンパク質は、W9タ
ンパク質である。特定の実施形態においては、このアデノウイルスE4タンパク
質は、E4orf6によりコードされる。
【0020】 なお別の局面において、本発明は、新生物を有する動物を処置するための方法
を特徴とし、この方法は、この動物の細胞に、核酸組成物であって、分泌可能な
インターナリゼーション可能形態のキメラCDKiタンパク質をコードする第一
核酸配列、および分泌可能なインターナリゼーション可能形態のアデノウイルス
E4タンパク質をコードする第二核酸配列を含有し、ここで、この第一および第
二の核酸配列は、少なくとも1つの調節配列に作動可能に連結される、核酸組成
物を導入する工程を包含し、ここで、この導入された細胞は、分泌可能なインタ
ーナリゼーション可能形態のキメラCDKiタンパク質を分泌し、そして分泌可
能なインターナリゼーション可能形態のアデノウイルスE4タンパク質を分泌す
る。
【0021】 最後の局面において、本発明は、新生物を有する動物を処置するための方法を
特徴とし、この方法は、この動物の細胞に、核酸組成物であって、分泌可能なイ
ンターナリゼーション可能形態のW9タンパク質をコードする第一核酸配列、お
よび分泌可能なインターナリゼーション可能形態のアデノウイルスE4タンパク
質をコードする第二核酸配列を含有し、ここで、この第一および第二の核酸配列
は、少なくとも1つの調節配列に作動可能に連結される、核酸組成物を導入する
工程を包含し、ここで、この導入された細胞は、分泌可能なインターナリゼーシ
ョン可能形態のW9タンパク質を分泌し、そして分泌可能なインターナリゼーシ
ョン可能形態のアデノウイルスE4タンパク質を分泌する。
【0022】 (好ましい実施形態の説明) 本明細書中でいわれる特許および科学文献は、当業者に利用可能な知識を確立
する。本明細書中に引用される、刊行された米国特許、特許査定された出願、公
開された外国出願、および参照(GenBankデータベース配列を含む)は、
各々が参考として援用されることが詳細かつ個別に示されるのと同様に同じ程度
に、本明細書によって参考として援用される。
【0023】 本発明は、新生物性細胞の増殖を阻害し、かつ新生物性細胞におけるアポトー
シスを誘導するための組成物および方法を提供する。「新生物性細胞」によって
、異常な細胞増殖(例えば、細胞増殖の増大)を示す細胞が意味される。新生物
性細胞は、過形成細胞、インビトロでの増殖の接触阻害の欠損を示す細胞、イン
ビボで転移し得ない腫瘍細胞、またはインビボで転移し得る癌細胞であり得る。
【0024】 本発明の組成物および方法は、アデノウイルスE4タンパク質と組み合わせら
れる場合に、キメラCDKiタンパク質(例えば、W9)が相乗的に作用して、
新生物性細胞において選択的にアポトーシスを誘導し、そしてこれらの細胞にお
ける細胞増殖を阻害するという発見に基づく。好ましくは、アデノウイルスE4
タンパク質またはその活性なフラグメントと組み合わされる場合、キメラCDK
iタンパク質は、非新生物性細胞においてアポトーシスを誘導するに必要とされ
る濃度よりも低い濃度で、新生物性細胞においてアポトーシスを誘導する。
【0025】 本発明に従って、核酸またはタンパク質を含む組成物が、提供される。本発明
はさらに、本発明の組成物のインビトロでの使用およびインビボでの使用のため
の方法を提供する。
【0026】 1つの実施形態において、本発明は、キメラサイクリン依存性キナーゼインヒ
ビター(キメラCDKi)タンパク質をコードする第一の核酸配列、およびアデ
ノウイルスE4タンパク質をコードする第二の核酸配列から本質的になる核酸組
成物を提供する。
【0027】 本発明に従って、「〜から本質的になる」とは、示された組成物が、組成物の
特徴に物質的に影響する成分を排除することを意味する。従って、本発明のこの
実施形態の組成物は、例えば、組成物の特徴に物質的に影響するアデノウイルス
タンパク質を含まない。組成物の特徴に物質的に影響するアデノウイルスタンパ
ク質の例は、アデノウイルスE1タンパク質である。「核酸」とは、一本鎖また
は二本鎖のポリヌクレオチド(例えば、デオキシリボ核酸(DNA)、リボ核酸
(RNA)、またはDNAもしくはRNAのいずれかのアナログ)をいう。第一
および第二の核酸配列は、調節配列に作動可能に連結されて、これらの核酸配列
が導入された細胞において、それぞれキメラCDKiタンパク質およびアデノウ
イルスE4タンパク質へのそれらの転写および翻訳を保障する。
【0028】 「導入」とは、任意の手段(トランスフェクション、形質導入、感染、および
形質転換を含むがこれらに限定されない)によって細胞中に外因性核酸を導入す
ることを意味する。用語「トランスフェクション」によって、物理的手段によっ
て、細胞中に外因性核酸を導入することが意味される。本明細書中で使用される
場合、「形質導入」によって、ウイルス粒子、好ましくは遺伝的に改変された(
すなわち、組換え)ウイルス粒子を使用して、細胞中に外因性核酸を導入するこ
とが意味される。哺乳動物細胞を操作する種々の技術に関しては、Keownら
(1990)Methods of Enzymology 185:527〜
537を参照のこと。
【0029】 本明細書中で使用される場合、「作動可能に連結される」とは、ポリヌクレオ
チドをコードする核酸配列および転写調節配列をコードする核酸配列が、細胞中
に導入された場合に、核酸配列の発現を可能にするような様式で連結されること
をいう。「調節配列」とは、核酸配列(例えば、開始シグナル、IRES配列、
ポリアデニル化(ポリA)シグナル、プロモーター、およびそれらが作動可能に
連結されている、タンパク質をコードする配列の細胞発現を制御するエンハンサ
ー)を意味する。タンパク質またはポリペプチドフラグメントをコードする核酸
配列の「発現」とは、mRNAのようなその核酸を細胞中で発現させること、お
よびそのタンパク質またはポリペプチドフラグメントを産生することを意味する
【0030】 第一および第二の核酸配列は、組換え感染性ウイルス粒子を作製するために使
用されるウイルスベクター上にあり得る。有用な組換え感染性ウイルスとしては
、アデノウイルス、E4領域全体を欠損するアデノウイルス、レンチウイルス、
レトロウイルス、アデノ随伴ウイルス、ヘルペスウイルス、ワクシニアウイルス
、およびRNAウイルスが挙げられるがこれらに限定されない。本発明の第一お
よび第二の核酸配列はまた、プラスミド(例えば、エプスタイン−バーウイルス
ベースのプラスミド)上にあり得る。あるいは、本発明の第一および第二の核酸
配列は、非核酸送達系(例えば、リポソーム)と組み合わされ得る。
【0031】 核酸配列は、発現のために配置されるように調節配列に作動可能に連結される
。次いで、核酸配列は、細胞によりインターナライズされるプラスミド中に取り
込まれ得る。調節配列に作動可能に連結された核酸配列はまた、その膜が細胞と
融合し得るリポソーム中に取り込まれ得、その結果、核酸配列は、細胞の細胞質
に貯蔵され、従って細胞によってインターナライズされる。次いで、細胞によっ
てインターナライズされた核酸配列は、核に侵入し、そこでこの核酸配列は、キ
メラCDKiタンパク質(W9)およびアデノウイルスE4タンパク質として発
現される。従って、「発現のために配置される」とは、ポリペプチドをコードす
る核酸配列が調節配列(例えば、プロモーター)に作動可能に連結され、その結
果、この核酸配列が細胞中で転写および翻訳されてポリペプチドを産生すること
を意味する。
【0032】 さらなる局面において、本発明は、分泌可能なインターナライズ可能な形態の
キメラCDKiタンパク質をコードする第一の核酸配列、および分泌可能なイン
ターナライズ可能な形態のアデノウイルスE4タンパク質をコードする第二の核
酸配列を含む核酸組成物であって、この第一および第二の核酸配列が、少なくと
も1つの調節配列に作動可能に連結されている、組成物を提供する。「分泌可能
なインターナライズ可能な形態」とは、タンパク質を産生する細胞によって破棄
または放出され得るように、かつ細胞によって細胞の細胞質および/または核に
取り込まれ得、そこでタンパク質が細胞内機能に関与し得るように、標準的な分
子生物学技術を使用して改変されたタンパク質の形態を意味する。
【0033】 1つの局面において、本発明は、精製キメラCDKiタンパク質および精製ア
デノウイルスE4タンパク質を含むタンパク質組成物を提供する。好ましくは、
このキメラCDKiタンパク質および精製アデノウイルスE4タンパク質は、細
胞によって細胞の細胞質および/または核に取り込まれ得、そこでタンパク質が
細胞内機能に関与し得るように改変される。
【0034】 本明細書中で使用される場合、「精製」とは、タンパク質に天然に付随する成
分から分離されているか、または組換え生物学的技術により生成されるタンパク
質の場合には、改変された細胞またはウイルス中でタンパク質に付随する成分か
ら分離されているタンパク質を意味する。もちろん、タンパク質化学における当
業者は、水、緩衝液、および他の低分子が精製されたタンパク質調製物中にさら
に存在し得ることを理解する。代表的には、精製タンパク質は、他の付随するタ
ンパク質および有機分子(例えば、核酸)を少なくとも60重量%含まない場合
には純粋である。好ましくは、精製タンパク質は、付随するタンパク質および有
機分子を、少なくとも75重量%、より好ましくは少なくとも90重量%、さら
により好ましくは少なくとも95重量%、および最も好ましくは少なくとも99
重量%含まない。好ましくは、本発明の精製タンパク質は、タンパク質をコード
する核酸配列を細胞中に発現させることによって得られる。純度は、任意の適切
な方法(カラムクロマトグラフィー、ポリアクリルアミドゲル電気泳動、および
HPLC分析を含むがこれらに限定されない)によって測定され得る。
【0035】 本発明はさらに、新生物を処置または予防する際の使用のための組成物を提供
する。これらの組成物は、薬学的に受容可能なキャリアと組み合わせて、本発明
に従う核酸組成物またはタンパク質組成物を含む。「薬学的に受容可能なキャリ
ア」としては、任意かつ全ての溶媒、分散培地、コーティング、抗菌剤および抗
真菌剤、等張剤および吸収遅延剤、ならびに細胞に対して非毒性でありかつ核酸
またはタンパク質の治療活性を減少しない、細胞による組成物のインターナリゼ
ーションを改善する薬剤が挙げられるがこれらに限定されない。任意の従来の培
地または薬剤が活性成分と適合しないような程度を除いて、本発明の治療組成物
において薬学的に受容可能なキャリアとしてのその使用が、意図される。
【0036】 上記の核酸組成物およびタンパク質組成物は、例えば、アポトーシスが読み出
しとして使用される機能アッセイにおいてインビトロでの使用を見出す。別の例
において、これらの組成物はまた、正常に培養された細胞の細胞周期を同調させ
る方法においてインビトロでの使用を見出す。
【0037】 インビボでは、本発明の組成物は、抗新生物治療剤としての使用を見出す。例
えば、薬学的に受容可能なキャリアと組み合わされた、上記の核酸組成物を含む
組成物は、新生物性細胞の増殖を阻害するために、遺伝子治療アプローチにおい
て使用され得る。上記のタンパク質組成物はまた、薬学的に受容可能なキャリア
と組み合わされ得、そしてその増殖を阻害するために、腫瘍に送達され得る。
【0038】 なお別の実施形態において、本発明は、分泌可能なインターナライズ可能なW
9タンパク質およびアデノウイルスE4タンパク質をコードする核酸配列を含む
細胞であって、ここでこれらの配列が細胞中で発現されるように調節配列に作動
可能に連結されている、細胞を特徴とする。この細胞は、インビボで本発明のパ
ラクリン作用性タンパク質を細胞に送達するために、ビヒクルとしての使用を見
出す。好ましくは、この細胞は、本発明のタンパク質で処置されている動物に由
来する。
【0039】 本発明に従って、組成物(およびその成分)は、以下に詳細に記載される。さ
らに、本発明の組成物(およびその成分)を調製するために使用され得る方法が
、提供される。
【0040】 (I.本発明の組成物の成分の調製) 本発明の組成物は、1つの成分として、キメラCDKiタンパク質、またはキ
メラCDKiタンパク質をコードする核酸配列を必要とする。第二の成分として
、本発明の組成物は、アデノウイルスE4タンパク質、またはアデノウイルスE
4タンパク質をコードする核酸配列を必要とする。
【0041】 (A.キメラCDKiタンパク質) 「キメラCDKiタンパク質」とは、CDKiタンパク質のINK4ファミリ
ー由来のタンパク質の少なくとも活性フラグメント、およびCDKiタンパク質
のCIP/KIPファミリー由来のタンパク質の少なくとも活性フラグメントを
含む融合タンパク質を意味する。本発明の「融合タンパク質」は、第一のタンパ
ク質の少なくとも活性フラグメント、および第二のタンパク質の少なくとも活性
フラグメントを含む単一のポリペプチド鎖である。ここで2つのフラグメントは
、ペプチド結合により直接または間接的にのいずれかで結合される。
【0042】 CDKiタンパク質のCIP/KIPファミリー由来のタンパク質としては、
限定はしないが、ヒトp27kip1(GenBank受託番号U10906、Po
lyakら(1994)Cell 78:56〜66);murinep27ki p1 (GenBank受託番号U09968、Polyakら(1994)Cel
l 78:56〜66);ラットp27kip1(GenBank受託番号D869
24およびD83792、Nomuraら(1997)Gene 191(2)
:211〜218);ヒト27KIP2(GenBank受託番号NM_00007
6、Matsuokaら(1995)Gene Dev.9(6):650〜6
62);murinep27KIP2(GenBank受託番号U20553、Le
eら(1995)Gene Dev.9(6):639〜649);canin
ep21Waf1/Cip1(GenBank受託番号AF076469);およびヒト
p21Waf1/Cip1(GenBank受託番号L25610;Harperら(1
993)Cell 75:806〜816、1993)が挙げられる。CDKi
タンパク質のINK4ファミリーとしては、限定はしないが、ヒトp18CDKN2C (GenBank受託番号AF041248、およびNM_001262、Bl
aisら(1998)Biochem.Biophys.Res.Commun
.247(1):146〜153);ヒトCdi1(GenBank受託番号N
M_005192、Gyurisら(1993)Cell 75(4):791
〜803);ヒトp19INK4d(GenBank受託番号NM_001800、
Guanら(1996)Mol.Biol.Cell 7(1):57〜70)
;ヒトp15(GenBank受託番号S75756、Jenら(1994)C
ancer Res.54(24):6353〜6358);murinep1
INK4b(GenBank受託番号U80415、U79634、およびU79
639);murine p16Ink4/MTS1(GenBank受託番号AF04
4336およびAF044335、Zhangら(1998)Proc.Nat
l.Acad.Sci.USA 95(5):2429〜2434);およびヒ
トp16INK4(GenBank受託番号NM_000077;Serranoら
(1993)Nature 366(6456):704〜707およびOka
motoら(1994)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 91
(23):11045〜11049)が挙げられる。
【0043】 本発明に従う例示的なキメラVDKiタンパク質は、本明細書に記載される、
そしてPCT公開番号WO99/06540(参考として本明細書に援用される
)に記載される融合タンパク質である。好ましくは、キメラCDKiは、以下の
実施例1に記載のように、以下に記載される以下のタンパク質の1つから選択さ
れる:W3、W4、W5、W6、W7、W8、W9、W10、またはW11。最
も好ましくは、本発明のキメラCDKiタンパク質は、W9である。
【0044】 本明細書において用いる場合、「活性フラグメント」とは、示されたCDKi
により標的される適切なサイクリン依存性キナーゼの阻害に必要なアミノ酸配列
を少なくとも包含するポリペプチドを意味する(例えば、ヒトp27については
、Russoら(1998)Nature 395:237〜243を参照のこ
と)。好ましい実施形態において、このキメラサイクリン依存性キナーゼインヒ
ビターは、哺乳動物(例えば、ヒト)由来である。
【0045】 本明細書において用いる場合、「W9タンパク質」とは、ヒトp16(INK
4)タンパク質全体を含むC末端部分に結合したペプチドを介して共有結合した
ヒトp27のCDK阻害ドメイン(アミノ酸残基25〜93)を含むN末端部分
から構成されるW9タンパク質、およびW9タンパク質と等価な活性を有するか
、またはW9タンパク質のアミノ酸配列に比較した場合、少なくとも1つの保存
的アミノ酸置換を有するアミノ酸配列を有するかのいずれかである、任意の等価
なタンパク質を意味する。W9タンパク質は、好ましくは図2Bで提供されたア
ミノ酸配列を有する。W9の核酸配列およびアミノ酸配列(HAタグおよび6つ
のヒスチジン残基なし)は、それぞれ、配列番号23および24に提供される。
【0046】 アデノウイルスE4タンパク質の存在下で、キメラCDKiタンパク質は、新
生物細胞において細胞増殖の停止を誘導し、そして新生物細胞をアポトーシスに
誘導する。好ましくは、アデノウイルスE4タンパク質の存在下で、キメラCD
Kiタンパク質は、新生物細胞を殺傷するが、非新生物細胞は殺傷しない。
【0047】 本発明のキメラCDKiタンパク質の核酸配列およびアミノ酸配列は、以下の
実施例に提供される。しかし、遺伝子コードの縮重特性を考慮すれば、キメラC
DKiタンパク質をコードする任意の核酸配列は、キメラCDKiコード核酸配
列の定義内である。キメラCDKiタンパク質をコードする核酸配列はまた、こ
の核酸配列およびアミノ酸配列、ならびに標準的技術に従って本明細書において
提供された説明から作製され得る。例えば、ヒトp27の核酸配列およびアミノ
酸配列は、GenBank受託番号U10906(Polyakら(1994)
Cell 78:56〜66)として入手可能である。ヒトp16の核酸配列お
よびアミノ酸配列は、GenBank受託番号L27211(Serranoら
(1993)Nature 366:704〜707;Okamotoら(19
94)Proc.Natl.Acad.Sci.USA 91:11045〜1
1049)として入手可能である。キメラCDKiタンパク質コード核酸配列を
作成するための技術としては、限定はしないが、以下が挙げられる:CDKiの
CIP/KIPファミリーのメンバーをコードする核酸配列のPCRによる増幅
、およびCDKiのINK4ファミリーのメンバーをコードする核酸配列のPC
Rによる増幅、本明細書に提供される配列から精製されたプローブを用い、次に
適切なインフレーム連結による、CDKiコード核酸配列を含有するcDNAク
ローンの同定、ならびに重複するオリゴヌクレオチドを用いてキメラCDKiコ
ード核酸配列を生成するPCR。これらの技術の全ては周知である(例えば、A
usubelら(1994)Current Protocols in Mo
lecular Biology John Wiley&Sons,New
York,NYを参照のこと)。
【0048】 キメラCDKiタンパク質は、当業者に周知の任意の標準的方法により作製さ
れ得る。好ましくは、キメラCDKiタンパク質は、精製される。精製されたキ
メラCDKiタンパク質は、化学合成により生成され得る(例えば、Solid
Phase Synthesis、第2版(1984)The Pierce
Chemical Co.,Rockford,ILを参照のこと)。キメラ
CDKiタンパク質は、キメラCDKiコード配列を発現プラスミドにサブクロ
ーニングすること、そのプラスミドを適切な細胞にトランスフェクトすること、
および抗p27または抗p16抗体を用いて、この細胞から、合成されたキメラ
CDKiタンパク質を精製することにより作製され得る。タンパク質精製のため
の代替方法としては、高速液体クロマトグラフィー(HPLC;例えば、Fis
her(1980)Laboratory Techniques in Bi
ochemistry and Molecular Biology、Wor
k and Burdon編、Elsevier)が挙げられる。
【0049】 キメラCDKiタンパク質は、当業者に周知の組換え技術により、細菌、昆虫
、または哺乳動物を含む任意の適切な細胞型において、合成され得る。例えば、
キメラCDKiコード核酸配列は、バキュロウイルスベクターに挿入され得、そ
の結果、この配列は、このベクター中の発現のために配置される。次いで、この
ベクターは、組換えバキュロウイルス粒子を生成するために用いられ得る。組換
えバキュロウイルスを形質導入された昆虫細胞(例えばSf9細胞)は、キメラ
CDKiタンパク質を発現する。溶解後、このキメラCDKiタンパク質は、精
製され得る。キメラCDKiコード核酸配列が、分泌されたタンパク質をコード
するように標準的分子生物学の技術を用いて改変された場合(以下参照)、この
分泌されたキメラCDKiタンパク質は、形質導入された昆虫細胞の馴化増殖培
地から単離され得、そして精製され得る。
【0050】 本発明に従う「キメラCDKiタンパク質」は、さらに、キメラCDKiタン
パク質の全ての等価物を包含する。キメラCDKiタンパク質等価物は、等価で
あるキメラCDKiタンパク質の活性に対して等価な活性を有するか、または等
価であるキメラCDKiタンパク質のアミノ酸配列に比較した場合、少なくとも
1つの保存的アミノ酸置換を有するアミノ酸配列を有する。このような保存的置
換は、代表的には、以下の群内の置換を含む:グリシン、アラニン、バリン、イ
ソロイシン、ロイシン;アスパラギン酸、グルタミン酸、アスパラギン、グルタ
ミン;セリン、トレオニン;リジン、アルギニン;およびフェニルアラニン、チ
ロシン。
【0051】 キメラCDKiタンパク質等価物は、INK4ファミリーメンバーCDKi(
例えば、p16)に結合したCDK阻害性ドメインの融合タンパク質であり得る
。「CDK阻害性ドメイン」とは、CIP/KIPファミリーメンバーサイクリ
ン依存性キナーゼインヒビター(キナーゼおよびサイクリン結合サブユニットの
両方に接触し、そしてキナーゼ阻害に十分である)のドメインを意味する。好ま
しくは、CDK阻害性ドメインは、核局在化シグナルおよびQTドメインを欠失
する。CDK阻害性ドメインおよびINK4の1つまたは両方は、哺乳動物由来
であり得、そして好ましくは両方は、処置されている哺乳動物(例えば、マウス
はマウスタンパク質配列から構成されるキメラCDKiタンパク質等価物で処置
される)由来である。キメラCDKiタンパク質がW9である場合、好ましくは
W9タンパク質等価物は、そのN末端部分にCDK阻害性ドメインを含み、そし
てそのC末端にINK4ファミリーメンバータンパク質またはそのフラグメント
を含む。
【0052】 キメラCDKiタンパク質等価物をコードする核酸配列は、標準的技術により
作製され得る。この技術としては、CDKiの種々のCIP/KIPファミリー
メンバーのCDK阻害性ドメインをコードする公知の核酸配列と、INK4タン
パク質をコードする核酸配列のインフレームの連結が挙げられる。これらのタン
パク質のヒトバージョンをコードする核酸配列は、公知である(例えば、ヒトp
15、GenBank受託番号S757756;ヒトp16、GenBank受
託番号27211;ヒトp18、GenBank受託番号AFO41248;ヒ
トp19、GenBank受託番号U20498;ヒトp21、GenBank
受託番号L47232;ヒトp27、GenBank受託番号U10906)。
【0053】 キメラCDKiタンパク質等価物が非ヒトタンパク質配列から構成される場合
、キメラCDKiタンパク質等価物をコードする核酸配列は、非ヒト動物由来の
遺伝子配列を用いることにより作製され得る。例えば、キメラCDKiタンパク
質等価物は、全長マウスp16に融合されたマウスCIP/KIPファミリーメ
ンバー由来のCDK阻害性ドメインから構成され得る。これらの配列の細胞への
トランスフェクションは、この配列がその細胞中での発現のために配置される場
合、コードされたキメラCDKiタンパク質等価物の産生および精製を可能にす
る。
【0054】 さらに、本発明のキメラCDKiタンパク質等価物は、2つの異なる種から、
タンパク質、またはそれらのフラグメントを融合すること(または核酸をコード
すること)により、作製され得る(例えば、ヒトp16に結合されたマウスp2
7CDK阻害性ドメイン)。好ましくは、動物を処置するために用いられるキメ
ラCDKiタンパク質等価物は、その動物由来のタンパク質から誘導される。例
えば、イヌのキメラCDKiタンパク質等価物をコードする核酸配列は、イヌの
p16分子をコードする核酸配列に、イヌのCDK阻害性ドメインをコードする
核酸配列を融合することにより作製され得る。この核酸配列は、細胞中で発現さ
れる場合、例えば、家庭内のイヌの新生物を処置するために用いられ得るキメラ
CDKiタンパク質等価物を生成する。
【0055】 キメラCDKiタンパク質等価物はまた、合成され得る。さらに、CDK阻害
性ドメインは、共有ペプチド結合または化学的架橋を介してINK4ファミリー
メンバータンパク質に結合され得る。
【0056】 好ましくは、キメラCDKiタンパク質等価物は、p27タンパク質のCDK
阻害性ドメインおよびp16タンパク質またはそのフラグメントの融合タンパク
質である。より好ましくは、キメラCDKiタンパク質等価物(またはコードす
る核酸)は、アデノウイルスE4タンパク質の存在下で投与された場合、キメラ
CDKiタンパク質(またはキメラCDKiタンパク質コード核酸)の活性に(
同じ条件下で等しく投与される場合)匹敵する抗新生物活性を有する(例えば、
W9タンパク質等価物は、W9タンパク質の活性に匹敵する抗新生物活性を有す
る)。最も好ましくは、キメラCDKiタンパク質等価物は、アデノウイルスE
4タンパク質またはその活性なフラグメントと組み合わせた場合、非新生物細胞
においてアポトーシスを誘導するのに必要な濃度より低い濃度で新生物細胞にお
いてアポトーシスを誘導する。アポトーシスは、例えば、Annexinおよび
/またはプロピジウムヨージド(PI)を用いる細胞染色、またはTdt TU
NELアッセイを用いることにより、容易に評価され得る。これらのアポトーシ
スアッセイは、周知である(例えば、Kishimotoら(1995)J.E
xp.Med.181:649〜655;Pepperら(1998)Leuk
Res.22(5):439〜44;およびWalshら(1998)J.I
mmunol.Methods 217(1−2):153〜63を参照のこと
)。
【0057】 (B.アデノウイルスE4タンパク質) 本明細書において用いる場合、用語「アデノウイルスE4タンパク質」は、ア
デノウイルスのE4領域によりコードされる少なくとも1つのタンパク質、また
はアデノウイルスE4タンパク質の活性フラグメント、またはアデノウイルスE
4タンパク質の等価物を包含する。アデノウイルスのE4領域には少なくとも6
つの異なるオープンリーディングフレーム(orfs)が存在し、これには少な
くとも42の血清型が存在する。従って、アデノウイルスE4タンパク質は、ア
デノウイルスの任意の血清型由来のアデノウイルスE4orfタンパク質の任意
の1つ以上であり得るが、全てではないかもしれない。アデノウイルスE4タン
パク質の活性なフラグメントは、W9タンパク質とともに投与された場合、単独
で投与されたキメラCDKiタンパク質の抗新生物活性よりも大きい抗新生物活
性を提供する、アデノウイルスE4タンパク質のフラグメントである。アデノウ
イルスE4タンパク質またはその活性なフラグメントの等価物とは、W9タンパ
ク質とともに投与された場合、アデノウイルスE4タンパク質またはアデノウイ
ルスE4タンパク質の活性なフラグメントにより提供される活性に匹敵する抗新
生物活性を提供する、化学物質(例えば、限定はしないが、タンパク質、脂質、
または炭水化物)である。
【0058】 1つの例示的アデノウイルスE4タンパク質は、アデノウイルスE4orf6
によりコードされるE4orf6タンパク質である。第二の例示的アデノウイル
スE4タンパク質は、アデノウイルスE4orf3によりコードされるE4or
f3タンパク質である。このアデノウイルスE4タンパク質は、アデノウイルス
の任意の血清型由来であり得、そして任意の種の動物(例えば、ヒト、ウシ、ト
リ)から単離されたアデノウイルス由来であり得る。
【0059】 種々のアデノウイルス血清型のE4領域の配列は、例えば、GenBankデ
ータベースから公的に入手可能であり、そして限定はしないが、以下を含む:G
enBank受託番号J01966、J01980、K02368、X0299
8、およびY09598(5型);AF030154およびAF083132(
3型);L19443(40型);Y09598(トリEDS);X73487
およびX51800(12型);U77082およびJ01917(2型);S
82508(9型);AF108105(17型);ならびにY07760およ
びU55001(1型)(これらのそれぞれは、参考として本明細書において援
用される)。これらのアデノウイルスE4領域含有配列は、E4プロモーターと
ともに選り抜かれたベクターまたはプラスミド(例えば、E4領域全体を欠失す
るアデノウイルス移入ベクター)に挿入され得る。あるいは、アデノウイルスE
4領域含有配列は、外因性プロモーターに作動可能に連結された、選り抜かれた
ベクターまたはプラスミド(例えば、構成的に活性なプロモーター(例えば、C
MVまたはSV40早期プロモーター)、または誘導性プロモーター(例えば、
MMTVプロモーター))に挿入され得る。
【0060】 アデノウイルスのE4領域の少なくとも一部を含有する核酸配列は、細胞に導
入され、E4タンパク質を生成し得る。アデノウイルスE4タンパク質の過剰発
現は細胞にとってしばしば毒性であるので、細胞へのトランスフェクションの前
に、誘導性プロモーターにアデノウイルスE4領域含有核酸配列を作動可能に連
結することが所望され得る。アデノウイルスE4タンパク質を発現するには任意
の細胞型が用いられ得る;しかし、好ましくは、選択される細胞は、アデノウイ
ルスE4タンパク質が適切に折り畳まれ、そして翻訳後改変され得る細胞である
。組換え方法により生成されたアデノウイルスE4タンパク質は、標準的な方法
(例えば、HPLC)に従って精製され得る。
【0061】 キメラCDKiタンパク質とともに相乗作用して(synergize)新生
物細胞においてアポトーシスを誘導するのに十分な、アデノウイルスE4orf
6タンパク質、またはタンパク質のE4orfタンパク質の活性フラグメントお
よび/または等価物を同定するためには、種々の方法が使用され得る。「アデノ
ウイルスE4タンパク質の活性なフラグメント」とは、キメラCDKiタンパク
質とともに投与された場合、単独で投与されたキメラCDKiタンパク質の抗新
生物活性よりも大きい抗新生物活性を提供する、アデノウイルスE4タンパク質
のフラグメントを意味する。好ましくは、アデノウイルスE4タンパク質の活性
なフラグメントは精製される。
【0062】 特定のキメラCDKiタンパク質(例えば、W9)と相乗作用して、新生物細
胞においてアポトーシスを誘導し得る、アデノウイルスE4タンパク質、または
その活性フラグメントを同定するために、欠失分析(deletional a
nalysis)を使用し得る。非限定的方法として、特異的キメラCDKiタ
ンパク質をコードする組換えアデノウイルスは、E4領域の部分が欠失するよう
に、改変され得る。この様式では、E4orfタンパク質の全ては産生されず、
そして欠失したE4orfタンパク質は、欠失マッピング(deletiona
l mapping)により同定され得る。例えば、キメラCDKiタンパク質
をコードする組換えアデノウイルスの1つは、E4orf6タンパク質のみをコ
ードし、他のE4orfタンパク質をコードしない。キメラCDKiタンパク質
をコードする別の組換えアデノウイルスは、E4orf3タンパク質およびE4
orf6タンパク質のみをコードするが、いずれの他のE4orfタンパク質も
コードしない。キメラCDKiタンパク質をコードするなお別の組換えアデノウ
イルスは、E4orf6のフラグメントのみをコードし、そして他のE4orf
タンパク質のフラグメントはコードしない。このウイルスのE4orf6フラグ
メントは、当然ながら、ATGおよび終止配列を含み、そしてポリペプチドフラ
グメントを産生する。
【0063】 E4領域の部分が新生物細胞におけるアポトーシスに必要であるか否かを決定
するために、特定のキメラCDKiタンパク質(例えば、W9)およびE4領域
タンパク質の種々のフラグメントをコードする異なる組換えアデノウイルスを力
価測定し、そして各組換えアデノウイルスの同じMOIユニットを用いて、実施
例IVおよびVIにおいて下記するように、種々の正常な細胞および新生物細胞
を形質導入する。これらの組換えアデノウイルスが新生物細胞においてアポトー
シスを誘導する能力は、W9タンパク質をコードし、かつ実施例IIIに下記す
るE4領域全体を含むアデノウイルス(AV−W9)に匹敵する。従って、特定
のキメラCDKiタンパク質(例えば、W9)であって、かつE4 orfタン
パク質(またはそのフラグメント)の全てより短いタンパク質をコードする組換
えアデノウイルスが、新生物細胞においてアポトーシスを誘導するのに十分であ
る場合、その組換えアデノウイルスによりコードされるE4またはタンパク質(
またはそのフラグメント)は、その特定のキメラCDKiタンパク質(この場合
、W9)と相乗作用して新生物細胞において選択的にアポトーシスを誘導するの
に十分である、それらのE4タンパク質(またはその活性なフラグメント)を同
定する。
【0064】 キメラCDKiタンパク質のアポトーシス誘導能力を増強するのに必要な、ア
デノウイルスE4タンパク質、またはその活性フラグメントを同定するための別
の方法において、アデノウイルスE4 orfタンパク質の全てから誘導された
重複するペプチドライブラリーが生成され得る。次いで、ライブラリーメンバー
のプールをキメラCDKiタンパク質を発現する正常細胞または新生物細胞に導
入し、このプール内のペプチドがその細胞においてアポトーシスを誘導したか否
かを決定する。アポトーシスが誘導されれば、このプールは小分割され、その結
果最終的に、特定のCDKiタンパク質と相乗的に作用して、細胞中でアポトー
シスを誘導し得るペプチド(単数または複数)が同定される。
【0065】 キメラCDKiタンパク質と相乗作用して本発明の抗新生物組成物を産生する
能力を有するポリペプチドまたは化学物質は、アデノウイルスから誘導される必
要はないことが理解される。アデノウイルスE4タンパク質の等価物、またはそ
の活性なフラグメントは、別のウイルス由来の、任意の型の細胞(例えば、細菌
、昆虫、トリ、哺乳動物)由来の、真菌由来のタンパク質、脂質もしくは炭水化
物であり得るか、または合成化学物質であり得る。
【0066】 例えば、アデノウイルスE4タンパク質(またはその活性なフラグメント)の
等価物を同定するため、キメラCDKiタンパク質をコードする核酸配列、およ
びアデノウイルスE4タンパク質をコードしない核酸配列を、その核酸配列を細
胞中での発現のために配置するように、新生物細胞にトランスフェクトする。好
ましくは、キメラCDKiタンパク質をコードするこの核酸配列は、新生物細胞
に安定にトランスフェクトされる。次いで、アデノウイルスE4タンパク質(ま
たは活性なフラグメント)の等価物を含むと考えられる化合物のプールをトラン
スフェクトされた新生物細胞に投与する。トランスフェクトされた新生物細胞に
おいてアポトーシスを誘導する化合物のプールを小分割し、そして精製された化
合物(または混合物)が、キメラCDKiタンパク質でトランスフェクトされた
新生物細胞にアポトーシスを誘導し得ることが確認されるまで、小分割したプー
ルをトランスフェクトされた新生物細胞に投与する。
【0067】 陽性コントロールとして、アデノウイルスE4領域全体、アデノウイルスE4
タンパク質、またはアデノウイルスE4タンパク質の活性フラグメントを含む核
酸配列を、これらの配列を細胞中での発現のために配置するように、キメラCD
Kiタンパク質発現細胞にトランスフェクトする。アデノウイルスE4領域全体
、アデノウイルスE4タンパク質、またはアデノウイルスE4タンパク質の活性
フラグメントを含む核酸配列でトランスフェクトされたキメラCDKiタンパク
質発現細胞で観察された速度と匹敵する速度で、キメラCDKiタンパク質発現
新生物細胞がアポトーシスを被るように誘導する化合物は、アデノウイルスE4
タンパク質の等価物である。
【0068】 (II.本発明のタンパク質組成物の調製) キメラCDKiタンパク質およびアデノウイルスE4タンパク質は、インビト
ロで生成され得、精製され得、そして全身的にまたは罹患した領域に局所的にの
いずれかで投与され得る(例えば、腫瘍に直接投与される)。好ましくは、キメ
ラCDKiタンパク質およびアデノウイルスE4タンパク質は、転位配列(tr
anslocation sequence)を含み、それによりそれらのタン
パク質はインターナリゼーションされ得る。タンパク質の「インターナリゼーシ
ョン可能(internalizable)」形態は、本発明の第一の局面にお
いて上記されるように、細胞によってインターナリゼーションされるように改変
される(例えば、転位配列を含むように改変される)。
【0069】 例えば、キメラCDKiタンパク質のインターナリゼーション形態をコードす
る核酸は、このタンパク質が細胞での発現のために配置されるように、インビト
ロで原核生物細胞または真核生物細胞にトランスフェクトされ得る。このタンパ
ク質はまた、分泌され得る(すなわち、分泌可能である)この場合、このタンパ
ク質はトランスフェクトされた細胞の馴化された培養培地から精製され得る。あ
るいは、タンパク質のインターナリゼーション可能な形態が、分泌されずに内部
タンパク質であるである場合、この場合、このトランスフェクトされた細胞はま
ず溶解されて、インターナリゼーション可能なキメラCDKiタンパク質を放出
し、次にこれは標準的な方法に従って精製され得る。キメラCDKiタンパク質
をコードする(例えば、キメラCDKiのインターナリゼーション可能な形態を
コードする)組換えウイルスは、また真核生物細胞を形質導入するために用いら
れ得る。次いで、このキメラCDKiタンパク質は、馴化された培養培地から(
分泌されたタンパク質の場合)か、または細胞の溶解によって(非分泌タンパク
質の場合)のいずれかにより、形質導入された細胞から精製され得る。本明細書
において記載されるように、キメラCDKiタンパク質をコードする核酸配列は
、タンパク質コード配列へのシグナル配列の結合を通じて容易に改変され、分泌
可能なキメラCDKiタンパク質をコードし得る。同様に、キメラCDKiタン
パク質をコードする核酸配列は、タンパク質コード配列への転位配列の結合によ
り改変され、インターナリゼーション可能なキメラCDKiタンパク質をコード
し得る。
【0070】 アデノウイルスE4タンパク質は、キメラCDKiタンパク質を発現する同じ
細胞により、または異なる細胞により、インビトロで同様に発現され得る。アデ
ノウイルスE4タンパク質を発現する細胞およびキメラCDKiタンパク質を発
現する細胞は、同じ型の細胞である必要はない。例えば、アデノウイルスE4タ
ンパク質は、細菌細胞により発現されそして細菌細胞から精製され得る。そして
キメラCDKiタンパク質は、昆虫細胞により発現されそして昆虫細胞から精製
され得る。
【0071】 本発明のタンパク質組成物の成分(例えば、キメラCDKiおよびアデノウイ
ルスE4タンパク質)は、ペプチドシンセサイザーで完全に合成されそして生成
され得ることが理解される。例えば、小さいアデノウイルスE4タンパク質、ま
たはその活性なフラグメントが、キメラCDKiタンパク質の抗新生物効果を補
完することが見出される場合、このような小さいタンパク質またはポリペプチド
フラグメントは、ペプチドシンセサイザーにより化学的に合成され得る。
【0072】 本発明の精製されたタンパク質組成物は、任意の適切な方法により、インビト
ロまたはインビボで標的細胞に投与され得る。例えば、インターナリゼーション
可能なタンパク質を含む組成物は、培養培地中で稀釈され得、そしてインビトロ
で培養された細胞に添加され得る。同様に、インビボ送達については、インター
ナリゼーション可能なタンパク質を含む組成物は、薬学的に受容可能なキャリア
(例えば、緩衝化生理食塩水(以下参照))と組み合わされ得、そしてシリンジ
またはカテーテルでの注射により(例えば、腫瘍の部位に)投与され得る。
【0073】 標的細胞によりインターナリゼーションされ得ないように転位配列を欠くタン
パク質を含むタンパク質組成物の送達のために、この組成物は好ましくはまず、
細胞による組成物のインターナリゼーションを容易にする送達系と組み合わされ
る。例えば、この組成物はまず、表面に正の電荷を有するリポソームにパッケー
ジングされ得る。インビトロまたはインビボのいずれかでの細胞への送達の際、
リポソームは、細胞膜と融合し、そしてリポソーム内に含まれるタンパク質組成
物を細胞の細胞質内に沈着させる。
【0074】 (III.本発明の核酸組成物の調製) 本発明は、キメラCDKiタンパク質をコードする核酸配列およびアデノウイ
ルスE4タンパク質をコードする第二の核酸配列を含む、核酸組成物を提供する
【0075】 (A.ウイルスベースの核酸組成物) キメラCDKiタンパク質をコードする核酸配列は、アデノウイルスE4領域
の少なくとも一部を含み、そしてキメラCDKiタンパク質および少なくとも1
つのアデノウイルスE4タンパク質(例えば、E4orf6)をコードする、組
換えウイルス粒子(例えば、アデノウイルス)を作製するために用いられ得る、
ウイルスベクター中に組み込まれ得る。
【0076】 ウイルスが組換えアデノウイルスである場合、アデノウイルスは、任意の血清
型のアデノウイルスであり得る。好ましくは、アデノウイルスは、E4領域全体
を欠き、その結果、E4 orfタンパク質の全てがアデノウイルスによってコ
ードされるわけではない。キメラCDKiタンパク質コード配列は、除去しても
致死的でないアデノウイルスゲノムの領域のうちの1つに挿入され得る。非致死
的に除去され得る、アデノウイルスゲノムのうちの1つの公知の領域はE1領域
であり、これは、アデノウイルス複製を制御する。この領域に、標準的分子生物
学技術(例えば、Ausubelら(1994)Current Protoc
ols in Molecular Biology,John Wiley
& Sons,New York,NYを参照のこと)を用いてプロモーターお
よび/またはエンハンサー配列が挿入され得る。このようなプロモーター/エン
ハンサー配列は、構成的に活性(例えば、CMVプロモーターまたはEF1αプ
ロモーター)、細胞型特異的(例えば、平滑筋細胞において特異的に発現される
SM22α遺伝子プロモーター)または誘導性(例えば、サイトカイン刺激誘導
性一酸化窒素シンターゼ(iNOS)遺伝子プロモーター)であり得る。多数の
プロモーター/エンハンサー配列が周知であり、そしてそれらの配列は、例えば
、GenBankデータベース(National Center for B
iotechnology Information,National In
stitutes of Health,Bethesda,MD)において入
手可能である。次いで、挿入されたプロモーター(例えば、CMVプロモーター
)は、キメラCDKiタンパク質をコードする核酸配列に、そしてポリAシグナ
ル配列(例えば、SV40ウイルス由来)に作動可能に連結されて、導入遺伝子
が作製され得る。「導入遺伝子」によって、導入遺伝子が細胞中に導入されたと
きに核酸配列が転写および翻訳されるように、調節配列に作動可能に連結された
所望のタンパク質またはポリペプチドのフラグメントをコードする核酸配列を意
味する。導入遺伝子は代表的に、プロモーター/エンハンサー::タンパク質コ
ード核酸配列::ポリAシグナルを含む。IRES配列によって隔てられた2つ
のタンパク質コード核酸配列を含むポリシストロン性導入遺伝子もまた、この定
義内にある;従って、IRESもまた、本明細書中で使用される場合、「調節配
列」である。
【0077】 送達ウイルスが組換えアデノウイルスであり、一方、導入遺伝子が、E4領域
の少なくとも一部を含むアデノウイルスベクターのE1領域中に挿入され得る実
施形態では、導入遺伝子が、アデノウイルスゲノム中の任意の非致死的位置に挿
入されて、キメラCDKiタンパク質および少なくとも1つのアデノウイルスE
4タンパク質またはそれらの活性なフラグメントをコードし得ることが理解され
る(例えば、キメラCDKiタンパク質コード導入遺伝子は、E3領域中に挿入
され得る)。キメラCDKiタンパク質およびアデノウイルスE4タンパク質を
コードする組換えアデノウイルスを作製する1つの非限定的な方法は、CMVプ
ロモーター/エンハンサーおよびSV40ポリAシグナルに作動可能に連結され
たキメラCDKiタンパク質コード核酸配列を含むキメラCDKiタンパク質コ
ード導入遺伝子、ならびにCMVプロモーター/エンハンサーおよびSV40ポ
リAシグナルに作動可能に連結されたアデノウイルスE4タンパク質コード核酸
配列を含むアデノウイルスE4タンパク質コード導入遺伝子を、E1領域および
E4領域の両方を欠く、組換え複製欠損アデノウイルス5型(Ad5)ベクター
のE1領域に挿入することである。次いで、キメラCDKiタンパク質およびア
デノウイルスE4タンパク質をコードする導入遺伝子を含む組換えレトロウイル
スベクターは、293細胞中でパッケージングされて、感染性組換えアデノウイ
ルス粒子を産生する。
【0078】 キメラCDKiタンパク質および少なくとも1つのE4タンパク質をコードす
る組換えアデノウイルスを用いて、細胞をインビボまたはインビトロで形質導入
し得る。このような投与は、組換えアデノウイルスの感染多重度(MOI)を決
定することによって、またはウイルスDNAの量に基づいてウイルス粒子の実際
の数を決定することによって、標準化され得る。ウイルス粒子のこのような標準
化は慣用的であり、そして一般に、Phillipsonら(1975)Mol
ecular Biology of Adenovirus,Virolog
y Monograph,Springer Verlag,New York
に記載されている。
【0079】 別の実施形態では、ウイルスは、アデノウイルス配列を全く含まない。例えば
、ウイルスがレンチウイルスである場合、組換えレンチウイルスを作製するため
に用いられるウイルスベクターは、キメラCDKiタンパク質および少なくとも
1つのアデノウイルスE4領域によってコードされるタンパク質(例えば、E4
orf6)をコードする核酸配列を含むように遺伝的に改変され得る。遺伝子治
療送達ビヒクルとしての、組換えレンチウイルスの使用は、当該分野で周知であ
る(例えば、Dullら(1998)J.Virol.72:8463−847
1を参照のこと)。一方または両方の挿入された核酸配列は、外因性プロモータ
ー/エンハンサーおよびポリAシグナル配列(例えば、E4領域プロモーターま
たはCMVプロモーター)へと作動可能に連結され得る。あるいは、核酸配列は
、その発現が、レンチウイルスプロモーターおよびポリAシグナルによって指向
されるように挿入され得る。標準的レンチウイルス移入ベクターは、7kBの収
容力を有する。従って、キメラCDKiタンパク質およびアデノウイルスE4タ
ンパク質の両方をコードする組換えレンチウイルスを作製するために、両方の核
酸配列(すなわち、キメラCDKiタンパク質をコードする配列およびアデノウ
イルスE4タンパク質をコードする配列)は、両方のタンパク質(すなわち、キ
メラCDKiタンパク質およびアデノウイルスE4タンパク質)をコードするポ
リシストロン性mRNAが、同じレンチウイルスまたは外因性プロモーター/エ
ンハンサーによって作製され得るように、IRES配列(JangおよびWim
mer(1990)Genes & Dev.4:1560−1572)によっ
て隔てられ得る。このようなポリシストロン性mRNAは、挿入される導入遺伝
子(すなわち、キメラCDKiタンパク質コード核酸配列およびアデノウイルス
E4タンパク質コード核酸配列に作動可能に連結された、プロモーター/エンハ
ンサーおよびポリAシグナルを含む挿入される核酸配列)のサイズを低減する。
適切なパッケージングおよび力価測定後、少なくとも1つのアデノウイルスE4
タンパク質およびキメラCDKiタンパク質をコードする感染性組換えレンチウ
イルスを用いて、細胞を形質導入し得る。アデノウイルスE4タンパク質と対に
なったキメラCDKiタンパク質の抗新生物性効力は、インビボまたはインビト
ロのモデル系において試験され得る。
【0080】 アデノウイルス配列を欠くウイルスがアデノ随伴ウイルス(AAV)である場
合、標準的組換えDNA技術を用いて、アデノウイルスE4タンパク質およびキ
メラCDKiタンパク質(例えば、W9)をコードする組換えAAVを作製し得
る。組換えAAVは、プロデューサー細胞を、2つのトランス補完性プラスミド
でトランスフェクトすることによって作製され得、一方のプラスミドは、rep
タンパク質およびcapタンパク質をコードし、そして他方のプラスミドは、A
AV逆方向末端反復(ITR)配列とともに導入遺伝子をコードする。次いで、
トランスフェクトされたプロデューサー細胞株は、組換えAAV感染性ウイルス
粒子を産生し、この粒子は、細胞を形質導入するために用いられ得る。AAV導
入遺伝子−ITRプラスミドの導入遺伝子のサイズ収容力は代表的に、約4.5
kBである。本発明の好ましいキメラCDKiタンパク質であるW9は、0.7
kB未満の核配列によってコードされる。従って、例えば、CMVプロモーター
/エンハンサー::W9コード核酸配列::IRES配列::アデノウイルスE
4タンパク質コード核酸配列::SV40ポリAシグナルを含む導入遺伝子は、
標準的AAV導入遺伝子−ITRプラスミドによって容易に収容され得、そして
アデノウイルスE4タンパク質およびW9タンパク質の両方をコードする組換え
AAV粒子を生成するために用いられ得る。
【0081】 アデノウイルス配列を欠くウイルスが標準的レトロウイルス、例えば、モロニ
ーマウス白血病ウイルス(MMLV)である場合、キメラCDKiタンパク質お
よびアデノウイルスE4タンパク質をコードする組換えMMLVが作製され得る
。標準的MMLV移入ベクター、例えば、rkat43.3ベクター(Fine
rら(1994)Blood 83:43−50)では、導入遺伝子は、gag
コード領域と3’LTRとの間に挿入される。標準的MMLV移入ベクターは、
7kBの導入遺伝子収容力を有する。
【0082】 本発明の核酸組成物をパッケージングおよび送達するために用いられ得る他の
型のウイルスとしては、ワクシニアウイルス、ヘルペスウイルスおよび種々のR
NAベースのウイルスが挙げられるがこれらに限定されない。組換えウイルスは
、形質導入された細胞による、保有する核酸のインターナリゼーションを促進す
るために用いられるので、これらの組換えウイルスは、送達系と呼ばれる。
【0083】 本発明の核酸組成物を組換えウイルス中にパッケージングするための上記の方
法の全てにおいて、感染性ウイルス粒子は、W9およびアデノウイルスE4タン
パク質をコードする核酸配列を含むように改変されたウイルスベクターでトラン
スフェクトされたパッケージング細胞株(またはこれらの細胞を培養する培地)
から収集される。最初に、キメラCDKiタンパク質(例えば、W9)およびア
デノウイルスE4タンパク質をコードする核酸配列は、ウイルスベクター中での
発現のために配置されるような様式でウイルスベクター中に挿入される。次いで
、適切なパッケージング細胞は、ウイルスベクターを用いてトランスフェクトさ
れる。次いで、トランスフェクトされたパッケージング細胞は、挿入された核酸
配列を保有する感染性組換えウイルス粒子を産生する。感染性ウイルス粒子は、
トランスフェクトされたパッケージング細胞が培養される、馴化培地から精製さ
れ得る。あるいは、感染性組換えウイルス粒子は、一般に、迅速な凍結/融解サ
イクルの繰り返しを用いて細胞を溶解し、そして遠心分離して細胞の破片を除去
することによって精製され得る。細胞破片からの分離後、ウイルス粒子は単離さ
れ、標準的方法(Phillipsonら,前出;Synderら(1996)
Current Protocols in Human Genetics,
John Wiley & Sons,New York,NY)に従って力価
測定され、そして−70℃にて保存される。使用するために、ウイルス粒子は融
解され、(適切な場合)薬学的に受容可能なキャリア(例えば、緩衝化生理食塩
水)を用いて希釈され、そして投与される。
【0084】 (B.非ウイルスベースの核酸組成物) 別の実施形態では、本発明の核酸組成物は、非ウイルスベクター(例えば、キ
メラCDKiタンパク質コード核酸配列およびアデノウイルスE4タンパク質コ
ード核酸配列を含むプラスミド)を特徴とし得る。ここで、送達される配列は、
このプラスミドでトランスフェクトされた細胞中で発現されるように、プラスミ
ド中に発現のために配置される。1つの非限定的な例では、非ウイルスベクター
は、エプスタインバーウイルス(EBV)ベースのプラスミドである。EBVベ
ースのプラスミドもまたEBVの複製起点(oriP)を含み、そしてEBV核
タンパク質EBNA−1をコードする場合、得られるプラスミドは、トランスフ
ェクトされた細胞内で自律複製し得る。このような自律複製能は、EBVプラス
ミドを用いてトランスフェクトされた細胞によって発現される、キメラCDKi
タンパク質およびアデノウイルスE4タンパク質の量を増強するのに役立つ。
【0085】 所望の場合、キメラCDKiタンパク質およびアデノウイルスE4タンパク質
をコードする導入遺伝子は、他のプラスミド配列から分離され得、そして投与さ
れ得る。例えば、導入遺伝子は、稀切断制限エンドヌクレアーゼの認識部位に隣
接するように改変され得る。稀切断制限エンドヌクレアーゼを用いた消化後、キ
メラCDKiタンパク質およびアデノウイルスE4タンパク質をコードする導入
遺伝子は、アガロースゲルでの電気泳動分離によって残りのプラスミド配列から
分離され得、標準的技術に従って精製され得、そしてアポトーシスを誘導するた
めに新生物性細胞へと送達され得る。
【0086】 非ウイルスプラスミド中の、または導入遺伝子上の本発明の核酸組成物を送達
するための上記の方法では、プラスミドまたは導入遺伝子は好ましくは、送達系
と合わされて、新生物性細胞によるインターナリゼーションを促進する。好まし
くは、この送達系は、標的細胞による核酸組成物のインターナリゼーションをエ
ンドサイトーシス経路に頼る。例示的な送達系としては、リポソーム由来系、ポ
リリジン結合体および人工ウイルスエンベロープが挙げられる。
【0087】 本発明の核酸組成物は、多数の異なる送達系を介して細胞または組織へと送達
され得る。このような系は一般に、PCT公開第WO99/06540号(本明
細書中に参考として援用される)に記載される。
【0088】 1つの好ましい、非限定的な例では、CMVプロモーター/エンハンサー::
W9コード核酸配列::IRES::アデノウイルスE4orf6コード核酸配
列::SV40ポリAシグナルからなる導入遺伝子は、その表面に正電荷を保有
するリポソーム(例えば、リポフェクチン)中に封入される。本発明の核酸組成
物を含むこのようなリポソームはまた、標的組織の細胞表面抗原を特異的に見出
す、抗体を用いてタグ化され得る。例えば、B細胞リンパ腫が、特定のイディオ
タイプを有するB細胞レセプターを発現することが公知である場合、リポソーム
は、抗イディオタイプ抗体を用いてコーティングされ得、抗体でコーティングさ
れたリポソームがB細胞リンパ腫の細胞に結合し、従って、インターナリゼーシ
ョンされるのを可能にする。
【0089】 (C.パラクリン送達のための核酸組成物) キメラCDKiタンパク質およびアデノウイルスE4タンパク質をコードする
、ウイルスベクターおよび非ウイルスプラスミドを用いて、細胞がキメラCDK
iおよびアデノウイルスE4タンパク質を発現および分泌し、周囲の細胞によっ
てインターナリゼーションされることによってこれらのタンパク質がパラクリン
様式で作用するように、ウイルスまたはプラスミド配列を細胞中に導入し得る。
「パラクリン」によって、あるタンパク質が合成されなかった細胞に対する、そ
のタンパク質による作用を意味する。
【0090】 例えば、ウイルスベースの遺伝子治療アプローチを用いて、組換えウイルスは
、2つの異なる形態のキメラCDKiタンパク質およびアデノウイルスE4タン
パク質をコードするように改変され得る。
【0091】 1つの形態では、キメラCDKiタンパク質およびアデノウイルスE4タンパ
ク質は、細胞によるそれらの分泌を可能にする配列を欠く。それゆえ、これらの
タンパク質は、これらのタンパク質が生成される細胞においてオートクリン様式
で作用する。「オートクリン」によって、あるタンパク質が合成された細胞に対
する、そのタンパク質による作用を意味する。
【0092】 第二の形態では、キメラCDKiタンパク質およびアデノウイルスE4タンパ
ク質の両方が、小胞体、ゴルジ装置への局在、そして細胞からの最終的な分泌を
指向する、リーダー(分泌)配列を含むように改変される。リーダー配列は、分
泌タンパク質をコードする任意の核酸配列に由来する任意のリーダー配列であり
得る。さらに、これらの分泌形態のキメラCDKiタンパク質およびアデノウイ
ルスE4タンパク質は、第二の細胞の細胞膜を横切るタンパク質のトランスロケ
ーションを促進する、トランスロケーション配列を必要とし、このタンパク質が
この細胞によってインターナリゼーションされるのを可能にする。これらのタン
パク質は、「分泌可能なインターナリゼーション可能な形態」のタンパク質と呼
ばれる。タンパク質のインターナリゼーションを指向するに充分なこのようなト
ランスロケーション配列は公知であり、そしてこのような配列としては、Dro
sophila antepennepediaタンパク質(GenBank登
録番号E01911;Asatoら(1989)日本国特許第19890850
92−A1号;Derossiら(1996)J.Biol.Chem.271
:18188−18193;Derossiら(1994)J.Biol.Ch
em.269:10444−10450;Perezら(1992)J.Cel
l.Sci.102:717−722)、HIVトランスアクチベーター(TA
T)タンパク質(Kuppuswamyら(1989)Nucl.Acids
Res.17:3551−3561;FrankelおよびPabo(1989
)Cell 55:1189−1193;GreenおよびLowenstei
n(1989)Cell 55:1179−1188)、およびマルトパラン(
mastoparan)(Higashijimaら(1990)J.Biol
.Chem.265:14176−141860)の一部が挙げられる。好まし
くは、トランスロケーション配列は、全長HIV tatタンパク質のアミノ酸
48〜60またはアミノ酸47〜72をコードする配列である。
【0093】 図1は、パラクリン作用性W9コード核酸配列の非限定的な例を示す模式図で
ある。図1のW9コード核酸配列は、任意の供給源由来のリーダー(分泌)配列
およびHIV tat 配列由来のトランスロケーション配列を有するように改
変される。リーダー配列は、コードされるW9タンパク質が分泌されるのを可能
にし、一方、HIV tatトランスロケーション配列は、隣接細胞によるW9
タンパク質のインターナリゼーションを可能にし、そしてさらにW9タンパク質
をその細胞の核へと誘導する。
【0094】 1つの実施形態では、本発明の分泌可能なインターナリゼーション可能な形態
のキメラCDKiタンパク質または分泌可能なインターナリゼーション可能な形
態のアデノウイルスE4タンパク質は、以下の配列を有する:N末端−(リーダ
ーペプチド)結合(HIV tatアミノ酸1〜72ペプチド)結合(キメラC
DKiタンパク質またはアデノウイルスE4タンパク質)−C末端。なおさらな
る実施形態では、ここで、本発明の分泌可能なインターナリゼーション可能な形
態のCDKiタンパク質またはアデノウイルスE4タンパク質が、プロインスリ
ン由来のシグナル(リーダー)配列およびHIV tatアミノ酸1〜72由来
のトランスロケーション配列を有する。例えば、プロインスリン由来のシグナル
(リーダー)配列およびHIV tatアミノ酸1〜72由来のトランスロケー
ション配列を有する分泌可能なインターナリゼーション可能な形態のW9タンパ
ク質は、配列番号29に提供される核酸配列および配列番号30に提供されるア
ミノ酸配列を有する。
【0095】 さらに、シグナルペプチドおよびトランスロケーション配列は、(Gly4
er)3リンカーのようなリンカーを有する、キメラCDKiタンパク質または
アデノウイルスE4タンパク質から分離され得る。分泌可能なインターナリゼー
ション可能な形態のW9タンパク質の場合、リンカーが(Gly4Ser)3リン
カーであるとき、トランスロケーション配列はHIV tatアミノ酸1〜72
であり、そしてシグナル(リーダー)配列はプロインスリン由来であり、その核
酸配列は、配列番号31に提供され、そしてアミノ酸配列は配列番号32に提供
される。
【0096】 パラクリン作用性キメラCDKiおよびアデノウイルスE4タンパク質の新生
物性細胞への送達のための遺伝子治療アプローチの非限定的例では、分泌可能な
インターナリゼーション可能なアデノウイルスE4タンパク質および分泌可能な
インターナリゼーション可能なW9タンパク質をコードする、非ウイルス複製欠
損プラスミドは、非新生物性細胞をトランスフェクトするために用いられる。プ
ラスミドは、選択マーカー遺伝子(例えば、neo)を含んで、そのマーカー(
例えば、G418)に曝露された、トランスフェクトされた細胞へのその安定な
組込みを可能にし得る。プラスミドのサイズを小さくするために、2つのタンパ
ク質コード核酸配列は、二方向性でプラスミド上に配置され得、各々は、同じポ
リAシグナルを共有するが、それ自体のプロモーターを有する。次いで、トラン
スフェクトされた非新生物性細胞は、分泌可能なインターナリゼーション可能な
アデノウイルスE4タンパク質および分泌可能なインターナリゼーション可能な
W9タンパク質を分泌し、これは、新生物性細胞によってインターナリゼーショ
ンされ、そしてこれらにより、パラクリン様式で作用して、トランスフェクトさ
れていない新生物性細胞においてアポトーシスを誘導する。
【0097】 (IV.本発明の治療組成物の調製) 本発明の核酸およびタンパク質の組成物は、薬学的に受容可能なキャリアと組
み合わされて、インビボで使用するための治療組成物を生成し得る。従って、本
発明の核酸およびタンパク質の組成物は、薬学的に受容可能なキャリア(例えば
、水、緩衝化生理食塩水、ポリオール(例えば、グリセロール、プロピレングリ
コール、液体ポリエチレングリコール)またはそれらの適切な混合物)とともに
投与するために処方され得る。1つの実施形態では、本発明の核酸またはタンパ
ク質は、天然の細胞膜の脂質組成に極めて似ている液体処方物(例えば、ミセル
またはリポソーム)中に分散される。薬学的に受容可能なキャリアおよびそれら
の処方物を作製するための方法は、例えば、Remington’s Phar
maceutical Sciences(第18版),A.Gennaro編
(1990)Mack Publishing Company,Easton
,PAに見出される。
【0098】 非経口投与のための処方物は、例えば、滅菌水または生理食塩水、ポリアルキ
レングリコール(例えば、ポリエチレングリコール)、植物起源の油または水素
添加したナフタレンを含み得る。生体適合性の、生分解性のラクチドポリマー、
ラクチド/グリコリドコポリマーまたはポリオキシエチレン−ポリオキシプロピ
レンコポリマーは、キメラCDKiおよびアデノウイルスE4タンパク質の放出
を制御するために用いられ得る。他の潜在的に有用な非経口送達系としては、エ
チレン−酢酸ビニルコポリマー粒子、浸透圧ポンプ、移植可能な注入系およびリ
ポソームが挙げられる。
【0099】 (V.本発明の細胞の調製) 任意の細胞、しかし好ましくは動物細胞は、分泌可能なインターナリゼーショ
ン可能な形態のキメラCDKiタンパク質およびアデノウイルスE4タンパク質
をコードする本発明の核酸配列を用いてトランスフェクトまたは形質導入され得
る。インビトロでトランスフェクトまたは形質導入された細胞は、細胞を収集し
た動物へと移植して戻され得る。インビボでは、本発明の核酸配列を含む細胞は
、キメラCDKiおよびアデノウイルスE4タンパク質を発現および分泌し、こ
れらは、周囲の細胞によってインターナリゼーションされる。分泌可能なインタ
ーナリゼーション可能な形態のキメラCDKiおよびアデノウイルスE4タンパ
ク質をインターナリゼーションする細胞が新生物性である場合、アポトーシスが
、その細胞に誘導される。分泌可能なインターナリゼーション可能な形態のキメ
ラCDKiおよびアデノウイルスE4タンパク質をインターナリゼーションする
細胞が非新生物性である場合、このタンパク質は、アポトーシスを誘導しないが
、増殖の阻止を誘導し得る。最終的に、分泌可能なインターナリゼーション可能
な形態のキメラCDKiおよびアデノウイルスE4タンパク質を分泌する細胞は
、これらのタンパク質を充分にインターナリゼーションしてそれ自体アポトーシ
スし得るかまたは増殖を阻止し得る。
【0100】 1つの非限定的な例では、動物細胞は、直鎖化されたプラスミドを用いてトラ
ンスフェクトされ得る。このプラスミドは、分泌可能なインターナリゼーション
可能な形態のW9タンパク質および分泌可能なインターナリゼーション可能な形
態のアデノウイルスE4タンパク質をコードする核酸配列を含み、ここで、この
配列は、細胞における発現のために配置される。このプラスミドはまた、選択マ
ーカー(例えば、薬物に対する耐性)をコードする導入遺伝子を含み得る。トラ
ンスフェクション後、細胞は、非プラスミド含有細胞を殺傷するに充分な量の薬
物を含む培養培地中でインキュベートされる。プラスミド含有細胞は、このよう
にして選択される。細胞は、インターナリゼーション可能な形態のW9タンパク
質およびインターナリゼーション可能な形態のアデノウイルスE4タンパク質を
分泌するので、これらのタンパク質は、細胞の馴化培地から容易に入手され得る
。好ましくは、安定にトランスフェクトされるべき細胞は、非新生物性細胞であ
り、その結果、トランスフェクトされた細胞がその細胞が分泌した任意のW9タ
ンパク質およびアデノウイルスE4タンパク質をインターナリゼーションするべ
きである場合、その細胞は増殖が阻止されるが、新生物性細胞においてアポトー
シスを誘導するために必要とされるよりもずっと高い濃度のタンパク質がインタ
ーナリゼーションされない限り、アポトーシスを受けるように誘導されない。
【0101】 本発明の細胞を生成するために使用するプラスミドは、分泌可能な、インター
ナリゼーション可能な形態のキメラCDKiタンパク質および分泌可能な、イン
ターナリゼーション可能な形態のアデノウイルスE4タンパク質をコードする核
酸配列を含み得る。この配列は、構成プロモーターまたは誘導プロモーターに作
動可能に連結されている。分泌可能な、インターナリゼーション可能な形態のキ
メラCDKiタンパク質および分泌可能な、インターナリゼーション可能な形態
のアデノウイルスE4タンパク質は、同じ型の制御配列を共有することを必要と
しないことが理解される。例えば、分泌可能な、インターナリゼーション可能な
キメラCKDiタンパク質をコードする核酸配列は、構成プロモーター作動可能
に連結され得、そして分泌可能な、インターナリゼーション可能なアデノウイル
スE4タンパク質をコードする核酸配列は、誘導プロモーターに作動可能に連結
され得る。
【0102】 本発明の細胞はまた、1つのプラスミド単独および/または組換えウイルスで
トランスフェクトおよび形質転換されることを必要としないことも理解される。
例えば、始めに、細胞は分泌可能な、インターナリゼーション可能な形態のキメ
ラCDKiタンパク質およびハイグロマイシン耐性マーカーをコードするプラス
ミドでトランスフェクトされ得る。分泌可能な、インターナリゼーション可能な
形態のキメラCDKiタンパク質を発現および分泌する、適切な細胞株を確立し
た後、その細胞株は、分泌可能な、インターナリゼーション可能な形態のアデノ
ウイルスE4タンパク質およびネオマイシン耐性マーカーを分泌する複製欠損ウ
イルスで、形質導入され得る。
【0103】 さらに、本発明の細胞は、全体のプラスミドでトランスフェクトされる必要は
ない。例えば、キメラCDKiタンパク質、アデノウイルスE4タンパク質、お
よび耐性マーカー遺伝子をコードする核酸配列を含む導入遺伝子は、細胞へのト
ランスフェクションの前にプラスミドから切り出される。次いで、導入遺伝子は
単独でトランスフェクトされた細胞に取り込まれ、その導入遺伝子はキメラCD
Kiタンパク質、アデノウイルスE4タンパク質、および耐性マーカー遺伝子を
発現する。
【0104】 本発明に従って、本発明の組成物は、以下のインビトロおよびインビボでの方
法において使用され得る。
【0105】 (I.本発明の組成物のインビトロでの使用) 本発明の核酸およびタンパク質組成物は、種々のインビトロでの方法論におけ
る使用を見出す。例えば、これらの組成物は、培養細胞の特定の部分集団を除去
するアッセイにおいて使用され得る。さらに、本発明の組成物は、どの型の新生
物性細胞が、本発明の組成物での処置に対して感受性を有するかを決定するアッ
セイにおいて使用され得る。本発明の組成物はまた、培養細胞において細胞増殖
を同調させるためのアッセイにおける使用を見出す。
【0106】 核酸組成物は、例えばインビトロでの細胞に基づいたアッセイにおいてアポト
ーシスによる細胞の部分集団を除外するために使用され得る。例えば、これらの
アッセイは、特定のシグナル伝達経路を阻害する試薬についてのスクリーニング
に使用され得る。この実施例において、ホルモンによって誘導されるシグナル伝
達経路をブロックする分子を同定することが望まれ得る。A549細胞は、プラ
スミドで安定にトランスフェクトされ得る。このプラスミドは、キメラCDKi
タンパク質をコードする核酸配列およびアデノウイルスE4タンパク質をコード
する核酸配列の両方を含み、ここでこの配列は、このホルモンによって誘導可能
なプロモーターに作動可能に連結されている。トランスフェクトされた細胞が、
このホルモンで処理される場合、それらはアポトーシスを受けるように誘導され
る。しかし、ライブラリー由来のペプチド(ホルモンによって誘導されるシグナ
ル伝達経路を阻害する)を含む細胞は死なない。従って、生存によって単離され
たこれらの細胞は伸長し得、そしてライブラリーメンバーを、ホルモンによって
誘導されるシグナル伝達経路を阻害し得るペプチドを単離するためにレスキュー
した。
【0107】 別の例において、インビトロアッセイは、新生物性細胞の遺伝子型を決定する
ために使用され得る。この遺伝子型は、本発明の核酸組成物のインビトロでの投
与後、アポトーシスの誘導に最も感受性である。以下の実施例IVおよびVに記
載される方法と同様な方法の後、多くの異なる正常および新生物性細胞を、アデ
ノウイルス(AV−W9)で形質転換した。このアデノウイルスは、全体のE4
領域を含み、そして特定のキメラCDKiタンパク質(すなわちW9)をコード
する。形質転換の3日後、アポトーシスをAnnexin/pIアポトーシス検
出アッセイを使用して評価した。生じた異なる新生物性細胞を異なる組織に基づ
いた形質転換について選択した。さらに、ヒト腫瘍の大部分は、腫瘍抑制遺伝子
、p53の正常な遺伝子の発現を欠き、そして網膜芽細胞腫感受性遺伝子Rbの
不活性化は、いくつかのヒト癌の病因と関連するので、これらの細胞のp53お
よびRbの状態を考慮した。また考慮したのは、これらの細胞の内因性p16お
よびp27遺伝子の状態であった。
【0108】 表IAおよびIBは以下に、それぞれ新生物性細胞および正常細胞におけるア
ポトーシスを誘導するAV−W9の能力を示す。
【0109】
【表1】 上記の表IAおよびIBに示されるように、正常細胞および新生物性細胞の両
方において細胞の増殖の停止を誘導することに加えて、AV−W9は、種々の細
胞型由来の腫瘍においてアポトーシスを誘導した。しかし、種々の非腫瘍形成性
原発性細胞型において、AV−W9媒介性の細胞病理学が観察されることは、ほ
とんどないか、全くない。
【0110】 本発明の非限定的なアデノウイルス、W9(AV−W9)(全体のE4領域を
含み、そしてキメラCDKiをコードする)は、種々の組織由来の新生物性細胞
におけるアポトーシスを誘導した。これらの組織としては、結腸、肺、肝臓、膵
臓、および前立腺の腫瘍が挙げられる。AV−W9は、非新生物性細胞(動脈、
静脈、肺、肝臓、膵臓および前立腺に由来する)のアポトーシスを誘導しなかっ
た(または最小限に誘導した)。驚くべきことに、AV−W9による腫瘍細胞の
アポトーシスの誘導は、標的細胞のp16、p27、p53およびRbの状態に
非依存である。例えば、A549肺癌細胞は、AV−W9によってアポトーシス
を誘導された(正常Rb、p53、p16およびp27を有するにもかかわらず
)。PC3前立腺腫瘍細胞は機能的に不活性なp53遺伝子および正常Rb、p
16およびp27遺伝子を有し、この細胞は、Y79網膜芽細胞腫細胞(Rb遺
伝子のホモ接合欠失、および正常p53、p16およびp27を有する)のよう
にAV−W9によって殺された。
【0111】 別の実施例において、本発明のタンパク質組成物は、正常培養細胞を同調する
ために使用され得る。このような同調化は、例えばDNAの複製を研究するため
に有用であり得る。この実施例において、精製されたインターナリゼーション可
能な形態のキメラCDKiタンパク質および精製されたインターナリゼーション
可能な形態のアデノウイルスE4タンパク質を、培養細胞に添加した。投与後、
この細胞の増殖を停止させ、次いで再刺激の際に、例えば血清に富んだ培地また
はタンパク質(例えば、中和抗体)の添加によって細胞周期の特定の時間点で同
調化され得る。
【0112】 (II.本発明の組成物のインビボでの使用) 本発明の核酸およびタンパク質組成物は、抗新生物性治療剤としてのインビボ
での使用を見出した。
【0113】 遺伝子治療アプローチは、インビボで新生物性細胞に対して本発明の核酸組成
物を導入するために使用され得る。これらの遺伝子治療アプローチは、ウイルス
(例えば、アデノウイルス、レトロウイルス、アデノ随伴ウイルス、レンチウイ
ルス、ワクチニアウイルス、RNAウイルス、またはヘルパスウイルス)を利用
し得るか、または非ウイルス性核酸(例えば、プラスミド)を、キメラCDKi
タンパク質およびアデノウイルスE4タンパク質をコードする核酸配列を、細胞
に導入するために利用し得る。
【0114】 核酸組成物を動物(新生物を有するか、または有すると推測される)に送達す
るための好ましい遺伝子治療アプローチは、組換え感染性ウイルス(例えば、ア
デノウイルス)内の組成物のパッケージングによる。一旦、体内に送達されると
(例えば、注射によって)、感染性ウイルス粒子は、細胞を形質転換可能であり
、本発明の形質転換された細胞核酸組成物に送達可能である。適切なウイルスベ
クターでのウイルス粒子のトランスフェクション後、ウイルス粒子は、パッケー
ジング細胞より収集され得る。
【0115】 本発明の核酸組成物を含む非ウイルスプラスミドまたは導入遺伝子は、インビ
トロまたはインビボで細胞に送達され得、好ましくは送達系と組み合わされ得る
。例えば、この送達系は、標的細胞によるインターナリゼーションのためのエン
ドサイトーシス経路を開発する。この型の例示的な遺伝子送達系としては、リポ
ソーム由来の系、ポリリジン系および人工ウイルスエンベロープが挙げられる。
標準トランスフェクション手順(例えば、エレクトロポレーション、リン酸カル
シウム沈澱、遺伝子銃形質転換、およびDEAEデキストラン沈澱)は、インビ
トロで細胞に本発明の核酸組成物を送達するために使用され得る。インビボでの
非ウイルス性プラスミドまたは導入遺伝子の送達、好ましくは、核酸は薬学的に
受容可能なキャリアと組み合わされ、そして標的細胞による核酸のインターナリ
ゼーションを可能にするために、遺伝子送達系と組み合わされる(例えば、Wu
およびWu、米国特許第5,166,320に記載されるように)。
【0116】 タンパク質組成物は、好ましくは送達系と組み合わせて投与され得る。この送
達系は、標的細胞による組成物のインターナリゼーションを容易にする。
【0117】 組成物のインターナリゼーションを容易にする送達系と組み合わされない治療
的タンパク質組成物は、好ましくは精製されたインターナリゼーション可能なキ
メラCDKiタンパク質(例えば、W9)および精製されたインターナリゼーシ
ョン可能なアデノウイルスE4タンパク質を含む。例えばこのタンパク質組成物
は、緩衝化生理食塩水中で希釈され得、そして患者の静脈内に投与され得る。
【0118】 本発明の抗新生物性組成物、キメラCDKiタンパク質を含むタンパク質組成
物、およびアデノウイルスE4タンパク質、またはキメラCDKiタンパク質を
コードする核酸を含む核酸組成物およびアデノウイルスE4タンパク質をコード
する核酸は、任意の適切な手段によって投与され得る。例えば、本発明の抗新生
物性組成物は、従来の薬学的慣習に従ったユニット用量形態で薬学的に受容可能
な希釈剤、キャリア、または賦形剤中で動物に投与され得る。投与は、動物が同
調化される前に開始され得る。
【0119】 任意の投与の適切な経路が使用され得、それらとしては、非経口静脈、動脈内
、皮下、筋肉内、腹腔内、エアロゾル、座剤によってか、または口の投与が挙げ
られるが、これらに限定されない。治療剤は、溶液または懸濁液の形態であり得
る;なぜなら、口の投与、処方物は錠剤またはカプセルの形態であり得るから;
そして鼻腔内処方物については、散剤の形態、鼻のドロップまたはエアロゾルで
。抗新生物性組成物は、影響された領域に(例えば、直接に腫瘍の塊に)対して
局所的に投与され得るか、または全身に投与され得る。なぜなら、少しの除外を
含み、本発明の抗新生物性組成物は新生物性細胞を殺すが、正常細胞は殺さず、
例えば本発明の組成物は癌が体全体に転移している状況で全身に投与され得る。
【0120】 例えば、本発明の抗新生物性組成物が、核酸配列(例えば、キメラCDKiタ
ンパク質をコードする核酸配列および少なくとも1つのE4タンパク質)である
場合、これらの配列をコードするプラスミドは、速度駆動(velocity‐
driven)方法(例えば、速度駆動微量噴出(例えば、タングステンまたは
金粒子)を使用して外来分子を細胞に導入するための微粒子銃形質転換)によっ
て局所的に投与され得る。他の速度駆動方法は、圧力バースト(pressur
e burst)に由来する。圧力バーストとしては、ヘリウム駆動、空気駆動
、および火薬駆動技術が挙げられるが、これらに限定はされない。微粒子銃形質
転換は、インタクトな組織(例えば、癌患者のインタクトな腫瘍)に適応され得
る。
【0121】 同様に、キメラCDKiタンパク質(例えば、W9)およびアデノウイルスタ
ンパク質は、直接の注射によって、腫瘍塊に局所的に投与され得る。好ましくは
、タンパク質それ自体が注射される場合、そのタンパク質は精製され、薬学的に
受容可能なキャリア(例えば、生理食塩水)を用いて投与され、そして腫瘍細胞
にインターナリゼーション可能である。
【0122】 導入遺伝子(キメラCDKiタンパク質およびアデノウイルスE4タンパク質
をコードする)を保有するウイルス粒子(例えば、組換えレトロウイルス)は、
血流またはリンパ系を介して薬学的に受容可能な処方物中で全身に投与され得る
か、またはプログラム可能なミクロシリンジ(例えば、KD Scientif
ic(Boston,MA)より市販されるミクロシリンジ)を使用して腫瘍部
位に対して局所的に投与され得る。他の装置(例えば、カニューレおよびウイル
ス粒子を動脈(標的腫瘍の塊を供給する)に供給する静脈内ライン)はまた、本
発明の抗新生物性ウイルス粒子の局所投与に使用され得る。
【0123】 所望の場合、本発明の抗新生物性組成物を用いた癌患者の処置は、より伝統的
な治療(例えば、手術、ステロイド治療、放射治療、または化学療法)と組み合
わされ得る。
【0124】 以下は、本発明の組成物を、肝臓、膵臓、および頭ならびに首に送達する、列
挙された方法である。もちろん、本発明の組成物は、他の器官(例えば、腎臓)
に送達され得、そして例えば、肝臓の静脈または動脈を介して肝臓に送達され得
るか、または体の任意の主要な血管を介して全身に送達され得る。
【0125】 肝細胞癌または結腸腫瘍転移を有する患者について、本発明の組成物は、肝臓
内送達系と組み合わされて投与され得る。
【0126】 非限定的な例において、本発明の試薬がアデノウイルス(E4領域の全てまた
は一部を含み、そしてW9タンパク質をコードする)(例えば、以下に記載され
るAV−W9組換えアデノウイルス)である場合、約5×1012のウイルス粒子
/用量が肝臓カニューレに連結されたポンプ(例えば、SIMS Deltec
Inc.,St.Paul,MNより市販のポンプ、約100mlの用量で3
0〜60分)を介して送達される。用量の投与は、必要なだけ繰り返され得る。
【0127】 膵臓癌を有する患者について、本発明の組成物がアデノウイルス(少なくとも
1つのE4タンパク質およびW9タンパク質をコードする)である場合、治療有
効量の組換えアデノウイルスは、CT誘導投与を介して脾臓血管系に送達され得
る。好ましくは、アデノウイルスは、全体のE4領域を欠き、この結果、全ての
アデノウイルスE4タンパク質がアデノウイルス感染細胞においてコードおよび
/または発現されるわけではない。
【0128】 頭および/または首の固形腫瘍を有する患者について、例えば本発明の試薬が
AV−W9である場合、治療有効量の組換えアデノウイルスは、直接注射を介し
て多数の点で腫瘍に送達され得る。
【0129】 新生物を有するか、または有すると推測される動物に投与された場合、本発明
の抗新生物性組成物は、治療有効量で送達される。「動物」とは、任意の動物、
好ましくは温血動物、より好ましくは哺乳動物、そして最も好ましくはヒトを意
味する。本明細書中で使用される場合、用語「治療有効量」とは、意味のある患
者の利益を十分に示す治療組成物の総量の各活性成分を意味する。固形の腫瘍が
動物に投与される場合、治療有効量は、腫瘍の増殖を遅くするのに、より好まし
くは腫瘍の増殖を停止するのに、そして最も好ましくは腫瘍のサイズを減少する
のに十分な量である。新生物が非固形腫瘍である場合、新生物細胞は、数えられ
、そして治療有効量の本発明の組成物は、新生物細胞の数を増加を遅らせ、より
好ましくは、新生物細胞の数の増加を妨げ、そして最も好ましくは新生物細胞の
数を減少する。
【0130】 単独で投与された個々の活性な成分が適応される場合、治療有効量は成分単独
をいう。組み合わせて投与された場合、この用語は、治療効果を生じる活性成分
の組み合わされた量をいい、成分は連続的にか、または同時にかのいずれかで組
み合わせて投与される。治療有効量を構成するものは当業者の中にあり、そして
ヒト患者の使用の前に非ヒト哺乳動物において容易に決定され得る。
【0131】 本発明の抗新生物性組成物が、精製されたキメラCDKiタンパク質および精
製されたE4タンパク質である場合、治療有効量は多くの因子に依存して異なり
得る。これらの因子としては、細胞によってインターナリゼーションされるか、
されないタンパク質、および固形腫瘍に直接注射されるか、または全身に送達さ
れるタンパク質が挙げられるが、これらに限定はされない。治療有効量は、等量
のキメラCDKiタンパク質およびアデノウイルスE4タンパク質から必ずしも
なるわけではないことが理解される。例えば、治療有効量で、各々1つのアデノ
ウイルスE4タンパク質分子についての、2つのキメラCDKiタンパク質分子
が存在し得る。
【0132】 本発明の抗新生物性試薬が、キメラCDKiタンパク質およびアデノウイルス
E4タンパク質をコードする組換えウイルス粒子である場合、例えば治療有効量
は、全身にかまたは腫瘍に直接送達されるウイルス、および複製欠失であるかま
たは複製可能であるウイルスに依存する。また、組換えウイルスの治療有効量は
異なり得る。タンパク質が、形質転換された細胞内のみで作用するか、またはタ
ンパク質がまたリーダー配列および転座配列を含む場合に、異なり得る。従って
、タンパク質が分泌され、そしてパラクリン様式で周囲の細胞に作用することを
可能にする。治療有効量の1つの非限定的な例において、本発明の試薬は、複製
欠損アデノウイルスW9(以下でAV−W9と記載される)であり、このアデノ
ウイルスは全体のE4領域を含み、そしてキメラCDKiタンパク質をコードす
る。そして本発明の試薬は、約40mm3に直接に投与され、1日に約1×101 1 のウイルス粒子/注射が、3日間投与される。多数のウイルス粒子および/ま
たは3日以上の投与は、約40mm3より大きい固形腫瘍に使用される。
【0133】 (III.本発明の細胞のための使用) 分泌可能な、インターナリゼーション可能な形態のキメラCDKiタンパク質
およびアデノウイルスE4タンパク質をコードする導入された核酸を含む細胞は
、分泌可能な、インターナリゼーション可能なキメラCDKiタンパク質および
インターナリゼーション可能なアデノウイルスE4タンパク質の持続性供給源と
してインビトロで使用され得る。タンパク質をコードする核酸配列が、構成プロ
モーターに作動可能に連結される場合、細胞によるタンパク質のインターナリゼ
ーションを防ぐために頻繁に培地を回収することは得策であり得る。
【0134】 分泌可能な、インターナリゼーション可能な形態のキメラCDKiタンパク質
および分泌可能な、インターナリゼーション可能な形態のアデノウイルスE4タ
ンパク質をコードする核酸で導入された本発明の細胞はまた、例えば、新生物を
有する動物におけるパラクリン作用性分泌可能な、インターナリゼーション可能
なキメラCDKiタンパク質および分泌可能な、インターナリゼーション可能な
アデノウイルスE4タンパク質の送達ビヒクルとしてのインビボでの使用を見出
した。好ましくは、この細胞は、処置された動物と同じMHC遺伝子型を有する
。より少なく好ましくは、この細胞は処置された動物と同じ種である。
【0135】 本発明の細胞の使用は、前立腺癌と診断された患者の場合を用いて例示され得
る。患者が他の治療で処置される場合、例えば、本発明の核酸組成物を用いる遺
伝子治療は、正常上皮細胞を患者より採取され得、そしてインビボで伸長させ得
る。次いで伸長された細胞は、分泌可能な、インターナリゼーション可能な形態
のキメラCDKiタンパク質およびアデノウイルスE4タンパク質をコードする
核酸配列で安定にトランスフェクトされ得、ここでこの配列は、薬剤誘導性プロ
モーターに作動可能に連結され、そしてトランスフェクトされた細胞において発
現のために配置される。分泌可能な、インターナリゼーション可能なキメラCD
Kiタンパク質およびアデノウイルスE4タンパク質を発現する十分な数の安定
にトランスフェクトされた細胞を得た後、これらの細胞を患者に、好ましくは癌
性細胞の近くの部位に移植する。次いで誘導薬剤を患者に投与し、そして安定に
トランスフェクトされた細胞はパラクリン様式で作用するタンパク質を発現し、
そして癌性細胞近くにおいてアポトーシスを誘導するために役立つ。一旦癌が静
まったら、もはや患者は誘導薬剤を投与されない。
【0136】 第二の実施例において、患者は、任意のMHC発現を欠く安定にトランスフェ
クトされた細胞の移植を受けた癌を有すると診断された。安定にトランスフェク
トされた細胞は、分泌可能な、インターナリゼーション可能な形態のキメラCD
Kiタンパク質およびアデノウイルスE4タンパク質をコードする核酸配列を含
み、ここでこの配列は、構成プロモーターに作動可能に連結され、そしてトラン
スフェクトされた細胞における発現のために配置される。一旦移植されると、安
定にトランスフェクトされた細胞は発現し、そしてパラクリン作用性キメラCD
KiおよびアデノウイルスE4タンパク質を分泌する。一旦癌が静まったら、安
定にトランスフェクトされた細胞は、外科的に除去され得る。
【0137】 以下の実施例は、本発明の作製および実行の好ましい形態を例示するが、本発
明の範囲の限定を意味しない。なぜなら、代替方法は、同様の結果を得るために
利用され得るからである。
【0138】 (実施例I) (p27/p16融合タンパク質の産生) lNK4(p16)およびCIP/KIP(p27)ファミリーの両方の活性
を有するより強力な抗増殖性分子を作製するために、親ヒトp16およびp27
分子またはそれらの誘導体と融合された多数の組換えCDKi’sを作製した。
改変されたCdKi’sは、5’および3’短縮p27分子に融合されたp16
融合タンパク質を含んだ。これらの融合タンパク質は、タンパク質の半減期を増
加し、CDKi活性のネガティブな調節を強力なリン酸化部位をを除去するため
に設計された。p27−p16融合タンパク質は、CDK4/サイクリンD、C
DK2/サイクリンA、およびCDK2/サイクリンE複合体相互作用し、そし
て細胞周期の進行を複数の点で阻害した。
【0139】 以下の非限定的な、代表的な本発明のCDKi融合タンパク質(およびこれら
のタンパク質をコードする核酸配列)を産生するためにヒトp16およびp27
分子の公開された配列を使用した。ヒトp27の核酸配列(配列番号25)およ
びアミノ酸(配列番号26)配列は、GenBank登録番号U10906(P
olyakら、(1994)Cell 78:56〜66)として利用可能であ
る。ヒトp16の核酸(配列番号27)およびアミノ酸(配列番号28)配列は
、GenBank登録番号L27211(Serranoら、(1993)Na
ture 366:704〜707;Okamotoら、(1994)Proc
.Natl.Acad.Sci.USA 91:11045〜11049として
利用可能である)。代表的な、非限定的な本発明のCDKi融合タンパク質を構
築するために、一般的に、PCRプライマーを使用して、NdeIクローニング
部位、次いで6×Hisをコードする配列、およびインフルエンザウイルス赤血
球凝集素タンパク質由来のエピトープタグ(HAタグ)を全長p27の5’末端
にか、または短縮p2725-93ならびp2712-178に挿入した。各場合において
、CDKi遺伝子は、SalIクローニング部位を有するアンバー停止コドンに
続いた。NdeI−SalIフラグメントをDeep Ventポリメラーゼ(
New England Biolabs、Beverly、MAより市販され
ている)によって増幅し、そしてプラスミドpT7−7(US Biologi
cal(USB)、Swampscott、MAより市販されている)にクロー
ン化し、pT7−His6−HA−p27、pT7−His6−HA−p2725 -93 およびpT7−His6−HA−p2712-178を得た。停止コドンおよび(
Gly4Ser)3リンカーを含まないフラグメントを産生するために、3’PC
Rプライマーの代替のセットを使用して、3’末端のSalIクローニング部位
を用いて停止コドンの位置に(Gly4Ser)3リンカーをコードする配列を挿
入した。次いでこれらのNdeI−SalI増幅フラグメントを全長p16を含
むNdeIおよびXhoI消化pKSプラスミドにサブクローン化し、開始AT
Gを除去し、(Gly4Ser)3、ヒスチジンおよびアスパラギン酸によって
種々のp27誘導体および全長p16が連結されたオープンリーディングフレー
ムを産生した。代表的な、非限定的なこの実施例のCDKiタンパク質を概略的
に図2Aに示し、そして以下のように構築した。
【0140】 p27とp16部分との間に(Gly4Ser)3ヒンジ領域を有するp27−
p16融合タンパク質(すなわち、N末端がp27、そしてC末端がp16)を
コードする核酸分子(W3)を構築するために、p27コード配列を、以下のプ
ライマーを用いてまずPCR増幅した: N末端プライマー、これは、NdeI部位および6個のヒスチジンコドンを有
し、このヒスチジンコドンは、ATGとp27の第二のアミノ酸との間に挿入さ
れ(配列番号1):
【0141】
【化1】 および、C末端プライマー、これは、(Gly4Ser)3反復ならびにEcoR
I、SalI、HindIII制限部位を有し、そしてp27の終止コドンを排
除する(配列番号2):
【0142】
【化2】 p27のPCR産物をNdeIおよびHindIIIで消化し、そしてNed
IおよびHindIIIで直線化されたpT7−7の中に挿入した。生じた構築
物を、EcoRIおよびSalIで消化し、全長p16のPCR産物を、Eco
RI−XhoIフラグメントとして挿入した。EcoRI部位の位置によって、
p16のインフレームの挿入が可能となる。p27とp16コード配列との間の
残りのヒンジ領域は、p16 cDNAの5’末端から誘導される。W3の核酸
配列およびアミノ酸配列が、それぞれ、配列番号3および配列番号4に提供され
る。
【0143】 第二のp27−p16融合タンパク質をコードする核酸配列(W4)を作製し
た(ここで、p27およびp16部分は、(Gly4Ser)3ヒンジ領域によっ
て分離されていない。W4をコードする核酸配列構築物は、5’EcoRI部位
を含み、加えてN末端HAタグ、および3’NotI部位に対するコード配列を
含む。W4の核酸配列およびアミノ酸配列が、それぞれ、配列番号5および配列
番号6に提供される。
【0144】 2つのp16−p27融合タンパク質(すなわち、N末端がp16、そしてC
末端がp27)である、W5(p16とp27部分との間に位置する(Gly4
Ser)3ヒンジ領域を有する)およびW6((Gly4Ser)3ヒンジ領域を
有さない)を、同様に作製した。W5の核酸配列およびアミノ酸配列が、それぞ
れ、配列番号7および配列番号8に提供される。W6の核酸配列およびアミノ酸
配列が、それぞれ、配列番号9および配列番号10に提供される。
【0145】 さらに、タンパク質半減期を増加するように設計された一連のp27の短縮型
の一連は、N末端で全長p16に融合された。1つのp27短縮(p271217 8 )において、最初の12個のN末端および最後の20個のC末端アミノ酸が、
全長p27から除去され、アミノ酸187〜190におけるCDKコンセンサス
リン酸化部位(TPKK)、プロリン指向性キナーゼに対する2つの他の潜在的
なリン酸化部位(アミノ酸178〜181(SPN))、およびアミノ酸10〜
13における弱いCDKリン酸化部位(SPSL)を除去した(Sheaffら
(1997)Genes&Dev.11:1464−1478;Morisak
iら(1997)Biochem.Biophys.Res.Commun.2
40:386−390)。この短縮p27タンパク質(12aa〜178aa)
の核酸配列およびアミノ酸配列が、それぞれ、配列番号11および配列番号12
に提供され、これは、式EcoRI−ATG−HAエピトープ−p27(12〜
178aa)−Stop−NotIのポリペプチドを提供する。
【0146】 W7は、全長p16に融合したp27のアミノ酸12〜178を含み、ここで
p27およびp16部分は、(Gly4Ser)3ヒンジ領域によって分離されて
いる。W7のの核酸配列およびアミノ酸配列が、それぞれ、配列番号13および
配列番号14に提供される。W8は、全長p16に融合したp27のアミノ酸1
2〜178を含み、ここでp27およびp16部分は、(Gly4Ser)3ヒン
ジ領域によって分離されていない。W8の核酸配列およびアミノ酸配列が、それ
ぞれ、配列番号15および配列番号16に提供される。
【0147】 p27の第二の短縮(p272593)において、p27のCDK阻害ドメイン
(アミノ酸25〜93)のみが、保持される。このドメインは、CDKおよびサ
イクリン結合サブユニットの両方と接触し、キナーゼ活性に十分であるが、アミ
ノ酸152〜166の各局在化シグナルおよびアミノ酸144〜194のタンパ
ク質相互作用に潜在的な部位であるQTドメインを欠く(Russoら(199
8)Nature 395:237−243)。従って、p272593CDKi
は、親のp27分子を標的化しユビキチンプロテオソーム分解経路に役割を果た
し得るかまたはp27リン酸化に役割を果たし得るアミノ酸残基を除去するよう
に作製された。この短縮されたp27タンパク質(25aa〜93aa)の核酸
配列およびアミノ酸配列が、それぞれ、配列番号17および配列番号18に提供
され、これは、式EcoRI−ATG−HAエピトープ−p27(25〜93a
a)−Stop−NotIのポリペプチドを提供する。
【0148】 p272593フラグメントは、(Gly4Ser)3ヒンジ領域を伴ってか(W
10)または伴わずに(W9)、p16のN末端に融合された(図2A)。W9
の核酸配列およびアミノ酸配列が、それぞれ、配列番号19および配列番号20
に提供される。W10の核酸配列およびアミノ酸配列が、それぞれ、配列番号2
1および配列番号22に提供される。
【0149】 W3、W8およびW10はさらに、改変されたpGEX4T−1プラスミド(
Pharmacia Biotech,Uppsala,Sweden)(ここ
で、NdeIクローニング部位は、BamHI及びEcoRI部位との間に挿入
された)に、NdeI−NotIフラグメントとしてサブクローニングされ、グ
ルタチオンS−トランスフェラーゼ(GST)タグ化された融合タンパク質を作
製する。同様の戦略が、(Gly4Ser)3リンカーを伴わない融合タンパク質
(すなわち、W4(p27−p16)、W7(p2712178−p16)および
W9(p272593−p16)を作製するために使用された。HAタグおよび6
個のヒスチジン残基を伴わないp272593−p16融合タンパク質CDKi(
W9)の核酸配列およびアミノ酸配列は、それぞれ、配列番号23および配列番
号24、ならびに図2Bに提供される。
【0150】 p27、p272593およびp2712178タンパク質は、上記のpT7プラ
スミドを用いて、E.coli BL21菌株中で発現された。タンパク質発現
に関して、細胞を、LB+50mgアンピシリン中、37℃でOD600=0.8
まで増殖させ、そしてタンパク質発現は、IPTG(最終濃度:20mM)によ
って37℃で4時間誘導した。細胞を回収し、そしてペレットを−80℃で凍結
した。細胞溶解物の調製およびNi2+の荷電したセファロース樹脂(Invit
rogen Corp,San Diego,CA;カタログ番号R801)へ
の結合は、製造者らに指示書に従って行った(Invitrogen;Hoch
uliら(1987)J.Chromatography 411:177〜1
84;Janknechtら(1991)Proc.Natl.Acad.Sc
i.USA 88:8972−8976をまた参照のこと)。結合したタンパク
質は、50mM、200mM、350mMおよび500mMのイミダゾールで溶
出し、そしてこの分画を、SDS/PAGEで分析した。200mM、350m
Mおよび500mMのイミダゾール分画を収集し、1×PBS(1mM KH2
PO4、10mM Na2HPO4、137mM NaCl、2.7mM KCl
、pH7.4)+10%グリセロールに対して透析し、そして、等分して−80
℃で貯蔵した。約25%の調製物(prep)が、タンパク質であった。
【0151】 p272593およびp2712178をさらに、PBS中10%グリセロールで
平衡化したSuperdex75FPLCカラムを用いた、ゲル濾過カラムクロ
マトグラフィーによって精製した。GSTタグ化W3、W4、W7、W8、W9
およびW10融合タンパク質の発現および精製は、基本的に記載(Gyuris
ら(1993)Cell 75:791−803)された通りであった。次いで
、精製されたGST融合タンパク質は、50mM Tris−HCl pH8.
0、150mM NaCl、2mM CaCl2への透析によって緩衝液を交換
した。GSTドメインは、1ユニット(USBユニット)のタンパク質/時間の
トロンビン/mg(トロンビンは、USBから市販される)で酵素的に切断する
ことによって融合タンパク質から除去した。切断に続いて、トロンビンを、2倍
過剰モル濃度のPPACK(USB)で不活性化した。次いで、切断されたGS
T部分を、グルタチオン−セファロースのカラムに対してタンパク質溶液を通過
させることによって除去した。タンパク質濃度は、ウシ血清アルブミン(BSA
)を標準として用いるタンパク質アッセイ(BioRad、Cambridge
、MA)を使用して測定した。より正確に各調製物中の特定のタンパク質の濃度
および純度を測定するために、タンパク質サンプルをSDS−PAGEに供し、
そしてクマシーブルーで染色した。染色されたゲルを、Gel Doc 100
0イメージ分析システムおよびMolecular Analystソフトウェ
ア(BioRad)を用いて分析した。
【0152】 p27およびp16CDKiは、全ての融合タンパク質CDKiにおいて正確
に折り畳んでいるようであった。なせなら、生物学的データにより、p27部分
が機能的であることが示され、そして抗p16抗体を用いた細胞内染色により、
少なくとも肉眼レベルにおいて、p16分子は正確に折り畳まれているとが示さ
れたからである。
【0153】 (実施例II) (CDKiタンパク質のインビトロキナーゼ阻害活性) p27およびp16CDKiに対する天然の基質は、サイクリン依存性キナー
ゼ(CDK)複合体であり、この複合体は、異なる触媒CDKおよび調節サイク
リンサブユニット結合を介して形成される。CDK4/サイクリンDおよびCD
K6/サイクリンD複合体は、G1期を介した進行を調節し、CDK2/サイク
リンEキナーゼは、G1/S移行を調節し、CDK2/サイクリンA複合体は、
S期を介して細胞を駆動させ、そして有糸分裂への侵入および退出は、CDC2
/サイクリンB複合体によって制御される(Sherr,C.J.(1996)
Science 274:1672−1677)。CDKiは、リン酸化事象と
物理的関連の組み合わせを介して、CDK複合体の活性を調節する(Morga
n,M.(1995)Nature 374:131−134)。細胞周期の間
の異なるCDK/サイクリン複合体間のCDKiの再分布は、活性化のタイミン
グおよびそれらのキナーゼ活性の非活性化を調整する(SherrおよびRob
erts(1995)Genes and Dev.9:1149−1163)
【0154】 本発明のCDKiの能力を測定するために、CDK4/サイクリンD1、CD
K2/サイクリンEおよびCDC2/サイクリンB複合体のインビトロキナーゼ
活性を阻害するそれらの能力を測定した。種々のp27−p16融合タンパク質
、p27およびp16調製物の大部分は、p16およびp27の特異的抗体を用
いて標準化した。
【0155】 活性なCDK4/サイクリンD1、CDK2/サイクリンEおよびCDC/サ
イクリンB複合体が、組み換えサイクリンおよびCDKを発現するバキュウロウ
イルスでトランスフェクトされたSf9昆虫細胞から得られた。簡単に言うと、
このアッセイは、適切なCDKおよびサイクリン発現構築物で同時に感染された
細胞から作製されたSf9細胞抽出物を使用した。代表的には、以下:50mM
Tris−HCl pH7.6、10mM MgCl2、1mM DTT、2
5mM ATP、10mCi 32P−γ−ATPの50ml中の44mgのSf
9抽出物を、特定のインヒビター(インヒビター濃度は、25nMと1mMとの
間であった)の非存在下で使用した。CDK4/サイクリンD1の部分精製は、
細胞溶解物の20〜40%硫酸アンモニウム調製によって達成し、そしてこのア
ッセイに使用した。CDK2/サイクリンEは、90%より高く精製し、そして
完全な活性化のために、CDK活性化キナーゼ(CAK)を用いて前処理した(
Morgan,M.、前出)。CDC2/サイクリンBは、GST融合タンパク
質(CDC2/GST−サイクリンB)として発現され、そしてグルタチオン−
セファロースカラム上で精製し、トロンビンによって切断し、続いて切断された
GSTの除去のために別のグルタチオン−セファロース分離をした。GST融合
されたRb(pRBのC末端由来のアミノ酸379〜928有するグルタチオン
S−トランスフェラーゼ融合物;GST−Rb)を、CDK4/サイクリンD1
およびCDK2/サイクリンEアッセイの基質として使用し;ヒストンH1は、
CDC2/サイクリンBに対する基質であった。反応は、2mgの基質を用いて
、30℃で30分間実施した。これらのアッセイは、96ウェルプレート(Nu
nc,Naperville,IL)上で実施し、そしてγ−32p−ATP取り
込みによってモニターした。
【0156】 この反応は、昆虫細胞発現されたCDK(例えば、CDC2/サイクリンB)
およびE.coli発現されたCDKi(例えば、p27およびW9)の添加に
よって開始した。GST−RbおよびヒストンH1の濃度は、それぞれ、4.4
mMおよび19mMであり、そしてATPの濃度は50〜60mMであった。反
応混合物は、50mM Tris−HCl pH7.5、10mM MgCl2
および1mM DTTを、50または100μlの全容量で含んだ。30℃での
10〜20分間のインキュベーション後、この反応を、EDTAを含む停止溶液
の添加によって終了した。リン酸化基質は、GST−セファロースまたはTCA
沈澱のいずれかによって捕らえ、次いで放射能をモニターした(Micropl
ate Scintillation Counter,Packard,Me
riden,CT)。
【0157】 50%のキナーゼ活性が阻害されたCDKiタンパク質の濃度(IC50)を、
種々のサイクリン/CDK対に対して計算した。結果を、表II(下記)および
図2A(CDK4/サイクリンD1(nM)、CDK2/サイクリンE(nM)
およびCDC/サイクリンB(nM)で表示された3つの列)に示す。さらに、
CDK4/サイクリンD1のp27/p16融合タンパク質による阻害に対する
阻害定数、Kiは、23nMに対して測定し、同じCDK4複合体のp16阻害
に関する75nMのKiと比較した。
【0158】
【表2】 表IIおよび図2Aに示すように、p16は、CDK4/サイクリンD1キナ
ーゼの強力なインヒビターあった。対照的に、p27は、3つ全てのキナーゼ複
合体の強いインヒビターであった。種々のp27改変体は、単量体または融合タ
ンパク質のCDKiのインビトロ阻害活性に、明確に影響しなかった(図2Aを
参照のこと)。一般的に、融合CDKi中のp16およびp27CDKの順序は
、融合CDKiの活性に影響を与えないようである。さらに、(Gly4Ser
3ヒンジ領域は、融合CDKiにおけるp27機能を保持するのに必要ではな
い。
【0159】 従って、インビトロキナーゼ阻害実験により、精製されたp2712178、p
272593または融合p27/p16タンパク質(W3、W4、W7、W8、W
9およびW10)の強さは、全長p27またはp16およびp27の等モル濃度
混合物の強さと、認めるほどに異ならないことが示された。CDK4/サイクリ
ンD1複合体の活性は、p16およびp27の両方によって阻害された。
【0160】 (実施例III) (p16、p27およびp27/p16融合タンパク質をコードする組換えア
デノウイルスの構築) 複製欠損、E1領域欠失およびE3領域欠失、アデノウイルス5(Ad5)組
換え体を含むE4領域の構築に使用されるアデノウイルスベクター系は、Mic
robix Biosystems Inc.(Toronto,Ontari
o,Canada)から購入した。6個のヒスチジン残基、HA−タグ化インヒ
ビターは、CMVプロモーター/エンハンサーおよびSV40ポリAシグナルの
制御下での発現に対して位置付けられた。
【0161】 E4領域を含みかつp27をコードするアデノウイルス(AV−p27)は、
製造者らの指示書(Microbix)に従って、293細胞中のインビボ組換
えによって構築した。AV−p27DNAは、増幅させたウイルスから単離し、
そしてClaIで消化した。この消化により、p27発現カセット、ならびにA
d5の左の逆方向末端反復(ITR)およびパッケージングシグナルを取り除い
た(図3を参照のこと)。HA−タグ化p16、p272593、p2712178
、W3、W7およびW9分子を、プラスミド(pKS−ITR−CMV)中にク
ローニングした。このプラスミドは、発現カセット、ならびに隣接するEcoR
VおよびClaI制限部位を有する、左のITRおよびパッケージングシグナル
を含む。機能的エレメントの順序は、5’から3’へ以下のように続く:Eco
RV−左のITR−パッケージングシグナル−CMVエンハンサー/プロモータ
ー−CDKi挿入物−SV40ポリA−ClaI。CDKi挿入物を含むEco
RV−ClaIフラグメントを、インビトロで、欠失された大きなAd5DNA
に連結し、そしてこの連結されたDNAを、293細胞(American T
ype Culture Collection(ATCC),Manassa
s,VAから市販される)にトランスフェクトした。
【0162】 感染性組換えウイルス粒子を、293細胞からレスキューした。連結されてい
ない大きなAd5フラグメントは、感染性ウイルス単独を産生することはできな
かった。なぜなら、ウイルス複製に必須である左のITRおよびパッケージング
シグナルを欠くからである。感染性組換え体は、小さなEcoRV−ClaIフ
ラグメント(これは、左のITR、パッケージングシグナル、発現カセットおよ
びCDKi挿入物を含む)が、Ad5DNAのClaI消化された末端に連結さ
れた場合のみに形成され、感染性Ad5組換えウイルスDNAを再び作り出す。
【0163】 (実施例IV) (E4領域全体を含むアデノウイルスによって送達されるp16、p27およ
びp27/p16融合タンパク質の安定性) p27は、増殖性細胞における、寿命が短いタンパク質であると報告された(
Paganoら(1995)Science 269:682−685;Hen
gstおよびReed(1996)Science 271:1861−186
4)。CASMC中の種々のCDKiの半減期を測定するために、パルス−チェ
イス実験を、CASMCを用いて実施し、このCASMCは、E4領域全体を含
みかつ種々のCDKiをコードするアデノウイルス(AV−CDKi)で形質導
入されていた。
【0164】 ヒト冠状動脈平滑筋細胞(CASMC)は、Clonetics(Walke
rsville,MD)から得た。少ない継代(10継代未満)のCASMCを
、完全SMC培地(Clonetics(5%FBSおよび増殖因子を加えた)
)中、3500細胞/cm2でプレートし、そして一晩回復させた。増殖性細胞
に関して、培養は、全て完全SMC中で維持した。休止細胞に関して、培養は、
低い血清培地(0.05% FBSおよび1:100の増殖因子を有するSMC
培地)中、48時間血清飢餓させた。
【0165】 増殖停止された(G0)および増殖性(As)CASMCは、50の感染多重度
(MOI)で、種々の組換えアデノウイルスを用いて形質導入し、この組換えア
デノウイルスは、E4領域を含みかつCDKiをコードした。24時間後、細胞
を、35S−メチオニンを含む培地中で、2時間、放射性標識した(「パルスした
」)。次いで、35S−メチオニンを含む培地を除去し、そして過剰の非放射性標
識アミノ酸を含む培地で交換し、その細胞を、0、1、3、9、18時間、そし
て0、1、2、3、4および5日間、「チェイス」した。細胞ペレットを、50
mM Tris−Cl pH7.5、250mM NaCl、0.5% NP−
40、50mM NaF、5mM EDTA、1mM PMSF、1mM バナ
ジン酸ナトリウム、およびプロテアーゼインヒビター中に溶解した。タンパク質
濃度は、ウシ血清アルブミン(BSA)を標準として用いたタンパク質アッセイ
(Biorad)を使用して測定した。次いで、細胞からの全タンパク質の相当
量を、プロテインA−セファロースに結合した抗体を用いて免疫沈降した。使用
した抗体は、p27(Kip1、Transduction Laborato
ries,Lexington,KYから市販される)、およびp16−C20
(Santa Cruz Biotech.,Santa Cruz,CAから
市販される)であった。免疫沈降物をSDS−PAGEによって分離し、そして
このゲルを吸引乾燥させ、そしてフィルムに露出させた。オートラジオグラフィ
上の放射性標識されたタンパク質は、Gel Doc 1000イメージ分析シ
ステムおよびMolecular Analystsソフトウェア(Biora
d)を用いて分析した。
【0166】 発現されたHAエピトープタグ化されたタンパク質の観察された分子量は、予
想サイズに一致した:p27、約30kD;p2712178、約28kD;p2
2593、約10kD;p16、約19kD;W3、約48kD;W7、約46
kD;およびW9、約30kD(図には示さず)。
【0167】 免疫沈降されたCDKi由来のシグナル崩壊の運動性は、特定の時間点におけ
るオートラジオグラフィによって評価した(図2Aを参照のこと)。CDKiの
半減期は、残存する最初のCDKiタンパク質シグナルを半分にする時間点とし
て評価した。休止CASMC(G0細胞)において、p16、p27、W3、W
7およびW9タンパク質全ては、2〜3時間の半減期を有した(図2A)。有意
な差違は、増殖性細胞(As)にのみ観察さ、ここでW7タンパク質は、20時
間の半減期を示した。
【0168】 (実施例V) (AV−W9は、新生物性細胞において強力な抗増殖活性を有する) AV−W9は、AV送達される親分子のp16またはp27、AV−W7およ
びAV−Nullよりも低いMOIにおいて、SW480結腸癌腫細胞(図4A
)およびA549肺癌腫細胞(図4B)の細胞増殖を阻害した。p16、p27
、W7およびW9に対するウイルス粒子/プラーク形成ユニットの比率は、類似
していた(それぞれ、305vp/pfu、267vp/pfu、141vp/
pfuおよび197vp/pfu)。これらの実験に関して、6ウェルプレート
中、1ウェル当たり1×105細胞をプレートした。細胞接着の後、培地を部分
的に吸引し、そしてウイルスを示されたMOIで添加した。2時間後、新鮮な培
地を各ウェルに添加し、そしてこの細胞を1〜3日間インキュベートした。分析
のために、細胞を回収し、PBSで洗浄し、そして製造者らの指示書に従って、
TdT TUNELアッセイ(PheonixFlow Systems,Sa
n Diego,CA)および/またはアネキシン結合アッセイ(R&D Sy
stems,Minneapolis,MN)を用いてアポトーシスに対して評
価した。細胞はまた、トリパンブルー標識を用いて生存能力を分析し、そして生
細胞の数を計数することによって細胞周期停止を分析し、細胞増殖(cell
growth)および増殖(proliferation)を評価した。
【0169】 (実施例VI) (新生物性細胞におけるAV−W9誘導アポトーシス) 新生物性細胞においてアポトーシスを誘導するAV−W9の能力を、実験した
。まず、A549肺癌腫細胞を、相当量のアデノウイルス(これは、E4領域を
含み、そしてβ−galまたはW9のいずれかをコードする)で形質導入した(
それぞれ、図5Aおよび5B)。形質導入された細胞を、2日後収集し、そして
アポトーシスのレベルをアネキシン−PI染色によって確認した。この2重染色
によって、非アポトーシス細胞は、ヒストグラムの下の左象限に現れ;死細胞か
らの核は、このヒストグラムの上の左象限に現れる。アポトーシス細胞は、この
ヒストグラムの右半分に現れ、後期のアポトーシス性/壊死性細胞は、このヒス
トグラムの頂部右隅に現れ、中期段階のアポトーシス細胞はこのヒストグラムの
右半分の中央に現れ、そして初期段階のアポトーシス細胞は、このヒストグラム
の下の右隅に現れる。
【0170】 AV−β−galを用いて形質導入された細胞中にいくつかの壊死が存在した
(図5A)が、AV−W9を用いた形質導入は、肺癌腫細胞において、初期、中
期、および後期段階のアポトーシスを誘導する(図5B)。
【0171】 PC3前立腺腫瘍細胞、SW480結腸癌腫細胞、およびA549肺癌腫細胞
においてアポトーシスを誘導するAV−W9の能力をまた、試験した。これを実
施するために、PC−3、SW480またはA549細胞を、前出のように、1
、10、50および100の感染多重度(MOI)で、示されたAV−CDKi
を用いて形質導入し、そしてアポトーシスを、3日後、製造者らの指示書(Ph
eonix Flow Systems,San Diego,CA)に従うT
dT TUNELベースのアポトーシスアッセイを用いて評価した。
【0172】 図6Aに見出され得るように、AV−W9は、AV−p16、AV−p27ま
たはAV−W7よりも、PC3前立腺腫瘍細胞におけるアポトーシスの誘導にお
いて、より効果的であった。図6Aに示されるアポトーシスデータは、10より
大きいAV−W9のMOIにおいて、形質導入の3日後に測定したので、TdT
TUNEL法を用いてほとんどのアポトーシス細胞が検出されなかったことに
注意すべきである。なぜなら、これは、顕微鏡分析によって評価されるように、
多くの細胞が死に、そして分解し始めたからである。図6Bは、AV−W9が、
AV−p16、AV−p27またはAV−W7よりも、SW480結腸癌腫細胞
におけるアポトーシスの誘導において、より効果的であったことを示す。図6C
は、A549肺癌腫細胞において、AV−W9が、AV−p16、AV−p27
またはAV−W7よりもアポトーシスの誘導においてより効果的であったことを
示す。
【0173】 (実施例VII) (AV−W9の効力) AV−W9の強力なアポトーシス誘導能力が細胞内での増強されたレベルの発
現に起因したか否かを決定するために、E4領域を有し、そしてW9(AV−W
9)、p16(AV−p16)、p27(AV−p27)をコードするか、また
はインサートを有さない(AV−Null)アデノウイルスを滴定した。次いで
、DU145前立腺腫瘍細胞を、当量の各ウイルスで形質導入した。形質導入に
続いて、これらの組換えアデノウイルスの各々の発現のレベル、およびそれらが
DU145細胞においてアポトーシスを誘導する能力を試験した。発現を測定す
るために、形質導入した細胞を透過性にし、そして抗p16抗体または抗p27
抗体(Pharmingenから市販)で、細胞内で染色した。アポトーシスを
、TdT TUNEL FACSに基づくアッセイを使用して、製造業者の指示
(Pheonix Flow Systems)に従って、測定した。
【0174】 おおよそ同じ量のウイルス単位が、DU145細胞内での同レベルの発現を達
成するために必要とされた(図7A);しかし、親株(AV−p16およびAV
−p27)と比較した場合に、より低い量のウイルス単位のAV−W9が、DU
145細胞においてアポトーシスを誘導するために必要とされた(図7B)。図
7Aおよび7Bにおいて、同じDU145細胞が、AV−W9、AV−p16、
およびAV−p27により形質導入された。形質導入に続く2日間、アポトーシ
スのレベル(図7B)および摘出されたCDKiの発現のレベル(図7A)を評
価した。AV−W9により惹起されるアポトーシスは、AV−p16またはAV
−p27より3倍少ないウイルスを必要とした。このことは、AV−W9が、ア
ポトーシスの惹起において、いずれの親分子よりもより効果的であることを実証
する。従って、より低い投薬量のAV−W9は、AV−p16またはAV−p2
7のいずれよりも、より強力なアポトーシスの誘発因子である。
【0175】 AV−W9およびAV−p16の発現レベルもまた、A549肺細胞において
評価した。A549細胞を、当量のAV−W9またはAV−p16で形質導入し
、そして発現のレベルを、抗p16抗体(これは、W9融合タンパク質のC末端
p16部分に結合する)を用いて評価した。図7Cに見られ得るように、80%
の形質導入細胞がp16およびW9を2日後に発現したが(グラフの線を比較の
こと)、W9発現細胞の数は、3日目まで、p16発現細胞より有意に高かった
。このことは、W9が、親p16分子よりさらに安定であることを実証する。さ
らに、形質導入した細胞におけるW9の発現のレベルは、p16のレベルより高
かった(グラフの棒を比較のこと)。従って、AV−W9およびAV−p16は
、A549細胞を形質導入するための等しい能力を有したが、W9タンパク質の
発現レベルはこれらの細胞においてより高く、これらの細胞内においてp16よ
りW9がさらに安定であることを示した。
【0176】 (実施例VIII) (インビトロでAV−W9を用いて形質導入した新生物性細胞はインビボで腫
瘍を形成しなかった) 免疫欠損マウスヌードマウスへの移植の前に、AV−CDKiでインビトロで
形質導入したヒト新生物性細胞の腫瘍形成能力もまた、試験した。1×106
A549肺癌細胞またはPC3前立腺腫瘍細胞を、5千万感染単位の、W9、p
16、p27、W7をコードするか、または挿入物なし(PBS;CMVプロモ
ーターのみを保有して挿入物を有さないアデノウイルス)のアデノウイルスで形
質導入した。次いで、これらの細胞を収穫し、そして洗浄した。形質導入の16
時間後、百万の予備処置した細胞を、6〜8週齢の、混合した性のBALB/c
ヌードマウス(Taconic Labs、Germantown、NY)に皮
下移植した。腫瘍形成を、キャピラリーを用いて2〜3ヶ月間追跡した。
【0177】 移植に続いて、AV−W9で形質導入したヒト新生物性細胞は、腫瘍を生成し
なかったが、p27、p16、または改変p27−p16融合分子、W7をコー
ドするAVで形質導入した新生物性細胞を受容したマウスは、腫瘍を発生させた
。従って、図8Aに示すように、12週間後、いずれの動物も、インビトロでA
V−W9により形質導入したA549細胞から腫瘍を発生させなかった。同様に
、AV−W9で形質導入したPC3細胞の移植後、いずれの動物も、13週間で
腫瘍を発生させなかった(図8B)。
【0178】 従って、E4領域を含むアデノウイルス(AV−W9)から誘導されるW9の
みが、PC3細胞およびA549細胞の両方による、免疫不全マウスにおける腫
瘍形成を完全に予防した。AV−p16は、これらのマウスの80%において形
成を予防し、一方でAV−W7、AV−p27、またはAV−null(すなわ
ち、PBS)で処置したマウスの少なくとも70%は、腫瘍で死んだ(図8Aお
よび8B)。
【0179】 (実施例IX) (予め存在する腫瘍へのインビボでのAV−W9の直接注射は腫瘍増殖を阻害
した) 次に、AV−W9が腫瘍増殖を阻害する能力を、予め存在する腫瘍へのインビ
ボでの直接注射に続いて試験した。このために、1×106のDU145ヒト前
立腺腫瘍細胞を、Balb/cヌードマウスに皮下注射した。7〜10日後、樹
立した腫瘍を観察および測定した。腫瘍は、約40mm3であった。腫瘍を、1
.25×1011粒子のAV−W9、AV−p16、またはインサートなし(PB
S;E4領域を含み、インサートを有さないCMVプロモーターを保有するアデ
ノウイルス)で処置し、直接注射によって、1日目、3日目、および5日目に、
1分間あたり30マイクロリットルを注射するようフォーマットされたプログラ
ム可能なポンプマイクロシリンジ(KDS 100注入ポンプ、KD Scie
ntific、Boston、MA)を使用して、腫瘍内に導入した。腫瘍を、
2〜3ヶ月間追跡した。
【0180】 図9に示すように、AV−W9の、予め存在する腫瘍への送達は、「PBS」
(すなわち、インサートを有さないアデノウイルス)を注射した腫瘍と比較して
、腫瘍増殖の後退または抑制を生じた。AV−p16での予め存在する腫瘍の処
置は、あまり効果的ではなかった。
【0181】 第二の実験において、20匹の動物に、百万のA549新生物性細胞を移植し
、そして1グループあたり5匹の動物に、1.25×1011粒子のAV−W9、
AV−p16、AV−p27、およびAV−Nullを、1日目、3日目、およ
び7日目に注射した。表IIIは、注射されたAV−CDKiが存在する腫瘍の
腫瘍増殖を阻害する能力からの全体的な結果を示し、ここで、「完全な応答」と
は、注射後の腫瘍の完全な軽減を意味し、「部分的な応答」とは、Null腫瘍
と比較した腫瘍の増殖の遅延を意味し、そして「応答なし」とは、Null注射
腫瘍と同程度に増殖し続けた腫瘍を意味する。
【0182】
【表3】 従って、図9および表IIIに示すように、本発明のAV−W9抗新生物性試
薬は、インビボでの局所投与に続いて腫瘍増殖を阻害し得、そして同様に送達さ
れる親分子(すなわち、AV−p16およびAV−p27)のいずれよりも優れ
ていた。
【0183】 (実施例X) (アデノウイルスE4タンパク質の非存在下でW9融合タンパク質をコードす
る組換えレンチウイルスは新生物性細胞においてアポトーシスを誘導しなかった
) W9融合タンパク質のための、第二のウイスルに基づく送達ビヒクルを生成し
た。ここで、以前に記載されたレンチウイルスベクター(Dullら(1998
)J.Virol.72:8463−8471を参照のこと)を使用して、W9
、W7、p16、およびp27をコードする組換えレンチウイルスを生成した。
実施例Iに記載した導入遺伝子に類似の導入遺伝子(すなわち、CMVエンハン
サー/プロモーター−CDKiインサート−SV40ポリAからなる導入遺伝子
)を、レンチウイルス移入ベクターであるpRRL.sin−18に、スプライ
スアクセプター部位と3’LTRとの間に挿入した(Dullら、前出)。しか
し、これらのレンチウイルスにコードされるCDKiは、6His、HAタグを
有さなかったことに、注目するべきである。
【0184】 組換えレンチウイルスを、本質的に、Dullら、前出に記載されるように、
パッケージした。組換えレンチウイルスを使用して、組換えアデノウイルスに関
して一般的に上記の方法に従って、新生物性細胞を形質導入した。例えば、A5
49細胞については、これらの細胞を105細胞/ウェルで12ウェルプレート
内に、10%FBSを補充したDMEMhigh中で播種した。翌日、この培地を吸
引し、そして新たな培地(1ml/ウェル)を、最終濃度8pg/mlのポリブ
レンありまたはなしで、添加した。次いで、これらの細胞を、W7、W9、p1
6、またはp27をコードするレンチウイルスの等数のウイルス粒子で形質導入
した。形質導入の24時間後、この細胞の培地を交換し、そして48時間後(す
なわち、形質導入の3日後)に、アポトーシスを試験した。
【0185】 これらの試験は、アデノウイルスE4領域にコードされるタンパク質の非存在
下でレンチウイルスによって送達されたW9が、新生物性細胞においてアポトー
シスを誘導せず、これらの細胞の細胞増殖を阻害したことを示した(データは示
さない)。
【0186】 (実施例XI) (アデノウイルスE4領域はW9のアポトーシス誘導能力を容易にするために
必要とされる) レンチウイルスによりコードされるW9は、新生物性細胞において発現される
場合にアポトーシスを誘導しなかったので、W9をコードする複製欠損組換えア
デノウイルス(ただし、E1領域のみでなくE4領域もまた欠く)を生成した。
これらのE4領域を欠失したアデノウイルスによりコードされる唯一のアデノウ
イルスE4領域タンパク質は、E4orf4タンパク質であり、これは、非常に
少量のE4領域欠失アデノウイルスに感染した細胞において発現された。これら
の組換えアデノウイルスを、McArthurら、「Adenoviral D
elivery of Novel CDK Inhibitors for
Preventing Proliferation of Smooth M
uscle Cells」、米国特許出願番号60/122,974、1999
年3月1日出願(本明細書中に参考として援用される)に一般に記載される方法
および細胞を使用して、生成した。アデノウイルスE4領域の欠質はアデノウイ
ルスに対して致死変異であるので、これらの組換えアデノウイルスを、誘導プロ
モーターの制御下でアデノウイルスE4領域全体を含む核酸で安定に形質転換し
た細胞293−E4内にパッケージした。このW9をコードするアデノウイルス
(E1領域およびE4領域の両方を欠く)を使用して細胞を形質導入した場合に
は、アポトーシスの誘導は起こらなかった(図10、W9)。従って、アデノウ
イルスのE4領域、またはそれによりコードされるタンパク質(もしくは活性フ
ラグメント)は、W9タンパク質と相乗して本発明の抗新生物性試薬を生成する
ために必要かつ十分な、アデノウイルスの領域である。さらに、E4領域欠失ア
デノウイルスは、少量のE4orf4タンパク質を、感染した細胞内において発
現したので、W9と協同して新生物性細胞においてアポトーシスを誘導するに必
要かつ十分であるアデノウイルスE4タンパク質は、E4orf4ではないよう
である。
【0187】 W9のアポトーシス誘導能力を容易にするに十分であるアデノウイルスE4領
域内のフラグメントを決定するために、E1領域およびE4領域の両方を欠き、
そしてW9をコードするアデノウイルスを構築し、そして3つの細胞株(MMT
V(MMTVプロモーターの制御下でアデノウイルスE4orf6タンパク質を
発現する細胞であって、薬物デキサメタゾンにより誘導可能である);293−
E4(プロモーターの制御下でアデノウイルスE4領域全体を発現する293細
胞であって、薬物3−イソブチル−1−メチルキサンチン(IMX、カタログ番
号I−7018、Sigma Chemical Co.、St.Louis、
MO)により誘導可能である);および34X(プロモーターの制御下でアデノ
ウイルスE4orf6を発現する293細胞であって、IMXにより誘導可能で
ある))を形質導入するために使用した。これらの細胞株の各々において、MM
TVプロモーターおよびIMX誘導プロモーターの漏出(leakiness)
に起因して、いくらかの低レベルのE4またはE4orf6発現が、薬物誘導な
しで生じ得る。
【0188】 この研究のために、1×105の細胞を、CMVプロモーターに作動可能に連
結したW9コード核酸配列を含む、E1領域欠失アデノウイルス、E4領域欠失
アデノウイルス由来の溶解液で形質導入した。これらの細胞を、IMXまたはデ
キサメタゾンのいずれかの存在下(+drug)または非存在下(no dru
g)において、形質導入した。IMXを、10N NaOHで1滴ずつ溶解する
まで滴定した水中に、45mMストック溶液として、調製した。293−E4細
胞および34X細胞の形質導入の時点で、IMX(最終濃度0.5mM)の存在
下でウイルスを添加した。MMTV細胞(293MMTV orf6)について
は、デキサメタゾン(1000X=3mM;カタログ番号D−2915、Sig
ma)を、感染の時点で、最終濃度3μMで添加した。
【0189】 細胞を2日後に収穫し、そしてAnnexin/pI二重染色によって分析し
、アポトーシスのレベルを評価した。
【0190】 W9をコードする、E1領域欠失アデノウイルス、E4領域欠失アデノウイル
スでの形質導入の非存在下では、293−E4細胞は、薬物を追加してさえも、
アポトーシスを示さなかった(図10、293−E4)。しかし、細胞を形質導
入した場合には、薬物の非存在下でさえもアポトーシスが見られ、これは恐らく
、低レベルの漏出性のE4発現に起因した。しかし、形質導入した細胞における
アポトーシスのレベルは、薬物の存在下では増加した。このことは、W9および
アデノウイルスE4タンパク質が相乗的にアポトーシスを誘導することを実証す
る。
【0191】 アデノウイルスE4orf6発現株(MMTVおよび34X)の場合には、W
9をコードする、E1領域欠失アデノウイルス、E4領域欠失アデノウイルスに
よる細胞の形質導入の非存在下において、低レベルのアポトーシスが存在した。
このアポトーシスは、プロモーターの漏出、およびE4orf6がアポトーシス
を惹起する既知の能力に起因するようであった。しかし、細胞が形質導入された
場合には、アポトーシスのレベルは上昇し、遅いアポトーシス細胞のレベルは劇
的に増加した(図10、MMTVおよび34X)。
【0192】 試験した細胞株は不死化されているので、これらはインビボの新生物性細胞に
似ている。これらの結果は、アデノウイルスE4orf6タンパク質がW9と相
乗的に作用して、新生物性細胞においてアポトーシスを誘導することを実証する
【0193】 (均等物) 当業者は、慣用的にすぎない実験を使用して、本明細書中に特に記載した特定
の実施形態の多数の均等物を理解するか、または確かめ得る。このような均等物
は、添付の特許請求の範囲の範囲に含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
本発明の上記の目的および他の目的、本発明の種々の特徴、ならびに本発明自
体は、上記の説明を、添付の図面とともに読む場合に、より完全に理解され得る
【図1】 図1は、W9タンパク質(本発明の制限されない、例示的なキメラCDKi)
の分泌型のインターナリゼーション化形態をコードする核酸配列の模式図である
。この配列は、発現のためにベクター中に配置され、そして細胞に導入される場
合に、分泌されるタンパク質をコードする。次いで、分泌型タンパク質は、別の
細胞、またはそれが発現され、そして分泌される細胞によりインターナリゼーシ
ョンされる。
【図2A】 図2Aは、インビトロキナーゼアッセイにおいて試験された本発明の制限され
ない、例示的な組換えCDKインヒビター、およびこれらのアッセイの結果を示
す模式図である。p16分子は、白い四角で示され;p27分子およびその誘導
体は、斜線の四角で示され;そしてp16部分とp27部分との間の15のアミ
ノ酸の長さ(Gly4Ser)3のリンカーは、黒い四角で示される。各分子につ
いての上記の該略図は、親分子由来の対応する5’および3’のアミノ酸である
。中央の表は、インビトロでのキナーゼアッセイにより決定される場合、精製さ
れたインヒビターのIC50(nM)を示す。このアッセイは、CDK4/サイク
リンD1キナーゼ、CDK2/サイクリンEキナーゼ、およびCDC2/サイク
リンBキナーゼを利用した。図2Aの右側に、パルス追跡実験(実施例IVを参
照のこと)により測定した場合のアデノウイルスコード化CDKiタンパク質の
およその発現の半減期(時間)を列挙する。
【図2B】 図2Bは、W9タンパク質(本発明の制限されない、例示的なキメラCDKi
タンパク質)の核酸配列(上)およびアミノ酸配列(下)の模式図である。
【図3】 図3は、CDKiをコードする、本発明の制限されない、例示的複製欠損組換
えアデノウイルス(AV−CDKi)の構造を示す模式図である。これらの組換
えアデノウイルスは、完全なE4領域を含む。E4領域は、欠失したE3領域(
ΔE3)と左のITRとの間に配置される;従って、これらのアデノウイルスは
また、全てのE4領域タンパク質をコードする。CDKiの発現は、CMVエン
ハンサーおよびプロモーターおよびSV40ポリA配列により調節される。各C
DKiを、HAエピトープタグに融合した。このATGは、最適なコザック配列
の中にある。ClaIは、組換えウイルスの構築のために用いられる制限部位で
ある。
【図4A】 図4Aは、本発明の制限されない、例示的AV−CDKiのSW480結腸癌
種細胞の増殖を阻害する能力を示す線グラフの図である。完全なE4領域および
挿入物なし(Null、青い丸)、p16(紫の四角)、p27(黄色の三角)
、W7(赤の四角)、およびW9(緑の菱形)に作動可能に連結されたCMVプ
ロモーターを含むアデノウイルスを用いる形質導入の後の、細胞増殖の阻害の割
合を示す。
【図4B】 図4Bは、本発明の制限されない、例示的AV−CDKiのA549肺癌種細
胞の増殖を阻害する能力を示す線グラフの図である。完全なE4領域(AV)お
よび挿入物なし(Null、青い丸)、p16(紫の四角)、p27(黄色の三
角)、W7(赤の四角)、およびW9(緑の菱形)に作動可能に連結されたCM
Vプロモーターを含むアデノウイルスを用いる形質導入の後の、細胞増殖の阻害
の割合を示す。
【図5A】 図5Aは、完全なE4領域を含み、かつβ−gal(AV−β−gal)をコ
ードするアデノウイルスによる、A549肺癌腫細胞におけるアポトーシスの誘
導の欠如を示すFACSヒストグラムの図である。A549細胞を、AV−β−
galを用いて形質導入し、2日後に収集し、そしてアポトーシスのレベルを、
アネキシン−PI染色により確認し、次いでFACS分析をした。
【図5B】 図5Bは、完全なE4領域を含み、かつW9(AV−W9)をコードする本発
明の制限されない、例示的なアデノウイルスによる、A549肺癌腫細胞におけ
るアポトーシスの誘導を示すFACSヒストグラムの図である。A549細胞を
、AV−W9を用いて形質導入し、2日後に収集し、そしてアポトーシスのレベ
ルは、アネキシン−PI染色により確認し、次いでFACS分析をした。
【図6A】 図6Aは、本発明の制限されない、例示的アデノウイルスであるAV−W9が
、PC3前立腺腫瘍細胞におけるアポトーシスの誘導において、AV−p16、
AV−p27、またはAV−W7よりも、より有効であることを示す線グラフの
図である。アポトーシスを、等価なMOIで示されるAV−CDKiを用いて形
質転換した3日後に測定された。完全なE4領域(AV)を含み、かつp16(
紫の四角)、p27(黄色い三角)、W7(赤の四角)、W9(緑の菱形)、ま
たは挿入物を含まないCMVプロモーター(Null;青い丸)をコードするア
デノウイルスにより形質転換した後に、アポトーシスを受けるように誘導された
細胞の割合を示す。
【図6B】 図6Bは、本発明の制限されない、例示的アデノウイルスであるAV−W9が
、SW480結腸腫瘍細胞におけるアポトーシスの誘導において、同様に送達さ
れたp16、p27、またはW7よりも、より有効であることを示す線グラフの
図である。アポトーシスは、等価なMOIで誘導されたAV−CDKiを用いて
形質転換した3日後に測定された。完全なE4領域を含み、かつp16(紫の四
角)、p27(黄色い三角)、W7(赤の四角)、W9(緑の菱形)、または挿
入物を含まないCMVプロモーター(Null;青い丸)をコードするアデノウ
イルスにより形質転換した後に、アポトーシスを受けるように誘導された細胞の
割合を示す。
【図6C】 図6Cは、本発明の制限されない、例示的アデノウイルスであるAV−W9が
、A549肺腫瘍細胞におけるアポトーシスの誘導において、同様に送達された
p16、p27、またはW7よりも、より有効であることを示す線グラフの図で
ある。アポトーシスは、等価なMOIで示されるAV−CDKiを用いて形質転
換した3日後に測定された。完全なE4領域を含み、かつp16(紫の四角)、
p27(黄色い三角)、W7(赤の四角)、W9(緑の菱形)、または挿入物を
含まないCMVプロモーター(Null;青い丸)をコードするアデノウイルス
により形質転換した後に、アポトーシスを受けるように誘導された細胞の割合を
示す。
【図7A】 図7Aは、本発明の制限されない、例示的アデノウイルスであるAV−W9が
、同様に送達された親のp16およびp27と比較して、新生物細胞において類
似したレベルで発現されることを示す線グラフの図である。DU145前立腺腫
瘍細胞は、AV−W9(緑の菱形)、AV−p16(紫の四角)、AV−p27
(黄色の三角)、およびAV−挿入物なし(Null;青い丸)を用いて形質導
入される。2日後、細胞は、抗p16抗体および抗p27抗体を用いて細胞内染
色することにより、発現について評価された。
【図7B】 図7Bは、本発明の制限されない、例示的アデノウイルスであるAV−W9が
、同様に送達された親のp16およびp27よりも、新生物細胞においてアポト
ーシスを誘導する際に、有効であることを示す線グラフの図である。形質導入さ
れ、そして図7A由来のW9,p16、およびp27の細胞内発現について評価
された、同じDU145前立腺腫瘍細胞はまた、形質導入の2日後に、FACS
−ベースのTdT TUNELアッセイにより、アポトーシスについて評価した
【図7C】 図7Cは、AV−W9およびAV−p16形質導入型A549細胞中の、W9
およびp19の発現効率および発現のレベルの時間経過をそれぞれ示す、線/棒
グラフの図である。A549細胞を、等量のAV−9W(緑の丸)またはAV−
p16(紫の四角)を用いて形質導入し、そして抗p16抗体を用いて4日間に
わたって、CDKi発現について評価した。線グラフは、W9またはp16のい
ずれかを発現する多数の形質導入された細胞を示し、一方、棒グラフは、形質導
入された細胞中のW9およびp16の発現のレベルを示す。
【図8A】 図8Aは、本発明の制限されない、例示的アデノウイルスであるAV−W9が
、肺癌腫異種移植モデルにおける腫瘍形成を防止したことを示す生存チャートの
図である。1×106個のA549細胞は、AV−挿入物なし(PBS;青い丸
)、および種々のAV−CDKi(AV−p27、黄色い四角;AV−p16、
紫の四角、AV−W7、赤い四角;AV−W9、緑の菱形)を用いて、50のM
OIで形質導入した。形質導入された細胞を、Balb−ヌードマウス(n=1
0)に皮下導入し、そして腫瘍形成を12週間追跡した。
【図8B】 図8Bは、本発明の制限されない、例示的アデノウイルスであるAV−W9が
、肺癌腫異種移植モデルにおける腫瘍形成を防止したことを示す生存チャートの
図である。1×106個のPC3細胞は、AV−挿入物なし(PBS;青い丸)
、および種々のAV−CDKi(AV−p27、黄色い四角;AV−p16、紫
の四角、AV−W7、赤い四角;AV−W9、緑の菱形)を用いて、50のMO
Iで形質導入した。形質導入された細胞を、Balb−ヌードマウス(n=10
)に皮下導入し、そして腫瘍形成を13週間追跡した。
【図9】 図9は、本発明の制限されない、例示的アデノウイルスであるAV−W9が、
前立腺異種移植癌腫モデルにおける腫瘍の増殖を遅らせたことを示す線グラフの
図を示す。皮下DU145前立腺腫瘍異種移植片(100万個の細胞を用いて誘
導される)を、1回の注射あたり1.25×1011個のウイルス粒子を用いる、
1、3、および5日目の腫瘍内注射により、AV−W9、AV−p16、または
AV挿入物なし(PBS)を用いて処理した。腫瘍の平均開始容積は40mm3
(n=10)であった。腫瘍サイズを、10週間追跡した。
【図10】 図10は、W9タンパク質と共に発現される完全アデノウイルスE4領域(ま
たは、単に、アデノウイルスE4orf6タンパク質のみ)のアポトーシス誘導
能力を示す、一連のFACSヒストグラムの図である。「薬物なし」は、添加さ
れる薬物がない非形質導入型細胞を示し(ネガティブコントロール);「+薬物
」は、(MMTV細胞に対する)デキサメタゾンまたは(293−E4細胞およ
び34X細胞に対する)IMXの添加を用いる非形質導入型細胞を示し;「W9
」は、薬物の非存在下での、完全なE4領域を欠き、かつW9をコードするアデ
ノウイルスを用いる細胞の形質導入を示す;「W9+薬物」は、デキサメタゾン
(MMTV細胞)またはIMX(293−E4細胞および34X細胞)存在下で
の、完全E4領域を欠き、かつW9をコードするアデノウイルスを用いる細胞の
形質導入を示す。
【配列表】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C07K 14/47 A61K 35/76 19/00 C12N 15/00 ZNAA // A61K 35/76 A61K 37/52 (31)優先権主張番号 60/128,515 (32)優先日 平成11年4月9日(1999.4.9) (33)優先権主張国 米国(US) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZW ),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU, TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ, BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,C R,CU,CZ,DE,DK,DM,EE,ES,FI ,GB,GD,GE,GH,GM,HR,HU,ID, IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,KR,K Z,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MA ,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ, PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,S K,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG ,UZ,VN,YU,ZA,ZW (72)発明者 パテル, サリル アメリカ合衆国 カリフォルニア 95014, キュパーティーノ, ホームステッド ロード ナンバー10 21230 (72)発明者 マカーサー, ジェイムズ アメリカ合衆国 カリフォルニア 94070, サン カルロス, ホワイト オークス ウェイ 2056 (72)発明者 ギュリス, ジェノ アメリカ合衆国 マサチューセッツ 01890, ウィンチェスター, スワント ン ストリート 171 (72)発明者 メンデス, マイケル ジェイ. アメリカ合衆国 カリフォルニア 94018, エル グラナダ, エル グラナダ ブ ールバード 471 (72)発明者 フィナー, ミッチェル アメリカ合衆国 カリフォルニア 94062, ウッドサイド, オークヘブン 21 Fターム(参考) 4B024 AA01 BA80 CA02 CA07 CA20 DA02 EA02 EA04 GA11 HA17 4C084 AA02 AA07 AA13 BA01 BA22 CA53 DC25 NA10 ZB212 ZB262 ZC192 4C087 AA01 AA02 BC83 CA12 NA10 ZB21 ZB26 ZC19 4H045 AA10 AA20 AA30 BA10 BA41 CA01 CA40 EA28 FA74

Claims (31)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 核酸組成物であって、キメラCDKiタンパク質をコードす
    る第一核酸配列、およびアデノウイルスE4タンパク質をコードする第二核酸配
    列から本質的になり、 ここで、該第一および第二の核酸配列は、少なくとも1つの調節配列に作動可
    能に連結される、核酸組成物。
  2. 【請求項2】 前記キメラCDKiタンパク質が、W9タンパク質である、
    請求項1に記載の核酸組成物。
  3. 【請求項3】 前記アデノウイルスE4タンパク質が、E4orf6により
    コードされる、請求項1に記載の核酸組成物。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載の核酸組成物および薬学的に受容可能なキャ
    リアを含有する、組成物。
  5. 【請求項5】 細胞による前記組成物のインターナリゼーションを容易にす
    る送達系をさらに含有する、請求項4に記載の組成物。
  6. 【請求項6】 前記送達系が、組換えウイルス粒子である、請求項5に記載
    の組成物。
  7. 【請求項7】 前記組換えウイルス粒子が、アデノウイルス、レンチウイル
    ス、アデノ随伴ウイルス、レトロウイルス、ヘルペスウイルス、およびワクシニ
    アウイルスからなる群から選択される、請求項6に記載の組成物。
  8. 【請求項8】 前記組換えウイルス粒子がアデノウイルスである、請求項7
    に記載の組成物。
  9. 【請求項9】 核酸組成物であって、分泌可能なインターナリゼーション可
    能形態のキメラCDKiタンパク質をコードする第一核酸配列、および分泌可能
    なインターナリゼーション可能形態のアデノウイルスE4タンパク質をコードす
    る第二核酸配列を含有し、 ここで、該第一および第二の核酸配列は、少なくとも1つの調節配列に作動可
    能に連結される、核酸組成物。
  10. 【請求項10】 前記キメラCDKiタンパク質が、W9タンパク質である
    、請求項9に記載の核酸組成物。
  11. 【請求項11】 前記アデノウイルスE4タンパク質が、E4orf6によ
    りコードされる、請求項9に記載の核酸組成物。
  12. 【請求項12】 請求項9に記載の核酸組成物および薬学的に受容可能なキ
    ャリアを含有する、組成物。
  13. 【請求項13】 細胞による前記組成物のインターナリゼーションを容易に
    する送達系をさらに含有する、請求項12に記載の組成物。
  14. 【請求項14】 前記送達系が、組換えウイルス粒子である、請求項13に
    記載の組成物。
  15. 【請求項15】 前記組換えウイルス粒子が、アデノウイルス、レンチウイ
    ルス、アデノ随伴ウイルス、レトロウイルス、ヘルペスウイルス、およびワクシ
    ニアウイルスからなる群から選択される、請求項14に記載の組成物。
  16. 【請求項16】 前記組換えウイルス粒子がアデノウイルスである、請求項
    15に記載の組成物。
  17. 【請求項17】 タンパク質組成物であって、精製されたキメラCDKiタ
    ンパク質および精製されたアデノウイルスE4タンパク質を含有する、タンパク
    質組成物。
  18. 【請求項18】 前記キメラCDKiタンパク質が、W9タンパク質である
    、請求項17に記載のタンパク質組成物。
  19. 【請求項19】 前記アデノウイルスE4タンパク質が、E4orf6によ
    りコードされる、請求項17に記載のタンパク質組成物。
  20. 【請求項20】 請求項17に記載のタンパク質組成物および薬学的に受容
    可能なキャリアを含有する、組成物。
  21. 【請求項21】 細胞による前記組成物のインターナリゼーションを容易に
    する送達系をさらに含有する、請求項20に記載の組成物。
  22. 【請求項22】 タンパク質組成物であって、精製されたインターナリゼー
    ション可能形態のキメラCDKiタンパク質および精製されたインターナリゼー
    ション可能形態のアデノウイルスE4タンパク質を含有する、タンパク質組成物
  23. 【請求項23】 前記キメラCDKiタンパク質が、W9タンパク質である
    、請求項22に記載のタンパク質組成物。
  24. 【請求項24】 前記アデノウイルスE4タンパク質が、E4orf6によ
    りコードされる、請求項22に記載のタンパク質組成物。
  25. 【請求項25】 請求項22に記載のタンパク質組成物および薬学的に受容
    可能なキャリアを含有する、組成物。
  26. 【請求項26】 新生物を有する動物を処置するための方法であって、該方
    法は、該動物に、治療有効量の請求項4に記載の組成物を投与する工程を包含す
    る、方法。
  27. 【請求項27】 新生物を有する動物を処置するための方法であって、該方
    法は、該動物に、治療有効量の請求項12に記載の組成物を投与する工程を包含
    する、方法。
  28. 【請求項28】 新生物を有する動物を処置するための方法であって、該方
    法は、該動物に、治療有効量の請求項20に記載の組成物を投与する工程を包含
    する、方法。
  29. 【請求項29】 新生物を有する動物を処置するための方法であって、該方
    法は、該動物に、治療有効量の請求項25に記載の組成物を投与する工程を包含
    する、方法。
  30. 【請求項30】 新生物を有する動物を処置するための方法であって、該方
    法は、請求項9に記載の核酸組成物を該動物の細胞内に導入する工程を包含し、
    ここで、該導入された細胞は、前記分泌可能なインターナリゼーション可能形態
    のキメラCDKiタンパク質を分泌し、そして前記分泌可能なインターナリゼー
    ション可能形態のアデノウイルスE4タンパク質を分泌する、方法。
  31. 【請求項31】 新生物を有する動物を処置するための方法であって、該方
    法は、請求項10に記載の核酸組成物を該動物の細胞内に導入する工程を包含し
    、ここで、該導入された細胞は、前記分泌可能なインターナリゼーション可能形
    態のW9タンパク質を分泌し、そして前記分泌可能なインターナリゼーション可
    能形態のアデノウイルスE4タンパク質を分泌する、方法。
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