JP2004512313A - 血友病bを治療する遺伝子薬及びその調剤する方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は血友病Bを治療する遺伝子薬及びその調剤する方法まで及んでいる。その薬は人類D、G組染色体の短腕上に肝心な生理機能のないDNA配列、或いは該DNA配列と相同性のあるDNA配列を治療遺伝子の引導配列として構造した遺伝子ベクター−FIX組替え体を含んでいる。また、本発明は該遺伝子薬を調剤する方法を提供した。その血友病Bを治療する遺伝子薬は、遺伝子を治療すると、表現が安定で、安全性がよく、表現の効率が高く、更に免疫原性がないのである。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は血友病Bを治療する遺伝子薬及びその調剤する方法まで及んでいる。
【0002】
【従来の技術】
血友病BはB型血友病とも呼び、一種凝血IX因子(FIX)の欠陥によるX連鎖劣性遺伝の出血性疾病であり、男性の中に発病率が1/30000である。人類FIX蛋白の分子量は56KDで、415個のアミノ酸残基を含める一本鎖糖タンパク質である。N−端のチロシンから、四つ異なっている構造区が分けられる:Gla区(γ―カルボキシル基グルタミン酸区)、成長因子区、活性化ペプチド区と触媒区(或いはセリン蛋白区)。人類FIXは主に肝臓で合成され、そのはじめての訳物がN−端の46個のアミノ酸の前導配列を含む。前導ペプチドを除去し、糖基化及びビタミンKをあてにするγ−カルボキシ等の修飾作用をした後、血液での成熟なFIXになる。FIXは血液の中でプロエンチ―マの形で存在する。FXIa或いはFVII−組織因子の複合物に活性化された後、プロテイン活性がある活性化FIX(FIXa)になる。正常な人のプラスマの中のFIXの含量は5μg/mlで、その活性の半衰期が24時間である。(Chuah MKL,DesireCollen & T.VandenDriessche.Gene therapy for hemophilia.J Gene Med 2001;3:3−20に参照)。
【0003】
FIXは内源性凝血級聯反応の過程になくてはならない蛋白因子である。FIXがコントロール蛋白FVIIIと複合物を形成した後、内源性凝血級聯反応のスピードを1000倍以上増加させるため、凝血過程はわずかの何分間で完成できることになった。したがって、人体内にFIXが不足であれば、自発性或いは小さな怪我をしたら、血をとめることができなくなり、ひどい場合は関節の出血による関節の形が変ること及び身体障害、或いは、内臓か頭内の出血による死亡を及ぼすことになる。コードFIX蛋白の遺伝子は1982年にクローンされ、Xq27.1帯にあり、合わせて8個のエキソンがある。コード区のサイズは1.383kbで、コード415個のアミノ酸がある。(Choo KH, Gould KG, Rees DJ,et al.Nature 1982;299:178−180; Kurachi K, Davie EW. Proc Nat1 Acad Sci USA 1982;79:6461−6464.) 成人のFIX蛋白分子量は56KDで、正常なプラスマの中での含量は5μg/ml(Kaufman RJ.Human Gene Therapy 1999;10:2091−2107.)である。血友病Bの臨床治療は蛋白の置換治療即ち輸血、或いはFIX濃縮製剤の補充に限る。FIXは人体内の半衰期が24時間しかないため、患者はふりかえして血或いは血液製品の輸入によって命を維持することになる。重い経済負担になるだけでなく、エイズ、肝炎B及び狂牛病のウイルスを感染する恐れもある。
【0004】
血友病Bの遺伝子治療にとって一番肝心な問題は、欠陥のFIX遺伝子のかわりに、どのように正常なFIX遺伝子を患者の体内に導入することである。目下、FIX遺伝子治療についての研究に用いられているベクターは主にウイルスベクターである。例えば、レトロウイルスベクター、腺のウイルスベクター及び腺の相関ウイルスベクターがある。
【0005】
1. Kay等はRVベクターで一匹血友病Bのある犬に遺伝子治療の実験を行う( Kay MA, Rothenberg S, Landen CN ,et al. In vivo gene therapy of hemophilia B: sustained partial correction in factor IX deficient dogs. Science 1993;262:117−119に参照)。研究によってRVで大型の動物の肝臓細胞の中に遺伝子をリレーして輸送したら、相対的に長期の表現を達成するかもしれないが、表現量が少ないということが表明された。小鼠についての研究でもその肝臓細胞が0.1%−1%しか転化されなかったことを発見した(Kay MA, Li QT, Liu JJ,et al.Hepatic Gene Therapy:Persistent expression of human α1−antitrypsin in mice after direct gene delivery in vivo. Hum Gene Ther 1992;3:641−647に参照)。その主な原因はRVが非分裂細胞を組込むことができないのである。それゆえ、肝細胞を標的細胞として遺伝子治療を行う時、残りの肝組織の細胞分裂を誘導するために、部分の肝臓を切除するのは必要である。しかし、RVの体内の転化効率が比較的低く、invitro培養細胞の再移植率も高くないから、レベルの低いFIXの表現が完全に血友病Bの表現型を直せないことになる。(Lieber A. Peters MJ, Gown A, et al. A modified urokinase plasminogen activator induces liver regeneration without bleeding. Hum Gene Ther 1995; 6:1029−1037; Bowles NE, Eisensmith R, Mohuiddin R, et al. A simple and efficient method for the concentration and purification of recombinant retrovirus for increased hepatocyte transduction in vivo. Hum Gene Ther 1996;7:1735−1742; Bosch A, McCray PB, Jr.Chang SMW, et al. Proliferation induced by keratinocyte growth factor enhances in vivo retroviral−mediated gene transfer to mouse hepatocytes. J Clin invest 1996;98:2683−2687に参照)。 レトロウイルスは安全的に標的細胞の遺伝子組に組込めるが、分裂細胞を感染することしかできないため、挿入突然変異誘発などの安全な内密欠点が存在するものである。
【0006】
2. 腺の相関ウイルス(rAAV)のベクターを組換えることは血友病Bの遺伝子治療の面においては比較的に有効である。FIX cDNAを受体の中に有効的且つ安定的に表現させ、またベクターの中にウイルス遺伝子を含んでいなく、一般的には細胞毒性Tリンパ細胞の反応を誘発しないため、研究者から黒い眼で見られるものである(Jooss K, Yang Y, Fisher KJ, et al. Transduction of dendritic cells by DNA viral vectors directs the immune response to transgene products in muscle fibers. J Virol 1998;72: 4212−4223に参照)。小鼠及び血友病Bにかかる犬についてのKay達の臨床の研究( Kay MA , Manno CS, Ragni MV, et al .Evidence for gene transfer and expression of factor IC in haemophilia B patients treated with an AAV vector. Nat Genet 2000;24:257−261に参照)。しかし、AAV滴度が低く、調剤も複雑であるため、大いに発展させることはできない。人類の遺伝子治療に用いることはまだより多くの研究が必要である。
【0007】
近年来、非ウイルスベクター(例えばリポソーム、マイクロカプセルなど)も開発、利用されるようになった。(Hortelano G, Xu N, Vandenberg A, et al. Persistent delivery of factor IX in mice : gene therapy for hemophilia using implantable microcapsules .Hum Gene Ther 1999;10(8):1281−1288.に参照)。
【0008】
【発明が解決する課題】
したがって、近十年来、血友病Bについての遺伝子治療はいろいろな方面において改善の措置を取ったが、いまでにまだ安全的、安定的な一次性の遺伝子を治療する薬物が見つからないのである。その肝心な問題は一種安全性のよい、免疫原性もない、標的細胞を転換する効率の高い、標的細胞の中で長期的、安定的に遺伝子治療を表現するベクターがまだ見つからないことにある。
【0009】
本発明の目的は一種安全な、治療遺伝子を安定的に標的細胞中に表現させ、血友病Bを治療する遺伝子薬を提供することである。
本発明のもう一つの目的は上述の遺伝子薬を調剤する方法を提供することである。
【0010】
本発明の提供した血友病Bを治療する遺伝子薬は人類D、G組染色体の短腕上に肝心な生理機能のない遺伝子DNA配列、或いは該DNA配列と相同性のあるDNA配列を治療遺伝子の引導配列として、構造された遺伝子ベクター−FIXの組換え体を含んでいる。
【0011】
本申請人は特別な双随体小染色体(BM)を携帯し、表現型が正常な族を二つ発見した。該小染色体はそれぞれ二つの家系の二世代と三世代の間で安定に遺伝でき、且つ人体にどんな危害もない。したがって、本発明人は該小染色体のエレメントを分離し、人源遺伝子のベクターを組み立てようという構想を提出した。国内外は今までこういう報道が17あるが、該小染色体を遺伝子ベクターとするという構想を提出する人は一人もいない。研究の中、FISH技術で、該小染色体が人間のD、G組染色体即ち13、14、15、21、22号の染色体短腕から来たことは明らかになった。D、G組の染色体の短腕は核小体組織区域であるから、核糖体DNA(rDNA)が豊富である。該区域は群衆の中に長さによる(即ちrDNAの含有量による)多型あって、且つ細胞分裂期に該区域の遺伝子の転写が非常に活躍である。したがって、当提案者はBMから特異性のあるDNAチップをクローンしたものを目的遺伝子の引導配列として、治療遺伝子を人体D、G組染色体短腕の組織区域に定点導入すれば、比較的高く、安定的、無害的表現があるべきであると推測した。後続いてくる実施例はこれに対しての力強い証明である。
【0012】
【課題を解決する手段】
当発明人はまず第一に顕微分割の方法で、小染色体の特異性を持っているpUC19ライブラリーを構造し、その中からシングルコピーのチップを選び出した。蛍光in situ ハイブリダイゼーション(FISH)を通じて、該チップが小染色体及びD、G組染色の短腕からきたことは明らかになった。また、このシングルコピーのチップをプローブとして、人類のPAC遺伝子組のDNAライブラリーを篩い分け、小染色体の特異性があるDNAチップ(BMSF)約120kbを取得した。それにFISHで小染色体及びD、G組染色体の短腕からきたことが証明された(図1)。配列を測定し、BMSFの配列の特性を分析したところ、肝心な生理機能とかかわっている遺伝子を発見することはない。それゆえ、これを標的部位としては安全である。本発明は更に120kbを利用し、或いは中からもっと小さく、特異性を持っているDNAチップを選び、遺伝子ベクターを構造する。
【0013】
したがって、当申請人は下記のように考えている:遺伝子引導配列は人類D、G組染色体の短腕上に肝心な生理機能がない関係遺伝子のDNA 配列、或いは該DNA 配列と50%及び50%以上の相同性があるDNA 配列を目的遺伝子の引導配列とするのは発明の目的にかなっている。それによって構造された遺伝子ベクターは特異性があり、治療遺伝子を定点に人類のD、G組染色体の短腕に導入することができ、また効率が高く、安定に表現できるものである。
【0014】
調剤された薬の中に、治療遺伝子を宿主細胞に導入することに有利な補助成分を含んでもいい。例えば、、リポソーム、宿主細胞にとって特異性があるタンパク質等である。
【0015】
治療遺伝子の引導配列を取得した後、現有の技術によって各種のベクターを構造できる。ベクターを構造する方法と治療遺伝子をベクターに入れる方法は通常な方法である。
【0016】
本発明の実施例の中に具体的に配列表1に示されたベクター−FIX組換ナスの篩い分け遺伝子として、プラスの篩い分け遺伝子――Neo遺伝子を治療遺伝子配列の1500位まで挿入し、それに1.5kbと2.3kbの両腕に分けさせる。FIX治療遺伝子の挿入部位は5910位である。治療遺伝子の挿入は正方向と逆方向の差異がある。本発明の実施例には逆方向の挿入である。図2は該ベクター−FIX組換え体の構造図である。
【0017】
本発明の実施例の中に人類D、G組染色体の短腕上からクローンして得られた特異性がある3.8kbのDNA配列を治療遺伝子の引導配列として、ベクターを構造する過程を具体的にあげた。得られた遺伝子ベクター−FIX組換え体の菌株は2000年9月29日にすでに中国典型養成物センター(中国・武漢・武漢大学・郵便番号430072)に保存することを提出した。その保存号:CCTCC M200031。指定された分類名:Escherichia coli JM109/JH−4/pNS−FIX。
【0018】
上記の治療遺伝子のベクターを取得した後、さらにそれを人間のin vitro細胞に導入する。皮膚の腺維芽細胞、造血幹細胞などは同じく血友病Bの遺伝子薬としてもよい。その方法は現有技術である。本発明の実施例は例証した。
【0019】
したがって、上記の転化された後の人類in vitro細胞、或いは治療遺伝子のベクターを含んでいる遺伝子薬物を下皮包埋、エレクトロポレーションまたは静脈注射等の方式で患者の体内に導入し、或いは、ベクター−FIXの組換え体をリポソ−ムで包んで直接患者の体内に注入し、治療遺伝子えを患者の体内に長期的且つ安定的に表現させ、遺伝子の欠陥による臨床症状を改正するのである。
【0020】
【発明の実施の態様】
遺伝子治療の有効性試験:
(一) 体外(インビトロ)実験:
人類の凝血因子IX(FIX)組換え体ベクターを線性化させ、エレクトロポレションの方法でHT1080細胞に導入し、プラスとマイナスの篩い分けによって陽性の細胞株を得た。FIXでイントロンプライマーPCRに乗ることによって外源性遺伝子を含むことを確認した。プライマーpNSNeoと876―7RでFIX陽性クローン細胞のgDNAを増幅すると、例外なく2.3kbの特異性増幅断片が見える。配列を測定した後、定点の組込みを確認した。FISHでの検査と測定によって、FIX遺伝子に導入された二つの陽性細胞株は13、21号の染色体の短腕に蛍光信号があり、定点の組込みであることが表明された。陽性のトランスフェクション細胞の培地の中に、FIX活性の測定した結果:FIX活性は3.56μg/106細胞/24時間であり、細胞は体外(インビトロ)培養伝代449日後、表現が非常に安定である。表現産物はWestern交雑に証明された。
(二) 体内試験:
構造された標的ベクターは人源ベクターである。人類と動物の間に種属の差があり、特に遺伝子薬にとってはそうである。動物の体内に標的実験をすると、予期された定点組込みが必ずあるとは限らないため、該ベクターの有効性と安定性を評価することは適しない。したがって、動物体内の実験は必要がないのである。
【0021】
本発明の提供した遺伝子薬に毒性実験を行う:小鼠の尾の静脈に薬を与える。450μg/Kg、体重によって計ると、臨床の成人に一回の薬量(4.5μg/Kg)の百倍に相当する。実験の結果は該薬が静脈に与えるのが安全で、無毒性であることを証明した。
【0022】
本発明の提供した血友病Bを治療する遺伝子薬は人類D、G組染色体の短腕上に肝心な生理機能のない遺伝子のDNA配列、或いは該DNA配列と相同性のあるDNA配列を治療遺伝子の引導配列として、遺伝子ベクターを構造するものである。それゆえ、それに構造された遺伝子ベクターが治療遺伝子を定点に宿主細胞の特定の標的部位に導入できるのはいうまでもない。また該特定の標的部位のDNAチップには重要な生理機能と関わっている遺伝子がないため、治療遺伝子の導入は安全である。
【0023】
総じて言えば、本発明の提供した血友病Bを治療する遺伝子薬は人源遺伝子の引導配列を採用し、治療遺伝子のベクターを構造する。したがって:
▲1▼ 遺伝子治療の表現が安定する。治療遺伝子のベクターがその遺伝子を定点に人体細胞のD、G組染色体の短腕に導入できるため、治療の遺伝子は染色体によって安定に遺伝することができる。
▲2▼ 安全性がよい。治療の遺伝子に導入された標的部位に肝心な生理機能と関わっている遺伝子がないため、該標的部位が安全であることは証明された。同時に、FISHでベクターが治療遺伝子を定点に細胞の安全な標的部位に挿入することを証明し(図3)、無作為な突然変異を排除し、野生型ウイルスの危害も存在しない。したがって、治療遺伝子の標的部位での表現は安全である。本発明は遺伝子治療の臨床証明を提供しなかったが、申請人及び国内外の研究者によって発見された実例は他の角度からその安全性を証明したものである。
▲3▼ 表現の効率が高い。
第一:本発明の治療遺伝子のベクターにD、G組染色体の短腕からの引導配列を含んでいるため、対応的に人体細胞の中に10個の標的部位があり、挿入の効率は他のベクターより少なくとも5〜10倍高いものである。
第二:引導配列が遺伝子の転写が活躍なD、G組染色体の短腕からきたもので、治療遺伝子を標的部位に導入すると、効率の高い表現が得られる。
▲4▼ 免疫原性がない。該ベクターが人源性的なものであるため、人体に用いられると免疫原性を生じない。
【0024】
本発明の提供した実施例はただ一種の実現方法であり、本発明の制限とは考えられない。
【0025】
実施例1:
本発明が提供した遺伝子引導配列の調剤:
1. 遺伝子引導配列PACクローンの取得
1.1 顕微分割、PCR、マイクロクローンでBM特異性のあるpUC19ライブラリーを構造する(Deng H−X、Yoshiura K、Dirks RW、et al.Hum Genet 1992、89:13)
1.2 BM特異性のあるシングルコピーDNAの取得及び鑑定
【0026】
(1) コロニーラチス膜の調剤:二枚のナイロン膜の上に14×14の格子模様を書き、それぞれA、Bと表記し、二つ固体LBのある平皿に置く。そして、ライブラリー皿から無作為に白いクローンを14×12個選び、それぞれ二枚座標が同じ膜にさす。第13行点の100ngシングルコピーDNAは陽性対照し、第14行点の100ng gDNAは陰性対照し、二つの皿はそれぞれ37℃の状態で10〜12時間養成する。その中、B膜が4℃で保存され、A膜を皿から取り出し、それぞれ以下の溶液でびしょぬれた濾紙で処理する。10%SDS、5分間、0.5NNaOH/1.5M NaCl、3分間、1.5M NaC1/0.5M、Tris・HCl 、3分間、2×SSC/0.2M Tris・HCl、10分間、 80℃真空の状態で2時間乾燥し、37℃で保存する。
【0027】
(2)gDNAプローブの調剤
gDNA を50〜75ng取って、無菌の水を11mlまでに付け加え、100℃で10分間沸騰、変質させる。下記の体系で無作為プライマー表記反応する。
均一に混ぜて、37℃の状態で30分浴びる。Stopmixture を8l付け加え、G−50柱の純化プローブにパスし、1/100取って、液内値定する。
【0028】
(3)交雑:
コロニーラチス膜を2×SSCの中に10分間浸して、軽く表面のコロニー破片をふき取る。そして、65℃の状態で5mlの交雑液を30分以上予め交雑する。液内値って、交雑液1.2×106 cpm/mlと同じような量でプローブ液を取って、100℃の状態で10分間沸騰、変性させる。それから、新鮮な交雑液5mlを付け加え、65℃の状態で、コロニーラチス膜と12時間以上交雑する。以下の条件で膜を洗う:2×SSC/0.1%SDS、室温10分間、2×SSC/0.1%SDS、65℃の状態で10分間、0.1×SSC/0.1%SDS、65℃の状態で10分間、−70℃でオートラジオグラフィ―する。もし交雑の信号がない、或いは弱いとしたら、初歩的にシングルコピーだと思われる。
【0029】
(4)配列の測定およびSouthern交雑の鑑定:
B膜の相応位置から交雑信号のないクローンを選び出し、少しずつ増やし、DNAプラスミドを抜粋して配列を測定する。それにGenBankデータベースと比べて、類似性がないならシングルコピーだと思われる。最後に、EcoRI酵素で挿入子DNAを切って分離し、また無作為なプライマー法で、a−32 P−dATPと表記して、EcoRIが消化したgDNAとナイロン膜を移転して交雑する。方法は上記のと同じように、交雑帯が1本か2本あるなら、シングルコピーである。
1.3 BM及びD、G組染色体短腕の特異性PACのあるクローンの取得と鑑定:
(1)人類PACgDNAのライブラリーを篩い分けし、陽性クローンの番号を取得する。
a−32 P−dATP無作為プライマー法で表記された260bpのシングルコピーのプローブ P8−7→G−50柱(等級づけは中)純化させる→4℃で保つ→七枚のPAC膜を2×SSCの中に10分間浸す→55℃で、3時間で予めの交雑をする→プローブで100℃で10分間変性させる。→4.6×105cpm/mlの量で買ってきた50mlの交雑液に入れ、PAC膜と65℃で一時間交雑する→膜を洗うこと:2×SSC、室温で10分間は一回で、2×SSC/0.1%SDS、65℃で10分間2回洗う→線片をいれ、−70℃の状態で12時間オートラジオグラフィーする→X線片を現像する→取り扱い説明書によって陽性のクローンの番号を読み取る。
(2)五つ異なっている板から無作為に陽性のクローンの番号を選び出し、PACクローンを買う。
1.4 PAC DNA が中期相細胞とFISH交雑させ、D、G組染色体短腕から得たことが証明できる。図1に参照。
【0030】
上記の実験の方法は《分子クローン実験のガイドブック》(J. Sambrook et al.Molecular Cloning . Second Edition. Cold Spring Habor Laboratory Press.1989)に参考できる。
2、遺伝子引導配列DNAの取得
主要材料:β−agarose(Bio−Labs) NotI Agarose
▲1▼ Not I酵素でPAC169プラスミドを切る。
▲2▼ PFGEを通じて約120Kbの挿入子DNAを分離する。
バルス電気泳動の条件:電極の緩衝液:0.5×TBE、High stregth Analytical Grade Agarose: (Bio−Rad, Low Melting point Agarose LMP)1%、Switch Time:2〜15秒;電気泳動の時間:18時間;電圧:6V/cm;角度:120°温度:14℃
▲3▼ 電気泳動が終わった後、EBで30分間染色させる(0.2 g/ml)。Markerの指示に基づいて、無菌の安全かみそりで約120kbのコロイドを切り取る。
▲4▼ 取られたコロイドをβ−agaraseで処理し、エチル・アルコールで沈殿する。
【0031】
実施例2
本発明が提供した遺伝子ベクター−FIX組替え体、即ち血友病Bを治療する遺伝子薬物の調剤:
1.遺伝子ベクターの構造及び目的遺伝子の導入
1.1 ベクターの構造
1.1.1 NsiIとStuI(平末端酵素)でPAC DNAを切る。普通のアガロースゲルで3.8kbの DNAチップを回収する。電気で溶出し純化する。
1.1.2 HindIII酵素でpGEM−TKのベクターDNAを切る。Klenow酵素で平らにする。一つのブラント末端が現れた。
1.1.3 さらにpGEM−TK/HindIIIの平らになった産物をNsiI酵素で切る。
1.1.4 3.8kb/NsiI+StuIの純化した産物をpGEM−TK/HK+NsiI酵素の切られた産物と16℃で17時間連接させる。
1.1.5 連接された産物はJM109コンピテント細菌に転化され、アンピシリン皿で37℃、18時間養成する。
1.1.6 無作為にシングルクローンを選び、NsiI及びNheI二つの酵素に切られ、陽性のクローンを鑑定する。
1.1.7 XbaIとNheI二つの酵素でpCDN−GPRプラスミドを切る。Neo/XbaI+NheIを取得する。
1.1.8 Neo/XbaI+NheIをpGEM−TK−3.8kb/NheIと連接させ、PNS2遺伝子のベクターに構造する。
1.2 FIXの導入:
1.2.1 FIX(CDS)をpcDNA3.1(−)までクローンする。
1.2.2 プライマーTPCFとTPCRを設計し、FIX遺伝子及び表現エレメント(CMVプロモーターとBGH poly A信号) を広げ、両脇にAvrII酵素の切る部位が導入できるようにする。プライマーの配列は:
1.2.3 AvrII酵素で遺伝子FIX及びその表現エレメント(CMVプロモーターとBGH poly A 信号)を切る。それにNheI酵素に切られたpNS2ベクターと連接する。
1.2.4 連接の産物でJM109大腸菌を転化し、ベクター−FIXの組替え体を含んでいる菌株を得た。(保存号:CCTCC M200031)
上記の実験の方法は《分子クローン実験のガイドブック》(J. Sambrook et al. Molecular Cloning . Second Edition. Cold Spring Harbor Laboratory Press.1989)に参考できる。
【0032】
2. 遺伝子ベクターDNAの抽出:
2.1 材料:
2.1.1 QIAGE Plasmid Maxi Kit
2.1.2 培地:液体LB
2.1.3 アンピシリン(AMP):100mg/ml (1000×)
2.2 方法:
[1] 陽性シングルクローンを選び、3mlLB(Amp+)37℃、250rpmで1時間養成する。
[2] 上記の初代培養物を100μl取って100mlLB(Amp+)の中に入れ、37℃、250rpmで16時間養成する。
[3] 4℃で、6000g15分間遠心させ、細菌を取得する。
[4] 10ml Buffer P1で菌体を再び下げる。
[5] 10mlのBuffer P2 を入れ、軽くて6回を反転し、均一に混合させる。室温で五分間置く。
[6] 氷上に前置冷却されたBuffer P3を10ml入れ、軽くて6回反転し、均一に混合させる。氷上で20分間。
[7] 4℃の状態で、20000gを30 分間遠心する。
[8] 速やかに上澄み液をもう一つの40mlの高速遠心試管に移し、4℃で20000xgを再び遠心する。
[9] 10mlの Buffer QBT でQIGEN tip 500を均衡する。
[10]上澄み液をQIGAE tip500に移し、柱にパスする。
[11] 2×30mlのBuffer QCで柱を洗う。
[12] 15mlのBuffer QFで溶出し、(溶出の)液を集める。
[13] 溶出の液に(0.7倍の容積の)10.7mlのイソプロパノ−ルを入り、均一に混合させる。
[14] 15000gを4℃で30分間遠心する。
[15] 澄み液を取り除いて、DNA沈殿物に5ml 70%のエチン・アルコールを入れ、クリーニングする。15000gを4℃で10分間遠心する。
[16] 70%のエチル・アルコールを取り除いて、空気の中に10分間乾燥された後、
適量のTEでDNA沈殿を溶解する。
それによって取られた遺伝子ベクターの組替え体は2000年9月29日にすでに中国典型養成物センター(中国・武漢・武漢大学・郵便番号430072)に保存された。その保存号:CCTCC M200031。該保存物の名称:Escherichia coli JM109/JH−4/PNS−FIX。
【0033】
実施例3
実施例2から得た遺伝子ベクター− FIX組替え体を利用して、FIX治療遺伝子を宿主細胞に導入し、そして宿主細胞に表現する。導入したHT1080細胞株は2000年8月18日にすでに中国典型養成物センター(中国・武漢・武漢大学・郵便番号430072)に保存することを提出した。その保存号:CCTCC C200005。指定された分類名は類肉腫症細胞系で、人の転遺伝子細胞である。保存人は保存物に指定した分類名は類肉腫症細胞系/JH−1/FIXである。
1.材料:
1.1 細胞:HT1080
培地:高糖DMEM+10%FBS(HT1080)EMEM+10%FBS
1.2 電気穿孔機:Bio−Rad会社
【0034】
2.方法:
1) 細胞を75cm2の培養瓶の内に70%〜80%まで底が覆われるように増殖させる。
2)細胞を取り出した後HeBsの緩衝液で2回洗う。そして細胞の数を計算する。
3) 15000 rpm、4℃で10分間遠心する。
4) 適量のHeBsを再び下げ、細胞の濃度は106〜107/mlになること。
5) 0.4mlの感電杯に細胞の下げた液を0.8mlずつ入れ、ベクターDNAは約10μgであること。
6) 電気穿孔機で電気ショックする。電圧260V、電気容量550μF、時間11〜13msという電撃条件を設定する。
7) 電撃された細胞を75 cm2の培養瓶の内に転入し、双抗体を含んでいる培地を14ml入れ、37℃で、5%CO2の中に24〜48時間培養する。
8) 培地に最終濃度300μlのG418を入れて篩い分ける。2〜3日経ってから液を取り替える。そして再度G418を入れる。同時に正常の細胞と対照する。
9) 約7〜10日を経って全部の正常の細胞はなくなった。トランスフェクション細胞内残っているクローンの数を計算する。そして維持量G418 150μg/mlを使い直す。
10)続いて最終濃度500ng/mlのGCVでトランスフェクション細胞を篩い分ける。
11)7〜10日を経って大部分の正常細胞はなくなり、残っている細胞はGCV 250μg/mlの維持量を使い直す。或いは、篩い分けされなかった細胞を底の70〜80%まで覆うように増殖させ、移転遺伝子の表現活性を測定する。
【0035】
3、結果:
該ベクターを利用し、エレクトロポレーションの方法で、FIX遺伝子をHT1080細胞に導入する。プラス篩い分けとマイナス篩い分けによって、陽性細胞株を取得した。定点に挿入することをFISHで確認した(図3)。
FIX活性は陰性対照のより低い0.1μg/mlから4.27μg/mlまで高くなる。それに転化された後の144日にも表現量は3.15μg/mlである。表1に参照する。その表現産物はWestern交雑によって証明された(図4)。
【0036】
安全性証明
一、 人の群に存在する安全性の実例:
申請人は1973年から人類と医学細胞遺伝学についての研究をして以来、以下のものを発見、鑑定した:全国から189軒の実験室の470人の臨床細胞遺伝学の操作員が申告した732種の世界で初めて報道された核型の中に、41種の核型がD、G組の染色体の短腕と関わっているが、D、G組染色体の短腕に部位を交換するチップが1−22号のどの染色体からきたにもかかわらず、また同号の染色体チップのサイズが違い、含まれた遺伝子が一つから千以上であるにもかかわらず、携帯者本人の表型は正常である。それはD、G組染色体の短腕に部位を交換した遺伝子が正常に表現できることを説明した。したがって、D、G組染色体の短腕を遺伝子治療の標的部位としては安全である。
1、核型:46,XX,t(1;12;22;15;11;8)(1qter→1p11::8p23→8pter;12pter→12qll::1p11→1pter;22qter→22p11::12q11→12qter;15pter→15q15::22p11→22pter;11pter→11q21::15q15→15qter;8qter→8p23::11q21→11qter).
表現型: 女、28歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者: 呉素彬、広東省広州市、中山医科大学付属一院産婦人科
の細胞遺伝室、郵便番号:510080
2、核型:46、XY、t(1;13)(1pter→1q32::13p11→13pter;13qter→
13p11::1q32→1qter).
表現型:女、24歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者: 肖晟、ハルビン医科大学生物教研室、郵便番号:150086
3、核型:46、XX、t(2;15)(2pter→cen→15qter; 2qter→cen→15pter).
表現型:女、26歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:郭裕萍等、江西省南昌市、江西省産婦人科病院の細胞遺伝室
郵便番号:330006
4、核型:46、XY、t(2;21)(2pter→cen→21pter; 2qter→cen→21qter).
表現型:男、32歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者: 康過秦等、山西省太原市、山西医学院付属二院遺伝研究室
、郵便番号:030001
5、核型:46、XY、t(3;22)(3qter→cen→22pter; 3pter→cen→22pter).
表現型:男、26歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者: 高永、山東省濱州市医学院毒理室、郵便番号:256603
6、核型:46、XY、t(3;22)(3pter→cen→22qter; 3qter→cen→22pter).
表現型:男、29歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:石化金等、遼寧錦州市婦人幼児の病院遺伝室、郵便番号:121000
7、核型:46、XX、t(4;15)(4qter→4P13::15p13→15pter;15qter→15p13::4p13→4pter).
表現型:女、28歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:周玲など、湖北省武漢市、武漢市児童病院遺伝実験室、郵便
番号:430016
8、核型:46、XY、t(4;21)(4qter→4P15::21p11→21pter;21qter→21p11::4p15→4pter).
表現型:男、25歳、表現型が正常な携帯者
資料提供者: 徐競芳等、上海市第六人民病院遺伝室、郵便番号:200000
9、核型:46、XY、t(4;14)(4pter→4q31::14p11→14pter;14qter→14p11::4q31→4qter).
表現型:男、表現型が正常な携帯者
資料提供者: 周明君等、河志省許昌市中心病院、郵便番号:161000
10、核型:46、XY、t(4;14)(4pter→4q35::14p11→14pter;14qter→14p11::4q35→4qter).
表現型:男、27歳、表現型が正常な携帯者
資料提供者:張秀泉等、広東省佛山市、佛山市婦人幼児保健院、郵便番号:528000
11、核型:46、XX、t(5;22)(5pter→5q13::22p11→22pter;22qter→22p11::5q13→5qter).
表現型:女、32歳、表現型が正常な携帯者
資料提供者:曹建萍 、河南省安陽市婦人児童保健院遺伝室、郵便番号:455000
12、核型:46、XY、t(6;22)(6pter→cen6→22qter;6qter→cen22→22pter)
表現型:男、25歳、表現型が正常な携帯者
資料提供者:祝新霞等、山東省泰安市、山東第88病院産婦人科細胞遺伝室、
郵便番号:271000
13、核型:46、XY、t(6;22)(6 qter→6p21 ::22p11.2→22pter;22qter→22p11.2::6p21→6pter)
表現型:男、33歳、表現型が正常な携帯者
資料提供者:楊蘭青、山東省濱州市濱州医学院付属病院産婦人科、
郵便番号:256603
14、核型:45、XX、t(7;21)(7qter→7p22::21p12→21qter)
表現型:女、23歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:孫吉慶等、湖北省武漢市、湖北省武漢市児童病院遺伝実験市
室、郵便番号:430016
15、核型:46、XY/46、XY、t(7;14)(7pter→7q11::14p11→14pter;14qter→14p11::7q11→7qter)
表現型:男、28歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:李麓芸、夏家輝等、湖南省長沙市、湖南医科大学医学遺伝学
研究室 郵便番号:410078
16、核型:46、XY、t(8;14)(8qter→8P21::14P12→14pter;14qter→14p12::8p21→8pter)
表現型:男、27歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:石化金等、遼寧錦州市婦人幼児病院遺伝室、
郵便番号:121000
17、核型:46、XY、t(9;14)(9pter→cen→14pter;9qter→cen→14qter)
表現型:男、28歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:程秋雲等、衡陽医学院附一生殖医学研究室、
郵便番号:421001
18、核型:46,XY,t(9;22)(9pter→9p13::22p12→22pter;22qter→22p12::9p13→9pter)mat
表現型:女、31歳、その母、妹一人、弟一人、息子一人も同じ核型が有し
、同じく表現型が正常な携帯者
資料の提供者:李麓芸、夏家輝等、湖南省長沙市、湖南医科大学医学遺伝学研
究室 郵便番号:410078
19、核型:46,XY,t(9;14)(9pter→9q12::14p12→14pter;14qter→14p12::9q12→9qter)
表現型:女、32歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:孫艶陽等、黒龍江省ハルビン市、ハルビン医科大学生物教研
室、郵便番号:150086
20、核型:46,XY,t(9;15)(9pter→9q21::15p12→15pter;15qter→15p12:;9q21→9qter)mat
表現型:女、36歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:朱桂珍等、山東省泰安市、山東第88病院産婦人科細胞遺伝
室、郵便番号:271000
21、核型:46,XX,t(10;13)(10pter→10q24::13p11→13pter; 13qter→13p11::10q24→10qter).
表現型:女、28歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:厳敦清、青島医学院付属病院産婦人科研究室、
郵便番号:266033
22、核型:46,XX,t(10;13)(10pter→10q24::13p12→13pter; 13qter→13p12::10q24→10qter).
表現型:女、29歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:張影如等、広東省広州市、中山医科大学付属一院神経科、
郵便番号:510080
23、核型:46,XX,t(11;14)(11pter→cen →14pter;11qter→cen→14qter).
表現型:女、2歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:王志勇、河南省 柘城県、柘城県人民病院遺伝室、
郵便番号:476200
24、核型:46,XX,t(11;21)(11pter→11p11::21p11→21pter;21qter→21p11::11p11→11pter).
表現型:女、26歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:鄭軍等、陜西省西安市、陜西省婦人児童保健院医学遺伝実験室
、郵便番号:710003
25、核型:46,XY,t(11;15)(11pter→11q13::15p12→15pter;15qter→15p12::11q13→11qter).
表現型:女、23歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:楊瑞芳等、山東医科大学付属病院囲産医学センター 、
郵便番号:250012
26、核型:46,XX,t(12;14)(12pter→cen →14pter;12qter→cen→14qter).
表現型:女、28歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:韓維田等、遼寧省計画生育科研所優生研究室、
郵便番号:110031
27、核型:46,XX,t(13;16)(13qter→13p11::16p11.2→16pter;16qter→16p11.2::13p11→13pter).
表現型:女、27歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者: 安松蘭、遼寧省大連市、大連市産婦人科病院遺伝室、郵便番
号:110078
28、核型:46,XY/45,XY,t(13;13)(13qter→13p12::13p12→13qter).
表現型:男、39歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:李麓芸、夏家輝等、湖南省長沙市、湖南医科大学医学遺伝学
研究室 郵便番号:410078
29、核型:46,XY,t(14;18)(14pter→cen→18pter;14qter→cen→18qter).
表現型:男、30歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:王素桂等、北京計画生育技術指導所、郵便番号:100006
30.核型:46,XX,t(14;15)(14Pter→14q13::15p13→15pter;15qter→15p13::14q13→14qter).
表現型:女、28歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:李麓芸、夏家輝等、湖南省長沙市、湖南医科大学医学遺伝学
研究室 郵便番号:410078
31、核型:45,XX,t(15qter→cen→22qter).
表現型:女、27歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:夏家輝等、湖南医科大学医学遺伝学国家重点研究室
郵便番号:410078
32、核型:46,XY,t(15;18)(15pter→cen→18pter;15qter→cen→18qter).
表現型:男、30歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:任国慶等、北京市計画生育技術指導所、郵便番号:100006
33、核型:46,XX,t(15;20)(15pter→cen→2pter;15qter→cen→2qter).
表現型:女、26歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:王新等、湖南医科大学付属二病院産婦人科遺伝科室、
郵便番号:410011
34、核型:46,XX,t(15;22)(15pter→15q11::22p13→22pter;22qter→22p13::15q11→15qter).
表現型:女、27歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:符生苗、海南省海口市、海南省人民病院遺伝室、
郵便番号:570011
35、核型:46,XX,t(15;22)(15pter→15q22::22p11→22pter;22qter→22p11::15q22→qter).
表現型:女、29歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:李牧尭等、新疆ウルムチ、新疆医学院医学遺伝室、
郵便番号:830054
36、核型::46,XY,t(16;21)(16pter→16q21::21p11→21pter;21qter→21p11::16q12→16qter).
表現型:男、29歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:張恵芳等、広東省計画生育科学技術研究所、
郵便番号:510080
37、核型:46,XX,t(18;21)(18qter→cen→21qter;18pter→cen→21pter).
表現型:女、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:石化金等、遼寧錦州市婦人児童病院遺伝室、
郵便番号:121000
38、核型:46,XX,t(18;21)(18pter→18q11::21p12→21pter;21qter→21p12::18q11→18qter).
表現型:女、26歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:李修林等、遼寧省沈陽市、中国医科大学付属一院小児科遺伝室
、郵便番号:110001
39、核型:45 ,X,dic(Y;13)(Ypter→Yq1200::13p11→cen→13qter)
表現型:男、4歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:夏家輝等、湖南医科大学医学遺伝学国家重点研究室
郵便番号:410078
40、核型:46,XY,t(Y;15)(15qter→15p12::Yq12→Ypter)pat.
表現型:男、新生児、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:夏家輝等、湖南医科大学医学遺伝学国家重点研究室
郵便番号:410078
41、核型:45,X,psudic(Y,22)(Ypter→Yq1209::22p12→cen→22qter)
表現型:男、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:劉希賢等、湖北省武漢同済医科大学医学遺伝学研究室
郵便番号:430030
上述の実例は核仁の組織区域が外源遺伝子を受け取れることだけでなく、外源遺伝子を正常に表現させることも証明されている。これも本発明の提供した遺伝子薬が血友病Bを治療する可能性を証明している。
【0037】
二、毒性の試験
本発明の遺伝子薬の急性毒性の研究
一)、実験の目的
本発明が提供した遺伝子薬物の一次に静脈に与える薬による急性毒性の反応及び死亡状況を研究すること。
二)、実験の材料
i. 動物
昆明種小鼠(n=40)、体重:20.4±1.1、雄雌が半分半分。すべての実験用動物及び飼料が中南大学湘雅医学院実験動物センターに提供された。該種の小鼠は湖南省医学実験動物管理委員会からの医学実験動物の合格証書を持っている。
ii. 薬物
本発明が提供した遺伝子薬。実験の前に無菌の水で11.25ug/mlの濃度の注射液に調剤する。
三)、実験の方法
予試験:
実験用白い小鼠10個、雄と雌が半分半分、尾の静脈から本発明が提供した遺伝子薬を注射する。この試験は人の薬量の100倍、即ち450ug/mlを用いても、何の毒性反応も発見しない。
正式試験:
遺伝子治療薬物の特徴によって、予試験に用いられた量で正式試験を行う。試験は二の組、即ち給薬組と空白対照組に分ける。試験組は本発明の提供した遺伝子薬を用い、量が450ug/kgである(体重によると、成人の臨床日用量の100倍である)。対照組は等量の蒸瑠水で尾の静脈に注射する(0.4ml/10g/回)。二つの組とも薬を与えてから動物の薬に対する反応を観察し、続いて14日、動物の大小便、普段の活動の状況及び死亡の数を記録し、第14日目に、全部の小鼠を解剖し、胸腔と腹腔の状況を観察する。
四) 、実験の結果
小鼠の急性毒性試験:
対照組の小鼠(n=20)を14日続いて観察し、異常な活動及び動物の死亡が発見されなかった。本発明が提供した遺伝子薬に処理された小鼠(n=20)は二回薬を与えされたら、30分後、疲労で寝る、さらに動かなくなるのである。続いて14日観察すると、動物の摂食、大小便及び普段の活動にも異常なこと、死亡などが発見されなかった。生きるまま検査すると、実験組と対照組には著しい異常と差異がないものである。結果は表2に参照。
表2 人源遺伝子ベクターFIXの急性毒性実験の結果
【0038】
四、 実験のまとめ
小鼠の人源遺伝子ベクターFIXの静脈給薬量が体重による成人の日用量の100倍であっても、死亡を及ぼさないことから、その急性毒性が非常に低く、静脈に薬を与えるのが安全で、臨床の応用に用いられることは表明されている。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は120kbのBMSFのFISH定位図である。
【図2】図2は本発明が提供した一種の遺伝子ベクター−FIX組換え体の構造図である(遺伝子ベクター配列のサイズ:13928bp);その中pGEM−7(11033−13928):ベクターのコピーしたエレメント及び原核の篩い分けシステムである;TK(1−2840):真核細胞のマイナスの篩い分け遺伝子、該遺伝子はTKプロモーターとTKpolyA信号を用いる;Neo(4342−5910):真核細胞のプラスの篩い分け遺伝子であり、該遺伝子はsv40プロモーターとsv40 polyA 信号を用いる;FIX(5911−8677):該遺伝子はCMVプロモーターとBGHpolyA信号を用いる;GLS(2841−4341,8678−11032):治療遺伝子の引導配列;Cloning site (5910):目的遺伝子の挿入部位である。
【図3】図3は外源性FIX治療遺伝子が陽性細胞のクロー二ングの中のFISH定位であり、該ベクターを通じて、FIXをD、G組染色体の短腕に定点に導入することは証明される。
【図4】図4は外源性FIX陽性細胞のWestern結果であり、F3〜F23が六つの別の陽性細胞株で、“−”が陰性対照である。
【発明の属する技術分野】
本発明は血友病Bを治療する遺伝子薬及びその調剤する方法まで及んでいる。
【0002】
【従来の技術】
血友病BはB型血友病とも呼び、一種凝血IX因子(FIX)の欠陥によるX連鎖劣性遺伝の出血性疾病であり、男性の中に発病率が1/30000である。人類FIX蛋白の分子量は56KDで、415個のアミノ酸残基を含める一本鎖糖タンパク質である。N−端のチロシンから、四つ異なっている構造区が分けられる:Gla区(γ―カルボキシル基グルタミン酸区)、成長因子区、活性化ペプチド区と触媒区(或いはセリン蛋白区)。人類FIXは主に肝臓で合成され、そのはじめての訳物がN−端の46個のアミノ酸の前導配列を含む。前導ペプチドを除去し、糖基化及びビタミンKをあてにするγ−カルボキシ等の修飾作用をした後、血液での成熟なFIXになる。FIXは血液の中でプロエンチ―マの形で存在する。FXIa或いはFVII−組織因子の複合物に活性化された後、プロテイン活性がある活性化FIX(FIXa)になる。正常な人のプラスマの中のFIXの含量は5μg/mlで、その活性の半衰期が24時間である。(Chuah MKL,DesireCollen & T.VandenDriessche.Gene therapy for hemophilia.J Gene Med 2001;3:3−20に参照)。
【0003】
FIXは内源性凝血級聯反応の過程になくてはならない蛋白因子である。FIXがコントロール蛋白FVIIIと複合物を形成した後、内源性凝血級聯反応のスピードを1000倍以上増加させるため、凝血過程はわずかの何分間で完成できることになった。したがって、人体内にFIXが不足であれば、自発性或いは小さな怪我をしたら、血をとめることができなくなり、ひどい場合は関節の出血による関節の形が変ること及び身体障害、或いは、内臓か頭内の出血による死亡を及ぼすことになる。コードFIX蛋白の遺伝子は1982年にクローンされ、Xq27.1帯にあり、合わせて8個のエキソンがある。コード区のサイズは1.383kbで、コード415個のアミノ酸がある。(Choo KH, Gould KG, Rees DJ,et al.Nature 1982;299:178−180; Kurachi K, Davie EW. Proc Nat1 Acad Sci USA 1982;79:6461−6464.) 成人のFIX蛋白分子量は56KDで、正常なプラスマの中での含量は5μg/ml(Kaufman RJ.Human Gene Therapy 1999;10:2091−2107.)である。血友病Bの臨床治療は蛋白の置換治療即ち輸血、或いはFIX濃縮製剤の補充に限る。FIXは人体内の半衰期が24時間しかないため、患者はふりかえして血或いは血液製品の輸入によって命を維持することになる。重い経済負担になるだけでなく、エイズ、肝炎B及び狂牛病のウイルスを感染する恐れもある。
【0004】
血友病Bの遺伝子治療にとって一番肝心な問題は、欠陥のFIX遺伝子のかわりに、どのように正常なFIX遺伝子を患者の体内に導入することである。目下、FIX遺伝子治療についての研究に用いられているベクターは主にウイルスベクターである。例えば、レトロウイルスベクター、腺のウイルスベクター及び腺の相関ウイルスベクターがある。
【0005】
1. Kay等はRVベクターで一匹血友病Bのある犬に遺伝子治療の実験を行う( Kay MA, Rothenberg S, Landen CN ,et al. In vivo gene therapy of hemophilia B: sustained partial correction in factor IX deficient dogs. Science 1993;262:117−119に参照)。研究によってRVで大型の動物の肝臓細胞の中に遺伝子をリレーして輸送したら、相対的に長期の表現を達成するかもしれないが、表現量が少ないということが表明された。小鼠についての研究でもその肝臓細胞が0.1%−1%しか転化されなかったことを発見した(Kay MA, Li QT, Liu JJ,et al.Hepatic Gene Therapy:Persistent expression of human α1−antitrypsin in mice after direct gene delivery in vivo. Hum Gene Ther 1992;3:641−647に参照)。その主な原因はRVが非分裂細胞を組込むことができないのである。それゆえ、肝細胞を標的細胞として遺伝子治療を行う時、残りの肝組織の細胞分裂を誘導するために、部分の肝臓を切除するのは必要である。しかし、RVの体内の転化効率が比較的低く、invitro培養細胞の再移植率も高くないから、レベルの低いFIXの表現が完全に血友病Bの表現型を直せないことになる。(Lieber A. Peters MJ, Gown A, et al. A modified urokinase plasminogen activator induces liver regeneration without bleeding. Hum Gene Ther 1995; 6:1029−1037; Bowles NE, Eisensmith R, Mohuiddin R, et al. A simple and efficient method for the concentration and purification of recombinant retrovirus for increased hepatocyte transduction in vivo. Hum Gene Ther 1996;7:1735−1742; Bosch A, McCray PB, Jr.Chang SMW, et al. Proliferation induced by keratinocyte growth factor enhances in vivo retroviral−mediated gene transfer to mouse hepatocytes. J Clin invest 1996;98:2683−2687に参照)。 レトロウイルスは安全的に標的細胞の遺伝子組に組込めるが、分裂細胞を感染することしかできないため、挿入突然変異誘発などの安全な内密欠点が存在するものである。
【0006】
2. 腺の相関ウイルス(rAAV)のベクターを組換えることは血友病Bの遺伝子治療の面においては比較的に有効である。FIX cDNAを受体の中に有効的且つ安定的に表現させ、またベクターの中にウイルス遺伝子を含んでいなく、一般的には細胞毒性Tリンパ細胞の反応を誘発しないため、研究者から黒い眼で見られるものである(Jooss K, Yang Y, Fisher KJ, et al. Transduction of dendritic cells by DNA viral vectors directs the immune response to transgene products in muscle fibers. J Virol 1998;72: 4212−4223に参照)。小鼠及び血友病Bにかかる犬についてのKay達の臨床の研究( Kay MA , Manno CS, Ragni MV, et al .Evidence for gene transfer and expression of factor IC in haemophilia B patients treated with an AAV vector. Nat Genet 2000;24:257−261に参照)。しかし、AAV滴度が低く、調剤も複雑であるため、大いに発展させることはできない。人類の遺伝子治療に用いることはまだより多くの研究が必要である。
【0007】
近年来、非ウイルスベクター(例えばリポソーム、マイクロカプセルなど)も開発、利用されるようになった。(Hortelano G, Xu N, Vandenberg A, et al. Persistent delivery of factor IX in mice : gene therapy for hemophilia using implantable microcapsules .Hum Gene Ther 1999;10(8):1281−1288.に参照)。
【0008】
【発明が解決する課題】
したがって、近十年来、血友病Bについての遺伝子治療はいろいろな方面において改善の措置を取ったが、いまでにまだ安全的、安定的な一次性の遺伝子を治療する薬物が見つからないのである。その肝心な問題は一種安全性のよい、免疫原性もない、標的細胞を転換する効率の高い、標的細胞の中で長期的、安定的に遺伝子治療を表現するベクターがまだ見つからないことにある。
【0009】
本発明の目的は一種安全な、治療遺伝子を安定的に標的細胞中に表現させ、血友病Bを治療する遺伝子薬を提供することである。
本発明のもう一つの目的は上述の遺伝子薬を調剤する方法を提供することである。
【0010】
本発明の提供した血友病Bを治療する遺伝子薬は人類D、G組染色体の短腕上に肝心な生理機能のない遺伝子DNA配列、或いは該DNA配列と相同性のあるDNA配列を治療遺伝子の引導配列として、構造された遺伝子ベクター−FIXの組換え体を含んでいる。
【0011】
本申請人は特別な双随体小染色体(BM)を携帯し、表現型が正常な族を二つ発見した。該小染色体はそれぞれ二つの家系の二世代と三世代の間で安定に遺伝でき、且つ人体にどんな危害もない。したがって、本発明人は該小染色体のエレメントを分離し、人源遺伝子のベクターを組み立てようという構想を提出した。国内外は今までこういう報道が17あるが、該小染色体を遺伝子ベクターとするという構想を提出する人は一人もいない。研究の中、FISH技術で、該小染色体が人間のD、G組染色体即ち13、14、15、21、22号の染色体短腕から来たことは明らかになった。D、G組の染色体の短腕は核小体組織区域であるから、核糖体DNA(rDNA)が豊富である。該区域は群衆の中に長さによる(即ちrDNAの含有量による)多型あって、且つ細胞分裂期に該区域の遺伝子の転写が非常に活躍である。したがって、当提案者はBMから特異性のあるDNAチップをクローンしたものを目的遺伝子の引導配列として、治療遺伝子を人体D、G組染色体短腕の組織区域に定点導入すれば、比較的高く、安定的、無害的表現があるべきであると推測した。後続いてくる実施例はこれに対しての力強い証明である。
【0012】
【課題を解決する手段】
当発明人はまず第一に顕微分割の方法で、小染色体の特異性を持っているpUC19ライブラリーを構造し、その中からシングルコピーのチップを選び出した。蛍光in situ ハイブリダイゼーション(FISH)を通じて、該チップが小染色体及びD、G組染色の短腕からきたことは明らかになった。また、このシングルコピーのチップをプローブとして、人類のPAC遺伝子組のDNAライブラリーを篩い分け、小染色体の特異性があるDNAチップ(BMSF)約120kbを取得した。それにFISHで小染色体及びD、G組染色体の短腕からきたことが証明された(図1)。配列を測定し、BMSFの配列の特性を分析したところ、肝心な生理機能とかかわっている遺伝子を発見することはない。それゆえ、これを標的部位としては安全である。本発明は更に120kbを利用し、或いは中からもっと小さく、特異性を持っているDNAチップを選び、遺伝子ベクターを構造する。
【0013】
したがって、当申請人は下記のように考えている:遺伝子引導配列は人類D、G組染色体の短腕上に肝心な生理機能がない関係遺伝子のDNA 配列、或いは該DNA 配列と50%及び50%以上の相同性があるDNA 配列を目的遺伝子の引導配列とするのは発明の目的にかなっている。それによって構造された遺伝子ベクターは特異性があり、治療遺伝子を定点に人類のD、G組染色体の短腕に導入することができ、また効率が高く、安定に表現できるものである。
【0014】
調剤された薬の中に、治療遺伝子を宿主細胞に導入することに有利な補助成分を含んでもいい。例えば、、リポソーム、宿主細胞にとって特異性があるタンパク質等である。
【0015】
治療遺伝子の引導配列を取得した後、現有の技術によって各種のベクターを構造できる。ベクターを構造する方法と治療遺伝子をベクターに入れる方法は通常な方法である。
【0016】
本発明の実施例の中に具体的に配列表1に示されたベクター−FIX組換ナスの篩い分け遺伝子として、プラスの篩い分け遺伝子――Neo遺伝子を治療遺伝子配列の1500位まで挿入し、それに1.5kbと2.3kbの両腕に分けさせる。FIX治療遺伝子の挿入部位は5910位である。治療遺伝子の挿入は正方向と逆方向の差異がある。本発明の実施例には逆方向の挿入である。図2は該ベクター−FIX組換え体の構造図である。
【0017】
本発明の実施例の中に人類D、G組染色体の短腕上からクローンして得られた特異性がある3.8kbのDNA配列を治療遺伝子の引導配列として、ベクターを構造する過程を具体的にあげた。得られた遺伝子ベクター−FIX組換え体の菌株は2000年9月29日にすでに中国典型養成物センター(中国・武漢・武漢大学・郵便番号430072)に保存することを提出した。その保存号:CCTCC M200031。指定された分類名:Escherichia coli JM109/JH−4/pNS−FIX。
【0018】
上記の治療遺伝子のベクターを取得した後、さらにそれを人間のin vitro細胞に導入する。皮膚の腺維芽細胞、造血幹細胞などは同じく血友病Bの遺伝子薬としてもよい。その方法は現有技術である。本発明の実施例は例証した。
【0019】
したがって、上記の転化された後の人類in vitro細胞、或いは治療遺伝子のベクターを含んでいる遺伝子薬物を下皮包埋、エレクトロポレーションまたは静脈注射等の方式で患者の体内に導入し、或いは、ベクター−FIXの組換え体をリポソ−ムで包んで直接患者の体内に注入し、治療遺伝子えを患者の体内に長期的且つ安定的に表現させ、遺伝子の欠陥による臨床症状を改正するのである。
【0020】
【発明の実施の態様】
遺伝子治療の有効性試験:
(一) 体外(インビトロ)実験:
人類の凝血因子IX(FIX)組換え体ベクターを線性化させ、エレクトロポレションの方法でHT1080細胞に導入し、プラスとマイナスの篩い分けによって陽性の細胞株を得た。FIXでイントロンプライマーPCRに乗ることによって外源性遺伝子を含むことを確認した。プライマーpNSNeoと876―7RでFIX陽性クローン細胞のgDNAを増幅すると、例外なく2.3kbの特異性増幅断片が見える。配列を測定した後、定点の組込みを確認した。FISHでの検査と測定によって、FIX遺伝子に導入された二つの陽性細胞株は13、21号の染色体の短腕に蛍光信号があり、定点の組込みであることが表明された。陽性のトランスフェクション細胞の培地の中に、FIX活性の測定した結果:FIX活性は3.56μg/106細胞/24時間であり、細胞は体外(インビトロ)培養伝代449日後、表現が非常に安定である。表現産物はWestern交雑に証明された。
(二) 体内試験:
構造された標的ベクターは人源ベクターである。人類と動物の間に種属の差があり、特に遺伝子薬にとってはそうである。動物の体内に標的実験をすると、予期された定点組込みが必ずあるとは限らないため、該ベクターの有効性と安定性を評価することは適しない。したがって、動物体内の実験は必要がないのである。
【0021】
本発明の提供した遺伝子薬に毒性実験を行う:小鼠の尾の静脈に薬を与える。450μg/Kg、体重によって計ると、臨床の成人に一回の薬量(4.5μg/Kg)の百倍に相当する。実験の結果は該薬が静脈に与えるのが安全で、無毒性であることを証明した。
【0022】
本発明の提供した血友病Bを治療する遺伝子薬は人類D、G組染色体の短腕上に肝心な生理機能のない遺伝子のDNA配列、或いは該DNA配列と相同性のあるDNA配列を治療遺伝子の引導配列として、遺伝子ベクターを構造するものである。それゆえ、それに構造された遺伝子ベクターが治療遺伝子を定点に宿主細胞の特定の標的部位に導入できるのはいうまでもない。また該特定の標的部位のDNAチップには重要な生理機能と関わっている遺伝子がないため、治療遺伝子の導入は安全である。
【0023】
総じて言えば、本発明の提供した血友病Bを治療する遺伝子薬は人源遺伝子の引導配列を採用し、治療遺伝子のベクターを構造する。したがって:
▲1▼ 遺伝子治療の表現が安定する。治療遺伝子のベクターがその遺伝子を定点に人体細胞のD、G組染色体の短腕に導入できるため、治療の遺伝子は染色体によって安定に遺伝することができる。
▲2▼ 安全性がよい。治療の遺伝子に導入された標的部位に肝心な生理機能と関わっている遺伝子がないため、該標的部位が安全であることは証明された。同時に、FISHでベクターが治療遺伝子を定点に細胞の安全な標的部位に挿入することを証明し(図3)、無作為な突然変異を排除し、野生型ウイルスの危害も存在しない。したがって、治療遺伝子の標的部位での表現は安全である。本発明は遺伝子治療の臨床証明を提供しなかったが、申請人及び国内外の研究者によって発見された実例は他の角度からその安全性を証明したものである。
▲3▼ 表現の効率が高い。
第一:本発明の治療遺伝子のベクターにD、G組染色体の短腕からの引導配列を含んでいるため、対応的に人体細胞の中に10個の標的部位があり、挿入の効率は他のベクターより少なくとも5〜10倍高いものである。
第二:引導配列が遺伝子の転写が活躍なD、G組染色体の短腕からきたもので、治療遺伝子を標的部位に導入すると、効率の高い表現が得られる。
▲4▼ 免疫原性がない。該ベクターが人源性的なものであるため、人体に用いられると免疫原性を生じない。
【0024】
本発明の提供した実施例はただ一種の実現方法であり、本発明の制限とは考えられない。
【0025】
実施例1:
本発明が提供した遺伝子引導配列の調剤:
1. 遺伝子引導配列PACクローンの取得
1.1 顕微分割、PCR、マイクロクローンでBM特異性のあるpUC19ライブラリーを構造する(Deng H−X、Yoshiura K、Dirks RW、et al.Hum Genet 1992、89:13)
1.2 BM特異性のあるシングルコピーDNAの取得及び鑑定
【0026】
(1) コロニーラチス膜の調剤:二枚のナイロン膜の上に14×14の格子模様を書き、それぞれA、Bと表記し、二つ固体LBのある平皿に置く。そして、ライブラリー皿から無作為に白いクローンを14×12個選び、それぞれ二枚座標が同じ膜にさす。第13行点の100ngシングルコピーDNAは陽性対照し、第14行点の100ng gDNAは陰性対照し、二つの皿はそれぞれ37℃の状態で10〜12時間養成する。その中、B膜が4℃で保存され、A膜を皿から取り出し、それぞれ以下の溶液でびしょぬれた濾紙で処理する。10%SDS、5分間、0.5NNaOH/1.5M NaCl、3分間、1.5M NaC1/0.5M、Tris・HCl 、3分間、2×SSC/0.2M Tris・HCl、10分間、 80℃真空の状態で2時間乾燥し、37℃で保存する。
【0027】
(2)gDNAプローブの調剤
gDNA を50〜75ng取って、無菌の水を11mlまでに付け加え、100℃で10分間沸騰、変質させる。下記の体系で無作為プライマー表記反応する。
均一に混ぜて、37℃の状態で30分浴びる。Stopmixture を8l付け加え、G−50柱の純化プローブにパスし、1/100取って、液内値定する。
【0028】
(3)交雑:
コロニーラチス膜を2×SSCの中に10分間浸して、軽く表面のコロニー破片をふき取る。そして、65℃の状態で5mlの交雑液を30分以上予め交雑する。液内値って、交雑液1.2×106 cpm/mlと同じような量でプローブ液を取って、100℃の状態で10分間沸騰、変性させる。それから、新鮮な交雑液5mlを付け加え、65℃の状態で、コロニーラチス膜と12時間以上交雑する。以下の条件で膜を洗う:2×SSC/0.1%SDS、室温10分間、2×SSC/0.1%SDS、65℃の状態で10分間、0.1×SSC/0.1%SDS、65℃の状態で10分間、−70℃でオートラジオグラフィ―する。もし交雑の信号がない、或いは弱いとしたら、初歩的にシングルコピーだと思われる。
【0029】
(4)配列の測定およびSouthern交雑の鑑定:
B膜の相応位置から交雑信号のないクローンを選び出し、少しずつ増やし、DNAプラスミドを抜粋して配列を測定する。それにGenBankデータベースと比べて、類似性がないならシングルコピーだと思われる。最後に、EcoRI酵素で挿入子DNAを切って分離し、また無作為なプライマー法で、a−32 P−dATPと表記して、EcoRIが消化したgDNAとナイロン膜を移転して交雑する。方法は上記のと同じように、交雑帯が1本か2本あるなら、シングルコピーである。
1.3 BM及びD、G組染色体短腕の特異性PACのあるクローンの取得と鑑定:
(1)人類PACgDNAのライブラリーを篩い分けし、陽性クローンの番号を取得する。
a−32 P−dATP無作為プライマー法で表記された260bpのシングルコピーのプローブ P8−7→G−50柱(等級づけは中)純化させる→4℃で保つ→七枚のPAC膜を2×SSCの中に10分間浸す→55℃で、3時間で予めの交雑をする→プローブで100℃で10分間変性させる。→4.6×105cpm/mlの量で買ってきた50mlの交雑液に入れ、PAC膜と65℃で一時間交雑する→膜を洗うこと:2×SSC、室温で10分間は一回で、2×SSC/0.1%SDS、65℃で10分間2回洗う→線片をいれ、−70℃の状態で12時間オートラジオグラフィーする→X線片を現像する→取り扱い説明書によって陽性のクローンの番号を読み取る。
(2)五つ異なっている板から無作為に陽性のクローンの番号を選び出し、PACクローンを買う。
1.4 PAC DNA が中期相細胞とFISH交雑させ、D、G組染色体短腕から得たことが証明できる。図1に参照。
【0030】
上記の実験の方法は《分子クローン実験のガイドブック》(J. Sambrook et al.Molecular Cloning . Second Edition. Cold Spring Habor Laboratory Press.1989)に参考できる。
2、遺伝子引導配列DNAの取得
主要材料:β−agarose(Bio−Labs) NotI Agarose
▲1▼ Not I酵素でPAC169プラスミドを切る。
▲2▼ PFGEを通じて約120Kbの挿入子DNAを分離する。
バルス電気泳動の条件:電極の緩衝液:0.5×TBE、High stregth Analytical Grade Agarose: (Bio−Rad, Low Melting point Agarose LMP)1%、Switch Time:2〜15秒;電気泳動の時間:18時間;電圧:6V/cm;角度:120°温度:14℃
▲3▼ 電気泳動が終わった後、EBで30分間染色させる(0.2 g/ml)。Markerの指示に基づいて、無菌の安全かみそりで約120kbのコロイドを切り取る。
▲4▼ 取られたコロイドをβ−agaraseで処理し、エチル・アルコールで沈殿する。
【0031】
実施例2
本発明が提供した遺伝子ベクター−FIX組替え体、即ち血友病Bを治療する遺伝子薬物の調剤:
1.遺伝子ベクターの構造及び目的遺伝子の導入
1.1 ベクターの構造
1.1.1 NsiIとStuI(平末端酵素)でPAC DNAを切る。普通のアガロースゲルで3.8kbの DNAチップを回収する。電気で溶出し純化する。
1.1.2 HindIII酵素でpGEM−TKのベクターDNAを切る。Klenow酵素で平らにする。一つのブラント末端が現れた。
1.1.3 さらにpGEM−TK/HindIIIの平らになった産物をNsiI酵素で切る。
1.1.4 3.8kb/NsiI+StuIの純化した産物をpGEM−TK/HK+NsiI酵素の切られた産物と16℃で17時間連接させる。
1.1.5 連接された産物はJM109コンピテント細菌に転化され、アンピシリン皿で37℃、18時間養成する。
1.1.6 無作為にシングルクローンを選び、NsiI及びNheI二つの酵素に切られ、陽性のクローンを鑑定する。
1.1.7 XbaIとNheI二つの酵素でpCDN−GPRプラスミドを切る。Neo/XbaI+NheIを取得する。
1.1.8 Neo/XbaI+NheIをpGEM−TK−3.8kb/NheIと連接させ、PNS2遺伝子のベクターに構造する。
1.2 FIXの導入:
1.2.1 FIX(CDS)をpcDNA3.1(−)までクローンする。
1.2.2 プライマーTPCFとTPCRを設計し、FIX遺伝子及び表現エレメント(CMVプロモーターとBGH poly A信号) を広げ、両脇にAvrII酵素の切る部位が導入できるようにする。プライマーの配列は:
1.2.3 AvrII酵素で遺伝子FIX及びその表現エレメント(CMVプロモーターとBGH poly A 信号)を切る。それにNheI酵素に切られたpNS2ベクターと連接する。
1.2.4 連接の産物でJM109大腸菌を転化し、ベクター−FIXの組替え体を含んでいる菌株を得た。(保存号:CCTCC M200031)
上記の実験の方法は《分子クローン実験のガイドブック》(J. Sambrook et al. Molecular Cloning . Second Edition. Cold Spring Harbor Laboratory Press.1989)に参考できる。
【0032】
2. 遺伝子ベクターDNAの抽出:
2.1 材料:
2.1.1 QIAGE Plasmid Maxi Kit
2.1.2 培地:液体LB
2.1.3 アンピシリン(AMP):100mg/ml (1000×)
2.2 方法:
[1] 陽性シングルクローンを選び、3mlLB(Amp+)37℃、250rpmで1時間養成する。
[2] 上記の初代培養物を100μl取って100mlLB(Amp+)の中に入れ、37℃、250rpmで16時間養成する。
[3] 4℃で、6000g15分間遠心させ、細菌を取得する。
[4] 10ml Buffer P1で菌体を再び下げる。
[5] 10mlのBuffer P2 を入れ、軽くて6回を反転し、均一に混合させる。室温で五分間置く。
[6] 氷上に前置冷却されたBuffer P3を10ml入れ、軽くて6回反転し、均一に混合させる。氷上で20分間。
[7] 4℃の状態で、20000gを30 分間遠心する。
[8] 速やかに上澄み液をもう一つの40mlの高速遠心試管に移し、4℃で20000xgを再び遠心する。
[9] 10mlの Buffer QBT でQIGEN tip 500を均衡する。
[10]上澄み液をQIGAE tip500に移し、柱にパスする。
[11] 2×30mlのBuffer QCで柱を洗う。
[12] 15mlのBuffer QFで溶出し、(溶出の)液を集める。
[13] 溶出の液に(0.7倍の容積の)10.7mlのイソプロパノ−ルを入り、均一に混合させる。
[14] 15000gを4℃で30分間遠心する。
[15] 澄み液を取り除いて、DNA沈殿物に5ml 70%のエチン・アルコールを入れ、クリーニングする。15000gを4℃で10分間遠心する。
[16] 70%のエチル・アルコールを取り除いて、空気の中に10分間乾燥された後、
適量のTEでDNA沈殿を溶解する。
それによって取られた遺伝子ベクターの組替え体は2000年9月29日にすでに中国典型養成物センター(中国・武漢・武漢大学・郵便番号430072)に保存された。その保存号:CCTCC M200031。該保存物の名称:Escherichia coli JM109/JH−4/PNS−FIX。
【0033】
実施例3
実施例2から得た遺伝子ベクター− FIX組替え体を利用して、FIX治療遺伝子を宿主細胞に導入し、そして宿主細胞に表現する。導入したHT1080細胞株は2000年8月18日にすでに中国典型養成物センター(中国・武漢・武漢大学・郵便番号430072)に保存することを提出した。その保存号:CCTCC C200005。指定された分類名は類肉腫症細胞系で、人の転遺伝子細胞である。保存人は保存物に指定した分類名は類肉腫症細胞系/JH−1/FIXである。
1.材料:
1.1 細胞:HT1080
培地:高糖DMEM+10%FBS(HT1080)EMEM+10%FBS
1.2 電気穿孔機:Bio−Rad会社
【0034】
2.方法:
1) 細胞を75cm2の培養瓶の内に70%〜80%まで底が覆われるように増殖させる。
2)細胞を取り出した後HeBsの緩衝液で2回洗う。そして細胞の数を計算する。
3) 15000 rpm、4℃で10分間遠心する。
4) 適量のHeBsを再び下げ、細胞の濃度は106〜107/mlになること。
5) 0.4mlの感電杯に細胞の下げた液を0.8mlずつ入れ、ベクターDNAは約10μgであること。
6) 電気穿孔機で電気ショックする。電圧260V、電気容量550μF、時間11〜13msという電撃条件を設定する。
7) 電撃された細胞を75 cm2の培養瓶の内に転入し、双抗体を含んでいる培地を14ml入れ、37℃で、5%CO2の中に24〜48時間培養する。
8) 培地に最終濃度300μlのG418を入れて篩い分ける。2〜3日経ってから液を取り替える。そして再度G418を入れる。同時に正常の細胞と対照する。
9) 約7〜10日を経って全部の正常の細胞はなくなった。トランスフェクション細胞内残っているクローンの数を計算する。そして維持量G418 150μg/mlを使い直す。
10)続いて最終濃度500ng/mlのGCVでトランスフェクション細胞を篩い分ける。
11)7〜10日を経って大部分の正常細胞はなくなり、残っている細胞はGCV 250μg/mlの維持量を使い直す。或いは、篩い分けされなかった細胞を底の70〜80%まで覆うように増殖させ、移転遺伝子の表現活性を測定する。
【0035】
3、結果:
該ベクターを利用し、エレクトロポレーションの方法で、FIX遺伝子をHT1080細胞に導入する。プラス篩い分けとマイナス篩い分けによって、陽性細胞株を取得した。定点に挿入することをFISHで確認した(図3)。
FIX活性は陰性対照のより低い0.1μg/mlから4.27μg/mlまで高くなる。それに転化された後の144日にも表現量は3.15μg/mlである。表1に参照する。その表現産物はWestern交雑によって証明された(図4)。
【0036】
安全性証明
一、 人の群に存在する安全性の実例:
申請人は1973年から人類と医学細胞遺伝学についての研究をして以来、以下のものを発見、鑑定した:全国から189軒の実験室の470人の臨床細胞遺伝学の操作員が申告した732種の世界で初めて報道された核型の中に、41種の核型がD、G組の染色体の短腕と関わっているが、D、G組染色体の短腕に部位を交換するチップが1−22号のどの染色体からきたにもかかわらず、また同号の染色体チップのサイズが違い、含まれた遺伝子が一つから千以上であるにもかかわらず、携帯者本人の表型は正常である。それはD、G組染色体の短腕に部位を交換した遺伝子が正常に表現できることを説明した。したがって、D、G組染色体の短腕を遺伝子治療の標的部位としては安全である。
1、核型:46,XX,t(1;12;22;15;11;8)(1qter→1p11::8p23→8pter;12pter→12qll::1p11→1pter;22qter→22p11::12q11→12qter;15pter→15q15::22p11→22pter;11pter→11q21::15q15→15qter;8qter→8p23::11q21→11qter).
表現型: 女、28歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者: 呉素彬、広東省広州市、中山医科大学付属一院産婦人科
の細胞遺伝室、郵便番号:510080
2、核型:46、XY、t(1;13)(1pter→1q32::13p11→13pter;13qter→
13p11::1q32→1qter).
表現型:女、24歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者: 肖晟、ハルビン医科大学生物教研室、郵便番号:150086
3、核型:46、XX、t(2;15)(2pter→cen→15qter; 2qter→cen→15pter).
表現型:女、26歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:郭裕萍等、江西省南昌市、江西省産婦人科病院の細胞遺伝室
郵便番号:330006
4、核型:46、XY、t(2;21)(2pter→cen→21pter; 2qter→cen→21qter).
表現型:男、32歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者: 康過秦等、山西省太原市、山西医学院付属二院遺伝研究室
、郵便番号:030001
5、核型:46、XY、t(3;22)(3qter→cen→22pter; 3pter→cen→22pter).
表現型:男、26歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者: 高永、山東省濱州市医学院毒理室、郵便番号:256603
6、核型:46、XY、t(3;22)(3pter→cen→22qter; 3qter→cen→22pter).
表現型:男、29歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:石化金等、遼寧錦州市婦人幼児の病院遺伝室、郵便番号:121000
7、核型:46、XX、t(4;15)(4qter→4P13::15p13→15pter;15qter→15p13::4p13→4pter).
表現型:女、28歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:周玲など、湖北省武漢市、武漢市児童病院遺伝実験室、郵便
番号:430016
8、核型:46、XY、t(4;21)(4qter→4P15::21p11→21pter;21qter→21p11::4p15→4pter).
表現型:男、25歳、表現型が正常な携帯者
資料提供者: 徐競芳等、上海市第六人民病院遺伝室、郵便番号:200000
9、核型:46、XY、t(4;14)(4pter→4q31::14p11→14pter;14qter→14p11::4q31→4qter).
表現型:男、表現型が正常な携帯者
資料提供者: 周明君等、河志省許昌市中心病院、郵便番号:161000
10、核型:46、XY、t(4;14)(4pter→4q35::14p11→14pter;14qter→14p11::4q35→4qter).
表現型:男、27歳、表現型が正常な携帯者
資料提供者:張秀泉等、広東省佛山市、佛山市婦人幼児保健院、郵便番号:528000
11、核型:46、XX、t(5;22)(5pter→5q13::22p11→22pter;22qter→22p11::5q13→5qter).
表現型:女、32歳、表現型が正常な携帯者
資料提供者:曹建萍 、河南省安陽市婦人児童保健院遺伝室、郵便番号:455000
12、核型:46、XY、t(6;22)(6pter→cen6→22qter;6qter→cen22→22pter)
表現型:男、25歳、表現型が正常な携帯者
資料提供者:祝新霞等、山東省泰安市、山東第88病院産婦人科細胞遺伝室、
郵便番号:271000
13、核型:46、XY、t(6;22)(6 qter→6p21 ::22p11.2→22pter;22qter→22p11.2::6p21→6pter)
表現型:男、33歳、表現型が正常な携帯者
資料提供者:楊蘭青、山東省濱州市濱州医学院付属病院産婦人科、
郵便番号:256603
14、核型:45、XX、t(7;21)(7qter→7p22::21p12→21qter)
表現型:女、23歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:孫吉慶等、湖北省武漢市、湖北省武漢市児童病院遺伝実験市
室、郵便番号:430016
15、核型:46、XY/46、XY、t(7;14)(7pter→7q11::14p11→14pter;14qter→14p11::7q11→7qter)
表現型:男、28歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:李麓芸、夏家輝等、湖南省長沙市、湖南医科大学医学遺伝学
研究室 郵便番号:410078
16、核型:46、XY、t(8;14)(8qter→8P21::14P12→14pter;14qter→14p12::8p21→8pter)
表現型:男、27歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:石化金等、遼寧錦州市婦人幼児病院遺伝室、
郵便番号:121000
17、核型:46、XY、t(9;14)(9pter→cen→14pter;9qter→cen→14qter)
表現型:男、28歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:程秋雲等、衡陽医学院附一生殖医学研究室、
郵便番号:421001
18、核型:46,XY,t(9;22)(9pter→9p13::22p12→22pter;22qter→22p12::9p13→9pter)mat
表現型:女、31歳、その母、妹一人、弟一人、息子一人も同じ核型が有し
、同じく表現型が正常な携帯者
資料の提供者:李麓芸、夏家輝等、湖南省長沙市、湖南医科大学医学遺伝学研
究室 郵便番号:410078
19、核型:46,XY,t(9;14)(9pter→9q12::14p12→14pter;14qter→14p12::9q12→9qter)
表現型:女、32歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:孫艶陽等、黒龍江省ハルビン市、ハルビン医科大学生物教研
室、郵便番号:150086
20、核型:46,XY,t(9;15)(9pter→9q21::15p12→15pter;15qter→15p12:;9q21→9qter)mat
表現型:女、36歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:朱桂珍等、山東省泰安市、山東第88病院産婦人科細胞遺伝
室、郵便番号:271000
21、核型:46,XX,t(10;13)(10pter→10q24::13p11→13pter; 13qter→13p11::10q24→10qter).
表現型:女、28歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:厳敦清、青島医学院付属病院産婦人科研究室、
郵便番号:266033
22、核型:46,XX,t(10;13)(10pter→10q24::13p12→13pter; 13qter→13p12::10q24→10qter).
表現型:女、29歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:張影如等、広東省広州市、中山医科大学付属一院神経科、
郵便番号:510080
23、核型:46,XX,t(11;14)(11pter→cen →14pter;11qter→cen→14qter).
表現型:女、2歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:王志勇、河南省 柘城県、柘城県人民病院遺伝室、
郵便番号:476200
24、核型:46,XX,t(11;21)(11pter→11p11::21p11→21pter;21qter→21p11::11p11→11pter).
表現型:女、26歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:鄭軍等、陜西省西安市、陜西省婦人児童保健院医学遺伝実験室
、郵便番号:710003
25、核型:46,XY,t(11;15)(11pter→11q13::15p12→15pter;15qter→15p12::11q13→11qter).
表現型:女、23歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:楊瑞芳等、山東医科大学付属病院囲産医学センター 、
郵便番号:250012
26、核型:46,XX,t(12;14)(12pter→cen →14pter;12qter→cen→14qter).
表現型:女、28歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:韓維田等、遼寧省計画生育科研所優生研究室、
郵便番号:110031
27、核型:46,XX,t(13;16)(13qter→13p11::16p11.2→16pter;16qter→16p11.2::13p11→13pter).
表現型:女、27歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者: 安松蘭、遼寧省大連市、大連市産婦人科病院遺伝室、郵便番
号:110078
28、核型:46,XY/45,XY,t(13;13)(13qter→13p12::13p12→13qter).
表現型:男、39歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:李麓芸、夏家輝等、湖南省長沙市、湖南医科大学医学遺伝学
研究室 郵便番号:410078
29、核型:46,XY,t(14;18)(14pter→cen→18pter;14qter→cen→18qter).
表現型:男、30歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:王素桂等、北京計画生育技術指導所、郵便番号:100006
30.核型:46,XX,t(14;15)(14Pter→14q13::15p13→15pter;15qter→15p13::14q13→14qter).
表現型:女、28歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:李麓芸、夏家輝等、湖南省長沙市、湖南医科大学医学遺伝学
研究室 郵便番号:410078
31、核型:45,XX,t(15qter→cen→22qter).
表現型:女、27歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:夏家輝等、湖南医科大学医学遺伝学国家重点研究室
郵便番号:410078
32、核型:46,XY,t(15;18)(15pter→cen→18pter;15qter→cen→18qter).
表現型:男、30歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:任国慶等、北京市計画生育技術指導所、郵便番号:100006
33、核型:46,XX,t(15;20)(15pter→cen→2pter;15qter→cen→2qter).
表現型:女、26歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:王新等、湖南医科大学付属二病院産婦人科遺伝科室、
郵便番号:410011
34、核型:46,XX,t(15;22)(15pter→15q11::22p13→22pter;22qter→22p13::15q11→15qter).
表現型:女、27歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:符生苗、海南省海口市、海南省人民病院遺伝室、
郵便番号:570011
35、核型:46,XX,t(15;22)(15pter→15q22::22p11→22pter;22qter→22p11::15q22→qter).
表現型:女、29歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:李牧尭等、新疆ウルムチ、新疆医学院医学遺伝室、
郵便番号:830054
36、核型::46,XY,t(16;21)(16pter→16q21::21p11→21pter;21qter→21p11::16q12→16qter).
表現型:男、29歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:張恵芳等、広東省計画生育科学技術研究所、
郵便番号:510080
37、核型:46,XX,t(18;21)(18qter→cen→21qter;18pter→cen→21pter).
表現型:女、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:石化金等、遼寧錦州市婦人児童病院遺伝室、
郵便番号:121000
38、核型:46,XX,t(18;21)(18pter→18q11::21p12→21pter;21qter→21p12::18q11→18qter).
表現型:女、26歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:李修林等、遼寧省沈陽市、中国医科大学付属一院小児科遺伝室
、郵便番号:110001
39、核型:45 ,X,dic(Y;13)(Ypter→Yq1200::13p11→cen→13qter)
表現型:男、4歳、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:夏家輝等、湖南医科大学医学遺伝学国家重点研究室
郵便番号:410078
40、核型:46,XY,t(Y;15)(15qter→15p12::Yq12→Ypter)pat.
表現型:男、新生児、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:夏家輝等、湖南医科大学医学遺伝学国家重点研究室
郵便番号:410078
41、核型:45,X,psudic(Y,22)(Ypter→Yq1209::22p12→cen→22qter)
表現型:男、表現型が正常な携帯者
資料の提供者:劉希賢等、湖北省武漢同済医科大学医学遺伝学研究室
郵便番号:430030
上述の実例は核仁の組織区域が外源遺伝子を受け取れることだけでなく、外源遺伝子を正常に表現させることも証明されている。これも本発明の提供した遺伝子薬が血友病Bを治療する可能性を証明している。
【0037】
二、毒性の試験
本発明の遺伝子薬の急性毒性の研究
一)、実験の目的
本発明が提供した遺伝子薬物の一次に静脈に与える薬による急性毒性の反応及び死亡状況を研究すること。
二)、実験の材料
i. 動物
昆明種小鼠(n=40)、体重:20.4±1.1、雄雌が半分半分。すべての実験用動物及び飼料が中南大学湘雅医学院実験動物センターに提供された。該種の小鼠は湖南省医学実験動物管理委員会からの医学実験動物の合格証書を持っている。
ii. 薬物
本発明が提供した遺伝子薬。実験の前に無菌の水で11.25ug/mlの濃度の注射液に調剤する。
三)、実験の方法
予試験:
実験用白い小鼠10個、雄と雌が半分半分、尾の静脈から本発明が提供した遺伝子薬を注射する。この試験は人の薬量の100倍、即ち450ug/mlを用いても、何の毒性反応も発見しない。
正式試験:
遺伝子治療薬物の特徴によって、予試験に用いられた量で正式試験を行う。試験は二の組、即ち給薬組と空白対照組に分ける。試験組は本発明の提供した遺伝子薬を用い、量が450ug/kgである(体重によると、成人の臨床日用量の100倍である)。対照組は等量の蒸瑠水で尾の静脈に注射する(0.4ml/10g/回)。二つの組とも薬を与えてから動物の薬に対する反応を観察し、続いて14日、動物の大小便、普段の活動の状況及び死亡の数を記録し、第14日目に、全部の小鼠を解剖し、胸腔と腹腔の状況を観察する。
四) 、実験の結果
小鼠の急性毒性試験:
対照組の小鼠(n=20)を14日続いて観察し、異常な活動及び動物の死亡が発見されなかった。本発明が提供した遺伝子薬に処理された小鼠(n=20)は二回薬を与えされたら、30分後、疲労で寝る、さらに動かなくなるのである。続いて14日観察すると、動物の摂食、大小便及び普段の活動にも異常なこと、死亡などが発見されなかった。生きるまま検査すると、実験組と対照組には著しい異常と差異がないものである。結果は表2に参照。
表2 人源遺伝子ベクターFIXの急性毒性実験の結果
【0038】
四、 実験のまとめ
小鼠の人源遺伝子ベクターFIXの静脈給薬量が体重による成人の日用量の100倍であっても、死亡を及ぼさないことから、その急性毒性が非常に低く、静脈に薬を与えるのが安全で、臨床の応用に用いられることは表明されている。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は120kbのBMSFのFISH定位図である。
【図2】図2は本発明が提供した一種の遺伝子ベクター−FIX組換え体の構造図である(遺伝子ベクター配列のサイズ:13928bp);その中pGEM−7(11033−13928):ベクターのコピーしたエレメント及び原核の篩い分けシステムである;TK(1−2840):真核細胞のマイナスの篩い分け遺伝子、該遺伝子はTKプロモーターとTKpolyA信号を用いる;Neo(4342−5910):真核細胞のプラスの篩い分け遺伝子であり、該遺伝子はsv40プロモーターとsv40 polyA 信号を用いる;FIX(5911−8677):該遺伝子はCMVプロモーターとBGHpolyA信号を用いる;GLS(2841−4341,8678−11032):治療遺伝子の引導配列;Cloning site (5910):目的遺伝子の挿入部位である。
【図3】図3は外源性FIX治療遺伝子が陽性細胞のクロー二ングの中のFISH定位であり、該ベクターを通じて、FIXをD、G組染色体の短腕に定点に導入することは証明される。
【図4】図4は外源性FIX陽性細胞のWestern結果であり、F3〜F23が六つの別の陽性細胞株で、“−”が陰性対照である。
Claims (6)
- 血友病を治療する遺伝子薬は人類のD、G組染色体の短腕に肝心な生理機能のない相関遺伝子のDNA配列、或いは、該DNA配列と相同性のあるDNA配列を治療遺伝子の引導配列の構造した遺伝子ベクター−FIXの組替え体を含む。
- 請求項1に記載の血友病Bを治療する遺伝子薬の特徴は、そのベクター−FIX組替え体に配列表1の表したDNA配列があることにある。FIX治療遺伝子の挿入部位は5910位である。
- 請求項1或いは2に記載の遺伝子薬の特徴は、その遺伝子薬の中に人体in vitro 細胞を含むことにある。該in vitro細胞には請求項1或いは2に述べた遺伝子ベクター−FIX組替え体がある。
- 請求項1に記載の血友病Bを治療する遺伝子薬の調剤方法の特徴は下記の手順を含むことにある。
(1)人類D、G組染色体の短腕の上に肝心な生理機能と関わっていないDNA配列或いは該DNA配列と相同性があるDNA配列を目的遺伝子の引導配列とし、遺伝子ベクターを構造する;
(2)FIX治療遺伝子を上記の遺伝子ベクターに入れ、ベクター−FIXの組替え体を得る。 - 請求項4に記載の血友病Bを治療する遺伝子薬の調剤する方法は、その特徴が以下のことにある:
(1)治療遺伝子の引導配列が人類D、G組染色体の短腕に肝心な生理機能と関わっていない遺伝子のDNA配列からきた。その長さは3.8kbであり、TKをマイナスの篩い分け遺伝子とし、プラスの篩い分け遺伝子――Neo遺伝子を治療遺伝子の引導配列の1500位に挿入し、それを1.5kbと2.3kbの両腕に分けさせ、遺伝子ベクターを構造する。
(2)FIX治療遺伝子の挿入部位は5910である。 - 請求項4或いは5に記載の血友病Bを治療する遺伝子薬の調剤する方法は、その特徴が取られたベクター−FIXの組替え体を人体のin vitro細胞に入れることにある。
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