JP2006515993A - 短鎖干渉rna遺伝子治療 - Google Patents
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Abstract
【構成】 遺伝子に特異的であるsiRNAをコードするレンチウィルスベクターを細胞へ導入することによって、前記細胞において前記遺伝子の発現を阻害する。癌関連遺伝子に特異的であるsiRNAをコードするレンチウィルスベクターは、癌細胞に導入された後、前記遺伝子の発現を阻害して、細胞死を引き起こした。HIV遺伝子に特異的であるsiRNAをコードするレンチウィルスベクターを細胞へ導入した後、HIV感染細胞のウィルス複製は阻害された。
Description
(関連特許)
本出願は、2003年1月17日に出願された米国仮特許出願第60/440,987号の利益を主張する。
本出願は、2003年1月17日に出願された米国仮特許出願第60/440,987号の利益を主張する。
(連邦政府委託研究に関する宣言)
本発明は、国立衛生研究所 (National Institutes of Health) により付与された助成番号P50 HL59412の下、合衆国政府の支援によってなされた。合衆国政府は、本発明における特定の権利を有する。
本発明は、国立衛生研究所 (National Institutes of Health) により付与された助成番号P50 HL59412の下、合衆国政府の支援によってなされた。合衆国政府は、本発明における特定の権利を有する。
(発明の分野)
本発明は、概して生物学、腫瘍学及び遺伝子治療の分野に関する。さらに詳しくは、本発明は、短鎖干渉RNA(siRNA)をコードするレンチウィルスベクターを用いて、遺伝子発現を調整する方法に関する。
本発明は、概して生物学、腫瘍学及び遺伝子治療の分野に関する。さらに詳しくは、本発明は、短鎖干渉RNA(siRNA)をコードするレンチウィルスベクターを用いて、遺伝子発現を調整する方法に関する。
(発明の背景)
線虫Caenorhabditis elegans(P. Sharp, Genes & Development 13:139-141, 1999)において、二本鎖RNA(dsRNA)を介した遺伝子サイレンシング、すなわちRNA干渉が発見され、遺伝子発現をノックアウトするための遺伝学の手法として用いられてきた。この遺伝子サイレンシングの現象は、多くの真核細胞で高度に保存されていることが後にわかった。長鎖dsRNAの生物の細胞への導入は、ホモログ遺伝子転写物の配列特異的な分解をもたらす。Dicerとして知られている内因性のリボヌクレアーゼの作用によって、長鎖dsRNA分子は、短鎖(例えば、21〜23ヌクレオチド)干渉RNA(siRNA)へ代謝される(Grishok et al., Science 287:2494-2497, 2000; 及びZamore et al., Cell 101: 25-33, 2000)。siRNA分子は、ヘリカーゼ活性及びエンドヌクレアーゼ活性を含むRNA誘導サイレンシング複合体(RISC)名付けられた蛋白質複合体に結合する。ヘリカーゼ活性はRNA分子の2本鎖をほどき、アンチセンス鎖を標的RNA分子へ結合できるようにする(Zamore et al., Cell 101:25-33, 2000、Zamore, P.D., Science 296:1265-1269, 2002及びVickers et al., J Biol Chem. 2003 Feb 28; 278(9): 7108-18)。エンドヌクレアーゼ活性は、アンチセンス鎖が結合した部位の標的RNAを加水分解する。このため、RNAiは、一本鎖RNA(ssRNA)分子がワトソン−クリック塩基対規則によって標的RNA分子へ結合し、標的RNAを分解するリボヌクレアーゼを集めるような、アンチセンスメカニズムの作用である。
線虫Caenorhabditis elegans(P. Sharp, Genes & Development 13:139-141, 1999)において、二本鎖RNA(dsRNA)を介した遺伝子サイレンシング、すなわちRNA干渉が発見され、遺伝子発現をノックアウトするための遺伝学の手法として用いられてきた。この遺伝子サイレンシングの現象は、多くの真核細胞で高度に保存されていることが後にわかった。長鎖dsRNAの生物の細胞への導入は、ホモログ遺伝子転写物の配列特異的な分解をもたらす。Dicerとして知られている内因性のリボヌクレアーゼの作用によって、長鎖dsRNA分子は、短鎖(例えば、21〜23ヌクレオチド)干渉RNA(siRNA)へ代謝される(Grishok et al., Science 287:2494-2497, 2000; 及びZamore et al., Cell 101: 25-33, 2000)。siRNA分子は、ヘリカーゼ活性及びエンドヌクレアーゼ活性を含むRNA誘導サイレンシング複合体(RISC)名付けられた蛋白質複合体に結合する。ヘリカーゼ活性はRNA分子の2本鎖をほどき、アンチセンス鎖を標的RNA分子へ結合できるようにする(Zamore et al., Cell 101:25-33, 2000、Zamore, P.D., Science 296:1265-1269, 2002及びVickers et al., J Biol Chem. 2003 Feb 28; 278(9): 7108-18)。エンドヌクレアーゼ活性は、アンチセンス鎖が結合した部位の標的RNAを加水分解する。このため、RNAiは、一本鎖RNA(ssRNA)分子がワトソン−クリック塩基対規則によって標的RNA分子へ結合し、標的RNAを分解するリボヌクレアーゼを集めるような、アンチセンスメカニズムの作用である。
マイクロRNA、すなわちmiRNA(mRNAの翻訳を抑制するssRNA種)によって、別の転写後の遺伝子サイレンシング過程は調節される(Lee et al., Cell 75, 843-54 (1993))。siRNAと同様に、エンドヌクレアーゼDicerによって21〜25ヌクレオチド配列へ処理されるRNA前駆体からmiRNAを得て、配列特異的遺伝子サイレンシング複合体を形成する。McManus及びSharp, Nat Rev Genet 3, 737-47. (2002)を参照。
哺乳動物細胞では、30塩基対より長いdsRNAは、インターフェロンα応答によって、非特異的遺伝子抑制を起こすことができる。しかし、両3末端から突出する2のヌクレオチドを保持する、21ヌクレオチドの合成二本鎖siRNAをトランスフェクションした細胞は、インターフェロン応答を避けて、配列特異的な遺伝子サイレンシング機能を効率よく発揮することができる。しかし、合成siRNAのサイレンシング効果は、一過性のものである。T7ポリメラーゼ及び哺乳動物のpolII又はpolIIIプロモーターを含む転写系を利用して、siRNAを発現するプラスミドDNAも開発された(Wang et al., J Biol Chem 275, 40174-9 (2000)及びYu et al., Proc Natl Acad Sci USA 99, 6047-52 (2002))。siRNAをコードするプラスミドによる遺伝子サイレンシングの効率は、DNAトランスフェクション効率によるが、それは、多くの細胞型、特に生体内(in vivo)の研究では低い。また、プラスミドDNAトランスフェクションは、一過性のsiRNA発現となる。(例えば、遺伝子治療の適用で望まれるように)効率的な遺伝子サイレンシングのため、長期間、高レベルのsiRNA発現を供給する系が望ましい。
(要約)
本発明は、siRNAをコードするレンチウィルスベクターを用いて、細胞内の遺伝子発現を調節するための方法及び組成物に関する。細胞内の遺伝子発現を調節する(例えば、減少させる)ため、調節する遺伝子に特異的なsiRNAをコードするレンチウィルスベクターを細胞へ導入する。いったんレンチウィルスベクターを細胞へ導入すると、siRNA分子が発現され、相補的なRNA配列の分解を促進するように作用し、これらの配列によってコードされる遺伝子の発現を妨げる。
本発明は、siRNAをコードするレンチウィルスベクターを用いて、細胞内の遺伝子発現を調節するための方法及び組成物に関する。細胞内の遺伝子発現を調節する(例えば、減少させる)ため、調節する遺伝子に特異的なsiRNAをコードするレンチウィルスベクターを細胞へ導入する。いったんレンチウィルスベクターを細胞へ導入すると、siRNA分子が発現され、相補的なRNA配列の分解を促進するように作用し、これらの配列によってコードされる遺伝子の発現を妨げる。
以下に述べる実験において、哺乳動物細胞において特定の遺伝子の発現を減少させるために用いられる、siRNAをコードするレンチウィルスベクターの一例を述べる。polIIIプロモーターで制御された、腫瘍に特異的な遺伝子である幹細胞抗原−2(Sca−2)に特異的なsiRNAをコードするレンチウィルスベクターは、マウス肝臓癌細胞株においてSca−2の発現を効率的にサイレンシングし、迅速なアポトーシス性の細胞死を誘導した。
この系の重大な利点は、それが安定でかつ長期にわたるsiRNAの発現を達成できるということである。例えば、上記の実験において、レンチウィルスsiRNAベクター形質導入の後、Sca−2の発現の90%以上が阻害された。さらに、そのベクターが逆方向のpolIII−siRNAを含むとき、このサイレンシング効果は、少なくとも2か月間続いた。
以下に示されたさらなる実験は、siRNAをコードするレンチウィルスベクターを用いて、細胞内のウィルスの複製を阻害するために使用可能であることを示している。特に、HIV型1(HIV−1)ゲノムにおいて複数の高度に保存された領域を標的とするいくつかのレンチウィルスsiRNAベクターを開発し、実験を行った。siRNAが標的とする部位のいくつかは、ベクター系のヘルパーコンストラクト中にも存在しているのでベクター生産が抑制されると推定されたが、これらのレンチウィルスsiRNAベクターの生産は著しく影響されなかった。異なるHIV−1分子のクローンに対して実験されたとき、gag、pol、intおよびvpu遺伝子を標的とするsiRNAは、全ての種の複製を効率よく阻害した。また、これらレンチウィルスsiRNAベクターは、合胞体を形成する、マクロファージ向性HIV−1が誘導した毒性から宿主細胞を保護した。そして、レンチウィルスsiRNAでの、長期の慢性的に感染したヒト・リンパ腫細胞株の形質導入は、HIV−1複製の安定した阻害となった。
従って、本発明は、短鎖干渉RNAをコードするヌクレオチド配列を含んでいるレンチウィルスベクター(例えば、自己不活性ベクター)を特徴とする。レンチウィルスベクターは、レンチウィルスビリオン内に含まれたものであってもよい。短鎖干渉RNAは、Sca−2のような癌と関連した遺伝子に特異的であり、また、HIV−1からのgag、pol、int、vpuのようなウィルス(例えば、HIV)に存在している遺伝子に特異的である。
ベクターは、プロモーターと短鎖干渉RNAをコードするヌクレオチド配列を特徴とするカセット含み得る。前記カセットは、ウィルスベクターのゲノムに関して逆方向または順方向であってもよい。
別の側面では、本発明は、本発明であるレンチウィルスベクター(例えば、短鎖干渉RNAをコードするヌクレオチド配列を含むベクター)を細胞へ導入するステップを含む方法を特徴とする。前記細胞はヒト細胞等の哺乳動物細胞であってもよい。また、前記細胞は腫瘍細胞であってもよい。
本発明の方法の一変形例では、短鎖干渉RNAは癌と関連した遺伝子に特異的であり、核酸を細胞へ導入するステップは、遺伝子の発現の減少および/または細胞死となる。
本発明の方法の別の変形例では、細胞をウィルスと感染させて、短鎖干渉RNAは、HIV−1からのgag、pol、intまたはvpuのような、ウィルス(例えば、HIV)内に存在している遺伝子に特異的である。この変形例では、ベクターを細胞へ導入するステップは、細胞内のウィルスの複製の阻害となりうる。
本発明の方法で用いられるベクターは、プロモーターと短鎖干渉RNAをコードするヌクレオチド配列を特徴とするカセットを含み得る。前記カセットは、ベクター内の他の遺伝子(つまり、ウィルスゲノムを構成する遺伝子)に関して逆方向または順方向であってもよい。ベクターを細胞へ導入するステップは、3週間以上もの間、短鎖干渉RNAをコードするヌクレオチド配列の発現をもたらす。
他に定義しなければ、ここで用いる全ての技術用語は、本発明の属する分野の通常の知識を有するものによって理解されるものと同様な意味を有する。分子生物学用語の一般に理解される定義は、Rieger et al., Glossary of Genetics : Classical and Molecular,5th edition, Springer-Verlag : New York, 1991;及び Lewin, Genes VII, Oxford University Press: New York, 1999.で知ることができる。ウイルス学用語の一般に理解される定義は、Granoff and Webster, Encyclopedia of Virology, 2nd edition, Academic Press: San Diego, CA,1999 ; 及び Tidona and Darai, The Springer Index of Viruses,1st edition, Springer-Verlag : New York, 2002.で知ることができる。微生物学用語の一般に理解される定義は、Singleton and Sainsbury, Dictionary of Microbiology and Molecular Biology, 3rd edition, John Wiley & Sons: New York, 2002.で知ることができる。
用語「遺伝子」とは、特定の蛋白質をコードする核酸分子、またはある場合においては、機能的なまたは構造的なRNA分子を意味する。
ここで用いられる用語「ベクター」は、別の核酸を輸送することができる核酸分子を指し、その核酸分子は別の核酸分子と連結している。ここで用いられる用語「レンチウィルスベクター」は、レンチウィルスベクターに由来した(つまり、レンチウィルスベクターに独自のヌクレオチド配列を共有する)ベクターを指す。
「短鎖干渉RNA」または「siRNA」とは、メッセンジャーRNA触媒作用を媒介する、一般的に約21〜23ヌクレオチドのRNAを意味する。
第1の核酸配列が第2の核酸配列と機能的関係を有するように配置されたとき、第1の核酸配列は、第2の核酸配列と「作用可能なように」連結している。例えば、プロモーターがコード配列の転写か発現に作用する場合、プロモーターがコード配列に作用可能なように連結されている。一般に、作用可能なように連結した核酸配列は連続していて、2の蛋白質をコードする領域を結ぶ必要がある場合は、リーディングフレームの中にある。
ここで説明することと類似又は同等の方法と物質は、本発明の実施や試験で使用可能であるが、適した方法と物質は以下で説明される。すべての出版物、特許出願、特許、及びここで言及された参考文献は、引用して完全に援用される。抵触の場合は、定義を含む本明細書が法的に規制するであろう。さらに、以下に論じた特定の実施形態は、一実施例であって、これに制限されるものではない。
(詳細な発明)
本発明は、siRNAをコードするレンチウィルスベクターを用いて、細胞中の遺伝子発現を調節するための方法及び組成物を提供する。ここで述べられた実験では、siRNAをコードするレンチウィルスベクターを用いて、動物細胞中で特異的な遺伝子の発現を減少させ、細胞中でHIV−1複製を阻害する。
本発明は、siRNAをコードするレンチウィルスベクターを用いて、細胞中の遺伝子発現を調節するための方法及び組成物を提供する。ここで述べられた実験では、siRNAをコードするレンチウィルスベクターを用いて、動物細胞中で特異的な遺伝子の発現を減少させ、細胞中でHIV−1複製を阻害する。
以下に記述された好適な実施形態は、これらの組成物と方法の適用を説明する。それにもかかわらず、これらの実施形態の記述から、本発明の他の側面を作成し及び/又は以下で提供される記述に基づいて実施することができる。
(生物学的方法)
従来の生物的手法を含む方法をここで述べる。そのような手法は、当技術分野でよく知られており、Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd ed. , vol.
1-3, ed. Sambrook et al., Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N. Y. , 1989及びCurrent Protocols in Molecular Biology, ed. Ausubel et al., Greene Publishing and Wiley-Interscience, New York, 1992(定期的な最新版)等の方法に関する専門書に詳細に述べられている。核酸の化学合成のための方法は、例えば、Beaucage and Carruthers, Tetra. Letts. 22:1859-1862, 1981, and Matteucci et al. , J. Am. Chem. Soc. , 103: 3185,1981.に述べられている。例えば市販の自動オリゴヌクレオチド合成機器を用いて、核酸の化学合成を行うことができる。遺伝子導入と遺伝子治療の従来からの方法は、例えば、Gene Therapy: Principles and Applications,ed. T. Blackenstein, Springer Verlag, 1999 ; Gene Therapy Protocols (Methods in Molecular Medicine), ed. P. D. Robbins, Humana Press, 1997; 及び Retro-vectors for Human Gene Therapy, ed. C. P. Hodgson, Springer Verlag, 1996.に述べられている。
従来の生物的手法を含む方法をここで述べる。そのような手法は、当技術分野でよく知られており、Molecular Cloning: A Laboratory Manual, 2nd ed. , vol.
1-3, ed. Sambrook et al., Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, N. Y. , 1989及びCurrent Protocols in Molecular Biology, ed. Ausubel et al., Greene Publishing and Wiley-Interscience, New York, 1992(定期的な最新版)等の方法に関する専門書に詳細に述べられている。核酸の化学合成のための方法は、例えば、Beaucage and Carruthers, Tetra. Letts. 22:1859-1862, 1981, and Matteucci et al. , J. Am. Chem. Soc. , 103: 3185,1981.に述べられている。例えば市販の自動オリゴヌクレオチド合成機器を用いて、核酸の化学合成を行うことができる。遺伝子導入と遺伝子治療の従来からの方法は、例えば、Gene Therapy: Principles and Applications,ed. T. Blackenstein, Springer Verlag, 1999 ; Gene Therapy Protocols (Methods in Molecular Medicine), ed. P. D. Robbins, Humana Press, 1997; 及び Retro-vectors for Human Gene Therapy, ed. C. P. Hodgson, Springer Verlag, 1996.に述べられている。
(核酸と使用方法)
本発明は、レンチウィルスベクターとsiRNAをコード化するヌクレオチド配列を含む核酸を提供する。核酸を用いて、細胞中の標的遺伝子の発現を阻害することができる。核酸のレンチウィルスベクター部分は、ウィルスの生産及びsiRNAをコードするヌクレオチド配列の発現に必要な配列を提供する。核酸のsiRNA部分は、細胞中で発現されたとき、RNA干渉によって、標的遺伝子の発現を阻害することのできるポリヌクレオチドをコードする。本発明の特定用途に適しているsiRNAをコードする任意のレンチウィルスベクター及びヌクレオチドを用いてもよい。いくつかの例を以下に述べる。
本発明は、レンチウィルスベクターとsiRNAをコード化するヌクレオチド配列を含む核酸を提供する。核酸を用いて、細胞中の標的遺伝子の発現を阻害することができる。核酸のレンチウィルスベクター部分は、ウィルスの生産及びsiRNAをコードするヌクレオチド配列の発現に必要な配列を提供する。核酸のsiRNA部分は、細胞中で発現されたとき、RNA干渉によって、標的遺伝子の発現を阻害することのできるポリヌクレオチドをコードする。本発明の特定用途に適しているsiRNAをコードする任意のレンチウィルスベクター及びヌクレオチドを用いてもよい。いくつかの例を以下に述べる。
(レンチウィルスベクター)
ヒト免疫不全ウィルス1(HIV−1)、HIV−2、サル免疫不全ウイルス(SIV)、ネコ免疫不全ウイルス(FIV)、ウシ免疫不全ウイルス(BIV)及び他のウィルスのような自然発生的に生じるレンチウィルスを含めて、多くの異なる型のレンチウィルスベクターが知られている。米国特許第6,207,455号を参照。ここで述べる情報を適用することによって、他のレンチウィルスに由来した他のベクターを用いてもよいが、HIV−1に基づいたベクターが遺伝子治療の適用時にもたらす多くの利点のため、現在はこれらが好まれる。
ヒト免疫不全ウィルス1(HIV−1)、HIV−2、サル免疫不全ウイルス(SIV)、ネコ免疫不全ウイルス(FIV)、ウシ免疫不全ウイルス(BIV)及び他のウィルスのような自然発生的に生じるレンチウィルスを含めて、多くの異なる型のレンチウィルスベクターが知られている。米国特許第6,207,455号を参照。ここで述べる情報を適用することによって、他のレンチウィルスに由来した他のベクターを用いてもよいが、HIV−1に基づいたベクターが遺伝子治療の適用時にもたらす多くの利点のため、現在はこれらが好まれる。
遺伝子治療の適用に関して、HIV−1に由来したベクターが安全で、効率的なものとするためには、(1)組換えによって、ウィルスの効能を干渉することなく、野生型ウィルスの生産を防止する最大量のウィルス配列を削除し、(2)ベクターの効能を増加させるために異種起源の配列を挿入することが望ましい。HIV−1プロウイルスのDNAから始めて、そのようなベクターの例を作成した。例えば、HIV−1のGag−Polの効率的な合成は、LTRのtat活性化及びmRNAの核輸出を媒介するためのRev−RREの相互作用を必要とするので、これらの機能を残すべきである。他方、vif、vpr、vpu及びnefといったアクセサリー遺伝子の機能は、ウィルスの複製のため重要でないことが示されているので、これらの一以上を削除してもよい。
また、例えば、制限された宿主の細胞向性を克服するため、本発明のレンチウィルスベクターは、偽型であってもよい。例えば、水疱性口内炎ウィルスG(VSV−G)ウィルス外被で偽型とされたレンチウィルスベクターを用いてもよい。さらに、ベクター生産に関し、3のプラスミドの同時トランスフェクション戦略を設計することによって、野生型組換えの潜在的リスクを減少させることができる。そのような3のプラスミド設計は、(ウィルス蛋白質に必要な)gag−polをコードするヘルパーコンストラクト(pHP)、siRNAおよび外来遺伝子カセット(レポーター遺伝子)を保持するウィルスゲノムをコードする形質導入ベクター・コンストラクト(pTYF−nlacZ)、VSV−G外殻発現プラスミド(例えば、pHEF−VSVG)を含む。また、この系でのベクター力価を増加させるため、新たな真核生物の発現プラスミド(例えば、pCEP4−tat等の転写活性化プラスミドコンストラクト)を用いてもよい。
また、安全性を増強するために、SINレンチウィルスベクターを用いてもよい。例えば、3’U3プロモーターを不活性化し、宿主染色体への融合のために重要な5’融合接着部位以外の全ての3’U3配列を削除することによって、SINレンチウィルスベクターを作成することができる。本発明のベクターを設計するために特に好適なコンストラクトは図1に示されるpTYF−nlacZである。
(標的遺伝子に特異的なsiRNA)
本発明のレンチウィルスsiRNAベクターは、細胞中で任意の適切な遺伝子(つまり、標的遺伝子)の発現を調整する(例えば、サイレンシングまたは抑制)ために用いてもよい。レンチウィルスsiRNAベクターを有さないコントロールと比較して、遺伝子の転写もしくは翻訳の減少の検出によって、または遺伝子発現の生産物(例えば、ポリペプチド)のレベルもしくは活性の減少の検出によって、細胞の遺伝子発現の調節を評価できる。
本発明のレンチウィルスsiRNAベクターは、細胞中で任意の適切な遺伝子(つまり、標的遺伝子)の発現を調整する(例えば、サイレンシングまたは抑制)ために用いてもよい。レンチウィルスsiRNAベクターを有さないコントロールと比較して、遺伝子の転写もしくは翻訳の減少の検出によって、または遺伝子発現の生産物(例えば、ポリペプチド)のレベルもしくは活性の減少の検出によって、細胞の遺伝子発現の調節を評価できる。
ここで述べたいくつかの実験では、Sca−2遺伝子に特異的なsiRNAをコードするレンチウィルスベクターを用いた。ここで述べる他の実験では、HIV−1遺伝子に特異的なsiRNAをコードするレンチウィルスベクターを用いた。しかし、レンチウィルスsiRNAベクターを用いる調節(例えば、抑制またはサイレンシング)のために他の遺伝子を標的としてもよい。レンチウィルスsiRNAベクターを用いて標的とされる遺伝子は、限定されず、その発現が望ましくない表現型の特性と相関しているものを含む。したがって、癌、慢性関節リウマチおよびウィルスに関係する遺伝子を標的としてもよい。癌関連遺伝子は、癌遺伝子(例えば、K−ras、c−myc、bcr/abl、c−myb、c−fms、c−fos及びcerb−B)、成長因子遺伝子(例えば、上皮細胞増殖因子およびそのレセプター、繊維芽細胞増殖因子結合蛋白質)、マトリクス・メタロプロテイナーゼ遺伝子(例えば、MMP−9をコードする遺伝子)、接着分子遺伝子(例えば、VLA−6インテグリンをコードする遺伝子)、癌抑制遺伝子(例えば、bcl−2及びbcl−XI)、血管形成遺伝子および転移遺伝子を含む。慢性関節リウマチに関連する遺伝子は、例えば、ストロメリシンと腫瘍壊死因子をコードする遺伝子を含む。ウィルスの遺伝子は、ヒト乳頭腫ウィルス遺伝子(例えば、子宮頸癌に関連する)、B型およびC型肝炎遺伝子、ならびにサイトメガロウイルス(CMV)遺伝子(例えば、網膜炎に関連する)を含む。これらの症状または他の症状に関係する多数の他の遺伝子を標的としてもよい。
(調節因子)
プロモーター制御領域(例えば、誘導性発現もしくは構成的発現、環境的に制御された発現もしくは発生的に制御された発現、または細胞特異的発現もしくは組織特異的発現を調節する制御領域)、転写開始部位、リボソーム結合部位、RNA処理信号、転写終結部位、および/またはポリアデニル化シグナルのようなさまざまな調整因子を含むように、本発明のレンチウィルスベクターを作成してもよい。
プロモーター制御領域(例えば、誘導性発現もしくは構成的発現、環境的に制御された発現もしくは発生的に制御された発現、または細胞特異的発現もしくは組織特異的発現を調節する制御領域)、転写開始部位、リボソーム結合部位、RNA処理信号、転写終結部位、および/またはポリアデニル化シグナルのようなさまざまな調整因子を含むように、本発明のレンチウィルスベクターを作成してもよい。
挿入した外因性の核酸の発現を増加させるため、異種起源のプロモーターの使用はしばしば好まれるが、多くの用途で内因性のレンチウィルスのプロモーターを利用してもよい。使用する特定のレンチウィルスと適合可能な異種起源のプロモーターを用いてもよい。そのような異種起源のプロモーターの例としては、SV40早期プロモーター、マウス乳腺腫瘍ウィルスLTRプロモーター、マウス白血病ウイルスLTR(MuLV LTR)、アデノウイルス主要後期プロモーター(Ad MLP)、アデノウイルス逆方向末端反復(ITR)、単純ヘルペスウィルス(HSV)プロモーター、CMV前初期プロモーター領域(CMVIE)のようなプロモーター、ラウス肉腫ウィルス(RSV)プロモーター、合成プロモーター、ハイブリッドプロモーター、他のpolIIとpolIIIとウィルスのプロモーター等が挙げられる。さらに、マウス・メタロチオネイン遺伝子、またはメタロチオネインIIプロモーターのような非ウィルスの遺伝子に由来した配列を用いてもよい。多くのそのようなプロモーター配列は、例えば、Stratagene社(San Diego、Calif)から入手可能である。使用可能な他の調節因子としては、ベータ・アクチン、α胎児蛋白質、ガンマまたはベータグロブリン、IL−2、およびベータ・インターフェロンの転写を調節する天然の調節因子に由来したものが挙げられる。さらに、他の使用可能な調節因子としては、伸長因子1(EF1)プロモーター、ニューロン特異的プロモーターおよびCMVエンハンサー・ベータ・アクチンハイブリッドプロモーターが挙げられる。
外因性の核酸の発現を制御することが望まれる場合、誘導可能な調節因子を用いてもよい。例として、テトラサイクリン誘導発現系(Baron and Bujard Methods Enzymol. 327: 401-421, 2000 ; Schonig et al. , NAR 30:el34, 2002 ; andLamartina et al. , Hum. Gene Ther.)を用いてもよい。キメラテトラサイクリン応答因子およびpolIIIを含む誘導可能なレンチウィルスsiRNAベクターは、特に有用である。
プロモーターのような調節因子は、siRNAをコードする核酸に作用可能なように連結されて、レンチウィルスベクターへ挿入されるカセットを形成する。そのようなカセットは、順方向(レンチウィルス配列と同じ方向)または逆方向(レンチウィルス配列と反対方向)でレンチウィルスベクターに挿入されてもよい。siRNAの長期の発現に関しては、逆方向が好まれる。下記の実施例1を参照。
(許容宿主細胞)
レンチウィルスベクター粒子で形質導入できる任意の細胞または細胞株を、本発明で用いてもよい。そのような細胞の例は以下のものを含む:ジャルカット(Jurkat)細胞(ヒトのT細胞株)、H9細胞(ヒトのT−リンパ細胞株)、A3.01細胞(ヒトのT−リンパ細胞株)、C8166細胞(ヒトのT−リンパ細胞株)、COS−7細胞(アフリカミドリザル腎臓細胞株)、ヒト末梢血リンパ細胞(PBL)、サルPBL、ネコPBL、ネコCD4+T細胞株、293細胞(ヒトの腎臓繊維芽細胞細胞株)、293T細胞(ヒトの腎臓繊維芽細胞細胞株)、哺乳動物末梢血樹状細胞、哺乳動物肝細胞、ヒト・マスト細胞前駆体、哺乳動物マクロファージ、哺乳動物濾胞樹状細胞、哺乳動物表皮ランゲルハンス細胞、哺乳動物巨大核細胞、哺乳動物小膠細胞、哺乳動物星状細胞、哺乳動物乏突起膠細胞、哺乳動物CD8+細胞、哺乳動物網膜細胞、哺乳動物腎上皮細胞、哺乳動物頚部細胞、哺乳動物直腸粘膜細胞、哺乳動物栄養膜細胞、哺乳動物心筋細胞、ヒト・神経芽細胞腫細胞、哺乳動物CD4+細胞、哺乳動物造血幹細胞、哺乳動物グリア細胞、成体の哺乳動物神経幹細胞、哺乳動物ニューロン、哺乳動物リンパ細胞、および哺乳動物の繊維芽細胞。HIVによって感染させることができるCD4+およびCD4細胞タイプのリストを編集した(Rosenburg and Fauci, Adv. Immunol. 47: 377-431,1989 ; 及び Connor and Ho, 1992, in AIDS : etiology, diagnosis, treatment, and prevention, 3rd edition, Hellman and Rosenburg (eds) Lippincott, Philadelphiaを参照)。また、Vigna and Naldini, J. Gene Med. 5: 308-316,2000.を参照。
レンチウィルスベクター粒子で形質導入できる任意の細胞または細胞株を、本発明で用いてもよい。そのような細胞の例は以下のものを含む:ジャルカット(Jurkat)細胞(ヒトのT細胞株)、H9細胞(ヒトのT−リンパ細胞株)、A3.01細胞(ヒトのT−リンパ細胞株)、C8166細胞(ヒトのT−リンパ細胞株)、COS−7細胞(アフリカミドリザル腎臓細胞株)、ヒト末梢血リンパ細胞(PBL)、サルPBL、ネコPBL、ネコCD4+T細胞株、293細胞(ヒトの腎臓繊維芽細胞細胞株)、293T細胞(ヒトの腎臓繊維芽細胞細胞株)、哺乳動物末梢血樹状細胞、哺乳動物肝細胞、ヒト・マスト細胞前駆体、哺乳動物マクロファージ、哺乳動物濾胞樹状細胞、哺乳動物表皮ランゲルハンス細胞、哺乳動物巨大核細胞、哺乳動物小膠細胞、哺乳動物星状細胞、哺乳動物乏突起膠細胞、哺乳動物CD8+細胞、哺乳動物網膜細胞、哺乳動物腎上皮細胞、哺乳動物頚部細胞、哺乳動物直腸粘膜細胞、哺乳動物栄養膜細胞、哺乳動物心筋細胞、ヒト・神経芽細胞腫細胞、哺乳動物CD4+細胞、哺乳動物造血幹細胞、哺乳動物グリア細胞、成体の哺乳動物神経幹細胞、哺乳動物ニューロン、哺乳動物リンパ細胞、および哺乳動物の繊維芽細胞。HIVによって感染させることができるCD4+およびCD4細胞タイプのリストを編集した(Rosenburg and Fauci, Adv. Immunol. 47: 377-431,1989 ; 及び Connor and Ho, 1992, in AIDS : etiology, diagnosis, treatment, and prevention, 3rd edition, Hellman and Rosenburg (eds) Lippincott, Philadelphiaを参照)。また、Vigna and Naldini, J. Gene Med. 5: 308-316,2000.を参照。
また、本発明の組成物および方法に偽型レンチウィルスベクターを用いてもよい。例えば、HIV粒子の表面に発現される、VSVエンベロープ糖蛋白質をコードする核酸を有するベクターを包むために用いられるパッケージング細胞株に形質導入することによって、HIVベクターは偽型とされた。VSVは分割および無分裂の両方のCD34+細胞に感染し、VSVエンベロープ蛋白質を発現する偽型ベクターは、これらの細胞に形質導入する能力を有する。Naldini et al., Science 272: 263,1996 ; andAkkina et al. , J. Virol. 70: 2581,1996.を参照。
レンチウィルスベクター粒子を(例えば、培地中でまたは原位置で(in situ))細胞へ加えて、後にベクター粒子内の1つ以上の遺伝子が発現するかどうかを調べることによって、感受性に関して他の細胞を調べることができる。
(培地内におけるベクターの細胞への投与)
形質導入によって、培地内でレンチウィルスベクター粒子を細胞へ投与することができる。例えば、遠心分離をするまたはしないことにより、細胞株をレンチウィルスで形質導入してもよい。以下に述べられた実験で用いたベクター濃度は、10−20の重複感染度(MOI)の範囲であった。ウィルスを生産するため、レンチウィルスベクターの形質導入に寛容な細胞(例えば、293T細胞)を以下のプラスミドで感染させた:レンチウィルス形質導入プラスミド(例えば、6ウェルプレートで1ウェルにつき0.8μgのpTYF形質導入プラスミド)、gagとpol遺伝子産物を与えるヘルパープラスミド(例えば、6ウェルプレートで1ウェルにつき1.8μgのpNHP)、エンベロープ蛋白質をコードするヘルパープラスミド(例えば、6ウェルプレートで1ウェルにつき0.5μgのpHEF−VSVG)、状況に応じて転写活性化蛋白質をコードするプラスミド(例えば、6ウェルプレートで1ウェルにつき0.2μgのpCEP4tat)、及びコントロール・プラスミド(例えば、6ウェルプレートで1ウェルにつき0.2μgのpHEFeGFP)。任意の適切な細胞トランスフェクション手法(例えば、Superfect、Qiagen社製)を用いて、細胞をこれらのプラスミドでトランスフェクションしてもよい。トランスフェクションの後、細胞を洗浄し、供給した。その後、ウィルスを回収し、貯留した。ここで述べた実験では、5時間後に細胞を洗浄し、供給した。そして、トランスフェクションの24、36、48時間後に、ウィルスを回収し、貯留した。その後、使用前にウィルスを濃縮し、滴定した。レンチウィルスベクターの調整と使用のためのさらなるプロトコルはChang and Zaiss, Methods Mol. Med. 69: 303-318,2002.で述べられている。
形質導入によって、培地内でレンチウィルスベクター粒子を細胞へ投与することができる。例えば、遠心分離をするまたはしないことにより、細胞株をレンチウィルスで形質導入してもよい。以下に述べられた実験で用いたベクター濃度は、10−20の重複感染度(MOI)の範囲であった。ウィルスを生産するため、レンチウィルスベクターの形質導入に寛容な細胞(例えば、293T細胞)を以下のプラスミドで感染させた:レンチウィルス形質導入プラスミド(例えば、6ウェルプレートで1ウェルにつき0.8μgのpTYF形質導入プラスミド)、gagとpol遺伝子産物を与えるヘルパープラスミド(例えば、6ウェルプレートで1ウェルにつき1.8μgのpNHP)、エンベロープ蛋白質をコードするヘルパープラスミド(例えば、6ウェルプレートで1ウェルにつき0.5μgのpHEF−VSVG)、状況に応じて転写活性化蛋白質をコードするプラスミド(例えば、6ウェルプレートで1ウェルにつき0.2μgのpCEP4tat)、及びコントロール・プラスミド(例えば、6ウェルプレートで1ウェルにつき0.2μgのpHEFeGFP)。任意の適切な細胞トランスフェクション手法(例えば、Superfect、Qiagen社製)を用いて、細胞をこれらのプラスミドでトランスフェクションしてもよい。トランスフェクションの後、細胞を洗浄し、供給した。その後、ウィルスを回収し、貯留した。ここで述べた実験では、5時間後に細胞を洗浄し、供給した。そして、トランスフェクションの24、36、48時間後に、ウィルスを回収し、貯留した。その後、使用前にウィルスを濃縮し、滴定した。レンチウィルスベクターの調整と使用のためのさらなるプロトコルはChang and Zaiss, Methods Mol. Med. 69: 303-318,2002.で述べられている。
(宿主動物へのベクターの投与)
宿主動物における遺伝子発現を調節するための方法で、本発明のレンチウィルスベクター粒子を用いることができる。この方法では、siRNAが発現されるように、調節(抑制)される遺伝子に特異的であるsiRNAをコードするレンチウィルスベクターを動物へ投与する。一般的な2つの方法によって、レンチウィルスベクターの宿主動物への投与を達成できる。第1の方法では、試験管内(in vitro)で、動物内に含まれていない細胞(例えば、PBL等の哺乳動物検体から分離された細胞;骨髄、胎児の肝臓または胎盤から造血幹細胞;CD34+細胞等の精製された造血肝細胞)をレンチウィルスベクター粒子で形質導入させた。そして、細胞を動物へ導入する(例えば、形質導入した分離細胞を動物の血流中へ再感染させた)。第2の方法では、例えば、静脈注射、腹腔内投与、標的組織へのインサイツ注射によって、レンチウィルスベクター粒子を直接動物へ導入する。任意の適切な方式によって、形質導入された細胞またはレンチウィルスベクター粒子を動物へ導入してもよい。例えば、従来からの注射器および針を用いて、動物にレンチウィルスベクター粒子懸濁液または形質導入された細胞懸濁液を注入してもよい。希望の投与ルートに従って、インサイツ(つまり、組織中の特定の組織または位置に)、筋肉内、静脈、腹腔内、または別の腸管外のルートによる注入ができる。
宿主動物における遺伝子発現を調節するための方法で、本発明のレンチウィルスベクター粒子を用いることができる。この方法では、siRNAが発現されるように、調節(抑制)される遺伝子に特異的であるsiRNAをコードするレンチウィルスベクターを動物へ投与する。一般的な2つの方法によって、レンチウィルスベクターの宿主動物への投与を達成できる。第1の方法では、試験管内(in vitro)で、動物内に含まれていない細胞(例えば、PBL等の哺乳動物検体から分離された細胞;骨髄、胎児の肝臓または胎盤から造血幹細胞;CD34+細胞等の精製された造血肝細胞)をレンチウィルスベクター粒子で形質導入させた。そして、細胞を動物へ導入する(例えば、形質導入した分離細胞を動物の血流中へ再感染させた)。第2の方法では、例えば、静脈注射、腹腔内投与、標的組織へのインサイツ注射によって、レンチウィルスベクター粒子を直接動物へ導入する。任意の適切な方式によって、形質導入された細胞またはレンチウィルスベクター粒子を動物へ導入してもよい。例えば、従来からの注射器および針を用いて、動物にレンチウィルスベクター粒子懸濁液または形質導入された細胞懸濁液を注入してもよい。希望の投与ルートに従って、インサイツ(つまり、組織中の特定の組織または位置に)、筋肉内、静脈、腹腔内、または別の腸管外のルートによる注入ができる。
例えば、ボーラス注入か連続的な注入によって、注入によるベクターまたはベクター粒子の非経口投与を実施可能である。注入のための形式は、例えば、アンプルまたはマルチドース容器といったユニット投薬形式で、追加した防腐剤を備えて、提供されてもよい。組成物は、油性または水性の賦形剤中で、懸濁液、溶液、エマルジョンのような形状をとってもよく、懸濁化剤、安定化剤および/または分散化剤等の成形剤を包含してもよい。また、例えば、適当な賦形剤(例えば、殺菌された、ピロゲンが存在しない水)と共に構成するために、ベクターまたはベクターの粒子を、使用前に(例えば、凍結乾燥して)粉の形にしてもよい。
また、任意の既知の適した手法による吸入によって、レンチウィルスベクターまたはベクター粒子を動物へ送達してもよい。例えば、ジクロロジフルロメタン、トリクロロトリフルオロメタン、ジクロロテトラフルオロエタン、二酸化炭素もしくは他の適切なガスのような適切な高圧ガスの使用で、加圧したパックもしくは噴射器から生産されたエアロゾルスプレーの形態で本発明のベクターまたはベクター粒子を送達してもよい。加圧されたエアロゾルの場合、一定量を送達するためのバルブを用いて、投与単位を制御してもよい。ベクターまたはベクターの粒子の粉末混合物および適当な塩基(例えば、ラクトースあるいはデンプン)を含んでいる(例えば、ゼラチンの)カプセルおよびカートリッジを吸入器または通気器の中で、動物の呼吸器官にベクターまたはベクターの粒子を送達可能である。
また、本発明の特定の用途において、他の投与ルートを用いてもよい。例えば、経口、口腔、尿道、膣または直腸投与でベクターまたはベクターの粒子を処方してもよい。
ベクターまたはベクター粒子の動物への送達を促進させるため、本発明のベクターまたはベクターの粒子をキャリアーまたは賦形剤と混ぜてもよい。使用されるキャリアーおよび賦形剤は、食塩水(特に、殺菌された、ピロゲンが存在しない食塩水)、食塩水緩衝液(例えば、クエン酸緩衝液、リン酸緩衝液、酢酸緩衝液および重炭酸緩衝液)、アミノ酸、尿素、アルコール、アスコルビン酸、リン脂質、蛋白質(例えば、血清アルブミン)、EDTA、塩化ナトリウム、リポソーム、マンニトール、ソルビトール、およびグリセリンを含む。USP規格キャリアーおよび賦形剤は、ヒト検体へのベクターやベクター粒子の送達のために特に好適である。そのような製剤を作成する方法は、よく知られており、例えば、Remingtonの薬剤科学(Remington's Pharmaceutical Sciences)で知ることができる。
さらに、前に記述された製剤に加えて、持続性薬剤として、ベクターまたはベクターの粒子を製剤化することができる。(例えば、皮下または筋肉内への)移植によって、または筋肉内注入によって、そのような長い作用を有する製剤を投与してもよい。このため、例えば、適切なポリマー性または疎水性の材料(例えば、許容できる油中でエマルジョンとして)又はイオン交換樹脂を用いて、或いはやや可溶性である派生物として、ベクターまたはベクター粒子を製剤化してもよい。
(投与)
LD50(集団の50%にとって致死的な投与量)およびED50(集団の50%にとって治療効果を有する投与量)を決定するため、培地中の細胞または実験動物のどちらか一方を用いる標準的な薬学上の手順によって、遺伝子治療に関する本発明で利用されるレンチウィルスベクターの毒性と治療効力を決定できる。毒性と治療効果の投与量比は治療指数(therapeutic index)であり、LD50/ED50比として表すことができる。大きな治療指数を示すベクターが好ましい。毒性の副作用を示すものを用いてもよいが、感染していない細胞への潜在的な損傷を最小限にして、その結果副作用を減少させるために、そのようなベクターを感染した組織の部位に仕向ける送達システムを設計するように注意を払うべきである。
LD50(集団の50%にとって致死的な投与量)およびED50(集団の50%にとって治療効果を有する投与量)を決定するため、培地中の細胞または実験動物のどちらか一方を用いる標準的な薬学上の手順によって、遺伝子治療に関する本発明で利用されるレンチウィルスベクターの毒性と治療効力を決定できる。毒性と治療効果の投与量比は治療指数(therapeutic index)であり、LD50/ED50比として表すことができる。大きな治療指数を示すベクターが好ましい。毒性の副作用を示すものを用いてもよいが、感染していない細胞への潜在的な損傷を最小限にして、その結果副作用を減少させるために、そのようなベクターを感染した組織の部位に仕向ける送達システムを設計するように注意を払うべきである。
細胞培養アッセイおよび動物実験から得られたデータを用いて、ヒトにおける使用のための投与量を決定できる。好ましくは、そのようなベクターの投与量を、ほとんどまたは全く毒性がないED50を含む循環濃度の範囲内とする。採用される投与形式及び利用される投与ルート次第で、投与量をこの範囲内で変化させてもよい。本発明の方法で用いられるあらゆるベクターに関して、細胞培養アッセイから、最初に治療効果を有する投与量を評価できる。細胞培養で決定したように、動物モデル中で投与量を決定し、IC50(つまり、症状の最大阻害の半分を達成するベクター投与)を得ることができる。そのような情報を用いて、ヒトにおいて有効な投与量をより正確に決定できる。
(遺伝子サイレンシングの評価)
細胞または生物の核酸の存在を直接検出することによって、レンチウィルスベクターによる宿主細胞または生物への外因性の核酸の移転を評価できる。当技術分野においてよく知られるいくつかの方法によって、そのような検出を達成することができる。例えば、サザンブロットによって、または前記核酸と関連するヌクレオチド配列を特異的に増幅するプライマーを用いてポリメラーゼ連鎖反応(PCR)技術によって、外因性核酸の存在を検出できる。また、従来の方法を用いて、外因性の核酸の発現を測定できる。例えば、ノーザンブロットおよび逆転写PCR(RT−PCR)を用いて、外因性の核酸から生産されたmRNAを検出し、定量してもよい。
細胞または生物の核酸の存在を直接検出することによって、レンチウィルスベクターによる宿主細胞または生物への外因性の核酸の移転を評価できる。当技術分野においてよく知られるいくつかの方法によって、そのような検出を達成することができる。例えば、サザンブロットによって、または前記核酸と関連するヌクレオチド配列を特異的に増幅するプライマーを用いてポリメラーゼ連鎖反応(PCR)技術によって、外因性核酸の存在を検出できる。また、従来の方法を用いて、外因性の核酸の発現を測定できる。例えば、ノーザンブロットおよび逆転写PCR(RT−PCR)を用いて、外因性の核酸から生産されたmRNAを検出し、定量してもよい。
また、酵素活性またはリポーター蛋白質活性を測定することによって、外因性の核酸からのRNAの発現を検出してもよい。例えば、標的核酸の発現の減少のように、外因性の核酸がエフェクターRNAを生産していることを示すようなことで、siRNA活性を間接的に評価できる。
SCA−2の阻害
レンチウィルスsiRNAは、Sca−2の発現を90%以上抑制するのに成功し、その抑制は3ヶ月以上続いた。
レンチウィルスsiRNAは、Sca−2の発現を90%以上抑制するのに成功し、その抑制は3ヶ月以上続いた。
(材料と方法)
プラスミド・コンストラクト。マウス1MEA7R肝臓癌から単離されたゲノムDNAから、マウスU6snRNAプロモーターをPCR増幅した。PCR産物をEcoRIとHindIII部位の間でpBSKSIIへクローンし、pBS−U6を作成した。2のプライマー(センス鎖 5'-TTT GCT CCT TCT GCA ACT TCA GTT CAA GAG ACT GAA GTT GCA GAA GGA GCT TTT TT-3' (SEQ ID NO :1)及びアンチセンス鎖 5'-AGC TAA AAA AGC TCC TTC TGC AAC TTC AGT CTC TTG AAC TGA AGT TGC AGA AGG AG-3' (SEQID NO : 2))をアニールさせることによって、Sca−2 siRNAをコードする配列を構築した。そして、2のプライマー(センス鎖 5'-TTT GAG AGA CCA CAT GGT CCT GTT CAA GAG ACA GGA CCA TGT GGT CTC TCT TTT T-3' (SEQ ID NO : 3)及びアンチセンス鎖 5'-AGC TAA AAA GAG AGA CCA CAT GGT CCT GTC TCT TGA ACA GGA CCA TGT GGT CTC T-3' (SEQ ID NO : 4))をアニールさせることによって、GFP siRNAをコードする配列を構築した。そして、両者をpBS−U6のBbsIおよびHindIII部位へクローンして、pBS−U6siRNAコンストラクトを作成した。レンチウィルスsiRNAベクターコンストラクトを促進するため、部位突然変異とPCRによって、2の異なるSfiIクローニング部位(A及びB)をU6−siRNA領域の上流及び下流に挿入した。後のU6−siRNAクローニングのために2のSfiI(A/B)部位及び1100塩基対のスタッファー(stuffer)を保持するレンチウィルスSINベクター(pTYF−EFnlacZ)を構築した(pTYF−SifA/BまたはB/A)。レンチウィルスsiRNAベクターを作成するため、SfiI消化によって、pBS−U6siRNAからU6−siRNAフラグメントを脱離させ、pTYF−SfiA/BまたはpTYF−SfiB/Aへ挿入し、順方向または逆方向siRNA挿入クローンのどちらか一方を得た。以下のプライマーを用いてPCRに基づく部位突然変異によって、野生型Sca−2アミノ酸と同義である突然変異体Mu−Sca−2を生成した:プライマー1 5'-AAT CTA GAC CAC CAT GTC TGC CAC TTC CAA CAT GAG-3' (SEQID NO : 5)、プライマー2 5'- GTG AAC AGC TAC TGC TGC CAA TCG TCG TTC TGC AAC TTC AGC GCA GCT G-3' (SEQID NO : 6)及びプライマー3 5'-AAG AAT TCT GGT CAG GGG CTC AGC TGC AG-3' (SEQID NO : 7)。そして、SpeI及びEcoRI部位で増幅されたDNAをpTYF−EFnlacZへ挿入した。
プラスミド・コンストラクト。マウス1MEA7R肝臓癌から単離されたゲノムDNAから、マウスU6snRNAプロモーターをPCR増幅した。PCR産物をEcoRIとHindIII部位の間でpBSKSIIへクローンし、pBS−U6を作成した。2のプライマー(センス鎖 5'-TTT GCT CCT TCT GCA ACT TCA GTT CAA GAG ACT GAA GTT GCA GAA GGA GCT TTT TT-3' (SEQ ID NO :1)及びアンチセンス鎖 5'-AGC TAA AAA AGC TCC TTC TGC AAC TTC AGT CTC TTG AAC TGA AGT TGC AGA AGG AG-3' (SEQID NO : 2))をアニールさせることによって、Sca−2 siRNAをコードする配列を構築した。そして、2のプライマー(センス鎖 5'-TTT GAG AGA CCA CAT GGT CCT GTT CAA GAG ACA GGA CCA TGT GGT CTC TCT TTT T-3' (SEQ ID NO : 3)及びアンチセンス鎖 5'-AGC TAA AAA GAG AGA CCA CAT GGT CCT GTC TCT TGA ACA GGA CCA TGT GGT CTC T-3' (SEQ ID NO : 4))をアニールさせることによって、GFP siRNAをコードする配列を構築した。そして、両者をpBS−U6のBbsIおよびHindIII部位へクローンして、pBS−U6siRNAコンストラクトを作成した。レンチウィルスsiRNAベクターコンストラクトを促進するため、部位突然変異とPCRによって、2の異なるSfiIクローニング部位(A及びB)をU6−siRNA領域の上流及び下流に挿入した。後のU6−siRNAクローニングのために2のSfiI(A/B)部位及び1100塩基対のスタッファー(stuffer)を保持するレンチウィルスSINベクター(pTYF−EFnlacZ)を構築した(pTYF−SifA/BまたはB/A)。レンチウィルスsiRNAベクターを作成するため、SfiI消化によって、pBS−U6siRNAからU6−siRNAフラグメントを脱離させ、pTYF−SfiA/BまたはpTYF−SfiB/Aへ挿入し、順方向または逆方向siRNA挿入クローンのどちらか一方を得た。以下のプライマーを用いてPCRに基づく部位突然変異によって、野生型Sca−2アミノ酸と同義である突然変異体Mu−Sca−2を生成した:プライマー1 5'-AAT CTA GAC CAC CAT GTC TGC CAC TTC CAA CAT GAG-3' (SEQID NO : 5)、プライマー2 5'- GTG AAC AGC TAC TGC TGC CAA TCG TCG TTC TGC AAC TTC AGC GCA GCT G-3' (SEQID NO : 6)及びプライマー3 5'-AAG AAT TCT GGT CAG GGG CTC AGC TGC AG-3' (SEQID NO : 7)。そして、SpeI及びEcoRI部位で増幅されたDNAをpTYF−EFnlacZへ挿入した。
レンチウィルスベクター産物、濃度および滴定。DNA同時トランスフェクションによってレンチウィルスベクターを作成し、前述したように、小型微量遠心分離またはろ過によってウィルスを濃縮した(Morgan J, editor. Gene Therapy Protocols. 2nd ed. Volume 2 :Methods in Molecular Medicine. Totowa: Humana Press, Inc. ; 2001. p 303-318におけるChangとZaissによるレンチウィルスベクターの調製と使用のための方法)。βガラクトシダーゼ酵素アッセイを用いてTE671細胞でウィルス力価を決定した。
細胞培養、RNAトランスフェクションおよびウィルス形質導入。ATCC(Manassas、VA)からIMEA7RとBLN.CL2を得て、10%FBSと100ユニット/mlのペニシリン・ストレプトマイシン(Gibco BRL)を含んでいるダルベッコ改変イーグル培地(DMEM)(Gibco BRL)中に保持した。前述したように、10%のFBSを有するDMEM中で293TとTE671細胞を培養し、長期間増殖させて、より吸着性である表現型を確立した(文献同上)。Dharmacon Research社によって、Sca−2 siRNA二本鎖オリゴ(センス鎖 5'-GCT CCT TCT GCA ACT TCA GTT-3' (SEQID NO : 8)、アンチセンス鎖 5'- CTG AAG TTG CAG AAG GAG CTT-3' (SEQID NO : 9))が化学合成された。オリゴフェクタミン(oligofectamine)(Dharmacon Research社)を用いてメーカーの説明書に従って、合成二重鎖RNAオリゴをマウス細胞へトランスフェクションした。レンチウィルスの形質導入については、ポリブレン(polybrene)(8μg/ml、Sigma)の存在下で、10〜20のMOIで、異なるlenti−U6−siRNAウィルスベクターで1×105のマウス細胞に形質導入した。前述したように、リポーター遺伝子nlacZアッセイによって形質導入効率をモニターした(文献同上)。
細胞分裂および増殖アッセイ。レンチウィルスによる形質導入の後、腫瘍細胞をトリプシン処理し、2mlのDMEM中で懸濁した。細胞の100μlのサンプルを取り出し、トリパンブルーで染色して、細胞の生存と総数を決定した。継続した培養のため、残りは植え継ぎをした。形質導入の後7日間毎に細胞を数えた。CFSE(Carboxyfluorescein diacetate succinidyl ester)染色(Sigma社)によって、染色細胞分裂の相対速度を評価した。CFSEについては、DMEM中で5μMのCFSEで腫瘍細胞を10分間室温でインキュベートした。その後、培地で3回洗浄することによって、過剰CFSEを除いた。そして、細胞を完全DMEM中で細胞を培養し、FACSCaliburによって、3日間の時間経過にわたるCFSE強度を測定した。
フローサイトメトリー。表面蛋白質分析については、フルオロセイン結合ラット抗マウスSca−2モノクローナル抗体(BD Biosciences)またはフィコエリトリン結合ハムスター抗マウス抗体TNFα受容体1(Santa Cruz Biotechnology)で細胞をインキュベートし、FACSCaliburとCELLQUESTプログラム(BD Biosciences)を用いて分析した。
ノーザン、サザン、ウェスタン分析。ポリA+RNAまたはRNAおよびゲノムDNAの総量を得て、サザンおよびノーザン分析のためにアガロースゲルで分離した。全蛋白質を得て、12%のNuPAGEビストリスゲル電気泳動(Invitrogen社)によって分離し、ウェスタン分析のためニトロセルロール膜(Schleicher&Schuell社)へ転写した。ウサギポリクローナル抗カスパーゼ8抗体(1:1000)(Santa Cruz Biotechnology)、ウサギポリクローナル抗切断カスパーゼ3抗体(1:1000)、ウサギポリクローナル抗PARP抗体(1:1000)(Cell Signalling Technology)、マウスモノクローナル抗TNFα−R1抗体(1:1000)またはマウスポリクローナル抗αチューブリン抗体(1:1000)(Santa Cruz Biotechnology)で、蛋白質ブロットをインキュベートした。ホースラディシュ・ペルオキシダーゼ結合二次抗体(1:2000)で化学発光を増強させることによって、カスパーゼ3のシグナルであるPARPを呈色させた。ImmunoPure Ultra−SensitiveABC染色キット(Pierce社)を用いてメーカーの説明書に従って、ビオチン結合二抗体(1:10000)でカスパーゼ8のシグナルであるαチューブリンとTNFα−R1を呈色させた。
アポトーシス誘導とアッセイ。シクロヘキシミド(5μg/ml)とともに、もしくはシクロヘキシミドなしで異なる濃度(0〜10ng/ml)のTNFαで腫瘍細胞を処理し、またはシスプラチン(cisplatin)(25μM)もしくは紫外線放射(10mJ/cm2)で処理し、アポトーシスを引き起こした。初期アポトーシスの分析のため、ApopNexinアポトーシス検出キット(Serologicals社)を用いてメーカーの説明書に従って、FITC−アネキシン/ヨウ化プロピジウムで細胞を染色した。FACSCaliburによって、染色された腫瘍細胞を分析した。アポトーシス性のDNA染色のため、腫瘍細胞をペレットとし、PBS中の3%パラホルムアルデヒドの50μl中で再懸濁し、室温で10分間インキュベートし、PBSで一度洗浄し、32μg/mlのビスベンズイミド(Hoechst33258、Sigma社)を含むPBSの10μ中で再懸濁した。室温での15分間のインキュベーションの後、細胞を顕微鏡用スライド上に広げ、フルオロレンズとフィルターを用いて倒立Axioskop Zeiss蛍光顕微鏡(Zesiss社、Germany)の下で観察した。染色体凝縮および核膜ブレブ形成を含む形態変化によって、アポトーシス細胞を点数化した。
統計分析。SPSS統計プログラム(SPSS社、Chicago、IL)の仕様に従って、データ分析における有意差を検出した。
(結果)
siRNA遺伝子ノックダウン・アプローチを用いてのSca−2の下方制御。癌細胞中でSca−2は過剰発現することが明らかにされた。腫瘍形成におけるSca−2の役割を調べるため、21ntの合成siRNAでSca−2mRNAを標的とした。マウス肝臓癌細胞を21ntのsiRNAでトランスフェクションし、特異的抗Sca−2抗体を用いたFACSとノーザンブロッティングによって、それぞれSca−2蛋白質とRNAを分析した。FACSと全RNAのノーザンブロッティングによって示されたが、トランスフェクションの3日後、siRNAは、Sca−2の発現を効率良く下方制御した。21ntのSca−2siRNAでトランスフェクションした細胞は、1〜2日以内に迅速な細胞死した。コントロールの感染細胞ではこれは観察されなかった。トランスフェクションの10日後、Sca−2発現と細胞成長は、通常のレベルまで戻ったので、トランスフェクションされた細胞中でのSca−2抑制と腫瘍細胞死の効果は一時的であった。
siRNA遺伝子ノックダウン・アプローチを用いてのSca−2の下方制御。癌細胞中でSca−2は過剰発現することが明らかにされた。腫瘍形成におけるSca−2の役割を調べるため、21ntの合成siRNAでSca−2mRNAを標的とした。マウス肝臓癌細胞を21ntのsiRNAでトランスフェクションし、特異的抗Sca−2抗体を用いたFACSとノーザンブロッティングによって、それぞれSca−2蛋白質とRNAを分析した。FACSと全RNAのノーザンブロッティングによって示されたが、トランスフェクションの3日後、siRNAは、Sca−2の発現を効率良く下方制御した。21ntのSca−2siRNAでトランスフェクションした細胞は、1〜2日以内に迅速な細胞死した。コントロールの感染細胞ではこれは観察されなかった。トランスフェクションの10日後、Sca−2発現と細胞成長は、通常のレベルまで戻ったので、トランスフェクションされた細胞中でのSca−2抑制と腫瘍細胞死の効果は一時的であった。
レンチウィルスsiRNAの形質導入後のSca−2発現の長期的な抑制。長期にわたる、Sca−2機能とsiRNA効果を研究するため、合成siRNAで効果があると判明した部位と同一部位を標的とするレンチウィルスを図1Aのように構築した。レンチウィルスSINベクターで5’から内部であるEF1α−nlacZレポーター遺伝子の前に、マウスsnU6プロモーターsiRNAカセットをウィルスゲノムに準じて順方向または逆方向で挿入した。そして、図1Bで示されたようにおよび以前の研究で述べられたように、ヘルパープラスミドpNHPとpVSV−Gを用いて、レンチウィルスベクターを生産した(Morgan J, editor. Gene Therapy Protocols. 2nd ed. Volume 2 :Methods in Molecular Medicine. Totowa: Humana Press, Inc. ; 2001. p 303-318におけるChangとZaissによるレンチウィルスベクターの調製と使用のための方法、およびZaiss et al. , J Virol2002 ; 76 : 7209-7219)。順方向(lenti−Scai−F)と逆方向(lenti−Scai−R)のsiRNAの両方のレンチウィルスコンストラクトは、コントロールであるlenti−EFnlacZと比較して、同様のベクター力価を示した。
2のレンチウィルスSca−2siRNAベクターのどちらか一方で、またはコントロールレンチウィルスU6プロモーターベクター(lenti−U6P)で、肝臓癌細胞を感染させた。lacZリポーター遺伝子アッセイによって、感染効率をモニターし、形質導入後の異なる時点におけるFACSとノーザン分析によって、Sca−2発現を分析した。この結果より、レンチウィルスベクターによって肝臓癌細胞を効率よく感染させて(〜100%)、順方向と逆方向の両方のレンチウィルスSca−2siRNAベクターは、Sca−2発現(〜80−90%)を抑制することが示された。レンチウィルスsiRNAベクターの阻害効果は3週間以上安定であった。一時的なsiRNAトランスフェクションの結果と一致して、トランスフェクションの後すぐに腫瘍細胞死を観察した。順方向と逆方向のレンチウィルスsiRNAベクターは、短期間のSca−2発現において、わずかな違いのみを示した。
形質導入した腫瘍細胞を2ヶ月間引き続き増殖させて、Sca−2の発現に関して分析した。FACSとRNAブロッティングの両方によって決定されたことだが、lenti−Scai−Rベクターは、効果的な阻害効果(〜90%)を保ったが、順方向のlenti−Scai−Fベクターは次第に50〜60%までその阻害効果を失った。nlacZ遺伝子アッセイで観察されたように、阻害の効率はトランスフェクション効率とよく相関した。サザン分析により、阻害の減少は、導入遺伝子を保持する細胞数の減少と相関することが明らかとなった。同様に、順方向と逆方向の両方でクローンされて、異なるpolIIIプロモーター、ヒトH1RNAプロモーターで制御される、構築したレンチウィルスsiRNAベクターも、逆方向のsiRNAコンストラクトでは、高い阻害効率と、長期間にわたる安定効果を示した。
Sca−2抑制が誘導した腫瘍細胞のアポトーシス。同一種の細胞集団を得るため、フローサイトメトリーで抗Sca−2抗体を用いることにより、Sca−2陽性細胞を選別した。選別されたSca−2陽性細胞をSca−2レンチウィルスsiRNAベクターで再び形質導入し、Sca−2発現は効率よく阻害された(>90%)。異なる時点における分裂細胞を計数することによって、腫瘍細胞の成長におけるSca−2阻害の効果を分析した。コントロール細胞(lenti−U6P)と比較すると、順方向と逆方向の両方のレンチウィルスSca−2siRNAベクター(lenti−ScaiFとR)で形質導入した腫瘍細胞の成長速度は有意に減少した。アネキシン/PI染色及びFACS分析を用いて、アポトーシスに関して細胞を分析した。その結果は、Sca−2が阻害された腫瘍細胞のかなりの部分が初期アポトーシスをうけることを示し、PI陰性及びアネキシン陽性の細胞集団の増加(39.88%)によって証明された。ヘキスト染色を用いて、核凝縮と膜小胞形成を示す細胞の形態的特性によって、この結果を確認した。CFSE生存細胞染色と細胞サイクルPI染色を含むアッセイを用いて、Sca−2抑制の後、細胞周期進行において違いが見られなかった。
Sca−2が抑制された腫瘍細胞は、内因性ではなく、外因性アポトーシスシグナルに感受性であった。レンチウィルスSca−2siRNAを形質導入した腫瘍細胞は2週間後、アポトーシスから徐々に回復して、Sca−2が抑制されたままで増殖し続けた。Sca−2の阻害が迅速なアポトーシスを誘導するので、回復された細胞が外因性および内因性のアポトーシスシグナルに対して異なって反応するかどうかを調べた。肝臓細胞における通常の細胞死レセプターを媒介したアポトーシスは、TNFα/TNFαレセプター(TNFR)およびFas/FasLシグナル経路を含む。外因性(または細胞死レセプター媒介)アポトーシスシグナルの分析のため、シクロヘキシイミド(CHX)の存在下でまたは不在下で、腫瘍細胞をTNFαで処理した。ヘキスト染色および形態上の変化に基づくアポトーシスを起こした細胞の計数によって処理の6時間と36時間後のアポトーシスを決定した。この結果より、肝臓癌細胞が用量依存性でTNFα誘導細胞死に反応し、Sca−2発現(lenti−scai−R)を抑制した腫瘍細胞は、コントロールよりTNFα媒介細胞死に対して感受性を示すことが明らかとなった。この発見を確認するため、全て、TNFαレセプター1(TNFR1)媒介アポトーシス経路の重要な構成物である、プロカスパーゼ8、カスパーゼ3及びポリ(ADPリボース)ポリメラーゼ(PARP)をウェスタン分析によって分析した。これらの蛋白質の動態解析は、lenti−scai−Rで形質導入した肝臓癌細胞が、増加したTNFR1媒介アポトーシスと一致して、プロカスパーゼ8分解物の増加した割合ならびに24時間で分解したカスパーゼ3および分解した核PARP産物の蓄積を示すことを明らかにした。Fas/FasL媒介アポトーシスも調べたが、Sca−2陽性と陰性の肝臓癌細胞では違いが見られなかった。
UV放射またはシスプラチン処理からのDNA損害シグナルを、腫瘍細胞に与えることによって、内因性のアポトーシス経路を調べた。これらの処理のどちらかによって、Sca−2陽性と陰性の肝臓癌細胞ではアポトーシスについて有意差が見られなかった。
突然変異体Sca−2遺伝子のレンチウィルスによる形質導入のTNFαに対する減少した感受性の回復。lenti−Sca−2siRNAベクターで形質導入された腫瘍細胞の表現型が、別のsiRNAによる効果というよりむしろ、Sca−2の抑制により確かに生じることを確かめるため、野生型アミノ酸配列を維持する一方、Sca−2コード配列におけるsiRNA標的部位の3のヌクレオチドを変換したSca−2突然変異体を設計した。siRNA媒介mRNAの分解は厳密に配列依存的であるので、突然変異体Sca−2(muSca−2)がlenti−siRNAで形質導入した肝臓癌細胞へ導入されたとき、Sca−2発現は、これらの細胞において、回復する。muSca−2遺伝子をpTYFレンチウィルスベクターへクローンして(lenti−muSca−2)、ベクターを調製した。Sca−2 siRNA(lenti−Scai−R)で形質導入した肝臓癌細胞(siSca−2 Td.細胞)をlenti−muSca−2またはコントロールであるlenti−lacZウィルス(lenti−EFnlacZ)に感染し、3日後に、抗Sca−2抗体を用いてFACSによってSca−2発現に関して形質導入した細胞を分析した。この結果は、lenti−lacZではなく、lenti―muSca−2が、siSca−2 Td.細胞におけるSca−2発現を効果的に回復させることを示した。TNFαへのこれらの細胞株の反応性を調べた。36時間異なる濃度のTNFαと細胞を処理し、アポトーシス分析のためヘキスト染色で染色した。この分析の結果は、再構成されたSca−2の発現を示す腫瘍細胞は、TNFαで誘導されるアポトーシスに感受性を示すことを明白に実証した。
Sca−2によるTNFR1表面発現の制御。
特異的である抗TNFR1抗体とFACSを用いて、腫瘍細胞表面上のTNFR1発現を測定した。レンチウィルスのトランスフェクションの3日または30日後、lenti−Scai−R(Scai)またはコントロールであるレンチウィルスGFPsiRNAベクター(GFPi)のどちらか一方で形質導入した肝臓癌細胞の表面のTNFR1発現を分析した。この結果は、GFPiではなく、Scaiで形質導入した細胞の表面のTNFR1の発現が著しく増加したことを示した。Sca−2のsiRNA阻害の後、表面のTNFR1発現のこの増加が急速に生じ、その後30日、発現量は高く維持された。Sca−2の再導入が表面のTNFR1の発現に影響を与えるかどうかを調べるため、lenti−muSca−2またはlenti−EFnlacZを用いて、30DPIのScaiで形質導入した肝臓癌細胞に感染させて、その20日後に表面のTNFR1の発現を分析した。Sca−2の発現が回復するとともに、表面のTNFR1の発現は、コントロール群と同程度まで下方制御された。新規なレセプター合成と増加した表面のTNFR1というトランスポーターを見分けるため、抗TNFR1抗体を用いてウェスタンブロッティングによって全細胞溶解物を分析した。Sca−2が抑制された肝臓癌細胞(lenti−Scai−R)とコントロール(lenti−GFPi)肝臓癌細胞の間で、全TNFR1は大幅な違いはなかった。
特異的である抗TNFR1抗体とFACSを用いて、腫瘍細胞表面上のTNFR1発現を測定した。レンチウィルスのトランスフェクションの3日または30日後、lenti−Scai−R(Scai)またはコントロールであるレンチウィルスGFPsiRNAベクター(GFPi)のどちらか一方で形質導入した肝臓癌細胞の表面のTNFR1発現を分析した。この結果は、GFPiではなく、Scaiで形質導入した細胞の表面のTNFR1の発現が著しく増加したことを示した。Sca−2のsiRNA阻害の後、表面のTNFR1発現のこの増加が急速に生じ、その後30日、発現量は高く維持された。Sca−2の再導入が表面のTNFR1の発現に影響を与えるかどうかを調べるため、lenti−muSca−2またはlenti−EFnlacZを用いて、30DPIのScaiで形質導入した肝臓癌細胞に感染させて、その20日後に表面のTNFR1の発現を分析した。Sca−2の発現が回復するとともに、表面のTNFR1の発現は、コントロール群と同程度まで下方制御された。新規なレセプター合成と増加した表面のTNFR1というトランスポーターを見分けるため、抗TNFR1抗体を用いてウェスタンブロッティングによって全細胞溶解物を分析した。Sca−2が抑制された肝臓癌細胞(lenti−Scai−R)とコントロール(lenti−GFPi)肝臓癌細胞の間で、全TNFR1は大幅な違いはなかった。
レンチウィルスsiRNAによるHIV−1の阻害
複数の高度に保存されたHIV−1配列を標的とするsiRNAを保持する自己不活性化レンチウィルス・インシュレーター(insulator)ベクター系を用いて、急性かつ慢性的に感染した宿主細胞におけるsiRNAによるHIV感染の抑制を調べた。異なる種のHIV−1で高度に保存されたgag、pol、intおよびvpu配列を標的とするsiRNAを用いて、急性感染症のほとんど100%が阻害されることが示された。また、これらのsiRNAは、慢性的に感染した細胞と主要末梢血単核細胞の中で、HIV−1複製を効果的に抑制した。阻害のメカニズムは、特異的なウィルスDNAの分解ならびに細胞質および核の両方のウィルスRNAのサイレンシングを含んでいる。
複数の高度に保存されたHIV−1配列を標的とするsiRNAを保持する自己不活性化レンチウィルス・インシュレーター(insulator)ベクター系を用いて、急性かつ慢性的に感染した宿主細胞におけるsiRNAによるHIV感染の抑制を調べた。異なる種のHIV−1で高度に保存されたgag、pol、intおよびvpu配列を標的とするsiRNAを用いて、急性感染症のほとんど100%が阻害されることが示された。また、これらのsiRNAは、慢性的に感染した細胞と主要末梢血単核細胞の中で、HIV−1複製を効果的に抑制した。阻害のメカニズムは、特異的なウィルスDNAの分解ならびに細胞質および核の両方のウィルスRNAのサイレンシングを含んでいる。
(材料と方法)
組織培養およびHIV−1分子クローン。10%のFBS、1%のグルタミンおよび1%のペニシリン−ストレプトマイシンを備えたDMEM中で、293T、TE671およびGHOSThi5細胞を培養し、増殖させて、前述のように、吸着性の表現型を確立した(Morgan J, editor. Gene Therapy Protocols. 2nd ed. Volume 2 :Methods in Molecular Medicine. Totowa: Humana Press, Inc. ; 2001. p 303-318におけるChang L−JとZaiss A−Kによるレンチウィルスベクターの調製と使用のための方法)。密度勾配遠心分離Histopaque(シグマ社)を用いて密度勾配遠心分離によって、健康なドナーの軟膜から主要末梢血単核細胞(PBMC)を調製した。GHOSThi5は、CD4とCCR5で安定的に形質転換されたHOS細胞に由来した。CEM−Aは、HIV感染症および合胞体の形成に感受性を示す接着性の表現型を有するCEMと正常なPBMCの融合細胞クローンである。米国微生物系統保存機関(America Type Culture Collection)(Rockville、Maryland)からMOLT−3を購入した。低MOIのHIV−1NL4-3を感染させることによって、慢性的なMolt−3−HIV−1NL4-3生産株を作製して、細胞変性効果から回復して、長期にわたるHIV−1生産株となるまで、増殖させた。エイズ研究と関連試薬に関するプログラム(AID部門、NIAID、NIH)からGHOST hi5、CEM−AならびにHIV−1分子クローンp89.6およびp90CF402.1を得た。HIV−1NL4-3、HIV−1NLAD8およびHIV−2RODは、それぞれM.Martin博士、E.Freed博士(NIH,USA)およびK.Peden博士(FDA,USA)によって懇意に提供された。10%ウシ胎児血清、1%のグルタミンおよび1%のペニシリン・ストレプトマイシンを補充したRPMI1640においてCEM−AおよびMOLT−3−HIV−1NL4−3細胞を培養した。そして、組み換えヒトIL−2(100μ/ml)で補充された上記のRPMI培地において、PBMCを培養した。
組織培養およびHIV−1分子クローン。10%のFBS、1%のグルタミンおよび1%のペニシリン−ストレプトマイシンを備えたDMEM中で、293T、TE671およびGHOSThi5細胞を培養し、増殖させて、前述のように、吸着性の表現型を確立した(Morgan J, editor. Gene Therapy Protocols. 2nd ed. Volume 2 :Methods in Molecular Medicine. Totowa: Humana Press, Inc. ; 2001. p 303-318におけるChang L−JとZaiss A−Kによるレンチウィルスベクターの調製と使用のための方法)。密度勾配遠心分離Histopaque(シグマ社)を用いて密度勾配遠心分離によって、健康なドナーの軟膜から主要末梢血単核細胞(PBMC)を調製した。GHOSThi5は、CD4とCCR5で安定的に形質転換されたHOS細胞に由来した。CEM−Aは、HIV感染症および合胞体の形成に感受性を示す接着性の表現型を有するCEMと正常なPBMCの融合細胞クローンである。米国微生物系統保存機関(America Type Culture Collection)(Rockville、Maryland)からMOLT−3を購入した。低MOIのHIV−1NL4-3を感染させることによって、慢性的なMolt−3−HIV−1NL4-3生産株を作製して、細胞変性効果から回復して、長期にわたるHIV−1生産株となるまで、増殖させた。エイズ研究と関連試薬に関するプログラム(AID部門、NIAID、NIH)からGHOST hi5、CEM−AならびにHIV−1分子クローンp89.6およびp90CF402.1を得た。HIV−1NL4-3、HIV−1NLAD8およびHIV−2RODは、それぞれM.Martin博士、E.Freed博士(NIH,USA)およびK.Peden博士(FDA,USA)によって懇意に提供された。10%ウシ胎児血清、1%のグルタミンおよび1%のペニシリン・ストレプトマイシンを補充したRPMI1640においてCEM−AおよびMOLT−3−HIV−1NL4−3細胞を培養した。そして、組み換えヒトIL−2(100μ/ml)で補充された上記のRPMI培地において、PBMCを培養した。
siRNAプラスミドおよびレンチウィルス形質導入ベクターの構築。ヒトのH1プロモーターを得るため、5’プライマー(5’から3’):CCATGGAATTCGAACGCTGACGTC (SEQ ID NO:10)と3’プライマー:CCTCACCTCAGCCATTGAACTCAC (SEQ ID NO:11)を用いて、293細胞のゲノムDNAからH1遺伝子を増幅した。その後、増幅したH1配列、前記の5’プライマーと新3’プライマー:GCAAGCTTAGATCTGTGGTCTCATACAGAACTTATAAGATTCCC (SEQ ID NO:12)を用いて、H1プロモーターを増幅した。増幅したDNAはEcoRIとHindIIIで消化し、pBSKSIIへクローンして、pBS−H1を作成した。方向性のあるクローニングを促進するため、以下の4のプライマーを使ってXbaIとHindIIIクローニング部位を側面におく2のリンカーを挿入することによって、H1−プロモーター領域を側面に位置する、XbaIとHindIIIで切断したpBS−H1に2の異なるSfiIクローニング部位(AとB)を挿入して、pBS−H1−Sfiを作成した:5'-CTAGAGGCCATTATGGCCG-3'(SEQ ID NO:13)、5'-AATTCG GCCATAATGGCCT-3' (SEQ ID NO:14)、5'- AGCTTGGCCGCCTCGGCC-3' (SEQ ID NO:15)および5'-TCGAGGCCG AGGCGGCCA-3' (SEQ ID NO:16)。4のプライマーをアニールさせることによって、GFPsiRNAコンストラクトを作成した。9ntのループ配列TTCAAGAGA (SEQ ID NO : 17)を有するステム・ループsiRNA配列を含み、EcoRIとHindIII部位を隣接させる2のプライマーをアニールさせることによって、HIV−1siRNAコンストラクトを作成し、pBS−H1−Sfiプラスミド中のH1プロモーターの3’末端へクローンした。本研究のために用いたsiRNAプライマーを以下に列挙する。
GFPi−1:GATCCCCCATTCTCGGCCACAAGCTGTT (SEQ ID NO:18)
GFPi−2:TCTTGAACAGCTTGTGGCCGAGAATGGGG (SEQ ID NO:19)
GFPi−3:CAAGAGACAGCTTGTGGCCGAGAATGTTTT TGGAAA (SEQ ID NO:20)
GFPi−4:AGCTTTTCCA AAAACATTCT CGGCCACAAG CTGTC (SEQ ID NO:21)
U5i−1:GATC CCC GTAGTGTGTGCCCGTCTGT TTCAAGAGAACAGACGGGCACACACTACTTTTTG (SEQ ID NO:22)
U5i−2: AGCTT TTCC AAAAA GTAGTGTGTGCCCGTCTGT TCT CTT GAA ACAGACGG GCACACACTACGGG (SEQ ID NO:23)
1st gagi−1: GATCCCCGAA ATGATGACAG CATGTCTTCA AGAGAGACAT GCTGTCATCA TTTCTTTTTGGAAA (SEQ ID NO:24)
1st gagi−2:AGCTTTTCCA AAAAGAAATG ATGACAGCAT GTCTCTCTTG AAGACATGCT GTCATCATTT CGGG (SEQ ID NO:25)
2nd gagi−1:GATCCCCTAG TAAGAATGTA TAGCCCTTCA AGAGAGGGCT ATACATTCTT ACTATTTTTGGAAA (SEQ ID NO:26)
2nd gagi−2:AGCTTTTCCA AAAATAGTAA GAATGTATAG CCCTCTCTTG AAGGGCTATA CATTCTTACTAGGG (SEQ ID NO:27)
1st poli−1:GATCCCCGCC AGGAATGGAT GGCCCATTCA AGAGATGGGC CATCCATTCC TGGCTTTTTGGAAA (SEQ ID NO:28)
1st poli−2:AGCTTTTCCA AAAAGCCAGG AATGGATGGC CCATCTCTTG AATGGGCCAT CCATTCCTGGCGGG (SEQ ID NO:29)
2nd poli−1:GATCCCCGGA ATTGGAGGAA ATGAACTTCA AGAGAGTTCA TTTCCTCCAA TTCCTTTTTGGAAA (SEQ ID NO:30)
2nd poli−2:AGCTTTTCCA AAAAGGAATT GGAGGAAATG AACTCTCTTG AAGTTCATTT CCTCCAATTCCGGG (SEQ ID NO:31)
1st inti−1:GATCCCCTTA GCAGGAAGAT GGCCAGTTCA AGAGACTGGC CATCTTCCTG CTAATTTTTGGAAA (SEQ ID NO:32)
1st inti−2:AGCTTTTCCA AAAATTAGCA GGAAGATGGC CAGTCTCTTG AACTGGCCAT CTTCCTGCTAAGGG (SEQ ID NO:33)
2nd inti−1:GATCCCCGGT GAAGGGGCAG TAGTAATTCA AGAGATTACT ACTGCCCCTT CACCTTTTTGGAAA (SEQ ID NO:34)
2nd inti−2:AGCTTTTCCA AAAAGGTGAA GGGGCAGTAG TAATCTCTTG AATTACTACT GCCCCTTCACCGGG (SEQ ID NO:35)
1st vpui−1:GATCCCCGAC AGTGGCAATG AGAGTGTTCA AGAGACACTC TCATTGCCAC TGTCTTTTTGGAAA (SEQ ID NO:36)
1st vpui−2:AGCTTTTCCA AAAAGACAGT GGCAATGAGA GTGTCTCTTG AACACTCTCA TTGCCACTGTCGGG (SEQ ID NO:37)
2nd vpui−1:GATCCCCGAG CAGAAGACAG TGGCAATTCA AGAGATTGCC ACTGTCTTCT GCTCTTTTTGGAAA (SEQ ID NO:38)
2nd vpui−2:AGCTTTTCCA AAAAGAGCAG AAGACAGTGG CAATCTCTTG AATTGCCACT GTCTTCTGCTCGGG (SEQ ID NO:39)
nefi−1:GATC CCC GTAGTGTGATTGG ATGGCCTTCA AGAGAGGCCA TCCAATCACA CTACTTTTTGGAAA (SEQ ID NO:40)
nefi−2: AGCTTTTCCA AAAAGTAGTG TGATTGGATG GCCTCTCTTG AAGGCCATCC AATCACACTACGGG (SEQ ID NO:41)
U3i−1:GATCCCCGGA GAGAACACCA GCTTGTTTCA AGAGAACAAG CTGGTGTTCT CTCCTTTTTGGAAA (SEQ ID NO:42)
U3I−2:AGCTTTTCCA AAAAGGAGAG AACACCAGCT TGTTCTCTTG AAACAAGCTG GTGTTCTCTCCGGG (SEQ ID NO:43)
GFPi−2:TCTTGAACAGCTTGTGGCCGAGAATGGGG (SEQ ID NO:19)
GFPi−3:CAAGAGACAGCTTGTGGCCGAGAATGTTTT TGGAAA (SEQ ID NO:20)
GFPi−4:AGCTTTTCCA AAAACATTCT CGGCCACAAG CTGTC (SEQ ID NO:21)
U5i−1:GATC CCC GTAGTGTGTGCCCGTCTGT TTCAAGAGAACAGACGGGCACACACTACTTTTTG (SEQ ID NO:22)
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nefi−1:GATC CCC GTAGTGTGATTGG ATGGCCTTCA AGAGAGGCCA TCCAATCACA CTACTTTTTGGAAA (SEQ ID NO:40)
nefi−2: AGCTTTTCCA AAAAGTAGTG TGATTGGATG GCCTCTCTTG AAGGCCATCC AATCACACTACGGG (SEQ ID NO:41)
U3i−1:GATCCCCGGA GAGAACACCA GCTTGTTTCA AGAGAACAAG CTGGTGTTCT CTCCTTTTTGGAAA (SEQ ID NO:42)
U3I−2:AGCTTTTCCA AAAAGGAGAG AACACCAGCT TGTTCTCTTG AAACAAGCTG GTGTTCTCTCCGGG (SEQ ID NO:43)
2のSfiI(A/B)クローニング部位、1100塩基対のスタッファー(stuffer)およびニワトリHS4インシュレーター配列(cHS4)を含んでいるレンチウィルスSINインシュレーターベクター(pTYF−EFnlacZcHS)を用いて、全てのレンチウィルスsiRNAベクターを構築した。SfiI分解によってpBS−H1−Sfi−siRNAプラスミドからH1−siRNAフラグメントを脱離させて、逆方向のレンチウィルスpTYF−SfiB/Aベクターへクローンして、siRNA形質導入ベクターを得た。全てのsiRNA配列をDNAシークエンシングによって確認した。
DNAトランスフェクションおよびHIV−1調製。HIV−1へのsiRNA効果の分析に関して、Superfectを用いてそのメーカー(Qiagene社)が説明したように、12ウェルプレート中でpBS−Hl−Sfi−siRNA(1.8μg/ウェル)およびHIV−1DNA(0.2μg/ウェル)で293T細胞に同時トランスフェクションさせた。トランスフェクション24時間後に、上清を得て、MAGIと(逆転写酵素)RTアッセイのために用いた。HIV−1株の調製のため、293T細胞をHIV−1DNAでトランスフェクションし、DNAを添加後12時間後、12時間間隔で3回上清を集めた。
レンチウィルスベクターの調製、滴定および形質導入。DNA同時トランスフェクションによってレンチウィルスベクターを作成して、前述のように小型微量遠心分離またはろ過によって、ウィルスを濃縮した(文献同上)。βガラクトシダーゼ酵素アッセイを用いて、TE671細胞でウィルス力価を決定した。レンチウィルスの形質導入に関して、ポリブレン(8μg/ml、Sigma)の存在下において文中で示したように異なるMOIで形質導入した。レポーター遺伝子nlacZアッセイによって、形質導入効率をモニターした。
HIV−1インフェクション、RTおよびMAGIアッセイ。RPMI1640培地中で2μg/mlのフィトヘムアグルチニン(PHA)で1日間PBMCを活性化させ、MOI10でのレンチウィルスsiRNAベクター形質導入の前に、細胞を3回洗浄した。24時間後、siRNA形質導入PBMCを20MOIで野生型HIV−1に暴露した。HIV−1への暴露後の異なる時点において、RTアッセイのため上清を得た。各々の得る段階で細胞を計測し、同数の生存細胞を新鮮な培地に播種した。10MOIで10μg/mlのポリブレンを含むRPMI1640中のレンチウィルスsiRNAベクターでMolt−3細胞を形質導入した。ウィルス生産を決定するため、新鮮なRPMI1640を1ウェルにつき300μl有する24ウェルプレートに、1×105細胞を播種して、24時間後、RTアッセイのため、上清を得た。
細胞質および核RNA分析。微修正を加えた、前述した方法に従って、核および細胞質RNAを得た(Zaiss et al., J Virol. 2002; 76: 7209-7219)。簡潔に言うと、冷PBSで細胞を2〜3回洗浄し、10mM Tris(pH7.4)、10mM NaCl、3mM MgCl2および25μl VRC(20mM BRL)を含む250μlの氷冷溶液で細胞ペレットを再懸濁して、12.5μlの10%NP40を加えることによってゆるやかに溶解し、簡単に混合し、2〜3分間、氷上で攪拌した。2分間、800gで遠心分離した後、上清と核のペレットを分離して、メーカーに述べられたようにTRI試薬(BRL)を用いて、RNAを得た。ホルムアルデヒド・アガロース上の電気泳動によってRNAを分析し、ブロットし、全長のHIV−1またはβ―アクチンに特異的な配列を用いて、random primed probe(Stratagene社、La jolla、CA、USA)でプローブした。再ハイブリダイゼーションに関しては、0.1%SDSを含むddH2O中で10分間沸騰させることによって、古いプローブをはずした。
多数の高度に保存されたHIV−1配列を標的とするsiRNA。HIV−1ゲノム中の複数のsiRNA標的部位を同定するため、HIV配列の概要を調べた。全ウィルスゲノムにまたがって、AAジヌクレオチドの後の高度に保存された配列を有する11の部位を図2のように同定した。これらの部位は、非コード配列(U5iとU3i)、ならびにgag、pol、int、vpu、env(1st vpui)およびnef(図2の下部)と重複するコード配列を含む。U5i、U3iおよびnefiは全ウィルスRNA種を標的とする。一方、残りの配列は、全長またはスプライシングされたウィルスRNAのどちらか一方を標的とする。2の合成オリゴヌクレオチドをアニールし、ヒトH1polIIIプロモーターの後ろでpBSプラスミドにクローンすることによって、siRNA発現ベクターを構築した。レンチウィルスsiRNAベクターを生成するため、pBS−H1プラスミドからH1−siRNA発現カセットを切り出し、図3に示されるように内部EF1α−nlacZリポーター遺伝子の前でレンチウィルスSINインシュレーターベクターへライゲーションした。推定された19ntのステム・ループsiRNA前駆体と、それに対応するHIV−1標的配列(2nd poli)との例を図3の下部に示す。
gag、pol、intおよびvpuを標的とするsiRNAによる3のHIV−1種の効果的な阻害。DNA同時トランスフェクションを用いて、これらのsiRNAの効果を調べた。pBS siRNA発現プラスミドを、pNL4−3、p89.6(p89)およびp90CF402.1.8(p90)からなる、3の感染性分子クローンのうちの1つと、20:1のモル比で293T細胞へ同時トランスフェクションさせた。そして、48時間後、ウィルスRTアッセイのため、培養液上清を集めて、分析した。レポーター遺伝子を標的とするsiRNAコンストラクト(GFPi)をコントロールとして含ませた。RTアッセイは、11のHIV−1特異的siRNAコンストラクトのうち5つ(1st gagi、2nd poli、2nd intiおよび両方のvpui)は、HIV−1NL4-3およびHIV−189.6に顕著な阻害効果(>90%)を示すことを実証した。11siRNAのうち4つ(2nd gagi、1st poli、2nd intiおよび2nd vpui)は、HIV−190CF402.1.8(サブタイプA/E組換え体)を50%より大きい効率で阻害した。HIV−1ゲノムの非コード領域を標的とするU5iおよびU3isiRNAは、HIV−1NL4-3およびHIV−189.6に対して〜50%の阻害を示したが、HIV−190CF402.1.8に対しては効果がなかった。HIV−2分子クローンとのDNA同時トランスフェクションにおいては、いずれのsiRNAコンストラクトも阻害効果を示さなかった。
RTアッセイはHIVのPol蛋白質合成と活性を測定する。ウィルス感染価に対するsiRNAの影響を調べるため、これらのHIV−1特異的siRNAコンストラクトまたはgfpiコントロールと、pNL4−3で293T細胞に同時トランスフェクションさせた。そして、その48時間後、子孫ウィルスを得て、それを用いてLTR−β―galレポーター細胞株であるCD4+MAGI細胞に感染させた。X−gal染色後のMAGI細胞における子孫ウィルス感染価の定量比較は、nefiコンストラクトを含めて、ウィルスのコード領域を標的とするsiRNAの全てはHIV−1感染(80〜99%)を抑制するのに効果があることを示した。そして、nefiコンストラクトはRTアッセイによって阻害効果を示さなかったが、HIV−1感染(〜80%)を抑制する効果があることを示した。また、興味深いことに、HIV−1ゲノムの中の非コード領域を標的とするU5iおよびU3iは〜50%の阻害効果を示した。
レンチウィルスsiRNAの形質導入後のHIV−1が誘導する細胞毒性からの保護。一時的なトランスフェクション分析は、プラスミドsiRNA発現コンストラクトがHIV−1阻害に効果があることを示した。レンチウィルスベクターが、標的細胞へ効率的な遺伝子運搬、および一時的なsiRNA遺伝子導入に関する問題を克服する標的細胞への恒久的な結合を促進させるので、これらのHIV−1特異的siRNAを保持するレンチウィルスsiRNAベクターをさらに調べた。pNHP、pHEF−VSVGおよびpTYFsiRNA−EZ(図3)の293T細胞への同時トランスフェクションによって、レンチウィルスsiRNAベクターを生産した。TE671細胞のβ−ガラクトシダーゼ・レポーター遺伝子アッセイによってベクター力価を決定した。これらの異なるレンチウィルスsiRNAコンストラクトの力価を比較した。全てのレンチウィルスsiRNAコンストラクトは、1〜1.5×107/mlの範囲でウィルス力価を示した。ヘルパーコンストラクトを標的とするU5i、gagi、poliおよびinti siRNAコンストラクトは、ベクター力価に著しく影響を与えなかった。おそらく、ベクターの生産を妨害する、効果的なsiRNAの阻害のためであると思われるが、2nd poliは一貫して他のものより低いベクター力価を示した。
最初、gfpi、2nd gagi、2nd vpuiというレンチウィルスsiRNAベクターで、HIV−1、2のヒトCD4+細胞株、CEM−A、接着性リンパ腫細胞株およびGHOST hi5細胞(それらの両者とも、M−指向性HIV−1感染に感受性を有する)に形質導入した。レンチウィルスsiRNAで形質導入したCEM−AおよびGHOST hi5細胞を5日間増殖させ、合胞体を形成するHIV−1(HIV−1NL-AD8)で暴露して、合胞体形成について細胞をモニターした。結果より、gfpiで形質導入したCEM−A細胞は合胞体を全培地中に形成して、ウィルス感染の6日後、ほとんど死滅することが示された。対照として、2nd gagiで形質導入したCEM−Aは部分的に、2nd vpuiで形質導入したCEM−A細胞はほとんどが、HIV−1NL-AD8の合胞体形成の細胞毒性効果から保護された。レンチウィルスsiRNA形質導入とHIV−1NL-AD8の暴露の後、GHOST hi5細胞中で同様の結果を観察した。lacZレポーター遺伝子アッセイによって示されるように、レンチウィルスの形質導入効率は100%近くであった。
慢性感染したヒト・リンパ細胞内のHIV−1レンチウィルスsiRNA阻害。上記の形質導入と暴露の実験は、レンチウィルスsiRNAが、HIV−1感染およびそれに関連する細胞変性効果から細胞を保護することを示した。設定されたHIV−1感染細胞中のレンチウィルスsiRNAがHIV−1を阻害するかどうかを調査した。高い力価でHIV−1を生産し続けて野生型HIV−1に慢性的に感染したMOLT−3・ヒトT細胞株を、gfpi、2nd poli、2nd inti、2nd vpuiを含むsiRNAおよび後者siRNA3つ全ての組み合わせで形質導入した。HIV−1に慢性感染したMOLT−3細胞を9ヶ月間増殖させ、全ての細胞を感染させ、HIV−1を継続的に生産した。レンチウィルスsiRNA形質導入の後、lacZレポーター遺伝子アッセイを用いてsiRNAの形質導入をモニターした。培養液上清中のウィルスのRT活性を分析して、siRNAの阻害効果を決定した。MOLT−3細胞へのレンチウィルスの形質導入効率は、90%より大きかった。3のレンチウィルスsiRNA(2nd poli、2nd intiおよび2nd vpui)全てが、慢性HIV−1陽性MOLT−3細胞においてHIV−1の複製を阻害したが、gfpiでは阻害しなかった。3の異なるHIV−1特異的siRNAベクターの組み合わせは、最も高い阻害効果(>95%)を示した。
阻害は、MOLT−3細胞における非特異的ウィルス阻害ではなく、HIV−1RNA分解を原因とすることを確認するため、細胞質と核RNAを得て、調べた。RNAの質は、アガロースゲルのEtBr染色によって、モニターされ、示された。偽体で、gfpiで、および2nd vpuiで形質導入したMOLT−3細胞のノーザン分析は、HIV−1siRNA(2nd vpui)レンチウィルス形質導入細胞において、HIV−1RNA種(全長およびスプライシングされたRNA)の著しい減少を示したが、偽体およびgfpi形質導入細胞においては示さなかった。β−アクチンRNAがこれらのサンプルの全てにおいて同量存在したことに示されるように、非特異的RNA分解は検出されなかったので、siRNA阻害はHIV特異的であった。レンチウィルス2nd vpuiは、慢性感染したMOLT−3細胞の細胞質(C)および核(N)画分の両方においてHIV−1RNAを阻害した。
主要末梢血リンパ細胞中のレンチウィルスsiRNAのHIV−1阻害。主要ヒト・リンパ細胞でsiRNAによるHIV−1阻害効率を調べるため、主要ヒト・PBMCをレンチウィルスsiRNAベクターで形質導入した後、高いMOIで野生型HIV−1に暴露した。PHAでドナーPBMCは活性化された。そして、gfpi、2nd poli又は2nd vpuiをコードするレンチウィルスsiRNAベクターで前記ドナーPBMCに形質導入した。レンチウィルスの形質導入の後、PBMCを計測して、同数の生存細胞を24ウェル培養皿へプレートして、主要ウィルス種HIV−189.6で暴露した。β―ガラクトシダーゼ・レポーター遺伝子アッセイによって、PBMCへのレンチウィルス形質導入の効率を評価した。HIV−1暴露の後(dpc)の1〜2日毎に10日間、培地上清を集めて、RT活性を測定した。RT動態によれば、偽体およびgfpiレンチウィルスベクターで形質導入したPBMCと比較して、HIV−1特異的2nd poliおよび2nd vpuiレンチウィルスベクターで形質導入したPBMC内ではHIV−189.6複製が減少することが示された。HIV−1NL4-3で暴露された、異なるドナーからのPBMCでも同様の結果を得た。
(他の実施形態)
本発明の詳細な説明とともに本発明は記述されている一方、前述の説明は説明することを意図しており、本発明の範囲を限定することを意図していないのを理解するべきである。本発明の範囲は添付された特許請求の範囲の範囲によって定義される。他の側面、利点及び変更は次に述べる特許請求の範囲内である。
本発明の詳細な説明とともに本発明は記述されている一方、前述の説明は説明することを意図しており、本発明の範囲を限定することを意図していないのを理解するべきである。本発明の範囲は添付された特許請求の範囲の範囲によって定義される。他の側面、利点及び変更は次に述べる特許請求の範囲内である。
【配列表】
Claims (31)
- 短鎖干渉RNAをコードするヌクレオチド配列を含むことを特徴とするレンチウィルスベクター。
- 前記ベクターはレンチウィルスビリオンに含まれることを特徴とする請求項1記載のレンチウィルスベクター。
- 前記短鎖干渉RNAは癌と関連する遺伝子に特異的であることを特徴とする請求項1記載のレンチウィルスベクター。
- 癌と関連する前記遺伝子がSca−2であることを特徴とする請求項3記載のレンチウィルスベクター。
- 前記短鎖干渉RNAは、ウィルスに存在する遺伝子に特異的であることを特徴とする請求項1記載のレンチウィルスベクター。
- 前記ウィルスがHIVであることを特徴とする請求項5記載のレンチウィルスベクター。
- 前記ウィルスがHIV−1であり、前記遺伝子がgagであることを特徴とする請求項6記載のレンチウィルスベクター。
- 前記ウィルスがHIV−1であり、前記遺伝子がpolであることを特徴とする請求項6記載のレンチウィルスベクター。
- 前記ウィルスがHIV−1であり、前記遺伝子がintであることを特徴とする請求項6記載のレンチウィルスベクター。
- 前記ウィルスがHIV−1であり、前記遺伝子がvpuであることを特徴とする請求項6記載のレンチウィルスベクター。
- 前記ベクターが、前記短鎖干渉RNAをコードする前記ヌクレオチド配列と作用可能なように連結されたプロモーターを含んでいるカセットを含むことを特徴とする請求項1記載のレンチウィルスベクター。
- 前記カセットは、前記ベクターの他の遺伝子に対して逆方向であることを特徴とする請求項11記載のレンチウィルスベクター。
- 前記カセットは、前記ベクターの他の遺伝子に対して順方向であることを特徴とする請求項11記載のレンチウィルスベクター。
- 細胞内の標的遺伝子の発現を減少させるための方法であって、
(A)前記遺伝子に特異的である短鎖干渉RNAをコードするレンチウィルスベクターを前記細胞へ導入するステップと、
(B)前記遺伝子に特異的である前記短鎖干渉RNAが、前記遺伝子の発現の検出可能な減少を引き起こすために十分な量、発現される条件下に前記細胞を置くステップと、からなることを特徴とする方法。 - 前記ベクターはレンチウィルスビリオンに含まれることを特徴とする請求項14記載の方法。
- 前記細胞は哺乳動物細胞であることを特徴とする請求項14記載の方法。
- 前記哺乳動物細胞はヒト細胞であることを特徴とする請求項16記載の方法。
- 前記細胞は腫瘍細胞であることを特徴とする請求項16記載の方法。
- 前記遺伝子が通常の細胞よりも癌細胞においてより高いレベルで発現されるものであることを特徴とする請求項18記載の方法。
- 前記遺伝子に特異的である短鎖干渉RNAをコードするレンチウィルスベクターを前記細胞へ導入するステップは、細胞死をもたらすことを特徴とする請求項19記載の方法。
- 前記細胞はウィルスで感染されて、前記標的遺伝子はウィルスに由来するものであることを特徴とする請求項16記載の方法。
- 前記ウィルスがHIVであることを特徴とする請求項21記載の方法。
- 前記ウィルスがHIV−1であり、前記遺伝子がgagであることを特徴とする請求項22記載の方法。
- 前記ウィルスがHIV−1であり、前記遺伝子がpolであることを特徴とする請求項22記載の方法。
- 前記ウィルスがHIV−1であり、前記遺伝子がintであることを特徴とする請求項22記載の方法。
- 前記ウィルスがHIV−1であり、前記遺伝子がvpuであることを特徴とする請求項22記載の方法。
- 前記遺伝子に特異的である短鎖干渉RNAをコードするレンチウィルスベクターを前記細胞へ導入するステップが、前記細胞内の前記ウィルスの複製の阻害をもたらすことを特徴とする請求項16記載の方法。
- 前記ベクターが、前記短鎖干渉RNAをコードする前記ヌクレオチド配列と作用可能なように連結されたプロモーターを含んでいるカセットを含むことを特徴とする請求項14記載の方法。
- 前記カセットは、前記ベクターの他の遺伝子に対して逆方向であることを特徴とする請求項28記載の方法。
- 前記カセットは、前記ベクターの他の遺伝子に対して順方向であることを特徴とする請求項28記載の方法。
- 前記遺伝子に特異的である短鎖干渉RNAをコードするレンチウィルスベクターを前記細胞へ導入するステップが、前記短鎖干渉RNAをコードする前記ヌクレオチド配列の発現を3週間以上もたらすことを特徴とする請求項14記載の方法。
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